JPH06115755A - 画像形成装置におけるベルト搬送装置のベルト蛇行量検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用紙を搬送する画像成形装置の搬送ベルトに
おいて、蛇行の初期速度を検出しこれに基づいて蛇行の
拡大を未然に抑制できるようにすること。 【構成】 用紙を搬送するベルトを備えた画像形成装置
において、ベルトに設けた位置判定用のマークのベルト
幅方向の位置を検出する検出手段を備え、駆動前の初期
状態でのベルトの位置を検出手段によるマークの検出に
よって検出記憶し、ベルトの所定量のパスの後前記検出
手段によってマークの位置を検出記憶し、初期のマーク
の位置とパス後のマークの位置との差分によってベルト
の蛇行量を算出し、比較結果によって、ベルトがその幅
方向にどの程度ずれているかを判別して蛇行量の大きさ
を知ることを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置や
中間体転写装置及び各種のプリンタ等に用いられるベル
ト搬送装置に係り、とくにベルト蛇行速度を一定レベル
以下に抑えるようにしたベルトの蛇行量検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、電子写真式フルカラータンデ
ム型複写機の感光体やタンデムインクジェットヘッド等
の複数の画像作成ステージでは、用紙の搬送と転写のた
めのベルト式の搬送・転写装置や中間転写ベルトが一般
に用いられる。この中で、ベルト搬送装置は、そのパス
ラインの中に含んで配置した複数ロールによって張架さ
れ、ドライブロールの回転によってベルトを走行させる
ようにしたものがその基本的な構造である。

【０００３】このようなベルト搬送装置では、ベルトの
動きはモータによるプロセス方向運動のみが望ましいと
されている。しかしながら、複数配置するロールの精度
の不均一，ロールアライメントのずれ，ベルト周長やそ
の張力の不均一等に起因して、ベルトの走行に蛇行を生
じることが多い。

【０００４】このような走行時のベルトの蛇行を規制し
たり制御するため、たとえばベルトとロールとの間を互
いにガイドによって拘束し合うことによって蛇行を抑え
るようにしたものが従来から知られている。

【０００５】たとえば、特開昭５９−１５５８６９号公
報や特開昭６２−１６５６７６号公報には、ベルトには
ロールの周面に接触する面にリブを走行方向に立ち上げ
て設け、ロールの周面にはこのリブが嵌まり込む溝を備
えた構成が記載されている。しかしながら、ロールの溝
にリブが強制的にガイドされるので、ロールアライメン
トの狂いが大きいとベルトに与える歪も大きくなる。こ
のため、ベルトに補強材を設けてこのような歪の発生を
抑える構造が採用されてはいるが、リブ及び溝の加工に
加えてこのような補強材を付属するのでは、コスト面で
の障害が大きい。

【０００６】また、実開昭６３−６６８７０号公報及び
実開昭６３−７６８６７号公報は、ベルトの端部にリブ
を立ち上げ、このリブがロールの軸線方向の端部に当た
るようにした構成を開示している。ところが、ベルトの
蛇行速度が大きい場合には、ロールの端部からベルトの
リブがロールの周面に乗り上げてしまう可能性が高く、
ベルトがその端部付近から一気に破損してしまう恐れが
ある。

【０００７】このように、リブや溝等による機械的な拘
束力を利用するのでは、ベルトが走行を始めた初期の段
階で蛇行速度を或る範囲内に抑えておかない限り、蛇行
のない安定したベルトの走行を得ることはできない。し
たがって、ベルトやロールだけでなくロールの回転駆動
系の振動等の防止等も含めて各構成要素に高い加工精度
が要求され、この点からしてもコスト面での問題は無視
できない。

【０００８】これに対して、ベルトの蛇行速度及び位置
を検知して、これらの蛇行速度及び位置に適合してロー
ルをその軸線方向に偏位させる方法がある。これは、た
とえば特開昭５６−３２０８号公報に記載されているよ
うに、ベルトの蛇行量を或るロールの端部に設けたベル
トエッジガイドによって検知し、別のロールがこの蛇行
量を機械的なリンク機構によって受け、リンク機構によ
ってロールをステアリングすることで蛇行をキャンセル
するというものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベルト
の破損の防止には大幅な改善が見られるものの、ロール
に対してステアリング機能を果たすためのリンク機構を
含むために、同様にコスト面での問題は解消されない。

