JPH10231041A

JPH10231041A - ベルト蛇行制御装置および画像形成装置

Info

Publication number: JPH10231041A
Application number: JP9034784A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Iijima; 喜一郎飯島; Takeshi Noguchi; 武史野口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルト駆動開始時や外乱等によって生じた無
端ベルトの蛇行をベルトの破損を招くことなく高精度か
つ速やかに収束させることが可能なベルト蛇行制御装置
を提供する。【解決手段】ベルト駆動を開始した時、制御部はホー
ムポジション検出部５がマーク３を検出するタイミング
で、ベルト位置検出センサ７が検出したベルト端部４ａ
のベルト幅方向Ｚの位置に基づいてベルト蛇行速度を演
算し、ベルト蛇行速度が許容範囲内となるようベルト蛇
行速度制御を行う。許容範囲内となると、制御部はベル
ト位置検出センサ６が検出したベルト側端部４ａのベル
ト幅方向Ｚの位置を新たな目標位置として設定し直し、
ベルト側端部４ａのベルト幅方向Ｚの位置が新たな目標
位置となるようベルト蛇行位置制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転する無端ベル
トの蛇行を検出してその蛇行を修正するベルト蛇行制御
装置、およびその無端ベルトを感光体，記録媒体担持
体，中間転写体等に用いた画像形成装置に関し、特に、
無端ベルトの蛇行を高精度かつ速やかに収束させるよう
にしたベルト蛇行制御装置および画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】駆動ローラ，テンションローラ等に張架
されて走行する無端ベルトは、走行中にベルト幅方向に
移動する「蛇行現象」が生じることがある。

【０００３】従来より無端ベルトを感光体，記録媒体担
持体，中間転写体等に用いた画像形成装置が知られてい
る。この画像形成装置において、蛇行現象が画像形成時
に生じると、感光体ベルト上に形成される潜像、用紙搬
送ベルトによって搬送された記録用紙に転写されるトナ
ー像、あるいは中間転写ベルトに転写されるトナー像に
位置ずれが生じるため、良好な画像を形成することがで
きない。特に、複数のカラートナー像を重ね合わせるフ
ルカラー画像の場合には、記録画像に色むら等を発生さ
せて画質を低下させる。

【０００４】また、従来より無端ベルト上に対象物を自
動載置して搬送する自動搬送装置が知られている。この
自動搬送装置において、蛇行現象が対象物を載置する時
に生じると、対象物の載置位置にずれが生じるため、対
象物の上に別の対象物を重ねる場合には、正規の状態で
重ね合わせることができない。

【０００５】従って、上記のような装置の場合には、蛇
行を抑制して無端ベルトを安定に走行させることが必要
であることから、従来より無端ベルトの蛇行現象を抑制
するベルト蛇行制御装置が種々と検討されている。この
ベルト蛇行制御装置には、大別して次の２つがある。 (1) ベルト蛇行位置制御によるもの（例えば、特開昭５
４−９９６４１号，特開平８−２１７３０２号公報公報
等） (2) ベルト蛇行速度制御によるもの（例えば、特開昭６
０−１７１９０６号公報，特開平４−２０１９３５号公
報等）

【０００６】上記(1) のベルト蛇行位置制御によるベル
ト蛇行制御装置は、無端ベルトのベルト幅方向の位置
（蛇行位置）を検出する蛇行位置検出センサと、ローラ
を傾動するローラ傾動機構を備え、検出した無端ベルト
の蛇行位置に基づいてベルトの幅方向の位置が目標位置
となるようにローラ傾動機構のフィードバック制御を行
い、ベルトの蛇行を修正するものである。

【０００７】上記(2) のベルト蛇行速度制御によるベル
ト蛇行制御装置は、無端ベルトの蛇行位置を検出する蛇
行位置検出センサと、検出した無端ベルトの蛇行位置に
基づいてベルトのベルト幅方向の速度（蛇行速度）を演
算する演算部と、ローラを傾動するローラ傾動機構を備
え、演算されたベルトの蛇行速度に基づいてベルトの蛇
行速度が零となるようにローラ傾動機構のフィードバッ
ク制御を行い、ベルトの蛇行を修正するものである。

【０００８】また、上記(1) の特開平８−２１７３０２
号公報には、無端ベルトの回転周期に合わせてベルト蛇
行位置を検出して無端ベルトの蛇行を修正する技術が記
載されている。無端ベルトの蛇行位置あるいは蛇行速度
を検知する方法としてベルト端部位置、あるいはベルト
上の走行方向に沿う直線状のマークのベルト幅方向の変
動量を検出するのが一般的であるが、ベルトの回転周期
に合わせて検出することにより、ベルト端部やベルト上
のマークが完全な直線でなくても、正確にベルト蛇行位
置を検出することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記(1) に示
す従来のベルト蛇行制御装置によると、特開平８−２１
７３０２号公報に示される技術のようにベルトｎ周期当
たり１回制御すると、ベルト駆動開始からベルトが目標
位置に安定に制御されるまで、長時間（例えば２００
秒）かかるという問題がある。一方、短周期間隔で制御
すると、ベルト端部やベルト上のマークの非直線性によ
り、ベルト蛇行位置あるいは蛇行速度の検知誤差の原因
となるという問題がある。

【００１０】また、上記(2) に示す従来のベルト蛇行制
御装置によると、制御結果にオフセットが微小でも存在
すると、ベルトは一方の方向に絶えず蛇行することにな
り、ベルト端部がフレームに接触して何れベルトの破損
を招いてしまうという問題がある。

