JPH0463389A

JPH0463389A - ベルト寄り止め制御方法

Info

Publication number: JPH0463389A
Application number: JP2175962A
Authority: JP
Inventors: Mikio Miura; 幹夫三浦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-02-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、無端帯状の感光体ベルト、転写ベルト等につ
いてのベルト寄り止め制御方法に関する。

従来の技術一般に、無端帯状のベルトをローラにより駆動搬送させ
た場合、少なからず軸方向（ベルト幅方向）に寄り一蛇
行が生じ得る。ここに、ベルトが感光体ベルト等の場合
には蛇行により画像品質を損なうことになるので、寄り
止め制御が必要となる。

ここに、従来のベルト寄り止め方式としては、次の■〜
■のようなものかある。

■　ベルトを支持又は駆動するローラに溝部を形成し、
この溝部に嵌合するように帯状突起をベルト側に形成し
、又は、帯状突起がローラ端部と当接するようにした帯
状突起当接方式。

■　ベルトを支持又は駆動するローラの少なくとも一つ
に、ベルトに寄りが生ずる時にその寄り力を利用して寄
り方向と逆方向にベルトが移動するように、内包する自
動調心軸の傾きを変化させる自動調心機構を備えた方式
。

■　ベルト端辺を検知して電気的な信号に変換し、ベル
トの寄りを制御手段に作用させる方式。例えば、特開昭
５７−１３９７７６号公報に示されており、光源及び受
光素子を有するフォトインタラプタと、その光源と受光
素子との間の光路を遮断するように移動可能とした遮光
部材との組合せににより、ベルト端を検知するものであ
る。又は、ベルト端部近傍に対向させて配置させた反射
型光センサと、ベルト端部かその駆動搬送方向と直角な
方向に移動する際には上記反射型光センサの検知域内へ
と移動可能であり、かつ、ベルトの光反射率と異なる光
反射率を有する検知パターンとの組合せにより、ベルト
の寄りを検知するものである。

■　ベルト端部上に三角形マークを設け、このマークの
ベルト搬送方向の幅を検知し、電気的な信号に変換し、
ベルトの寄りを制御手段に作用させる方式。この方式は
、特開昭５７−２４９５６号公報に示されている。例え
ば、ベルト端辺から中心方向に向かうに従いベルト搬送
方向の幅が増加又は減少するという形状を持つ寄り位置
検出用マークと、その略中心部を通り、駆動ローラ軸方
向に沿って設けた基準位置検出用マークとの各々を検知
した信号を比較することにより、ベルトの寄り量を検出
し、この信号に基づいてベルトの寄りを制御するという
ものである。

発明が解決しようとする課題ところが、従来方式には次のような欠点がある。

■の方式では、ベルトの帯状突起を設けた部分に常時応
力が生じ、ベルトを変形させてしまう。

よって、ベルトの耐久性が著しく低下し、特に複写機の
感光体ベルトにあっては信頼性が著しく低下してしまう
。

■の方式では、自動調心操作を確実なものとするには、
高精度なローラ機構が必要となり、装置が複雑化し、コ
スト高となる上に、調整作業も複雑化してしまう。

■の方式では、２つのフォトインタラプタ又は反射型光
センサを用いてベルトの寄り位置をある程度の幅を設け
て検知している。よって、その制御範囲の幅に対してベ
ルトは蛇行を繰返す結果となっている。開運は、このベ
ルトの蛇行する幅であり、従来方式の’１””Ｏ’″レ
ベルでの検知制御では、この蛇行幅をあまり狭ばめるこ
とができない。なぜならば、制御幅を狭ばめると制御状
態が発散し、制御範囲から逸脱する可能性があるためで
ある。つまり、制御範囲の幅を広げると複写機の感光体
ベルトの場合であれば画像に対して重大な問題となり、
幅を狭ばめると不安定となる。

■の方式において、前述した特開昭５７−２４９５６号
公報によれば、無端ベルトのサイドエツジに少なくとも
１個設けた片寄り検出用マークとされており、マークの
設けられていない部分では制御できない。また検出され
た寄り量に従った信号を保持する手段を必要とする。仮
に、複数個のマークを設けたとしてもそれらのマークの
間隔が不揃いであったり、形状が不揃いであるとベルト
の蛇行運動を引き起こし、滑らかなベルト駆動搬送がで
きない。このようなことから、ベルトの回転周期に対し
て十分に短い周期で連続的にベルトの寄り止め制御する
ために、前述した２種類のマークをベルト搬送方向に対
して等間隔で配設させる方法が考えられるか、２種類に
ついてベルト全周に設けることは有効範囲を狭ばめるこ
とになりスペース的に好ましくない。

