JP5237766B2 - Belt meandering speed detection device, belt unit provided with this belt meandering speed detection device, and image forming apparatus provided with this belt unit - Google Patents
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Description
本発明は、無端状のベルトの蛇行速度を検出するベルト蛇行速度検出装置、このベルト蛇行速度検出装置を備えたベルトユニット、及びこのベルトユニットを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a belt meandering speed detecting device for detecting a meandering speed of an endless belt, a belt unit including the belt meandering speed detecting device, and an image forming apparatus including the belt unit.
プリンタ,複写機,ファクシミリ等のカラー印刷が可能な画像形成装置には、中間転写ベルトの移動方向に沿って4色(マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック)の画像形成ステーションが所定の間隔で配置され、これら各画像形成ステーションで移動する中間転写ベルト上にトナー画像を重ね合わせて転写し、そのトナー画像をシート(コピー用紙、プラスチックフィルム等)に印刷するものがある。そして、中間転写ベルトは、複数のローラに巻き掛けられた無端状のベルトであり、複数のローラによって回動されるようになっている。 In an image forming apparatus capable of color printing, such as a printer, a copying machine, and a facsimile machine, four color (magenta, cyan, yellow, black) image forming stations are arranged at predetermined intervals along the moving direction of the intermediate transfer belt. In some cases, a toner image is superimposed and transferred onto an intermediate transfer belt moving at each of these image forming stations, and the toner image is printed on a sheet (copy paper, plastic film, etc.). The intermediate transfer belt is an endless belt wound around a plurality of rollers, and is rotated by the plurality of rollers.
このような画像形成装置において、中間転写ベルトが蛇行すると、転写位置が中間転写ベルトの回動方向に対して直交する方向へずれ、中間転写ベルト上に重ね合わされる各色のトナー画像にズレを生じ、シートに印刷されたカラー画像に色ズレが生じる。 In such an image forming apparatus, when the intermediate transfer belt meanders, the transfer position shifts in a direction perpendicular to the rotational direction of the intermediate transfer belt, and the toner images of the respective colors superimposed on the intermediate transfer belt are displaced. A color shift occurs in the color image printed on the sheet.
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正確に検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルトの蛇行を制御する技術が既に知られている(特許文献1参照)。 In order to prevent such color misregistration, a technique for accurately detecting meandering of the intermediate transfer belt and controlling meandering of the intermediate transfer belt based on the detection result is already known (see Patent Document 1).
図13及び図14は、このような中間転写ベルト110の蛇行を制御する技術が組み込まれたベルト装置111を示すものである。これらの図に示すベルト装置111は、転写ベルト110が巻き掛けられたローラ112の両軸端部から突出するローラ軸113,113に検出フランジ114,114が回動自在に取り付けられている。検出フランジ114は、ローラ112の外径と同径の円筒状のベルト接触部115と、このベルト接触部115の端部に固定された円板状のエンコーダディスク部116と、を有している。そして、この検出フランジ114は、中間転写ベルト110の幅方向寸法と同一の軸方向長さであるローラ112の両端面に隣接して配置され、ローラ軸113から抜け落ちることのないように、ローラ軸113に対して抜け止めされている。また、エンコーダディスク部116には、周方向に沿って複数のスリット117が等間隔で形成されている。また、エンコーダディスク部116のスリット117が形成された部分には、フォトインタラプタ118が配置されている。そして、エンコーダディスク部116の回転をフォトインタラプタ118で検知するようになっている。
13 and 14 show a
このようなベルト装置111は、中間転写ベルト110が蛇行して、中間転写ベルト110の幅方向の端部がローラ112の軸方向端部から外れると、ローラ112の両側に配置された検出フランジ114,114のうちのいずれか一方のベルト接触部115が中間転写ベルト110に接触し、そのベルト接触部115が中間転写ベルト110によって回転させられ、ベルト接触部115の回転がフォトインタラプタ118によって検知されることにより、中間転写ベルト110の蛇行が検知されることなる。
しかしながら、図13及び図14に示したベルト装置111は、検出フランジ114がローラ112と連れ回りしてしまうと、中間転写ベルト110が蛇行を生じないで回動しているにも拘わらず、フォトインタラプタ118によって中間転写ベルト110が蛇行していると誤って検知されてしまうことになる。そのような誤検知を防止するため、ローラ112と検出フランジ114のベルト接触部115との間に隙間を設け、ローラ112と検出フランジ114との連れ回りを防止する必要がある。そのため、図13及び図14のベルト装置111は、中間転写ベルト110が蛇行し、中間転写ベルト110の幅方向の端部がローラ112から外れたとしても、中間転写ベルト110の幅方向の端部がローラ112とベルト接触部115との間の隙間を越えてベルト接触部115に到達するまで、中間転写ベルト110の蛇行を検知できず、中間転写ベルト110の蛇行の検出に遅れを生じる。
However, in the
また、図13及び図14のベルト装置111は、中間転写ベルト110が蛇行して、中間転写ベルト110が検出フランジ114のベルト接触部115に接触し、中間転写ベルト110によって検出フランジ114が回転させられ、中間転写ベルト110の蛇行がフォトインタラプタ118によって検知されたとしても、中間転写ベルト110の蛇行量を検出できないため、中間転写ベルト110の蛇行の補正を高精度で行うのが困難である。
13 and 14, the
そこで、本発明は、ベルトの蛇行を迅速に検知でき、且つ、ベルトの蛇行の補正を高精度で行うことを可能にするベルト蛇行速度検出装置、このベルト蛇行速度検出装置を備えたベルトユニット、及びこのベルトユニットを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a belt meandering speed detection device capable of quickly detecting the meandering of the belt and performing correction of the meandering of the belt with high accuracy, and a belt unit including the belt meandering speed detection device, An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the belt unit.
請求項1の発明は、複数のローラに巻き掛けられて回動させられる無端状のベルトの蛇行速度を検出するベルト蛇行速度検出装置に関するものである。この発明に係るベルト蛇行速度検出装置は、前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用し、前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備えている。そして、前記ベルトは、その内周面と外周面の少なくとも一方で且つ前記複数のローラに接触しない部分に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成されている。また、前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有しており、この第1センサの検出結果から前記ベルトの回動速度を検出するようになっている。また、前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果及び前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用して、前記ベルトの蛇行量を検出するようになっている。
The invention according to
請求項2の発明は、複数のローラに巻き掛けられて回動させられる無端状のベルトの蛇行速度を検出するベルト蛇行速度検出装置に関するものである。この発明に係るベルト蛇行速度検出装置は、前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用し、前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備えている。そして、前記ベルトは、その内周面における幅方向の一端部で且つ前記複数のローラに接触しない一端部に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成されている。また、前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有しており、この第1センサの検出結果から前記ベルトの回動速度を検出するようになっている。また、前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果及び前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用して、前記ベルトの蛇行量を検出するようになっている。
The invention of
請求項3の発明は、複数のローラに巻き掛けられて回動させられる無端状のベルトの蛇行速度を検出するベルト蛇行速度検出装置に関するものである。この発明に係るベルト蛇行速度検出装置は、前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、前記ベルト回動速度検出手段と前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備えている。そして、前記ベルトは、その内周面と外周面の少なくとも一方で且つ前記複数のローラに接触しない部分に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成されている。また、前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有し、この第1センサの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力するようになっている。また、前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力するようになっている。 The invention of claim 3 relates to a belt meandering speed detecting device for detecting the meandering speed of an endless belt that is wound around a plurality of rollers and rotated. The belt meandering speed detecting device according to the present invention comprises a belt turning speed detecting means for detecting the turning speed of the belt, a belt meandering amount detecting means for detecting the meandering amount of the belt, and the belt turning speed detecting means. And a belt meandering speed calculating means for calculating the meandering speed of the belt based on a detection result of the belt meandering amount detecting means. The belt has endless ridges extending along the circumferential direction on at least one of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface thereof and on a portion that does not contact the plurality of rollers. The belt rotation speed detecting means includes a cylindrical roller that is always in contact with the belt and is rotated by the belt, and a first sensor that measures the number of rotations of the cylindrical roller within a predetermined time. The detection result of the first sensor is output to the belt meandering speed calculation means. The belt meandering amount detecting means includes (1) a conical roller that is always in contact with the belt and is rotated by the belt, and a second sensor that measures the rotational speed of the conical roller within a predetermined time. (2) The tapered outer peripheral surface of the conical roller is always in contact with the convex strip of the belt, and the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller contacting the convex strip is in the width direction of the belt. (3) The detection result from the second sensor is output to the belt meandering speed calculation means.
