JP3399492B2 - Belt drive controller - Google Patents
Belt drive controllerInfo
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- JP3399492B2 JP3399492B2 JP33237095A JP33237095A JP3399492B2 JP 3399492 B2 JP3399492 B2 JP 3399492B2 JP 33237095 A JP33237095 A JP 33237095A JP 33237095 A JP33237095 A JP 33237095A JP 3399492 B2 JP3399492 B2 JP 3399492B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- belt
- meandering
- control
- belt member
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Landscapes
- Controlling Sheets Or Webs (AREA)
- Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)
- Paper Feeding For Electrophotography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に使
用される用紙搬送ベルトや中間転写ベルトの回転方向に
対して垂直なベルトの幅方向への蛇行を制御するベルト
駆動制御装置に関し、特に、過渡状態のベルトの蛇行に
対する応答性に優れ、蛇行収束後の定常状態のベルトの
小さな振動を抑えるベルト駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来、複写機やレーザプリンタ等の電子写
真方式のカラー画像形成装置は、Y(イエロー),M
(マゼンタ),C(シアン),BK(ブラック)のカラ
ー画像信号に基づいて変調されたレーザビームを露光ユ
ニットから感光体に走査して露光することにより静電潜
像を形成し、この静電潜像をY,M,C,BKのカラー
トナーを有する現像ユニットで現像することによってカ
ラートナー像を形成している。このカラートナー像は、
給紙ユニットから供給される記録用紙に転写されて定着
ユニットに搬送され、定着ユニットで記録用紙に定着さ
れた後に記録画像として排紙トレイに排出される。
【0003】上記したカラー画像形成装置の1つに、
Y,M,C,BKのカラーに応じた複数の露光ユニッ
ト,感光体及び現像ユニットを用紙搬送ベルトの搬送方
向に独立して配置したデジタルカラータンデム型電子写
真方式のカラー画像形成装置が特開昭59−15587
1号公報に開示されている。このカラー画像形成装置に
よると、用紙搬送ベルトに吸着されて搬送される記録用
紙に4つの感光体からカラートナー像を転写することに
よって、フルカラーの転写画像を高速で形成することが
できる。
【0004】また、デジタルカラータンデム型電子写真
方式の他のカラー画像形成装置として、カラートナー像
を中間転写ベルトに転写して重ね合わせ、二次転写位置
において給紙ユニットから供給される記録用紙にカラー
トナー像を一括転写するカラー画像形成装置装置が実開
昭59−192159号公報に開示されている。
【0005】しかし、上記のカラー画像形成装置による
と、ベルトの搬送方向に複数の感光体が独立して配置さ
れることから、高品質なカラー画像を得るために複数の
感光体の回転速度とベルトの搬送速度を正確に一致させ
る必要がある。
【0006】また、カラー画像形成装置において、用紙
搬送ベルトや中間転写ベルトは複数のロールに張架され
て駆動されるが、このロールの設置位置精度誤差やロー
ル形状のバラつき、あるいはベルトの左右の周長差によ
って、ベルト進行方向と垂直なベルトの幅方向への速度
成分が生じてカラー画像の色ずれを生じることがある。
【0007】ベルトの幅方向への移動を抑制するものと
して、ベルトを張架する3本のロールの1つの軸端部分
にベルトの寄りを検出する可動リングを設け、ベルトが
幅方向の一方に寄ることによって可動リングを押し動か
すと、この可動リングの動きをリンクを介してロール中
央部で一点支持されたトラッキング修正ロールに伝達
し、トラッキング修正ロールを傾斜させることによって
ベルトの幅方向への寄りを抑制する構成のベルト組立体
が特開昭47−13956号公報に開示されている。こ
の構成によると、ベルトの寄りに応じてトラッキング修
正ロールを傾斜させることで寄りを矯正できるが、ベル
トの幅方向への移動に基づく矯正動作の精度が低いとい
う問題がある。また、ベルトの強度が低い場合には適用
することができない。
【0008】特開平6−9096号公報には、ベルト上
に設けられた標識をセンサで検出して得られる検出信号
に基づいてベルトを幅方向に往復移動させる構成が開示
されている。この構成では、過大な片寄りによってベル
トが破損することを防止できるが、ベルトの幅方向への
往復動作(以下、蛇行という)が完全に収束しないた
め、色ずれ等の原因となる恐れがある。
【0009】この蛇行を減少させるものとして、ベルト
の両側部に設けられたマークがセンサによって検出され
る毎に蛇行修正ローラの偏向量を減じる構成が特開昭6
0−171906号公報、171907号公報、171
908号公報及び171909号公報に開示されてい
る。また、特開平3−177243号公報には、ベルト
の寄りを短い周期で検出してベルトの蛇行を修正する構
成が開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のベルト
蛇行制御装置によると、ベルトの蛇行収束時間を短くし
ようとしてサンプリング時間の間隔を短くすると、ベル
トの蛇行収束後に頻度の高い振動が発生する。図12
(a)、(b)はこれを示し、(a)は短い蛇行収束時
間Tstandby の後に高頻度の振動が発生していることを
示しており、(b)は短い間隔のサンプリング時間を示
している。一方、蛇行収束後の振動を抑えるためにサン
プリング時間を長くすると、蛇行収束時間が長くなる。
図13(a)、(b)はこれを示している。従って、本
発明の目的は、ベルトの蛇行に対する応答性、及び位置
修正精度に優れ、蛇行収束後の定常状態において高頻度