【００１０】一方、タンデム方式のフルカラー複写機で
は、各色を重ねてフルカラー像を作成する際、様々な画
素位置変動要因による色ずれを補正するため、カラーレ
ジストレーションコントロール機能が備えらる。たとえ
ば、特開昭６３−３００２５９号公報，特開昭６３−３
００２６０号公報及び特開平２−０４０６６７号公報等
はこの機能の具体的な構成を開示している。

【００１１】これらは、いずれも、各感光体の現像像を
ベルト上に転写し、その位置座標を検知，記憶，演算す
ることによって各色の位置ずれ量を算出し、各々の色の
レーザー書き込みタイミングに補正を加えることがその
基本的な技術である。すなわち、この技術は、色ずれ量
を検知してフィードバック制御によってベルトと感光体
との位置合わせの精度を向上させるというものである。

【００１２】このような技術をベルトの蛇行量の検知に
応用することは好ましい結果をもたらすものと考えられ
る。しかしながら、ベルトの蛇行の発生の現象におい
て、後述するように初期の蛇行速度そのものを低減させ
ないと根本的な解決策にはならないこと等の知見との絡
みでこの技術を展開しないと実用的ではない。

【００１３】一方、ベルトガイド方式では、ベルトの縁
等がガイドに突き当たりながら走行するときには、蛇行
量そのものは平均的に０である。これに対し、ベルトの
軸方向に働く力は存在し、絶えずガイドには蛇行速度に
比例した力（ウォーク力）が作用している。したがっ
て、ウォーク力を基準以下にしないと、ガイドでベルト
を受け止めることができなくなる場合がある。このよう
な現象を防ぐには、蛇行の初期段階すなわちガイドにベ
ルトが突き当たる以前での蛇行速度を把握し、これに基
づいて蛇行を補正することが重要である。

【００１４】そこで、本発明において解決すべき課題
は、蛇行の初期速度を検出しこれに基づいて蛇行の拡大
を未然に抑制できるようにすることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、用紙を搬送す
るベルトを備えた画像形成装置において、前記ベルトに
設けた位置判定用のマークのベルト幅方向の位置を検出
する検出手段を備え、駆動前の初期状態での前記ベルト
の位置を前記検出手段によるマークの検出によって検出
記憶し、前記ベルトの所定量のパスの後前記検出手段に
よって前記マークの位置を検出記憶し、初期のマークの
位置とパス後のマークの位置との差分によってベルトの
蛇行量を算出することを特徴とする。

【００１６】

【作用】ベルトを駆動する前に位置判定用のマークと検
出手段とによってベルトの幅方向の位置を検出し、この
マークの位置を最初の基準として設定する。そして、ベ
ルトを所定量だけ走行させた後に再びマークを検出手段
によって検出し、初期の位置との間で比較する。この比
較結果によって、ベルトがその幅方向にどの程度ずれて
いるかを判別でき、蛇行量の大きさを知ることができ
る。

【００１７】

【実施例】図１はフルカラータンデム型のベルト搬送転
写装置の概要を示す正面図、図２はその平面図である。

【００１８】図において、供給される用紙を図中の矢印
方向に搬送するベルト１がその用紙の搬送面をほぼ水平
姿勢として配置されている。このベルト１は、モータ２
ａに直結した駆動ロール２と自由回転する従動ロール３
との間に掛け渡したものである。

【００１９】ベルト１の搬送面に沿って、ブラック，イ
エロー，マゼンタ及びシアンの４個の感光体４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄが順に配置されている。これらの感光体
４ａ〜４ｄは回転ドラム状であり、トナー像を複写過程
においては用紙に及びベルト１の蛇行検知過程ではベル
ト１に転写可能である。

【００２０】ここで、従来から知られているように、各
色を重ねてフルカラー像を作成するときに画素位置変動
要因を補正するために、カラーレジストレーションコン
トロール機能を設ける。これは、４色のトナー像の相対
位置ずれを補正することを目的とし、ベルト１の搬送方
向の位置ずれを検出して補正する構成としたものであ
る。

【００２１】本発明では、このカラーレジストレーショ
ン機能を、ベルト１の幅方向のずれの検出にも利用しよ
うとしたものであり、任意の１色のトナー像をベルト１
の表面に転写し、この転写像を媒体としてベルト１の蛇
行状況を検出する。そして、この転写像の位置を検知す
るための検知手段５を下流側に配置する。