請求項4の発明は、複数のローラに巻き掛けられて回動させられる無端状のベルトの蛇行速度を検出するベルト蛇行速度検出装置に関するものである。この発明に係るベルト蛇行速度検出装置は、前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、前記ベルト回動速度検出手段と前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備えている。そして、前記ベルトは、その内周面における幅方向の一端部で且つ前記複数のローラに接触しない一端部に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成されている。また、前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有し、この第1センサの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力するようになっている。また、前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力するようになっている。
The invention according to
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの発明に係るベルト蛇行速度検出装置において、前記円筒コロと前記円錐コロとが前記ベルトを挟持するように配置されていることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the belt meandering speed detection device according to any one of the first to fourth aspects, the cylindrical roller and the conical roller are arranged so as to sandwich the belt. Yes.
請求項6の発明は、複数のローラと、この複数のローラに巻き掛けられる無端状のベルトと、前記請求項1乃至5のいずれかの発明に係るベルト蛇行速度検出装置と、前記ベルトの蛇行を補正するベルト蛇行補正機構と、前記ベルト蛇行速度検出装置によって検出された前記ベルトの蛇行速度に基づいて前記ベルト蛇行補正機構を作動制御する駆動手段と、を備えたことを特徴とするベルトユニットに関するものである。 A sixth aspect of the present invention is a plurality of rollers, an endless belt wound around the plurality of rollers, a belt meandering speed detecting device according to any one of the first to fifth aspects, and a meandering of the belt. A belt meandering correction mechanism for correcting the belt meander, and drive means for controlling the belt meandering correction mechanism based on the meandering speed of the belt detected by the belt meandering speed detection device. It is about.
請求項7の発明は、前記請求項6の発明に係るベルトユニットと、このベルトユニットで搬送されるシートに画像を形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置に関するものである。 A seventh aspect of the present invention relates to an image forming apparatus comprising: the belt unit according to the sixth aspect of the present invention; and an image forming unit that forms an image on a sheet conveyed by the belt unit. It is.
請求項1及び2の発明に係るベルト蛇行速度検出装置によれば、ベルト回動速度検出手段は、円筒コロがベルトに常時接触し且つベルトによって回動させられるため、ベルトの回動速度を迅速に且つ正確に検出することができる。また、ベルト蛇行量検出手段は、円錐コロがベルトに常時接触し且つベルトによって回動させられるようになっており、ベルトが蛇行して、ベルトの突条と円錐コロのテーパ状の外周面との接触位置が円錐コロの外周面の母線方向に沿ってずれると、ベルトの蛇行を円錐コロの回転数の変化として迅速に検出し、この検出結果とベルト回動速度検出手段の検出結果に基づいてベルトの蛇行量を算出するようになっているため、ベルトの回動速度に変動があったとしても、ベルトの蛇行量を正確に検出することができる。そして、ベルト蛇行速度算出手段は、ベルト蛇行量検出手段によって検出された結果に基づいて、ベルトの蛇行速度を迅速且つ高精度に算出することができる。したがって、請求項1及び2の発明は、ベルトの蛇行量をベルトの蛇行速度として迅速且つ正確に検出することができる。 According to the belt meandering speed detecting device according to the first and second aspects of the invention, the belt rotation speed detecting means is configured so that the cylindrical roller is always in contact with the belt and is rotated by the belt. And can be detected accurately. Further, the belt meandering amount detecting means is configured such that the conical roller is always in contact with the belt and is rotated by the belt, the belt meanders, the belt protrusion and the tapered outer peripheral surface of the conical roller. If the contact position of the roller is displaced along the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller, the meandering of the belt is quickly detected as a change in the rotational speed of the conical roller, and based on this detection result and the detection result of the belt rotation speed detecting means. Since the meandering amount of the belt is calculated, the meandering amount of the belt can be accurately detected even if the rotation speed of the belt varies. The belt meandering speed calculation means can calculate the meandering speed of the belt quickly and with high accuracy based on the result detected by the belt meandering amount detection means. Therefore, according to the first and second aspects of the invention, the meandering amount of the belt can be detected quickly and accurately as the meandering speed of the belt.
請求項3及び4の発明に係るベルト蛇行速度検出装置によれば、ベルト回動速度検出手段は、円筒コロがベルトに常時接触し且つベルトによって回動させられるため、ベルトの回動速度を迅速に且つ正確に検出することができる。また、ベルト蛇行量検出手段は、円錐コロがベルトに常時接触し且つベルトによって回動させられるようになっており、ベルトが蛇行して、ベルトの突条と円錐コロのテーパ状の外周面との接触位置が円錐コロの外周面の母線方向に沿ってずれると、ベルトの蛇行を円錐コロの回転数の変化として迅速に検出することができる。そして、ベルト蛇行速度算出手段は、ベルト回動速度検出手段とベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいてベルトの蛇行速度を算出するようになっているため、ベルトの回動速度に変動があったとしても、ベルトの蛇行速度を迅速且つ高精度に算出することができる。したがって、請求項3及び4の発明は、ベルトの蛇行量をベルトの蛇行速度として迅速且つ正確に検出することができる。 According to the belt meandering speed detecting device according to the third and fourth aspects of the invention, the belt rotation speed detecting means is configured so that the cylindrical roller is always in contact with the belt and is rotated by the belt. And can be detected accurately. Further, the belt meandering amount detecting means is configured such that the conical roller is always in contact with the belt and is rotated by the belt, the belt meanders, the belt protrusion and the tapered outer peripheral surface of the conical roller. When the contact position is shifted along the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller, the meandering of the belt can be quickly detected as a change in the rotational speed of the conical roller. The belt meandering speed calculation means calculates the belt meandering speed based on the detection results of the belt rotation speed detection means and the belt meandering amount detection means, and therefore the belt rotation speed varies. Even so, the meandering speed of the belt can be calculated quickly and with high accuracy. Therefore, according to the third and fourth aspects of the present invention, the meandering amount of the belt can be detected quickly and accurately as the meandering speed of the belt.
