(57)【要約】【課題】エンコーダを用いたモータ駆動制御を行うときのエンコーダパルスから目標位置偏差の演算を簡易に行い、制御演算負荷を低減させる。【解決手段】エンコーダ５からローラ１の一定回転角度ごとにパルス信号をパルス周期計測部７に送る。パルス周期計測部７は送られたパルス信号のエッジ周期をクロックパルス発生部６から送られるクロックパルスで逐次計数し、計数したカウント値Ｃ（ｎ）を演算処理部９に送る。演算処理部９は送られたカウント値Ｃ（ｎ）と、制御データ記憶部８に記憶した目標カウント値Ｃ（０）と目標角速度ω０とクロックパルスの周波数ｆｃの比ω０／ｆｃによりローラ１の角度偏差θerrを算出する。【選択図】    図３
2010133990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材に回転駆動力を伝達する駆動手段と、
前記駆動手段により回転している回転部材の回転角度又は回転位置に応じてパルス信号を出力する計測手段と、
前記計測手段から出力するパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測するパルス周期計測手段と、
前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を算出する演算処理手段と、
前記演算処理手段で算出した前記回転部材の角度偏差又は位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する制御手段と、
を有することを特徴とする回転部材の駆動制御装置。
【請求項２】
ドラム状の回転部材に回転駆動力を伝達する駆動手段と、
前記駆動手段により回転しているドラム状の回転部材の回転角度に応じてパルス信号を出力する計測手段と、
前記計測手段から出力するパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測するパルス周期計測手段と、
前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記ドラム状の回転部材の目標角速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出する演算処理手段と、
前記演算処理手段で算出した前記ドラム状の回転部材の角度偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する制御手段と、
を有することを特徴とする回転部材の駆動制御装置。
【請求項３】
前記パルス周期計測手段は高速なクロックパルスにより前記計測手段から出力するパルス信号のエッジ周期を計測する周期カウンタを有し、前記演算処理手段は前記周期カウンタで計測したパルス周期と目標角速度に対応したパルス周期との差の累積値と、目標角速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出する請求項２記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項４】
前記パルス周期計測手段の周期カウンタは目標角速度に対応した目標カウント値がプリセットされたダウンカウンタにより構成され、前記演算処理手段は前記ダウンカウンタからの出力値の累積値と、目標角速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出する請求項３記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項５】
前記パルス周期計測手段に前記ダウンカウンタの出力値を積算して記憶する積算手段を有する請求項４記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項６】
ベルト状の回転部材に回転駆動力を伝達する駆動手段と、
前記駆動手段により回転しているベルト状の回転部材の回転位置に応じてパルス信号を出力する計測手段と、
前記計測手段から出力するパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測するパルス周期計測手段と、
前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記ベルト状回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出する演算処理手段と、
前記演算処理手段で算出した前記ベルト状の回転部材の位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する制御手段と、
を有することを特徴とする回転部材の駆動制御装置。
【請求項７】
前記パルス周期計測手段は高速なクロックパルスにより前記計測手段から出力するパルス信号のエッジ周期を計測する周期カウンタを有し、前記演算処理手段は前記周期カウンタで計測したパルス周期と目標速度に対応したパルス周期との差の累積値と、目標速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出する請求項６記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項８】
前記パルス周期計測手段の周期カウンタは目標速度に対応した目標カウント値がプリセットされたダウンカウンタにより構成され、前記演算処理出手段は前記ダウンカウンタからの出力の累積値と、目標速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出する請求項７記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項９】
前記パルス周期計測手段に前記ダウンカウンタの出力値を積算して記憶する積算手段を有する請求項８記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項１０】
前記計測手段は前記ベルト状の回転部材の移動方向に沿って一定間隔をおいて配置された少なくとも２個の光学センサを有し、前記少なくとも２個の光学センサにより前記ベルト状の回転部材の表面に一定周期で設けられた光学マークを検出して少なくとも２つのパルス信号を出力し、
前記２個の光学センサからそれぞれ出力する２つのパルス信号のエッジ間隔をエッジ間隔計測手段で計測し、
前記演算処理手段は前記エッジ間隔計測手段から出力する２つのパルス信号のエッジ間隔から前記光学マークのピッチ誤差と、前記２個の光学センサの間隔と光学マークの基準ピッチとで定められる定数との比とにより前記ベルト状の回転部材の位置偏差を補正する請求項６乃至９のいずれかに記載の回転体の駆動制御装置。
【請求項１１】
前記演算処理手段は前記計測手段の少なくとも２個の光学センサのなかで前記ベルト状の回転部材の移動方向の上流側の光学センサから出力するパルス周期が不連続になることを検知して前記光学マークの不連続位置を検出して前記位置偏差の算出処理を中断し、
前記光学マークの不連続部分が、下流側の前記光学センサを通過するタイミングで前記光学マークの不連続部分を検出していない光学センサから出力するパルス信号に基づいて位置偏差を算出する請求項６乃至１０のいずれかに記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項１２】
前記演算処理手段は前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を演算するＣＰＵで構成され、
前記パルス周期計測手段は前記計測手段から出力するパルス信号のエッジ周期が変動するたびに割込み信号を発生し、
前記ＣＰＵは前記パルス周期計測手段で割込み信号が発生するたびに前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を演算する請求項１乃至１１のいずれかに記載の回転部材の駆動制御装置。
【請求項１３】
駆動手段により回転している回転部材の回転角度又は回転位置に応じたパルス信号を検出する工程と、
検出したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測する工程と、
計測手段で計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を算出する工程と、
算出した前記回転部材の角度偏差又は位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する工程と、
を有することを特徴とする回転部材の駆動制御方法。
【請求項１４】
駆動手段により回転しているドラム状の回転部材の回転角度に応じたパルス信号を検出する工程と、
検出したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測する工程と、
