JP4576215B2 - ベルト速度制御装置、プログラム、画像形成装置及びベルト速度制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛をセンサが検知した出力を制御手段が入力し、その制御手段が上記出力に基づいてベルトを等速移動させるフィードバック制御を行うベルト速度制御装置、プログラム、画像形成装置及びベルト速度制御方法に関する。

従来、例えば画像形成装置の中間転写ベルトの移動を制御するベルト速度制御装置は、中間転写ベルト上に周方向に沿って多数の目盛を間隔を置いて形成したシール状のスケールシールをベルト表面の側端付近に貼り付け、そのスケールシール上の各目盛を１つのセンサ（反射型フォトセンサ）により検知して出力パルスを得て、その検知結果からベルトの速度を検出して、その結果に基づいて中間転写ベルトを移動させるベルト駆動モータをフィードバック制御し、それにより中間転写ベルトが理想的な速度（等速）で移動するようにしている。

その結果、図８及び図９にそれぞれ示すように複数の感光体９１Ｙ，９１Ｃ，９１Ｍ，９１Ｋを有するタンデム型のカラー画像形成装置であっても、シート搬送ベルトや中間転写ベルトの速度変動を防止することができるので、色ずれを極力抑えることができている。
しかしなから、上述したようなシール状のスケールシールを中間転写ベルト上に周方向に沿って一周に亘って貼り付けた場合、どうしてもそのスケールシールの先端と後端の間には継ぎ目ができる。そして、その継ぎ目箇所を検知したセンサの検知パルスは、図１０に示すように継ぎ目以外の場所における検知パルス（図１１の等速時のパルス参照）に比べて、図示のようにパルス間隔が広くなってしまう。

この場合、その検知パルスを使用してフィードバック制御を行うと、パルス間隔が広くなった部分では、ベルト速度が遅くなったわけではないにもかかわらず制御系はベルト速度が遅くなったと判断して、ベルト速度を速めるようにフィードバック制御をしてしまうようになる。
そこで、従来のベルト速度制御装置には、センサがスケールシールの継ぎ目を検知すると、その継ぎ目をセンサが検知している間はセンサからの検知パルスを使用せずに予めＲＡＭ等に記憶させているダミーパルスによりベルト速度を制御するようにしているものがある。

このダミーパルスは、ベルトが理想的な移動速度で回動している際にセンサがベルト上のスケールシールの各目盛を検知して出力するパルスの平均値と同じ間隔のパルスで形成されている。したがって、このダミーパルスをベルトの継ぎ目部分の制御に補間することにより、ベルトを理想的な速度で移動させることができる。
このように、ベルトの継ぎ目部分をダミーパルスで制御する場合には、目盛を検知するセンサからの信号により継ぎ目であることを判断してからダミーパルスで補間する処理を行うため、その継ぎ目であることをいち早く検知することが重要となる。

それは、センサからの信号により継ぎ目であることを検知しているため、その判断が遅れるとダミーパルスの補間を行ったとしても、その遅れた分の間はセンサからの検知パルスを使用して行う通常のフィードバック制御を行ってしまうため、正確なベルト速度の制御ができなくなるからである。
ところが、一般的にこのようなスケールを検知するセンサは、ベルトの継ぎ目の開始端部がセンサの位置を通過した瞬間に、その継ぎ目の開始を検知することは困難である。それは、センサがスケールの目盛を検知して出力するアナログ電圧出力の特性が図１２に示すようになるからである。

図１２において、センサが目盛を検知しているときの出力電圧値はαの値を示すが、継ぎ目箇所にさしかかると図示のように徐々に電圧が下がっていくようになる。そして、出力電圧が所定値βを下回ると、そのセンサからの信号を入力している制御系は、ここではじめて継ぎ目であることを認識し、ダミーパルスを補間するベルト速度制御に切り換える。
したがって、図１２のｘの間では継ぎ目の部分をセンサが実際に通過しているにもかかわらず、ダミーパルスで補間する制御は行われない。そのため、正確なベルト速度の制御が行われないため、ベルト速度に変動が生じ、それによりカラー画像に色ずれを発生させていた。

そこで、従来のベルト速度制御装置には、中間転写ベルトの移動方向に２つのセンサを設けて、ベルト移動方向上流側に位置する第１のセンサが継ぎ目を検知したら、下流側の第２のセンサにベルト速度制御に使用するセンサを移管するようにしたものがある。
しかしながら、このベルト速度制御装置の場合には、第１のセンサが継ぎ目を検知してから制御に使用するセンサを第２のセンサに移管する構成であるため、継ぎ目の検知は前述した場合と同様に第１のセンサの位置を継ぎ目の開始端部が過ぎてから若干遅れたタイミング（図１２のｘと同じ）で継ぎ目を検知するようになるので、やはり上述した問題点を解決することはできなかった。