請求項5の発明に係るベルト蛇行速度検出装置によれば、円筒コロと円錐コロとによってベルトが挟持されるため、円筒コロ,円錐コロ及びベルトに適切な押圧力(接触圧力)をかけることができ、円筒コロ及び円錐コロがベルトと滑りを生じにくくなり、円筒コロ及び円錐コロがベルトによって正確に回転させられ(円筒コロ及び円錐コロの回転が安定化し)、ベルトの蛇行量をベルトの蛇行速度として迅速且つ正確に検出することができる。 According to the belt meandering speed detection device of the fifth aspect of the invention, since the belt is sandwiched between the cylindrical roller and the conical roller, an appropriate pressing force (contact pressure) can be applied to the cylindrical roller, the conical roller and the belt. The cylindrical roller and the conical roller are less likely to slip with the belt, and the cylindrical roller and the conical roller are accurately rotated by the belt (the rotation of the cylindrical roller and the conical roller is stabilized). The speed can be detected quickly and accurately.
請求項6の発明に係るベルトユニットによれば、駆動手段が、請求項1乃至5のいずれかの発明に係るベルト蛇行速度検出装置の検出結果(ベルトの蛇行速度)に基づいてベルト蛇行補正機構を作動制御するため、ベルトの蛇行を迅速且つ高精度に補正し、ベルトの蛇行を迅速に抑えることが可能になる。 According to the belt unit of the sixth aspect of the invention, the drive means is a belt meandering correction mechanism based on the detection result (belt meandering speed) of the belt meandering speed detecting device according to any one of the first to fifth aspects of the invention. Therefore, the meandering of the belt can be corrected quickly and with high accuracy, and the meandering of the belt can be suppressed quickly.
請求項7の発明によれば、請求項6の発明に係るベルトユニットを備えているため、ベルトの蛇行に起因する色ズレ等の画像形成不良を生じることがなく、高品質の画像形成が可能になる。
According to the invention of
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(画像形成装置)
図1は、本発明に係る画像形成装置1の一例を説明するための模式的構造図である。この図1に示す画像形成装置1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。そして、この画像形成装置1は、画像形成装置本体2内に、シート給紙部3と、画像形成部4と、定着部5と、シート再給紙部6とが設けられている。
(Image forming device)
FIG. 1 is a schematic structural diagram for explaining an example of an
シート給紙部3には、複数の給紙カセット7と、各給紙カセット7に対応して配設されたピックアップローラ8と、給送ローラ10と、リタードローラ11と、レジストローラ対12とが配設されている。各給紙カセット7内には、複数枚のシートPが積層状態で収納されている。給紙カセット7内のシートPは、ピックアップローラ8により給紙カセット7内から送り出された後、給送ローラ10及びリタードローラ11によって重送が防止されて、一枚だけシート搬送路13へ送り出される。シート搬送路13に送り出されたシートPは、停止中のレジストローラ対12のニップに先端部が当接させられ、斜行が矯正されるとともに一時停止される。その後、一時停止されたシートPは、中間転写ベルト(ベルト)14上のトナー像が中間転写ベルト14の矢印R14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て2次転写部T2に位置するように、レジストローラ対12の回転によって2次転写部T2へ向けて供給される。なお、シート搬送路13には図示しない搬送コロが配置され、その搬送コロがシートPをシート搬送路13に沿って搬送する。
The sheet feeding unit 3 includes a plurality of
画像形成部4には、4個の画像形成ステーションと、中間転写ユニット(ベルトユニット)15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、使用する現像剤を除き、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22とを有している。一方、中間転写ユニット15は、転写フレーム23と、この転写フレーム23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24,従動ローラ25,1次転写ローラ26,2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(テンションをかけた状態で巻き掛けられた)無端状の中間転写ベルト14とを備えている。中間転写ベルト14は、駆動ローラ24の矢印方向(図1中の時計回り)の回転により、矢印R14方向に回転する。また、中間転写ユニット15の全体は、画像形成装置本体2の正面側から画像形成装置本体2に対して着脱できるように構成されている。
The
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26によって1次転写部T1において中間転写ベルト14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22によって除去されて次の画像形成に供される。
In the magenta
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の一次転写部において、各感光ドラム17上にそれぞれ形成されたシアン,イエロー,ブラックのトナー像は、1次転写ローラ26によって中間転写ベルト14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14上で重ね合わされた4色のトナー像は、中間転写ベルト14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12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14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14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5に搬送される。
Similarly, cyan, yellow, and black toner images respectively formed on the respective
定着部5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。
The fixing
なお、片面が印刷済みのシートPの裏面(未印刷面)にも画像形成を行う場合、シート再給紙部6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4に供給され、上述と同様にして、裏面(未印刷面)にトナー像が転写され、定着された後、排紙トレイ36上に排出される。
When image formation is performed also on the back surface (unprinted surface) of the sheet P on which one side has been printed, the sheet is reversed by the
(ベルト蛇行補正機構)
図2は、画像形成装置の中間転写ユニット15に取り付けられたベルト蛇行補正機構42を模式的に示す図であり、中間転写ユニット15を図1のA方向から見て示す図である。
(Belt meander correction mechanism)
FIG. 2 is a diagram schematically showing the belt meandering
この図2に示すように、ベルト蛇行補正機構42は、中間転写ユニット15を構成する従動ローラ25のローラ軸43の一端側で、且つ、中間転写ベルト14の幅方向端部から外方へ突出するローラ軸43の一端部に接続されており、ローラ軸43の他端側を揺動支点43aとして2δの角度だけ揺動できるように中間転写ユニット15の転写フレーム23に支持された従動ローラ25を、制御コントローラ44からの制御信号に基づいて揺動させることができるようになっている(図1参照)。