計測したパルス周期と前記ドラム状の回転部材の目標角速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出する工程と、
算出した前記ドラム状の回転部材の角度偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する工程と、
を有することを特徴とする回転部材の駆動制御方法。
【請求項１５】
駆動手段により回転しているベルト状の回転部材の回転位置に応じたパルス信号を検出する工程と、
計測したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測する工程と、
計測したパルス周期と前記ベルト状回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出する工程と、
算出した前記ベルト状の回転部材の位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する工程と、
を有することを特徴とする回転部材の駆動制御方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の回転部材の駆動制御装置により各種回転機構部を駆動制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる感光体ドラム、感光体ドラムに形成された画像を１次転写する転写ベルト、記録媒体等を搬送するシート搬送ベルト等のドラム状やベルト状の回転部材を駆動制御する駆動制御装置と駆動制御方法及びそれを使用した画像形成装置に関し、特に移動速度ムラの抑制しに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を使用した複写機やプリンタ等の画像形成装置は、市場からの要求に伴い、フルカラーの画像を形成可能なものが多くなってきている。このようなカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置には、１つの感光体のまわりに各色のトナーで現像を行う複数の現像装置を備え、それらの現像装置により感光体上の潜像にトナーを付着させてカラー画像を形成し、感光体に形成されたカラー画像を中間転写ベルトに１次転写して各色の画像を合成してフルカラーの画像を形成し、中間転写ベルトに形成したフルカラーの画像を記録媒体に転写する１ドラム型のものがある。
【０００３】
また、感光体と現像装置等からなる各色毎の作像ユニットを一直線上に配置し、その各作像ユニットによって形成される各色のトナー画像を、シート搬送ベルト上に担持されて搬送される記録媒体上に順次重ねて転写して、記録媒体に直接フルカラーの画像を形成する直接転写方式と、上記各色用の作像ユニットによって形成される各色のトナー画像を、中間転写ベルトに順次重ねて転写してフルカラーの画像を形成し、そのカラー画像を２次転写装置により記録媒体に一括転写する間接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置もある。
【０００４】
このようなカラー画像形成装置では、いずれの場合も複数色、例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー画像を作成して、それを記録媒体あるいは中間転写ベルトに順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成するため、各色のトナー画像の重ね合わせ位置がずれると、色ズレや色合いに変化が生じて画像品質が低下してしまう。したがって、その各色のトナー画像を重ね合わせる転写位置のずれ（色ずれ）を防ぐことが重要である。
【０００５】
この各色のトナー画像を重ね合わせる転写位置にずれが発生する主な原因は、感光体ドラムあるいは感光体ベルトやシート搬送ベルト、中間転写ベルトなどの移動速度ムラである。この感光体ドラムの回転ムラを低減する方法として、特許文献１や特許文献２に記載されているように、感光体ドラムの回転軸にエンコーダを装着して、エンコーダから得られる回転情報に基づいて算出される回転速度と目標速度との偏差から制御量を演算し、駆動制御を行う方法が提案されている。
【０００６】
例えば特許文献１に示された画像形成装置は、４つの感光体ドラムの駆動軸に設けたロータリーエンコーダから出力されるパルス信号の周期を周期カウンタで計測し、それぞれのデータをシリアルーパラレル変換したのち、1つの演算手段を用いて、４本の感光体ドラムに対応した、４つのモータを駆動制御するようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に示された画像形成装置は、感光体ドラムの駆動状態を履歴として保存しておき、同一回転位置における過去の履歴データと現在の履歴データとを比較して感光体ドラムを駆動する駆動手段に過渡的な付加変動が生じているかを判別して単発的な変動に対しても安定した回転制御をするようにしている。
【０００８】
また、特許文献３に示された画像形成装置は、中間転写ベルトの駆動軸に設けたロータリーエンコーダから出力されるパルス信号のエッジ周期（カウント値）によって得た回転速度信号と、中間転写ベルトの移動方向に微細な所定間隔で連続するマーク（目盛）からなるスケールを検出するマークセンサの検出信号をマークカウンタでカウントして積算した算出した中間転写ベルトの移動位置情報とに基づいて目標位置データをフィードバック制御系によりフィードバックして、中間転写ベルトの移動速度を正確に制御するようにしている。この方法によれば、中間転写ベルト等の表面の移動量を直接検出するので、実際の表面の移動量を精度よく検出できるはずである。
【０００９】
また、特許文献４に示された画像形成装置は、中間転写ベルトの移動方向に微細な所定間隔で連続するマークからなるスケールを一定間隔だけ隔てて配置した２個のマークセンサで検出し、検出した信号のエッジ周期を検出して２個のマークセンサで検出した信号の位相差を算出し、中間転写ベルトが１周回転したとき、順次算出される位相差により１周分のマークのピッチ誤差のプロファイルを作成して、作成したプロファイルから１周分のマークピッチ補正データを作成して目標位置データを補正している。
【特許文献１】特開２００１−７５３２４号公報
【特許文献２】特開２００４−５３８８２号公報
【特許文献３】特開２００６−１６０５１２号公報
【特許文献４】特開２００６−１３９２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したような従来から知られているエンコーダを用いた駆動制御手段を用いれば、高精度な位置決めを実現出来るが、例えば前記上記のタンデム型カラー画像形成装置の場合には、制御すべきモータは感光体ドラム４本や中間転写ベルトの駆動モータ、中間転写ベルトの一つのローラと対向して、中間転写ベルトから記録媒体に転写させる２次転写ローラ、記録媒体に転写したトナー像に熱を掛けて定着させる定着ローラ（ベルト）、さらには紙の先頭位置決め及び搬送を行うレジストローラなど、高精度な画像を得るために多くのモータを高精度に制御する必要がある。この制御をＣＰＵを用いて行うためには非常に多くの演算量を必要とするため、複数個のＣＰＵを用いたり、単一の場合には高速なＣＰＵを必要とし、コストアップが避けられない。
【００１１】
また、電子写真の作像系の駆動は等速制御が基本であるが、画像の位置ずれ・色ずれを防止するためには目標とするランプ関数との追従制御が必要である。エンコーダを用いた位置制御ではエンコーダのパルスカウントを回転位置として用いた制御が一般的であるが量産機器には高分解能・高精度エンコーダの搭載は困難である。そこで、前記特許文献に示すように、エンコーダから出力するパルスのエッジ周期から速度を計算する方法によって低コストで低分解能のエンコーダを用いられるが、高精度な制御を実現するには高速で大規模な計算を必要とする。
【００１２】
この発明は、このような問題を解消し、エンコーダを用いたモータ駆動制御を行うときのエンコーダパルスから目標位置偏差の演算を簡易に行い、制御演算負荷を低減させることができる回転部材の駆動制御装置と駆動制御方法及びそれを使用する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の回転体の駆動制御装置は、回転部材に回転駆動力を伝達する駆動手段と、前記駆動手段により回転している回転部材の回転角度又は回転位置に応じてパルス信号を出力する計測手段と、前記計測手段から出力するパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測するパルス周期計測手段と、前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段で算出した前記回転部材の角度偏差又は位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
