(57)【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ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置において、
前記無端ベルトの移動方向に対して直交する仮想平面上で、かつ前記無端ベルトに対して所定の角度θ（ただし、０＜θ＜９０度）をもって傾斜した回転中心を有する円錐状又は円錐台状の傾斜コロと、
前記傾斜コロを回転自在に支持する回転ベースと、
前記傾斜コロの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記無端ベルトのベルト幅方向の一部に突出されて前記無端ベルトの全周にわたって形成された凸条と、を備え、
前記傾斜コロは、外周面の母線のうち、前記無端ベルトに最接近した母線が前記無端ベルトとほぼ平行になるように配置され、かつ前記最接近した母線が前記凸条に接触するように配置されている、
ことを特徴とする蛇行量検出装置。
【請求項２】
前記回転数検出手段は、
前記傾斜コロと一体的に回転するエンコーダと、
前記エンコーダに付された被検出部を検出するフォトインタラプタと、を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蛇行量検出装置。
【請求項３】
前記凸条が前記無端ベルトの裏面側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛇行量検出装置。
【請求項４】
前記凸条が前記無端ベルトのベルト幅方向の端部に配置されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の蛇行量検出装置。
【請求項５】
前記凸条が、前記無端ベルトの表面側で、かつベルト幅方向の端部に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛇行量検出装置。
【請求項６】
前記回転ベースが、前記傾斜コロの前記回転中心を貫通する軸部材である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛇行量検出装置。
【請求項７】
前記回転ベースが、前記傾斜コロの下端面を回転自在に支持する回転支持部材である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛇行量検出装置。
【請求項８】
複数のローラと、前記複数のローラに張架された無端ベルトと、前記無端ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、前記蛇行量検出装置の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備えたベルトユニットにおいて、
前記蛇行量検出装置が、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蛇行量検出装置である、
ことを特徴とするベルトユニット。
【請求項９】
シートを給紙するシート給紙部と、前記シート給紙部から供給されたシートに画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成部は、
表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写されるとともに、転写されたトナー像をシートに転写する中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、
前記蛇行量検出装置の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備え、
前記蛇行量検出装置が、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蛇行量検出装置である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置、及びこれを備えたベルトユニット，画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置において、中間転写ベルトを使用したものが知られている。このものは、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）の４色のトナー像を、一端、中間転写ベルト上で重ね合わせ、その後、シートに転写するようにしている。このため、中間転写ベルトが蛇行した場合には、転写される各色のトナー像の転写位置がずれて色ズレが発生する。
【０００３】
このような色ズレを防止するためには、中間転写ベルトの蛇行を防止することが必要であり、その前提として、中間転写ベルトの蛇行を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、中間転写ベルトが懸架されている懸架ローラの両端部に検出フランジを、懸架ローラのローラ軸によって回転可能に支持する。検出フランジは、ローラと同一直径のベルト接触部と、円板状のエンコーダディスク部とを有していて、エンコーダディスク部の回転をフォトインタラプタによって読み取るようにしている。いま、中間転写ベルトが蛇行して、懸架ローラの端部から外れて、ベルト接触部に接触すると、この接触によって検出フランジが回転され、その回転がフォトインタラプタによって検出されることで、蛇行の発生が検出される。この技術によると、中間転写ベルトの蛇行を、高精度かつ安価（簡単な構成）に検出することが可能である、とされている。