As shown in FIG. 2, the belt meandering
このベルト蛇行補正機構42は、制御コントローラ44からの制御信号に基づいて微小角度ずつ回転することが可能なステッピングモータ等のモータ45と、このモータ45の回転に基づいてローラ軸43を揺動させる動力伝達機構部46と、を備えている。そして、動力伝達機構部46は、モータ45によって回動されるカム(図示せず)、カムによって揺動させられるレバー(図示せず)、モータ45によって回動させられるギヤトレイン(図示せず)等を適宜選択して組み合わせることによって構成されており、従動ローラ25を微小角度ずつ高精度に揺動させるものであればよい。
The belt meandering
ここで、従動ローラ25は、ローラ本体25aの外表面に中間転写ベルト14が巻き掛けられており、ローラ本体25aの一端部側(図中右端部25b側)が中間転写ベルト14の幅方向一端部側(内周面の周方向に沿って連続して突出形成された無端状の突起である凸条47)よりも内側に位置するように、ローラ本体25aの軸方向長さが中間転写ベルト14の幅方向寸法よりも短く形成されている。そして、従動ローラ25は、ローラ軸43の他端側が軸受48を介して中間転写ユニット15の転写フレーム23に支持されており、軸受48のローラ軸支持点を揺動支点43aとして、反時計回り方向又は時計回り方向へ揺動させられる。
Here, in the driven
このような、ベルト蛇行補正機構42は、従動ローラ25を揺動させることにより、中間転写ベルト14の蛇行を抑えることができる。
Such a belt meandering
(ベルト蛇行速度検出装置)
図3乃至図4は、ベルト蛇行速度検出装置50が設置された中間転写ユニット15を模式的に示す図である。このうち、図3は、中間転写ユニット15を前側の下方から見て模式的に示す斜視図である。また、図4は、図3のX1−X1線に沿って切断して模式的に示す中間転写ユニット15の断面図である。ここで、ベルト蛇行速度検出装置50は、図5に示すように、後に詳述するベルト回転速度検出手段51と、ベルト蛇行量検出手段52と、ベルト蛇行速度算出手段53とによって構成されている。
(Belt meandering speed detection device)
3 to 4 are diagrams schematically showing the
図3乃至図4に示すように、中間転写ユニット15の駆動ローラ24と従動ローラ25との間であって、画像形成ステーション等の周辺デバイス間のスペースには、中間転写ベルト14の外表面に転動する円筒コロ54が配置され、この円筒コロ54と対向するように配置されて中間転写ベルト14の内表面の凸条47に転動する円錐コロ55が配置されている。そして、円筒コロ54と円錐コロ55は中間転写ベルト14に常時接触しており、円筒コロ54と円錐コロ55とで中間転写ベルト14を挟持するようになっている。
As shown in FIGS. 3 to 4, the space between the driving
円筒コロ54は、中間転写ユニット15の図示しないフレームに支持軸56を介して回動可能に取り付けられ、支持軸56の軸方向が中間転写ベルト14の外表面の幅方向に沿って延び且つ中間転写ベルト14の外表面に平行に延びており、外周面の一部領域(図4における右側端部領域)が中間転写ベルト14の外表面に接触し、回動する中間転写ベルト14によって回転させられるようになっている。この円筒コロ54は、中間転写ベルト14とスリップを生じることなく回転するようになっている。そして、この円筒コロ54は、その軸方向の一端部であって、且つ、中間転写ベルト14から外れた位置に、薄いフィルム状の部材を円板形状とした第1エンコーダディスク57が固定されている。
The
第1エンコーダディスク57は、周方向に沿って複数の遮光部58が等間隔で形成されており、遮光部58以外が光を透過するようになっている。そして、この第1エンコーダディスク57の遮光部58に対向する位置には、第1フォトインタラプタ60が配置されている。ここで、第1エンコーダディスク57と第1フォトインタラプタ60とで、円筒コロ54の回転数を検知する第1センサ61を構成している。この第1センサ61は、第1フォトインタラプタ60の対向する発光部と受光部との間を第1エンコーダディスク57の遮光部58が通過する毎に検出パルスを制御コントローラ44へ出力するようになっている。制御コントローラ44は、図1に示した画像形成装置本体2内に収容されており、所定時間内における第1センサ61からの検出パルス数に基づいて中間転写ベルト14の回動速度を算出するベルト回動速度算出部62を有している。そして、円筒コロ54,第1センサ61及びベルト回動速度算出部62とでベルト回動速度検出手段51を構成している(図5参照)。
The
ここで、円筒コロ54の直径をD(mm)とし、第1エンコーダディスク57が1回転する間に第1フォトインタラプタ60から出力されるパルス数(エンコーダパルス数)をfaとし、円筒コロ54が所定計測時間(t秒)回転した場合に第1フォトインタラプタ60から出力されるパルス数(検出パルス数)をFaとし、中間転写ベルト14の回動速度をV(mm/s)とすると、中間転写ベルト14の回動速度V(mm/s)は以下のように表される。
Here, the diameter of the
図4及び図6に示すように、円錐コロ55は、中間転写ユニット15の図示しないフレームに支持軸64を介して回動可能に取り付けられている。この円錐コロ55は、外形形状が円錐台形状であり、回転中心部に形成した軸穴65が支持軸64に相対回動自在な状態で嵌合されており、テーパ形状の外周面66が中間転写ベルト14の内周面に形成された凸条47に接触し、中間転写ベルト14によって回転させられる。ここで、円錐コロ55は、そのテーパ状の外周面66が突条47に接触する位置において、外周面66の母線が中間転写ベルト14の内周面14aと平行に延び、且つ、中間転写ベルト14の幅方向に沿って延びるように配置されている。この円錐コロ55は、中間転写ベルト14の凸条47とスリップを生じることなく回転するようになっている。そして、この円錐コロ55は、その軸方向の一端部であって、且つ、大径側端部に第2エンコーダディスク67が固定されている。円錐コロ55は、外周面66のテーパ角を2θとした場合、支持軸64の軸心64aと外周面66の母線とがなす角がθとなるように形成されており、小径部が中間転写ベルト14の幅方向内側に位置し、大径部が中間転写ベルト14の幅方向の外側に位置しており、支持軸64の軸心64aが中間転写ベルト14の幅方向に対してθ分だけ傾斜して取り付けられている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
図3,図4及び図6に示すように、第2エンコーダディスク67は、第1エンコーダディスク57とほぼ同様に構成されており、周方向に沿って複数の遮光部68が等間隔で形成されている。そして、この第2エンコーダディスク67の遮光部68に対向する位置には、第2フォトインタラプタ70が配置されている。なお、第2フォトインタラプタ70は、第1フォトインタラプタ60と同様に構成されたものである。ここで、第2エンコーダディスク67と第2フォトインタラプタ70とで、中間転写ベルト14の蛇行量を計測する第2センサ71を構成している。この第2センサ71は、第2フォトインタラプタ70の対向する発光部と受光部との間を第2エンコーダディスク67の遮光部68が通過する毎に検出パルスを制御コントローラ44に出力するようになっている。
As shown in FIGS. 3, 4 and 6, the
したがって、この第2センサ71は、中間転写ベルト14が蛇行し、中間転写ベルト14の凸条47と円錐コロ55との接触位置がホームポジション(基準位置)から大径部側(図4のa方向側)へ移動すると、中間転写ベルト14の回動速度が一定であったとしても、円錐コロ55の回転数が低下するため、制御コントローラ44に出力する検出パルス数が減少する。一方、第2センサ71は、中間転写ベルト14が蛇行し、中間転写ベルト14の凸条47と円錐コロ55との接触位置がホームポジションから小径部側(図4のb方向側)へ移動すると、中間転写ベルト14の回動速度が一定であったとしても、円錐コロ55の回転数が増加するため、制御コントローラ44に出力する検出パルス数が増加する。制御コントローラ44は、図5に示すように、第2センサ71からの検出パルス数の所定時間内における変化量から中間転写ベルト14の蛇行量を算出するベルト蛇行量算出部72を有している。そして、円錐コロ55,第2センサ71,及びベルト蛇行量算出部72とでベルト蛇行量検出手段52を構成している(図5参照)。なお、円錐コロ55の中間転写ベルト14(凸条47)との接触位置におけるホームポジションは、円錐コロ55の小径部と大径部のほぼ中間位置にしている。
Therefore, in the
ここで、円錐コロ55と中間転写ベルト14(凸条47)との接触位置における直径をΦ(mm)とし、第2エンコーダディスク67が1回転する間に第2フォトインタラプタ70から出力されるパルス数(エンコーダパルス数)をfbとし、円錐コロ55が所定計測時間(t秒)回転した場合に第2フォトインタラプタ70から出力されるパルス数(検出パルス数)をFbとし、中間転写ベルト14の回動速度をV(mm/s)とすると、検出パルス数Fbは次式(数2)のように表すことができる。
Here, the diameter at the contact position between the
