(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトとそれを掛け回す複数のローラを有し、上記ベルトに接触するコロ状のベルト移動検知部材と、上記ベルト移動検知部材と共に変位可能な錐面付き傾斜付与部材と、上記傾斜付与部材の錐面に接触する位置固定の案内部材とを更に有し、上記ベルトの寄りによって上記ベルト移動検知部材がローラ軸線方向に動く際に上記傾斜付与部材の錐面と上記案内部材の接触箇所が移動して上記複数のローラの一つを傾けることで上記ベルトの軸方向変位を機械的に収束させるように構成されたベルト搬送装置であって、所定の動作に入る際、その所定の動作が直前の動作の内容と異なる場合には上記所定の動作と同一内容の空回し動作を、予め設定された一定時間、実施することを特徴とするベルト搬送装置。
【請求項２】
ベルト搬送装置が画像形成装置の転写搬送ベルト装置であることを特徴とする、請求項１に記載のベルト搬送装置。
【請求項３】
ベルト搬送装置が画像形成装置の中間転写ベルト装置であることを特徴とする、請求項１に記載のベルト搬送装置。
【請求項４】
上記動作がベルト搬送であり、上記動作の内容がベルトの搬送速度であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
【請求項５】
上記動作がベルトを掛け回すローラのベルト内周面に対する接離であり、上記動作の内容がローラのベルトに対する接離によって傾くローラに対するベルトの進入角度であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
【請求項６】
上記動作の内容が画像形成モードであり、カラーモードと単色モードの間の切り替えをもって動作内容の変更とすることを特徴とする、請求項２又は３に記載のベルト搬送装置。
【請求項７】
ベルト交換を行った場合に空回し動作を実行することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
【請求項８】
装置電源がＯＦＦからＯＮになる際に空回し動作を実行することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のベルト搬送装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトを用いたベルト搬送装置のベルト寄り制御機構に関するものである。また、この制御技術を用いるベルト搬送装置を備えたプリンタ、複写機、ファックスなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無端ベルトが様々な分野で用いられ、例えば、電子写真方式の画像形成装置では、潜像担持体、中間転写体、シート搬送部材、定着部材などとして、無端ベルトが用いられている。無端ベルトは、複数の張架ローラによってループ内面側から支えられ張架され、少なくとも１個の張架ローラの回転駆動によって無端移動する。このような無端移動において、張架ローラの真円度が十分でなかったり、複数の張架ローラ間で平行度が微妙にずれていたりすると、ベルトを真っ直ぐに無端移動させることができなくなる。そしてベルトの蛇行や片寄りがあると、張架ローラから脱輪し、場合によってはベルト破損などにつながることもある。また、無端ベルトを用いた画像形成装置においては、画像の位置ズレになる恐れもある。そこで、ベルトの寄りは、規制或いは補正する必要がある。
【０００３】
具体的には、規制の場合、ベルト端部にゴムなどの寄り止め部材／ガイドリブを設けて、それを張架ローラ端部やローラ周面溝で規制したり、ローラ端部にツバを設けてベルト端面を直接規制したりする。しかしながら、これらの構成ではコストアップになるばかりか、ユニットの歪みなどのために想定以上の寄り力が働くとベルト寄り止め部材が破損し、ベルトまで破損することがあった。また貼り付けた寄り止め部材が剥れることもあり、その扱いも慎重にならざるを得ないばかりか、ベルト交換時もこの寄り止め部材のために簡単スムーズを行うことができないなど、問題が多かった。
【０００４】
またベルト寄りを補正する方法として、機械的なリンクなどを用いたものが提案されている。特許文献１に開示されたものは、ベルト裏面のリブが接触体の間を通過することで回転し、リンク機構を介してローラ軸が傾くという構成である。特許文献２には、ローラの端部に、ローラの軸方向へのベルトの移動に応じてローラの軸に変位を与えるローラ軸変位部材を配し、ベルト端面で検知部材として機能するプーリの端面を押す構成が記載されている。その他、特許文献３に記載されているように、検知リングを設け、ベルト端部が乗り上げることで発生する駆動トルクを利用してローラ軸を傾けるという提案もある。しかしながら、これら低コストで簡易な機械式寄り補正方法を用いた場合、ベルトの軸方向への移動が収束するまでの時間が部品の精度、ユニットの平行度、装置本体の設置状況などや動作時のモードの違いによっても異なってしまうという欠点がある。またベルトにストレスがかかり、結果としてベルトが破損するという、耐久性の点でも問題がある。
【０００５】
また、ステアリングローラとセンサーを用いてベルトの位置を検知し、駆動源を用いてローラ軸に変位を与えるようなものも提案、商品化されている。しかしながら、このような方式では、ステアリングローラを上下動させるための駆動装置や前出のセンサー、ステアリングローラなど、コストが大幅にアップする。
【０００６】
