JP6020965B2 - ベルト駆動装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトを駆動するベルト駆動装置、及び、これを備えたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

この種のベルト駆動装置としては、画像形成装置に用いられる感光体ベルト、転写ベルト、搬送ベルトなどの無端状のベルトを駆動するものが知られている。このような用途に用いられるベルトのベルト移動速度が目標速度からずれていると、画像濃度ムラが発生したり、複数の画像を重ね併せて１つの画像を形成する場合には画像間の相対位置ズレが発生したりする。このような画像濃度ムラや相対位置ズレを十分に抑制するためには、ベルト移動速度を目標速度に高精度に追従させる必要がある。

ベルト駆動制御では、一般に、ベルトが架け渡された複数の回転体のうち、ベルトに対して従動回転する従動回転体（検出対象回転体）の回転情報（回転角、回転角速度、回転角加速度等）を検出し、検出した回転情報に基づいて、ベルトに駆動力を付与する駆動回転体の回転駆動速度を制御する。従動回転体の回転情報は、ベルト移動速度の変動情報が反映されるので、従動回転体の回転情報からベルト移動速度が目標速度からどの程度ずれているかを把握することができる。よって、従動回転体の回転情報に基づいてこのズレをキャンセルするように駆動回転体の回転駆動速度を制御することで、ベルト移動速度を目標速度に高精度に追従させることが可能となる。

このようなベルト駆動制御を行うベルト駆動装置としては、例えば特許文献１に開示のものが知られている。特許文献１に開示のベルト駆動装置では、ベルトに対して従動回転する角変位検出ローラ（検出対象回転体）の回転角変位（回転情報）を検出するが、検出した回転角変位の情報をそのまま駆動回転体の回転駆動速度の制御に用いるのではなく、検出した回転角変位の情報を補正してから駆動回転体の回転駆動速度の制御に用いる。詳しくは、検出した回転角変位の情報から、その角変位検出ローラの一回転周期をもった変動情報を抽出し、検出した回転角変位の情報から、抽出した変動情報を除外するような補正処理を行う。

上記特許文献１に開示のベルト駆動装置において上述した補正処理を行っているのは、次の理由による。
従動回転体である検出対象回転体の回転情報には、ベルト移動速度の変動情報とは無関係な変動成分が含まれる場合がある。例えば、検出対象回転体の回転軸と一体回転する円盤部材上に一定の角度ピッチで形成されたスリットやマークを検出するエンコーダを用いて、検出対象回転体の回転情報を検出する場合を考える。この場合、エンコーダによって検出される検出結果には、ベルト移動速度の変動情報のほか、検出対象回転体の偏心に起因した変動情報や、検出対象回転体の回転軸に対する円盤部材の偏心に起因した変動情報など、検出対象回転体の一回転周期で変動する変動情報が含まれることになる。ベルト移動速度の変動情報以外の他の変動情報（検出対象回転体の一回転周期をもった変動情報）が含まれる検出対象回転体の回転情報をそのまま用いてベルト駆動制御を行うと、逆に、当該他の変動情報に応じたベルト移動速度変動を生じさせてしまい、ベルト移動速度を目標速度に高精度に追従させることができない。

上記特許文献１によれば、上述したとおり、検出した回転情報から、検出対象回転体の一回転周期をもった変動情報を除外する補正処理を行い、その補正後の回転情報を用いて駆動回転体の回転駆動速度を制御する。よって、検出対象回転体の一回転周期をもった変動情報が駆動回転体の回転駆動速度制御に用いられることがない。したがって、ベルト移動速度の変動情報ではない他の変動情報（検出対象回転体の一回転周期をもった変動情報）に応じたベルト移動速度変動が発生してしまう事態を抑制できる。

ただし、このようなベルト駆動制御を行う場合、ベルトの移動速度それ自体に、検出対象回転体の一回転周期と同じ周期をもった変動が生じていると、上述した補正処理により、この変動に係る変動情報も、検出した回転情報から一緒に除外されてしまう。そのため、制御後のベルト移動速度には、この変動が残ったままとなり、この変動を抑制することはできないという不具合がある。

この不具合を軽減するために、上記特許文献に開示のベルト駆動装置では、ベルトが架け渡されているすべての回転体（検出対象回転体を含む。）の径がそれぞれ異なるように形成している。ベルトの移動速度は、これに接触して回転する各回転体の偏心によって影響を受けて、各回転体の回転周期それぞれの変動成分を持つようになる。そのため、検出対象回転体以外の他の回転体が、検出対象回転体と同じ径をもっていると、ベルト移動速度が検出対象回転体の一回転周期の変動成分を持つようになる。上記特許文献に開示のベルト駆動装置によれば、検出対象回転体以外の他の回転体が検出対象回転体の径とは異なる径であるため、ベルトが架け渡されている回転体の偏心によってベルト移動速度が検出対象回転体の一回転周期の変動成分を持ってしまう事態を抑制できる。したがって、制御後のベルト移動速度に残ってしまう変動成分を少なくでき、より高精度に変動を抑制したベルト駆動制御を実現できる。

