(57)【要約】【課題】  主走査方向の画像位置ズレのプロファイルを各色で一致させ、色ズレの少ない良好なフルカラー画像を得ること。【解決手段】  ベルトの寄り制御を行うステアリング動作を、隣接する画像形成部間のベルト移動時間Ｔの１／Ｎ（Ｎ：自然数）周期で制御することで、ステアリング動作に伴うベルトの旋回や蛇行などの挙動を各画像形成部間で同期させる。【選択図】  図３
2011118241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一像担持体と、前記第一像担持体と隣り合う位置にある第二像担持体と、前記第一像担持体に形成されるトナー像と前記第二像担持体に形成されるトナー像とがそれぞれ転写される回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材を張架する張架ローラと、前記ベルト部材を張架し、少なくとも一方の端部が移動することにより傾斜が可能であるステアリングローラと、前記ステアリングローラの回転軸線方向における前記ベルト部材の位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段の出力に基づいて前記ステアリングローラの傾きを制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、トナー像を前記ベルト部材に形成する動作時には前記ベルト部材が隣り合う第一像担持体と第二像担持体との間を移動する時間の１／Ｎ（Ｎ：自然数）周期で前記ステアリングローラの傾斜動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ステアリング動作の周期的制御は、ステアリングの平衡位置を起点に開始されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
端部位置が規定値以下に収束したと判断された場合、その時点でのステアリング制御量をステアリングの平衡位置としてメモリ部に記憶するモードを備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
隣り合う画像形成部間の距離Ｈ、張架ローラの１つである駆動ローラの外径Ｄ、ベルト部材の厚さｄの間に、Ｈ＝ｎπ（Ｄ＋ｄ）（ただしｎ：自然数）の関係を有することを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ベルト部材は、前記複数の画像形成部により形成されたトナー像を担持する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記無端ベルトは、記録材を担持し、搬送する転写ベルトであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、印刷機などに代表される画像形成装置に関する発明である。特に、無端ベルト状の像担持体上に複数の画像形成部が並べて配置されるフルカラーの画像形成装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の高速化に伴い、ベルト部材に複数の画像形成部を並べて配置し、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的なものとして挙げられる。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ベルト部材は、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。
【０００３】
このようなベルト寄り問題に対する手段として、特許文献１に提案されているステアリングローラによる寄り制御がある。これは、無端ベルトを張架しているローラのうちの１本をステアリングローラとして自由に軸アライメントが変えられるように支持するとともに、モータなどのアクチュエータを用いてこれを制御するという方法である。このとき、ステアリングローラのステアリング量および方向は、無端ベルトの端部位置を検知するエッジ検知センサによるベルト寄り情報を基に決定される。
【０００４】
また、ベルト寄り問題に対する手段にはステアリング制御を不要とする方法もあり、特許文献２によって無端ベルトの両端部をベルト寄り規制部材に当接させる構成が提案されている。その他、無端ベルトの両端部の裏側全周にリブ状のベルト寄り規制部材を貼り付けて、該ベルト寄り規制部材を張架ローラの端面に当接させることで寄りを規制するような構成も基本的な思想は同じである。しかし、物理的に接触させることでベルト寄りを規制する特許文献２は、プロセススピードの上昇に伴ってベルト端部へのダメージ増加やベルト寄り規制部材へのベルト乗り上げなどが発生する。
【０００５】
