JPH05319609A - ベルト搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】所定の経路に沿って搬送されるベルト部材1
と、このベルト部材1に当接して連れ回される速度検出
ロール2と、この速度検出ロール2の回転に基づいて上記
ベルト部材1の移動速度を検出する移動速度検出手段4と
を備えたベルト搬送装置において、ベルト部材1の移動
速度を正確に検知することができ、且つ、ベルト部材1
の損傷を防止することが可能なベルト搬送装置を提供す
る。 【構成】上記ベルト搬送装置において、速度検出ロール
2の回転軸21には、この回転軸21の回転抵抗Trを減少さ
せる方向へ補助トルクTsを付与する補助トルク付与手段
6を接続したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、複写機やプリ
ンタ等の画像形成装置において、用紙等の記録シートを
所定の経路に沿って搬送するためのベルト搬送装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー電子写真複写機では、マ
ゼンタ、シアン、イエロー等の複数色のトナー像(可視
像)を記録シートに多重転写してカラー画像を形成して
いる。特に近年では画像形成速度の向上を図ることを目
的とし、複写機内における記録シートの搬送経路に沿っ
て各色毎に感光体ドラムや現像器等から構成されるトナ
ー像の形成部を設け、搬送されてきた記録シートに複数
色のトナー像を連続的に転写する試みがなされている。

【０００３】この場合、記録シートは複数のトナー像形
成部にまたがって安定して搬送される必要があり、その
搬送手段としては外周面に記録シートを吸着して回動す
る無端状のベルト部材が用いられている。

【０００４】既に説明したようにカラー電子写真複写機
では、複数色のトナー像を記録シートに多重転写してカ
ラー画像の形成を行っているので、先に転写したトナー
像の転写位置と後に転写したトナー像の転写位置とが記
録シート上で正確に一致しなければならない。仮に一致
しないとすれば、完成したカラー画像には色ズレや線太
さの不均一等の画質欠陥が生じる。従って、画質欠陥の
無い高品位なカラー画像を形成するためには、記録シー
トを搬送するベルト部材が常に一定の周速で回動してい
ることが重要である。しかし、実際にはベルト部材を張
架するロールが真円でなかったり、ベルト部材を回動さ
せる駆動モータに回転ムラが存在する等の理由から、ベ
ルト部材の周速を完全に一定に保つことは実質的に不可
能である。

【０００５】そこで、従来はベルト部材の実際の移動速
度を検出すると共に、検出した移動速度に基づいてベル
ト部材の駆動モータの回転数を制御するクローズドルー
プ制御を行っている。ベルト部材の移動速度の検出は、
ベルト部材に連れ回される速度検出ロールと、この速度
検出ロールの回転軸に取り付けたロータリーエンコーダ
とによって行われている。すなわち、ベルト部材が移動
すると上記速度検出ロールにベルト部材の移動速度に応
じた回転数が与えられ、ロータリーエンコーダからは速
度検出ロールの回転数、つまりベルト部材の移動速度に
応じた検知速度信号が出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は上記速
度検出ロールがベルト部材に対してスリップし易く、ベ
ルト部材の移動速度を正確に検知できないという問題点
があった。

【０００７】この点に関し、従来は、ベルト部材に向け
て付勢された対向ロールをベルト部材の裏面側に設け、
ベルト部材と速度検出ロールとの圧接力を増加させるこ
とで両者がスリップするのを防止している(特開昭63-51
242号公報等)。しかし、速度検出ロールのスリップを完
全に防止するためには、対向ロールに約1〜1.2kgfの付
勢力を加えなければならず、ベルト部材が局部的に変形
してその平滑性が損なわれるといった問題点があった。
この種のベルト搬送装置ではベルト部材表面の平滑性は
極めて重要である。なぜならば、ベルト部材表面の平滑
性が損なわれると、ベルト部材で搬送している記録シー
トにトナー像を転写した際に部分的な転写抜けが生じる
からである。また、この変形は速度検出ロールの当接位
置で発生するが、変形部位ではベルト部材の周長が実際
の周長よりも長くなってしまうので、検出したベルト部
材の移動速度が実際の移動速度と異なるといった問題点
もあった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、ベルト部材の移
動速度を正確に検知することができ、且つ、ベルト部材
の損傷を防止することが可能なベルト搬送装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のベルト搬送装置は、所定の経路に沿って搬
送されるベルト部材と、このベルト部材に当接して連れ
回される速度検出ロールと、この速度検出ロールの回転
に基づいて上記ベルト部材の移動速度を検出する移動速
度検出手段とを備えたベルト搬送装置において、上記速
度検出ロールの回転軸には、この回転軸の回転抵抗Trを
減少させる方向へ補助トルクTsを付与する補助トルク付
与手段が接続されていることを特徴とするものである。