一方、本出願人によれば、ベルト搬送方向に三角形状の
多数のマークを等間隔で全周に渡って設けて、これらの
マークの搬送方向の幅を検知することにより、ベルトの
回転周期に対して十分に短い周期で連続的にベルトの寄
り止め制御をするようにしたものが特願平１−３１６２
６８号として提案されている。しかし、このようなベル
ト片寄り検出用マークたけてベルト寄りを制御しようと
する場合、ベルトの線速か変ると基準位置が変ってしま
うので、線速か変化するような使い方には適さない。即
ち、マーク検出信号を電気的に生成された基準パルスと
比較して移動量を制御することになるが、この基準パル
スの幅が常に一定であるとベルト搬送速度の変化で寄り
方向の基準位置も変ってしまい、蛇行するからである。

そこで、三角形状の多数のマークについてのマーク検出
信号に同期し、かつ、デユーティ比か一定である基準パ
ルスを用いて、寄り量を示す偏差信号を検出し、ベルト
寄り止め制御するようにしたものも本出願人により特願
平１−３１６９４８号として提案されている。しかし、
この方式によってもベルト搬送速度か大きく変化した場
合には、マークを検出した信号と基準パルスとの同期か
時的にずれを生ずることかある。このような不要なベル
トの蛇行を防丘するための手段か必要となり、構成が複
雑となる。

課題を解決するための手段少なくとも駆動ローラと従動ローラとを含む複数本のロ
ーラ間に張架させた無端帯状のベルトを回転搬送させた
時に、前記ベルトをベルト移動手段により前記駆動ロー
ラ軸方向に沿って移動させて寄り止めさせるようにした
ベルト寄り止め制御方法において、駆動ローラ軸方向に
氾って直交する方向の幅が軸方向に沿って徐々に増加す
る増加部分と軸方向に治って徐々に減少する減少部分と
を有する略同一形状の多数の寄り位置検出用パターンを
ベルト周長に対して十分に短い間隔でベルト搬送方向に
沿って連続的に形成し、この寄り位置検出用パターンの
前記増加部分と前記減少部分との各々の検出幅に応じた
検出信号同士を比較して前記ベルトの基準位置からの寄
り量を示す偏差信号を検出する寄り量検出手段を設け、
この寄り量検出手段の偏差信号を前記ベルト移動手段に
連続的に作用させて前記ベルトを寄り止めさせるように
した。

作用基本的に、駆動ローラ軸方向に沿って直交する方向の幅
が軸方向に沿って徐々に増加する増加部分と軸方向に沿
って徐々に減少する減少部分とを有する略同一形状で、
ベルト周長に対して十分に短い間隔でベルト搬送方向に
沿って連続的に形成した多数の寄り位置検出用パターン
により、ベル］・寄り量をベルト回転周期に対して十分
に短い周期で検出しリアルタイムで寄り止め制御するの
で、ベルトの蛇行幅か最小限に抑えられる。上記パタン
はベルト全周に連続的に存在するため、検出信号を一時
的に記憶する必要もない。また、」１記パターンは全て
略同一形状に揃えられているので、ベルト搬送状態も滑
らかなものとなる。この際、移動制御量となる偏差信号
かパターンの増加部分と減少部分とで各々検出した検出
信号同士の比較結果に基つくため、ベルト搬送速度の変
動や、厳密なマーク間隔、マーク形状に依存せず、軸方
向基準位置が一定となって、寄り止め制御か確実なもの
となり、特に、マーク２個所検出によるため、デユーテ
ィ比一定とした基準パルスを用いる必要もなく簡単なも
のとなる。

実施例本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図に示す無端帯状のベルトｌとこのベルト１
を駆動する駆動ローラ２（支持するためのローラでもよ
い）との状態関係に応じた、寄り検出原理を説明する。

