(57)【要約】【課題】ステアリングローラを含む複数のローラを支持する支持枠体における、複数の分割された枠体部分間が離間することを抑制することのできるベルト駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】第１枠体部分６１及び第１枠体部分６１に傾動自在に支持されステアリングローラ３３を支持する第２枠体部分６３を備えた支持枠体６０を有するベルト駆動装置３０は、ステアリング機構８０が、作動部８４ａと、被作動部８５と、第１枠体部分６３に設けられ第２枠体部分６３の傾動方向を規制する規制手段８２と、第２枠体部分６３に設けられ規制手段８２と係合して規制手段８２上で移動する被規制手段８３と、を有し、ベルト３１の搬送方向と交差する方向に見て、作動部８４ａと被作動部８５との接触部Ｏと、被規制手段８３の移動方向における被規制手段８３と規制手段８２との係合部の中点Ｔｃとを結んだ直線を線分ＯＴｃとするとき、該線分ＯＴｃの方向と、被規制手段８３の移動方向とは交差する構成とされる。【選択図】図７
2015018188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルトと、
前記ベルトを張架する複数のローラであって、前記ベルトの搬送方向と交差する方向における寄り位置を補正するための少なくとも一つのステアリングローラを備えた複数のローラと、
前記複数のローラを支持する支持枠体であって、第１枠体部分と、前記第１枠体部分に傾動自在に支持され前記複数のローラのうち前記ステアリングローラを支持する第２枠体部分と、を備えた支持枠体と、
前記第２枠体部分を傾動させて前記第２枠体部分に支持された前記ステアリングローラを傾動させるステアリング機構と、
を有するベルト駆動装置において、
前記ステアリング機構は、
前記第２枠体部分を傾動させる作動部と、
前記第２枠体部分において前記作動部からの力を受ける被作動部と、
前記第１枠体部分に設けられ前記第２枠体部分の傾動方向を規制する規制手段と、
前記第２枠体部分に設けられ前記規制手段と係合して前記規制手段上で移動する被規制手段と、
を有し、
前記ベルトの搬送方向と交差する方向に見て、前記作動部と前記被作動部との接触部Ｏと、前記規制手段上での前記被規制手段の移動方向における前記被規制手段と前記規制手段との係合部の中点Ｔｃとを結んだ直線を線分ＯＴｃとするとき、該線分ＯＴｃの方向と、前記規制手段上での前記被規制手段の移動方向とは交差することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記ベルトの搬送方向と交差する方向に見て、前記作動部と被作動部との接触部Ｏと前記ステアリングローラの回転中心Ｐとを結んだ直線を線分ＯＰとするとき、該線分ＯＰの方向と、前記規制手段上での前記被規制手段の移動方向とは交差する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】
前記作動部と前記被作動部との接触部は、前記規制手段上での前記被規制手段の移動方向と略平行に動くことを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記規制手段は、前記第１枠体部分に固定された基準面を有し、前記被規制手段は、前記ステアリングローラとの相対位置が変化しないように前記第２枠体部分に設けられ前記基準面上を転がるコロを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記規制手段は、前記第１枠体部分に固定された基準面を有し、前記被規制手段は、前記ステアリングローラとの相対位置が変化しないように前記第２枠体部分に設けられ前記基準面上を摺動する摺動部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト駆動装置。
【請求項６】
前記ステアリングローラは、前記ベルトを駆動する駆動ローラを兼ねることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のベルト駆動装置。
【請求項７】
前記複数のローラは、２個の前記ステアリングローラを備え、前記支持枠体は、該２個の前記ステアリングローラのそれぞれを支持する２個の前記第２枠体部分を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のベルト駆動装置。
【請求項８】
前記ベルトは、複数色のトナー像が順次に重ね合わせて転写される中間転写体、又は複数色のトナー像が順次に重ね合わせて転写される転写材を搬送する転写材担持体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のベルト駆動装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトの寄り（蛇行）を補正するための傾動自在なローラを有するベルト駆動装置、及びこれを備えた電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置として、感光体上のトナー像を転写材に転写するための無端状のベルト（以下、単に「ベルト」ともいう。）を採用しているものがある。例えば、感光体から転写されるトナー像を担持する中間転写体、又は感光体からのトナー像を転写する転写材を担持して搬送する転写材担持体として、ベルトを採用した画像形成装置がある。
【０００３】
中間転写体や転写材担持体などにベルトを採用した画像形成装置では、数多くの機能の向上を図ることが可能になった。例えば、中間転写体にベルトを採用する場合、ベルト上で複数色のトナー像の重ね合わせを行うので、湿度の変化等に伴う転写材の抵抗値の変動の影響を受けにくいなどの利点がある。しかし、ベルトを採用した場合に特有である、駆動時のベルトの幅方向の位置の変化（ここでは、単に「寄り」ともいう。）が発生することがある。
【０００４】
ベルトの駆動時の寄りは、ベルト駆動機構やベルト自身の機械的精度、ベルトの特性変化、転写材が転写材供給機構から転写材担持体としてのベルトに突入することで生じるベルトの振動など、外部から加えられる様々な力などによって発生するものである。そのため、このベルトの寄りの発生を抑制する手段や発生したベルトの寄りを補正する手段を設けることが望まれる。
【０００５】
ベルトの寄りが生じた場合にこれを補正する手段としては、例えば、次のようなものがある。すなわち、ベルトの幅方向（ここでは、「寄り方向」ともいう。）の位置（ここでは、「寄り位置」ともいう。）を検出する。そして、その検出されたベルトの寄り位置に応じて、アライメント（ベルト搬送方向と交差する方向に対する配設角度）が調節可能なベルト張架手段としてのステアリングローラの傾動を制御する。
【０００６】
特許文献１には、ベルトユニットのメインフレーム（フレーム本体）とは別体のサブフレーム（ロールサブフレーム）に駆動ローラの機能を兼ね備えたステアリングローラ（ステアリング駆動ロール）が回転自在に支持されたベルト搬送装置が開示されている。このベルト搬送装置では、サブフレームの側端壁の一部に係合ピンを突設し、この係合ピンを回転可能な偏心カムにて支承して、この偏心カムを適宜回転させることで、サブフレームそのものを傾動させる。
【０００７】
また、特許文献２には、ステアリングローラ（蛇行補正ローラ）の支持部材（軸受）そのものを上下方向に変位させることでステアリングローラを傾動するベルト駆動装置が開示されている。このベルト駆動装置では、ステアリングローラを傾動させた場合にローラの端部とローラの支持部材との間に発生する寸法上の軋みを、支持部材がローラの回転軸線方向に摺動することで吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−００２９９９号公報
【特許文献２】特開２００９−０５８８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載されるようにステアリングローラをサブフレームにて支持することで、ステアリングローラを剛性の高い構造で支持することができ、ベルトの搬送の精度を向上することができる。
【００１０】
しかしながら、サブフレームによってステアリングローラを支持する場合、次のような課題があることわかった。
【００１１】
すなわち、メインフレームとサブフレームとの間に生じる振動に起因して、ベルトユニットの全体として所望の剛性を得られず、色レジ精度（複数色のトナー像の重ね合わせ精度）が低下する現象が発生することがあった。
【００１２】
これは、上述の係合ピンと偏心カムとの接点（ステアリングローラの傾動作用点）を中心としてステアリングローラの支持部が円弧状に振動し、その結果サブフレームとメインフレームとが当接・離間を繰り返すことによるものと考えられる。サブフレームとメインフレームとが離間状態となるとベルトユニットの剛性は低下し、それによってベルトの搬送精度が低下して、その結果色レジ精度が低下するものと考えられる。
