JP4974298B2 - 蛇行補正機構、及びこれを備えた中間転写ユニット，画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、無端状ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構、これを備えた中間転写ユニット，画像形成装置に関する。

カラーのプリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置において、中間転写ベルトを使用したものが知られている。このものは、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）の４色のトナー像について、１個の感光ドラム上に１色のトナー像を形成してこれを中間転写ベルト上に転写する工程を４色について繰り返すことで、中間転写ベルト上で４色のトナー像を重ね合わせる。または、４個の感光ドラムを有するタンデム方式の場合は、各感光ドラム上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成して、これらを順次に中間転写ベルト上に転写して中間転写ベルト上で重ね合わせる。いずれの場合も、中間転写ベルトは、無端状に形成されて複数のローラに張架されている。この中間転写ベルトが蛇行した場合には、転写される各色のトナー像の転写位置がずれて色ズレが発生する。

このような色ズレを防止するため、中間転写ベルトの蛇行を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、ベルトが張架された蛇行補正用のローラの両端をそれぞれアームの先端で保持し、アームの中間に揺動中心を設けるとともに、アームの基端部に、板カム（周縁カム）の周縁を当接させる。この板カムを回転させることで、アームを揺動させ、ローラの端部を、張力付与方向に対してほぼ直交する方向に移動させて中間転写ベルト蛇行を補正するようにしている。
特開平０６−５６２９４号公報

しかしながら、上述の特許文献１によると、板カムの１回転によってローラの端部の移動量が最大となるため、例えば、板カムの制御可能な最小の回転角度に対して、ローラ端部の移動量が大きくなりがちで、移動量を細かく制御することが難しく、したがって、蛇行量の補正を細かく行うことが困難であるという問題があった。このような問題は、ベルトが中間転写ベルトである場合に限らず、例えば、感光体ベルト（感光ベルト）、転写ベルト、搬送ベルト等においても発生する。

そこで、本発明は、無端ベルトが張架されたローラの端部の移動量を細かく制御して、無端ベルトの蛇行の補正を高い精度で行うことができる蛇行補正機構、及びこれを備えた中間転写ユニット，画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、無端ベルトが張架された複数のローラのうち、１つのローラのローラ軸の一端部に取り付けられて前記ローラ軸の一端部を前記ローラ軸にほぼ直交する方向に移動させることにより、回転中の前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構に関する。この発明に係る蛇行補正機構は、（１）回転角が制御可能なモータと、（２）前記モータによって回転されるとともに外周部にカム面とガイド面とを有し前記ローラ軸とほぼ平行なカム軸の方向に移動可能な立体カムであって、前記カム面は前記立体カムの所定方向の回転に伴って前記カム軸からの距離が漸増する、少なくとも前記立体カムの１周分を越える螺旋状に形成され、前記ガイド面は前記カム面の前記カム軸の方向の一方の端部に立設されて前記カム面に沿って螺旋状に形成された前記立体カムと、（３）前記ローラ軸とほぼ平行な揺動支点によって揺動可能に支持された揺動アームであって、前記ローラ軸の一端部を回転可能に支持する軸受部と前記立体カムの前記カム面及び前記ガイド面に接離可能な当接部とを有する前記揺動アームと、（４）前記立体カムを付勢して前記揺動アームの前記当接部に前記ガイド面を押圧するカム付勢部材と、（５）前記揺動アームの前記当接部を前記カム面に押圧させる押圧手段と、を備える、ことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、無端ベルトが張架された複数のローラのうち、１つのローラのローラ軸の一端部に取り付けられて前記ローラ軸の一端部を前記ローラ軸にほぼ直交する方向に移動させることにより、回転中の前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構に関する。この発明に係る蛇行補正機構は、（１）回転角が制御可能なモータと、（２）前記モータによって回転されるとともに外周部にカム面とガイド面とを有し前記ローラ軸とほぼ平行なカム軸の方向に移動可能な立体カムであって、前記カム面は前記立体カムの所定方向の回転に伴って前記カム軸からの距離が漸増する、少なくとも前記立体カムの１周分を越える螺旋状に形成され、前記ガイド面は前記カム面の前記カム軸の方向の一方の端部に立設されて前記カム面に沿って螺旋状に形成された前記立体カムと、（３）前記ローラ軸とほぼ平行な揺動支点によって揺動可能に支持された揺動アームであって、前記ローラ軸の一端部を回転可能に支持する軸受部と前記立体カムの前記カム面及び前記ガイド面に接離可能な当接部とを有する揺動アームと、（４）前記揺動アームを付勢して前記揺動アームの前記当接部を前記ガイド面に押圧するアーム付勢部材と、（５）前記揺動アームの前記当接部を前記カム面に押圧させる押圧手段と、を備える、ことを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る蛇行補正機構において、前記揺動支点が前記揺動アームにおける前記軸受部と前記当接部との間に配置されている、
ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に係る蛇行補正機構において、前記押圧手段が、前記揺動アームを付勢して前記当接部を前記カム面に押圧させるばね部材である、ことを特徴としている。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蛇行補正機構において、（１）２個の前記立体カムを、前記カム軸からのカム面の距離が近い小径部側が合わさるように結合し、（２）前記揺動アームの前記当接部を、一定の間隔で離れた上挟持部と下挟持部とを有する二股部に構成して前記押圧手段とし、（３）前記上挟持部を一方の前記立体カムの前記カム面に当接させ、前記下挟持部を他方の前記立体カムの前記カム面に当接させて、前記上挟持部と前記下挟持部とで前記カム面を挟み込む、ことを特徴としている。

