JP2006259152A - 駆動制御装置および駆動制御方法および画像形成装置およびプログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト表面の摩擦係数を減少させ、エンドレスベルトのクリーニングブレードのめくれ余裕度を向上させる。
【解決手段】 ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像する。
【選択図】 図３２

Description

本発明は、駆動制御装置および駆動制御方法および画像形成装置およびプログラムおよび記録媒体に関する。

カラー画像形成の代表的方法は、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を直接転写紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、しかる後に転写紙に一括して転写させる中間転写方式とがある。これらは、複数の感光体を転写紙または中間転写体に対向させ並べて配置することから、タンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の転写紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に転写する。

これらの各方式を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置では、直接転写方式にあっては、転写紙を支持しながら走行する無端ベルト（エンドレスベルト）を、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルト（エンドレスベルト）を採用するのが一般的である。そして４個の感光体を含む作像ユニットをベルトの一走行辺に並べて設置する。

上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止する上で重要である。そのためいずれの転写方式においても転写ベルトの速度変動による色ずれを回避するために、転写ユニットの複数個から構成されている従動軸のうちの１つにエンコーダを取り付け、エンコーダの回転速度変動に応じて駆動ローラの回転速度をフィードバック制御するのは有効な手段となっている。

フィードバック制御を実現する最も一般的な方法として、比例制御（ＰＩ制御）がある。

これは、エンコーダの目標角変位Ｒｅｆ（ｎ）とエンコーダの検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差から位置偏差ｅ（ｎ）を演算し、この演算結果にローパスフィルタをかけて高周波ノイズを除去するとともに、制御ゲインをかけて、一定の標準駆動パルス周波数を加えて、駆動ローラに接続されている駆動モータの駆動パルス周波数を制御することで、常にエンコーダ出力が目標角変位で駆動されるように制御する方法である。

実際の制御としては、エンコーダパルスの出力の立上りエッジをカウントするカウンタと、制御周期（例えば１ｍｓなど）ごとにカウントするカウンタとを使用し、制御周期（１ｍｓ）間に移動する目標角変位の演算結果と、制御周期ごとに前記エンコーダカウント値を取得することで得られる検出角変位との差から、位置偏差を取得することができる。

具体的な演算としては、エンコーダが取り付けられている従動軸のローラ径をφ１５．６１５とすると、以下のようになる。

ｅ（ｎ）＝θ０＊ｑ−θ１＊ｎｅ 単位：ｒａｄ
ｅ（ｎ）［ｒａｄ］：（今回のサンプリングにて演算された）位置偏差
θ０［ｒａｄ］：制御周期あたりの移動角度
（＝２π＊Ｖ＊Ｅ−３／ｌ５．５６５π ［ｒａｄ］）
θ１［ｒａｄ］：エンコーダ１パルスあたりの移動角度
（＝２π／ｐ ［ｒａｄ］）
ｑ：制御周期タイマのカウント値
ｎｅ：エンコーダパルスカウンタのカウント値
Ｖ：ベルト線速［ｍｍ／ｓ］

ここで例えば制御周期１ｍｓでエンコーダの分解能を１回転当たり３００パルスのものを使用し、転写ベルトを１６２ｍｍ／ｓで動作するようにフィードバック制御をかけた場合を想定すると以下のようになる。

θ０＝２π＊１６２＊Ｅ−３／ｌ５．６１５π＝０．０２０７４８７〔ｒａｄ〕
θ１＝２π／ｐ＝２π／３００＝０．０２０９４３９［ｒａｄ］

以上の演算を制御周期毎に行うことで位置偏差を取得し、フィードバック制御を行うことができる。

しかし、この方法は、微小な搬送ベルトの厚さによって、転写紙の搬送速度に変化が生じ、画像が理想位置からずれるという画像品質の低下とともに、複数の記録紙間の画像にも変動が発生し、記録紙間の繰り返し位置再現性が劣化するという問題があった。

これは、ベルト駆動位置において、ベルト厚中央部で搬送速度が決定すると仮定した時、ベルト搬送速度Ｖは、次式（数１）となる。

Ｖ＝（Ｒ＋Ｂ／２）×ω

ここで、Ｒ：駆動ローラ半径 Ｂ：ベルト厚さ ω：駆動ローラ角速度

しかし、ベルト厚さＢが変動すると図２０で示したベルト厚さ実効線の位置が変化する。これは、ベルト駆動実効半径が変化することであり、上記式の（Ｒ＋Ｂ／２）が変化するため、駆動ローラ角速度ωが一定でもベルト搬送速度が変化することが分かる。すなわち、駆動ローラを角速度一定で回転させても、ベルト厚み変動があるとベルト搬送速度は変化する。

図２１にベルト駆動搬送系のモデルを示す。

まず、駆動軸を一定角速度で回転させた時のベルト１周にわたるベルト厚さ変動とベルト搬送速度変動について概念的に示したものが図２２である。

ベルトの厚い部分が駆動軸に巻き付いていると、図２０に示したベルト駆動実効半径が増加して、ベルト搬送速度は増加する。逆にベルトの薄い部分が駆動軸に巻き付いていると、ベルト搬送速度は低下することを示している。

次に、図２３には、ベルトが一定搬送速度で搬送されていた時の従動軸でのベルト厚さ変動と、従動軸で検出したベルト搬送速度変動について示されている。

ベルトが理想的に速度変動なく搬送されていても、ベルトの厚い部分が従動軸に巻き付いていると、ベルトの従動実効半径が増加して、従動軸の回転角速度は低下する。これは、ベルト搬送速度低下として検出される。また、ベルトの薄い部分が巻き付いていると、従動軸の回転角速度は増加して、ベルト搬送速度の増加として検出される。

このようにベルト厚さ変動が存在した場合、エンコーダなどで従動軸の回転角変位でベルト搬送速度を検出すると、誤検出成分が発生する。

そのため、たとえベルトが一定速度で搬送されていても、ベルト厚さ変動により従動軸の回転角変位検出では、あたかもベルトが速度変動しているように検出されてしまう。このため、従来の従動軸フィードバック制御ではベルト厚さ変動を制御することができなかった。

このようなベルト厚さ変動を解決する手法が特許文献１に示されている。この特許文献１の特徴は、一定のパルスレートで駆動ローラを駆動するときに、ベルトマークによって検知される位置を基準として、既知である転写ベルト全周方向にわたる厚さプロファイルによって発生するであろう速度変動Ｖｈを打ち消すような速度プロファイルを事前に計測し、これに対して変調されたパルスレートで駆動モータ制御信号を生成し、これに基づいてモータを駆動し、駆動ローラを介して転写ベルトを駆動することにより、最終的な転写ベルトの速度Ｖｂを変動のないものとするものである。