【００１０】このような技術的手段において、上記速度
検出ロールの回転軸に作用する回転抵抗Trとは、例え
ば、この回転軸に接続されたロータリーエンコーダの回
転抵抗や、この回転軸を支承するベアリングの回転抵抗
等の総和であり、速度検出ロールをベルト部材によって
連れ回すために必要な最低限のトルクとして表される。

【００１１】また、上記補助トルク付与手段は、上記回
転抵抗Trと相反する方向の補助トルクTsを発生し、この
補助トルクTsを速度検出ロールに付与するものであれ
ば、その構成は適宜設計変更して差し支えない。具体的
には、速度検出ロールと同一方向へ回転する補助モータ
と、この補助モータの出力軸から速度検出ロールの回転
へトルクを伝達する粘性継手や滑り継手等のトルク伝達
器とから構成することができる。

【００１２】上記補助トルク付与手段によって速度検出
ロールに与えられる補助トルクTsの大きさは、上記回転
抵抗Trを減少させるものであればどの程度の大きさであ
っても差し支えないが、好ましくは上記回転抵抗Trと相
殺される大きさである。すなわち、回転抵抗Trと補助ト
ルクTsとの関係はTr≧Tsであり、Tr<Tsであってはなら
ない。仮にTr<Tsであるとすれば、速度検出ロールがベ
ルト部材を連れ回すことになるからである。

【００１３】

【作用】上記技術的手段によれば、速度検出ロールの回
転軸に補助トルク付与手段が接続され、上記回転軸には
この回転軸の回転抵抗Trを減少させる方向の補助トルク
Tsが付与されているので、速度検出ロールは小さなトル
クで容易に回転する。従って、ベルト部材を大きな力で
速度検出ロールに押し付けることなく、ベルト部材と速
度検出ロールとのスリップを防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明のベルト搬
送装置を詳細に説明する。

【００１５】図1及び図2は、無端状に形成したベルト部
材で記録シートを搬送する記録シート搬送装置に本発明
を適用した例を示すものである。符号1は両端を継いで
無端状に形成したベルト部材であり、厚さ約0.1mmのPET
から形成されている。このベルト部材1は、駆動モータ1
1が接続された駆動ロール12、ベルト部材1に連れ回され
て回転する従動ロール13及びベルト部材1の張り具合を
調整する張力調整ロール14に掛け回されている。上記張
力調整ロール14はバネ部材15によってベルト部材1の内
周側から外周側に向かって付勢されており、ベルト部材
1を常に所定の張力で張架している。そして、これらロ
ール12,13,14はベルト部材1の両側に配設されるフレー
ム3a,3bに支持されている。

【００１６】また、符号2は上記ベルト部材1に当接する
速度検出ロールを示している。この速度検出ロール2は
その回転軸21が上記フレーム3に回転自在に支持されて
おり、ベルト部材1の回動によって連れ回される。ま
た、ベルト部材1を挟んで上記速度検出ロール2と対向す
る位置には、バネ部材51でベルト部材1に向けて付勢さ
れた対向ロール5が配設されており、ベルト部1と速度検
出ロール2との間に作用する摩擦力を高める働きをす
る。

【００１７】一方、符号4は速度検出手段を構成するロ
ータリーエンコーダを示している。上記ロータリーエン
コーダ4はフレーム3aに固定されると共に、その入力軸
には速度検出ロール2の回転軸21が接続されており、速
度検出ロール2の回転数に応じた検知速度信号を出力す
る。この検知速度信号は、速度検出ロール2の回転数に
応じて間隔の異なる複数のタイミングパルスとして出力
される。速度検出ロール2の回転数が高い場合にはタイ
ミングパルスの出力間隔は短くなり、回転数が低い場合
には出力間隔は長くなる。従って、単位時間当たりの出
力パルス数をカウントすればベルト部材1の速度を検知
することができる。このロータリーエンコーダ4として
は、例えば、ROD420(HEIDENHAN社製)を使用することが
できる。