【００１３】
一方、特許文献２に記載されるようにステアリングローラの支持部を直接上下動させる構造の場合、ステアリングローラの傾動作用点とローラ支持部は同一箇所に存在する。したがって、上記のような振動は存在しない。
【００１４】
しかしながら、この構造では、ステアリングローラの傾動時にローラの支持部材とローラの端部との間に寸法上の軋みが存在するため、ローラの支持部材を何らかの手段によって可動状態にすることが望まれる。その結果、ステアリングローラを剛性高く支持することが困難であり、高い色レジ精度を達成することが難しくなることがある。
【００１５】
なお、以上では、中間転写体や転写材担持体としてのベルトを例に従来の課題について説明したが、例えば感光体ベルトなどについても同様のことが言える。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、ステアリングローラを含む複数のローラを支持する支持枠体における、複数の分割された枠体部分間が離間することを抑制することのできるベルト駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は本発明に係るベルト駆動装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数のローラであって、前記ベルトの搬送方向と交差する方向における寄り位置を補正するための少なくとも一つのステアリングローラを備えた複数のローラと、前記複数のローラを支持する支持枠体であって、第１枠体部分と、前記第１枠体部分に傾動自在に支持され前記複数のローラのうち前記ステアリングローラを支持する第２枠体部分と、を備えた支持枠体と、前記第２枠体部分を傾動させて前記第２枠体部分に支持された前記ステアリングローラを傾動させるステアリング機構と、を有するベルト駆動装置において、前記ステアリング機構は、前記第２枠体部分を傾動させる作動部と、前記第２枠体部分において前記作動部からの力を受ける被作動部と、前記第１枠体部分に設けられ前記第２枠体部分の傾動方向を規制する規制手段と、前記第２枠体部分に設けられ前記規制手段と係合して前記規制手段上で移動する被規制手段と、を有し、前記ベルトの搬送方向と交差する方向に見て、前記作動部と前記被作動部との接触部Ｏと、前記規制手段上での前記被規制手段の移動方向における前記被規制手段と前記規制手段との係合部の中点Ｔｃとを結んだ直線を線分ＯＴｃとするとき、該線分ＯＴｃの方向と、前記規制手段上での前記被規制手段の移動方向とは交差することを特徴とするベルト駆動装置である。
【００１８】
本発明の他の態様によると、上記本発明のベルト駆動装置を有する画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ステアリングローラを含む複数のローラを支持する支持枠体における、複数の分割された枠体部分間が離間することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るベルト駆動装置の模式的な展開図である。
【図３】本発明の一実施例に係るベルト駆動装置の模式的な側面図である。
【図４】本発明の一実施例における第１、第２センサの具体的な構成例を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施例におけるセンサの配置例を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施例におけるステアリング機構を示す模式的な上面図である。
【図７】本発明の一実施例におけるステアリング機構を示す模式的な側面図である。
【図８】本発明の一実施例におけるステアリング機構の動作を説明するための模式図である。
【図９】ステアリングローラのステアリング量とベルトの寄り速度との関係を示すグラフ図である。
【図１０】比較例のステアリング機構を説明するための模式的な側面図である。
【図１１】本発明の一実施例におけるステアリング機構をの各部の位置関係を説明するための模式的な側面図である。
【図１２】本発明の他の実施例におけるステアリング機構を示す模式的な側面図である。
【図１３】本発明の更に他の実施例におけるベルト駆動装置を示す模式的な側面図である。
【図１４】本発明の更に他の実施例におけるベルト駆動装置を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るベルト駆動装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２２】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図（後述のベルト搬送方向と交差する方向に見た断面）である。本実施例の画像形成装置１は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンターである。
【００２３】
画像形成装置１は、複数の画像形成部２０として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを有する。
【００２４】
なお、本実施例では、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００２５】
画像形成部２０は、像担持体としてのドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム２１を有する。感光ドラム２１は、静電潜像（静電像）を担持する。感光ドラム２１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としての１次帯電器（コロナ帯電器）２２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）２３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置２４が配置されている。次に、１次転写手段としてのローラ状の１次転写部材である１次転写ローラ２５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置２６が配置されている。
【００２６】
１次帯電器２２は、感光ドラム２１の表面を所定の電位に帯電させ、静電潜像の形成の準備をする。露光装置２３は、回転するポリゴンミラーによってレーザー光を走査させ、感光ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。現像装置２４は、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。現像装置２４は、現像剤を担持して感光ドラム２１との対向部（現像部）に搬送し、現像バイアスが印加されてトナーを感光ドラム２１に供給する現像剤担持体としての現像スリーブを有する。１次転写ローラ２５は、中間転写ベルト３１の背面（内周面）側から電圧を加え、感光ドラム２１上のトナー像を、中間転写ベルト３１上に転写（１次転写）させる。ドラムクリーニング装置２６は、１次転写終了後に感光ドラム２１上に残留したトナーを、感光ドラム１に当接するクリーニング部材（当接部材）としてのクリーニングブレードによって、回転する感光ドラム２１上から掻き落とし回収する。
【００２７】
また、各画像形成部２０の各感光ドラム２１と対向するように、ベルト駆動装置としてのベルトユニット３０が配置されている。ベルトユニット３０は、無端状のベルト（ベルト部材、ベルト体）である中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１を回転可能に支持する張架手段としての張架部材である複数の張架ローラ（支持ローラ部材）と、を有する。本実施例では、ベルトユニット３０は、複数の張架ローラとして、上流張り上げローラ３２と、下流張り上げローラ３３と、第１ステアリングローラ３４と、第２ステアリングローラ（駆動ステアリングローラ）３５と、対向ローラ３６と、を有する。第２ステアリングローラ（駆動ステアリングローラ）３５は、駆動ローラの機能を兼ね備えている。また、中間転写ベルト３１の内周面側において、各感光ドラム２１に対向する位置に、上記各１次転写ローラ２５が配置されている。各１次転写ローラ２５は、中間転写ベルト３１を介して各感光ドラム２１に押圧される。これにより、感光ドラム１と中間転写ベルト３１との接触部に１次転写部（ニップ部）Ｔ１が形成される。本実施例では、各１次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋも、中間転写ベルト３１の複数の張架ローラを構成する。
【００２８】