しかしこのとき、速度プロファイルデータは制御周期毎のデータを必要とするため、制御周期を短周期で行う場合は大容量のメモリが必要となり、また、制御周期を長周期にすると、フィードバック制御自体が十分な効果が得られなくなるという問題がある。

これは例えばベルト周長が８１５ｍｍで、ベルト駆動速度が１２５ｍｍ／ｓ、制御周期が１ｍｓであった場合には、以下のようにベルト１周あたり６５２０回の制御が実行される。

８１５ｍｍ／（１２５ｍｍ／ｓ×１ｍｓ）＝６５２０回

また、１ポイント当たりのベルト厚みのデータサイズを１６ｂｉｔ表現しようとすると、以下のように１００Ｋｂｉｔ以上のメモリが必要となる。

６５２０回×１６ｂｉｔ＝１０４３２０ｂｉｔ

そのため、上記制御を実機で行う場合には、新たにベルト厚みプロファイル格納用メモリを、不揮発性メモリとして用意する必要があり、仮に圧縮データとして格納し、電源ＯＮ時に揮発性メモリに解凍したとしても、大容量のメモリが必要となる。そのため、通常のワークエリアとして使用しているメモリのほかに別途メモリが必要となり、大幅なコストアップとなって現実的でない。

更に特許文献１では、ベルトの厚みプロファイルデータとして、ベルトの厚みそのものを計測する必要があり、そのための手段としてレーザー変位計で厚さを計測している。また、計測したデータは、製品出荷時もしくはサービスマンにより操作パネル等の入力手段から入力するとしている。

しかしながら数μｍのベルトの厚み変動を計測するには、高精度の計測手段が必要となると共に、計測結果のデータ管理及びデータ量が多いため、入力ミスが発生する恐れがある。
特開２０００−３１０８９７号公報

本発明は、ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で行うことの可能な駆動制御装置および駆動制御方法および画像形成装置およびプログラムおよび記録媒体を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
前記変位誤差検出手段によってエンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定された量よりも下回った場合は、トナー使用量が少ない別のパターンを作像することを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定されたある量よりも下回った場合は、エンドレスベルトへのトナーパターンの作像を中止することを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が、予め設定された値以下の場合は、振幅の値を「０」に設定することを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の駆動制御装置において、前記算出された最大振幅の値を後で確認可能なように、前記算出された最大振幅の値を不揮発性メモリに記憶することを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
予め設定された時間以上、放置された場合には、自動的に、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差のデータを算出して、該ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出することを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の駆動制御装置において、予め設定されたある時間以上、放置された場合に、自動的に、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差のデータを算出して、該ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するかどうかを使用者に決定させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の駆動制御装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項１０記載の発明は、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像する処理をコンピュータに実現させるためのプログラムである。

また、請求項１１記載の発明は、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

請求項１，請求項８，請求項１０，請求項１１記載の発明によれば、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するので、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に，ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。

さらに、請求項１，請求項８，請求項１０，請求項１１記載の発明によれば、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することにより、ベルト表面の摩擦係数を減少させ、エンドレスベルトのクリーニングブレードのめくれ余裕度を向上させることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定された量よりも下回った場合は、トナー使用量が少ない別のパターンを作像するので、トナー残量が少なくなってきても、より長くエンドレスベルトのクリーニングブレードのめくれ余裕度を向上させるプロセスを継続できる。

また、請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定されたある量よりも下回った場合は、エンドレスベルトへのトナーパターンの作像を中止するので、さらにトナー残量が少なくなってきた場合、残トナーを紙への印刷に優先して使用することができる。

また、請求項４記載の発明によれば、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するので、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に，ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。

さらに、請求項４記載の発明によれば、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が、予め設定された値以下の場合は、振幅の値を「０」に設定するので、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が小さい場合に、計測誤差により特性が悪化（制御誤差が発生）することを防止することができる。

また、請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の駆動制御装置において、前記算出された最大振幅の値を後で確認可能なように、前記算出された最大振幅の値を不揮発性メモリに記憶することにより、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が小さく、振幅の値を「０」に設定した場合にも、最大振幅の算出結果を後で確認できるため、ベルト厚み偏差の程度をサービスマンが知ることができる。

また、請求項６記載の発明によれば、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するので、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に，ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。

さらに、請求項６記載の発明によれば、長時間放置された場合、ローラに巻き付けられたベルトの巻きグセにより、エンコーダの検出角変位誤差から算出されるマークでの位相と最大振幅が変化してしまうが、この位相と振幅を自動で更新することができる。

また、請求項７記載の発明によれば、長時間放置された場合、ローラに巻き付けられたベルトの巻きグセにより、エンコーダの検出角変位誤差から算出されるマークでの位相と最大振幅が変化してしまうので、この位相と振幅を自動で更新することが好ましいが、この自動更新の実施よりもプリントを優先する場合などに、この位相と振幅を自動で更新するかどうかを使用者自身が決定することができる。

また、請求項９記載の発明によれば、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の駆動制御装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置であるので、高品質の画像形成を行なうことができる信頼性の高い画像形成装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

（第１の形態）
本発明の第１の形態は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
前記変位誤差検出手段により、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することを特徴としている。

本発明の第１の形態では、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するので、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に，ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。

さらに、第１の形態では、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することにより、ベルト表面の摩擦係数を減少させ、エンドレスベルトのクリーニングブレードのめくれ余裕度を向上させることができる。

（第２の形態）
本発明の第２の形態は、第１の形態の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定された量よりも下回った場合は、トナー使用量が少ない別のパターンを作像することを特徴としている。

本発明の第２の形態では、第１の形態の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定された量よりも下回った場合は、トナー使用量が少ない別のパターンを作像するので、トナー残量が少なくなってきても、より長くエンドレスベルトのクリーニングブレードのめくれ余裕度を向上させるプロセスを継続できる。

（第３の形態）
本発明の第３の形態は、第１の形態の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定されたある量よりも下回った場合は、エンドレスベルトへのトナーパターンの作像を中止することを特徴としている。

本発明の第３の形態では、第１の形態の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定されたある量よりも下回った場合は、エンドレスベルトへのトナーパターンの作像を中止するので、さらにトナー残量が少なくなってきた場合、残トナーを紙への印刷に優先して使用することができる。

（第４の形態）
本発明の第４の形態は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が、予め設定された値以下の場合は、振幅の値を「０」に設定することを特徴としている。

本発明の第４の形態では、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するので、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に，ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。

さらに、第４の形態では、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が、予め設定された値以下の場合は、振幅の値を「０」に設定するので、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が小さい場合に、計測誤差により特性が悪化（制御誤差が発生）することを防止することができる。

