(57)【要約】【課題】副走査方向の位置を目標値に正確に追従できるベルト移動装置を提供する。【解決手段】ベルトの移動方向１９の駆動は、駆動ローラ１６と駆動軸、駆動軸ギヤ１８、モータ軸ギヤ１７などの伝達系を介して駆動源である副走査モータ１０に連結され駆動される。ベルト移動装置１１０は、ベルト１と２Ｄ計測用パターン１２を有する。その信号を読み取る２Ｄセンサ１３が対向面上に取り付けられている。２Ｄセンサ１３は、ベルト１の寄り方向２０とベルトの移動方向１９の位置を検出できる。主走査の制御は、ローラ可動手段１１を駆動することにより行う。副走査の制御は、副走査モータ１０を駆動することにより行う。制御の演算は、制御コントローラ１５で実施する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトに形成されたマーカを検出することにより、副走査位置信号を生成してフィードバック制御するベルト移動装置において、
前記ベルトの主走査方向の蛇行量に応じて前記副走査位置信号の変動量を補正することを特徴とするベルト移動装置。
【請求項２】
前記ベルトの初期位置をｘ０、前記ベルトの現在の副走査位置をｘ、前記ベルトの初期位置ｘ０における主走査方向の蛇行量をｙ０、現在の主走査方向の蛇行量をｙとしたとき、現在の副走査位置ｘａｊをｘａｊ＝［（ｘ−ｘ０）2−（ｙ−ｙ０）2］1/2により求めて前記副走査位置信号の変動量を補正することを特徴とする請求項１に記載のベルト移動装置。
【請求項３】
前記マーカ間隔の時間を測定して速度信号とする場合、前記マーカ間隔は前記主走査方向の蛇行量に応じて補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト移動装置。
【請求項４】
前記主走査方向の規制はベルト寄り止めを用いることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のベルト移動装置。
【請求項５】
前記ベルトは、主走査方向と副走査方向に移動可能な構成を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のベルト移動装置。
【請求項６】
前記ベルトは、タンデム機の画像形成装置に用いられる中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のベルト移動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のベルト移動装置を備えた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、ベルト移動装置に関し、さらに詳しくは、ベルトの主走査方向の蛇行量に応じて副走査位置信号の変動量を補正するベルト移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中間転写ベルト、紙搬送ベルト等の駆動でベルトの寄りを抑えるためにベルト端面に寄りガイドが取りつけられているが、真直度が２００μｍ／１２００ｍｍ程度あるためにベルトが蛇行することがある。そのため、副走査方向の移動距離が蛇行をしない場合と比べて長くなるといった問題がある。
特許文献１には、ベルトマーカをセンサで位置を計測しフィードバック制御するベルト移動装置について開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４１５３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、ベルトマーカをセンサで位置を計測しフィードバック制御するために、カラータンデム機の副走査方向の画像が短くなるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、副走査位置信号を生成してフィードバック制御するベルト移動装置において、ベルトの主走査方向の蛇行量に応じて副走査位置信号の変動量を補正することにより、副走査方向の位置を目標値に正確に追従できるベルト移動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、ベルトに形成されたマーカを検出することにより、副走査位置信号を生成してフィードバック制御するベルト移動装置において、前記ベルトの主走査方向の蛇行量に応じて前記副走査位置信号の変動量を補正することを特徴とする。
請求項２は、前記ベルトの初期位置をｘ０、前記ベルトの現在の副走査位置をｘ、前記ベルトの初期位置ｘ０における主走査方向の蛇行量をｙ０、現在の主走査方向の蛇行量をｙとしたとき、現在の副走査位置ｘａｊをｘａｊ＝［（ｘ−ｘ０）2−（ｙ−ｙ０）2］1/2により求めて前記副走査位置信号の変動量を補正することを特徴とする。
【０００５】
請求項３は、前記マーカ間隔の時間を測定して速度信号とする場合、前記マーカ間隔は前記主走査方向の蛇行量に応じて補正することを特徴とする。
請求項４は、前記主走査方向の規制はベルト寄り止めを用いることを特徴とする。
請求項５は、前記ベルトは、主走査方向と副走査方向に移動可能な構成を備えていることを特徴とする。
請求項６は、前記ベルトは、タンデム機の画像形成装置に用いられる中間転写ベルトであることを特徴とする。