そのため、画像形成装置の高速化に対応する構成としては、特許文献１のステアリングローラによる寄り制御が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１６９４４９
【特許文献２】特開２００１−１４６３３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、トナー像が重ね合わされる中間転写ベルトの場合には、ベルト寄り問題と同時に主走査方向の色ズレを考慮しなければならない。図９および図１０を用いて、ベルト寄りと主走査方向の色ズレの関係について説明する。図９は、中間転写ベルトの姿勢が一定の状態で走行駆動された場合を仮定した上視図である。中間転写ベルト６０６は、ある時刻ｔにおいて駆動ローラ６０４およびステアリングローラ６０５をはじめとする複数のローラに実線で表記した位置に張架されている。そして、中間転写ベルト６０６は、各ローラ間のアライメントの崩れなどによってある傾き姿勢βで張架されている。ここで、傾き姿勢βが一定のまま矢印Ｆ方向に走行駆動されたとすると、時刻ｔ＋Δｔにおいて中間転写ベルト６０６は破線で表記した位置に移動する。このとき、時間Δｔの間に発生するベルト端部のｙ方向変位はベルトエッジ検知センサ１によって定点観測し、ベルト上のある質点ｐは追跡観測するものとする。すると、ベルト端部のｙ方向変位は実線表記と破線表記の差だけ発生しており、一方質点はｐｔからｐｔ＋Δｔまでｘ方向に直進するためｙ方向には変位しない。ベルト上の質点ｐは、中間転写ベルトの場合には、ある色の画像形成部によって作像されたドットに相当し、質点ｐのｙ方向（つまり主走査方向）の位置が時間的に変化しないということは各色間での相対差（つまり色ズレ）が発生しない。すなわち、傾き姿勢βが一定の場合には、ベルト寄りは発生するが主走査方向の色ズレは発生しない。
【０００８】
一方、図１０は、中間転写ベルトの姿勢が一定でない状態で走行駆動された場合を仮定した上視図である。中間転写ベルト６０６は、ある時刻ｔにおいて図９同様に実線で表記した位置にある傾き姿勢βで張架されている。ここで、傾き姿勢βが変化しながら矢印Ｆ方向に走行駆動されたとすると、時刻ｔ＋Δｔにおいて中間転写ベルト６０６は破線で表記した位置に移動する。このとき、図９と同じようにベルト端部のｙ方向変位は前記ベルトエッジ検知センサ１による定点観測、ベルト上のある質点ｐは追跡観測すると、ベルト端部のｙ方向変位は実線表記と破線表記の差だけ発生している。一方、質点はｐｔからｐｔ＋Δｔまでｘ方向に蛇行するためｙ方向に変位する。すなわち、傾き姿勢βが一定でない場合には、ベルト寄りと主走査方向の色ズレの両方を発生することが分かる。
【０００９】
特許文献１で提案されているステアリング制御の方法を採用すると、前記エッジ検知センサによる観測点において、ベルト端部の変位が無くなることを目標に前記ステアリングローラの操舵角が制御されるため、その過程においては図１０の状態が生じやすくなる。その結果、主走査方向の色ズレが問題になってしまう。
【００１０】
そこで本発明は、ステアリング制御方式において、ステアリング動作に伴うベルトの旋回や蛇行が発生しても主走査方向の位置ズレのプロファイルを各色間で同期させることができる画像形成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】
【００１１】
そこで、本発明は、第一像担持体と、前記第一像担持体と隣り合う位置にある第二像担持体と、前記第一像担持体に形成されるトナー像と前記第二像担持体に形成されるトナー像とがそれぞれ転写される回転可能なベルト部材と、前記ベルト部材を張架する張架ローラと、前記ベルト部材を張架し、少なくとも一端が移動することにより傾斜が可能であるステアリングローラと、前記ステアリングローラの回転軸線方向における前記ベルト部材の位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段の出力に基づいて前記ステアリングローラの傾きを制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記ベルト部材が隣接する第一像担持体と第二像担持体との間を移動する時間の１／Ｎ（Ｎ：自然数）周期で前記ステアリングローラの傾斜動作を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ステアリング制御方式において、ステアリング動作に伴うベルトの旋回や蛇行が発生しても主走査方向の位置ズレのプロファイルを各色間で同期させることができ、主走査方向の色ズレを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における中間転写ベルトユニット構成について説明する断面図である
【図２】実施例１におけるステアリング制御パターンについて説明する図である
【図３】ニュートラル位置の検出モードについて説明するフローチャートである
【図４】ニュートラル位置の決定について説明する図である
