JP5843548B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングローラを傾動させてベルト部材の寄り制御を行う画像形成装置、詳しくは、ベルト部材の回転速度が低く切り替えられた際のベルトユニットの振動や変形を抑制する制御に関する。

ベルト部材を用いて画像形成を行う画像形成装置が広く用いられている。例えば、像担持体に形成したトナー像を中間転写ベルトを経由して記録材に一括転写する電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。像担持体に形成したトナー像を記録材搬送ベルトに吸着させた記録材に転写する電子写真方式の画像形成装置も広く用いられている。画像形成装置は、トナー画像を融解して記録材に定着させるために、ベルト部材を用いて加熱ニップを形成した定着装置を搭載している場合がある。また、画像形成装置は、記録材搬送ベルトに載せて搬送される記録材に対して、固定された印刷ヘッドから画像を印刷するインクジェットプリンタ等を含む。

これらのベルト部材は、画像形成中に、回転方向に直角な寄り移動が発生すると、出力画像が斜めに歪んだり、位置ずれしたりして、画像品質に影響が出る。このため、ベルト部材を搭載した画像形成装置では、刻々のベルト部材の寄り移動量を検出して、ベルト部材を張架する１本以上のステアリングローラをリアルタイムに傾動させて、寄り移動を速やかに抑制する寄り制御を実行している（特許文献１）。

しかし、ベルト部材が回転している状態でステアリングローラを傾動させると、路面を走行中の自動車でステアリング操作を行った場合と同様に、ベルト部材からステアリングローラに対してステアリング抵抗力が作用する。ステアリング抵抗力は、ステアリングローラ支持構造のたわみやステアリングローラの振動を引き起こして、ベルト部材の走行やステアリング制御を不安定にして、出力画像の品質に影響する可能性がある。

そこで、特許文献１では、ステアリングローラの傾動方向及び傾動軌跡を、ステアリングローラに対するステアリング抵抗力が最少になる方向に設定している。

特開２００２−２９９９号公報

近年、画像形成装置のベルト部材において複数段階の回転速度が設定されるようになった。例えば、厚紙にトナー像を転写して定着装置で定着させる場合、熱容量の大きな厚紙で所要の定着温度を確保するために、画像形成のプロセススピードが下げられ、ベルト部材の回転速度が低く切り替えられる。

このとき、低速で走行中の自動車でステアリング操作を行った場合と同様に、ベルト部材からステアリングローラに対して、プロセススピードが高い場合よりも大きなステアリング抵抗力が作用する。このため、特許文献１に示されるように、通常のプロセススピードにおいてステアリング抵抗力を許容範囲に抑制していても、プロセススピードを下げた場合には、ステアリングローラの振動やステアリング制御の不安定が問題になってくる。

本発明は、ベルト部材の回転速度が低く設定された場合でも、ステアリングローラの振動やステアリング制御の不安定を発生させることなく、精密にベルト部材を寄り制御して高品質の画像を出力できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を可変の回転速度で駆動するベルト駆動部と、前記ベルト部材を張架して傾動可能に配置されたステアリングローラと、前記ベルト部材の回転方向に直交する幅方向における前記ベルト部材の位置を検知する検知部材と、前記ステアリングローラを可変の傾動速度で傾動させるステアリング駆動部と、前記ステアリング駆動部を制御して、前記ステアリングローラを前記検知部材の検知結果に応じた傾動量で傾動させ、回転する前記ベルト部材の前記幅方向の移動を抑制するステアリング制御手段とを備えたものである。そして、上述した課題を解決するために、前記ステアリング制御手段は、前記ベルト部材の回転速度が低いほど前記ステアリングローラの傾動速度を低く設定する。

本発明の画像形成装置では、ベルト部材の回転速度が低い場合にはゆっくりとステアリングローラを傾動させるので、ベルト部材からステアリングローラに作用するステアリング抵抗力が高まらない。ステアリング抵抗力は、ステアリングローラの回転軸線方向における各位置のステアリング周差を摩擦で埋め合わせる際の単位時間当たりの摩擦抵抗であるから、ステアリングにかける時間を引き延ばすことでステアリング抵抗力を下げることができる。

したがって、ベルト部材の回転速度が低く設定された場合でも、ステアリングローラの振動やステアリング制御の不安定を発生させることなく、精密にベルト部材を寄り制御して高品質の画像を出力できる。

画像形成装置の構成の説明図である。 中間転写ユニットの構成の説明図である。 ステアリング機構の構成の説明図である。 ステアリングローラのホームポジション設定の説明図である。 ステアリングローラの傾動量の説明図である。 実施例１のベルト搬送制御のブロック図である。 実施例１のベルト搬送制御のフローチャートである。 ホームポジション検出制御のフローチャートである。 ベルト寄り制御のフローチャートである。 寄り制御におけるステアリングローラの傾動軌跡の説明図である。 実施例１のステアリングローラの傾動速度制御の説明図である。 実施例１の各モードにおけるステアリング負荷の説明図である。 比較例のステアリングローラの傾動速度制御の説明図である。 比較例の各モードにおけるステアリング負荷の説明図である。

