(57)【要約】【課題】支持回転体に起因するベルト部材の周期的な幅方向の位置変動の影響を除いた輪郭形状データを取得して、ステアリング制御の精度を高められる画像形成装置を提供する。【解決手段】ベルト寄りセンサで検出されたベルト寄り位置を目標値に収束させるために、ベルト寄り位置を所定位置に収束させる制御コントローラＡ１００１とは別に、特定周波数成分のみにゲインのピークを有する制御コントローラＢ１００３を持たせた。制御コントローラＢ１００３で抽出する信号の周期は、中間転写ベルトを支持している支持回転体から少なくとも一つの回転周期を選択して、選択した回転周期において、ゲインのピークを有する。その結果、ベルト寄り位置を目標値に収束させる制御によりベルト寄りきりが発生せず、ローラ起因の周期外乱起因の色ずれ量を低減させることができる。【選択図】図５
2012068389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルト部材と、傾動して前記ベルト部材をステアリングするステアリングローラと、前記ベルト部材を検出して前記ベルト部材の幅方向の輪郭位置を測定可能な検出手段と、前記検出手段の測定結果に基いて前記ステアリングローラの傾動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、画像形成時には、予め取得された前記ベルト部材の一周の輪郭形状データと前記検出手段により刻々測定される前記輪郭位置とに基づいて前記ステアリングローラの傾動を制御する第１のステアリング制御を実行する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記検出手段を用いて前記ベルト部材の一周にわたって前記輪郭位置を測定して、前記第１のステアリング制御に用いる前記輪郭形状データを取得する輪郭形状データ取得モードを実行し、
前記輪郭形状データ取得モードでは、前記輪郭位置の測定値に含まれる周期的な振動成分を相殺するように、前記ステアリングローラを周期的に傾動させる第２のステアリング制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記周期的な振動成分とは前記ベルト部材を支持する支持回転体の回転周期で発生する振動成分であって、
前記ステアリングローラは、前記支持回転体の回転周期で周期的に傾動されて、傾動に伴う前記ステアリングローラの表面の軸方向の移動量を用いて前記輪郭位置の測定値に含まれる周期的な振動成分を相殺することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１のステアリング制御では、前記第２のステアリング制御を実行しつつ、同時に、前記輪郭形状データを用いて補正された前記ベルト部材の寄り位置が所定の中心値へ収束するように前記ステアリングローラの傾動を制御する第３のステアリング制御を実行し、
前記輪郭形状データ取得モードでは、前記第３のステアリング制御を停止して前記第２のステアリング制御のみ実行することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記１のステアリング制御を実行して前記ベルト部材の寄り位置を前記所定の中心値へ収束させた後に、前記輪郭形状データ取得モードを開始することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記ベルト部材に像担持体を当接させる画像形成部と前記ステアリングローラとの間で前記ベルト部材を検出し、
前記第２のステアリング制御では、前記画像形成部と前記ステアリングローラとの間に配置されて前記ベルト部材の転写面を支持する支持回転体の回転周期で前記ステアリングローラを傾動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記検出手段の出力をフィードバックされるＰＩＤ制御回路と、前記検出手段の出力に含まれる特定周波数成分の振幅に対してゲインのピークを持たせたフィルタ回路とを並列に配置していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、ベルト部材を張架する支持回転体ごとに設けられた複数の前記フィルタ回路を有する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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングローラを傾動させてベルト部材をステアリングする画像形成装置、詳しくは、ベルト部材の輪郭形状誤差を補正するための輪郭形状データを更新す際の輪郭測定におけるステアリング制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無端状のベルト部材を用いて画像形成を行う種々の画像形成装置が実用化されている。中間転写方式の画像形成装置は中間転写ベルトを用いて画像形成を行い、記録材搬送方式の画像形成装置は記録材搬送ベルトを用いて画像形成を行い、感光ベルト方式の画像形成装置は感光ベルトを用いて画像形成を行う。転写ベルトを採用した画像形成装置やベルト方式の像加熱装置（定着装置）を搭載した画像形成装置も実用化されている。
【０００３】
これらのベルト部材を幅方向の所定位置に位置決めて回転させるために、ステアリングローラを傾動させてステアリング制御を行う画像形成装置が広く用いられている（特許文献１〜３）。ステアリング制御では、ベルト部材の幅方向の輪郭位置を検知するセンサの出力に基づいてステアリングローラを刻々と傾動させて、ベルト部材の回転位置の幅方向の位置決めを動的に実行する。
【０００４】
特許文献４では、ベルト部材の一周にわたる輪郭形状データをメモリに保持してエッジセンサにより測定したベルト部材の輪郭位置を輪郭形状データで補正してステアリング制御に用いるステアリング制御が示される。
【０００５】
特許文献５では、ベルト部材の輪郭形状の経時変化に対処するため、異常が認められたタイミングで輪郭形状データ取得モードを実行して、ステアリングローラの制御に用いる輪郭形状データを更新している。輪郭形状データ取得モードでは、ステアリング制御に用いる検出手段を用いて、ベルト部材の一周にわたって幅方向の輪郭位置の出入りを測定している。
【０００６】
特許文献６には、ベルト部材の輪郭位置の測定値と元の輪郭形状データとに基づいて、更新される新たな輪郭形状データを作成する方法が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２８８１６７号公報
【特許文献２】特開平９−１２１７３号公報
【特許文献３】特開平８−１０６２３７号公報
【特許文献４】特開平１１−２９５９４８号公報
【特許文献５】特開２０００−１６６２９号公報
【特許文献６】特開２０００−２５０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
輪郭形状データ取得モードの実行中にステアリングローラが傾動されると、検出手段はベルト部材のステアリングによる移動を検出してしまい、ベルト部材の輪郭位置を正確に測定できない。このため、特許文献５に示されるように、ステアリング制御によってベルト部材の寄り移動を収束させた後に、ステアリング制御を停止して、輪郭形状データ取得モードを開始する必要がある。
【０００９】
