JP2015163954A - ベルト搬送装置、画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】検出されたベルトの表面速度と、検出された駆動ローラの回転速度を用いてベルト表面速度をフィードバック制御するベルト搬送装置において、検出されたベルトの表面速度を使用しないか若しくは使用できない場合においても、ベルトの表面速度制御の精度の低下を抑制する。
【解決手段】ベルト搬送装置において、ベルト表面速度と駆動ローラの回転速度を用いてベルト表面速度をフィードバック制御（ベルトスケールＦＢ制御）したときのベルトの表面速度と駆動ローラの回転速度との比率ａを速度偏差率演算部２１で演算してメモリ２２に保存しておく。ベルト表面速度制御において、所定の条件に応じて、ベルトスケールＦＢ制御と、ベルト表面速度を使用しないで保存した比率ａと、駆動ローラの回転速度を用いた代替制御を切替える。
【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、ベルト搬送装置及び画像形成装置及び画像形成システムに関し、より詳しくは、中間転写ベルト（以下、単にベルトという）を駆動させる中間転写駆動モータ（以下、単にモータという）の駆動制御において、ベルトの表面速度を検出するセンサ（リニアスケールセンサ）と、中間転写駆動ローラ（以下、単に駆動ローラという）の速度を検出するセンサ（エンコーダ）を使用して、ベルト表面速度を制御するベルト搬送装置、画像形成装置及び画像形成システムに関する。

ベルトの表面速度を検出するセンサ（リニアスケールセンサ）と、駆動ローラの回転速度を検出するセンサ（エンコーダ）を使用して、ベルト表面速度を制御する画像形成装置において、感光ドラムからベルト上に一次転写されたトナー像を記録紙へ転写する際に、二次転写ローラとベルトとを圧接させて二次転写ローラとベルトとに記録紙を挟持することにより、ベルト上のトナー像を記録紙に転写するものが知られている。

画像形成装置が、フルカラーの画像形成装置である場合は、ベルト上に複数の色（主に４色で、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のトナー像が各色に対応した感光ドラムから順次重ねられるため、ベルトの表面速度を一定に維持（制御）することが、色ずれやバンディング（ベタ画像での副走査方向の周期的な濃度・色味変動）などの画質低下を防ぐ上で重要である。

しかし、ベルトの表面速度を検出するセンサ（リニアスケールセンサ）は、画像を重ね合わせる部分のベルト表面速度を測定することが色ずれ低減に望ましいため、リニアスケールセンサを一次転写部に設置すると、センサの構造によってはセンサのベルト表面速度検出部にトナーが堆積してしまい、ベルト表面速度を検出できなくなるおそれがある。
これに対し、特許文献１（特開２００４−２２０００６公報）には、ベルトスケールが汚れ等で正常な出力を得られなくなった場合にエンコーダによる制御に切替える、いわゆる代替制御を行うことが記載されている。

また、特許文献２（特開２００５−９２７６３号公報）には、ベルト表面速度検出結果及び駆動ローラ回転速度検出結果を制御信号として選択的に用い、ベルト表面速度検出結果が異常となる場合だけではなく、駆動ローラが停止している状態から定常駆動に至るまでは駆動ローラ回転速度検出結果に基づいた制御を行うことが記載されている。

さらに、特許文献３（特開２００９−２２２１１２号公報）にも、ベルト表面速度をベルトスケールにて計測し、駆動軸エンコーダとの二重ループでベルト表面速度を制御する方法において、モードによってはベルトスケールセンサを用いずに駆動軸エンコーダだけでベルトの表面速度を制御することが示されている。
さらに、例えば感光ドラムを５つ搭載し、かつ一番上流（ベルト搬送方向の上流）の感光ドラムのみベルトと当接するモードがある場合等において、そのモードによっては、機内のレイアウトの都合上ベルトの表面速度を検出するセンサが使用できない場合があり、その場合にも、エンコーダだけでベルトの表面速度の制御が行われる。

つまり、ベルトスケールセンサの正常な出力を得られなくなり、或いは上述のようなその他の理由により、エンコーダのみによるベルト表面速度制御に切替えるいわゆる代替制御を行うことが従来から知られている。
しかし、従来のようにエンコーダのみによりベルト表面速度の速度制御を行うと、例えば、雰囲気温度の上昇により中間転写ベルト駆動ローラが膨張した場合等においては、ベルト表面速度が温度で変動してしまうため、エンコーダのみによるベルトの表面速度の制御精度が低下するという問題がある。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ベルトの表面速度を検出する第１検出部と、駆動ローラの回転速度を検出する第２検出部を用いてベルト表面速度を制御するベルト搬送装置において、第１検出部を使用しないか若しくは使用できない場合においても、ベルトの表面速度制御の精度の低下を抑制することである。

