(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御方法であって、
上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、
該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、
該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御することを特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項２】
請求項１のベルト駆動制御方法において、
上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理し、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うことを特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２のベルト駆動制御方法において、
上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、
該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定し、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項４】
請求項１又は２のベルト駆動制御方法において、
上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、
該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの周方向厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておき、
該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成し、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４のベルト駆動制御方法において、
上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うことを特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項６】
無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御装置であって、
上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項７】
請求項６のベルト駆動制御装置において、
上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理し、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７のベルト駆動制御装置において、
上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項９】
請求項６又は７のベルト駆動制御装置において、
上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておき、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項６、７、８又は９のベルト駆動制御装置において、
上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１１】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、該ベルトを駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えたベルト装置であって、
該ベルト駆動制御装置として、請求項６、７、８、９又は１０のベルト駆動制御装置を用いたことを特徴とするベルト装置。
【請求項１２】
請求項１１のベルト装置において、
上記駆動支持回転体の半径と上記従動支持回転体の半径とが等しいことを特徴とするベルト装置。
【請求項１３】
請求項１２のベルト装置において、
上記ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動距離が、該ベルトの周方向厚さ変動の半周期に対応する長さの奇数倍であることを特徴とするベルト装置。
【請求項１４】
請求項１１のベルト装置において、
上記駆動支持回転体の半径と上記従動支持回転体の半径とが異なり、
上記ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動距離が、該ベルトの周方向厚さ変動の半周期に対応する長さの偶数倍であることを特徴とするベルト装置。
【請求項１５】
請求項１１、１２、１３又は１４のベルト装置において、
上記検出手段を、複数の従動支持回転体のうち温度による厚さ変動を受けにくい箇所に配置された従動支持回転体について設けたことを特徴とするベルト装置。
【請求項１６】
上記無端状のベルトが、画像形成装置に用いる感光体ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置。
【請求項１７】
上記無端状のベルトが、画像形成装置に用いる中間転写ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置。
【請求項１８】
上記無端状のベルトが、画像形成装置において潜像担持体上の画像を転写する転写位置に転写材を保持して搬送する転写材搬送ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置。
【請求項１９】
上記無端状のベルトが、画像形成装置において中間転写体上の画像を転写する転写位置に転写材を保持して搬送する転写材搬送ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置。
【請求項２０】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体上の顕像を転写材に転写する転写手段と、該潜像担持体を駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該潜像担持体の駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えた画像形成装置であって、
上記ベルト駆動制御装置は、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記潜像担持体の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる中間転写体と、該潜像担持体上の顕像を該中間転写体に転写する第１の転写手段と、該中間転写体上の顕像を転写材に転写する第２の転写手段と、該中間転写体を駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該中間転写体の駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えた画像形成装置であって、
上記ベルト駆動制御装置は、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記中間転写体の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる転写材搬送部材と、該潜像担持体上の顕像を中間転写体を介して又は中間転写体を介しないで直接に、該転写材搬送部材で搬送されている転写材に転写する転写手段と、該転写材搬送部材を駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該転写材搬送部材の駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えた画像形成装置であって、
上記ベルト駆動制御装置は、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記転写材搬送部材の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項２０、２１又は２２の画像形成装置において、
上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理し、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
請求項２０、２１、２２又は２３の画像形成装置において、
上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
請求項２０、２１、２２又は２３の画像形成装置において、
上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておき、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
請求項２０、２１、２２、２３、２４又は２５の画像形成装置において、
上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２７】
請求項２０の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジであって、
少なくとも上記潜像担持体及び上記ベルト駆動制御装置を含み且つ該画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２８】
無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するためのプログラムであって、
上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出データから、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出するステップと、
該交流成分の振幅及び位相に基づいて、該駆動支持回転体の回転を制御するステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２９】
請求項２８のプログラムにおいて、
上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理するステップを、コンピュータを用いて実行させ、
上記駆動支持回転体の回転制御は、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うことを特徴とするプログラム。
【請求項３０】
請求項２８又は２９のプログラムにおいて、
上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定するステップを、コンピュータを用いて実行させ、
上記駆動支持回転体の回転制御は、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするプログラム。
【請求項３１】
請求項２８又は２９のプログラムにおいて、
上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの周方向厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶するステップと、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成するステップとを、コンピュータに実行させ、
上記駆動支持回転体の回転制御は、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするプログラム。
【請求項３２】
請求項２８、２９、３０又は３１のプログラムにおいて、
上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、
上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うことを特徴とするプログラム。
【請求項３３】
無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するためのプログラムが格納された記録媒体であって、
該プログラムが、請求項２８、２９、３０、３１又は３２のプログラムであることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御するベルト駆動制御方法及びその装置、ベルト装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、プログラム並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。特に画像形成速度に優れ且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、転写材である記録用紙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。この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用紙を搬送し、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、記録用紙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。