【図５】実施例２における中間転写ベルトユニット構成について説明する断面図である
【図６】画像形成装置について説明する断面図である
【図７】ステアリング周期数Ｎの決定モードについて説明するフローチャートである
【図８】ステアリングプロファイルの作成について説明する図である
【図９】ベルト姿勢が一定の場合のベルト挙動について説明する上視図である
【図１０】ベルト姿勢が一定でない場合のベルト挙動について説明する上視図である
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施例１）
＜画像形成装置について＞
本発明に係る画像形成装置について説明する。まず、図６を用いて画像形成装置の動作について説明する。図６に示した画像形成装置６０は電子写真方式を用いたカラーの画像形成装置である。画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト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の断面図である。
【００１５】
＜記録材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは記録材収納部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、給紙部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、給紙部６３はエアによる分離吸着を利用する方式を用いるものとする。給紙部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は二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ６０３および二次転写外ローラ６６により形成される二次転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上に中間転写ベルト上のトナーを転写させる。
【００１６】
＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部までの記録材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までの画像の形成プロセスについて説明する。本実施例では、イエローのトナーで画像形成する画像形成部６１３Ｙ，マゼンタのトナーで画像形成する画像形成部６１３Ｍ，シアンのトナーで画像形成する画像形成部６１３Ｃ，ブラックのトナーで画像形成する画像形成部６１３  Ｂｋが配置されている。
【００１７】
画像形成部６１３は、トナーの色以外は同様の構成であるため、代表して画像形成部６１３Ｙ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６０８Ｙ、帯電装置６１４Ｙ，露光装置６１１Ｙ、現像装置６１０Ｙ、一次転写ローラ６０７Ｙ、および感光体クリーナ６０９Ｙ等から構成される。予め帯電装置６１４Ｙにより表面を一様に帯電され、図中矢印ｍ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６１２等を適宜経由して潜像が形成される。感光体６０８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。その後、一次転写ローラ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、ベルト部材である中間転写ベルト６０６上にトナー像が転写される。その後、感光体６０８Ｙ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。以上説明した画像形成動作がそれぞれの画像形成部で実行される。
【００１８】
次に、中間転写ベルト６０６について説明する。中間転写ベルト６０６は駆動ローラ６０４、テンションローラ６０５および二次転写内ローラ６０３等のローラによって張架され、図中矢印ｎの方向へと回転駆動される。先述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢｋの各画像形成装置６１３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、二次転写部へと搬送される。
【００１９】
＜二次転写以降のプロセス＞
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。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、給紙装置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、先述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。