ところが、本発明者らの研究の結果、ベルトが架け渡されているすべての回転体の径をそれぞれ異ならせたとしても、ベルト移動速度の変動を十分に抑制できない場合があるという問題が判明した。具体的には、上記特許文献１に開示のベルト駆動装置のように、ベルトが架け渡されているすべての回転体の径をそれぞれ異ならせたとしても、いずれかの回転体の径が検出対象回転体の径に対して整数比（Ｎ倍又は１／Ｎ倍（Ｎ＝自然数））の関係にある場合には、ベルト移動速度の変動を十分に抑制できないことがあった。その理由は、次のとおりである。

一般に、ベルトが架け渡される回転体は、その加工方法や材料特性などによって、その回転軸に対して直交する断面の形状が真円にならず、僅かながら楕円形状や正三角形に近い形状などに歪む。このような歪みによる変動成分のうちの主要な変動成分は、多くの場合、その回転体の一回転周期に対して１／Ｍ倍（「Ｍ」は２以上の自然数である。）の周期をもつ。そのため、例えば、ベルトが架け渡されている回転体、特にベルトが一定量以上巻き付いている回転体の中に、検出対象回転体の径に対してＭ倍の径をもつ回転体が含まれている場合、その回転体の歪みによる変動成分は検出対象回転体の一回転周期と同じ周期をもつことになる。その結果、検出対象回転体の一回転周期の回転速度変動の振幅および位相に基づいて検出対象回転体の回転情報を補正してベルト駆動制御を行う場合には、当該回転体の歪みによる変動成分が残ってしまう。

また、このような歪みは、検出対象回転体にも生じ得るので、検出対象回転体の歪みに起因した変動成分の振幅及び位相に基づいて検出対象回転体の回転情報を補正してベルト駆動制御を行えば、より高精度にベルト移動速度の変動を抑制できる。このようなベルト駆動制御を行うとき、ベルトが巻き付いている回転体の中に、検出対象回転体の径に対して１／Ｍ倍の径をもつ回転体が含まれている場合、その回転体の偏心による変動成分（その回転体の一回転周期をもった変動成分）は、検出対象回転体の歪みによる変動成分と同じ周期をもつことになる。よって、検出対象回転体の歪みに起因した変動成分の振幅及び位相に基づいて検出対象回転体の回転情報を補正してベルト駆動制御を行う場合には、当該回転体の一回転周期の変動成分が残ってしまう。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ベルト移動速度の変動をより高精度に抑制することが可能なベルト駆動装置、及び、これを用いた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、無端状のベルトが架け渡された複数の回転体のうち該ベルトに対して従動回転する検出対象回転体の回転情報を検出し、検出した回転情報に基づいて該複数の回転体のうちの駆動回転体の回転駆動速度を制御することにより、該ベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御手段を有するベルト駆動装置において、上記ベルト駆動制御手段は、上記検出対象回転体の一回転周期と整数比の関係にある周期をもった回転速度変動の振幅および位相に基づいて上記検出結果を補正して上記駆動回転体の回転駆動速度を制御するものであり、上記検出対象回転体の径は、上記複数の回転体のうち上記ベルトの内周面に接触する他の回転体であって該ベルトが巻きつけられた回転体の径に対して非整数比の関係にあることを特徴とする。

本発明においては、検出対象回転体の一回転周期と整数比（Ｎ倍又は１／Ｎ倍）の関係にある周期をもった回転速度変動の振幅および位相に基づいて検出対象回転体の回転情報を補正してベルト駆動制御を行う。したがって、検出対象回転体の一回転周期（Ｎ＝１）をもった回転速度変動の振幅および位相に基づいて検出対象回転体の回転情報を補正する場合には、ベルト移動速度の変動に関係しない検出対象回転体の偏心等に起因した変動情報（検出対象回転体の一回転周期をもった変動情報）を抑制したベルト駆動制御が可能である。また、検出対象回転体の一回転周期の２倍や３倍あるいは１／２倍や１／３倍などの周期（Ｎ＝２，３，・・・）をもった回転速度変動の振幅および位相に基づいて検出対象回転体の回転情報を補正する場合には、ベルト移動速度の変動に関係しない検出対象回転体の歪みに起因した変動情報を抑制したベルト駆動制御が可能である。