の振動が発生することのないベルト駆動制御装置を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、複数のロールによって張架されて回転駆動
されるベルト部材のベルト駆動制御装置において、前記
ベルト部材の前記蛇行の蛇行量、蛇行変化量、及び蛇行
速度の少なくとも1つを検出する検出手段と、前記ベル
ト部材の前記蛇行を修正する修正手段と、前記修正手段
へ前記検出手段の検出結果に応じた制御信号を供給して
前記ベルト部材の蛇行の修正を行わせる制御手段とを有
し、前記制御手段は、前記少なくとも1つの検出値に基
づいて、前記ベルト部材の前記蛇行の収束状態を判断
し、前記ベルト部材の前記蛇行が所定の範囲に収束した
とき、前記検出手段のサンプリング時間間隔を変更する
ことを特徴とするベルト駆動制御装置を提供する。
【0012】上記のベルト駆動制御装置において、前記
制御パラメータとして、前記検出手段のサンプリング時
間間隔を使用する構成であっても良く、また、前記制御
パラメータとして、前記修正手段の制御ゲインを使用す
る構成としても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明のベルト駆動制御装
置を図面を参照しつつ説明する。
【0014】図1は、本発明が適用されるカラー画像形
成装置の構成を示し、駆動ロール2,従動ロール3,ス
テアリングロール4及び従動ロール5に張架されて駆動
される転写ベルト1と、カラー画像信号に基づいて変調
されたレーザービームによって感光体ドラム7Aを走査
する露光ユニット6Aと、レーザービームの走査に基づ
いて感光体ドラム7Aに形成された静電潜像を所定のカ
ラーのトナーで現像する現像ユニット8Aと、露光ユニ
ット6A,感光体ドラム7A及び現像ユニット8Aと同
様の構成で転写ベルト1の搬送方向に所定の間隔で配置
される露光ユニット6B,感光体ドラム7B,現像ユニ
ット8Bと、露光ユニット6C,感光体ドラム7C,現
像ユニット8C、及び露光ユニット6D,感光体ドラム
7D,現像ユニット8Dと、給紙ユニット(図示せず)
から用紙搬送路9Aを介して供給される記録用紙を所定
のタイミングで用紙搬送路9Bへ挿入するレジストレー
ションロール10と、用紙搬送路9Bから供給される記
録用紙を転写ベルト1に吸着させる電荷を与える吸着用
帯電器12と、転写ベルト1の側端部の座標を検出する
センサ11と、現像ユニット8A,8B,8C及び8D
で現像されたカラートナー像を感光体ドラム7A,7
B,7C及び7Dから記録用紙に転写させる電荷を与え
る転写帯電器13A,13B,13C及び13Dと、カ
ラートナー像が転写された記録用紙を転写ベルト1から
剥離するための電荷を与える剥離用帯電器14と、用紙
搬送路15を介して搬送される記録用紙のカラートナー
を溶着させる定着ユニット16と、カラートナーの定着
された記録用紙を排出トレイ(図示せず)に搬送する用
紙搬送路17と、センサ11の検出信号に基づいて駆動
されるステアリングモータ18と、ステアリングモータ
18の回転に応じてステアリングロール4を他のロール
に対して傾斜させるヨーク19を有する。第1の実施の
形態では、厚さ50〜125μmのPET材によって形
成された転写ベルト1を用いている。
【0015】図2は、第1の実施の形態におけるベルト
駆動制御装置の構成を示し、ベルト駆動制御装置は、転
写ベルト1の側端部の座標に応じた検出信号が入力する
位置/速度演算部21と、位置/速度演算部21での演
算結果に基づいて、ステアリングロール4の傾向方向及
び傾向量に応じた制御信号を出力する制御部22と、制
御部22より入力する制御信号に応じた駆動電圧を発生
してステアリングモータ18を駆動する駆動回路23を
有している。センサ11は、例えば、x軸と直交するy
軸の方向に伸びるラインセンサを内蔵し、それによって
転写ベルト1のエッジのy軸の座標を読み取る。
【0016】図3は、ベルト駆動制御装置の制御ブロッ
ク図を示し、転写ベルト1の幅方向の動きに応じたフィ
ードバック要素とベルト側端部の位置の目標値とを比較
して得られるベルト座標値の偏差信号を制御コントロー
ラ24に出力する。制御コントローラ24は前述した位
置/速度演算部21、制御部22及び駆動回路23より
構成されている。
【0017】以下に、本発明のベルト駆動制御装置の動
作について説明する。カラー画像形成装置をONにする
と、稼働状態に入る前に各部の立ち上げモードが実行さ
れて定着ユニット16等の予熱を行うとともに、転写ベ
ルト1の位置設定モードを実行する。第1の実施の形態
では、ベルト位置設定モードにおいて、転写ベルト1の
プロセス速度を100〜200mm/secに設定して
駆動し、センサ11で側端部の位置の座標を検出して位
置/速度演算部21に入力する。
【0018】位置/速度演算部21では、入力されたベ
ルト側端部の位置の座標に基づいて演算を行い、演算結
果を偏差信号として制御部22に出力する。この制御部
22にはフィードバックゲイン(制御ゲイン)が予め定
数として与えられており、入力される偏差信号に応じて
ステアリングモータ18の回転方向及び駆動量に応じた
制御信号を発生する。駆動回路23は、入力した制御信
号に基づく駆動電圧を発生することによってステアリン
グモータ18を駆動する。
【0019】図4は、制御部22の制御の流れを示すフ
ローチャートである。ベルト座標の目標値y0 、位置/
速度演算部21によるベルト座標のサンプリング周期t
(t 1 ,t2 )、及びサンプリング周期の変更の判断に
用いる定数Y(ベルト座標値)及び定数D(位置差分
値)を予め設定する(ステップS1 )。このとき、サン
プリング周期t2 がt1 より大となるように設定してお
く。
【0020】ベルト駆動制御が開始されると、位置/速
度演算部21は、転写ベルト1の側端部の位置に応じた
検出信号をサンプリング周期t1 で入力して、ベルト座
標の目標値y0 との偏差ベルト座標値yi を演算する
(ステップS2 )。各サンプリング時に偏差ベルト座標
値yi を求め、前回のサンプリング時の偏差yi-1 との
位置差分値dyi (yi −yi-1 )を演算する(ステッ
プS3 )。
【0021】このとき、入力された偏差ベルト座標値y
i の絶対値が定数Y以下であり(ステップS4 )、か
つ、位置差分値dyi の絶対値が定数D以下であるとき
には(ステップS5 )、サンプリング周期がt1 からt
2 に変更される(ステップS6)。