本発明は、ベルトを駆動する駆動ローラと、前記ベルトの表面速度を検出する第１検出部と、前記駆動ローラの回転速度を検出する第２検出部と、前記ベルトの目標速度と前記第１検出部で検出したベルトの表面速度との第１偏差を算出する第１算出部と、前記第１算出部で算出された偏差に基づき速度補正値を算出する位置コントローラと、前記第１検出部で検出したベルトの表面速度と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との比率を算出する速度偏差率演算部と、前記比率を記憶する記憶部と、所定の条件に応じて、前記ベルトの目標速度及び前記位置コントローラで算出した速度補正値の加算値と、前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との第２偏差を算出するか、又は前記ベルトの目標速度を前記記憶部に記憶した比率で補正した値と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との第３偏差を算出する第２算出部と、前記第２又は第３偏差のいずれかに基づいて前記駆動ローラの回転速度を制御する制御部と、を有することを特徴とするベルト搬送装置である。

本発明によれば、ベルトの表面速度を検出する第１検出部と、駆動ローラの回転速度を検出する第２検出部を用いて、ベルト表面速度を制御するベルト搬送装置において、第１検出部を使用しないか若しくは使用できない場合においても、ベルトの表面速度制御の精度の低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るベルト搬送装置を搭載する装置の一例である画像形成装置を示す正面図である。 画像形成装置の中間転写部付近の要部拡大図である。 図１の画像形成装置に搭載するベルト搬送装置のベルト駆動制御部とメイン制御部を概略的に示すブロック図である。 本発明の前提技術となる制御コントローラ及びその周辺の構成を示すブロック図である。 ベルト表面速度検出をしなかった場合、つまりエンコーダ制御のみの場合の影響について例示した図である。 メジャーループとマイナーループの両方を使うベルトスケールＦＢ（フィードバック）制御モードを示す図である。 駆動軸エンコーダのみを使用する制御（マイナーループのみを使用する制御）モードを示す図である。 本発明の実施形態に係る駆動ローラ回転速度とベルト表面速度の比率ａの算出と保存処理の手順を示すフロー図である。 本発明の実施形態に係るベルト搬送装置における、起動時のモード選択処理手順を示すフロー図である。

本発明は、ベルトの表面速度を検出するセンサ（第１検出部）と駆動ローラの回転速度を検出するセンサ（第２検出部）の２つを使用してベルト表面速度を高精度に制御し、或いは動作モードにより駆動ローラの回転速度を検出するセンサのみを使用してベルト表面速度を制御するように切替えを行うベルト駆動装置であって、以下の特徴を有する。
即ち、ベルトの表面速度を検出する第１検出部と駆動ローラの回転速度を検出する第２検出部の２つが使用可能な状態において、第１検出部の検出結果と第２検出部の検出結果の比率を求めて保存しておき（両者の単位を揃えた上で比率を求める）、第２検出部のみを用いる制御（代替制御、つまり、マイナーループ制御）を行う場合は、目標速度に対して保存しておいた「第１検出部の検出結果と第２検出部の検出結果の比率」を用いて補正することにより、代替制御に切替わる際に発生する可能性があるベルト表面速度の偏差を最小限に抑えることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るベルト搬送装置を搭載する装置の一例である画像形成装置を示す正面図である。
画像形成装置は、図示のように、給紙部１、中間転写部２、感光体ユニット３、現像ユニット４、スキャナ部５、画像書き込みユニット６、定着部７、２次転写ローラ９、対向ローラ１０、搬送部１１、ベルト（中間転写ベルト）１２を備えている。
スキャナ部５は、光源で原稿を照射しながら走査し、原稿からの反射光を、例えば３ラインＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサにより画像データを読み取る。読み取った画像データは、従来と同様に、図示しない画像処理ユニットで、スキャナγ補正、色変換、画像分離、階調補正処理等の画像処理を行った後、画像書き込みユニット６へ送られる。

画像書き込みユニット６は、画像データに応じてＬＤ（レーザーダイオード）の駆動信号を変調する。感光体ユニット３は、一様に帯電された回転する感光体ドラムに前記ＬＤからのレーザービームにより潜像を書き込む。感光体ドラム上に書き込まれた潜像は、現像ユニット４によりトナーが付着されて顕像化される。感光体ドラム上に形成されたトナー像は、中間転写部２のベルト１２の表面に転写される。ベルト１２上にはフルカラーコピーの場合、４色のトナーが順次重ねられる。

フルカラー、つまりブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のコピーの場合には、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のトナー画像の作像、転写工程が終了した時点で、ベルト１２の駆動とタイミングを合わせて、給紙部１より転写紙が給紙される。この転写紙に対し、紙転写部の２次転写ローラ９と対向ローラ１０との間でベルト１２から４色トナー画像が同時に２次転写される。トナー画像が転写された転写紙は搬送部１１を経て定着部７に送られ、定着ローラと加圧ローラによって熱定着され排紙される。
なお、図１は４色のトナーを搭載した画像形成装置を示すが、さらに付加価値の高い画像を出力する場合には、クリアトナーなどを追加してトナー像に光沢を出す。この場合には、中間転写ベルトの搬送方向の一番上流にクリアトナーでの作像用の感光ドラムが追加され、感光ドラムが５つ搭載される。