【００１１】従って、本発明の目的は、ベルト駆動開始
時や外乱等によって生じた無端ベルトの蛇行をベルトの
破損を招くことなく高精度かつ速やかに収束させること
が可能なベルト蛇行制御装置を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、ベルト駆動開始時や外乱等によっ
て生じた無端ベルトの蛇行をベルトの破損を招くことな
く高精度かつ速やかに収束させて良好な画像を形成する
ことが可能な画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、回転する無端ベルトの蛇行を検出して前記
蛇行を修正するベルト蛇行制御装置において、前記蛇行
の蛇行速度および蛇行位置を検出する検出手段と、前記
蛇行を修正する蛇行修正手段と、前記蛇行速度に基づい
て前記蛇行修正手段を制御して前記蛇行速度を所定の値
まで低下させる第１の制御モード、および前記蛇行位置
に基づいて前記蛇行修正手段を制御して前記蛇行位置を
所定の目標位置に安定化させる第２の制御モードを有
し、前記蛇行速度あるいは前記蛇行位置に応じて前記第
１および第２の制御モードから１つの制御モードを選択
して実行する制御手段を備えることを特徴とするベルト
蛇行制御装置を提供する。無端ベルトの蛇行状況として
は、ベルト駆動開始時の片寄りと、ローラの当接等の外
乱による片寄り等が考えられる。ベルトが張架された複
数のローラのアライメントにずれが生じていると、ベル
ト駆動開始時や外乱発生時にベルトは一方に片寄ろうと
する。ここで、ベルト蛇行位置制御によると、ベルトの
蛇行が予め設定された目標位置に収束するのに長時間か
かり、ベルト蛇行速度制御によると、オフセットの存在
により、ベルトが一方へ絶えず蛇行し続けてベルトの破
損を招くおそれがある。従って、ベルトの蛇行状況に応
じてベルト蛇行速度制御（第１の制御モード）あるいは
ベルト蛇行位置制御（第２の制御モード）を実行するこ
とで、ベルトの蛇行をベルトの破損を招くことなく速や
かに収束することが可能となる。また、ベルトの回転に
同期したベルトの１回転毎にベルト幅方向の蛇行位置を
検出することで、ベルト上の同一の位置で蛇行位置を検
出することになり、高精度な蛇行制御を行うことが可能
になる。

【００１３】本発明は、上記目的を達成するため、回転
する無端ベルトを画像形成手段の一部に含み、前記無端
ベルトの蛇行を検出して前記蛇行を修正することにより
形成される画像の品質を向上させる画像形成装置におい
て、前記蛇行の蛇行速度および蛇行位置を検出する検出
手段と、前記蛇行を修正する蛇行修正手段と、前記蛇行
速度に基づいて前記蛇行修正手段を制御して前記蛇行速
度を所定の値まで低下させる第１の制御モード、および
前記蛇行位置に基づいて前記蛇行修正手段を制御して前
記蛇行位置を所定の目標位置に安定化させる第２の制御
モードを有し、前記蛇行速度あるいは前記蛇行位置に応
じて前記第１および第２の制御モードから１つの制御モ
ードを選択して実行する制御手段を備えることを特徴と
する画像形成装置を提供する。上記構成によれば、ベル
ト駆動開始時や外乱等によってベルトに蛇行が生じて
も、ベルトの蛇行状況に応じてベルト蛇行位置制御（第
１の制御モード）あるいはベルト蛇行速度制御（第２の
制御モード）を行うことで、ベルトの蛇行が速やかに収
束し、良好な画像を形成することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るベルト蛇行制御装置が適用されたベルト駆動装置
を示す。このベルト駆動装置１は、駆動ローラおよびス
テアリングローラの両方の機能を有する駆動ステアリン
グローラ２Ａと、複数の従動ローラ２Ｂと、ばね２ｃｃ
によって付勢され、後述するベルト４に張力を付与する
テンションローラ２Ｃと、各ローラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに
張架され、反射板からなるホームポジションマーク３が
側端側に形成されたベルト４と、ホームポジションマー
ク３を検出するホームポジション検出部５と、ベルト側
端部４ａのベルト幅方向Ｚの位置を検出するベルト端部
位置検出センサ６と、ステアリング駆動ローラ２Ａをベ
ルト４の回転方向Ｘに垂直な上下方向Ｙに傾動させるス
テアリング機構７と、駆動ステアリングローラ２Ａを回
転駆動する回転駆動機構８とを有している。

【００１５】ステアリング機構７は、ステッピングモー
タ等のステアリングモータ７０と、ステアリングモータ
７０の出力軸に取り付けられた偏心カム７１と、駆動ス
テアリングローラ２Ａの一方の軸端部２ａａに嵌設さ
れ、偏心カム７１が当接されるカムフォロア７３とを備
えている。

【００１６】図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。駆動
ステアリングローラ２Ａの一方の軸端部２ａａは、後フ
レーム９０Ａに設けた長穴９０ａに上下動可能に遊嵌さ
れており、駆動ステアリングローラ２Ａの他方の軸端部
２ａｂは、前フレーム９０Ｂに球面軸受９によって回転
自在かつ傾動可能に支持されている。なお、ステアリン
グ機構７は、リニアモータ、油圧シリンダ等の直線運動
するアクチュエータによって直接駆動ステアリングロー
ラ２Ａの軸端部２ａａを上下方向Ｙ（Ｙｕ，Ｙｄ）に移
動させる構造でもよい。