しかし、ベルト部材を掛け渡して支持する支持回転体がその中心軸誤差等に起因して斜め偏心回転（いわゆるみそすり運動）することで、ベルト部材に周期的な幅方向の位置変動が発生していることが判明した。支持回転体に起因するベルト部材の周期的な幅方向の位置変動は、ベルト部材の輪郭形状誤差とは無関係であるにもかかわらず、検出手段によって測定されて輪郭形状データに反映されてしまうことが判明した。
【００１０】
そして、ベルト部材の周期的な幅方向の位置変動を含んだ輪郭形状データを用いてステアリング制御を行った場合、ステアリング誤差が著しく増えてベルト部材の幅方向の挙動が不安定になる。大きなゲインでステアリングローラの傾動を制御すると、ステアリング制御が発散して正常に機能しなくなる可能性もある。その結果、出力画像の品質が低下する可能性がある。
【００１１】
本発明は、支持回転体に起因するベルト部材の周期的な幅方向の位置変動の影響を除いた輪郭形状データを取得して、ステアリング制御の精度を高められる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、無端状のベルト部材と、傾動して前記ベルト部材をステアリングするステアリングローラと、前記ベルト部材を検出して前記ベルト部材の幅方向の輪郭位置を測定可能な検出手段と、前記検出手段の測定結果に基いて前記ステアリングローラの傾動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、画像形成時には、予め取得された前記ベルト部材の一周の輪郭形状データと前記検出手段により刻々測定される前記輪郭位置とに基づいて前記ステアリングローラの傾動を制御する第１のステアリング制御を実行するものである。そして、前記制御手段は、前記検出手段を用いて前記ベルト部材の一周にわたって前記輪郭位置を測定して、前記第１のステアリング制御に用いる前記輪郭形状データを取得する輪郭形状データ取得モードを実行し、前記輪郭形状データ取得モードでは、前記輪郭位置の測定値に含まれる周期的な振動成分を相殺するように、前記ステアリングローラを周期的に傾動させる第２のステアリング制御を実行する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、第２のステアリング制御を伴って輪郭形状データ取得モードを実行するため、輪郭位置の測定値に含まれる周期的な振動成分を減らした輪郭位置を測定できる。第２のステアリング制御におけるステアリングローラの傾動は、周期的に反転して作用するため、ベルト部材の寄り位置に関しては中立的であり、第１ステアリング制御のようなベルト部材の輪郭位置の測定誤差を発生させない。
【００１４】
したがって、支持回転体に起因するベルト部材の周期的な幅方向の位置変動の影響を除いた輪郭形状データを取得して、画像形成に適用される第１のステアリング制御の精度を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】ステアリング機構の説明図である。
【図３】ベルトエッジセンサの配置の説明図である。
【図４】実施例１におけるステアリング制御の説明図である。
【図５】ベルト寄り制御の制御構成の説明図である。
【図６】特定周波数のベルト寄り測定誤差を除去するフィルタ回路のゲイン特性の説明図である。
【図７】非周期的なステアリング制御を行った際の周期外乱の説明図である。
【図８】ステア近傍転写面形成ローラの周期外乱の拡大図である。
【図９】周期的なステアリング制御における周期外乱の抑制効果の説明図である。
【図１０】画像形成モードにおけるベルト寄り制御の構成図である。
【図１１】輪郭形状データ取得モードにおけるベルト寄り制御の構成図である。
【図１２】比較例の平均化処理の説明図である。
【図１３】実施例３における画像形成装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、画像形成時とは異なるステアリング制御を伴って輪郭形状データ取得モードが実行される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１７】
したがって、ステアリング制御されるベルト部材を搭載した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／記録材搬送型／転写ベルト型の区別無く実施できる。感光ベルト、転写ベルト、定着ベルト等のベルト部材を備えた画像形成装置でも実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、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、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１８】
なお、特許文献１〜６に示される画像形成装置、およびステアリング制御に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１９】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置のなかには、中間転写ベルト、感光体ベルト又は記録材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。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１は、中間転写ベルト３１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部２２、２３、２４、２５を配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２１】
画像形成部２２では、感光ドラム３０にイエロートナー像が形成されて、中間転写ベルト３１に一次転写される。画像形成部２３では、感光ドラム３０にマゼンタトナー像が形成されて、中間転写ベルト３１上のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部２４、２５では、それぞれ感光ドラム３０、３０にシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に、中間転写ベルト３１に順次重ねて一次転写される。
【００２２】
中間転写ベルト３１に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。四色のトナー像を転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト３１から曲率分離して定着装置２７へ送り込まれ、加熱加圧を受けて表面に画像を定着される。その後、記録材Ｐが機体外へ排出される。
【００２３】
二次転写ローラ３７は、対向ローラ３６に内側面を支持された中間転写ベルト３１に当接して二次転写部Ｔ２を形成しており、記録材カセット４５から引き出された記録材Ｐは、レジストローラ４６によって二次転写部Ｔ２へ送り出される。トナー像と重ねて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を挟持搬送される過程で、二次転写ローラ３７に電圧が印加されることにより、トナー像が中間転写ベルト３１から記録材Ｐへ転写される。中間転写ベルト３１の表面に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング装置３９によって回収される。
【００２４】
画像形成部２２、２３、２４、２５は、それぞれの現像装置２８で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部２２について説明し、他の画像形成部２３、２４、２５については、対応する構成部材に同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２５】