しかしながら、いずれにせよ、ベルトの回転軸方向における移動／変位を何らかの措置によって阻止し、あるいは収束させて、ベルトを真っ直ぐに無端移動させなければならない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−９２１５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１６２６５９号公報
【特許文献３】特開平５−５２２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、コストアップを極力抑制しながら、ベルトの軸方向変位を、当該ベルトを掛け回すローラを傾けることで収束させるベルト搬送装置において、ベルト搬送動作を精度の良いものとする構成を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、本発明にしたがって、無端ベルトとそれを掛け回す複数のローラを有し、上記ベルトに接触するコロ状のベルト移動検知部材と、上記ベルト移動検知部材と共に変位可能な錐面付き傾斜付与部材と、上記傾斜付与部材の錐面に接触する位置固定の案内部材とを更に有し、上記ベルトの寄りによって上記ベルト移動検知部材がローラ軸線方向に動く際に上記傾斜付与部材の錐面と上記案内部材の接触箇所が移動して上記複数のローラの一つを傾けることで上記ベルトの軸方向変位を機械的に収束させるように構成されたベルト搬送装置であって、所定の動作に入る際、その所定の動作が直前の動作の内容と異なる場合には上記所定の動作と同一内容の空回し動作を、予め設定された一定時間、実施することで、解決される。
【００１０】
ベルト搬送装置は、画像形成装置の転写搬送ベルト装置、あるいは中間転写ベルト装置であることが想定される。また上記動作がベルト搬送であり、上記動作の内容がベルトの搬送速度であることが想定される。上記動作がベルトを掛け回すローラのベルト内周面に対する接離であり、上記動作の内容がローラのベルトに対する接離によって傾くローラに対するベルトの進入角度であることも想定される。上記動作の内容が画像形成モードであり、カラーモードと単色モードの間の切り替えをもって動作内容の変更としてもよい。
【００１１】
更に、ベルト交換を行った場合に空回し動作を実行したり、装置電源がＯＦＦからＯＮになる際に空回し動作を実行することも効果的である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、無端ベルトとそれを掛け回す複数のローラを有し、上記ベルトに接触するコロ状のベルト移動検知部材と、上記ベルト移動検知部材と共に変位可能な錐面付き傾斜付与部材と、上記傾斜付与部材の錐面に接触する位置固定の案内部材とを更に有し、上記ベルトの寄りによって上記ベルト移動検知部材がローラ軸線方向に動く際に上記傾斜付与部材の錐面と上記案内部材の接触箇所が移動して上記複数のローラの一つを傾けることで上記ベルトの軸方向変位を機械的に収束させるように構成されたベルト搬送装置であって、所定の動作に入る際、その所定の動作が直前の動作の内容と異なる場合には上記所定の動作と同一内容の空回し動作を、予め設定された一定時間、実施するので、例えばベルト上のものを精度良く搬送することができる。
【００１３】
ベルト搬送装置が画像形成装置の転写搬送ベルト装置であれば転写シートを真っ直ぐ搬送でき、転写画像のスキューや色ずれを防止することが可能である。ベルト搬送装置が中間転写ベルト装置であれば、合成画像の色ずれやスキューを防止することができる。また上記動作がベルト搬送であり、上記動作の内容がベルトの搬送速度であれば、ベルト線速が切り替わって駆動ローラのスリップ率などの変化でベルトが軸方向へ微妙に変位するような場合でも搬送物の送り精度を保つことができ、画像形成装置にあっては色ずれやスキューを防止することができる。上記動作がベルトを掛け回すローラのベルト内周面に対する接離であり、上記動作の内容がローラのベルトに対する接離によって傾くローラに対するベルトの進入角度であれば、ベルトの釣り合い状態に変化が生じる場合でも搬送物の送り精度を保つことができ、画像形成装置にあっては色ずれやスキューを防止することができる。上記動作の内容が画像形成モードであり、カラーモードと単色モードの間の切り替えをもって動作内容の変更としても、色ずれやスキューを防止することができる。
【００１４】
更に、ベルト交換を行った場合に空回し動作を追加実行すれば、装置本体とのマッチングによりベルトの釣り合い位置が異なっても搬送精度を確保できる。装置電源がＯＦＦからＯＮになる際に空回し動作を追加実行することも、搬送精度の確保に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置を示すもので、タンデム型間接（中間）転写方式の複写機である。装置本体には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０が設けられている。中間転写体１０は、多層構造でも、単層構造でも構わない。多層構造であれば、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やPVDFシート、ポリイミド系樹脂でつくり、表面をフッ素系樹脂などの平滑性のよいコート層で被ってなるもの、単層であればPVDF、PC、ポリイミドなどの材質を用いる。なお本発明では、特に中間転写体の材質に関して特定する必要はない。そして、図１に示す通り、ベルトを支持ローラ１２，１３，１４，１５に掛け回して、図中反時計回りに回転搬送可能とする。