（第５の形態）
本発明の第５の形態は、第４の形態の駆動制御装置において、前記算出された最大振幅の値を後で確認可能なように、前記算出された最大振幅の値を不揮発性メモリに記憶することを特徴としている。

本発明の第５の形態では、第４の形態の駆動制御装置において、前記算出された最大振幅の値を後で確認可能なように、前記算出された最大振幅の値を不揮発性メモリに記憶することにより、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が小さく、振幅の値を「０」に設定した場合にも、最大振幅の算出結果を後で確認できるため、ベルト厚み偏差の程度をサービスマンが知ることができる。

（第６の形態）
本発明の第６の形態は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
予め設定された時間以上、放置された場合に、自動的に、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、そのエンコーダの検出角変位誤差のデータを移動平均処理および周平均処理をしてベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差のデータを算出して、そのベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出することを特徴としている。

本発明の第６の形態では、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するので、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に，ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。

さらに、第６の形態では、長時間放置された場合、ローラに巻き付けられたベルトの巻きグセにより、エンコーダの検出角変位誤差から算出されるマークでの位相と最大振幅が変化してしまうが、この位相と振幅を自動で更新することができる。

（第７の形態）
本発明の第７の形態は、第６の形態の駆動制御装置において、予め設定されたある時間以上、放置された場合に、自動的に、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータを移動平均処理および周平均処理をしてベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差のデータを算出して、該ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するかどうかを使用者に決定させるようになっていることを特徴としている。

本発明の第７の形態では、長時間放置された場合、ローラに巻き付けられたベルトの巻きグセにより、エンコーダの検出角変位誤差から算出されるマークでの位相と最大振幅が変化してしまうので、この位相と振幅を自動で更新することが好ましいが、この自動更新の実施よりもプリントを優先する場合などに、この位相と振幅を自動で更新するかどうかを使用者自身が決定することができる。

（第８の形態）
本発明の第８の形態は、第１乃至第７のいずれかの形態の駆動制御装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明の第８の形態では、第１乃至第７のいずれかの形態の駆動制御装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置であるので、高品質の画像形成を行なうことができる信頼性の高い画像形成装置を提供できる。

次に、本発明をより具体的に説明する。すなわち、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）に適用した場合について、より具体的に説明する。

図１は、本発明を適用したレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙１００の移動方向（図中の矢印Ａに沿ってベルト６０が走行する方向）における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。

本レーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等を備えている。また、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。

上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。

図２は、上記転写ユニット６の拡大図である。この転写ユニット６で使用した転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０^９〜１０^１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６８に掛け回されている。

これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ６１には、電源６５ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ８０が対向するように転写搬送ベルト６０の外周面に配置されている。この２つのローラ６１，６５の間を通過した転写紙１００は転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。

また、ローラ６３は、転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。

各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋが設けられている。これらは、スポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８が設けられている。

上記転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は、回転可能に揺動ブラケット９３に一体的に保持され、回動軸９４を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。

上記入り口ローラ６１と吸着ローラ８０とは、一体的に、入り口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット９３に設けられた穴９５に、入り口ローラブラケット９０に固植されたピン９２が係合しており、ピン９２は前記揺動ブラケット９３の回動と連動して回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離され、入り口ローラ６１と吸着ローラ８０も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能となっている。

一方、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８は、出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心として回動可能にしてある。転写ユニット６を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体１１Ｋから、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８を離間させるようにしてある。

駆動ローラ６３に巻きつけられた転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。

転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ６４を設け、駆動ローラ６３への巻きつけ角を確保している。ローラ６４より更に下流の転写搬送ベルト６０のループ内には、押圧部材（ばね）６９でベルトにテンションを与えるテンションローラ６５が設けられている。

先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙１００は、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。

各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が形成される。

トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。

一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂまたは第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方、第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。

以上の構成により転写紙１００にフルカラー画像の形成を行っている。上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止する上で重要である。しかしながら、転写ユニット６で使用している駆動ローラ６３、入り口ローラ６１、出口ローラ９９、転写ベルト６０は部品製造時に数十μｍ単位の製造誤差が発生する。この誤差により各部品が一回転する時に発生する変動成分が転写ベルト６０上に伝達され、用紙の搬送速度が変動することで、各感光ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナーが転写紙１００に転写されるタイミングに微妙なずれが生じ、副走査方向に色ずれが発生してしまう。特に、いまの例のように１２００×１２００ＤＰＩ等の微小ドットで画像を形成する装置では、数μｍのタイミングのずれが色ずれとして目立ってしまう。これを回避するため、この例では、右下ローラ６６の軸上にエンコーダを設け、エンコーダの回転速度を検出し、駆動ローラ６３の回転をフィードバック制御することで転写ベルト６０を一定走行するようにしている。

図３に転写ユニット６の主要部品の構成図を示す。転写駆動ローラ６３は、タイミングベルト３０３を通して転写駆動モータ３０２の駆動ギアと接続されていて、駆動モータ３０２を回転駆動することで駆動モータ３０２の駆動速度に比例して回転される。転写駆動ローラ６３が回転することによって転写ベルト６０が駆動され、転写ベルト６０が駆動されることによって右下ローラ６６が回転する。この例では、右下ローラ６６の軸上にエンコーダ３０１を配置していて、右下ローラ６６の回転速度をエンコーダ３０１で検出することで駆動モータ３０２の速度制御を行っている。これは前述したように転写ベルト６０の速度変動で色ずれが発生するため、速度変動を最小限とするために行っている。

図４に右下ローラ６６とエンコーダ３０１の詳細図を示す。図４を参照すると、エンコーダ３０１は、ディスク４０１、発光素子４０２、受光素子４０３、圧入ブッシュ４０４・４０５から構成されている。ディスク４０１は、右下ローラ６６の軸上に圧入ブッシュ４０４・４０５を圧入することで固定され、右下ローラ６６の回転と同時に回転するようになっている。また、ディスク４０１には円周方向に数百単位の分解能で光を透過するスリットが設けられていて、その両側に発光素子４０２と受光素子４０３を配置することで、右下ローラ６６の回転量に応じてパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を得ている。このパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて右下ローラ６６の移動角（以下角変位と称す）を検出することで、駆動モータ３０２の駆動量を制御している。