請求項６に係る発明は、転写フレームと、転写フレームによって回転自在に支持された複数のローラと、前記複数のローラに張架された中間転写ベルトと、を備えた中間転写ユニットに関する。この発明に係る転写ユニットは、前記複数のローラのうち、１つのローラのローラ軸の一端部を前記ローラ軸にほぼ直交する方向に移動させることにより、回転中の前記中間転写ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構を備え、前記蛇行補正機構が請求項１乃至５のいずれか１項に係る蛇行補正機構である、ことを特徴としている。

請求項７に係る発明は、シートを給紙するシート給紙部と、前記シート給紙部から供給されたシートに画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置に関する。この発明に係る画像形成装置は、前記画像形成部は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写されるとともに、転写されたトナー像をシートに転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備え、前記蛇行補正機構が請求項１乃至５のいずれか１項に係る蛇行補正機構である、ことを特徴としている。

請求項８に係る発明は、シートを給紙するシート給紙部と、前記シート給紙部から供給されたシートに画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置に関する。この発明に係る画像形成装置は、前記画像形成部は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写されるシートを担持して搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備え、前記蛇行補正機構が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛇行補正機構である、ことを特徴としている。

本発明の蛇行補正機構によれば、立体カムは、カム面が立体カムの１周分を越えて螺旋状に形成されていて、例えば、カム面が１周分しか形成されていない従来技術の板カム（周縁カム）と比較した場合、同じ回転角に対して、リフト量を小さくすることができるので、ローラ軸の一端部の移動を細かく制御することができる。つまり、無端ベルトの蛇行を高い精度で補正することが可能となる。

本発明の中間転写ユニットによれば、無端ベルトとしての中間転写ベルトの蛇行を高い精度で補正することができるので、例えば、中間転写ベルトに複数色のトナー像が転写される場合、転写される複数色のトナー像の色ズレを抑制することができる。

本発明に画像形成装置によると、シート上に形成される複数色のトナー像の色ズレを抑制することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。

＜実施形態１＞
図１〜図９を参照して、本発明に係る蛇行補正機構１、中間転写ユニット２、画像形成装置３について説明する。このうち、図１は、画像形成装置３の内部構成を正面側（画像形成装置３の使用時にユーザが位置する側）から見て模式的に示す図である。図２は、実施形態１の蛇行補正機構１を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図３は、実施形態１の蛇行補正機構１を正面側の右斜め下方から見た斜視図である。図４は、立体カム５１の斜視図である。図５は、実施形態２の蛇行補正機構１Ａを説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。図６は、実施形態２の蛇行補正機構１Ａを正面側の左斜め上方から見た斜視図である。図７は、実施形態２の揺動アーム９１を説明する斜視図である。図８は、蛇行量検出装置８０を説明する、中間転写ベルトの回転方向に直交する方向の断面図である。図９は、蛇行量検出装置８０を説明する斜視図である。

図１を参照して、本発明に係る画像形成装置３の一例を説明する。同図に示す画像形成装置３は、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタであり、タンデム方式、中間転写方式を採用している。

図１に示す画像形成装置３は、画像形成装置本体４内に、シート給紙部５と、画像形成部６と、定着部７と、シート再給紙部８とが設けられている。

シート給紙部５には、複数の給紙カセット１０と、各給紙カセット１０に対応して配設されたピックアップローラ１１と、給送ローラ１２と、リタードローラ１３と、レジストローラ対１４とが配設されている。各給紙カセット１０内には、複数枚のシートＰが積層状態で収納されていて、ピックアップローラ１１により給紙される。給紙されたシートＰは、給送ローラ１２及びリタードローラ１３によって、重送が防止されつつ、最上位のシートＰは、停止中のレジストローラ対１４のニップに先端部を当接させることで、斜行が矯正されるとともに一時停止される。一時停止されたシートＰは、その後、中間転写ベルト（無端ベルト）１５上のトナー像が中間転写ベルト１５の矢印Ｒ１５方向の回転に伴って２次転写部Ｔ２に搬送されるのと同期したレジストローラ対１４の回転によって、２次転写部に供給される。

