(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトを走行させるベルト駆動手段と、前記無端ベルトのエッジ形状データを記憶する記憶手段と、前記無端ベルトの幅方向のエッジ位置を検出する検出手段と、前記記憶手段に記憶されたエッジ形状データと前記検出手段によるエッジ位置の検出データとを比較し、その比較結果に基づいて前記無端ベルトの幅方向の位置変動を修正する修正手段とを備えたベルト駆動装置であって、
所定のタイミングで前記検出手段によるエッジ位置の検出データを基に前記無端ベルトのエッジ形状をチェックし、かつ該チェックしたエッジ形状に対し、前記記憶手段に記憶されているエッジ形状データの適不適を判断するエッジ形状チェックを行うチェック手段と、
前記チェック手段によるエッジ形状チェックで前記エッジ形状データが不適と判断された場合に、前記記憶手段のエッジ形状データを更新する更新手段と
を具備したことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記チェック手段は、前記検出手段によるエッジ位置の検出データを基に前記無端ベルトのエッジ形状に対応する代表値を求め、この代表値が規定値を超えていた場合に、前記記憶手段に記憶されているエッジ形状データを不適と判断する
ことを特徴とする請求項１記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記更新手段は、前記検出手段によるエッジ位置の検出データを用いて前記無端ベルトのエッジ形状データを算出し、この算出したエッジ形状データをもって前記記憶手段のデータを更新する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のベルト駆動装置を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記チェック手段は、電源投入後でかつ画像形成前に前記エッジ形状チェックを行う
ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記チェック手段は、画像形成中において前記修正手段によるベルト位置変動の修正誤差が許容値を超えたときに前記エッジ形状チェックを行う
ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記チェック手段は、画像形成を中断して前記エッジ形状チェックを行う
ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
チェック手段は、画像形成終了後に前記エッジ形状チェックを行う
ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルトの幅方向の位置変動を修正する機能を備えたベルト駆動装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置のなかには、無端状の中間転写ベルト、感光体ベルト又は用紙搬送ベルトを用いて多色（カラー）画像を形成するカラー画像形成装置がある。また、この種のカラー画像形成装置には、中間転写ベルト等の無端ベルト上に、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した画像形成ユニットを個別に備えた、タンデム型のカラー画像形成装置がある。
【０００３】
一般に、無端ベルトを所定数のロールで支持し、いずれかのロールを駆動ロールとして無端ベルトを走行させるベルト駆動装置では、走行中の無端ベルトが幅方向（ベルト走行方向と直交する方向）に移動する、いわゆるベルトの蛇行（ベルトウォーク）が発生する。このベルトの蛇行現象は、上記タンデム型のカラー画像形成装置において、例えば無端状の中間転写ベルト上に各色の画像を重ね転写する際に、各色の画像の相対的な位置ずれ、ひいては色ずれや色むら等の原因となる。そのため、高品位な出力画像（カラー画像）を得るには、ベルトの蛇行を適切に修正する必要がある。
【０００４】
そこで、ベルトの蛇行修正方式としては、これまで幾つかの技術が提案されているが、その代表的な技術の一つに、無端ベルトを支持するロールを傾き動作させてベルトの蛇行を制御する方式（以下、「ステアリング方式」という）が知られている。このステアリング方式は、ベルトの蛇行をリブやガイド等によって強制的に抑える方式に比べて、ベルトに加わる力が小さく、高い信頼性が得られるという利点を有している。
【０００５】
上記ステアリング方式を採用した従来技術として、例えば特開平３−２８８１６７号公報には、無端ベルト上に設けたマークをＣＣＤセンサで読み取ってベルトの蛇行を検出し、その検出結果に基づいてロールの傾きを制御する技術（以下、「第１の従来技術」という）が開示されている。また、特公昭６３−６４７９２号公報及び特開平９−１２１７３号公報には、無端ベルトの寄り方向をセンサにより検出し、その検出結果に基づいてロールの傾きを制御する技術（以下、「第２の従来技術」という）がそれぞれ開示されている。さらに、特開平８−１０６２３７号公報には、無端ベルトのエッジ位置を変位センサでアナログ的に検出し、その検出結果に基づいてロールの傾きを制御する技術（以下、「第３の従来技術」という）が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記第１〜第３の従来技術には、以下のような問題があった。
先ず、第１の従来技術においては、無端ベルト上に１個のマークを設け、このマークをベルト１周ごとにＣＣＤセンサで読み取ってステアリング制御する方式であるため、無端ベルトが１周する間の位置変動については細かく検出・制御できず、ベルトの蛇行に対して制御応答性が悪いという問題があった。また、制御応答性を上げるべく、無端ベルトに複数のマークを設けることも考えられる。しかしながら、一般に、無端ベルト上に複数のマークを精度良く設けることは非常に困難であり、そうした場合はマークそのものの位置精度がステアリング制御の良否を大きく左右してしまう。