【特許文献１】特開２０００−２８１２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１によると、懸架ローラの回転による検出フランジの連れ回りを防止するために、両者間に適度なギャップを設ける必要がある。このため、中間転写ベルトに蛇行が発生して、その端部が懸架ローラの端部から外れた場合であっても、中間転写ベルトの端部がギャップを越えて検出フランジのベルト接触部に到達するまでは、蛇行が検出されない。つまり、蛇行の検出までにタイムラグが発生する。また、中間転写ベルトがベルト接触部にかかった場合には、蛇行が発生したことは検出することができるものの、蛇行量までは検出することができない。このため、この検出結果に基づいて、中間転写ベルトの蛇行を補正する際には、高い精度での蛇行の補正は困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、簡単な構成でありながら、蛇行の有無及びその蛇行量を高い精度で検出することができる蛇行量検出装置、及びこれを備えたベルトユニット，画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、複数のローラに張架された無端ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置に関する。この発明に係る蛇行量検出装置は、前記無端ベルトの移動方向に対して直交する仮想平面上で、かつ前記無端ベルトに対して所定の角度θ（ただし、０＜θ＜９０度）をもって傾斜した回転中心を有する円錐状又は円錐台状の傾斜コロと、前記傾斜コロを回転自在に支持する回転ベースと、前記傾斜コロの回転数を検出する回転数検出手段と、前記無端ベルトのベルト幅方向の一部に突出されて前記無端ベルトの全周にわたって形成された凸条と、を備え、前記傾斜コロは、外周面の母線のうち、前記無端ベルトに最接近した母線が前記無端ベルトと平行になるように配置され、かつ前記最接近した母線が前記凸条に接触するように配置されている、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る蛇行量検出装置において、前記回転数検出手段は、前記傾斜コロと一体的に回転するエンコーダと、前記エンコーダに付された被検出部を検出するフォトインタラプタと、を有する、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る蛇行量検出装置において、前記凸条が前記無端ベルトの裏面側に配置されている、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る蛇行量検出装置において、前記凸条が前記無端ベルトのベルト幅方向の端部に配置されている、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１又は２に係る蛇行量検出装置において、前記凸条が、前記無端ベルトの表面側で、かつベルト幅方向の端部に配置されている、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に係る蛇行量検出装置において、前記回転ベースが、前記傾斜コロの前記回転中心を貫通する軸部材である、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に係る蛇行量検出装置において、前記回転ベースが、前記傾斜コロの下端面を回転自在に支持する回転支持である、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項８に係る発明は、複数のローラと、前記複数のローラに張架された無端ベルトと、前記無端ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、前記蛇行量検出装置の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備えたベルトユニットに関する。この発明に係るベルトユニットは、前記蛇行量検出装置が、請求項１乃至７のいずれか１項に係る蛇行量検出装置である、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項９に係る発明は、シートを給紙するシート給紙部と、前記シート給紙部から供給されたシートに画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置に関する。この発明に係る画像形成装置は、前記画像形成部は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写されるとともに、転写されたトナー像をシートに転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、前記蛇行量検出装置の検出結果に基づいて、前記無端ベルトの蛇行を補正する蛇行補正機構と、を備え、前記蛇行量検出装置が、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蛇行量検出装置である、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、傾斜コロは、その母線が無端ベルトの凸条に接触しているので、無端ベルトの回転とともに凸条が回転すると、母線を介して回転され、その回転数は、回転数検出手段によって検出される。このとき、傾斜コロの回転数は、母線に対する凸条の接触位置によって異なり、接触位置と傾斜コロの回転数とは１対１に対応する。ここで、無端ベルトが蛇行して、ベルト幅方向にずれると、これに伴って母線に対する凸条の接触位置が変化し、これに対応して傾斜コロの回転数が変化する。したがって、回転数検出手段によって回転数を検出することで、母線に対する凸条の位置、すなわち無端ベルトのずれ量（蛇行量）を検出することができる。しかも、構成要素の少ない簡単な構成で検出することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、回転数検知手段は、エンコーダとフォトインタラプタの組み合わせによる、比較的簡単な構成で、高い精度で、傾斜コロの回転数を検出することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、凸条が無端ベルトの裏面側に配置されているので、蛇行量検出装置を無端ベルトの内側に配設することが可能となり、蛇行量検出装置の配設スペースを節約することができる。なお、この場合には、無端ベルトが張架される各ローラにおける、凸条に対応する位置には、凸条との干渉を防止するために、切欠等を設ける必要がある。