この発明の第２の回転体の駆動制御装置は、ドラム状の回転部材に回転駆動力を伝達する駆動手段と、前記駆動手段により回転しているドラム状の回転部材の回転角度に応じてパルス信号を出力する計測手段と、前記計測手段から出力するパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測するパルス周期計測手段と、前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記ドラム状の回転部材の目標角速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段で算出した前記ドラム状の回転部材の角度偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
前記パルス周期計測手段は高速なクロックパルスにより前記計測手段から出力するパルス信号のエッジ周期を計測する周期カウンタを有し、前記演算処理手段は前記周期カウンタで計測したパルス周期と目標角速度に対応したパルス周期との差の累積値と、目標角速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出すると良い。
【００１６】
また、前記パルス周期計測手段の周期カウンタは目標角速度に対応した目標カウント値がプリセットされたダウンカウンタにより構成され、前記演算処理手段は前記ダウンカウンタからの出力値の累積値と、目標角速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出することが望ましい。
【００１７】
さらに、前記パルス周期計測手段に前記ダウンカウンタの出力値を積算して記憶する積算手段を有すると良い。
【００１８】
この発明の第３の回転体の駆動制御装置は、ベルト状の回転部材に回転駆動力を伝達する駆動手段と、前記駆動手段により回転しているベルト状の回転部材の回転位置に応じてパルス信号を出力する計測手段と、前記計測手段から出力するパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測するパルス周期計測手段と、前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記ベルト状回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段で算出した前記ベルト状の回転部材の位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
前記パルス周期計測手段は高速なクロックパルスにより前記計測手段から出力するパルス信号のエッジ周期を計測する周期カウンタを有し、前記演算処理手段は前記周期カウンタで計測したパルス周期と目標速度に対応したパルス周期との差の累積値と、目標速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出すると良い。
【００２０】
また、前記パルス周期計測手段の周期カウンタは目標速度に対応した目標カウント値がプリセットされたダウンカウンタにより構成され、前記演算処理手段は前記ダウンカウンタからの出力の累積値と、目標速度と前記クロックパルスのクロック周波数の比とにより前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出することが望ましいい。
【００２１】
さらに、前記パルス周期計測手段に前記ダウンカウンタの出力値を積算して記憶する積算手段を有すると良い。
【００２２】
また、前記計測手段は前記ベルト状の回転部材の移動方向に沿って一定間隔をおいて配置された少なくとも２個の光学センサを有し、前記少なくとも２個の光学センサにより前記ベルト状の回転部材の表面に一定周期で設けられた光学マークを検出して少なくとも２つのパルス信号を出力し、前記２個の光学センサからそれぞれ出力する２つのパルス信号のエッジ間隔をエッジ間隔計測手段で計測し、前記演算処理手段は前記エッジ間隔計測手段から出力する２つのパルス信号のエッジ間隔から前記光学マークのピッチ誤差と、前記２個の光学センサの間隔と光学マークの基準ピッチとで定められる定数との比とにより前記ベルト状の回転部材の位置偏差を補正することが望ましい。
【００２３】
また、前記演算処理手段は前記計測手段の少なくとも２個の光学センサのなかで前記ベルト状の回転部材の移動方向の上流側の光学センサから出力するパルス周期が不連続になることを検知して前記光学マークの不連続位置を検出して前記位置偏差の算出処理を中断し、前記光学マークの不連続部分が、下流側の前記光学センサを通過するタイミングで前記光学マークの不連続部分を検出していない光学センサから出力するパルス信号に基づいて位置偏差を算出すると良い。
【００２４】
さらに、前記演算処理手段は前記パルス周期計測手段で計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を演算するＣＰＵで構成され、前記パルス周期計測手段は前記計測手段から出力するパルス信号のエッジ周期が変動するたびに割込み信号を発生し、前記ＣＰＵは前記パルス周期計測手段で割込み信号が発生するたびに前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を演算すると良い。
【００２５】
この発明の回転部材の駆動制御方法は、駆動手段により回転している回転部材の回転角度又は回転位置に応じたパルス信号を検出する工程と、検出したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測する工程と、計測手段で計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記回転部材の角度偏差又は位置偏差を算出する工程と、算出した前記回転部材の角度偏差又は位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する工程とを有することを特徴とする。
【００２６】
この発明の第２の回転部材の駆動制御方法は、駆動手段により回転しているドラム状の回転部材の回転角度に応じたパルス信号を検出する工程と、検出したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測する工程と、計測したパルス周期と前記ドラム状の回転部材の目標角速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ドラム状の回転部材の角度偏差を算出する工程と、算出した前記ドラム状の回転部材の角度偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
この発明の第３の回転部材の駆動制御方法は、駆動手段により回転しているベルト状の回転部材の回転位置に応じたパルス信号を検出する工程と、計測したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測する工程と、計測したパルス周期と前記ベルト状回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により前記ベルト状の回転部材の位置偏差を算出する工程と、算出した前記ベルト状の回転部材の位置偏差により前記駆動手段の駆動をフィードバック制御する工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
この発明の画像形成装置は、前記いずれかに記載の回転部材の駆動制御装置により各種回転機構部を駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
この発明は、駆動手段により回転している回転部材の回転角度又は回転位置に応じたパルス信号を検出し、検出したパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかのエッジ周期を計測し、計測したパルス周期と前記回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により回転部材の角度偏差又は位置偏差を算出し、算出した回転部材の角度偏差又は位置偏差により駆動手段の駆動をフィードバック制御することにより、駆動手段の駆動を少ない演算量で高精度に制御することができる。
【００３０】
また、回転部材の回転角度又は回転位置に応じたパルス信号のエッジ周期を高速なクロックパルスにより計測し、計測したパルス周期と目標角速度や目標速度に対応したパルス周期との差の累積値により回転部材の角度偏差や位置偏差を算出することにより、簡単な演算で回転部材の角度偏差又は位置偏差を算出することができる。