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、ベルト部材の回転速度が低く切り替わるとステアリングローラの傾動角速度が低く設定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。

したがって、ベルト部材は、中間転写ベルト、記録材搬送ベルト、転写ベルト、定着ベルトのいずれでもよい。画像形成装置は、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／記録材搬送型、静電像の形成方式、現像方式、転写方式の区別無く実施できる。記録材搬送型においては、画像形成部には電子写真方式の他、オフセット印刷方式、インクジェット方式等も可能である。

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。

＜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。図１に示すように、画像形成装置６０は、中間転写ベルト６０６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６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｂｋ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。

画像形成部６１３ｙでは、感光ドラム６０８ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト６０６に転写される。画像形成部６１３ｍでは、感光ドラム６０８ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト６０６に転写される。画像形成部６１３ｃ、６１３ｂｋでは、感光ドラム６０８ｃ、６０８ｂｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト６０６に転写される。

二次転写ローラ６６は、対向ローラ６０３に支持された中間転写ベルト６０６に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。記録材カセット６１から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ６３で１枚ずつに分離して、レジストローラ６５へ送り出される。レジストローラ６５は、中間転写ベルト６０６のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。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６６に正極性の直流電圧が印加されることにより、フルカラートナー像が中間転写ベルト６０６から記録材Ｐへ二次転写される。転写されずに中間転写ベルト６０６に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング装置６３０によって回収される。

四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト６０６から曲率分離して定着装置６８へ送り込まれる。定着装置６８は、所定の加圧力の下でヒータ等の熱源による加熱効果を記録材Ｐに加えて、記録材Ｐにトナー像を溶融固着させる。画像を定着された記録材Ｐは、片面画像形成の場合、分岐搬送装置６９を通じて排紙トレイ６００上に排出される。しかし、両面画像形成の場合、記録材Ｐは、反転搬送装置６０１へ搬送されて、スイッチバック動作により先後端を入れ替えて両面搬送路６０２へ送り込まれる。その後、記録材Ｐは、再給紙パス６４ｂからレジストローラ６５へ合流し、二次転写部Ｔ２へ送られて裏面にもトナー像が転写され、その後、定着装置６８において画像が定着される。

画像形成部６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｂｋは、現像装置（６１０ｙ等）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、画像形成部６１３ｙについて説明し、画像形成部６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｂｋに関する重複した説明を省略する。

画像形成部６１３ｙは、感光ドラム６０８ｙの周囲に、コロナ帯電器６１２ｙ、露光装置６１１ｙ、現像装置６１０ｙ、転写ローラ６０７ｙ、ドラムクリーニング装置６０９ｙを配置している。感光ドラム６０８ｙは、アルミニウム管の表面に有機光導電体（ＯＰＣ）を形成しており、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。

コロナ帯電器６１２ｙは、コロナ放電に伴う荷電粒子を感光ドラム６０８ｙに照射して感光ドラム６０８ｙの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電する。露光装置６１１ｙは、画像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回転ミラーで走査して、感光ドラム６０８ｙの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置６１０ｙは、感光ドラム６０８ｙの静電像にトナーを供給してトナー像を現像する。

転写ローラ６０７ｙは、中間転写ベルト６０６の内側面に当接して感光ドラム６０８ｙと中間転写ベルト６０６の間にトナー像の転写部を形成する。トナーの帯電極性とは逆極性である正極性の直流電圧を転写ローラ６０７ｙに印加することにより、感光ドラム６０８ｙのトナー像が中間転写ベルト６０６へ転写される。ドラムクリーニング装置６０９ｙは、感光ドラム６０８ｙにクリーニングブレードを摺擦させて、感光ドラム６０８ｙの転写残トナーを回収する。

＜中間転写ユニット＞
図２は中間転写ユニットの構成の説明図である。図３はステアリング機構の構成の説明図である。中間転写ベルトにおいては、ベルト端面等の位置変動を検知して、ステアリングローラに傾動量を与えることで、中間転写ベルトの寄り移動をコントロールする寄り制御が行われている。このような寄り制御は、ベルト寄り切りによるベルト破損を防止することに効果がある。

図２に示すように、ベルト駆動部の一例であるベルト駆動モータ６３４は、無端状のベルト部材の一例である中間転写ベルト６０６を可変の回転速度で駆動する。ステアリングローラ６０５は、中間転写ベルト６０６を張架して傾動可能に配置される。ステアリング駆動部の一例であるステアリングカム駆動モータ６２４は、ステアリングローラ６０５を可変の傾動速度で傾動させる。ステアリング制御手段の一例である制御部５０は、ステアリングカム駆動モータ６２４を制御して、回転する中間転写ベルト６０６の幅方向（回転方向に直交する方向）の移動である寄り移動を抑制する。