【０００７】
一方、第２の従来技術においては、無端ベルトの幅方向に、そのベルトエッジからそれぞれ所定の距離（間隙）を隔てて一対のセンサを配置する構成となるため、これら一対のセンサで無端ベルトの寄り方向を検出してステアリング制御した場合、無端ベルトは一対のセンサ間で往復運動を繰り返すことになる。そのため、無端ベルトの蛇行を細かく制御することができなかった。また、原理的には、ベルトエッジからセンサまでの距離を短く設定することで、ステアリング制御の精度を上げることも可能である。しかしながら、部品の加工や組立等の寸法公差を考慮すると、ベルトエッジからセンサまでの距離を短くするにも限界があるため、無端ベルトの蛇行を精度良く修正することができなかった。
【０００８】
さらに、第３の従来技術においては、無端ベルトのエッジ位置を変位センサでアナログ的に検出した場合、その検出結果に無端ベルトのエッジ形状による誤差成分が含まれるため、これに基づいてステアリング制御しても、上記誤差成分の影響で無端ベルトの蛇行が適切に修正されないという問題があった。
【０００９】
そこで本出願人は、無端ベルトのエッジ形状データを予め記憶しておき、このエッジ形状データを用いて、画像形成時に検出したベルトエッジ位置の検出データの中から上記誤差成分を排除することにより、高精度なステアリング制御を実現した技術を既に出願している（特願平１０−１０３２４１号明細書参照）。
【００１０】
ところが、上記先願技術においては、装置製造時やベルト交換時においてのみ無端ベルトのエッジ形状を測定し、これによって得られたエッジ形状データを記憶させているのに対し、ベルトエッジの形状は、装置の設置環境や使用状況による温湿度の変化、長期使用による経時的な塑性変形、あるいはベルトの摩耗や亀裂といったベルトの劣化、機械的な接触による外力等によって変化する。そうすると、装置製造時やベルト交換時に記憶したベルトエッジの形状データと実際のベルトエッジ形状との間に誤差が生じるため、ベルトの蛇行を的確に修正することができなくなる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、無端ベルトを走行させるベルト駆動手段と、無端ベルトのエッジ形状データを記憶する記憶手段と、無端ベルトの幅方向のエッジ位置を検出する検出手段と、記憶手段に記憶されたエッジ形状データと検出手段によるエッジ位置の検出データとを比較し、その比較結果に基づいて無端ベルトの幅方向の位置変動を修正する修正手段とを備えたベルト駆動装置であって、所定のタイミングで検出手段によるエッジ位置の検出データを基に無端ベルトのエッジ形状をチェックし、かつ該チェックしたエッジ形状に対し、記憶手段に記憶されているエッジ形状データの適不適を判断するエッジ形状チェックを行うチェック手段と、このチェック手段によるエッジ形状チェックでエッジ形状データが不適と判断された場合に、記憶手段のエッジ形状データを更新する更新手段とを具備した構成を採用している。
【００１２】
上記構成からなるベルト駆動装置においては、所定のタイミング（例えば電源が投入されたタイミング）で無端ベルトのエッジ形状をチェックし、そのチェックしたエッジ形状に対して記憶手段のエッジ形状データが不適であった場合は、自動的に記憶手段のエッジ形状データが更新されるようになるため、常に適正なエッジ形状データを用いて無端ベルトの位置変動（蛇行）を修正することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。
図１においては、無端ベルトからなる中間転写ベルト１が、駆動ロール２、ステアリングロール３、二次転写ロール４及び従動ロール５，６，７により、所定の張力をもって支持されている。また、中間転写ベルト１上には、そのベルト走行方向ｘに従って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像形成ユニット８，９，１０，１１が順に配設されている。
【００１４】
各々の画像形成ユニット８，９，１０，１１は、それぞれ図示せぬ装置本体フレームに回転可能に支持された感光体ドラム８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａと、各々の感光体ドラム８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａの表面をレーザビーム等で露光走査する画像書込み部８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂを有している。また、各々の感光体ドラム８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａの周囲には、そのドラム回転方向（図の時計廻り方向）に従って、帯電器８ｃ，９ｃ，１０ｃ，１１ｃ、現像器８ｄ，９ｄ，１０ｄ，１１ｄ、一次転写ロール８ｅ，９ｅ，１０ｅ，１１ｅ及びクリーナー８ｆ，９ｆ，１０ｆ，１１ｆが順に配設されている。
【００１５】
さらに中間転写ベルト１の走行経路上には、ベルトホームセンサ１２とエッジセンサ１３とが配置されている。
このうち、ベルトホームセンサ１２は、中間転写ベルト１の周長方向１箇所に設けられたマーク等を検知するもので、ベルト走行方向ｘにおいてイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット８の上流側に配置されている。