ここで、ベルトの内周面に接触する回転体のうちベルトが巻きつけられた回転体の中に、検出対象回転体の径に対して整数比の関係をもった径を有する回転体が含まれている場合、検出対象回転体の回転情報の補正時に、当該他の回転体の偏心や歪み等に起因してベルト移動速度に生じている変動成分が一緒に補正されてしまう。その結果、当該変動成分によるベルト移動速度の変動が残ってしまい、ベルト移動速度の変動を十分に抑制できない場合がある。本発明においては、検出対象回転体の径が、ベルトの内周面に接触する他の回転体のうちベルトが巻きつけられた回転体の径に対して非整数比の関係（整数比の関係ではない関係）にある。したがって、検出対象回転体の回転情報の補正時に、ベルトの内周面に接触する他の回転体のうちベルトが巻きつけられた回転体の偏心や歪み等に起因してベルト移動速度に生じている変動成分が一緒に補正されてしまう事態を回避できる。したがって、補正後の検出対象回転体の回転情報に基づくベルト駆動制御により、当該変動成分による変動が抑制されたベルト移動速度を実現することができる。

以上より、本発明によれば、ベルト移動速度の変動をより高精度に抑制することができるという優れた効果が得られる。

実施形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。 同画像形成装置における中間転写ベルトの構成を示す模式図である。 同中間転写ベルトが架け渡される従動ローラの回転軸の一端に取り付けられたエンコーダを示す斜視図である。 同中間転写ベルトが架け渡される駆動ローラの回転軸に固定された駆動ギヤに取り付けられているエンコーダを示す斜視図である。 同中間転写ベルトのベルト駆動制御を行う制御系の概要を示す説明図である。

以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。
この画像形成装置は、複写機本体１００と、この複写機本体１００を載置する給紙テーブル２００と、複写機本体１００上に取り付けられたスキャナ３００と、このスキャナ３００上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから主として構成されている。

スキャナ３００では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第一走行体３３と、複数の反射ミラーを搭載した第二走行体３４とが往復移動するのに伴って、コンタクトガラス３２上に載置された図示しない原稿の読み取り走査が行われる。第二走行体３４から送り出される走査光は、結像レンズ３５によってその後方に設置されている読取センサ３６の結像面に集光せしめられた後、読取センサ３６によって画像信号として読込まれる。

複写機本体１００には、タンデム画像形成部１０が配置されている。タンデム画像形成部１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーに対応した画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを備えている。各画像形成ユニット１１には、潜像担持体である感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋが設けられている。各感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラムを一様に帯電する帯電装置、感光体ドラム上の潜像を現像する現像装置、感光体ドラム上の残留トナーを除去する感光体クリーニング装置等の電子写真プロセスを実行する各手段がそれぞれ配置されている。

タンデム画像形成部１０の上部には、画像情報に基づいて感光体ドラム１２をレーザ光又はＬＥＤ光により露光して潜像を形成する露光装置２１が設けられている。

また、タンデム画像形成部１０の感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと対向する下方位置には、無端状のベルトからなる像担持体たる中間転写ベルト２０が配置されている。中間転写ベルト２０は、回転体である支持ローラ１４，１５，１６，１８に架け渡されていて支持されている。中間転写ベルト２０を介して各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと相対する隣接位置には、感光体ドラム１２上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋが配置されている。この一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋも、中間転写ベルト２０が架け渡される回転体である。また、中間転写ベルト２０には、その表面に残留するトナーを取り除くためのクリーニング装置１７が設けられている。

中間転写ベルト２０の下方には、中間転写ベルト２０表面に重ね合わせて形成されたトナー像を、給紙テーブル２００の給紙カセット４４から搬送されてくる記録材としてのシートに一括転写する二次転写ローラ２２が配置されている。二次転写ローラ２２は、中間転写ベルト２０を介して、支持ローラの１つである二次転写対向ローラ１６に当接し、中間転写ベルト２０上のトナー像を図示省略したシートに転写する。

二次転写ローラ２２に隣接する位置には、二次転写されたシートを搬送すべく、２つのローラ２３に架け渡されている無端状のベルトである記録材搬送部材としての搬送ベルト２４が設けられている。また、搬送ベルト２４に隣接する位置には、定着装置２５が設けられている。定着装置２５は搬送ベルト２４によって搬送されたシート上の画像をシートへ定着させる。定着装置２５は、無端状のベルトである定着ベルト２６と、この定着ベルト２６に押し当てられる加圧ローラ２７とから主として構成されている。この定着ベルト２６も、シートを搬送する機能を有するので、記録材搬送部材である。二次転写ローラ２２及び定着装置２５の下方には、シートを反転するシート反転装置２８が配置されている。シート反転装置２８は、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転させる。

次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明する。
まず、図１の原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、又は原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。この状態で、図示省略した起動スイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちにスキャナ３００が駆動し、第一走行体３３及び第二走行体３４を走行させる。そして、第一走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を受け、これを第二走行体３４に向けて反射し、第二走行体３４のミラーで反射光を更に反射して結像レンズ３５を通して読取センサ３６に入射させ、読取センサ３６で原稿内容を読み取る。

