(57)【要約】【課題】コストアップを抑えつつ、ベルトの厚み変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動し、安定的に位置ずれ・色ずれ等の画像劣化のないベルト駆動装置及びこのベルト駆動装置を備える画像形成装置を提供することにある。【解決手段】記憶手段３３に記憶している無端状ベルト部材２の１周あたりにおける速度変動パターンのデータに基づいて駆動ローラ１０の駆動源の駆動速度を調整する駆動速度調整手段２３を備え、無端状ベルト部材２を無端移動させながら速度変動パターンを検出し、記憶手段３３に記憶しているデータを更新するベルト駆動装置において、無端状ベルト部材２の周長方向に形成された複数の基準マーク２ａと、該基準マーク２ａを検出するセンサ１８とを備え、基準マーク２ａのいずれか一つを基準として速度変動パターンの検出及びデータの更新を行う更新手段を有するベルト駆動装置。【選択図】図７
2010145539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラ及び従動ローラに張架されて無端移動する無端状ベルト部材と、該無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンを検出する検出手段と、前記無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンのデータを記憶している記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて前記駆動ローラの駆動源の駆動速度を調整する駆動速度調整手段と、を備え、前記無端状ベルト部材を無端移動させながら前記速度変動パターンを検出し、前記記憶手段に記憶しているデータを更新する制御部を有するベルト駆動装置において、
前記無端状ベルト部材の周長方向に形成された複数の基準マークと、該基準マークを検出するセンサと、を備え、前記制御部は、前記基準マークのいずれか一つを基準として前記速度変動パターンの検出及びデータの更新を行う更新手段を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
駆動ローラ及び従動ローラに張架されて無端移動する無端状ベルト部材と、該無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンを検出する検出手段と、前記無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンのデータを記憶している記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて前記駆動ローラの駆動源の駆動速度を調整する駆動速度調整手段と、を備え、前記無端状ベルト部材を無端移動させながら前記速度変動パターンを検出し、前記記憶手段に記憶しているデータを更新する制御部を有するベルト駆動装置において、
前記無端状ベルト部材の周長方向に形成された基準マークと、該基準マークを検出するセンサと、を備え、前記制御部は、前記基準マークの周長方向の長さが前記センサの通過に少なくとも１秒以上かかるように形成され、前記基準マークを基準として前記速度変動パターンの検出及びデータの更新を行う更新手段を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項３】
前記基準マークの周長方向の長さは、前記無端状ベルト部材の周長の１／１２以下となっていることを特徴とする請求項２記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記基準マークは、複数存在することを特徴とする請求項２又は３記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記センサからの情報に基づいて、速度変動パターン更新処理の実施要件が具備されたか否かを判断する構成を有することを特徴とする請求項１乃至４記載のベルト駆動装置。
【請求項６】
前記センサからの情報は、前記基準マークの検出時間であることを特徴とする請求項５記載のベルト駆動装置。
【請求項７】
前記センサからの情報は、前記基準マークの検出値であることを特徴とする請求項５記載のベルト駆動装置。
【請求項８】
前記速度変動パターンの検出の基準となった基準マークの位置を、前記無端状ベルト部材が１周する時間を検知することによって確認することを特徴とする請求項１乃至７記載のベルト駆動装置。
【請求項９】
前記速度変動パターンの検出の基準となった基準マークの位置を、前記無端状ベルト部材が１周する移動量を検知することによって確認することを特徴とする請求項１乃至８記載のベルト駆動装置。
【請求項１０】
可視像を担持する複数の像担持体と、該像担持体にそれぞれ可視像を形成する可視像形成手段と、無端移動せしめている無端状ベルト部材、あるいは該無端状ベルト部材の表面に保持している記録媒体に、前記像担持体にそれぞれ担持される可視像を重ね合わせて転写する転写手段を備える画像形成装置において、