エッジセンサ１３は、中間転写ベルト１のエッジ位置を検出するもので、ベルト走行方向ｘにおいてブラック（Ｋ）の画像形成ユニット１１の下流側（ステアリングロール３の手前）に配置されている。
【００１６】
また、画像形成対象となる用紙１４は図示せぬ給紙カセットに収容され、その給紙カセットの用紙繰出側に設けられたピックアップロール１５により一枚ずつ繰り出される。繰り出された用紙１４は、所定数のロール対１６により図中破線で示す経路を辿って搬送され、二次転写ロール４の圧接位置へと送られる。
【００１７】
図２は上記エッジセンサ１３の具体的な構成を示す概略図である。
図２において、中間転写ベルト１の一端部には、スプリング１３ａの引っ張り力をもって接触子１３ｂの一端側が圧接状態に保持されている。この場合、スプリング１３ａによる接触子１３ｂの圧接力は、中間転写ベルト１を変形させない程度の適度な大きさに設定されている。また、接触子１３ｂは、その中間部位を支軸１３ｃにて回動自在に支持され、その支軸１３ｃを境にした接触子１３ｂの他端側に変位センサ１３ｄが対向状態に配設されている。
【００１８】
このエッジセンサ１３においては、ベルト蛇行時における中間転写ベルト１の幅方向ｙへの動きが、そのベルトエッジに圧接する接触子１３ｂの動き（揺動動作）に置き換えられる。このとき、接触子１３ｂの動き（変位）に対応して変位センサ１３ｄの出力レベルが変動するため、そのセンサ出力に基づいてベルトエッジの位置変動を検出することができる。
【００１９】
続いて、上記構成からなる画像形成装置を用いてカラー画像を形成する場合の動作手順について説明する。
先ず、駆動ロール２の回転によって中間転写ベルト１をｘ方向に走行させると、そのベルト走行中において、ベルトホームセンサ１２から出力されたマーク検知信号（ベルトホーム信号）を基準に各々の画像形成ユニット８，９，１０，１１で画像の書き込みが順に開始される。次いで、中間転写ベルト１上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像が順次重ね転写（一次転写）され、これによって一つのカラー画像が形成される。その後、カラー画像は中間転写ベルト１の走行とともに二次転写ロール４へと送り込まれ、そこで中間転写ベルト１上のカラー画像が用紙１４に一括転写（二次転写）される。カラー画像が転写された用紙１４は、用紙搬送系１７によって定着器１８に送られ、そこで画像の定着処理（加熱、加圧等）がなされたのち、図示せぬトレイに排出される。
【００２０】
こうした一連の画像形成動作において、中間転写ベルト１の位置がその幅方向（ラテラル方向）に蛇行してずれると、各々の画像形成ユニット８，９，１０，１１によって中間転写ベルト１上に転写される画像の位置に相対的なずれが生じ、これが出力画像（カラー画像）の色ずれや色むらとなって現れる。
そこで、中間転写ベルト１の蛇行を修正すべく、ステアリングロール３を傾き動作させる構成が組み込まれている。
【００２１】
図３は蛇行修正のための基本的な構成を示す概略図である。
図３において、ステアリング制御装置１９は、蛇行修正のための駆動源となるステアリングモータ２０の駆動状態を制御するもので、そのためのモータ制御信号（モータドライブ信号）をステアリングモータ２０に出力する。ステアリングモータ２０としては、その回転角度や回転速度を高精度に制御可能なステッピングモータ等が用いられる。また、ステアリング制御装置１９には、前述したベルトホームセンサ１２とエッジセンサ１３とが接続されており、ベルトホームセンサ１２からはベルトホーム信号が、エッジセンサ１３からはベルトエッジ信号がそれぞれ入力されようになっている。
【００２２】
一方、ステアリングロール３を傾き動作させるメカ的な構成としては、揺動アーム２１と偏心カム２２を備えている。揺動アーム２１は、その中間部位を支軸２３にて回動自在に支持されている。また、揺動アーム２１の一端にはステアリングロール３の一端部が回動自在に接続され、その反対側のアーム他端に偏心カム２２が圧接状態に保持されている。この偏心カム２２は、ステアリングモータ２０の駆動により回転動作するものである。
【００２３】
なお、エッジセンサ１３については、中間転写ベルト１の位置変動（蛇行）に応じた出力を発生するものであれば、特にいずれの構成を採用してもかまわない。例えば、図４に示すように、中間転写ベルト１のエッジ部分を介してＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）１３ｅと光量センサ１３ｆを対向状態に配置し、ＬＥＤ１３ｅから出射された光が光量センサ１３ｆに入射される光量に応じてセンサ出力レベルが変化するものであってもよい。
【００２４】
続いて、ステアリングロール３の傾き動作による中間転写ベルト１の蛇行修正の原理につき、図５を用いて簡単に説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、偏心カム２２が所定の角度で停止し、その停止角度に対応してステアリングロール３がほぼ水平（傾きがほぼゼロ）に保持された状態では、走行中の中間転写ベルト１が幅方向ｙに移動（蛇行）しないものと仮定する。
【００２５】
この状態から、図５（ｂ）に示すように、ステアリングモータ２０の駆動により偏心カム２２を図の反時計廻りに回転させると、偏心カム２２の偏心量に応じて揺動アーム２１がθ１方向に揺動する。これにより、ステアリングロール３の一端が揺動アーム２１によって持ち上げるため、その持ち上げ量に応じてステアリングロール３に傾きが生じる。このとき、ステアリングロール３に巻き付けられた中間転写ベルト１は、揺動アーム２１にて持ち上げられたロール端側に移動する。
【００２６】