請求項７は、請求項１乃至６の何れか一項に記載のベルト移動装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、蛇行がない場合の副走査方向の位置を求めることにより、ベルトの副走査方向の位置を目標値に正確に追従できるベルト移動装置が実現できる。
また、蛇行がない場合の副走査方向の位置を求めることにより、副走査方向の速度を正確に検出できるので、目標値速度に正確に追従できるベルト移動装置が実現できる。
また、ベルトの寄りや蛇行を規制する寄り止めを有するベルトを駆動した場合の副走査方向の位置や速度の検出誤差を補正できるベルト移動装置が実現できる。
また、主走査方向の位置の追従遅れがあっても副走査方向の位置や速度の検出誤差を補正できるベルト移動装置が実現できる。
また、画像形成装置の中間転写ベルト装置に用いた場合、副走査方向を高精度に追従制御できるベルト移動装置のため、画像の縮みのない画像形成装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の副走査位置信号の変動量の補正方法を説明する図である。図１のマーカ２とマーカ２の間隔をＸｓとする。副走査方向と垂直にマーカ２が配列されている場合は、初期位置（ｘ０）から現在位置（ｘ）までの移動距離ｘｍは、ｘｍ＝ｘ−ｘ０となり、Ｘｓの整数倍になる。
ところが、図１のように副走査方向とずれてベルト１が移動すると、ベルト１の副走査移動方向はＸｓの整数倍になるが、副走査方向の移動距離は、Ｘｓの整数倍より小さくなる。即ち、ベルトの初期位置（ｘ０）、現在の副走査位置（ｘ）、ベルトの初期位置（ｘ０）における主走査の蛇行量（ｙ０）、現在の主走査の蛇行量（ｙ）としたとき、現在の副走査位置（ｘａｊ）は、
ｘａｊ＝［（ｘ−ｘ０）2−（ｙ−ｙ０）2］1/2・・・（１）
になる。
【０００８】
請求項３の説明を図２で示す。
図２はマーカ信号と主走査方向の蛇行量との関係を説明する図である。ベルト１が副走査方向に移動するとマーカ信号３がＸｓの間隔で来る。Ｘｓの立ち上がりでタイマーカウンタをスタートさせ次のＸｓの立ち上がりでストップさせる。タイマーカウンタ４のカウントすることで、マーカ間隔の時間を測定できる。ベルト１が副走査方向に移動している場合はＸｓをマーカ間隔の時間で除算することで速度が求まる。ところが、副走査方向とずれてベルトが移動すると、すなわち主走査方向の蛇行があると、Ｘｓ（ｉ）とＸｓ（ｉ＋１）の間の速度Ｖ（ｉ）は、
Ｖ（ｉ）＝［Ｘｓ2−（ｙ（ｉ＋１）−ｙ（ｉ））2］1/2／Ｔ（ｉ）・・・（２）
同様に、Ｘｓ（ｉ＋１）とＸｓ（ｉ＋２）の間の速度Ｖ（ｉ＋１）は、
Ｖ（ｉ＋１）＝［Ｘｓ2−（ｙ（ｉ＋２）−ｙ（ｉ＋１））2］1/2／Ｔ（ｉ＋１）・・・（３）
になる。
【０００９】
図３は、本発明による主走査方向と副走査方向に移動可能なベルト移動装置１１０の構成図である。ベルトの移動（副走査）方向１９の駆動は、駆動ローラ１６と駆動軸、駆動軸ギヤ１８、モータ軸ギヤ１７などの伝達系を介して駆動源である副走査モータ１０に連結され駆動される。
ベルト移動装置１１０は、ベルト１と２Ｄ計測用パターン１２を有する。その信号を読み取る２Ｄセンサ１３が対向面上に取り付けられている。２Ｄセンサ１３は、ベルト１の寄り（主走査）方向２０とベルトの移動（副走査）方向１９の位置を検出できる。主走査の制御は、ローラ可動手段１１を駆動することにより行う。副走査の制御は、副走査モータ１０を駆動することにより行う。制御の演算は、制御コントローラ１５で実施する。
上記の伝達機構は、歯車について説明したが、タイミングベルトによる伝達機構や駆動対象にモータが直結するダイレクト機構でもよい。また、ローラ可動手段１１には、可動ローラ２１の回転角度がわかるロータリエンコーダ（図示しない）とホームポジションセンサ（図示しない）が取り付けられている。
【００１０】
図４は、ローラ可動手段１１を説明する図である。
図４（ａ）は可動ローラ２１が駆動ローラ１６と平行の状態である。この場合は、ベルト１を移動させてもベルト１の寄りは起こらない。可動ローラ２１の回転中心は、自動調心軸受け２２である。軸受けホルダ２７はバネ２８とリニアモータなどの応圧手段２５で上下方向に動く。
図４（ｂ）は、可動ローラ２１が駆動ローラ１６と平行でない状態である。この場合は、ベルト１を移動させるとベルトの寄りが起こる。主走査方向の制御ができない場合は、ベルト１の寄り止めにより主走査方向を規制する。ただし、２Ｄセンサ１３は、ベルト１の寄り（主走査）方向２０とベルト１の移動（副走査）方向１９の位置を検出するために必要である。
【００１１】
図５は、駆動対象の副走査位置制御する時のブロック図である。ベルト表面目標位置３０の指令１は、直接駆動軸目標位置４１（角度）に変換され、指令２は、ベルト表面目標位置３０と比較し偏差が表面位置制御手段３２で演算され、さらに駆動軸目標位置４１（角度）に変換され足し算が実行される。
その駆動軸目標位置４１（角度）と駆動軸角度の偏差が位置制御手段３６で演算されモータに電流が与えられ、駆動対象３９が目標位置に追従して駆動される。表面位置の偏差がない場合は、指令１により駆動軸の位置制御になるが、ベルト１のスリップや駆動軸の偏心により、表面位置に偏差がでるとその偏差をなくすように駆動軸の目標角度を補正する。補正位置手段４０により式（１）の演算を行い、副走査方向の移動距離を演算する。