この駆動ローラ２の軸受（図示せず）とベルト１端部付
近に向けて並設されて対向配置させた２つの反射型フォ
トセンサ３゜４とは装置フレーム（図示せず）に対して
固定されており、これらの位置関係は変らない。しかし
て、前記ベルト１表面上にはその一端側に位置させて寄
り位置検出用パターンとしてのマーク５が形成されてい
る。このマーク５はベルト表面と異なる光反射率を持つ
ように例えば黒塗りされた三角形状のものであり、矢印
Ａで示す搬送方向全周に渡り同一形状のものが多数連続
的に形成されている。より詳細には、駆動ローラ軸方向
に沿って直交する方向（＝ベルト搬送方向）の幅が軸方
向端部に向けて徐々に増加する増加部分５ａと軸方向に
沿って徐々に減少する減少部分５ｂとを有する二等辺三
角形状である。また、マーク５はベルト周長に対して十
分に短い間隔となるように形成されている。ここに、前
記フォトセンサ３はこれらのマーク５の増加部分５ａに
おいてその搬送軌跡上に位置するものであり、例えば第
１図中に示す位置ａが基準位置とされている。よって、
ベルト寄りが生じた場合には、相対的にフォトセンサ３
がマーク５の増加部分５ａに対してｂ又はＣで示すよう
な位置に位置するものと考えることができる。同様に、
前記フォトセンサ４はこれらのマーク５の減少部分５ｂ
においてその搬送軌跡上に位置するものであり、例えば
第１図中に示す位置ａ′が基準位置とされている。よっ
て、ベルト寄りが生じた場合には、相対的にフォトセン
サ４がマーク５の減少部分５ａに対してｂ′又はＣ′で
示すような位置に位置するものと考えることができる。

ここで、例えばマーク５とフォトセンサ３，４とが各々
位置ａ、ａ′なる関係にある時に、ベルト］を一定速度
で矢印Ａ方向に駆動搬送させたとすると、センサ出力を
波形整形すると第２図中にに示すような波形となる（た
だし、ベルト搬送速度は一定であるとする）。次に、ベ
ルトｌが矢印Ｂで示す方向に寄ってフォトセンサ３，４
とマーク５との位置関係が各々位置す、ｂ’なる関係と
なった場合に、センサ出力を波形整形すると第２図中に
示すような波形となる。逆に、ベルト１が矢印Ｃで示す
方向に寄ってフォトセンサ３，４とマーク５との位置関
係が各々位置ｃ、ｃ’　なる関係となると、センサ出力
を波形整形すると第２図中に示すような波形となる。

このようにベルト１のローラ軸方向の寄り位置はフォト
センサ３，４の出力信号（以下、波形整形されたものを
含めて「マーク信号」という）のＨレベルの幅又はＬレ
ベルの幅同士の差により検出できる。即ち、この寄り量
を表す偏差信号は、ＰＷＭ（パルス幅変調）化された位
置信号と考えることができるので、この信号を検波して
ベルト１の基準位置からの寄り量（＝偏差信号）を検出
し、ベルト１をローラ軸方向に沿って移動させる手段に
作用させれば、ベルト１を基準位置に制御できる。即ち
、寄り止めされる。

第３図はこのような原理の寄り量検出手段を用いたベル
ト位置制御手段のブロック図構成を示す。

ます、ベルトｌは前記駆動ローラ２の他、例えば従動ロ
ーラ６により支持されている。また、前記駆動ローラ２
は駆動モータ７により駆動ギヤ８、伝達ギヤ９等を介し
て回転駆動される。寄り量検出手段１０は前記フォトセ
ンサ３，４とともに波形整形回路１１、検波器１２より
なる。即ち、フォトセンサ３，４の出力を波形整形回路
１１で整形することにより第２図に示したような位置信
号なるパルス波形となり、これを検波器１２で検波する
ことにより基準位置からのベルト寄り量を表す偏差信号
に変換される。この偏差信号はベル］・移動手段１３に
出力される。このベルト移動手段１３は例えばベルト搬
送方向に対して左右の張力を異ならせることによりベル
トを左側又は右側に移動させる等の従来から知られてい
る種々の方式のものでよい。ベルト移動手段１３は与え
られた偏差信号に基づきベルト１の軸方向の移動量を制
御する。このように閉ループの制御（サーボ制御）機構
を構成するため、高精度なベルトの寄り止め制御が可能
となる。

この方式によれば、ベルト寄り量を、ベルトの回転周期
に対して十分に短い周期でアナログ量として検出し、こ
の信号によってリアルタイムで連続して寄り止め制御し
ているので、ベルトの蛇行幅を最小限に抑えることがで
きる。このために、検出信号を一時記憶するといった必
要もなく、また、ベルト搬送の滑らかさが損なわれるこ
ともない。特に、増加部分５ａと減少部分５ｂとを有す
るマーク５について、センサ３，４により２個所でマー
ク検出を行い、これらの検出信号同士の差からベルト寄
り位置を検出するため、基準パルス等を用いることなく
、ベルト搬送速度変化対応の高精度な制御が可能となる
。

