JP2002091264A

JP2002091264A - ベルト搬送位置制御方法

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Publication number: JP2002091264A
Application number: JP2000285614A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kamoshita; 幹雄鴨下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: JP4234895B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ベルト搬送方向に切れ目があるエ
ンコーダスリットからの位置信号を用いても、またベル
トにスリットを貼り付けて先端と後端にずれがあって
も、位置変動を抑えて安定に位置制御し得るようにし、
製法も簡単で安価に位置制御を実現させる。【解決手段】中間転写ベルト２を駆動するとき、この
中間転写ベルト２に設けられたスケール（スリット）８
の切れ目を含まない範囲で、スケール（スリット）８を
用いて、中間転写ベルト２をフィードバック制御し、ま
たスケール（スリット）８の切れ目を含む範囲で、中間
転写ベルト２をフィードフォワード制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーコピア（登
録商標）などの画像形成装置に使用され、中間転写ベル
トや感光体ベルトの駆動を制御するときなどに使用され
るベルト搬送位置制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置などで使用される中間転写
ベルトの位置を制御する方法として、従来、特開平６−
２６３２８１号で開示された「ベルト駆動装置」が知ら
れている。

【０００３】このベルト駆動装置は、ベルトの軸に設け
られたエンコーダによって、ベルトの大まかな位置を検
知するとともに、ベルトの近傍に配置されたセンサによ
って、ベルトに付けられたマークなどを検知して、ベル
トの初期位置を見つけ出し、これを一定速度で駆動す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のベル
ト駆動装置では、速度制御によって、ベルトの位置を制
御しているので、時間とともに位置偏差が大きくなり、
カラーコピー機などのように、ブラック、イエロー、マ
ゼンダ、シアンなどの各色トナーを中間転写ベルトに順
次、重ね合わせたとき、色ずれを起こしてしまうという
問題があった。

【０００５】また、外乱などにより、ベルトの位置誤差
が生じると、これがそのまま色ずれに結び付くことか
ら、ある時点で色ずれを起こしたとき、この時点から後
の部分が全て色ずれ状態になってしまうという問題があ
った。

【０００６】また、従来のベルト駆動装置では、位置と
振幅とを考えて、目標速度を決めているので、駆動ロー
ルの偏心に起因して、発生するベルトの速度変動を打ち
消すように、駆動ローラを速度制御する必要があった。
具体的には、ベルト周長のずれを利用し、フーリェ変換
によって、駆動ロールの回転角度と、ベルトの速度変動
とを対応関係を求め、この対応関係に対し、駆動ロール
の目標速度に位相と、振幅とを加え、ベルトの速度を一
定にする。

【０００７】また、４色の色を合わせる方法として、ベ
ルト上にあるマークを基準として、ベルトの表面速度を
求め、この表面速度に基づき、駆動ロールに取り付けら
れたエンコーダの出力を参考にしながら、４色の駆動ロ
ールの回転を制御する。このため、表面速度が変動する
と、駆動ロールの回転速度が変動し、色ずれが発生して
しまうという問題があった。

【０００８】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、第１項発明の目的は、ベルト搬送方向に切れ目があ
るエンコーダスリットからの位置信号を用いても、位置
変動を抑えて安定に位置制御を行なうことができるベル
ト搬送位置制御方法を提供することである。

【０００９】また、第２項発明の目的は、エンコーダス
リットとゼロ点センサの位置関係は、少なくともゼロ点
を検出した時は、前記エンコーダスリットの切れ目がな
く、また、前記エンコーダスリットの切れ目は、ゼロ点
検出の直前に配置する事により、正確な位置情報が得ら
れる範囲では、安定なフィードバック制御を行なうこと
ができ、範囲外では、フィードフォワード制御で位置変
動を抑制することができるベルト搬送位置制御方法を提
供することである。

【００１０】また、第３項発明の目的は、電源オン時、
低いゲインでベルト搬送位置を制御する為、エンコーダ
スリットの切れ目があり、正しい位置情報が得られない
場合でも、安定に位置制御を行なうことができるととも
に、ゼロ点センサがゼロ点を検出した後は、前記エンコ
ーダスリットの切れ目に来る前の定常状態制御量をマイ
クロコンピュータのメモリに格納し、次回以降のベルト
駆動時、実際の摩擦外乱を打ち消すトルクとして、その
値を用いることにより、エンコーダスリットの切れ目部
分でも、安定に位置制御を行なうことができるベルト搬
送位置制御方法を提供することである。

