JP6020179B2

JP6020179B2 - ベルト走行装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6020179B2
Application number: JP2013001182A
Authority: JP
Inventors: 雄一広瀬; 亮小橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: JP2014134577A

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置に関し、詳しくは無端状のベルトを走行駆動するベルト走行装置の駆動制御に関する。

無端状のベルト及びこれを走行駆動する駆動手段と、ベルトの蛇行を補正する蛇行補正手段と、ベルトの幅方向位置を検出する検出手段と、これにより検出されたベルトの幅方向位置をベルト１周分以上平均してベルト平均位置を算出する平均位置算出手段と、蛇行補正量及び幅方向位置を記憶する記憶手段とを有する制御手段とを備えたベルト走行装置において、検出手段により検出されたベルト１周分以上のベルト位置と複数のベルト位置を格納する記憶領域に対して次にベルト位置を格納する場所を指すポイントデータとを不揮発性記憶装置に記憶させる技術が知られている。この技術は、ベルト端部の形状誤差を打ち消すために過去ベルト１周分のベルト位置の履歴を記憶してこの平均値を用いており、ベルトを等速状態で走行させて等間隔でベルト位置の計測を行う。

しかし上述の技術では、ベルトの減速後に再びベルトを等速で走行させる場合には、ベルトの減速後に位置情報の取得を中止してベルトが再び等速状態で走行駆動される状態となったときに位置情報の取得を再開するため記憶領域に格納されたベルト位置データに不連続が発生し、再起動後のデータに更新が完了されるまでは平均処理後のデータに誤差が大きく含まれるという問題点があった。これは、ベルトが減速した後に再起動される際に、駆動手段であるモータの加減速のプロファイルは通常位置制御がなされないために等間隔でベルト位置計測を行うことが困難であり、ベルト駆動モータの一時停止後の再起動時にはベルト端部の形状誤差を打ち消すことができずに蓄積してしまい、結果的にベルト蛇行制御が一時的に不安定となってしまっていたことによるものである。

本発明は上述の問題点を解決し、ベルトが減速後に再起動される際に、再起動時における平均処理後のデータ誤差を低減することが可能なベルト走行装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、無端状のベルト及びこれを走行駆動する駆動手段と、前記ベルトの蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルトの幅方向位置を等間隔で検出するベルト位置検出手段と、前記ベルト位置検出手段により検出されたベルト位置情報をベルト１周分以上にわたってそれぞれ格納する複数のメモリを備えた位置履歴記憶手段とを備え、前記蛇行補正手段は前記各メモリに格納された複数の前記ベルト位置情報の平均値に基づいてベルト平均位置を導き、前記ベルト平均位置の値に応じて前記蛇行補正手段の補正量を決定するベルト走行装置において、前記ベルトが定速走行状態から減速指令を受けた後に加速指令を受けて再び定速走行状態に復帰した場合に、前記蛇行補正手段は減速指令を受けた時点で導かれた前記ベルト平均位置を前記各メモリにそれぞれ書き込み、書き込まれた各ベルト平均位置と定速走行状態に復帰したときに取得した前記ベルト位置情報とによって前記ベルト平均位置を導くことを特徴とする。

本発明によれば、従来平均処理に比してベルト減速後の再起動時における最大平均処理数値がほぼ半分となり、平均処理後のデータの誤差をほぼ半減することができ、誤差の蓄積を低減することによりベルトの蛇行制御が一時的に不安定となることを抑制することができ、良好なベルト走行制御を行うことができる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略正面図である。本発明の一実施形態を適用可能なベルト走行装置の概略正面図である。本発明の一実施形態に用いられるエッジセンサの概略図である。本発明の一実施形態の変形例に用いられるエッジセンサの概略図である。本発明の一実施形態に用いられるベルト走行装置要部の概略図である。本発明の一実施形態に用いられるベルト走行装置要部の概略図である。本発明の一実施形態に用いられる巻取プーリを説明する概略図である。本発明の一実施形態に用いられるベルト走行装置要部の概略図である。本発明の一実施形態に用いられるステアリング制御装置のブロック図である。本発明の一実施形態におけるベルト走行装置の動作を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態に用いられるベルトのエッジ誤差を示す線図である。本発明の一実施形態におけるセンサデータと平均処理後データとを示す線図である。本発明の一実施形態におけるベルトが減速した後に加速して定速走行状態となったときの本発明平均処理後データと従来平均処理後データとを比較する線図である。従来の平均処理に用いられるメモリを説明する概略図である。本発明の一実施形態に用いられるメモリを説明する概略図である。本発明の一実施形態におけるベルトが減速した後に加速して定速走行状態となったときの本発明平均処理後データと従来平均処理後データとを比較する数列である。