中間転写ユニット２００は、無端ベルト状の中間転写ベルト６０６を搬送する。中間転写ベルト６０６は、駆動ローラ６０４、対向ローラ６０３、アイドラローラ６２１、ステアリングローラ６０５等、複数のローラ部材によって内周面を保持して張架される。駆動ローラ６０４は、中間転写ベルト６０６を回転駆動する。ベルト駆動モータ６３４は、駆動ローラ６０４を回転駆動して、中間転写ベルト６０６を矢印Ｒ２方向に回転速度Ｖで走行させる。ステアリングローラ６０５は、中間転写ベルト６０６の走行駆動時に、背面側の端部を昇降させて傾動することによって、中間転写ベルト６０６が斜めに走行するベルト寄りを修正する役割を担う。

図３に示すように、ステアリングアーム８と軸受け部６２２との間に付勢バネ６２５が介装され、固定アーム９と軸受け部６２３との間に付勢バネ６２６が介装される。付勢バネ６２５、６２６は、ステアリングローラ６０５を中間転写ベルト６０６の張架面に対して交わる方向に付勢して保持する。これにより、ステアリングローラ６０５は、テンションローラの役割も同時に兼ねて、中間転写ベルト６０６に所定の張力を付与している。

図２に示すように、感光ドラム６０８ｙ、６０８ｍ、６０８ｃ、６０８ｂｋに接するトナー像の一次転写面とステアリングローラ６０５との間にアイドラローラ６２１が配置される。アイドラローラ６２１は、ステアリングローラ６０５の傾動に伴って、一次転写面が大きく変動しないように抑制している。一次転写面は、図１に示す一次転写ローラ（６０７ｙ等）によるニップ部に位置する中間転写ベルト６０６のベルト面である。

中間転写ベルト６０６のベルトエッジ位置に対応させて、中間転写ベルトユニット２００に検知部材としてのエッジ検知センサ１が設けられている。エッジ検知センサ１は、中間転写ベルト６０６の搬送方向（回転方向）に直交する方向の位置を検知する。エッジ検知センサ１は、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により検出して、端部の移動量（すなわち中間転写ベルト６０６の寄り量）に相当する電圧信号を出力する。なお、リニアイメージセンサ、フォトインタラプタ、超音波測距センサ等を用いてもよい。

制御部５０は、エッジ検知センサ１によって検出されたベルト寄り量（検知結果）に応じてステアリングローラ６０５の傾動角度（傾動量）をリアルタイムに変更することにより、中間転写ベルト６０６を寄り制御する。制御部５０は、エッジ検知センサ１によって検出されたベルト寄り量を相殺しつつ、ベルト寄り速度を０に収束させるように、ステアリングローラ６０５の傾動角度を刻々と変化させる。

図３に示すように、ステアリングローラ６０５は、回転軸線方向の両端部をステアリング機構２０１によって支持される。ステアリング機構２０１は、中間転写ベルト６０６のベルト張架面と交わる方向にステアリングローラ６０５を傾動させて、他のローラ部材とステアリングローラ６０５の平行度を逐次変化させる。

ステアリングローラ６０５は、両端の軸受け部６２２、６２３によって回転自在に支持される。背面側の軸受け部６２２は、揺動可能に取り付けられたステアリングアーム８の揺動端に抱えられ、ステアリングアーム８の揺動に応じて昇降する。正面側の軸受け部６２３は、固定アーム９に保持されて、ステアリングローラ６０５を傾動可能に固定高さ位置で支持する。

ステアリングアーム８は、不図示の引っ張りバネによってステアリングカム５のカム面に向かって常時付勢されているので、ステアリングカム５のカム面に当接し続け、ステアリングカム５の回転角度に応じて回動端を昇降させる。ステアリングローラ６０５の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る。

ステアリングカム５は、ステアリングローラ６０５の固定側の軸受け部６２３を基準にして他端の軸受け部６２２を可動させることで、その軸アライメントを崩すようにステアリングローラ６０５を傾動させる。ステアリングカム５は、ステアリングカム駆動モータ６２４の軸上に取り付けられて、任意に角度位置を制御可能である。

ステアリングカム駆動モータ６２４は、パルスモータで構成される。制御部５０は、パルスモータに供給するパルス周波数を変更することによりステアリングローラ６０５の傾動速度を設定する。ステアリングカム駆動モータ６２４は、パルスモータ（ステッピングモータ）であるから、回転速度が供給するパルスの周波数（パルスレート）によって切り替わる。ステアリングカム駆動モータ６２４は、パルスモータ（ステッピングモータ）であるから、ステアリングローラ６０５を傾動させた状態でその傾動角度を保持することができる。

制御部５０は、ステアリングカム駆動モータ６２４に供給するパルスの周波数を複数段階に切り替えることで、ステアリングローラ６０５の傾動角速度を変更する。制御部５０は、エッジ検知センサ１の出力に基づいて中間転写ベルト６０６の寄り移動を検出し、寄り移動の修正に要する最大ステアリング量などから、ステアリングローラ６０５の刻々のアライメント量に最適な値を割り付ける。