【００２２】検知手段５は、ベルト１の搬送面の上側に
配置したＣＣＤ素子（電荷結合素子）５ａと、下側に配
置されてペアを組むＬＥＤランプ５ｂとによって構成す
る。この検知手段５によって検知される媒体は、ベルト
１の表面に転写した任意の１色のトナー像６ａであり、
実施例ではブラックの感光体４ａによって転写した像で
ある。このトナー像６ａは、図２に示すように、３ドッ
トラインの細線で約２００μｍの幅であって、長さは１
ｃｍ以内である。

【００２３】更に、ベルト１のイニシャライズのため
に、ベルト１にはベルトホール１ａを所定の位置に開
け、これを検出するためのホームポジションセンサ７を
ベルト１の搬送面の下方に設ける。これらのベルトホー
ル１ａ及びホームポジションセンサ７によって、ベルト
１の搬送方向の位置関係を把握することができ、ベルト
１の回転数も検出することができる。したがって、ベル
ト１の回転数を計測した上で、トナー像６ａの変位を検
知手段５によって検知することができ、この検知に基づ
いてベルト１の走行パスの補正を行う。

【００２４】ベルト１の蛇行の補正は、従動ロール３の
軸線の姿勢の変更を利用して行うもので、図３に要部の
機構の概略を示す。

【００２５】従動ロール３はその軸線方向にコア３ａを
備えてこのコア３ａ周りに回転自在としたものである。
コア３ａの一端は装置側に枢着されて軸線を傾斜可能に
連接され、コア３ａの他端には図３に示すようにリンク
３ｂを連結する。このリンク３ｂは、回転軸３ｃによっ
て図中の矢印方向に回動自在であり、リンク３ｂに設け
たスリット３ｄを貫通する固定ビス３ｅによって締付け
固定される。

【００２６】このような従動ロール３の保持機構によっ
て、固定ビス３ｅを緩めてリンク３ｂを矢印方向に移動
させると、コア３ａ周りの従動ロール３も同様に矢印方
向に位置を変える。これによって、従動ロール３の軸線
を変化させることができ、蛇行に対するアライメント補
正が可能となる。

【００２７】ここで、本発明におけるベルト１の初期蛇
行の検知過程は次の順に従って行われる。

【００２８】（１）ベルト１の表面に感光体４ａによっ
てトナー像６ａを転写し、このトナー像６ａを原点座標
として座標検知する。

【００２９】（２）モータ２ａを作動させてベルト１を
所定の回数となるまで回転させる。なお、このとき、も
しベルト１の清掃用クリーナがベルト１の周りに配置さ
れているものであれば、トナー像６ａが消滅しないよう
にこのクリーナを退避させた位置に設定する。

【００３０】（３）ベルト１が所定回数を回転した後
に、再びトナー像６ａを座標検知する。

【００３１】（４）初期のトナー像６とベルト１の走行
後のトナー像６ａのそれぞれの座標を比較演算し、両者
の移動量を求めてこれを出力し、従動ロール３のアライ
メント補正量を求める。

【００３２】図４は以上の過程を含めて示すフローチャ
ートであり、装置の据付けからロールアライメントの修
正までのフローを示す。

【００３３】ここで、ベルト１の蛇行速度をチェックす
る必要があるケースは、マシンの組立て直後に複写機が
設置され床面状態が変わったり、ロールの交換及びベル
トを張っているロールのアライメントが著しく変化する
等の場合等である。

【００３４】このような蛇行速度のチェック工程とし
て、まずベルト１がマシンに張架されている状態を確認
する。このとき、ベルト１の蛇行を検出するため、予め
ベルト１のエッジ端部をガイド材から離しベルトの軸方
向への運動に対し外力が加わらないようにする。

【００３５】次に、マシン電源をオンしてベルト１をイ
ニシャライズする。ベルト１の位置は、ベルト１に設置
されたベルトホール１ａをマシン側に設けられているホ
ームポジションセンサ７によって検出し、ベルト１の位
置関係が把握される。また、ベルト１の回転数も検出で
き、イニシャライズされると、ベルト１はベルトホール
１ａを検知してから所定時間後に停止する。