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一例について具体的に説明する。このタンデム型のカラー画像形成装置では、例えば黄、マゼンタ、シアンおよび黒の各単色画像を形成する画像形成ユニットが記録用紙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により感光体ドラム表面に形成された静電潜像が各画像形成ユニットで現像されることによりトナー画像が形成される。そして、静電力により搬送ベルトに付着されて搬送される記録用紙上に順次重ね合わられて転写された後、定着器によってトナーが溶融圧着されることにより、記録用紙上にカラー画像が形成される。搬送ベルトは、互いに平行に配置された駆動ローラと従動ローラとの間に適当なテンションで掛け渡される。駆動ローラは、モータ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も所定の速度で回転移動する。記録用紙は給紙機構によって所定のタイミングで搬送ベルトの画像形成ユニット側に供給され、搬送ベルト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を順次通過する。このようなタンデム型のカラー画像形成装置では、記録用紙の搬送速度、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、記録用紙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。
【０００３】
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、ベルトを駆動する駆動ローラの回転速度を一定にするように駆動ローラの回転を制御する駆動制御方法が知られている。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を一定に保持することにより、駆動ローラの回転速度を一定にする駆動制御方法である。
【０００４】
しかしながら、上記従来のベルトの駆動制御方法では、ベルトの厚さ変動、特にベルト移動方向に沿った方向で厚さ変動がある場合、駆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という問題点があった。そこで、この問題点を解決するために次のような制御方法が知られている。
例えば、特許文献１に記載の方法では、あらかじめベルトの厚さを測定し、これに基づきベルトの移動速度を一定にするのに必要な駆動源のパラメータを算出して、駆動ローラの回転数を制御する。しかしながら、この方法は、微小な搬送ベルトの厚さを測定することが非常に困難であることから実施が難しい。また、部品コストはかからないが、生産時あるいは市場でのサービス時に計測データを機器に入力する必要があるため、製造コストやサービスコストが高くなってしまうという問題点を有している。
また、特許文献２に記載の方法では、ベルトの厚さを測定しながら駆動ローラの回転数を補正制御する、あるいはベルト１周分の厚さ変動を記録して、これに基づき駆動ローラの回転数を補正制御する。しかしながら、この方法では、微小な搬送ベルトの厚さをリアルタイムで測定することが非常に困難であり、かつ、検出感度を上げるために高価なセンサ等を使用する必要があり製造コストが高くなってしまうという問題点を有している。
また、特許文献３に記載の方法では、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込む前に、製造工程であらかじめ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。しかしながら、この方法では、ベルト製造において大幅なコストアップとなるという問題点を有している。
【０００５】
なお、特許文献４には、過去の動作での制御目標と誤差の関係を蓄積し、制御目標を補正することで、転写ベルトの周方向の厚さ変動に対しより安定な動作を行うことができるとの記載がある（特許文献４の段落００３４参照）が、その制御目標の補正及び制御の具体的な内容については開示がない。
【０００６】
【特許文献１】
特許２６３９１０６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２８７７７号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１０８９７号公報
【特許文献４】
特開平１１−１７４９３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、コストアップを抑えつつ、ベルトの厚さ変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動することができるベルト駆動制御方法及びその装置を提供することである。更に、他の目的は、かかるベルトの駆動制御が可能となるベルト装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、プログラム及び記録媒体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御方法であって、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は該該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御することを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１のベルト駆動制御方法において、上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２のベルト駆動制御方法において、上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１又は２のベルト駆動制御方法において、上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの周方向厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておき、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４のベルト駆動制御方法において、上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項６の発明は、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御装置であって、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項６のベルト駆動制御装置において、上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項６又は７のベルト駆動制御装置において、上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項６又は７のベルト駆動制御装置において、上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておき、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項６、７、８又は９のベルト駆動制御装置において、上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１１の発明は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、該ベルトを駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えたベルト装置であって、該ベルト駆動制御装置として、請求項６、７、８、９又は１０のベルト駆動制御装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、請求項１１のベルト装置において、上記駆動支持回転体の半径と上記従動支持回転体の半径とが等しいことを特徴とするものである。
請求項１３の発明は、請求項１２のベルト装置において、上記ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動距離が、該ベルトの周方向厚さ変動の半周期に対応する長さの奇数倍であることを特徴とするものである。
請求項１４の発明は、請求項１１のベルト装置において、上記駆動支持回転体の半径と上記従動支持回転体の半径とが異なり、上記ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動距離が、該ベルトの周方向厚さ変動の半周期に対応する長さの偶数倍であることを特徴とするものである。
請求項１５の発明は、請求項１１、１２、１３又は１４のベルト装置において、上記検出手段を、複数の従動支持回転体のうち温度による厚さ変動を受けにくい箇所に配置された従動支持回転体について設けたことを特徴とするものである。
請求項１６の発明は、上記無端状のベルトが、画像形成装置に用いる感光体ベルトである請求項１１、１２、１３、１４、又は１５のベルト装置である。
請求項１７の発明は、上記無端状のベルトが、画像形成装置に用いる中間転写ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置である。
請求項１８の発明は、上記無端状のベルトが、画像形成装置において潜像担持体上の画像を転写する転写位置に転写材を保持して搬送する転写材搬送ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置である。
請求項１９の発明は、上記無端状のベルトが、画像形成装置において中間転写体上の画像を転写する転写位置に転写材を保持して搬送する転写材搬送ベルトである請求項１１、１２、１３、１４又は１５のベルト装置である。
【００１１】
請求項２０の発明は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体上の顕像を転写材に転写する転写手段と、該潜像担持体を駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該潜像担持体の駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えた画像形成装置であって、上記ベルト駆動制御装置は、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記潜像担持体の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる中間転写体と、該潜像担持体上の顕像を該中間転写体に転写する第１の転写手段と、該中間転写体上の顕像を転写材に転写する第２の転写手段と、該中間転写体を駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該中間転写体の駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えた画像形成装置であって、上記ベルト駆動制御装置は、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記中間転写体の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２２の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる転写材搬送部材と、該潜像担持体上の顕像を中間転写体を介して又は中間転写体を介しないで直接に、該転写材搬送部材で搬送されている転写材に転写する転写手段と、該転写材搬送部材を駆動するための回転駆動力を発生する駆動源と、複数の支持回転体のうち該回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該転写材搬送部材の駆動を制御するベルト駆動制御装置とを備えた画像形成装置であって、上記ベルト駆動制御装置は、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出結果から、上記転写材搬送部材の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出し、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