【００２０】
＜中間転写ベルトのステアリング構成について＞
図１は本実施例における中間転写ベルトユニットの構成を示す断面図である。
【００２１】
中間転写ベルト６０６は、駆動ローラ６０４、二次転写内ローラ６０３、アイドラローラ６、ステアリングローラ６０５などの複数のローラにより張架される無端ベルトであり、図中矢印方向に搬送速度Ｖで走行駆動される。ここで、ステアリングローラ６０５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。本実施例では、ステアリングローラ６０５を支持する両端の軸受部のうち一方の端部の軸受部をステアリングアーム８が抱えており、ステアリングアーム８は引張りバネなどの付勢部材３によるモーメントが回動中心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に構成されている。ステアリングカム５は、不図示のステアリングモータ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おり、その結果ステアリングアーム８およびステアリングローラ６０５が図中の実線表記から破線表記のように揺動することができる。このように、本実施例におけるステアリング構成は、ステアリングローラ６０５の固定側の軸受部を基準に他端の軸受部を可動させて、ステアリングローラ６０５が傾斜することで、その軸アライメントを崩すようにしたものである。軸アライメントの可変範囲は、ステアリングカム５のカムプロファイルおよび回動中心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。本実施例では、ステアリングカム５のカムプロファイルは、ホームポジションの位相から１回転させたときにステアリングアームの揺動が１周期だけ正弦波的に変化するように設定されている。
【００２２】
なお、中間転写ベルトには所定の張力を付与する必要があるが、本実施例ではステアリングローラ６０５がテンションローラの役割も同時に兼ねるものとする。もちろん、他の張架ローラがテンションローラの役割を担う構成であっても構わない。また、アイドラローラ６は感光体６０８Ｙ〜６０８Ｂｋとステアリングローラ６０５の間に配置されることで、ステアリング動作に伴う一次転写部（一次転写ローラ６０７Ｙ〜６０７Ｂｋによるニップ部）のベルト面が大きく変動しないように抑制している。
【００２３】
また、図１に示す中間転写ベルトユニットはベルト端部の位置を検知する位置検知手段であるベルトエッジ検知センサ１をステアリングローラ６０５の回転軸線方向においていずれか一方の端部に備えている。ベルトエッジセンサ１は、例えばベルト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検出し、端部の移動量（すなわちベルトの寄り量）に変換する方式などを用いればよい。このベルトエッジ検知センサ１の出力に基づいて、ステアリング動作（傾斜動作）が行われる。
【００２４】
＜ステアリング制御について＞
図３に示したフローチャートに基づき、以下本実施例における中間転写ベルトのステアリング制御について詳細に説明を行う。画像形成装置は一般的に、電源が投入されて起動するとウォームアップ動作を開始し、作像プロセスに関わる各種調整動作を行う。この中には、例えば温度や湿度により変動する中間転写ベルトの抵抗値に合わせて転写バイアス条件を最適化する動作なども含まれており、中間転写ベルトや感光体が回転駆動される。
【００２５】
Ｉ．ニュートラル位置検出モード
本実施例では、ウォームアップ動作中に図３のモード１（Ｍｏｄｅ１）として示したステアリング動作のニュートラル位置検出モードを実行するものである。本モードの目的は、後に説明するステアリングカム５による周期的制御を行う際のゼロ点を検出することにある。これは、ベルトの張架位置が著しく偏ったような場合に、いきなり周期的制御を実行するとベルトが寄り切って破損してしまう恐れがあり、これを回避するために設けられる。
【００２６】
モード１では、ベルトエッジ検知センサ１の検知信号を基にステアリング制御を行う。ベルトエッジ検知センサのホームポジションは、ベルト端部位置に合わせて予めメモリ部にて記憶されており、ホームポジションからの偏差に応じたステアリング制御量が与えられる。ここで本実施例の場合、ステアリング制御量とはステアリングカム５の位相であり、ステアリングモータの回転方向および回転角で制御される。その結果、例えば図４に示すようにベルトのエッジ位置がモード１の開始時間ｔ＝０においてある偏差を有していたとすると、前述のステアリング制御のイニシャル値によってエッジ位置は時間とともに逆方向に戻っていく。以降、所定のサンプリング時間Δｔの間隔でベルトエッジ検知センサ１の信号を取得し、ホームポジションからのエッジ位置の偏差を演算し、該偏差を打ち消す方向および制御量を与えるステアリング制御を繰り返す。その結果、図４に示すように次第にベルトエッジ位置は収束していき、比較的ベルト寄りが少ない位置ＰＮを中心に僅かなステアリング動作で済むようになる。この位置ＰＮは、ベルトエッジの変化率Δｙ／Δｔがある規定値以下に収束した時間ｔ＝Ｔｎにおける位置として定義され、このときのステアリング制御量、ここではステアリングカム５の位相αをニュートラル位置としてメモリ部にストアする。こうして、位相αを後に説明する周期的制御のゼロ点として改めて更新するリセット動作が行われる。