そこで、従来のベルト速度制御装置には、例えば特許文献１に記載されているように、無端状ベルトの表面に、周方向に沿って複数のタイミングマーク（目盛）を有するリニアスケール（スケールシール）を形成し、そのリニアスケールをそれぞれ検知可能に３つのセンサをベルトの周方向に互いに間隔を置いて配置し、その３つのセンサのうち２つでリニアスケールを同時に検知可能な状態ができるようにし、その２つのセンサでリニアスケールを検知する状態のときには、それら各センサの信号を入力するリニアエンコーダは２つのセンサのパルス信号のタイミング合わせを行い、そのリニアエンコーダが出力する信号を基にしてコントローラがベルトの速度を制御するようにしたものがある。

また、この特許文献１には、リニアスケールを無端ベルトの幅方向に２列に配置すると共に、その各端部が互いにオーバーラップするようにベルトの周方向に位置をずらしてそれぞれ配置し、その２列に配置した各リニアスケールを検知可能に２つのセンサをベルトの幅方向に並べて配置するようにしたベルト速度制御装置も記載されている（第２実施形態に記載あり）。
特開２００４−６９９３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているベルト速度制御装置は、２つのセンサで同時にリニアスケールを検知する状態のときには、その２つのセンサのパルス信号の出力タイミングを合わせる必要があるので、そのためには複雑なソフトウェアによる制御が必要になるという問題点があった。
また、特許文献１に記載されているリニアスケールとそれを検知するセンサを共に無端ベルトの幅方向に２列に設けるものでは、リニアスケールを無端ベルトの幅方向に２列設けることになるため、その分だけ無端ベルトの幅が広くなってしまう。また、その２列設けるリニアスケールは、それらを互いに高い精度で平行に配置するのが難しいという問題点もあった。

この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトの継ぎ目の開始端部がセンサの位置を通過するタイミングから遅れてその継ぎ目を検知しても、ベルトを等速移動させて走行速度に変動が生じないようにすることを目的とする。
また、センサからの信号を基にして行うベルトの等速移動のソフトウエアを複雑にせずに、ベルトの速度を正確に制御できるようにすることも目的とする。

この発明によるベルト速度制御装置は上記の目的を達成するため、ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛を検知する第１のセンサと、その第１のセンサに対してベルトの移動方向上流側に設けられ、上記目盛を検知する第２のセンサと、上記第１のセンサ又は第２のセンサの出力と、所定の基準値との差分に基づいて、上記ベルトを移動させるフィードバック制御を行う制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記第２のセンサが上記継ぎ目の開始端部を検知してから、上記第１のセンサと第２のセンサとの間の距離に基づいて計算された上記継ぎ目が上記第１のセンサに到達する直前まで移動するタイミングで、上記フィードバック制御を上記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から上記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えることを特徴とする。

上記制御手段は、上記第２のセンサがベルトの継ぎ目の開始端部を検知してから、上記ベルトが上記第１のセンサと第２のセンサ間との間の距離に上記継ぎ目の幅を加えた距離を移動するまでの時間よりも長い時間の後に、上記第２のセンサの出力に基づく速度の制御から上記第１のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えるようにするとよい。
また、上記制御手段は、上記ベルトを駆動する駆動源の立ち上がり時間内は、上記継ぎ目が上記第１のセンサと第２のセンサの間に位置しないように上記ベルトを停止させる制御も行うようにするとよい。
上記いずれかのベルト速度制御装置を備えた画像形成装置も提供する。

