(57)【要約】【課題】本発明の課題は、無端ベルトの幅方向の移動量を高精度且つ広範囲にわたって検出し、ベルトの蛇行を補正すると共に、ベルトの移動量が所定範囲を超えたときは、ベルトの走行を停止し、その破損を確実に防止できるベルト走行装置を提供することである。【解決手段】複数のローラに張架された無端状ベルトと、前記複数のローラの中の何れかを駆動ローラとし、該駆動ローラの回転によって前記ベルトを駆動させる駆動手段と、前記複数のローラの中の何れかを蛇行補正ローラとし、該蛇行補正ローラの傾斜を調整することにより前記ベルトの幅方向の蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルトの幅方向の位置を検出する複数個の位置検出手段と、該複数個の位置検出手段からの検出信号を選択的に使用して前記蛇行補正手段を制御する補正制御部とを備えた。【選択図】図１
2006343629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラに張架された無端状ベルトと、前記複数のローラの中の何れかを駆動ローラとし、該駆動ローラの回転によって前記ベルトを駆動させる駆動手段と、前記複数のローラの中の何れかを蛇行補正ローラとし、該蛇行補正ローラの傾斜を調整することにより前記ベルトの幅方向の蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルトの幅方向の位置を検出する複数個の位置検出手段と、該複数個の位置検出手段からの検出信号を選択的に使用して前記蛇行補正手段を制御する補正制御部とを備えたことを特徴とするベルト走行装置。
【請求項２】
請求項１において、前記複数の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の位置を連続的に検出する特性を有し、それぞれの検出範囲が等しく、且つ前記ベルトの幅方向の異なる位置に配置された第１及び第２の位置検出手段を備え、前記蛇行補正制御部は、前記第１又は第２の位置検出手段からの検出信号を選択的に用いて前記蛇行補正手段を制御することを特徴とするベルト走行装置。
【請求項３】
請求項２において第１及び第２の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の移動に対し、異なる量変位する部材と、該部材の変位量を電気信号に変換するセンサとから構成されることを特徴とするベルト走行装置。
【請求項４】
請求項１において、前記複数の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の位置を連続的に検出する特性を有し、それぞれの検出範囲が異なる第１及び第２の位置検出手段を備え、前記蛇行補正制御部は、前記第１又は第２の位置検出手段からの検出信号を選択的に用いて前記蛇行補正手段を制御することを特徴とするベルト走行装置。
【請求項５】
請求項４において、前記第１及び第２の位置検出手段は異なる位置検出精度を有することを特徴とするベルト走行装置。
【請求項６】
請求項２乃至５の中の何れか１項において、前記第１又は第２の位置検出手段からの検出信号が予め定めた所定範囲にないときは、前記駆動ローラを停止させる制御手段を備えたことを特徴とするベルト走行装置。
【請求項７】
請求項１において、前記複数の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の位置を連続的に検出する特性を有する第１の位置検出手段と、前記ベルトの有無を検出する特性を有する少なくとも１個の第３の位置検出手段を備えたことを特徴とするベルト走行装置。
【請求項８】
請求項７において、前記第３の位置検出手段が前記ベルトを検出した場合は、前記駆動ローラを停止させる制御手段を備えたことを特徴とするベルト走行装置。
【請求項９】
無端状ベルトを駆動するベルト走行装置を備えた画像形成装置において、前記ベルト走行装置として請求項１乃至８の何れか１項のベルト走行装置を使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
無端状の転写ベルトを走行するベルト走行装置と、該転写ベルトの方向に沿って配置された複数個の画像形成ユニットと、該複数の画像形成ユニットで形成された異なる色のトナー像を重ねて前記転写ベルトに転写することによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、前記ベルト走行装置は、複数のローラに張架された無端状ベルトと、前記複数のローラの中の何れかを駆動ローラとし、該駆動ローラの回転によって前記ベルトを駆動させる駆動手段と、前記複数のローラの中の何れかを蛇行補正ローラとし、該蛇行補正ローラの傾斜を調整することにより前記ベルトの幅方向の蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルトの幅方向の位置を検出する複数個の位置検出手段と、該複数個の位置検出手段からの検出信号を選択的に使用して前記蛇行補正手段を制御する補正制御部とを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に係り、特に中間転写ベルトや用紙転写ベルト等の無端ベルトの蛇行を修正する機能を有するベルト走行装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルカラープリンタやスポットカラープリンタなどの多色画像形成装置には、無端ベルトからなる中間転写ベルトの走行方向に沿って複数の感光ドラムを配置し、それぞれの感光ドラムに形成された静電潜像に、異なるカラーのトナーを吸着させてトナー像を形成し、順次、転写ベルトに転写するタンデム方式がある。