、上記駆動支持回転体の回転を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２３の発明は、請求項２０、２１又は２２の画像形成装置において、上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項２４の発明は、請求項２０、２１、２２又は２３の画像形成装置において、上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項２５の発明は、請求項２０、２１、２２又は２３の画像形成装置において、上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておき、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報とに基づいて目標基準信号を生成し、上記駆動支持回転体の回転制御を、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項２６の発明は、請求項２０、２１、２２、２３、２４又は２５の画像形成装置において、上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項２７の発明は、請求項２０の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジであって、少なくとも上記潜像担持体及び上記ベルト駆動制御装置を含み且つ該画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２８の発明は、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するためのプログラムであって、上記複数の支持回転体のうち上記回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出データから、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する該回転角変位又は該回転角速度の交流成分を抽出するステップと、該交流成分の振幅及び位相に基づいて、該駆動支持回転体の回転を制御するステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とするものである。
請求項２９の発明は、請求項２８のプログラムにおいて、上記従動支持回転体の半径と、上記ベルトの該従動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、上記駆動支持回転体の半径と、該ベルトの該駆動支持回転体に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さと、該ベルトの該従動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの該駆動支持回転体との接触部分中央までの該ベルトの移動時間とを考慮して、上記交流成分を処理するステップを、コンピュータを用いて実行させ、上記駆動支持回転体の回転制御は、該処理後の交流成分の振幅及び位相に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項３０の発明は、請求項２８又は２９のプログラムにおいて、上記駆動支持回転体の回転制御に用いる基準信号の振幅及び位相を変化させながら上記ベルトのテスト駆動を実行し、該テスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように該基準信号の振幅及び位相を設定するステップを、コンピュータを用いて実行させ、上記駆動支持回転体の回転制御は、該テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項３１の発明は、請求項２８又は２９のプログラムにおいて、上記ベルトに設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして上記駆動支持回転体を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行し、該テスト駆動で得られた、少なくとも該ベルトの周方向厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶するステップと、該基準位置マークの検出結果と該記憶されている情報に基づいて目標基準信号を生成するステップとを、コンピュータに実行させ、上記駆動支持回転体の回転制御は、該生成した目標基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項３２の発明は、請求項２８、２９、３０又は３１のプログラムにおいて、上記交流成分の抽出を、上記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、上記駆動支持回転体の回転制御を、該複数の交流成分に基づいて行うことを特徴とするものである。
請求項３３の発明は、無端状のベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御することにより、該ベルトの駆動を制御するためのプログラムが格納された記録媒体であって、該プログラムが、請求項２８、２９、３０、３１又は３２のプログラムであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１乃至３３の発明において、駆動支持回転体によって無端状のベルトが駆動されるとき、ベルトの内周面側は駆動支持回転体の外周面と同じ速度で移動しようとし、ベルトの外周面側にいくほどより速い速度で移動しようとする。ベルト全体としてはベルト厚さ方向の中央部の移動速度で駆動されることになる。ここで、ベルトの周方向に厚さ変動があると、ベルトの内周面とベルト厚さ方向の中央部との距離（以下、移動速度の基準となる「実効ベルト厚さ」という）も変動する。そのため、駆動支持回転体の回転角速度が一定であっても、駆動支持回転体で駆動されるベルトの移動速度は駆動支持回転体に接しているベルト部分の厚さによって変動してしまう。例えば、駆動支持回転体に接しているベルト部分が厚いとベルトの移動速度が速くなり、そのベルト部分が薄いとベルトの移動速度が遅くなる。ベルトの駆動制御という観点からみると、駆動支持回転体に厚いベルト部分が接しているときは駆動支持回転体の回転角速度を低め、逆に駆動支持回転体に薄いベルト部分が接しているときは駆動支持回転体の回転角速度を高めるように制御すれば、ベルトの移動速度を一定にすることができる。
一方、従動支持回転体がベルトの移動に伴って従動するように回転するとき、ベルトの内周面と同じ速度で外周面が移動するように従動支持回転体が回転する。このベルトの内周面すなわち従動支持回転体の外周面は、ベルト全体としての移動速度（ベルト厚さ方向の中央部の移動速度）よりも遅く移動する。そのため、ベルト全体としての移動速度が一定であったとしても、従動支持回転体の回転角速度は、その従動支持回転体に接しているベルト部分の厚さによって変動する。例えば、従動支持回転体に厚いベルト部分が接しているときは、従動支持回転体の回転が遅くなり、逆に従動支持回転体に薄いベルト部分が接しているときは、従動支持回転体の回転が速くなる。このようにベルトの厚さに応じて従動支持回転体の回転が変動する。
そこで、本ベルト駆動制御方法では、従動支持回転体の回転角変位及び回転角速度を検知し、この検知されたデータから、ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する、従動支持回転体の回転角速度の交流成分を抽出している。この抽出した交流成分の振幅及び位相は、ベルトの周方向の周期的な厚さ変動の振幅及び位相に対応している。従って、この交流成分の振幅及び位相に基づいて、駆動支持回転体に厚いベルト部分が接するタイミングには駆動支持回転体の回転角速度を低め、逆に駆動支持回転体に薄いベルト部分が接しているときは駆動支持回転体の回転角速度を高めるように制御する。この制御により、ベルトの周方向に厚さ変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動できる。
【００１４】
なお、前出の特開平１１−１７４９３２号公報には、従動支持回転体（従動プーリ）の回転角速度の検出結果に基づいて駆動支持回転体（駆動プーリ）の回転を制御する方法が記載されている。しかしながら、同公報の方法は、従動支持回転体の回転角速度の位相まで考慮して駆動支持回転体の回転を制御するものではない。さらに、同公報の方法は、互いにベルト半周期の位置に設置されている直径が等しい駆動支持回転体と従動支持回転体とを回転角速度が一致するように制御するものであり、ベルトの周方向の厚さ変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動するのは難しいと考えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
まず、ベルトの厚さとベルトの移動速度との関係について説明する。
図１はベルトのフィードバック制御の概略構成図である。図１において、ベルト５００は駆動ローラ（駆動支持回転体）５０１と従動ローラ（従動支持回転体）５０２とに掛け渡されており、ベルト５００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。そして、ベルト駆動制御装置７００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、例えばよく知られているＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御方式の基準周波数ｆｒｅｆとエンコーダ６０１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６０２の回転が制御される。このフィードバック制御においては、従動ローラ５０２（従動支持回転体）は一定回転ωｏで回転している。この条件下でベルト５００の厚さの影響を考察するモデルを、以下のように仮定する。
【００１６】
図２（ａ）及び（ｂ）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説明図である。駆動ローラ５０１が基準の一定回転角速度で回転しているとき、図２（ａ）のようにベルト５００が厚い部分で巻きついているときはベルト速度が速くなる。逆に、図２（ｂ）のようにベルト５００が薄い部分で巻き付いているときはベルト速度が遅くなる。ベルト５００の厚さが周方向に沿って正弦的に変化していると仮定したとき、ベルト５００が駆動ローラ５０１に巻き付いている巻き付け角の中心部（図中のＰ）でベルト速度とローラの回転速度が決定されると仮定しても実用的に十分議論できる。そこで、従動ローラ５０２の半径と駆動ローラ５０１の半径をＲとすると、ベルト５００がローラに巻き付いたときベルト移動速度に関連するベルト５００の厚さ方向中央部に位置している実効的なベルト厚さ（以下「実効ベルト厚さ」という）の従動ローラ５０２側での値ΔＲｅは、次式で表される。ただし、ΔＲｏは実効ベルト厚さの平均値、ｒは厚さ変動の振幅値、ωｂはベルト厚さ回転角速度であり、厚さ変動の位相角αをゼロとする。
【数１】
ΔＲｅ＝ΔＲｏ＋ｒ・sin（ωｂｔ＋α）
【００１７】
駆動モータ６０２での実効ベルト厚さΔＲｍはベルト厚さ変動位相がπずれているので、次式のように表すことができる。
【数２】
ΔＲｍ＝ΔＲｏ＋ｒ・sin（ωｂｔ−π）＝ΔＲｏ−ｒ・sinωｂｔ
【００１８】
従って、ベルト速度ｖは次式のようになる。ただし、ωｏはエンコーダ側の従動ローラ５０２の回転角速度である。
【数３】
ｖ＝（Ｒ＋ΔＲｏ＋ｒ・sinωｂｔ）ωｏ  −−−（ａ）
【００１９】
従って、駆動モータ６０２の回転角速度ωｍは、（Ｒ＋ΔＲｏ−ｒ・sinωｂｔ）ωｍ＝ｖ＝（Ｒ＋ΔＲｏ＋ｒ・sinωｂｔ）ωｏの関係により、次式で表される。
【数４】
0003677506.tif 000002
【００２０】
逆に駆動モータ６０２を一定の回転角速度ωｏで回転させたときのエンコーダ側の従動ローラ５０２の回転角速度ωｅも、同様に次式で表される。
【数５】
ωｅ＝〔１＋｛２ｒ／（Ｒ＋ΔＲｏ）｝・sinωｂｔ〕ωｏ
【００２１】
従って、このような制御ではベルト速度は変動している。ただし、駆動ローラ５０１側と別の位置にある従動ローラ５０２にエンコーダを付けてフィードバックしているので、エンコーダ側の従動ローラ５０２とベルト５００との間にすべりがなければ、駆動ローラ５０１がすべってもこの影響は取り除かれている。
【００２２】
各ローラに対するベルト５００の巻き付き角とベルト速度の関係は、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３（ａ）のようにベルト５００が従動ローラ５０２に点で接していれば、ベルト厚さに全く影響されずに従動ローラ５０２の回転角速度が決まる。ただし、この場合は従動ローラ５０２がすべり易くなり、従動ローラ軸にエンコーダ６０１を付けた場合、従動ローラの回転角速度の検出が不正確になる。一方、図３（ｂ）のようにベルト５００が従動ローラ５０２に巻き付いていると、従動ローラ５０２に接している部分のベルト厚さに応じて従動ローラ５０２の回転角速度が変動する。