前記無端状ベルト部材の駆動装置として請求項１乃至９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の像担持体にそれぞれ担持される可視像を、無端移動する無端状のベルト部材、あるいはそのベルト部材の表面に保持している記録部材に重ね合わせて転写する画像形成装置におけるベルト駆動装置及びこの駆動装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において感光体ベルト、中間転写ベルト、紙搬送ベルト等の無端状のベルトを用いる場合、ベルトの高精度な駆動制御が高品位な画像を得るために必須である。とくに画像形成速度に優れかつ小型化に適したタンデム型のカラー画像形成装置では、転写材である記録媒体を搬送する搬送ベルトの高精度な駆動制御が要求される。
タンデム型のカラー画像形成装置では、無端状の搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送し、その搬送方向に沿って配置された互いに異なる単色画像を形成する複数の画像形成ユニットを順次通過させる。これにより、記録媒体上に各単色画像を重ね合わせて形成しカラー画像を得ることができる。
【０００３】
図１５は従来のタンデム型のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。図１６は従来のタンデム型のカラー画像形成装置の他の構成を示す概略図である。ここで、電子写真方式によるタンデム型のカラー画像形成装置の例について具体的に説明する。
先ず、図１５のタンデム型のカラー画像形成装置１００では、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各単色画像を形成する画像形成ユニット１０１（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）が記録媒体Ｐの搬送方向に順次配置される。
そして、レーザ露光ユニット１０２（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）により感光体ドラム１０３（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）表面に形成された静電潜像が各画像形成ユニット１０１（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）の現像装置１０９（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）で現像されることによりトナー画像が形成される。
【０００４】
そして、静電力により搬送ベルト１０４に付着されて搬送される記録媒体Ｐ上に順次重ね合わられて転写された後、定着器１０８によってトナーが溶融圧着されることにより、記録媒体Ｐ上にカラー画像が形成される。
搬送ベルト１０４は、互いに平行に配置された駆動ローラ１０５と従動ローラ１０６との間に適当なテンションで掛け渡される。駆動ローラ１０５は、モータ（図示せず）によって所定の回転速度で回転駆動され、それに伴い搬送ベルト１０４も所定の速度で回転移動する。
記録媒体Ｐは給紙機構１０７によって所定のタイミングで搬送ベルト１０４の画像形成ユニット１０１（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）側に供給され、搬送ベルト１０４の移動速度と同一速度で移動して搬送されることにより、各画像形成ユニット１０１（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｂｋ）を順次通過する。
【０００５】
次に、図１６のタンデム型のカラー画像形成装置２００を簡単に説明する。このカラー画像形成装置２００では、像担持体としての感光体は、閉ループ状のＮＬベルトの基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された無端状の感光体ベルト２０１である。この感光体ベルト２０１は、３本の支持回転体としての感光体搬送ローラ２２５、２２６、２２７によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。
感光体ベルト２０１の周りには、矢印Ａで示す感光体ベルト２０１の回転方向へ順に、帯電器２０５、露光光学系２０６、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像装置２０９（Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）、中間転写ユニット２１１が設けられている。
記録媒体２１９は給紙装置２０７から用紙搬送路２２２に送り出される。転写手段としての転写ユニット２２３は中間転写体２１７上のフルカラー画像を記録媒体２１９上に転写する。転写ユニット２２３で記録媒体Ｐ上に転写されたフルカラー画像は定着器２０８で圧力と熱を記録媒体Ｐに加えてフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。
このようなタンデム型のカラー画像形成装置では、記録媒体の搬送速度、つまり搬送ベルトの移動速度を所定の速度にすることが、記録媒体上で重ね合わせられる各単色画像の相対位置ずれを低減させる上で極めて重要である。
【０００６】
以上のように感光体ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト等の無端状のベルトを一定の移動速度で移動させる高精度な駆動制御が要求される。このベルトの高精度な駆動制御ために、従来、従動ローラの回転速度を一定にするように駆動源の回転を制御する駆動制御方法がある。