【０００３】
この方式では、無端ベルトからなる中間転写ベルトの走行に伴って、中間転写ベルトがその幅方向に移動する現象、つまりベルトの蛇行現象を避けられない。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。
【０００４】
転写ベルトの蛇行を修正する方式にはいくつかの方法があるが、その中の一つは転写ベルトを支持するローラの１つを蛇行補正ローラとしてその傾きを制御する方法である。
【０００５】
図１４はその制御方式の説明図であり、同図（ａ）の状態から（ｂ）のように補正ローラ２０の一方の端部を持ち上げると、転写ベルトは持ち上げられたローラ端部側に移動し、同図（ｃ）のように補正ローラ２０の一方の端部を下げると、転写ベルトは押し下げたローラ端部と逆方向に移動する。従って補正ローラ２０の一方の端部を他方の端部に対して傾斜させる角度を可変とすることにより、転写ベルトの移動量を制御することが可能になる。
【０００６】
このような蛇行補正ローラの傾斜制御方式における一つの技術課題は、転写ベルトの蛇行量を広範囲に且つ高精度で検出する方法であり、他の課題は、蛇行量がある範囲を超えたときにその異常を検知し、ベルトの破損を確実に防止する方法である。以下各技術課題について説明する。
【０００７】
無端の転写ベルトの幅方向の移動、つまり蛇行を検出する方法として、例えば特許文献１に開示された方式が知られている。
【０００８】
この方式は、図１５に示すように、転写ベルト５１の端部に接触子５２を設け、この接触子５２を支軸５３を中心にして回動自在に支持すると共に、接触子５２の一方の部材５２ａをスプリング５４の引っ張り力により転写ベルト５１に常時接触させ、他の部材５２ｂに近接して変位センサ５５を配置して構成される。変位センサ５５は、例えば発光部と受光部とからなり、発光部が発した光が被測定物で反射し、受光部が受光した反射光の位置と、基準位置の変位より被測定物との距離を検出する。
【０００９】
このような構成によれば、転写ベルト５１が蛇行すると、それに伴って接触子５２が支軸５３を中心にして回動し、部材５２ｂと変位センサ５５の距離が変化する。従ってその距離の変化量を変位センサ５５により検出することにより、転写ベルト５１の幅方向の移動量を検出することが可能となる。
【００１０】
この方式により検出可能な蛇行量、つまり転写ベルト５１の幅方向の移動量は、支軸５３から転写ベルト５１までの距離Ｙ２と、支軸５３から変位センサ５５による測定点までの距離Ｙ１によって決まる。
【００１１】
例えば変位センサ５５の検出範囲を１０ｍｍとすると、Ｙ１＝Ｙ２の場合は、検出可能な転写ベルト５１の幅方向の移動量は１０ｍｍになる。この場合、転写ベルト５１の移動量の検出精度は、Ｙ１とＹ２が１：１であるから変位センサ５５の検出精度と等しくなる。
【００１２】
一方、検出可能な転写ベルト５１の移動量を大きくするために、Ｙ１とＹ２の比（Ｙ１／Ｙ２）を１／２にすると、検出できる転写ベルト５１の移動量は２０ｍｍになるが、その反面、転写ベルト５１のエッジ位置の検出精度は、変位センサ５５の検出精度の１／２になる。
【００１３】
従って、変位センサ５５をベルト５１のエッジ位置の検出に使用する場合には、ベルト５１の幅方向の移動範囲が、変位センサ５５の検出可能範囲に収まるように、Ｙ２とＹ１の距離を適宜選定していた。例えば、ベルト５１の幅方向の移動範囲が５ｍｍ程度である場合、変位センサ５５の検出範囲は通常、２ｍｍ程度なので、Ｙ１よりもＹ２の距離を大きくすることによってベルト５１の幅方向の移動範囲が変位センサ５５の検出範囲に収まるようにしていた。
【００１４】
しかし、画像形成装置における各色のトナー像の位置ずれを少なくするためには、ベルト５１の幅方向の移動量（蛇行）を高精度で検出してベルト５１の蛇行補正を行わなければならない。そのためには、Ｙ１とＹ２の比を１対１に等しいか或いはそれに近い関係にすることが望ましいが、上記の方式では転写ベルトの移動の検出可能範囲と検出精度は相反するので、広範囲に且つ高精度で検出することが難しいという問題があった。
【００１５】
次に第２の技術課題は、転写ベルトの蛇行の異常検出の問題である。転写ベルトの蛇行が、変位センサの検出可能範囲を逸脱するような異常が発生した場合には、ベルトの走行を停止し、ベルトの破損を防止することが必要である。
【００１６】
特許文献２，３及び４には転写ベルトの蛇行が大きくなった場合の異常処理の方法についていくつかの提案がなされている。一般には変位センサが異常を検知すると、その信号がマイクロプロセッサに入力され、マイクロプロセッサが転写ベルトの駆動ローラを停止するように制御するが、ベルト破損の事故を確実に防止するために、更に信頼性の高い異常検出方式の実現が望まれていた。
【００１７】
【特許文献１】特開２０００−０３４０３１号公報
【特許文献２】特開平０６−９０９６号公報
【特許文献３】特開平０９−１６０５１号公報
【特許文献４】特開２００１−１３０７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は上記のような従来の問題を解決したベルト走行装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