中間転写ベルト３１の外周面側において、対向ローラ３６に対向する位置に、２次転写手段としてのローラ状の２次転写部材である２次転写ローラ４２が配置されている。２次転写ローラ４２は、中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像を更に転写材Ｓに転写（２次転写）させる。２次転写ローラ４２は、中間転写ベルト３１を介して対向ローラ３６に押圧され、２次転写ローラ４２と中間転写ベルト３１との接触部に２次転写部（ニップ部）Ｔ２が形成される。
【００２９】
本実施例では、上流張り上げローラ３２、下流張り上げローラ３３、第１ステアリングローラ３４、第２ステアリングローラ３５、対向ローラ３６、各１次転写ローラ２５、２次転写ローラ４２のうち、第２ステアリングローラ３５のみが回転駆動される。その他のローラは、第２ステアリングローラ３５によって中間転写ベルト３１が回転駆動されることによって、中間転写ベルト３１に対して従動して回転する。
【００３０】
中間転写ベルト３１の外周面側において、第１ステアリングローラ３４に対向する位置に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置３７が配置されている。ベルトクリーニング装置３７は、２次転写終了後に中間転写ベルト３１上に残留したトナーを、中間転写ベルト３１に当接するクリーニング部材（当接部材）としてのクリーニングブレードによって、回転する中間転写ベルト３１上から掻き落とし回収する。
【００３１】
第１ステアリングローラ３４は、中間転写ベルト３１の内側から外側へ向かって、付勢手段（加圧手段）としてのベルト加圧バネ３８によって加圧されている。これにより、第１ステアリングローラ３４は、中間転写ベルト３１に一定の張力を付与している。
【００３２】
また、詳細は後述するが、第１ステアリングローラ３４及び第２ステアリングローラ３５のアライメントを任意に変更することによって、中間転写ベルト３１の「寄り」と「傾き」の制御を行うことが可能とされている。このアライメントとは、ベルト搬送方向と交差する方向に対するステアリングローラの回転軸線方向の配設角度、すなわち、面外偏角方向の角度である。また、中間転写ベルト３１の「寄り」は、中間転写ベルト３１の幅方向（ベルト搬送方向と交差する方向）の位置の変化（偏り）である。また、中間転写ベルト３１の「傾き」は、ベルト搬送方向の上流側と下流側との間での幅方向における相対的な位置の誤差であり、「斜行」或いは「スキュー」ともいわれるものである。
【００３３】
例えばカラー画像を形成する場合、画像形成装置１は、次のような動作手順で画像を形成する。
【００３４】
まず、第２ステアリングローラ３５が回転駆動されることによって、中間転写ベルト３１が走行させられると、これに従って中間転写ベルト３１を支持する第１ステアリングローラ３４、上流張り上げローラ３２などの張架ローラが回転する。この中間転写ベルト３１の走行中において、任意の出力タイミングを基準に、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ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３１上には、各１次転写部Ｔ１において、各感光ドラム２１から、複数色のトナー像として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、順次に重ね合わせるようにして転写（１次転写）される。これによって、１つのカラー画像用の多重トナー像が、中間転写ベルト３１上に形成される。
【００３５】
なお、本実施例では、１次転写効率を向上するために、感光ドラム２１の表面速度（周速）と中間転写ベルト３１の表面速度（周速）との間にわずかな速度差をつけながら１次転写を行っている。本実施例では、中間転写ベルト３１が第２ステアリングローラ３５に引っ張られる構成であるため、感光ドラム２１の表面速度を中間転写ベルト３１の表面速度に対して０．５％減速している。ただし、この速度差の符号や大きさなどに限定されるものではない。
【００３６】
その後、中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の走行に伴って、２次転写部Ｔ２へと送り込まれる。そして、２次転写部Ｔ２において、中間転写ベルト３１上のトナー像が、２次転写部Ｔ２に搬送されてきた記録用紙などの転写材Ｓに一括して転写（２次転写）される。転写材Ｓは、転写材カセット４０からピックアップローラ４１によって送り出されて、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期がとられて２次転写部Ｔ２に搬送されてくる。
【００３７】
トナー像が転写された転写材Ｓは、定着手段としての定着器４３に送られ、ここで画像の定着処理（加熱、加圧など）がなされたのち、排出トレイ（図示せず）に排出される。
【００３８】
１次転写工程後に感光ドラム１上に残ったトナー（１次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置２６によって除去される。ドラムクリーニング装置２６によって清掃された感光ドラム２１は、次の画像形成に供される。２次転写工程後に中間転写ベルト３１上に残ったトナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーニング装置３７によって除去される。ベルトクリーニング装置３７によって清掃された中間転写ベルト３１は、次の画像形成に供される。
【００３９】
２．ベルトステアリング
上述のような一連の画像形成動作において、ベルト搬送方向（ベルト走行方向）における中間転写ベルト３１の姿勢に傾きが生じていると、これに起因して転写材Ｓ上に色ずれを生じた画像が出力されてしまう。
【００４０】
そこで、本実施例のベルトユニット３０は、ステアリングローラを傾動させてベルトの寄りや傾きを補正するベルトステアリング方式を採用している。
【００４１】
図２は、ベルトステアリング方式を採用し、中間転写ベルト３１の寄りと傾きとを補正可能な本実施例におけるベルトユニット３０の展開図である。なお、図２は、第２ステアリングローラ３５から対向ローラ３６及び第１ステアリングローラ３４を経由して第２ステアリングローラ３５に戻るベルト走行経路を、対向ローラ３６で切断して平面的に展開して表現している。
【００４２】
図示のように、１次転写面Ａは、上流張り上げローラ３２及び下流張り上げローラ３３によって形成されている。上流張り上げローラ３２及び下流張り上げローラ３３は、第１ステアリングローラ３４、第２ステアリングローラ３５の傾動に伴う中間転写ベルト３１の傾きの変化を遮断して、１次転写面Ａを一定の水平状態に維持する。上流張り上げローラ３２は、ベルト搬送方向において、最上流の画像形成部２０Ｙの１次転写ローラ２５Ｙ（すなわち、１次転写部Ｔ１Ｙ）よりも上流に配置されている。下流張り上げローラ３３は、ベルト搬送方向において、最下流の画像形成部２０Ｋの１次転写ローラ２５Ｋ（すなわち、１次転写部Ｔ１Ｋ）よりも下流に配置されている。
【００４３】
形成された１次転写面Ａを挟んで、ベルト搬送方向の上流側、下流側のそれぞれに、中間転写ベルト３１に対して配設角度を調節可能なローラである、第１ステアリングローラ３４、第２ステアリングローラ３５が設けられている。第１、第２ステアリングローラ３４、３５は、それぞれ中間転写ベルト３１を張架する複数の張架ローラのうちアライメントが調節可能な張架ローラの一形態である。
【００４４】
第１ステアリングローラ３４から第２ステアリングローラ３５に至るベルト走行経路上には、ベルト搬送方向において異なる位置に所定の距離を隔てて、２個のセンサ、すなわち、第１センサ５０ａ、第２センサ５０ｂが設けられている。第１センサ５０ａ、第２センサ５０ｂは、中間転写ベルト３１の寄り及び／又は傾きを検知する検知手段を構成する、中間転写ベルト３１の幅方向（寄り方向）の位置（寄り位置）を検出する検出手段の一形態である。
【００４５】
第１、第２センサ５０ａ、５０ｂは、それぞれの配設位置で中間転写ベルト３１の寄り位置を検出するもので、本実施例ではこれらのセンサは実質的に同一の構成を有している。第１センサ５０ａは、第１ステアリングローラ３４と、第１ステアリングローラ３４に最も近い最上流の画像形成部２０Ｙの１次転写ローラ２５Ｙとの間に配設されている。より詳細には、本実施例では、第１センサ５０ａは、上流張り上げローラ３２の近傍（下流側）に配置されている。また、第２センサ５０ｂは、第２ステアリングローラ３５と、第２ステアリングローラ３５に最も近い最下流の画像形成部２０Ｋの１次転写ローラ２５Ｋとの間に配設されている。より詳細には、本実施例では、第２センサ５０ｂは、下流張り上げローラ３３の近傍（上流側）に配置されている。なお、第１、第２センサ５０ａ、５０ｂの配設位置は、本実施例のものに限定されるものではない。
