ベルト駆動装置及び画像形成装置
【課題】中間転写ベルト６０６の幅方向端部（エッジ）の段差の存在により、ベルトの寄り制御の精度が低下することを防止できる構造を実現する。
【解決手段】中間転写ベルト６０６の内周面に、段差を跨ぐように基準マーク３を設ける。そして、基準検知センサ２により基準マーク３の回転方向後端を検知した時点で、設定されたサンプリング周期でエッジ検知センサ１によりエッジの検知を開始する。このサンプリング周期Ｔｓは、Ｌ１≦Ｖ×Ｔｓ、Ｌ２＝Ｋ×(Ｖ×Ｔｓ)を満たすように設定する。ここで、Ｌ１は基準マーク３の周方向の長さ、Ｖは中間転写ベルト６０６の回転速度、Ｌ２は基準検知センサ２からエッジ検知センサ１までの周方向の長さ、Ｋは自然数である。これにより、エッジ検知センサ１が段差を検知することがなく、寄り制御を高精度で行える。
【解決手段】中間転写ベルト６０６の内周面に、段差を跨ぐように基準マーク３を設ける。そして、基準検知センサ２により基準マーク３の回転方向後端を検知した時点で、設定されたサンプリング周期でエッジ検知センサ１によりエッジの検知を開始する。このサンプリング周期Ｔｓは、Ｌ１≦Ｖ×Ｔｓ、Ｌ２＝Ｋ×(Ｖ×Ｔｓ)を満たすように設定する。ここで、Ｌ１は基準マーク３の周方向の長さ、Ｖは中間転写ベルト６０６の回転速度、Ｌ２は基準検知センサ２からエッジ検知センサ１までの周方向の長さ、Ｋは自然数である。これにより、エッジ検知センサ１が段差を検知することがなく、寄り制御を高精度で行える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトを寄り制御しつつ回転駆動するベルト駆動装置、及び、このようなベルト駆動装置を有する、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の印刷生産性を上げるための高速化に伴い、無端ベルト状の転写ベルトに複数の像担持体を並べて配置し、各色の作像プロセスを並行処理する構成のタンデム方式が主流となっている。例えば電子写真方式のフルカラー画像形成装置における中間転写ベルトがその代表例として挙げられるが、更なる高速化対応技術を安価な構成で提供することが求められている。
【０００３】
中間転写ベルトは各色のトナー像が順次ベルト表面に重ねあわされて転写され、記録材に対してフルカラーのトナー像を一括的に転写するというものであり、駆動ローラをはじめとする複数のローラによって張架および走行駆動されている。このような、複数のローラに張架された無端ベルトは、ローラの外径精度や各ローラ間のアライメント精度などによって、走行駆動時にいずれかの端部方向に寄ってしまうという課題が一般的に知られている。
【０００４】
このベルト寄りに対して、従来から、ベルトエッジ（幅方向端部）の位置変動を検知して、ベルトの内周保持部材の１つであるステアリングローラに傾きを与えることで、ベルトの寄りをコントロールする寄り制御が行われている。この寄り制御はベルト寄りきりによるベルト破損を防止することに効果がある。また、ベルトのエッジ位置を複数回検知することでベルトの搬送方向変動を検出し画像形成タイミングを調整することで色ずれも抑制する方法が提案されている。
【０００５】
更に、その制御精度を向上させる為に、ベルトエッジ形状のデータを取得、記憶し、取得したデータと記憶したデータを比較した結果に基づいてステアリングの制御に反映させる方法が提案されている（特許文献１参照）。このベルトエッジ形状データの取得は、ベルトの周方向面上に設けられた基準マークの位置を基準検知センサで読み取り、基準マークの検知をトリガーにベルト１周でＮ回のサンプリングすることによって実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９５９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように、ベルトのエッジ形状を検知してベルトの寄り制御を行う場合、以下の問題があった。まず、中間転写ベルトなどの無端ベルトは、低コストで生産するため、ベルトの幅方向長さを複数個分の長さで成型し、後加工で実使用幅の長さに切断して得られる。即ち、実際に使用するベルトよりも幅方向の長さが長いベルト基材を製造し、このベルト基材を切断することにより実際に使用するベルトを得るようにしている。また、無端ベルトのエッジ形状の精度、エッジ部のベルト厚みムラの精度を確保する為に、後加工でベルトエッジ部を切断加工して使用する場合がある。
【０００８】
何れにしても、ベルト基材を切断する場合、切断するための工具をベルトの周方向に沿って相対移動させる。この際、切断開始位置と切断終了位置とでずれが生じ、この部分が段差としてベルトの幅方向端部（エッジ）に存在することになる。即ち、切断する際には、ベルトを回転しつつ工具をこのベルトの所定位置に当てて切断するが、この切断作業の際もベルトの寄り制御を行う。このため、切断開始位置と切断終了位置とを一致させることが難しく、この部分に段差が生じてしまう。
【０００９】
このようにエッジに段差を有する無端ベルトの寄り制御を、エッジ形状の検知結果（プロファイル）により実施する場合、段差を誤検知して寄り制御を好ましく行えない可能性がある。即ち、ベルトのエッジをサンプリングすると、図１５に示す様な、段差Ｄを有するプロファイルを取得する。そして、このように取得したプロファイルを、記憶したプロファイルと比較して、その差分に応じて寄り制御を行うが、図１６に示す様に、段差Ｄの位置が、取得プロファイルと記憶プロファイルとでずれる場合がある。即ち、ベルトの回転速度の変動などにより、時間軸でプロファイルに微小なずれが生じると、段差Ｄの位置も時間軸でずれて検知される。
【００１０】
このように取得プロファイルと記憶プロファイルとで段差Ｄとの位置がずれて検知されると、図１７に示す様に、段差Ｄの振幅が大きい分、その差分が大きく検知されてしまう。そして、実際には差分が大きくないにも拘らず、「差分が大きい」と誤検知されてしまう。このように誤検知された差分により寄り制御を行うと、ベルトの蛇行が大きくなったりするなど、想定していた制御から外れてしまう。即ち、寄り制御の精度が低下してしまう。
【００１１】
特に、近年、画像形成装置の高速化に伴って、ベルトの回転速度が速くなり、ベルトエッジの切断段差がエッジ検知センサを通過する際に、センサが受ける衝撃は大きくなる。このため、切断段差を検知してしまうと、取得形状のノイズが大きくなったりして、取得プロファイルが不安定になり、制御上好ましくない。
【００１２】
このような段差が存在することによる寄り制御の問題に対して、この段差を小さくすべくベルトの加工精度を向上させることが考えられる。但し、加工精度を向上させるとベルトの製造コストが増大することが避けられない。
【００１３】
また、ベルトを複数周駆動して段差の位置を特定し、それに基づいて制御を行うことも考えられる。但し、ベルトを複数周駆動する分、画像形成装置の生産性が低下してしまう。したがって、何れの場合も、近年の画像形成装置の低コスト化、生産性の向上と言う要求に反してしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑み、ベルトの幅方向端部の段差の存在により、ベルトの寄り制御の精度が低下することを防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、無端ベルトと、前記無端ベルトを回転駆動する駆動手段と、前記無端ベルトを回転方向に交差する幅方向に移動させる移動手段と、前記無端ベルトの基準位置を検知する基準検知手段と、前記無端ベルトの幅方向端部の形状を検出して、前記無端ベルトの幅方向位置を検知する端部検知手段と、前記基準検知手段により前記無端ベルトの基準位置を検知してから、設定されたサンプリング周期で前記無端ベルトの幅方向位置を前記端部検知手段に検知させ、この検知結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記無端ベルトには、幅方向端部に存在する段差の位置を特定するための印が設けられ、前記サンプリング周期は、前記基準検知手段が前記印を基準位置として検知したタイミングに基づいて、前記端部検知手段による検知が前記段差から外れた位置で行われるように設定されている、ことを特徴とするベルト駆動装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、端部検知手段が段差を検知することはないため、ベルトの幅方向端部の段差の存在により、ベルトの寄り制御の精度が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】図１の上半部を拡大して示す図。
【図３】中間転写ベルトのステアリング機構の概略斜視図。
【図４】感光ドラムと中間転写ユニットの概略斜視図。
【図５】ベルト基材の斜視図。
【図６】ベルト基材を切断する構成を説明するための概略斜視図。
【図７】ベルト基材の切断途中を示す、図６と同様の図。
【図８】ベルト基材を切断した状態を示す概略斜視図。
【図９】ベルトの幅方向端部に存在する段差を拡大して示す概略斜視図。
【図１０】ベルトの段差を跨ぐように設けた基準マーク周辺を拡大して示す概略斜視図。
【図１１】ベルト寄り制御のブロック図。
【図１２】中間転写ユニットの概略構成断面図。