【００１７】回転駆動機構８は、駆動ステアリングロー
ラ２Ａの他方の軸端部２ａｂに取り付けられ、駆動ステ
アリングローラ２Ａの回転数を検出するロータリーエン
コーダ等の回転数検出部８０と、駆動ステアリングロー
ラ２Ａを回転駆動する駆動モータ８１と、駆動モータ８
１の駆動トルクを駆動ステアリングローラ２Ａに伝達す
る巻掛け伝動機構８２とを備えている。巻掛け伝動機構
８２は、駆動ステアリングローラ２Ａの他方の軸端部２
ａｂに取り付けられた大プーリ８２ａと、駆動モータ８
１の出力軸に取り付けられた小プーリ８２ｂと、両プー
リ８２ａ，８２ｂ間に巻装されたベルト８２ｃからな
る。巻掛け伝動機構８２を用いることによって、駆動ス
テアリングローラ２Ａが傾動しても、軸端部２ａａの変
位を吸収して駆動モータ８１の駆動トルクを駆動ステア
リングローラ２Ａに確実に伝達することができる。な
お、巻掛け伝動機構８２は、少なくとも最終段にベル
ト，チェーン，ロープ等の動力伝達部材で軸端部２ａａ
の変位を吸収できる構造なら、前段にギヤ等を用いた伝
動機構としてもよい。

【００１８】図３はホームポジション検出部５を示す。
ホームポジション検出部５は、ホームポジションマーク
３の通過位置に測定光を照射する発光素子５ａと、ホー
ムポジションマーク３で反射された光を受光して所定長
さのパルスのホームポジション検出信号を出力する受光
素子５ｂとを備えている。なお、ホームポジションマー
ク３は、ベルト４に形成した開孔でもよい。この場合、
開孔のホームポジションマークを検出する手段として、
ベルト４を介して対向配置された発光素子および受光素
子を用いることができる。

【００１９】図４はベルト端部位置検出センサ６を示
す。ベルト端部位置検出センサ６は、ベルト幅方向Ｚに
細長いに測定光を照射する投光器６ａと、投光器６ａに
対向する位置にベルト幅方向Ｚに沿って配置され、投光
器６ａからの測定光を受光し、ベルト端部４ａのベルト
幅方向Ｚの位置（ベルト端部位置）を示す検出信号を出
力するＣＣＤアレイ６ｂとを備えている。なお、ベルト
４の側端近傍に回転方向Ｘに沿う所定長さの直線状の開
孔あるいは反射板等からなるマークを形成し、このマー
クの端部位置を透光型あるいは反射型の光センサで検出
してもよい。この場合、マークの端部位置の検出は、ベ
ルト４の１周に１回行えばよいので、上記光センサでホ
ームポジション検出部５を兼用してもよい。これによ
り、構成を簡素化できる。

【００２０】図５はベルト駆動装置１の制御系を示す。
このベルト駆動装置１は、ベルト４の駆動制御および蛇
行制御を行う制御部１０を有し、この制御部１０に、上
記ホームポジション検出部５，ステアリングモータ７
０，回転検出部８０および駆動モータ８１をそれぞれ接
続するとともに、制御部１０に、上記ベルト端部位置検
出センサ６をベルト位置検出部１１を介して接続し、さ
らに、制御部１０による制御に必要な各種の情報を記憶
するメモリ１２を接続している。

【００２１】ベルト蛇行位置検出部１１は、ベルト端部
位置検出センサ６からの検出信号に基づいて、予め設定
された位置（例えば０ｍｍ）を基準とするベルト幅方向
Ｚの位置を示すベルト蛇行位置データを制御部１０に出
力するようになっている。

【００２２】メモリ１２には、制御部１０がベルト蛇行
制御を行うための後述する図６，図７のフローチャート
に示すようなプログラムや、予め設定されたベルト蛇行
位置の目標位置（例えば０ｍｍ）、ベルト蛇行速度の許
容範囲データが記憶されている。また、メモリ１２に
は、後述するベルト蛇行速度制御を行う場合のベルト蛇
行速度に対応するステアリングの切る量、すなわちステ
アリングモータ７０の出力軸の回転量や、後述するベル
ト蛇行位置制御を行う場合のベルト蛇行位置に対応する
ステアリングモータ７０の出力軸の回転量を求めるため
の蛇行修正情報が予め記憶されている。

【００２３】制御部１０は、回転数検出部８０からの回
転数検出信号に基づいて、所定の速度でベルト４が走行
するように駆動モータ８１の回転速度を制御するもので
ある。また、制御部１０は、ベルト蛇行位置検出部１１
からのベルト蛇行位置データの単位時間当たりの変化量
に基づいてベルト端部位置４ａのベルト幅方向Ｚのベル
ト蛇行速度を算出するようになっている。また、制御部
１０は、ベルト駆動開始直後は、求めたベルト蛇行速度
が零となるように駆動ステアリングローラ２Ａのステア
リングを行う「ベルト蛇行速度制御」を行い、ベルト蛇
行速度が略零（許容範囲内）に収まると、メモリ１２が
記憶する目標位置をベルト蛇行速度が略零に収まったと
きに検出したベルト蛇行位置を新たな目標位置として設
定し直するとともに、「ベルト蛇行速度制御」から、ベ
ルト蛇行位置が新たな目標位置となるように駆動ステア
リングローラ２Ａのステアリングを行う「ベルト蛇行位
置制御」に切り替えるものである。