図１は、本発明の一実施形態を採用したプリンタの一例を示す概略構成図である。このプリンタは、２つの光書込ユニット１ＹＭ，１ＣＫ、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを備えている。また、給紙路３０、転写前搬送路３１、手差し給紙路３２、手差しトレイ３３、レジストローラ対３４、搬送ベルトユニット３５、定着装置４０、搬送切替装置５０、排紙路５１、排紙ローラ対５２、排紙トレイ５３等を備えている。さらに、第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２、再送装置等を備えている。

第１給紙カセット１０１及び第２給紙カセット１０２は、それぞれ内部に記録材としての記録紙Ｐの束を収容している。そして、給紙ローラ１０１ａ，１０２ａの回転駆動により、紙束中最上位の記録紙Ｐを給紙路３０に向けて送り出す。この給紙路３０には、後述する２次転写ニップの直前で記録紙を搬送するための転写前搬送路３１が続いている。給紙カセット１０１，１０２から送り出された記録紙Ｐは、給紙路３０を経て転写前搬送路３１に進入する。

プリンタの装置本体側面には、手差しトレイ３３が装置本体に対して開閉可能に配設されており、装置本体に対して開いた状態でトレイ上面に紙束が手差しされる。手差しされた紙束中最上位の記録紙Ｐは、手差しトレイ３３の送出ローラによって転写前搬送路３１に向けて送り出される。

各光書込ユニット１ＹＭ，１ＣＫは、レーザダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズ等を有しており、プリンタ外部のスキャナによって読み取られた画像情報やパーソナルコンピュータから送られてくる画像情報に基づいてレーザダイオードを駆動する。そして、プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを光走査する。具体的には、プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、図示しない駆動手段によってそれぞれ図中反時計回り方向に回転駆動される。光書込ユニット１ＹＭは、駆動中の感光体３Ｙ，３Ｍに対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで光走査処理を行う。これにより感光体３Ｙ，３Ｍには、それぞれイエロ画像情報及びマゼンタ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。また、光書込ユニット１ＣＫは、駆動中の感光体３Ｃ，３Ｋに対してレーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで光走査処理を行う。これにより感光体３Ｃ，３Ｋには、それぞれシアン画像情報及びブラック画像情報に基づいた静電潜像が形成される。

プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを有している。また、プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの周囲に配設される各種機器を１つのユニットとして共通の支持体に支持しており、それらがプリンタ部本体に対して着脱可能に構成されている。各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは互いに使用するトナーの色が異なる点を除いて同様の構成である。イエロ用のプロセスユニット２Ｙを例にすると、これは感光体３Ｙの他に感光体３Ｙの表面に形成された静電潜像をイエロトナー像に現像するための現像装置４Ｙを有している。また、回転駆動される感光体３Ｙの表面に対して一様帯電処理を施す帯電装置５Ｙ、後述するイエロ用の１次転写ニップを通過した後の感光体３Ｙの表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置６Ｙ等も有している。

図示のプリンタは、４つのプロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを、後述する中間転写ベルト６１に対してその無端移動方向に沿って並べたいわゆるタンデム型の構成になっている。感光体３Ｙとして、本実施形態ではアルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いているが、無端ベルト状のものを用いてもよい。

現像装置４Ｙは、図示しない磁性キャリアと非磁性のイエロトナーとを含有する２成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）を用いて潜像を現像するものである。現像装置４Ｙとして、２成分現像剤の代わりに、磁性キャリアを含まない１成分現像剤によって現像を行うタイプのものを使用してもよい。現像装置４Ｙに対しては、図示しないイエロトナー補給装置によりイエロトナーボトル１０３Ｙ内のイエロトナーが適宜補給される。

ドラムクリーニング装置６Ｙとしては、クリーニング部材であるポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体３Ｙに押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本プリンタでは回転自在なファーブラシを感光体３Ｙに当接させる方式のものを採用している。このファーブラシは、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体３Ｙ表面に塗布する役割も兼ねている。

感光体３Ｙの上方には図示しない除電ランプが配設されており、この除電ランプもプロセスユニット２Ｙの一部を構成している。除電ランプは、ドラムクリーニング装置６Ｙを通過した後の感光体３Ｙ表面を光照射によって除電する。除電された感光体３Ｙの表面は帯電装置５Ｙによって一様に帯電された後、上述した光書込ユニット１ＹＭによる光走査が施される。なお帯電装置５Ｙは、図示しない電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転駆動するものである。この方式に代えて、感光体３Ｙに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式を採用してもよい。以上、イエロ用のプロセスユニット２Ｙについて説明したが、マゼンタ、シアン、ブラック用のプロセスユニット２Ｍ，２Ｃ，２Ｋもイエロ用のものと同様に構成されている。

各プロセスユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの下方には転写ユニット６０が配設されている。転写ユニット６０は、複数の支持ローラによって張架している無端ベルトである中間転写ベルト６１を感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに当接させながら、何れか１つの支持ローラの回転駆動によって図中時計回り方向に走行（無端移動）される。これにより、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと中間転写ベルト６１とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップの近傍であって中間転写ベルトの内周面側であるベルトループ内には、１次転写部材としての１次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが配設されている。各１次転写ローラ６２は、中間転写ベルト６１を各感光体３に向けて押圧しており、各１次転写ローラ６２にはそれぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これによりＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップには、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６１に向けて静電移動させる１次転写電界が形成される。