これに対して、図５（ｃ）に示すように、ステアリングモータ２０の駆動により偏心カム２２を図の時計廻りに回転させると、偏心カム２２の偏心量に応じて揺動アーム２１がθ２方向に揺動する。これにより、ステアリングロール３の一端が揺動アーム２１によって押し下げられるため、その押し下げ量に応じてステアリングロール３に傾きが生じる。このとき、ステアリングロール３に巻き付けられた中間転写ベルト１は、揺動アーム２１にて押し下げられたロール端と反対側に移動する。
【００２７】
このことから、中間転写ベルト１の幅方向ｙへの位置変動を先述のエッジセンサ１３で検出し、その検出結果を基にステアリングモータ２０を駆動してステアリングロール３の傾きを適宜制御することにより、中間転写ベルト１の蛇行を修正することが可能となる。ただし、中間転写ベルト１の蛇行を適切に修正するためには、ベルトの位置変動（蛇行）を正確に検出し、その検出結果に基づいてステアリングロール３の傾きを最適条件で細かく設定（制御）する必要がある。
【００２８】
そこで本実施の形態においては、ステアリングロール３の傾きを制御するステアリング制御システムとして、図６に示すような構成を採用している。図において、コントローラ１９ａは、上述したステアリング制御装置１９の中の一機能部を構成するもので、特に、実際の画像形成動作（画像形成モード）においてステアリングロール３の傾きを制御するものである。コントローラ１９ａは、主に、補償器２４、モータドライバ２５、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２６、演算部２７及び記憶部２８を備えている。なお、ステアリングモジュール２９は、先述したステアリングロール３、揺動アーム２１及び偏心カム２２を含むメカ機構で、ベルトモジュール３０は、先述した中間転写ベルト１とこれを走行させるロール類（２，５，６，７）を含むメカ機構である。
【００２９】
補償器２４は、その入力情報となるベルトの位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）の情報に基づいてゲインと周波数特性を決定し、上記位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）の情報に対応したステアリング量ｓ（ｒ，ｎ）の制御情報をモータドライバ２５に出力するものである。ここで、“ｒ”はベルトの周回数、“ｎ”はベルトの走行方向に対応した番地である。これに対して、モータドライバ２５は、補償器２４から送られた制御情報にしたがってステアリングモータ２０を駆動するもので、このモータ駆動によってステアリングモジュール２９におけるロール傾き角度θ（ｔ）が制御される。なお、本実施の形態では、ステアリングモータ２０にステッピングモータを採用していることから、補償器２４から送られる制御情報ｓ（ｒ，ｎ）はモータステップ数に対応したものとなる。
【００３０】
一方、Ａ／Ｄ変換器２６は、エッジセンサ１３から出力されるアナログの検出信号Ｅ（ｔ）をデジタル信号に変換し、そのデジタル化した検出信号を演算部２７に与えるものである。これに対して、演算部２７は、Ａ／Ｄ変換器２６から与えられるデジタル信号、すなわちベルトエッジの検出データを平均化してエッジデータｅ（ｒ．ｎ）を生成するものである。
【００３１】
また、記憶部２８は、中間転写ベルト１のエッジ形状データｐ（ｎ）をテーブル形式（以下、「エッジ形状テーブル」という）で記憶するもので、そのテーブル作成手順については後段で説明する。
【００３２】
続いて、通常の画像形成モードにおいて、コントローラ１９ａにより実行されるステアリング制御の処理手順について説明する。
先ず、中間転写ベルト１の走行中においては、そのベルトエッジ位置がエッジセンサ１３によって連続的に検出され、これによってベルトエッジの位置変動に対応した連続情報がエッジセンサ１３から出力される。ただし、エッジセンサ１３から出力されるベルトエッジの位置情報Ｅ（ｔ）は、ベルトの蛇行による位置変動Ｗ（ｔ）とベルトエッジ形状（凹凸）による位置変動Ｐ（ｔ）の両方を含んだものとなる。
【００３３】
これに対してコントローラ１９ａにおいては、前述したベルトホームセンサ１２からのベルトホーム信号を基準に、所定のサンプルタイミングでエッジセンサ１３の検出データを取り込み、これをＡ／Ｄ変換器２６でデジタル信号に変換する。
【００３４】
その際、ベルトホーム信号を基準にしたサンプルタイミングは、中間転写ベルト１が１周する間にＮ個の検出データが得られるように設定される。さらに、その検出データの個数；Ｎは、上記ベルトの走行方向に対応した番地の数；ｎと１対１の関係を満たすように設定される。ちなみに、上述したベルトの周回数；ｒは、ベルトホームセンサ１２からベルトホーム信号が出力されるたびに１ずつ加算されるのに対し、ベルト走行方向の番地；ｎは、ベルトホーム信号が出力されるたびにリセットされる。
【００３５】
このとき、各々のサンプルタイミングにおいて、それぞれ１つの検出データを取り込むようにしてもよいが、そうした場合は、個々の検出データに含まれるノイズ成分が検出誤差となって現れることも懸念される。
そこで本実施の形態においては、各々のサンプルタイミングにおいて、１つの検出データにつき、例えば数十ｍｓｅｃの微小ピッチで複数のデータを取り込むようにしている。そして、各々のサンプルタイミングで取り込まれたＮ個の検出データを順に演算部２７に与え、そこで平均化処理するようにしている。
【００３６】
具体的には、最初（１番目）のサンプルタイミングで例えば５つのデータを検出データとして取り込んだ場合、これら５つのデータの加算値をそのデータ数（５）で割って平均化し、これを番地；１に対応する検出データとする。そして、これと同様の処理を２番目以降のサンプルタイミングで取り込んだ検出データについても繰り返すことにより、番地；ｎに対応するＮ個の検出データｅ（ｒ，ｎ）を取得する。
【００３７】