【0022】図5は、図4のフローチャートに基づくベ
ルトの動きを示し、位置設定モードの開始からTstandb
y 経過後において、(a)に示されるようにベルト座標
値の偏差が目標範囲Aに達したことが確認されると、ベ
ルト座標のサンプリング周期が(b)に示すようにt1
からt2 に変更される。
【0023】このように、偏差ベルト座標値と位置差分
値から転写ベルト1の蛇行の収束状態を判断し、ベルト
の蛇行が所定の範囲に収束したことを確認してサンプリ
ング周期を変更することで、制御部22から駆動回路2
3に出力される制御信号のインターバルが長くなり、単
位時間当たりのステアリングモータ18の駆動頻度が少
なくなる。よって、蛇行収束後、転写ベルト1は高頻度
の振動を発生しない。
【0024】このベルト位置設定モードは、立ち上げモ
ードが終了してカラー画像形成装置が稼働状態となって
も、ベルトの幅方向の位置に応じて実行される。
【0025】図6は、第1の実施の形態における制御部
22の他の制御の流れを示すフローチャートである。こ
こでは、サンプリング周期の変更の判断に用いる定数と
して偏差ベルト座標値Yと、ベルトの蛇行速度を比較す
るための蛇行基準速度Eを予め設定している(ステップ
S1 )。
【0026】ベルト駆動制御が開始されると、位置/速
度演算部21は、転写ベルト1の側端部の位置に応じた
検出信号をサンプリング周期t1 で入力して、ベルト座
標の目標値y0 との偏差ベルト座標値yi を演算する
(ステップS2 )。各サンプリング時に今回の偏差ベル
ト座標値yi と前回の偏差ベルト座標値yi-1 との位置
差分値dyi を演算し(ステップS3 )、この位置差分
値dyi をサンプリング周期t1 で除算して転写ベルト
1の蛇行速度dwi を演算する(ステップS4 )。
【0027】このとき、入力された偏差ベルト座標値y
i の絶対値が定数Y以下であり(ステップS5 )、か
つ、転写ベルト1の蛇行速度dwi の絶対値が定数E以
下であるときには(ステップS6 )、サンプリング周期
がt1 からt2 に変更される(ステップS7 )。
【0028】このベルト駆動制御では、偏差ベルト座標
値と蛇行速度に基づいて転写ベルト1の蛇行の収束状態
を判断しており、サンプリング周期を変更することで、
例えば、感光体ドラム等の離接による外乱によってベル
トの蛇行が生じた場合に応答性を高めることができる。
また、ベルトの蛇行が目標値まで収束した後は、図4の
フローチャートにおけるベルト蛇行制御と同様にステア
リングモータ18の駆動頻度が少なくなるので、蛇行収
束後、転写ベルト1は高頻度の振動を発生しなくなる。
【0029】第1の実施の形態では、サンプリング周期
を第1の周期から第2の周期に変更するように構成して
いるが、蛇行速度や位置差分値に応じて更に第3の周
期、或いは第4の周期に変更するように構成しても良
い。
【0030】或いは、転写ベルト1の蛇行の収束時間が
予め安定して求められる場合には、ベルト駆動制御の開
始から所定の時間が経過した後にサンプリング周期をt
1 からt2 に変更するようにしても良い。
【0031】図7は、第2の実施の形態における制御部
22の制御の流れを示すフローチャートである。ベルト
座標の目標値y0 、位置/速度演算部21によるベルト
座標のサンプリング周期tと、転写ベルト1の制御ゲイ
ンkp(kp1,kp2)を予め設定する(ステップS
1 )。このとき、制御ゲインkp1がkp2より大とな
るように設定しておく。
【0032】ベルト駆動制御が開始されると、位置/速
度演算部21は転写ベルト1の偏差信号を所定のサンプ
リング周期tで入力し(ステップS2 )、今回の偏差ベ
ルト座標値yi と前回の偏差ベルト座標値yi-1 との位
置差分値dyi を演算する(ステップS3 )。次に、こ
の位置差分値dyi をサンプリング周期tで除算して転
写ベルト1の蛇行速度dwi を演算する(ステップ
S4 )。
【0033】このとき、入力された偏差ベルト座標値y
i の絶対値が定数Y以下であり(ステップS5 )、か
つ、転写ベルト1の蛇行速度dwi の絶対値が定数E以
下であるときには(ステップS6 )、制御ゲインがkp
1からkp2に変更される(ステップS7 )。
【0034】図8は、図7のフローチャートに基づくベ
ルトの動きを示し、位置設定モードの開始からTstandb
y 経過後において、(a)に示されるようにベルト座標
値の偏差が目標範囲Aに達したことが確認されると、転
写ベルト1の制御ゲインがkp1からkp2に変更され
る。図8では、制御ゲイン変更後のTstableにおけるベ
ルト座標のサンプリング周期tは(b)に示すように一
定である。
【0035】このベルト駆動制御では、偏差ベルト座標
値と蛇行速度に基づいて転写ベルト1の蛇行の収束状態
を判断し、ベルトの蛇行が所定の範囲に収束したことを
確認して転写ベルト1の制御ゲインを変更することで、
転写ベルト1の蛇行に対する応答性が低くなる。従っ
て、蛇行収束後、転写ベルト1は高頻度の振動を発生し
ない。
【0036】この制御ゲインの変更は、例えば、転写ベ
ルト1に外乱が加えられることが予想されるときは、そ
の直前に制御ゲインを変更することでベルトの蛇行に対
する応答性を変化させることができる。この制御ゲイン
についても、上記したkp1,kp2に加えてベルトの
蛇行状態に応じたkp3,kp4を予め設定しておき、
位置/速度演算部21の演算結果に応じて制御ゲインを
切り換えるようにしても良い。
【0037】また、第2の実施の形態の変形例として、
ベルト駆動制御をデジタルPID制御によって行う場合
には、予め比例ゲインkp,微分ゲインkd,積分ゲイ
ンkiを設定し、位置差分値dyi に比例ゲインkpを
掛けた値と、蛇行速度dwiに微分ゲインkdを掛けた
値と、位置差分値dyi にサンプリング周期tを掛け、
更に、その累積値である積分情報dsi =Σ(t×dy
i )〔i=0,1,…i〕に積分ゲインkiを掛けたも
のの3項の和に基づいて転写ベルト1の蛇行補正量を演
算する。
【0038】この場合に、応答性を向上させるため、各
項の初期値を大きく設定し、図8におけるTstableで各
項目を小さくする。具体的には、比例ゲインkp,微分
ゲインkdはTstandby における1/2から1/5と
し、積分ゲインkiを1/2から0に設定することで、
ステアリングモータ18が最小の駆動量で駆動される。
【0039】この比例ゲインkp,微分ゲインkd,積
分ゲインkiは、モータの種類や、ヨーク19を含めた