図２は、画像形成装置の中間転写部付近の要部拡大図である。
ベルト１２は、中間転写モータ（モータ）１４によって駆動される。モータ１４と中間転写ベルト駆動ローラ（駆動ローラ）１６ａの間には、ギヤによる減速機構が設けられており、モータ軸速度をギヤ比の分だけ減速した速度で駆動ローラ１６ａに伝達される。
ベルト１２は、中間転写ベルト駆動ローラ軸（以下、単に駆動ローラ軸という）１５ａに設けられたエンコーダ１５やベルトスケール検出センサ（以下、単にベルトスケールセンサという）１３の検出値に基づき、ベルト表面が目標の速度でかつ一定の速度になるように速度制御される。なお、図中１６ｂは従動ローラ、１６ｃはテンションローラである。

図３は、図１の画像形成装置に搭載するベルト搬送装置のベルト駆動制御部１７とメイン制御部２３を概略的に示すブロック図である。
ベルト駆動制御部１７は、モータ１４を駆動するドライバ１８、メモリ（記憶部又は中間転写スケールＦＢ（フィードバック）メモリともいう）２２及びＣＰＵ（Central Processing Unit）１９を有する。ＣＰＵ１９は、制御コントローラ２０及び速度偏差率演算部２１を備え、ベルト駆動制御部１７を構成する各部を制御する。メモリ２２は、速度偏差率演算部２１が算出する速度偏差率などの後述する制御値を記憶する。

メイン制御部２３からのスタート信号、回転方向指示信号、線速（ベルト表面速度）指示信号などがベルト駆動制御部１７のＣＰＵ１９に送られると、ベルト駆動制御部１７はドライバ１８によってモータ１４を駆動する。
制御コントローラ２０は、駆動ローラ軸１５ａのエンコーダ１５及びベルトスケールセンサ１３の速度信号を基に、モータ１４の速度を演算し、演算結果に応じた出力をドライバ１８に送出する。即ち、制御コントローラ２０は、フィードバック制御によってベルト表面速度が目標の速度でかつ一定になるように制御する。
なお、２４は温度検出手段の一例であるサーミスタであり、ベルト周辺もしくはベルト駆動ローラ周辺の温度を計測する。

次に、本発明の実施形態に係るベルト搬送装置におけるベルト表面速度制御を行う構成等について説明するが、それに先立ち、まずその前提技術となるベルト表面速度制御を行うための制御コントローラ２０及びその周辺の構成について説明する。
図４は、本発明の前提技術となる制御コントローラ２０及びその周辺の構成を示すブロック図である。
制御コントローラ２０は、処理の流れに沿って、第１算出部２０１、積分器１／Ｓ２０２、位置コントローラ２０３、メジャーループ出力を０側に切替える切替部２０４、第２算出部２０５、速度コントローラ２０６、及びＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変換部２０７を備える。
ここで、メジャーループは、ベルトスケールセンサ１３の検出結果をフィードバックするループであり、マイナーループは、エンコーダ１５の検出結果をフィードバックするループである。

第１算出部２０１は、メイン制御部２３またはＣＰＵ１９からのベルト１２の表面の目標速度（第１目標速度）とベルトの表面速度を検出するセンサの一例であるベルトスケールセンサ１３の検出結果（ベルトスケール速度）から、目標速度に対する速度偏差（第１偏差）を算出し、算出した速度偏差を積分器１／Ｓ２０２に出力する。積分器１／Ｓ２０２は、第１算出部２０１の算出結果を積分して位置偏差を算出（変換）する。次に、積分器１／Ｓ２０２で算出された位置偏差を位置コントローラ２０３に入力する。

位置コントローラ２０３の出力（速度補正値）は、メジャーループ出力（信号）の切替部２０４を介して、第２算出部２０５に送られる。
第２算出部２０５は、位置コントローラ２０３の出力（速度補正値；データＡ）と、第１目標速度を加算する。ここで加算した値が駆動ローラ１６ａの目標速度（第２目標速度）となる。次に、この目標速度とエンコーダ１５の検出結果（エンコーダが検出した駆動ローラ軸１５ａの回転速度を駆動ローラ１６ａの表面速度に換算した速度）から求められる速度偏差（第２偏差＝駆動ローラ１６ａの目標速度（第１目標速度＋速度補正値））−エンコーダ検出速度）を速度コントローラ２０６に入力する。