このように各々のサンプルタイミングで取り込んだ複数のデータをそれぞれ平均化することにより、個々のデータに含まれるノイズ成分が削除（相殺）されるため、検出誤差の少ない正確な検出データｅ（ｒ，ｎ）を得ることができる。
【００３８】
続いて、コントローラ１９ａにおいては、演算部２７から生成されたエッジ位置の検出データｅ（ｒ，ｎ）と、記憶部２８に記憶されたエッジ形状データｐ（ｎ）とが比較される。このとき、演算部２７からは、上述したサンプルタイミングに対応して時系列的に検出データｅ（ｒ，ｎ）が生成されることから、例えば１番目に生成された検出データｅ（ｒ，１）に対しては、その番地情報“１”に対応して記憶部２８に記憶されているエッジ形状データｐ（１）が比較対象となる。
【００３９】
なお、検出データｅ（ｒ，ｎ）に含まれるｒの値は、中間転写ベルト１の周回数に応じて変化するが、比較対象となるエッジ形状データＰ（ｎ）は、ｒの値に関係なく選択される。つまり、ｒの値が異なる検出データであっても、ｎの値が同じであれば、同一のエッジ形状データが比較対象として選択される。
【００４０】
ここで、コントローラ１９ａにおける検出データｅ（ｒ，ｎ）とエッジ形状データｐ（ｎ）との比較では、それらの差分が演算によって求められる。この場合の差分データは、上述のごとくエッジセンサ１３によって検出されるベルトエッジの位置情報Ｅ（ｔ）の中から、ベルトエッジ形状（凹凸）による位置変動成分Ｐ（ｔ）を差し引いた値となるため、ベルトの蛇行による位置変動成分Ｗ（ｔ）に対応したデータとなる。
【００４１】
そこで、コントローラ１９ａにおいては、上記差分による位置データと予め設定された基準の位置データ（ＲＥＦ）とを比較して、基準位置に対するベルトの位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）を算出する。この位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）は、基準位置からのベルトのずれ方向に応じて正（＋）／負（−）が反転したものとなる。
したがって、この位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）を基にステアリング量ｓ（ｒ，ｎ）を設定し、これに基づいてステアリングモータ２０を駆動制御することにより、中間転写ベルト１のエッジ形状による誤差成分を排除したかたちで、ベルトの蛇行を適切に修正することが可能となる。
【００４２】
これにより、画像形成時においては、中間転写ベルト１の幅方向への位置変動をステアリングロール３の傾き動作によって最小限に抑えることができるため、カラー画像を形成するにあたっては、色ずれや色むらのない高品質の出力画像を得ることが可能となる。
【００４３】
また、中間転写ベルト１が１周する間の位置変動（蛇行）に関しても、高い応答性をもって細かく制御することができるため、画像形成開始時において１枚目の画像が出力されるまでの時間（例えば複写機におけるＦＣＯＴ（Ｆａｓｔ  Ｃｏｐｙ  Ｏｕｔｐｕｔ  ｔｉｍｅ）  ）を短縮できるとともに、用紙搬送時等の外乱に対する蛇行制御を安定的に行うことが可能となる。
【００４４】
続いて、エッジ形状テーブルの作成手順について説明する。
図７はエッジ形状テーブルの作成手順を示すフローチャートであり、図８はエッジ形状テーブルの作成時における中間転写ベルト１の位置変動状態を示す図である。なお、エッジ形状テーブルの作成に係る一連の処理はステアリング制御装置１９によって実行されるものである。
【００４５】
先ず、画像形成装置の製造時等において、中間転写ベルト１を所定数のロールに張架した場合、その取付位置の誤差等により、ベルトのエッジ位置は予め設定された基準位置から若干（例えば、数ｍｍ単位で）ずれた状態となる。
そこで、ステップＳ１においては、エッジセンサ１３からの検出データを基にステアリングモータ２０を駆動することで、ステアリングロール３の傾き動作を制御（ステアリング制御１）する。ただし、この時点では、ベルトエッジ形状が未知の情報となっているため、エッジセンサ１３の検出データだけを用いてステアリング制御を行うことになる。
【００４６】
これにより、中間転写ベルト１のエッジ位置は、上記ステップＳ１でのステアリング制御１により、図８に示すようにベルト取付時の位置から徐々に基準位置（ＲＥＦ）へと近づいていく。なお、図８においては、ベルトエッジ形状による変動成分を含んだベルトエッジ位置の動きを破線で示し、ベルトエッジ形状による変動成分を含まない本来のベルトの動きを実線で示している。
【００４７】
続いて、エッジセンサ１３からの検出データを基に、中間転写ベルト１の移動量（蛇行量）Ｗ（ｎ）が予め設定された許容範囲Ｗａになったか否かを繰り返し判定し（ステップＳ２）、中間転写ベルト１の移動量Ｗ（ｎ）が許容範囲Ｗａ内に収まったら、その状態におけるステアリングロール３の傾き角度の平均値を算出し、その算出値をもってステアリングロール３の傾き角度を固定する（ステップＳ３）。このとき固定されるステアリングロール３の傾き角度は、中間転写ベルト１が基準位置付近で安定走行している状態の角度となる。ただし、ステアリングロール３の傾き角度を固定した後は、中間転写ベルト１が所定の割合（０．５ｍｍ／ｃｙｃｌｅ以下）で基準位置（ＲＥＦ）から少しずつずれていく。
【００４８】
そこでステアリングロール３の傾き角度を固定したら、その時点から中間転写ベルト１をＲＬ周にわたって走行させ、そのときのベルトエッジの位置情報、つまりエッジセンサ１３の検出データｅ（ｒ，ｎ）を取得する（ステップＳ４）。ただし、この場合のベルト周回数は２周以上（ＲＬ≧２）とする。また、エッジセンサ１３によるベルトエッジ位置のサンプルタイミングは、先述のステアリング制御時と同様にベルトホームセンサ１２からのベルトホーム信号を基準にして、ベルト１周あたりＮ個の検出データが得られるように設定する。