【００２７】
図３のフローチャートについて説明する。
【００２８】
まず、画像形成装置が画像形成可能状態に移行する動作である装置起動動作が開始する（Ｓ０１）。そして、ウォームアップ動作の１つとして中間転写ベルト６０６の回転動作が開始する（Ｓ０２）。次に、ベルトエッジ検知センサ１が中間転写ベルト６０６のエッジを検知し、メモリ部で記憶されているホームポジションからの偏差を検知する（Ｓ０３）。そして、ステアリング方向及び角度のイニシャル値を決定する（Ｓ０４）。所定のサンプリング時間Δｔの間隔でベルトエッジ検知センサ１の信号を取得し、ホームポジションからのエッジ位置の偏差を演算し、該偏差を打ち消す方向および制御量を与えるステアリング制御を繰り返す（Ｓ０５）。次に、その結果、図４に示すように次第にベルトエッジ位置は収束していき、比較的ベルト寄りが少ない位置ＰＮを中心に僅かなステアリング動作で済むようになる。この位置ＰＮは、ベルトエッジの変化率Δｙ／Δｔがある規定値以下に収束した時間ｔ＝Ｔｎにおける位置として定義され、このときのステアリング制御量、ここではステアリングカム５の位相αをニュートラル位置（平衡位置）としてメモリ部にストアする。こうして、位相αを後に説明する周期的制御のゼロ点（起点）として改めて更新するリセット動作が行われる（Ｓ０５〜Ｓ０８）。その後、ウォームアップ回転終了（Ｓ０９）となり、画像形成可能状態に移行し、画像形成ジョブ受付開始する（Ｓ１０）。
【００２９】
ＩＩ．プリントジョブ実行時のステアリング制御モード
次に、図３を用いてニュートラル位置検出モード（モード１）およびウォームアップ回転動作終了後のフローについて説明する。
【００３０】
ニュートラル位置検出モード（モード１）およびウォームアップ回転動作が終了すると、実際のプリントジョブの受付が開始される（Ｓ１０）。プリントジョブが開始されると、ステアリングカム５は位相αを基点として一方向に等角速度回転するように制御される。このとき、ステアリングカム５の回転角速度は、図２に示すようにステアリングカムの位相θの変化が画像形成部間のベルト移動時間Ｔの間にＮ回（Ｎは自然数、図２はＮ＝２の例）となるようにステアリングモータによって決められる。ここで、ベルト移動時間Ｔは図１に示す各画像形成部間の距離Ｈをベルト搬送速度Ｖで除した時間である。ここで、画像形成部間の距離（隣り合う画像形成部間（第一像担持体と第二像担持体間）の距離）Ｈは、感光ドラムと一次転写ローラとの接触領域の中心間の移動距離である。
【００３１】
このように、画像形成の動作時にステアリング制御の周期をベルト移動時間Ｔの１／Ｎとなるような関係で周期制御を行うことで、図２のようにイエローの画像形成部６１３Ｙ、マゼンタの画像形成部６１３Ｍ、シアンの画像形成部６１３Ｃ、ブラックの画像形成部６１３Ｂｋにおいて、それぞれステアリング動作を同期させることが可能となる（Ｓ１１）。その結果、ステアリング動作に伴う中間転写ベルトの旋回や蛇行が発生しても、それによる主走査方向の画像位置ズレが各色間で相対的な差を小さくできる。その結果、プリント画像としては主走査方向の色ズレに優れたものが得られる。なお、図２では画像形成部６１３Ｙをゼロとする正弦波としたが、画像形成部６１３Ｙでの位相がずれた正弦波であっても同様に各色間では同期を取れるため問題はない。そして、ジョブが終了することで、このフローは終了する（Ｓ１２）。
【００３２】
＜タイミング同期精度の向上＞
さらに、本実施例では図１に示す駆動ローラ６０４の外径Ｄ、中間転写ベルトの厚さｄ、各画像形成部間の距離（隣り合う画像形成部間の距離）Ｈの間に、
Ｈ＝ｎπ（Ｄ＋ｄ）    （ただしｎは自然数）  ・・・（１）
の関係が成り立つように設定されている。これは、駆動ローラ６０４に巻き付けられて駆動される中間転写ベルトの搬送速度は中立面となる厚さの半分の位置で決まることから、実質的な駆動半径を（Ｄ＋ｄ）／２として、その駆動周長の整数倍が各画像形成部間の距離Ｈになるように設定した関係になる。駆動ローラ６０４の偏芯や駆動系に起因する回転ムラなどがあると、実際のベルト搬送速度Ｖには周期的な変動が発生するため、図２に示した各画像形成部の移動時間Ｔ（＝Ｈ／Ｖ）にもばらつきが生じる。その結果、ステアリング制御の同期タイミングが少しづつずれることになる。このタイミングのズレは、最上流の画像形成部６１３Ｙから累積されていくため、最下流の画像形成部６１３Ｂｋとの相対差が最も大きくなり、主走査方向の色ズレとして現れてしまう。これに対して、（１）式の関係を満たす関係に設定すると、ベルト搬送速度Ｖの周期的変動についても各画像形成部間で同期させることができる。その結果、各画像形成部間のベルト移動時間Ｔが一致し、図２におけるステアリング制御のタイミング同期精度をより向上させることができるようになる。勿論、各画像形成部間のベルト移動時間Ｔが一致すれば、副走査方向の色ズレに対しても効果が得られるため、結果的に本実施例によれば主副の両方向の色ズレに優れたプリント画像が得られるようになる。