【００４６】
第１センサ５０ａには、第１ステアリングローラ３４の傾動を制御する制御手段としての第１コントローラ１１が接続されている。また、第２センサ５０ｂには、第２ステアリングローラ３５の傾動を制御する第２コントローラ１２が接続されている。第１コントローラ１１は、それに接続されている第１センサ５０ａによって検出された中間転写ベルト３１の寄り位置に基づいて、第１ステアリングローラ３４の傾動動作を制御する。また、第２コントローラ１２は、それに接続されている第２センサ５０ｂによって検出された中間転写ベルト３１の寄り位置に基づいて、第２ステアリングローラ３５の傾動動作を制御する。第１、第２コントローラ１１、１２は、演算制御手段としてＣＰＵ、記憶手段としてのＲＡＭ、ＲＯＭといったメモリ（記憶媒体）などを有している。そして、第１、第２コントローラ１１、１２は、メモリに記憶されたプログラムやデータに従って、それぞれ第１、第２ステアリングローラ３４、３５の傾動動作を制御する。制御の詳細については後述する。
【００４７】
なお、本実施例では、画像形成装置１の各部の動作は、画像形成装置１に設けられた制御部１０が統括的に制御する。制御部１０は、演算制御手段としてＣＰＵ、記憶手段としてのＲＡＭ、ＲＯＭといったメモリ（記憶媒体）などを有しており、メモリに記憶されたプログラムやデータに従って、画像形成装置１の各部のシーケンス制御などを実行する。例えば、本実施例との関係では、制御部１０は、第１、第２コントローラ１１、１２による制御タイミングなどを制御する。また、画像形成装置１は、制御部１０がプリンタ制御Ｉ／Ｆ（図示せず）からの制御信号に基づいて制御することで動作することができる。
【００４８】
３．フレーム
図３は、本実施例におけるベルトユニット３０の模式的な側面図（ベルト搬送方向と交差する方向から見た様子）である。
【００４９】
本実施例では、ベルトユニット３０の骨格である、中間転写ベルト３１が掛け渡されたステアリングローラを含む複数の張架ローラを支持する支持枠体（フレーム）６０が、大きく３個に分かれている。すなわち、本実施例では、フレーム６０は、複数の枠体部分として、第１枠体部分の一例であるメインフレーム６１と、第２枠体部分の一例である第１サブフレーム６２と、第２枠体部分の他の例である第２サブフレーム６３と、に分割されている。
【００５０】
第１サブフレーム６２には、第１ステアリングローラ３４が回転自在に支持されている。また、第２サブフレーム６３には、駆動ローラの機能を兼ね備えた第２ステアリングローラ（駆動ステアリングローラ）３５が回転自在に支持されている。また、詳しくは後述するように、第２サブフレーム６３には、ベルト駆動モータ７１、ベルトエンコーダ７４なども支持されている。メインフレーム６１は、中間転写ベルト３１の内周面側に設けられた上記第１、第２ステアリングローラ３４、３５以外のローラを回転自在に支持する。また、詳しくは後述するように、メインフレーム６１は、第１サブフレーム６２及び第２サブフレーム６３のそれぞれの全体を傾動自在に支持しており、ベルトユニット３０の本体を形成している。
【００５１】
４．センサ
図４は、第１、第２センサ５０ａ、５０ｂの具体的な構成例を示す模式図である。本実施例では、第１、第２センサ５０ａ、５０ｂの構成は実質的に同一であるので、ここではセンサ５０として総括的に説明する。
【００５２】
図４において、センサ５０は、受光素子５１と、光源５２と、を有し、中間転写ベルト３１を挟んだ反対側に反射板５３が設けられている。受光素子５１は、本実施例ではＶＧＡ（６４０×４８０）サイズの２次元エリアセンサを用いており、測定対象物上で１μｍが１画素に拡大されるレンズ５４により拡大した像が投影される。測定対象物の移動に伴う焦点距離の変動の影響を防ぐため、レンズ５４は光軸と主光線が平行とみなせるようなテレセントリック光学系を用いて１０倍に拡大することで実現している。
【００５３】
中間転写ベルト３１上には、反射板５３からの反射光を受光素子５１で検出するようにした円形の開口部であるパターン５５が設けられている。このパターンは、本実施例ではφ１００μｍの丸形とした。ただし、このパターンは、本実施例のものに限定されるものではなく、例えば十字型などのパターンであってもよい。また、パターンは、初めから中間転写ベルト３１上に加工されて精度よく配置されていてもよいし、トナーによって感光ドラム２１から転写された像であってもよい。本実施例では、中間転写ベルト３１の搬送精度を向上させるために、予めベルト上に加工を施してφ１００μｍの丸形のパターン５３を、ベルト搬送方向に各５ｍｍの一定間隔で設けた。
【００５４】
この円形パターンを検知する際は、まず、受光素子５１にて撮像した画像を二値化する。その後、二値化した撮像円形パターンの面積重心座標（２次元）を算出する。算出した２次元座標うち、中間転写ベルト３１の幅方向（寄り方向）の座標のみを抽出することで、中間転写ベルト３１の寄り量が検知できる。
【００５５】
なお、第１、第２センサ５０ａ、５０ｂとして接触式、非接触式のいずれを採用する場合でも、それらのセンサを中間転写ベルト３１を支持するローラの近傍に配置することが好ましい。これにより、中間転写ベルト３１の寄り位置を安定的に検出することができる。中間転写ベルト３１を支持するローラの近傍で、中間転写ベルト３１自体が最も高い剛性をもって支持されるためである。
【００５６】
また、本実施例のように、第１センサ５０ａを第１ステアリングローラ３４の近傍に配置し、第２センサ５０ｂを第２ステアリングローラ３５の近傍に配置することが好ましい。これにより、これらのセンサ間に十分な距離を確保することができるため、後述する中間転写ベルト３１の傾き量（スキュー量）を精度良く求めることができる。
【００５７】
図５は、中間転写ベルト３１に対向配置した第１、第２センサ５０ａ、５０ｂを示す模式的な斜視図である。本実施例では、第１、第２センサ５０ａ、５０ｂ、及びパターン５５は、中間転写ベルト３１の幅方向の一方の端部側に設けられている。
【００５８】
５．寄り補正機構
次に、本実施例におけるステアリング機構（寄り補正機構）８０について説明する。このステアリング機構８０は、ベルトに対してステアリングローラの配設角度を任意に変更すること（以下「ステアリング動作」ともいう。）によって、ベルトの寄り位置の補正を行う寄り補正手段の一形態である。
【００５９】
図６は、第２ステアリングローラ３５に中間転写ベルト３１の寄りを補正する機能を持たせるための具体的な機械的構成（メカ機構）であるステアリング機構８０を示す模式的な上面図（１次転写面Ａと交差する方向に見た様子）である。また、図７は、そのステアリング機構８０などを示す模式的な側面図（ベルト搬送方向と交差する方向に見た様子）である。
【００６０】
なお、画像形成装置１又はその構成要素に関して手前側とは、図１、図３及び図７における紙面手前側、また図２及び図６における下側に相当する側をいうものとする。また、その反対側を奥側というものとする。そして、この手前側と奥側とを結ぶ方向を奥行き方向というものとする。この奥行き方向は、ベルト搬送方向と交差する方向（張架ローラの回転軸線方向と略平行な方向）である。
【００６１】
図６に示すように、第２ステアリングローラ３５は、その回転軸線方向（長手方向）の両端の回転軸が、第２サブフレーム６３によって回転自在に支持されている。本実施例では、第２ステアリングローラ３５は、第２サブフレーム６３のベルト搬送方向に延在する側面６３ｂ、６３ｂに設けられた軸受部（後述）において軸支されている。また、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向の一端側（奥側）において、駆動モータ７１が、第２サブフレーム６３に固定されている。さらに、第２ステアリングローラ３５の他端側（手前側）において、ベルトエンコーダ７４が、第２サブフレーム６３に固定されている。
【００６２】
駆動モータ７１の駆動力は、モータギア（駆動歯車）７２と、ローラギア（被駆動歯車）７３とを介して、第２ステアリングローラ３５に伝達される。モータギア７２は、駆動モータ７１の回転軸（出力軸）上に固定されており、ローラギア７３は、第２ステアリングローラ３５の駆動モータ７１側の端部（奥側）の回転軸上に固定されている。
【００６３】
ベルトエンコーダ７４は、第２ステアリングローラ３５の駆動モータ７１とは反対側の端部（手前側）の回転軸上にて、第２ステアリングローラ３５と接続されており、第２ステアリングローラ３５の角速度を検知する。
【００６４】