【００４９】
これにより、例えばベルト周回数を３周（ＲＬ＝３）とし、ベルト１周あたりのサンプル回数を１０回（Ｎ＝１０）とした場合は、図９（ａ）に示すような検出データが得られる。そこで、この検出データを用いてエッジ形状データを以下のように算出する（ステップＳ５）。
【００５０】
先ず、エッジセンサ１３によるサンプル開始時の検出データをｅ（ｒ１  ，Ｎ）とすると、１サンプル周期あたりのウォークレートＷＲは以下の数１式によって求められる。ここで、“ｒ１  ”はエッジ形状テーブルの作成処理を開始したベルト周回数である。
【００５１】
【数１】
0003632731.tif 000002
【００５２】
次に、上記数１式によって求めたウォークレート成分ＷＲを以下の数２式によって検出データｅ（ｒ，ｎ）から除去することにより、図９（ｂ）に示すようにベルトのエッジ形状成分ｐ（ｒ，ｎ）だけを抽出する。
【００５３】
【数２】
0003632731.tif 000003
【００５４】
次に、以下の数３式を用いて、ＲＬ周（本例では３周）分のエッジ形状データを平均化処理することにより、図９（ｃ）に示すようにベルト１周分のエッジ形状データｐ０  （ｎ）を算出する。この平均化処理により、エッジセンサ１３を用いたベルトエッジ位置の検出精度を高めることができる。
【００５５】
【数３】
0003632731.tif 000004
【００５６】
ただし、これによって得られたエッジ形状データｐ０  （ｎ）は、その平均値が基準値（ＲＥＦ＝０）から外れた、いわゆるＤＣオフセット成分を持っている。したがって、このエッジ形状データｐ０  （ｎ）を用いて実際にステアリング制御を行うと、中間転写ベルト１のエッジ位置が上記オフセット成分により基準位置から一定量だけずれた状態で制御されることになるため、そのオフセット成分を以下の数４式を用いて除去する。
【００５７】
【数４】
0003632731.tif 000005
【００５８】
これにより、図９（ｄ）に示すように、中間転写ベルト１のエッジ形状データの平均値がほぼゼロとなり、このエッジ形状データｐ（ｎ）をエッジ形状テーブルのデータとして記憶部２８に記憶する。
【００５９】
一方、こうしてエッジ形状データｐ（ｎ）を算出するまでの間、ステアリングロール３の傾き角度は固定されたままであるため、中間転写ベルト１は一定の割合で一方向に移動している。そのため、中間転写ベルト１の位置は基準位置（ＲＥＦ）からずれた状態にある。
そこで今度は、先ほど得られたエッジ形状データｐ（ｎ）を用いて、画像形成時と同様のステアリング制御（ステアリング制御２）を行う（ステップＳ６）。これにより、中間転写ベルト１のエッジ位置は徐々に基準位置（ＲＥＦ）へと近づいていく。
【００６０】
次に、エッジセンサ１３からの検出データを基に、中間転写ベルト１の移動量Ｗ（ｎ）が予め設定された許容範囲Ｗｂになったか否か（Ｗ（ｎ）＜Ｗｂ）を繰り返し判定し（ステップＳ７）、中間転写ベルト１の移動量Ｗ（ｎ）が許容範囲Ｗｂ内に収まった、つまり中間転写ベルト１の位置が基準位置に戻った時点でステアリング制御がスタンバイ状態（準備完了）となる（ステップＳ８）。
以上で、一連のテーブル作成処理が完了する。
【００６１】
図１０は本実施の形態で採用したステアリング制御の処理手順を示すフローチャートで、この処理はステアリング制御装置１９により実行される。
先ず、ステップＳ１１においては、ベルトの周回数ｒをゼロにリセットするとともに、ステアリングロール３の傾き角度を初期値に設定する。
次に、ベルトホームセンサ１２からベルトホーム信号が出力されたら、ベルトの周回数ｒをインクリメント（＋１）するとともに、ベルトの走行方向に対応した番地ｎをゼロにリセットする（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００６２】
次いで、中間転写ベルト１の走行を終了する旨の信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ１４）、入力された場合はその時点で処理を抜け、入力されなかった場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５では、ベルトの走行方向に対応した番地ｎをインクリメント（＋１）する。
続くステップＳ１６では、エッジセンサ１３の検出データをサンプリングし、これを平均化処理して検出データｅ（ｒ，ｎ）を取得する。
次に、こうして取得した検出データｅ（ｒ，ｎ）とこれに対応するエッジ形状データｐ（ｎ）との差分を取り、この差分による位置データと基準の位置データ（ＲＥＦ）との比較により、基準位置に対するベルトの位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）を算出する（ステップＳ１７）。
【００６３】
次いで、ベルトの位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）を基に、ステアリングロール３の傾き角度を設定するためのステアリング量ｓ（ｒ，ｎ）を算出し、これをモータドライバ２５に与えてステアリングモータ２０を駆動する（ステップＳ１８）。
続いて、番地の数ｎが、ベルト１周の間に検出すべきデータの個数Ｎに達したか否かを判断し（ステップＳ１９）、達していない場合は先のステップＳ１４に戻る。
ちなみに、ステップＳ１１〜Ｓ１９の処理は、先述した通常の画像形成モードにおけるステアリング制御の処理手順と同様である。
【００６４】
その後、ステップＳ２０においては、上記ステップＳ１７で算出したＮ個のベルト位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）を用いて、ステアリング制御におけるベルト位置変動の修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）を以下の数５式により算出する。