図7は、中間転写ベルト14の蛇行量を計測する場合のサンプリング時間(所定の計測時間)とサンプリング間隔との関係を示す図である。ここで、サンプリング時間とは、円筒コロ54及び第1センサ61によって中間転写ベルト14の回動速度Vを計測するための時間であると共に、円錐コロ55及び第2センサ71によって円錐コロ55の接触位置直径Φを計測するための時間(t秒)をいう(図3及び図4参照)。また、サンプリング間隔とは、第1回目のサンプリング開始(計測開始)から第2回目のサンプリング開始(計測開始)までの時間(t1秒)をいう。このように、円錐コロ55の接触位置直径Φを、所定のサンプリング間隔で2回計測することにより、中間転写ベルト14の蛇行量を求めることができる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the sampling time (predetermined measurement time) and the sampling interval when measuring the meandering amount of the
例えば、図6に示すように、第1回目の計測によって求められた円錐コロ55の接触位置直径(接触位置L1における直径)をΦ1とし、第2回目の計測によって求められた円錐コロの接触位置直径(接触位置L2における直径)をΦ2とすると、中間転写ベルトの蛇行量ΔL(ΔL=L2−L1)は、次式(数4)のように表すことができる。なお、円錐コロ55は、その外周面66のテーパ角を2θとし、軸心64aがテーパ角を2分するように位置しているものとする。また、円錐コロ55と中間転写ベルト14との接触位置は、円錐コロ55の最小径部を基準位置L0とし、この基準位置L0から距離で表すものとする。なお、図6において、第1回目の計測時における円錐コロ55と中間転写ベルト14との接触位置をL1で表し、第2回目の計測時における円錐コロ55と中間転写ベルト14との接触位置をL2で表している。
For example, as shown in FIG. 6, the contact position diameter (diameter at the contact position L 1 ) of the
図5に示した制御コントローラ44のベルト蛇行速度算出手段53は、ベルト蛇行量算出部72の算出結果(ベルト蛇行量検出手段52による検出結果)に基づいて、中間転写ベルト14の蛇行速度vを算出する。次式(数6)は、中間転写ベルト14の蛇行速度vを求める式である。すなわち、円錐コロ55と中間転写ベルト14との接触位置はサンプリング間隔(t1)の間にL1からL2へと移動し、その移動量はΔL(ΔL=L2−L1)となる(図6参照)。したがって、円錐コロ55と中間転写ベルト14との接触位置の移動量ΔLをサンプリング間隔(t1)で割ることにより、中間転写ベルト14の蛇行速度vを求めることが可能となる。
The belt meandering speed calculation means 53 of the
図2に示したベルト蛇行補正機構42は、モータ45の回転角度と中間転写ベルト14の蛇行速度vとの関係が所望の関係となるように、動力伝達機構部46が構成されている。例えば、本実施形態においては、図8に示すように、モータ45の回転角度と中間転写ベルト14の蛇行速度vとの関係が直線的な関係となるように、ベルト蛇行補正機構42が構成されている。なお、図8は、モータ45の1回転で中間転写ベルト14の蛇行速度vが−50μm/秒変化する態様を示している。
In the belt meandering
そして、図5に示すように、制御コントローラ44には、ベルト蛇行速度算出手段53によって算出された中間転写ベルト14の蛇行速度vに基づいてモータ45の回転角度を算出し、モータ45の回動を制御するモータ駆動手段73が設けられている。このモータ駆動手段73は、ベルト蛇行補正機構42の駆動手段として機能し、モータ45の回動を制御することにより、ベルト蛇行補正機構42の全体の作動を制御するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
このモータ駆動手段73によってモータ45が所定角度だけ回動することにより、中間転写ベルト14の蛇行速度vがほぼ零になるようにして、中間転写ベルト14の蛇行を抑える。なお、この中間転写ベルト14の蛇行速度vの制御精度(v=0からのズレ量)は、モータ45の性能(ステップ角)等によって定まる。そのため、中間転写ベルト14の蛇行速度vの制御範囲(v≒0の範囲)は、モータ45の性能を考慮し、v≒0の範囲(v≒0=±Δv)を予め定めて、その±Δvの数値が制御コントローラ44の記憶手段63に読み出し可能な状態で記録されており、その±Δvの数値が記憶手段63から適宜読み出されてベルト蛇行速度算出手段53の算出値と比較される(図9のステップS4)。
When the
以上のような本実施形態において、ベルト回動速度検出手段51は、円筒コロ54が中間転写ベルト14に常時接触し且つ中間転写ベルト14によって回動させられるため、中間転写ベルト14の回動速度を迅速に且つ正確に検出することができる。また、ベルト蛇行量検出手段52は、円錐コロ55が中間転写ベルト14に常時接触し且つ中間転写ベルト14によって回動させられるようになっており、中間転写ベルト14が蛇行して、中間転写ベルト14の突条47と円錐コロ55のテーパ状の外周面66との接触位置が円錐コロ55の外周面66の母線方向に沿ってずれると、中間転写ベルト14の蛇行を円錐コロ55の回転数の変化として迅速に検出し、この検出結果とベルト回動速度検出手段51の検出結果に基づいて中間転写ベルト14の蛇行量を算出するようになっているため、中間転写ベルト14の回動速度に変動があったとしても、中間転写ベルト14の蛇行量を正確に検出することができる。そして、ベルト蛇行速度算出手段53は、ベルト蛇行量検出手段52によって検出された結果に基づいて、中間転写ベルト14の蛇行速度vを迅速且つ正確に算出することができる。したがって、本実施形態に係るベルト蛇行速度検出装置50は、中間転写ベルト14の蛇行量を中間転写ベルト14の蛇行速度として迅速且つ正確に検出することができる。
In the present embodiment as described above, the belt
また、本実施形態に係るベルト蛇行速度検出装置50によれば、円筒コロ54と円錐コロ55とで中間転写ベルト14を挟持するようになっているため、円筒コロ54,円錐コロ55及び中間転写ベルト14に適切な押圧力(接触圧力)をかけることができ、円筒コロ54及び円錐コロ55が中間転写ベルト14と滑りを生じにくくなり、円筒コロ54及び円錐コロ55が中間転写ベルト14によって正確に回転させられ(円筒コロ54及び円錐コロ55の回転が安定化し)、中間転写ベルト14の蛇行量を中間転写ベルト14の蛇行速度vとして迅速且つ高精度に検出することができる。
Further, according to the belt meandering
また、本実施形態に係るベルト蛇行速度検出装置50を備えた中間転写ユニット15によれば、モータ駆動手段73が、ベルト蛇行速度検出装置50の検出結果(中間転写ベルト14の蛇行速度v)に基づいてベルト蛇行補正機構42を作動制御するため、中間転写ベルト14の蛇行を迅速且つ高精度に補正し、中間転写ベルト14の蛇行を迅速に抑えることが可能になる。
In addition, according to the
また、本実施形態に係る中間転写ユニット15を備えた画像形成装置1は、中間転写ベルト14の蛇行に起因する色ズレ等の画像形成不良を生じることがなく、高品質の画像形成が可能になる。
Further, the
(ベルト蛇行速度検出装置の変形例)
以下、本発明に係るベルト蛇行速度検出装置50の変形例を説明する。なお、上記実施形態と共通の構成については重複する説明を省略する。
(Modification of belt meandering speed detection device)
Hereinafter, modifications of the belt meandering
上述の数3に数1を代入にして整理すると、次式(数7)のように表すことができる。
By substituting
そして、制御コントローラ44のモータ駆動手段73は、ベルト蛇行速度算出手段53によって算出された中間転写ベルト14の蛇行速度vに基づいてモータ45の回転角度を算出し、その算出値に基づいてモータ45を所定角度だけ回動させ、中間転写ベルト14の蛇行速度vがほぼ零になるようにして、中間転写ベルト14の蛇行を抑える。
The
以上のような本変形例に係るベルト蛇行速度検出装置50によれば、ベルト蛇行速度算出手段53は、ベルト回動速度検出手段51の第1センサ61からの検出パルス数とベルト蛇行量検出手段52の第2センサ71からの検出パルス数に基づいて、中間転写ベルト14の蛇行速度vを算出するようになっているため、中間転写ベルト14の回動速度に変動があったとしても、中間転写ベルト14の蛇行速度vを迅速且つ高精度に算出することができる。したがって、本変形例に係るベルト蛇行速度検出装置50は、中間転写ベルト14の蛇行量を中間転写ベルト14の蛇行速度vとして迅速且つ正確に検出することができる。
According to the belt meandering
また、本変形例に係るベルト蛇行速度検出装置50を備えた中間転写ユニット15によれば、上述の実施形態と同様に、中間転写ベルト14の蛇行を迅速且つ高精度に補正し、嵌転写ベルト14の蛇行を迅速に抑えることが可能になる。
Further, according to the
また、本変形例に係る中間転写ユニット15を備えた画像形成装置1は、上述の実施形態と同様に、中間転写ベルト14の蛇行に起因する色ズレ等の画像形成不良を生じることがなく、高品質の画像形成が可能になる。