第２サブフレーム６３は、メインフレーム６１に対して傾動可能に支持されている。第２サブフレーム６３は、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向の略中央の位置にて、回動軸（ピボット）８１によって、メインフレーム６１に軸支される。本実施例では、回動軸８１は、第２サブフレーム６３の奥行き方向に延在する側面６３ａ、及びメインフレーム６１の第２サブフレーム６３側の端部における奥行き方向に延在する側面６１ａに対し交差する方向に延在し、これら側面間を回転自在に連結している。
【００６５】
メインフレーム６１には、第２サブフレーム６３の傾動方向を規制する規制手段としての規制部である案内プレート８２が設けられている。つまり、規制手段としての案内プレート８２は、第２サブフレーム６３の傾動方向を規制し、これにより第２ステアリングローラ６３の傾動方向を規制することによって、ステアリング機構８０によるステアリング動作の方向を規制する。また、第２サブフレーム６３には、案内プレート８２と係合する被規制手段としての被規制部である案内コロ（コロ部材）８３が設けられている。案内プレート８２の表面上を案内コロ８３が転がることで、第２サブフレーム６３の傾動方向が規制される。本実施例では、案内プレート８２は、メインフレーム６１の第２サブフレーム６３側の端部において、ベルト搬送方向に延在する手前側、奥側の側面６１ｂ、６１ｂから、それぞれ手前側、奥側に奥行き方向に沿って突出するように設けられている。また、本実施例では、第２サブフレーム６３のベルト搬送方向に延在する手前側、奥側の側面６３ｂ、６３ｂは、それぞれメインフレーム６１のベルト搬送方向に延在する手前側、奥側の側面６１ｂ、６１ｂと一部がオーバーラップするように設けられている。そして、案内コロ８３は、そのオーバーラップした部分において、案内プレート８２の第２ステアリングローラ３５とは反対側の面と係合可能なように、第２サブフレーム６３の上記側面６３ｂ、６３ｂのメインフレーム６１側に、回転自在に設けられている。案内プレート８２の案内コロ８３が係合する面は、奥行き方向に延在する略一様（平坦）な平面とされており、ステアリング動作の方向を規定する固定の基準面を構成する。案内コロ８３は、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向と略平行な回転軸線を中心に回転可能とされている。
【００６６】
第２サブフレーム６３を傾動させる動力を発生する動力発生手段としてのステアリングアクチュエータ８４は、第２ステアリングローラ３５を傾動させることによって中間転写ベルト３１をステアリングするように、第２サブフレーム６３の全体を傾動させる。ステアリングアクチュエータ８４は、メインフレーム６１側に固定されている。本実施例では、ステアリングアクチュエータ８４は、メインフレーム６１のベルト搬送方向に延在する手前側の側面６１ｂの外側に固定されている。ステアリングアクチュエータ８４の可動部であるヘッド（作動部）８４ａの先端８４ｂが、第２サブフレーム６３のベルト搬送方向に延在する手前側の側面６１ｂの一部である被作動部８５に当接する。これにより、ステアリングアクチュエータ８４は、ヘッド８４ａを伸縮させることによって、第２サブフレーム６３の手前側の端部を昇降させ、第２サブフレーム６３を傾動させる。第２サブフレーム６３の被作動部８５は、ステアリングアクチュエータ８４からの動力を、第２サブフレーム６３に対して伝達し、これにより第２ステアリングローラ３５に対して伝達する伝達手段の一形態である。
【００６７】
また、昇降動作時にステアリングアクチュエータ８４の先端８４ｂと第２サブフレーム６３の被作動部８５との離間を防ぐために、付勢手段としての付勢スプリング８６が配置されている。本実施例では、付勢スプリング８６は、一端部がメインフレーム６１の手前側の側面６１ｂに固定され、他端部が第２サブフレーム６３の手前側の側面６３ｂに固定された、引張コイルバネで構成されている。そして、この付勢スプリング８６は、被作動部８５をステアリングアクチュエータ８４の先端８４ｂに向けて付勢する。
【００６８】
なお、本実施例では、案内プレート８２と案内コロ８３は、回動軸８１に対して略対称に、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向の両端側に設けられている。しかし、これらは、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向において一端部側、例えば、ステアリングアクチュエータ８４が設けられている端部側にのみ設けられていてもよい。
【００６９】
このように、本実施例では、第２サブフレーム６３を傾動するステアリングアクチュエータ８４をメインフレーム６１側に配置する。これにより、固定基準をメインフレーム６１とし、第２サブフレーム６３に支持される第２ステアリングローラ３５を高精度に移動できる。
【００７０】
本実施例では、上述の回動軸８１、案内プレート８２、案内コロ８３、ステアリングアクチュエータ８４、被作動部８５、付勢スプリング８６などを有してステアリング機構８０が構成される。また、本実施例では、駆動モータ７１、モータギア７２、ローラギア７３などを有して、中間転写ベルト３１の駆動手段としての駆動機構７０が構成される。
【００７１】
なお、第１ステアリングローラ３４に中間転写ベルト３１の寄りを補正する機能を持たせるための具体的なメカ機構に関しては、上記第２ステアリングローラ３５におけるメカ機構と同様の構成であるため、繰り返しの説明は省略する。
【００７２】
６．傾動動作と寄り速度
次に、第１ステアリングローラ３４及び第２ステアリングローラ３５の傾動動作と中間転写ベルト３１に発生する寄り速度について説明する。
【００７３】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれステアリングアクチュエータ８４を動作させて第２ステアリングローラ３５を傾動させた様子を示している。なお、第１ステアリングローラ３４の場合も同様である。
【００７４】
図８に示すように、ステアリングアクチュエータ８４を動作させると、そのヘッド８４ａの伸縮量に応じて、第２サブフレーム６３の被作動部８５が上下動する。その結果、第２サブフレーム６３は回転中心８７の周りに傾動する。この動作によって、第２サブフレーム６３に固定された軸受部であるベアリング３９にて軸支されている第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向が、中間転写ベルト３１の搬送方向と交差する方向に対して傾斜する。すなわち、図８（ｂ）の状態から、図８（ａ）又は図８（ｃ）の状態になる。本実施例では、図８（ｂ）の状態では、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向は、略水平方向を向き、略水平な１次転写面Ａと略平行となっている（平行位置）。また、図８（ａ）の状態では、ステアリングアクチュエータ８４によって被作動部８５が平行位置のときよりも上昇させられている（上昇位置）。また、図８（ｃ）の状態では、ステアリングアクチュエータ８４によって被作動部８５が平行位置のときよりも下降させられている（下降位置）。
【００７５】
図８（ｂ）の状態は、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向が中間転写ベルト３１の搬送方向と交差する方向に配置されている状態である。この状態で、中間転写ベルト３１が図中Ｖｂの方向へ搬送されているとすると、中間転写ベルト３１に寄り速度は発生しない。
【００７６】
次に、図８（ｂ）の状態から、第２ステアリングローラ３５が、図８（ｂ）右欄における紙面正面から見て（すなわち、回転中心８７の軸線方向に見て）時計回りの方向へ傾動し、図８（ａ）の状態になったものとする。この状態では、中間転写ベルト３１には、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向に沿って、図中Ｖｓｋ１の方向（すなわち、ベルト搬送方向の上流側に位置する端部側に向かう方向）へ寄り速度が発生する。これは、中間転写ベルト３１の第２ステアリングローラ３５に対する巻き付きの開始位置と終了位置が第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向でずれるようになるためである。
【００７７】
次に、図８（ｂ）の状態から、第２ステアリングローラ３５が、図８（ｂ）右欄における紙面正面から見て（すなわち、回転中心８７の軸線方向に見て）反時計回りの方向へ傾動し、図８（ｃ）の状態になったものとする。この状態では、中間転写ベルト３１には、第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向に沿って、図８（ａ）の場合とは逆の図中Ｖｓｋ２の方向（すなわち、ベルト搬送方向の上流側に位置する端部側に向かう方向）へ寄り速度が発生する。これは、上記同様、中間転写ベルト３１の第２ステアリングローラ３５に対する巻き付きの開始位置と終了位置が第２ステアリングローラ３５の回転軸線方向でずれるようになるためである。