【００３１】
また、パルス周期と目標角速度や目標速度に対応したパルス周期との差を目標カウント値がプリセットされたダウンカウンタにより検出することにより、回転部材の角度偏差や位置偏差をより簡単に算出することができる。さらに、ダウンカウンタの出力値を積算して記憶することにより、回転部材の角度偏差や位置偏差の算出をより単純に行うことができる。
【００３２】
また、ベルト状の回転部材の移動方向に沿って一定間隔をおいて配置された少なくとも２個の光学センサによりベルト状の回転部材の表面に一定周期で設けられた光学マークを検出し、２個の光学センサからそれぞれ出力する２つのパルス信号のエッジ間隔を計測し、計測した２つのパルス信号のエッジ間隔から記光学マークのピッチ誤差に基づいてベルト状の回転部材の位置偏差を補正することにより、ベルト状の回転部材の移動をより高精度に制御することができる。
【００３３】
さらに、２個の光学センサのなかでベルト状の回転部材の移動方向の上流側の光学センサから出力するパルス周期が不連続になることを検知して光学マークの不連続位置を検出して位置偏差の算出処理を中断し、光学マークの不連続部分が、下流側の光学センサを通過するタイミングで光学マークの不連続部分を検出していない光学センサから出力するパルス信号に基づいて位置偏差を算出することにより、ベルト状の回転部材に継ぎ目によりベルト状の回転部材の駆動制御が変動することを防ぐことができ、ベルト状の回転部材を安定して移動することができる。
【００３４】
また、計測したパルス周期と回転部材の目標速度に対応したパルス周期である目標周期との差により回転部材の角度偏差又は位置偏差を演算をＣＰＵで行い、このＣＰＵはパルス信号のエッジ周期が変動するたびに発生する割込み信号が発生するたびに回転部材の角度偏差又は位置偏差を演算することにより、回転部材の回転制御を安定して行うことができる。
【００３５】
この駆動制御装置により画像形成装置の各種回転機構部を駆動制御することにより、感光体や各種ローラや搬送ベルトの移動速度を精度良く制御でき、色ずれや歪みのない高品質な画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１はこの発明の画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、図１に示すように、装置本体１００は給紙装置２００上に載置され、装置本体１００の上にはスキャナ３００を取り付けると共に、その上に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）４００を取り付けている。
装置本体１００内には転写装置１０１が設けられ、転写装置１０１は、図２の構成図に示すように、略中央にベルト状の無端移動部材である中間転写ベルト１０２を有し、中間転写ベルト１０２は駆動ローラ１０３と２つの従動ローラ１０４，１０５の間に張架されて時計回り方向に回動するようになっている。この中間転写ベルト１０２は、従動ローラ１０５の左方に設けられているクリーニング装置１０６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１０２の駆動ローラ１０３と従動ローラ１０４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１０２の移動方向に沿って、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１０７Ｙ，１０７Ｃ，１０７Ｍ，１０７Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体１０７という）が所定の間隔を置いて配設されている。そして、中間転写ベルト１０２の内側に各感光体１０７に対向して中間転写ベルト１０２を挟むように、４個の１次転写ローラ１０８が設けられている。
【００３７】
４個の各感光体１０７は、それぞれ図２における反時計回り方向に回転可能であり、その各感光体１０７の回りには、それぞれ帯電装置１０９と現像装置１１０と上述した１次転写ローラ１０８と感光体クリーニング装置１１１及び除電装置１１２を設けており、それぞれ作像ユニット１１３を構成している。そして、４個の作像ユニット１１３の上方に、共用の露光装置１１４を設けている。そして、各感光体１０７上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０２上に直接重ね合わせて順次転写されていくようになっている。
【００３８】
図２において、中間転写ベルト１０２の下側には、その中間転写ベルト１０２上の画像を記録紙に転写する２次転写装置１１５を設けている。その２次転写装置１１５は、２つのローラ１１６，１１７間に無端ベルトである２次転写ベルト１１８を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト１１８が中間転写ベルト１０２を介して従動ローラ１０５に押し当たるようになっている。この２次転写装置１１５は、２次転写ベルト１１８と中間転写ベルト１０２との間に送り込まれる記録紙に、中間転写ベルト１０２上のトナー画像を一括転写する。
【００３９】
２次転写装置１１５のシート搬送方向下流側には、記録紙上のトナー画像を定着する定着装置１１９があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト１２０に加圧ローラ１２１が押し当てられている。なお、２次転写装置１１５は、画像転写後の記録紙を定着装置１１９へ搬送する機能も果たす。この２次転写装置１１５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１１５の下側には、記録紙の両面に画像を形成する際に記録紙を反転させるシート反転装置１２２を設けている。
【００４０】
このように装置本体１００は、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を構成している。この画像形成装置によって記録紙にカラー画像を形成するときは、自動原稿給送装置４００の原稿台４０１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、自動原稿給送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、自動原稿給送装置４００を閉じてそれを押える。そして、図示していないスタートキーを押すと、自動原稿給送装置４００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３０１上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３０１上にセットしたときは、直ちにスキャナ３００が駆動し、第１走行体３０２及び第２走行体３０３が走行を開始する。そして、第１走行体３０２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３０３に向かい、その光が第２走行体３０３のミラーで反射して結像レンズ３０４を通して読み取りセンサ３０５に入射して、原稿の内容が読み取られる。
【００４１】
また、前記スタートキーの押下により、中間転写ベルト１０２が回動を開始する。それと同時に各感光体１０８Ｙ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｋ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）の各単色トナー画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体１０８上に形成された各色のトナー画像は、図２で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１０２上に重ね合わせて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。
【００４２】