【図１３】ベルトの幅方向端部の取得プロファイルとサンプリング間隔を示す図。
【図１４】ベルト寄り制御のフローチャート。
【図１５】エッジ検知センサにより取得したベルトの幅方向端部のプロファイルを示す図。
【図１６】ベルトの幅方向端部の取得プロファイルと記憶プロファイルとが時間軸でずれた状態を示す図。
【図１７】図１６の取得プロファイルと記憶プロファイルとの差分を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態について、図１ないし図１４を用いて説明する。まず、図１を用いて本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。なお、本発明は、電子写真方式、インクジェット方式などの画像形成装置に適用可能であるが、本実施形態は、本発明を電子写真方式の画像形成装置に適用したものである。
【００１９】
［画像形成装置］
画像形成装置６０は、４色の画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋを中間転写ベルト６０６上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置であり、厚紙対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。このような画像形成装置６０は、各画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋでそれぞれ形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０６上に重ねて転写し、二次転写部Ｔ２で搬送されてきた記録材Ｓに中間転写ベルト６０６上のトナー像を転写する。この記録材Ｓの搬送プロセスについて説明する。
【００２０】
［記録材の搬送プロセス］
記録材Ｓは、記録材収納庫６１内のリフトアップ装置６２上に積載される形で収納されており、給紙手段６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。ここで、給紙手段６３は給紙ローラ等による摩擦分離を利用する方式と、エアによる分離吸着を利用する方式が挙げられるが、図１ではこのうち後者を用いるものとする。
【００２１】
給紙手段６３により送り出された記録材Ｓは搬送ユニット６４が有する搬送パス６４ａを通過し、レジストレーション装置６５へと搬送される。レジストレーション装置６５において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。
【００２２】
二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト６０６を介して対向する二次転写内ローラ６０３と二次転写外ローラ６６により形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。これら両ローラの間に所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで、中間転写ベルト６０６から記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。
【００２３】
［画像形成プロセス］
以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像形成プロセスについて説明する。画像形成部６１３ｙは、像担持体である感光体（感光ドラム）６０８ｙ、露光装置６１１ｙ、現像装置６１０ｙ、一次転写装置６０７ｙ、および感光体クリーナ６０９ｙ等から構成される。
【００２４】
予め帯電手段により表面を一様に帯電され、図中反時計回りの方向に回転する感光体６０８ｙに対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置６１１ｙが駆動され、回折手段６１２ｙ等を適宜経由して潜像が形成される。感光体６０８ｙ上に形成された静電潜像は、現像装置６１０ｙによるトナー現像を経て、感光体上にトナー像として顕在化する。
【００２５】
その後、一次転写装置６０７ｙにより所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、走行駆動する無端ベルトである中間転写ベルト６０６上にトナー像が転写される。転写後に感光体６０８ｙ上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ６０９ｙにより回収され、再び次の画像形成に備える。
【００２６】
以上説明した画像形成部６１３ｙは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部である。図１の場合、他にマゼンタ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部６１３ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部６１３ｃおよびブラック（Ｂｋ）の画像を形成する画像形成部６１３ｋを有する。これらの画像形成部６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋは、画像形成部６１３ｙ等同様の構成及び作用を有するため、説明は省略する。なお、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。
【００２７】
無端ベルトである中間転写ベルト６０６は、内周保持部材である、駆動ローラ６０４、テンションローラでもあるステアリングローラ６０５、二次転写内ローラ６０３等のローラによって張架され、図１中矢印ｎの方向へと回転駆動される。上述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢｋの各画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト６０６上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６０６上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。
【００２８】
以上、それぞれ説明した記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｓは定着前搬送部６７により定着装置６８へと搬送される。定着装置６８は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。
【００２９】
このようにして得られた定着画像を有する記録材Ｓは、分岐搬送装置６９により、そのまま排紙トレイ６００上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置６０１へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、反転搬送装置６０１へと送られた記録材Ｓはスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置６０２へと搬送される。その後、記録材収納庫６１より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、搬送ユニット６４が有する再給紙パス６４ｂから合流し、同様に二次転写部Ｔ２へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、上述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。
【００３０】
［中間転写ユニット］
次に、無端ベルトである中間転写ベルト６０６を回転駆動するベルト駆動装置である中間転写ユニット２００について、図２ないし図４を用いて説明する。中間転写ユニット２００は、中間転写ベルト６０６、駆動手段である駆動ローラ６０４、移動手段であるステアリングローラ６０５、基準検知手段である基準検知センサ２、端部検知手段であるエッジ検知センサ１、制御手段である制御部Ｃを備える。
【００３１】
中間転写ベルト６０６は、上述したように無端ベルトで複数のローラにより張架され、不図示の駆動モータにより駆動される駆動ローラ６０４により、図２の矢印ｎ方向に回転速度（走行速度）Ｖで回転駆動される。ここでステアリングローラ６０５は、他の内周保持部材に対するベルト張架面と交わる方向の平行度を逐次変化させるステアリングローラ傾斜手段であるステアリング機構２０１により支持されている。
【００３２】
ステアリング機構２０１は、走行駆動時にベルトが斜めに走行する、いわゆるベルト寄りを修正する役割を担うものである。本実施形態では、図３に示すように、ステアリングローラ６０５を支持する両端の軸受部６２２、６２３のうち片側をステアリングアーム８が抱えている。ステアリングアーム８は、図示しない引張りバネなどの付勢手段によるモーメントが回動中心となる支持軸４に対して与えられ、常時ステアリングカム５のカム面に付勢するよう構成されている。ステアリングカム５は、図３のステアリングモータ６２４の軸上に取り付けられるなどして任意に位相が制御できるようになっている。
【００３３】