この駆動制御方法は、駆動源であるモータの回転角速度や、モータで発生する回転駆動力を駆動ローラに伝達させるギヤの回転角速度等を一定に保持することにより、従動ローラの回転速度を一定にする駆動制御方法である。
また、ベルトの厚さ変動、とくにベルト移動方向に沿った方向で厚さ変動がある場合、従動ローラの回転角速度を一定にしてもベルトの移動速度を一定にできないため、次のような制御方法が知られている。
【０００７】
特許文献１には、像担持体に接触回動する無端状弾性体により形成された転写ベルトを有し、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写せしめる構成であり、転写ベルトはその回動経路を決める２つ以上のベルト支持回転体に掛け渡され、前記ベルト支持回転体は単一もしくは複数の駆動力発生手段からの駆動力を前記転写ベルトに伝達する１つ以上のベルト駆動回転体と、前記駆動力の伝達に寄与しない１つ以上の従動回転体とを含み、少なくとも１つの前記従動回転体の回転周速を検知する周速検知手段と、該周速検知手段の読み取り値に基づいて前記ベルト駆動回転体の駆動速度を決定する駆動制御手段と、を有するベルト転写装置が開示されている。
この特許文献１記載の方法では、ベルト厚さ変動が１周にわたりサイン波で発生しやすい遠心成形法で形成されたベルトを装置本体へ組み込む前に、製造工程で転写ベルトの全周における厚さプロファイル（厚さムラ）を予め測定し、ＲＯＭに記憶させる。その全周方向の厚さプロファイルが同様な位相を示す位置にホームポジションとなる基準マークを付し、その位置を検出することによって、厚さ変動によるベルト速度変動をキャンセルするように、ベルト駆動手段を制御する。
【０００８】
特許文献２には、エンドレスベルトと、該エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、該駆動ローラを駆動する駆動モータと、前記エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラと、該複数の従動ローラの１つに取り付けたエンコーダとを備え、前記エンドレスベルトの実効速度が一定となるように前記駆動モータの制御目標値を設定し、該制御目標値と一致させるように前記駆動モータを駆動制御するベルト駆動制御装置が開示されている。
このベルト駆動制御装置では、マーク検出手段と、エンコーダの検出角変位誤差を検出する角変位誤差検出手段から得られる前記エンコーダの検出角変位誤差から、エンドレスベルトの厚み変動の波形についてのマークでの位相と最大振幅を算出する第１演算手段と、該第１演算手段の算出結果を格納する不揮発性メモリと、該不揮発性メモリに格納された値に基づいて前記マークからの距離に応じた補正データを算出する第２演算手段と、前記補正データを格納する揮発性メモリと、前記駆動モータを駆動する際に、前記補正データを前記制御目標値に加算して駆動制御するこれによって、前記エンドレスベルトの厚み変動による速度変動を安定化する駆動モータ制御手段と、を有している。
【０００９】
前記第１演算手段は、前記エンドレスベルトの複数周分で検出したエンコーダの検出角変位誤差のデータを移動平均処理及び周平均処理をしてベルト１周分の前記エンコーダの検出角変位誤差のデータを算出し、その算出した検出角変位誤差のデータから、前記エンドレスベルトの厚み変動の波形についての前記マークでの位相と最大振幅を算出する。
このように、特許文献２記載の方法では、ベルトに基準位置として取り付けられたマークをマークセンサで検出し、ベルトの厚み変動で発生するエンコーダによる検出角変位誤差を検出する。
その角変位誤差検出手段から得られるエンコーダによる検出角変位誤差から、ベルトの厚み変動の波形についての上記マークでの位相と最大振幅を算出し、その算出結果を不揮発性メモリに格納し、その格納された値に基づいて上記マークからの距離に応じた補正データを算出して、目標角変位生成部の揮発性メモリに格納する。そして、制御コントローラ部によって駆動モータを駆動する際に、その補正データを制御目標値に加算して駆動制御することによって、上記エンドレスベルトの厚み変動による速度変動を安定化する。
【特許文献１】特開平１１−１７４９３２号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９０４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来技術による方法では、経時変化に対する対応はなく、経時にて厚み変動に変化があると最悪の場合、本来とは逆位相の制御（厚み変動を２倍にする制御）を行ってしまうことになり、位置ずれ・色ずれの要因となってしまう。また、制御の基準となる基準マークがトナー飛散等により読めなくなり、制御ができなくなるといった問題には言及していない。