【００２４】次に、ベルト駆動装置１の動作を説明す
る。

【００２５】図６はベルト蛇行速度制御を示すフローチ
ャートである。図示しない主制御部からベルト駆動開始
信号が制御部１０に入力されると（ＳＴ１）、制御部１
０は、駆動モータ８１を駆動してベルト４の走行を開始
する（ＳＴ２）。このベルト駆動開始直後は、制御部１
０は、ベルト４が所定の速度で走行するように駆動制御
を行うとともに、後述するようにベルト蛇行速度制御を
行う。ベルト４の走行に伴い、ホームポジション検出部
５は、ベルト４の表面に形成されたホームポジションマ
ーク３を検出する毎にホームポジション検出信号を制御
部１０に出力する。また、ベルト蛇行位置検出部１１
は、常時、ベルト端部位置検出センサ６からの検出信号
に基づいてベルト蛇行位置データを制御部１０に出力す
る。制御部１０は、ホームポジション検出部５からホー
ムポジション検出信号が到来すると（ＳＴ３）、一定時
間ベルト蛇行位置検出部１１からベルト蛇行位置データ
を取り込み（ＳＴ４）、その取り込んだベルト蛇行位置
データに基づいてベルト蛇行速度を算出する（ＳＴ
５）。次に、制御部１０は、求めたベルト蛇行速度が許
容範囲内か否かをメモリ１２に記憶されているベルト蛇
行速度の許容範囲データを基に判断する（ＳＴ６）。許
容範囲内であれば、後述するステップＳＴ１２に進む。
許容範囲を越えていれば、制御部１０は、求めたベルト
蛇行速度に対応するステアリングモータ７０の出力軸の
回転量をメモリ１２に記憶されているベルト蛇行速度用
の蛇行修正情報から求め、その求めた出力軸の回転量に
基づいてステアリングモータ７０を駆動する（ＳＴ
７）。ステアリングモータ７０は、偏心カム７１を回転
させてカムフォロア７２を介して駆動ステアリングロー
ラ２Ａの一方の軸端部２ａａを上方向Ｙｕあるいは下方
向Ｙｄに傾動させる。制御部１０は、ステップＳＴ３，
ＳＴ４，ＳＴ５と同様に、ホームポジション検出部５か
らホームポジション検出信号が到来すると（ＳＴ８）、
一定時間ベルト蛇行位置データを取り込み（ＳＴ９）、
その取り込んだベルト蛇行位置データに基づいてベルト
蛇行速度を算出する（ＳＴ１０）。次に、制御部１０
は、ステップＳＴ６と同様に、ステップＳＴ１０で求め
たベルト蛇行速度が許容範囲内か否かを判断する（ＳＴ
１１）。許容範囲を越えていれば、上記ステップＳＴ７
に戻る。許容範囲内であれば、制御部１０は、メモリ１
２が記憶する目標位置をステップＳＴ９で取り込んだベ
ルト蛇行位置データが示すベルト蛇行位置を新たな目標
位置として設定し直す（ＳＴ１２）。これにより、ベル
ト４は初期の目標位置（０ｍｍ）から少しずれた位置で
安定に制御される。この後は、制御部１０は、次に説明
するようにベルト蛇行位置制御を行う。

【００２６】図７はベルト蛇行位置制御を示すフローチ
ャートである。制御部１０は、ホームポジション検出部
５からホームポジション検出信号が到来すると（ＳＴ１
３）、ベルト蛇行位置検出部１１からベルト蛇行位置デ
ータを取り込み（ＳＴ１４）、取り込んだベルト蛇行位
置データが示す蛇行位置がメモリ１２に記憶されている
新たな目標位置に達しているか否かを判断する（ＳＴ１
５）。新たな目標位置に達していれば、ステップＳＴ１
３に戻り、新たな目標位置に達していなければ、制御部
１０は、求めたベルト蛇行位置に対応するステアリング
モータ７０の出力軸の回転量をメモリ１２に記憶されて
いるベルト蛇行位置用の蛇行修正情報から求め、その求
めた出力軸の回転量に基づいてステアリングモータ７０
を駆動する（ＳＴ１６）。ステアリングモータ７０は、
偏心カム２１１を回転させてカムフォロア７２を介して
駆動ステアリングローラ２Ａの一方の軸端部２ａａを上
方向Ｙｕあるいは下方向Ｙｄに傾動させる。

【００２７】次に、上述したベルト駆動装置１の効果を
図面を参照して説明する。

【００２８】図８は比較例１の実験結果を示す図であ
り、ベルト駆動開始直後のベルト蛇行位置制御による蛇
行収束状態を示す。ベルト駆動開始時は、各ローラ２
Ａ，２Ｂ，２Ｃ間の平行度（アライメント）、ベルト４
の厚さの不均一等の原因によって張力がベルト４の幅方
向で一様に加わらないことから、ベルト４はベルト幅方
向Ｚに蛇行しはじめる。同図から明らかなように、ベル
ト駆動開始直後にベルト４を目標位置（例えば０ｍｍ）
にくるようにベルト４の１回転毎にベルト蛇行位置制御
を行うと、ベルト４が目標位置で安定に制御されるまで
長い時間（同図では２００秒）がかかることが分かる。

【００２９】図９は比較例２の実験結果を示す図であ
り、ベルト駆動開始直後のベルト蛇行速度制御による蛇
行収束状態を示す。ベルト蛇行速度制御を行った結果、
ベルト蛇行速度が完全に零に収束されずに多少のオフセ
ット（同図では０．１ｍｍ／ｓ）が残ってしまう場合が
ある。この場合は、同図に示すように、ベルト４は一方
向に向かって蛇行し続けることになる。この状態がある
時間続くと、結果的にベルト４やベルトシステムが破損
するおそれがある。