図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト６１の外周面には、各１次転写ニップにおいてトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト６１の外周面には４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という。）が形成される。

中間転写ベルト６１の図中下方には２次転写ローラ７２が配設されている。２次転写ローラ７２は、中間転写ベルト６１における２次転写バックアップローラ６８に対する掛け回し箇所にベルト外周面から当接して２次転写ニップを形成している。これにより、中間転写ベルト６１の外周面と２次転写ローラ７２とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ７２には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されており、一方ベルトループ内の２次転写バックアップローラ６８は接地されている。これにより２次転写ニップ内に２次転写電界が形成されている。

２次転写ニップの図中右側方にはレジストローラ対３４が配設されている。レジストローラ対３４は、各ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙Ｐに一括して２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した中間転写ベルト６１の外周面には、２次転写ニップで記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト６１に当接するベルトクリーニング装置７５によってクリーニングされる。

２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト６１から離間して搬送ベルトユニット３５に受け渡される。搬送ベルトユニット３５は、無端ベルト状の搬送ベルト３６を駆動ローラ３７と従動ローラ３８とによって張架しつつ駆動ローラ３７の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動させる。そして、２次転写ニップから受け渡された記録紙Ｐを搬送ベルト外周面の張架面に保持しつつ、搬送ベルト３６の無端移動により搬送して定着装置４０に受け渡す。

本プリンタにおいては、搬送切替装置５０、再送路５４、スイッチバック路５５、スイッチバック後搬送路５６等によって再送手段が構成されている。具体的には、搬送切替装置５０は定着装置４０から受け取った記録紙Ｐのその後の搬送先を排紙路５１と再送路５４とで切り替える。記録紙Ｐの第１面だけに画像を形成する片面モードのプリントジョブ実行時には、記録紙Ｐの搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、第１面だけに画像が形成された記録紙Ｐを、排紙路５１経由で排紙ローラ対５２に送り排紙トレイ５３上に排紙する。また、記録紙Ｐの両面に対してそれぞれ画像を形成する両面モードのプリントジョブ実行時には、両面にそれぞれ画像が定着された記録紙Ｐを定着装置４０から受け取ったときにも記録紙Ｐの搬送先を排紙路５１に設定する。これにより、両面に画像が形成された記録紙Ｐを排紙トレイ５３上に排紙する。一方、両面モードのプリントジョブ実行時において、第１面だけに画像が定着された記録紙Ｐを定着装置４０から受け取ったときには記録紙Ｐの搬送先を再送路５４に設定する。

再送路５４には、スイッチバック路５５が繋がっており、再送路５４に送られた記録紙Ｐはスイッチバック路５５に進入する。そして、記録紙Ｐの搬送方向の全領域がスイッチバック路５５に進入すると、記録紙Ｐの搬送方向が逆転されて、記録紙Ｐがスイッチバックする。スイッチバック路５５には、再送路５４の他にスイッチバック後搬送路５６が繋がっており、スイッチバックした記録紙Ｐはスイッチバック後搬送路５６に進入し、これにより記録紙Ｐの上下が反転する。上下反転した記録紙Ｐは、スイッチバック後搬送路５６と給紙路３０とを経由して２次転写ニップに再送される。２次転写ニップで第２面にもトナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置４０を経由して第２面にトナー像が定着された後、搬送切替装置５０と排紙路５１と排紙ローラ対５２とを経由して排紙トレイ５３上に排紙される。

次に、中間転写ベルト６１を走行駆動するベルト走行装置について説明する。図２は、本実施形態におけるベルト走行装置の概略構成を示す説明図である。本実施形態におけるベルト走行装置は、ベルト蛇行修正用のステアリングローラ６３、支持ローラ６７，６９，７１及び２次転写バックアップローラ６８等により支持された中間転写ベルト６１を有している。また、駆動源であるステアリングモータ２３からの駆動力によりステアリングローラ６３を傾斜させるための動作を行う傾斜機構と、中間転写ベルト６１のベルト幅方向への変位を検出するベルト位置検出手段としてのエッジセンサ２４を有している。また、エッジセンサ２４の検出結果に基づいてステアリングローラ６３の傾斜量を決定し、決定した傾斜量となるようにステアリングモータ２３を制御して傾斜機構の動作を制御する傾斜制御手段としてのステアリング制御装置２１を有している。これ等の構成によって蛇行補正手段が構成され、蛇行補正手段はステアリングローラ６３の傾斜量を変更することによって中間転写ベルト６１の蛇行を修正する。本実施形態では支持ローラ６７を駆動手段としての駆動ローラとしたが、他の支持ローラを駆動ローラとしてもよい。