速度コントローラ２０６は、第２算出部２０５から受入れた第２偏差に応じて、駆動ローラ１６ａの表面速度（したがってそのベルト１２の表面速度）を目標速度に近づけるように、モータ１４に対する制御出力電圧を変更する制御を行う。つまり、速度コントローラ２０６で得られた出力がモータ１４への制御出力電圧指示値となる。次に、得られた電圧指示値をＰＷＭ変換部２０７でＰＷＭ出力（パルス）に変換してドライバ１８に出力しモータ１４を駆動する。
ここで、速度コントローラ２０６及びＰＷＭ変換部２０７を含む制御コントローラ２０は、本発明の制御部に対応する。

なお、切替部２０４は、メイン制御部２３又はＣＰＵ１９からの入力信号により接点ＸとＹを切替え、ベルトスケール速度とエンコーダ速度の両方を用いたベルトスケールＦＢ（フィードバック）制御（メジャーループ制御ともいう）とエンコーダ速度のみを用いた代替速度制御（マイナーループ制御という）の切替を行う。切替部２０４を接点Ｙに切替えるのは、既に述べたように、例えば、感光ドラムを５つ搭載し、かつ一番上流（ベルト搬送方向の上流）の感光ドラムのみベルト１２と当接するモードがある装置（機械）において、機内のレイアウトの都合上、このモードにおいてはベルトの表面速度を検出するセンサ（ベルトスケールセンサ）が使用できない、或いは使用しないとの理由（ここでは、これらを総称して所定の条件という）で、ベルトスケールセンサ、エンコーダ１５の検出速度にのみに基づきモータ１４（したがってベルト１２）の速度制御を行う場合である。

また、位置コントローラ２０３及び速度コントローラ２０６は、モータ１４の入力電圧を入力とし、エンコーダ信号、ベルトスケール信号を出力とした周波数応答結果を基に設計される一般的な制御コントローラである。また、エンコーダ検出速度のみによる制御（代替制御）でもベルト表面速度の精度がある程度保たれるのであれば、ベルトスケールセンサ１３に異常が発生した時、或いはベルトスケールセンサ１３を使用しない制御を行うために、メジャーループ出力の切替部２０４を接点Ｙ側に切替え、位置コントローラ２０２からの出力（速度補正値）を使用せずに駆動ローラ１６ａの表面速度の速度制御、したがってベルト表面速度の制御を行うことでもよい。

ところで、既に述べたとおり、ベルト表面速度の検出結果を使用しない場合、つまり駆動軸エンコーダのみでベルト表面速度の制御を行うと、一般的にはその影響が出る。
ベルト表面速度検出を実施しなかった場合の影響として、例えば、温度変化による駆動ローラ１６ａの膨張の影響等で、駆動ローラ１６ａの表面速度が通常（本来制御したい速度）より速くなってしまうことが考えられる。即ち、駆動ローラ１６ａの回転速度は、Ｖ＝ｒω（但し、Ｖ：表面速度、ｒ：駆動ローラ１６ａの半径、ω：角速度）で表されるが、例えばｒが温度変化すると、角速度ωが一定であってもその回転速度Ｖが変化する。つまり、エンコーダ１５で角速度を検出してその値を一定に保つ制御を行っても、駆動ローラ１６ａの表面速度は一定に維持できない。

図５は、ベルト表面速度検出をしなかった場合、つまりエンコーダ制御のみの場合の影響について例示した図である。
図５Ａ（１）は、通常温度（例えば所定の室温）の場合の画像形成装置の中間転写部付近について図１から抜き出した図、図５Ａ（２）は、通常温度よりも高温の場合の同様の図であり、図５Ｂは、その場合における温度差を、縦軸にベルト表面速度、横軸に時間をとって示した図である。
図５Ｂに示すように、駆動ローラ１６ａの膨張時には、ベルト表面速度は通常におけるよりも高くなる。
なお、駆動ローラ径の公差によるばらつきによっても、温度変化とは無関係に同様の現象が発生する。

次に、以上の問題を解決すべくなされた本発明の実施形態について説明する。
図６Ａ、６Ｂは、本発明の実施形態に係る制御コントローラ２０とその周辺部を表したブロック図であり、図６Ａは、メジャーループとマイナーループの両方を使うベルトスケールＦＢ（フィードバック）制御モードを示す。図６Ｂは、エンコーダ１５のみを使用する代替制御（ここでは、マイナーループのみを使用する制御）モードを示す。
ここで、図６Ａ、６Ｂと図４のブロック図を対比すると、図６Ａ、６Ｂのブロック図には、図４のブロック図に対して、速度偏差率演算部２１とメモリ２２及び目標速度をＫ（Ｋ＝１又はＫ＝ａ）倍する目標速度補正部２８が付加されており、その他は同じである。したがって、図６Ａ、６Ｂと図４の各ブロック図で共通の部分には同じ番号を付して、図４の説明を援用しここでは説明を省略する。
なお、速度偏差率演算部２１での演算は、次の通りである。
ａ＝駆動ローラ回転速度（ここでは表面速度をいう、同じ）（v_enc）の平均値／ベルト表面速度（v_belt）の平均値
即ち、ａはベルト表面速度の平均値と駆動ローラ回転速度平均値の比率である。