ステアリング機構の寸法、及びシステムの構成によって
変化するため、ベルト駆動装置の構成に応じて最適化を
図ることが好ましい。
【0040】図9は、転写ベルト1に代えて中間転写ベ
ルト25を用いたカラー画像形成装置を示し、図示しな
い給紙ユニットから供給される記録用紙を所定のタイミ
ングで用紙搬送路9に挿入するレジストレーションロー
ル10と、中間転写ベルト25に一括転写されたカラー
トナー像を用紙搬送路9を介して供給される記録用紙に
転写する駆動ロール2及び転写ロール2Aと、カラート
ナー像が転写された記録用紙を定着器16に搬送する用
紙搬送路15と、トナーを溶着させる定着器16と、ト
ナーが定着された記録用紙を排出トレイ(図示せず)に
搬送する用紙搬送路17と、駆動回路23(図示せず)
から出力される駆動電圧に応じて駆動されるモータ18
と、モータ18の回転に応じてステアリングロール3を
傾斜させるヨーク19とを有する。その他の構成は図1
と同一であるので、重複する説明を省略する。
【0041】図10は、感光体ドラム7に形成された静
電潜像を現像する回転型の現像ユニット26と、中間転
写ベルト25を有するカラー画像形成装置にベルト駆動
制御装置を設けた構成を示し、ステアリングロール3を
ヨーク19を介してモータ18によって傾斜させること
で中間転写ベルト25の蛇行を制御する。その他の構成
は図1と同様であるので、重複する説明を省略する。
【0042】図11は、ベルト1の他の構成を示し、転
写ベルト1の側端近傍に帯状のマーク27を形成し、光
センサ28によってマーク27を検出するように構成さ
れている。光センサ28は、例えば、ラインセンサを有
し、ベルト1のエッジに代えてマーク27の幅、或いは
マーク27の両エッジを検出することによってベルト1
のy軸方向の変位を検出する。これによって、図2の検
出方法よりも検出精度を向上させることができる。光セ
ンサ28の受光信号は位置/速度演算部21に入力され
てマーク27の座標変動が演算される。その他の構成は
図3と同一であるので、重複する説明を省略する。
【0043】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のベルト駆動
制御装置によると、ベルト部材の蛇行量、蛇行変位量、
及び蛇行速度の少なくとも1つがそれぞれ所定の値以下
になったとき、サンプリング周期、或いはベルト駆動制
御装置の制御ゲイン等の制御パラメータを切り換えるよ
うにしたため、過渡状態におけるベルトの蛇行に対する
応答性、及び位置修正精度が向上し、定常状態において
ベルトに発生する高頻度の振動を抑制することができ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to an image forming apparatus.
In the direction of rotation of the paper transport belt or intermediate transfer belt used
Belt that controls meandering in the width direction of the belt perpendicular to the belt
Drive control devices, especially for belt meandering in transient conditions
Response to the belt in a steady state after meandering convergence.
The present invention relates to a belt drive control device that suppresses small vibration.
[0002]
2. Description of the Related Art Conventionally, electronic copying such as a copying machine or a laser printer has been performed.
True type color image forming apparatuses include Y (yellow), M
(Magenta), C (Cyan), BK (Black)
-Exposed laser beam modulated based on image signal
By scanning and exposing the photoreceptor from the knit, the electrostatic latent
An image is formed, and the electrostatic latent image is formed into Y, M, C, and BK colors.
The toner is developed by developing with a developing unit having toner.
A Lartner image is formed. This color toner image is
Transferred and fixed on recording paper supplied from the paper supply unit
The paper is transported to the
After that, the image is discharged to a paper output tray as a recording image.
[0003] One of the above-described color image forming apparatuses includes:
A plurality of exposure units corresponding to the colors of Y, M, C, and BK
Transporting the photoconductor, photoconductor and developing unit on the paper transport belt
Color tandem type electronic photography arranged independently
A true color image forming apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-15587.