また、転写ベルト６０の表面の非画像形成領域には転写ベルト６０の基準位置を管理するためのマーク３０４が取り付けられており、その近傍に取り付けられているセンサ３０５で、マークのＯＮ／ＯＦＦの検出を行っている。これは後述する様に転写ベルト６０の厚みムラによって、右下ローラ６６の実行駆動半径が変化してしまい、実際は転写ベルト６６の速度は一定であるにもかかわらず、エンコーダ３０１が速度変動しているように検出してしまうのを防止するために、あらかじめ計測しておいたベルト厚み変動で生じる検出角変位誤差を制御目標値に加算し、加算した結果を制御目標値としてフィードバック制御をすることで、ベルトを一定速度で搬送させる。このときの実際のベルト位置と検出角変位誤差の位置を対応させるために、ベルトにマークを取り付けている。

比例制御演算では、前述したように制御周期毎の目標角変位と検出角変位の差に制御ゲインをかけて、駆動モータの駆動速度を制御するため、前記ベルト厚みによる検出角変位誤差が大きいと、より増幅して駆動モータを駆動してしまう。そのため、ベルト厚み量によって転写ベルトの速度変動が発生し、色ずれが発生する。

これは前述したように、駆動モータ３０２を一定速度で駆動した時に、転写ベルト６０が理想的に速度変動なく搬送されていても、ベルトの厚い部分が従動軸に巻き付いていると、ベルトの従動実効半径が増加して、一定時間あたりの従動軸の回転角変位量は低下する。これは、ベルト搬送速度低下として検出される。また、ベルトの薄い部分が巻き付いていると、従動軸の回転角変位量は増加して、ベルト搬送速度の増加として検出される。

前記は駆動モータ３０２を一定速度で駆動した時の挙動を示しているが、これは逆を言い換えるとエンコーダ３０１のカウント値を一定タイミングでサンプリングした結果が、図２４のように動作していると右下ローラ６６は一定速度で回転していることになる。そのため本発明では、図２４のように、制御周期毎の目標角変位を生成し、目標角変位のようにエンコーダが制御されることで、ベルトの速度を一定にすることを特徴としている。

これはμｍ単位の実際の転写ベルトの厚みを計測してそれを制御パラメータにするのではなく、ベルト厚みの影響で発生するｒａｄ単位のエンコーダの検出角変位誤差を制御パラメータとしている。

前記のように駆動モータ３０２を一定速度で駆動した時のエンコーダの出力結果から制御パラメータを生成するので、実機でも制御パラメータを生成することが可能であるため、ベルトの厚みを計測するための計測装置が必要なく、非常に安価で構成することが可能となる。

また、後述するようにベルトの厚みは、殆どの場合正弦波状の特性となっているため、外部治具などで高分解能な計測が可能な場合、外部治具で計測結果からベルトマークでの位相と最大振幅を算出し、これを制御パラメータとして、実機上の操作パネルから入力することで、制御を実現することも可能である。

尚、実際のエンコーダの出力結果には、ベルト厚みによる検出角変位誤差だけではなく、駆動ローラ及びその他の構成要素の変動・回転偏芯成分が重畳して出力される。そのため、その中から従動ローラの影響成分のみを抽出する処理が行われ、抽出した結果を検出角変位誤差の制御パラメータとしている。

図５は、本発明に係る駆動制御方法を実施するための駆動制御装置の構成例を示す図である。以下、図５の駆動制御装置を上記回転体駆動装置に適用した場合について説明する。

図５において、エンコーダ３０１の目標角変位Ｒｅｆ（ｎ）とエンコーダ３０１の検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差ｅ（ｎ）は、制御コントローラ部５０１に入力される。この制御コントローラ部５０１は、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ５０２と、比例要素（ゲインＫｐ）５０３とで構成されている。制御コントローラ部５０１では、転写駆動モータ３０２の駆動に用いる標準駆動パルス周波数に対する補正量が求められ、演算部５０４に与えられる。演算部５０４では、一定の標準駆動パルス周波数Ｒｅｆｐ＿ｃに上記補正量が加えられ、駆動パルス周波数ｆ（ｎ）が決定される。

また、目標角変位Ｒｅｆ（ｎ）には、転写ベルトの厚さ変動で生じる検出角変位誤差を加算した制御目標値が生成され、この制御目標値とエンコーダ３０１の検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差ｅ（ｎ）をとることで、差分の変位量の演算を行う。尚、転写ベルトの厚さ変動で生じる検出角変位誤差の加算は、転写ベルトの回転によって検出されるマークセンサ出力のタイミングに応じて、周期的に繰り返されるように加算される。

図６は、転写駆動モータ３０２の制御系及び制御対象のハードウェア構成例を示す図である。この制御系は、上記エンコーダ３０１の出力信号に基づいて転写駆動モータ３０２の駆動パルスをデジタル制御する制御系である。この制御系は、ＣＰＵ６０１、ＲＡＭ６０２、ＲＯＭ６０３、ＩＯ制御部６０４、転写モータ駆動Ｉ／Ｆ部６０６、ドライバ６０７、検出ＩＯ部６０８から構成されている。

上記ＣＰＵ６０１は外部装置６１０から入力される画像データの受信及び制御コマンドの送受信制御をはじめ、本画像形成装置全体の制御を行っている。また、ワーク用として用いるＲＡＭ６０１及びプログラムを格納するＲＯＭ６０３、ＩＯ制御部６０４はバスを介して相互に接続され、ＣＰＵ６０１からの指示によりデータのリードライト処理及び各負荷を駆動するモータ・クラッチ・ソレノイド、センサなど各種の動作を実行する。

転写モータＩＦ６０６は、ＣＰＵ６０１からの駆動指令により、ドライバ６０７を介して転写モータ３０２に対して駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この周波数に応じて転写モータ３０２が回転駆動されるため駆動速度制御の可変が可能となる。

エンコーダ３０１の出力信号は、検出ＩＯ部６０８に入力される。検出ＩＯ部６０８は、エンコーダ３０１の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。また、この検出ＩＯ部６０８には、エンコーダ３０１の出力パルスを計数するカウンタが設けられている。そして、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけて右下ローラ軸の角変位に対応するデジタル数値に変換する。このディスクの角変位に対応するデジタル数値の信号は、バスを介してＣＰＵ６０１に送られる。

上記転写モータ駆動用ＩＦ部６０６は、上記ＣＰＵ６０１から送られてきた駆動周波数の指令信号に基づいて、当該駆動周波数を有するパルス状の制御信号を生成する。

上記ドライバ６０７は、パワー半導体素子（例えばトランジスタ）等で構成されている。このドライバ６０７は、上記転写モータ駆動用ＩＦ部６０６から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、転写駆動モータ３０２にパルス状の駆動電圧を印加する。この結果、転写駆動モータ３０２は、ＣＰＵ６０１から出力される所定の駆動周波数で駆動制御される。これにより、ディスク４０１の角変位が目標角変位に従うように追値制御され、右下ローラ６６が所定の角速度で等角速度回転する。ディスク４０１の角変位は、エンコーダ３０１と検出ＩＯ部６０８により検出され、ＣＰＵ６０１に取り込まれ、制御が繰り返される。