一方、前記スタートキーの押下により、給紙装置２００内の選択された給紙段の給紙ローラ２０１が回転し、ペーパーバンク２０２の中の選択された１つの給紙カセット２０３から記録紙が繰り出され、それが分離ローラ２０４により１枚に分離されて給紙路２０５に搬送される。その記録紙は、搬送ローラ２０６により装置本体１００内の給紙路２０７に搬送され、レジストローラ２０８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２０９上にセットされた記録紙が給紙ローラ２１０の回転により繰り出され、それが分離ローラ２１１により１枚に分離されて手差し給紙路２１２に搬送され、レジストローラ２０８に突き当たって一旦停止状態になる。レジストローラ２０８は、中間転写ベルト１０２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記録紙を中間転写ベルト１０２と２次転写装置１１６との間に送り込む。そして、その記録紙上に２次転写装置１１６でカラー画像が転写される。カラー画像が転写された記録紙は、搬送装置としての機能も有する２次転写装置１１６により定着装置１１９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されたカラー画像が定着される。その後、その記録紙は、切換爪１２３により排出側に案内され、排出ローラ１２４により排紙トレイ１２５上に排出されてスタックされる。
【００４３】
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記録紙を切換爪１２３によりシート反転装置１２３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１２４により排紙トレイ１２５上に排出される。
【００４４】
この画像形成装置で４本の感光体１０７や中間転写ベルト１０２、２次転写ベルト１１８、定着ベルト１２０、レジストローラ２０８等の回転部材を駆動モータで回転駆動するとき高精度な等速制御を必要とする。このような回転部材、例えば感光体１０７又は中間転写ベルト１０２のベルト搬送ローラ等の円筒状又は円柱状に形成された回転部材（以下、ローラという）を駆動する駆動モータの駆動制御装置について説明する。
【００４５】
図３のローラ１を駆動制御の対象とする。図３のブロック図に示すように、ローラ１を駆動する駆動モータ２の駆動制御装置３は、駆動モータ２に駆動伝達手段４を介して連結されたローラ１に装着されたエンコーダ５とクロックパルス発生部６とパルス周期計測部７と制御データ記憶部８と演算処理部９及び駆動制御部１０を有する。
【００４６】
このローラ１を駆動する駆動モータ２には、ステッピングモータ、ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ等が利用される。ローラ１が感光体１０７の場合、駆動伝達手段４には、感光体１０７は６０ｒｐｍ程度の低い回転速度で使われることや高い駆動トルクを得るために減速器が利用される。減速器としてはギアが用いられることが多いが、ダイレクト駆動でも良い。エンコーダ５にはガラスマスクや金属のエッチングスリットを用いた光学式エンコーダが利用できる。また、低コスト化のためには、ＰＥＴフィルムにフォトエマルジョン材料を塗布し、露光・現像したエンコーダ板が安価に手に入る。このエンコーダ５の角度分解能ｄθは、ローラ１の回転数と制御しようとする周波数とによって決めれば良い。このエンコーダ５は、図４の波形図に示すように、ローラ１の一定回転角度ごとにパルス信号をパルス周期計測部７に出力する。クロックパルス発生部６は、図４に示すように、基準クロック周波数ｆｃの高速なクロック信号をパルス周期計測部７に出力する。パルス周期計測部７は、例えば周期カウンタ７０を有し、図４に示すように、エンコーダ５から送られるパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジ周期をクロックパルス発生部６から送られるクロックパルスでカウントし、カウントしたカウント値Ｃ（１），Ｃ（２）〜Ｃ（ｎ）を演算処理部９に逐次出力する。
【００４７】
演算処理部９には周期偏差演算部１１と積算部１２及び角度偏差演算部１３を有し、パルス計数部７から出力されるカウント値Ｃ（１），Ｃ（２）〜Ｃ（ｎ）を利用してローラ１の目標角度との角度偏差θerrを演算する。この演算処理部９の処理を説明するに当たり、まず、演算処理部９の動作原理を説明する。
【００４８】
パルス周期計測部７の周期カウンタ７０から出力されるエッジ周期のカウント値Ｃ（１），Ｃ（２）〜Ｃ（ｎ）はエンコーダ５から出力するパルス信号のエッジ間隔時間であるので、角速度偏差ωerrは、クロックパルス発生部６から出力するクロックパルスの周波数ｆｃとエッジ周期のカウント値Ｃ（ｎ）（但し、ｎ＝１〜ｎ）とエンコーダ５の角度分解能ｄθ及びローラ１の目標角速度ω０から下記（１）式で計算できる。
ωerr＝｛ｆｃ／Ｃ（ｎ）｝・ｄθ−ω０        （１）
角度偏差θerrは角速度偏差ωerrを積分することによっても求められることが可能であるが、θ＝ωｔの関係から、
θerr（ｎ）＝ω０｛ｔ（０）−ｔ（ｎ）｝      （２）
なので、
ｔ（ｎ）＝Ｃ（ｎ）／ｆｃ                    （３）
より下記（４）式で表すことができる。
θerr＝（ω０／ｆｃ）・Σ｛Ｃ（ｎ）−Ｃ（０）｝    （４）
演算処理部９は（４）式に基づいて角度偏差θerrを演算して駆動制御部１０に出力する。
【００４９】
（４）式の目標角速度ω０とクロックパルスの周波数ｆｃは定数であり、目標カウント値Ｃ（０）は目標角速度ω０とクロックパルスの周波数ｆｃで定まる。そこでω０／ｆｃと目標カウント値Ｃ（０）を、モータ指令値ごとに制御データ記憶部８にあらかじめ記憶させておく。
【００５０】
この（４）式に基づいて駆動制御装置３でローラ１が回転しているときの角度偏差θerrを算出して駆動モータ２の回転速度を制御するときの処理を図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
駆動制御部１０に駆動指令が入力されると、駆動制御部１０は、制御データ記憶部８に記憶されているモータ指令値を読み出し、駆動モータ２を駆動させてローラ１の回転を開始すると（ステップＳ１）、エンコーダ５が、ローラ１の一定回転角度ごとにパルス信号をパルス周期計測部７に送る（ステップＳ２）。パルス周期計測部７の周期カウンタ７０は、エンコーダ５から送られてくるパルス信号のエッジ周期を、クロックパルス発生部６から送られるクロックパルスで逐次カウントし、カウントしたカウント値Ｃ（１），Ｃ（２）〜Ｃ（ｎ）を演算処理部９に送る（ステップＳ３）。演算処理部９の周期偏差演算部１１は、パルス周期計測部７から送られてくるカウント値Ｃ（ｎ）（ｎ＝１〜ｎ）と制御データ記憶部８に記憶した目標カウント値Ｃ（０）との差分データ｛ΔＣ＝Ｃ（ｎ）−Ｃ（０）｝を演算して積算部１２に逐次送る（ステップＳ４）。積算部１２はカウント値Ｃ（ｎ）と目標カウント値Ｃ（０）の差分データ差ΔＣが送られてくるたびに、差分データ差ΔＣを積算して積算値ΣΔＣを算出し、角度偏差演算部１３に積算値ΣΔＣを送る（ステップＳ５）。角度偏差演算部１３は積算部１２から送られてくる積算値ΣΔＣと制御データ記憶部８に記憶した目標角速度ω０とクロックパルスの周波数ｆｃの比ω０／ｆｃを乗算して角度偏差θerrを算出して駆動制御部１０に送る（ステップＳ６）。駆動制御部１０は、角度偏差演算部１３から送られてくる角度偏差θerrに所定のゲインＫや駆動モータ２への指令値変換係数ａを乗算して算出したモータ指令値の補正値により駆動モータ２をフィードバック制御する（ステップＳ７）。この処理を駆動モータ２でローラ１を回転しているときに繰り返す（ステップＳ８）。
【００５２】
このように演算処理部９は、パルス周期計測部７の周期カウンタ７０でカウントしたエンコーダ５からのパルス信号のエッジ周期のカウント値Ｃ（ｎ）と、制御データ記憶部８に記憶した目標カウント値Ｃ（０）と目標角速度ω０とクロックパルスの周波数ｆｃの比ω０／ｆｃによりローラ１の角度偏差θerrを算出するから、簡単な処理で角度偏差θerrを算出することができる。
【００５３】
また、電子写真の作像系の駆動は等速制御であるが、画像の位置ずれ・色ズレを防止するためには目標とするランプ関数との追従制御すなわち位置制御が必要である。エンコーダを用いた位置制御ではエンコーダのパルスカウントを回転位置として用いた制御が一般的であるが、高精度な位置決めには高い分解能を必要とする。量産機器には高分解能・高精度エンコーダの搭載は困難であるのに対して、駆動制御装置３は演算処理部９にエンコーダ５からのパルス信号のエッジ周期のカウント値Ｃ（ｎ）を入力すれば良いから、エンコーダ５としては制御周期程度の周波数が得られる分解能でよく、低コストな低分解能エンコーダ５を使用して回転しているローラ１の角度偏差θerrを算出することができる。
【００５４】
また、前記説明では、駆動制御装置３でローラ１の角度偏差θerrを算出して駆動モータ２の駆動を制御する場合について説明したが、中間転写ベルト１０２等のベルト線速制御にも同様に適用することができる。
【００５５】