【００３０】図１０は本ベルト駆動装置１の実験結果を
示す図であり、ベルト駆動開始直後のベルト蛇行制御に
よる蛇行収束状態を示す。ベルト駆動開始から約４５秒
でベルト蛇行速度が許容範囲内となり、ベルト駆動開始
からベルト４の蛇行が安定（位置変動が例えば２０μｍ
内）するまでの蛇行収束時間が、比較例１では２００秒
要していたものが、本装置１によれば、図１０に示すよ
うに、７０秒と約１／３に短縮することができた。ま
た、ベルト蛇行速度制御のみを行うと、比較例２に示す
ようにベルト４が一方に向かって蛇行し続けてベルト４
の破損を招くおそれがあるが、本装置１によれば、この
ようなベルト破損の問題を回避することができる。ま
た、ベルト蛇行速度制御からベルト蛇行位置制御に切り
替えた際、同図では目標位置も０ｍｍから０．２ｍｍに
設定し直しているが、画像形成等の実用上問題の生じな
い用途が可能と考えられる。また、ベルト４の１回転毎
にベルト蛇行位置を検出しているので、正確にベルト蛇
行位置を検出することができることから、高精度なベル
ト蛇行制御を行うことができる。

【００３１】図１１は本発明の第２の実施の形態に係る
ベルト蛇行制御装置が適用されたベルト駆動装置の制御
系を示す。なお、第１の実施の形態と機能が同一のもの
には、同一の符号を付してその説明を省略する。この第
２の実施の形態に係るベルト駆動装置１は、第１の実施
の形態とは、制御部１０ａおよびメモリ１２ａが異な
り、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。メ
モリ１２ａには、制御部１０ａの図６および図１２のフ
ローチャートに示すようなプログラムが記憶されてお
り、他は第１の実施の形態と同様のデータが記憶されて
いる。制御部１０ａは、ベルト蛇行位置制御中に外乱信
号が入力されると、ベルト蛇行速度制御を行い、ベルト
蛇行速度が許容範囲内に収まると、そのときに検出した
ベルト蛇行位置を新たな目標位置に設定し直してメモリ
１２に記憶するとともに、新たな目標位置に基づいてベ
ルト蛇行位置制御を行うものである。

【００３２】図１２は第２の実施の形態に係るベルト駆
動装置１の動作を示すフローチャートである。ベルト蛇
行位置制御に移行した後に、ローラのベルト４への当接
等の外力の発生を示す外乱信号が制御部１０に入力され
ると（ＳＴ１３ａ）、制御部１０ａは、図６のステップ
ＳＴ３に戻り、ベルト蛇行速度制御を行う。ベルト蛇行
位置制御に移行した後に、外乱信号が制御部１０ａに入
力されないときは、ベルト蛇行位置制御を続行する。

【００３３】図１３および図１４は第２の実施の形態に
係るベルト駆動装置１の効果を説明するための図であ
り、図１３はベルト蛇行位置制御中に外乱が発生しても
ベルト蛇行位置制御を続行した場合の蛇行収束状態を示
し、図１４は第２の実施の形態のベルト駆動装置１のベ
ルト蛇行制御を示すものであり、ベルト蛇行位置制御中
に外乱が発生したときに、ベルト蛇行位置制御に切り替
えた場合の蛇行収束状態を示す。図１３に示すように、
ベルト蛇行位置制御中に外乱が発生してもベルト蛇行位
置制御を続行すると、外乱が発生してから蛇行が収束す
るまで２００秒以上を要し、非常に長い収束時間がかか
ってしまう。しかし、図１４に示すように、外乱が発生
したときに、ベルト蛇行位置制御に切り替えることによ
り、外乱が発生してから蛇行が収束するまでの収束時間
が７０秒となり、収束時間を１／３に短縮することがで
きる。

【００３４】図１５は本発明の第１の実施の形態に係る
画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置１
００は、第２の実施の形態に係るベルト駆動装置１が適
用され、図１に示すベルト４を用紙搬送ベルト４Ａとし
て用いたタンデム型のものであり、原稿（図示省略）が
載置されるプラテンガラス等の透明の原稿載置台１０１
と、原稿載置台１０１上に載置された原稿を光学的に走
査して原稿から画像データを読み取る画像読取部１０２
と、画像読取部１０２が読み取った画像データを各色
（ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン）のカラー画
像データに色分解し、各カラー画像データに電子写真プ
ロセスの特性を考慮した所定の重み付けを付与する等の
画像処理を施す画像処理部１０３と、画像処理部１０３
による画像処理後の各カラー画像データに基づいて、ブ
ラック（Ｋ）のトナー像を転写する第１の画像形成ユニ
ット１１０と、イエロー（Ｙ）のトナー像を転写する第
２の画像形成ユニット１２０と、マゼンタ（Ｍ）のトナ
ー像を転写する第３の画像形成ユニット１３０と、シア
ン（Ｃ）のトナー像を転写する第４の画像形成ユニット
１４０と、用紙搬送路１５０に沿って供給される記録用
紙Ｐを所定のタイミングで用紙搬送ベルト４Ａに送り込
むレジストローラ１５１と、記録用紙Ｐの供給ポイント
に設けられて所定の電荷を付与する吸着用帯電器１５２
と、トナー像が転写された記録用紙Ｐを剥離するのに必
要な所定の電荷を付与する剥離用帯電器１５３と、用紙
搬送路１５０に沿って供給される記録用紙Ｐのトナー像
を定着して排出する定着器１５４と、用紙搬送ベルト４
Ａを除電する除電器１５５と、ベルト４Ａの表面を清掃
するクリーナー１５６と、画像形成装置１００全体の制
御を行う主制御部（図示省略）を有して概略構成されて
いる。なお、図１５では、ステアリング機構７は、駆動
ステアリングローラ２Ａの手前側に位置し、回転駆動機
構８は、駆動ステアリングローラ２Ａの奥側に位置する
が、これらの機構７，８は図示を省略している。