＜原点位置の検出＞
図４はステアリングローラのホームポジション設定の説明図である。図５はステアリングローラの傾動量の説明図である。図５では、図を見やすくするために、中間転写ベルト６０６をその前側端部６０６Ｆ、後側端部６０６Ｒの曲線のみで表示している。

図４の（ａ）に示すように、ステアリングカム５には、ステアリングカム５と一体に回転するフラグ９００が設けられている。中間転写ユニット２００には、図４の（ｂ）に示すように、ステアリングカム５がホームポジションから所定角度の位置にあるときに、フラグ９００によって遮光される光学センサであるＨＰセンサ９０１が設けられている。

図３に示すように、ステアリングカム駆動モータ６２４は、ＨＰセンサ９０１がフラグ９００を検出した位置を基準にしてモータ駆動パルス数を管理されることによって、図４の（ａ）に示すホームポジションへ位置決められる。そして、図４の（ａ）に示すホームポジションを基準にして、モータ駆動パルス数を管理されることによって、ＣＷ方向、ＣＣＷ方向の任意の角度位置へ回転制御される。

図５の（ａ）に示すように、ステアリングローラ６０５をホームポジションに位置決めて中間転写ベルト６０６が起動されて、ステアリングローラ６０５による中間転写ベルト６０６の寄り制御が開始される。

図５の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト６０６に寄り量が発生すると、ステアリングカム５が回転してステアリングアーム８が揺動してステアリングローラ６０５が傾動する。制御部５０は、ステアリングローラ６０５の移動量を任意に制御しながら揺動する。

＜速度切り替え＞
中間転写ベルト６０６の寄り制御においては、ステアリング動作時に中間転写ベルト６０６とステアリングローラ６０５の間に摺動が発生する。このため、中間転写ベルト６０６とステアリングローラ６０５の摩擦力によって、ベルト面やステアリング機構にストレスを与え、転写画像の乱れや、ステアリング制御性の低下を招く場合があった。

このような摺擦摩擦力は、そのまま、ステアリング機構への負荷になるため、摺擦摩擦力が大きく、ステアリング機構の剛性が低い場合には、ステアリング制御性の低下を招くことになる。このため、ステアリング機構の剛性は、この摺擦抵抗力が大きくなることを想定して確保する必要がある。

画像形成装置６０では、普通紙への画像形成では３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードを設定するが、厚紙への画像形成では、定着を最適化するために、１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードを設定する。この場合、厚紙モード等、低速モードにおいて摺擦摩擦力が大きくなる傾向がある。

そして、摺擦摩擦力の増大は、ステアリング機構の補強、ステアリングカム駆動モータ６２４の大型化、消費電力の増大を招いて、ステアリング機構のコストアップや大型化につながっていた。

そこで、実施例１では、無端状のベルト部材を搬送するベルト搬送機構において、少なくとも１つのステアリングローラ平行度を逐次変化させるステアリング機構において、ステアリングローラの傾斜速度を可変にした。傾斜速度を、ベルト部材の搬送速度が遅い画像形成モードにおいては、遅く設定する。

そして、ベルト搬送が停止している状態でステアリングローラを傾斜させる場合には、さらに傾斜速度を遅く設定するとともに、ベルト搬送を開始する前に、ステアリングローラの傾斜角度を傾斜前の位置に戻して、ステアリング機構の応力を解除している。

＜実施例１＞
図６は実施例１のベルト搬送制御のブロック図である。図７は実施例１のベルト搬送制御のフローチャートである。図８はホームポジション検出制御のフローチャートである。図９はベルト寄り制御のフローチャートである。

図３に示すように、制御部５０は、エッジ検知センサ１の出力に基づいてステアリングカム駆動モータ６２４を制御して中間転写ベルト６０６の寄り制御を実行する。制御部５０は、中間転写ベルト６０６の回転速度が低いほどステアリングローラ６０５の傾動速度を低く設定する。

（ベルト搬送制御）
図２に示すように、第一モードの一例である標準速モードでは、中間転写ベルト６０６を第一回転速度で回転させて普通紙に画像形成を実行可能である。第二モードの一例である１／２速モードでは、中間転写ベルト６０６を第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させて厚紙に画像形成を実行可能である。制御部５０は、１／２速モードにおけるステアリングローラ６０５の傾動速度を標準速モードにおけるステアリングローラ６０５の傾動速度よりも低く設定する。

図６を参照して図７に示すように、制御部５０は、画像形成装置６０に画像形成ジョブが指示されると（Ｓ８００）、ステアリングカム駆動モータドライバ７０１に対し、パルスモータ駆動のパルスレート６００ｐｐｓを設定する（Ｓ８０１）。

制御部５０は、続いて、ステアリングカム５の絶対位置を確定するため、ステアリングカムＨＰサーチ動作を実行する（Ｓ８０２）。このため、画像形成ジョブの待機中にステアリングカム５の回転位相が不確定になっても、起動時には必ず回転位相の確定を行うので、ステアリングカム駆動モータ６２４の励磁電流を待機中は切ることができ、モータの昇温防止や省エネを実現できる。