【００１２】
図６は制御コントローラのハードウェア構成を示す図である。まず全体の制御を受け持つマイクロコンピュータ５０が設けられている。このマイクロコンピュータ５０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）５１とリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）５２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５３がそれぞれバス６５を介して接続されている。
また、２Ｄヘッド（主走査センサと副走査センサ）を介しての２Ｄ計測用パターンのセンサ出力は補正情報作成手段６２と状態検出用のインターフェイス６３、バス６５を介してマイクロコンピュータ５０に入力されている。ここに、状態検出用のインターフェイス６３は補正情報作成手段６２からの２Ｄ計測用パターン副走査出力のカウント（粗カウンタ）と信号補間クロックのカウント（密カウンタ）、および駆動軸エンコーダ（検出センサＢ）６４のカウントを処理してデジタル数値に変換するもので、パルスの数を計数する機能を備えている。この際、この状態検出用のインターフェイス６３は補正情報作成手段６２が持つ原点（ホームポジション）情報を利用することで、ベルト１の移動位置との対応付け（相関）をとる機能を備える場合もある。
【００１３】
さらに副走査モータ１０は、マイクロコンピュータ５０に対してバス６５、駆動用のインターフェイス５８及びドライバ５９を介して接続されている。駆動用のインターフェイス５８はマイクロコンピュータ５０における演算結果のデジタル信号をアナログ信号に変換して、駆動装置であるモータ駆動用ドライバに与え、副走査モータ１０に印加する電流や電圧を制御する。
この結果、ベルト１は所定の目標位置に追従するように駆動される。この時のベルト１の位置は２Ｄ計測用パターン１２の副走査センサ出力は、補正情報作成手段６２を介して状態検出用のインターフェイス６３により検出されてマイクロコンピュータ５０に取り込まれる。補正情報作成手段６２は、２Ｄ計測用パターン間隔が広い場合は、２Ｄ計測用パターン間隔の中をクロックで位置補間してもよい。
【００１４】
また、２Ｄヘッド（主走査センサと副走査センサ）は、ベルト寄り方向（主走査）２０の位置を検出できる機能を持つ。検出された位置情報をマイクロコンピュータ５０に取り組みベルト寄り方向２０の制御演算を行い、可動ローラ駆動用インターフェイス５７を介してアクチュエータ５６を駆動し可動ローラ２１を上下方向に駆動する。検出センサＣは可動ローラの位置を検出するものであり、可動ローラ駆動のための位置情報を得る。アクチュエータは、リニアモータ、検出センサ５４は、リニアモータに取りつけられたリニアセンサを用いているが、回転モータでカムを用いて直線に動かすものでもよい。
可動ローラ２１の回転角度を検出するセンサによりローラ１回転の偏芯の周期と位相が検出できる。また、マーカのエッジを受け付ける割り込み機能やタイマーカウンタ（図示しない）を備えている。
【００１５】
本実施形態のベルト移動装置１００の位置制御方法は、マイクロコンピュータにおける演算処理機能により実行される。マイクロコンピュータの代わりに数値演算処理能力が高いＤＳＰ（デジタルシグナルプロッセサ）を用いてもよい事は明らかである。
タンデム型の電子写真装置には、図７に示すように、各感光体１上の画像を転写装置７２により、シート搬送ベルト７３で搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、図８に示すように、各感光体８１上の画像を１次転写装置８２によりいったん中間転写体８４に順次転写して後、その中間転写体８４上の画像を２次転写装置８５によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置８５は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状も方式もある。
直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体７１を並べたタンデム型画像形成装置Ｔの上流側に給紙装置７６を、下流側に定着装置７７を配置しなければならず、シート搬送方向に大型化する欠点がある。
これに対し、後者は、２次転写位置を比較的自由に設置することができる。給紙装置８６、および定着装置８７７をタンデム型画像形成装置Ｔと重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
【００１６】
また、前者は、シート搬送方向に大型化しないためには、定着装置７７をタンデム型画像形成装置Ｔに接近して配置することとなる。そのため、シートｓがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置７７を配置することができず、シートｓの先端が定着装置７７に進入するときの衝撃（特に厚いシートで顕著となる）や、定着装置７７を通過するときのシート搬送速度と、転写搬送ベルトによるシート搬送速度との速度差により、定着装置７７が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい欠点がある。