【００７８】
図９は、第２ステアリングローラ３５の傾動量（ステアリング量）（ｘ）と、その量に応じて中間転写ベルト３１に生じる寄り速度（ｙ）との関係を示したグラフである。傾動量の原点は、図８（ｂ）の状態としている。なお、第１ステアリングローラ３４の場合も同様のグラフとなる。
【００７９】
図９に示すように、傾動量の原点近傍では、第２ステアリングローラ３５の傾動量と中間転写ベルト３１に生じる寄り速度は略比例関係となる。この特性を利用することによって、中間転写ベルト３１の寄り位置を補正することが可能となる。ベルトの寄り位置のより具体的な補正方法については後述する。
【００８０】
７．フレーム間の振動の抑制
次に、本実施例と比較例のステアリング機構の主要部品の幾何的配置を対比させながら、ステアリングローラを支持するサブフレームと、メインフレームとの間の振動について説明する。ここで、本実施例のステアリング機構８０については、第２ステアリングローラ３５に関する構成を例として説明するが、第１ステアリングローラ３４に関する構成も同様である。
【００８１】
なお、以下に説明する位置関係は、図１０、図１１に示すように、ベルト搬送方向と略平行な平面上における位置関係である。すなわち、ベルト搬送方向と交差する方向に見た場合の位置関係である。また、この位置関係は、対象とするステアリングローラの回転軸線方向において後述の作用部と被作用部が設けられる端部側の要素間の位置関係を例として説明する。
【００８２】
図１０は、比較例として、特許文献１に代表される従来技術のステアリング機構の模式的な断面図である。
【００８３】
本比較例では、図７に示す本実施例の構成と同様に、サブフレーム２０１にステアリングローラ２００が回転自在に支持されている。サブフレーム２０１には、ピボット（図示せず）が設けられており、メインフレーム２０３に対して傾動自在に支承されている。また、メインフレーム２０３に固定された案内コロ２０４の表面上を、サブフレーム２０１に備えられた案内フレーム２０５が転がることで、傾動動作の方向を規制している。サブフレーム２０１には、係合ピン２０２が設けられており、この係合ピン２０２を例えば、回転可能な偏心カム（図示せず）に支承させることで、サブフレーム２０１の昇降動を実現している。
【００８４】
本発明者らは、本比較例のような構成では、中間転写ベルト３１の搬送中にサブフレーム２０１が振動することがあることを確認した。この振動は、偏心カムと係合ピン２０２とが接する接点（傾動作用点）Ｏを支点とした回転方向の振動であった。この振動は、サブフレーム２０１に支持されたステアリングローラ２００が回転することによって発生していた。この振動は、ステアリングローラ２００の取り付け偏心や芯ずれなどによるふれ回りと、ステアリングローラ２００の角速度変動とによって生じる振動力Ｆｖが振動源であると考えられる。
【００８５】
いま、振動力Ｆｖによって、接点Ｏとステアリングローラ２００の中心（回転中心）Ｐとを結んだ線分ＯＰと直交する方向に、Ｆ１又はＦ１’（互いに反対方向）の力が発生したとする。この場合、サブフレーム２０１の全体に働くモーメントＭ１及びＭ１’（互いに反対方向）は次式で表される。
Ｍ１＝ＯＰ・Ｆ１          ・・・（１）
Ｍ１’＝ＯＰ・Ｆ１’      ・・・（２）
【００８６】
この（１）及び（２）式で表される互いに反対方向のモーメントＭ１及びＭ１’が交互に発生することで振動状態となる。
【００８７】
上記発生するモーメントＭ１及びＭ１’によって、案内コロ２０４と案内フレーム２０５との間に働く代表合力Ｆ２及びＦ２’は次式で表される。
Ｆ２＝Ｍ１／ＯＴｃ        ・・・（３）
Ｆ２’＝Ｍ１’／ＯＴｃ    ・・・（４）
【００８８】
ここで、点Ｔｃは２か所に配置された案内コロ２０４と案内フレーム２０５とのそれぞれの接点Ｔ１、Ｔ２の中点であり、代表合力Ｆ２及びＦ２’が作用する点である。また、代表合力Ｆ２及びＦ２’は、線分ＯＴｃとそれぞれ直交している。
【００８９】
本比較例では、線分ＯＴｃと案内フレーム２０５の接線方向とが直交する幾何関係となっていないため、案内コロ２０４と案内フレーム２０５との間に働く代表合力Ｆ２及びＦ２’は、案内フレーム２０５の接線方向とは角度をなしている。その結果、ステアリングローラ２００から生じる振動Ｆｖの大きさによっては、案内コロ２０４と案内フレーム２０５とが離間してしまう場合があった。
【００９０】
そこで、本実施例では、ステアリング機構８０を、図１１のような構成とすることで、案内コロ８３と案内プレート８２との離間の抑制を実現した。
【００９１】
ここで、図１０に示す比較例の場合と同様に、第２ステアリングローラ３５に、ステアリングアクチュエータ８４と被作動部８５とが接する接点（傾動作用点）Ｏを支点とした回転方向の振動が生じた場合を考える。この振動は、比較例の場合と同様に、第２ステアリングローラ３５の取り付け偏心や芯ずれなどによるふれ回りと、第２ステアリングローラ３５の角速度変動とによって生じる振動力Ｆｖが振動源であると考えられる。また、比較例の場合と同様に、振動力Ｆｖによって、接触部Ｏと第２ステアリングローラ３５の回転中心Ｐとを結んだ線分ＯＰと直交する方向に、Ｆ１又はＦ１’（互いに反対方向）の力が発生するものとする。また、これにより、比較例の場合と同様に、第２サブフレーム６３の全体に上記（１）及び（２）式で表されるモーメントＭ１及びＭ１’が働くものとする。そして、比較例の場合と同様に、モーメントＭ１及びＭ１’（互いに反対方向）によって、案内コロ８３と案内プレート８２との間に、上記式（３）及び（４）で表される代表合力Ｆ２及びＦ２’ が働くものとする。ここで、点Ｔｃは２か所に配置された案内コロ８３と案内プレート８２とのそれぞれの接点Ｔ１、Ｔ２の中点であり、代表合力Ｆ２及びＦ２’が作用する点である。また、代表合力Ｆ２及びＦ２’は、線分ＯＴｃとそれぞれ直交している。すなわち、点Ｔｃは、案内プレート８２と案内コロ８３との係合部の、案内コロ８３の移動方向における両端の２点間の中点Ｔｃであり、代表合力Ｆ２及びＦ２’が作用する点である。
【００９２】
なお、本実施例では、案内コロ８３は、案内プレート８２上での案内コロ８３の移動方向において２個設けられているので、案内コロ３８の移動方向における各案内コロ８３の案内プレート８２との係合部間の中点が上記点Ｔｃとなる。ただし、これに限定されるものではなく、より多く（例えば３個）の案内コロ８３が設けられる場合には、その移動方向における両端の案内コロ８３と案内プレート８２との係合部間の中点が上記点Ｔｃとなる。また、案内コロ８２が１個の場合は、その案内コロ８３と案内プレート８２との係合部の中点が上記点Ｔｃとなる。このように規制手段上での被規制手段の移動方向における被規制手段が規制手段と係合する箇所の中点が上記点Ｔｃとなる。上述のように、該係合する箇所の全範囲で規制手段と被規制手段とが係合していてもよいが（実施例２参照）、本実施例のように該係合する箇所の両端部の間に係合していない範囲があってもよい。
【００９３】
すなわち、本実施例では、線分ＯＴｃと案内プレート８２の案内コロ８３が係合する面（基準面）の接線方向（以下、単に「案内プレートの接線方向」ともいう。）とが交差するように、接点Ｏの位置を決定する。これにより、代表合力Ｆ２及びＦ２’が案内プレート８２の接線方向と略同方向に作用するようになる。その結果、案内コロ８３と案内プレート８２との離間を抑制できる。ここで、交差するとは、直交する場合の他、許容される範囲での誤差を有する場合（すなわち、略直交）も含むものである。つまり、線分ＯＴｃと案内プレート８２の接線方向とが交差するとは、完全に直交する場合の他、所期の効果を十分に得るために許容される範囲での誤差（例えば±１０°以内程度）を有する場合も含むものである。
【００９４】
また、本実施例では、案内コロ８３を第２サブフレーム６３側に配置する構成とした。これにより、第２サブフレーム６３を昇降動作させた場合でも、点Ｔｃも第２サブフレーム６３の傾動と共に移動するので、上記の線分ＯＴｃと案内プレート８２の接線方向との幾何関係が変化しない。すなわち、本実施例では、案内コロ８３は、第２ステアリングローラ３５との相対位置が変化しないように設けられている。
【００９５】
また、本実施例では、第２サブフレーム６３の傾動動作を行うステアリングアクチュエータ８４として、リニアアクチュエータを採用した。ステアリングアクチュエータ８４のヘッド８４ａは、直線状に往復移動する。すなわち、本実施例では、ステアリングアクチュエータ８４と第２サブフレーム６３の被作動部８５とが接する箇所（接点、接触部）は、案内プレート８２によって規制されるステアリング動作の方向と略平行に動く。このようにリニアアクチュエータ８４の動作の方向を案内プレート８２の接線方向と略平行にすることによって、第２サブフレーム６３上の接点Ｏの位置を高精度に維持できる。ここで、リニアアクチュエータ８４の動作の方向と案内プレート８２の接線方向とが略平行とは、完全に平行の場合の他、所期の効果を十分に得るために許容される範囲での誤差（例えば±１０°以内程度）を有する場合も含むものである。