したがって、ステアリングカム５が図２の矢印ａ方向に回転すると、ステアリングアーム８およびステアリングローラ６０５が矢印ｂ方向へ揺動する。一方、ステアリングカム５を矢印ａと逆側に駆動すればステアリングアーム８も矢印ｂと逆側へ揺動する。
【００３４】
このように、本実施形態におけるステアリング機構２０１は、ステアリングローラ６０５の固定側の軸受部６２３を基準に他端の軸受部６２２を可動させることで、その軸アライメントを崩すようにしたものである。この軸アライメントの可変範囲は、ステアリングカム５のカム形状および支持軸４からステアリングローラ６０５までの距離によって決まり、ベルト寄りの修正に要する最大ステアリング量などから最適な値が割り付けられる。
【００３５】
なお、中間転写ベルト６０６には所定の張力を付与する必要がある。このため、本実施形態ではステアリングローラ６０５が、図３に示す付勢バネ６２５、６２６により中間転写ベルト６０６の張架面に対し交わる方向に付勢保持され、テンションローラの役割も同時に兼ねている。また、アイドラローラ６２１を感光体６０８ｙ〜６０８ｋとステアリングローラ６０５の間に配置することで、ステアリング動作に伴う一次転写部近傍のベルト面が大きく変動しないように抑制している。
【００３６】
また、本実施形態の場合、図２、４に示すように、ベルトの回転方向に交差（略直交）する幅方向におけるベルト位置を検知するエッジ検知センサ１を備えている。エッジ検知センサ１は、ベルトの幅方向端部の形状を検出して、このベルトの幅方向位置を検知する。本実施形態の場合、例えば、ベルトの幅方向端部に接触するアーム式の接触子が倒れた量をギャップセンサなどにより中間転写ベルト６０６のエッジ形状Ｆ１を検出し、その移動量(すなわちベルトの寄り量)に変換する。なお、エッジ検知センサ１としては、このような接触式以外のもので、例えば、レーザを使用した非接触式のものでも良い。要は、ベルトの幅方向端部の形状を検出できれば良い。
【００３７】
更に、図２に示すように、中間転写ベルト６０６の内周面には中間転写ベルト６０６の回転方向（周方向）の基準位置となる基準マーク３（シート状のシールなど）が貼り付けられている。基準マーク３は、中間転写ベルト６０６の走行中に基準検知センサ２によって検知される。基準検知センサ２は、中間転写ベルト６０６の内周面に対向するように配置され、例えば、内周面に向けて光を照射し、その反射光を検知することにより基準マーク３を検知する。この基準検知センサ２の中間転写ベルト６０６の回転方向の位置は、後述する関係を満たす。
【００３８】
［中間転写ベルトのエッジ形状及び構成について］
次に、図５ないし図９を用いて中間転写ベルト６０６のエッジ形状と、基準マーク３の貼り付け位置の詳細に関して説明する。中間転写ベルト６０６を製造する場合、図５に示すように、まず、中間転写ユニット２００に取り付けられる（実際に使用される）中間転写ベルト６０６よりも幅方向の長さが長い無端状のベルト基材７００を製造する。本実施形態の場合、ベルト基材７００の幅は、中間転写ベルト６０６の幅の約２倍強の長さとしている。そして、このベルト基材７００を、幅方向所定位置である、図５の点線Ｅ１部で周方向に沿って切断することにより、１回の成型と切断加工で２本の中間転写ベルトを生産できる。
【００３９】
また生産過程でベルト基材７００の端部エリア（点線Ｅ２、点線Ｅ３の外側）において、バリやヒケが生じたり、ベルト基材７００の周方向に厚みが不安定でムラ生じたりする場合がある。この場合には、点線Ｅ２、点線Ｅ３部を切断して中間転写ベルト６０６のエッジ精度を確保する。
【００４０】
以上のベルト基材７００の切断は、図６に示すようなベルト基材カット装置３００で実施される。ベルト基材７００は、不図示の駆動ローラ及びテンションローラにより張架され、テンションローラにより矢印Ｔ方向へ張力が付与され、駆動ローラにより矢印ｍ方向に駆動される。切断作業は、ベルト基材７００を駆動ローラにより回転させつつ、図６に示すようにカット手段であるカッター３０１により、点線Ｅ１上の周方向任意のＣ部から切断が開始される。即ち、Ｃ部が切断開始位置である。そして、ベルト基材７００を１周させて、カッター３０１によりベルト基材７００を切断する。
【００４１】
なお、点線Ｅ２及び点線Ｅ３においても、必要に応じて同様に切断動作が行われる。この場合、カッター３０１は、各点線位置にそれぞれ複数個配置して、これら各位置を同時に切断するようにしても良いし、１個或いは複数個のカッターを、幅方向に移動させて各々の位置で順次切断するようにしても良い。
【００４２】
図８は、ベルト基材７００を点線Ｅ１〜Ｅ３で切断した状態を示す。図５のベルト基材７００は以上のように切断され、図８に示すような２本の中間転写ベルト６０６、６０６ａが作成される。このように製造される中間転写ベルト６０６、６０６ａの幅方向端部には、図８に示すエッジ形状Ｆ１、Ｆ３、Ｆ１´、Ｆ２、がそれぞれ形成される。
【００４３】
ここで、図７に示す様に、ベルト基材７００を駆動走行させながら切断する際に、このベルト基材７００を張架する駆動ローラやテンションローラなどの張架ローラ３のミスアライメント等により、寄り動作が発生する。この寄り動作は、装置の調整等によって寄り量を抑制する工夫がなされるが、その寄り量をゼロにすることは難しい。このため、ベルト基材７００を切断すべく回転駆動すると、ベルト基材７００が図７のｓｑ方向に寄ってしまう。そして、図９に示すように、切断開始位置Ｄ１と切断終了位置Ｄ２の幅方向位置にずれが生じる。この結果、中間転写ベルト６０６の１周のエッジ形状Ｆ１において、段差Ｄが生じる。
【００４４】
本実施形態では、このように製造過程で生じる段差Ｄに対応した位置に、図１０に示すように、この段差Ｄの位置を特定するための印である基準マーク３を設けている。即ち、中間転写ベルト６０６の内周面に、幅方向端部に存在する段差Ｄ（切断開始位置Ｄ１と切断終了位置Ｄ２）を回転方向に跨ぐように、基準マーク３を設けている。この基準マーク３の回転方向の長さは、段差Ｄの回転方向の長さよりも長く、所定の範囲Ｌ１を有する。したがって、段差Ｄは回転方向に関し、この所定の範囲Ｌ１内に位置する。
【００４５】
このような基準マーク３は、シールを貼ることで設けても良いし、塗料などを直接塗布することにより設けても良い。更には磁石などを貼り付けて磁気を検知するようにしても良い。何れにしても、基準マーク３を設けて基準検知センサ２によってこの基準マーク３を検知することにより、段差Ｄの位置を特定することができる。なお、基準マークは、上述の所定の範囲Ｌ１の少なくとも後端に設けられていれば良い。また、段差Ｄの位置を特定するためには、段差Ｄとの位置関係が明らかな位置に印が存在すれば良い。例えば、段差Ｄからベルトの周方向に所定の長さずれた位置に印を設けても良い。
【００４６】
［ステアリング制御とベルトエッジ検知について］
次に、図１１ないし図１４を用いて本実施形態におけるベルト寄りを修正するステアリング制御、及び、ベルトエッジ検知について説明する。図１１に示すように、本実施形態の制御部Ｃは、エッジ検知センサ１の検知結果から、予め設定された目標エッジ位置との差分をベルトエッジ差分算出手段５１により算出し、これに基づいて制御コントローラ５０が中間転写ユニット２００を制御する。
【００４７】
ここで、予め設定された目標エッジ位置は、エッジ検知センサ１により中間転写ベルト６０６のエッジをサンプリングして、エッジ形状のプロファイルを取得し、このプロファイルに基づいて定めている。即ち、このプロファイルを記憶手段５０３に記憶し、実際の寄り制御時に検知したベルトのエッジ形状のプロファイルとの差分を算出する。そして、この差分に基づき、ベルトを目標位置へと寄り制御を行う。
【００４８】
また、サンプリングは、基準検知センサ２により中間転写ベルト６０６の基準位置を検知してから、設定されたサンプリング周期で行うが、本実施形態の場合、この基準位置は、基準マーク３（所定の範囲Ｌ１）の回転方向端部としている。即ち、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向端部（ここでは後端）を検知すると、エッジ検知センサ１により、次述するように設定されたサンプリング周期でベルトのエッジを検知する。また、サンプリング周期は、１周ごとに、即ち、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向後端を検知するごとにリセットされる。
【００４９】
本実施形態の場合、このようなベルトのエッジ検知は、中間転写ベルト６０６の１周ごとに、エッジ検知センサ１によるサンプリングを複数回行うが、この検知間隔時間（サンプリング周期）Ｔｓは、次のように設定している。即ち、サンプリング周期は、基準検知センサ２が基準マーク３を基準位置として検知したタイミングに基づいて、エッジ検知センサ１による検知が段差Ｄから外れた位置で行われるように設定されている。
【００５０】
具体的には、次のように行っている。図１２に示すように、基準マーク３の周方向の長さ（所定の範囲）をＬ１、中間転写ベルト６０６の矢印ｎ方向への回転速度をＶ、基準検知センサ２の検知位置Ｈｓからエッジ検知センサ１の検知位置Ｅｓまでの周方向の長さをＬ２とする。なお、Ｌ２は、回転方向ｎに関し、基準検知センサ２から二次転写内ローラ６０３、駆動ローラ６０４を通るエッジ検知センサ１までの長さである。また、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向端部を検知した時点で、エッジ検知センサ１が検知を開始する。