これに対し、後者は、シートｓがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置８７を配置することができるから、定着装置８７がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
以上のようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。そして、この種のカラー電子写真装置では、図８に示すように、１次転写後に感光体８１上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置８８で除去して感光体１表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、２次転写後に中間転写体８４上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置８９で除去して中間転写体８４表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。図９は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の電子写真装置である。図中符号１００は複写装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１１０を設ける。中間転写体１１０は、図１０に示すように、ベース層１１１を、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層１１２を設ける。弾性層１１２は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層１１２の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層１１３で被ってなる。
【００１８】
そして、図９に示すとおり、図示例では３つの支持ローラ１１４・１１５・１１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、３つのなかで第２の支持ローラ１１５の左に、画像転写後に中間転写体１１０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１１７を設ける。
また、３つのなかで第１の支持ローラ１１４と第２の支持ローラ１１５間に張り渡した中間転写体１１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置１２０を構成する。
そのタンデム画像形成装置１２０の上には、図９に示すように、さらに露光装置１２１を設ける。
一方、中間転写体１１０を挟んでタンデム画像形成装置１２０と反対の側には、２次転写装置１２２を備える。２次転写装置１２２は、図示例では、２つのローラ１２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト１２４を掛け渡して構成し、中間転写体１１０を介して第３の支持ローラ１１６に押し当てて配置し、中間転写体１１０上の画像をシートに転写する。
【００１９】
２次転写装置１２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置１２５を設ける。定着装置１２５は、無端ベルトである定着ベルト１２６に加圧ローラ１２７を押し当てて構成する。
上述した２次転写装置１２２には、画像転写後のシートをこの定着装置１２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置１２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような２次転写装置１２２および定着装置１２５の下に、上述したタンデム画像形成装置１２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置１２８を備える。
【００２０】
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台１３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス１３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス１３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス１３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体１３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体１３４に向け、第２走行体１３４のミラーで反射して結像レンズ１３５を通して読取りセンサ１３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２１】