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、コストアップを抑えつつ、ベルトの厚み変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動し、安定的に位置ずれ・色ずれ等の画像劣化のないベルト駆動装置及びこのベルト駆動装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動ローラ及び従動ローラに張架されて無端移動する無端状ベルト部材と、該無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンを検出する検出手段と、前記無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンのデータを記憶している記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて前記駆動ローラの駆動源の駆動速度を調整する駆動速度調整手段と、を備え、前記無端状ベルト部材を無端移動させながら前記速度変動パターンを検出し、前記記憶手段に記憶しているデータを更新する制御部を有するベルト駆動装置において、前記無端状ベルト部材の周長方向に形成された基準マークと、該基準マークを検出するセンサと、を備え、前記制御部は、前記基準マークの周長方向の長さが前記センサの通過に少なくとも１秒以上かかるように形成され、前記基準マークを基準として前記速度変動パターンの検出及びデータの更新を行う更新手段を有するベルト駆動装置を特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、駆動ローラ及び従動ローラに張架されて無端移動する無端状ベルト部材と、該無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンを検出する検出手段と、前記無端状ベルト部材の１周あたりにおける速度変動パターンのデータを記憶している記憶手段と、該記憶手段に記憶されたデータに基づいて前記駆動ローラの駆動源の駆動速度を調整する駆動速度調整手段と、を備え、前記無端状ベルト部材を無端移動させながら前記速度変動パターンを検出し、前記記憶手段に記憶しているデータを更新する制御部を有するベルト駆動装置において、前記無端状ベルト部材の周長方向に形成された基準マークと、該基準マークを検出するセンサと、を備え、前記制御部は、前記基準マークの周長方向の長さが前記センサの通過に少なくとも１秒以上かかるように形成され、前記基準マークを基準として前記速度変動パターンの検出及びデータの更新を行う更新手段を有するベルト駆動装置を特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記基準マークの周長方向の長さが、前記無端状ベルト部材の周長の１／１２以下となっている請求項２記載のベルト駆動装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記基準マークが、複数存在する請求項２又は３記載のベルト駆動装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記制御部が、前記センサからの情報に基づいて、速度変動パターン更新処理の実施要件が具備されたか否かを判断する構成を有する請求項１乃至４記載のベルト駆動装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記センサからの情報が、前記基準マークの検出時間であることを特徴とする請求項５記載のベルト駆動装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記センサからの情報が、前記基準マークの検出値である請求項５記載のベルト駆動装置を特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、前記速度変動パターンの検出の基準となった基準マークの位置を、前記無端状ベルト部材が１周する時間を検知することによって確認する請求項１乃至７記載のベルト駆動装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記速度変動パターンの検出の基準となった基準マークの位置を、前記無端状ベルト部材が１周する移動量を検知することによって確認する請求項１乃至８記載のベルト駆動装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、可視像を担持する複数の像担持体と、該像担持体にそれぞれ可視像を形成する可視像形成手段と、無端移動せしめている無端状ベルト部材、あるいは該無端状ベルト部材の表面に保持している記録媒体に、前記像担持体にそれぞれ担持される可視像を重ね合わせて転写する転写手段を備える画像形成装置において、前記無端状ベルト部材の駆動装置として請求項１乃至９記載のベルト駆動装置を用いる画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベルトの厚み変動によらず中間転写ベルトを一定速度で駆動できるので、ＰＶＤＦのようなコストは安いが厚み変動も大きいというベルトを使用できるようになるという優れた効果がある。また、汚れ等により１つの基準マークが読み取れなくなった場合でも他の基準マークで制御可能になるという優れた効果がある。
また、基準マークの周長方向の長さをセンサの通過に少なくとも１秒以上かかるように形成し、基準マークを基準とし速度変動パターンの検出及びデータの更新を行うので、ベルトの厚み変動によらず中間転写ベルトを一定速度で駆動でき、ＰＶＤＦのようなコストは安いけれど厚み変動が大きいというベルトを使用できるようになるという優れた効果がある。さらに、汚れ等により基準マークを読み取れる範囲が狭くなるが、その場合でも制御可能になるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を、多色画像形成装置に適用した実施の形態を示す概略図である。図２は本発明を、多色画像形成装置に適用した他の実施の形態を示す概略図である。
