JP2000034031A - ベルト駆動装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステアリングロール３の傾き動作や、無端ベ
ルトの撓み，振動等の影響を極力受けることなく、無端
ベルトの幅方向の位置変動を連続的に検出できるように
する。 【解決手段】 駆動ロール２の回転によって無端ベルト
１を走行させるベルト駆動装置において、無端ベルト１
を支持するとともに、その軸方向の一端を枢軸３ａとし
他端を可動軸３ｂとして傾き動作可能に設けられたステ
アリングロール３と、ステアリングロール３の枢軸３ａ
側に配置され、無端ベルト１の幅方向ｙのエッジ位置を
検出するエッジセンサ１３と、エッジセンサ１３の検出
結果に基づいてステアリングロール３の傾き動作を制御
する制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無端ベルトの蛇行
をロールの傾き動作によって修正する機能を有するベル
ト駆動装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンタ等の画像形成装
置のなかには、無端ベルトからなる中間転写ベルトを用
いて多色（カラー）画像を形成するカラー画像形成装置
がある。このカラー画像形成装置は、中間転写ベルト
（無端ベルト）上に、例えばイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの各色に対応した画像形成ユニットを個別
に備えている。

【０００３】一般に、上記無端ベルトからなる中間転写
ベルトを用いた場合、ベルトの駆動に伴って、中間転写
ベルトがその幅方向（ラテラル方向）に移動する、いわ
ゆるベルトの蛇行（ベルトウォーク）が発生する。この
蛇行現象は、中間転写ベルト上に各色の画像を重ね転写
する際に、各色の画像の位置ずれ、ひいては色ずれ等の
原因となるため、これを修正する必要がある。ベルトの
蛇行修正方式としては、これまで幾つかの技術が提案さ
れているが、その中の一つに、中間転写ベルトを支持す
るステアリングロールを傾動させてベルトの蛇行を修正
する方式（以下、ステアリング方式）がある。

【０００４】このステアリング方式を採用した従来技術
として、例えば特開平３−２８８１６７号公報には、無
端ベルト上に設けたマークをＣＣＤセンサで読み取って
ベルト幅方向の位置変動を検出し、その検出結果に基づ
いてステアリングロールの傾きを制御する技術（以下、
「第１の従来技術」という）が開示されている。また、
特開平９−１２１７３号公報には、無端ベルトの幅方向
の両端部に近接して一対のセンサを設け、これらのセン
サにより無端ベルトの寄りを検知し、その検知結果に基
づいてステアリングロールの傾きを制御する技術（以
下、「第２の従来技術」という）が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術においては、以下のような問題があった。先ず、第
１の従来技術においては、無端ベルト上に１個のマーク
を設け、このマークをベルト１周ごとにＣＣＤセンサで
読み取ってベルトの位置変動を検出することから、無端
ベルトが１周する間（ＣＣＤセンサがマークを読み取っ
てから、次にマークを読み取るまでの間）の位置変動に
ついては検出できないという問題があった。

【０００６】また、第２の従来技術においては、無端ベ
ルトの幅方向の両端部（ベルトエッジ）に近接して配置
した一対のセンサのうち、いずれか一方のセンサ検知ポ
イントまで無端ベルトが蛇行した時点、つまり無端ベル
トの蛇行量が一定量以上となった時点で検知信号が得ら
れるようになっているため、その検知信号に基づいてス
テアリングロールの傾きを制御しても、無端ベルトは一
対のセンサ間で往復移動を繰り返すことになる。そのた
め、無端ベルトの蛇行を高精度に修正することができな
かった。

【０００７】こうした観点から、無端ベルトの蛇行を精
度良く修正するには、無端ベルトの幅方向の位置変動を
連続的（アナログ的）に検出する必要があり、またその
検出にあたっては、ステアリングロールの傾き動作や、
無端ベルトの撓み，振動等の影響による検出誤差を極力
小さくする必要がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、無端ベルトを所定数のロ
ールにより支持し、前記所定数のロールのうちのいずれ
かを駆動ロールとし、この駆動ロールの回転によって前
記無端ベルトを走行させるベルト駆動装置において、前
記所定数のロールとともに前記無端ベルトを支持すると
ともに、その軸方向の一端を枢軸とし他端を可動軸とし
て傾き動作可能に設けられた蛇行修正ロールと、この蛇
行修正ロールの枢軸側に配置され、前記無端ベルトの幅
方向のエッジ位置を検出するエッジセンサと、このエッ
ジセンサの検出結果に基づいて前記蛇行修正ロールの傾
き動作を制御する制御手段とを備えたものである。