【００３６】そして、ダイアグノスティックモードに入
る。このモードは、マシンの設定値を監視したり、単独
でモータ２ａやＬＥＤランプ５ｂ等の出力要素の作動検
査をするために設けられたモードであり、通常の複写機
には一般に備えられているものである。そして、このモ
ードの状態で、ベルト１の蛇行速度検知モードを設定し
ておき、そのコード番号をキーボード入力、あるいは、
タッチパネルから入力するものとする。

【００３７】以降は、自動的にベルト１の蛇行速度検知
モードのシーケンスに従ってマシンは作動する。

【００３８】まず、第１ステップでは、予め決められた
色の画像作成ステージ、ここではブラック用感光体４ａ
に検出用のトナー像作成指令が入る。そして、図２に示
すように、トナー像６ａが転写されベルト１上に形成さ
れる。このトナー像６ａは、ベルト１の下流に位置する
検出手段５によって、Ｙ方向座標（軸方向）が読み込ま
れる。このときの値をｙ１とする。

【００３９】次工程として、ベルト１が所定回数回転
し、このとき回転数は、ベルトホール１ａとホームポジ
ションセンサ７とによってカウントされる。なお、ベル
ト１の回転数の設定値Ｎは、通常３〜１０回転の間に設
定する。この設定値Ｎは可変としてもよく、その場合、
ダイアグノスティックモードでＮ数設定可能の仕様とす
れば良い。

【００４０】そして、所定のＮ回数だけベルト１が駆動
されると、Ｎ回転目でのトナー像６ｂのＹ方向座標を、
検出手段５によって再度読み込み、このときの値をｙ２
とする。

【００４１】以上、記憶したｙ１とｙ２の値からベルト
１の蛇行速度を演算する。ベルト１の蛇行速度をＶｗａ
ｌｋとすると、式（１）で表現される。

【００４２】 Ｖｗａｌｋ＝（ｙ１−ｙ２）・Ｖ／（Ｎ・Ｌ）［ｍｍ／ｓｅｃ］……（１） ここで、 Ｖ＝ベルトプロセス速度［ｍｍ／ｓｅｃ］ Ｎ＝ベルト回転数 Ｌ＝ベルト周長［ｍｍ］ この結果を、複写機のパネルディスプレイに出力させ
る。

【００４３】なお、蛇行速度値が式（１）での結果で
は、小数点以下の小さい値になると予測されるため、単
位をμｍに変換しても何ら差し支えない。

【００４４】例として、ｙ１＝０［ｍｍ］、ｙ２＝１．
２［ｍｍ］、Ｖ＝１６０［ｍｍ／ｓｅｃ］、Ｎ＝５［ｒ
ｅｖ］、Ｌ＝１５００［ｍｍ］とすると、Ｖｗａｌｋ＝
０．０２５６［ｍｍ／ｓｅｃ］＝２５．６［μｍ／ｓｅ
ｃ］である。これから、出力形式として０．０２５６で
もよいが、予め、単位を決めておけば、２５．６と表示
しても差し支えない。そして、ベルト１のプロセス方向
１ｍ当たり進む時の蛇行量を単位として、０．１６［ｍ
ｍ／ｍ］としてもよい。

【００４５】出力結果から、その蛇行速度が、許容範囲
内であるか、修正が必要な値かを判断する。この規定に
ついては、次の表を用いて判断する。なお、この表に示
す蛇行速度出力値と補正量の関係は、構成要素の幾何条
件によって支配されるため、システムに合った値を予め
測定して両者の関係を求めておくことが前提である。

【表１】 この表から、蛇行速度が許容範囲内にある−０．１５
［ｍｍ／ｍ］≦Ｖｗａｌｋ≦０．１５［ｍｍ／ｍ］では
何もアクションはとらず、作業終了である。しかし、そ
れ以外の場合では、蛇行速度をキャンセルするのに同等
のロールアライメント補正を加える。

【００４６】このロールアライメントの補正は、図３に
示したように、固定ビス３ｅを緩めてリンク３ｂを図の
矢印方向に回動させ、コア３ａが補正量に一致する姿勢
となるように従動ロール３の軸線の姿勢を変化させるこ
とによって行う。

【００４７】ここで、ベルト１の位置検出には他の方式
を採用することもでき、その例を図５及び図６にそれぞ
れ示す。

【００４８】図５はベルト１の上にトナー像６ａを転写
によって形成するのに代えて、ベルト１に予めライン像
８ａを印刷しておき、このライン像８ａの位置の変化を
検知手段５によって検知する例である。ベルト１を前記
と同じ要領で回転させ、その後のライン像８ｂの位置を
検知することによって、ベルト１の蛇行速度を検知す
る。