画像形成部６には、４個の画像形成ステーション１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫと、中間転写ユニット２とが配設されている。４個の画像形成ステーションは、中間転写ベルトの回転方向上流側から順に、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）の各色の画像形成ステーション１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫが配設されている。これら４色の各画像形成ステーション１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫは、同様に構成されている。マゼンタの画像形成ステーション１６Ｍを例に説明すると、感光ドラム（像担持体）１７と、帯電器１８と、露光装置２０と、現像装置２１と、クリーニング装置２３とを有している。一方、中間転写ユニット２は、転写フレーム２４と、この転写フレーム２４によって回転可能に支持された複数のローラ、すなわち、駆動ローラ２５，従動ローラ２６，１次転写ローラ２２，２次転写対向ローラ２７，複数のテンションローラ等と、これらローラに張架された無端状の中間転写ベルト１５とを備えている。中間転写ベルト１５は、駆動ローラ２５の矢印方向（図１中の時計回り）の回転により、矢印Ｒ１５方向に回転する。また、中間転写ユニット２全体は、画像形成装置本体４に対して例えば、正面側から着脱自在に構成されている。

マゼンタの画像形成ステーション１６Ｍにおいて、感光ドラム１７は、駆動手段（不図示）によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印方向（図１中の反時計回り）に回転駆動され、その表面（外周面）が帯電器１８によって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１７表面は、露光装置２０によって画像情報に応じた露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置２１によってマゼンタのトナーが付着されてマゼンタのトナー像として現像される。マゼンタのトナー像は、１次転写ローラ２２によって１次転写部Ｔ１において中間転写ベルト１５上に転写される。トナー像転写後の感光ドラム１７は、表面に残った転写残トナーがクリーニング装置２３によって除去されて次の画像形成に供される。

同様にして、シアン，イエロー，ブラックの画像形成ステーション１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫにおいて各感光ドラム１７上に形成されたシアン，イエロー，ブラックのトナー像は、それぞれの１次転写部において、１次転写ローラ２２によって中間転写ベルト１５上のマゼンタのトナー像に順次に重ね合わされるようにして１次転写される。こうして中間転写ベルト１５上で重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト１５の回転によって２次転写部Ｔ２に搬送される。これと並行して、レジストローラ１４対が回転することでシートＰが２次転写部Ｔ２に供給される。中間転写ベルト１５上の４色のトナー像は、２次転写ローラ２８によってシートＰ上に一括で２次転写される。２次転写後の中間転写ベルト１５は、ベルトクリーナ３０によって表面に残った転写残トナーが除去される。一方、トナー像転写後のシートＰは、搬送ベルト３１によって定着部７に搬送される。

定着部７には、定着ローラ３２と、これに圧接されて定着ニップ部Ｎを構成する加圧ローラ３３とを有する定着装置３４が配設されている。定着装置３４に搬送されたシートＰは、定着ニップ部Ｎを通過する際に、加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。トナー像定着後のシートＰは、排紙ローラ対３５によって排紙トレイ３６上に排出される。これにより、１枚のシートＰの片面に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。

なお、裏面にも画像形成を行う場合には、シート再給紙部８に配設されたフラッパ３７，３８、反転パス４０等によって表裏反転されたシートＰは、再給紙パス４１等を介して、再度、画像形成部６に供給され、上述と同様にして、裏面にトナー像が転写され、その後、定着された後、排紙トレイ３６上に排出される。以上で、画像形成装置３についての説明を終了する。

本発明に係る蛇行補正機構１は、中間転写ベルト１５が張架された従動ローラ２６に取り付けられていて、中間転写ベルト１５の蛇行を補正するものである。ここで、上述のように、中間転写ベルト１５は、中間転写ユニット２の構成要素であり、転写フレーム２４によって回転自在に支持された複数のローラに掛け渡されている。この複数のローラのうちの１つのローラである従動ローラ２６のローラ軸４２の一方の端部に、蛇行補正機構１が取り付けられている。

図２，図３に示すように、蛇行補正機構１は、モータ５０と、立体カム５１と、揺動アーム５２と、カム付勢部材としての圧縮ばね５３と、押圧手段としての引っ張りばね５４とを備えている。

モータ５０は、その出力軸（カム軸）５５が従動ローラ２６のローラ軸４２とほぼ平行になるように、転写フレーム２４によって支持されている。モータ５０としては、入力されるパルス数に応じた回転角が得られるステップモータを使用することができる。また、サーボモータを使用することもできる。モータ５０の出力軸５５には、立体カム５１が取り付けられている。