また、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１１４・１１５・１１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１１８でその感光体１４０を回転して各感光体１４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ１４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク１４３に多段に備える給紙カセット１４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ１４５で１枚ずつ分離して給紙路１４６に入れ、搬送ローラ１４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路１４８に導き、レジストローラ１４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ１５０を回転して手差しトレイ１５１上のシートを繰り出し、分離ローラ１５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路１５３に入れ、同じくレジストローラ１４９に突き当てて止める。
【００２２】
そして、中間転写体１１０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１４９を回転し、中間転写体１１０と２次転写装置１２２との間にシートを送り込み、２次転写装置１２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、２次転写装置１２２で搬送して定着装置１２５へと送り込み、定着装置１２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪１５５で切り換えて排出ローラ１５６で排出し、排紙トレイ１５７上にスタックする。または、切換爪１５５で切り換えてシート反転装置１２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ１５６で排紙トレイ１５７上に排出する。
【００２３】
一方、画像転写後の中間転写体１１０は、中間転写体クリーニング装置１１７で、画像転写後に中間転写体１１０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１２０による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ１４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
さて、上述したタンデム画像形成装置１２０において、個々の画像形成手段１１８は、詳しくは、例えば図１１に示すように、ドラム状の感光体１４０のまわりに、帯電装置１６０、現像装置１６１、１次転写装置１６２、感光体クリーニング装置１６３、除電装置１６４などを備えてなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の副走査位置信号の変動量の補正方法を説明する図である。
【図２】マーカ信号と主走査方向の蛇行量との関係を説明する図である。
【図３】本発明による主走査方向と副走査方向に移動可能なベルト移動装置の構成図である。
【図４】ローラ可動手段１１を説明する図である。
【図５】駆動対象の副走査位置制御する時のブロック図である。
【図６】制御コントローラのハードウェア構成を示す図である。
【図７】タンデム型の電子写真装置の直接転写方式を示す図である。
【図８】タンデム型の電子写真装置の間接転写方式を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るタンデム型間接転写方式の電子写真装置の図である。
【図１０】中間転写体の構成を示す断面図である。
【図１１】タンデム型の電子写真装置の画像形成部の詳細図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ベルト、２  マーカ、３  マーカ信号、４  タイマーカウンタ、１０  副走査モータ、１１  ローラ可動手段、１２  計測用パターン、１３  ２Ｄセンサ、１４  センサ信号、１５  制御コントローラ、１６  駆動ローラ、１７  モータ軸ギヤ、１８  駆動軸ギヤ、１９  ベルト移動方向、２０  ベルト寄り方向、２１  可動ローラ、１１０  ベルト移動装置
【図１】
2009015170.tif 000003
【図２】
2009015170.tif 000004
【図３】
2009015170.tif 000005
【図４】
2009015170.tif 000006
【図５】
2009015170.tif 000007
【図６】
2009015170.tif 000008
【図７】
2009015170.tif 000009
【図８】
2009015170.tif 000010
【図９】
2009015170.tif 000011
【図１０】
2009015170.tif 000012
【図１１】
2009015170.tif 000013