また、ＲＡＭ６０２はＲＯＭ６０３に格納されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される機能の他に、事前に計測しておいた転写ベルトの厚さ変動に対応した、ベルトマーク３０４からのベルト一周分の検出角変位誤差データが格納される。尚、ＲＡＭ６０２は揮発性メモリのため、データは図示しないＥＥＰＲＯＭなどの揮発性メモリに図７のような当該ベルトの位相・振幅パラメータを格納しておき、電源ＯＮ時もしくは転写モータ起動時にＳＩＮ関数もしくは近似式を用いて、ベルト一周期分のデータをＲＡＭ６０２上に展開する。

ここで、ベルトの位相・振幅パラメータを算出するために必要な、ベルトの厚み変動で発生するベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差データの取得方法について説明する。

まず、駆動装置の速度変動を引き起こす恐れのある定着ヒータの熱源をＯＦＦにし、駆動モータ３０２を一定速度で駆動させる。そしてベルトの駆動が安定するまで駆動モータ３０２を空回し駆動させた後、空回し駆動終了後に初めてベルトマークの検出が行われるまでに（Ｄ＋Ｙ_１）回（Ｄはローラ６３が２回転する時間にサンプリングされるデータ数）のサンプリングができるタイミングで、エンコーダ３０１のカウント値を一定タイミングでサンプリングし始め、エンコーダ３０１の目標角変位Ｒｅｆ（ｎ）とエンコーダ３０１の検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差ｅ（ｎ）を（４Ｗ＋２Ｄ＋Ｙ_１＋Ｙ_２）回算出する。Ｗはベルト１周あたりにサンプリングされるデータ数でＲＡＭ６０２の空き容量によって決定し、ＲＡＭ６０２の空き容量が多い程、データの分解能を向上させるためにベルト１周あたりにサンプリングされるデータ数Ｗを大きい値に設定する。また、Ｙ_１、Ｙ_２は余裕分のサンプリングである。一定タイミングでサンプリングを行った場合、駆動系の経時変化により、ベルト１周あたりにサンプリングされるデータ数とローラ６３が２回転する時間にサンプリングされるデータ数が設定値のＷとＤにならないことがあるため、余裕分のサンプリングを行っている。尚、算出したｅ（ｎ）はＲＡＭ６０２のアドレス「０」から順番に格納していく。また、ベルトマークの検出が行われてから初めてｅ（ｎ）を格納したメモリアドレスを、１つ目のアドレスをＺ_１、２つ目のアドレスをＺ_２、・・・、５つ目のアドレスをＺ_５とする。ｅ（ｎ）を格納後のメモリマップを図２９に示す。

尚、この検出角変位誤差の計測では、駆動モータ３０２を位置制御を行わずに一定速度で駆動しているため、目標角変位Ｒｅｆ（ｎ）とエンコーダ３０１の検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差であるｅ（ｎ）は、図２６のように傾きを持ってしまう。また、図２６に示すようにエンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差以外の他のノイズ成分が含まれてしまう。

また、ベルトを駆動させている間はこのベルト上にトナーパターンを作像して、ベルト上のトナーをクリーニングするブレードのめくれ余裕度の向上を図る。作像するトナーパターンを図３２に示す。

尚、この時、トナー残量が予め設定された値αよりも下回った場合は、作像するトナーパターンを図３３に示すようなトナー使用量が少ないパターンに変更して、且つ、トナー残量が減少していることを使用者に外部装置６１０で表示する。

そして、トナー残量がさらに減少し、予め設定された値βよりも下回った場合は、ベルト上にトナーパターンを作像することを中止する。

次に、ｅ（ｎ）の傾き成分を除去する。最小二乗法の演算により図２６に示すようなｅ（ｎ）の傾き成分ｋ（ｎ）を算出し、ｅ（ｎ）からｋ（ｎ）を除去したＪ（ｎ）＝ｅ（ｎ）−ｋ（ｎ）を求め、このＪ（ｎ）をＲＡＭ６０２のアドレス「０」から順番に格納していく。

次に、ベルト一周期以外の周期で発生している検出角変位誤差を移動平均処理で除去する。いまの例では、転写搬送ベルト６０を摩擦搬送する駆動ローラであるローラ６３の偏芯による検出角変位誤差を重点的に除去するために、このローラ６３が２回転する時間にサンプリングされるデータ数を用いて移動平均処理を行う。ローラ６３が２回転する時間にサンプリングされるデータ数をＤとした場合、以下の演算式で移動平均処理を行う。

すなわち、
Ｊ’（０）＝｛［Ｚ_１−Ｄ］＋・・＋［Ｚ_１−１］＋［Ｚ_１］＋［Ｚ_１＋１］＋・・＋
［Ｚ_１＋Ｄ］｝／（２Ｄ＋１）
を計算して、Ｊ’（０）をＲＡＭ６０２のアドレス「０」に格納する。

Ｊ’（１）＝Ｊ’（０）＋｛［Ｚ_１＋Ｄ＋１］−［Ｚ_１−Ｄ］｝／（２Ｄ＋１）
を計算して、Ｊ’（１）をＲＡＭ６０２のアドレス「１」に格納する。

Ｊ’（２）＝Ｊ’（１）＋｛［Ｚ_１＋Ｄ＋２］−［Ｚ_１−Ｄ＋１］｝／（２Ｄ＋１）
を計算して、Ｊ’（２）をＲＡＭ６０２のアドレス「２」に格納する。

Ｊ’（３）＝Ｊ’（２）＋｛［Ｚ_１＋Ｄ＋３］−［Ｚ_１−Ｄ＋２］｝／（２Ｄ＋１）
を計算して、Ｊ’（３）をＲＡＭ６０２のアドレス「３」に格納する。

この計算をＪ’（Ｚ_５−Ｚ_１）をＲＡＭ６０２のアドレス「Ｚ_５−Ｚ_１」に格納するところまで続ける。

尚、上記の式中の［ ］はカッコ内の数値のＲＡＭ６０２のメモリアドレスに格納されている値である。

移動平均処理後のメモリマップを図３０に示す。

そして、ベルト一周期以外の周期で発生している検出角変位誤差が除去された図２７のようなデータを得る。

次に、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差の強調およびランダムノイズ除去のために、ベルト回転周期の周平均処理を行う。いまの例では、ベルト４回転分のデータにより周平均処理を行う。