さらに、この発明によるプログラムは、コンピュータにベルトを等速移動させフィードバック制御を実行させるためのプログラムであって、
上記コンピュータを、
ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛を検知する第１のセンサの出力を入力する手段と、
上記第１のセンサに対して上記ベルトの移動方向上流側に設けられ、上記目盛を検知する第２のセンサの出力を入力する手段と、、
上記第１のセンサ又は第２のセンサの出力と、所定の基準値との差分に基づいて、上記ベルトを移動させるフィードバック制御を行う制御手段として機能させ、
上記制御手段は、上記第２のセンサが上記継ぎ目の開始端部を検知してから、上記第１のセンサと第２のセンサとの間の距離に基づいて計算された上記継ぎ目が上記第１のセンサに到達する直前まで移動するタイミングで、上記フィードバック制御を上記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から上記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換える機能を有する。
また、この発明によるベルト速度制御方法は、ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛を、第１のセンサと、該第１のセンサに対して上記ベルトの移動方向上流側に設けられた第２のセンサとでそれぞれ検知し、その各出力が制御手段へ入力されて、その制御手段が上記第１のセンサ又は前記第２のセンサの出力と、所定の基準値との差分に基づいて上記ベルトを等速移動させるフィードバック制御を行うベルト速度制御方法であって、
上記第２のセンサが上記継ぎ目の開始端部を検知してから、上記第１のセンサと第２のセンサとの間の距離に基づいて計算された上記継目が上記第１のセンサに到達する直前まで移動するタイミングで、上記フィードバック制御を上記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から上記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えることを特徴とする。

この発明によれば、センサを第１のセンサと第２のセンサとで構成するため、ベルトの継ぎ目の開始端部がセンサの位置を通過するタイミングから遅れてその継ぎ目を検知しても、ベルトの継ぎ目の終了端部が第２のセンサの検知位置を通過してから第１のセンサが上記継ぎ目を検知する前までの間のタイミングで、フィードバック制御を上記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から上記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えるので、ベルトを正確に等速移動させて走行速度に変動が生じないようにすることができる。
また、センサからの信号を基にして行うベルトの等速移動のソフトウエアを複雑にせずにベルトの速度を正確に制御することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施例である画像形成装置のベルト速度制御装置を示す概略図、図２は同じくその画像形成装置の一例を示す全体構成図、図３は図１のベルト速度制御装置の中間転写ベルト上に設けた目盛とそれを検知する２つのセンサを示す平面図である。
図２にカラー画像形成装置の一例として示したカラー複写機は、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の４つのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０と呼ぶ）と、その各感光体４０に形成された画像がそれぞれローラ状の１次転写装置６２が設けられた各１次転写位置で転写される中間転写ベルト１０とを備えたタンデム型の画像形成装置である。

そして、この画像形成装置のベルト速度制御装置は、図３に示すように中間転写ベルト１０の周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目１１を有する多数の目盛５ａからなるスケール５（図１には一部のみ簡略化して図示している）を全周に亘って例えば貼着により設けている。
そして、そのスケール５の目盛５ａを、詳しい説明は後述するセンサ６Ａ,６Ｂが検知して出力した出力値を制御手段である図１に示した制御装置７０が入力し、その制御装置７０が上記出力値を基に中間転写ベルト１０を等速移動させるフィードバック制御を行う。
そのフィードバック制御は、スケール５の目盛５ａをセンサ６Ａ，６Ｂで読み取ることにより中間転写ベルト１０の実際の速度を検知し、その実際の速度に応じて中間転写ベルト１０の速度（以下、単にベルト速度ともいう）を目標速度に補正制御するものである。

そのフィードバック制御に使用する２つのセンサ６Ａ，６Ｂは、センサ６Ａが第１のセンサであり、その第１のセンサに対して中間転写ベルト１０の移動方向上流側に第２のセンサとなるセンサ６Ｂを設けている。
また、このベルト速度制御装置は、中間転写ベルト１０の図３に明示する継ぎ目１１の終了端部１１ｂがセンサ（第２のセンサ）６Ｂの検知位置を通過してからセンサ（第１のセンサ）６Ａが継ぎ目１１を検知する前までの間のタイミングで、フィードバック制御に使用するセンサをセンサ６Ａからセンサ６Ｂに切換えるセンサ切換手段（この実施例では制御装置７０内に設けられている）を設けている。

図２に示したカラー画像形成装置は、給紙テーブル２上に複写機本体１を載置している。その複写機本体１の上にはスキャナ３を取り付けると共に、その上に原稿自動給送装置（ＡＤＦ）４を取り付けている。
複写機本体１内には、その略中央に無端ベルト状の中間転写ベルト１０を有する転写装置２０を設けており、中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と２つの従動ローラ１５，１６の間に張架されて図２で時計回り方向に回動するようになっている。また、この中間転写ベルト１０は、従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。

その中間転写ベルト１０の駆動ローラ９と従動ローラ１５の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、上述した４個の各感光体４０を、それぞれ図２で反時計回り方向に回転可能に設けている。そして、その各感光体上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０上に直接重ね合わせ状態に順次転写されていくようになっている。
そのドラム状の各感光体４０の回りには、帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４をそれぞれ設けている。そして、その感光体の上方に、露光装置２１を設けている。