【０００９】上記構成からなるベルト駆動装置において
は、無端ベルトの幅方向のエッジ位置をエッジセンサで
検出することから、駆動ロールの回転によって無端ベル
トを走行させた際には、エッジセンサの検出結果からベ
ルトエッジの位置変動を連続的に検出することが可能と
なる。また、その検出にあたっては、ロール位置変動が
小さい蛇行修正ロールの枢軸側にエッジセンサを配置し
たことで、蛇行修正ロールの傾き動作による影響を極力
受けずに、無端ベルトのエッジ位置を検出することが可
能となる。このことから、エッジセンサの検出結果に基
づいて蛇行修正ロールの傾き動作を制御手段で制御する
ことにより、無端ベルトの幅方向の位置変動（蛇行）を
精度良く修正することが可能となる。さらに、無端ベル
トの走行方向において、無端ベルトを支持するロールの
近傍にエッジセンサを配置すれば、無端ベルトの撓みや
振動等の影響を極力受けずに、無端ベルトのエッジ位置
を検出することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明が適
用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。図
１においては、無端ベルトからなる中間転写ベルト１
が、駆動ロール２、ステアリングロール（蛇行修正ロー
ル）３、二次転写ロール４及び従動ロール５，６，７に
より、所定の張力をもって支持されている。また、中間
転写ベルト１上には、そのベルト走行方向ｘに従って、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラ
ック（Ｋ）の各色に対応した画像形成ユニット８，９，
１０，１１が順に配設されている。

【００１１】各々の画像形成ユニット８，９，１０，１
１は、それぞれ図示せぬ装置本体フレームに回転可能に
支持された感光体ドラム８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ
と、各々の感光体ドラム８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａの
表面をレーザビーム等で露光走査する画像書込み部８
ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂを有している。また、各々の
感光体ドラム８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａの周囲には、
そのドラム回転方向（図の時計廻り方向）に従って、帯
電器８ｃ，９ｃ，１０ｃ，１１ｃ、現像器８ｄ，９ｄ，
１０ｄ，１１ｄ、一次転写ロール８ｅ，９ｅ，１０ｅ，
１１ｅ及びクリーナー８ｆ，９ｆ，１０ｆ，１１ｆが順
に配設されている。

【００１２】さらに中間転写ベルト１の走行経路上に
は、ベルトホームセンサ（基準センサ）１２とエッジセ
ンサ１３とが配置されている。このうち、ベルトホーム
センサ１２は、中間転写ベルト１の周長方向１箇所に設
けられた基準マーク（後述）を検知してベルトホーム信
号（ベルト基準信号）を出力するもので、ベルト走行方
向ｘにおいてイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット８の上
流側に配置されている。エッジセンサ１３は、中間転写
ベルト１の幅方向ｙのエッジ位置を検出するもので、ベ
ルト走行方向ｘにおいてブラック（Ｋ）の画像形成ユニ
ット１１の下流側（ステアリングロール３の手前）に配
置されている。

【００１３】また、画像形成対象となる用紙１４は図示
せぬ給紙カセットに収容され、その給紙カセットの用紙
繰出側に設けられたピックアップロール１５により一枚
ずつ繰り出される。繰り出された用紙１４は、所定数の
ロール対１６により図中破線で示す経路を辿って搬送さ
れ、二次転写ロール４の圧接位置へと送られる。

【００１４】図２は上記エッジセンサ１３の具体的な構
成を示す概略図である。図２において、中間転写ベルト
１の一端部には、スプリング１３ａの引っ張り力をもっ
て接触子１３ｂの一端側が圧接状態に保持されている。
この場合、スプリング１３ａによる接触子１３ｂの圧接
力は、中間転写ベルト１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、接触子１３ｂは、その中
間部位を支軸１３ｃにて回動自在に支持され、その支軸
１３ｃを境にした接触子１３ｂの他端側に変位センサ１
３ｄが対向状態に配設されている。

【００１５】このエッジセンサ１３においては、ベルト
蛇行時における中間転写ベルト１の幅方向ｙへの動き
が、そのベルトエッジに圧接する接触子１３ｂの動き
（揺動動作）に置き換えられる。このとき、接触子１３
ｂの動き（変位）に対応して変位センサ１３ｄの出力レ
ベルが変動するため、そのセンサ出力に基づいてベルト
エッジの位置変動を連続的に検出することが可能とな
る。