【００３５】各画像形成ユニット１１０，１２０，１３
０，１４０は、感光体ドラム１１１と、露光前の感光体
ドラム１１１に所定の電荷を付与する露光用帯電器１１
２と、感光体ドラム１１１を対応するカラー画像データ
に基づいて変調されたレーザービームで露光して静電潜
像を形成する露光部１１３と、感光体ドラム１１１に形
成された静電潜像を対応するカラー（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）
のトナーで現像する現像器１１４と、トナー像の転写位
置に配置されて所定の電荷を付与する転写用帯電器１１
５と、感光体ドラム１１１に残留したトナーを除去する
クリーナー１１６と、感光体ドラム１１１を除電する除
電器１１７とを備えている。

【００３６】画像形成装置１００の主制御部は、ベルト
駆動開始時にベルト駆動開始信号をベルト駆動装置１の
制御部１０ａに出力し、転写のタイミングに同期して転
写開始信号を制御部１０ａに出力するようになってい
る。

【００３７】制御部１０ａは、ベルト蛇行位置制御に移
行した後に外乱信号として転写開始信号が入力される
と、ベルト蛇行速度制御を行うようになっている。

【００３８】図１６は図１５に示す画像形成装置１００
における外乱の発生原因を説明するための模式図であ
る。ベルト４Ａには、感光体ドラム１１１上のトナーを
記録用紙Ｐに転写させるため、各転写位置で転写用帯電
器１１５から静電気力が加わる。従って、図１６に示す
ように、感光体ドラム１１１のアライメントがずれてい
ると、転写用帯電器１１５からの転写電界（静電気力）
によってベルト４Ａと感光体ドラム１１１との間の圧力
が高くなり、ベルト４Ａにベルト４Ａの走行方向Ｘに対
してずれた方向Ｘ′に力が発生し、ベルト４Ａが蛇行す
る。このため、制御部１０ａは、ベルト蛇行位置制御に
移行した後に外乱信号として転写開始信号が入力される
と、ベルト蛇行速度制御を行うようにしている。

【００３９】次に、画像形成装置１００の動作を説明す
る。図示しない主制御部が、ベルト駆動開始信号をベル
ト駆動装置１の制御部１０ａに入力すると、制御部１０
ａは、駆動モータ８１を駆動して用紙搬送ベルト４Ａの
走行を開始し、用紙搬送ベルト４Ａが所定の速度で走行
するよう駆動制御を行うとともに、ベルト蛇行速度制御
を行う。ベルト蛇行速度が許容範囲内に収まると、ベル
ト蛇行位置制御に切り替え、目標位置も初期に定めた目
標値（０ｍｍ）からベルト蛇行位置制御に切り替えたと
きのベルト蛇行位置を目標値に設定し直す。図示しない
主制御部が、転写開始信号を制御部１０ａに出力する。
制御部１０ａは、主制御部からの転写開始信号に基づい
てベルト蛇行位置制御からベルト蛇行速度制御に切り替
える。記録用紙Ｐは、図示しない給紙装置から送出され
たレジストローラ１５１で待機している。レジストロー
ラ１５１が所定のタイミングで回転すると、レジストロ
ーラ１５１で待機していた記録用紙Ｐは、用紙搬送路１
５０に沿って用紙搬送ベルト４Ａ上に搬送され、吸着用
帯電器１５２が付与する電荷によって用紙搬送ベルト４
Ａに吸着した後、順次各画像形成ユニット１１０，１２
０，１３０，１４０の感光体ドラム１１１の下を通過
し、その都度、各色のトナー像が転写されていく。最終
トナー像が転写されると、記録用紙Ｐは、剥離用帯電器
１５３が付与する電荷によって用紙搬送ベルト４Ａから
剥離され、用紙搬送路１５０に沿って定着器１５４に搬
送され、定着器１５４で定着された後、図示しない排紙
トレーに排出される。このようにしてフルカラー画像の
複写が行われる。転写後の用紙搬送ベルト４Ａは、除電
器１５５により除電され、クリーナー１５６で清掃され
る。

【００４０】上述した画像形成装置１００によれば、記
録用紙Ｐ上に形成される各色のトナー像の位置ずれが少
なくなり、色むらの少ない良好なフルカラー画像を形成
することができる。

【００４１】図１７は本発明の第２の実施の形態に係る
画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置２
００は、図１に示すベルト４を中間転写ベルト４Ｂとし
て用いたタンデム型のものであり、吸着用帯電器１５
２，剥離用帯電器１５３は用いず、中間転写ベルト４Ｂ
の下流側の二次転写位置に配置され、二次転写ロール２
０１をベルト４Ｂに対し当接する二次転写ローラ出没機
構２０２を備え、二次転写位置を通過するように用紙搬
送路１５０を形成し、用紙搬送路１５０の二次転写位置
より前段に、レジストローラ１５１を配置し、用紙搬送
路１５０の二次転写位置より後段に、定着器１５４を配
置したものであり、他は第１の実施の形態に係る画像形
成装置１００と同様に構成されている。主制御部は、制
御部１０ａに二次転写開始信号を出力するとともに、二
次転写ローラ出没機構２０２を制御して二次転写ロール
２０１をベルト４Ｂに当接させる。制御部１０ａは、ベ
ルト蛇行位置制御に移行した後に、外乱信号として主制
御部から二次転写開始信号が出力されると、ベルト蛇行
速度制御を行う。このような画像形成装置２００によれ
ば、第１の実施の形態に係る画像形成装置１００と同様
の効果を奏する。