図３は、エッジセンサ２４の具体的な構成の一例を示す概略構成図である。図３に示すように中間転写ベルト６１の一側部には、支軸２４ｃに回転自在に支持された接触子２４ｂが配置されている。接触子２４ｂの一端部にはスプリング２４ａが係合されており、スプリング２４ａの付勢力によって接触子２４ｂの一端部が常時中間転写ベルト６１の一側部に当接するように構成されている。スプリング２４ａによる接触子２４ｂの当接圧力は、中間転写ベルト６１の側部を変形させない程度の適度な大きさに設定されている。また、支軸２４ｃを介した接触子２４ｂの他端部には変位センサ２４ｄが対向配置されている。このように構成されたエッジセンサ２４は、ベルト蛇行時における中間転写ベルト６１の幅方向である矢印ｙ方向への動きが、その中間転写ベルト６１の側部に当接する接触子２４ｂの動き（支軸２４ｃを中心とした回動動作）に置き換えられる。この接触子２４ｂの動きに対応して変位センサ２４ｄの出力レベルが変動するため、そのセンサ出力は中間転写ベルト６１のベルト幅方向への変位量を示すものとなる。本実施形態において、エッジセンサ２４は図２に示すように、ベルト走行方向において駆動ローラ６７と２次転写バックアップローラ６８との間の位置に配置されている。

なお、エッジセンサ２４については、中間転写ベルト６１のベルト幅方向への変位（蛇行）に応じた出力を発生するものであれば他の構成のものを採用してもよい。例えば図４に示すように、中間転写ベルト６１の一側部を介してＬＥＤ２４ｅと光量センサ２４ｆとを対向配置したものであってもよい。この構成では、中間転写ベルト６１のベルト幅方向への変位によってＬＥＤ２４ｅから出射された光を遮る量が変化し、光量センサ２４ｆに入射される光量が変化する。これにより光量センサ２４ｆの出力レベルは、中間転写ベルト６１のベルト幅方向への変位量に応じたものとなる。

図５はステアリングローラ６３の一端側（駆動端部側）に設けられた傾斜機構の一部を斜め上方から見たときの斜視図であり、図６はこの傾斜機構の一部を斜め下方から見たときの斜視図である。本実施形態において、ステアリングローラ６３を傾斜させるための動作を行う傾斜機構は、図２に示すように片持ちのワイヤ方式を採用している。以下、具体的に説明する。

ステアリングモータ２３はその出力軸上に駆動プーリ８６を備えており、駆動プーリ８６は巻取プーリ８７と共にタイミングベルト８８を張架している。巻取プーリ８７は、図７に示すように、タイミングベルト８８が巻き付くベルトプーリ部８７ａとワイヤ８０の一端（以下「駆動端」という）が固定されたワイヤプーリ部８７ｂとが同軸上に一体成形されたものである。ステアリングモータ２３が回転駆動して駆動プーリ８６が回転すると、タイミングベルト８８を介して巻き取りプーリ８７が回転してワイヤ８０の駆動端側がワイヤプーリ部８７ｂに巻き取られる。本実施形態の巻取プーリ８７は、ベルトプーリ部８７ａの径よりもワイヤプーリ部８７ｂの径の方が小さく形成されているため、巻取プーリ８７は減速手段を構成している。

図８は、巻取プーリ８７の近傍を拡大した拡大図である。本実施形態において、ワイヤ８０の駆動端側の途中に固定用ボール８０ｂが固定されており、固定用ボール８０ｂが巻取プーリ８７の固定用孔８７ｃに嵌り込むことで、ワイヤ８０の駆動端側が巻取プーリ８７のワイヤプーリ部８７ｂに固定されている。より詳しくは、ワイヤプーリ部８７ｂにはワイヤ８０の端部を内部に入れ込むための開口８７ｄが形成されており、開口８７ｄを介してプーリ内部に入り込んだワイヤ部分は固定用孔８７ｃが形成されたプーリ端面の開口８７ｅから外部へ出ることができる。ワイヤ８０の駆動端側は、ワイヤプーリ部８７ｂに適当な周回分だけ巻き付いた後にその端部側が開口８７ｄからプーリ内部に入り込み、開口８７ｅから出て固定用ボール８０ｂが固定用孔８７ｃに嵌合することにより巻取プーリ８７に固定される。

一方、ワイヤ８０の他端側は動滑車８３に巻き付いていて、その端部はワイヤ保持部材８４に固定されている。動滑車８３は、長尺なローラホルダ８１の一端部に回転可能に支持されており、ローラホルダ８１の一端部とは反対側の他端部にはステアリングローラ６３の駆動端部が回転可能に支持されている。ローラホルダ８１はその長尺方向の途中部分が支軸８２に回動可能に支持されており、ローラホルダ８１には引っ張りばね８５により支軸８２を中心として図２中時計回り方向へ付勢する付勢力が付与されている。引っ張りばね８５は、ワイヤ８０が巻き付いた動滑車８３をワイヤ８０に張力がかかる図２中上側の向きに変位させる付勢力を付与するので、ワイヤ８０に常時安定して適当な張力を付与する張力付与手段として機能する。