立体カム５１は、円錐台の外周面（外周部）を階段状にしたような外観形状となっている。立体カム５１の外周面には、所定の幅のカム面５６が螺旋状に形成されている。ここで、所定の幅とは、後述する揺動アーム５２のコロ（当接部）７０が外れることなく有効に転動することができる幅をいう。立体カム５１における、出力軸５５の方向の２つの端面近傍のうち、小さい方の端面がある側を小径部５７、大きい方の端面がある側を大径部５８とすると、カム面５６は、小径部５６から大径部５７にかけて、出力軸５５からの距離が漸増するような螺旋状に形成されている。また、カム面５６には、小径部５６側の端縁６０と大径部５７側の端縁６１とがあるが、大径部５７側の端縁６０には、カム面５６に対してほぼ垂直にガイド面６２が立設されている。このガイド面６２は、カム面５６に沿ってカム面５６と同様に螺旋状に形成されている。図４に示すように、本実施形態では、カム面５６及びガイド面６２は、立体カム５１のほぼ３周分にわたって形成されている。カム面５６のうち、最も小径部５７側に位置する端部を始端部６３、最も大径部５８側に位置する端部を終端部６４とし、さらに、出力軸５５の中心から始端部６３までの距離をｄ１，出力軸５５の中心から終端部６４までの距離をｄ２とすると、カム面５６は３周することで、すなわち１０８０度（＝３６０度×３）回転することで、リフト量がｄ２−ｄ１だけ増加することになる。また、本実施形態では、カム面は、１周目５６ａと２周目５６ｂとが、また２周目５６ｂと３周目５６ｃとが、出力軸５５に対して直交する方向から見た場合に、隣接しているように見える。つまり、１周目５６ａと２周目５６ｂとは段差を形成してガイド面６２によって連結されている。２周目５６ｂと３周目５６ｃとについても同様である。段差としてのガイド面６２の高さ、すなわち、ガイド面５２の半径方向の高さは、ガイド面６２が後述する圧縮ばね５３によって揺動アーム５２のコロ７０に押圧された際に、コロ７０がガイド面６２から外れない程度の高さに設定されている。本実施形態においては、立体カム５１は、モータ５０の出力軸５５に対して、モータ５０側に大径部５８を対面させた向きで、出力軸５５に沿った方向に移動可能で、周方向に回転不能に取り付けられている。すなわち、立体カム５１は、出力軸５５の回転に伴って同方向に回転し、また、軸方向に移動することができるようになっている。

揺動アーム５２は、図２（ａ）に示すように、板状に形成されていて、揺動自在に支持されている。揺動アーム５２は、上下方向の寸法に対して左右方向の寸法が長い長方形状の板状に形成されている。揺動アーム５２の上下方向及び左右方向のほぼ中心には、前後方向に軸（揺動支点）６５が貫通されている。この軸６５は、基端側を転写フレーム２４によって支持されていて、上述のローラ軸４２とほぼ平行に配置され、先端側が揺動アーム５２を貫通するとともに、抜け止め（不図示）が取り付けられていて、揺動アーム５２が不用に前後方向に移動しないようにしている。この軸６５は、揺動アーム５２の揺動中心となっている。

揺動アーム５２の一方の端部（図２中では左端部）は、ローラ軸４２の一端部６６を回転自在に支持する軸受部６８となっている。つまり、ローラ軸４２の一端部６６は、揺動アーム５２一方の端部を後方から前方に貫通していて、抜け止め６７が装着されている。これにより、揺動アーム５２が上述の軸６５を中心に揺動すると、ローラ軸４２の一端部６６がほぼ上下方向、すなわち中間転写ベルト１５に対する張力付与方向に対してほぼ直交する方向に上下動（昇降）する。なお、ローラ軸４２の他端部は、通常の軸受（不図示）によって回転自在に支持されていて、ローラ軸４２の一端部６６が昇降するとローラ軸４２が傾斜することになるが、このときの傾斜角度がほぼ上下に１度ずつであって、この傾斜角度に対してローラ軸４２の長さが十分に長いので（例えば、３５０ｍｍ程度）実質的には支障はない。

揺動アーム５２の他方の端部（図２中では右端部）には、当接部となるコロ７０が回転自在に支持されている。コロ７０は、上述の立体カム５１のカム面５６に対してはほぼ上方から、またガイド面６２に対しては前側から押圧されるようになっている。本実施形態では、上述の出力軸５５の中心は、ローラ軸４２の中心とコロ７０の回転中心との中間に位置するように構成されている。すなわち、立体カム５１の回転によってコロ７０がカム面５６に倣って転動したときに、コロ７０の回転中心の上下方向の移動量がそのまま、ローラ軸４２の中心の上下方向の移動量と等しくなるようになっている。ただし、上下方向の移動方向は逆になる。

