(57)【要約】【課題】ベルト蛇行を抑制して印刷品質を向上させると共に、電源投入などの装置立ち上げ時において迅速に印刷動作を開始するベルト駆動装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数のベルト張架手段と、傾動可能に支持されて前記ベルトの蛇行を補正するステアリングローラとを有し、前記ステアリングローラの傾き角あたりのベルト蛇行補正感度を調整する蛇行補正感度調整手段を設けたベルト駆動装置とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルトと、前記無端状のベルトを張架する複数のベルト張架手段と、前記無端状のベルトを駆動する駆動手段を備えたベルト駆動装置において、
前記複数のベルト張架手段のうち少なくとも一つが前記ベルトの蛇行を補正するために傾動するステアリングローラであり、
前記ステアリングローラの傾き角あたりの蛇行補正感度を調整する蛇行補正感度調整手段を設けたことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記蛇行補正感度調整手段は、前記ステアリングローラに対し前記ベルトの駆動方向上流側に設けられた前記ベルトの駆動路に沿って移動するベルト張架手段であることを特徴とする請求項１記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記ベルトの駆動路に沿って移動するベルト張架手段は、ベルトに従動するローラであることを特徴とする請求項２記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記ベルトの駆動路に沿って移動するベルト張架手段は、摺動部材であることを特徴とする請求項２記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記蛇行補正感度調整手段は、前記ステアリングローラに対し前記ベルトの駆動方向上流側に設けられた前記ベルトの駆動路から退避するベルト張架手段であることを特徴とする請求項１記載のベルト駆動装置。
【請求項６】
前記ベルトの駆動路から退避するベルト張架手段は、ベルトに従動するローラであることを特徴とする請求項５記載のベルト駆動装置。
【請求項７】
前記ベルトの駆動路から退避するベルト張架手段は、摺動部材であることを特徴とする請求項５記載のベルト駆動装置。
【請求項８】
無端状のベルトと、前記無端状のベルトを張架する複数のベルト張架手段と、前記無端状のベルトを駆動する駆動手段を備えたベルト駆動装置において、
前記複数のベルト張架手段のうち少なくとも２つ以上のベルト張架手段が、前記ベルトの蛇行を補正するために傾動するステアリングローラであり、
前記２つ以上のステアリングローラの蛇行補正感度が、それぞれ異なることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項９】
前記２つ以上のステアリングローラに対し、前記ベルトの駆動方向上流側に前記ベルトに従動するローラを設けたことを特徴とする請求項８記載のベルト駆動装置。
【請求項１０】
前記２つ以上のステアリングローラに対し、前記ベルトの駆動方向上流側に摺動部材を設けたことを特徴とする請求項８記載のベルト駆動装置。
【請求項１１】
感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電装置と、前記感光体の表面を露光する露光装置と、前記感光体表面にトナー像を形成する現像装置とを有する印写ユニットを複数個備えた画像形成装置において、
前記複数の印写ユニットが形成したトナー画像を用紙への転写位置まで搬送する無端状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを張架する張架手段と、
前記中間転写ベルトの蛇行を補正するために傾動するステアリングローラと、前記ステアリングローラの傾き角あたりの蛇行補正感度を調整する蛇行補正感度調整手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電装置と、前記感光体の表面を露光する露光装置と、前記感光体表面にトナー像を形成する現像装置とを有する印写ユニットを複数個備えた画像形成装置において、
前記複数の印写ユニットが形成したトナー画像を用紙への転写位置まで搬送する無端状の中間転写ベルトと、
無端状のベルトと、
前記無端状のベルトを張架する張架手段と、