【００１８】図6は、ベルト部材1の移動速度に関するク
ローズドループ制御を具体的にを示すブロック図であ
る。エンコーダ4から出力された検知速度信号はデータ
演算回路に入力され、目標となるベルト部材1の移動速
度から決定された基準速度信号と比較される。両信号の
比較は、単位時間当たりに含まれるタイミングパルスの
数を比べて行われる。すなわち、検知速度信号に含まれ
るタイミングパルスの数が基準速度信号に含まれるタイ
ミングパルスの数よりも少ないときは、ベルト部材1の
移動速度が目標の移動速度よりも遅いと判断される。ま
た、検知速度信号のタイミングパルスの数が基準速度信
号より多いときは、ベルト部材1の移動速度が目標の移
動速度よりも速いと判断される。そして、この結果に基
づきデータ演算回路は駆動モータ11の増速あるいは減速
を指令する信号を出力し、ドライバ回路はこの指令信号
に従って駆動モータ11の回転数を制御する。

【００１９】次に、符号6は、上記速度検出ロールにそ
の回転方向に合致した方向の補助トルクTsを与える補助
トルク付与手段を示している。この補助トルク付与手段
は、速度検出ロール2と同方向へ定速で回転する補助モ
ータ6aと、この補助モータ6aから出力されたトルクを速
度検出ロール2の回転軸21に伝達する粘性継手6bとから
構成され、上記補助モータ6aはベルト部材1を挟んで上
記ロータリーエンコーダ4と対向する位置でフレーム3b
に固定されている。

【００２０】図3に示すように、上記粘性継手6bは、入
力軸61を有するケーシング62の内部に出力軸63を回転自
在に支持すると共に、上記ケーシング62及び出力軸63に
は交互に重なりあうようにして円盤状のディスクプレー
ト64を立設したものであり、これらディスクプレート64
が配列されたケーシング62の内部にはオイル等の粘性流
体65が満たされている。このような構成から、入力軸61
を有する上記ケーシング62が回転するとケーシング62内
部の粘性流体65が撹拌され、各ディスクプレート64と粘
性流体65との間に作用する粘性抵抗によって、ケーシン
グ62から出力軸63へトルクが伝達される。従って、上記
入力軸61に上記補助モータ6aの出力軸を連結し、且つ、
上記出力軸63に速度検出ロール2の回転軸21を連結する
と、補助モータ6aで発生した定格トルクの一部が補助ト
ルクTsとして速度検出ロール2に伝達される。伝達され
る補助トルクTsの大きさは、上記粘性継手6bのトルク伝
達効率を選択することで適宜調整可能である。

【００２１】上記補助モータ6aはベルト部材1を駆動す
る駆動モータ6aに同期して駆動される。すなわち、速度
検出ロール2がベルト部材1によって連れ回される際に
は、常に上記補助トルクが速度検出ロール2に与えられ
る。

【００２２】図4は速度検出ロール2の回転軸21の周りに
作用する各種トルクを図示したものである。先ず、速度
検出ロール2には、このロール2を矢線A方向に回転させ
る回転トルクF・Rが作用している。ここでFはベルト部
材1と速度検出ロール2との間に作用する摩擦力、Rは速
度検出ロール2の回転半径である。また、速度検出ロー
ル2には矢線A方向とは逆向きに回転抵抗Trが作用してい
る。この回転抵抗Trは、速度検出ロール2を連れ回すた
めに必要な最低限のトルクであり、仮にF・R<Trならば
速度検出ロール2はベルト部材1に対してスリップを生じ
てしまう。

【００２３】本実施例では速度検出ロール2に対して矢
線A方向と同一方向の補助トルクTsが与えられているの
で、この補助トルクTsが回転負荷Trを打ち消すように作
用する。従って、F・R>Tr-Tsでありさえすれば、当該ロ
ール2がベルト部材1に対してスリップすることがなく、
ベルト部材1と速度検出ロール2の間に作用する摩擦力F
を従来よりも減じることができる。このため、ベルト部
材1の裏面側に配設された対向ロール5がベルト部材1を
付勢する力を弱めることができ、対向ロール5の付勢力
によってベルト部材1が局部的に変形することを有効に
防止可能である。また、上記補助モータ6aの出力する定
格トルクや上記粘性継手6bのトルク伝達効率を選択する
ことで、速度検出ロール2に与えられる補助トルクTsを
速度検出ロール2の回転負荷Trと同一の大きさ(Ts=Tr)に
調整すれば、速度検出ロール2は回転抵抗を受けること
なくベルト部材1に連れ回されるので、速度検出ロール2
に作用する摩擦力Fが極めて小さい場合でも、速度検出
ロール2はスリップすることなくベルト部材1に連れ回さ
れる。