【００６５】
【数５】
0003632731.tif 000006
【００６６】
この数５式により算出した修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）は、上記Ｎ個のベルト位置変動量Ｗ（ｒ，ｎ）の標準偏差であるが、これ以外にも、Ｎ個のベルト位置変動量ｗ（ｒ，ｎ）の最大値、最小値等を「修正誤差」として算出してもよい。
【００６７】
続いて、上記数５式により算出した修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）と予め設定された許容誤差Ｗｃとを比較し（ステップＳ２１）、修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）が許容誤差Ｗｃ以下であれば先のステップＳ１２に戻って一連のステアリング制御を継続する。これに対して、修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）が許容誤差Ｗｃを超えていた場合はステップＳ２２に移行し、中間転写ベルト１のエッジ形状をチェックする処理を行う。
【００６８】
図１１はエッジ形状チェックの処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ３１では、ステアリングロール３の傾き角度を固定する。このときのロール傾き角度は、先述したエッジ形状テーブルの作成時と同様、中間転写ベルト１が基準位置付近で安定走行している状態の角度である。
【００６９】
次に、ベルトホームセンサ１２からベルトホーム信号が出力されか否かを判定し（ステップＳ３２）、ベルトホーム信号が出力されたら、ベルトの走行方向に対応した番地ｎをゼロにリセットする（ステップＳ３３）。
次いで、番地の数ｎをインクリメント（＋１）したのち、ベルトホーム信号を基準にエッジセンサ１３の検出データをサンプリングし、これを平均化処理して検出データｅ（ｎ）を取得する（ステップＳ３４，Ｓ３５）。
【００７０】
続いて、番地ｎの数が、ベルト１周の間に取り込むべき検出データの個数Ｎに達したか否かを判定し（ステップＳ３６）、達していない場合は先のステップＳ３４に戻る。これにより、ステップＳ３６でｎ＝ｎの条件を満たした時点では、ベルト１周の間にＮ個の検出データｅ（ｎ）が得られる。
【００７１】
続いて、上記Ｎ個の検出データｅ（ｎ）を用いて、中間転写ベルト１のエッジ形状に対応する代表値Ｐｃｓｄ  を、以下の算出手順によって求める（ステップＳ３７）。
【００７２】
先ず、上記Ｎ個の検出データｅ（ｎ）のうち、ｎ＝１に対応する検出データｅ（１）とｎ＝Ｎに対応する検出データｅ（Ｎ）とを用いて、ベルト１周における中間転写ベルト１のウォークレートＷＲを数６式によって算出する。
【００７３】
【数６】
0003632731.tif 000007
【００７４】
次に、中間転写ベルト１のエッジ形状データＰｃ（ｎ）を以下の数７式を用いて算出する。この数７式では、各々のサンプルタイミングで得られた検出データｅ（ｎ）から、その時々のベルト蛇行量ＷＲ・（ｎ−１）を減算することにより、エッジ形状データＰｃ（ｎ）を抽出している。
【００７５】
【数７】
0003632731.tif 000008
【００７６】
続いて、上記数７式により求めたエッジ形状データＰｃ（ｎ）を用いて、以下の数８式により、中間転写ベルト１のエッジ形状に対応する代表値Ｐｃｓｄ  を算出する。
【００７７】
【数８】
0003632731.tif 000009
【００７８】
この数８式により算出した代表値Ｐｃｓｄ  は、上記エッジ形状データＰｃ（ｎ）の標準偏差であるが、これ以外にも、中間転写ベルト１のエッジ形状に対応してその値が変化するものであれば（例えば、数７式で求めたエッジ形状データＰｃ（ｎ）の最大値又は最小値など）、それを代表値として採用してもよい。
【００７９】
こうして中間転写ベルト１のエッジ形状に対応する代表値Ｐｃｓｄ  を求めたら、その代表値Ｐｃｓｄ  と予め設定された規定値Ｐｃ  とを比較する（ステップＳ３８）。ここで、規定値Ｐｃ  は、記憶部２８に記憶されているエッジ形状データに対応して設定される値で、後述のようにエッジ形状データの適不適を判断する基準値となるものである。
【００８０】
このとき、代表値Ｐｃｓｄ  が規定値Ｐｃ  以下であれば、エッジ形状チェックにおいてチェックした中間転写ベルト１のエッジ形状（ベルト１周分のエッジ形状データＰｃ（ｎ））に対し、記憶部２８に記憶されているエッジ形状データ（テーブルデータ）が適正であると判断してＨ＝０に設定し（ステップＳ３９）、代表値Ｐｃｓｄ  が規定値Ｐｃ  を超えていた場合は、記憶部２８のエッジ形状データが不適であると判断してＨ＝１に設定する（ステップＳ４０）。
この時点でエッジ形状チェックは終了し、その後は、図１０のステップＳ２３に移行する。
【００８１】
ステップＳ２３では、上記Ｈの値が０になっているか否か、つまり記憶部２８のエッジ形状データが適正かどうかを判定し、Ｈ＝０となっていた場合（エッジ形状チェックで記憶部２８のエッジ形状データが適正と判断された場合）はそのまま上記ステップＳ１２に戻る。ただし、先のステップＳ２１での判定で修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）が許容誤差Ｗｃを超えた要因が他に存在することから、その旨を操作パネル等に表示するなどの警告処理を行ったうえで、ステップＳ１２に戻るようにしてもよい。
【００８２】