【００１６】
この図示例では、支持ローラ１３の左側に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１９を設けている。クリーニング部材にはウレタンなどのブレード状のものを用い、中間転写体回転方向に対しカウンター方向に当接している。なお、図示はしないが、クリーニング部材にはウレタンブレードの他に導電性ブラシやローラを用いて静電的に回収するような構成をとってもよい。また、ブレードにより回収されたトナーは、クリーニング装置内の搬送部材（図示せず）により装置奥側へ搬送され、重力などにより下方へ落下させることでトナー回収用ボトル（図示せず）へと収容される。トナー回収用ボトルには、回収トナー量を検知する手段が設けられており、満杯時には装置を停止させるなどでトナーがあふれる事態を防止している。
【００１７】
また、中間転写体１０のベルト下辺下方には、その搬送方向に沿って、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの４つの画像形成手段が横に並べて配置されており、タンデム画像形成装置を構成している。タンデム画像形成装置の下方には、露光装置（図示せず）が設けられている。
【００１８】
一方、中間転写体１０の支持ローラ１２の対向側には、２次転写ローラ２１が備えられている。２次転写ローラ２１を備える２次転写装置のシート搬送下流側には、転写シート上の転写画像を定着する定着装置３０が設けられている。定着装置３０は、通例のように、定着ローラに加圧ローラを押し当てて構成されている。
【００１９】
不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１２，１３，１４，１５の１つを回転駆動して、他の支持ローラが従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に個々の画像形成手段において、その感光体１（１ａ−１ｄ）を回転し、各感光体１上にそれぞれ、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０のベルト移動に伴って、それら単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２０】
一方、スタートスイッチを押すことにより、給紙装置の給紙ローラ２６を回転し、給紙カセット２５から転写シートを繰り出し、分離ローラ（図示せず）で１枚ずつ分離して給紙路に入れ、搬送ローラ２７で搬送して複写機本体内の給紙路に導き、レジストローラ２８に突き当てて止める。そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２８を回転し、中間転写体１０と２次転写ローラ２１との間にシートを送り込み、２次転写ローラ２１で転写してシート上にカラー画像を記録する。
【００２１】
画像転写後のシートは、２次転写ローラ２１で搬送して定着装置３０へと送り込み、そこで熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、排出ローラ３２で排出し、排紙トレイ上にスタックする。一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１９で、画像転写後にベルト上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備えられる。
【００２２】
次に、ベルト寄り補正機構の一例を説明する。これは、ベルトが軸方向に変位することに伴ってステアリングローラに傾きを付与し、ベルトの寄りを補正するものである。ベルトが軸方向に変位すると傾くように構成されたローラの端部に傾斜付与部材が設けられており、この傾斜付与部材が軸方向に移動し、ローラの傾きが変わることでベルトの移動を収束させるのである。機械的にベルト移動を収束させる具体的な構成の例を図２、図３に示す。
【００２３】
ステアリングローラ５１は、図２の一点鎖線のように、予め水平位置から若干傾けられた状態で配置されている。するとベルト１０が図３における矢印の方向に回転を開始すると、ベルト１０は図２において矢示する軸方向（左方向）へと移動を開始する。
【００２４】
また、ベルト１０の内周片端に寄りガイド５２が設けられており、この寄りガイド５２のベルト内側には、ステアリングローラ５１と同径の短コロであるベルト移動検知部材５３が配され、更に内側のスプリング５４を用いて寄りガイド５２に常に当接させられている。ベルト移動検知部材５３と一体に形成され軸方向に変位可能なローラ軸変位部材５５は、不図示の本体フレームに固定された案内部材５６に、その錐面（傾斜部）を接触させており、ベルト１０が図において左方向に寄り始めると、スプリング５４に抗してベルト移動検知部材５３と共に変位し、案内部材５６を錐面が滑動することで、ステアリングローラ５１は、水平線（点線で示す）に近づく方向に持ち上げられる。すると、ベルト１０の軸方向へ寄る力が弱まり、やがて釣り合い状態にてベルトの寄りは収束する。なお、ステアリングローラ５１にクリーニング装置を一体化する構成をとる場合など、ステアリングローラを作動させる際に大きい寄り力が必要となることがある。その場合、寄り力が大きいままステアリングローラが停止して、寄りガイドで規制された状態となる問題が懸念される。そこで、ステアリングローラ５１の作動を補助するスプリング５７を追加することで弱い寄り力においてもステアリングローラ５１が可動できるようにして、寄り耐久性に優れた寄り補正を実現してもよい。この時、補助する方向は、場合によってはベルトに掛かる張力の関係で逆向きとなることも考えられる。補正方向、力の強さについてはベルト駆動装置の様々な構成において最適なところに調整する。