一方、中間転写ベルト１０の下側には、その中間転写ベルト１０上の画像を記録材であるシートＰに転写する転写部となる２次転写装置２２を設けている。その２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に押し当たるようになっている。この２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間に送り込まれるシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。

その２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上のトナー画像を定着する定着装置２５があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられている。
なお、２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へ搬送する機能も果たす。また、この２次転写装置２２は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。
その２次転写装置２２の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置２８を設けている。

このカラー複写機は、カラーのコピーをとるときは、原稿自動給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、原稿自動給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動給送装置４を閉じてそれを押える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動給送装置４に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス３２上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３２上にセットしたときは、直ちにスキャナ３が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行を開始する。そして、第１走行体３３の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第２走行体３４に向かうと共に、その光が第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射して、原稿の内容が読み取られる。

また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが回転を開始して、その各感光体上にイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の各単色画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体上に形成された各色の画像は、図２で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせ状態に順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。
一方、上述したスタートスイッチの押下により、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパーバンク４３の中の選択された１つの給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、それが分離ローラ４５により１枚に分離されて給紙路４６に搬送される。

そのシートＰは、搬送ローラ４７により複写機本体１内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止する。
また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、それが分離ローラ５２により１枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止状態になる。
そのレジストローラ４９は、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込む。そして、そのシートＰ上に２次転写装置２２でカラー画像が転写される。

その画像が転写されたシートＰは、搬送装置としての機能も有する２次転写装置２２により定着装置２５へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写画像が定着される。その後、そのシートＰは、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されてそこにスタックされる。
また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートＰを切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送し、そこで反転させて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出する。

図３に示したセンサ６Ａ，６Ｂは、中間転写ベルト１０の表面（内面であってもよい）に全周に亘って設けたスケール５（図４も参照）を読み取り可能なベルト幅方向の端部にそれぞれベルトの移動方向に距離Ｌｐを置いて配設されており、そのセンサ６Ａ，６Ｂがスケール５の目盛５ａを検知した情報から図５に示す制御装置７０が中間転写ベルト１０の実際の速度を検出し、その実際の速度に応じて中間転写ベルト１０の速度をベルト駆動モータ７を制御することにより、目標速度（基本速度）に補正する。
その制御装置７０は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路(Ｉ/Ｏ）とからなるマイクロコンピュータを備えている。

そして、この制御装置７０は、前述したベルト速度のフィードバック制御を可能にするため、センサ６Ａ，６Ｂや、ベルト駆動モータ７にそれぞれ接続されている。
さらに、この制御装置７０は、スキャナ３（図２）の読取りセンサ３６による読取結果に基づく光書込や、現像及び重ね合わせ中間転写などによって４色トナー像を形成せしめる制御が可能になるように、読取りセンサ３６や露光装置２１及び画像形成ユニット１８にも接続されている。また、その他の各種駆動系等の負荷類にも接続されている。

次に、中間転写ベルト１０の駆動系及びその中間転写ベルト１０のベルト速度検出系について説明する。
図１に示したように、ベルト駆動モータ７の回転力は、中間転写ベルト１０を回動可能に張架すると共にそのベルトを駆動する駆動ローラ９に伝達される。中間転写ベルト１０は、例えば弗素系樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリイミド樹脂等で形成するベルトであり、そのベルトの全層や、その一部を弾性部材で形成するようにした弾性ベルトを使用したりする。
ベルト駆動モータ７は、駆動ローラ９を回転させることにより中間転写ベルト１０を矢示Ｃ方向に回動させるが、その間の回転力の伝達は直接であってもよいし、間にギヤを介したものであってもよい。

中間転写ベルト１０の表面には、前述したようにスケール５を全周に亘って形成しているが（図示の都合上継ぎ目１１付近の一部のみ図示）、そのスケール５のベルト幅方向の位置は感光体の端部に対応する位置にし、それを非画像形成領域に位置させている。
センサ６Ａ，６Ｂは同様なセンサであり、その一例を図４に示したように、例えば一対の発光素子６ａと受光素子６ｂを備えたそれぞれ反射型光学センサであり、発光素子６ａからスケール５に向けて照射した光の反射光を受光素子６ｂで受光し、その際にスケール５の目盛５ａと目盛以外の部分５ｂとで異なる反射光量を検出する。
すなわち、センサ６Ａ，６Ｂはスケール５の目盛５ａとそれ以外の目盛以外の部分５ｂとで異なる反射率の違いにより、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の信号を出力する。