【００４９】なお、印刷したライン像８ａに代えて、検
知手段５によってその位置が検知可能なシール材を用い
てもよく、透明のベース面に黒色のライン像などを描い
たものが使用できる。

【００５０】図６はベルト１に孔９を開けたもので、こ
の孔９を検知手段５による位置検出に利用するものであ
る。この孔は、ホームポジション検出用の孔として兼用
することもできる。

【００５１】また、ロールアライメント補正手段につい
ても、図３で示した手動式のものに代えて、電気的にも
駆動させる構成とすることもでき、その例を図７に示
す。

【００５２】図７の（ａ）において、従動ロール３のコ
アの両端部にはそれぞれの芯をずらした偏心カム１０
ａ，１０ｂを連結し、一方の偏心カム１０ａをカプリン
グ１０ｃによって補正用モータ１１の出力軸に連接して
いる。なお、従動ロール３はその内部にコア３ａを同軸
上で回転自在に備えたものである。

【００５３】補正用モータ１１が或るステップ数回転す
ると、その回転角度に応じてコア３ａも偏心カム１０ａ
と一体となって回転し、従動ロール３のアライメントは
補正用モータ１１の出力軸の回転角度によって変更補正
される。なお、回転角とアライメント偏心量やステップ
数と回転角は予め計算できるので、差分出力値とステッ
プ数の関係を実験的に求めておけばよい。

【００５４】そして、実際の作動においては、先の実施
例にて出力される蛇行速度：Ｖｗａｌｋの数値を、換算
前の状態すなわち数値：ｙ１−ｙ２の差分値の状態にお
いて出力値とし、それに比例した指令ステップ数を補正
用モータ１１に出力する。

【００５５】

【発明の効果】本発明では、ベルトを駆動するときの初
期の蛇行量や蛇行速度を予め検出することによって、ベ
ルトを継続して走行させるときの蛇行量又は蛇行速度を
把握でき、これに応じてベルトを掛けている駆動ロール
や従動ロール等のロールアライメントを調整すれば、蛇
行量の低減が可能となる。

【００５６】また、フルカラーの複写機等においては、
カラーレジストレーションコントロール機能をそのまま
利用すれば、この機能によって検知され得るマークをベ
ルトに設けると共にベルト幅方向のずれを演算できる手
段を付属するだけで済み、装置も簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】フルカラータンデム型のベルト搬送転写装置の
概要を示す正面図である。

【図２】図１の搬送転写装置の概略平面図である。

【図３】従動ロールの手動式にるアライメント補正機構
を示す概略図である。

【図４】ベルトの蛇行検知及びその補正工程を示すフロ
ーチャートである。

【図５】ベルトのライン像を印刷してこれを蛇行検知に
利用する例の概略平面図である。

【図６】ベルトに孔を開けてこれを蛇行検知に利用する
例の概略平面図である。

【図７】従動軸のアライメント補正を電気駆動式とした
例であって、同図の（ａ）はその概略横断面図、同図の
（ｂ）はコアと偏心カムとの位置関係を示す従動ロール
部分の概略縦断面図である。

【符号の説明】

１：ベルト，２：駆動ロール，３：従動ロール，３ａ：
コア，３ｂ：リンク，３ｃ：回転軸，３ｄ：スリット，
３ｅ：固定ビス，４ａ〜４ｄ：感光体，５：検知手段，
６ａ，６ｂ：トナー像，７：ホームポジションセンサ，
８ａ，８ｂ：ライン像，９：孔，１０ａ，１０ｂ：偏心
カム，１０ｃ：カプリング，１１：補正用モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙を搬送するベルトを備えた画像形成
   装置において、前記ベルトに設けた位置判定用のマーク
   のベルト幅方向の位置を検出する検出手段を備え、駆動
   前の初期状態での前記ベルトの位置を前記検出手段によ
   るマークの検出によって検出記憶し、前記ベルトの所定
   量のパスの後前記検出手段によって前記マークの位置を
   検出記憶し、初期のマークの位置とパス後のマークの位
   置との差分によってベルトの蛇行量を算出することを特
   徴とする画像形成装置におけるベルト搬送装置のベルト
   蛇行量検出方法。