例えば図６のブロック図に示すように、中間転写ベルト１０２等の無端ベルト２０が駆動ローラ２１と従動ローラ２２，２３に巻き回され、駆動モータ２の回転駆動力を駆動伝達手段４から駆動ローラ２１に伝達して無端ベルト２０を回転搬送するベルト搬送装置で、無端ベルト２０には一定間隔で光学マークを設け、この光学マークを光学センサ２４で読み取ることによって無端ベルト２０の回転に応じたパルス信号を出力するベルトマークセンサを利用する。この光学センサ２４からのパルス信号は、エンコーダ５と同様に無端ベルト２０に設けた光学マークの一定間隔毎に出力される。この光学センサ２４から出力するパルス信号をパルス周期計測部７に入力し、パルス周期計測部７でパルス周期を示すカウント値を算出して演算処理部９に入力することにより、回転している無端ベルト２０の位置偏差を算出することができる。
【００５６】
このパルス周期計測部７で得られるパルス周期のカウント値は、無端ベルト２０が光学マークの間隔ｄｘだけ移動するのにかかる時間に相当するカウント値となるため、（１）式〜（４）式で角度θを距離Ｐ、角速度ωを速度Ｖ、と読みかえればよい。すなわち（４）式）については、無端ベルト２０の目標位置との位置偏差をＰerrとして、目標速度をＶ０、クロックパルス発生部６で発生するクロックパルスの周期をｆｃ、目標カウント値をＣ０、パルス周期計測部７のカウント値をＣ（ｎ）（但し、ｎ＝１〜ｎ）としたとき、下記（５）式で表せる。
Ｐerr＝（Ｖ０／ｆｃ）・Σ｛Ｃ（ｎ）−Ｃ（０）｝        （５）
この（５）式により位置偏差Ｐerrを算出して駆動モータ２の駆動を制御することにより無端ベルト２０を一定速度で回転することができる。
【００５７】
また、パルス周期計測部７に周期カウンタ７０の代わりに周期タイマーを使用すると、パルス周期計測部７にクロックパルスを入力しないで光学センサ２４からのパルス信号のパルス周期をエッジ間隔時間として計時することができる。このパルス周期計測部７に周期タイマーを使用した場合、エッジ間隔時間の基準値をｔ（０）、パルス周期計測部７から出力する光学センサ２４からのパルス信号のエッジ間隔時間をｔ（ｎ）（但し、ｎ＝１〜ｎ）とすると、（５）式は下記（６）式で表せる。
Ｐerr＝Ｖ０・Σ｛ｔ（ｎ）−ｔ（０）｝        （６）
したがって演算処理部９に光学センサ２４からのパルス信号のパルス周期のエッジ間隔時間ｔ（ｎ）を入力するだけで、簡単な処理で位置偏差Ｐerrを算出することができる。
【００５８】
前記説明では演算処理部９で無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを算出して無端ベルト２０を回転する駆動モータ２の駆動を制御する場合について説明したが、無端ベルト２０上に形成された光学マークの周期誤差や環境による無端ベルト２０の伸び縮み、さらには無端ベルト２０上の光学マークの不連続部分がある場合を考慮して、無端ベルト２０を高精度に等速制御するために無端ベルト２０上に形成された光学マークのピッチ変動も補正する場合について説明する。
【００５９】
無端ベルト２０上に形成された光学マークのピッチ変動も補正する駆動制御装置３ａは、図７のブロック図に示すように、無端ベルト２０に形成された光学マークを検出する複数、例えば２個の光学センサ２４ａ，２４ｂを設け、パルス周期計測部７ａには光学センサ２４ａからのパルス信号を入力して例えばエッジ間隔時間ｔａ（ｎ）を計測する周期タイマー７１を有する。また、２個の光学センサ２４ａ，２４ｂからそれぞれ出力するパルス信号のエッジの時間差を計時する、例えば周期タイマーからなるエッジ時間差計測部２５を有し、エッジ時間差計測部２５で計時した光学センサ２４ａ，２４ｂからそれぞれ出力するパルス信号のエッジの時間差を演算処理部９ａに送って、光学マークのピッチ変動も補正した無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを算出する。演算処理部９ａは周期偏差演算部１１と時間偏差補正部２６と積算部１２及び位置偏差演算部２７を有する。
【００６０】
この駆動制御装置３ａの動作を説明するにあたり、ピッチ変動も補正した位置偏差Ｐerrを算出する原理について説明する。無端ベルト２０には、図８に示すように、一定間隔Ｌｐで光学マーク２８が設けられ、この無端ベルト２０に沿って一定間隔ｇで光学センサ２４ａと光学センサ２４ｂが配置されている。この２つの光学センサ２４ａ，２４ｂの間隔ｇを説明の簡単化のため、ｇ＝Ｎ・Ｌｐ（但し、Ｎは自然数）とすると、光学マーク２８の間隔Ｌｐに誤差がないときは、２の光学センサ２４ａ，２４ｂから出力するパルス信号のエッジは完全に一致する。しかしながら光学マーク２８の間隔に誤差があると、図９の信号波形に示すように、２の光学センサ２４ａ，２４ｂから出力するパルス信号のエッジには時間差ｐｈが発生する。この時間差ｐｈは、無端ベルト２０の速度をＶとすると、
光学センサ２４ｂから光学センサ２４ａの距離ｇの間に距離Ｖ・ｐｈの伸びが生じていることを示している。２つの光学センサ２４ａ，２４ｂの間隔ｇはＮ・Ｌｐであるから伸び率は（Ｖ・ｐｈ）／（Ｎ・Ｌｐ）になる。
【００６１】
この無端ベルト２０に伸びがある場合、パルス周期計測部７ａの周期タイマー７０で計時するエッジ間隔時間ｔａ（ｎ）は、Ｌｐ｛１＋（Ｖ・ｐｈ）／（Ｎ・Ｌｐ）｝のマーク間隔を計測したデータになるので、Ｌｐ｛１＋（Ｖ・ｐｈ）／（Ｎ・Ｌｐ）｝／ｔａ（ｎ）を計算すると正しい速度が求められる。
【００６２】
また、無端ベルト２０の速度Ｖを基準速度Ｖ０とほぼ等しいとして（６）式に示す位置偏差Ｐerrを書き換えると下記（７）式で表せる。
Ｐerr＝Ｖ０・Σ｛ｔ（ｎ）−ｔ（０）＋ｐｈ／Ｎ｝        （７）
２つの光学センサ２４ａ，２４ｂの間隔がマーク間隔Ｌｐの整数倍であると（７）式のように簡単になるが、２つの光学センサ２４ａ，２４ｂの間隔がマーク間隔Ｌｐの整数倍でない場合、位置偏差Ｐerrは下記（８）式になる。
Ｐerr＝Ｖ０・Σ｛ｔ（ｎ）−ｔ（０）＋ｐｈ（ｎ）／（ｇ／Ｌｐ）｝    （８）
ここでＶ０とｇ／Ｌｐは定数であるのでｋ１，ｋ２とおくと、（８）式は下記（９）式で表せる。
Ｐerr＝ｋ１・Σ｛ｔ（ｎ）−ｔ（０）＋ｐｈ（ｎ）／ｋ２｝    （９）
したがってエッジ時間差計測部２５で２つの光学センサ２４ａ，２４ｂから出力するエッジの時間差ｐｈ（ｎ）を計時することにより（７）式や（８）式又は（９）式で示すような簡単な演算処理によりマーク間隔Ｌｐの変動を補正した位置偏差Ｐerrを得ることができる。例えば（９）式に基づいて位置偏差Ｐerrを演算処理する場合、制御データ記憶部８ａには、エッジ間隔時間の基準値ｔ（０）と、無端ベルト２０の基準速度Ｖ０を定数ｋ１として記憶し、ｇ／Ｌｐを定数ｋ２として記憶しておくことにより演算処理部９ａの処理を簡略化することができる。
【００６３】
この（９）式に基づいて駆動制御装置３ａで無端ベルト２０が回転しているときの位置偏差Ｐerrを算出して駆動モータ２の回転速度を制御するときの処理を図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
駆動制御部１０に駆動指令が入力されると、駆動制御部１０は、制御データ記憶部８ａに記憶されているモータ指令値を読み出し、駆動モータ２を駆動させる（ステップＳ１１）。駆動モータ２の駆動によって無端ベルト２０が回転を開始すると、光学センサ２４ａは無端ベルト２０に設けた光学マーク２８を検出するたびにパルス信号をパルス周期計測部７の周期タイマー７１とエッジ時間差計測部２５に送り、光学センサ２４ｂも無端ベルト２０に設けた光学マーク２８を検出するたびにパルス信号をエッジ時間差計測部２５に送る（ステップＳ１２）。周期タイマー７１は、光学センサ２４ａから送られるパルス信号のエッジ間隔時間ｔａ（ｎ）（但しｎ＝１〜ｎ）を計測して演算処理部９ａの周期偏差演算部１１に送る（ステップＳ１３）。一方、エッジ時間差計測部２５は光学センサ２４ａと光学センサ２４ｂから送られるパルス信号のエッジ時間差ｐｈを計測して時間偏差補正部２６に送る（ステップＳ１４）。
【００６５】
周期偏差演算部１１は周期タイマー７１から送られるエッジ間隔時間ｔａ（ｎ）と制御データ記憶部８ａに記憶したエッジ間隔時間の基準値ｔ（０）との差分データ｛Δｔ（ｎ）＝ｔ（ｎ）−ｔ（０）｝を演算して時間偏差補正部２６に送る（ステップＳ１５）。時間差偏差補正部２６は、エッジ時間間隔の差分データΔｔ（ｎ）が送られるたびに、そのとき送られた２つのパルス信号のエッジ時間差ｐｈと制御データ記憶部８ａに記憶した定数ｋ２によりエッジ時間間隔の差分データΔｔ（ｎ）を補正し、補正した差分データを積算部１２に送る（ステップＳ１６）。積算部１２は補正した差分データが送られるたびに、差分データを積算して積算値を算出し、算出した積算値を位置偏差演算部２７に送る（ステップＳ１７）。位置偏差演算部２７は送られた積算値と制御データ記憶部８ａに記憶した定数ｋ１を乗算して位置偏差Ｐerrを算出して駆動制御部１０に送る（ステップＳ１８）。駆動制御部１０は位置偏差演算部２７から送られる位置偏差Ｐerrに所定のゲインＫや駆動モータへの指令値変換係数ａを乗算してモータ指令値の補正値を算出し、算出したモータ指令値の補正値により駆動モータ２をフィードバック制御する（ステップＳ１９）。この処理を無端ベルト２０が回転しているあいだ繰り返す（ステップＳ２０）。