【００１６】続いて、上記構成からなる画像形成装置を
用いてカラー画像を形成する場合の動作手順について説
明する。先ず、駆動ロール２の回転によって中間転写ベ
ルト１をｘ方向に走行させると、そのベルト走行中にお
いて、ベルトホームセンサ１２から出力されたベルトホ
ーム信号（ベルト基準信号）を基準に各々の画像形成ユ
ニット８，９，１０，１１で画像の書き込みが順に開始
される。次いで、中間転写ベルト１上には、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像が順次重ね転写
（一次転写）され、これによって一つのカラー画像が形
成される。その後、カラー画像は中間転写ベルト１の走
行とともに二次転写ロール４へと送り込まれ、そこで中
間転写ベルト１上のカラー画像が用紙１４に一括転写
（二次転写）される。カラー画像が転写された用紙１４
は、用紙搬送系１７によって定着器１８に送られ、そこ
で画像の定着処理（加熱、加圧等）がなされたのち、図
示せぬトレイに排出される。

【００１７】こうした一連の画像形成動作において、中
間転写ベルト１の位置がその幅方向（ラテラル方向）に
蛇行してずれると、各々の画像形成ユニット８，９，１
０，１１によって中間転写ベルト１上に転写される画像
の位置に相対的なずれが生じ、これが出力画像（カラー
画像）の色ずれや色むらとなって現れる。そこで、中間
転写ベルト１の蛇行を修正すべく、ステアリングロール
３を傾き動作させる構成が組み込まれている。

【００１８】図３は蛇行修正のための基本的な構成を示
す概略図である。図３において、ステアリング制御装置
１９は、蛇行修正のための駆動源となるステアリングモ
ータ２０の駆動状態を制御するもので、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２０に出力する。ステアリングモータ２０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
ングモータ等が用いられる。また、ステアリング制御装
置１９には、前述したベルトホームセンサ１２とエッジ
センサ１３とが接続されており、ベルトホームセンサ１
２からはベルトホーム信号（ベルト基準信号）が、エッ
ジセンサ１３からはベルトエッジ信号がそれぞれ入力さ
れようになっている。

【００１９】なお、エッジセンサ１３については、中間
転写ベルト１の位置変動（蛇行）に応じた出力を発生す
るものであれば、特にいずれの構成を採用してもかまわ
ない。例えば、図４に示すように、中間転写ベルト１の
エッジ部分を介してＬＥＤ(Light Emitting Diode)１３
ｅと光量センサ１３ｆを対向状態に配置し、ＬＥＤ１３
ｅから出射された光が光量センサ１３ｆに入射される光
量に応じてセンサ出力レベルが変化するものであっても
よい。

【００２０】図５は本実施形態に係る蛇行修正機構のメ
カ構成を示す平面図である。図示のように、ステアリン
グロール３は、その軸方向の一端が枢軸３ａとしてピボ
ット軸受Ｐにより揺動かつ回動自在に枢支され、その他
端が可動軸３ｂとして揺動アーム２１の一端に回動自在
に連結されている。揺動アーム２１は、その中間部位を
支軸２３にて回動自在に支持されている。また、揺動ア
ーム２１の他端には偏心カム２２が圧接状態に保持され
ている。この構成により、揺動アーム２１が支軸２３を
中心に揺動すると、それに応じてステアリングロール３
の可動軸３ｂが上下動し、これに連動してステアリング
ロール３が傾き動作する。

【００２１】偏心カム２２は、ステアリングモータ２０
の駆動により回転動作するもので、ステアリングモータ
２０の駆動軸２０ａ上に軸着されている。ステアリング
モータ２０の駆動軸２０ａにはスリット板２４が軸着さ
れている。また、スリット板２４の近傍には、発光素子
と受光素子を対向状態に近接配置したフォトインタラプ
タ２５が設けられ、そのフォトインタラプタ２５の光軸
を遮る状態でスリット板２４が配置されている。

【００２２】ちなみに、スリット板２４とフォトインタ
ラプタ２５は、ステアリングモータ２０の駆動に伴う揺
動アーム２１の揺動動作によりステアリングロール３を
傾き動作させるにあたり、その基準となる傾き角度と、
該基準角度に対するロール傾き角度を認識するためのも
のである。