【００３３】
なお、本実施例では無端ベルトの一例として、図１および図６に示したような中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルトとした。それ以外に、担持搬送された記録材上に画像を形成する画像形成装置における記録材を担持搬送する転写ベルトに対しても同様の効果が得られる。あるいは、感光体を図１および図６のように感光体ドラムとせず、無端ベルト状の感光体ベルトとし、これに直接的に帯電、露光、現像を各色重ねて繰り返す方式であっても構わない。また、本実施例ではステアリング制御量としてステアリングカムの位相を用いる構成としたが、その他の制御量および揺動方式を用いても構わない。
【００３４】
（実施例２）
本発明の実施例２における中間転写ベルトユニットの構成を図５に示す。なお、図５に示した中間転写ベルトユニットは、実施例１の中間転写ベルトにかえて図６に示した画像形成装置に採用可能である。そのため、画像形成装置の基本的な動作については実施例１において説明したのと同様であるため、ここでは省略する。本実施例では、実施例１とは異なる方式でステアリングローラの周期的制御を実施する方法について説明する。
【００３５】
＜中間転写ベルトのステアリング構成について＞
図５において、中間転写ベルト６０６は、駆動ローラ６０４、二次転写内ローラ６０３、アイドラローラ６、ステアリングローラ６０５などの複数のローラにより張架される無端ベルトであり、図中矢印方向に搬送速度Ｖで走行駆動される。ステアリング装置の構成は実施例１で説明した図１の構成としてもよいが、本実施例では他の構成を例に挙げて説明をする。ステアリングローラ６０５はローラの軸方向に平行なホルダー部５１の両端部に設けられた軸受け部５０によって、従動回転可能な状態に支持されている。さらに、ホルダー部５１の中央部はステアリングモータ５２のモータ軸に連結されており、ステアリングモータ５２を図中矢印のように両方向に回転させることによって、センター基準でステアリングローラ６０５の軸アライメントを崩すようにしたものである。軸アライメントの可変範囲は、ステアリングモータ６２の回転方向および回転角によって決まり、本実施例ではステッピングモータを用いて回転角がステップ角および入力パルス数などにより容易に制御することができるようになっている。
【００３６】
なお、中間転写ベルトには所定の張力を付与する必要があるが、本実施例ではステアリングローラ６０５がテンションローラの役割も同時に兼ねるものとする。もちろん、他の張架ローラがテンションローラの役割を担う構成であっても構わない。また、アイドラローラ６は感光体６０８Ｙ〜６０８Ｂｋとステアリングローラ６０５の間に配置されることで、ステアリング動作に伴う一次転写部（一次転写ローラ６０７Ｙ〜６０７Ｂｋによるニップ部）のベルト面が大きく変動しないように抑制している。また、図１に示す中間転写ベルトユニットはベルト端部の位置を検知するために、ベルトエッジ検知センサ１をいずれか一方の端部に備えている。ベルトエッジセンサ１は、実施例１と同様にギャップセンサなどを用いるものとする。
【００３７】
＜ステアリング制御について＞
図７に示したフローチャートに基づき、以下本実施例における中間転写ベルトのステアリング制御について詳細に説明を行う。画像形成装置は一般的に、電源が投入されて起動するとウォームアップ動作を開始し、作像プロセスに関わる各種調整動作を行う。この中には、例えば温度や湿度により変動する中間転写ベルトの抵抗値に合わせて転写バイアス条件を最適化する動作なども含まれており、中間転写ベルトや感光体が回転駆動される。
【００３８】
Ｉ．ステアリング周期数Ｎの決定モード
本実施例では、このウォームアップ動作中に図７のモード２として示したステアリング制御の周期数Ｎの決定モードを実行することが特徴である。本モードの目的は、後に説明する周期的制御を行う際のステアリングモータ５２の駆動パターン（以下、ステアリングプロファイルと呼ぶ）を取得することにある。
【００３９】
まず、装置が起動する（Ｓ００１）と、ウォームアップ回転を開始する（Ｓ００２）。そして、モード２の制御が行われる。
【００４０】