まず、１周目から４周目までのそれぞれの周での実際にサンプリングされたデータ数を比較して、その中で最も少ないデータ数をＷ’と決定して以下の演算で周平均処理を行う。

Ｊ”（０）＝｛［０］＋［Ｚ_２−Ｚ_１］＋［Ｚ_３−Ｚ_１］＋［Ｚ_４−Ｚ_１］｝／４
を計算して、Ｊ”（０）をＲＡＭ６０２のアドレス「０」に格納する。

Ｊ”（１）＝｛［１］＋［Ｚ_２−Ｚ_１＋１］＋［Ｚ_３−Ｚ_１＋１］＋［Ｚ_４−Ｚ_１＋
１］｝／４
を計算して、Ｊ”（１）をＲＡＭ６０２のアドレス「１」に格納する。

Ｊ”（２）＝｛［２］＋［Ｚ_２−Ｚ_１＋２］＋［Ｚ_３−Ｚ_１＋２］＋［Ｚ_４−Ｚ_１＋
２］｝／４
を計算して、Ｊ”（２）をＲＡＭ６０２のアドレス「２」に格納する。

Ｊ”（Ｗ’−１）＝｛［Ｗ’−１］＋［Ｚ_２−Ｚ_１＋Ｗ’−１］＋［Ｚ_３−Ｚ_１
＋Ｗ’−１］＋［Ｚ_４−Ｚ_１＋Ｗ’−１］｝／４
を計算して、Ｊ”（Ｗ’−１）をＲＡＭ６０２のアドレス「Ｗ’−１」に格納する。

尚、上記の式中の［ ］はカッコ内の数値のＲＡＭ６０２のメモリアドレスに格納されている値である。

周平均処理後のメモリマップを図３１に示す。

そして、得られた図２８のようなデータが、ベルトの厚み変動で発生するベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差データとなり、このデータからベルトの位相・振幅パラメータを算出する。

また、この時算出したベルトの位相・振幅パラメータの値が、予め設定した範囲外であった場合にはエラー判定をして、前記算出結果を不揮発性メモリに格納することを中止し、位相・振幅パラメータの値を「０」に設定するとともに、このエラー履歴情報をＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに格納することで、後に累積のエラー回数を確認しておけるようにしておく。

また、算出された振幅の値が予め設定された値γよりも小さい値であった場合は、計測誤差により特性が悪化する恐れがあるので、振幅パラメータの値を「０」に設定するとともに、算出された振幅の値をＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに格納することで、後にこの算出された振幅の値を確認しておけるようにしておく。

尚、このベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差データの取得およびベルトの位相・振幅パラメータの算出は、外部装置６１０により実行命令が入力された場合、またはこのレーザープリンタが朝に初めて電源がＯＮになった場合、もしくは、予め設定されたある時間以上、レーザープリンタが放置された場合に実行される。しかし、レーザープリンタが朝に初めて電源がＯＮになった場合、もしくは、予め設定されたある時間以上、レーザープリンタが放置された場合に、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差データの取得およびベルトの位相・振幅パラメータの算出を行うか否かは、使用者が外部装置６１０により選択できる。

実際のベルト厚みは、その製造工程に左右される要素が大きいが、殆どの場合、ＳＩＮ状となっていて、特にベルト１周分の全ての検出角変位誤差データを持っておく必要もなく、計測時に基準位置からの位相と振幅を算出し、このデータから検出角変位誤差データを算出しても十分同等のデータとして扱える。

そのため、制御周期毎の検出角変位誤差データを不揮発性メモリに格納しておく必要がなく、上記位相・振幅パラメータのみでベルト厚みによる検出角変位誤差データを生成するため、揮発性メモリのみのエリアだけ用意すれば制御可能となる。ベルト厚みによる検出角変位誤差データの生成は、電源ＯＮ時もしくは転写モータ起動時に以下の演算式によって生成される。

Δθ［ｒａｄ］：従動軸の回転角速度変動値〔＝ｂ＊ｓｉｎ（２＊π＊ｆｔ＋τ）〕

上記Δθをベルトマークからの制御時間に応じて演算し、揮発性メモリであるＲＡＭ６０２に順次格納する。

実際に転写モータ３０２を駆動する時は、ベルトマーク検知センサ３０５がベルトマークを検知したタイミングに応じて、ＲＡＭ６０２の参照アドレスを切り替えてデータを読み出す。読み出したデータを、前述の制御目標角変位に加算することで、ベルト厚みの影響を受けずにフィードバック制御を行うことができる。

また、ベルト厚みによる速度変動のピーク値のみ下げる場合には、制御周期毎のベルト厚みによる検出角変位誤差データは必要ない。そのためメモリエリアを削減するために、例えば図１７のようにベルト１周あたり５０ポイント程度のプロファイルデータを生成し、各ポイントに転写ベルトが到達した時に厚みプロファイルデータを更新することでも、ピーク値を十分に低下させることは可能である。（図１８のようにベルト１周あたり１００ポイント程度のプロファイルデータを生成すれば、さらに制御の分解能は上がるが、メモリエリアが多く必要になり、図１９のようにベルト１周あたり２０ポイント程度のプロファイルデータを生成すれば、少ないメモリエリアで制御が可能になるが、制御の分解能は下がることになる）

図８、図９に本制御を実現する上でのタイミングチャートを示す。

まず、エンコーダパルスカウンタ１のカウント値は、エンコーダパルスのＡ相出力の立上りエッジによりインクリメントされる。また、本制御の制御周期は１ｍｓであり、制御周期タイマによるＣＰＵ６０１への割込みがかかるごとに制御周期タイマカウンタのカウント値がインクリメントされる。タイマのスタートは、駆動モータのスルーアップおよびセトリング終了後に初めてエンコーダパルスの立上りエッジが検出された時点で行われ、かつ制御周期タイマカウンタのカウント値をＲＥＳＥＴする。

また、制御周期タイマによるマイクロコンピュータへの割込みがかかるごとに、エンコーダパルスカウンタ１のカウント値：ｎｅの取得および制御周期タイマカウンタのカウント値：ｑの取得およびインクリメントを行う。

また、エンコーダパルスカウンタ２はエンコーダパルスカウンタ１と同様に、エンコーダパルスのＡ相出力の立上りエッジによりインクリメントされ、ベルトマークセンサ３０５が入力された時の最初のエンコーダパルスの立ち上がりエッジでＲＥＳＥＴされる。そのためエンコーダパルスカウンタ２は実質的にベルトマークからの移動距離をカウントしていて、この値に応じてベルト一周分の制御目標プロファイルのデータが格納されるＲＡＭ６０２の参照アドレスを切り替える。