制御部５０は、ステアリングカムＨＰサーチ動作（Ｓ８０２）が終わると、画像形成ジョブで指示された速度モードの判断を行う（Ｓ８０３、Ｓ８１０）。

制御部５０は、標準速モードの場合（Ｓ８０３のＹｅｓ）、ステアリングカム駆動モータ６２４のパルスレートが６００ｐｐｓに設定されたのち（Ｓ８０４）、中間転写ベルト６０６は３００ｍｍ／ｓｅｃで駆動される（Ｓ８０５）。

制御部５０は、厚紙等の１／２速モードの場合（Ｓ８１０のＹｅｓ）、ステアリングカム駆動モータ６２４のパルスレートが３００ｐｐｓに設定されたのち（Ｓ８１１）、中間転写ベルト６０６は１／２速の１５０ｍｍ／ｓｅｃで駆動される（Ｓ８１２）。

制御部５０は、コート紙等の１／３速モードの場合（Ｓ８１０のＮｏ）、ステアリングカム駆動モータ６２４のパルスレートが２００ｐｐｓに設定されたのち（Ｓ８１３）、中間転写ベルト６０６は１／３速の１００ｍｍ／ｓｅｃで駆動される（Ｓ８１４）。

いずれの場合も、中間転写ベルト６０６が駆動開始されると同時にベルト寄り制御が開始される（Ｓ８０６）。

その後、１枚目の記録材に画像形成がされる（Ｓ８０７）。２枚目の記録材の以降も画像形成の指示が入っている場合（Ｓ８０８のＹｅｓ）、Ｓ８０３のステップに戻って、記録材Ｐごとに変速をしながら同じ動作が繰り返される。最終シートの画像形成が終われば（Ｓ８０８のＮｏ）、中間転写ベルト６０６の駆動を停止して終了する（Ｓ８０９）。

実施例１のベルト搬送制御では、厚紙モード（低速モード）時の中間転写ベルト６０６の寄り制御におけるステアリングローラ６０５と中間転写ベルト６０６の間の摺擦摩擦力を、普通紙モード（標準速モード）と同程度に抑えることができる。このため、中間転写ユニット２００やステアリングアーム８の構造を変更して剛性を高める必要が無い。構造変更によるコストアップや中間転写ユニット２００の大型化を回避できる。

（ホームポジション検出制御）
図２に示すように、第一モードの一例である標準速モードでは、中間転写ベルト６０６を第一回転速度で回転させて記録材に画像形成する。第二モードの一例であるホームポジション検出制御では、中間転写ベルト６０６の起動に先立たせて、中間転写ベルト６０６の停止状態でステアリングローラ６０５を傾動させてステアリングローラ６０５の原点位置を検出する。

制御部５０は、ホームポジション検出制御におけるステアリングローラ６０５の傾動速度を標準速モードにおけるステアリングローラ６０５の傾動速度よりも低く設定する。制御部５０は、ホームポジション検出制御でステアリングローラ６０５の原点位置を検出した後に傾動角度を傾動開始前の角度に戻して中間転写ベルト６０６を起動させる。

図６を参照して図８に示すように、制御部５０は、ステアリングカムＨＰサーチが指示されると（Ｓ８３０）、サーチ時のカムの移動量をカウントする変数であるサーチ駆動パルス数Ｎを０に設定する（Ｓ８３１）。このとき、中間転写ベルト６０６は０ｍｍ／ｓｅｃの停止状態であるため、ステアリングカム駆動モータ６２４のパルスレートは厚紙モードよりも低い５０ｐｐｓに設定される。

図４の（ａ）に示すように、制御部５０は、ステアリングカム５の位相が、フラグ９００がＨＰセンサ９０１を遮光しない位置にある場合（Ｓ８３２のＮｏ）、ステアリングカム５をＣＣＷ方向に回転させる（Ｓ８３３）。

図４の（ｂ）に示すように、制御部５０は、ＨＰセンサ９０１が遮光されてＯＮになるまで（Ｓ８３５のＮｏ）、１パルスずつ、移動パルス数Ｎをカウントアップしてステアリングカム５をＣＣＷ方向に回転させる（Ｓ８３３、Ｓ８３４）。

制御部５０は、ＨＰセンサ９０１がＯＮになると（Ｓ８３５のＹｅｓ）、その場所をカム位相の絶対位相０とし、カム位相を表す変数（カム位相カウントＭ）を０に設定する（Ｓ８３６）。

制御部５０は、絶対位相を見つけたのち、ステアリングカム５はサーチで移動したパルス数Ｎだけ、サーチ時移動とは逆方向に回転され、サーチ開始前の位置に戻される（Ｓ８３７）。

図４の（ｂ）に示すように、制御部５０は、サーチ開始時に既にステアリングカム５が、ＨＰセンサ９０１をＯＮする場所にある場合（Ｓ８３２のＹｅｓ）、ステアリングカム５をＣＷ方向に回転させる（Ｓ８３９）。