【００６６】
このように一定間隔隔てて配置した光学センサ２４ａと光学センサ２４ｂがそれぞれ検出するパルス信号のエッジ時間差ｐｈを計測して光学マーク２８のピッチ誤差も補正するから無端ベルト２０を少ない演算量で高精度に位置制御することができる。
【００６７】
このように無端ベルト２０に設けた光学マーク２８のエッジ間隔時間ｔａ（ｎ）と光学センサ２４ａと光学センサ２４ｂがそれぞれ検出するパルス信号のエッジ時間差ｐｈを計測して位置偏差Ｐerrを算出しているとき、無端ベルト２０に設けた光学マーク２８に不連続部分があると無端ベルト２０の速度は大きく変動してしまう。そこで図１１の駆動制御装置３ｂのブロック図に示すように、パルス周期計測部７ｂに光学センサ２４ａから出力するパルス信号のパルス周期ｔａ（ｎ）を計測する周期タイマー７１と、周期タイマー７１の出力を断続するセレクタ７２及び光学センサ２４ａから出力するパルス信号と光学センサ２４ｂから出力するパルス信号を入力してセレクタ７２を切り換えるエッジカウンタ７３とを設ける。このエッジカウンタ７３は一方の入力端子に例えば立下りのパルスエッジが1つ入るたびに1カウントインクリメントし、他方の入力端子に例えば立下りのパルスが1つ入るたびに１カウントデクリメントするものである。
【００６８】
そして図１２の波形図に示すように、光学センサ２４ａから出力するパルス信号のエッジが立ち下がるときにインクリメントし、光学センサ２４ｂから出力するパルス信号のエッジが立ち下がるときにデクリメントするようにしておく。このようにすると、光学センサ２４ｂから出力するパルス信号がとぎれる部分ではエッジカウンタ７３のカウント値が増加していき、逆に光学センサ２４ａから出力するパルス信号がとぎれる部分でエッジカウンタ７３のカウント値は減少する。このエッジカウンタ７３のカウント値にしきい値Ｃｔｈを設け、エッジカウンタ７３のカウント値がしきい値Ｃｔｈを超えたとき無端ベルト２０に設けた光学マーク２８が不連続であることを検出することができる。この光学マーク２８が不連続であることを検出したとき、エッジカウンタ７３からセレクタ７２に光学マーク２８が不連続であることを示す信号を送り、周期タイマー７１から出力するパルス周期ｔａ（ｎ）が演算処理部９ａに送られることを遮断して位置偏差Ｐerrの補正動作を停止させる。このようにして無端ベルト２０に設けた光学マーク２８に不連続部分があっても無端ベルト２０の速度が大きく変動することを防ぐことができる。
【００６９】
また、エッジカウンタ７３のカウント値がしきい値Ｃｔｈを超えて位置偏差Ｐerrの補正動作を停止した後、エッジカウンタ７３のカウント値が減少してから増加していくタイミング（図１２の矢印が示すタイミング）でセレクタ７２を周期タイマー７１側に接続すれば良い。
【００７０】
前記説明ではパルス周期計測部７ｂには周期タイマー７１を設けた場合について説明したが、図１３の駆動制御装置３ｃのブロック図に示すように、パルス周期計測部７ｃに周期カウンタ７０を設けてクロックパルス発生部６からのクロックパルスで光学センサ２４ａから出力するパルス信号のエッジ周期のカウント値Ｃ（ｎ）を計数し、エッジ時間差計測部２５ａで光学センサ２４ａ，２４ｂからそれぞれ出力するパルス信号のエッジ時間差のカウント値Ｃｐｈ（ｎ）を、クロックパルス発生部６からのクロックパルスで計数して光学マーク２８のピッチ誤差も補正も含む位置偏差Ｐerrを算出しても良い。この場合、前記（５）式を下記（１０）式に置き換えれば良い。
Ｐerr＝(Ｖ０/ｆｃ)・Σ{Ｃ(ｎ)−Ｃ(０)＋Ｃｐｈ(ｎ)/(ｇ/Ｌｐ)}    （１０）
なお、周期タイマー７１の出力は時間の出力であるが、周期カウンタ７０の出力はクロックパルス（ｆｃ）でカウントされたデータの出力となる。この場合、周期カウンタ７０の出力をクロックパルス（ｆｃ）によって除算すれば、時間の出力へと変換することができる。
【００７１】
また、前記説明ではパルス周期計測部７ｃに周期カウンタ７０を使用した場合について説明したが、パルス周期計測部７を目標速度に対応した目標カウントがプリセットされるダウンカウンタによって構成することにより演算量をより低減することができる。例えば図１４の駆動制御装置３ｄのブロック図に示すように、パルス周期計測部７ｄをダウンカウンタ７４とレジスタ７５で構成し、エンコーダ５や光学センサ２４ａから出力するパルス信号のエッジによって、ダウンカウンタ７４のリセットとカウント値のレジスタ７５への取り込みを行うように構成する。このダウンカウンタ７４は、図１５の動作説明図に示すようにエンコーダ５や光学センサ２４ａからのパルス信号の立ち上がりエッジ毎にダウンカウンタ７４のデータＤＣ（ｎ）（ｎ＝１〜ｎ）をレジスタ７５に転送し、ダウンカウンタ７４のカウント値を目標カウント値Ｃ（０）にリセットする動作を行う。このレジスタ７５に送られるダウンカウンタ７４のデータＤＣ（ｎ）は目標カウント値Ｃ（０）とカウント値Ｃ（ｎ）との関係は、｛ＤＣ（ｎ）＝−｛Ｃ（ｎ）−Ｃ（０）｝であるので、このデータＤＣ（ｎ）を反転するだけでカウント値Ｃ（ｎ）（ｎ＝１〜ｎ）と目標カウント値Ｃ（０）との差分データ｛ΔＣ＝Ｃ（ｎ）−Ｃ（０）｝を得ることができ、演算処理部９ｂに周期偏差演算部１１を設ける必要がなく、演算処理部９，９ａより構成や処理をさらに簡略化することができる。また、目標カウント値Ｃ（０）としてマイナスカウントをプリセットしたアップカウンタを用いれば反転の無い差分データΔＣを得ることができる。また、エッジ時間差計測部２５ｂを、同様に、ダウンカウンタ２５１とレジスタ２５２によって構成する。ダウンカウンタ２５１は、光学センサ２４ａと光学センサ２４ｂのパルスエッジ間隔をカウントする。このダウンカウンタ２５１は、光学センサ２４ａのパルスエッジで初期化され、光学センサ２４ｂのパルスエッジのタイミングでダウンカウンタ２５１のデータをレジスタ２５２に転送するように構成される。
【００７２】
また、図１６の駆動制御装置３ｅのブロック図に示すように、パルス周期計測部７ｅにダウンカウンタ７４からレジスタ７５に送られたデータＤＣ（ｎ）を逐次累積する積算部７６を設けると、演算処理部９，９ａ，９ｂの構成や処理をより簡略化した演算処理部９ｃとすることができ、高精度な駆動制御装置３ｅをＩＣ化することができる。
【００７３】
前記説明では演算処理部９に周期偏差演算部１１と積算部１２及び角度偏差演算部１３を設けた場合や、演算処理部９ａに周期偏差演算部１１と時間偏差補正部２６と積算部１２及び位置偏差演算部２７を設けた場合、演算処理部９ｂ，９ｃに時間偏差補正部２６と積算部１２及び位置偏差演算部２７を設けた場合について説明したが、例えば図１７の駆動制御装置３ｆのブロック図に示すように、これらの処理機能を有するＣＰＵ９１で演算処理部９ｄを構成してローラ１の角度偏差θerrや無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを算出しても良い。
【００７４】
このように演算処理部９ｄにＣＰＵ９１を用いた場合、パルス周期計測部７ｅでエンコーダ５や光学センサ２４ａから出力するパルス信号のエッジ周期データを発生するたびにＣＰＵ９１に割り込み信号を発生させ、ＣＰＵ９１は割り込み信号が発生するたびにパルス周期計測部７ｅからエッジ周期データを取り込んでローラ１の角度偏差θerrや無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを算出すると良い。また、光学マーク２８のピッチ誤差も補正する場合は、パルス周期計測部７ｅでＣＰＵ９１に割り込み信号を発生させるとともに、エッジ時間差計測部２５ｃからもＣＰＵ９１に割り込み信号を発生させ、ＣＰＵ９１は割り込み信号が発生するたびにパルス周期計測部７ｅからエッジ周期データや差分データΔＣ、積算した差分データを取り込み、エッジ時間差計測部２５ｃからエッジ時間差データや積算したエッジ時間差を取り込んでローラ１の角度偏差θerrや無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを算出しても良い。
【００７５】