【００２３】
次に、本ベルト駆動制御方法の基本的な原理について説明する。
図４は、本ベルト駆動制御方法の基本的な原理を説明するための説明図である。本ベルト駆動制御方法は、図４の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５０１と回転角を検出するエンコーダ側の従動ローラ５０２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とき、ベルト５００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。
【００２４】
図４において一点鎖線はベルト厚さ周期変動（第１次成分）を考慮したとき、実効的なベルト速度を支配するベルト内の厚さ（実効ベルト厚さ）の位置を示している。図４の状態においてベルト５００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５０２の回転角速度ωＬは、次式で表される。ただし、Δｒｍａｘは実効的なベルト速度を支配するベルト５００内の厚さ位置のローラ接触位置からの最大距離、すなわち実効ベルト厚さの最大値である。
【数６】
ωＬ＝Ｖ／（Ｒ＋Δｒｍａｘ）
【００２５】
一方、右側の駆動ローラ５０１の回転角速度ωＲは、次式で表される。ただし、Δｒｍｉｎは実効的なベルト速度を支配するベルト５００内の厚さ位置のローラ接触位置からの最小距離、すなわち実効ベルト厚さの最小値である。
【数７】
ωＲ＝Ｖ／（Ｒ＋Δｒｍｉｎ）
【００２６】
また、各ローラの平均回転角速度ωｏは、次式で表される。
【数８】
ωｏ＝Ｖ／｛Ｒ＋（Δｒｍａｘ＋Δｒｍｉｎ）／２｝
【００２７】
図４において、左側の従動ローラ５０２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５０１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４に示す位置にベルト５００が位置していると、左の従動ローラ５０２の回転角エンコーダによって検出される速度はωＬ＝Ｖ／（Ｒ＋Δｒｍａｘ）となり、平均回転速度（目標回転速度）より遅くなる。このとき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５０１を速く回すように駆動する。その速度がωＲ＝Ｖ／（Ｒ＋Δｒｍｉｎ）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。
【００２８】
次に、本ベルト駆動制御方法の一般化モデルについて説明する。
図５は、本ベルト駆動制御方法の一般化モデルを説明するための説明図である。図５において、ベルト５００は周方向に厚さ周期変動（高次の周期変動を含む）を持ち、３つのローラ５０１〜５０３に掛け渡されて一定速度Ｖで移動している。また、左側の従動ローラ５０２のベルト厚さ変動による回転変動と右側の駆動ローラ５０１の回転変動との間の位相ずれが、上記図４のようにベルト厚さ変動の半周期（π）となっていない。従って、この変動位相ずれφを考慮して右側の駆動ローラ５０１の回転角速度が変動するように、ベルト駆動制御装置７００でフィードバック制御する必要がある。そして、ベルト速度Ｖが一定となるよう最適なフィードバック量（たとえばゲイン）を設定する必要がある。
【００２９】
本ベルト駆動制御方法におけるベルト厚さ変動成分補正の原理は次のとおりである。ここでは、ベルト厚さ変動が正弦的に変化している周波数成分の合成とし、ベルト５００がローラに巻き付いている巻き付け角の中心部でベルト速度とローラの回転速度が決定されるとする。そして、ベルト巻付け角、ベルト材質、ベルトテンション等でベルト厚さによるベルト速度への影響が変わる。つまり、ベルト巻付け角が変わる機構レイアウトで機器を実現する場合は、駆動ローラ側とエンコーダを取り付ける従動ローラのベルト厚さによるベルト速度変動へ与える影響は異なるとして扱わなければならない。従って、以下の処理が必要となる。
【００３０】
本モデルで使用する各パラメータの記号を次のように定義する。
τ：ベルト厚さを考慮した実行エンコーダ検出位置と実行駆動位置間のベルト厚さ変動周期時間差
Ｔ：ベルト一回転周期
ＴＮ：ベルト厚さＮ次変動周期Ｔ／Ｎ（Ｎ：自然数）
以下のベルト厚さは実行的な移動速度にかかわる中間転写ベルト厚さ位置で表現
ＢｔＮ：ベルト厚さＮ次変動成分最大振幅
Ｂｔｏ：ベルト平均厚さ
Ｂｔ：ベルト厚さ
Ｂｔ＝Ｂｔｏ＋ＢｔＮ・sin（ωＮｔ＋αＮ）
ωＮ＝２π／ＴＮ
αＮ：ｔ＝０のときの実行エンコーダ検出位置でのＮ次ベルト変動位相角
Ｖ：ベルト速度
ＲＥ：軸にエンコーダが取り付けられている従動ローラ（エンコーダ側ローラ）の半径
ＲＤ：軸に駆動系が取り付けられている駆動ローラ（駆動系側ローラ）の半径
ωＥ：ベルト速度Ｖで移動しているときの従動ローラの回転角速度
ωＤ：ベルト速度Ｖで移動しているときの駆動ローラの回転角速度
【００３１】
また、ベルト５００のローラ巻付け角の違いとベルト材料等によってベルト厚さ変動がベルト速度に影響する係数として、駆動側影響係数：β及びエンコーダ側影響係数：κを定義する。ここで、ベルト５００の従動ローラ５０２に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さは、κＢｔｏで表すことができる。また、ベルト５００の駆動ローラ５０１に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さは、βＢｔｏで表すことができる。
【００３２】
上記各パラメータを用いて、従動ローラ５０２の回転角速度ωＥ及び駆動ローラ５０１の回転角速度ωＤを表現すると、次式のようになる。
【数９】
0003677506.tif 000003
【数１０】
0003677506.tif 000004
【００３３】
従って、上記（１）式と（２）式が同時に成立するように従動ローラ５０２を駆動すればベルト速度Ｖが一定となる。（１）式及び（２）式の第２項が厚さ変動に依存する項である。
なお、上記（１）式及び（２）式はＮ次のみの表現になっているが、一般化すると以下のように表現できる。
【数１１】
ωＥ＝｛Ｖ／（ＲＥ＋κＢｔｏ）｝−｛Ｖ・κ／（ＲＥ＋κＢｔｏ）２｝ΣＢｔＮ・sin（ωＮｔ＋αＮ）      −−−（３）
【数１２】
ωＤ＝｛Ｖ／（ＲＤ＋βＢｔｏ）｝−｛Ｖ・β／（ＲＤ＋βＢｔｏ）２｝ΣＢｔＮ・sin｛ωＮ（ｔ−τ）＋αＮ｝      −−−（４）
【００３４】
次に、上記原理に基づいたフィードバック制御のより具体的な制御例について説明する。
（制御例１）
本制御例１は以下に原理に基づいたフィードバック制御である。このフィードバック制御で用いるフィードバック信号の直流成分及び交流成分のゲインＧdc及びＧＮは、次式で表すことができる。
【数１３】
0003677506.tif 000005
【数１４】
0003677506.tif 000006
【００３５】
ベルト厚さ周期変動が複数の変動周波数成分を有している場合は、上記（６）に基づいて各変動周波数成分毎に変動を補正する。どこまでの変動周波数成分を取ればよいかは目標精度によって決定すればよい。
【００３６】
ベルト速度Ｖを一定に制御するフィードバック制御で上記フィードバック信号と比較する基準信号ｒｅｆは、上記各パラメータを考慮し、次式を用いて生成する。
【数１５】
0003677506.tif 000007
【００３７】
また、従動ローラ５０２の回転角速度のベルト変動の交流成分である第Ｎ次周波数成分を、上記各パラメータを考慮して処理することにより、フィードバック信号ωｐＤＮを生成する。具体的には、エンコーダで検出される従動ローラ５０２の回転角速度のベルト変動の第Ｎ次周波数成分の振幅を、ＧＮ＝（β／κ）（ＲＥ＋Ｂｔｏ）２／（ＲＤ＋Ｂｔｏ）２倍するとともに、その位相をＴτ＝Ｔ−τだけ遅延させてフィードバック信号ωｐＤＮを生成する。このフィードバック信号の第Ｎ次周波数成分ωｐＤＮと、上記基準信号ｒｅｆのベルト第Ｎ次周波数変動成分（第２項）ｒｅｆＮとを比較する。
駆動ローラ５０１側に移動するベルト５００では、上記従動ローラ５０２のエンコーダで検出されるベルト厚さ変動よりもτ時間だけ位相が遅れた厚さ変動がある。これをエンコーダの出力によって制御するためには、エンコーダ出力のτ時間前の信号を使う必要がある。つまりＴ−τ＝Ｔτ時間遅れた信号を使う必要がある。あるいは上記（３）式で表される従動ローラ５０２の回転角速度を基準信号ｒｅｆとして入力し、比較するという方法もある。ただし、変動成分については、従動ローラ側のベルト厚さ変動成分の駆動ローラ側までの時間遅れを考慮して駆動する必要がある。
以下の説明では、上記（４）式で表される駆動ローラ５０１の回転角速度を基準信号ｒｅｆとして入力した実施例について述べる。
【００３８】
従動ローラ５０２の回転角速度検出（エンコーダ出力）の直流成分は、Ｇdc＝（ＲＥ＋κＢｔｏ）／（ＲＤ＋βＢｔｏ）倍し、フィードバック信号の直流成分ωｐＤｄｃを生成する。このフィードバック信号の直流成分ωｐＤｄｃと上記基準信号ｒｅｆの直流成分ｒｅｆdcとを比較する。この両信号の差分出力をεdcとする。ベルト５００の平均厚さＢｔｏは機器ごとにばらつきがあり基準ベルト速度Ｖが異なる場合は、基準信号の直流成分ωｐＤｄｃを変化させる。このとき変化させた分からベルト５００の平均厚さＢｔｏを補正し、この値を以後の厚さ変動成分の制御に使う。基準ベルト速度Ｖは、例えば工場の工程内の検査調整用測定装置で測定し調整すればよい。
【００３９】
ベルト厚さ変動の各周波数成分における制御は、ＢｔＮとαＮを変化させる基準信号ｒｅｆＮと、エンコーダで検出される従動ローラ５０２の回転角速度のベルト変動の第Ｎ次周波数成分ＧＮ倍しＴ−τだけ遅延したフィードバック信号ωｐＤＮとを比較した出力εＮが最小値になるＢｔＮとαＮを選ぶ。
この状態で制御されているとき、ベルト速度変動が最小となる。
【００４０】
上記基準信号ｒｅｆＮ決定過程は、ベルト厚さ変動補正に用いる基準信号を決定するのであるから、ベルト駆動系の負荷変動あるいは負荷がかからないようにして安定に設定できるようにする。たとえば、画像形成装置の場合、感光体ドラムと紙搬送ベルトとの接触部で紙転写部を離す。中間転写ベルト方式の画像形成装置の場合は、転写紙に転写する２次転写部に転写紙を通過させないで転写ローラを離し、さらには中間転写ベルトに接触しているクリーナは離す等の機構を付してベルト機構に対する負荷と負荷変動を軽減する。
【００４１】
図６は、本制御例に用いるベルト駆動制御装置７００における制御手段のブロック図である。図６において、直流成分は時間遅れを考慮する必要がないので、エンコーダ出力の速度信号ωｐＥｄｃと直接比較することができる基準信号ｒｅｆＥdcを用いている。バンドパスフィルタＦωｐＥＮは、ベルト厚さ変動を抑圧したい周波数成分に応じた個数のフィルタが並列して設けられる。バンドパスフィルタＦｂｐは、ベルト厚さ変動以外の高域の変動（例えばローラの偏芯によって発生する変動）を抑制するために、その変動成分を通過させるためのフィルタである。図６においてサーボアンプ以外は、デジタル信号処理をして実現してもよい。
更に、図６において低域フィルタの代わりにバンドパスフィルタＦωｐＥＮの相補的な特性（逆特性）をもつ帯域遮断フィルタを用いることにより、バンドパスフィルタＦｂｐを不要とする構成にしてもよい。
【００４２】
また、図６の構成に図７の構成をさらに付加してもよい。図７の構成では、ベルト厚さ変動周波数成分をもつ正弦波基準入力ｒｅｆＮと、エンコーダより検出される従動ローラの回転角速度の検出信号を遅延しゲインを乗した交流成分（変動成分）ωｐＤＮとの位相差ＰＤを検出している。この位相差ＰＤが最小になるように基準信号ｒｅｆＮの位相をシフトさせる。そして、基準信号ｒｅｆＮと上記交流成分ωｐＤＮとの差分出力Ａｄｄを平滑化したＤＣが最小になるように、基準信号ｒｅｆＮの振幅を変えるようにすれば、ベルト厚さ変動によるベルト速度変動が少ない基準信号を設定できる。この基準信号の振幅の補正量は、差分出力Ａｄｄを見て決めていける。
また、基準信号ｒｅｆＮと上記交流成分ωｐＤＮとの位相差と振幅差を計測し、その結果ですぐに基準信号を補正するという方法を採ってもよい。この方法では上記交流成分ωｐＤＮをＡＤ（アナログからデジタルへ）変換し、図示しないコントローラがこの値を検出し、その結果をもって基準入力ｒｅｆＮを生成すればよい。
【００４３】
上記フィードバック信号のゲインＧdc、ＧＮはベルト駆動系の構成（ベルトが複数のローラに巻き付けられている配置）によって決定される固定定数である。例えば、エンコーダ側の従動ローラ５０２の半径を駆動ローラ５０１の径を等しくすると、ゲインＧＮはベルト巻付けの条件が等しくなる（α＝β）ので、次式のようになる。
【数１６】
ＧＮ＝１      −−−（５）
【００４４】
一般的にローラの半径はベルトの厚さＢｔｏよりかなり大きい。即ち、次式が成り立つ。
【数１７】
Ｂｔｏ＜＜ＲＥ、Ｂｔｏ＜＜ＲＤ
【００４５】
従って、上記ゲインＧＮは近似的に次式のようにして扱ってもよい。