前記無端状のベルトの蛇行を補正するために傾動するステアリングローラと、前記ステアリングローラの傾き角あたりの蛇行補正感度を調整する蛇行補正感度調整手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベルト駆動装置およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりベルト駆動装置を用いた画像形成装置の一例として、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローの各色のトナー画像を形成するために独立した複数の印写ユニットを備え、一回のプロセスでカラー画像の形成を行うタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。該画像形成装置は、用紙を無端状のベルトに吸着して搬送し、用紙上に順次トナー画像を転写しカラー画像を形成している。このような無端状ベルトは、モータなどの駆動手段により発生する駆動力をベルトに伝達する駆動ローラと、ベルトの安定搬送のためバネなどの付勢手段を用いてベルトに張力を付与するテンションローラと、ベルトの搬送経路を規定するアイドルローラなどの張架手段によって張架されている。
【０００３】
該画像形成装置においては、張架手段の取付け位置に誤差がある場合、または張架手段の支持部材に変形がある場合は、張架手段間の平行度にずれが生じてベルトの蛇行が発生する。ベルトに蛇行が発生すると、画像の歪み、カラー画像の色重ねのずれ（以下、色ずれと表記）による印刷品質の低下を引き起こす。更に蛇行が顕著になると、ベルト駆動装置からベルトが脱落することもあるため、ベルトの蛇行防止手段は、搬送路の長いベルト駆動装置では重要な技術となる。蛇行防止手段として、ベルトを張架するローラのうち少なくとも一つを傾動可能に支持したステアリングローラとし、センサにより検出されたベルト位置に応じてステアリングローラの傾き角を調節することでベルトの蛇行を補正する技術が、これまでに知られている（例えば引用特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１４４８５０号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ベルト駆動装置を備えた画像形成装置において、印刷品質向上のためにベルト蛇行を抑制し、画像形成装置の立ち上げ時等で迅速に印刷動作を開始することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数のベルト張架手段と、傾動可能に支持されて前記ベルトの蛇行を補正するステアリングローラとを有し、前記ステアリングローラの傾き角あたりのベルト蛇行補正感度を調整する蛇行補正感度調整手段を設けたベルト駆動装置とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施例について説明する。
【０００８】
図１は、本発明の第一の実施例であるベルト駆動装置を備えたカラー画像形成装置の模式図である。以下、カラー画像形成装置の概略構成について説明する。
【０００９】
ブラック（Ｋ）・トナー用の印写ユニット７Ｋには、像担持体である感光体１と、感光体１の表面を一様に帯電する帯電装置２と、レーザあるいはＬＥＤなどを用いて感光体１の表面を露光する露光装置３と、ブラック・トナーの現像剤を貯えた現像装置４と、感光体１上に付着したブラック・トナーを中間転写ベルト１０に一次転写する転写ローラ５と、転写されずに感光体１上に残ったブラック・トナーを清掃するクリーナ６を有している。なお、シアン（Ｃ）・トナー用の印写ユニット７Ｃ，マゼンタ（Ｍ）・トナー用の印写ユニット７Ｍ，イエロー（Ｙ）・トナー用の印写ユニット７Ｙの各印写ユニットについても、印写ユニット７Ｋと同一の構成である。
【００１０】
また、ベルト駆動装置は、中間転写ベルト１０の他に、中間転写ベルト１０を駆動する駆動ローラ１１と、ベルト搬送経路を規定するアイドルローラ１２と、中間転写ベルト１０の安定搬送のため張力を付与するテンションローラ１３と、ベルト幅方向の蛇行速度を補正するステアリングローラ１４と、蛇行補正感度調整手段であるローラ１５などのベルト張架手段を備えている。中間転写ベルト１０は矢印の方向に、駆動ローラ１１によって駆動され、各印写ユニットによって形成されたトナー画像を二次転写ローラ２２の位置まで搬送する。また中間転写ベルト１０は使用頻度によって消耗するので、交換のためにベルト駆動装置もしくは中間転写ベルト１０を画像形成装置本体に対して脱着自在としている。
【００１１】