No. 1 discloses this. This color image forming device
According to the recording paper that is adsorbed and conveyed by the paper conveyance belt
To transfer color toner images from four photoconductors to paper
Therefore, a full-color transfer image can be formed at a high speed.
it can.
Also, digital color tandem type electrophotography
Color image forming apparatus
Is transferred to the intermediate transfer belt and superimposed, and the secondary transfer position
Color on the recording paper supplied from the paper feed unit
Color image forming equipment for batch transfer of toner images
It is disclosed in JP-A-59-192159.
However, the above-described color image forming apparatus has
And multiple photoconductors are arranged independently in the belt conveyance direction.
To obtain high-quality color images,
Accurately match the photoconductor rotation speed with the belt conveyance speed
Need to be
In a color image forming apparatus, a paper
The conveyor belt and intermediate transfer belt are stretched over multiple rolls.
The rolls are driven by
Due to variations in the shape of the
The speed in the belt width direction perpendicular to the belt travel direction
In some cases, a color component of a color image is shifted due to a component.
[0007] It is necessary to suppress the movement of the belt in the width direction.
And one shaft end of three rolls to stretch the belt
A movable ring that detects the deviation of the belt is provided on the
Push the movable ring by moving to one side in the width direction
Then, the movement of this movable ring is rolled through the link
Transfer to tracking correction roll supported at one point in the center
And by tilting the tracking correction roll
Belt assembly with a configuration that suppresses belt shift in the width direction
Is disclosed in JP-A-47-13956. This
According to the configuration, tracking correction is performed according to the deviation of the belt.
You can straighten the roll by tilting the positive roll, but the bell
Accuracy of the correction operation based on the movement of the
Problem. Also applicable when belt strength is low
Can not do it.
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-9096 discloses that a belt
Signal obtained by detecting the sign provided in the sensor with the sensor
Discloses a configuration to reciprocate the belt in the width direction based on the
Have been. In this configuration, the bell
Damage to the belt, but the belt width
The reciprocating motion (hereinafter, meandering) does not completely converge
Therefore, there is a risk of causing color shift and the like.
To reduce this meandering, a belt is used.
The marks provided on both sides of the
Japanese Patent Laid-Open No. Sho 6 shows a configuration in which the amount of deflection of the meandering correction roller is reduced every time
0-171906, 171907, 171
No. 908 and 171909.
You. Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-177243 discloses a belt.
To detect belt slippage in a short cycle and correct belt meandering.
Is disclosed.
[0010]
However, the conventional belt
According to the meandering control device, the meandering convergence time of the belt is shortened.
If you shorten the sampling time interval as
After the convergence of the meandering, frequent vibrations occur. FIG.
(A) and (b) show this, and (a) shows a short meandering convergence.
That high frequency vibrations occur after Tstandby
(B) shows the sampling time at short intervals.
are doing. On the other hand, in order to suppress vibration after
Increasing the pulling time increases the meandering convergence time.
FIGS. 13A and 13B show this. Therefore, the book
The object of the invention is to determine the responsiveness of the belt to meandering, and the position of the belt.
Excellent correction accuracy, high frequency in steady state after meandering convergence
Belt drive control device that does not generate vibration
Is to do.
[0011]
The present invention achieves the above objects.
To be rotated by multiple rolls
In the belt drive control device of the belt member to be
Meandering amount, meandering change amount, and meandering of the meandering of the belt member
Detecting means for detecting at least one of the speeds;
Correction means for correcting the meandering of the member, and the correction means
Supply a control signal corresponding to the detection result of the detection means to
Control means for correcting the meandering of the belt member.
And the control means is configured to perform the control based on the at least one detected value.
And determine the convergence state of the meandering of the belt member.
Then, the meandering of the belt member converged to a predetermined range.
WhenChange the sampling time interval of the detection means
A belt drive control device is provided.
In the above belt drive control device,,PreviousRecord
As a control parameter, at the time of sampling of the detection means
A configuration using an interval may be used.
The control gain of the correction means is used as a parameter.
It is good also as a structure which carries out.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a belt drive control device according to the present invention will be described.
The arrangement will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a color image form to which the present invention is applied.
Shows the configuration of the forming device, and includes a driving roll 2, a driven roll 3,
Driven by being stretched by tearing roll 4 and driven roll 5
Transfer belt 1 and modulation based on color image signal
Scans the photosensitive drum 7A with the laser beam
Exposure unit 6A to perform scanning based on laser beam scanning.
The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 7A is
Developing unit 8A for developing with the toner of the
6A, photosensitive drum 7A and developing unit 8A
Arranged at predetermined intervals in the transport direction of the transfer belt 1 with the same configuration
Exposure unit 6B, photosensitive drum 7B, developing unit
8B, the exposure unit 6C, the photosensitive drum 7C, the current
Image unit 8C, exposure unit 6D, photosensitive drum
7D, developing unit 8D, and paper feeding unit (not shown)
The recording paper supplied via the paper transport path 9A from
To be inserted into the paper transport path 9B at the timing of
And the paper supplied from the paper transport path 9B.
Suction for giving electric charge to attract recording paper to transfer belt 1
Detecting the coordinates of the charger 12 and the side end of the transfer belt 1
Sensor 11, developing units 8A, 8B, 8C and 8D
The color toner image developed by the photoconductor drums 7A, 7
Giving electric charges to be transferred from B, 7C and 7D to recording paper
Transfer chargers 13A, 13B, 13C and 13D,
The recording paper on which the toner image has been transferred is transferred from the transfer belt 1
Paper charger 14 for applying charges for peeling, and paper
Color toner of recording paper conveyed via conveyance path 15
Unit 16 for fusing the toner and fixing the color toner
For transporting recording paper to a discharge tray (not shown)
Driven based on the paper feed path 17 and the detection signal of the sensor 11
Steering motor 18 and steering motor
Turn the steering roll 4 to another roll according to the rotation of 18.