ところで、より具体的な回路構成及びその動作を第４図
のブロック図及び第５図のタイミングチャートを参照し
て説明する。まず、マーク検出信号Ａは、センサ４に基
づくものであり第２図中のａ′　　ｂ′　Ｃ′等に相当
する。また、マーク検出信号Ｂは、センサ３に基づくも
のであり第２図中のａ、ｂ、ｃ等に相当する。これらの
マーク検出信号Ａ、Ｂは各々のセンサ３，４からの信号
線のノイズを除去するための抵抗Ｒ，，Ｒ，、コンアン
サＣ，，Ｃ，及びコンパレータ１４，１５からなる回路
を通して入力される。これらのノイズ除去回路を通した
マーク検出信号Ａ、Ｂは各々インバータ（ＩＮＶ）１６
．ｌ　１＋ニーより反転され、非反転を含めた４つの信
号が２つのＤ型フリップフロップ１８．１９により構成
される検波器１２にタヌキ状に入力されている。検波さ
れた偏差信号（フリップフロップ１８．１９のＱ出力）
は、ブリッジ接続された４つのトランジスタＴｒ、〜Ｔ
ｒ４で構成されるモータ駆動回路２０に出力され、直流
モータ２１の回転方向及び回転量が制御される。ベルト
移動手段１３中のこの直流モータ２１の回転方向及び回
転量に従ってローラ両端におけるベルト１の張力が変化
〜するように構成されており、ベルト寄りを矯正するこ
とができる。

ところで、第４図に示す回路では、ベルト１が停止して
いる間、或いは規定のベルト搬送速度よりも低速の場合
には、上記のような制御動作を禁止させるため、インバ
ータ１６．１７による反転信号を入力とする２つの単安
定マルチバイブレータ（ＭＭ）２２．２３が設けられて
いる。即ち、ベルト搬送速度を一定とすれば、ベルト１
の寄り量と検波された偏差信号とは比例する（たたし、
マーク５の形状は第１図に示したように各辺が直線なる
二等辺三角形状とする）か、ベルト駆動の始動時なとの
過渡期においては、実際のベルト寄り量よりも大きな偏
差信号が出力される可能性がある。従って、ベルト停止
時又は低速時には寄り止め制御を禁止させる必要がある
。

この動作を第５図のタイミングチャートを参照して説明
する。このタイミングチャート中には、マーク５と２つ
のセンサ３，４との位置関係も合わせて図示されている
。まず、■の状態は第１図中のす、ｂ’に相当するもの
で、ヘルド１は同図中でＢ方向に寄っている。従って、
マーク検出信号Ａ、Ｂ及びその反転信号は第５図中の０
部分に示すようになる。ここに、Ｄ型フリップフロップ
１９のクロックＣＫ入力の立上りでＤ入力がＨレベルで
あるのでそのＱ出力はＨレベルとなる。この時、インバ
ータ１７による反転信号の立下りてトリ力された単安定
マルチバイブレータ２３のＱ出力はＬレベルを維持する
（なお、第５図において単安定マルチバイブレータ２２
．２３の出力中、点線で示す部分は規定の出力パルス幅
を示す）。

これは、ベルト搬送速度が規定値よりも速いためである
。ついで、マーク検出信号ＢかＬレベルになると星安定
マルチバイブレータ２３のＱ出力はリセットされてＩ（
レベルとなり、Ｄ型フリップフロップ１９はリセットさ
れそのＱ出力はＬレベルとなる。よって、マーク検出信
号への立下りからマーク検出信号Ｂの立下りまでの差信
号がＤ型フリップフロップ１９のＱ出力から偏差信号と
して得られ、トランジスタＴｒ、、Ｔｒ、をオンさせ、
モータ２１を正転駆動させる。モータ２１が正転するこ
とにより、ローラ両端におけるベルト１の張力が変化し
、ベルト１はＣ方向に戻される。

また、第５図中の■の状態は、第１図中のＣ２Ｃ′に相
当するもので、ベルトｌは同図中てＣ方向に寄っている
。従って、マーク検出信号Ａ、　Ｂ及びその反転信号は
第５図中の■部分に示すようになる。これは、■部分と
逆のようなものである。