ここで、例えばセンサ６Ａ，６Ｂのタイプが、受光素子６ｂが光を受光するとＨｉｇｈ信号を出力するタイプのものだとすると、スケール５の目盛５ａの反射率が目盛以外の部分５ｂよりも高くなるように形成されていれば、センサ６Ａ，６Ｂから出力される信号は図４のｔの範囲が、目盛５ａがセンサ６Ａ，６Ｂを通過している間の出力となる。したがって、中間転写ベルト１０が回動するに伴い、センサ６Ａ，６Ｂの検出範囲を通過する目盛５ａの有無により、センサ６Ａ，６Ｂの出力がＨｉｇｈ、Ｌｏｗを図示のようにそれぞれ繰り返す。

したがって、その信号がＬｏｗからＨｉｇｈに変化した時点から次のＬｏｗからＨｉｇｈに変化するまでの時間Ｔを求めることにより、中間転写ベルト１０の表面の移動速度（ベルト速度）を検出することができる。
なお、これはあくまで中間転写ベルト１０のベルト速度を検出する方法の一例であり、中間転写ベルト１０に形成したスケールを検知することによりそのベルトの移動速度を検出することができるものであれば、そこに使用するセンサやスケールの種類はいずれのものであってもよいし、その検出方法もいずれの検出方法を用いてもよい。

次に、制御装置７０が行うベルト速度のフィードバック基本制御について、図６を参照して説明する。
図５に示した制御装置７０は、図６に示すルーチンを実施することによりベルト速度のフィードバック基本制御を行う。すなわち、制御装置７０は、図６のルーチンがスタートすると、まず最初に図３に示したセンサ６Ａ又は６Ｂ(その選択使用についての説明は後述する)から入力した出力電圧値に基づいて、目盛検知ピッチＰｒを演算する。この演算は、前述したＨｉｇｈ電圧（図４）の立ち上がり部、あるいはＬｏｗ電圧の立ち下がり部の発生間隔をカウントすることによって行う。

次のステップでは、その演算により求めた目盛検知ピッチＰｒがピッチ基準値Ｐｂ（この例では図４のＴ）と同じであるか否かを判断する。そこで、Ｐｒ＝Ｐｂであれば（ＹＥＳの判断）、ベルト速度変動は生じていないので、メインルーチンにリターンするが、Ｐｒ＝Ｐｂでなければベルト速度変動が生じているので、ベルト速度を設計基準速度（目標速度）に戻すべく、「Ｐｒ−Ｐｂ」の解に応じた比率でベルト駆動モータ７の回転速度を増減する。
このように、このカラー画像形成装置では、目盛検知ピッチＰｒとピッチ基準値Ｐｂとの比較結果をベルト駆動モータ７の駆動制御にフィードバックさせることにより、ベルト速度の変動を抑えるようにしている。

なお、「Ｐｒ−Ｐｂ」の解がプラスの値になったときには、その値に応じた比率でベルト駆動モータ７の回転速度を速めることで、ベルト速度を設計基準速度にする。逆に、「Ｐｒ−Ｐｂ」の解がマイナスの値になったときには、その値に応じた比率でベルト駆動モータ７の回転速度を遅めることでベルト速度を設計基準速度にする。
そして、この中間転写ベルト１０の駆動を制御するフィードバック制御は、全て制御装置７０が行い、それにより、中間転写ベルト１０の速度変動を抑えて、それに起因するカラー画像形成時における各色のトナー像の重ね合わせズレを抑えることができる。

ところで、図３に示したように、帯状に長いスケール５を中間転写ベルト１０の表面に周方向に沿って貼り付けた場合には、中間転写ベルト１０は周長に偏差があったりするため、スケール５の長さを正確に作ったとしても、そのスケール５の一方の端部（開始端部１１ａに一致）と他方の端部（終了端部１１ｂに一致）との間に形成される継ぎ目１１には、図示のように隙間Ｓができたりする。
このように、スケール５の継ぎ目１１に隙間ができると、スケール５内で最も継ぎ目１１の開始端部１１ａ側に位置する高反射率部となる目盛５ａ′と、最も継ぎ目１１の終了端部１１ｂ側に位置する高反射率部となる目盛５ａ″との間隔が、継ぎ目１１以外の部分での間隔よりも大きくなってしまう。