【００１８】
請求項４の発明によれば、凸条が無端ベルトの裏面側でかつベルト幅方向の端部に配置されているので、無端ベルトが張架される各ローラの端部が、凸条よりも内側に位置するようにすれば、上述の切欠等が不用になる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、凸条が無端ベルトの表面側でかつベルト幅方向の端部に配置されているので、蛇行量検出装置の配設位置についての自由度が高い。
【００２０】
請求項６の発明によれば、傾斜コロを軸部材によって回転自在に支持する簡単な構成とすることができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、傾斜コロを軸部材によって回転自在に支持する場合と比較して、傾斜コロの形状についての自由度が増す。
【００２２】
請求項８の発明によれば、蛇行量検出装置による、無端ベルトの蛇行量の検出精度が高いので、この検出結果を蛇行量補正機構に反映させて、蛇行の補正を高い精度で行うことが可能となる。
【００２３】
請求項９の発明によれば、蛇行量検出装置による、中間転写ベルトの蛇行量の検出精度が高いので、この検出結果を蛇行量補正機構に反映させて、中間転写ベルト上に転写されるトナー像を位置ずれを高い精度で補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。
【００２５】
＜実施形態１＞
図１〜図７を参照して、本発明に係る蛇行量検出装置８０，１００、中間転写ユニット（ベルトユニット）２、画像形成装置３について説明する。このうち、図１は、画像形成装置３の内部構成を正面側（画像形成装置３の使用時にユーザが位置する側）から見て模式的に示す図である。図２は、実施形態１の蛇行補正機構１を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図３は、実施形態１の蛇行補正機構１を正面側の右斜め下方から見た斜視図である。図４は、立体カム５１の斜視図である。図５は、蛇行量検出装置８０を説明する、中間転写ベルトの回転方向に直交する方向の断面図である。図６は、蛇行量検出装置８０を説明する斜視図である。図７は、蛇行量検出装置１００の他の例を説明する図である。
【００２６】
図１を参照して、本発明に係る画像形成装置３の一例を説明する。同図に示す画像形成装置３は、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタであり、タンデム方式、中間転写方式を採用している。
【００２７】
図１に示す画像形成装置３は、画像形成装置本体４内に、シート給紙部５と、画像形成部６と、定着部７と、シート再給紙部８とが設けられている。
【００２８】
シート給紙部５には、複数の給紙カセット１０と、各給紙カセット１０に対応した配設されたピックアップローラ１１と、給送ローラ１２と、リタードローラ１３と、レジストローラ対１４とが配設されている。各給紙カセット１０内には、複数枚にシートＰが積層状態で収納されていて、ピックアップローラ１１により給紙される。給紙されたシートＰは、給送ローラ１２及びリタードローラ１３によって、重送が防止されつつ、最上位Ｐは、停止中のレジストローラ対１４のニップに先端部を当接させることで、斜行が矯正されるとともに一時停止される。一時停止されたシートＰは、その後、中間転写ベルト（無端ベルト）１５上のトナー像が中間転写ベルト１５の矢印Ｒ１５方向の回転に伴って２次転写部Ｔ２に搬送されるのと同期したレジストローラ対１４の回転によって、２次転写部に供給される。
【００２９】
画像形成部６には、４個の画像形成ステーションと、中間転写ユニット２とが配設されている。４個の画像形成ステーションは、中間転写ベルトの回転方向上流側から順に、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）の各色の画像形成ステーション１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫが配設されている。これら４色の各画像形成ステーション１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫは、同様に構成されている。マゼンタの画像形成ステーション１６Ｍを例に説明すると、感光ドラム（像担持体）１７と、帯電器１８と、露光装置２０と、現像装置２１と、クリーニング装置２３とを有している。一方、中間転写ユニット２は、転写フレーム２４と、この転写フレーム２４によって回転可能に支持された複数のローラ、すなわち、駆動ローラ２５，従動ローラ２６，１次転写ローラ２２，２次転写対向ローラ２７，複数のテンションローラ等と、これらローラに張架された無端状の中間転写ベルト１５とを備えている。中間転写ベルト１５は、駆動ローラ２５の矢印方向（図１中の時計回り）の回転により、矢印Ｒ１５方向に回転する。また、中間転写ユニット２全体は、画像形成装置本体４に対して例えば、正面側から着脱自在に構成されている。
【００３０】