【数１８】
ＧＮ＝（β／κ）（ＲＥ／ＲＤ）２      −−−（６）
【００４６】
ベルト駆動系の構成（ベルトが複数のローラに巻き付けられている配置）によって、厚さ変動周波数成分で特異な変動周波数成分がある。これについての扱い方を以下に述べる。
以下の条件に合うようにベルト駆動系をレイアウトすれば、この条件に合うベルト厚さ変動周波数成分を補正する制御系の回路構成が簡易になる。
▲１▼エンコーダ側の従動ローラから駆動ローラに至るベルト移動距離がベルト厚さ変動の半周期分の偶数倍（全波）の場合：
この場合は、ωＮτ＝２πＮω（ただし、Ｎω：自然数）となる。従って、上記（１）式及び（２）式は次のようになる。
【数１９】
0003677506.tif 000008
【数２０】
0003677506.tif 000009
【００４７】
従って、この条件に合う上記交流成分ωｐＤＮは、図６においてベルト厚さ変動補正のためにはＴτ遅延回路なしで、エンコーダで検出された検出データから抽出したベルト厚さ変動周波数の交流成分にゲインＧＮを掛けることにより、生成することができる。
【００４８】
▲２▼エンコーダ側の従動ローラから駆動ローラに至るベルト移動距離がベルト厚さ変動の半周期分の奇数倍（半波）の場合：
この場合は、ωＮτ＝π（２Ｎω＋１）（ただし、Ｎω：自然数）とすると、上記（１）式及び（２）式は次のようになる。
【数２１】
0003677506.tif 000010
【数２２】
0003677506.tif 000011
【００４９】
従って、この条件に合う上記交流成分ωｐＤＮは、図６においてベルト厚さ変動補正のためにはＴτ遅延回路なしで、エンコーダで検出された検出データから抽出したベルト厚さ変動周波数の交流成分を反転してゲインＧＮを掛けることにより、生成することができる。
【００５０】
特殊な配置構成としてエンコーダ側の従動ローラ５０２と駆動ローラ５０１とを図１のような配置にすれば、遅延時間を考慮しないでベルト厚さ変動成分の奇数成分（ベルト一回転周期成分を含む）を抑圧する制御ができる。従って、従動ローラ５０２と駆動ローラ５０１の配置をベルト厚さ変動成分を考慮すれば、遅延回路を不要にすることができる。例えば、上記交流成分（ベルト厚さ変動成分）がベルト一回転周期成分しか含まない場合は、図１の構成で遅延回路は不要になる。そして、奇数成分は反転し、偶数はそのままフィードバックすればよいことになる。
ここまでの説明から明らかなように、本ベルト駆動制御方法では、駆動ローラとは別の位置にある従動ローラで検出される回転角速度又は回転角変位を制御に用いている。従って、駆動側で駆動ローラ５０１とベルト５００との間にすべりがあっても従動ローラ側にすべりがなければ、駆動ローラ側でのすべりに影響されずに厚さ変動補正を行うことができる。
【００５１】
（制御例２）
次に、学習法を用いた他の制御例について説明する。この制御例は、一周あるいは複数回ベルトを回転させ、それによりベルト厚さの振幅と位相を検知して、それによって厚さ変動補正を行なうものである。駆動源として使用するモータはパルスモータでもサーボモータでもかまわないが、本制御例ではパルスモータを用いた場合について説明する。なお、サーボモータを採用する場合は、学習時の制御に駆動側を等速に制御する系が必要である。そして、学習後の駆動時にはここで生成するクロックを基準にＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御をするように構成すればよい。また、本制御例の構成に加えて、駆動ローラ側のすべりに影響されないでベルト厚さ変動補正できる構成については後で説明する。
【００５２】
まず、ベルト厚さ変動補正について述べる。本制御例では、ベルト一周に一回パルスを発生するホームセンサを設置する。つまり、ベルトに基準マークを付し、これをベルト周囲の固定部のある箇所に固定配置したマークセンサで検知する。
ベルト厚さ変動周波数成分の駆動ローラ側の回転角周波数ωＤＮ、エンコーダ側をωＥＮとすると、次式に基づいて制御するのがフィードバック方式である。
【数２３】
ωＤＮ＝ＧＮ・ωＥＮ｛ｔ−（Ｔ−τ）｝      −−−（１７）
【００５３】
ここで、ωＥＮはベルト速度が一定速度Ｖのときのエンコーダ出力である。このエンコーダ出力ωＥＮの変動振幅ＡＥは、（１）式より、次式で表される。
【数２４】
ＡＥ＝｛Ｖ・κ／（ＲＥ＋κＢｔｏ）２｝ＢｔＮ      −−−（１８）
【００５４】
また、ωＤＮの変動振幅ＡＤは、上記（２）式より、次式で表される。
ＡＤ＝｛Ｖ・β／（ＲＤ＋βＢｔｏ）２｝ＢｔＮ      −−−（１９）
【００５５】
以下に学習方式について述べる。パルスモータを一定の回転角速度に制御した（フィードバックをかけない）ときの駆動ローラ角速度をωＤ０とする。駆動側ローラ上の中間転写ベルト厚さ変動に応じて中間転写ベルト速度変動Ｖｖは、次式で表される。
【数２５】
Ｖｖ＝ωＤ０・〔ＲＤ＋βＢｔｏ＋βＢｔＮ・sin｛ωＮ（ｔ−τ）＋αＮ｝〕
【数２６】
0003677506.tif 000012
【数２７】
0003677506.tif 000013
【００５６】
簡単のためまずエンコーダ側の従動ローラの半径と駆動ローラの半径が等しく、ωＮτ＝πとする。このときはκ＝βである。この場合、上記ωＥの式のωＥπは、次式のようになる。
【数２８】
ωＥπ＝ωＤ０・〔１−２｛β／（ＲＥ＋βＢｔｏ）｝ＢｔＮ・sin（ωＮｔ＋αＮ）〕
【００５７】
そして、ωＤは次式のようになる。
【数２９】
0003677506.tif 000014
ベルト厚さ変動計測時の回転角速度ωＤ０の設定は目標ベルト速度Ｖにベルト厚さ変動がないとしたときの回転角速度に設定するため、ωＤ０＝Ｖ・／（ＲＤ＋βＢｔｏ）となるので、ωＤは次のように表すことができる。
【数３０】
ωＤ＝ωＤ０＋ωＤ０｛β／（ＲＤ＋βＢｔｏ）｝ＢｔＮ・sin｛ωＮｔ＋αＮ｝
【００５８】
従って、上記（１８）（１９）式より、ベルト目標速度をＶとするとωＥπの周波数成分ωＮの振幅Ａｍは次のようになる。
【数３１】
0003677506.tif 000015
【００５９】
エンコーダ側の従動ローラ５０２の半径と駆動ローラ５０１の半径が等しく、ωＮτ＝πが成り立つ図４のような構成のときは、駆動ローラ５０１を一定回転角速度ωＤ０で駆動したとき検出されるエンコーダ出力のベルト厚さ変動周波数成分の振幅を１／２にし、位相をπずらして駆動ローラ５０１の回転角速度を変動するよう駆動すればよい。
【００６０】
エンコーダ側の従動ローラ５０２の半径と駆動ローラ５０１の半径とが異なり、ωＮτ≠πが成り立つような構成のときは、駆動ローラ５０１を一定回転角速度ωＤ０で駆動したときに検出されるエンコーダ出力のベルト厚さ変動周波数成分の振幅と位相は、（２０）式より求められる。
【数３２】
0003677506.tif 000016
【数３３】
0003677506.tif 000017
【数３４】
0003677506.tif 000018
【００６１】
図８において、ａ＝ωＮｔ−ωＮτ＋αＮ、及びｂ＝ωＮｔ＋αＮより、Ｃは次式で表される。
【数３５】
Ｃ２＝Ａ２＋Ｂ２−２ＡＢ・cos（ａ−ｂ）
【数３６】
0003677506.tif 000019
【数３７】
0003677506.tif 000020
【数３８】
0003677506.tif 000021
【数３９】
0003677506.tif 000022
【数４０】
0003677506.tif 000023
【００６２】
ここで、ｇ＝（ＲＤ＋βＢｔｏ）／（ＲＥ＋κＢｔｏ）とおくと、上記位相量ｃは次のようになる。
0003677506.tif 000024
【００６３】
次の（２４）式により、上記（２０）式のベルト厚さ変動周波数成分のＸが求まる。
【数４１】
0003677506.tif 000025
【００６４】
上記（１８）式より、狙いの回転角速度で移動しているときの駆動ローラ回転角駆動振幅ＡＤは、次のようになる。
【数４２】
ＡＤ＝｛Ｖ・β／（ＲＤ＋βＢｔｏ）２｝ＢｔＮ
【００６５】
そして、ωＤ０＝Ｖ・／（ＲＤ＋βＢｔｏ）あるので、上記駆動ローラ回転角駆動振幅ＡＤは次式のようになる。
【数４３】
ＡＤ＝｛ωＤ０・β／（ＲＤ＋βＢｔｏ）｝ＢｔＮ
【００６６】
したがって、次式が成り立つ。
【数４４】
ＡＤ／Ｃ＝η      −−−（２５）
【数４５】
0003677506.tif 000026
【００６７】
ここで、ｇ＝（ＲＤ＋βＢｔｏ）／（ＲＥ＋κＢｔｏ）を代入すると、上記定数（振幅係数）ηは次式のようになる。この定数ηは機構のレイアウトによって一義的に決定される値で予めわかる値である。
【数４６】
0003677506.tif 000027
【００６８】
本制御例２では、ベルト５００のホーム位置を検出するホーム位置検出器を用いている。駆動ローラ５０１を一定の回転角速度ωＤ０で回転させ、エンコーダ６０１より検出される角速度変動の一回転周期のデータを蓄積する。そして、その変動データを周波数分析（ＦＦＴ：高速フーリエ変換）し、変動補正する周波数成分の振幅値（ピーク値）Ｃと、振幅値Ｃが検出されたホーム位置からの時間Ｔｈｍを計測しておく。上記（２）式と上記（２４）式とを比較すればわかるように、ホーム位置から（Ｔｈｍ＋ｃ／ωＮ）時間に、上記検出した振幅値（ピーク値）のデータＣをη倍した振幅−ηＣが得られるようなパルスモータの制御クロックを生成すればよい。
なお、エンコーダ６０１より検出される角速度変動をＦＦＴで演算する代わりに、ベルト厚さ変動によるベルト速度変動の抑圧したい周波数成分を通過させるバンドパスフィルタによって角速度変動周波数成分を検出してもよい。
【００６９】
次に、ベルト厚さ変動周波数に対応する交流成分の検出（抽出）法について説明する。
エンコーダで検出される従動ローラ５０２の回転角速度ωＤは、一定時間（単位時間）Ｔｓのエンコーダより検出されるパルス数を計測することによって求めることができる。このパルス数は回転角速度ωＤに比例するからである。
【００７０】
上記一定時間Ｔｓごとのパルス数を計測する方法としては、次の二つの方式▲１▼、▲２▼が考えられる。
▲１▼図９のＩのように一定間隔Ｔｓ間のパルスをカウントする方式
▲２▼図９のIIのように一定間隔Ｔｃ間のパルスをカウントし、一定時間Ｔｓ'ごとにその計測値を利用する方式
これらの方式のうち、▲２▼の方式の方がデータの変化がなめらかになる。ＴｓあるいはＴｓ’は、データのサンプリングのタイミングに相当する。
このようにして検出される速度信号からベルト厚さ変動周波数成分を通過させるバンドパスフィルタを用いることによって、ベルト厚さ変動周波数を有する交流成分を検知（抽出）することができる。
【００７１】
次に、本発明に係るベルト駆動制御装置の構成について説明する。
前述の図５のように回転に応じてパルス列を発生する回転角検出用エンコーダ６０１は、モータが接続されていない従動ローラ５０２のローラ軸に取り付けられている。パルスモータへ入力するクロックｆの搬送周波数を変えると、駆動ローラ５０１の回転角速度が変るように制御できる。そして、クロックｆをベルト回転周期で適切に振幅と位相が設定された正弦波で、クロックｆを周波数変調することによって、１次のベルト厚さ変動によるベルト速度の影響を軽減できる。Ｎ次のベルト速度変動の補正は、Ｎ次の適切に振幅と位相が設定された正弦波でクロックｆを周波数変調すればよい。
【００７２】
ここで、（１）直接パルスモータ駆動系用のパルス列を設定するフィードフォワード制御の場合は、ベルト厚さ変動補正ができる。そして、（２）エンコーダの出力と位相比較するためのパルス列を生成し、フィードバックするフィードバック制御の場合は、ベルト厚さ変動補正とともに、駆動ローラ５０１とベルト５００との間のすべりをも補正できる。
【００７３】
まず、前者の（１）フィードフォワード制御の場合について説明する。パルスモータを一定回転することにより駆動ローラ５０１を一定に回転角速度ωＤ０で回転させ、ベルト５００の変動の抑圧したい周波数成分をバンドパスフィルタによって角速度変動周波数成分を検出して一回転周期のデータを蓄積する。ここでは第１次の変動周波数成分の処理法を述べる。そして、その変動データの振幅Ｃと正弦的波形のゼロクロス点のゼロ位相（立ち上がり部）が検出されたホーム位置からの時間Ｔｈを計測する。そして、ホーム位置から（Ｔｈ＋ｃ／ω１）時間にゼロクロス点が来る正弦的波形の振幅が前記データＣをη倍した振幅−ηＣが得られるようなパルスモータの制御用クロックを生成すればよい。
駆動ローラ５０１の回転角速度ωは、次式のようになる。ただし、ωｏ＝Ｖ／（ＲＤ＋βＢｔｏ）であり、ｔ＝０はベルトホーム位置検出時である。駆動ローラ５０１を正弦的な変動Δωが発生するように制御する必要がある。
【数４７】
ω＝ωｏ＋Δω
Δω＝−ηＣ・sin〔ω１｛ｔ−（Ｔｈ＋ｃ／ω１）｝〕
【００７４】
次に、クロックｆを発生するパルス発生回路について説明する。
駆動ローラ５０１の基準回転角速度を決めるクロック基準周波数ｆｏ、駆動ローラ５０１の基準角速度から変化させための増分周波数をΔｆとすると、回転角速度ωは次式のようになる。ただし、式中のＮは、駆動ローラ１回転するのに必要なクロックｆのパルス数である。
【数４８】
ω＝２π（ｆｏ＋Δｆ）／Ｎ
【００７５】
