JP5239656B2 - 画像形成装置及びベルト装置 - Google Patents
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Description
例えばタンデム型画像形成装置に用いられる中間転写ベルトの周方向におけるベルト厚みムラ(ベルト厚み偏差分布)の一例を図16に示している。この図16のグラフの横軸は、ベルト1周分の長さ(ベルト周長)を2π[rad]の角度に置き換えたものである。縦軸は、ベルト周方向におけるベルト平均厚み(100[μm])を基準(基準値0)としたベルト厚みの偏差値である。
まず、「ベルト厚みムラ」とは、膜厚計測器等で測定されたベルトの厚み偏差分布を示し、ベルトの周方向(搬送経路方向)や奥行き方向(ローラ軸方向)にベルト厚みムラは存在する。一方、「ベルト厚み変動」とは、ベルト駆動制御装置に搭載された状態で、駆動ローラの回転角速度に対するベルト搬送速度やベルト搬送速度に対する従動ローラの回転角速度に影響を与え、ベルト回転周期の変動発生に起因するベルト厚み偏差分布を示すものである。
f(d)は、図16に示したベルト厚み偏差値と高い相関を持ち、ベルト1周を周期とする周期関数である。
少なくとも2つの支持回転体間に掛け回されて周回移動するベルト状部材と、
前記ベルト状部材を介して少なくとも1つの支持回転体に対向し、前記ベルト状部材の移動に伴って連れ回りする従動回転体と、
前記支持回転体及び前記従動回転体の回転角変位又は回転角速度から前記ベルト状部材の速度を算出し、当該算出結果に基づいて前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように前記ベルト状部材の移動制御を行う制御手段と、を備えている
構成とした。
少なくとも2つの支持回転体間に掛け回されて周回移動するベルト状部材と、
前記ベルト状部材を介して少なくとも1つの支持回転体に対向し、前記ベルト状部材の移動に伴って連れ回りする従動回転体と、
前記支持回転体及び前記従動回転体の回転角変位又は回転角速度から前記ベルト状部材の速度を算出し、当該算出結果に基づいて前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように前記ベルト状部材の移動制御を行う制御手段と、を備えている
構成とした。
上述したようにベルト3を架張している支持ローラ1、2のひとつ(ここでは第1ローラ1)と、その第1ローラ1にベルト3を挟んで圧接している対向ローラ4の2つローラの回転角速度ω1、ω2、又は、回転変位量x1,x2を連続的に検出し、この2種類の検出結果からベルトのPLD変動f(t)、及び、第1ローラ1の偏芯変動g(t)、及び、対向ローラ4の偏芯変動h(t)を求める。また、PLD変動f(t)を求めることなく、PLD変動f(t)の影響を取り除く。
先ず、図3に第1ローラ1及び対向ローラ4とベルトの拡大図を示す。
ベルトのPLDはベルトの厚みとベルトの層構造に相関がありベルトの厚みTにより近似できる。例えば単層構造の場合はほぼベルトの厚みの半分となり、PLD=T/2、と表せる。この1/2は、ベルトの構造によって決まる定数であるので、PLD厚み定数としてαで表すと、PLDは、次に(3)式で表せる。
第1ローラ1の回転角速度ω1とベルト移動速度V1との関係は、(6)式で表される。
対向ローラ4の回転角速度ω2とベルト表面の速度V2の関係は、次の(13)式で表される。
ここでは、回転型エンコーダ11のセンサ11cから出力されるパルスに基づいて第1のローラ1の円周位置を検出する支持ローラ円周位置検出部23と、回転型エンコーダ12のセンサ12cから出力されるパルスに基づいて対向ローラ4の円周位置を検出する対向ローラ円周位置検出部24とを備えている。
ここでは、ベルトの移動速度変動成分又は移動距離変動成分は、装置本体の電源投入時のイニシャライズ処理に行うようにしている。これにより、このときは少なくとも搬送物が搬送されていないので駆動負荷が一定に安定し、ローラ回転数が安定した領域で測定可能となる。
この画像形成装置は、タンデム型で中間転写(間接転写)方式の電子写真画像形成装置であり、装置本体100と、装置本体100を載置する給紙テーブル102と、装置本体100上に取り付けるスキャナ103と、スキャナ103上に取り付けた原稿自動搬送装置(ADF)104とを備えている。
中間転写ベルト110としては、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を主材料とした単層ベルトや、ベルトの全層又はベルトの一部を弾性部材とした複数層弾性ベルトなどが使用される。中間転写ベルトに限らず、一般に、画像形成装置に用いられるベルトには複数の機能が要求される。
この中間転写ベルト110は、互いに異なる材質が異なる5層構造の無端状ベルトで、ベルトの厚みは500〜700[μm]以下となるように形成されたものである。なお、ベルト表面側(感光体ドラムと接触する面側)から順に、第1層、第2層、第3層、第4層、第5層とする。
第1層及び第2層では、弾性材料による感光体への汚染防止と、中間転写ベルト110の表面への表面摩擦抵抗を低減させてトナーの付着力を小さくすることによるクリーニング性の向上と、記録用紙への2次転写性の向上と図るために、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等を1種類あるいは2種類以上使用してもよい。また、表面エネルギーを小さくして潤滑性を高めるために、フッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、2酸化チタン、シリコンカーバイト等の粉体若しくは粒子を1種類あるいは2種類以上、又は、互いに粒径が異なる同種のものを分散させてもよい。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素リッチな層を形成し、表面エネルギーを小さくしたものを使用してもよい。
この画像形成装置は、液体吐出方式のシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ301によって支持回転体である駆動プーリ302と従動プーリ303とテンションを付与するテンションプーリ305の間に掛け回したタイミングベルト304を介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