各カウント値をもとに、次に示すように位置偏差の演算を行う。

Ｅ（ｎ）＝θ０＊ｑ＋（Δθ−Δθ_０）−θ１＊ｎｅ 単位：ｒａｄ

ここで、
ｅ（ｎ）［ｒａｄ］：（今回のサンプリングにて演算された）位置偏差
θ０［ｒａｄ］：制御周期１［ｍｓ］あたりの移動角度
（＝２π＊Ｖ＊Ｅ−３／ｌπ ［ｒａｄ］）
Δθ［ｒａｄ］：従動軸の回転角速度変動値
〔＝ｂ＊ｓｉｎ（２＊π＊ｆｔ＋τ）〕（テーブル参照値）
Δθ_０［ｒａｄ］：駆動モータ起動後の最初に取得するΔθ値
θ１［ｒａｄ］：エンコーダ１パルスあたりの移動角度
（＝２π／ｐ ［ｒａｄ］）
ｑ：制御周期タイマのカウント値
Ｖ：ベルト線速［ｍｍ／ｓ］
ｌ：右下ローラ径〔ｍｍ〕
ｂ：ベルト厚みで変動する振幅〔ｒａｄ〕
τ：ベルト厚み変動のベルトマークでの位相〔ｒａｄ〕
ｆ：ベルト厚み変動の周期〔Ｈｚ〕

いまの例においては、エンコーダの取り付けてある従動ローラ径はφ１５．５１５［ｍｍ］であり、かつベルト厚みは０．１［ｍｍ］である。従動ローラはベルトによる摩擦により回転駆動されるが、実質ベルト厚みの約１／２の厚みが従動ローラを回転させる際の芯線であるとすると、
ｌ＝１５．５１５＋０．１＝１５．６１５［ｍｍ］
となる。また、いまの例では、エンコーダの分解能ｐは、１回転当たり３００パルスのものとする。

また、いまの例では、駆動モータ起動後の最初に取得するΔθ値をΔθ_０とし、算定式“（Δθ―Δθ_０）”で Δθから駆動モータ起動後の最初に取得したΔθ_０を減算することで、図２５のようにフィードバック制御開始時の急激な速度変動を緩和させている。尚、Δθ_０は転写モータ回転中は同じ値を使用し、転写モータ起動ごとに更新される。

次に、急激な位置変動に応答してしまうことを避けるため、演算された偏差に対し以下の仕様のフィルタ演算を行う。

フィルタタイプ：Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ ＩＩＲ ローパスフィルタ
サンプリング周波数：１ＫＨｚ（＝制御周期と等しい）
パスバンドリップル（Ｒｐ）：０．０１ｄＢ
ストップバンド端減衰量（Ｒｓ）：２ｄＢ
パスバンド端周波数（Ｆｐ）：５０Ｈｚ
ストップバンド端周波数（Ｆｓ）：１００Ｈｚ

本フィルタ演算のブロック図を図１０に、フィルタ係数一覧を図１１に示す。２段カスケード接続とし、各段における中間ノードをそれぞれｕ１（ｎ），ｕ１（ｎ−１），ｕ１（ｎ−２）およびｕ２（ｎ），ｕ２（ｎ−１），ｕ２（ｎ−２）と定める。ここで、インデックスの示す意味は次のとおりである。
（ｎ）：現在のサンプリング
（ｎ−１）：１つ前のサンプリング
（ｎ−２）：２つ前のサンプリング
以下のプログラム演算をフィードバック実行中に制御タイマ割込みがかかるたびに行う事とする。

ｕ１（ｎ）＝ａ１１＊ｕ１（ｎ−１）＋ａ２１＊ｕ１（ｎ−２）＋ｅ（ｎ）＊ＩＳＦ
ｅ１（ｎ）＝ｂ０１＊ｕ１（ｎ）＋ｂ１１＊ｕ１（ｎ−１）＋ｂ２１＊ｕ１（ｎ−２）
ｕ１（ｎ−２）＝ｕ１（ｎ−１）
ｕ１（ｎ−１）＝ｕ１（ｎ）

ｕ２（ｎ）＝ａ１２＊ｕ２（ｎ−１）＋ａ２２＊ｕ２（ｎ−２）＋ｅ１（ｎ）
ｅ’（ｎ）＝ｂ０２＊ｕ２（ｎ）＋ｂ１２＊ｕ２（ｎ−１）＋ｂ２２＊ｕ２（ｎ−２）
ｕ２（ｎ−２）＝ｕ２（ｎ−１）
ｕ２（ｎ−１）＝ｕ２（ｎ）

図１２に本フィルタの振幅特性を、図１３に位相特性を示す。

次に、制御対象に対する制御量を求める。

図１４にエンコーダパルスカウンタ１の動作フローチャートを示す。

図１４を参照すると、まず、スルーアップ＆セトリング後の最初のパルス入力かどうかを判定し（ＳＴＥＰ１）、ＹＥＳならば、エンコーダパルスカウンタ１をゼロクリアし（ＳＴＥＰ２）、制御周期タイマカウンタをゼロクリアし（ＳＴＥＰ３）、制御周期タイマによる割込みを許可し（ＳＴＥＰ４）、制御周期タイマをスタートし（ＳＴＥＰ５）、ＲＥＴＵＲＮする。また、ＳＴＥＰ１の判定でＮＯであった場合、エンコーダパルスカウンタをインクリメントし（ＳＴＥＰ６）、ＲＥＴＵＲＮする。

図１５にエンコーダパルスカウンタ２の動作フローチャートを示す。

図１５を参照すると、まず、エンコーダパルスが入力した時に、ベルトマーク検知センサの状態がＨ（ハイ）からＬ（ロウ）になったかを判定し（ＳＴＥＰ１）、ＹＥＳならばエンコーダパルスカウンタ２をゼロクリアする（ＳＴＥＰ２）。また、ＳＴＥＰ１の判定でＮＯであった場合、エンコーダパルスカウンタ２をインクリメントし（ＳＴＥＰ３）、ＲＥＴＵＲＮする。

また、図１６に制御周期タイマによる割込み処理のフローチャートを示す。

図１６を参照すると、まず、制御周期タイマカウンタをインクリメントし（ＳＴＥＰ１）、次いで、エンコーダパルスカウント値：ｎｅを取得する（ＳＴＥＰ２）。更に、テーブルデータを参照してΔθの値を取得し（ＳＴＥＰ３）、テーブル参照アドレスをインクリメントする（ＳＴＥＰ４）。これらの値を用いて、位置偏差演算を行い（ＳＴＥＰ５）、得られた位置偏差に対しフィルタ演算を行い（ＳＴＥＰ６）、フィルタ演算の結果をもとに制御量の演算（比例演算）を行い（ＳＴＥＰ７）、実際にステッピングモータの駆動パルスの周波数を変更し（ＳＴＥＰ８）、ＲＥＴＵＲＮする。