カム付勢部材として圧縮ばね５３は、モータ５０の出力軸５５におけるモータ５０と立体カム５１との間に介装されている。立体カム５１は、この圧縮ばね５３によって、出力軸５５の先端側に向けて付勢されている。これにより、立体カム５１のガイド面６２が揺動アーム５２のコロ７０の側面に押圧されている。つまり、付勢されたガイド面６２がコロ７０を押圧することにより、コロ７０がカム面６２から外れないようになっている。

押圧手段としての引っ張りばね５４は、本実施形態では、基端側（上端側）が転写フレーム２４の一部（不図示）に取り付けられ、先端側（下端側）が揺動アーム５２の左端側でかつ上端側に取り付けられている。これにより、揺動アーム５２は、軸６５を中心に、軸受部６８のある左端側が上方に付勢され、その結果、コロ７０のある右端側が下方に付勢されて、コロ７０がカム面５６に適度な押圧力で押圧されている。

上述構成の蛇行補正機構１は、従動ローラ２６がホームポジションに配置された状態、すなわち従動ローラ２６のローラ軸４２が水平に配置された状態において、立体カム５１がホームポジションに配置され、ホームポジションの配置された立体カム５１のカム面５６に揺動アーム５２のコロ７０が当接するようになっている。ここで、立体カム５１のホームポジションは、カム面５６の始端部６３にコロ７０が当接した状態から、立体カム５１が図２（ｂ）中の矢印方向（反時計回り）に１．５回転した状態とする。つまり、全部で３周分ある螺旋状のカム面５６において、２周目５６ｂの中間地点にコロ７０が当接した状態を、立体カム５１のホームポジションとする。この状態から、図２（ｂ）中の矢印方向（時計回り）に立体カム５１が回転すると、カム面５６におけるコロ７０の当接部分の、出力軸５５からの距離が減少することになり、軸６５を中心に揺動アーム５２の右端側が下降して、左端側が上昇し、ローラ軸４２の一端部６６が上昇する。この逆に、図２（ｂ）中の矢印方向（反時計回り）に立体カム５１が回転すると、カム面５６におけるコロ７０の当接部分の、出力軸５５からの距離が増加することになり、軸６５を中心に揺動アーム５２の右端側が上昇して、左端側が下降し、ローラ軸４２の一端部６６が下降する。モータ５０の正逆回転を次に説明する蛇行量検出装置８０の出力に基づいて、適宜に繰り返すことにより、ローラ軸の端部を昇降させて、中間転写ベルト１５の蛇行を抑制することができる。

図８，図９を参照して、蛇行量検出装置８０について説明する。なお、これらの図においては、中間転写ベルト１５は、簡略化して図示している。蛇行量検出装置８０は、中間転写ベルト１５のベルト幅方向の端部近傍において、転写フレーム２４に支持された傾斜軸８１と、この傾斜軸８１によって回転自在に支持された傾斜コロと８２、この傾斜コロ８２と一体のフィルムエンコーダ８３と、このフィルムエンコーダ８３のスリット８４を検出するフォトインタラプタとを備えている。傾斜軸８１の中心は、中間転写ベルト１５の回転方向（図９中の矢印Ｒ１５方向）に直交する仮想平面上において、中間転写ベルト１５に対して４５度傾斜した状態で設定されている。また、傾斜コロ８２は、円錐台状に形成されていて、中心には、傾斜軸８１が貫通される透孔が形成されている。傾斜コロ８２における１つの母線は、図８に示すように、最も上方に位置した状態において、中間転写ベルト１５に対して平行となる。傾斜コロ８２の下面には、円形のフィルムエンコーダ８３が取り付けられている。フィルムエンコーダ８３の外周側は、傾斜コロ８２の下面から外側に突出されていて、この突出部分には、周方向に多数のスリット（切欠）８４が等間隔で設けられている。フォトインタラプタ８５は、フィルムエンコーダ８３の突出部分を挟むようにして一方側に発光部８６を有し、他方側に受光部８７を有している。傾斜コロ８２の回転に伴って、これら発光部８６及び受光部８７に対応する位置にスリット８４がきたときには、発光部８６から発光された光は、スリット８４を通過して受光部８７に到達する。一方、スリット８４でない部分が対応する位置にきたときには、発光部８６からの光は、受光部８７に到達しない。フォトインタラプタ８５によって、単位時間当たりのスリット８４の数を計数することにより、傾斜コロ８２の回転数を検出することができる。