本発明を、多色画像形成装置に適用した実施の形態を図１にて説明する。像担持体である中間転写ベルト２と、この中間転写ベルト２に当接する複数の感光体ドラム１及び２次転写ローラ４とがある。
感光体ドラム１は光書き込み装置からなる露光手段１９によって露光されて静電潜像が形成される。感光体ドラム１に近接してこれにトナーにより可視像を形成する可視像形成手段（現像装置）２０（図１では左端の感光体ドラム１にのみ示している）が配置されている。転写ベルト２と感光体ドラム１はそれぞれ独立したモータ８、５、６及び減速ギヤ９、７を有している。
中間転写ベルト２は駆動ローラ１０、エンコーダローラ１１、テンションローラ１２等により張架されており、テンションローラ１２に掛かる負荷されたテンションによりベルトテンションが掛かる構成となっている。
【００１７】
図２の多色画像形成装置に適用した実施の形態は記憶媒体である紙１４の送り方向が図１の実施の形態と異なり、転写ベルトテンションローラなく、感光体ドラム駆動モータ５、１５、１６、１７がそれぞれの感光体ドラム１に配置される構成となっている。その他、図１と同一符号は図１と同一部分を示し、符号１３はＴＭ（トナーマーク）センサである。図１の多色画像形成装置の転写材は図２に示すように紙１４でも良い。
また、図示してないがカラー感光体ドラムと中間転写ベルトとを接離する接離手段、２次転写ローラ４を中間転写ベルト２に接離する接離手段を有し、それぞれＢｋ／カラー印刷、印刷／色合わせ等の切り換え時に接離動作を行う。
【００１８】
図３はベルトのフィードバック制御の概略構成図である。図３を参照してベルトの厚さとベルトの移動速度との関係、ベルト駆動制御方法の基本的な原理を以下で説明する。
図３において、ベルト３００は駆動ローラ（駆動回転支持体）３０１と従動ローラ（従動回転支持体）３０２とに架け渡されており、ベルト３００の厚さ変動は１次成分（ベルト１回転で１周期）しかないとする。駆動制御装置３０５を用いてフィードバック制御が実行される。
このフィードバック制御では、例えば、良く知られているＰＬＬ（Phase Locked Loop)制御方式の基準周波数ｆrefとエンコーダ３０４の出力の検出周波数ｆとの関係がｆ−ｆref＝０となるようにモータ３０３回転が制御されている。このフィードバック制御においては、従動ローラ（従動回転支持体）３０２は一定回転ωｏで回転している。
【００１９】
図４はベルトの厚さとベルトの移動速度との関係について示す概略図である。駆動ローラ３０１が基準の一定回転角速度で回転している時、図４（ａ）のように、ベルト３００が厚い部分で巻き付いている時はベルト速度が速くなる。逆に、図４（ｂ）のように、ベルト３００が薄い部分で巻き付いている時にはベルト速度は遅くなる。
ベルト３００の厚さが周方向に沿って正弦的に変化していると仮定する時、ベルト３００が駆動ローラ３０１に巻き付いている巻き付け角の中心部（図中のＰ）でベルト速度と駆動ローラの回転速度が決定されると仮定しても十分議論できる。
【００２０】
図５はローラに対するベルトの巻き付き角とベルト速度との関係を示す概略図である。ローラに対するベルト３００の巻き付き角が少なくなるとローラの回転角速度はベルト厚さに影響されにくくなる。例えば、図５（ａ）のように、ベルト３００が従動ローラ３０２に点で接していれば、ベルト厚さにまったく影響されずに従動ローラ３０２の回転角速度が決まる。
ただし、この場合は従動ローラ３０２がすべり易くなり、従動ローラ軸にエンコーダ３０４を付けた場合に、従動ローラ３０２の回転角速度の検出が不正確になる。一方、図５（ｂ）のように、ベルト３００が従動ローラ３０２に巻き付いていると、従動ローラ３０２に接している部分のベルト厚さに応じて従動ローラ３０２の回転角速度が変動する。
【００２１】
図６はベルト駆動制御方法の基本的な原理を示す概略図である。図６に示すように、駆動源としてのモータによって駆動される駆動ローラ３０１と回転角を検出するエンコーダ側の従動ローラ３０２の両ローラの回転角速度を変動させて制御する。つまり、ベルト速度ｖが一定になっている時、ベルト３００の最も厚い部分が巻き付いているローラ側の回転角速度が遅くなる状態になるように制御する。
図６において、一点鎖線はベルト厚さ周期変動（第１次成分）を考慮した時、実効的なベルト速度を支配するベルト内の厚さ（実行ベルト厚さ）の位置を示している。図６の状態において、ベルト３００が一定速度Ｖで移動しているとすると、左側の従動ローラ３０２の回転角速度ωLは、ωL＝Ｖ／（Ｒ＋△ｒmax）で表される。この場合、△ｒmaxは実効的なベルト速度を支配するベルト３００内の厚さ位置のローラ接触位置からの最大距離、すなわち、実行ベルト厚さの最大値である。
一方、右側の駆動ローラ３０１の回転角速度ωRは、ωR＝Ｖ／（Ｒ＋△ｒmin）で表される。この場合、△ｒminは実効的なベルト速度を支配するベルト３００内の厚さ位置のローラ接触位置からの最小距離、すなわち、実行ベルト厚さの最小値である。
【００２２】