マゼンタの画像形成ステーション１６Ｍにおいて、感光ドラム１７は、駆動手段（不図示）によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印方向（図１中の反時計回り）に回転駆動され、その表面（外周面）が帯電器１８によって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１７表面は、露光装置２０によって画像情報に応じた露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置２１によってマゼンタのトナーが付着されてマゼンタのトナー像として現像される。マゼンタのトナー像は、１次転写ローラ２２によって１次転写部Ｔ１において中間転写ベルト１５上に転写される。トナー像転写後の感光ドラム１７は、表面に残った転写残トナーがクリーニング装置２３によって除去されて次の画像形成に供される。
【００３１】
同様にして、シアン，イエロー，ブラックの画像形成ステーション１６Ｃ，１６Ｙ，１６ＢＫにおいて各感光ドラム１７上に形成されたシアン，イエロー，ブラックのトナー像は、それぞれの１次転写部において、１次転写ローラ２２によって中間転写ベルト１５上のマゼンタのトナー像に順次に重ね合わされるようにして１次転写される。こうして中間転写ベルト１５上で重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト１５の回転によって２次転写部Ｔ２に搬送される。これと並行して、レジストローラ１４対が回転することでシートＰが２次転写部Ｔ２に供給される。中間転写ベルト１５上の４色のトナー像は、２次転写ローラ２８によってシートＰ上に一括で２次転写される。２次転写後の中間転写ベルト１５は、ベルトクリーナ３０によって表面に残った転写残トナーが除去される。一方、トナー像転写後のシートＰは、搬送ベルト３１によって定着部７に搬送される。
【００３２】
定着部７には、定着ローラ３２と、これに圧接されて定着ニップ部Ｎを構成する加圧ローラ３３とを有する定着装置３４が配設されている。定着装置３４に搬送されたシートＰは、定着ニップ部Ｎを通過する際に、加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。トナー像定着後のシートＰは、排紙ローラ対３５によって排紙トレイ３６上に排出される。これにより、１枚のシートＰの片面に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００３３】
なお、裏面にも画像形成を行う場合には、シート再給紙部８に配設されたフラッパ３７，３８、反転パス４０等によって表裏反転されたシートＰは、再給紙パス４１等を介して、再度、画像形成部６に供給され、上述と同様にして、裏面にトナー像が転写され、その後、定着された後、排紙トレイ３６上に排出される。以上で、画像形成装置３についての説明を終了する。
【００３４】
図２，図３に示すように、画像形成装置３には、中間転写ベルト１５が張架された従動ローラ２６に蛇行補正機構１が取り付けられていて、中間転写ベルト１５の蛇行を補正するようにしている。ここで、上述のように、中間転写ベルト１５は、中間転写ユニット２の構成要素であり、転写フレーム２４によって回転自在に支持された複数のローラに掛け渡されている。この複数のローラのうちの１つのローラである従動ローラ２６のローラ軸４２の一端部６６に、蛇行補正機構１が取り付けられている。
【００３５】
図２，図３に示すように、蛇行補正機構１は、モータ５０と、立体カム５１と、カムフォロア５２と、カム付勢部材としての圧縮ばね５３と、押圧手段としての引っ張りばね５４とを備えている。
【００３６】
モータ５０は、その出力軸５５が従動ローラ２６のローラ軸４２とほぼ平行になるように、転写フレーム２４によって支持されている。モータ５０としては、入力されるパルス数に応じた回転角が得られるステップモータを使用することができる。モータ５０の出力軸５５には、立体カム５１が取り付けられている。なお、モータとしては、サーボモータを使用することができる。
【００３７】
立体カム５１は、円錐台の外周面（外周部）を階段状にしたような外観形状となっている。立体カム５１の外周面には、所定の幅のカム面５６が螺旋状に形成されている。ここで、所定の幅とは、後述するカムフォロア５２のコロ（当接部）７０が外れることなく有効に転動することができる幅をいい、具体的には、例えば、コロの幅と同等か、これよりもやや広い幅をいう。立体カム５１における、出力軸５５の方向の２つの端面近傍のうち、小さい方の端面がある側を小径部５７、大きい方の端面がある側を大径部５８とすると、カム面５６は、小径部５６から大径部５７にかけて、出力軸５５からの距離が漸増するような螺旋状に形成されている。また、カム面５６には、小径部５６側の端縁６０と大径部５７側の端縁６１とがあるが、大径部５７側の端縁６０には、カム面５６に対してほぼ垂直にガイド面６２が立設されている。このガイド面６２は、カム面５６に沿ってカム面５６と同様に螺旋状に形成されている。図４に示すように、本実施形態では、カム面５６及びガイド面６２は、立体カム５１のほぼ３周分にわたって形成されている。カム面５６のうち、最も小径部５７側に位置する端部を始端部６３、最も大径部５８側に位置する端部を終端部６４とし、さらに、出力軸５５の中心から始端部６３までの距離をｄ１，出力軸５５の中心から終端部６４までの距離をｄ２とすると、カム面５６は３周することで、すなわち１０８０度（＝３６０度×３）回転することで、リフト量がｄ２−ｄ１だけ増加することになる。また、本実施形態では、カム面は、１周目５６ａと２周目５６ｂとが、また２周目５６ｂと３周目５６ｃとが、出力軸５５に対して直交する方向から見た場合に、隣接しているように見える。つまり、１周目５６ａと２周目５６ｂとは段差を形成してガイド面６２によって連結されている。２周目５６ｂと３周目５６ｃとについても同様である。段差としてのガイド面６２の高さ、すなわち、ガイド面５２の半径方向の高さは、ガイド面６２が後述する圧縮ばね５３によってカムフォロア５２のコロ７０に押圧された際に、コロ７０がガイド面６２から外れない程度の高さに設定されている。本実施形態においては、立体カム５１は、モータ５０の出力軸５５に対して、モータ５０側に大径部５８を対面させた向きで、出力軸５５に沿った方向に移動可能で、周方向に回転不能に取り付けられている。すなわち、立体カム５１は、出力軸５５の回転に伴って同方向に回転し、また、出力軸５５の方向に移動することができるようになっている。