【００５１】
この時に以下の２つの関係式を満たすようにしている。なお、Ｋは自然数である。
Ｌ１≦Ｖ×Ｔｓ
Ｌ２＝Ｋ×(Ｖ×Ｔｓ)
【００５２】
即ち、この２式を満たすように、サンプリング周期Ｔｓ、エッジ検知センサ１と基準検知センサ２との位置関係、基準マーク３の周方向の長さＬ１等を適切に設定する。具体的には、エッジ検知センサ１と基準検知センサ２との位置関係（Ｌ２）、中間転写ベルト６０６の回転速度Ｖが定まっているとすると、基準マーク３の周方向の長さＬ１に対応させて、サンプリング周期Ｔｓを設定することになる。
【００５３】
基準マーク３の回転方向の長さＬ１を、サンプリングの間隔（Ｖ×Ｔｓ）以下とすることにより、この基準マーク３の範囲内に存在する段差Ｄの回転方向前後でサンプリングが行われる。また、基準検知センサ２とエッジ検知センサ１との間の距離を、サンプリングの間隔の自然数倍とする。これにより、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向後端を検知したタイミングでエッジ検知センサ１が検知を開始すれば、上述のサンプリングの間隔では、エッジ検知センサ１が段差Ｄを検知することはない。なお、検知する基準マーク３の位置は回転方向前端でも良い。
【００５４】
例えば、Ｋ＝１１と設定すると、図１３に破線で示すタイミングでエッジ検知センサ１によるサンプリングが行われる。即ち、基準検知センサ２が基準マーク３の後端を検知したことをトリガーに中間転写ベルト６０６のエッジ形状Ｆ１の取得が開始されるため、エッジ検知センサ１が段差Ｄを検知することはない。
【００５５】
なお、サンプリング周期は、エッジ検知センサ１が検知を開始するタイミングを、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向後端を検知したタイミングからずらせば、上述の関係を満たさなくても良い。例えば、基準検知センサ２が検知してから所定時間経過後に、エッジ検知センサ１が検知を開始するようにした場合、この所定時間を考慮して、サンプリング周期を設定する。
【００５６】
このような本実施形態のステアリング制御とベルトエッジ検知の流れについて、図１４を用いて説明する。まず、作像指示や、各種画像調整モードにおいて中間転写ベルト６０６の駆動開始が指示されると（Ｓ８００）、図１１の制御コントローラ５０からベルト駆動モータドライバ５００に駆動開始指令が送信される（Ｓ８０１）。引続き、ステアリング機構２０１によるベルト寄り制御が開始される（Ｓ８０２）。基準検知センサ２が中間転写ベルト６０６内周面の基準マーク３の後端を検知すると（Ｓ８０３のＹｅｓ）、制御コントローラ５０は、上述のサンプリング周期Ｔｓでエッジ検知センサ１のベルトエッジ位置データを取得する（Ｓ８０４）。
【００５７】
そして、ベルトエッジ差分算出手段５１により、予め設定された目標エッジ位置との差分が算出される（Ｓ８０５）。制御コントローラ５０においては、ベルト位置検知手段であるエッジ検知センサ１の複数回Ｎの検知結果を用いることで、所謂ＰＩＤ制御の演算則に従って、ステアリングカム５の目標位相が算出される（Ｓ８０６）。その目標位相にしたがってステアリングカム駆動モータドライバ５０１に駆動指令が送信される（Ｓ８０７）。
【００５８】
そして以降、Ｓ８０３からＳ８０７までの動作は中間転写ベルトが駆動動作されている間は所定の制御間隔で常時繰り返される（Ｓ８０８）。作像や各種画像調整モードが終了すると、ベルト駆動モータドライバへ駆動停止指令が送信され（Ｓ８０９）、中間転写ベルト６０６の回転が停止する（Ｓ８１０）。
【００５９】
本実施形態の場合、エッジ形状Ｆ１データの取得時は、段差Ｄ近傍をサンプリングすることがなくなる為、得られたエッジ形状Ｆ１のデータの中に、段差Ｄのノイズが含まれることがなくなり、中間転写ベルト６０６の寄り量を高精度に検出できる。このため、段差Ｄの存在により寄り制御の精度が低下することを防止できる。これにより、中間転写ベルト６０６が駆動されている間は、安定したステアリング制御（寄り制御）を行うことができ、主走査色ずれ等の画像精度を向上させることができる。
【００６０】
また、従来構成に対して追加する部品等もない為、コストＵＰなしに機能を向上させることができる。更に切断段差の位置を確実に認識できる構成である為、段差を認識する為の動作時間が短縮可能となり、更なる生産性の向上、高速化が可能となる。
【００６１】
＜他の実施形態＞
上述の実施形態の場合、ベルトのエッジに存在する段差が１個の場合について説明したが、複数ある場合でも本発明を適用可能である。この場合、複数の段差を特定し、それぞれに関連した印を設け、その印の検知に基づいてエッジ検知のサンプリング周期を設定する。例えば、上述のＬ１、Ｌ２の式をそれぞれの段差で満たすようにすうる。この際、Ｌ２は各段差との位置関係で関連付けて設定する。
【００６２】
また、上述の実施形態では、中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、感光体などの像担持体から、記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に直接転写する方式にも適用可能である。この場合、記録材搬送ベルトの寄り制御を上述の実施形態と同様に行う。
【００６３】
また、本発明は、このような中間転写ベルトや記録材搬送ベルトの駆動装置以外にも、例えば、定着装置で無端ベルトを使用する構造にも適用可能である。また、上述の画像形成装置以外でも、回転駆動される無端ベルトを有するベルト駆動装置により制御に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・エッジ検知センサ（端部検知手段）、２・・・基準検知センサ（基準検知手段）、３・・・基準マーク（印）、２００・・・中間転写ユニット（ベルト駆動装置）、６０４・・・駆動ローラ（駆動手段）、６０５・・・ステアリングローラ（移動手段）、６０６・・・中間転写ベルト（無端ベルト）、６０８・・・感光体（像担持体）、７００・・・ベルト基材、Ｃ・・・制御部（制御手段）、Ｄ・・・段差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトを寄り制御しつつ回転駆動するベルト駆動装置、及び、このようなベルト駆動装置を有する、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の印刷生産性を上げるための高速化に伴い、無端ベルト状の転写ベルトに複数の像担持体を並べて配置し、各色の作像プロセスを並行処理する構成のタンデム方式が主流となっている。例えば電子写真方式のフルカラー画像形成装置における中間転写ベルトがその代表例として挙げられるが、更なる高速化対応技術を安価な構成で提供することが求められている。
【０００３】
中間転写ベルトは各色のトナー像が順次ベルト表面に重ねあわされて転写され、記録材に対してフルカラーのトナー像を一括的に転写するというものであり、駆動ローラをはじめとする複数のローラによって張架および走行駆動されている。このような、複数のローラに張架された無端ベルトは、ローラの外径精度や各ローラ間のアライメント精度などによって、走行駆動時にいずれかの端部方向に寄ってしまうという課題が一般的に知られている。
【０００４】
このベルト寄りに対して、従来から、ベルトエッジ（幅方向端部）の位置変動を検知して、ベルトの内周保持部材の１つであるステアリングローラに傾きを与えることで、ベルトの寄りをコントロールする寄り制御が行われている。この寄り制御はベルト寄りきりによるベルト破損を防止することに効果がある。また、ベルトのエッジ位置を複数回検知することでベルトの搬送方向変動を検出し画像形成タイミングを調整することで色ずれも抑制する方法が提案されている。
【０００５】
更に、その制御精度を向上させる為に、ベルトエッジ形状のデータを取得、記憶し、取得したデータと記憶したデータを比較した結果に基づいてステアリングの制御に反映させる方法が提案されている（特許文献１参照）。このベルトエッジ形状データの取得は、ベルトの周方向面上に設けられた基準マークの位置を基準検知センサで読み取り、基準マークの検知をトリガーにベルト１周でＮ回のサンプリングすることによって実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９５９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように、ベルトのエッジ形状を検知してベルトの寄り制御を行う場合、以下の問題があった。まず、中間転写ベルトなどの無端ベルトは、低コストで生産するため、ベルトの幅方向長さを複数個分の長さで成型し、後加工で実使用幅の長さに切断して得られる。即ち、実際に使用するベルトよりも幅方向の長さが長いベルト基材を製造し、このベルト基材を切断することにより実際に使用するベルトを得るようにしている。また、無端ベルトのエッジ形状の精度、エッジ部のベルト厚みムラの精度を確保する為に、後加工でベルトエッジ部を切断加工して使用する場合がある。
【０００８】