【００１１】また、第４項発明の目的は、定常状態制御
量をマイクロコンピュータのメモリに格納した後は、前
記エンコーダスリットの切れ目がない位置では、高いゲ
インで前記ベルト搬送位置を制御する為、外乱に強い正
確な位置制御を行なうことができ、また前記エンコーダ
スリットの切れ目を含む範囲は、前記制御量を用いてフ
ィードフォワード制御する為、安定に位置制御を行なう
ことができるベルト搬送位置制御方法を提供することで
ある。

【００１２】また、第５項、第６項発明の目的は、カラ
ー画像形成装置の中問転写ベルト装置に適用したとき、
定常状態制御量は、外乱の大きさ（ブレードオン時制御
量とオフ時制御量、紙転写オン時制御量とオフ時制御
量）に応じてフィードフォワード値決めているので、外
乱の変化があっても安定に位置制御を行なうことができ
るベルト搬送位置制御方法を提供することである。

【００１３】また、第７項発明の目的は、モータに与え
る制御量を制限し、過大な制御量が与えられないように
しているので、モータの振動を抑えることができるとと
もに、モータの暴走を防ぐことができるベルト搬送位置
制御方法を提供することである。

【００１４】また、第８項発明の目的は、ベルト搬送位
置制御のコントローラを連続時間系で求めているので、
マイクロコンピュータのソフトウェアサーボで演算する
為に、制御演算のサンブリング時間で離散化し、演算結
果を駆動源への入カとして与えるために、高精度で目標
値に正確に追従させることができるベルト搬送位置制御
方法を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるベルト搬送位置制御方法は、請求項
１では、ベルトの搬送位置を制御するベルト搬送位置制
御方法において、ベルト搬送方向にエンコーダスリット
を有する無端ベルトと、前記エンコーダスリットの位置
を検知するための位置センサと、前記無端ベルトの１回
転に１回の位置を検出するゼロ点センサと、前記エンコ
ーダスリットがベルト搬送方向に切れ目があっても、ベ
ルト搬送位置を制御する制御部とを備えたことを特徴と
している。

【００１６】また、請求項２では、請求項１に記載のベ
ルト搬送位置制御方法において、前記エンコーダスリッ
トと、前記ゼロ点センサの位置関係は、少なくともゼロ
点を検出したとき、前記エンコーダスリットの切れ目が
なく、また前記エンコーダスリットの切れ目は、ゼロ点
検出の直前に配置することにより、ベルト搬送位置を制
御する制御部を備えたことを特徴としている。

【００１７】また、請求項３では、請求項１、２のいず
れかに記載のベルト搬送位置制御方法において、電源オ
ン時に低いゲインで、前記ベルト搬送位置をフィードバ
ック制御し、前記ゼロ点センサがゼロ点を検出した後
は、前記エンコーダスリットの切れ目に来る前の定常状
態制御量をマイクロコンピュータのメモリに格納する事
を特徴としている。

【００１８】また、請求項４では、請求項１、２、３の
いずれかに記載のベルト搬送位置制御方法において、前
記ゼロ点センサが２回目のゼロ点を検出した後は、前記
エンコーダスリットの切れ目がない位置では、高いゲイ
ンで、前記ベルト搬送位置をフィードバック制御し、前
記エンコーダスリットの切れ目を含む範囲では、前記フ
イードバック制御を止め、前記定常状態制御量を用いて
フィードフォワード制御する制御部を備えたこと特徴と
している。

【００１９】また、請求項５では、請求項１、２、３、
４のいずれかに記載のベルト搬送位置制御方法におい
て、前記無端ベルト、前記位置センサ、前記ゼロ点セン
サ、前記制御部を有するベルト搬送装置は、カラー画像
形成装置の中間転写ベルト装置であり、前記定常状態制
御量は、前記中間転写ベルト装置のブレードオン時制御
量とブレードオフ時制御量を含むものであり、前記中間
転写ベルト装置がブレードオン時では、ブレードオン時
制御量を用いてフィードフォワード制御し、前記中問転
写ベルト装置がブレードオフ時で、ブレードオフ時制御
量を用いてフィードフォワード制御する制御部を備えた
こと特徴としている。