図６において、左側の従動ローラ３０２のローラ軸に回転角エンコーダを取り付け、右側の駆動ローラ３０１のローラ軸にモータ及び歯車を含む駆動系を取り付け、フィードバック制御すると、速度Ｖでベルトが移動する。ここで、図６に示す位置にベルト３００が位置していると、左側の従動ローラ３０２の回転角エンコーダによって検出される速度はωL＝Ｖ／（Ｒ＋△ｒmax）となり、平均回転速度（目標回転速度）より遅くなる。
この時、フィードバック制御系としては、モータを駆動して右側の駆動ローラ３０１を速く回すように駆動する。その速度がωR＝Ｖ／（Ｒ＋△ｒmin）となる速度にチューニングできれば、ベルト速度Ｖはベルト厚さの周期変動があっても一定の速度Ｖに制御できることになる。
このような画像形成装置においては転写ベルトの回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な転写ベルトの駆動制御が望まれる。一般的に、転写モータにはＤＣブラシレスモータが使用され、ＰＬＬ制御により高精度な定速回転を実現している。
モータＦＧを用いてＰＬＬ制御すると、モータが定速回転し、従動ローラに取り付けられたエンコーダを用いてＰＬＬ制御すると、従動ローラが定速回転する。しかし、転写モータや従動ローラが定速回転してもベルトの厚み変動が大きい場合には、従動ローラ上に巻き付くベルト厚みが変動するためベルト速度は一定とはならない。
【００２３】
図７は本発明によるベルト駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。図７において、ベルト駆動装置は、ベルト２を支持する従動ローラ１１に取り付けた回転角エンコーダ１１ａ、同様にベルト２を支持する駆動ローラ１０に取り付けたモータ２１、ベルト２上に形成された基準マーク２ａ、センサ１８、及び制御部２２から構成されている。
制御部２２では、記憶手段（ＲＡＭ）に記憶しているベルトである無端状ベルト部材２の１周あたりにおける速度変動パターンのデータに基づいて、駆動ローラ１０の駆動源（モータ２１）の駆動速度を調整する。
かかる構成において、本発明では、制御部２２に入力クロック（一定）に対しベルト厚み変動分を逆位相の振幅でのせ、その変動クロックとエンコーダクロックとをＰＬＬ制御し、ベルトを定速回転可能にしている。
本発明は、ベルト厚み変動の影響を抑制する駆動制御で、ホームホジション（ＨＰ）センサを用いている制御に対し効果的なものとなる。とくに、経時により厚み変動が変化するベルトを用いている場合で、ベルト駆動モータの速度制御プロファイルを更新させる必要があるものに対して効果的なものになり、トナー飛散等により制御の基準としていたＨＰマークが読めなくなる、あるいは読み取った位置がずれるような場合でも安定的に制御可能にするものである。
【００２４】
制御部２２におけるベルト駆動制御装置を示すブロック図である図７には、電気回路を備えている。演算手段である制御部２２には、ＣＰＵ３１、制御プログラムや各種データが記憶されるＲＯＭ３２、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３３を含んでいる。
画像形成装置全体の制御部であるので、周辺制御部との間で信号の授受を行うためのインターフェースが必要であるが、ここでは省略してベルト駆動制御装置に関連する部分のみを示している。この電気回路は、モータ駆動部２３と、コントローラ部２４とを備えている。
モータ駆動部２３には、サーボアンプ２５、ループフィルタとチャージポンプとを備えた出力制御部２６が設けられている。コントローラ部２４には、比較器２７、目標基準信号生成部２８、目標関数演算部２９、ベルト周期変動検出部３０が設けられている。
コントローラ部２４は、ＣＰＵ３１に含ませる構成にしても良い。しかし、処理能力やコスト等をふまえて、ソフトで処理する部分とハードで処理する部分を適宜選択することができる。
モータ駆動部２３は、ベルト駆動モータ２１によって、駆動ローラ１０をベルトが安定した速度で搬送されるように回転させるための制御を行うようになっている。モータ駆動部２３は、サーボベルト駆動モータ２１を含めたサーボアンプ２５やループフィルタ＋チャージポンプ２６を位相比較器として、公知のＰＬＬ制御系で構成している。また、ベルト駆動モータ２１は、サーボモータに限らず、ステッピングモータや振動波モータとしても良い。
【００２５】
また、モータ駆動部２３は、駆動入力信号として駆動ローラ１０の回転角速度情報をコントローラ部２４に送信している。ベルト駆動モータ２１がステッピングモータの場合は、駆動入力信号として、モータ駆動信号がコントローラ部２４に送信される。
エンコーダローラ（従動ローラ）１１の同軸上に設けられたエンコーダ１１ａは、エンコーダローラ１１の回転角に応じた波形を出力する。出力された波形は、エンコーダ回転検出部３４を介してコントローラ部２４に送られる。エンコーダの検知内容をコントローラ部２４へ送信する。
エンコーダ回転検出部３４からコントローラ部２４へ送られた信号は、ベルト周期変動検出部３０又は比較器２７に送られる。信号が駆動出力信号である場合は、ベルト周期変動検出部３０に送られ、フィードバック制御を行うために検出された信号である場合は、比較器２７に送られる。
ベルト周期変動検出部３０は、駆動入力信号と駆動出力信号とからベルトの仮想ホームポジション信号を基準としたベルトの１周あたりにおける速度変動パターンであるベルト周期変動を検出する。
【００２６】