And a yoke 19 that is inclined with respect to. Of the first implementation
In the form, it is formed by a PET material having a thickness of 50 to 125 μm.
The formed transfer belt 1 is used.
FIG. 2 shows a belt according to the first embodiment.
1 shows the configuration of a drive control device.
A detection signal corresponding to the coordinates of the side end of the photo belt 1 is input.
The position / speed calculation unit 21 and the performance of the position / speed calculation unit 21
Based on the calculation result, the direction and direction of the steering roll 4
A control unit 22 for outputting a control signal according to the tendency amount,
Generates a drive voltage according to a control signal input from the control unit 22
And the driving circuit 23 for driving the steering motor 18
Have. The sensor 11 is, for example, y which is orthogonal to the x axis.
Built-in line sensor that extends in the direction of the axis,
The y-axis coordinates of the edge of the transfer belt 1 are read.
FIG. 3 shows a control block of the belt drive control device.
FIG. 6 shows a diagram corresponding to the movement of the transfer belt 1 in the width direction.
Comparison of the feedback element and the target value of the belt side end position
Control signal for the deviation signal of the belt coordinate value obtained by
To the printer 24. The controller 24 is in the position
From the setting / speed calculation unit 21, the control unit 22, and the drive circuit 23
It is configured.
Hereinafter, the operation of the belt drive control device of the present invention will be described.
The work will be described. Turn on the color image forming device
The startup mode of each part is executed before
To preheat the fixing unit 16 and the like,
The position setting mode of the default 1 is executed. First embodiment
In the belt position setting mode, the transfer belt 1
Set the process speed to 100-200mm / sec
Drive, the sensor 11 detects the coordinates of the position of the side end, and
It is input to the setting / speed calculation unit 21.
The position / velocity calculating section 21 receives the input
Calculation is performed based on the coordinates of the position of the
The result is output to the control unit 22 as a deviation signal. This control unit
The feedback gain (control gain) is preset in 22.
Given as a number, depending on the input deviation signal
According to the rotation direction and the driving amount of the steering motor 18
Generate control signals. The drive circuit 23 receives the input control signal.
Signal to generate stearin
Drive motor 18.
FIG. 4 is a flowchart showing the control flow of the control unit 22.
It is a low chart. Belt coordinate target value y0,position/
Belt coordinate sampling period t by the speed calculation unit 21
(T 1, TTwo), And to judge the change of sampling cycle
Constant Y (belt coordinate value) and constant D (position difference)
(Step S)1). At this time,
Pulling cycle tTwoIs t1Set to be bigger
Good.
When the belt drive control is started, the position / speed
The degree calculation unit 21 is adapted to the position of the side end of the transfer belt 1.
The detection signal is sampled at the sampling period t.1Enter in the belt seat
Target value y0Belt coordinate yiCalculate
(Step STwo). Deviation belt coordinates at each sampling
Value yiAnd the deviation y at the previous samplingi-1With
Position difference value dyi(Yi-Yi-1) (Step
SThree).
At this time, the input deviation belt coordinate value y
iIs less than or equal to the constant Y (step SFour), Or
One, position difference value dyiWhen the absolute value of is less than or equal to the constant D
(Step SFive), Sampling period is t1To t
Two(Step S6).
FIG. 5 is a flowchart based on the flowchart of FIG.
Tstandb from the start of the position setting mode.
After the elapse of y, the belt coordinates as shown in (a)
When it is confirmed that the value deviation has reached the target range A,
The sampling cycle of the tilt coordinate is t as shown in FIG.1
To tTwoIs changed to
As described above, the deviation belt coordinate value and the position difference
From the value, the convergence state of the meandering of the transfer belt 1 is determined, and the belt
Make sure that the meander has converged to the specified range.
By changing the switching cycle, the controller
3, the interval of the control signal output to
Driving frequency of the steering motor 18 per unit time
Disappears. Therefore, after the meandering convergence, the transfer belt 1
Does not generate vibration.
In the belt position setting mode, the starting mode
Is completed and the color image forming apparatus is
Is also executed according to the position in the width direction of the belt.
FIG. 6 shows a control unit according to the first embodiment.
22 is a flowchart illustrating another control flow of FIG. This
Here, the constants used to determine the change
To compare the deviation belt coordinate value Y with the meandering speed of the belt.
Meandering reference speed E is set in advance (step
S1).
When the belt drive control is started, the position / speed
The degree calculation unit 21 is adapted to the position of the side end of the transfer belt 1.
The detection signal is sampled at the sampling period t.1Enter in the belt seat
Target value y0Belt coordinate yiCalculate
(Step STwo). Current deviation bell at each sampling
G coordinate value yiAnd previous deviation belt coordinate value yi-1And position
Difference value dyi(Step SThree), This position difference
Value dyiIs the sampling period t1Transfer belt divided by
1 meandering speed dwi(Step SFour).
At this time, the input deviation belt coordinate value y
iIs less than or equal to the constant Y (step SFive), Or
Meandering speed dw of the transfer belt 1iIs greater than or equal to the constant E
If it is below (step S6), Sampling period
Is t1To tTwo(Step S7).
In this belt drive control, the deviation belt coordinates
Of the meandering of the transfer belt 1 based on the value and meandering speed
And by changing the sampling period,
For example, the bell is
The responsiveness can be enhanced when the meandering occurs.
After the meandering of the belt has converged to the target value, FIG.