また、装置の起動スイッチを押すことによって、図示省略した駆動モータを駆動させて支持ローラの１つである駆動回転体としての駆動ローラ１４が回転駆動し、これによって中間転写ベルト２０を駆動させる。同時に、各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおいて、帯電装置によって感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを一様に帯電し、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌを照射して帯電した各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ上に静電潜像を形成する。静電潜像が形成された感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに現像装置からトナーを供給して現像し、静電潜像を可視像化して、各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ上にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単色のトナー像を形成する。そして、各色トナー像を順次一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋによって中間転写ベルト２０上に互いに重なり合うように一次転写し、中間転写ベルト２０上に合成カラー画像を形成する。転写後の感光体ドラム１２の表面は、感光体クリーニング装置によって残留トナーを除去し、除電装置で除電して再度の画像形成に備える。

起動スイッチを押すことにより、また給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に挿入し、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて停止させる。一方、シートが手差しされる場合は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に挿入し、同様にレジストローラ４９に突き当てて停止させる。次に、中間転写ベルト２０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト２０と二次転写ローラ２２との間にシートを送り込み、二次転写ローラ２２で転写してシート上にカラー画像を転写する。

中間転写ベルト２０と二次転写ローラ２２との間の二次転写領域を通過した未定着トナー像を担持したシートを定着装置２５へ搬送し、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像をシートに定着させる。画像定着後のシートは、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６によって排出し、排紙トレイ５７上にスタックするか、又は切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に導入し、ここで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録し、その後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。このとき、画像転写後の中間転写ベルト２０上に残留する残留トナーをクリーニング装置１７で除去し、タンデム画像形成部１０による再度の画像形成に備える。

本実施形態においては、詳しくは後述するが、図示しない制御部により、中間転写ベルト２０のベルト移動速度が目標速度に追従するように、駆動ローラ１４の駆動モータを制御するベルト駆動制御を実行する。本実施形態では、中間転写ベルト２０が目標の一定速度で移動するようにベルト駆動制御を行う。本実施形態のベルト駆動制御では、中間転写ベルト２０が架け渡されたローラのうちの従動ローラ１５の回転情報（回転角、回転角速度、回転角加速度等）を検出する。従動ローラ１５の回転情報には、中間転写ベルト２０の速度変動が反映されているので、従動ローラ１５の回転情報からベルト移動速度が目標速度からどの程度ずれているかを把握することができる。よって、本実施形態では、検出した従動ローラ１５の回転情報に基づいて駆動ローラ１４の回転駆動速度を制御し、このずれを低減又はキャンセルするように駆動ローラ１４の回転駆動速度を制御する。これにより、中間転写ベルト２０のベルト移動速度を目標速度に高精度に追従させることが可能となり、中間転写ベルト２０が目標の一定速度で移動するように高精度に制御することができる。

図２は、中間転写ベルト２０の構成を示す模式図である。
中間転写ベルト２０の内周面には、駆動ローラ１４、検出対象回転体である従動ローラ１５、二次転写対向ローラ１６、４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋが接触している。また、中間転写ベルト２０の外周面には、ベルトの張力を調整するための張力調整用回転体としてのテンションローラ１８や二次転写ローラ２２が接触している。テンションローラ１８は、付勢手段であるスプリング１９によって中間転写ベルト２０の外周面側に付勢されており、これにより中間転写ベルト２０は所定のベルト張力が安定して付与されている。

図示しない駆動源である駆動モータから駆動ローラ１４に設けられたギアを介して駆動ローラ１４に回転駆動力が伝達されると、駆動ローラ１４は図中矢印の方向に回転駆動する。この駆動ローラ１４の回転に伴い、中間転写ベルト２０が図中矢印の方向に移動する。テンションローラ１８、従動ローラ１５、二次転写対向ローラ１６は、いずれも、中間転写ベルト２０の移動に伴って連れまわり回転（従動）する。二次転写ローラ２２は、二次転写対向ローラ１６側に付勢されており、駆動ローラ１４に接続されている駆動モータとは別の駆動モータによって回転駆動する。なお、二次転写ローラ２２は、中間転写ベルト２０に従動回転する構成としてもよい。