【００２０】また、請求項６では、請求項１、２、３、
４、５のいずれかに記載のベルト搬送位置制御方法にお
いて、前記ベルト搬送装置は、カラー画像形成装置の中
問転写ベルト装置であり、前記定常状態制御量は、前記
中間転写ベルト装置の紙転写ローラオン時制御量と紙転
写ローラオフ時制御量を含むものであり、前記中間転写
ベルト装置が紙転写ローラオン時では、紙転写ローラオ
ン時制御量を用いてフィードフォワード制御し、前記中
問転写ベルト装置が紙転写ローラオフ時では、紙転写ロ
ーラオフ時制御量を用いてフィードフォワード制御する
制御部を備えたことを特徴としている。

【００２１】また、請求項７では、請求項３、４、５、
６のいずれかに記載のベルト搬送位置制御方法におい
て、前記制御量は、制御量の上限値と下限値により、制
御量が上限以上の場合は、上限値を、下限以下の場合
は、下限値を用いて制御する制御部を備えたことを特徴
としている。

【００２２】また、請求項８では、請求項１、２、３、
４、５、６、７のいずれかに記載のベルト搬送位置制御
方法において、マイクロコンピュータのソフトウェアサ
ーボで演算する為に、制御演算のサンブリング時間で離
散化し、演算結果を駆動源への入力として与えることを
特徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明
では、カラー画像形成装置の中間転写ベルト装置のベル
ト搬送位置を制御する場合を例にして、本発明によるベ
ルト搬送位置制御方法を説明している。

【００２４】図１は本発明によるベルト搬送位置制御方
法を適用した中間転写ベルト装置と、回転体である感光
体との関係例を示す構成図である。この図において、感
光体１は駆動源（図示は省略する）により矢印Ａ方向に
回転駆動される。また、中間転写ベルト２は、感光体１
と接しながら、矢印Ｂの方向へ駆動される。また、中間
転写ベルト２は、直接、駆動ローラ３に取り付けられた
駆動源であるモータ４で駆動される。また、中間転写ベ
ルト２は、プーリ（図示は省略する）、タイミングベル
ト（図示は省略する）、減速機構（図示は省略する）な
どの伝達系を介して、駆動源であるモータ４に連結さ
れ、駆動される場合もある。

【００２５】さらに、中間転写ベルト装置は、帯電ロー
ラ５、クリーニングブレード６、紙転写ローラ７が隣接
している。また、中間転写ベルト駆動装置は、中間転写
ベルト２と画像領域外にエンコーダスケール（スリッ
ト）８を有する。また、その信号を読み取る光ヘッド
（センサ）９が対向面上に取り付けられている。また、
駆動回路１０は、光ヘッド（センサ）９の信号を読み取
り、モータ４に制御量を与える。

【００２６】次に、図２を参照しながら、駆動回路１０
の制御系を中心とするハードウェア構成を説明する。ま
ず、全体の制御を受け持つマイクロコンピュータ１１が
設けられている。このマイクロコンピュータ１１は、マ
イクロプロセッサ（ＣＰＵ）１２と、リードオンリーメ
モリ（ＲＯＭ）１３と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）１４とがそれぞれバス１５を介して接続されてい
る。また、前記光ヘッド（センサ）９を介してエンコー
ダスケール（スリット）８の出力ａは状態検出用インタ
フェース１６、バス１５を介して前記マイクロコンピュ
ータ１１に入力されている。

【００２７】ここで、前記状態検出用インタフェース１
６はエンコーダ出力ａを処理してデジタル数値に変換す
るもので、エンコーダパルスの数を計数するカウンタを
備えている。この状態検出用インタフェース１６はエン
コーダスケール８が持つ原点情報を利用することで、中
間転写ベルト２の移動位置との対応付け（相関）をとる
機能を備えている。したがって、本実施の形態では、状
態検出用インタフェース１６がエンコーダスケール８
と、その切れ目位置の対応付け手段として機能する。

【００２８】さらに、前記モータ４は前記マイクロコン
ピュータ１１に対して、前記バス１５、駆動用インタフ
ェース１７および駆動装置（ドライバー）１８を介して
接続されている。前記駆動用インタフェース１７は前記
マイクロコンピュータ１１における演算結果のデジタル
信号をアナログ信号に変換して駆動装置１８のモータ駆
動用アンプに与え、モータ４に印加する電流や電圧を制
御する。この結果、後述するように中間転写ベルト２は
所定の目標位置に追従するように駆動される。このと
き、中間転写ベルト２の位置はエンコーダスケール（ス
リット）８の出力ａ、状態検出用インタフェース１６に
よって検出されて、マイクロコンピュータ１１に取り込
まれる。