このようにパルス周期計測部７ｅの割込み処理とエッジ時間差計測部２５ｃの割込み処理によりＣＰＵ９１でローラ１の角度偏差θerrや無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを演算処理する場合、パルス周期計測部７ｅの割込み処理とエッジ時間差計測部２５ｃの割込み処理のタイミングは、例えば無端ベルト２０の搬送速度によって変化するため、無端ベルト２０の搬送速度が等速であればほぼ同じタイミングであるが、無端ベルト２０の設定線速が変わるとタイミングも変化してしまう。ＣＰＵ９１による角度偏差θerrや無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrの算出と駆動制御部１０のモータ指令値の補正制御を含む制御処理は同一の周期で実行されるようにしないと見かけ上のゲインが変化してしまい、正しい制御ができなくなってしまう。これを防ぐためにパルス周期計測部７ｅの割込み処理とエッジ時間差計測部２５ｃの割込み処理を、ＣＰＵ９１による角度偏差θerrや無端ベルト２０の位置偏差Ｐerrを算出と駆動制御部１０のモータ指令値の補正制御を含む制御処理とは別のタイミングで処理にすることが望ましい。
【００７６】
このパルス周期計測部７ｅの割込み処理とエッジ時間差計測部２５ｃの割込み処理とは別のタイミングでＣＰＵによる演算処理を含む制御処理とを行う場合、図１８の駆動制御装置３ｇのブロック図に示すように、パルス周期計測部７ｆとエッジ時間差計測部２５ｄには割込み処理部７７，２５４を有する。演算処理部９ｅにはＣＰＵ９２を有する。このパルス周期計測部７ｆとエッジ時間差計測部２５ｄの割込み処理を図１９のフローチャートで説明する。
【００７７】
図１９（ａ）は、パルス周期計測部７ｆの処理を示す。パルス周期計測部７ｆはダウンカウンタ７４に光学センサ２４ａからのパルス信号が入力するたびにレジスタ７５から差分データΔＣを出力する（ステップＳ２１）。この差分データΔＣを積算部７６で積算して割込み処理部７７に出力する（ステップＳ２２）。割込み処理部７７は、過去に積算部７６から送られてきた積算値を少なくとも１つ保持しており、保持している積算値と積算部７６から送られてきた最新の積算値とを比較する（ステップＳ２３）。割込み処理部７７は、過去の積算値と最新の積算値との比較の結果、積算値に変動があった場合は（ステップＳ２３のＹ）、割込み処理を開始してＣＰＵ９２に差分データΔＣの積算値を送る（ステップＳ２４）。その後、ステップＳ２５に進む。また、割込み処理部７７は、過去の積算値と最新の積算値との比較の結果、積算値に変動がなかった場合は（ステップＳ２３のＮ）、割込み処理を行わず、ステップ２５に進む。この処理を光学センサ２４ａからパルス信号が入力するたびに繰り返す（ステップＳ２５）。
【００７８】
図１９（ｂ）は、エッジ時間差計測部２５ｄの処理を示す。エッジ時間差計測部２５ｄはダウンカウンタ７４に光学センサ２４ａ，２４ｂからのパルス信号が入力するたびにレジスタ２５２からエッジ時間差ｐｈを出力する（ステップＳ３１）。積算部２５３は、エッジ時間差ｐｈを積算し、算出した積算値を割込み処理部２５４に出力する（ステップＳ３２）。割込み処理部２５４は、過去に積算部２５３から送られてきたエッジ時間差ｐｈの積算値を少なくとも１つ保持しており、保持している積算値と積算部２５３から送られてきた最新の積算値とを比較する（ステップＳ３３）。割込み処理部２５４は、過去の積算値と最新の積算値との比較の結果、積算値に変動があった場合は（ステップＳ３３のＹ）、割込み処理を開始してＣＰＵ９２にエッジ時間差ｐｈの積算値を送る（ステップＳ３４）。その後、ステップＳ３５に進む。また、割込み処理部２５４は、過去の積算値と最新の積算値との比較の結果、積算値に変動がなかった場合は（ステップＳ３３のＮ）、割込み処理を行わず、ステップ３５に進む。この処理を光学センサ２４ａ，２４ｂからパルス信号が入力するたびに繰り返す（ステップＳ３５）。
【００７９】
次に、ＣＰＵ９２による演算処理を含む制御処理を図２０のフローチャートを参照して説明する。
【００８０】
駆動制御部１０はあらかじめ設定された速度指令値で無端ベルト２０の回転を開始する（ステップＳ４１）。無端ベルト２０が回転するとＣＰＵ９１はパルス周期計測部７ｆから割込みがあるかどうかを確認する（ステップＳ４２）。割込みがない場合は（ステップＳ４２のＮ）、位置偏差Ｐerrの算出処理を行わずに、ステップＳ４７に進む。また、パルス周期計測部７ｆから割込みがある場合（ステップＳ４２のＹ）、エッジ時間差計測部２５ｄから割込みがあるかどうかを確認する（ステップＳ４３）。エッジ時間差計測部２５ｄから割込みがない場合は（ステップＳ４３のＮ）、ステップＳ４４に進み、エッジ時間間隔の差分データにより位置偏差Ｐerrを算出して駆動制御部１０に送る（ステップＳ４４）。エッジ時間差計測部２５ｄから割込みがあった場合には（ステップＳ４３のＹ）、ステップＳ４５に進み、エッジ時間間隔の差分データとエッジ時間差に基づいて位置偏差Ｐerrを算出して駆動制御部１０に送る（ステップＳ４５）。駆動制御部１０は、制御データ記憶部８ａから速度指令値を読み出し、読み出した速度指令値を送られた位置偏差Ｐerrにより補正する（ステップＳ４６）。そして駆動制御部１０は補正した速度指令値に基づいて速度制御を行う（ステップＳ４７）。このとき、ステップＳ４６で速度指令値が補正された場合、ＣＰＵ９２は補正した速度指令値を制御データ記憶部８ａに記憶する。この処理を無端ベルト２０の回転が停止するまで繰り返す（ステップＳ４８）。
【００８１】
前記説明ではパルス周期計測部７とエッジ時間差計測部２５に周期カウンタ７０や周期タイマー７１やダウンカウンタ７４を使用した場合について説明したが、ソフトウエアのタイマーを使用しても良い。
【００８２】
また、前記説明では原稿の画像を複写する画像形成装置について説明したが、各種ローラは搬送ベルト等を有するカラープリンタやファクシミリ装置等にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明の画像形成装置の構成図である。
【図２】画像形成装置の転写装置の構成図である。
【図３】回転部材を駆動する駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】エンコーダの出力信号とクロックパルスの波形図である。
【図５】駆動制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】無端ベルトを駆動する駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】無端ベルトを駆動する第２の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】無端ベルトの光学マークと光学センサを示す配置図である。
【図９】２つの光学センサから出力するパルス信号の時間差を示す波形図である。
【図１０】無端ベルトを駆動する第２の駆動制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】無端ベルトを駆動する第３の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第３の駆動制御装置のパルス周期計測部の動作を示す波形図である。
【図１３】無端ベルトを駆動する第４の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】無端ベルトを駆動する第５の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第５の駆動制御装置のパルス周期計測部に有するダウンカウンタの動作説明図である。
【図１６】無端ベルトを駆動する第６の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】無端ベルトを駆動する第７の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】無端ベルトを駆動する第８の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】パルス周期計測部とエッジ時間差計測部の割込み処理を示すフローチャートである。
【図２０】ＣＰＵによる演算処理を含む制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１００；画像形成装置本体、１；ローラ、２；駆動モータ、３；駆動制御装置、
５；エンコーダ、６；クロックパルス発生部、７；パルス周期計測部、
８；制御データ記憶部、９；演算処理部、１０；駆動制御部、
１１；周期偏差演算部、１２；積算部、１３；角度偏差演算部、２０；無端ベルト、
２１；駆動ローラ、２２，２３；従動ローラ、２４；光学センサ、
２５；エッジ時間差計測部、２６；時間偏差補正部、２７；位置偏差演算部、
２８；光学マーク、  ７０；周期カウンタ、７１；周期タイマー、
７２；セレクタ、７３；エッジカウンタ、７４；ダウンカウンタ、７５；レジスタ、
７６；積算部、９１；ＣＰＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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