画像形成部２２は、感光ドラム３０の周囲に、コロナ帯電器２６、露光装置２９、現像装置２８、および一次転写ローラ３３を配置している。像担持体の一例である感光ドラム３０は、帯電極性が負極性の感光層を形成され、３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００２６】
コロナ帯電器２６は、感光ドラム３０の表面を、一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置２９は、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを用いて、感光ドラム３０に画像の静電像を書き込む。
【００２７】
現像装置２８は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて感光ドラム３０の静電像をトナー像に反転現像する。一次転写ローラ３３は、中間転写ベルト３１の内側面を押圧して、感光ドラム３０と中間転写ベルト３１の間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ３３に正極性の電圧を印加することで、感光ドラム３０に担持されたトナー像が中間転写ベルト３１へ一次転写される。不図示のドラムクリーニング装置は、感光ドラム３０に残った転写残トナーを回収する。
【００２８】
無端状のベルト部材の一例である中間転写ベルト３１は、支持回転体の一例である駆動ローラ３４、一次転写面張架ローラ（３２ａ、３２ｂ）、ステアリングローラ３５、および対向ローラ３６に掛け渡して支持される。
【００２９】
ところで、一般に、ベルト部材を複数の支持回転体で支持して回転させるベルト駆動装置では、回転中のベルト部材が幅方向（ベルト回転方向と直交する方向）に移動する蛇行現象（ベルトウォーク）が発生する。ベルト部材の蛇行現象は、図１に示す画像形成装置１においては、中間転写ベルト３１上に各色のトナー像を転写して重ね合わせる際に、各色のトナー像の相対的な位置ずれ、ひいては定着画像の色ずれや色むらの原因となる。そのため、高品位なフルカラー出力画像を得るには、ベルト部材の蛇行現象を適切に修正する必要がある。
【００３０】
ベルトの蛇行を修正するための代表的な技術の一つに、ベルト部材を支持する支持回転体のうち１つ又は２つをステアリングローラとして傾動させることにより、ベルト部材の回転方向をステアリングするステアリング方式が知られている。ステアリング方式は、ベルト部材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、ベルト部材に加わる力が小さく、高い信頼性と長寿命が得られる利点を有している。ステアリング方式に関して以下のような従来技術がある。
【００３１】
（１）特開平３−２８８１６７号公報には、ベルト部材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、マークの検出結果に基づいてステアリングローラの傾動状態を制御する第１の従来技術が開示されている。
【００３２】
しかし、第１の従来技術においては、ベルト部材上に１個のマークを設け、１個のマークをベルト１回転ごとにＣＣＤセンサで１回だけ読み取ってステアリングローラの傾動状態を１回変更する。このため、ベルト部材が１回転する間の位置変動については細かく検出できず、ステアリング制御もできず、ベルト部材の蛇行に対して制御応答性が低いという問題があった。
【００３３】
また、制御応答性を上げるべく、ベルト部材に複数のマークを設けることも考えられる。しかし、一般に、ベルト部材の一周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、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。
【００３４】
（２）特公昭６３−６４７９２号公報及び特開平９−１２１７３号公報には、ベルト部材の寄り方向をセンサにより検出し、検出結果に基づいてステアリングローラの傾動状態を制御する第２の従来技術が開示されている。
【００３５】
しかし、第２の従来技術においては、ベルト部材を幅方向に挟んで、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。そして、一対のセンサでベルト部材の寄り方向を検出して、ステアリング制御した場合、ベルト部材は一対のセンサ間で往復運動を繰り返すことになる。このため、ベルト部材の蛇行を細かく制御して所定位置に収束させることができなかった。
【００３６】
ここで、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が可能である。しかし、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、結局のところは、ベルト部材の蛇行を精度良く修正することができなかった。
【００３７】
（３）特開平８−１０６２３７号公報には、ベルト部材のエッジ位置を変位センサでアナログ的に検出し、検出結果をステアリングローラの傾動状態にフィードバック制御する第３の従来技術が開示されている。
【００３８】
しかし、ベルト部材のエッジ位置を変位センサでアナログ的に検出している場合、検出結果にベルト部材の一周の輪郭形状の誤差成分が含まれている。ベルト部材の輪郭形状に大きな曲がりや段差が含まれている場合、変位センサの出力をフィードバックしてステアリング制御すると、ベルト部材の蛇行を適切に修正できない問題がある。
【００３９】
（４）特開平１１−２９５９４８号公報には、ベルト部材の輪郭形状データを予め記憶しておき、輪郭形状データを用いて、画像形成時に測定したベルト部材のエッジ位置から誤差成分を排除する第４の従来技術が開示されている。
【００４０】
＜ステアリング機構＞
図２はステアリング機構の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１は、ステアリングローラ３５の傾動量を変更することによって、中間転写ベルト３１を幅方向の所定位置に位置決める。画像形成装置１は、画像形成モードでは、ステアリングローラ３５を矢印Ｒ３５方向に傾動させて、中間転写ベルト３１に幅方向の寄り移動を発生させてベルト寄りを補正する。
【００４１】
図２に示すように、ステアリングローラ３５は、軸受ホルダ１０７によって回転自在に支持されている。軸受ホルダ１０７は、スライドレール１０６の可動側部材に固定され、スライドレール１０６の可動側部材の同じ面にスライダ１０５が固定されている。スライドレール１０６の固定側部材は、可動側部材の内側に配置されて、ステアリングアーム１０１に固定されている。したがって、スライダ１０５は、スライドレール１０６によってステアリングアーム１０１上をスライドする。
【００４２】
また、スライダ１０５は、ステアリングアーム１０１にかけられたバネ４２によって矢印Ｔ方向に付勢されているため、ステアリングローラ３５は、矢印Ｔ方向に付勢されて中間転写ベルト３１にテンションを与えている。ステアリングローラ３５は、テンションローラを兼ねており、中間転写ベルト３１の内側から外側へ向かってバネ４２によって加圧されることにより、中間転写ベルト３１に一定の張力を付与する。  