本実施形態において、中間転写ベルト２０が架け渡されている各ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ，１４，１５，１６，１８，２２の径の関係は、次のとおりである。
本実施形態においては、駆動ローラ１４と従動ローラ１５との間に張架されている中間転写ベルト２０の部分に対向して、４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋが中間転写ベルト移動方向に等間隔で配置されている。各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの軸間距離（ドラムピッチ）をＰとしたとき、駆動ローラ１４の周長がこのドラムピッチＰのほぼ等倍となるように、駆動ローラ１４の径が設定されている。中間転写ベルト２０に当該駆動ローラの一回転周期を持った速度変動が発生すると、各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋから中間転写ベルト２０へ転写される各色トナー像が転写される位置が目標転写位置からずれる。しかしながら、駆動ローラ１４の周長をドラムピッチＰに対して１／Ｎの関係（Ｎ＝自然数）とすることで、各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋから中間転写ベルト２０へ転写される各色トナー像間の相対的な位置ズレが発生しないので、最終画像において色ズレが発生することはない。

また、本実施形態において、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２及びテンションローラ１８の径は、駆動ローラ１４の径の半分に設定されている。したがって、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２及びテンションローラ１８の周長は、ドラムピッチＰの半分となっており、ドラムピッチＰに対して１／Ｎの関係（Ｎ＝自然数）となっている。したがって、駆動ローラ１４の場合と同様、これらのローラ１６，２２，１８の一回転周期を持った速度変動が中間転写ベルト２０に発生しても、各感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋから中間転写ベルト２０へ転写される各色トナー像間の相対的な位置ズレが発生しないので、最終画像において色ズレが発生することはない。

一方、本実施形態においては、従動ローラ１５の周長はドラムピッチＰに対して１／Ｎの関係になっておらず、従動ローラ１５の径は、中間転写ベルト２０と接触している駆動ローラ１４、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２、テンションローラ１８等の径とは異なる径となっている。より詳しくは、従動ローラ１５の径は、中間転写ベルト２０と接触している駆動ローラ１４、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２、テンションローラ１８等の径との関係が、非整数比の関係（Ｎ倍でも１／Ｎ倍でもない関係）にある。本実施形態では、例えば、従動ローラ１５の径を１としたとき、駆動ローラ１４の径が５／３、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２、テンションローラ１８の径がそれぞれ５／６となる関係である。

図３は、従動ローラ１５の回転軸の一端に取り付けられたエンコーダを示す斜視図である。
上述したとおり、本実施形態においては、中間転写ベルト２０の高精度なベルト駆動制御を実施するために、従動ローラ１５の回転情報を取得する必要がある。本実施形態では、従動ローラ１５の回転軸の一端に円盤状のエンコーダ盤６１を同軸となるように固定し、このエンコーダ盤６１上に一定の角度ピッチで形成されたスリット又はマークをエンコーダセンサ６２によって検出することにより、従動ローラ１５の回転情報を取得する。本実施形態のエンコーダセンサ６２の一周期中に含まれるパルス数は、例えば６００である。なお、本実施形態では、従動ローラ１５の回転情報が回転角速度の情報である場合を例に挙げて説明するが、回転角や回転角加速度などの他の回転情報であっても同様である。

図４は、駆動ローラ１４の回転軸１４ａに固定された駆動ギヤ６６に取り付けられているエンコーダを示す斜視図である。
本実施形態においては、駆動ギヤ６６やモータギヤ６７の偏心等による中間転写ベルト２０の速度変動も抑制するために、その変動情報を駆動ギヤ６６に取り付けたエンコーダの検出結果を駆動モータ６５にフィードバックする制御も行う。本実施形態では、駆動ギヤ６６の一端に円盤状のエンコーダ盤６３を固定し、このエンコーダ盤６３上に一定の角度ピッチで形成されたスリット又はマークをエンコーダセンサ６４によって検出することにより、駆動ギヤ６３の回転情報を取得する。本実施形態においては、駆動ギヤ６３の回転情報が回転角速度の情報である場合を例に挙げて説明するが、回転角や回転角加速度などの他の回転情報であっても同様である。

図５は、中間転写ベルト２０のベルト駆動制御を行う制御系の概要を示す説明図である。
本実施形態における制御部は、主に、コントローラ１とコントローラ２の２つに大別することができる。コントローラ２には、中間転写ベルト２０のベルト移動速度の目標速度に対応した駆動モータ６５の回転角速度の目標値ω０と、従動ローラ１５に設けられたエンコーダのエンコーダセンサ６２からの出力信号（従動ローラ１５の回転角速度ωａ）が入力される。コントローラ２は、この目標値ω０から従動ローラ１５の回転角速度ωａを差し引くことにより、従動ローラ１５の回転角速度ωａの変動成分をキャンセルするように駆動モータ６５を回転駆動させる制御目標値ω１を出力する。

この制御目標値ω１に従ってそのまま駆動モータ６５の回転駆動制御を行ってもよいが、本実施形態では、より高精度なベルト駆動制御を実現するために、コントローラ１により、駆動ギヤ６６に設けられたエンコーダのエンコーダセンサ６４からの出力信号を用いて駆動モータ６５をフィードバック制御する。これは、次の理由による。