制御部５０は、ＨＰセンサ９０１がＯＦＦになるまで（Ｓ８４１のＹｅｓ）、１パルスずつ、移動パルス数Ｎをカウントアップしてステアリングカム５をＣＷ方向に回転させる（Ｓ８３９、Ｓ８４０）。制御部５０は、ＨＰセンサ９０１がＯＦＦになると（Ｓ８４１のＮｏ）、その場所をカム位相の絶対位相原点から１パルスＣＷに回った位置とし、カム位相を表す変数（カム位相カウントＭ）を１に設定する（Ｓ８４２）。

ステアリングカム５のＣＣＷ方向の移動可能量は、フラグ９００がセンサ９０１を遮光してＯＮになったのち、さらに移動してＯＦＦにはなれないように規制されている。このようにして、ＨＰサーチ開始時にステアリングカム５がどこの位相にいても、必ず絶対位相原点Ｍ＝０の点を見つけて、自身の位相を確定することができる。

絶対位相を見つけたのち、ステアリングカム５はサーチで移動したパルス数Ｎだけ、サーチ時移動とは逆方向に回転され、サーチ開始前の位置に戻される（Ｓ８４３）。

実施例１のホームポジション検出制御では、パルスレートを厚紙モードよりも低下させることで、ベルト停止状態で行うＨＰサーチ動作における中間転写ベルト６０６やステアリングカム駆動モータ６２４の負荷を軽減できる。また、中間転写ユニット２００やステアリングアーム８に発生した応力を解除した状態で中間転写ベルト６０６を起動するので、起動直後の応力解放によって寄り制御に大きな外乱が発生することを回避できる。ステアリング機構に生ずるストレスを低減できるため、ステアリング機構の剛性アップによるコストアップや装置の大型化を抑制できる。

（ベルト寄り制御）
図３に示すように、制御部５０は、エッジ検知センサ１の出力に基づいてステアリング機構２０１による中間転写ベルト６０６の寄り制御を実行する。

図６を参照して図９に示すように、制御部５０は、ステアリング機構２０１によるベルト寄り制御が開始されると（Ｓ８６０）、エッジ検知センサ１のベルトエッジ位置データを取得する（Ｓ８６１）。

制御部５０は、予め設定された目標エッジ位置との差分を算出して（Ｓ８６２）、所謂ＰＩＤ制御の演算則に従って、ステアリングカム５の目標位相を算出する（Ｓ８６３）。

制御部５０は、その目標位相までステアリングカム５を回転させる駆動指令を、ステアリングカム駆動モータドライバ７０１に送信する（Ｓ８６４）。

制御部５０は、中間転写ベルト６０６が駆動動作している間（Ｓ８６５のＹｅｓ）、所定の制御間隔でＳ８６１からＳ８６４までの制御を繰り返している。

画像形成ジョブや各種画像調整モードが終了すると（Ｓ８６５のＮｏ）、ベルト駆動モータドライバ７０１へ駆動停止指令が送信されて（Ｓ８６６）、中間転写ベルト６０６が停止する（Ｓ８６７）。このようにして、中間転写ベルトが駆動されている間は、ステアリングローラ６０５を用いた寄り制御が実行されて中間転写ベルト６０６の寄り切りが防止される。

＜ステアリングローラ傾動速度制御の効果＞
図１０は寄り制御におけるステアリングローラの傾動軌跡の説明図である。図１１は実施例１のステアリングローラの傾動速度制御の説明図である。図１２は実施例１の各モードにおけるステアリング負荷の説明図である。図１３は比較例のステアリングローラの傾動速度制御の説明図である。図１４は比較例の各モードにおけるステアリング負荷の説明図である。

図１０の（ａ）に示すように、寄り制御時のステアリングローラ６０５の傾動軌跡が形成される。ステアリング機構２０１により、ステアリングローラ６０５が傾動されると、ベルト部材の周長一定という拘束条件から略図の楕円軌跡ｃ上に沿ってステアリングローラ６０５の端部が移動する。前後のローラ部材（６２１、６０３）を焦点とする楕円の上では、ローラ部材（６２１、６０３）からのベルト部材の張架長が一定という関係が成立している。

図１０の（ｂ）に示すように、ステアリングローラ６０５に楕円軌跡ｃ上に沿った傾斜量ｓを与えると、ステアリングローラ６０５の端部は、位置６０５Ｆへ移動する。その際、ローラ部材（６２１、６０３：図１０（ａ））からのベルト周長は一定であるが、ステアリングローラ６０５の端部の位置がその中で変わっているため、次式の距離だけベルト内面とステアリングローラが摺動する必要がある。
Ｄ−Ｄ’＝ε

目標ステアリング傾斜量ｓを得るためにステアリングカム駆動のパルスモータが駆動される。上述したように、実施例１のステアリングカム駆動モータ６２４のパルスレートは、以下のとおりである。
普通紙 ：標準速モード ：６００ｐｐｓ
厚紙 ：１／２速モード：３００ｐｐｓ
コート紙：１／３速モード：２００ｐｐｓ