モード２では、ベルトエッジ検知センサ１の検知信号を使用しながらステアリング制御を行い、ステアリングプロファイルの作成を行っていく。ベルトエッジ検知センサのホームポジション位置は、称呼のベルト端部位置に合わせて予め記憶されており、ホームポジションからの偏差に応じたステアリング制御量が与えられる。ここで本実施例の場合、ステアリング制御量とはステアリングモータ５２の回転方向およびパルス数で制御される。まず、初期条件として引数をｋ＝１にセットし（Ｓ００３）、周期数Ｎ＝ｋの状態からモード２が開始される（Ｓ００４）。
【００４１】
モード２におけるステアリングプロファイルの取得概念について、図８を用いて説明する。図８（ａ）はＮ＝１の場合の例を示しており、開始時間ｔ＝０からベルトエッジ位置の偏差をキャンセルするようにステアリングモータ５２が実線波形８０のような制御量θを経時的に行ったとする。
【００４２】
モード２では、このようなベルトエッジ検知センサ１の検知信号に基づくステアリングプロファイルを、各画像形成部間のベルト移動時間Ｔ（ｓｅｃ）の半分；時間Ｔ／２Ｎ（ｓｅｃ）の間隔ごとに取得するようになっている（Ｓ００５、Ｓ００６）。そして、ステアリングプロファイルはメモリ部にストアされるとともに、その制御履歴を時間的に逆に遡った逆プロファイル（以下、リバースプロファイルと呼ぶ）が作成され、同じようにメモリ部にストアされる（Ｓ００７，Ｓ００８、Ｓ００９）。こうして得られたリバースプロファイルは次のＴ／２Ｎ（ｓｅｃ）間のステアリング制御の信号として用いられ、この間はベルトエッジ検知センサ１の検知信号に基づいた制御は行われない（Ｓ０１０）。つまり、図８（ａ）に示すようにＮ＝１の場合には、０〜Ｔ／２（ｓｅｃ）間はエッジ検知センサ１に基づくステアリング制御（実線波形８０）を行う。そして、Ｔ／２〜Ｔ（ｓｅｃ）間はｔ＝Ｔ／２に対して線対称となるようなリバースプロファイル（破線波形８１）に基づくステアリング制御を行う。Ｎ＝１の場合には、これでベルト移動時間Ｔ（ｓｅｃ）分のステアリングプロファイルＳＴがメモリストアされたことになる（Ｓ０１１）。この時点で、ベルトエッジ検知センサ１によってベルトの端部位置が許容範囲内にあるか否かが確認され、問題なければステアリングプロファイルＳＴを基本信号とする周期的制御を所定時間繰り返す。さらに、ベルトエッジ検知センサ１によってベルトの端部位置が許容範囲から逸脱しないか監視される。ここで、監視を行う所定時間としては、例えば画像形成装置６０が対応する記録材の最大サイズＬの搬送時間であるＬ／Ｖ（ｓｅｃ）に最上流から最下流の画像形成部間（Ｙ  Ｓｔ．〜Ｂｋ  Ｓｔ．間）移動時間３Ｔ（ｓｅｃ）を加えた３Ｔ＋Ｌ／Ｖ（ｓｅｃ）を最低限とする。このようにすれば、最大サイズの画像形成中にベルトが寄り切ってしまうことはないと判断できる。仮に３Ｔ＋Ｌ／Ｖ（ｓｅｃ）以上ベルトの端部位置が許容範囲内に収まるように制御されていると判断されると、その時点でのＮがステアリング制御の周期数として決定される。例えば図８（ａ）のようにＮ＝１の場合であれば、画像形成部間のベルト移動時間Ｔ（ｓｅｃ）の間に基本パターンであるステアリングプロファイルＳＴが１回だけ行われることになる（Ｓ０１１，Ｓ０１２）。
【００４３】
一方、ステアリングプロファイルＳＴがメモリストアされた時点か３Ｔ＋Ｌ／Ｖ（ｓｅｃ）以上の監視中のいずれかにおいて、ベルトエッジ検知センサ１によってベルトの端部位置が許容範囲から逸脱したと判断された場合、引数をｋ＝ｋ＋１として新たに周期数Ｎ＝ｋがセットされて再びモード２が実行される（Ｓ０１３，Ｓ０１４）。図８（ｂ）は新たにＮ＝２とした場合の例であり、先述の説明に従い、まず０〜Ｔ／４（ｓｅｃ）間のステアリング制御がベルトエッジ検知センサ１の信号に基づき行われる。このときのステアリングプロファイル８２をメモリストアするとともにリバースプロファイル８３が作成され、Ｔ／４〜Ｔ／２（ｓｅｃ）間は該リバースプロファイル８３に基づいてステアリング制御が行われる。Ｎ＝２の場合には、この時点でＴ／２（ｓｅｃ）分のステアリングしか取得できていないため、引き続きＴ／２〜３Ｔ／４（ｓｅｃ）間のステアリング制御がベルトエッジ検知センサ１の信号に基づき行われる。このときのステアリングプロファイル８４をメモリストアするとともにリバースプロファイル８５が作成され、３Ｔ／４〜Ｔ（ｓｅｃ）間は該リバースプロファイル８５に基づいてステアリング制御が行われる。こうしてＴ（ｓｅｃ）分のステアリングプロファイルＳＴが取得されると、先述のＮ＝１の例と同じようにベルトの寄り切りが発生しないか確認される。その確認の上で、さらに所定時間だけ該ステアリングプロファイルＳＴによる周期制御が実行され、ベルトの寄り切りが発生しないか監視される。
【００４４】