次に、図６Ａに示すベルトスケールＦＤ制御モードにおける制御コントローラ２０の動作について説明する。
目標速度補正部２８は、目標速度（第１目標速度）をＫ倍して切替部２０４に入力する。ここで、ベルトスケールＦＢ制御モードにおいてはＫ＝１であるので、目標速度はそのまま第２算出部２０５に入力される。
即ち、図４について説明したと同様に、第１算出部２０１は、メイン制御部２３またはＣＰＵ１９からのベルト１２の表面の目標速度とベルトスケールセンサ１３の検出結果（ベルト表面速度）から、目標速度に対する速度偏差（第１偏差）を算出し、算出した速度偏差を積分器１／Ｓ２０２に出力する。積分器１／Ｓ２０２は、第１算出部２０１の算出結果を積分して位置偏差を算出（変換）する。次に、積分器１／Ｓ２０２で算出された位置偏差を位置コントローラ２０３に入力する。

位置コントローラ２０３の出力（速度補正値）は、メジャーループ出力（信号）の切替部２０４を介して、第２算出部２０５に送られる。
他方、目標速度補正部２０８は、目標速度を補正率Ｋで補正し（但し、この場合、Ｋ＝１であるので、目標速度は変わらない）、切替部２０４を介して第２算出部２０５に送る。第２算出部２０５は、位置コントローラ２０３の出力（速度補正値）と目標速度を加算する。ここで加算した値が駆動ローラ１６ａの目標速度（第２目標速度）となる。次に、この第２目標速度とエンコーダ１５の検出結果（エンコーダ１５が検出した駆動ローラ軸１５ａの回転速度を駆動ローラ１６ａの回転速度（表面速度）に換算した速度）から求められる速度偏差（第２偏差＝（目標速度＋速度補正値）−エンコーダ検出速度）を速度コントローラ２０６に入力する。

速度コントローラ２０６は、第２算出部２０５から受入れた第２偏差に応じて、駆動ローラ１６ａの表面速度（したがってベルト１２の表面速度）を目標速度（第１目標速度）に近づけるように、モータ１４に対する制御出力電圧を変更する制御を行う。次に、得られた電圧指示値をＰＷＭ変換部２０７でＰＷＭ出力（パルス）に変換してドライバ１８に出力しモータ１４を駆動する。

次に、図６Ｂに示す代替制御モードにおける制御コントローラ２０の動作について説明する。
この代替モードにおいては、切替部２０４は接点Ｙ側に設定（切替）されている。したがって、位置コントローラ２０３の出力、つまりメインループの出力（速度補正値）は使用されない。
この場合は、速度補正値の代わりにメモリ２２中の前記比率ａが読み出され、補正率Ｋに比率ａを代入して目標速度の補正を行う。即ち、目標速度補正部２８は、目標速度の補正率Ｋに比率ａを代入して目標速度を補正する。補正した目標速度（目標速度×ａ）が第２算出部２０５に送られる。
第２算出部２０５は、補正した目標速度とエンコーダ１５の検出結果（エンコーダ検出速度）から速度偏差（＝補正した目標速度−エンコーダ検出速度）を求め、求めた速度偏差（第３偏差）をコントローラ２０６に入力する。

速度コントローラ２０６は、第２算出部２０５から受入れた第３偏差に基づき、既に説明したと同様に、モータ１４への制御出力電圧指示値を得る。次に、得られた電圧指示値をＰＷＭ変換部２０７でＰＷＭ出力（パルス）に変換してドライバ１８に出力しモータ１４を駆動する。

本実施形態は、以上で説明したように、通常制御時であるベルトスケール制御モード時においては、目標速度をそのまま使用する。また、通常制御時における一定期間の駆動ローラ回転速度（v_enc）の平均値とベルト表面速度（v_belt）の平均値の比率ａを速度偏差率演算部２１で演算し、メモリ２２に保存する。なお、必ずしも平均値に限定されず、所定期間における任意のタイミングにおける速度値でもよい。
次に、エンコーダ１５のみを使用する制御モード（代替制御モード）が選択されるときは、メジャーループ出力の切替部２０４は、通常時の接点Ｘから接点Ｙ側（メジャーループ出力値＝０）に切替えられる。また、補正率Ｋを比率ａに置き換えて、比率ａで補正した目標速度を用いる。