本実施形態において、ワイヤ８０の駆動端側は固定用ボール８０ｂよりも端部側のワイヤ部分８０ａが引っ張りばね８９により引っ張られている。ワイヤ部分８０ａ及び引っ張りばね８９は、ステアリングモータ２３の駆動トルクを軽減するためのものである。すなわち、ステアリングモータ２３を引っ張りばね８５による付勢力に抗する向きに回転駆動させる場合、ステアリングモータ２３には引っ張りばね８５の付勢力による駆動負荷が加わる。しかし、その回転駆動方向には引っ張りばね８９による付勢力が加わるためにその駆動付加が軽減される。なお本実施形態では、ステアリングモータ２３の駆動トルクを軽減するための手段をワイヤ８０の一部を利用して構成する例について説明する。しかし、ワイヤ８０とは別のワイヤ等の部材を巻取プーリ８７に固定し、ワイヤ８０を巻き取る向きに巻取プーリ８７を回転させる方向へ当該部材を引っ張るように構成しても同様の効果が得られる。

以上の構成をもつ傾斜機構では、ステアリングモータ２３が回転駆動してワイヤ８０が巻取プーリ８７に巻き取られるまたは繰り出されることで動滑車８３が変位し、これによりローラホルダ８１が支軸８２を中心に回動する。その結果、ステアリングローラ６３の駆動端部が他端部に対して相対的に変位し、ステアリングローラ６３が傾動する。本実施形態のように巻取プーリ８７にワイヤ８０を巻き取るワイヤ方式によればワイヤ８０の移動可能量を多く取ることができるため、ステアリングローラ６３の傾動範囲すなわち制御可能な傾斜量の範囲を広く取ることができる。ただし、ステアリングローラ６３の傾動範囲が広すぎてローラホルダ８１が周囲の部品に干渉する虞がある場合には、ローラホルダ８１の回動範囲を所定範囲に規制する規制手段を設けてもよい。本実施形態では、この規制手段として図５に示すようにストッパ９５が設けられている。

また、ワイヤ８０の移動可能量を多く取ることができる結果、減速手段を介在させてもステアリングローラ６３の傾動範囲を十分に確保することができる。よって、減速手段を介在させてステアリングローラ６３の傾斜量を高精度に制御する構成を採用することができる。そのため本実施形態では、ベルトプーリ部８７ａとワイヤプーリ部８７ｂとの径比、動滑車８３の採用、支軸８２から各端部までの長さ比（テコの原理）により、ステアリングモータ２３の回転駆動を減速してローラホルダ８１に伝達する構成を採用している。これによりステアリングローラ６３の傾斜量の分解能を高め、高精度の傾き制御を可能にしている。

さらに、本実施形態ではワイヤ方式を採用しているため、ワイヤを用いないカム方式に比べてステアリングローラ６３から離れた位置にステアリングモータ２３を配置することができる。よって、ステアリングローラ６３の周囲のレイアウト自由度が高い。特に、本実施形態では片持ちのワイヤ方式を採用しているため、ループ状のワイヤを用いる従来の方式と比較してワイヤを通すために必要なスペースが小さくて済むことに加え、その取り回しも容易である。

図９は、ベルト駆動装置の制御を行うステアリング制御装置２１のブロック図である。同図においてステアリング制御装置２１はステアリングモータ２３の駆動を制御するものであり、そのためのモータ制御信号（モータドライブ信号）をステアリングモータ２３に向けて出力する。ステアリングモータ２３としては、その回転角度や回転速度を高精度に制御可能なステッピングモータやリニアモータ等が用いられ、本実施形態ではステアリングモータ２３としてステッピングモータを用いている。ステアリング制御装置２１にはエッジセンサ２４が接続されており、エッジセンサ２４からのベルト位置情報（ベルトエッジ信号）が入力される。また、ステアリング制御装置２１には後述するフォトインタラプタ２５が接続されており、フォトインタラプタ２５からの基準傾斜姿勢情報が入力される。さらにステアリング制御装置２１には、後述する記憶装置２２が接続されている。この記憶装置２２は、フォトインタラプタ２５からの基準傾斜姿勢情報が入力されたときのステアリングモータの動作量（回転角度）を基準回転角度（動作基準値）として記憶する。