【００４２】図１８は本発明の第３の実施の形態に係る
画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置３
００は、図１に示すベルト４を中間転写ベルト４Ｂとし
て用いたタンデム型の転写・定着同時方式のものであ
り、吸着用帯電器１５２，剥離用帯電器１５３は用い
ず、中間転写ベルト４Ｂの下流側の二次転写定着位置に
配置され、二次転写定着ローラ３０１Ａをベルト４Ｂを
介して二次転写定着ローラ３０１Ｂに当接する二次転写
定着ローラ出没機構３０２を備え、二次転写定着位置を
通過するように用紙搬送路１５０を形成し、用紙搬送路
１５０の二次転写定着位置より前段に、レジストローラ
１５１を配置し、他は第１の実施の形態に係る画像形成
装置１００と同様に構成されている。主制御部は、制御
部１０ａに二次転写定着開始信号を出力するとともに、
二次転写定着ローラ出没機構３０２を制御して二次転写
定着ローラ３０１Ａをベルト４Ｂを介して二次転写定着
ローラ３０１Ｂに当接させる。制御部１０ａは、ベルト
蛇行位置制御に移行した後に、外乱信号として主制御部
から二次転写定着開始信号が出力されると、ベルト蛇行
速度制御を行う。このような画像形成装置３００によれ
ば、第２の実施の形態に係る画像形成装置２００と比
べ、定着を行わせる分二次転写部の圧力が高く、蛇行し
易い状況になるが、第１の実施の形態に係る画像形成装
置１００と同様の効果を奏する。

【００４３】なお、本発明は、上記の実施の形態に限定
されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、本発
明は、図１に示すベルト４を感光体ベルトに用いた画像
形成装置に適用してもよい。この場合の外乱としては、
転写電界の付与、転写ロールの当接等が考えられる。ま
た、白黒画像を形成する画像形成装置にも適用してもよ
い。また、本発明のベルト蛇行制御装置は、ベルト上に
対象物を自動載置して搬送する自動搬送装置に適用して
もよい。対象物の上に別の対象物を重ねる場合に、正規
の状態で重ね合わせることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のベルト蛇行
制御装置によると、無端ベルトの蛇行状況に応じてベル
ト蛇行速度制御（第１の制御モード）、あるいはベルト
蛇行位置制御（第２の制御モード）を実行することで、
無端ベルトの蛇行をベルトの破損を招くことなく速やか
に収束することが可能となる。また、無端ベルトの回転
に同期して無端ベルトの１回転毎に蛇行の速度および位
置を検出することで、高精度な蛇行制御を行うことが可
能となる。

【００４５】また、本発明の画像形成装置によると、無
端ベルトの蛇行状況に応じてベルト蛇行速度制御（第１
の制御モード）あるいはベルト蛇行位置制御（第２の制
御モード）を行うことで、無端ベルトの蛇行をベルトの
破損を招くことなく速やかに収束することが可能とな
る。また、無端ベルトの回転に同期して無端ベルトの１
回転毎に蛇行の速度および位置を検出することで、高精
度な蛇行制御を行うことが可能となる。従って、良好な
白黒画像あるいはフルカラー画像を形成することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るベルト駆動装
置の斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るホームポジシ
ョン検出部を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るベルト端部位
置検出センサを示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係るベルト駆動装
置の制御系を示すブロック図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係るベルト駆動装
置の動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係るベルト駆動装
置の動作を示すフローチャートである。

【図８】比較例１の実験結果を示す図である。

【図９】比較例２の実験結果を示す図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るベルト駆動
装置の実験結果を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るベルト駆動
装置の制御系を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るベルト駆動
装置の動作を示すフローチャートである。

【図１３】ベルト蛇行位置制御中に外乱が発生してもベ
ルト蛇行位置制御を続行した場合の蛇行収束状態を示す
図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るベルト駆動
装置のベルト蛇行制御を示すものであり、ベルト蛇行位
置制御中に外乱が発生したときに、ベルト蛇行位置制御
に切り替えた場合の蛇行収束状態を示す図である。