【００２９】また、本実施形態のベルト搬送位置制御方
法では、前記マイクロコンピュータ１１、駆動装置１８
などを使用して、実現される。また、制御系によるコン
トローラ演算機能と、エンコーダスケール（スリット）
８の切れ目の制御方法を求める機能は、前記マイクロコ
ンピュータ１１における演算処理機能により実行され
る。

【００３０】次に、図３に示すブロック図を参照しなが
ら、モータ４を介して中間転写ベルト２の周速度が一定
となるように中間転写ベルト２の位置を制御するフィー
ドバック制御系と、フィードフォワード制御系の構成を
説明する。いま、モータ４を含む中間転写ベルト装置を
制御対象Ｇと、コントローラをＫとし、またクリーニン
グブレード６、転写ローラ７などの接離によって発生す
る外乱をｄｉｓｔとする。

【００３１】また、ｅは制御量であり、目標位置入力
と、中間転写ベルト２の位置との追従精度でもある。感
度関数をＳで表現すると、Ｓ＝ｅ／ｄｉｓｔ＝１／（１＋ＧＫ） …（１）となる。ここで、Ｋは前述したフィードバック用のコン
トローラである。

【００３２】そして、この（１）式から明らかなよう
に、ｄｉｓｔが一定の場合、追従精度を上げるために
は、Ｓを小さくする。また、制御対象Ｇが決まっている
場合は、Ｋを大きくすれば良い。また、ＦＦ（フィード
フォワード）コントローラＦは、クリーニングブレード
６のオン／オフ、紙転写ローラ７のオン／オフなどの信
号から、フィードフォワード量を決め、これを制御量と
してモータ４に与える。

【００３３】この際、本実施形態では、低いゲインで制
御しているとき、一巡伝達関数（一巡伝達関数＝Ｇ・
Ｋ）を図４に示すような特性にし、また高いゲインで制
御しているとき、一巡伝達関数（一巡伝達関数＝Ｇ・
Ｋ）を図５に示すような特性にしている。また、いずれ
の場合でも、位置制御系が安定するように、交差周波数
近傍では、−２０ｄＢ／オクターブの傾きにしている。

【００３４】次に、図６、図７に示すフローチャートを
参照しながら、電源をオン状態にしたときから、中間転
写ベルト装置を駆動制御するときの動作を説明する。な
お、以下の説明では、外乱として、クリーニングブレー
ド６のオン／オフに起因するものだけを取り上げている
が、紙転写ローラ７などの規則的な外乱についても、同
様に制御量をストアしたり、フィードフォワード量とし
てモータ４に与えても良いことは当然である。

【００３５】まず、中間転写ベルト装置の電源をオン状
態にした直後では（ステップＳＴ３１）、エンコーダス
ケール（スリット）８の切れ目がどこにあるか分からな
いことから、マイクロコンピュータ１１によって、図４
に示す伝達特性を持つ低ゲインで、モータ４がフィード
バック制御される（ステップＳＴ３２）。

【００３６】この後、光ヘッド（センサ）９によって、
エンコーダスケール（スリット）８後書き説明文原点位
置、例えばエンコーダスケール（スリット）８のスター
ト位置が検出されると（ステップＳＴ３３）、マイクロ
コンピュータ１１によって、中間転写ベルト装置が低ゲ
インで制御され続けられながら、プリンタやコピアの本
体システムから出力される信号が参照されて、クリーニ
ングブレード６がオン状態になっているかどうかがチェ
ックされ、クリーニングブレード６がオフ状態になって
いれば（ステップＳＴ３４）、クリーニングブレードが
オフ状態になっているときの制御量がランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）１４にストアされる（ステップＳＴ３
５）。

【００３７】そして、クリーニングブレード６がオン状
態になっているかどうかがチェックされたとき、クリー
ニングブレード６がオン状態になっていれば（ステップ
ＳＴ３４）、クリーニングブレード６がオン状態になっ
ているときの制御量がランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）１４にストアされる（ステップＳＴ３６）。

【００３８】この際、本実施形態では、中間転写ベルト
２の長さを４５２ｍｍ、エンコーダスケール（スリッ
ト）８の長さを４４２ｍｍ、エンコーダスケール（スリ
ット）８の切れ目の長さを１０ｍｍにしていることか
ら、数ｍｍ程度、検出位置がずれても、同様な制御が行
なわれる。また、制御量が一定でないときには、複数
回、制御量が取り込まれた後、平均化処理されて、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４にストアされる。