エンコーダセンサ６２から出力される従動ローラ１５の回転角速度ωａの変動成分には、様々な変動要因に基づく変動成分が多く重畳されている結果、個々の変動成分に対するフィードバック制御の抑制効果が低い。本実施形態では、コントローラ１によって、駆動ギヤ６６に設けられたエンコーダのエンコーダセンサ６４からの出力信号ωｂを用いて駆動モータ６５のフィードバック制御を行う。これにより、駆動モータ６５から駆動ローラ１４までの間の駆動力伝達経路上で発生する変動成分（駆動側変動成分）については、このエンコーダセンサ６４からの出力信号ωｂのフィードバック制御によりキャンセルすることができる。駆動ギヤ６６に設けられたエンコーダセンサ６４からの出力信号ωｂに含まれる変動成分は、従動ローラ１５に設けられたエンコーダセンサ６２からの出力信号ωａよりも少ないので、フィードバック制御による変動抑制効果が高い。

よって、本実施形態のようにコントローラ１によるフィードバック制御を行うことにより、駆動モータ６５から駆動ローラ１４までの間の駆動力伝達経路上で発生する駆動側変動成分を、より高精度に抑制することができる。しかも、その結果、従動ローラ１５に設けられたエンコーダセンサ６２からの出力信号ωａに含まれる変動成分も減るので、駆動側変動成分以外の変動成分についてのフィードバック制御による変動抑制効果を向上させることもできる。

また、従動ローラ１５に設けられたエンコーダのエンコーダセンサ６２からの出力信号（従動ローラ１５の回転角速度ωａ）には、中間転写ベルト２０の速度変動成分以外にも、従動ローラ１５の一回転周期をもった変動成分（従動ローラ変動成分）が含まれる。具体的には、従動ローラ１５の偏心に起因した変動成分、従動ローラ１５の回転軸１５ａに対するエンコーダ盤６１の取り付け位置ズレ（軸ズレ）に起因した変動成分、エンコーダ盤６１それ自体の偏心に起因した変動成分などである。このような従動ローラ変動成分は、中間転写ベルト２０の速度には発生していない変動成分であるため、従動ローラ変動成分を含む従動ローラ１５の回転角速度情報をそのまま用いてベルト駆動制御を実施すると、逆に、その従動ローラ変動成分の速度変動を中間転写ベルト２０に生じさせてしまう。

そこで、本実施形態においては、このような従動ローラ変動成分によって生じる中間転写ベルト２０の速度変動を抑制するために、その従動ローラ変動成分の振幅および位相に基づいて、エンコーダセンサ６２が取得する従動ローラ１５の回転情報を補正する補正処理を行う。具体的には、この補正処理で必要となる従動ローラ変動成分の振幅および位相を含む補正用回転角速度ω０’を予め検出しておき、この補正用回転角速度ω０’でコントローラ２に入力される目標値ω０を補正する。これにより、コントローラ２から出力される制御目標値ω１から、従動ローラ１５に設けられたエンコーダのエンコーダセンサ６２からの出力信号（従動ローラ１５の回転角速度ωａ）に含まれている従動ローラ変動成分をキャンセルするための成分が除外される。よって、中間転写ベルト２０に生じる従動ローラ変動成分の速度変動を抑制することができる。

従動ローラ変動成分の振幅および位相を含む補正用回転角速度ω０’は、例えば、従動ローラ１５のエンコーダセンサ６２の出力信号と駆動ギヤ６６のエンコーダセンサ６４の出力信号の差分値データから、例えば特許文献１に開示されているような方法で、抽出することができる。

ところが、このようなベルト駆動制御を行う場合、中間転写ベルト２０のベルト移動速度それ自体に、従動ローラ１５の一回転周期と同じ周期をもった変動が生じていると、この変動に係る変動成分をキャンセルするための成分も制御目標値ω１から除外されてしまう。その結果、当該変動については残ったままとなり、この変動を抑制することはできない。

そこで、本実施形態においては、上述したように、従動ローラ１５の径を、中間転写ベルト２０の内周面側で中間転写ベルト２０が一定量以上巻き付けられているすべての回転体の径とは異なる径としている。具体的には、中間転写ベルト２０の内周面側で中間転写ベルト２０が一定量以上巻き付けられている駆動ローラ１４、二次転写対向ローラ１６の径とは異なる径としている。また、中間転写ベルト２０の外周面に接触する二次転写ローラ２２、テンションローラ１８の径とも異なる径としている。より詳しくは、従動ローラ１５の径は、中間転写ベルト２０と接触している駆動ローラ１４、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２、テンションローラ１８の径との関係が、非整数比の関係（Ｎ倍でも１／Ｎ倍でもない関係）となるようにしている。