中間転写ベルト１５のベルト幅方向の端縁には、裏面に向けて、断面形状が三角形の凸部８８が形成されている。この凸部８８は、傾斜コロ８２の母線に接触して、傾斜コロ８２を回転させる。中間転写ベルト１５が蛇行すると、凸部８８の位置が、母線に沿って移動する。例えば、中間転写ベルト１５が矢印ａ方向に蛇行すると、凸部８８が母線のうちの、傾斜コロ８２の大径側の部分に接触するため、傾斜コロ８２の回転数が少なくなる。一方、この逆に、中間転写ベルト１５が矢印ｂ方向に蛇行すると、凸部８８が母線のうちの、傾斜コロ８２の小径側で接触するため、傾斜コロ８２の回転数が多くなる。したがって、フォトインタラプタ８５によって、傾斜コロ８２の回転数を検出することで、中間転写ベルト１５の蛇行量及び矢印ａ方向又は矢印ｂ方向への蛇行速度を検出することができる。

蛇行量検出装置８０の検出結果は、図２（ａ）に示す制御手段９０に伝達される。制御手段９０は、記憶手段（不図示）を有していて、この記憶手段には、予め蛇行量検出装置８０の検出結果と、これに対応するモータ５０の回転角との関係が、テーブルとして格納されている。制御手段９０は、蛇行量検出装置８０の検出結果に基づいて、上述のテーブル内のデータと比較して、モータ５０の回転角を制御し、立体カム５１を回転させる。これにより、揺動アーム５２を介して、ローラ軸４２の移動が制御される。このローラ軸４２の制御により、中間転写ベルト１５の蛇行が抑制されることになる。この際、立体カム５１の３周分で、所定のリフト量を実現するようになっているので、例えば、従来技術の板カム（周縁カム）と比較した場合、同じ回転角に対して、リフト量を小さくすることができるので、ローラ軸４２の一端部６６の移動を細かく制御することができる。つまり、中間転写ベルト１５の蛇行を高い精度で補正することが可能となる。なお、上述では、立体カム５１の３周分で所定のリフト量を実現するようにしているが、原理的には、少なくとも立体カム５１の１周分を越えるようにすれば、効果を奏することができる。

＜実施形態２＞
図５，図６，図７を参照して、蛇行補正機構１Ａの実施形態２について説明する。同図に示すように、蛇行補正機構１Ａは、モータ５０と、２個の立体カム５１と、揺動アーム９１と、押圧手段としての揺動アーム９１の二股部（当接部）９２とを備えている。

モータ５０については、上述実施形態１と同様である。すなわち、モータ５０は、その出力軸５５が従動ローラ２６のローラ軸４２とほぼ平行になるように、転写フレーム２４によって支持されている。モータ５０としては、ステップモータを使用することができる。

立体カム５１Ａ，５１Ｂは、２個のものがそれぞれの小径部５７を合わせるようにして接合された状態で、モータ５０の出力軸５５に、軸方向移動可能でかつ周方向移動不能に取り付けられている。各立体カム５１Ａ，５１Ｂの形状については、実施形態１の立体カム５１と同様であるため詳細な説明は省略するが、それぞれ螺旋状のカム面５６及びガイド面６２を有している。

揺動アーム９１は、左右方向に長いほぼ板状に形成されていて、左右方向のほぼ中央部に実施形態１と同様、転写フレーム２４から前方に突出された軸６５によって揺動自在に支持されている。左端側には、従動ローラ２６のローラ軸４２の一端部６６を回転自在に支持する軸受部が形成されている。揺動アーム９１の右端側には、押圧手段としての二股部９２が形成されている。二股部９２は、右方に延びる板状の上挟持部９３と下挟持部９４とによって構成されている。上挟持部９３と下挟持部９４とは相互に平行に形成されるとともに、前後方向の位置が、揺動アーム９１の前後方向の中心Ｃ（図５（ｂ）の一点鎖線参照）から前後に振り分けられるように配置されている。上挟持部９３は、モータに近い側の立体カム５１Ａのカム面５６とガイド面６２に接触し、下挟持部９４は、モータから遠い側の立体カム５１Ｂのガム面５６とガイド面６２とに接触するようになっている。

また、上挟持部９３と下挟持部９４との高さ方向の間隔は一定に設定されている。この間隔は、上挟持部９３が立体カム５１Ａのカム面５６のうち、出力軸５５からの距離が最も遠い部分に接触したときに、下挟持部９４が立体カム５１Ｂのカム面５６のうち、出力軸５５からの距離が最も近い部分に接触することになる。また、この逆に、上挟持部９３が立体カム５１Ａのカム面５６のうち、出力軸５５からの距離が最も近い部分に接触したときに、下挟持部９４が立体カム５１Ｂのカム面５６のうち、出力軸５５からの距離が最も遠い部分に接触することになる。このように、上挟持部９３と下挟持部９４とによって構成された二股部９２を有する揺動アーム９１は、上挟持部９３と下挟持部９４とのうちの一方が常時カム面５６に接触することになり、いわゆる確動カムを構成している。このため、実施形態１では必要であった、揺動アーム５２を立体カム５１のカム面５６に付勢するための押圧手段としての引っ張りばね５４が不用となる。つまり二股部９２が押圧手段として作用する。