In addition, the
(ベルト蛇行速度検出装置の実施例)
次に、ベルト蛇行速度検出装置50の実施例を図9のフローチャート図を参照しつつ説明する。ここで、中間転写ベルト14のベルト回動速度Vは、第1回目の計測時が200mm/秒、第2回目の計測時が202mm/秒であった。また、サンプリング時間は、第1回目と第2回目が共に5秒であった。また、サンプリング間隔は、5.05秒であった。また、円筒コロ54側(第1センサ61)の検出パルス数は、第1回目の計測時がFa1=6366(pulse)、第2回目の計測時がFa2=6494(pulse)であった(図9のステップS11,S12)。また、円錐コロ55側(第2センサ71)の検出パルス数は、第1回目の計測時がFb1=5945(pulse)、第2回目の計測時がFb2=6272(pulse)であった(図9のステップS21,S22)。また、円筒コロ54の外径寸法は、D=10mmである。また、円錐コロ55のテーパ角は、2θ=90°である。また、第2エンコーダパルス数fbは、200(pulse/rev)である。なお、円錐コロ55のテーパ角2θを90°とし、2・sin45°を1.414とする。
(Example of belt meandering speed detection device)
Next, an embodiment of the belt meandering
これらの数値を数11に代入し、中間転写ベルト14の蛇行速度vを求める。すなわち、v=10(mm)×(6494/6272−6366/5945)/1.414/5.05=−0.049(mm/秒)となる。この蛇行速度vは、ベルト蛇行速度算出手段53によって算出される(図9のステップS3)。
By substituting these numerical values into Equation 11, the meandering speed v of the
ベルト蛇行速度算出手段53によって算出された中間転写ベルト14の蛇行速度vがv≒0でないので(図9のステップS4)、中間転写ベルト14の蛇行速度vに基づいて、モータ駆動手段73がモータ55の回転角度を算出し、モータ駆動手段73がモータ45を回転駆動する(図9のステップS5)。ここでは、図8を用いてモータ45の回転角度を求めると、+360°である。したがって、モータ45を+360°回転することにより、中間転写ベルト14の蛇行速度vを零にし、中間転写ベルト14の蛇行を抑えることができる。
Since the meandering speed v of the
印刷が終了していない場合には、さらに中間転写ベルト14の蛇行を抑える制御を続行する。印刷が終了した場合には、中間転写ベルト14の蛇行を抑える制御を終了する(図9のステップS6)。
If the printing is not finished, the control for further suppressing the meandering of the
なお、円筒コロ54を使用せず、円錐コロ55のみで中間転写ベルト14の蛇行速度vを求める態様(比較例)によれば、数3、数5、数6から中間転写ベルト14の蛇行速度vを算出することになる。すなわち、比較例において、v=200(mm/秒)×200(pulse/rev)/π×(1/6272−1/5945)/1.414=−0.079(mm/秒)となる。この比較例による数値(v=−0.079(mm/秒))と本願発明のベルト蛇行速度算出手段53による算出値(v=−0.049(mm/秒))とを比較して明らかなように、比較例と本願発明とでは中間転写ベルト14の蛇行速度vの算出値に大きな差が生じる。これは、比較例において、中間転写ベルト14の回動速度Vの変動が中間転写ベルト14の蛇行速度vの算出値における誤差となったものである。
In addition, according to the aspect (comparative example) in which the meandering speed v of the
(ベルト蛇行補正機構の実施例)
図10乃至図12は、図2に示したベルト蛇行補正機構42の実施例を示すものである。なお、これらの図において、図10(a)は、ベルト蛇行補正機構42の正面図である。また、図10(b)は、ベルト蛇行補正機構の平面図である。また、図11は、ベルト蛇行補正機構42を正面側の右斜め下方から見た斜視図である。また、図12は、立体カムの斜視図である。
(Example of belt meandering correction mechanism)
10 to 12 show an embodiment of the belt meandering
これらの図に示すように、蛇行補正機構42は、モータ45と、立体カム80と、カムフォロア81と、カム付勢部材としての圧縮ばね82と、押圧手段としての引っ張りばね83とを備えている。なお、立体カム80、カムフォロア81、圧縮ばね82及び引っ張りばね83が、動力伝達機構部46を構成している(図2参照)。
As shown in these drawings, the
モータ45は、その出力軸84が従動ローラ25のローラ軸43とほぼ平行になるように、転写フレーム23によって支持されている。モータ45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ピングモータを使用することができる。モータ45の出力軸84には、立体カム80が取り付けられている。なお、モータとしては、サーボモータを使用することも可能である。
The
立体カム80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80の外周面には、所定の幅のカム面85が螺旋状に形成されている。ここで、所定の幅とは、カムフォロア81のコロ(当接部)86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。具体的には、例えば、コロ86の幅と同等か、これよりもやや広い幅をいう。立体カム80における、出力軸84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87、大きい方の端面がある側を大径部88とすると、カム面85は、小径部87から大径部88にかけて、出力軸84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85には、小径部87側の端縁90と大径部88側の端縁91とがあるが、小径部87側の端縁90には、カム面85に対してほぼ垂直にガイド面92が立設されている。このガイド面92は、カム面85に沿ってカム面85と同様に螺旋状に形成されている。図12に示すように、本実施形態では、カム面85及びガイド面92は、立体カム80のほぼ3周分にわたって形成されている。カム面85のうち、最も小径部87側に位置する端部を始端部93、最も大径部88側に位置する端部を終端部94とし、さらに、出力軸84の中心から始端部93までの距離をd1,出力軸84の中心から終端部94までの距離をd2とすると、カム面85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85は、1周目85aと2周目85bとが、また2周目85bと3周目85cとが、出力軸84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85aと2周目85bとは段差を形成してガイド面92によって連結されている。2周目85bと3周目85cとについても同様である。段差としてのガイド面92の高さ、すなわち、ガイド面92の半径方向の高さは、ガイド面92が後述する圧縮ばね82によってカムフォロア81のコロ86に押圧された際に、コロ86がガイド面92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80は、モータ45の出力軸84に対して、モータ45側に大径部88を対面させた向きで、出力軸84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80は、出力軸84の回転に伴って同方向に回転し、また、出力軸84の方向に移動することができるようになっている。
The three-
カムフォロア81は、図10(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。カムフォロア81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。カムフォロア81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)95が貫通されている。この軸95は、基端側を転写フレーム23によって支持されていて、上述のローラ軸43とほぼ平行に配置され、先端側がカムフォロア81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、カムフォロア81が不用に前後方向に移動しないようにしている。この軸95は、カムフォロア81の揺動中心となっている。
As shown in FIG. 10A, the
カムフォロア81の一方の端部(図2中では左端部)は、ローラ軸43の一端部96を回転自在に支持する軸受部97となっている。つまり、ローラ軸43の一端部96は、カムフォロア81一方の端部を後方から前方に貫通していて、抜け止め98が装着されている。これにより、カムフォロア81が上述の軸95を中心に揺動すると、ローラ軸43の一端部96がほぼ上下方向、すなわち中間転写ベルト14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43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43の一端部96が昇降するとローラ軸43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43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。