【００３８】
カムフォロア５２は、図２（ａ）に示すように、板状に形成されていて、揺動自在に支持されている。カムフォロア５２は、上下方向の寸法に対して左右方向の寸法が長い長方形状の板状に形成されている。カムフォロア５２の上下方向及び左右方向のほぼ中心には、前後方向に軸（揺動支点）６５が貫通されている。この軸６５は、基端側を転写フレーム２４によって支持されていて、上述のローラ軸４２とほぼ平行に配置され、先端側がカムフォロア５２を貫通するとともに、抜け止め（不図示）が取り付けられていて、カムフォロア５２が不用に前後方向に移動しないようにしている。この軸６５は、カムフォロア５２の揺動中心となっている。
【００３９】
カムフォロア５２の一方の端部（図２中では左端部）は、ローラ軸４２の一端部６６を回転自在に支持する軸受部６８となっている。つまり、ローラ軸４２の一端部６６は、カムフォロア５２一方の端部を後方から前方に貫通していて、抜け止め６７が装着されている。これにより、カムフォロア５２が上述の軸６５を中心に揺動すると、ローラ軸４２の一端部６６がほぼ上下方向、すなわち中間転写ベルト１５に対する張力付与方向に対してほぼ直交する方向に上下動（昇降）する。なお、ローラ軸４２の他端部は、通常の軸受（不図示）によって回転自在に支持されていて、ローラ軸４２の一端部６６が昇降するとローラ軸４２が傾斜することになるが、このときの傾斜角度がほぼ上下に１度ずつであって、この傾斜角度に対してローラ軸４２の長さが十分に長いので（例えば、３５０ｍｍ程度）実質的には支障はない。
【００４０】
カムフォロア５２の他方の端部（図２中では右端部）には、当接部となるコロ７０が回転自在に支持されている。コロ７０は、上述の立体カム５１のカム面５６に対してはほぼ上方から、またガイド面６２に対しては前側から押圧されるようになっている。本実施形態では、上述の軸６５の中心は、ローラ軸４２の中心とコロ７０の回転中心との中間に位置するように構成されている。すなわち、立体カム５１の回転によってコロ７０がカム面５６に倣って転動したときに、コロ７０の回転中心の上下方向の移動量がそのまま、ローラ軸４２の中心の上下方向の移動量と等しくなるようになっている。ただし、上下方向の移動方向は逆になる。
【００４１】
カム付勢部材として圧縮ばね５３は、モータ５０の出力軸５５におけるモータ５０と立体カム５１との間に介装されている。立体カム５１は、この圧縮ばね５３によって、出力軸５５の先端側に向けて付勢されている。これにより、立体カム５１のガイド面６２がカムフォロア５２のコロ７０に押圧されている。つまり、付勢されたガイド面６２がコロ７０を押圧することにより、コロ７０がカム面６２から外れないようになっている。
【００４２】
押圧手段としての引っ張りばね５４は、本実施形態では、基端側（上端側）が転写フレーム２４の一部（不図示）に取り付けられ、先端側（下端側）がカムフォロア５２の左端側でかつ上端側に取り付けられている。これにより、カムフォロア５２は、軸６５を中心に、軸受部６８のある左端側が上方に付勢され、その結果、コロ７０のある右端側が下方に付勢されて、コロ７０がカム面５６に適度な押圧力で押圧されている。
【００４３】
上述構成の蛇行補正機構１は、従動ローラ２６がホームポジションに配置された状態、すなわち従動ローラ２６のローラ軸４２が水平に配置された状態において、立体カム５１がホームポジションに配置され、ホームポジションの配置された立体カム５１のカム面５６にカムフォロア５２のコロ７０が当接するようになっている。ここで、立体カム５１のホームポジションは、カム面５６の始端部６３にコロ７０が当接した状態から、立体カム５１が図２（ｂ）中の矢印方向（反時計回り）に１．５回転した状態とする。つまり、全部で３周分ある螺旋状のカム面５６において、２周目５６ｂの中間地点にコロ７０が当接した状態を、立体カム５１のホームポジションとする。この状態から、図２（ｂ）中の矢印方向（時計回り）に立体カム５１が回転すると、カム面５６におけるコロ７０の当接部分の、出力軸５５からの距離が減少することになり、軸６５を中心にカムフォロア５２の右端側が下降して、左端側が上昇し、ローラ軸４２の一端部６６が上昇する。この逆に、図２（ｂ）中の矢印方向（反時計回り）に立体カム５１が回転すると、カム面５６におけるコロ７０の当接部分の、出力軸５５からの距離が増加することになり、軸６５を中心にカムフォロア５２の右端側が上昇して、左端側が下降し、ローラ軸４２の一端部６６が下降する。モータ５０の正逆回転を次に説明する蛇行量検出装置８０の出力に基づいて、適宜に繰り返すことにより、ローラ軸４２の一端部６６を昇降させて、中間転写ベルト１５の蛇行を抑制することができる。
【００４４】