一方、ステップＳ２３での判定で、Ｈの値が０になっていなかった場合（エッジ形状チェックで記憶部２８のエッジ形状データが不適と判断された場合）はステップＳ２４に進み、そこでエッジ形状データの更新処理を行ったのち、上記ステップＳ１２に戻る。ステップＳ２４での更新処理は、上記図７のフローチャートに示したエッジ形状テーブルの作成手順と同様に行われる。ただし、この時点では、既に記憶部２８にエッジ形状データが記憶されているため、これを更新する場合は、一旦前のデータを削除して、新たに求めたエッジ形状データを記憶し直すことになる。
【００８３】
これにより、種々の要因で中間転写ベルト１のエッジ形状が変化した場合でも、そのエッジ形状がチェックされ、必要に応じて記憶部２８のエッジ形状データが更新されるため、常に適正なエッジ形状データを参照してステアリング制御を行うことができる。その結果、中間転写ベルト１のエッジ形状変化に伴うステアリング制御の修正誤差を解消できるため、長期にわたって色ずれや色むらのない高品質な出力画像を得ることが可能となる。
【００８４】
ところで、中間転写ベルト１のエッジ形状は、画像形成装置の電源投入前の環境変化や、機械的なメンテナンスによる外力などで変化している可能性が高い。また一般に、画像形成装置の電源投入直後においては、ウォームアップによる待ち時間が生じる。
そこで、電源投入後でかつ画像形成前（ウォームアップ中）に上記エッジ形状チェックを行うようにすれば、画像形成の生産性を低下させることなく、画像形成開始時から中間転写ベルト１の位置変動（蛇行）を精度良く修正することが可能となる。
【００８５】
また、画像形成中のステアリング制御において、先述のようにベルト位置変動の修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）が許容誤差Ｗｃを超えたときに、画像形成を中断してエッジ形状チェックを行うようにすれば、修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）が許容レベルを超えた状態で画像形成が行われることがないため、ステアリングロール３の傾き動作による中間転写ベルト１の蛇行修正性能を維持することができる。
【００８６】
一方、画像形成中のステアリング制御において修正誤差Ｗｓｄ（ｒ）が許容誤差Ｗｃを超えたときに、画像形成終了後のサイクルダウン中にエッジ形状チェックを行うようにすれば、エッジ形状チェックによる画像形成の中断が発生しないため、画像形成の生産性を落とすことなく、上記蛇行修正性能を回復させることができる。
【００８７】
さらにエッジ形状チェックについては、画像形成の処理枚数が規定枚数（５００枚、１０００枚、１５００枚…）を超えた時点で行うようにしたり、は画像形成の待機時間（スタンバイ時間）が規定時間を超えた時点で行うようにしてもよい。
【００８８】
なお、上記実施の形態においては、無端状の中間転写ベルト１を用いた画像形成装置への適用例について説明したが、本発明は、無端状の感光体ベルトや用紙搬送ベルト等を用いた画像形成装置にも同様に適用可能であり、また画像形成装置以外の他の装置のベルト駆動装置としても適用可能である。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るベルト駆動装置によれば、所定のタイミングで無端ベルトのエッジ形状をチェックし、そのチェックしたエッジ形状に対して記憶手段のエッジ形状データが不適であった場合は、記憶手段のエッジ形状データを自動的に更新するようにしたので、常に適正なエッジ形状データを用いて無端ベルトの位置変動を修正することができる。これにより、無端ベルトのエッジ形状変化に伴う修正誤差を解消できるため、無端ベルトの位置変動をより高精度に修正することが可能となる。このことから、例えば無端ベルトを用いた画像形成装置においては、長期にわたって色ずれや色むらのない高品質な出力画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。
【図２】エッジセンサの具体的な構成を示す概略図である。
【図３】蛇行修正のための基本的な構成を示す概略図である。
【図４】エッジセンサの他の構成例を示す概略図である。
【図５】蛇行修正の原理を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態で採用したステアリング制御システムの構成図である。
【図７】エッジ形状テーブルの作成手順を示すフローチャートである。
【図８】エッジ形状テーブルの作成時におけるベルトの位置変動状態を示す図である。
【図９】エッジ形状データの算出手順を示す模式図である。
【図１０】実施の形態におけるステアリング制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態におけるエッジ形状チェックの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…中間転写ベルト、２…駆動ロール、３…ステアリングロール、４…二次転写ロール、５，６，７…従動ロール、１３…エッジセンサ、１９ａ…コントローラ、２０…ステアリングモータ、２１…揺動アーム、２２…偏心カム、２７…演算部、２８…記憶部
【図１】
0003632731.tif 000010
【図２】
0003632731.tif 000011
【図３】
0003632731.tif 000012
【図４】
0003632731.tif 000013
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003632731.tif 000017
【図９】
0003632731.tif 000018
【図１０】
0003632731.tif 000019
【図１１】
0003632731.tif 000020