One end portion (left end portion in FIG. 2) of the
カムフォロア81の他方の端部(図10中では右端部)には、当接部となるコロ86が回転自在に支持されている。コロ86は、上述の立体カム80のカム面85に対してはほぼ上方から、またガイド面92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、上述の軸95の中心は、ローラ軸43の中心とコロ86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80の回転によってコロ86がカム面85に倣って転動したときに、コロ86の回転中心の上下方向の移動量がそのまま、ローラ軸43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。
A
カム付勢部材として圧縮ばね82は、モータ45と立体カム80との間に介装され、出力軸84に外嵌されている。立体カム80は、この圧縮ばね82によって、出力軸84の先端側に向けて付勢されている。これにより、立体カム80のガイド面92がカムフォロア81のコロ86に押圧されている。つまり、付勢されたガイド面92がコロ86を押圧することにより、コロ86がカム面85から外れないようになっている。
A
押圧手段としての引っ張りばね83は、本実施形態では、基端側(上端側)が転写フレーム23の一部(不図示)に取り付けられ、先端側(下端側)がカムフォロア81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、カムフォロア81は、軸95を中心に、軸受部96のある左端側が上方に付勢され、その結果、コロ86のある右端側が下方に付勢されて、コロ86がカム面85に適度な押圧力で押圧されている。
In this embodiment, the
本実施例に係るベルト蛇行補正機構42は、従動ローラ25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25のローラ軸43が水平に配置された状態において、立体カム80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80のカム面85にカムフォロア81のコロ86が当接するようになっている。ここで、立体カム80のホームポジションは、カム面85の始端部93にコロ86が当接した状態から、立体カム80が図10(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85において、2周目85bの中間地点にコロ86が当接した状態を、立体カム80のホームポジションとする。この状態から、図10(b)中の矢印方向(時計回り)に立体カム80が回転すると、カム面85におけるコロ86の当接部分の、出力軸84からの距離が減少することになり、軸95を中心にカムフォロア81の右端側が下降して、カムフォロア81の左端側が上昇し、ローラ軸43の一端部96が上昇する。この逆に、図10(b)中の矢印方向(反時計回り)に立体カム80が回転すると、カム面85とコロ86の当接部分における出力軸84からの距離が増加することになり、軸95を中心にカムフォロア81の右端側が上昇して、カムフォロア81の左端側が下降し、ローラ軸43の一端部96が下降する。モータ45の正逆回転をモータ駆動手段73の出力に基づいて、適宜に繰り返すことにより、ローラ軸43の一端部96を昇降させて、中間転写ベルト14の蛇行を抑制することができる。
In the belt meandering
なお、ベルト蛇行補正機構42は、本実施例に限定されるものではなく、モータ45によって動力伝達機構部46を作動させることにより、従動ローラ25を微小角度づつ高精度に揺動させるものであればよい。
The belt meandering
(その他の変形例)
なお、本発明は、図2乃至図3の実施形態に限定されず、中間転写ベルト14の外周面で且つ中間転写ベルト14の幅方向の一端部に無端状の凸条47を形成し、その凸条47に転動する円錐コロ55を中間転写ベルト14の外周面側に配置し、円筒コロ54を中間転写ベルト14の内周面に転動するように配置してもよい。
(Other variations)
The present invention is not limited to the embodiment shown in FIGS. 2 to 3, and an
また、本発明のベルト蛇行速度検出装置50は、上述のような、ベルトが中間転写ベルト14である中間転写ユニット15に適用される場合に限定されるものではなく、シートを表面に担持して各画像ステーション(タンデム方式の4色の画像ステーション)に搬送する搬送ベルトや、ベルト状の感光体である感光体ベルト等のベルトユニットに対してもほぼ同様に適用することができ、この場合にも上記実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
Further, the belt meandering
また、本発明に係るベルト蛇行速度検出装置50は、電子写真方式の画像形成装置であって、中間転写方式の4色フルカラーの画像形成装置1に適用した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、無端状のベルトを有する種々の画像形成装置、例えばインクジェット記録方式の画像形成装置や、モノクロ印刷用の画像形成装置に対しても広く適用することができる。
Further, the belt meandering
また、本発明に係るベルト蛇行速度検出装置50が適用される中間転写ユニット15等のベルトユニットは、図3、図4、及び図6の態様に限定されるものではなく、ベルトが巻き掛けられる複数のローラ(駆動ローラ24、従動ローラ25等)に凸条47との干渉を避けることができる溝又はスペースを設けることができる場合、凸条47をベルトの幅方向の一端部でなく、凸条47をベルトの幅方向の中央寄りに形成し、その凸条47に円錐コロ55を転動させるようにしてもよい。
Further, the belt unit such as the
また、本発明に係るベルト蛇行速度検出装置50は、円錐コロ55として円錐の先端側を切り落としたような円錐台形状のものを例示したが、これに限られず、円錐コロと支持軸とが一体に回動し、その支持軸が軸受で回動自在に支持される態様のものであれば、円錐形状のものを使用することができる。
In addition, the belt meandering
また、本発明に係るベルト蛇行速度検出装置50は、円錐コロ55のテーパ角2θを90°とする実施例を例示したが、これに限られず、円錐コロ55の配置スペース等に応じた最適なテーパ角2θを選択することができる。
Further, the belt meandering
また、本発明に係るベルト蛇行速度検出装置50は、円筒コロ54と円錐コロ55を共に中間転写ベルト14の内周面側又は外周面側に配置してもよい。
In the belt meandering
1……画像形成装置、4……画像形成部、14……中間転写ベルト(ベルト)、14a……内周面、15……中間転写ユニット(ベルトユニット)、24……駆動ローラ(ローラ)、25……従動ローラ(ローラ)、42……ベルト蛇行補正機構、47……凸条、50……ベルト蛇行速度検出装置、51……ベルト回動速度検出手段、52……ベルト蛇行量検出手段、53……ベルト蛇行速度算出手段、54……円筒コロ、55……円錐コロ、61……第1センサ、66……外周面、71……第2センサ、73……モータ駆動手段(駆動手段)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、
前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用し、前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、
前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備え、
前記ベルトは、その内周面と外周面の少なくとも一方で且つ前記複数のローラに接触しない部分に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成され、
前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有し、この第1センサの検出結果から前記ベルトの回動速度を検出するようになっており、
前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果及び前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用して、前記ベルトの蛇行量を検出するようになっている、
ことを特徴とするベルト蛇行速度検出装置。 A belt meandering speed detecting device for detecting a meandering speed of an endless belt that is wound around a plurality of rollers and rotated.