【００２５】
そして本例のように、ベルトの移動力を利用してローラを傾ける方式を用いる場合、ベルトの移動する力がユニット、本体の設置状態や寸法ばらつきなどによって異なることになる。つまり、機械式の場合、収束するまでの時間がその時の状態によって変わってしまう。このベルトの移動／変位が収束する前に例えばプリント動作を実施した場合、ベルトが軸方向へ移動中にベルト上へ画像の印字がなされることになり、色ずれやスキューの原因となる。つまり、プリント動作に関しては、ベルト移動の収束が完全に収まってから実施されるのが理想である。実際のベルトの軸方向への移動を測定した結果を図４に示す。図４は、黒、カラー各モードでローラ平行度、線速上下限を変えて実験し、データを取ったものである。
【００２６】
この結果より、ベルトの軸方向の移動が収束するまでの時間、位置は同一装置を用いても、フルカラーモードや黒モードなど、そのモードによって異なることが分かる。また、機械式の場合、「最終的に力の釣り合いが取れたところで移動／変位が収束する」原理なので、収束時間などをコントロールすることは難しい。よって、予め収束させてからプリント動作に入る必要がある。この収束させるための空回し動作は、今実施しようとするモードが直前のモードと異なる場合は必ず入ることが望ましい。但し、図４に示す基本データにより、どのモード切替の際に空回し動作が必要かを見極め、時間などを設定するように設計してもよい。
【００２７】
ベルトの寄り量は、基本的にはベルトが這い回されているローラへの進入角に起因して決まる。つまり、図５（フルカラーモード）、図６（単色モード）のようにベルトが這い回されているローラ配置がモードによって異なる場合、当然ベルトの収束する位置、収束時間が変化する可能性が高い。なぜなら、収束位置と収束時間は、ベルトが這い回されているローラの平行度、表面に接触している感光体の平行度、テンションの前後偏差などが大きく寄与するからである。よって、このように収束位置や収束時間が変わってしまうようなモードの切り替え時には、或る一定時間の空回し動作を実行した後に本モード（プリント動作）に入ることが望ましい。動作シーケンスの一例を図７に示す。
【００２８】
ここでは、カラーモード（図５に示す状態）で前のプリント動作が終了し、装置本体が停止状態に一旦入り、その後のプリント実効データが装置本体に送られ、次の動作モードが黒モード（図６に示す状態）である場合のシーケンスの一例である。この例のように機械停止期間前後でモードが異なる場合、先に説明したようにベルトの収束位置、収束時間が変わる可能性があるので「次なる動作とほぼ同じ状態で空回しを実行した後、プリント動作に入る」制御とするのである。同じ状態とは、少なくともローラなどの位置関係が同じであることを意味する。好ましくはバイアスの印加条件なども合わせる。しかしながら、ベルトの寄りはほぼ幾何学条件で決まることから、必要条件として「位置関係」を問題とする。
【００２９】
このときの空回し時間は、ベルトの移動が十分に収束または、異常画像（色ずれ、スキュー）が出ない状態になるまでの時間として設定する。この時間は、図４のような測定データより決定される。
【００３０】
ここでは、モードの切り替えにカラーモードと黒モードの例を詳しく挙げているが、それ以外にも本発明の制御が必要なモードの切替も想定される。例えば、線速が大きく変わる時、２次転写ローラが接離する場合、もしくは電源がＯＦＦ／ＯＮされる時（長時間放置後）、ユニット交換時などが考えられる。いずれにしても、そのとき想定されるモード切替の組み合わせから、図４のようなデータを限界加速条件下において測定した上で本制御の必要性を判断する必要がある。
【００３１】
なお本発明は、空回し制御を入れることでベルトの寄りの影響を受けないように品質を保つ点に核心があり、画像形成装置にかかわらず、ベルト搬送装置であれば広く利用することが可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】ベルト寄り補正機構の構成例を示す図である。
【図３】図２のベルト寄り補正機構に対応する部分斜視図である。
【図４】機械式寄り制御時のベルトの軸方向変位が収束するまでを測定した収束時間と収束位置の関係を示すグラフである。
【図５】フルカラーモードでのベルトに関わるローラの配置を示す概念図である。
【図６】単色モードでのベルトに関わるローラの配置を示す概念図である。
【図７】或るモード切替のシーケンスの概略説明のための一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ベルト
５１  ステアリングローラ
５２  寄りガイド
５３  ベルト移動検知部材
５４  スプリング
５５  ローラ軸変位部材
５６  案内部材
５７  補助スプリング
【図１】
0005266778.tif 000002
【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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