具体的には、本発明の一つの目的は、無端ベルトの幅方向の移動量を高精度且つ広範囲に亘って検出し、蛇行を修正し得るベルト走行装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、無端ベルトの幅方向の移動量が所定範囲を超え、異常と認識された場合にはベルトの走行を停止し、その破損を確実に防止できるベルト走行装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために本発明は、複数のローラに張架された無端状ベルトと、前記複数のローラの中の何れかを駆動ローラとし、該駆動ローラの回転によって前記ベルトを駆動させる駆動手段と、前記複数のローラの中の何れかを蛇行補正ローラとし、該蛇行補正ローラの傾斜を調整することにより前記ベルトの幅方向の蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルトの幅方向の位置を検出する複数個の位置検出手段と、該複数個の位置検出手段からの検出信号を選択的に使用して前記蛇行補正手段を制御する補正制御部とを備えたことに一つの特徴がある。
【００２２】
本発明の他の特徴は、前記複数の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の位置を連続的に検出する特性を有し、それぞれの検出範囲が等しく、且つ前記ベルトの幅方向の異なる位置に配置された第１及び第２の位置検出手段を備え、前記蛇行補正制御部は、前記第１又は第２の位置検出手段からの検出信号を選択的に用いて前記蛇行補正手段を制御することにある。
【００２３】
本発明の他の特徴は、第１及び第２の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の移動に対し、異なる量変位する部材と、該部材の変位量を電気信号に変換するセンサとから構成したことにある。
【００２４】
本発明の他の特徴は、前記複数の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の位置を連続的に検出する特性を有し、それぞれの検出範囲が異なる第１及び第２の位置検出手段を備え、前記蛇行補正制御部は、前記第１又は第２の位置検出手段からの検出信号を選択的に用いて前記蛇行補正手段を制御することにある。
【００２５】
本発明の他の特徴は、前記第１及び第２の位置検出手段として、異なる位置検出精度を有するセンサを用いたことにある。
【００２６】
本発明の他の特徴は、前記第１又は第２の位置検出手段からの検出信号が予め定めた所定範囲にないときは、前記駆動ローラを停止させる制御手段を備えたことにある。
【００２７】
本発明の他の特徴は、前記複数の位置検出手段は、前記ベルトの幅方向の位置を連続的に検出する特性を有する第１の位置検出手段と、前記ベルトの有無を検出する特性を有する少なくとも１個の第３の位置検出手段を備え、前記第３の位置検出手段が前記ベルトを検出した場合は、前記駆動ローラを停止させる制御手段を備えたことにある。
【００２８】
本発明の他の特徴は、上記のようなベルト走行装置を用いて、カラー画像形成装置を構成したことにある。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ベルトの幅方向の位置を高精度且つ広範囲にわたって検出可能であり、この検出信号に応じてベルトの蛇行を補正するので高品質、高画質の画像を形成する画像形成装置を提供することができる。
【００３０】
またベルトの幅方向の移動量が所定範囲を超え、異常が発生した場合は、これを確実に検知し、ベルトの走行を停止することによりその破損を確実に防止できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るベルト走行装置を用いた画像形成装置についてまず説明し、次に本発明ベルト走行装置の第１実施例〜第３実施例について順次説明する。
【００３２】
（４色フルカラー画像形成装置）
図２は、本発明に係る４色フルカラー画像形成装置の概略図である。画像形成装置は、転写ベルト１０の走行方向に沿って配置された４個の画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有する。
【００３３】
画像形成ユニット１ａは、感光ドラム２ａ、ドラム帯電器３ａ、露光装置４ａ、現像機５ａ、転写器６ａ、清掃装置７ａから構成されている。画像形成ユニット１ｂ〜１ｄも、１ａと同様に構成されている。
【００３４】
画像形成ユニット１ａ〜１ｄは、例えば、１ａがイエロー、１ｂがマゼンダ、１ｃがシアン、１ｄがブラック、とそれぞれ異なる色の画像を形成する。
【００３５】
感光ドラム２ａは、コントローラ（図示せず）から画像形成動作の開始指示信号を受けると、矢印Ｇの方向に回転を始め、画像形成動作が終了するまで回転を続ける。感光ドラム２ａが回転を開始すると、帯電器３ａに高電圧が印加され、感光ドラム２ａの表面に負の電荷が均一に帯電される。
【００３６】
ドットイメージに変換された文字データや図形データが、露光装置４ａのオン／オフ信号としてコントローラ（図示せず）から画像形成装置に送られると、感光ドラム２ａ表面に、露光装置４ａよりレーザ光が照射される部分と照射されない部分とが形成される。露光装置４ａからのレーザ光の照射により、感光ドラム２ａ上の電荷の低下した部分が、現像機５ａと対向する位置に到達すると、感光ドラム２ａ上の電荷の低下した部分に、負電荷に帯電したトナーが付着し、トナー像が形成される。