何れにしても、ベルト基材を切断する場合、切断するための工具をベルトの周方向に沿って相対移動させる。この際、切断開始位置と切断終了位置とでずれが生じ、この部分が段差としてベルトの幅方向端部（エッジ）に存在することになる。即ち、切断する際には、ベルトを回転しつつ工具をこのベルトの所定位置に当てて切断するが、この切断作業の際もベルトの寄り制御を行う。このため、切断開始位置と切断終了位置とを一致させることが難しく、この部分に段差が生じてしまう。
【０００９】
このようにエッジに段差を有する無端ベルトの寄り制御を、エッジ形状の検知結果（プロファイル）により実施する場合、段差を誤検知して寄り制御を好ましく行えない可能性がある。即ち、ベルトのエッジをサンプリングすると、図１５に示す様な、段差Ｄを有するプロファイルを取得する。そして、このように取得したプロファイルを、記憶したプロファイルと比較して、その差分に応じて寄り制御を行うが、図１６に示す様に、段差Ｄの位置が、取得プロファイルと記憶プロファイルとでずれる場合がある。即ち、ベルトの回転速度の変動などにより、時間軸でプロファイルに微小なずれが生じると、段差Ｄの位置も時間軸でずれて検知される。
【００１０】
このように取得プロファイルと記憶プロファイルとで段差Ｄとの位置がずれて検知されると、図１７に示す様に、段差Ｄの振幅が大きい分、その差分が大きく検知されてしまう。そして、実際には差分が大きくないにも拘らず、「差分が大きい」と誤検知されてしまう。このように誤検知された差分により寄り制御を行うと、ベルトの蛇行が大きくなったりするなど、想定していた制御から外れてしまう。即ち、寄り制御の精度が低下してしまう。
【００１１】
特に、近年、画像形成装置の高速化に伴って、ベルトの回転速度が速くなり、ベルトエッジの切断段差がエッジ検知センサを通過する際に、センサが受ける衝撃は大きくなる。このため、切断段差を検知してしまうと、取得形状のノイズが大きくなったりして、取得プロファイルが不安定になり、制御上好ましくない。
【００１２】
このような段差が存在することによる寄り制御の問題に対して、この段差を小さくすべくベルトの加工精度を向上させることが考えられる。但し、加工精度を向上させるとベルトの製造コストが増大することが避けられない。
【００１３】
また、ベルトを複数周駆動して段差の位置を特定し、それに基づいて制御を行うことも考えられる。但し、ベルトを複数周駆動する分、画像形成装置の生産性が低下してしまう。したがって、何れの場合も、近年の画像形成装置の低コスト化、生産性の向上と言う要求に反してしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑み、ベルトの幅方向端部の段差の存在により、ベルトの寄り制御の精度が低下することを防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、無端ベルトと、前記無端ベルトを回転駆動する駆動手段と、前記無端ベルトを回転方向に交差する幅方向に移動させる移動手段と、前記無端ベルトの基準位置を検知する基準検知手段と、前記無端ベルトの幅方向端部の形状を検出して、前記無端ベルトの幅方向位置を検知する端部検知手段と、前記基準検知手段により前記無端ベルトの基準位置を検知してから、設定されたサンプリング周期で前記無端ベルトの幅方向位置を前記端部検知手段に検知させ、この検知結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記無端ベルトには、幅方向端部に存在する段差の位置を特定するための印が設けられ、前記サンプリング周期は、前記基準検知手段が前記印を基準位置として検知したタイミングに基づいて、前記端部検知手段による検知が前記段差から外れた位置で行われるように設定されている、ことを特徴とするベルト駆動装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、端部検知手段が段差を検知することはないため、ベルトの幅方向端部の段差の存在により、ベルトの寄り制御の精度が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】図１の上半部を拡大して示す図。
【図３】中間転写ベルトのステアリング機構の概略斜視図。
【図４】感光ドラムと中間転写ユニットの概略斜視図。
【図５】ベルト基材の斜視図。
【図６】ベルト基材を切断する構成を説明するための概略斜視図。
【図７】ベルト基材の切断途中を示す、図６と同様の図。
【図８】ベルト基材を切断した状態を示す概略斜視図。
【図９】ベルトの幅方向端部に存在する段差を拡大して示す概略斜視図。
【図１０】ベルトの段差を跨ぐように設けた基準マーク周辺を拡大して示す概略斜視図。
【図１１】ベルト寄り制御のブロック図。
【図１２】中間転写ユニットの概略構成断面図。
【図１３】ベルトの幅方向端部の取得プロファイルとサンプリング間隔を示す図。
【図１４】ベルト寄り制御のフローチャート。
【図１５】エッジ検知センサにより取得したベルトの幅方向端部のプロファイルを示す図。
【図１６】ベルトの幅方向端部の取得プロファイルと記憶プロファイルとが時間軸でずれた状態を示す図。
【図１７】図１６の取得プロファイルと記憶プロファイルとの差分を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態について、図１ないし図１４を用いて説明する。まず、図１を用いて本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。なお、本発明は、電子写真方式、インクジェット方式などの画像形成装置に適用可能であるが、本実施形態は、本発明を電子写真方式の画像形成装置に適用したものである。
【００１９】
［画像形成装置］
画像形成装置６０は、４色の画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋを中間転写ベルト６０６上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置であり、厚紙対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。このような画像形成装置６０は、各画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋでそれぞれ形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０６上に重ねて転写し、二次転写部Ｔ２で搬送されてきた記録材Ｓに中間転写ベルト６０６上のトナー像を転写する。この記録材Ｓの搬送プロセスについて説明する。
【００２０】
［記録材の搬送プロセス］
記録材Ｓは、記録材収納庫６１内のリフトアップ装置６２上に積載される形で収納されており、給紙手段６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。ここで、給紙手段６３は給紙ローラ等による摩擦分離を利用する方式と、エアによる分離吸着を利用する方式が挙げられるが、図１ではこのうち後者を用いるものとする。
【００２１】
給紙手段６３により送り出された記録材Ｓは搬送ユニット６４が有する搬送パス６４ａを通過し、レジストレーション装置６５へと搬送される。レジストレーション装置６５において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。
【００２２】
二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト６０６を介して対向する二次転写内ローラ６０３と二次転写外ローラ６６により形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。これら両ローラの間に所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで、中間転写ベルト６０６から記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。
【００２３】
［画像形成プロセス］
以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像形成プロセスについて説明する。画像形成部６１３ｙは、像担持体である感光体（感光ドラム）６０８ｙ、露光装置６１１ｙ、現像装置６１０ｙ、一次転写装置６０７ｙ、および感光体クリーナ６０９ｙ等から構成される。
【００２４】
予め帯電手段により表面を一様に帯電され、図中反時計回りの方向に回転する感光体６０８ｙに対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置６１１ｙが駆動され、回折手段６１２ｙ等を適宜経由して潜像が形成される。感光体６０８ｙ上に形成された静電潜像は、現像装置６１０ｙによるトナー現像を経て、感光体上にトナー像として顕在化する。
【００２５】
その後、一次転写装置６０７ｙにより所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、走行駆動する無端ベルトである中間転写ベルト６０６上にトナー像が転写される。転写後に感光体６０８ｙ上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ６０９ｙにより回収され、再び次の画像形成に備える。
【００２６】