紙面奥側のステアリングアーム（不図示）はユニット側面に固定して揺動不能とされる一方、紙面手前側のステアリングアーム１０１は、揺動軸１０４を中心にして揺動可能に軸支されている。ステアリングアーム１０１上には、揺動軸１０４に対してステアリングローラ３５とは反対側の揺動端に、フォロワー１０２が軸支されている。また、フォロワー１０２に当接するように、カム１０３が設けられ、カム１０３はステアリングモータ４１によって回転可能に構成されている。
【００４３】
ここで、カム１０３が矢印Ａ方向に回動すると、ステアリングアーム１０１のフォロワー１０２側は、揺動軸１０４を中心にして矢印Ｃ方向に回動する。その結果、ステアリングアーム１０１のステアリングローラ３５側が矢印Ｅ方向に回動して、ステアリングローラ３５の傾動状態が変更される。そして、ステアリングローラ３５の傾動状態が矢印Ｅ方向に変移すると、中間転写ベルト３１は紙面奧側に移動する。
【００４４】
これとは逆に、カム１０３が矢印Ｂ方向に回動すると、ステアリングアーム１０１のフォロワー１０２側は、揺動軸１０４を中心にして矢印Ｄ方向に回動する。その結果、ステアリングアーム１０１のステアリングローラ３５側が矢印Ｆ方向に回動して、ステアリングローラ３５の傾動状態が変更される。そして、ステアリングローラ３５の傾動状態が矢印Ｆ方向に変移すると、中間転写ベルト３１は紙面手前側に移動する。
【００４５】
なお、ここでは、ステアリングローラ３５がバネ４２によって外側へ付勢され、中間転写ベルト３１に一定のテンションを付与する機能も持ち合わせているが、ステアリング機能とテンション付与機能とは分離させて、別構成としてもかまわない。
【００４６】
また、紙面奥側のステアリングアームを固定とせず、紙面奥側にも紙面手前側と同様の機構を用いて前奥共に揺動可能な構成としてもよい。その場合、紙面手前側と奥側とでステアリングアームの揺動方向を逆にし、なおかつ揺動量の絶対値を一致させれば、ステアリングローラ３５の長手方向の中央を揺動中心として、揺動させることが可能である。
【００４７】
＜ベルトエッジセンサ＞
図３はベルトエッジセンサの説明図である。図中、（ａ）はセンサ配置の説明図、（ｂ）はセンサ構造である。
【００４８】
図１に示すように、画像形成装置１では、中間転写ベルト３１の転写面の上流に配置された上流エッジセンサ３８Ｂが中間転写ベルト３１の転写面の上流側におけるベルト寄り量を検出する。そして、中間転写ベルト３１の転写面の下流に配置された下流エッジセンサ３８Ａが中間転写ベルト３１の転写面の下流側におけるベルト寄り量を検出する。上流エッジセンサ３８Ｂと下流エッジセンサ３８Ａは同一に構成されている。
【００４９】
中間転写ベルト３１の転写面は、ステアリングローラ３５の近傍に配置されたステア近傍転写面形成ローラ３２Ａとステアリングローラ３５の遠方に配置されたステア遠方転写面形成ローラ３２Ｂとに支持されている。
【００５０】
図３の（ａ）に示すように、検出手段の一例である下流エッジセンサ３８Ａは、ベルト部材の一例である中間転写ベルト３１の幅方向の輪郭位置を測定可能である。
【００５１】
図３の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト３１の幅方向の端部には、スプリング３８ａの引っ張り力をもって、接触子３８ｂの一端側が当接状態に保持されている。スプリング３８ａによる接触子３８ｂの当接力は、中間転写ベルト３１を座屈変形させない程度の適度な大きさに設定されている。接触子３８ｂは、その中間部位を支軸３８ｃによって回動自在に支持され、支軸３８ｃを境にした接触子３８ｂの他端側に、変位センサ３８ｄが対向状態で配設されている。
【００５２】
下流エッジセンサ３８Ａにおいては、ベルト蛇行時における中間転写ベルト３１の幅方向ｙへの動きが、中間転写ベルト３１のベルトエッジに圧接する接触子３８ｂの動き（揺動動作）に置き換えられる。このとき、接触子３８ｂの動き（変位）に対応して、変位センサ３８ｄの出力レベルが変動するため、変位センサ３８ｄのセンサ出力に基づいて中間転写ベルト３１の幅方向の位置を連続的に測定することができる。
【００５３】
下流エッジセンサ３８Ａは、中間転写ベルト３１のベルトエッジを検出して、ベルト寄り位置の変動量を測定する。しかし、本手法によるベルト寄り位置検出手法では、ベルトエッジの一周の輪郭形状の曲がりがベルト寄り位置の読み取り誤差となる。
【００５４】
そこで、ベルトエッジの一周の輪郭形状に起因する読み取り誤差を抑制するために、画像形成の開始前に、輪郭形状データ取得モードの制御を実行して、中間転写ベルト３１の一周にわたる輪郭形状データを取得する。そして、続いて開始される画像形成時のステアリング制御では、取得したセンサデータから輪郭形状データを差し引くことで、輪郭形状誤差の影響を排除したベルト寄り位置を求めている。
【００５５】
なお、中間転写ベルト３１のベルト寄り量を測定するセンサは、ベルトエッジに接触式のセンサを配置する方式でも、ベルト面に描かれたマークや直線をベルト上方より非接触式のセンサで読み取る方式のどちらでもかまわない。
【００５６】
まら、実施例１に関して、下流エッジセンサ３８Ａは、画像形成部２５とステアリングローラ３５の間、もしくはステアリングローラ３５と対向ローラ３６の間であれば、任意の位置に配置することができる。
【００５７】
＜実施例１＞
図４は実施例１におけるステアリング制御の説明図である。図５はベルト寄り制御の制御構成の説明図である。図６は特定周波数のベルト寄り測定誤差を除去するフィルタ回路のゲイン特性の説明図である。図７は非周期的なステアリング制御を行った際の周期外乱の説明図である。図８はステア近傍転写面形成ローラの周期外乱の拡大図である。図９は周期的なステアリング制御における周期外乱の抑制効果の説明図である。
【００５８】
上述したように、中間転写ベルト３１は、支持回転体の一例である各ローラの円筒面と回転軸との傾きに起因する円筒面のみそすり運動等によって周期的な幅方向の寄り力を受けている。画像形成装置１では、中間転写ベルト３１のこのような周期的な幅方向の移動量（振動成分）を相殺するために、図４の（ａ）に示すように、各ローラの回転周期でステアリングローラ３５を周期的にプラスマイナスに等しい振幅で傾動させている。中間転写ベルト３１の周期的な幅方向の移動（振動成分）に同期させてステアリングローラ３５を傾動させることにより、ステアリングローラ３５の表面の軸方向の移動に中間転写ベルト３１が直接引き摺られて幅方向へ移動する。移動（ｄ）は、下流エッジセンサ３８Ａによって検出される中間転写ベルト３１の周期的な移動量を抑制する。
【００５９】
ステアリングローラ３５の傾動は、周期的に反転して作用するため、ベルト部材の平均的な寄り位置に関しては中立的であり、従来のステアリング制御のような定常的な寄り力を発生しない。
【００６０】
一方、従来と同様に、中間転写ベルト３１は、各ローラの回転軸の傾き（アライメント誤差）に起因して定常的な幅方向の寄り力を受ける。また、中間転写ベルト３１は、感光ドラム３０に対する不規則な摩擦変化や記録材との間欠的な接触から非定常的な幅方向の寄り力を受ける。
【００６１】
このような周期的でない寄り力に関しては、従来と同様に、図４の（ｂ）に示すように、ステアリングローラ３５を傾動させて反対方向の定常的な寄り力を発生させることにより対抗する。中間転写ベルト３１の寄り移動を停止させて反対方向に押し戻し、幅方向の所定位置で中間転写ベルト３１の寄り移動が収束するように、ステアリングローラ３５の傾動状態を連続的に変化させる。このようなステアリングローラ３５の二重の傾動量制御は、例えば図５に示すブロック線図の自動制御によって実現することができる。
【００６２】