図５，図６を参照して、蛇行量検出装置８０について説明する。なお、これらの図においては、中間転写ベルト１５は、簡略化して図示している。蛇行量検出装置８０は、中間転写ベルト１５のベルト幅方向の端部近傍において、転写フレーム２４に支持された傾斜軸（軸部材）８１と、この傾斜軸８１によって回転自在に支持された傾斜コロ８２、この傾斜コロ８２と一体のフィルムエンコーダ（エンコーダ）８３と、このフィルムエンコーダ８３の黒色マーク（遮光部）８４を検出するフォトインタラプタ８５とを備えている。傾斜軸８１の中心（回転中心）８１ａは、中間転写ベルト１５の回転方向（図６中の矢印Ｒ１５方向）に直交する仮想平面上において、中間転写ベルト１５に対して所定の傾斜角度θ（図５，図６に示す例では４５度）で傾斜した状態で設定されている。また、傾斜コロ８２は、円錐台状に形成されていて、中心には、傾斜軸８１が貫通される透孔８１ｂが形成されている。傾斜コロ８２における１つの母線Ｌは、図５に示すように、最も上方に位置した状態（中間転写ベルト１５に最も近接した状態）において、中間転写ベルト１５に対して平行となる。なお、ここで、図５に示すように、母線Ｌにおける、傾斜コロ８２の小径側端部を基準位置Ｌ０とし、中間転写ベルト１５の端部１５ａの凸状８８と母線Ｌとが接触する位置をベルト接触位置Ｌ１としたときに、このベルト接触位置Ｌ１は、基準点Ｌ０からの距離で表される。このベルト接触位置Ｌ１は、中間転写ベルト１５が蛇行することにより、変化（移動）することになる。傾斜コロ８２の下端面８２ｃには、円形の透明なフィルムエンコーダ８３が取り付けられている。フィルムエンコーダ８３の外周側は、傾斜コロ８２の下端面８２ｃから径方向外側に突出されていて、この突出部分には、周方向に多数の黒色マーク（図６参照）８４が等間隔で設けられている。つまり、周方向に沿って遮光部となる黒色マーク８４と透光部となる透明部分とが交互に設けられている。フォトインタラプタ８５は、フィルムエンコーダ８３の突出部分を挟むようにして一方側に発光部８６を有し、他方側に受光部８７を有している。傾斜コロ８２の回転に伴って、これら発光部８６及び受光部８７に対応する位置に透明部分がきたときには、発光部８６から発光された光は、この透明部分を通過して受光部８７に到達する。一方、黒色マーク８４が対応する位置にきたときには、発光部８６からの光は、受光部８７に到達しない。フォトインタラプタ８５によって、単位時間当たりの黒色マーク８４の数、つまりパルス数を計数することにより、傾斜コロ８２の回転数を検出することができる。
【００４５】
中間転写ベルト１５のベルト幅方向（回転方向である矢印Ｒ１５方向に直交する方向）の端部１５ａには、裏面１５ｂ側に、断面形状がほぼ三角形状の凸条８８が全周にわたって形成されている。この凸条８８は、傾斜コロ８２の母線Ｌに接触して、傾斜コロ８２を回転させる。中間転写ベルト１５が蛇行すると、凸条８８の位置が、母線Ｌに沿って移動する。例えば、中間転写ベルト１５が図５中の矢印ａ方向に蛇行（移動）すると、凸条８８が母線Ｌのうちの、傾斜コロ８２の大径側（裏面８２ｃ側）の部分に接触するため、傾斜コロ８２の回転数が少なくなる。一方、この逆に、中間転写ベルト１５が矢印ｂ方向に蛇行（移動）すると、凸条８８が母線Ｌのうちの、傾斜コロ８２の小径側で接触するため、傾斜コロ８２の回転数が多くなる。したがって、フォトインタラプタ８５によって、傾斜コロ８２の回転数を検出することで、中間転写ベルト１５の蛇行量及び矢印ａ方向又は矢印ｂ方向へのベルト蛇行速度ｖを検出することができる。
【００４６】
蛇行量検出装置８０の検出結果は、図２（ａ）に示す制御手段９０に伝達される。制御手段９０は、記憶手段（不図示）を有していて、この記憶手段には、予め蛇行量検出装置８０の検出結果と、これに対応するモータ５０の回転角との関係が、テーブルとして格納されている。制御手段９０は、蛇行量検出装置８０の検出結果に基づいて、上述のテーブルのデータと比較して、モータ５０の回転角を制御し、立体カム５１を回転させる。これにより、カムフォロア５２を介して、ローラ軸４２の一端部６６の移動が制御される。このローラ軸４２の一端部６６の位置制御により、中間転写ベルト１５の蛇行が抑制されることになる。なお、後に具体的な数値を挙げてさらに説明する。上述のように立体カム５１を回転させる際、立体カム５１の３周分で、所定のリフト量を実現するようになっているので、例えば、一般的な板カム（周縁カム）と比較した場合、同じ回転角に対して、リフト量を小さくすることができるので、ローラ軸４２の一端部６６の移動を細かく制御することができる。つまり、中間転写ベルト１５の蛇行を高い精度で補正することが可能となる。なお、上述では、立体カム５１の３周分で所定のリフト量を実現するようにしているが、原理的には、少なくとも立体カム５１の１周分を越えるようにすれば、効果を奏することができる。
【００４７】
ここで、図８〜図１１を参照して、蛇行量検出装置８０が中間転写ベルト１５のベルト蛇行速度ｖを検出し、その検出結果に基づいて、ベルト蛇行速度ｖを０とする制御、すなわち中間転写ベルト１５の蛇行をなくす制御について、具体的な数値をあげて一例を説明する。図８〜図１１のうち、図８（ａ）は、１ｓｅｃ当たりの検出パルス数と、ベルト接触位置Ｌ１（図５参照）との関係を示す表であり、（ｂ）はこの関係を、検出パルス数を横軸に、また、ベルト接触位置を縦軸にとってグラフにしたものである。図９（ａ）は、モータ５０（図２参照）の回転角度（°）とベルト蛇行速度ｖ（μｍ／ｓｅｃ）との関係を示す表であり、（ｂ）はこの関係を、モータ回転角度を横軸に、また、ベルト蛇行速度ｖを縦軸にとってグラフにしたものである。図１０は、サンプリングの間隔を説明する図である。図１１は、サンプリング結果に応じて、モータ５０を回転させる流れを説明するフローチャートである。
【００４８】
なお、以下の具体例では、中間転写ベルト１５の回転速度（ベルト速度）ＶをＶ＝２００ｍｍ／ｓｅｃ、フィルムエンコーダ８３の１回転当たりのパルス数ｆをｆ＝２００パルス（２００パルス／ｒｅｖ）、傾斜コロ８２の傾斜角度θをθ＝４５°、ベルト接触位置Ｌ１における傾斜コロ８２の直径をφとする。
【００４９】