【００３９】この後、マイクロコンピュータ１１によっ
て、電源がオン状態にされてから、２回目の原点信号が
検出されたかどうかがチェックされ、２回目の原点信号
が検出されたとき、エンコーダスケール（スリット）８
の切れ目位置が認識可能と判定され、フィードバック制
御状態のまま、中間転写ベルト装置に対するゲインが図
５に示す伝達特性を持つ高ゲインに切り替えられる（ス
テップＳＴ３７）。

【００４０】次いで、マイクロコンピュータ１１によっ
て、プリンタやコピアの本体システムから出力される信
号が参照されて、クリーニングブレード６がオン状態に
なっているかどうかがチェックされ、クリーニングブレ
ード６がオフ状態になっていれば（ステップＳＴ３
８）、高ゲイン状態、フィードバック制御状態のまま、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４に格納されてい
る各制御量のうち、クリーニングブレード６がオフ状態
になっているときの制御量が使用されて、中間転写ベル
ト装置が制御される（ステップＳＴ４０）。

【００４１】また、クリーニングブレード６がオン状態
になっているかどうかがチェックしたとき、クリーニン
グブレード６がオン状態になっていれば（ステップＳＴ
３８）、マイクロコンピュータ１１によって、高ゲイン
状態、フィードバック制御状態のまま、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）１４に格納されている各制御量のう
ち、クリーニングブレード６がオン状態になっていると
きの制御量が使用されて、中間転写ベルト装置が制御さ
れる（ステップＳＴ３９）。

【００４２】この後、光ヘッド（センサ）９によって、
エンコーダスケール（スリット）８に設けられた終了位
置、例えばエンコーダスケール（スリット）８の終端と
なる４４２ｍｍの位置が検出されると（ステップＳＴ４
１）、マイクロコンピュータ１１によって、最終値に達
したと判定されて、中間転写ベルト装置に対するゲイン
が図４に示す伝達特性を持つ低ゲインに切り替えられる
とともに、フィードバック制御が終了させられ、フィー
ドフォワード制御による中間転写ベルト装置の制御が開
始される（ステップＳＴ４２）。

【００４３】次いで、マイクロコンピュータ１１によっ
て、プリンタやコピアの本体システムから出力される信
号が参照されて、クリーニングブレード６がオン状態に
なっているかどうかがチェックされ、クリーニングブレ
ードがオフ状態になっていれば（ステップＳＴ４３）、
フィードフォワード制御状態のまま、ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）１４に格納されている各制御量のう
ち、クリーニングブレード６がオフ状態になっていると
きの制御量が使用されて、中間転写ベルト装置が制御さ
れる（ステップＳＴ４５）。

【００４４】また、クリーニングブレード６がオン状態
になっているかどうかがチェックされされたとき、クリ
ーニングブレード６がオン状態になっていれば（ステッ
プＳＴ４３）、マイクロコンピュータ１１によって、フ
ィードフォワード制御状態のまま、ランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）１４に格納されている各制御量のうち、
クリーニングブレードがオン状態になっているときの制
御量が使用されて、中間転写ベルト装置が制御される
（ステップＳＴ４４）。

【００４５】この後、マイクロコンピュータ１１によっ
て、光ヘッド（センサ）９がエンコーダスケール（スリ
ット）８に設けられた原点位置を検出したかどうかがチ
ェックされ、光ヘッド（センサ）９がエンコーダスケー
ル（スリット）８に設けられた原点位置が検出したとき
（ステップＳＴ４６）、中間転写ベルト装置に対する低
ゲイン、フィードフォワード制御が終了させられ、中間
転写ベルト装置に対する２回目の高ゲインによるフィー
ドバック制御が開始され、上述したステップＳＴ３８か
ら、上述した動作が繰り返し行われる（ステップＳＴ４
７）。

【００４６】そして、カラーコピア、カラープリンタな
どでは、このような高ゲインによるフィードバック制御
が４回、繰り返されて、中間転写ベルト２上にＹ（イエ
ロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラッ
ク）の各色トナーが重ねられた後、紙に転写される。

【００４７】次に、図８〜図１７を参照しながら、中間
転写ベルト２の目標位置と、中間転写ベルト２の動作と
の関係を説明する。まず、フィードバック制御特性が図
４に示す伝達特性にされ、外乱が無いときには、エンコ
ーダスケール（スリット）８に切れ目があっても、低ゲ
インでフィードバック制御されることから、図８に示す
如く追従誤差を小さくすることができるとともに、高ゲ
インのフィードバック制御に比べて、図９に示す如く中
間転写ベルトの速度変動が小さく抑えることができる。