図５に示すように、制御コントローラＡ１００１および制御コントローラＢ１００３は、制御対象（ステアリングローラ３５）１００２を制御して、中間転写ベルトの幅方向の回転位置を所定の中心値へ収束させる。このとき、制御系の各段階で、外乱ｂ１、ｂ２、ｂ３が作用して制御を不安定にする可能性がある。
（ａ）外乱ｂ１は、制御コントローラＡ１００１の演算後に入ってくる外乱を表現しており、代表的には、ステアリングユニットのメカ的なガタなどがあげられる。
（ｂ）外乱ｂ２は、プラントの後（ステアリングローラ３５の動作後）に入って来てベルト寄り現象に直接的に影響を与える外乱であり、代表的には、中間転写ベルトを張架している各ローラが与える上述の外乱があげられる。
（ｃ）外乱ｂ３は、下流エッジセンサ３８Ａの読み取り誤差を表現しており、代表的には電気ノイズや上述のベルトエッジ形状データ誤差などがあげられる。
【００６３】
制御コントローラＡ１００１は、代表的には、ＰＩＤ制御回路などが考えられる。制御コントローラＡ１００１は、周期的でない外乱ｂ３やアライメント不良等（ｂ１）によって発生した中間転写ベルトの幅方向の移動を停止させるように、ステアリングローラの傾動量を制御する。
【００６４】
制御コントローラＢ１００３は、外乱ｂ２の主要因である各ローラの周期外乱の周期が既知であることに着目して、特定周波数成分の振幅の一例であるローラ周期の外乱のみを抑制する。これにより、制御コントローラＡ１００１とは別に、周期的な外乱ｂ２を効率的に減少させる。
【００６５】
制御コントローラＢ１００３は、制御コントローラＡ１００１と並列に配置される。制御コントローラＢ１００３は、図６に示すボード線図の特定周波数成分についてゲイン特性を有するフィルタであって、エッジセンサによって検出される特定周波数成分の偏差に対してステアリングローラ３５を傾動させる。
【００６６】
例えば、制御コントローラＢ１００３にて、サンプリング時間ｔｓｅｃ時において、ｆ（Ｈｚ）の周期にゲインのピークを有する時の、ゲインをＫとした時のフィルタの伝達関数は次の（１）式で表される。
【００６７】
【数１】
2012068389.tif 000003
【００６８】
制御コントローラＢ１００３は、制御コントローラＡ１００１と並列に、それぞれゲインのピーク周波数を異ならせて複数個配置され、複数のローラの個別の周期外乱を抑制する。ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａ、ステアリングローラ３５、ステア遠方転写面形成ローラ３２Ｂ、駆動ローラ３４について、個別に制御コントローラＢ１００３が設けられ、それぞれの周期に対応させてゲイン特性が設定されている。制御コントローラＡ１００１と複数の制御コントローラＢ１００３の刻々の制御量の合計値でステアリングローラ３５の傾動量が制御される。
【００６９】
最初に、ベルト駆動モータ４０を駆動し、駆動ローラ３４の回転による、中間転写ベルト３１のベルト搬送を行った。図５の制御回路において制御コントローラＢ１００３を作動させず、下流エッジセンサ３８Ａの出力のフィードバックを用いて、制御コントローラＡ１００１のみでステアリングローラ３５の制御を行わせた。この時の寄りデータを画像形成装置１の実機において、下流エッジセンサ３８Ａにより取得した。
【００７０】
図３の（ａ）に示すように、下流エッジセンサ３８Ａとステアリングローラ３５の間にステア近傍転写面形成ローラ３２Ａを配置した。このため、下流エッジセンサ３８Ａの位置は、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａとステアリングローラ３５に最も近い画像形成部２５の間に位置する。
【００７１】
このような条件下で、制御コントローラＡ１００１によりベルト寄り制御を行って、上流エッジセンサ３８Ｂ及び下流エッジセンサ３８Ａが連続的に測定したベルト寄り振幅のデータを周波数解析した。図７の（ａ）は下流エッジセンサ３８Ａによる測定結果、図７の（ｂ）は上流エッジセンサ３８Ａによる測定結果である。
【００７２】
図７の（ａ）に示すように、下流エッジセンサ３８Ａの測定データでは、駆動ローラ３４の周期、ステアリングローラ３５の周期、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの周期がローラ要因の外乱成分として観測された。すなわち、上流エッジセンサ３８Ｂのデータでは、ステアリングローラ３５の周期外乱は小さいものの、駆動ローラ３４の周期外乱及びステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの周期外乱がローラ要因の外乱成分として観測された。そして、制御コントローラＡ１００１のみでは、ローラ周期の外乱が十分に除去できていないため、中間転写ベルト３１上の各色トナー像間に色ずれが発生する可能性がある。
【００７３】
そこで、実施例１では、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａに着目し、その周期外乱の除去を目的と定めた。図７に示す周波数解析結果のステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの周期の部位（点線で囲んだ部位）を拡大して図８に示す。
【００７４】
図８の（ａ）に示すように、下流エッジセンサ３８Ａでは、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａに起因する中間転写ベルト３１の振幅が大きくなり、図８の（ｂ）に示すように、遠い位置の上流エッジセンサ３８Ｂの位置では振幅が小さくなる。
【００７５】
実施例１では、制御コントローラＢ１００３によりステアリングローラ３５を制御することで、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａに起因する中間転写ベルト３１の振幅を抑制する。ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの周期をｆ（Ｈｚ）、サンプリング時間をｔｓｅｃとすると、制御コントローラＢ１００３の伝達関数は上記（１）式で表される通りになる。
【００７６】
上記（１）式で示される伝達関数特性を有する制御コントローラＢ１００３を、制御コントローラＡ１００１と並列に配置し、ゲインを調整し、下流エッジセンサ３８Ａの位置データを用いて図５の制御回路による第１のステアリング制御を行わせた。その時の上流エッジセンサ３８Ｂ、及び下流エッジセンサ３８Ａの実機測定における周波数解析結果のステア近傍転写面形成ローラ３２Ａ周期の部位を拡大した結果を図９に示す。
【００７７】
図９に示すように、制御コントローラＢ１００３を導入する前の図８と比較して、上流エッジセンサ３８Ｂ、及び下流エッジセンサ３８Ａの振幅値の差を小さくすることができた。
【００７８】
この理由を説明する。図４の（ａ）に示すように、ステアリングローラ３５を周期的に動作させた時は、ステアリングローラ３５の近傍は大きい振幅を有することができる一方、遠方では、ベルト寄りに与える振幅量が小さくなる。そのため、ステアリングローラ３５近傍に配置された下流エッジセンサ３８Ａの位置では、上流エッジセンサ３８Ｂの位置よりも大きく位置ずれを低減できることが理由である。
【００７９】
以上より、下流エッジセンサ３８Ａの出力をフィードバックして、制御コントローラＢ１００３による周期外乱の除去を行うと、転写面は、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの周期で平行移動する現象が生じる。これにより、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａに起因する中間転写ベルト３１の周期的振幅を大きく削減できる。