ステアリングローラ６３の傾斜姿勢が基準傾斜姿勢となっているか否かは、ステアリングローラ６３の傾斜量に応じてステアリングローラ６３と一体的に変位する変位部材の位置を検出することによって確認される。本実施形態では、図６に示すようにステアリングローラ６３の傾動と一体的に回動するローラホルダ８１にフィラ９１を固定してこれを変位部材として用いており、フィラ９１の移動経路を挟介してフォトインタラプタ２５の発光部と受光部とが配置されている。フォトインタラプタ２５は、ステアリングローラ６３の傾斜姿勢が基準傾斜姿勢であるときにフィラ９１が位置する箇所に配置される。これにより、ステアリングローラ６３の傾斜姿勢が基準傾斜姿勢となったときにフィラ９１がフォトインタラプタ２５の光路を遮り、受光部の出力レベルが所定値以下となる。フォトインタラプタ２５の出力レベルが所定値以下となったときに、ステアリング制御装置２１に基準傾斜姿勢情報が入力される。よってステアリング制御装置２１は、基準傾斜姿勢情報が入力されることでステアリングローラ６３の傾斜姿勢が実際に基準傾斜姿勢となったか否かを把握することができる。

ステアリング制御装置２１は、フォトインタラプタ２５からの基準傾斜姿勢情報が入力されたときのステアリングモータ２３の動作量（回転角度）を基準回転角度（動作基準値）として記憶装置２２に記憶する。記憶装置２２に記憶される基準回転角度は、所定の調整タイミングが到来するごとに更新される。本実施形態では、プリンタの電源が投入されるタイミングを調整タイミングとしており、プリンタの電源が投入されるたびに基準回転角度が更新される。従って、傾斜機構を構成するワイヤ８０が何らかの原因で伸びてしまっても電源が投入されるたびにその伸びによる制御誤差がリセットされる。

図１０は、蛇行抑制のための一連の制御の流れを示すフローチャートである。先ずプリンタの電源が投入されると（Ｓ１）、ステアリング制御装置２１は中間転写ベルト６１の走行を開始する前にステアリングモータ２３を所定の速度で回転駆動させる。これにより、ローラホルダ８１に固定されたフィラ９１をフォトインタラプタ２５の光路を遮る位置へ近付かせるホーミング動作が行われる（Ｓ２）。次に、フィラ９１がフォトインタラプタ２５の光路を遮り、ステアリング制御装置２１にフォトインタラプタ２５からの基準傾斜姿勢情報が入力される。するとステアリング制御装置２１は、このときのステアリングモータ２３の回転角度を基準回転角度として記憶装置２２に記憶する。これにより、記憶装置２２内の基準回転角度のデータが更新される（Ｓ３）。

次に、ステアリング制御装置２１は記憶装置２２に記憶されている安定回転角度のデータを読み出し（Ｓ４）、この安定回転角度と記憶装置２２に記憶した基準回転角度とを用いてステアリングモータ２３の回転角度を制御する。そして、ステアリングローラ６３の傾斜量を蛇行が抑制された安定時における傾斜量に設定する（Ｓ５）。詳しく説明すると、記憶装置２２に記憶されている安定回転角度のデータは、直前に設定されていたステアリングモータ２３の回転角度のデータである。本実施形態において、ステアリング制御装置２１が制御するステアリングモータ２３の回転角度は基準回転角度に対する相対値である。このため、記憶装置２２に記憶されている安定回転角度のデータは、更新前の基準回転角度（すなわち前回の電源投入時に更新された基準回転角度）に対するステアリングモータ２３の相対回転角度を示すものである。ここで、仮に前回の電源投入時からワイヤ８０が伸びている場合について説明する。この場合、更新前の基準回転角度のデータと安定回転角度のデータとから決まる回転角度にステアリングモータ２３の回転角度をそのまま設定すると、ステアリングローラ６３の実際の傾斜量はワイヤ８０が伸びた分だけ目標の傾斜量に対して若干のずれが生じる。そして、このずれが累積されることで大きな制御誤差が生まれ、中間転写ベルト６１の蛇行を安定して抑制することが困難となる。一方、今回の電源投入時に更新した基準回転角度と安定回転角度とから決まる回転角度（絶対回転角度）にステアリングモータ２３の回転角度を設定した場合、ワイヤ８０が伸びた分のズレは基準回転角度の更新によりリセットされる。これによりステアリングローラ６３の実際の傾斜量が目標の傾斜量と一致する。これは、ワイヤ８０が伸びても、ステアリングモータ２３の１ステップ当たりの回転角度に対応してステアリングローラ６３が傾斜する量は変わらないからである。従って、記憶装置２２に記憶されている安定回転角度のデータと記憶装置２２に記憶した更新後の基準回転角度のデータとを用いて、ステアリングモータ２３の回転角度を制御する。これにより、ステアリングローラ６３の傾斜量を蛇行が抑制された安定時の傾斜量に設定することができる。

その後、プリンタはプリントジョブが入力されるのを待機する待機状態となる（Ｓ６）。プリントジョブが入力されると中間転写ベルト６１の駆動を開始し（Ｓ７）、プリントジョブに従った画像形成動作が行われる（Ｓ８）。この画像形成動作中、エッジセンサ２４により中間転写ベルト６１の幅方向への変位（蛇行）を検出し（Ｓ９）、その検出結果から蛇行抑制のために必要なステアリングモータ２３の制御量（目標回転角度）を演算する（Ｓ１０）。そして、その演算結果に基づいてステアリングモータ２３の回転角度が目標回転角度となるようにステアリングモータ２３の回転角度を制御する（Ｓ１１）。ステップＳ９〜Ｓ１１の傾き制御は、画像形成動作が終了するまで繰り返される（Ｓ１２）。