なお、制御コントローラ２０は、モータ１４の起動直後は、速度コントローラ２０６のみの制御（代替制御又はマイナループ制御）でモータ１４を回転させ、モータ１４の回転が安定してから、前記位置コントローラ２０３と前記速度コントローラ２０６を用いた制御（ベルトスケールＦＢ制御又はメジャーループ制御）を行う。前記速度偏差率演算部２１は、モータ１４の回転が安定してから前記位置コントローラ２０３と前記速度コントローラ２０６を用いたベルトスケールＦＢ制御（メジャーループ制御）における所定時間の速度データを用いて比率ａを算出する。又は、前記比率ａの算出は、前記位置コントローラ２０３と前記速度コントローラ２０６を用いた制御でベルトを駆動させている状態からモータを停止させる直前の所定の期間における速度データを用いてもよい。

図７は、本発明の実施形態に係る駆動ローラ回転速度（回転速度）v_encとベルト表面速度v_belt（の平均値）の比率ａの算出と保存処理の手順を示すフロー図である。本処理手順は、図３のＣＰＵ１９で実行される。
即ち、この処理に当たり、モータ１４が停止状態から起動状態に達したときは（Ｓ１０１、ｙｅｓ）、モータ起動後経過時間計測タイマ（以下、タイマ１という）を起動する（Ｓ１１６）。モータ１４がモータ起動から停止までの状態であれば（Ｓ１０２、ｙｅｓ）、タイマ１を停止し（Ｓ１１７）、速度データ取得タイマ（以下タイマ２という）も停止する（Ｓ１１８）。（i）モータ１４が起動中であり（Ｓ１０３、ｙｅｓ）、（ii）タイマ１が所定時間に達し（Ｓ１０４、ｙｅｓ）、（iii）制御モードがベルトスケールＦＢモードであれば（Ｓ１０５、ｙｅｓ）、タイマ２を起動する（Ｓ１０６）。次に、タイマ２のカウント値が一定時間Ｘを超えた（一定時間を経過）ときは（Ｓ１０７、ｙｅｓ）、速度データ（ベルト表面速度（v_belt）データと駆動ローラ回転速度（v_enc）データ）を取得する（Ｓ１０８）。

ステップＳ１０８で速度データを取得すると、タイマ２をクリアする（Ｓ１０９）。このように、一定時間Ｘ毎に速度データの取得を繰り返す。速度データ取得数が所定値Ｎ以上になれば（Ｓ１１０、ｙｅｓ）、Ｎ個の速度データの平均値を演算し（Ｓ１１１）、ベルト表面速度（v_belt）の平均値と駆動ローラ回転速度（v_enc）平均値の比率ａ（＝v_enc（の平均値）／v_belt（の平均値））を演算する（Ｓ１１２）。次に、演算した比率ａをメモリ２２に保存し（Ｓ１１２）、速度データ取得数及びタイマ１のカウント値をクリアして（Ｓ１１４、Ｓ１１５）、スタートに戻る。

ステップＳ１０３において、モータ１４が起動中でなければ（Ｓ１０３、ｎｏ）、モータ１４は動作していないのでスタートに戻る。
ステップＳ１０４において、タイマ１が所定時間に達していなければ（Ｓ１０４、ｎｏ）、達するまでタイマ１のカウントをアップする（Ｓ１１９）。
ステップＳ１０５でベルト搬送装置がベルトスケールＦＢ制御を行うモードでなければ（Ｓ１０５、ｎｏ）、速度データの取得は行わないのでスタートに戻る。

ステップＳ１０７において、タイマ２のカウント値Ｘ（一定時間に対応）に達するまでは（Ｓ１０７、ｎｏ）、タイマ２をカウントアップする（Ｓ１２０）。つまり、タイマのカウントが一定時間Ｘになるまで待つ。
ステップＳ１１０で、速度データ取得数が所定値Ｎ未満であれば（Ｓ１１０、ｎｏ）、速度データ取得数をカウントアップし（Ｓ１２１）、ステップＳ１０６に戻り再度速度データ取得する処理を、速度データ取得数が所定値Ｎになるまで繰り返す。

なお、以上の処理手順において、スタート時にメモリ２２に比率ａが既に保存された状態であれば、モータの起動時においては、この処理を代替制御でスタートし、タイマ１のカウント値で所定時間が計測されたとき自動的にベルトスケールＦＢ制御に移行する構成とすることができる。その場合にはステップＳ１０４は、このベルトスケールＦＢ制御に移行するステップに置き換わる。ここでの所定時間は、モータの回転が安定した状態になるに要する時間であり、ある程度の余裕を持たせた時間が設定される。これにより、モータの回転が安定した状態において代替制御からベルトスケールＦＢ制御への切替がなされる。
また、モータ１４の起動からの所定時間、タイマカウント値Ｘやデータ取得数の所定値Ｎは、ベルト駆動装置の状態に応じて任意に設定可能とする。