Belt rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the belt;
Belt meandering amount detection means for detecting the meandering amount of the belt using the detection result of the belt rotation speed detection means;
Belt meandering speed calculating means for calculating the meandering speed of the belt based on the detection result of the belt meandering amount detecting means,
In the belt, an endless ridge extending along the circumferential direction is formed in at least one of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface and in a portion that does not contact the plurality of rollers,
The belt rotation speed detecting means has a cylindrical roller that is always in contact with the belt and rotated by the belt, and a first sensor that measures the number of rotations of the cylindrical roller within a predetermined time. The rotation speed of the belt is detected from the detection result of the sensor,
The belt meandering amount detecting means includes (1) a conical roller that is always in contact with the belt and is rotated by the belt, and a second sensor that measures the rotational speed of the conical roller within a predetermined time period. 2) The tapered outer peripheral surface of the conical roller is always in contact with the convex strip of the belt, and the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller in contact with the convex strip is along the width direction of the belt. (3) The meandering amount of the belt is detected using the detection result from the second sensor and the detection result of the belt rotation speed detection means.
A belt meandering speed detecting device.
前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、
前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用し、前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、
前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備え、
前記ベルトは、その内周面における幅方向の一端部で且つ前記複数のローラに接触しない一端部に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成され、
前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有し、この第1センサの検出結果から前記ベルトの回動速度を検出するようになっており、
前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果及び前記ベルト回動速度検出手段の検出結果を利用して、前記ベルトの蛇行量を検出するようになっている、
ことを特徴とするベルト蛇行速度検出装置。 A belt meandering speed detecting device for detecting a meandering speed of an endless belt that is wound around a plurality of rollers and rotated.
Belt rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the belt;
Belt meandering amount detection means for detecting the meandering amount of the belt using the detection result of the belt rotation speed detection means;
Belt meandering speed calculating means for calculating the meandering speed of the belt based on the detection result of the belt meandering amount detecting means,
The belt is formed with an endless ridge extending along the circumferential direction at one end in the width direction on the inner circumferential surface thereof and at one end not contacting the plurality of rollers.
The belt rotation speed detecting means has a cylindrical roller that is always in contact with the belt and rotated by the belt, and a first sensor that measures the number of rotations of the cylindrical roller within a predetermined time. The rotation speed of the belt is detected from the detection result of the sensor,
The belt meandering amount detecting means includes (1) a conical roller that is always in contact with the belt and is rotated by the belt, and a second sensor that measures the rotational speed of the conical roller within a predetermined time period. 2) The tapered outer peripheral surface of the conical roller is always in contact with the convex strip of the belt, and the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller in contact with the convex strip is along the width direction of the belt. (3) The meandering amount of the belt is detected using the detection result from the second sensor and the detection result of the belt rotation speed detection means.
A belt meandering speed detecting device.
前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、
前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、
前記ベルト回動速度検出手段と前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備え、
前記ベルトは、その内周面と外周面の少なくとも一方で且つ前記複数のローラに接触しない部分に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成され、
前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有し、この第1センサの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力するようになっており、
前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力する、
ことを特徴とするベルト蛇行速度検出装置。 A belt meandering speed detecting device for detecting a meandering speed of an endless belt that is wound around a plurality of rollers and rotated.
Belt rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the belt;
Belt meandering amount detecting means for detecting the meandering amount of the belt;
Belt meandering speed calculating means for calculating the meandering speed of the belt based on the detection results of the belt rotation speed detecting means and the belt meandering amount detecting means,
In the belt, an endless ridge extending along the circumferential direction is formed in at least one of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface and in a portion that does not contact the plurality of rollers,
The belt rotation speed detecting means has a cylindrical roller that is always in contact with the belt and rotated by the belt, and a first sensor that measures the number of rotations of the cylindrical roller within a predetermined time. The detection result of the sensor is output to the belt meandering speed calculation means,
The belt meandering amount detecting means includes (1) a conical roller that is always in contact with the belt and is rotated by the belt, and a second sensor that measures the rotational speed of the conical roller within a predetermined time period. 2) The tapered outer peripheral surface of the conical roller is always in contact with the convex strip of the belt, and the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller in contact with the convex strip is along the width direction of the belt. (3) outputting the detection result from the second sensor to the belt meandering speed calculating means,
A belt meandering speed detecting device.
前記ベルトの回動速度を検出するベルト回動速度検出手段と、
前記ベルトの蛇行量を検出するベルト蛇行量検出手段と、
前記ベルト回動速度検出手段と前記ベルト蛇行量検出手段の検出結果に基づいて前記ベルトの蛇行速度を算出するベルト蛇行速度算出手段と、を備え、
前記ベルトは、その内周面における幅方向の一端部で且つ前記複数のローラに接触しない一端部に、その周方向に沿って延びる無端状の凸条が形成され、
前記ベルト回動速度検出手段は、前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円筒コロと、この円筒コロの所定時間内の回転数を計測する第1センサとを有し、この第1センサの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力するようになっており、
前記ベルト蛇行量検出手段は、(1)前記ベルトに常時接触し且つ前記ベルトによって回転させられる円錐コロと、この円錐コロの所定時間内の回転数を計測する第2センサとを有し、(2)前記円錐コロのテーパ状の外周面が前記ベルトの前記凸条に常時接触し、且つ、前記凸条に接触する前記円錐コロの前記外周面の母線方向が前記ベルトの幅方向に沿うように配置され、(3)前記第2センサからの検出結果を前記ベルト蛇行速度算出手段に出力する、
ことを特徴とするベルト蛇行速度検出装置。 A belt meandering speed detecting device for detecting a meandering speed of an endless belt that is wound around a plurality of rollers and rotated.
Belt rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the belt;
Belt meandering amount detecting means for detecting the meandering amount of the belt;
Belt meandering speed calculating means for calculating the meandering speed of the belt based on the detection results of the belt rotation speed detecting means and the belt meandering amount detecting means,
The belt is formed with an endless ridge extending along the circumferential direction at one end in the width direction on the inner circumferential surface thereof and at one end not contacting the plurality of rollers.
The belt rotation speed detecting means has a cylindrical roller that is always in contact with the belt and rotated by the belt, and a first sensor that measures the number of rotations of the cylindrical roller within a predetermined time. The detection result of the sensor is output to the belt meandering speed calculation means,
The belt meandering amount detecting means includes (1) a conical roller that is always in contact with the belt and is rotated by the belt, and a second sensor that measures the rotational speed of the conical roller within a predetermined time period. 2) The tapered outer peripheral surface of the conical roller is always in contact with the convex strip of the belt, and the generatrix direction of the outer peripheral surface of the conical roller in contact with the convex strip is along the width direction of the belt. (3) outputting the detection result from the second sensor to the belt meandering speed calculating means,
A belt meandering speed detecting device.
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