次にステアリングローラ１４の傾動動作について、図６を用いて説明する。ステアリングローラ１４は、回転軸の両端が軸受け４１に支持されており、そのうち一端の軸受け４１がベルト張架手段の支持フレーム４０に対し移動可能に支持されている。移動可能に支持された軸受け４１は接続部材４３を介してアクチュエータ４２に取り付けられており、 アクチュエータ４２の変位によってステアリングローラ１４が傾動する。光学式あるいは接触式のベルト位置検出センサ４４により中間転写ベルト１０の蛇行量を検出し、ベルト蛇行補正量演算回路４５により算出された補正量に応じて、ベルト蛇行補正アクチュエータ駆動回路４６がアクチュエータ４２を駆動し、ステアリングローラ１４を所定量傾動させることによって、中間転写ベルト１０の蛇行補正が行われる。
【００１２】
さて、従来の画像形成装置においては、各印写ユニットによる中間転写ベルトへの画像形成時に色ずれを数十μｍ以下に抑えねばならないため、中間転写ベルトの蛇行速度の補正量（以下、蛇行補正感度とする）を小さく設定する必要があった。
【００１３】
一方、画像形成装置の立ち上げ時や中間転写ベルトの交換時には、中間転写ベルトの初期の設定位置がずれることがある。また、画像形成装置本体を移動した時や環境温度が変化した時に、ベルト張架手段の取付け部材に比較的大きな変形を生じることがある。このような場合、迅速に印写動作を開始するためには、中間転写ベルトの蛇行補正感度を大きく設定する必要がある。
しかしながら従来のベルト駆動装置では、ステアリングローラの傾き角あたりの蛇行補正感度は固定されている。そのため、色ずれ抑制のため蛇行補正感度を小さく設定した場合は印写動作開始までの時間を短縮できず、迅速な印写動作を開始するために蛇行補正感度を大きく設定した場合は高精度な色ずれの抑制が困難となっていた。
【００１４】
次に、図１を用いて本実施例の画像形成行程について、詳細に説明する。
【００１５】
まず、印写ユニット７Ｋにおいて、帯電装置２が感光体１の表面に電荷を付加する。次に感光体１表面上に、入力画像データに対応した位置に露光装置３からの光線を照射することで該電荷を除去し、感光体１の表面に潜像が形成される。形成された潜像に対し、現像装置４がブラック・トナーを付加することで、感光体１の表面にトナー画像が形成される。感光体１の表面に形成されたトナー画像は転写ローラ５により、中間転写ベルト１０の表面に転写される。
【００１６】
印写ユニット７Ｃ，７Ｍ，７Ｙにおいても同様にＣ，Ｍ，Ｙの各単色トナー画像が中間転写ベルト１０の表面に形成される。これらのトナー画像は、中間転写ベルト１０上でＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各単色トナー画像が重ねあわされ、カラーのトナー画像が形成される。
【００１７】
図示しない給紙装置から給紙された用紙は、レジストローラ２１に位置決めされつつ用紙搬送経路２０上を搬送される。中間転写ベルト１０の表面に形成されたカラーのトナー画像は、二次転写ローラ２２によって用紙の表面に転写される。その後、用紙は定着装置３０を通過することで、トナー画像を定着装置３０で加熱して用紙上に定着して、カラー画像形成行程が完了し、用紙は図示しない排紙装置に排紙される。
【００１８】
さて、本発明の第一の実施例であるベルト駆動装置は、蛇行補正感度調整手段であるローラ１５が、図１のＡ−Ａ’間を、ベルトを張架した状態を保ちつつ移動可能に支持されている。ローラ１５は、ベルトの搬送に従動して回転する。図１において、実線はローラ１５がＡ’の位置にあるときの中間転写ベルト１０の張架位置であり、点線はローラ１５がＡの位置にあるときの中間転写ベルト１０の張架位置を示している。以下、蛇行補正感度調整手段について詳述する。
【００１９】
図７は、ステアリングローラ１４のベルト駆動方向上流側に隣接したローラ１５とステアリングローラ１４間のベルト張架距離と、中間転写ベルト１０の蛇行速度との関係を示したグラフである。点線は、実線に対して１０倍の張架距離を設けた例である。これより、ベルト張架距離が小さいほどステアリングローラ１４の傾き角に対する蛇行速度の変動が小さい（蛇行補正感度が小さい）ことが判る。逆に、ベルト張架距離が大きいほど、ステアリングローラ１４の傾き角に対する蛇行速度の変動が大きい（蛇行補正感度が大きい）ことも判る。
【００２０】
よって、ベルト蛇行の粗調整を行う場合には、図２（ａ）のようにローラ１５を図示しない移動手段を用いて、位置Ａに移動する。ステアリングローラ１４と、中間転写ベルト１０の駆動方向上流側に隣接するローラ１５との間のベルト張架距離Ｌを大きくとることで、蛇行補正感度が大きく設定される。