さらに、ベルト厚さ変動によるベルト速度変動を軽減するために駆動ローラを正弦的に周波数が変化するように変調すると、駆動ローラ５０１の回転角周波数ωは次式のようになる。
【数４９】
ω＝ωｏ｛１＋Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）｝
Ａ＝−ηＣ／ωｏ      −−−（ａ）
φ＝−ω１（Ｔｈ＋ｃ／ω１）＝−ω１Ｔｈ−ｃ      −−−（ｂ）
【００７６】
従って、クロックの周波数ｆは、ｆ＝（Ｎ／２π）ωより、次式で表される。
【数５０】
ｆ＝（Ｎ／２π）ωｏ｛１＋Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）｝
ｆ＝ｆｏ｛１＋Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）｝    （ただしｆｏ＝（Ｎ／２π）ωｏ）
【００７７】
そして、上記クロックのパルス幅Ｐｗは、次式のようになる。
【数５１】
Ｐｗ＝１／ｆ＝（１／ｆｏ）［１／｛１＋Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）｝］
【数５２】
Ｐｗ＝（１／ｆｏ）・［１−Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）］    （ただし、１＞＞Ａ）
【００７８】
クロック発生のためのパルス幅データは、時間０≦ｔ≦Ｔ  （ただし、Ｔ＝２π／ω１）の範囲でＬパルス分のデータを作成する。
基準周波数のパルス幅Ｐｗｏ＝１／ｆｏをＰｗから差し引いたΔＰｗは、次式のようになる。
【数５３】
0003677506.tif 000028
【００７９】
また、上記パルス幅Ｐｗをカウントする時間間隔をδＰとすると、Ｐｗｏ＝Ｎｃ・δＰ（Ｎｃは自然数）と表せるので、上記ΔＰｗは次式のようになる。
【数５４】
ΔＰｗ＝｛−Ｎｃ・Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）｝δＰ
【００８０】
上記sin（ω１ｔ）の基本テーブルは次のように作成する。すなわち、次式のｔｎを用い、sin（ω１ｔｎ）＝sin｛２π（ｎ／Ｌ）｝より、ｎに対応したsin（ω１ｔ）基本テーブルを作成する。
【数５５】
0003677506.tif 000029
【００８１】
上記位相φの変化は、テーブルの参照位置のスタート位置を変えることによって実現する。
上記振幅Ａについては乗算をする。
上記ｆｏのＮｃ逓倍のパルスを得るためには、公知のＰＬＬ回路を使って生成してもよい。あるいは、出力にクロック周波数Ｎｃ・ｆｏが現れる発振器を使ってもよい。
【００８２】
図１０は、クロックｆを出力する回路の構成例である。ここで、正弦波のデータは整数で表現した方は扱い易いので、次式のようにＭを導入する。
【数５６】
0003677506.tif 000030
【００８３】
上記Ｍは、Ｍ・sin（ω１ｔ）が必要な精度が得られる整数となるＭ＝２ｍ（ｍは自然数）から選ぶ。
図示しないコントローラは、ゲインＮｃＡセットレジスタへ上記（ａ）式よりＡを決定してデータＮｃＡを乗算器へ送る。ＮｃはＮｃＡの値によってＡの精度が十分表現できる自然数を選ぶ。また、位相φ設定遅延回路へ上記（ｂ）式よりφを決定し、２π―φよりデータφｎ（ただしｎは０からＬ−１の整数）を送る。Ｍ・sin｛２π（ｎ／Ｌ）｝テーブル・ＲＯＭ（符号１ビットとデータｍビット）は、Ｌアドレスカウンタで指定されたアドレスｎのデータＭ・sin｛２π（ｎ／Ｌ）｝を出力する。Ｌアドレスカウンタはクロックｆｓ＝ｆｏ／Ｋ（ただし、Ｋは自然数）によって０〜Ｌ−１までカウントしている。Ｋは正弦波のテーブルの大きさＬを決定すると一義的に決まる。Ｔ＝ＬＫ／ｆｏつまりＫ＝ｆｏＴ／Ｌである。ベルト一周の基準位置を検出するホームセンサ出力のホームパルスに対してコントローラより指定されたデータφｎに相当するクロックｆｓのφｎカウント後に、位相φ設定遅延回路よりＲｅｓｅｔ信号が出力される。したがってホームパルス検出から位相をφｎパルス分ずらせてＭ・sin｛２π（ｎ／Ｌ）｝テーブル・ＲＯＭよりデータを出力することが可能となる。そして、乗算器と減算器を通して発生パルス幅τｃを生じさせるデータがτｃレジスタへ送られる。ここで、減算器出力の下位０〜ｍ−１ビットデータを削除することは、Ｍで割算を実行することと等価である。従って、τｃレジスタへは下位０〜ｍ−１ビットデータは送られない。このτｃレジスタに基づいてプリセッタブルカウンタからクロックｆが出力される。プリセッタブル減算カウンタは、初期化としてコントローラからリセット信号ＣＲを受けてクリアされるが、その後すぐＮｃｆｏクロックが到達すると出力ＢＲが発生され、τｃレジスタのデータをセットする。そして、Ｎｃｆｏクロックでカウントダウンしていき、データがゼロになると出力ＢＲからパルスを発生し、同時にτｃレジスタの内容をまたセットする。そのとき指定されたパルス幅データがセットされるのである。このＢＲ出力が求めるクロックｆである。
【００８４】
図１１は、位相φ遅延設定回路の構成例である。コントローラ回路より位相（２π−φ）に相当するデータφｎが０〜Ｌ−１のどれかがセットされる。上記図１０において、一度決定された最適な（２π−φ）あるいはＡデータを不揮発性メモリに蓄積しておけば、温度あるいは経時的に変化がない間はそのままのデータによるクロックｆを使って制御すれば良い。
次に、ベルト５００と駆動ローラ５０１との間のすべりとベルト厚さ変動を同時に軽減したい場合は、エンコーダ出力と比較する基準パルスを生成し、次式のη´を求める。
【数５７】
ＡＥ／Ｃ＝η´      −−−（２７）
【００８５】
そして、上記（２４）式のＸ＝Ｃ・sin〔ω１｛ｔ−（τ−ｃ／ω１）｝＋α１）〕を勘案すると同様にベルトのホーム位置検出器を付し、駆動ローラ５０１を一定に回転角速度ωＤで回転させてベルトの変動の一回転周期のデータを蓄積する。その変動データの振幅Ｃと振幅Ｃが検出されたホーム位置からの時間Ｔｈｍ´を計測しておく。上記（２）式と上記（２４）式を比較すればわかるように、ホーム位置から（Ｔｈｍ´＋ｃ／ω１−τ）時間に、前記検出したデータＣをη´倍した振幅−η´Ｃが得られるようなモータの制御用基準クロックを生成すればよい。
【００８６】
次に、上記後者の（２）ＤＣモータに対するフィードバック制御を行う場合のベルト駆動制御装置の構成例について説明する。
駆動ローラ５０１の回転軸にもエンコーダを付し、この出力をフィードバックすることにより駆動ローラ５０１を一定に回転角速度ωＤで回転させてベルト５００の変動の一回転周期のデータを蓄積する。そして、その変動データの振幅Ｃと正弦的波形のゼロクロス点のゼロ位相（立ち上がり部）が検出されたホーム位置からの時間Ｔｈ´を計測し、ホーム位置から（Ｔｈ´＋ｃ／ω１−τ）時間にゼロクロス点が来る正弦的波形の振幅が前記データＣをη´倍した振幅−η´Ｃが得られるようなＤＣモータの制御クロックを生成すればよい。
エンコーダ側の従動ローラ５０２の回転角速度ωｅは、次式のようになる。ただし、ωｅｏ＝Ｖ／（ＲＥ＋κＢｔｏ）であり、ｔ＝０はベルトホーム位置検出時である。この場合は、エンコーダ側の従動ローラ５０２に正弦的な変動Δωｅが発生するように制御する必要がある。
【数５８】
ωｅ＝ωｅｏ＋Δωｅ
Δωｅ＝−η´Ｃ・sin〔ω１｛ｔ−（Ｔｈ´＋ｃ／ω１−τ）〕
【００８７】
次に、エンコーダ出力から発生するパルス周波数ｆｅと比較する基準クロックｆrefを発生するパルス発生回路について説明する。
エンコーダ側の従動ローラ５０２の基準回転角速度を決めるクロック基準周波数をｆｅｏ、従動ローラ５０２の基準角速度から変化させための増分周波数をΔｆｅとすると、従動ローラ５０２の回転角速度ωｅは、次式のようになる。ただし、Ｎｅはエンコーダが１回転するのに必要なクロックｆｅのパルス数である。
【数５９】
ωｅ＝２π（ｆｅｏ＋Δｆｅ）／Ｎｅ
【００８８】
さらにベルト厚さ変動によるベルト速度変動を軽減するためにエンコーダ側の従動ローラ５０２を正弦的に周波数が変化するように変調すると、従動ローラ５０２の回転角周波数ωｅは次式のようになる。
【数６０】
ωｅ＝ωｅｏ｛１＋Ａ・sin（ω１ｔ＋φ）｝
【数６１】
Ａ＝−η´Ｃ／ωｅｏ      −−−（ａ´）
【数６２】
0003677506.tif 000031
【００８９】
図１０及び図１１と同様な回路を用いて基準クロックｆrefを生成することができる。
図１２における基準クロックｆrefに、ここに述べたクロックを用いると、ベルト厚さ変動とベルトと駆動ローラ間すべりによるベルト速度変動を軽減することができる。図１２はこの基準入力ｆrefとエンコーダ出力ｆｅとを比較する位相比較器と、チャージポンプ、そしてループフィルタで構成される公知のＰＬＬ制御系で構成されている。図１２におけるサーボアンプはモータの電流を検出するとによって構成できる公知の電流源型の構成を取っている。
【００９０】
次に、上記基準クロックｆrefを用いて"ベルト厚さ変動"と"ベルトと駆動ローラ間すべり"による速度変動を軽減できるパルスモータを用いた構成例について説明する。
パルスモータ駆動用クロックｆｐは、基準周波数ｆrefの位相θｆrefとエンコーダ出力パルス周波数のｆｅの位相θｆｅを比較した位相差θε＝θｆref−θｆｅに応じて生成される。
基準周波数のパルス幅を示す前記図１０のτｃレジスタ出力データでセットされるプリセッタブルカウンタ（語長はたとえば最大基準パルス幅Ｐｐｗの２倍）Ｃｎｔｗから、図１３の位相比較器ＰＤ出力エンコーダパルス幅間隔を、図１０のＮｃｆｏクロックのＧ倍の周波数のクロックで計測する。このことは等価的に制御系のゲインをＧ＝Ｍｐｌ／Ｎｐｌ倍していることに相当する。このＧは目標制御誤差によって決定される値である。クロックＧＮｃｆｏは、図１３のように位相比較器、チャージホンプ、ループフィルタ、可変電圧制御発振器（ＶＣＯ）、と二つのカウンタのよって構成されるＰＬＬ回路によって発生される。エンコーダ出力の位相が遅れている場合は、前記プリセッタブルカウンタＣｎｔｗをダウン（Ｄｏｗｎ）つまり発生パルス周波数を上げるようにし、進んでいる場合はアップ（Ｕｐ）する。プリセッタブルカウンタへのτｃレジスタの内容のセットは位相比較器ＰＤの位相比較結果の出力パルスの前側エッジでセットする。プリセッタブルカウンタＣｎｔｗがキャリーあるいはボロー出力が出る状態になったときはカウンタＣｎｔｗがオーバフローするのでそれ以上カウントするのを停止してその状態を保持する。そして、位相比較器ＰＤ出力パルスの後側エッジでプリセッタブルカウンタＣｎｔｗの出力をバッファレジスタＢｕｆｃｗにセットする。バッファレジスタＢｕｆｃｗ出力がモータ駆動パルスのパルス幅を示している。さらに、パルス発生用プリセッタブル減算カウンタＣｎｔｐｇを設ける。このカウンタＣｎｔｐｇには、カウンタＣｎｔｐｇ出力ＢＲｇによってバッファレジスタＢｕｆｃｗ出力がセットされる。この減算カウンタＣｎｔｐｇへの減算カウントは、Ｎｃｆｏクロックにて行なう。つまりプリセッタブルカウンタＣｎｔｗにセットされる基準周波数ｆrefに基づく基準パルス幅Ｐｐｗを中心に位相比較器ＰＤ出力に応じてカウンタの値Ｃｎｔｗが変化しているからである。たとえばクロックＧＮｃｆｏで減算カウンタＣｎｔｐｇへの減算カウントをすると基準パルス幅Ｐｐｗも変調されてしまう。カウンタＣｎｔｐｇ出力ＢＲｇは、パルスモータの駆動周波数ｆｐとなる。周波数変換器は、図１３におけるＮｃｆｏからＧＮｃｆｏに周波数変換する回路と同様に構成される。
【００９１】
図１４は、図１３におけるデジタル微分回路の構成例を示している。入力信号パルスＤ／Ｕの立ち上がり部で微分した出力Ｒｉｓｅと立ち下がり部で微分したした出力Ｆａｌｌが発生する。
【００９２】
なお、上記ベルト駆動制御装置で用いるエンコーダを取り付ける従動ローラは、ベルトが巻きついているローラのうち自分自身の温度変化、前後のローラの温度変化、あるいは周囲の温度変化によるベルト形状変化が小さいところに設置するのが好ましい。つまり、ベルト伸縮によるベルト厚さ変化が無視できるローラにエンコーダを設置するのが好ましい。
ローラ温度上昇により、ベルトの温度が伝播により上昇し、ベルトが伸び、ベルトの厚さが薄くなった状態になる。ベルト温度が冷えない状態で駆動ローラに巻き付くと、同じ回転で駆動ローラが回転しているとベルト速度が遅くなる。このときベルトの伸びの影響はテンションローラで吸収している。またローラ温度上昇による温度伝播は、このローラの上流側へも伝わる。つまりこのローラに巻き付いたベルトはベルト厚さが変動を起こす。したがって、このような位置にエンコーダを付設すると、温度の影響で誤った情報を得てしまう。
温度によるベルト厚さ変動は、加工時に生じる初期にあるベルトの厚さ変動周期より緩やかな変動である。したがって制御的にはＤＣ変動に近いとみなしてもよい。エンコーダを温度変化の少ない位置に設置して、この情報に基づいて制御すると、前記制御例及びベルト駆動制御装置の構成例において、ＤＣ成分は、エンコーダの情報をそのままフィードバックして制御する。ＤＣ成分は、温度によるベルト厚さ変動を受けない位置で制御しているので、ローラの温度変化による速度変動が生じないことになる。駆動ローラでは、加工時に生じてしまう初期からあるベルト厚さ変動に加えて、機械レイアウトによってはＤＣ的な温度による厚さ変動が付加される状態が生じる。このＤＣ的な変動の影響はエンコーダを温度変化の少ないところに設けることで影響を受けない。初期からあるベルト厚さ変動はいままで述べて制御例及びベルト駆動制御装置の構成例で影響を受けないようにできる。