以上説明した画像形成部６１３ｙは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部である。図１の場合、他にマゼンタ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部６１３ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部６１３ｃおよびブラック（Ｂｋ）の画像を形成する画像形成部６１３ｋを有する。これらの画像形成部６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋは、画像形成部６１３ｙ等同様の構成及び作用を有するため、説明は省略する。なお、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。
【００２７】
無端ベルトである中間転写ベルト６０６は、内周保持部材である、駆動ローラ６０４、テンションローラでもあるステアリングローラ６０５、二次転写内ローラ６０３等のローラによって張架され、図１中矢印ｎの方向へと回転駆動される。上述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢｋの各画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｋにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト６０６上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６０６上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。
【００２８】
以上、それぞれ説明した記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｓは定着前搬送部６７により定着装置６８へと搬送される。定着装置６８は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。
【００２９】
このようにして得られた定着画像を有する記録材Ｓは、分岐搬送装置６９により、そのまま排紙トレイ６００上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置６０１へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、反転搬送装置６０１へと送られた記録材Ｓはスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置６０２へと搬送される。その後、記録材収納庫６１より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、搬送ユニット６４が有する再給紙パス６４ｂから合流し、同様に二次転写部Ｔ２へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、上述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。
【００３０】
［中間転写ユニット］
次に、無端ベルトである中間転写ベルト６０６を回転駆動するベルト駆動装置である中間転写ユニット２００について、図２ないし図４を用いて説明する。中間転写ユニット２００は、中間転写ベルト６０６、駆動手段である駆動ローラ６０４、移動手段であるステアリングローラ６０５、基準検知手段である基準検知センサ２、端部検知手段であるエッジ検知センサ１、制御手段である制御部Ｃを備える。
【００３１】
中間転写ベルト６０６は、上述したように無端ベルトで複数のローラにより張架され、不図示の駆動モータにより駆動される駆動ローラ６０４により、図２の矢印ｎ方向に回転速度（走行速度）Ｖで回転駆動される。ここでステアリングローラ６０５は、他の内周保持部材に対するベルト張架面と交わる方向の平行度を逐次変化させるステアリングローラ傾斜手段であるステアリング機構２０１により支持されている。
【００３２】
ステアリング機構２０１は、走行駆動時にベルトが斜めに走行する、いわゆるベルト寄りを修正する役割を担うものである。本実施形態では、図３に示すように、ステアリングローラ６０５を支持する両端の軸受部６２２、６２３のうち片側をステアリングアーム８が抱えている。ステアリングアーム８は、図示しない引張りバネなどの付勢手段によるモーメントが回動中心となる支持軸４に対して与えられ、常時ステアリングカム５のカム面に付勢するよう構成されている。ステアリングカム５は、図３のステアリングモータ６２４の軸上に取り付けられるなどして任意に位相が制御できるようになっている。
【００３３】
したがって、ステアリングカム５が図２の矢印ａ方向に回転すると、ステアリングアーム８およびステアリングローラ６０５が矢印ｂ方向へ揺動する。一方、ステアリングカム５を矢印ａと逆側に駆動すればステアリングアーム８も矢印ｂと逆側へ揺動する。
【００３４】
このように、本実施形態におけるステアリング機構２０１は、ステアリングローラ６０５の固定側の軸受部６２３を基準に他端の軸受部６２２を可動させることで、その軸アライメントを崩すようにしたものである。この軸アライメントの可変範囲は、ステアリングカム５のカム形状および支持軸４からステアリングローラ６０５までの距離によって決まり、ベルト寄りの修正に要する最大ステアリング量などから最適な値が割り付けられる。
【００３５】
なお、中間転写ベルト６０６には所定の張力を付与する必要がある。このため、本実施形態ではステアリングローラ６０５が、図３に示す付勢バネ６２５、６２６により中間転写ベルト６０６の張架面に対し交わる方向に付勢保持され、テンションローラの役割も同時に兼ねている。また、アイドラローラ６２１を感光体６０８ｙ〜６０８ｋとステアリングローラ６０５の間に配置することで、ステアリング動作に伴う一次転写部近傍のベルト面が大きく変動しないように抑制している。
【００３６】
また、本実施形態の場合、図２、４に示すように、ベルトの回転方向に交差（略直交）する幅方向におけるベルト位置を検知するエッジ検知センサ１を備えている。エッジ検知センサ１は、ベルトの幅方向端部の形状を検出して、このベルトの幅方向位置を検知する。本実施形態の場合、例えば、ベルトの幅方向端部に接触するアーム式の接触子が倒れた量をギャップセンサなどにより中間転写ベルト６０６のエッジ形状Ｆ１を検出し、その移動量(すなわちベルトの寄り量)に変換する。なお、エッジ検知センサ１としては、このような接触式以外のもので、例えば、レーザを使用した非接触式のものでも良い。要は、ベルトの幅方向端部の形状を検出できれば良い。
【００３７】
更に、図２に示すように、中間転写ベルト６０６の内周面には中間転写ベルト６０６の回転方向（周方向）の基準位置となる基準マーク３（シート状のシールなど）が貼り付けられている。基準マーク３は、中間転写ベルト６０６の走行中に基準検知センサ２によって検知される。基準検知センサ２は、中間転写ベルト６０６の内周面に対向するように配置され、例えば、内周面に向けて光を照射し、その反射光を検知することにより基準マーク３を検知する。この基準検知センサ２の中間転写ベルト６０６の回転方向の位置は、後述する関係を満たす。
【００３８】
［中間転写ベルトのエッジ形状及び構成について］
次に、図５ないし図９を用いて中間転写ベルト６０６のエッジ形状と、基準マーク３の貼り付け位置の詳細に関して説明する。中間転写ベルト６０６を製造する場合、図５に示すように、まず、中間転写ユニット２００に取り付けられる（実際に使用される）中間転写ベルト６０６よりも幅方向の長さが長い無端状のベルト基材７００を製造する。本実施形態の場合、ベルト基材７００の幅は、中間転写ベルト６０６の幅の約２倍強の長さとしている。そして、このベルト基材７００を、幅方向所定位置である、図５の点線Ｅ１部で周方向に沿って切断することにより、１回の成型と切断加工で２本の中間転写ベルトを生産できる。
【００３９】
また生産過程でベルト基材７００の端部エリア（点線Ｅ２、点線Ｅ３の外側）において、バリやヒケが生じたり、ベルト基材７００の周方向に厚みが不安定でムラ生じたりする場合がある。この場合には、点線Ｅ２、点線Ｅ３部を切断して中間転写ベルト６０６のエッジ精度を確保する。
【００４０】
以上のベルト基材７００の切断は、図６に示すようなベルト基材カット装置３００で実施される。ベルト基材７００は、不図示の駆動ローラ及びテンションローラにより張架され、テンションローラにより矢印Ｔ方向へ張力が付与され、駆動ローラにより矢印ｍ方向に駆動される。切断作業は、ベルト基材７００を駆動ローラにより回転させつつ、図６に示すようにカット手段であるカッター３０１により、点線Ｅ１上の周方向任意のＣ部から切断が開始される。即ち、Ｃ部が切断開始位置である。そして、ベルト基材７００を１周させて、カッター３０１によりベルト基材７００を切断する。
【００４１】
なお、点線Ｅ２及び点線Ｅ３においても、必要に応じて同様に切断動作が行われる。この場合、カッター３０１は、各点線位置にそれぞれ複数個配置して、これら各位置を同時に切断するようにしても良いし、１個或いは複数個のカッターを、幅方向に移動させて各々の位置で順次切断するようにしても良い。
【００４２】