したがって、この継ぎ目１１を跨ぐ部分では、図４で説明したＨｉｇｈ電圧の立ち上がり部や、Ｌｏｗ電圧の立ち下がり部の発生タイミングが、その継ぎ目１１の隙間Ｓの影響分だけ遅れるようになる。
その結果、本来であればベルト周方向の高反射率部となる目盛５ａの長さＬ１と、これに隣設する低反射率部となる目盛以外の部分５ｂの部分の長さＬ２との合計長さＬ３に対応する目盛検知ピッチＰｒとなるべきところが、これよりも隙間Ｓの影響分だけ長い検知ピッチＰｒ′になってしまう。
そのため、目盛５ａ′と目盛５ａ″との間は、ベルト速度が変動していないにもかかわらず、目盛検知ピッチＰｒがＰｒ′に変動してしまう目盛ピッチ異常箇所となる。

このような継ぎ目１１による目盛ピッチ異常箇所は、制御装置７０がベルト速度低下と誤認して前述したフィードバック制御を行ってしまうと、ベルト速度を基準値よりも速めることになってしまうようになるので、中間転写ベルト１０上に転写される各色のトナー像の重ね合わせ位置がずれたり、色の濃淡が発生したりして異常画像となる。
そこで、この実施例によるカラー画像形成装置では、前述したように２つのセンサ６Ａ，６Ｂを設けて、継ぎ目１１の終了端部１１ｂがセンサ６Ｂの検知位置を通過してからセンサ６Ａが継ぎ目１１を検知する前までの間のタイミングで、ベルト速度の制御に使用するセンサをセンサ６Ａからセンサ６Ｂに切換えることにより、継ぎ目１１の部分でもトナー像の重ね合わせ位置がずれたり、色の濃淡が発生したりしないようにして異常画像が発生しないようにしている。
なお、センサ６Ａとセンサ６Ｂの間隔は、設計上で機械的に決められた距離Ｌｐになっている。そして、このセンサ６Ａ，６Ｂは、図３に示したような単体ではなく、それを距離Ｌｐを保った状態で一体にしたものであってもよい。

次に、この２つのセンサを切換えるベルト速度制御方法を実行することにより行うベルト速度のフィードバック制御について図７を参照して説明する。
制御装置７０は、図７のベルト速度のフィードバック処理に関するプログラムがスタートすると、まず最初のステップ１でベルト速度のフィードバック処理に使用するセンサをセンサ６Ａとして、そのセンサ６Ａの出力値をフィードバック制御に使用する。そして、次のステップ２で、そのセンサ６Ａの出力値に基づいて図６で説明したベルト速度制御（ベルト速度のフィードバック基本制御）を行う。
次のステップ３では、センサ６Ｂが継ぎ目１１を検知したか否か、すなわち継ぎ目１１の終了端部１１ｂがセンサ６Ｂの検知位置を通過したか否かを判断し、まだ終了端部１１ｂがセンサ６Ｂの検知位置を通過していなければステップ１に戻って、そのステップ１以降の処理を繰り返し行い、終了端部１１ｂがセンサ６Ｂの検知位置を通過したことを検知すると、ステップ４に進む。

そのステップ４では、ベルト速度制御に使用するセンサを切り換える切換タイミングになっているか否かを判断する。その切換タイミングとは、継ぎ目１１の終了端部１１ｂがセンサ６Ｂの検知位置を通過してからセンサ６Ａが継ぎ目１１を検知する前までの間のタイミングであり、具体的にはセンサ６Ｂが図３に示した中間転写ベルト１０の継ぎ目１１の開始端部１１ａを検知してからその中間転写ベルト１０がセンサ６Ａとセンサ６Ｂとの間の距離Ｌｐを移動する以前であって、且つ中間転写ベルト１０が継ぎ目１１の隙間Ｓに相当する距離以上センサ６Ｂが継ぎ目１１の開始端部１１ａを検知してから移動するタイミングである。
例えば、Ｌｐに相当する距離を中間転写ベルト１０が移動する時間が１０００ｍｓであったとすると、１０００ｍｓをカウントする直前の９００ｍｓのタイミングとなる。
そして、このセンサの切換えタイミングは、センサ６Ｂが継ぎ目１１を検知すると制御装置７０が、予め記憶されているセンサ６Ａとセンサ６Ｂの間の距離Ｌｐを継ぎ目１１が通過して、その継ぎ目１１がセンサ６Ａに到達する直前のタイミングを計算により求める。