【００２１】
逆に、ベルト蛇行の微調整を行う場合には、図２（ｂ）のようにローラ１５を位置Ａ’に移動し、ステアリングローラ１４とローラ１５との間のベルト張架距離Ｌ’を図２（ａ）のＬよりも小さくとる。この結果、蛇行補正感度はローラ１５を位置Ａに設けたときよりも、蛇行補正感度が小さく設定されることになる。
【００２２】
なお、図１および図２では蛇行補正感度を調整する手段としてローラ１５を示したが、ローラ１５の代わりに図８に示す摺動部材１６を用いて、図１と同様に移動可能に支持してもよい。
【００２３】
図３は、本発明の第二の実施例であるベルト駆動装置を備えたカラー画像形成装置の模式図である。
【００２４】
本実施例においては、蛇行補正感度調整手段であるローラ１７が、中間転写ベルト１０を張架する位置Ｂ’から中間転写ベルト１０を張架しない位置Ｂまで退避できる構成としている。
【００２５】
ここで、ベルト蛇行の粗調整を行う場合には、図４（ａ）のようにローラ１７を位置Ｂに退避して、ステアリングローラ１４とローラ１８との間にベルトを張架させる。この結果、ベルト張架距離Ｌを大きくとることになり、蛇行補正感度が大きく設定される。逆に、ベルト蛇行の微調整を行う場合には、図４（ｂ）のようにローラ１７を位置Ｂ’に移動し、ステアリングローラ１４とローラ１７のとの間にベルトを張架させて、ベルト張架距離Ｌ’を図４（ａ）のベルト張架距離Ｌよりも小さくとることで、蛇行補正感度が図４（ａ）よりも小さく設定される。
【００２６】
なお図４の構成で、第一の実施例と同様、蛇行補正感度調整手段としてローラ１７の代わりに、図８に示すような摺動部材１６を用いてもよい。
【００２７】
図５は、本発明の第三の実施例であるベルト駆動装置を備えたカラー画像形成装置の模式図である。
【００２８】
本実施例においては、２つのステアリングローラ１４および１４’を用いている。ステアリングローラ１４は、中間転写ベルト１０の駆動方向上流側ローラ１９との間に張架され、ベルト張架距離Ｌが大きいため、蛇行補正感度が大きくなっている。ステアリングローラ１４’は上流側ローラ１９’との間に張架され、ベルト張架距離Ｌ’がベルト張架距離Ｌよりも小さいため、蛇行補正感度が小さくなっている。よって、ベルト蛇行の粗調整を行う場合にはステアリングローラ１４を、微調整を行う場合にはステアリングローラ１４’をそれぞれ傾動させればよい。
【００２９】
なお、本実施例においても、ローラ１９，１９’の代わりに、図８で示すような摺動部材１６を用いてもよい。さらには、本実施例に、第一の実施例で述べた蛇行補正感度調整手段を併用してもよい。
【００３０】
以上、各実施例に示されたベルト駆動装置を用いることで、ベルト蛇行速度の微調整と粗調整を簡単な構成および方法で実現できる。
【００３１】
また、これまで述べてきたいずれの実施例とも中間転写ベルトに限定されるものではなく、ベルト上に用紙を吸着して搬送する用紙搬送ベルトに適用しても同様の効果を得ることができる。また、カラー印刷に比べて色ずれは小さいが、用紙の蛇行を抑えるためにモノクロ印刷に適用しても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルト駆動装置を備えた画像形成装置において、ベルト蛇行を抑えることで印刷品質を向上すると共に、画像形成装置の立ち上げ時等で、迅速に印刷動作を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例である画像形成装置の模式図である。
【図２】本発明の第一の実施例であるベルト駆動装置における蛇行補正感度の調整方法を示す模式図である。
【図３】本発明の第二の実施例である画像形成装置の模式図である。
【図４】本発明の第二の実施例であるベルト駆動装置における蛇行補正感度の調整方法を示す模式図である。
【図５】本発明の第三の実施例である画像形成装置の模式図である。
【図６】ステアリングローラの動作を示す模式図である。
【図７】張架距離による蛇行補正感度の変化を示すグラフである。
【図８】摺動部材を用いた画像形成装置の模式図である。
【符号の説明】
１０…中間転写ベルト、１１…駆動ローラ、１２…アイドルローラ、１３…テンションローラ、１４…ステアリングローラ、１５，１６，１７，１８，１９…ローラ、４２…ステアリングローラ駆動アクチュエータ、４４…ベルト位置検出センサ。
【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】
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