図８は、ベルト基材７００を点線Ｅ１〜Ｅ３で切断した状態を示す。図５のベルト基材７００は以上のように切断され、図８に示すような２本の中間転写ベルト６０６、６０６ａが作成される。このように製造される中間転写ベルト６０６、６０６ａの幅方向端部には、図８に示すエッジ形状Ｆ１、Ｆ３、Ｆ１´、Ｆ２、がそれぞれ形成される。
【００４３】
ここで、図７に示す様に、ベルト基材７００を駆動走行させながら切断する際に、このベルト基材７００を張架する駆動ローラやテンションローラなどの張架ローラ３のミスアライメント等により、寄り動作が発生する。この寄り動作は、装置の調整等によって寄り量を抑制する工夫がなされるが、その寄り量をゼロにすることは難しい。このため、ベルト基材７００を切断すべく回転駆動すると、ベルト基材７００が図７のｓｑ方向に寄ってしまう。そして、図９に示すように、切断開始位置Ｄ１と切断終了位置Ｄ２の幅方向位置にずれが生じる。この結果、中間転写ベルト６０６の１周のエッジ形状Ｆ１において、段差Ｄが生じる。
【００４４】
本実施形態では、このように製造過程で生じる段差Ｄに対応した位置に、図１０に示すように、この段差Ｄの位置を特定するための印である基準マーク３を設けている。即ち、中間転写ベルト６０６の内周面に、幅方向端部に存在する段差Ｄ（切断開始位置Ｄ１と切断終了位置Ｄ２）を回転方向に跨ぐように、基準マーク３を設けている。この基準マーク３の回転方向の長さは、段差Ｄの回転方向の長さよりも長く、所定の範囲Ｌ１を有する。したがって、段差Ｄは回転方向に関し、この所定の範囲Ｌ１内に位置する。
【００４５】
このような基準マーク３は、シールを貼ることで設けても良いし、塗料などを直接塗布することにより設けても良い。更には磁石などを貼り付けて磁気を検知するようにしても良い。何れにしても、基準マーク３を設けて基準検知センサ２によってこの基準マーク３を検知することにより、段差Ｄの位置を特定することができる。なお、基準マークは、上述の所定の範囲Ｌ１の少なくとも後端に設けられていれば良い。また、段差Ｄの位置を特定するためには、段差Ｄとの位置関係が明らかな位置に印が存在すれば良い。例えば、段差Ｄからベルトの周方向に所定の長さずれた位置に印を設けても良い。
【００４６】
［ステアリング制御とベルトエッジ検知について］
次に、図１１ないし図１４を用いて本実施形態におけるベルト寄りを修正するステアリング制御、及び、ベルトエッジ検知について説明する。図１１に示すように、本実施形態の制御部Ｃは、エッジ検知センサ１の検知結果から、予め設定された目標エッジ位置との差分をベルトエッジ差分算出手段５１により算出し、これに基づいて制御コントローラ５０が中間転写ユニット２００を制御する。
【００４７】
ここで、予め設定された目標エッジ位置は、エッジ検知センサ１により中間転写ベルト６０６のエッジをサンプリングして、エッジ形状のプロファイルを取得し、このプロファイルに基づいて定めている。即ち、このプロファイルを記憶手段５０３に記憶し、実際の寄り制御時に検知したベルトのエッジ形状のプロファイルとの差分を算出する。そして、この差分に基づき、ベルトを目標位置へと寄り制御を行う。
【００４８】
また、サンプリングは、基準検知センサ２により中間転写ベルト６０６の基準位置を検知してから、設定されたサンプリング周期で行うが、本実施形態の場合、この基準位置は、基準マーク３（所定の範囲Ｌ１）の回転方向端部としている。即ち、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向端部（ここでは後端）を検知すると、エッジ検知センサ１により、次述するように設定されたサンプリング周期でベルトのエッジを検知する。また、サンプリング周期は、１周ごとに、即ち、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向後端を検知するごとにリセットされる。
【００４９】
本実施形態の場合、このようなベルトのエッジ検知は、中間転写ベルト６０６の１周ごとに、エッジ検知センサ１によるサンプリングを複数回行うが、この検知間隔時間（サンプリング周期）Ｔｓは、次のように設定している。即ち、サンプリング周期は、基準検知センサ２が基準マーク３を基準位置として検知したタイミングに基づいて、エッジ検知センサ１による検知が段差Ｄから外れた位置で行われるように設定されている。
【００５０】
具体的には、次のように行っている。図１２に示すように、基準マーク３の周方向の長さ（所定の範囲）をＬ１、中間転写ベルト６０６の矢印ｎ方向への回転速度をＶ、基準検知センサ２の検知位置Ｈｓからエッジ検知センサ１の検知位置Ｅｓまでの周方向の長さをＬ２とする。なお、Ｌ２は、回転方向ｎに関し、基準検知センサ２から二次転写内ローラ６０３、駆動ローラ６０４を通るエッジ検知センサ１までの長さである。また、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向端部を検知した時点で、エッジ検知センサ１が検知を開始する。
【００５１】
この時に以下の２つの関係式を満たすようにしている。なお、Ｋは自然数である。
Ｌ１≦Ｖ×Ｔｓ
Ｌ２＝Ｋ×(Ｖ×Ｔｓ)
【００５２】
即ち、この２式を満たすように、サンプリング周期Ｔｓ、エッジ検知センサ１と基準検知センサ２との位置関係、基準マーク３の周方向の長さＬ１等を適切に設定する。具体的には、エッジ検知センサ１と基準検知センサ２との位置関係（Ｌ２）、中間転写ベルト６０６の回転速度Ｖが定まっているとすると、基準マーク３の周方向の長さＬ１に対応させて、サンプリング周期Ｔｓを設定することになる。
【００５３】
基準マーク３の回転方向の長さＬ１を、サンプリングの間隔（Ｖ×Ｔｓ）以下とすることにより、この基準マーク３の範囲内に存在する段差Ｄの回転方向前後でサンプリングが行われる。また、基準検知センサ２とエッジ検知センサ１との間の距離を、サンプリングの間隔の自然数倍とする。これにより、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向後端を検知したタイミングでエッジ検知センサ１が検知を開始すれば、上述のサンプリングの間隔では、エッジ検知センサ１が段差Ｄを検知することはない。なお、検知する基準マーク３の位置は回転方向前端でも良い。
【００５４】
例えば、Ｋ＝１１と設定すると、図１３に破線で示すタイミングでエッジ検知センサ１によるサンプリングが行われる。即ち、基準検知センサ２が基準マーク３の後端を検知したことをトリガーに中間転写ベルト６０６のエッジ形状Ｆ１の取得が開始されるため、エッジ検知センサ１が段差Ｄを検知することはない。
【００５５】
なお、サンプリング周期は、エッジ検知センサ１が検知を開始するタイミングを、基準検知センサ２が基準マーク３の回転方向後端を検知したタイミングからずらせば、上述の関係を満たさなくても良い。例えば、基準検知センサ２が検知してから所定時間経過後に、エッジ検知センサ１が検知を開始するようにした場合、この所定時間を考慮して、サンプリング周期を設定する。
【００５６】
このような本実施形態のステアリング制御とベルトエッジ検知の流れについて、図１４を用いて説明する。まず、作像指示や、各種画像調整モードにおいて中間転写ベルト６０６の駆動開始が指示されると（Ｓ８００）、図１１の制御コントローラ５０からベルト駆動モータドライバ５００に駆動開始指令が送信される（Ｓ８０１）。引続き、ステアリング機構２０１によるベルト寄り制御が開始される（Ｓ８０２）。基準検知センサ２が中間転写ベルト６０６内周面の基準マーク３の後端を検知すると（Ｓ８０３のＹｅｓ）、制御コントローラ５０は、上述のサンプリング周期Ｔｓでエッジ検知センサ１のベルトエッジ位置データを取得する（Ｓ８０４）。
【００５７】
そして、ベルトエッジ差分算出手段５１により、予め設定された目標エッジ位置との差分が算出される（Ｓ８０５）。制御コントローラ５０においては、ベルト位置検知手段であるエッジ検知センサ１の複数回Ｎの検知結果を用いることで、所謂ＰＩＤ制御の演算則に従って、ステアリングカム５の目標位相が算出される（Ｓ８０６）。その目標位相にしたがってステアリングカム駆動モータドライバ５０１に駆動指令が送信される（Ｓ８０７）。
【００５８】
そして以降、Ｓ８０３からＳ８０７までの動作は中間転写ベルトが駆動動作されている間は所定の制御間隔で常時繰り返される（Ｓ８０８）。作像や各種画像調整モードが終了すると、ベルト駆動モータドライバへ駆動停止指令が送信され（Ｓ８０９）、中間転写ベルト６０６の回転が停止する（Ｓ８１０）。
【００５９】
本実施形態の場合、エッジ形状Ｆ１データの取得時は、段差Ｄ近傍をサンプリングすることがなくなる為、得られたエッジ形状Ｆ１のデータの中に、段差Ｄのノイズが含まれることがなくなり、中間転写ベルト６０６の寄り量を高精度に検出できる。このため、段差Ｄの存在により寄り制御の精度が低下することを防止できる。これにより、中間転写ベルト６０６が駆動されている間は、安定したステアリング制御（寄り制御）を行うことができ、主走査色ずれ等の画像精度を向上させることができる。
【００６０】
また、従来構成に対して追加する部品等もない為、コストＵＰなしに機能を向上させることができる。更に切断段差の位置を確実に認識できる構成である為、段差を認識する為の動作時間が短縮可能となり、更なる生産性の向上、高速化が可能となる。
【００６１】
＜他の実施形態＞