図８は、本発明の実施形態に係るベルト搬送装置における、起動時のモード選択処理手順を示すフロー図である。本処理手順も図３のＣＰＵ１９で実行される。
本実施形態のベルト搬送装置においては、（i）モータ１４が起動中であり（Ｓ２０１、ｙｅｓ）、かつ（ii）ベルト搬送装置がベルトスケールセンサ１３を用いたベルトスケールＦＢ制御を行うモードであれば（Ｓ２０２、ｙｅｓ）、図６Ａに示すようにメジャーループ出力の切替部２０４を通常時の接点Ｘ側に設定（切替）する。これにより、駆動ローラ１６ａの表面速度制御（したがって、ベルト１２の表面速度制御）において、フィードバック値である位置コントローラ２０３の出力（速度補正値）を使用して（Ｓ２０３）、この処理を終了する。

ステップＳ２０２でベルトスケールＦＢ制御でなければ（Ｓ２０２、ｎｏ）、切替部２０４を接点Ｙ側に設定（切替）して、メモリ２２に格納されているベルト表面速度の平均値と駆動ローラ回転速度平均値の比率ａをマイナーループ出力として使用して（Ｓ２０４）、この処理を終了する。
比率ａは、通常時におけるベルトスケール速度と駆動ローラ回転速度を反映しているため、従来のエンコーダ検出速度のみにより制御する場合に発生する駆動ローラの膨張等による表面速度の変動を抑制することができる。

なお、以上で説明した処理手順では、速度データ取得は、モータ１４が起動してから一定時間経過後に実行するものとしたが、これをモータ１４の起動からその停止までの所定期間（その期間を、ここではモータ停止直前という）で実行するようにしてもよい。その場合は、タイマ２の起動タイミングをタイマ１のカウント値に基づき前記所定期間に合わせて変更する。他の処理手順は、図７に示すものととくに変らない。

以上説明したように、本実施形態に係るベルト搬送装置においては、速度データの取得数が一定数のＮに達したときに、速度偏差率演算部２１で駆動ローラ回転速度とベルト表面速度のそれぞれＮ個のデータの速度偏差率を演算し、ベルト表面速度の速度偏差率と駆動ローラ回転速度の速度偏差率の比率ａを演算する。そして、比率ａの演算結果をメモリ２２の比率ａ保存領域に保存する。その後、再びＮ個の速度データ取得を行い、平均値の演算結果をメモリ２２の比率ａ保存領域への上書きする処理を繰り返す。

なお、以上の説明では、前記比率ａをベルト周辺もしくはベルト駆動ローラ周辺の温度に関わりなく算出してメモリ２２に保存するものとして説明を行った。しかし、速度（駆動ローラ回転速度v_encとベルト表面速度v_belt）の検出時におけるサーミスタ２４の検出結果に応じて、前記比率ａをメモリ２２の保存領域に区分して保存しておくこともできる。その場合は、メイン制御部２３又はＣＰＵ１９からの制御モードを指示する入力信号により、エンコーダ１５の検出速度のみによる制御を行う指示があったとき（代替制御、即ちメジャーループ出力を０に切替える指示があった場合）は、温度に応じて前記比率ａを切替えて使用する。これにより、代替制御において、一層精度よくベルト搬送速度を制御することができる。

また、図８のＳ２０４において、メモリから読み出すのでなく、温度と比率ａとの関係式を予め作成しておき、エンコーダ１５の検出速度のみによる制御を行う指示があった場合に、温度に応じて、比率ａを算出して使用してもよい。さらに、温度と比率ａとの関係式でなく、温度の変化量と比率ａの補正値との関係式を設定しても良い。この場合、比率ａを取得したときの温度と、サーミスタ２４の取得結果から得られる温度との差に応じて比率ａを補正して、補正した値を算出値としてＳ２０４で使用してもよい。このように関係式で記憶することにより、比率ａを細かく切り替えることが出来る。このため一層精度よくベルト搬送速度を制御することが出来る。

なお、画像形成装置は、図示しないＤＦＥ（Digital Front End）に専用線を介して通信可能に接続されていてもよい。ＤＦＥは、例えばラスターイメージプロセッサとしての機能を備え、ＰＣ（Personal Computer）から受信した画像に基づきラスターイメージを生成してもよい。画像形成装置に対してラスターイメージなどを送信してもよい。画像形成装置とＤＦＥは、ネットワークを介して接続されてもよい。さらに、画像形成装置がラスターイメージプロセッサとしての機能を備えラスターイメージデータの生成を行ってもよい。

メモリ、速度偏差率演算部は、個別に画像形成装置内に設けられていてもよい。メモリ、速度偏差率演算部は、画像形成装置がＤＦＥと接続されている場合は、ＤＦＥ内に設けられてもよく、一部をＤＦＥに、残りの部分は画像形成装置内に設けられていてもよい。この場合は、画像形成装置と共に画像形成システムを構成する。
また、制御コントローラを構成する構成部分は、ソフトウエアで構成されても、或いはハードウエアで構成されてもよい。