【００８０】
なお、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａ周期の転写面の完全な位置ずれ抑制のためには、転写面の上流側と下流側とにステアリングローラ３５を配置して同期的に作動させる必要がある。しかし、複数個の画像形成部２２のそれぞれの間隔を、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａ周期の整数倍となる関係に設定すれば、このように転写面が周期的に平行移動しても色ずれは発生しないで済むと考えられる。
【００８１】
＜画像形成時の第１ステアリング制御＞
図１０は画像形成モードにおけるベルト寄り制御の構成図である。図１０は、図５のブロック線図を含む実施例１の制御構成を、実際の制御ユニット構成に近い形に表現したものである。
【００８２】
図１０に示すように、画像形成装置のコントローラ５０は、画像形成モードにおいて、制御コントローラＡ１００１と制御コントローラＢ１００３とを用いてステアリングローラ３５を制御しつつ、画像形成を実行する。コントローラ５０は、中間転写ベルト３１の一周の輪郭を実測して求めた輪郭形状データを記憶部５６に保持して、中間転写ベルト３１の一周にわたる輪郭誤差を輪郭形状データで補正した正味のベルト位置を用いて第１のステアリング制御を行う。
【００８３】
コントローラ５０は、制御部５１、モータドライバ５２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５３、演算部Ａ５４、演算部Ｂ５５、記憶部５６を備え、制御部５１は、制御コントローラＡ１００１と制御コントローラＢ１００３を含む。ステアリングモジュール５７は、図２に示すように、ステアリングローラ３５、ステアリングアーム１０１〜軸受ホルダ１０７を含むステアリング・メカ機構である。
【００８４】
ここで、“ｒ”を、中間転写ベルト３１が起動（回転開始）してからベルトホーム信号(不図示)が出力された回数、つまり起動時から中間転写ベルト３１が何回転、回転したかを示す値とする。また、“ｎ”を、中間転写ベルト３１の回転方向に対応した番地の値とする。
【００８５】
制御部５１は、下流エッジセンサ３８Ａからの入力情報に基づくベルト位置変動量Ｗ（ｒ，ｎ）に応じた信号を、ベルト寄り制御のための修正信号として出力する。制御部５１から出力される修正信号は、ステアリングローラ３５の傾き角度を制御するためのステアリング量Ｓ（ｒ，ｎ）に応じた信号となる。実施例１では、ステアリングモータ４１にステッピングモータを採用しているため、制御部５１から出力される修正信号Ｓ（ｒ，ｎ）は、ステアリングモータ４１のモータステップ数に対応している。
【００８６】
モータドライバ５２は、制御部５１から出力される修正信号Ｓ（ｒ，ｎ）に従ってステアリングモータ４１を駆動する。ステアリングモータ４１のモータ駆動によってステアリングモジュール５７におけるステアリングローラ３５の傾き角度θ（ｔ）が制御される。
【００８７】
Ａ／Ｄ変換器５３は、下流エッジセンサ３８Ａ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Ａ５４に送出する。演算部Ａ５４は、Ａ／Ｄ変換器５３から与えられるデジタル信号、すなわち中間転写ベルト３１の幅方向の輪郭位置の測定値を平均化処理し、これを検出データＥ（ｒ，ｎ）として出力する。
【００８８】
具体的には、演算部Ａ５４は、最初のサンプルタイミング（番地ｎ＝１）で５つのデータを検出データとして取り込んで加算し、検出データの加算値をデータ数で割って番地ｎ＝１に対応する検出データＥ（ｒ，１）とする。高周波のノイズを除くためである。
【００８９】
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（番地ｎ＝２、３、４、・・・）で、それぞれ５つの検出データを取り込んで繰り返す。
【００９０】
演算部Ｂ５５は、中間転写ベルト３１の一周の輪郭の各番地について、実測して求めた輪郭形状データＰ（ｒ、ｎ）を記憶部５６に格納している。コントローラ５０は、検出データＥ（ｒ、ｎ）が得られた番地の輪郭形状データＰ（ｒ、ｎ）を呼び出して、検出データＥ（ｒ、ｎ）から輪郭形状データＰ（ｒ、ｎ）を減算処理して輪郭形状誤差を補正する。
【００９１】
＜輪郭形状データ取得モードの第２ステアリング制御＞
図１１は輪郭形状データ取得モードにおけるベルト寄り制御の構成図である。図１２は比較例の平均化処理の説明図である。図１１は、図５のブロック線図を含む実施例１の制御構成を、実際の制御ユニット構成に近い形に表現したものである。
【００９２】
図１１に示すように、コントローラ５０は、画像形成装置を起動した際の前回転時に輪郭形状データ取得モードを実行して、中間転写ベルト３１の一周の輪郭形状を再測定して、ステアリング制御に用いる輪郭形状データを取得する。輪郭形状データ取得モードでは、制御コントローラＢ１００３による周期外乱抑制制御を行いつつ下流エッジセンサ３８Ａによる輪郭測定を行うため、各ローラの周期外乱を除いた正確な輪郭形状データを取得できる。
【００９３】
コントローラ５０は、輪郭形状データ取得モードでは、下流エッジセンサ３８Ａにより、中間転写ベルト３１のエッジ形状を取得してデータテーブルを作成する。制御部５１は、輪郭形状データ取得モードでは、中間転写ベルト３１の幅方向の寄り移動に対して影響が及ばないようにステアリングローラ３５を周期的に動作させる第２のステアリング制御を実行する。
【００９４】
コントローラ５０は、画像形成モードでは、下流エッジセンサ３８Ａで検出されたベルト寄り位置を、データテーブルを用いて補正して、ステアリング制御の制御量を演算する。制御部５１は、ステアリングローラ３５を周期的に動作させる第２のステアリング制御とステアリングローラ３５を非周期的に動作させる第３のステアリング制御とを同時に実行する。
【００９５】
制御部５１は、下流エッジセンサ３８Ａからの入力情報に基づくベルト位置変動量Ｗ（ｒ，ｎ）に応じた信号を、制御コントローラＢ１００３のみを用いたベルト寄り制御の制御に基づき修正信号として出力する。
【００９６】
従来、輪郭形状データ取得モードではステアリング制御を停止させていたが、その場合、下流エッジセンサ３８Ａを用いて測定される中間転写ベルト３１の輪郭形状は、各ローラの周期外乱を含んでいた。実施例１では、輪郭形状データ取得モードにおいて、制御コントローラＢ１００３による周期外乱抑制制御を実施することで、正確なベルトエッジ形状の取得が可能となる。
【００９７】
記憶部５６は、中間転写ベルト３１の輪郭形状データＰ（ｒ，ｎ）を例えばテーブル形式で記憶するものである。演算部Ｂ（エッジ形状平均化）５５は、演算部Ａ５４から出力された検出データＥ（ｒ，ｎ）をベルト複数回転分例えば３回転分（ｒ＝１〜３）にわたって一次的に記憶している。そして、各回転における同一番地の検出データE（１、ｎ）、Ｅ（２、ｎ）、Ｅ（３、ｎ）を加算して、データ数（３）で割ったものを輪郭形状データＰ（ｒ、ｎ）とする。そして、輪郭形状データ取得モードの終了後、輪郭形状データＰ（ｒ、ｎ）で記憶部５６のデータを書き換える。
【００９８】
図１２に示すように、従来、周期外乱を含んだ検出データを用いてベルト輪郭形状データを作成していた。このため、正確な輪郭形状データを得るためには、ベルト複数回転分のデータを増やして平均化するか、検出データを周期外乱を除去できる範囲で区間平均する必要があった。