【００３７】
感光ドラム２ａ上に形成されたトナー像が転写器６ａに到達すると、そのトナー像は転写器６ａに印可された高電圧の作用によって矢印Ａの方向に回転している転写ベルト１０上に転写される。なお、転写位置を通過した感光ドラム２ａは、その表面に残留したトナー等を除去すべく、清掃装置７ａで清掃され、次の画像形成動作に備えられる。
【００３８】
画像形成ユニット１ａに続いて画像形成ユニット１ｂでも同様に画像形成動作が行われ、感光ドラム２ｂ上に形成されたトナー像が、転写器６ｂに印加された高電圧の作用により転写ベルト１０上に転写される。この時、画像形成ユニット１ａにて形成され、転写ベルト１０上に転写された画像が、転写器６ｂに到達するタイミングと、感光ドラム２ｂ上に形成されたトナー像が、転写ベルト１０に転写されるタイミングを合わせることにより画像形成ユニット１ａと画像形成ユニット１ｂで形成されたトナー像が転写ベルト１０上で重なる。同様に画像形成ユニット１ｃ、１ｄで形成されたトナー像を転写ベルト１０上に重ねることによってフルカラー画像が転写ベルト１０上に形成されることになる。
【００３９】
フルカラー画像が用紙転写器９に到達すると同時に、画像形成装置の給紙部（図示せず）から矢印Ｈ方向に搬送されてきた用紙８が用紙転写器９に到達し、用紙転写器９に印加された高電圧の作用によって転写ベルト１０上のフルカラー画像は用紙８に転写される。そして用紙８が定着装置１１に搬送されると用紙８上のトナー像が用紙８に溶融定着される。
【００４０】
一方、フルカラー画像が用紙転写器９通過後、転写ベルト１０上には転写されないトナーが付着しており、そのトナーはベルト清掃機構１２によって清掃される。
【００４１】
本発明は、上記のような画像形成装置に用いられるベルト走行装置に関するものであり、以下実施例について説明する。
【実施例１】
【００４２】
（ベルト走行装置）
図３は、無端転写ベルト１０を駆動するためのベルト走行装置の第１の実施例を示す構成概略図である。図３に示すように本実施例のベルト走行装置は、無端転写ベルト１０、ベルト位置検出機構４０、ベルト蛇行補正機構４１、蛇行補正制御部３０及び異常検出部３１等から構成されている。無端ベルトからなる転写ベルト１０は、駆動ローラ１８、蛇行補正ローラ２０及び従動ローラ１９ａ〜１９ｄに張架されている。駆動ローラ１８はベルト駆動モータ２１に連結されており、該モータ２１が回転するとベルト１０が走行する。以下の説明では、図３の矢印Ａの方向をベルト走行方向、矢印Ｂの方向をベルト幅方向と称する。
【００４３】
上記ベルト位置検出機構４０は転写ベルト１０のエッジ位置を検出することにより、転写ベルト１０のベルト幅方向の蛇行変位量を検出するものであり、ベルトエッジに接触する接触子１３と、第１ベルト位置検出手段を構成する変位センサ１５と、第２ベルト位置検出手段を構成する変位センサ１６とを備える。各変位センサ１５，１６の検出信号は、蛇行補正制御部３０に加えられ、変位センサ１６の信号は異常検出部３１に加えられる。
【００４４】
一方、ベルト蛇行補正機構４１は、蛇行補正ローラ２０の傾きを変化させて転写ベルト１０の蛇行を補正するように制御する。蛇行補正ローラ２０の傾き量は、蛇行補正モータ２２の回動量により制御され、該モータ２２の回動量は蛇行補正モータ駆動部３０により制御される。
【００４５】
蛇行補正制御部３０は、蛇行補正モータ２２に蛇行の補正を指示する信号を送る。また、蛇行補正制御部３０及び異常検出部３１はベルト駆動モータ２１にベルトの走行を制御する信号を送る。
【００４６】
（ベルト蛇行補正機構４１）
次にベルト蛇行補正機構４１の具体例を図４を参照して説明する。ベルト蛇行補正機構４１は、揺動アーム２３、偏心カム２７、偏心カム位置検出センサ２９等から構成される。
【００４７】
揺動アーム２３は２個の部材２３ａ，２３ｂからなり、一方の部材２３ｂの端部は蛇行補正ローラ２０の端部に接続され、他方の部材２３ａの端部にはベアリング２５が固定されている。部材２３ａ，２３ｂは回転軸２４を中心にして一体となって回動できるよう支持されている。
【００４８】
揺動アーム２３の部材２３ａにはスプリング２６が取り付けられており、その引っ張り力によってベアリング２５が偏心カム２７と常に接触している。偏心カム２７は偏心した位置に設けられた回転軸を中心に、矢印Ｄの方向に回転し、その回転軸は図３に示した蛇行補正モータ２２の回転軸と接続されている。
【００４９】
偏心カム２７に近接して偏心カム位置検出センサ２９が配置され、偏心カム２７に設けられた遮蔽板２８の位置を検出することによって偏心カム２７の基準位置を認識できるように構成されている。
【００５０】
この偏心カム位置検出センサ２９の構成は公知であるので詳細は省略するが、例えば特許文献１に記載されているように、発光素子と受光素子を近接配置したフォトインタラプタと、そのフォトインタラプタの光軸を遮る位置に配置されたスリット板より構成することができる。
【００５１】
次にベルト蛇行補正機構４１の動作について説明する。図３の蛇行補正制御部３０から蛇行補正モータ２２の回転量が指示され、モータ２２が所定角度回動すると、それに伴って偏心カム２７も矢印Ｄの方向に回転するので、ベアリング２５は矢印Ｅの方向に上下動する。