最終的には、以上の条件を全てクリアするまでステアリングプロファイルおよびリバースプロファイルのサンプリング周期をＴ／６（ｓｅｃ）、Ｔ／８（ｓｅｃ）、Ｔ／１０（ｓｅｃ）、・・と細分化する要領でモード２が繰り返される。これより、ベルトの寄り切りが発生しない最適な周期数Ｎが決定される（Ｓ０１４）。このように、本実施例で行っているＴ／２Ｎ（ｓｅｃ）間隔でのサンプリングおよびリバースプロファイルの作成はＴ（ｓｅｃ）間の範囲内でプロファイルを連続的に繋げることができる。また、こうして取得されたステアリングプロファイルＳＴに関しても、制御パターンとして嵌め込んだ場合に必ず連続的に繋がるようになる。その結果、ステアリングプロファイルが不連続になるような場合に発生する急激なベルト旋回や蛇行を防止することができる。また、周期数Ｎを細分化することでベルトエッジ検知センサ１に基づいた修正動作がこまめに入るため、ベルトの寄り切りが発生するリスクを次第に低減させていくことができるようになる。
【００４５】
ＩＩ．プリントジョブ実行時のステアリング制御モード
以上の周期数Ｎの決定モード（モード２）およびウォームアップ回転動作が終了すると、実際のプリントジョブの受付が開始される（Ｓ０１５，Ｓ０１６）。プリントジョブが開始されると、先程のモード２において決定された周期数Ｎによって図７に示すモード３の部分のフローが実行される。そして、画像形成部６１３Ｙでの一次転写実行時から画像形成部６１３Ｍでの一次転写実行時に至るＴ（ｓｅｃ）分のステアリングプロファイルＳＴが改めて取得される（Ｓ０１７）。以降、ジョブイメージの作像が完了するまで該ステアリングプロファイルＳＴに基づく周期的なステアリング動作がステアリングモータ５２により行われる。このように、ステアリング制御の周期をベルト移動時間Ｔの１／Ｎとなるような関係で周期制御を行うことで、画像形成部６１３Ｙ〜６１３ＢＫにおいて、それぞれステアリング動作を同期させることが可能となる。その結果、ステアリング動作に伴う中間転写ベルトの旋回や蛇行が発生しても、それによる主走査方向の画像位置ズレが各色間で相対的に差を生じないため、プリント画像としては主走査方向の色ズレに優れたものが得られる。
【００４６】
なお、本実施例では１つのジョブイメージの作像に対して毎回モード３のフローを実行させる（Ｓ０１８）。そのジョブのイエローの画像形成部６１３Ｙからマゼンタの画像形成部６１３Ｍの間のステアリングプロファイルＳＴが基本パターンとして取得される。これはプリント枚数が多いジョブの場合に、ある固定されたステアリングプロファイルＳＴだけでステアリング制御を継続するとベルトが寄り切ってしまうリスクが高くなる。しかし、ジョブイメージごとに随時ステアリングプロファイルＳＴを更新すれば、ベルトエッジ検知センサ１によって実際にベルトの端部位置を見た上での制御が入るため、そのリスクを回避できるからである。そして、ジョブが終了したら、このフローは終了する（Ｓ０１９）。
【００４７】
さらに、本実施例においても実施例１と同様に、駆動ローラ６０４の外径φＤ、中間転写ベルト６０６の厚さｄ、各画像形成部間の距離Ｈの間に（１）式が成り立つような関係になっている。これにより、サンプリング時間の基準となる各画像形成部間のベルト移動時間Ｔ（＝Ｈ／Ｖ）のバラツキを低減させることができるため、図８に示したステアリングプロファイルＳＴのタイミング同期精度がより向上する。
【００４８】
なお、本実施例では無端ベルトの一例として、図５および図６に示したような中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルトとした。それ以外に、担持搬送された記録材上に画像を形成する画像形成装置における記録材を担持搬送する転写ベルトに対しても同様の効果が得られる。あるいは、感光体を図５および図６のように感光体ドラムとせず、無端ベルト状の感光体ベルトとし、これに直接的に帯電、露光、現像を各色重ねて繰り返す方式であっても構わない。また、本実施例ではステアリング制御量としてステアリングモータのパルス数を用いる構成としたが、その他の制御量および揺動方式を用いても構わない。
【符号の説明】
【００４９】
１  ベルトエッジ検知センサ
３  付勢手段
４  回動中心
５  ステアリングカム
６  アイドラローラ
８  ステアリングアーム
５０  軸受け部
５１  ホルダー部
５２  ステアリングモータ
６０  画像形成装置
６１  記録材収納庫
６２  リフタ
６３  給紙手段
６５  レジストレーション装置
６６  二次転写外ローラ
６８  定着装置
８０、８２、８４  サンプリングされたステアリングプロファイル
８１、８３、８５  リバースプロファイル
６０３  二次転写内ローラ
６０４  駆動ローラ
６０５  ステアリングローラ
６０６  中間転写ベルト
６０７  一次転写ローラ
６０８  感光体
６０９  感光体クリーナ
６１０  現像装置
６１１  露光装置
Ｔ  画像形成部間のベルト移動時間
ＳＴ  取得されたステアリングプロファイル
β  ベルトの傾き姿勢
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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