図１１に示すように、実施例１では、このようなパルスレートの切り替えによって、目標ステアリング傾斜量ｓまでステアリングローラ６０５の端部が動くのに要する時間がＴ１、Ｔ２、Ｔ３のようにモードごとに異なる。

図１２に示すように、実施例１では、ステアリングローラ６０５がｓまで傾斜する時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３において、ベルト部材は逐次搬送されているため、実際は、ステアリングローラ６０５はベルト部材上を転がりながらεだけベルト部材と摺擦する。これをベルト部材側から見ると、図１２のような軌跡でステアリングローラ６０５が転がりつつ傾斜している。ベルト部材が転がる距離は各傾斜時間とベルトの搬送速度の積であるから以下のようになる。
Ｌ１＝Ｔ１＊３００
Ｌ２＝Ｔ２＊１５０
Ｌ３＝Ｔ３＊１００

しかし、図１１に示すように、以下の関係が成立している。
Ｔ１＝１＊Ｔ１
Ｔ２＝２＊Ｔ１
Ｔ３＝３＊Ｔ１

したがって、以下の関係が成立する。
Ｌ１≒Ｌ２≒Ｌ３

一般的に、転がりながら傾斜する物体に生ずる摺動抵抗Ｆは、転がり距離が小さくて傾斜量が大きいほど大きくなる。
Ｆ ∝（Ｌ１＋ε）／Ｌ１

このため、実施例１では各モードの摺動抵抗Ｆは、ほぼ等価となる。

図１３に示すように、これに対して、比較例として従来技術のステアリング傾斜動作においては、ステアリングカム駆動モータ６２４のパルスレートは全てのベルト周速で６００ｐｐｓに設定されている。このため、傾斜量ｓまでの所用時間も全てのモードでＴとなる。

図１４に示すように、比較例においても、ベルト部材が転がる距離は、各傾斜時間とベルトの搬送速度の積であるから以下のようになる。
Ｌ１＝Ｔ＊３００
Ｌ２＝Ｔ＊１５０
Ｌ３＝Ｔ＊１００

このため、摺動抵抗Ｆは、標準速モード、１／２速モード、１／３速モードの順に大きくなる。
（Ｌ１＋ε）／Ｌ１＜（Ｌ２＋ε）／Ｌ２＜（Ｌ３＋ε）／Ｌ３

以上説明したように、比較例が低速モードでステアリング機構２０１への負荷が増大するのに対し、実施例１では全ての速度モードでステアリング機構２０１への負荷を略等価にできる。

以上説明したように、実施例１においては、ステアリング動作時のベルト部材とステアリングローラの摺動抵抗によるベルト部材やステアリング機構へのストレスを大幅に低減できる。このため、ステアリング機構の大型化やコストアップを招くことなく、好適なベルト寄り制御を実現できる。

＜実施例２＞
実施例２は、実施例１と同一の構成及び制御である。しかし、上述したホームポジション検出制御は、パルスモータ駆動のパルスレートが固定の画像形成装置でも実施できる。ホームポジション検出に伴ってステアリング機構２０１及び中間転写ユニット２００に発生した応力状態を解除する作用効果において、ステアリングローラ６０５の傾動速度を低く設定することは必須ではなく、以下の（１）、（２）の構成が必須である。
（１）無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を張架して傾動可能に配置されたステアリングローラと、前記ステアリングローラの傾動を制御して、回転する前記ベルト部材の寄り移動を抑制するステアリング制御手段とを備える。
（２）前記ベルト部材の停止状態で前記ステアリングローラを傾動させて前記ステアリングローラの原点位置を検出した後に、前記ステアリングローラを原点位置の検出開始前の傾動角度に戻して前記ベルト部材を起動させる起動制御手段を備える。

ベルト部材の停止状態でステアリングローラを傾動させて原点位置を検出すると、ステアリング機構２０１及び中間転写ユニット２００が静止摩擦抵抗による応力状態となる。この状態で中間転写ベルト６０６を起動すると、回転開始直後に応力状態が自律的に解放されて中間転写ベルト６０６に大きな寄り移動の外乱が発生する。この外乱は、応力状態の解放に伴って収束するため、外乱に応じた寄り制御がされると、起動直後の過剰応答が発生してステアリングローラ６０５が大きく傾動され、中間転写ベルト６０６の伸縮やエッジ変形が発生する可能性がある。このような過剰応答を上記（２）の後半の制御によって防止することができる。

上述した（１）、（２）の構成に以下の（３）の構成を付加することで、ステアリングローラ６０５の傾動速度を低く設定する構成による作用効果、すなわちホームポジション検出中における中間転写ベルト６０６の伸縮、エッジ変形の緩和が付加される。
（３）前記ステアリングローラの原点位置を検出する際の前記ステアリングローラの傾動速度は、回転する前記ベルト部材の寄り移動を制御する際の前記ステアリングローラの傾動速度よりも低い。