次のステップ５では、使用するセンサをセンサ６Ｂに切り換え、そのセンサ６Ｂの出力値をベルト速度のフィードバック制御に使用し、次のステップ６で、そのセンサ６Ｂの出力値に基づいて図６で説明したベルト速度制御（ベルト速度のフィードバック基本制御）を行う。
ステップ７では、継ぎ目１１がセンサ６Ａの検知位置を完全に通過したか否かを判断し、まだ通過していなければステップ５に戻って処理及び判断を繰返し、完全に通過したことを判断するとステップ８に進む。
この継ぎ目１１がセンサ６Ａの検知位置を完全に通過するとは、センサ６Ｂが中間転写ベルト１０の継ぎ目１１の開始端部１１ａを検知してから中間転写ベルト１０がセンサ６Ａとセンサ６Ｂの間の距離Ｌｐ＋継ぎ目１１の隙間Ｓ分を加えた距離よりも多く移動したタイミングを示す。

ステップ８では、画像形成停止信号等により、中間転写ベルト１０が停止されるベルト停止信号を入力したか否かを判断し、ベルト停止信号を入力していなければ画像形成動作が継続されるのでステップ１に戻って、再び使用するセンサをセンサ６Ａに戻し、そのセンサ６Ａの出力値をベルト速度のフィードバック制御に使用し、以下ステップ２以降の処理及び判断を繰り返す。
そして、ステップ８でベルト停止信号の入力を判断すると、この処理を終了する。

このように、この実施例では、継ぎ目１１をセンサ６Ｂが検知したときは、センサ６Ａの検知出力によってベルト速度のフィードバック制御を行い、継ぎ目１１がセンサ６Ａの位置に達したときには、その継ぎ目１１が通過中により目盛ピッチ異常箇所の検知出力をしているセンサ６Ａの検知出力を使用せずに、他方のセンサ６Ｂの正常な検知出力をしているセンサ６Ｂの検知出力を使用してベルト速度のフィードバック制御を行なうので、継ぎ目１１の開始端部１１ａがセンサの位置を通過するタイミングから遅れてその継ぎ目１１を検知しても、ベルト速度制御に使用するセンサを継ぎ目１１の影響が出ない側のセンサに切換えてしまうことにより、中間転写ベルト１０を等速移動させて走行速度に変動が生じないようにして、重ね合わせ画像にズレが生じないようにすることができる。
また、センサからの信号を基にして行うベルトの等速移動のソフトウエアを複雑にせずにベルトの速度を正確に制御することができる。

なお、ベルト速度のフィードバック制御に使用するセンサをセンサ６Ｂからセンサ６Ａに戻すタイミングは、上述した方法の他に、センサ６Ａに正規の検知信号（継ぎ目１１以外の部分の目盛５ａが当間隔の部分の信号）が入力されたことを検知したタイミングとしてもよい。
このセンサをセンサ６Ｂからセンサ６Ａに戻す切換タイミングは、上述したように継ぎ目１１がセンサ６Ａを完全に通過した後であればいつでもよいので、そのタイミングを計測するカウンタ等を設ける必要もない。しかしながら、少なくとも次の周回でセンサ６Ｂが継ぎ目１１を検知するまでの間には、センサ６Ａに切り換えておく必要がある。
そこで、このセンサ６Ｂからセンサ６Ａに戻す切換時期は、例えば継ぎ目１１がセンサ６Ａを通過した後の、画像形成が行われていないときに切り換えるようにすれば、ベルト速度制御への影響がないので、画像形成中にセンサ切換えを実施する場合に比べて仕上がり画像に影響が出ないので好ましい。

また、上述したように、制御装置７０は予め記憶されているセンサ６Ａとセンサ６Ｂの間の距離Ｌｐを継ぎ目１１が移動して、その継ぎ目１１がセンサ６Ａに到達する直前のタイミングを計算により求め、そのタイミングでベルト速度制御に使用するセンサの切換えを変更しているので、ベルト駆動モータ７の立上り時等のようにベルト速度が一定でない場合には、継ぎ目１１がセンサ６Ｂからセンサ６Ａの直前になるタイミング及びセンサ６Ａを抜けるタイミングが一定にならないため誤作動を生じる恐れがある。
したがって、中間転写ベルト１０は、ベルト駆動モータ（ベルトを駆動する駆動源）７の速度が一定でない立ち上がり時間内は、継ぎ目１１がセンサ６Ｂとセンサ６Ａの間、及びセンサ６Ｂ，６Ａの付近に位置しないように停止させるのがよい。そして、この制御も制御装置７０が行う。