【００５２】
ベアリング２５が上方向に移動すると、部材２３ａの一端は軸２４を中心にして上方向に回動するので、逆に、部材２３ｂの端部は軸２４を中心にして下方向に回動する。部材２３ｂの端部には蛇行補正ローラ２０が接続されているので、部材２３ｂの端部が下方向に回動すると、補正ローラ２０も矢印Ｆの方向に下方向に変動する。逆にベアリング２５が下方向に移動すると蛇行補正ローラ２０は矢印Ｆの上方向に移動する。
【００５３】
図３に示すように蛇行補正ローラ２０の一方の端部は固定され、揺動アーム２３が接続された端部が上下動するために、蛇行補正ローラ２０はモータ２２の回転量に応じて傾斜することになる。蛇行補正ローラ２０が傾斜すると、傾斜量に応じて転写ベルト１０がベルト幅方向に移動する。従って、蛇行補正モータ２２により偏心カム２７の位置を制御することにより蛇行補正ローラ２０の傾斜角度が変化し、転写ベルト１０の蛇行を補正することができる。
【００５４】
（ベルト位置検出機構４０）
次に本実施例のベルト走行装置に用いられるベルト位置検出機構４０を図１を参照して説明する。転写ベルト１０の幅方向の位置を検出するための機構４０は、Ｌ字型をした接触子１３と、第一ベルト位置検出手段を形成する変位センサ１５と、第二ベルト位置検出手段を構成する変位センサ１６を有する。
【００５５】
接触子１３は部材１３ａと１３ｂとよりなり、支軸１４を中心にして矢印Ｃの方向に回動自在に支持されている。接触子１３を構成する一方の部材１３ａにはスプリング１７が取り付けられており、その引っ張り力により、他方の部材１３ｂが転写ベルト１０のエッジに常に接触している。
【００５６】
一方、接触子１３の部材１３ａに近接して、その長さ方向に２個の変位センサ１５及び１６が配置されている。この変位センサ１５及び１６の詳細な説明は省くが、例えば発光部と受光部からなり、発光部が発した光が被測定物で反射し、受光部が受光した反射光の位置と、基準位置の変位より被測定物との距離を検出できるように構成されている。
【００５７】
変位センサ１５及び１６と部材１３ａとの間隔は、所定長さ、例えば６．５ｍｍに設定されている。接触子１３が支軸１４を中心に回動し、変位センサ１５及び１６と部材１３ａとの距離が変化するとその変化に応じた電気信号が得られる。
【００５８】
図５は変位センサ１５及び１６の特性の一例を示すもので、横軸にベルト位置（ｍｍ）、縦軸に出力電圧（Ｖ）をとってある。この変位検出センサの検出範囲は、６．５ｍｍ±１ｍｍ、即ち５．５ｍｍ〜７．５ｍｍの２ｍｍの範囲であり、検出精度は１０μｍである。
【００５９】
本実施例においては、接触子１３の支軸１４から、転写ベルト１０が部材１３ｂに接触する点までの距離をＹ、支軸１４から、変位センサ１５が部材１３ａを検出する測定点（以下、測定点ａと記載する）までの距離をＸ１、支軸１４から、変位センサ１６が部材１３ａを検出する測定点（以下、測定点ｂと記載する）までの距離をＸ２とすると、Ｙ：Ｘ１：Ｘ２＝５：５：１の割合で配置されている。
【００６０】
このように配置すると、例えば、転写ベルト１０が幅方向に１ｍｍ移動すると、Ｘ１＝１ｍｍ，Ｘ２＝０．２ｍｍになる。但し、変位センサ１５及び１６は、、それぞれ検出範囲の中央値が一致するように配置されている。
【００６１】
従って、各変位センサ１５及び１６が図５に示す特性を有する場合、変位センサ１５が検出可能な転写ベルト１０の幅方向の移動範囲は２ｍｍであるのに対して、変位センサ１６が検出可能な転写ベルト１０の幅方向の移動範囲は１０ｍｍとなる。また、変位センサ１５が検出する転写ベルト１０の幅方向の移動距離の検出精度は１０μｍであるのに対して、変位センサ１６が検出する転写ベルト１０の幅方向の移動距離の検出精度は５０μｍとなる。
【００６２】
本実施例のベルト走行装置によれば、２個の変位センサ１５及び１６によって、転写ベルト１０の蛇行を、検出範囲２ｍｍ且つ検出精度が１０μｍ検出できると同時に、検出範囲１０ｍｍ、検出精度５０μｍでも検出することができる。
【００６３】
これら２つの検出信号は図３の蛇行補正制御部３０に入力される。蛇行補正制御部３０は、２つの検出信号から転送ベルト１０の幅方向のエッジ位置を認識することができるから、そのエッジ位置に応じて蛇行補正モータ２２を回転させ、転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５及び１６の検出範囲の中央に収束させるように制御する。
【００６４】
（蛇行補正制御部３０）
次に、蛇行補正制御部３０について、図８−１及び図８−２を参照して説明する。蛇行補正制御部３０はマイクロプロセッサからなり、前述のとおり、第一及び第二ベルト位置検出手段を構成する変位センサ１５及び１６から検出信号を入力し、蛇行補正モータ２２に対してモータ駆動信号を出力する。
【００６５】
マイクロプロセッサ３０は、例えば図８−２のようなフローに従って蛇行補正モータ２２を制御する。まずステップ１００において、変位センサ１５及び１６の検出信号を取り込み、転写ベルト１０のエッジ位置を算出する。次に、ステップ１０１で、算出されたエッジ位置が変位検出センサ１５の検出範囲か否かを判定する。
【００６６】
ここで変位センサ１５の検出範囲は、図５に示すように６．５ｍｍを中心とする、±１ｍｍの範囲、つまり２ｍｍの範囲に設定されている（以下これを第１検出範囲という）。また、変位センサ１６の検出範囲は、図７に示すように６．５ｍｍを中心とする、±５ｍｍの範囲、つまり１０ｍｍの範囲に設定されている（以下これを第２検出範囲という）。