傾斜コロ８２の傾斜角度がθ＝４５°であることから、ベルト接触位置Ｌ１が母線Ｌに沿って１ｍｍずれると、円錐コロ８２の直径φの変化量Δφは、
Δφ＝２×ｓｉｎθ＝２×ｓｉｎ４５°＝１．４１４（ｍｍ）
となる。
【００５０】
円錐コロ８２の回転数ｎは、ベルト速度Ｖを円錐コロ８２の周長で割って求めることができ、ベルト接触位置Ｌ１における円錐コロ８２の直径φが１０ｍｍのとき、
ｎ＝Ｖ／（πφ）
＝２００／（３．１４×１０）
＝６．３６６１（ｒｅｖ／ｓｅｃ）
となる。
【００５１】
このときの検出パルス数Ｆは、
Ｆ＝ｆ×ｎ
＝２００×６．３６６１＝１２７３．２４（パルス／ｓｅｃ）
となる。
【００５２】
ここで、ベルト接触位置Ｌ１が、１０ｍｍの位置から１ｍｍだけ円錐コロ８２の大径側にずれて、１１ｍｍとなると、図８（ａ）から
φ＝１０＋Δφ＝１０＋１．４１４＝１１．４１４（ｍｍ）
となり、円錐コロ８２の回転数ｎ＝５．５７７（ｒｅｖ／ｓｅｃ）、また、検出パルス数Ｆ＝１１１５．４８６（パルス／ｓｅｃ）となる。
【００５３】
これとは逆に、ベルト接触位置Ｌ１が、１０ｍｍの位置から１ｍｍだけ円錐コロ８２の小径側にずれて、９ｍｍとなると、図８（ａ）から、
φ＝１０＋Δφ＝１０−１．４１４＝８．５８５（ｍｍ）
となり、円錐コロ８２の回転数ｎ＝７．４１４（ｒｅｖ／ｓｅｃ）、また、検出パルス数Ｆ＝１４８２．９６２（パルス／ｓｅｃ）となる。
【００５４】
実際には、検出パルス数からベルト接触位置を計算するので、その結果は、図８（ｂ）に示すグラフのようになる。このベルト接触位置の時間変化がベルト蛇行速度となる。
【００５５】
本実施形態では、上述の図２に示すように、従動ローラ２６のローラ軸４２の一端部６６を、蛇行補正機構１によって昇降させることで、アライメントを変更していた。この際、ローラ軸４２の一端部６６と他端部（不図示）との高さの差、すなわちモータ５０の回転角度と、ベルト蛇行速度ｖとの関係を示すグラフは、直線状となる。例えば、モータ５０の１回転によって、ベルト蛇行速度が−５０μｍ／ｓｅｃ変化する構成の場合には、図９（ｂ）に示すように直線状となる。
【００５６】
ここで、ベルト蛇行速度ｖを０にするという考え方と、ベルト蛇行速度ｖを０にしつつ、ベルト接触位置Ｌ１を検出可能班の中央に近づける考え方とがあるが、前者のベルト蛇行速度ｖを０にする場合には、円錐コロ８２のベルト接触位置Ｌ１は、
Ｌ１＝サンプリング時間×ベルト速度×エンコーダパルス数／π／検出パルス数
となる。
【００５７】
ベルト蛇行速度ｖの算出には、図１１のフローチャートに示すように、１回前のサンプリング時の検出パルス数Ａ（Ｓ１）と、今回のサンプリング時の検出パルス数Ｂ（Ｓ２）とから、
ｖ＝サンプリング時間×ベルト速度×エンコーダパルス数／π×（１／Ｂ−１／Ａ）／（２×ｓｉｎθ）／サンプリング間隔
となる（Ｓ３）。
【００５８】
サンプリング時間とサンプリング間隔を中間転写ベルト１５の１回転に要する時間とすると、中間転写ベルトの１周期での中間転写ベルト１５の端部１５ａの凸状８８の振れをキャンセルすることができる。
【００５９】
ここで、サンプリング時間＝サンプリング間隔とすると、ベルト蛇行速度ｖは、
ｖ＝ベルト速度×エンコーダパルス数／π×（１／Ｂ−１／Ａ）／（２×ｓｉｎθ）
となる（Ｓ４）。
【００６０】
このベルト蛇行速度ｖと図９（ｂ）に示すグラフから、ベルト蛇行速度が０となるモータ回転角度が求められる（Ｓ５）。
【００６１】
図１０を参照して、サンプリング時間＝サンプリング間隔＝５ｓｅｃの場合を例に説明する。１回前の検出パルス数Ａ＝５９４５（パルス）、今回の検出パルス数Ｂ＝６１４８（パルス）とすると、蛇行速度ｖは、
ｖ＝２００（ｍｍ／ｓｅｃ）×２００（パルス）／π×（１／６１４８−１／５９４５）／１．４１４＝−０．０５（ｍｍ／ｓｅｃ）となる。これに基づき、図９（ａ）又は（ｂ）から、モータ５０は、モータ回転角度が＋３６０°となるように回転させることにより、ベルト蛇行速度ｖをｖ＝０にすることが期待できる。
【００６２】
上述では、図５，図６に示すように、中間転写ベルト１５の端部１５ａの裏面１５ｂ側に凸条８８を設けて、蛇行量検出装置８０を端部１５ａの裏面１５ｂ側近傍に配設する場合を例に説明したが、蛇行量検出装置８０の配設位置についてはこれに限定されるものではない。例えば、中間転写ベルト１５の端部１５ｄの表面１５ｃ側に凸条８８Ａを設け、これに対応する位置Ａに蛇行量検出装置８０を配設するようにしてもよい（図５参照）。この場合には、蛇行量検出装置８０の配設位置についての自由度が増加する。例えば、蛇行量検出装置８０を、中間転写ベルト１５における、駆動ローラ２５や従動ローラ２６（図１参照）に巻きかけられた部分に対応する位置に配置することも可能である。これによると、蛇行量検出装置８０を、中間転写ベルト１５における、２本の隣接するローラ間に対応する位置に配設した場合に、中間転写ベルト１５が厚さ方向に不安定で振れやすいのに比較して、厚さ方向に安定していて不要に振れることがないので、傾斜コロ８２の回転を一層、高い精度で検出することが可能である。また、凸条８８Ｂを中間転写ベルト１５の裏面１５ｂ側の中央に設け、これに対応する位置Ｂに蛇行量検出装置８０を配設するようにしてもよい。この場合には、凸条８８Ｂが中間転写ベルト１５の端部１５ａ，１５ｂに形成されている場合と異なり、中間転写ベルト１５の変形が少ないので、中間転写ベルト１５の蛇行に伴って、凸条８８Ｂが円滑に移動する。ただし、この場合には、中間転写ベルト１５が張架されるローラ、例えば、図１に示す１次転写ローラ２２等に、凸条８８Ｂとの干渉を防止するために図５に示すような溝２５ａと同様な溝を設ける必要があるので、中間転写ベルト１５に対しては不適である。この例は、中間転写ベルト１５が張架されるローラに溝２５ａのような溝を設けても支障がない場合、例えば、単にシートＰを搬送するような一般的な搬送ベルトに対しては好適に適用することができる。また、中間転写ベルト１５が張架されるローラが、ベルト幅方向の全長にわたって設けられるのではなく、ベルト幅方向に断続的に設けられる場合に有効である。