As with the belt meandering control in the flowchart,
Since the driving frequency of the ring motor 18 is reduced,
After the bundle, the transfer belt 1 does not generate high frequency vibration.
In the first embodiment, the sampling period
Is configured to change from the first cycle to the second cycle
However, depending on the meandering speed and the position difference value, the third
May be changed to the period or the fourth period.
No.
Alternatively, the meandering convergence time of the transfer belt 1
If required in advance, open the belt drive control.
After a predetermined time has elapsed from the beginning, the sampling period is set to t.
1To tTwoIt may be changed to.
FIG. 7 shows a control unit according to the second embodiment.
22 is a flowchart showing the flow of control of an embodiment 22. belt
Coordinate target value y0, Belt by the position / speed calculation unit 21
The coordinate sampling period t and the control gay of the transfer belt 1
Kp (kp1, kp2) is set in advance (step S
1). At this time, the control gain kp1 is larger than kp2.
It is set so that.
When the belt drive control is started, the position / speed
The degree calculation unit 21 converts the deviation signal of the transfer belt 1 into a predetermined sample.
Input at ring period t (step STwo), This deviation
Default coordinate value yiAnd previous deviation belt coordinate value yi-1And rank
Difference value dyi(Step SThree). Next,
Position difference value dyiDivided by the sampling period t
Meandering speed dw of photo belt 1iIs calculated (step
SFour).
At this time, the input deviation belt coordinate value y
iIs less than or equal to the constant Y (step SFive), Or
Meandering speed dw of the transfer belt 1iIs greater than or equal to the constant E
If it is below (step S6), Control gain is kp
1 to kp2 (step S7).
FIG. 8 is a flowchart based on the flowchart of FIG.
Tstandb from the start of the position setting mode.
After the elapse of y, the belt coordinates as shown in (a)
When it is confirmed that the value deviation has reached the target range A,
The control gain of the photo belt 1 is changed from kp1 to kp2.
You. In FIG. 8, the base in Tstable after changing the control gain is shown.
The sampling period t of the tilt coordinate is one as shown in FIG.
It is fixed.
In this belt drive control, the deviation belt coordinates
Of the meandering of the transfer belt 1 based on the value and meandering speed
And determine that the meandering of the belt has converged to the specified range.
By confirming and changing the control gain of the transfer belt 1,
Responsiveness to the meandering of the transfer belt 1 is reduced. Follow
After the meandering convergence, the transfer belt 1 generates a high frequency vibration.
Absent.
This change in the control gain is performed, for example, by
If it is expected that disturbance will be applied to
By changing the control gain just before
Response can be changed. This control gain
Of the belt in addition to the above kp1 and kp2
Set kp3 and kp4 according to the meandering state in advance,
The control gain is set according to the calculation result of the position / speed calculation unit 21.
Switching may be performed.
As a modification of the second embodiment,
When belt drive control is performed by digital PID control
Include a proportional gain kp, a differential gain kd, and an integral gay
And set the position difference value dyiTo the proportional gain kp
Multiplied value and meandering speed dwiMultiplied by the differential gain kd
Value and position difference value dyiMultiplied by the sampling period t,
Furthermore, integral information ds which is the accumulated valuei= Σ (t × dy
i) [I = 0, 1,... I] multiplied by integral gain ki
The meandering correction amount of the transfer belt 1 is calculated based on the sum of the three items.
Calculate.
In this case, in order to improve the response,
The initial value of the term is set to a large value, and Tstable in FIG.
Make items smaller. Specifically, the proportional gain kp, the derivative
The gain kd is from 1/2 to 1/5 in Tstandby.
By setting the integral gain ki from 1/2 to 0,
The steering motor 18 is driven with a minimum drive amount.
The proportional gain kp, differential gain kd, product
The minute gain ki includes the type of motor and the yoke 19
Depending on the dimensions of the steering mechanism and the configuration of the system
Optimization, depending on the configuration of the belt drive.
It is preferable to aim.
FIG. 9 shows an intermediate transfer belt in place of the transfer belt 1.
2 shows a color image forming apparatus using the
The recording paper supplied from the paper feed unit
Registration row inserted into the paper transport path 9
10 and the color transferred collectively to the intermediate transfer belt 25
The toner image is transferred onto a recording sheet supplied through the sheet conveying path 9.
A transfer roll 2 and a transfer roll 2A for transferring a color image;
For conveying the recording paper onto which the toner image has been transferred to the fixing device 16
A paper transport path 15, a fixing device 16 for fusing toner,
The recording paper on which the toner has been fixed to a discharge tray (not shown).
Paper transport path 17 for transport, and drive circuit 23 (not shown)
18 driven according to the drive voltage output from
And the steering roll 3 according to the rotation of the motor 18.
And a yoke 19 to be inclined. Other configurations are shown in FIG.
Therefore, duplicate description is omitted.
FIG. 10 shows the static electricity formed on the photosensitive drum 7.
A rotary developing unit 26 for developing the latent image;
Belt drive to a color image forming apparatus having a copying belt 25
FIG. 3 shows a configuration provided with a control device.
Tilting by motor 18 through yoke 19
Controls the meandering of the intermediate transfer belt 25. Other configurations
Are the same as those in FIG. 1, and a duplicate description will be omitted.
FIG. 11 shows another structure of the belt 1, and
A belt-like mark 27 is formed near the side end of the photo belt 1 and
It is configured to detect the mark 27 by the sensor 28.
Have been. The optical sensor 28 has, for example, a line sensor.
Then, instead of the edge of the belt 1, the width of the mark 27, or
The belt 1 is detected by detecting both edges of the mark 27.
Is detected in the y-axis direction. As a result, the detection of FIG.