【００９９】
しかし、データを増やして平均化する方法では、長時間を要してしまい、区間平均する方法では、データ自身が訛ってしまい、制御ゲインを上げることができないといった問題が発生していた。
【０１００】
したがって、輪郭形状データ取得モード時に制御を切り替えて、ローラ起因の周期外乱を除去するために任意ローラの周期外乱の逆位相の信号をステアリング動作に入力して除去することで正確な輪郭形状データを短時間に得ることが可能となる。
【０１０１】
実際、図１１に示した輪郭形状データ取得モード時のベルト寄り制御構成において、上流エッジセンサ３８Ｂ、下流エッジセンサ３８Ａの信号を周波数解析したところ、前述した図８に示したグラフとほぼ同等の結果を得た。
【０１０２】
この理由を説明する。一定値に収束させるための制御コントローラＡ１００１をなくしても、制御コントローラＢ１００３によりステアリングローラ３５を周期的に動作させた時は、ベルト数周であれば周期外乱のみ除去できることが理由である。
【０１０３】
実施例１では、画像形成モードと輪郭形状データ取得モードとでステアリング制御を切り替える。画像形成モードでは第２のステアリング制御と第３のステアリング制御とを並行して行う第１のステアリング制御を実行する。一方、輪郭形状データ取得モードでは、第３のステアリング制御を停止させて第２のステアリング制御のみを実行する。
【０１０４】
第２のステアリング制御では、一つのステアリングローラ３５を複数の周期で重畳的に傾動させることで、複数の支持回転体のそれぞれに起因する複数の周期外乱を同時に除去することができる。
【０１０５】
実施例１では、周波数解析の手法を用いて、色ずれが良化する位置の支持回転体を特定して周期外乱の周波数を求め、その周期外乱に対して逆位相の信号をステアリング動作により入力して周期外乱を積極的に除去する。
【０１０６】
これにより、正確な輪郭形状データを短時間に得ることが可能となる。そして、正確な輪郭形状データを用いることで、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適切に排除することが可能となる。その結果、高精度なステアリング制御を実現して、ベルト部材の一周にわたる輪郭形状の誤差成分に起因する色ずれを確実に低減することができる。
【０１０７】
＜従来技術との比較＞
上述したように、ベルト部材の輪郭形状データを予め記憶しておく場合、経時変化等に起因してベルト部材の実際の輪郭形状が輪郭形状データから乖離してくると、ステアリング制御を適正に行えなくなる問題が発生する。
【０１０８】
上述した第４の従来技術においては、装置製造時やベルト交換時においてのみ、ベルト部材の輪郭形状を一周に渡って測定し、これによって得られた輪郭形状データで元の輪郭形状データを置き換えている。これに対し、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部材の劣化、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輪郭形状データと実際のベルト部材の輪郭形状との間に形状誤差が生じてしまい、ベルト部材の蛇行を的確に修正できなくなる。
【０１０９】
（５）特開２０００−１６６２９号公報には、所定のタイミングでベルト部材の輪郭形状をチェックし、輪郭形状データからの乖離が許容水準を上回った場合に、新しい輪郭形状データに更新する第５の従来技術が開示されている。これにより、ベルト部材の輪郭形状の変化に伴う蛇行修正の不具合を解消している。
【０１１０】
しかし、第５の従来技術においては、或るタイミングでベルト部材のエッジ形状をチェックしてから、次にチェックするまでの期間、上述した各種の要因で無端ベルトの輪郭形状が変化しても対応できない。輪郭形状のチェックサイクルを短くすれば、ベルト部材の輪郭形状変化にいち早く対応できるものの、チェックサイクルを短縮すると画像形成の中断時間が長くなるという問題が発生する。
【０１１１】
すなわち、ベルト部材の輪郭形状をチェックするためには、蛇行修正のためのステアリング制御を中断する必要があり、ステアリング制御の中断に伴う画像品質の低下を回避するためには、その間、画像形成動作を中断する必要がある。さらに、ベルト部材の輪郭形状の測定後に輪郭形状データの更新を行う場合、輪郭形状の測定やこれに基づく輪郭形状データの作成に時間を要するため、その分だけ画像形成の中断時間が長くなる。このことから、ベルト部材の輪郭形状のチェックサイクルを短縮すると、画像形成の生産性が著しく低下して制御形態も複雑になってしまう。
【０１１２】
（６）特開２０００−２５０３７５には、画像形成を中断してベルト部材の輪郭形状を測定し直さなくても、記憶保持された輪郭形状データを補正できる第６の従来技術が開示されている。画像形成中に、ステアリング制御に伴って測定されたベルト部材の輪郭形状と輪郭形状データとの間に乖離が生じると、乖離が小さくなる方向で記憶保持された輪郭形状データが補正される。
【０１１３】
しかし、第６の従来技術においては、ベルト部材の転写面において、ベルト蛇行の要因である支持回転体の回転周期の外乱は常に発生している。特に、支持回転体上ですべりが発生しにくいように、巻きつけ角を大きくすることが望まれるステアリングローラやベルト駆動ローラにおいては、各々の回転周期で大きな外乱が発生している。これらの支持回転体の回転周期の外乱の影響を受けるため、正確な輪郭形状データを得ることができない。
【０１１４】
従来、画像形成を停止してベルト部材の輪郭形状を測定していた場合、支持回転体の回転周期の外乱の影響を抑制するため、ベルト部材を数周回転させて数周分の測定データを取得して平均化する処理が行われていた。この場合、正確な輪郭形状データを取得するためには、平均回数を増やすか、最も影響の大きい周波数要因因子の整数倍となるような平均回数(ｍ)のデータを取得する必要があった。図１２に示すように、ベルト周長をＸｍｍとし、最大周波数要因因子直径をＹｍｍとし、ｎ、ｍを整数とした場合、平均回数ｍは、次式により計算される。
Ｘ＝ｍ（平均回数）×ｎ×π×Ｙ
【０１１５】
このため、ベルト周長が長い場合には、輪郭形状の測定に長時間を要してしまい、画像形成のダウンタイムが増えて画像形成装置の生産性を低下させていた。
【０１１６】
これに対して、実施例１では、ステアリングローラの制御に用いる輪郭形状データを取得する輪郭形状データ取得モードでは、画像形成時の第１のステアリング制御とは異なる第２のステアリング制御を実行している。図４の（ａ）に示すように、ベルト部材の輪郭形状を測定する際には、ステアリングローラ３５の傾動に伴うベルト部材のねじれ移動を利用した第２のステアリング制御を実行する。
【０１１７】
第２のステアリング制御では、ステアリングローラ３５の傾動に伴うベルト部材のねじれ移動量は、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの回転周期で発生する中間転写ベルト３１の幅方向の移動量を相殺するようにリアルタイムに制御される。これにより、下流エッジセンサ３８Ａは、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの回転周期で発生する外乱を相殺（軽減）した状態で、中間転写ベルト３１の輪郭位置を測定できる。
【０１１８】
そして、中間転写ベルト３１にねじれ移動を発生するためのステアリングローラ３５の傾動は、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの回転周期でプラスマイナスの方向で対称に繰り返される。このため、中間転写ベルト３１の輪郭位置の測定誤差となるような新たなベルト寄りを発生させない。