中間転写ベルト２０には、これが架け渡されている駆動ローラ１４、二次転写対向ローラ１６、二次転写ローラ２２、テンションローラ１８等の回転体、特に中間転写ベルト２０が巻き付いている回転体の一回転周期又はその１／Ｎ回転周期をもった速度変動が発生する。これは、これらの回転体の偏心や歪みなどによるものである。本実施形態では、これらの回転体の径と従動ローラ１５の径との関係が非整数比の関係となっているので、これらの回転体の偏心や歪みなどに起因した中間転写ベルト２０の速度変動成分の周期は、従動ローラ１５の一回転周期の整数比の関係とならない。したがって、上述した補正処理を行っても、これらの回転体の偏心や歪みなどに起因した中間転写ベルト２０の速度変動成分をキャンセルするための成分が制御目標値ω１から除外されることはない。したがって、上述したフィードバック制御により、これらの回転体の偏心や歪みなどに起因した中間転写ベルト２０の速度変動成分を抑制することができる。

なお、上述した実施形態の説明では、従動ローラ１５の偏心等に起因した従動ローラ１５の一回転周期をもった変動成分について補正処理を行う場合であったが、従動ローラ１５の歪み等による従動ローラ１５の一回転周期の１／Ｎ回転周期をもった変動成分について補正処理を行ってもよい。

また、従動ローラ１５の径は、中間転写ベルト２０と接触しているが、中間転写ベルト２０が一定量以上巻き付いていない回転体、例えば４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの径との関係が、非整数比の関係（Ｎ倍でも１／Ｎ倍でもない関係）となるようにしてもよい。
また、上述した実施形態の説明では、制御対象である無端状のベルトが中間転写ベルト２０である場合について説明したが、これに限らず、他の無端状ベルトであっても同様である。例えば、上述した搬送ベルト２４の駆動制御に、上述した実施形態の中間転写ベルトの駆動制御と同様のものを採用してもよい。また、例えば、潜像担持体が、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる感光体ベルトである画像形成装置においては、その感光体ベルトの駆動制御に、上述した実施形態の中間転写ベルトの駆動制御と同様のものを採用してもよい。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
中間転写ベルト２０等の無端状のベルトが架け渡されたローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ，１４，１５，１６，１８，２２等の複数の回転体のうち該ベルトに対して従動回転する従動ローラ１５等の検出対象回転体の回転角速度ωａ等の回転情報を検出し、検出した回転情報に基づいて該複数の回転体のうちの駆動ローラ１４等の駆動回転体の回転駆動速度を制御することにより、該ベルトの駆動制御を行うコントローラ２等のベルト駆動制御手段を有するベルト駆動装置において、上記ベルト駆動制御手段は、上記検出対象回転体の一回転周期と整数比の関係にある周期をもった回転速度変動の振幅および位相に基づいて上記検出結果を補正して上記駆動回転体の回転駆動速度を制御するものであり、上記検出対象回転体の径は、上記複数の回転体のうち上記ベルトの内周面に接触する他の回転体であって該ベルトが巻きつけられた回転体の径に対して非整数比の関係にあることを特徴とする。
これによれば、検出対象回転体の回転情報の補正時に、ベルト内周面に接触する他の回転体のうち当該ベルトが巻きつけられた回転体の偏心や歪み等に起因してベルト移動速度に生じている変動成分が一緒に補正されてしまう事態を回避できる。したがって、補正後の検出対象回転体の回転情報に基づくベルト駆動制御により、当該変動成分による変動が抑制されたベルト移動速度を実現することができる。

（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記ベルトの外周面に接触するテンションローラ１８や二次転写ローラ２２等の外周面接触回転体を有し、上記検出対象回転体の径は、上記外周面接触回転体の径に対しても非整数比の関係であることを特徴とする。
これによれば、検出対象回転体の回転情報の補正時に、ベルト外周面に接触する他の回転体、特にベルトが巻き付けられている回転体の偏心や歪み等に起因してベルト移動速度に生じている変動成分が一緒に補正されてしまう事態を回避できる。したがって、補正後の検出対象回転体の回転情報に基づくベルト駆動制御により、当該変動成分による変動が抑制されたベルト移動速度を実現することができる。

（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、上記外周面接触回転体は、上記ベルトの張力を調整するためのテンションローラ１８等の張力調整用回転体を含むことを特徴とする。
これによれば、検出対象回転体の回転情報の補正時に、ベルト外周面に接触する張力調整用回転体の偏心や歪み等に起因してベルト移動速度に生じている変動成分が一緒に補正されてしまう事態を回避できる。したがって、補正後の検出対象回転体の回転情報に基づくベルト駆動制御により、張力調整用回転体の偏心や歪み等に起因した変動が抑制されたベルト移動速度を実現することができる。また、張力調整用回転体をベルトの外周面から接触させる構成とすることで、ベルトを内周面側に屈曲させながら張力を付与することができるため、ベルト外方のスペースを確保しやすい。