【００９６】
また、本実施例では、線分ＯＰが案内プレート８２の接線方向と交差するように、第２ステアリングローラ３５の支持位置を決定している。このように第２ステアリングローラ３５を配置することで、接点Ｏに働く力は、ステアリングアクチュエータ８４の動作の方向と略平行になる。その結果、第２サブフレーム６３とステアリングアクチュエータ８４との接触状態を良好に保つことができる。ここで、線分ＯＰと案内プレート８２の接線方向とが交差するとは、完全に直交する場合の他、所期の効果を十分に得るために許容される範囲での誤差（例えば±１０°以内程度）を有する場合も含むものである。
【００９７】
８．寄りと傾きの制御
次に、本実施例における第１、第２ステアリングローラ３４、３５を傾動させる２個のステアリング機構８０を用いて、中間転写ベルト３１の寄りと傾きとを同時に制御する方法に関して説明する。
【００９８】
図２に示す第１コントローラ１１は、まず、前述のとおりに第１センサ５０ａから送られる中間転写ベルト３１上のパターン５５の撮影画像から、第１センサ５０ａの撮像領域での中間転写ベルト３１の寄り位置を算出する。次に、予め記憶されている第１センサ５０ａの撮像領域での中間転写ベルト３１の寄り位置の目標値（寄り目標位置）と、検出された中間転写ベルト３１の寄り位置との差分量を用いて、ステアリングアクチュエータ８４の動作量を演算する。そして、その演算結果に応じて、第１ステアリングローラ３４を所定位置へ傾動させる。上記動作を所定の時間間隔にて繰返し実施することで、第１センサ５０ａの撮像領域での中間転写ベルト３１の寄り位置が補正され、最終的にその中間転写ベルト３１の寄り位置が寄り目標位置に略一致する。
【００９９】
なお、本実施例では、寄り目標位置と寄り位置との差分量から第１ステアリングローラ３４の傾動値を算出する演算として、ＰＩＤ（比例微積分）アルゴリズムに基づく演算を行うことによって、アクティブ制御を実施している。本発明においては、寄り位置の具体的な補正方法自体は任意であり、利用可能なものを適宜用いることができるので、上記演算のための演算式などの詳細については説明を省略する。
【０１００】
一方、第２コントローラ１２についても、上記第１コントローラ１１と同様の流れで第２ステアリングローラ３５を制御している。すなわち、図２に示す第２コントローラ１２は、まず、前述のとおりに第２センサ５０ｂから送られる中間転写ベルト３１上のパターン５５の撮影画像から、第２センサ５０ｂの撮像領域での中間転写ベルト３１の寄り位置を算出する。続いて、予め記憶されている第２センサ５０ｂの撮像領域での中間転写ベルト３１の寄り位置の目標値（寄り目標位置）と、検出された中間転写ベルト３１の寄り位置との差分量を用いて、ステアリングアクチュエータ８４の動作量を演算する。そして、その演算結果に応じて、第２ステアリングローラ３５を所定位置へ傾動させる。上記動作を所定の時間間隔にて繰返し実施することで、第２センサ５０ｂの撮像領域での中間転写ベルト３１の寄り位置が補正され、最終的にその中間転写ベルト３１の寄り位置が、寄り目標位置に略一致する。
【０１０１】
上記の制御方法では、第１センサ５０ａ及び第２センサ５０ｂそれぞれの撮像領域において、中間転写ベルト３１の寄り位置がそれぞれ寄り目標位置となるように中間転写ベルト３１の寄りを制御することによって、傾き方向の自由度を拘束している。すなわち、中間転写ベルト３１の傾きを間接的に補正することによって、寄りと傾きの同時制御を実現している。
【０１０２】
なお、本実施例では、上記のような方法で寄りと傾きの同時制御を行っているが、中間転写ベルト３１の傾きを直接的に制御することも可能である。例えば、上記第２コントローラ１２は、次のようなコントローラで代替することができる。すなわち、当該コントローラは、上記第１センサ５０ａと上記第２センサ５０ｂとの寄り位置の差分を中間転写ベルト３１の傾き量とみなして、ベルト傾き量を算出する。そして、当該コントローラは、その算出結果に応じて、第２ステアリングローラ３５の傾動を制御する。また同様に、上記第１コントローラ１１は、次のようなコントローラで代替することができる。すなわち、当該コントローラは、上記第１センサ５０ａと上記第２センサ５０ｂとの検出信号の差分を中間転写ベルト３１の傾き量とみなして、ベルト傾き量を算出する。そして、当該コントローラは、その算出結果に応じて第１ステアリングローラ３４の傾動を制御する。このように、中間転写ベルト３１の寄りと傾きの制御方法は、本実施例のものに限定されるものではない。
【０１０３】
９．効果
以上、本実施例によれば、線分ＯＴｃと案内プレート８２の接線方向とが直交するように接点Ｏの位置を決定する。これにより、代表合力Ｆ２及びＦ２’が案内プレート８２の接線方向と同方向に作用し、案内コロ８３と案内プレート８２との離間を抑制できる。その結果、ベルトユニット３０の機械剛性の低下を抑制することができ、高い色レジ精度を実現することができる。
【０１０４】
本実施例では、中間転写ベルト３１の寄りと傾きを同時に補正が可能なようにステアリング機構８０を２個用いている。しかし、本実施例では、ステアリング機構８０の一方のステアリングローラが駆動ローラの機能を兼ね備えているため、ステアリング機構８０を１個だけ有するベルト駆動装置と同等のサイズを実現することができる。そして、本実施例では、高い剛性を備えたステアリング機構８０であるため、高精度の色レジを実現できる。
【０１０５】
このように、本実施例によれば、メインフレーム側に設けられたステアリング動作の方向の規制手段とサブフレーム側に設けられた被規制手段との係合部との間にサブフレームの振動によって発生する力の方向を、ステアリング動作の方向と略一致させる。これにより、サブフレームの振動によって上記規制手段と上記被規制手段とが離間するのを抑制することができる。したがって、それらが離間することによるベルトユニット３０の機械剛性の低下を抑制することができる。その結果、高い色レジ精度を実現することができる。このように、本実施例によれば、ステアリングローラを含む複数のローラを支持する支持枠体における、複数の分割された枠体部分間が離間することを抑制することができる。これにより、ベルト駆動装置、特に、そのフレームの剛性が低下するのを抑制することができる。したがって、高精度な色レジを達成することができる。
【０１０６】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例のベルト駆動装置及び画像形成装置の基本的な構成は実施例１のものと同様である。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１０７】
図１２は、本実施例における第２ステアリングローラ（駆動ステアリングローラ）３５に中間転写ベルト３１の寄りを補正する機能を持たせるための具体的な機械的構成（メカ機構）であるステアリング機構８０を示す模式的な側面図である。なお、本実施例では、第１ステアリングローラ３４のステアリング機構も同様の構成とされる。
【０１０８】
本実施例では、実施例１の場合と同様に、メインフレーム６１の第２サブフレーム６３側の端部には、第２サブフレーム６３の傾動方向を規制する案内プレート８２が設けられている。一方、実施例１とは異なり、本実施例では、第２サブフレーム６３には、案内プレート８２と係合する被規制手段としての被規制部材である、自己潤滑性を有した棒状の樹脂で形成された案内摺動部材１８３が設けられている。自己潤滑性を有する樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）などのフッ素樹脂を用いることができる。案内プレート８２の表面上（基準面上）を案内摺動部材１８３が摺動することで、第２サブフレーム６３の傾動方向が規制される。本実施例では、案内摺動部材１８３は、実施例１の案内コロ８３と同様に、第２サブフレーム６３の側面６３ｂ、６３ｂのメインフレーム６１側において、案内プレート８２の第２ステアリングローラ３５とは反対側の面と係合可能なように配置されている。なお、案内摺動部材１８３は、線分ＯＰを軸として対称になるように配置されている。このように配置することで、点Ｔｃと接点Ｏとを結んだ線分ＯＴｃと、案内プレート８２の接線方向とが直交するように、点Ｔｃを配置することができる。ここで、本実施例では、点Ｔｃは棒状の案内摺動部材１８３と案内プレート８２とが係合する箇所の中点であり、実施例１で説明した代表合力Ｆ２及びＦ２’が作用する点である。すなわち、点Ｔｃは、案内プレート８２と案内摺動部材１８３との係合部の、案内摺動部材１８３の移動方向における両端の２点間の中点であり、実施例１で説明した代表合力Ｆ２及びＦ２’が作用する点である。また、本実施例では、接点Ｏは、後述するステアリング偏心カム１８４ａと第２サブフレーム６３の被作動部８５との接点である。