【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装
置の概略構成図である。

【図１６】外乱の発生原因を説明するための模式図であ
る。

【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装
置の概略構成図である。

【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ベルト駆動装置２Ａ駆動ステアリングローラ２ａａ，２ａｂ軸端部２Ｂ従動ローラ２Ｃテンションローラ３ホームポジションマーク４ベルト４Ａ用紙搬送ベルト４Ｂ中間転写ベルト４ａベルト側端部５ホームポジション検出部５ａ発光素子５ｂ受光素子６ベルト端部位置検出センサ６ａ投光器６ｂＣＣＤアレイ７ステアリング機構７０ステアリングモータ７１偏心カム７２カムフォロア８回転駆動機構８０回転数検出部８１駆動モータ８２巻掛け伝動機構８２ａ大プーリ８２ｂ小プーリ８２ｃベルト１０，１０ａ制御部１１ベルト蛇行位置検出部１２，１２ａメモリ９０Ａ後フレーム９０ａ長穴９０Ｂ前フレーム１００，２００，３００画像形成装置１０１原稿載置台１０２画像読取部１０３画像処理部１１０第１の画像形成ユニット１１１感光体ドラム１１２露光用帯電器１１３露光部１１４現像器１１５転写用帯電器１１６クリーナー１１７除電器１２０第２の画像形成ユニット１３０第３の画像形成ユニット１４０第４の画像形成ユニット１５０用紙搬送路１５１レジストローラ１５２吸着用帯電器１５３剥離用帯電器１５４定着器１５５除電器１５６クリーナー２０１二次転写ローラ２０２二次転写ローラ出没機構３０１Ａ，３０１Ｂ二次転写定着ローラ３０２二次転写定着ローラ出没機構Ｐ記録用紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する無端ベルトの蛇行を検出して前記
蛇行を修正するベルト蛇行制御装置において、前記蛇行の蛇行速度および蛇行位置を検出する検出手段
と、前記蛇行を修正する蛇行修正手段と、前記蛇行速度に基づいて前記蛇行修正手段を制御して前
記蛇行速度を所定の値まで低下させる第１の制御モー
ド、および前記蛇行位置に基づいて前記蛇行修正手段を
制御して前記蛇行位置を所定の目標位置に安定化させる
第２の制御モードを有し、前記蛇行速度あるいは前記蛇
行位置に応じて前記第１および第２の制御モードから１
つの制御モードを選択して実行する制御手段を備えるこ
とを特徴とするベルト蛇行制御装置。
【請求項２】前記蛇行修正手段は、前記無端ベルトが張
架される複数のローラのうち１つのローラを傾動させる
構成の請求項１記載のベルト蛇行制御装置。
【請求項３】前記検出手段は、前記無端ベルトの回転に
同期して前記無端ベルトの１回転毎に前記蛇行速度およ
び前記蛇行位置を検出する構成の請求項１記載のベルト
蛇行制御装置。
【請求項４】前記検出手段は、前記蛇行位置を検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記蛇行
位置の単位時間当たりの変化量に基づいて前記蛇行速度
を演算する演算手段を備える構成の請求項１記載のベル
ト蛇行制御装置。
【請求項５】前記位置検出手段は、前記無端ベルトの側
端部、あるいは前記無端ベルトに設けたマークに基づい
て前記蛇行位置を検出する構成の請求項４記載のベルト
蛇行制御装置。
【請求項６】前記制御手段は、前記蛇行速度が前記所定
の値より大なるとき、前記第１の制御モードを実行し、
前記蛇行速度が前記所定の値まで低下したとき、前記蛇
行位置に応じた位置を新たな目標位置として設定すると
ともに、前記新たな目標位置に基づいて前記第２の制御
モードを実行する構成の請求項１記載のベルト蛇行制御
装置。
【請求項７】前記制御手段は、ベルト起動開始信号が入
力されたとき、前記第１の制御モードを実行する構成の
請求項６記載のベルト蛇行制御装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記無端ベルトに外部よ
り機械エネルギー，電気エネルギー等のエネルギーが付
与されたとき、前記第１の制御モードを実行する構成の
請求項６記載のベルト蛇行制御装置。
【請求項９】回転する無端ベルトを画像形成手段の一部
に含み、前記無端ベルトの蛇行を検出して前記蛇行を修
正することにより形成される画像の品質を向上させる画
像形成装置において、前記蛇行の蛇行速度および蛇行位置を検出する検出手段
と、前記蛇行を修正する蛇行修正手段と、前記蛇行速度に基づいて前記蛇行修正手段を制御して前
記蛇行速度を所定の値まで低下させる第１の制御モー
ド、および前記蛇行位置に基づいて前記蛇行修正手段を
制御して前記蛇行位置を所定の目標位置に安定化させる
第２の制御モードを有し、前記蛇行速度あるいは前記蛇
行位置に応じて前記第１および第２の制御モードから１
つの制御モードを選択して実行する制御手段を備えるこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記蛇行修正手段は、前記無端ベルトが
張架される複数のローラのうち１つのローラを傾動させ
る構成の請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記検出手段は、前記無端ベルトの回転
に同期して前記無端ベルトの１回転毎に前記蛇行速度お
よび前記蛇行位置を検出する構成の請求項９記載の画像
形成装置。
【請求項１２】前記検出手段は、前記蛇行位置を検出す
る位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記蛇
行位置の単位時間当たりの変化量に基づいて前記蛇行速
度を演算する演算手段を備える構成の請求項９記載の画
像形成装置。
【請求項１３】前記位置検出手段は、前記無端ベルトの
側端部、あるいは前記無端ベルトに設けたマークに基づ
いて前記蛇行位置を検出する構成の請求項１２記載の画
像形成装置。
【請求項１４】前記制御手段は、前記蛇行速度が前記所
定の値より大なるとき、前記第１の制御モードを実行
し、前記蛇行速度が前記所定の値まで低下したとき、前
記蛇行位置に応じた位置を新たな目標位置として設定す
るとともに、前記新たな目標位置に基づいて前記第２の
制御モードを実行する構成の請求項９記載の画像形成装
置。
【請求項１５】前記制御手段は、ベルト起動開始信号が
入力されたとき、前記第１の制御モードを実行する構成
の請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記制御手段は、前記無端ベルトに外部
より機械エネルギー，電気エネルギー等のエネルギーが
付与されたとき、前記第１の制御モードを実行する構成
の請求項１４記載の画像形成装置。