タイミングベルト304は、例えばベルト周長が1.2[m]であり、ベルト歯数が300歯であり、ベルト幅が15[mm]のポリウレタンベルトからなる歯付き無端状ベルトである。このタイミングベルト304は、抗張体として、素線径が0.1[mm]のワイヤーロープがベルト周方向に沿って3本束ねて内包されている。駆動プーリ302は、歯数が18歯である歯付きプーリであり、従動プーリ303は歯数が27歯である歯付きプーリである。テンションプーリ305はベルト304にテンションを付与するためのものであるが、従動プーリ303にテンション付与機能を持たせてテンションプーリ305をはずすこともできる。ただし、従動プーリ303にベルト304を介して対向する従動回転体としての対向ローラを配置した場合には、回転型エンコーダを設置する従動プーリ303がテンション機構を持っていると、テンションによる従動プーリ303の変位によって回転検出誤差を発生させる場合があるので、このときにはテンションプーリ305を備える方が好ましい。
2…第2のローラ(支持回転体、従動ローラ)
3…ベルト
4…対向ローラ(従動回転体)
5…中間ローラ
11、12…回転型エンコーダ
21…支持ローラ角速度検出部
22…対向ローラ角速度検出部
31…ベルト駆動制御部
32…モータ
41…変動情報記憶部
110…中間転写ベルト
251…搬送ベルト
304…タイミングベルト
150、320,321…対向ローラ(従動回転体)
Claims (13)
- 少なくとも2つの支持回転体間に掛け回されて周回移動するベルト状部材と、
前記ベルト状部材を介して少なくとも1つの支持回転体に対向し、前記ベルト状部材の移動に伴って連れ回りする従動回転体と、
前記支持回転体及び前記従動回転体の回転角変位又は回転角速度から前記ベルト状部材の速度を算出し、当該算出結果に基づいて前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように前記ベルト状部材の移動制御を行う制御手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、前記制御手段は前記ベルト状部材が少なくとも1周するのに要する時間に相当する期間についての回転変動情報を所定のタイミングで求める処理を行い、かつ、前記回転変動情報を記憶する変動情報記憶手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2に記載の画像形成装置において、前記変動情報記憶手段に記憶された回転変動情報は、前記支持回転体の回転角変位又は回転角速度を一定にして前記ベルト状部材を回転させたときの前記従動回転体の情報であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2に記載の画像形成装置において、前記変動情報記憶手段に記憶された回転変動情報は、前記支持回転体の回転角変位又は回転角速度を一定にして前記ベルト状部材を回転させたときの前記支持回転体の情報であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記回転変動情報から前記支持回転体の1回転を1周期とした交流成分を抽出し、前記支持回転体における速度又は移動距離に関する情報を補正し、前記支持回転体の変動により生じる前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記回転変動情報から前記従動回転体の1回転を1周期とした交流成分を抽出し、前記従動回転体における速度又は移動距離に関する情報を補正し、前記従動回転体の変動により生じる前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記支持回転体と前記従動回転体のそれぞれの1回転を1周期とした周期を異ならせてそれぞれの交流成分を抽出し、前記支持回転体及び前記従動回転体の少なくともいずれかにおける速度または移動距離に関する情報を補正し、前記支持回転体及び前記従動回転体の少なくともいずれかの変動により生じる前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転変動情報から前記支持回転体及び前記従動回転体の少なくともいずれかの1回転を1周期とした交流成分を抽出し、抽出された交流成分を前記回転変動情報から除くことで前記ベルト状部材の移動速度変動を得て、前記支持回転体における速度又は移動距離に関する情報を補正し、前記ベルト状部材の変動により生じる前記ベルトの移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし8のいずれかに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、所定のタイミングで前記回転変動情報を再び求める処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項9に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記変動情報記憶手段に記憶された回転変動情報と所定のタイミングで求めた回転変動情報との差が予め定めた許容範囲を超えたとき、前記回転変動情報を再度求める処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項10に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記回転変動情報を再度求める処理を行うときは前記所定のタイミングで行う処理より長い期間についての変動情報を記憶させることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし11のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ベルト状部材は被記録媒体を搬送するベルトであって、前記制御手段は、被記録媒体を搬送していない所定のタイミングで前記回転変動情報を求める処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも2つの支持回転体間に掛け回されて周回移動するベルト状部材と、
前記ベルト状部材を介して少なくとも1つの支持回転体に対向し、前記ベルト状部材の移動に伴って連れ回りする従動回転体と、
前記支持回転体及び前記従動回転体の回転角変位又は回転角速度から前記ベルト状部材の速度を算出し、当該算出結果に基づいて前記ベルト状部材の移動速度変動又は移動距離変動が小さくなるように前記ベルト状部材の移動制御を行う制御手段と、を備えている
ことを特徴とするベルト装置。
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