本実施形態における傾き制御について詳述すると、ステアリングローラ６３が水平である状態からステアリングモータ２３の出力軸を図２中の反時計回りに回転させると、巻取プーリ８７によりワイヤ８０が巻き取られてローラホルダ８１がθ１方向に回動する。これにより、ステアリングローラ６３の駆動端部がローラホルダ８１によって持ち上げられ、その持ち上げ量に応じてステアリングローラ６３に傾きが生じる。このとき、ステアリングローラ６３に巻き付けられた中間転写ベルト６１のベルト幅方向位置は、ステアリングローラ６３の駆動端部とは反対側へと変位する。これに対して、ステアリングローラ６３が水平である状態からステアリングモータ２３の出力軸を図２中の時計回りに回転させると、巻取プーリ８７からワイヤ８０が繰り出され、ローラホルダ８１がθ２方向に回動する。これにより、ステアリングローラ６３の駆動端部がローラホルダ８１によって押し下げられ、その押し下げ量に応じてステアリングローラ６３に傾きが生じる。このとき、ステアリングローラ６３に巻き付けられた中間転写ベルト６１のベルト幅方向位置は、ステアリングローラ６３の駆動端部側へと変位する。よって、中間転写ベルト６１のベルト幅方向への変位をエッジセンサ２４によって検出し、その検出結果を基にステアリングモータ２３を駆動してステアリングローラ６３の傾きを適宜制御することにより、中間転写ベルト６１の蛇行を修正することが可能となる。

画像形成動作が終了したら、この時点におけるステアリングモータ２３の回転角度（相対回転角度）を安定回転角度として記憶装置２２に保存するとともに（Ｓ１３）、中間転写ベルト６１の駆動を停止する（Ｓ１４）。そして、電源がオフにされるまで（Ｓ１５）、本プリンタはプリントジョブが入力されるのを待機する待機状態となる（Ｓ６）。以上が本実施形態に用いられるプリンタの動作を含めた構成である。

上述の構成において、図１０におけるステップＳ１０のステアリングモータ２３の制御量の演算は、中間転写ベルト６１の端部における形状誤差を打ち消すために平均処理を行っている。例えば、中間転写ベルト６１の全長を２０００ｍｍとし、１００μｍの端部形状誤差があるものとする。このときのエッジセンサ２４による検出結果は図１１に示すように正弦波状となり、平均処理後のデータは図１２に示すようになる。

ここで、本発明の特徴部について説明する。図１２に示すようなベルト位置検出結果を示す中間転写ベルト６１において、例えば２０００ｍｍの時点で停止指令または減速指令を受けて減速した後、再び加速指令を受けて加速して３０００ｍｍの位置から定速走行状態に復帰したとする。この場合、エッジセンサ２４による検出結果は図１３に実線で示すようになり、従来の平均処理後のデータは同図に一点鎖線で示すように、本発明の平均処理後のデータは同図に破線で示すようになる。以下に、この平均処理について説明する。

定速走行状態における中間転写ベルト６１の速度を１００ｍｍ／ｓとし、そして１秒毎にベルト位置を検出すると仮定すると、全長２０００ｍｍのベルト１周を計測する際には２０秒かかり、１００ｍｍ毎に２０等分のベルト位置を計測することができる。そこでステアリング制御装置２１は、図１４及び図１５に示すようにデータを書き込むことが可能なメモリ１０を１番地から２０番地まで２０個有し、各メモリ１０にベルト位置情報が書き込まれるとこれを平均演算処理する。図１４は従来装置におけるメモリ１０を、図１５は本発明のベルト走行装置におけるメモリ１０をそれぞれ示している。以下、数値例を用いて具体的に説明する。

図１６は、エッジセンサ２４によって計測されたベルト位置、図１４に示した従来装置により平均処理された数値、図１５に示した本発明のベルト走行装置により平均処理された数値を中間転写ベルト６１の搬送距離毎に示している。同図において搬送距離−２０００は中間転写ベルト６１が定速走行状態に入った地点を示している。そして、この地点から中間転写ベルト６１が１周する搬送距離０までの数値の合計（符号１１で示す）の平均が符号１２で示す従来平均処理数値及び符号１３で示す本発明平均処理数値となる。搬送距離１００での従来平均処理数値１２及び本発明平均処理数値１３は搬送距離−１９００〜１００までの数値の合計の平均となり、以下同様に続く。この場合、中間転写ベルト６１が定速走行状態を維持しているので、搬送距離０〜２０００までの従来平均処理数値１２と本発明平均処理数値１３とは同一となる。