よって、今度はＤ型フリップフロップＩ８のＱ、Ｊｊ力
側から偏差信号が出力されトランジスタ丁ｒｔ　ｌＴｒ
、　　をオンさせ、モータ２１を逆転駆動させる。

モータ２Ｊが逆転することにより、ベルト」はＢ方向に
戻される。

つぎに、第５図中の■の状態は、第１図中のａ。

ａ′に相当し、ベルト１は基準位置にある。従って、何
れのＤ型フリップフロップ１８．１９からも偏差信号が
出力されず、モータ２１は駆動されない。

さらに、第５図中の■又は■の状態は、ベルト搬送速度
が規定速度よりも遅い場合である。この場合、Ｄ型フリ
ップフロップ１９のクロックＣＫ入力又はＤ型フリップ
フロップ１８のクロックＣＫ入力の立上り時点で単安定
マルチバイブレータ２２．２３の出力は何れもト（レベ
ルに復帰しているので、何れのＤ型フリップフロップ１
８．１９のＱ出力はＬレベルを維持し、モータ２１を駆
動しない。よって、低速時に不要な制御が禁止される。

なお、単安定マルチバイブレーク２２．２３に接続され
た可変抵抗ＶＲ，，ＶＲ，の値を調整することにより、
制御可能となる搬送速度を任意に設定できる。

なお、本実施例によれば、マーク検出信号Ａ。

Ｂの立下りの差を検出して偏差信号としているので、第
５図中の■の状態に示すように２つのマーク検出信号Ａ
、Ｂの立上りがずれていても偏差信号は出力されない。

従って、マーク５の傾きや２つのセンサ３，４の設置位
置のバラツキ（搬送方向）などに起因する不要な制御信
号が発生することもない。

また、本実施例によれば、制御量を決定するための偏差
信号が各マーク５の間隔及びマーク５の形状の同一性に
依存しないので、マーク５の配置や形状に関して自由度
のあるものとなる。従って、各マーク５の間隔や形状は
、滑らかなベルｌ−搬送運動を保証できる範囲で、略等
間隔かつ略同一形状であればよい。

このようにして、本実施例によれば、ベルト搬送速度の
変化やマーク５の傾き、センサ３，４設置位置の搬送方
向におけるバラツキ等があっても、常に、マーク５の同
じ位置（＝ベルト１の同じ位置）を基準位置としてベル
ト寄り止めを行うことができ、上記原因に起因するベル
ト１の蛇行を防止できる。

発明の効果本発明は、上述したように構成し、駆動ローラ軸方向に
沿って直交する方向の幅が軸方向に沿って徐々に増加す
る増加部分と軸方向に沿って徐々に減少する減少部分と
を有する略同一形状で、べルト周長に対して十分に短い
間隔てベルト搬送方向に沿って連続的に形成した多数の
寄り位置検出用パターンにより、ベルト寄り量をベルト
回転周期に対して十分に短い周期で検出しリアルタイム
で寄り止め制御するようにしたので、移動制御量となる
偏差信号かパターンの増加部分と減少部分とで各々検出
した検出信号同士の比較結果に基づくため、ベルト搬送
速度の変動や、厳密なマーク間隔、マーク形状に依存せ
ず、軸方向基準位置が一定となり、寄り止め制御を確実
なものとすることができ、特に、マーク２個所検出によ
るため、デユーティ比一定とした基準パルスを用いる必
要もなく簡単なものとなり、かつ、ベルト搬送状態の円
滑性や、検出信号の一時的な記憶の不要化も維持できる
ものである。

は検出原理図、第２図はタイミングチャート、第３図は
ブロック構成図、第４図は具体的な回路図、第５図は各
種状態におけるその動作を示すタイミングチャートであ
る。

トベルト、２・駆動ローラ、５　寄り位置検出用パター
ン、５ａ　増加部分、５ｂ・減少部分、６・・・従動ロ
ーラ、１０・・・寄り量検出手段、１３ベルト移動手段出　願　人　　　株式会社　　　リ　コ

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

少なくとも駆動ローラと従動ローラとを含む複数本のロ
ーラ間に張架させた無端帯状のベルトを回転搬送させた
時に、前記ベルトをベルト移動手段により前記駆動ロー
ラ軸方向に移動させて寄り止めさせるようにしたベルト
寄り止め制御方法において、前記駆動ローラ軸方向に直
交する方向の幅が軸方向に沿って徐々に増加する増加部
分と軸方向に沿って徐々に減少する減少部分とを有する
略同一形状の多数の寄り位置検出用パターンをベルト周
長に対して十分に短い間隔でベルト搬送方向に沿って連
続的に形成し、この寄り位置検出用パターンの前記増加
部分と前記減少部分との各々の検出幅に応じた検出信号
同士を比較して前記ベルトの基準位置からの寄り量を示
す偏差信号を検出する寄り量検出手段を設け、この寄り
量検出手段の偏差信号を前記ベルト移動手段に連続的に
作用させて前記ベルトを寄り止めさせるようにしたこと
を特徴とするベルト寄り止め制御方法。