【００６７】
ステップ１０１の判定の結果、エッジ位置が第１検出範囲（２ｍｍ）内にあるときは、変位センサ１５の信号に基づいて蛇行補正モータ２２の駆動信号が生成される。この駆動信号の生成の方法は公知であり、例えば比例演算、比例＋積分演算、あるいは比例＋積分＋微分演算などによって駆動信号が生成される。
【００６８】
一方、ステップ１０１の判定がＮＯのとき、つまり転写ベルト１０のエッジ位置が第１検出範囲外のときはステップ１０２に進み、エッジ位置が第２検出範囲（１０ｍｍ）内か否かが判定される。この判定がＮＯのときは、転写ベルト１０の走行に異常が発生したものと判定する（ステップ１０６）。
【００６９】
ステップ１０２の判定の結果、ＹＥＳと判定された場合、つまりエッジ位置が第２検出範囲（１０ｍｍ）内のときは、変位センサ１６の信号に基づいて、例えば（比例＋積分＋微分）演算を実行し、蛇行補正モータ２２を駆動する。この結果、蛇行が徐々に小さくなるから、再びステップ１０１が判定されると蛇行量は第１検出範囲（２ｍｍ）内に収まり、ステップ１０５に進み、更に蛇行は小さくなるように制御される。
【００７０】
次に、蛇行補正制御部３０による制御動作の一例を、図６を参照して説明する。この図では、転写ベルト１０のエッジ位置が、変位センサ１５及び１６の中心に位置しているときの転写ベルト１０の位置を０ｍｍとし、転写ベルト１０が進行方向に対して右方向に蛇行したときの距離を正、左方向に蛇行したときの距離を負にとってある。
【００７１】
図６において、時間ｔ＝０のときの転写ベルト１０の位置は約＋３ｍｍであり、第１検出範囲（中心位置から±１ｍｍの範囲）を超えているので、マイクロプロセッサは図８−１のステップ１００，１０１，１０２，１０３と進み、ステップ１０３の処理を行う。この結果、蛇行補正モータ２２は、転写ベルト１０の位置が負の方向に向かうように駆動される。すると転写ベルト１０の位置は徐々に中心に向かうが、そのまま中心に収束せずに、中心を越えて負の方向に向かう。更に、再び蛇行補正制御部３０は、転写ベルト１０の位置が正の方向に向かうように制御する。転写ベルト１０の位置が第１検出範囲内に入るとマイクロプロセッサはステップ１０５の処理を実行し、転写ベルト１０の位置は徐々に中心に収束する。
【００７２】
このように、本発明の第１の実施例によれば、転写ベルト１０のエッジ位置に応じて２個の変位センサ１５及び１６を使い分けることによって、転写ベルト１０の幅方向の広い範囲で蛇行補正が可能になり、且つ蛇行の量が所定値より小さくなったときは、高精度で蛇行補正制御を行うことができる。
【００７３】
（異常検出部３１）
次に、図８−１の異常検出部３１について説明する。異常検出部３１は、第二ベルト位置検出手段を構成する変位センサ１６の信号と、第１基準電圧Ｖ１及び第２基準電圧Ｖ２とを比較する第１及び第２の比較器３２及び３３と、各比較器３２，３３の出力信号及び蛇行補正制御部３０からのベルト駆動モータ駆動信号が加えられる駆動条件判別器３４とを有する。
【００７４】
上記第１の基準電圧Ｖ１は、例えば図７に示すように約３．８Ｖに設定され、第２の基準電圧Ｖ２は約１．１Ｖに設定されている。第１の比較器３２は、変位検出センサ１６の出力がＶ１を超えたときに信号を発生し、第２の比較器３３は、変位検出センサ１６の出力がＶ２より小さくなったときに信号を発生する。
【００７５】
駆動条件判別器３４は、第１及び第２の比較器３２，３３のいずれかから信号が加わると、ベルト駆動モータ２１の駆動を停止する制御信号を発生する。すなわち駆動条件判別器３４は、転写ベルト１０の蛇行量が変位センサ１６の検出範囲である６．５ｍｍを中心として±５ｍｍの範囲を超えたとき、つまり図７に示した異常検出境界線２を超えたとき、異常と判断してベルト駆動モータ２１を停止し、転写ベルト１０の走行を停止する。
【００７６】
一方、蛇行補正制御部３０は、上記とは別に、例えば変位センサ１６の出力が約３．５Ｖを超えたとき、及び約１．５Ｖよりも小さくなったとき、つまり図７の異常検出境界線１を超えたときに、マイクロプロセッサはベルト駆動モータ駆動信号をオフにするので、判別器３４は、このときもベルト駆動モータ２１を停止させる指示信号を出力する。すなわち本実施例では、異常検出境界線１及び２を超えたときに、それぞれベルト駆動モータ２１を停止させるための信号を発生させることができるので、例えばマイクロプロセッサが誤動作することがあったとしても、転写ベルト１０が大きく蛇行した場合には、確実に転写ベルト１０の走行を停止し、そのエッジの破損を確実に防止することができる。
【００７７】
以上の説明では、ベルト位置検出手段として２個の変位センサを用いた例について説明したが、２個以上の複数個のセンサを用い、検出範囲及び検出精度を多段階に変化させることもできる。
【実施例２】
【００７８】
図１０は、本発明に係るベルト走行装置の第２の実施例を示す概略構成図である。同図において、ベルト位置検出機構部４０の構成以外は図３と同じであるので、該機構部４０以外の説明は省略する。
【００７９】
第１の実施例では、ベルト位置検出手段として２個の変位検出センサを用いたが、その中の一つは、検出精度が１０μｍと比較的高精度なので高価になる。本実施例では、変位センサ１６と比較して検出精度が低く、且つ検出範囲が広い変位センサ３５を使用したもので、以下図９を参照してベルト位置検出機構４０を説明する。
【００８０】