【００２３】ここで、ステアリングロール３の傾き動作
による中間転写ベルト１の蛇行修正の原理につき、図６
（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。先ず、図６（ａ）に
示すように、偏心カム２２が所定の角度で停止し、その
停止角度に対応してステアリングロール３がほぼ水平
（傾きがほぼゼロ）に保持された状態では、走行中の中
間転写ベルト１が幅方向ｙに移動（蛇行）しないものと
仮定する。

【００２４】この状態から、図６（ｂ）に示すように、
ステアリングモータ２０の駆動により偏心カム２２を図
の反時計廻りに回転させると、偏心カム２２の偏心量に
応じて揺動アーム２１がθ１方向に揺動する。これによ
り、ステアリングロール３の一端（可動軸３ｂ）が揺動
アーム２１によって持ち上げるため、その持ち上げ量に
応じてステアリングロール３に傾きが生じる。このと
き、ステアリングロール３に巻き付けられた中間転写ベ
ルト１は、揺動アーム２１にて持ち上げられたロール端
側に移動する。

【００２５】これに対して、図６（ｃ）に示すように、
ステアリングモータ２０の駆動により偏心カム２２を図
の時計廻りに回転させると、偏心カム２２の偏心量に応
じて揺動アーム２１がθ２方向に揺動する。これによ
り、ステアリングロール３の一端（可動軸３ｂ）が揺動
アーム２１によって押し下げられるため、その押し下げ
量に応じてステアリングロール３に傾きが生じる。この
とき、ステアリングロール３に巻き付けられた中間転写
ベルト１は、揺動アーム２１にて押し下げられたロール
端と反対側に移動する。

【００２６】このことから、中間転写ベルト１の幅方向
ｙへの位置変動を先述のエッジセンサ１３で連続的に検
出し、その検出結果を基にステアリングモータ２０を駆
動してステアリングロール３の傾き動作を適宜制御する
ことにより、中間転写ベルト１の蛇行を修正することが
可能となる。ただし、中間転写ベルト１の蛇行を適切に
修正するためには、ステアリングロール３の傾き動作
や、中間転写ベルト１の撓み，振動、さらにはベルトエ
ッジの形状変化等の影響を受けることなく、中間転写ベ
ルト１のエッジ位置をエッジセンサ１３で検出する必要
がある。

【００２７】そこで本実施形態においては、エッジセン
サ１３の配置形態として次のようなな構成（図５参照）
を採用している。先ず、中間転写ベルト１の幅方向ｙに
おいては、ステアリングロール３の枢軸３ａ側にエッジ
センサ１３を配置してある。

【００２８】このエッジセンサ１３の配置された枢軸３
ａ側では、ステアリングロール３を傾き動作させた際の
ロール変動が小さいことから、ステアリングロール３の
傾き動作の影響を極力受けることなく、中間転写ベルト
１のエッジ位置を検出することが可能となる。これによ
り、ステアリングロール３の傾き動作に伴うベルトエッ
ジ位置の検出誤差を低減することができる。

【００２９】また、中間転写ベルト１の走行方向ｘにお
いては、中間転写ベルト１を支持するロールのうち、従
動ロール５の近傍で、かつこれに近接して配置されたス
テアリングロール３との間にエッジセンサ１３を配置し
てある。

【００３０】ここで、ベルト走行方向においてロール間
隔の広い２つのロールの中間位置にエッジセンサ１３を
配置した場合は、中間転写ベルト１の撓みや振動の影響
を強く受けて検出誤差が多くなるが、従動ロール５の近
傍では、中間転写ベルト１の撓みや振動が発生しにくい
ため、その影響を小さくすることができる。さらに、互
いに近接して配置された従動ロール５とステアリングロ
ール３との間では、中間転写ベルト１が十分な張力をも
って支持されるため、ベルトの撓みや振動がほとんど発
生しない。これにより、中間転写ベルト１の撓みや振動
の影響を受けることなく、中間転写ベルト１のエッジ位
置を検出することが可能となる。

【００３１】ところで通常、中間転写ベルト１上の基準
マークＭは、ベルトエッジの近傍に例えば銀色の矩形フ
ィルムを貼着することで形成される。そうした場合、中
間転写ベルト１が温度変化によって膨張・伸縮すると、
ベルト素材とマーク素材の熱膨張係数の違いによる熱応
力で、マーク近傍のベルトエッジ形状が部分的に変化す
る。そうすると、エッジセンサ３によるベルトエッジ位
置の検出データが、上記ベルトエッジ形状変化の影響を
受けて誤差をもってしまう。