（態様Ｄ）
上記態様Ｂ又はＣにおいて、上記外周面接触回転体は、上記ベルトの外周面に形成された画像が転写される記録材等の被転写体を該ベルトの外周面に向けて加圧する二次転写ローラ２２等の転写用回転体を含むことを特徴とする。
これによれば、検出対象回転体の回転情報の補正時に、ベルト外周面に接触する転写用回転体の偏心や歪み等に起因してベルト移動速度に生じている変動成分が一緒に補正されてしまう事態を回避できる。したがって、補正後の検出対象回転体の回転情報に基づくベルト駆動制御により、転写用回転体の偏心や歪み等に起因した変動が抑制されたベルト移動速度を実現することができる。

（態様Ｅ）
複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる潜像担持体の外周面に潜像を形成し、該潜像を現像して得られる画像を最終的に記録材へ転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記潜像担持体を駆動する駆動装置として、上記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係るベルト駆動装置を用いることを特徴とする。
これによれば、無端状ベルトである潜像担持体に生じるベルト移動速度の変動をより高精度に抑制することができ、画像濃度ムラの発生や色ズレなどの抑制効果を向上させることができる。

（態様Ｆ）
像担持体上に形成された画像を、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる中間転写ベルト２０等の中間転写体の外周面に転写し、該中間転写体上の画像を最終的にシート等の記録材へ転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記中間転写体を駆動する駆動装置として、上記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係るベルト駆動装置を用いることを特徴とする。
これによれば、無端状ベルトである中間転写体に生じるベルト移動速度の変動をより高精度に抑制することができ、画像濃度ムラの発生や色ズレなどの抑制効果を向上させることができる。

（態様Ｇ）
像担持体上に形成された画像を、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる搬送ベルト２４等の記録材搬送部材によって搬送されるシート等の記録材上に転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記記録材搬送部材を駆動する駆動装置として、上記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係るベルト駆動装置を用いることを特徴とする。
これによれば、無端状ベルトである記録材搬送部材に生じるベルト移動速度の変動をより高精度に抑制することができ、画像濃度ムラの発生や色ズレなどの抑制効果を向上させることができる。

１０ タンデム画像形成部
１１ 画像形成ユニット
１２ 感光体ドラム
１３ 一次転写ローラ
１４ 駆動ローラ
１５ 従動ローラ
１６ 二次転写対向ローラ
１８ テンションローラ
２０ 中間転写ベルト
２１ 露光装置
２２ 二次転写ローラ
２４ 搬送ベルト
６１，６３ エンコーダ盤
６２，６４ エンコーダセンサ
６５ 駆動モータ
６６ 駆動ギヤ
６７ モータギヤ

特開２００７−７９４９１号公報

Claims (7)

1. 無端状のベルトが架け渡された複数の回転体のうち該ベルトに対して従動回転する検出対象回転体の回転情報を検出し、検出した回転情報に基づいて該複数の回転体のうちの駆動回転体の回転駆動速度を制御することにより、該ベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御手段を有するベルト駆動装置において、
   上記ベルト駆動制御手段は、上記検出対象回転体の一回転周期と整数比の関係にある周期をもった回転速度変動の振幅および位相に基づいて上記検出結果を補正して上記駆動回転体の回転駆動速度を制御するものであり、
   上記検出対象回転体の径は、上記複数の回転体のうち上記ベルトの内周面に接触する他の回転体であって該ベルトが巻きつけられた回転体の径に対して非整数比の関係にあることを特徴とするベルト駆動装置。
2. 請求項１のベルト駆動装置において、
   上記ベルトの外周面に接触する外周面接触回転体を有し、
   上記検出対象回転体の径は、上記外周面接触回転体の径に対しても非整数比の関係であることを特徴とするベルト駆動装置。
3. 請求項２のベルト駆動装置において、
   上記外周面接触回転体は、上記ベルトの張力を調整するための張力調整用回転体を含むことを特徴とするベルト駆動装置。
4. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   上記外周面接触回転体は、上記ベルトの外周面に形成された画像が転写される被転写体を該ベルトの外周面に向けて加圧する転写用回転体を含むことを特徴とするベルト駆動装置。
5. 複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる潜像担持体の外周面に潜像を形成し、該潜像を現像して得られる画像を最終的に記録材へ転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記潜像担持体を駆動する駆動装置として、上記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルト駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
6. 像担持体上に形成された画像を、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる中間転写体の外周面に転写し、該中間転写体上の画像を最終的に記録材へ転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記中間転写体を駆動する駆動装置として、上記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルト駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
7. 像担持体上に形成された画像を、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる記録材搬送部材によって搬送される記録材上に転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記記録材搬送部材を駆動する駆動装置として、上記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルト駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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