【００６３】
図７に、蛇行量検出装置１００の変形例を示す。同図に示す例では、回転ベースとして回転支持部材１０１を使用し、この回転支持部材１０１によってベアリング１０２を介して、円錐形状の傾斜コロ１０３の下端面１０３ａをフィルムエンコーダ１０４とともに支持している。この例では、傾斜コロ１０３の形状を簡素化することができる。
【００６４】
上述の実施形態では、図５に示すように、中間転写ベルト１５に対する、傾斜軸８１の中心８１ａの傾斜角θが４５度である場合を例に説明したが、原理的には、この傾斜角度θは、０＜θ＜９０度の範囲の任意の値を選択することができる。なお、このθが小さいほど、母線Ｌ上での凸条８８の移動量に対する、傾斜コロ８２の回転数の変化量が小さく、逆に、このθが大きいほど、母線Ｌ上での凸条８８の移動量に対する、傾斜コロ８２の回転数の変化量が大きくなる。つまり、θを大きくすると、凸条８８の移動量に対する傾斜コロ８２の回転数の変化の感度を高めることができる。
【００６５】
上述では、本発明に係る蛇行量検出装置８０，１００が検出対象とするベルトが、中間転写ベルト１５である場合について説明したが、これに限らず、シートを表面に担持して搬送する搬送ベルトや、ベルト状の感光体である感光体ベルト等に対してもほぼ同様に適用することができ、この場合にもほぼ同様の効果を奏することができる。
【００６６】
以上の説明では、本発明に係る蛇行量検出装置８０，１００を、中間転写ベルト１５に適用する場合を例に説明したが、本発明に係る蛇行補正機構１，１Ａは、これに限定されず、例えば、タンデム方式の４色の画像形成装置３において、表面にシートＰを担持して各色の画像形成ステーションに搬送する転写ベルト（不図示）や、単色の画像形成装置３において表面にシートＰを担持して搬送する搬送ベルト、ベルト状に形成された感光体ベルト等に対しても適用することができる。適用した場合には、上述と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
また、以上の説明では、本発明に蛇行量検出装置８０，１００を、電子写真方式、タンデム方式、中間転写方式の４色フルカラーの画像形成装置３に適用した場合を例に説明したが、本発明に係る蛇行量検出装置８０，１０は、これに限定されるものではなく、無端状のベルトを有する種々の画像形成装置、例えばインクジェット記録方式の画像形成装置に対して適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、中間転写ベルト１５や画像形成装置３に限らず、一般的な無端状のベルトの蛇行量を検出するのに広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】画像形成装置３の内部構成を正面側（画像形成装置３の使用時にユーザが位置する側）から見て模式的に示す図である。
【図２】実施形態１の蛇行補正機構１を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。
【図３】実施形態１の蛇行補正機構１を正面側の右斜め下方から見た斜視図である。
【図４】立体カムの斜視図である。
【図５】蛇行量検出装置８０を説明する、中間転写ベルト１５の回転方向に直交する方向の断面図である。
【図６】蛇行量検出装置８０を説明する斜視図である。
【図７】蛇行量検出装置１００の別の例を説明する図である。
【図８】（ａ）は、１ｓｅｃ当たりの検出パルス数と、ベルト接触位置Ｌ１（図５参照）との関係を示す図（表）であり、（ｂ）はこの関係を、検出パルス数を横軸に、また、ベルト接触位置を縦軸にとってグラフにしたものである。
【図９】（ａ）は、モータ５０の回転角度（°）とベルト蛇行速度ｖ（μｍ／ｓｅｃ）との関係を示す図（表）であり、（ｂ）はこの関係を、モータ回転角度を横軸に、また、ベルト蛇行速度ｖを縦軸にとってグラフにしたものである。
【図１０】サンプリングの間隔を説明する図である。
【図１１】サンプリング結果に応じて、モータ５０を回転させる流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１……蛇行補正機構、２……中間転写ユニット（ベルトユニット）、３……画像形成装置、４……画像形成装置本体、５……シート給紙部、６……画像形成部、７……定着部、８……シート再給紙部、１５……中間転写ベルト（無端ベルト）、１５ａ，１５ｄ……ベルト幅方向の端部、１５ｂ……裏面、１５ｃ……表面、１７……感光ドラム（像担持体）、２４……転写フレーム、８０，１００……蛇行量検出装置、８２……傾斜軸（軸部材、回転ベース）、８２ｃ，１０３ａ……下端面、８３……フィルムエンコーダ（回転数検出手段）、８２……傾斜コロ、８５……フォトインタラプタ（回転数検出手段）、８８，８８Ａ，８８Ｂ……凸条、１０１……回転支持部材（回転ベース）、Ｌ……母線、θ……所定の角度
【図１】
0005066460.tif 000002
【図２】
0005066460.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005066460.tif 000005
【図５】
0005066460.tif 000006
【図６】
0005066460.tif 000007
【図７】
0005066460.tif 000008
【図８】
0005066460.tif 000009
【図９】
0005066460.tif 000010
【図１０】
0005066460.tif 000011
【図１１】
0005066460.tif 000012