上述の実施形態の場合、ベルトのエッジに存在する段差が１個の場合について説明したが、複数ある場合でも本発明を適用可能である。この場合、複数の段差を特定し、それぞれに関連した印を設け、その印の検知に基づいてエッジ検知のサンプリング周期を設定する。例えば、上述のＬ１、Ｌ２の式をそれぞれの段差で満たすようにすうる。この際、Ｌ２は各段差との位置関係で関連付けて設定する。
【００６２】
また、上述の実施形態では、中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、感光体などの像担持体から、記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に直接転写する方式にも適用可能である。この場合、記録材搬送ベルトの寄り制御を上述の実施形態と同様に行う。
【００６３】
また、本発明は、このような中間転写ベルトや記録材搬送ベルトの駆動装置以外にも、例えば、定着装置で無端ベルトを使用する構造にも適用可能である。また、上述の画像形成装置以外でも、回転駆動される無端ベルトを有するベルト駆動装置により制御に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・エッジ検知センサ（端部検知手段）、２・・・基準検知センサ（基準検知手段）、３・・・基準マーク（印）、２００・・・中間転写ユニット（ベルト駆動装置）、６０４・・・駆動ローラ（駆動手段）、６０５・・・ステアリングローラ（移動手段）、６０６・・・中間転写ベルト（無端ベルト）、６０８・・・感光体（像担持体）、７００・・・ベルト基材、Ｃ・・・制御部（制御手段）、Ｄ・・・段差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトと、
前記無端ベルトを回転駆動する駆動手段と、
前記無端ベルトを回転方向に交差する幅方向に移動させる移動手段と、
前記無端ベルトの基準位置を検知する基準検知手段と、
前記無端ベルトの幅方向端部の形状を検出して、前記無端ベルトの幅方向位置を検知する端部検知手段と、
前記基準検知手段により前記無端ベルトの基準位置を検知してから、設定されたサンプリング周期で前記無端ベルトの幅方向位置を前記端部検知手段に検知させ、この検知結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記無端ベルトには、幅方向端部に存在する段差の位置を特定するための印が設けられ、
前記サンプリング周期は、前記基準検知手段が前記印を基準位置として検知したタイミングに基づいて、前記端部検知手段による検知が前記段差から外れた位置で行われるように設定されている、
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記印は、前記段差の回転方向の長さよりも長く前記段差を回転方向に跨ぐような所定の範囲Ｌ１の、少なくとも回転方向端部に設けられ、
前記基準検知手段が前記印を検知した時点で、前記端部検知手段が検知を開始し、
前記サンプリング周期をＴｓ、前記無端ベルトの回転速度をＶ、前記無端ベルトの回転方向に関し、前記基準検知手段から前記端部検知手段までの長さをＬ２、Ｋを自然数としたとき、
Ｌ１≦Ｖ×Ｔｓ
Ｌ２＝Ｋ×（Ｖ×Ｔｓ）
を満たす、
ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記印は、前記無端ベルトの前記段差を回転方向に跨ぐように設けられた長さＬ１の基準マークであり、
前記基準検知手段は、前記基準マークの回転方向端部を前記基準位置として検知する、
ことを特徴とする、請求項２に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記無端ベルトは、前記無端ベルトよりも幅方向の長さが長い無端状のベルト基材を、幅方向所定位置で周方向に沿って切断して得たものであり、
前記段差は、この切断の際に生じる、切断開始位置と切断終了位置とのずれである、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトを有し、幅方向位置を制御しつつ前記中間転写ベルトを回転駆動するベルト駆動装置と、を備え、
前記中間転写ベルトからトナー像を記録材に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
前記ベルト駆動装置は請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置であり、前記中間転写ベルトは前記無端ベルトである、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
トナー像を担持する像担持体と、
記録材を搬送する記録材搬送ベルトを有し、回転する前記記録材搬送ベルトの幅方向位置を制御するベルト駆動装置と、を備え、
前記像担持体から前記記録材搬送ベルトにより搬送される記録材にトナー像を転写して画像形成を行う画像形成装置において、
前記ベルト駆動装置は請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置であり、前記記録材搬送ベルトは前記無端ベルトである、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
無端ベルトと、
前記無端ベルトを回転駆動する駆動手段と、
前記無端ベルトを回転方向に交差する幅方向に移動させる移動手段と、
前記無端ベルトの基準位置を検知する基準検知手段と、
前記無端ベルトの幅方向端部の形状を検出して、前記無端ベルトの幅方向位置を検知する端部検知手段と、
前記基準検知手段により前記無端ベルトの基準位置を検知してから、設定されたサンプリング周期で前記無端ベルトの幅方向位置を前記端部検知手段に検知させ、この検知結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記無端ベルトには、幅方向端部に存在する段差の位置を特定するための印が設けられ、
前記サンプリング周期は、前記基準検知手段が前記印を基準位置として検知したタイミングに基づいて、前記端部検知手段による検知が前記段差から外れた位置で行われるように設定されている、
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記印は、前記段差の回転方向の長さよりも長く前記段差を回転方向に跨ぐような所定の範囲Ｌ１の、少なくとも回転方向端部に設けられ、
前記基準検知手段が前記印を検知した時点で、前記端部検知手段が検知を開始し、
前記サンプリング周期をＴｓ、前記無端ベルトの回転速度をＶ、前記無端ベルトの回転方向に関し、前記基準検知手段から前記端部検知手段までの長さをＬ２、Ｋを自然数としたとき、
Ｌ１≦Ｖ×Ｔｓ
Ｌ２＝Ｋ×（Ｖ×Ｔｓ）
を満たす、
ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記印は、前記無端ベルトの前記段差を回転方向に跨ぐように設けられた長さＬ１の基準マークであり、
前記基準検知手段は、前記基準マークの回転方向端部を前記基準位置として検知する、
ことを特徴とする、請求項２に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記無端ベルトは、前記無端ベルトよりも幅方向の長さが長い無端状のベルト基材を、幅方向所定位置で周方向に沿って切断して得たものであり、
前記段差は、この切断の際に生じる、切断開始位置と切断終了位置とのずれである、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトを有し、幅方向位置を制御しつつ前記中間転写ベルトを回転駆動するベルト駆動装置と、を備え、
前記中間転写ベルトからトナー像を記録材に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
前記ベルト駆動装置は請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置であり、前記中間転写ベルトは前記無端ベルトである、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
トナー像を担持する像担持体と、
記録材を搬送する記録材搬送ベルトを有し、回転する前記記録材搬送ベルトの幅方向位置を制御するベルト駆動装置と、を備え、
前記像担持体から前記記録材搬送ベルトにより搬送される記録材にトナー像を転写して画像形成を行う画像形成装置において、
前記ベルト駆動装置は請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置であり、前記記録材搬送ベルトは前記無端ベルトである、
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−５４１０９（Ｐ２０１３−５４１０９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０７２４（Ｐ２０１１−１９０７２４）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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