【００４８】これに対し、フィードバック制御特性が図
５に示す伝達特性にされ、外乱が無いときには、高ゲイ
ンでフィードバック制御されることから、図１０に示す
如くエンコーダスケール（スリット）８の切れ目部分
で、追従誤差が大きくなるとともに、図１１に示す如く
低ゲインのフィードバック制御に比べて、中間転写ベル
トの速度変動が大きくなる。

【００４９】また、このような高ゲインのフィードバッ
ク制御を行なっているとき、フィードフォワードの値を
０．４Ｎｍにし、フィードバック制御を開始してから、
１秒後にクリーニングブレード６などが動作して、０．
５Ｎｍの大きさを持つステップ外乱が入っても、図１２
に示す如く約２５μｍ程度の小さな追従誤差しか発生し
ない。さらに、高ゲインのフィードバック制御を行なっ
ていることから、フィードフォワードの値がずれても、
追従誤差が約２５μｍにしかならない。

【００５０】これに対し、低ゲインのフィードバック制
御を行なっているとき、フィードフォワードの値を０．
４Ｎｍにし、フィードバック制御を開始してから、１秒
後にクリーニングブレード６などが動作して、０．５Ｎ
ｍの大きさを持つステップ外乱が入ると、中間転写ベル
ト２の目標位置と、実際の位置との誤差が図１３に示す
如く大きくなってしまう。さらに、低ゲインのフィード
バック制御を行なっていることから、フィードフォワー
ドの値がずれると、追従誤差が約９０μｍになってしま
う。

【００５１】また、フィードフォワードの値を０．６Ｎ
ｍにした、高ゲインのフィードフォワード制御だけで、
中間転写ベルト装置を駆動しているとき、０．５Ｎｍの
大きさを持つステップ外乱が入ると、フィードフォワー
ドの値が大きいことから、図１４に示す如く目標よりわ
ずかに早く原点位置２５２ｍｍに到達する。

【００５２】なお、この図１４では、そのままフィード
フォワード制御を行なっていることから、原点位置２５
２ｍｍを過ぎても差がでているが、実際には、原点位置
２５２ｍｍで、再び高ゲインで、フィードバック制御、
またはフィードフォワード制御を行なうことから、目標
値に正確に追随させることができる。

【００５３】また、このとき、フィードフォワードの値
が大きいことから、図１５に示す如く原点位置２５２ｍ
ｍで、目標速度となる０．２ｍ／ｓに比べ、実際の速度
が０．２１５ｍ／ｓとなり、目標速度より、わずかに速
くなるものの、実際には、原点位置２５２ｍｍで、再び
高ゲインで、フィードバック制御、またはフィードフォ
ワード制御を行なうことから、目標速度に正確に追随さ
せることができる。

【００５４】また、電流リミットをかけず、高ゲイン
で、フィードバック制御を行なって中間転写ベルト２を
駆動すると、図１６に示す如く大きさが０Ｎｍで、１秒
未満の外乱が発生したとき、１００μｍの位置誤差が発
生し、また大きさが０．５Ｎｍのステップ外乱が発生し
たとき、３０μｍの位置誤差が発生する。

【００５５】これに対し、±５Ａの電流リミットをか
け、高ゲインで、フィードバック制御を行なって中間転
写ベルト２を駆動すると、図１７に示す如く大きさが０
Ｎｍで、１秒未満の外乱が発生しても、位置誤差を３０
μｍにすることができ、また大きさが０．５Ｎｍのステ
ップ外乱が発生しても、位置誤差を数μｍにすることが
できる。なお、図１６、図１７では、エンコーダスケー
ル（スリット）８の分解能を粗くしている。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、ベルト搬送方向に切れ目があるエンコーダ
スリットからの位置信号を用いても、位置変動を抑えて
安定に位置制御ができるので、ベルトにスリットを貼り
付けて先端と後端にずれがあってもよいため、製法も簡
単で安価に位置制御を実現させることができる。

【００５７】また、請求項２記載の発明によれば、エン
コーダスリットとゼロ点信号の位置関係を決めているた
め、エンコーダスリットの切れ目の位置が求まるととも
に、画像形成領域以外に切れ目を配置できろことが可能
になり、カラー画像形成装置の中間転写ベルト装置に用
いた場合エンコーダスリット位置で画像形成ができるの
で画像の位置変動が押さえられ高画質を実現させること
ができる。