上記仮想ホームポジション信号は、ベルトの１回転周期で発生するように設定された信号である。仮想ホームポジション信号は、例えば、駆動ローラ１０の径や駆動伝達系の減速比などを考慮して、ベルト１周回分に相当するモータの累積回転角を設定する。そして、モータ２１の累積回転角が、この設定された値となったら仮想ホームポジション信号が発生するようにする。
また、エンコーダローラ１１の径を考慮して、ベルト１周回分に相当する従動ローラの累積回転角を設定する。エンコーダローラ１１に設置されたエンコーダ１１ａで回転角を検出して、設定した累積回転角になった時に仮想ホームポジション信号が発生するようにしてもよい。
さらに、ベルトが設定された平均速度で搬送されている場合は、ベルト回転周期に相当する時間間隔のクロック信号を設定してもよい。この仮想ホームポジション信号を基準に累積回転角や経過時間を制御することで、現在のベルトの位相を認識することができる。
また、従動ローラ１１の回転角速度又は回転角変位を検知する従動ローラ回転検知手段であるエンコーダ１１ａと、駆動ローラの回転角速度又は回転角変位を検知する駆動ローラ回転検知手段であるモータ駆動部２３やロータリエンコーダとを備えている。
【００２７】
制御部２２は、また、エンコーダ１１ａによる検知結果であるエンコーダ回転検出信号、及び記憶手段であるＲＡＭ３３に記憶しているベルト部材２の１周あたりにおける速度変動パターンのデータに基づいて駆動ローラ１０の駆動源であるベルト駆動モータ２１の駆動角速度又は駆動角変位を調整する駆動調整処理を実施する制御手段である。
制御部２２は、画像情報に基づく可視像を形成するための画像形成動作中に検知したベルト部材２の１回転分のエンコーダ回転検出信号と、駆動ローラ回転検知手段の検知結果である駆動入力信号との差分値を演算し、その演算した差分値に基づいて速度変動パターンを検出し、ＲＡＭ（記憶手段）３３に記憶しているデータを検出結果に基づいて更新する速度変動パターン更新処理を実施する。
また、制御部２２は、画像形成動作が終了する前に、速度変動パターン更新処理の実施要件が具備されたか否かを判断し、具備されていた場合には、画像形成動作終了後も、中間転写ベルト２が１回転するまで中間転写ベルト２を無端移動せしめるよう制御する。
これにより、速度変動パターン更新処理が必要ない時は、画像形成動作が終了した時点で中間転写ベルト２の駆動を停止することができるため、無駄な中間転写ベルト２の駆動を防止でき、中間転写ベルト２や感光体などの磨耗を抑制することができる。
また、制御部２２は、計時手段としての計時回路の計時機能に基づいて、前回の画像形成動作からの経過時間が所定時間に達したり、所定時間を超えたりしたことを検知した場合は、実施要件が具備されたと判断する。
このように構成することで、画像形成動作が長期間に渡って停止することによって環境変化やベルトに癖がついて中間転写ベルト２の厚みが変化した可能性が高い場合に、速度変動パターン更新処理を行うことができ、中間転写ベルト２の速度変動による画像の乱れを次の画像形成動作時に生じさせてしまうのを抑制することができる。
【００２８】
図８はセンサがベルト上方にある実施の形態を示す概略図である。図９はセンサがベルトの内側にある実施の形態を示す概略図である。図１０はセンサの発光側がベルトの上方にそして受光側がベルトの内側にある実施の形態を示す概略図である。
ベルトの経時変化の要因として、温度・湿度、放置時間、ベルト回転時間、作像回数等が挙げられる。本発明によるベルト駆動装置をさらに詳しく説明するために、ベルト２上のＨＰマーク２ａとセンサ１８との関係を図８〜図１０に示している。図において、駆動ローラ１０、従動ローラ１１が示してあり、センサ１８は反射型、透過型を用いており、発光側を符号１８ａで、受光側を符号１８ｂで示している。
ＨＰセンサ１８を用いてベルト厚み変動の影響を抑制する駆動制御について説明する。ベルト２の厚み変動プロファイルの更新はベルト２が１周以上回転する間に、１つのＨＰマーク２ａを基準にサンプリングを行う。
サンプリングは外乱による影響を取り除くため、接離動作を行っていない時や通紙している時ではない時、例えば、プロセスコントロールや色ずれ補正を行っている時や空ら回し時が望ましい。
その後はサンプリングを行ったＨＰマーク２ａを基準に制御を行い、１周して同じＨＰマーク（基準マーク）２ａを認識すると、そこを基準に同じ制御を繰り返す。ここで、ＨＰマーク２ａだけでは次の起動時にベルト２の位置が分からず制御できなくなるので、エンコーダや駆動パルスを用いて常に位置管理を行うように制御する。
【００２９】
図１１はベルト上の基準マークとセンサを示す概略図である。図１２はベルト上の長い基準マークとセンサを示す概略図である。図１３はセンサによって読み取った基準マークを示す概略図である。図１４は基準マークとトナーによる汚れを示す概略図である。
ここで、複数のＨＰマーク２ａがあると、サンプリング基準としたＨＰマーク２ａを判別する必要があるが、ベルト２の１周の時間・移動量が分かっていると、サンプリング基準のＨＰマークを判別可能となる。よって、基準マーク２ａは同様のものを用いても良いし、違う形状を用いても良いが、コスト上同じマークの方が優位になる（図１１）。
このように、複数の基準マークを有することにより１つの基準マーク２ａが読み取れなくなった場合でも、他の基準マークで制御可能になるという優れた効果がある。
ホームポジション（ＨＰ）の検知はセンサ１８の立ち上がり又は立下りのどちらかを基準としても良いし、両方を用いて計算して基準としても良いが、基準マーク２ａの先端を基準（立ち上がりか立下りかはセンサ１８と基準マーク２ａによる）とすると、より早く基準位置を把握できる。