本実施形態の蛇行補正機構１Ａにおいても、上述の実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、立体カム５１Ａ，５１Ｂは、従来技術の板カム（周縁カム）と比較して、同じ回転角に対して、リフト量を小さくすることができるので、ローラ軸４２の一端部６６の移動を細かく制御することができる。つまり、中間転写ベルト１５の蛇行を高い精度で補正することが可能となる。

上述の実施形態１においては、立体カム５１を軸方向に移動可能に構成し、揺動アーム５２を軸方向移動不能に構成したが、この逆にすることも可能である。図２（ａ）に二点鎖線に示すように、軸６５を前側に延長し、ストッパ９５を設け、このストッパ９５と揺動アーム５２との間に揺動アーム付勢部材としての圧縮ばね９６を介装する。これにより、揺動アーム５２全体を後方に付勢することができる。一方、立体カム５１は、モータ５０の出力軸５５に固定して軸方向移動不能にする。また、圧縮ばね５３は、省略する。これにより、実施形態１とほぼ同等の作用効果を奏することができる。なお、実施形態２においても、同様に、立体カム５１Ａ，５１Ｂを軸方向に移動不能に構成し、揺動アーム９１を軸方向に移動可能に構成することが可能である。

上述の実施形態１，２においては、揺動アーム５２，９１の揺動中心となる軸６５を軸受部６８とコロ７０又は二股部９２との間に設定していたが、これに代えて、揺動アーム５２，９１を左方に延長して、軸受部６８よりも左側に揺動中心となる軸を配置したり、また、この逆に、揺動アーム５２，９１を右方に延長して、コロ７０又は二股部９２よりも右側に揺動中心となる軸を配置したりすることも可能である。ただし、揺動アーム５２を使用する場合には、引っ張りばね５４の位置を適宜に変更して、コロ７０がカム面５６に押圧されるようにするものとする。

以上の説明では、本発明に係る蛇行補正機構１，１Ａを、中間転写ベルト１５に適用する場合を例に説明したが、本発明に係る蛇行補正機構１，１Ａは、これに限定されず、例えば、タンデム方式の４色の画像形成装置３において、表面にシートＰを担持して各色の画像形成ステーションに搬送する搬送ベルト（不図示）や、単色の画像形成装置３において表面にシートＰを担持して搬送する搬送ベルト、ベルト状に形成された感光体ベルト等に対しても適用することができる。

また、以上の説明では、本発明に係る蛇行補正機構１，１Ａを、電子写真方式、タンデム方式、中間転写方式の４色フルカラーの画像形成装置３に適用した場合を例に説明したが、本発明に係る蛇行補正機構１，１Ａは、これに限定されるものではなく、インクジェット方式の画像形成装置等、無端状のベルトを有する種々の画像形成装置に対して適用することができる。

本発明は、中間転写ベルト１５や画像形成装置３に限らず、一般的な無端状のベルトの蛇行を補正するのに広く使用することができる。

画像形成装置３の内部構成を正面側（画像形成装置３の使用時にユーザが位置する側）から見て模式的に示す図である。 実施形態１の蛇行補正機構１を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。 実施形態１の蛇行補正機構１を正面側の右斜め下方から見た斜視図である。 立体カムの斜視図である。 実施形態２の蛇行補正機構１を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 実施形態２の蛇行補正機構１を正面側の左斜め上方から見た斜視図である。 実施形態２の揺動アームを説明する斜視図である。 蛇行量検出装置を説明する、中間転写ベルト１５の回転方向に直交する方向の断面図である。 蛇行量検出装置を説明する斜視図である。

符号の説明

１，１Ａ……蛇行補正機構、２……中間転写ユニット、３……画像形成装置、４……画像形成装置本体、５……シート給紙部、６……画像形成部、７……定着部、８……シート再給紙部、１５……中間転写ベルト（無端ベルト）、１７……感光ドラム（像担持体）、２４……転写フレーム、２６……従動ローラ（ローラ）、４２……ローラ軸、５０……モータ、５１，５１Ａ，５１Ｂ……立体カム、５２，９１……揺動アーム、５３……圧縮ばね（カム付勢部材）、５４……引っ張りばね（ばね部材，押圧手段）、５６……カム面、６２……ガイド面、６５……軸（揺動支点）、５７……小径部、６６……ローラ軸の一端部、６８……軸受部、７０……コロ（当接部）、９２……二股部（押圧手段、当接部）、９３……上挟持部、９４……上挟持部、９６……圧縮ばね（揺動アーム付勢部材）、Ｐ……シート