【００５８】また、請求項３記載の発明によれば、エン
コーダスリットの切れ目の位置が不確定な時でも安定に
制御を実現できることと外乱の大きさをあらかじめ学習
しているので、フィードフォワードの値がわかり、エン
コーダスリットの切れ目部分でも安定に位置制御をさせ
ることができる。

【００５９】また、請求項４記載の発明によれば、エン
コーダスリットの切れ目がない位置、すなわち画像形成
領域では、高いいゲインで位置制御をするため画像の位
置変動が押さえられ高画質を実現させることができる。

【００６０】また、請求項５、６記載の発明によれば、
ステッブ外乱のような急激な外乱が入ってもフィードバ
ックゲインだけでなくフィードフォワードもすることに
よりで位置ずれを抑制させることができる。

【００６１】また、請求項７記載の発明によれば、エン
コーダスリットの分解能に応じて電流リミットを入れて
いるので、現実に即したモータ入力を入れられるため、
位置変動を抑制させることができる。

【００６２】また、請求項８記載の発明によれば、連続
系で設計したコントローラを制御演算のサンプリング時
問で離散化している為、連続系で設計したコントローラ
をそのまま、ＣＰＵで演算した場合と比べて、高精度の
位置制御を実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるベルト搬送位置制御方法を適用し
た中間転写ベルト装置と、回転体である感光体との関係
例を示す構成図である。

【図２】図１に示す駆動回路の制御系を中心とするハー
ドウェア構成例を示すブロック図である。

【図３】図１に示す駆動回路に形成されるフィードバッ
ク制御系とフィードフォワード制御系とを示す機能ブロ
ック図である。

【図４】図１に示す駆動回路で使用される一巡伝達関数
の一例を示すグラフである。

【図５】図１に示す駆動回路で使用される一巡伝達関数
の一例を示すグラフである。

【図６】図１に示す中間転写ベルト装置の駆動手順を示
すフローチャートである。

【図７】図１に示す中間転写ベルト装置の駆動手順を示
すフローチャートである。

【図８】図１に示す中間転写ベルト装置を低ゲインで、
フィードバック制御したときにおける中間転写ベルトの
実位置と、目標位置との関係例を示すグラフである。

【図９】図１に示す中間転写ベルト装置を低ゲインで、
フィードバック制御したときにおける中間転写ベルトの
速度例を示すグラフである。

【図１０】図１に示す中間転写ベルト装置を高ゲイン
で、フィードバック制御したときにおける中間転写ベル
トの実位置と、目標位置との関係例を示すグラフであ
る。

【図１１】図１に示す中間転写ベルト装置を高ゲイン
で、フィードバック制御したときにおける中間転写ベル
トの速度例を示すグラフである。

【図１２】図１に示す中間転写ベルト装置を高ゲインで
フィードバック制御を行なっている途中でステップ外乱
が入ったときの追随誤差例を示すグラフである。

【図１３】図１に示す中間転写ベルト装置を低ゲインで
フィードバック制御を行なっている途中でステップ外乱
が入ったときの追随誤差例を示すグラフである。

【図１４】図１に示す中間転写ベルト装置を高ゲイン
で、フィードフォワード制御しているときにおける中間
転写ベルトの目標位置と、実位置との関係例を示すグラ
フである。