【００３２】そこで、本実施形態においては、中間転写
ベルト１の幅方向ｙにおいて、基準マークＭの形成位置
と反対側にエッジセンサ１３を配置してある。

【００３３】これにより、温度変化に伴う中間転写ベル
ト１の膨張・収縮により、基準マークＭの形成位置の近
傍でベルトエッジ形状が変化しても、その影響を受ける
ことなく、中間転写ベルト１のエッジ位置を検出するこ
とが可能となる。

【００３４】さらに本実施形態においては、中間転写ベ
ルト１の交換時等において、中間転写ベルト１を脱着す
る際の脱着方向がｙ₁ であったとすると、それと反対側
ｙ₂にエッジセンサ１３を配置してある。

【００３５】これにより、中間転写ベルト１を脱着する
際に、エッジセンサ１３が邪魔にならないため、ベルト
交換作業を迅速かつ容易に行うことができる。

【００３６】なお、上記実施形態においては、無端状の
中間転写ベルト１を用いた画像形成装置への適用例につ
いて説明したが、本発明は、無端状の感光体ベルトや用
紙搬送ベルト等を用いた画像形成装置にも同様に適用可
能であり、また画像形成装置以外の他の装置のベルト駆
動装置としても適用可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ッジセンサの検出結果から無端ベルトの幅方向の位置変
動を連続的に検出することが可能となり、しかもその検
出にあたっては、蛇行修正ロールの傾き動作による影響
や、無端ベルトの撓み，振動等の影響を極力受けること
なく、無端ベルトのエッジ位置を検出することが可能と
なる。これにより、無端ベルトの幅方向の位置変動を正
確に検出することができるため、これを基に蛇行修正ロ
ールの傾き動作を制御することにより、無端ベルトの蛇
行を精度良く修正することが可能となる。また、無端ベ
ルトを用いてカラー画像を形成する画像形成装置におい
ては、色ずれや色むらを抑えた高品位な出力画像を得る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される画像形成装置の構成例を
示す概略図である。

【図２】 エッジセンサの具体的な構成を示す概略図で
ある。

【図３】 蛇行修正のための基本的な構成を示す概略図
である。

【図４】 エッジセンサの他の構成例を示す概略図であ
る。

【図５】 実施形態に係る蛇行修正機構のメカ構成を示
す平面図である。

【図６】 蛇行修正の原理を説明する図である。

【符号の説明】

１…中間転写ベルト（無端ベルト）、２…駆動ロール、
３…ステアリングロール（蛇行修正ロール）、３ａ…枢
軸、３ｂ…可動軸、５，６，７…従動ロール、１３…エ
ッジセンサ、１９…ステアリング制御装置、Ｍ…基準マ
ーク

フロントページの続き (72)発明者 井関 秀二 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2H027 DA21 DE02 2H030 AA01 AB02 BB42 BB56 3F049 BB11 LA04 LB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端ベルトを所定数のロールにより支持
   し、前記所定数のロールのうちのいずれかを駆動ロール
   とし、この駆動ロールの回転によって前記無端ベルトを
   走行させるベルト駆動装置において、 前記所定数のロールとともに前記無端ベルトを支持する
   とともに、その軸方向の一端を枢軸とし他端を可動軸と
   して傾き動作可能に設けられた蛇行修正ロールと、 前記蛇行修正ロールの枢軸側に配置され、前記無端ベル
   トの幅方向のエッジ位置を検出するエッジセンサと、 前記エッジセンサの検出結果に基づいて前記蛇行修正ロ
   ールの傾き動作を制御する制御手段とを備えたことを特
   徴とするベルト駆動装置。
2. 【請求項２】 前記エッジセンサは、前記無端ベルトの
   走行方向において、該無端ベルトを支持するロールの近
   傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載のベ
   ルト駆動装置。
3. 【請求項３】 前記無端ベルトは、そのベルト上でかつ
   ベルトエッジの近傍に形成された基準マークを有し、 前記エッジセンサは、前記無端ベルトの幅方向におい
   て、前記基準マークの形成位置と反対側に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のベルト駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記エッジセンサは、前記無端ベルトの
   幅方向において、該無端ベルトを脱着する脱着方向と反
   対側に配置されていることを特徴とする請求項１、２又
   は３記載のベルト駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のベ
   ルト駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。