The detection accuracy can be improved as compared with the output method. Light
The light receiving signal of the sensor 28 is input to the position / speed calculating unit 21.
Thus, the coordinate variation of the mark 27 is calculated. Other configurations are
Since it is the same as FIG. 3, the duplicate description will be omitted.
[0043]
As described above, the belt drive of the present invention is used.
According to the control device, the meandering amount of the belt member, the meandering displacement amount,
And at least the meandering speedOneIs less than the specified value
Is reached, the sampling period or belt drive
Switch control parameters such as control gain of the control device
The belt meanders in the transient state.
Responsiveness and position correction accuracy have been improved,
High frequency vibration generated in the belt can be suppressed.
You.
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態におけるカラー画像形成装置
を示す説明図である。
【図2】第1の実施の形態におけるベルト駆動制御装置
の拡大図である。
【図3】第1の実施の形態におけるベルト駆動制御装置
の制御ブロックを示す説明図である。
【図4】第1の実施の形態における制御部22の制御の
流れを示すフローチャートである。
【図5】第1の実施の形態におけるベルト駆動制御装置
の動作を示す説明図である。
【図6】第1の実施の形態のおける制御部22の他の制
御の流れを示すフローチャートである。
【図7】第2の実施の形態における制御部22の制御の
流れを示すフローチャートである。
【図8】第2の実施の形態におけるベルト駆動制御装置
の動作を示す説明図である。
【図9】中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置に
ベルト駆動制御装置を適用した説明図である。
【図10】ベルト駆動制御装置を適用した他のカラー画
像形成装置の説明図である。
【図11】ベルト位置を検出するセンサ11の他の構成
を示す説明図である。
【図12】従来のベルト駆動制御装置の動作を示す説明
図である。
【図13】従来のベルト駆動制御装置の動作を示す説明
図である。
【符号の説明】
1,転写ベルト
2,駆動ロール
3,ステアリングロール
4,従動ロール
5,従動ロール
6A,6B,6C,6D,露光ユニット
7,7A,7B,7C,7D,感光体ドラム
8A,8B,8C,8D,現像ユニット
9A,9B,用紙搬送路
10,レジストレーションロール
11,センサ
12,吸着用帯電器
13A,13B,13C,13D,転写帯電器
14,剥離用帯電器
15,用紙搬送路
16,定着ユニット
17,用紙搬送路
18,モータ
19,ヨーク
20,モータ
21,位置/速度演算部
22,制御部
23,駆動回路
24,制御コントローラ
25,中間転写ベルト
26,現像ユニット
27,マーク
28,光センサBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a color image forming apparatus according to a first embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of the belt drive control device according to the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram showing control blocks of the belt drive control device according to the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart illustrating a control flow of a control unit 22 according to the first embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an operation of the belt drive control device according to the first embodiment. FIG. 6 is a flowchart illustrating another control flow of the control unit 22 according to the first embodiment. FIG. 7 is a flowchart illustrating a control flow of a control unit 22 according to the second embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an operation of the belt drive control device according to the second embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram in which a belt drive control device is applied to a color image forming apparatus having an intermediate transfer belt. FIG. 10 is an explanatory diagram of another color image forming apparatus to which the belt drive control device is applied. FIG. 11 is an explanatory diagram showing another configuration of the sensor 11 for detecting a belt position. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an operation of a conventional belt drive control device. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an operation of a conventional belt drive control device. [Description of Signs] 1, transfer belt 2, drive roll 3, steering roll 4, driven roll 5, driven rolls 6A, 6B, 6C, 6D, exposure units 7, 7A, 7B, 7C, 7D, photosensitive drum 8A, 8B, 8C, 8D, developing units 9A, 9B, paper transport path 10, registration roll 11, sensor 12, adsorption chargers 13A, 13B, 13C, 13D, transfer charger 14, peeling charger 15, paper transport Path 16, fixing unit 17, sheet transport path 18, motor 19, yoke 20, motor 21, position / speed calculating unit 22, control unit 23, driving circuit 24, control controller 25, intermediate transfer belt 26, developing unit 27, mark 28, optical sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65H 5/02 B65H 7/20 G03G 15/00 510 G03G 15/01 111 G03G 15/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B65H 5/02 B65H 7/20 G03G 15/00 510 G03G 15/01 111 G03G 15/16
Claims (1)
動されるベルト部材のベルト駆動制御装置において、 前記ベルト部材の前記蛇行の蛇行量、蛇行変化量、及び
蛇行速度の少なくとも1つを検出する検出手段と、 前記ベルト部材の前記蛇行を修正する修正手段と、 前記修正手段へ前記検出手段の検出結果に応じた制御信
号を供給して前記ベルト部材の蛇行の修正を行わせる制
御手段とを有し、 前記制御手段は、前記少なくとも1つの検出値に基づい
て、前記ベルト部材の前記蛇行の収束状態を判断し、前
記ベルト部材の前記蛇行が所定の範囲に収束したとき、
前記検出手段のサンプリング時間間隔を変更することを
特徴とするベルト駆動制御装置。(57) Claims 1. A belt drive control device for a belt member which is stretched and driven to rotate by a plurality of rolls, wherein the meandering amount of the meandering, the meandering change amount of the belt member, and Detecting means for detecting at least one of the meandering speeds; correcting means for correcting the meandering of the belt member; supplying a control signal corresponding to the detection result of the detecting means to the correcting means to meander the belt member. Control means for making a correction of the belt member. The control means determines a convergence state of the meandering of the belt member based on the at least one detection value, and the meandering of the belt member is within a predetermined range. Converges to
A belt drive control device, wherein a sampling time interval of the detection means is changed .
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