図９において、接触子１３は部材１３ａと１３ｂとによりＬ字型に構成され、支軸１４を中心にして回動自在に支持されている。図１の場合は、２つの変位センサ１５及び１６が部材１３ａに対向してベルト１０の幅方向に異なる位置に配置されていたが、本実施例では２つの変位センサ１５及び３５が、ベルト１０の幅方向に同じ位置で、ベルト１０の走行方向に異なる位置に配置されている。すなわち、変位センサ１５及び３５による接触子の測定点をそれぞれａ，ｃとすると、支軸１４とａとの間の距離と、支軸１４とｃとの間の距離が等しくなるように、各変位センサ１５，３５が配置される。
【００８１】
一方、変位センサ１５の検出範囲を例えば６．５ｍｍ±１ｍｍとすると、変位センサ３５の検出範囲は例えば６．５ｍｍ±５ｍｍとし、変位センサ１５とは異なる検出範囲のセンサが用いられる。また変位センサ３５の検出精度は変位センサ１５のそれよりも低いものが用いられる。
【００８２】
実施例２においては、変位センサ３５は、変位センサ１５よりも検出範囲が広くなるので、変位センサ３５の検出範囲に合った異常検出境界線１を定義し、変位センサ３５の検出範囲極限が異常検出境界線２になるように、異常検出部３１の比較器３３及び３４に入力する基準電圧を設定すれば、蛇行補正制御手段３０による蛇行補正制御は実施例１と同様に行える。
【００８３】
また、変位センサ３５の測定物までの距離の基準が、変位センサ１５と異なる場合については、変位センサ３５の配置を工夫することにより蛇行補正制御手段３０による蛇行補正制御は実施例１と同様に行える。
【００８４】
本発明の第２の実施例によれば、転写ベルト１０のエッジ位置に応じて２個の変位センサ１５及び３５を使い分けることによって転写ベルト１０の幅方向の広い範囲で蛇行補正が可能となり、且つ蛇行量が所定値より小さくなったときは高精度で蛇行補正制御を行うことができると共に、変位センサ３５として比較的検出精度の低い安価なセンサを用い得るという利点がある。
【実施例３】
【００８５】
図１２は、本発明に係るベルト走行装置の第３の実施例を示す構成概略図である。この実施例も、ベルト位置検出機構４０以外は図３と同様に構成されている。
【００８６】
本実施例のベルト位置検出機構４０は、変位センサ１５と、ベルト１０の幅方向の両端部に配置されたエッジセンサ３６ａ，３６ｂとを有する。変位センサ１５は、Ｌ字型をした接触子１３の一方の部材１３ａと対向する位置に設けられている。また、エッジセンサ３６ａ，３６ｂとしては、図１６に示すように発光部６０と受光部６１とを有するもので構成してもよいが、単にベルトエッジの有無を検出可能なセンサや検出機構であればよい。
【００８７】
この実施例では、転写ベルト１０のエッジ位置を高精度で検出するために実施例１と同様に変位センサ１５を配置し、転写ベルト１０の進行方向に対して左右にエッジセンサ３６ａ及び３６ｂを配置する。エッジセンサ３６ａ、３６ｂは、実施例１または実施例２で説明した異常検出境界線２に相当する位置を検出する位置に配置される。
【００８８】
実施例３における蛇行補正制御は、転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲外の場合は、転写ベルト１０の正確な位置が把握できないが、変位センサ１５の出力電圧より転写ベルト１０が左右どちらに蛇行しているかは把握できるので、蛇行補正制御手段３０は蛇行補正モータ２２を適当に回転させて転写ベルト１０を中心に収束するよう蛇行補正制御を実施し、転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲内に収まった場合は、変位センサ１５の出力電圧に従い蛇行補正制御を実施する。
【００８９】
但し、転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲外の場合は蛇行補正制御を実施しても転写ベルト１０の変位センサ１５の検出範囲内に収まるまでは転写ベルトが中心に収束しているかどうか不明である。従って、転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲外の場合は、蛇行補正制御を実施しても規定時間内に転写ベルトのエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲内に収まらなければ異常と判断してベルト駆動モータ２１を停止させる。
【００９０】
次に実施例３における転写ベルト１０の走行位置の異常検出について図１３−１に示すように、第三ベルト位置検出手段を構成するエッジセンサ３６ａ及び３６ｂが同時にオフしている場合、つまり転写ベルト１０のエッジを検出していない場合に、駆動条件判別器３４によりベルト駆動モータ２１が駆動するような回路構成となっている。従って、転写ベルト１０の走行中に大きな蛇行が発生し、エッジセンサ３６ａまたは３６ｂがオンした場合、ベルト駆動モータ２１の駆動信号が切断され、ベルト駆動モータ２１が停止する。
【００９１】
次に、本実施例における蛇行補正制御部３０の制御フローについて説明する。
【００９２】
まず、ステップ２０１において変位センサ１５及びエッジセンサ３６ａ，３６ｂの信号を取り込む。次にステップ２０２においてエッジセンサ３６ａの信号の有無が判定され、有の場合は、蛇行が所定以上と判断して異常と判定する（ステップ２１０）。次にセンサ３６ａの信号が無の場合は、ステップ２０３に進み、更に別のエッジセンサ３６ｂの信号の有無が判定され、有の場合は上記と同様に異常と判定される。