【００３０】
経時で基準マーク２ａが汚れ、この基準マーク２ａが読めなくなると、制御不能となってしまうが、基準マーク２ａが検知できなくなったかをセンサ情報（立ち上がり〜立ち下りまでの時間、検出電圧等）により判別することで、即座に別の基準マークを用いて制御を行えば、安定的な速度制御が可能となる。
基準マーク２ａがセンサ１８で読み取れなくなったかの判断をセンサ１８の立ち上がりから立下りまでの検出時間で判断することで、基準マーク２ａの汚れ具合を判断可能になるという優れた効果がある。
ここで、それぞれの基準マーク毎に厚み変動プロファイルを記憶しておく方法や、１つのプロファイルに対し基準マーク２ａにより読み出し位置を変更する方法も考えられるが、制御が複雑になったり、他の基準マークも汚れていることも考えられるので新たにサンプリングする必要がある。
そこで、基準マーク２ａがセンサ１８で読み取れなくなったかの判断をセンサ１８の検出値で判断することで、基準マーク２ａの汚れ具合が判断可能になるという優れた効果がある。
【００３１】
また、汚れ等に対し基準マーク２ａの大きさ（長さ）を汚れに対し余裕のある大きさ（図１２）にすることで読み取れなくなる問題が減少する。この場合、基準マーク２ａの周長方向の長さがセンサ１８の通過に少なくとも１秒以上かかるような大きさに形成される。画像形成装置に反射型のマークを用いると、汚れの主原因となるトナーは基準マークの縁から付着し始め、徐々に付着量が増し読み取れる範囲が狭くなっていく（図１４）。
読み取る範囲が狭くなっていくということは基準がずれていくことを意味し制御効果に影響を与える（図１３）が、厚み変動プロファイルの更新をする制御を行っていれば、徐々に変化する基準位置のずれには対応可能となる。
複数の基準マーク、又は汚れ等で１つの基準マークが分割されるような場合でも同じ基準マークを基準に制御が可能になるという優れた効果がある。また、複数の基準マーク、又は汚れ等で１つの基準マークが分割されるような場合でもベルト２の同じ部分を基準に制御が可能になるという優れた効果がある。
基準としていた基準マーク２ａがセンサで読み取れなくなったかを判断し、別の読み取り可能な基準マーク２ａを基準に制御を行うことが可能になるという優れた効果がある。
【００３２】
プロファイルの更新を頻繁に行わない場合でも、基準マーク２ａの長さをベルト２の周長の１／１２（３０°／３６０°）以下にしておけば、速度制御しない時に比べて厚み変動の影響を１／２以下に抑制することが可能となる。
このように、基準マーク２ａの長さがベルト２の周長の１／１２であれば、汚れ等により基準マークの読み取れる範囲が狭くなっても、最悪でもベルト厚み変動の影響を１／２に低減可能になるという優れた効果がある。
本発明による画像形成装置は無端状ベルト部材の駆動装置として上述したベルト駆動装置を用いるので、ＰＶＤＦのようなコストは安く、大きな厚み変動のベルトを使用できるので、色ずれ品質の安定した画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を、多色画像形成装置に適用した実施の形態を示す概略図である。
【図２】本発明を、多色画像形成装置に適用した他の実施の形態を示す概略図である。
【図３】ベルトのフィードバック制御の概略構成図である。
【図４】ベルトの厚さとベルトの移動速度との関係について示す概略図である。
【図５】ローラに対するベルトの巻き付き角とベルト速度との関係を示す概略図である。
【図６】ベルト駆動制御方法の基本的な原理を示す概略図である。
【図７】本発明によるベルト駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】センサがベルト上方にある実施の形態を示す概略図である。
【図９】センサがベルトの内側にある実施の形態を示す概略図である。
【図１０】センサの発光側がベルトの上方にそして受光側がベルトの内側にある実施の形態を示す概略図である。
【図１１】ベルト上の基準マークとセンサを示す概略図である。
【図１２】ベルト上の長い基準マークとセンサを示す概略図である。
【図１３】センサによって読み取った基準マークを示す概略図である。
【図１４】基準マークとトナーによる汚れを示す概略図である。
【図１５】従来のタンデム型のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図１６】従来のタンデム型のカラー画像形成装置の他の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  画像形成装置、１  感光体ドラム、２  無端状ベルト部材（ベルト）、２ａ  基準マーク、１０  駆動ローラ、１１  従動ローラ、１１ａ  エンコーダ、１８  基準マーク検出手段（センサ）、２１  モータ（駆動源）、２２  制御部（更新手段）、２３  モータ駆動部（駆動速度調整手段）、２４  コントローラ部、３０  速度変動パターン検出手段（ベルト周期変動検出部）、３３  記憶手段（ＲＡＭ）、３４  エンコーダ回転検出部
【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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