そして、例えば中間転写ベルト６１の搬送距離が２０００を超えたときに支持ローラ６７に対して減速指令が送られると、中間転写ベルト６１が定速走行状態から減速する。そしてその後、再び支持ローラ６７に加速指令が送られると、中間転写ベルト６１が加速されてやがて定速走行状態となる。ここで、中間転写ベルト６１が搬送距離３０００において再び定速走行状態になったと仮定する。この場合、従来平均処理と本発明平均処理との双方において、中間転写ベルト６１が定速走行状態ではない搬送距離２１００〜２９００の間ではベルト位置の取得を行わない。

中間転写ベルト６１が定速走行状態となると、従来平均処理では搬送距離３０００のベルト位置情報を図１４に示すメモリ１０のＰ１０番地に書き込む。そして搬送距離２００〜２０００間の数値及び搬送距離３０００の数値を合計してこれを平均処理し、この数値を図１６に符号１４で示すように搬送距離３０００の従来平均処理数値とする。そして、搬送距離３１００のベルト位置情報をメモリ１０のＰ１１番地に書き込み、搬送距離３００〜２０００の間の数値及び搬送距離３０００，３１００の数値を合計してこれを平均処理し、この数値を搬送距離３１００の従来平均処理数値とする。以下同様である。

一方、本発明平均処理では搬送距離３０００のベルト位置情報を図１５に示すメモリ１０のＰ１０番地に書き込み、同時に残りのメモリ１９個に、図１６に符号１５で示す減速指令を受けた時点で導かれたベルト平均位置である平均処理数値を書き込む。そしてこれ等２０個の数値によって平均処理を行い、この数値を図１６に符号１６で示すように搬送距離３０００の本発明平均処理数値とする。そして、搬送距離３１００のベルト位置情報をメモリ１０のＰ１１番地に書き込み、先に書き込まれたＰ１０番地の数値と共に２０個の数値によって平均処理を行い、この数値を搬送距離３１００の本発明平均処理数値とする、以下同様である。

上述した方式による本発明平均処理によれば、従来平均処理に比して図１６に示す搬送距離３９００における最大平均処理数値がほぼ半分となり、図１３に示すように平均処理後のデータの誤差をほぼ半減することができる。これにより、誤差の蓄積を低減することにより中間転写ベルト６１のベルト蛇行制御が一時的に不安定となることを抑制することができ、良好なベルト走行制御を行うことができる。また上述の構成では、ベルトが定速走行状態となったときからベルト位置情報の取得を行うので、例えばベルトが所定のホームポジションに到達していなくてもベルト位置情報を更新することができる。従って、ベルトがホームポジションに到達した時点からベルト位置情報の更新を行う技術に比して誤差の蓄積をより一層低減することができる。

上記実施形態では、無端状のベルトとして中間転写ベルトを示したが、ベルトとして定着ベルトに本発明を適用してもよい。また上記実施形態では画像形成装置としてプリンタを示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写機、プロッタ、ファクシミリ、これ等の複合機等の画像形成装置にも本発明は適用可能である。

１０メモリ
１５，１６ベルト平均位置（本発明平均処理数値）
２４ベルト位置検出手段（エッジセンサ）
６１ベルト（中間転写ベルト）
６３ローラ（ステアリングローラ）
６７駆動手段（支持ローラ）

特許第４９６５１２４号公報

Claims

無端状のベルト及びこれを走行駆動する駆動手段と、前記ベルトの蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルトの幅方向位置を等間隔で検出するベルト位置検出手段と、前記ベルト位置検出手段により検出されたベルト位置情報をベルト１周分以上にわたってそれぞれ格納する複数のメモリを備えた位置履歴記憶手段とを備え、前記蛇行補正手段は前記各メモリに格納された複数の前記ベルト位置情報の平均値に基づいてベルト平均位置を導き、前記ベルト平均位置の値に応じて前記蛇行補正手段の補正量を決定するベルト走行装置において、
前記ベルトが定速走行状態から減速指令を受けた後に加速指令を受けて再び定速走行状態に復帰した場合に、前記蛇行補正手段は減速指令を受けた時点で導かれた前記ベルト平均位置を前記各メモリにそれぞれ書き込み、書き込まれた各ベルト平均位置と定速走行状態に復帰したときに取得した前記ベルト位置情報とによって前記ベルト平均位置を導くことを特徴とするベルト走行装置。
請求項１記載のベルト走行装置において、
前記ベルト位置検出手段は前記ベルトの端部位置を検出することを特徴とするベルト走行装置。
請求項１または２記載のベルト走行装置において、
前記ベルトを支持するローラを有し、前記蛇行補正手段は前記ローラの傾斜角を制御することによって前記ベルトの蛇行を補正することを特徴とするベルト走行装置。
画像形成手段と請求項１ないし３の何れか１つに記載のベルト走行装置とを有することを特徴とする画像形成装置。