【００９３】
また、上記制御例及びベルト駆動制御装置の構成例において、ベルト厚さ変動に対してだけでなく、同様に駆動ローラの偏心や駆動伝達機構の偏心、伝達誤差によって発生する周期的な変動をエンコーダより検出してベルト厚さ変動と同様な処理をすれば、それら変動を軽減できる。この場合は、エンコーダで検出された回転角変位又は回転角速度の検出データから、ベルト厚さ変動の周波数以外の周波数を有する交流成分を抽出した制御に用いることになる。
【００９４】
また、上記ベルト駆動制御装置の制御手段における信号(データ）処理の一部又はすべては、上記コントローラ内のマイクロコンピュータあるいは上記コントローラとは別に設けたマイクロコンピュータに所定のプログラムを読み込んで実行させることもできる。このプログラムは、マイクロコンピュータ内の記憶手段としてのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶させておき、必要に応じてＣＰＵに読み出して実行する。また、このプログラムは、ＲＯＭ等の半導体メモリや、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気ディスク（ＦＤ、ＨＤ等）、磁気テープなどの記録媒体を記録した状態で受け渡しすることができ、コンピュータネットワークを介した通信によって受け渡しすることもできる。
【００９５】
次に、上記ベルト駆動制御装置を用いることができる画像形成装置について説明する。
図１５は、画像形成装置としてのカラー複写機の概略構成図である。図１５において、潜像担持体としての感光体１０１は、閉ループ状のＮＬのベルト基材の外周面上に、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である。この感光体１０１は、３本の支持回転体としての感光体搬送ローラ１０２〜１０４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。
【００９６】
感光体１０１の周りには、矢印Ａで示す感光体回転方向へ順に、帯電器１０５、露光手段としての露光光学系（以下ＬＳＵという）１０６、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの各色の現像器１０７〜１１０、中間転写ユニット１１１、感光体クリーニング手段１１２及び除電器１１３が設けられている。帯電器１０５は、−４〜５ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体１０１の帯電器１０５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
【００９７】
上記ＬＳＵ１０６は、レーザ駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ（図示せず）を駆動することにより露光光線１１４を得、この露光光線１１４により感光体１０１を走査して感光体１０１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。継ぎ目センサ１１５はループ状に形成された感光体１０１の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ１１５が感光体１０１の継ぎ目を検知すると、感光体１０１の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成角変位が同一になるように、タイミングコントローラ１１６がＬＳＵ１０６の発光タイミングを制御する。
【００９８】
各現像器１０７〜１１０は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体１０１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体１０１に当接し、感光体１０１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
【００９９】
中間転写ユニット１１１は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いたドラム状の中間転写体（転写ドラム）１１７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段１１８とからなり、中間転写体１１７上に４色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段１１８が中間転写体１１７から離間している。中間転写体クリーニング手段１１８は、中間転写体１１７をクリーニングする時のみ中間転写体１１７に当接し、中間転写体１１７から記録媒体としての記録紙１９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット１２０から給紙ローラ１２１により１枚ずつ用紙搬送路１２２に送り出される。
【０１００】
転写手段としての転写ユニット１２３は、中間転写体１１７上のフルカラー画像を記録紙１１９に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト１２４と、中間転写体１１７上のフルカラー画像を記録紙１１９に転写するための転写バイアスを中間転写体１１７に印加する転写器１２５と、記録紙１１９にフルカラー画像が転写された後に記録紙１１９が中間転写体１１７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写体１１７に印加する分離器１２６とから構成されている。
【０１０１】
定着器１２７は、内部に熱源を有するヒートローラ１２８と、加圧ローラ１２９とから構成され、記録紙１１９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ１２８と加圧ローラ１２９との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙１１９に加えて記録紙１１９に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。
【０１０２】
上記構成のカラー複写は次のように動作する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
感光体１０１と中間転写体１１７は、それぞれの駆動源（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器１０５に−４〜５ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器１０５が感光体１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ１１５が感光体１０１の継ぎ目を検知してから、感光体１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体１０１にＬＳＵ１０６からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１１４が照射され、感光体１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０３】
一方、ブラック現像器７は所定のタイミングで感光体１０１に当接される。ブラック現像器１０７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。ブラック現像器１０７により感光体１０１の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体１１７に転写される。感光体１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体１０１上の電荷が除去される。
【０１０４】
次に、帯電器１０５が感光体１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ１１５が感光体１０１の継ぎ目を検知してから、感光体１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体１０１にＬＳＵ１０６からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１１４が照射され、感光体１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０５】
一方、感光体１０１には所定のタイミングでシアン現像器１０８が当接される。シアン現像器１０８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。シアン現像器１０８により感光体１０１の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体１１７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体１０１上の電荷が除去される。
【０１０６】
次に、帯電器１０５が感光体１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ１１５が感光体１０１の継ぎ目を検知してから、感光体１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体１０１にＬＳＵ１０６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１１４が照射され、感光体１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０７】
一方、感光体１０１には所定のタイミングでマゼンタ現像器１０９が当接される。マゼンタ現像器１０９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。マゼンタ現像器１０９により感光体１０１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体１１７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体１０１上の電荷が除去される。
【０１０８】
さらに、帯電器１０５が感光体１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ１１５が感光体１０１の継ぎ目を検知してから、感光体１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体１０１にＬＳＵ１０６からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１１４が照射され、感光体１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０９】
一方、感光体１０１には所定のタイミングでイエロー現像器１１０が当接される。イエロー現像器１１０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。イエロー現像器１１０により感光体１０１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体１１７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体１１７上にフルカラー画像が形成される。感光体１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体１０１上の電荷が除去される。
【０１１０】
中間転写体１１７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体１１７から離間していた転写ユニット１２３が中間転写体１７に接触し、転写器１２５に＋１ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット１２０から用紙搬送路１２２に沿って搬送されてきた記録紙１１９へ転写器１２５により一括して転写される。
【０１１１】
また、分離器１２６には記録紙１１９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙１１９が中間転写体１１７から剥離される。続いて、記録紙１１９は、定着器１２７に送られ、ここでヒートローラ１２８と加圧ローラ１２９とによる挟持圧、ヒートローラ１２８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ１３０により排紙トレイ１３１へ排出される。
【０１１２】