１・・・給紙部、２・・・中間転写部、３・・・感光体ユニット、４・・・現像ユニット、５・・・スキャナ部、６・・・画像書き込みユニット、７・・・定着部、９・・・２次転写ローラ，１０・・・対向ローラ、１１・・・搬送部、１２・・・中間転写ベルト、１３・・・ベルトスケール（検出）センサ、１４・・・モータ、１５・・・エンコーダ、１５ａ・・・駆動ローラ軸、１６ａ・・・駆動ローラ、１６ｂ・・・従動ローラ、１６ｃ・・・テンションローラ、１７・・・ベルト駆動制御部、１８・・・ドライバ、１９・・・ＣＰＵ、２０・・・制御コントローラ、２１・・・速度偏差率演算部、２２・・・メモリ、２４・・・サーミスタ、２０１・・・第１算出部、２０２・・・積分器１／Ｓ、２０３・・・位置コントローラ、２０４・・・切替部、２０５・・・第２算出部、２０６・・・速度コントローラ、２０７・・・ＰＷＭ変換部、２０８・・・速度偏差率演算部。

特開２００４−２２０００６号公報 特開２００５−９２７６３号公報 特開２００９−２２２１１２号公報

Claims (7)

1. ベルトを駆動する駆動ローラと、
   前記ベルトの表面速度を検出する第１検出部と、
   前記駆動ローラの回転速度を検出する第２検出部と、
   前記ベルトの目標速度と前記第１検出部で検出したベルトの表面速度との第１偏差を算出する第１算出部と、
   前記第１算出部で算出された偏差に基づき速度補正値を算出する位置コントローラと、
   前記第１検出部で検出したベルトの表面速度と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との比率を算出する速度偏差率演算部と、
   前記比率を記憶する記憶部と、
   所定の条件に応じて、前記ベルトの目標速度及び前記位置コントローラで算出した速度補正値の加算値と、前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との第２偏差を算出するか、又は前記ベルトの目標速度を前記記憶部に記憶した比率で補正した値と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との第３偏差を算出する第２算出部と、
   前記第２又は第３偏差のいずれかに基づいて前記駆動ローラの回転速度を制御する制御部と、
   を有することを特徴とするベルト搬送装置。
2. 請求項１に記載されたベルト搬送装置において、
   前記速度偏差率演算部は、モータ起動から所定時間経過後における前記第１検出部で検出したベルトの表面速度と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度を用いて、前記比率を算出することを特徴とするベルト搬送装置。
3. 請求項１に記載されたベルト搬送装置において、
   前記速度偏差率演算部は、モータ停止直前における前記第１検出部で検出したベルトの表面速度と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度を用いて、前記比率を算出することを特徴とするベルト搬送装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたベルト搬送装置において、
   前記制御部は、モータ起動後所定時間は前記第３偏差に基づいて前記駆動ローラの回転速度を制御し、モータ起動から所定時間経過後は前記第２偏差に基づいて前記駆動ローラの回転速度を制御することを特徴とするベルト搬送装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたベルト搬送装置において、
   ベルト周辺若しくはベルト駆動ローラ周辺の温度を検出する温度検出手段を有し、
   前記第１検出部で検出したベルトの表面速度と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との比率を、前記記憶部における前記温度検出手段の検出結果に応じた保存領域に保存し、
   制御モードを指示する入力信号により、前記第３偏差に基づいて前記駆動ローラの回転速度を制御する制御モードが指示されたとき、現在温度に応じた前記保存領域に保存された前記比率に基づき前記駆動ローラの回転速度を制御することを特徴とするベルト搬送装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載されたベルト搬送装置を有し、
   前記ベルトは、トナー像、潜像又はシート状媒体の少なくともいずれかを搬送することを特徴とする画像形成装置。
7. 画像形成装置、記憶部、及び速度偏差率演算部を備える画像形成システムであって、
   前記画像形成装置は、
   ベルトを駆動する駆動ローラと、
   前記ベルトの表面速度を検出する第１検出部と、
   前記駆動ローラの回転速度を検出する第２検出部と、
   前記ベルトの目標速度と前記第１検出部で検出したベルトの表面速度との第１偏差を算出する第１算出部と、
   前記第１算出部で算出された偏差に基づき速度補正値を算出する位置コントローラと、
   所定の条件に応じて、前記ベルトの目標速度及び前記位置コントローラで算出した速度補正値の加算値と、前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との第２偏差を算出するか、又は前記ベルトの目標速度を前記記憶部に記憶した比率で補正した値と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との第３偏差を算出する第２算出部と、
   前記第２又は第３偏差のいずれかに基づいて前記駆動ローラの回転速度を制御する制御部と、
   を有し、
   前記速度偏差率演算部は、前記第１検出部で検出したベルトの表面速度と前記第２検出部で検出した駆動ローラの回転速度との比率を算出し、
   前記記憶部は、前記比率を記憶する、
   ことを特徴とする画像形成システム。