以上の制御によって、ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となる。

以上の説明では、転写搬送ベルト６０上に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおける転写ユニット６に本発明を適用したが、本発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも１以上のローラで回転駆動するベルト駆動装置を有するプリンタにおいて、そのベルト駆動装置であればいずれにも適用可能である。

また、上記の例では、転写ベルト６０で印字用紙を搬送し、印字用紙上で感光体ドラム１１からのトナーを４色転写する直接転写に適用したが、転写ベルト６０上に４色のトナーを転写し、４色重ね合わせ後に印字用紙に転写する中間転写でも適用可能である。

また、上記の例では、露光光源としてはレーザー光としているが、これに限ったものではなく、例えばＬＥＤアレイ等でも良い。

なお、本発明の上述した最良の形態で説明した駆動制御処理は、コンピュータ（例えばＣＰＵ６０１）に実現させるプログラムの形で提供することができる。

また、本発明の上述した最良の形態で説明した駆動制御処理をコンピュータに実現させるためのプログラムは、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、上記記録媒体を解して、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。

本発明は、カラー画像が形成可能の装置およびその画像形成装置に用いる転写装置等に利用可能である。

本発明を適用したレーザプリンタの概略構成図である。 転写ユニットの拡大図である。 転写ユニットの主要部品の構成図である。 右下ローラとエンコーダの詳細を示す図である。 本発明に係る駆動制御方法を実施するための駆動制御装置の構成例を示す図である。 転写駆動モータの制御系及び制御対象のハードウェア構成例を示す図である。 ベルトの位相に対する振幅を示す図である。 本発明の制御処理のタイムチャートを示す図である。 本発明の制御処理のタイムチャートを示す図である。 本発明の処理を説明するための図である。 本発明の処理を説明するための図である。 本発明の処理を説明するための図である。 本発明の処理を説明するための図である。 本発明の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の処理を説明するための図である。 本発明の処理を説明するための図である。 本発明の処理を説明するための図である。 ベルト厚さが変動するときに、ベルト厚さ実効線の位置が変化する様子を示す図である。 ベルト駆動搬送系のモデルを示す図である。 駆動軸を一定角速度で回転させた時のベルト１周にわたるベルト厚さ変動とベルト搬送速度変動について概念的に示した図である。 ベルトが一定搬送速度で搬送されていた時の従動軸でのベルト厚さ変動と、従動軸で検出したベルト搬送速度変動を示す図である。 制御周期毎の目標角変位を生成し、目標角変位のようにエンコーダが制御される様子を示す図である。 フィードバック制御開始時の急激な速度変動を緩和させる様子を示す図である。 目標角変位Ｒｅｆ（ｎ）とエンコーダの検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差であるｅ（ｎ）を示す図である。 ベルト一周期以外の周期で発生している検出角変位誤差が除去されたデータを示す図である。 ベルトの厚み変動で発生するベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差データを示す図である。 ｅ（ｎ）を格納後のメモリマップを示す図である。 移動平均処理後のメモリマップを示す図である。 周平均処理後のメモリマップを示す図である。 ベルト上に作像するトナーパターンの一例を示す図である。 トナー使用量が少ないパターンの一例を示す図である。

符号の説明

１ トナー像形成部
２ 光書込ユニット
３，４ 給紙カセット
５ レジストローラ対
６ 転写ユニット
７ 定着ユニット
８ 排紙トレイ
９ 転写バイアス電源
１１ 感光体ドラム
６０ 転写搬送ベルト（転写ベルト）
１００ 転写紙
６１〜６８ 支持ローラ
９３ 揺動ブラケット
９９ 出口ローラ
６０１ ＣＰＵ
６０２ ＲＡＭ
６０３ ＲＯＭ
６０４ ＩＯ制御部
６０５ 負荷
６０６ 転写モータＩＦ
６０７ ドライバ
６０８ 検出ＩＯ部
３０２ 転写モータ（駆動モータ）
３０１ エンコーダ
３０３ タイミングベルト
３０５ マークセンサ
４０１ ディスク
４０２ 発光素子
４０３ 受光素子
５０１ 制御コントローラ部
５０２ ローパスフィルタ
５０３ 比例要素
５０４ 演算部

Claims (11)

1. エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
   エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
   前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
   前記変位誤差検出手段によってエンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することを特徴とする駆動制御装置。
2. 請求項１記載の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定された量よりも下回った場合は、トナー使用量が少ない別のパターンを作像することを特徴とする駆動制御装置。
3. 請求項１記載の駆動制御装置において、トナー残量が予め設定されたある量よりも下回った場合は、エンドレスベルトへのトナーパターンの作像を中止することを特徴とする駆動制御装置。
4. エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
   エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
   前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
   ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差から算出された最大振幅が、予め設定された値以下の場合は、振幅の値を「０」に設定することを特徴とする駆動制御装置。
5. 請求項４記載の駆動制御装置において、前記算出された最大振幅の値を後で確認可能なように、前記算出された最大振幅の値を不揮発性メモリに記憶することを特徴とする駆動制御装置。
6. エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動モータと、エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを有し，従動ローラの１つにエンコーダを取り付け，単位時間あたりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、該制御目標値と同一となるように駆動モータを制御する駆動制御装置であって、
   エンドレスベルトの基準位置となるマークと当該マークを検出するためのマーク検出手段と、エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する変位誤差検出手段と、前記変位誤差検出手段から得られるエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、前記算出結果を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに格納された値に基づいてベルトマークからの距離に応じて補正データを算出する第二の手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリとを有し、エンドレスベルトを駆動する時に、前記揮発性メモリに格納されている補正データを参照し、前記制御目標値に加算して駆動制御することで、ベルト厚みによる速度変動を安定化するようになっており、
   前記変位誤差検出手段は、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差を算出し、前記第一の手段は、ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出し、
   予め設定された時間以上、放置された場合には、自動的に、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差のデータを算出して、該ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出することを特徴とする駆動制御装置。
7. 請求項６記載の駆動制御装置において、予め設定されたある時間以上、放置された場合に、自動的に、エンコーダの検出角変位誤差のデータをベルト複数周分検出し、該エンコーダの検出角変位誤差のデータに対して移動平均処理および周平均処理を施してベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差のデータを算出して、該ベルト１周分のエンコーダの検出角変位誤差からマークでの位相と最大振幅を算出するかどうかを使用者に決定させるようになっていることを特徴とする駆動制御装置。
8. エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像することを特徴とする駆動制御方法。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の駆動制御装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置。
10. エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像する処理をコンピュータに実現させるためのプログラム。
11. エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する時に、エンドレスベルトにトナーパターンを作像する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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