【００２４】図5は、上記粘性継手6bに代えて使用可能
な滑り継手6cを示している。この滑り継手6cは、ケーシ
ング66内で回転自在に支持された出力軸67にディスクプ
レート68を立設すると共に、このディスクプレート68に
はケーシング66に向かって常時付勢された摺動パッド69
を設けたもので、摺動パッド69とケーシング66との間に
作用する摩擦力によってケーシング66から出力軸67へト
ルクの伝達を行うように構成されている。従って、この
滑り継手6cによれば、摺動パッド69の付勢力を任意に選
択することで補助モータ6aから速度検出ロール2へ伝達
する補助トルクの大きさを適宜調整することができる。

【００２５】尚、粘性継手6bあるいは滑り継手6cは補助
モータ6aの出力軸と速度検出ロール2の回転軸21とを直
結するものではないので、補助モータ6aの回転数は必ず
しも速度検出ロール2の回転数とは一致しない。しか
し、補助モータ6aの回転数が速度検出ロール2の回転数
よりも遅いと、補助トルク付与手段6が速度検出ロール2
の回転抵抗となってしまう。また、補助モータ6aの回転
数が速度検出ロール2の回転数よりも速いと、補助トル
ク付与手段6が速度検出ロール2の回転を加速してしま
い、速度検出ロール2がベルト部材1を連れ回すことにな
る。従って、本実施例では補助モータ6aの回転角速度を
W(rad/s)、ベルト部材1の移動速度をV、速度検出ローラ
2の回転半径をRとした場合に、補助モータ6aの回転角速
度WがW=V/Rの関係を略満たすことが必要である。

【００２６】また、上記実施例では本発明を記録シート
の搬送装置に適用し、無端状ベルト部材の移動速度を検
知する構成を説明したが、本発明の適用対象はこれに限
られるものではない。例えば、ロール紙に画像形成を行
う装置において、上記ロール紙に速度検出ロールを当接
させ、ロール紙の移動速度を検知するように構成するこ
ともできる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のベル
ト搬送装置によれば、速度検出ロールの回転軸に補助ト
ルク付与手段が接続され、上記回転軸にはこの回転軸の
回転抵抗Trを減少させる方向の補助トルクTsが付与され
ているので、ベルト部材と速度検出ロールとの間に作用
する摩擦力が小さい場合でも、速度検出ロールがベルト
部材に対してスリップすることを有効に防止することが
でき、ベルト部材の移動速度を正確に検知することが可
能となる。また、ベルト部材を大きな付勢力で速度検出
ロールに押し付けることなく速度検出ロールのスリップ
を有効に防止できるので、上記付勢力に起因するベルト
部材の損傷も有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のベルト搬送装置の第一実施例を示す
正面図である。

【図２】 第一実施例に係るベルト搬送装置の平面図で
ある。

【図３】 第一実施例に係る粘性継手を示す断面図であ
る。

【図４】 速度検出ロールの回転軸に作用するトルクを
示す概略図である。

【図５】 粘性継手に代えて使用可能な滑り継手を示す
断面図である。

【図６】 第一実施例に係るベルト部材の移動速度の制
御方法を示すブロック図である。

【符号の説明】 1…ベルト部材、2…速度検出ロール、4…ロータリーエ
ンコーダ、6…補助トルク付与手段、6a…補助モータ、6
b…粘性継手、6c…滑り継手、11…駆動モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の経路に沿って搬送されるベルト部
   材と、このベルト部材に当接して連れ回される速度検出
   ロールと、この速度検出ロールの回転に基づいて上記ベ
   ルト部材の移動速度を検出する移動速度検出手段とを備
   えたベルト搬送装置において、上記速度検出ロールの回
   転軸には、この回転軸の回転抵抗Trを減少させる方向へ
   補助トルクTsを付与する補助トルク付与手段が接続され
   ていることを特徴とするベルト搬送装置。
2. 【請求項２】 補助トルク付与手段は、速度検出ロール
   と同一方向に回動する補助モータと、この補助モータの
   出力軸から速度検出ロールの回転軸へトルクを伝達する
   トルク伝達器とから構成されていることを特徴とする請
   求項1記載のベルト搬送装置。