図７のＳ８０２に示したステアリングカムＨＰサーチの動作は、ベルト部材が停止した状態で行われる。これは、ステアリングカム５の位相が確定する前にベルト部材を搬送させると、ステアリングカム５の位相状態によってはベルトが急激に寄って、寄り切りを招く可能性があるためである。ただ、ベルト部材が停止した状態でのステアリングローラ６０５の傾動動作はベルト部材側からみると、図１４の１／３速モードよりもさらに急激な転がり傾斜となり、非常に大きなストレスをベルト部材やステアリング機構２０１に与えることになる。このため、実施例１のステアリングカムＨＰサーチ動作においては、Ｓ８３７、Ｓ８４３において、ステアリングカム５の位相確定後、サーチ前のステアリングカム位相に戻す動作を入れている。これにより、従来、ベルト部材がどちらにも寄らないようなカム位相に戻していたのに比較して、ＨＰサーチによるストレスを低減した状態で、ベルト搬送を始めることができる。ベルト部材が駆動されれば、ステアリング制御の中でステアリングカム５は好適な位置に戻っていき落着くことになる。

＜従来技術との比較＞
特許文献１に示されるように、ステアリングローラ６０５の傾動軌跡を規制することで、ベルト面やステアリング機構へのストレスを軽減することが可能である。

しかし、ＰＩ等の樹脂ベルトや定着ベルト等の金属ベルトにおいては、ベルト部材の伸縮が少ないために、ステアリング動作時においても、ベルト部材の周長は一定という拘束条件に支配される。ステアリング動作は、本質的にベルト部材の前側と奥側で張架断面形状を変化させるため、ベルト部材の周長一定という拘束条件下においては、どこかの張架ローラとベルト部材との間では必ず摺擦が生じる。それに伴いベルト張架面やステアリング機構へストレスを発生させることになる。

これは、特許文献１のように特定の張架面へのストレスを低減させるような傾動軌跡の規制を行ってもベルトの張架全周で見た場合には同様である。例えば、特許文献１の図８のように傾動軌跡の規制を行えば、特許文献１の図４に比べて面２３０の周長変化が小さいため、ローラ２３１とベルトの摺擦は少なくなる。しかし、一方で、この規制によって生じる周長変化は特許文献１の図１のテンションローラ１Ｃで吸収されるため、ローラ１ｅとベルト面２の摺擦が大きくなる。

したがって、特許文献１に示される構成では、実施例１、２において解決されている低速モードの課題を解決できない。

１ エッジ検知センサ、４ 回動中心、５ ステアリングカム
８ ステアリングアーム、５０ 制御部
２００ 中間転写ユニット、２０１ ステアリング機構
６０４ 駆動ローラ、６０５ ステアリングローラ
６０６ 中間転写ベルト、６２２、６２３ 軸受け部
６２４ ステアリングカム駆動モータ、６３４ ベルト駆動モータ
７０１ ステアリングカム駆動モータドライバ
７０２ ベルト駆動モータドライバ
７０３ 記憶手段、６１３ｙ、６１３ｍ、６１３ｃ、６１３ｂｋ 画像形成部
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、６０８ｙ、６０８ｍ、６０８ｃ、６０８ｂｋ 感光ドラム
６１０ｙ 現像装置、６１１ｙ 露光装置、９００ フラグ
９０１ ステアリングカムＨＰセンサ

Claims (5)

1. 無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材を可変の回転速度で駆動するベルト駆動部と、
   前記ベルト部材を張架して傾動可能に配置されたステアリングローラと、
   前記ベルト部材の回転方向に直交する幅方向における前記ベルト部材の位置を検知する検知部材と、
   前記ステアリングローラを可変の傾動速度で傾動させるステアリング駆動部と、
   前記ステアリング駆動部を制御して、前記ステアリングローラを前記検知部材の検知結果に応じた傾動量で傾動させ、回転する前記ベルト部材の前記幅方向の移動を抑制するステアリング制御手段と、を備え、
   前記ステアリング制御手段は、前記ベルト部材の回転速度が低いほど前記ステアリングローラの傾動速度を低く設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルト部材を第一回転速度で回転させて記録材に画像形成する第一モードと、
   前記ベルト部材の起動に先立たせて、前記ベルト部材の停止状態で前記ステアリングローラを傾動させて前記ステアリングローラの原点位置を検出する第二モードと、を実行可能であって、
   前記ステアリング制御手段は、前記第二モードにおけるステアリングローラの傾動速度を前記第一モードにおけるステアリングローラの傾動速度よりも低く設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第二モードは、前記ステアリングローラの原点位置を検出した後に傾動角度を傾動開始前の角度に戻して前記ベルト部材を起動させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記ベルト部材を第一回転速度で回転させて普通紙に画像形成する第一モードと、
   前記ベルト部材を前記第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させて厚紙に画像形成する第二モードと、を実行可能であって、
   前記ステアリング制御手段は、前記第二モードにおけるステアリングローラの傾動速度を前記第一モードにおけるステアリングローラの傾動速度よりも低く設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記ステアリング駆動部は、パルスモータで構成され、
   前記ステアリング制御手段は、前記パルスモータに供給するパルス周波数を変更してステアリングローラの傾動速度を設定す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。

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