【図１５】図１に示す中間転写ベルト装置を高ゲイン
で、フィードフォワード制御しているときにおける中間
転写ベルトの速度例を示すグラフである。

【図１６】図１に示す中間転写ベルト装置に対し、電流
リミットをかけず、高ゲインで、フィードバック制御を
行なったときの位置誤差例を示すグラフである。

【図１７】図１に示す中間転写ベルト装置に対し、電流
リミットをかけながら、高ゲインで、フィードバック制
御を行なったときの位置誤差例を示すグラフである。

【符号の説明】

１感光体２中間転写ベルト（無端ベルト）３駆動ローラ４モータ５帯電ローラ６クリーニングブレード７紙転写ローラ８エンコーダスケール（エンコーダスリット）９光ヘッド（位置センサ、ゼロ点センサ）１０駆動回路（ゼロ点センサ、制御部）１１マイクロコンピュータ１２マイクロプロセッサ１３リードオンリーメモリ１４ランダムアクセスメモリ１５バス１６状態検出用インタフェース１７駆動用インタフェース１８駆動装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2H027 DA16 DA21 DA32 DA35 DE02 DE07 DE10 EA09 EB04 EC06 EC09 EC20 ED01 ED24 EE04 EE07 EE08 EF01 EF06 2H030 AA01 AD16 BB42 BB46 BB56 BB71 2H032 AA05 AA15 BA09 BA23 BA30 CA02 CA04 CA13 2H035 CA05 CB06 CF00 CG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルトの搬送位置を制御するベルト搬送
位置制御方法において、ベルト搬送方向にエンコーダスリットを有する無端ベル
トと、前記エンコーダスリットの位置を検知するための位置セ
ンサと、前記無端ベルトの１回転に１回の位置を検出するゼロ点
センサと、前記エンコーダスリットがベルト搬送方向に切れ目があ
っても、ベルト搬送位置を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするベルト搬送位置制御方法。
【請求項２】請求項１に記載のベルト搬送位置制御方
法において、前記エンコーダスリットと、前記ゼロ点センサの位置関
係は、少なくともゼロ点を検出したとき、前記エンコー
ダスリットの切れ目がなく、また前記エンコーダスリッ
トの切れ目は、ゼロ点検出の直前に配置することによ
り、ベルト搬送位置を制御する制御部、を備えたことを
特徴とするベルト搬送位置制御方法。
【請求項３】請求項１、２のいずれかに記載のベルト
搬送位置制御方法において、電源オン時に低いゲインで、前記ベルト搬送位置をフィ
ードバック制御し、前記ゼロ点センサがゼロ点を検出し
た後は、前記エンコーダスリットの切れ目に来る前の定
常状態制御量をマイクロコンピュータのメモリに格納す
ることを特徴とするベルト搬送位置制御方法。
【請求項４】請求項１、２、３のいずれかに記載のベ
ルト搬送位置制御方法において、前記ゼロ点センサが２回目のゼロ点を検出した後は、前
記エンコーダスリットの切れ目がない位置では、高いゲ
インで、前記ベルト搬送位置をフィードバック制御し、
前記エンコーダスリットの切れ目を含む範囲では、前記
フイードバック制御を止め、前記定常状態制御量を用い
てフィードフォワード制御する制御部、を備えたこと特
徴とするベルト搬送位置制御方法。
【請求項５】請求項１、２、３、４のいずれかに記載
のベルト搬送位置制御方法において、前記無端ベルト、前記位置センサ、前記ゼロ点センサ、
前記制御部を有するベルト搬送装置は、カラー画像形成
装置の中間転写ベルト装置であり、前記定常状態制御量
は、前記中間転写ベルト装置のブレードオン時制御量と
ブレードオフ時制御量を含むものであり、前記中間転写
ベルト装置がブレードオン時では、ブレードオン時制御
量を用いてフィードフォワード制御し、前記中問転写ベ
ルト装置がブレードオフ時で、ブレードオフ時制御量を
用いてフィードフォワード制御する制御部、を備えたこ
と特徴とするベルト搬送位置制御方法。
【請求項６】請求項１、２、３、４、５のいずれかに
記載のベルト搬送位置制御方法において、前記ベルト搬送装置は、カラー画像形成装置の中問転写
ベルト装置であり、前記定常状態制御量は、前記中間転
写ベルト装置の紙転写ローラオン時制御量と紙転写ロー
ラオフ時制御量を含むものであり、前記中間転写ベルト
装置が紙転写ローラオン時では、紙転写ローラオン時制
御量を用いてフィードフォワード制御し、前記中問転写
ベルト装置が紙転写ローラオフ時では、紙転写ローラオ
フ時制御量を用いてフィードフォワード制御する制御
部、を備えたことを特徴とするベルト搬送位置制御方
法。
【請求項７】請求項３、４、５、６のいずれかに記載
のベルト搬送位置制御方法において、前記制御量は、制御量の上限値と下限値により、制御量
が上限以上の場合は、上限値を、下限以下の場合は、下
限値を用いて制御する制御部、を備えたことを特徴とす
るベルト搬送位置制御方法。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６、７のい
ずれかに記載のベルト搬送位置制御方法において、マイクロコンピュータのソフトウェアサーボで演算する
為に、制御演算のサンブリング時間で離散化し、演算結
果を駆動源への入力として与えることを特徴とするベル
ト搬送位置制御方法。