【０１１９】
図４の（ｂ）に示すように、従来用いられている第３のステアリング制御は、ＰＩＤ制御であっても、実測値をフィードバックして制御量を設定することにより制御結果を収束させる制御であることに変わりはない。そして、第３のステアリング制御では、傾動がされて寄り速度が発生し、その寄り速度が積分された結果として初めて制御結果が変化する。したがって、第３のステアリング制御では、第２のステアリング制御のような、最初から制御周期を定めて外乱周期と同期させて制御量をプラスマイナスに変化させる制御を実行することができない。
【０１２０】
すなわち、実施例１では、エッジセンサ３８Ａは、中間転写ベルト３１に感光ドラム３０を当接させる画像形成部２５とステアリングローラ３５との間で中間転写ベルト３１を検出する。
【０１２１】
第１のステアリング制御では、予め取得された中間転写ベルト３１の一周の輪郭形状データとエッジセンサ３８Ａにより刻々測定される輪郭位置とに基づいてステアリングローラ３５の傾動を制御する。
【０１２２】
第１のステアリング制御では、第２のステアリング制御を実行しつつ、同時に第３のステアリング制御を実行する。
【０１２３】
第２のステアリング制御では、輪郭位置の測定値に含まれる周期的な振動成分を相殺するように、ステアリングローラ３５を周期的に傾動させる。周期的な振動成分とは、中間転写ベルト３１を支持する支持回転体の一例であるステア近傍転写面形成ローラ３２Ａで発生する振動成分である。ステアリングローラ３５は、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの回転周期で周期的に傾動されて、傾動に伴うステアリングローラ３５の表面の軸方向の移動量を用いて輪郭位置の測定値に含まれる周期的な振動成分を相殺する。
【０１２４】
第２のステアリング制御では、画像形成部２５とステアリングローラ３５との間に配置されて中間転写ベルト３１の転写面を支持するステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの回転周期でステアリングローラ３５を傾動させる。
【０１２５】
第３のステアリング制御では、輪郭形状データを用いて補正された中間転写ベルト３１の寄り位置が所定の中心値へ収束するようにステアリングローラ３５の傾動を制御する。
【０１２６】
コントローラ５０は、エッジセンサ３８Ａの出力をフィードバックされるＰＩＤ制御回路と、エッジセンサ３８Ａの出力に含まれる特定周波数成分の振幅に対してゲインのピークを持たせたフィルタ回路とを並列に配置している。コントローラ５０は、中間転写ベルト３１を張架する支持回転体ごとに設けられた複数のフィルタ回路を有する。
【０１２７】
コントローラ５０は、中間転写ベルト３１の寄り位置を所定の中心値へ収束させた後に、輪郭形状データ取得モードを開始する。輪郭形状データ取得モードでは、エッジセンサ３８Ａを用いて中間転写ベルト３１の一周にわたって輪郭位置を測定して、第１のステアリング制御に用いる輪郭形状データを取得する。輪郭形状データ取得モードでは、第３のステアリング制御を停止して第２のステアリング制御のみ実行する。
【０１２８】
＜実施例２＞
図１３は実施例３における画像形成装置の説明図である。実施例３では、図１のステアリングローラ３５がテンションローラ３５Ｂに置き換えられ、駆動ローラ３４がステアリングローラを兼ねて配置される。それ以外の部分については、実施例１と同一であるため、図１３中、実施例１と共通する部材には図１と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１２９】
図１３に示すように、駆動ローラ３４に図２に示すようなステアリング機構を設け、ステアリングモータ４１を動作させて傾動させることが可能な画像形成装置１Ｂの実機を試作した。そして、中間転写ベルト３１の転写面の上流側でステアリングローラ（駆動ローラ３４）を傾動させてベルト寄り制御を行う構成についても検討を行った。
【０１３０】
具体的には、ステアリングローラ用途を兼ねている駆動ローラ３４により、駆動ローラ３４より転写面をまたぎ、遠方に配置されているステア遠方転写面形成ローラ３２Ｂの周期外乱起因の周期外乱抑制を行わせた。そして、上流エッジセンサ３８Ｂによるベルト寄り位置目標値収束制御の有／無による検出データの違いを確認した。
【０１３１】
画像形成装置１Ｂにおいてベルト搬送動作を行わせ、画像形成モードに対応させて、上流エッジセンサ３８Ｂにより検出された位置データを用いて、第１のステアリング制御によるベルト寄り制御を行わせた。制御コントローラＡ１００１によるベルト寄り目標値への位置収束制御と、制御コントローラＢ１００３によるステア遠方転写面形成ローラ３２Ｂの周期外乱の除去を並行して行わせた。
【０１３２】
その後、輪郭形状データ取得モードに対応させて、制御コントローラＡ１００１によるベルト寄り目標値への位置収束制御をＯＦＦとし、制御コントローラＢ１００３によるステア遠方転写面形成ローラ３２Ｂの周期外乱の除去のみを行わせた。
【０１３３】
そして、両方の運転条件について、上流エッジセンサ３８Ｂ、下流エッジセンサ３８Ａで得られた寄り位置データを周波数解析して周期外乱の振幅特性解析を行った。
【０１３４】
その結果、図９に示したグラフとほぼ同じ結果を得た。これらの実験結果より、実施例２の構成では、制御コントローラＡ１００１のＯＮ／ＯＦＦにより、下流エッジセンサ３８Ａと上流エッジセンサ３８Ｂの二つの位置において周期外乱を除去できることが判明した。
【０１３５】
また、実施例２では、ステア近傍転写面形成ローラ３２Ａの周期外乱の除去に関して説明したが、実施例１と同様に、ステアリングローラ３５やその他ローラが引き起こす周期外乱についても解決可能である。それぞれの支持回転体の回転周期に対応させて複数の制御コントローラＢ１００３を並列に設けることで解決可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
Ｐ  記録材
１  画像形成装置、２２、２３、２４、２５  画像形成部
２８  現像装置、２９  露光装置、３０  感光ドラム
３１  中間転写ベルト、３２Ａ  ステア近傍転写面形成ローラ
３２Ｂ  ステア遠方転写面形成ローラ３２、３３  １次転写ローラ
３４  ベルト駆動ローラ、３５  ステアリングローラ
３６  対向ローラ、３７  二次転写下ローラ、３８  ベルトエッジセンサ
３９  ベルトクリーニング装置、４０  ベルト駆動モータ
４１  ステアリングモータ、４２  バネ、５０  コントローラ
５１  制御部、５３  Ａ／Ｄ変換器、５４  演算部（サンプリング平均化）
５５  演算部（エッジ形状平均化）、５６  記憶部
５７  ステアリングモジュール、１０１  ステアリングアーム
１０２  フォロワー、１０３  カム、１０４  揺動軸、１０５  スライダ
１０６  スライドレール、１０７  軸受ホルダ、１００１  制御コントローラＡ
１００２  制御対象、１００３  制御コントローラＢ
１００４  遅延時間生成補償器、１００５  周期信号発生器
【図１】
2012068389.tif 000004
【図２】
2012068389.tif 000005
【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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