【００９３】
エッジセンサ３６ａ及び３６ｂの信号が共にオフの場合、つまり転写ベルト１０のエッジを検出していない場合は、転写ベルト１０の幅方向の蛇行が所定範囲内にあると判断して、次のステップ２０４に進む。
【００９４】
ステップ２０４では、転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲内か否かが判定され、ＹＥＳの場合は、ステップ２０５で変位センサ１５の信号に基づきＰＩＤ制御信号を生成し、その制御信号に基づき、ステップ２０６において蛇行補正モータ２２を駆動する。
【００９５】
一方、ステップ２０４の判定がＮＯの場合、つまり転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲内にない場合は、変位センサ１５の出力電圧より転写ベルト１０が左右どちらかに蛇行しているかは分かるので、ステップ２０７において、その蛇行を補正する方向に適宜、蛇行補正モータ２２を駆動してみる。更に、ステップ２０８で補正開始から所定時間経過したか否かが判定され、経過していない場合は、ステップ２０１に戻って繰り返し同じ動作が行われる。所定時間内に転写ベルト１０のエッジ位置が変位センサ１５の検出範囲内に収まらない場合は異常と判定される（２０９）。
【００９６】
以上述べた第３の実施例によれば、転写ベルト１０が大きく蛇行した場合には確実に転写ベルト１０の走行を停止させ、転写ベルト１０のエッジの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施例に係るベルト走行装置におけるベルト位置検出機構の概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係るベルト走行装置の第１実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明のベルト走行装置における蛇行補正機構の概略構成図である。
【図５】本発明のベルト走行装置に使用するベルト位置変位センサの特性図である。
【図６】本発明のベルト走行装置の動作説明図である。
【図７】本発明のベルト走行装置における第二ベルト位置検出手段の特性図である。
【図８−１】本発明の第１実施例に係るベルト走行装置における制御部のブロック図である。
【図８−２】本発明の第１実施例に係るベルト走行装置における制御部の制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施例に係るベルト走行装置におけるベルト位置検出機構の概略構成図である。
【図１０】本発明に係るベルト走行装置の第２実施例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係るベルト走行装置におけるベルト位置検出機構の説明図である。
【図１２】本発明に係るベルト走行装置の第３実施例を示す概略構成図である。
【図１３−１】本発明の第３実施例に係るベルト走行装置における制御部のブロック図である。
【図１３−２】本発明の第３実施例に係るベルト走行装置における制御部の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１４】従来のベルト走行装置の説明図である。
【図１５】従来のベルト位置検出機構の説明図である。
【図１６】転写ベルトのエッジセンサの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ〜１ｄ：画像形成ユニット、２ａ〜２ｄ：感光ドラム、３ａ〜３ｄ：ドラム帯電器、
４ａ〜４ｄ：露光装置、５ａ〜５ｄ：現像機、６ａ〜６ｄ：転写器、
７ａ〜７ｄ：清掃装置、８：用紙、９：用紙転写器、１０：転写ベルト、１１：定着装置、１２：ベルト清掃機構、１３：接触子、１３ａ，１３ｂ：接触子を構成する部材、
１４：支軸、１５：第一ベルト位置検出手段（変位センサ）、
１６：第二ベルト位置検出手段（変位センサ）、１８：駆動ローラ、
１９ａ〜１９ｄ：従動ローラ、２０：蛇行補正ローラ、２１：ベルト駆動モータ、
２２：蛇行補正モータ、２３：揺動アーム、２３ａ，２３ｂ：揺動アームを構成する部材、２４：回転軸、２５：ベアリング、２６：スプリング、２７：偏心カム、２８：遮蔽板、２９：偏心カム位置検出センサ、３０：蛇行補正制御手段（蛇行補正制御部）、
３１：異常検出手段（異常検出部）、３２，３３：比較器、３４：駆動条件判別器、
３５：変位センサ、３６ａ，３６ｂ：第三ベルト位置検出手段（エッジセンサ）、
４０：ベルト位置検出機構、４１：ベルト蛇行補正機構、５１：ベルト、５２：接触子、
５２ａ，５２ｂ：接触子を構成する部材、５３：支軸、５４：スプリング、
５５：変位センサ、６０：発光部、６１：受光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
2006343629.tif 000010
【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006343629.tif 000015
【図１３−１】
2006343629.tif 000016
【図１３−２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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