Claims (8)

1. 無端ベルトが張架された複数のローラのうち、１つのローラのローラ軸の一端部に取り付けられて前記ローラ軸の一端部を前記ローラ軸にほぼ直交する方向に移動させることにより、回転中の前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構において、
   回転角が制御可能なモータと、
   前記モータによって回転されるとともに外周部にカム面とガイド面とを有し前記ローラ軸とほぼ平行なカム軸の方向に移動可能な立体カムであって、前記カム面は前記立体カムの所定方向の回転に伴って前記カム軸からの距離が漸増する、少なくとも前記立体カムの１周分を越える螺旋状に形成され、前記ガイド面は前記カム面の前記カム軸の方向の一方の端部に立設されて前記カム面に沿って螺旋状に形成された前記立体カムと、
   前記ローラ軸とほぼ平行な揺動支点によって揺動可能に支持された揺動アームであって、前記ローラ軸の一端部を回転可能に支持する軸受部と前記立体カムの前記カム面及び前記ガイド面に接離可能な当接部とを有する前記揺動アームと、
   前記立体カムを付勢して前記揺動アームの前記当接部に前記ガイド面を押圧するカム付勢部材と、
   前記揺動アームの前記当接部を前記カム面に押圧させる押圧手段と、を備える、
   ことを特徴とする蛇行補正機構。
2. 無端ベルトが張架された複数のローラのうち、１つのローラのローラ軸の一端部に取り付けられて前記ローラ軸の一端部を前記ローラ軸にほぼ直交する方向に移動させることにより、回転中の前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構において、
   回転角が制御可能なモータと、
   前記モータによって回転されるとともに外周部にカム面とガイド面とを有し前記ローラ軸とほぼ平行なカム軸の方向に移動可能な立体カムであって、前記カム面は前記立体カムの所定方向の回転に伴って前記カム軸からの距離が漸増する、少なくとも前記立体カムの１周分を越える螺旋状に形成され、前記ガイド面は前記カム面の前記カム軸の方向の一方の端部に立設されて前記カム面に沿って螺旋状に形成された前記立体カムと、
   前記ローラ軸とほぼ平行な揺動支点によって揺動可能に支持された揺動アームであって、前記ローラ軸の一端部を回転可能に支持する軸受部と前記立体カムの前記カム面及び前記ガイド面に接離可能な当接部とを有する揺動アームと、
   前記揺動アームを付勢して前記揺動アームの前記当接部を前記ガイド面に押圧するアーム付勢部材と、
   前記揺動アームの前記当接部を前記カム面に押圧させる押圧手段と、を備える、
   ことを特徴とする蛇行補正機構。
3. 前記揺動支点が前記揺動アームにおける前記軸受部と前記当接部との間に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛇行補正機構。
4. 前記押圧手段が、前記揺動アームを付勢して前記当接部を前記カム面に押圧させるばね部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蛇行補正機構。
5. ２個の前記立体カムを、前記カム軸からのカム面の距離が近い小径部側が合わさるように結合し、前記揺動アームの前記当接部を、一定の間隔で離れた上挟持部と下挟持部とを有する二股部に構成して前記押圧手段とし、前記上挟持部を一方の前記立体カムの前記カム面に当接させ、前記下挟持部を他方の前記立体カムの前記カム面に当接させて、前記上挟持部と前記下挟持部とで前記カム面を挟み込む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蛇行補正機構。
6. 転写フレームと、転写フレームによって回転自在に支持された複数のローラと、前記複数のローラに張架された中間転写ベルトと、を備えた中間転写ユニットにおいて、
   前記複数のローラのうち、１つのローラのローラ軸の一端部を前記ローラ軸にほぼ直交する方向に移動させることにより、回転中の前記中間転写ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構を備え、
   前記蛇行補正機構が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛇行補正機構である、
   ことを特徴とする中間転写ユニット。
7. シートを給紙するシート給紙部と、前記シート給紙部から供給されたシートに画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、
   前記画像形成部は、
   表面にトナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写されるとともに、転写されたトナー像をシートに転写する中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備え、
   前記蛇行補正機構が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛇行補正機構である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. シートを給紙するシート給紙部と、前記シート給紙部から供給されたシートに画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、
   前記画像形成部は、
   表面にトナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写されるシートを担持して搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備え、
   前記蛇行補正機構が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛇行補正機構である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
   

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