この発明は、ベルト速度制御装置とそれ備えた画像形成装置とベルト速度制御に関するプログラム及びベルト速度制御方法として、広く適用することができる。

この発明の一実施例である画像形成装置のベルト速度制御装置を示す概略図である。 同じくその画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 図１のベルト速度制御装置の中間転写ベルト上に設けた目盛とそれを検知する２つのセンサを示す平面図である。 同じくそのセンサがスケールの目盛を検知して出力する２値のセンサ出力を示す図である。 図２の画像形成装置が有する制御装置とその関連構成を示すブロック図である。 同じくその制御装置が行うベルト速度のフィードバック基本制御のルーチンを示すフロー図である。 図３の２つのセンサを切換えることにより行うベルト速度のフィードバック制御のルーチンを示すフロー図である。 従来の直接転写方式の画像形成装置の一例を画像形成部のみ示す構成図である。 従来の間接転写方式の画像形成装置の一例を画像形成部のみ示す構成図である。 スケールシールの継ぎ目箇所とその付近をセンサが検知した場合の検知パルスを示す波形図である。 同じくそのセンサがスケールシールの継ぎ目箇所以外の部分を検知した場合の検知パルスを示す波形図である。 スケールシールを検知するセンサが継ぎ目箇所にさしかかったときのセンサの出力電圧の変化を示す波形図である。

符号の説明

５：スケール ５ａ：目盛 ６Ａ，６Ｂ：センサ ７：ベルト駆動モータ １０：中間転写ベルト １１：継ぎ目 １１ａ：開始端部 １１ｂ：終了端部 ７０：制御装置（制御手段）

Claims (6)

1. ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛を検知する第１のセンサと、
   該第１のセンサに対して前記ベルトの移動方向上流側に設けられ、前記目盛を検知する第２のセンサと、
   前記第１のセンサ又は前記第２のセンサの出力と、所定の基準値との差分に基づいて、前記ベルトを移動させるフィードバック制御を行う制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第２のセンサが前記継ぎ目の開始端部を検知してから、前記第１のセンサと前記第２のセンサとの間の距離に基づいて計算された前記継ぎ目が前記第１のセンサに到達する直前まで移動するタイミングで、前記フィードバック制御を前記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から前記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えること
   を特徴とするベルト速度制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第２のセンサが前記ベルトの継ぎ目の開始端部を検知してから、前記ベルトが前記第１のセンサと前記第２のセンサ間との間の距離に前記継ぎ目の幅を加えた距離を移動するまでの時間よりも長い時間の後に、前記フィードバック制御を前記第２のセンサの出力に基づく速度の制御から前記第１のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えることを特徴とする請求項１に記載のベルト速度制御装置。
3. 前記制御手段は、前記ベルトを駆動する駆動源の立ち上がり時間内は、前記継ぎ目が前記第１のセンサと前記第２のセンサの間に位置しないように前記ベルトを停止させる制御も行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト速度制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のベルト速度制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. コンピュータにベルトを等速移動させるフィードバック制御を実行させるためのプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛を検知する第１のセンサの出力を入力する手段と、
   前記第１のセンサに対して前記ベルトの移動方向上流側に設けられ、前記目盛を検知する第２のセンサの出力を入力する手段と、、
   前記第１のセンサ又は前記第２のセンサの出力と、所定の基準値との差分に基づいて、前記ベルトを移動させるフィードバック制御を行う制御手段と
   して機能させ、
   前記制御手段は、前記第２のセンサが前記継ぎ目の開始端部を検知してから、前記第１のセンサと前記第２のセンサとの間の距離に基づいて計算された前記継ぎ目が前記第１のセンサに到達する直前まで移動するタイミングで、前記フィードバック制御を前記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から前記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換える機能を有することを特徴とするプログラム。
6. ベルトの周方向に沿って形成されて該周方向の一部に継ぎ目を有する目盛を、第１のセンサと、該第１のセンサに対して前記ベルトの移動方向上流側に設けられた第２のセンサとでそれぞれ検知し、その各出力が制御手段に入力されて、該制御手段が前記第１のセンサ又は前記第２のセンサの出力と、所定の基準値との差分に基づいて前記ベルトを移動させるフィードバック制御を行うベルト速度制御方法であって、
   前記第２のセンサが前記継ぎ目の開始端部を検知してから、前記第１のセンサと前記第２のセンサとの間の距離に基づいて計算された前記継ぎ目が前記第１のセンサに到達する直前まで移動するタイミングで、前記フィードバック制御を前記第１のセンサの出力に基づく速度の制御から前記第２のセンサの出力に基づく速度の制御に切換えることを特徴とするベルト速度制御方法。

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