【０１０９】
本実施例では、第２サブフレーム６３を傾動させる動力発生手段として、ステアリング偏心カム１８４ａと、ステアリングモータ１８４ｂとを備えた、ステアリングカム機構１８４が設けられている。作動部としてのステアリング偏心カム１８４ａは、第２ステアリングローラ３５を傾動させることによって中間転写ベルト３１をステアリングするように、第２サブフレーム６３の全体を傾動させる。ステアリング偏心カム１８４ａは、メインフレーム６１側に回転自在に支持されている。また、ステアリング偏心カム１８４ａを回転駆動させる駆動源としてのステアリングモータ１８４ｂも、メインフレーム６１側に固定されており、ステアリング偏心カム１８４ａに接続されている。本実施例では、ステアリング偏心カム１８４ａ、ステアリングモータ１８４ｂは、実施例１においてステアリングアクチュエータ８４が設けられていたメインフレーム６１の手前側の側面６１ｂの同様の位置に固定されている。ステアリング偏心カム１８４ａと第２サブフレーム６３の被作動部８５とは、接点Ｏにて当接している。これにより、ステアリングカム機構１８４は、ステアリング偏心カム１８４ａを回転させることによって、第２サブフレーム６３の手前側の端部を昇降させ、第２サブフレーム６３を傾動させる。
【０１１０】
また、実施例１と同様に、昇降動作時にステアリング偏心カム１８４ａと第２サブフレーム６３の被作動部８５との離間を防ぐために、付勢手段としての付勢スプリング８６が配置されている。
【０１１１】
以上のように、リニアアクチュエータの代わりに偏心カムを用い、またコロの代わりに樹脂摺動部材を用いることによっても、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の構成は、被規制手段が比較的簡易な構成の樹脂製の棒状部材とされているので、装置のコストダウンを図ることが可能である。
【０１１２】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例のベルト駆動装置及び画像形成装置において、実施例１及び２のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１１３】
図１３は、本実施例におけるベルトユニット３０の模式的な側面図（ベルト搬送方向と交差する方向から見た様子）である。
【０１１４】
本実施例では、ベルトユニット３０の骨格である支持枠体（フレーム）６０が、大きく２個に分かれている。すなわち、本実施例では、フレーム６０は、複数の枠体部分として、第１枠体部分の一例であるメインフレーム６１と、第２枠体部分の一例であるサブフレーム６３と、に分割されている。
【０１１５】
サブフレーム６３には、駆動ローラの機能を兼ね備えたステアリングローラ（駆動ステアリングローラ）３５が回転自在に支持されている。また、サブフレーム６３には、ステアリングローラ３５に接続されたベルト駆動モータ７１、ベルトエンコーダ７３（図示せず）も支持されている。メインフレーム６１は、中間転写ベルト３１の内周面側に設けられた上記ステアリングローラ３５以外のローラを回転自在に支持する。また、メインフレーム６１は、サブフレーム６３の全体を傾動自在に支持しており、ベルトユニット３０の本体を形成している。
【０１１６】
本実施例では、ステアリングローラ３５を傾動させるステアリング機構８０の構成については、実施例１及び２と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１１７】
なお、本実施例では、メインフレーム６１にベルト加圧ローラ１３４が回転自在に支持されており、さらにこのベルト加圧ローラ１３４には付勢手段（加圧手段）としてのベルト加圧バネ３８が接続されている。ベルト加圧ローラ１３４は、中間転写ベルト３１の内側から外側へ向かって、ベルト加圧バネ３８によって加圧されている。これにより、ベルト加圧ローラ１３４は、中間転写ベルト３１に一定の張力を付与している。
【０１１８】
本実施例では、ベルトの寄り位置を補正する寄り補正機構を１カ所として、中間転写ベルト３１の寄り制御を実施する。また、本実施例では、ステアリングローラ３５が駆動ローラの機能を兼ね備えているため、装置の小型化が可能である。
【０１１９】
以上、本実施例のような構成によっても、支持枠体における複数の分割された枠体部分間が離間することを抑制することができる。そして、剛性の高いステアリング機構８０を実現可能であるため、高精度の色レジを実現できる。
【０１２０】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例のベルト駆動装置及び画像形成装置において、実施例１及び２のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１２１】
図１４は、本実施例におけるベルトユニット３０の模式的な側面図（ベルト搬送方向と交差する方向から見た様子）である。
【０１２２】
本実施例では、ベルトユニット３０の骨格である支持枠体（フレーム）６０が、大きく２個に分かれている。すなわち、本実施例では、フレーム６０は、複数の枠体部分として、第１枠体部分の一例であるメインフレーム６１と、第２枠体部分の一例であるサブフレーム６２と、に分割されている。
【０１２３】
サブフレーム６２には、ステアリングローラ（駆動ローラの機能は備えていない）３４が回転自在に支持されている。このステアリングローラ３４は、実施例１及び２と同様にして、中間転写ベルト３１に一定の張力を付与している。メインフレーム６１は、駆動ローラ１３５をはじめとして、中間転写ベルト３１の内周面側に設けられた上記ステアリングローラ３４以外のローラを回転自在に支持する。また、メインフレーム６１には、駆動ローラ１３５に接続された駆動モータ７０、ベルトエンコーダ７３なども支持されている。また、メインフレーム６１は、サブフレーム６２の全体を傾動自在に支持しており、ベルトユニット３０の本体を形成している。
【０１２４】
本実施例では、ステアリングローラ３４を傾動させるステアリング機構８０の構成については、実施例１及び２と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１２５】
本実施例では、ベルトの寄り位置を補正する寄り補正機構を１カ所として、中間転写ベルト３１の寄り制御を実施する。
【０１２６】
以上、本実施例のような構成によっても、支持枠体における複数の分割された枠体部分間が離間することを抑制することができる。そして、剛性の高いステアリング機構８０を実現可能であるため、高精度の色レジを実現できる。
【０１２７】
その他
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【０１２８】
本発明は、無端状のベルトを用いるものであれば、中間転写ベルト（中間転写体）、転写材搬送ベルト（転写材担持体）、転写ベルト（転写部材）、感光体ベルト（像担持体）などの区別無く、それらのベルト駆動装置に採用できる。また、ステアリング制御される無端状のベルトを用いる画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／転写材搬送型の区別無く実施できる。上述の実施例では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明したが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機など、種々の用途で実施できる。また、複数の画像形成部が設けられる場合、画像形成部の数は、上述の実施例のものに限定されるものでない。
【符号の説明】
【０１２９】
１          画像形成装置
３０        ベルトユニット（ベルト駆動装置）
３１        中間転写ベルト
３４        ステアリングローラ
３５        ステアリングローラ（駆動ステアリングローラ）
６０        フレーム（支持枠体）
６１        メインフレーム（枠体部分）
６３        サブフレーム（枠体部分）
８０        ステアリング機構
８２        案内プレート
８３        案内コロ
８４ａ      ステアリングアクチュエータのヘッド（作動部）
８５        被作動部
Ａ          １次転写面
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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