また、転写ユニット１２３により記録紙１１９上に転写されなかった中間転写体１１７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段１１８により除去される。中間転写体クリーニング手段１１８は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体１１７から離間した角変位にあり、フルカラー画像が記録紙１１９に転写された後に中間転写体１１７に接触して中間転写体１１７上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。
【０１１３】
このようなカラー複写機においては、感光体１０１及び中間転写体１１７の回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、特に高精度な感光体１０１及び中間転写体１１７の高精度駆動が望まれる。
そこで、感光体ベルト１の駆動を前記ベルト搬送制御装置を用いて制御する。この制御により、感光体１０１上に濃度ムラ、色ズレのない高精度な画像を形成でき、高品質な画像を得ることができる。
【０１１４】
なお、上記図１５の画像形成装置において、上記感光体１０１と、感光体搬送ローラ１０２〜１０４と、従動支持回転体としての感光体搬送ローラに取り付けた図示しないエンコーダと、駆動支持回転体としての感光体搬送ローラに取り付けた図示しない駆動モータと、前記ベルト駆動装置とを含むように感光体ベルト装置を構成することもできる。更に、この感光体ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成してもよい。
【０１１５】
図１６は、上記ベルト駆動制御装置を用いることができる画像形成装置としてのタンデム方式のカラー複写機の概略構成図である。図１６において、複数色、例えばブラック（以下Ｂｋという）、マゼンタ（以下Ｍという）、イエロー（以下Ｙという）、シアン（以下Ｃという）の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット２２１Ｂｋ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット２２１Ｂｋ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃは、それぞれドラム状の感光体からなる像担持体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ、帯電装置（例えば接触帯電装置）２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃ、クリーニング装置２２５Ｂｋ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃなどから構成される。
【０１１６】
感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、無端状搬送転写ベルト２２６と対向して垂直方向に配列され、搬送転写ベルト２２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、それぞれ、帯電装置２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃにより均一に帯電された後に、光書き込み装置からなる露光手段２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
【０１１７】
光書き込み装置２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラー２２９Ｂｋ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃにより偏向走査し、このポリゴンミラー２２９Ｂｋ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃに結像することにより、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。
【０１１８】
この感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃにより現像されてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。したがって、帯電装置２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、光書き込み装置２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃ及び現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃは、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上にＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。
【０１１９】
一方、普通紙、ＯＨＰシートなどの転写紙は、本画像形成装置の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置２３０から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ２３１に給紙され、レジストローラ２３１は１色目の画像形成ユニット（転写紙に最初に感光体上の画像を転写する画像形成ユニット）２２１Ｂｋにおける感光体２２２Ｂｋ上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を無端状の搬送転写ベルト２２６と感光体２２２Ｂｋとの転写ニップ部へ送出する。
【０１２０】
上記搬送転写ベルト２２６は垂直方向に配列された駆動ローラ２３２及び従動ローラ２３３に掛け渡され、駆動ローラ２３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送転写ベルト２２６が感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃと同じ周速で回転する。レジストローラ２３１から送り出された転写紙は、搬送転写ベルト２２６により搬送され、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上のＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段２３４Ｂｋ、２３４Ｍ、２３４Ｙ、２３４Ｃにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成されると同時に、搬送転写ベルト２２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。
【０１２１】
この転写紙は、分離チャージャからなる分離手段２３６により徐電されて搬送転写ベルト２２６から分離された後に定着装置２３７によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ２３８により本実施例の上部に設けられている排紙部２３９へ排出される。また、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、トナー像転写後にクリーニング装置２２５Ｂｋ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
【０１２２】
このようなカラー複写機においては、搬送転写ベルト２２６の回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な搬送転写ベルト２２６の駆動制御が望まれる。そこで、本画像形成装置では、搬送転写ベルト２２６を前記ベルト搬送制御装置を用いて制御している。この制御により、複数の感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、搬送転写ベルト２２６を速度変動なく一定周速度で駆動することが可能となり、前記複数の感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃで形成された像を精度よく重ねることができ、高品質な画像を得ることができる。
【０１２３】
なお、上記図１６の画像形成装置において、上記搬送転写ベルト２２６と、駆動ローラ２３２と、従動ローラ２３３と、駆動ローラ２３２に取り付けた図示しないエンコーダと、従動ローラ２３３に取り付けた図示しない駆動モータと、前記ベルト駆動装置とを含むように搬送転写ベルト装置を構成することもできる。更に、この搬送転写ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能な搬送転写ベルトユニットとして構成してもよい。
【０１２４】
図１７は、上記ベルト駆動制御装置を用いることができる画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機の概略構成図である。図１７において、符号１００は複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
複写機本体１００には、中央に、無端状のベルトである中間転写体１０を設ける。中間転写体１０が、本請求項における無端状ベルトに相当する。図１７に示すとおり、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、３つのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。
【０１２５】
タンデム画像形成装置２０の上には、図１７に示すように露光装置２１が設けられている。一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。
【０１２６】
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
上記２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【０１２７】
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、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を閉じてそれで押さえる。
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上へと移動して後、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を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１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さらに反射して第２走行体３４に向け、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に入れ、原稿内容を読み取る。
【０１２８】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【０１２９】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット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に入れ、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に突き当てて止める。
または、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に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０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、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
【０１３０】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そ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て後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【０１３１】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【０１３２】
上記構成のカラー複写機においても、中間転写体１０を上記ベルト搬送制御装置を用いて制御することにより、中間転写体１０上に転写される画像において濃度ムラ、色ズレを抑え高精度な画像を転写紙に転写することが可能となる。
【０１３３】
なお、上記図１６の画像形成装置において、上記中間転写体１０と、支持回転体としての支持ローラ１４、１５、１６と、駆動支持回転体としての支持ローラに取り付けた図示しないエンコーダと、従動支持回転体としての支持ローラに取り付けた図示しない駆動モータと、前記ベルト駆動装置とを含むように中間転写ベルト装置を構成することもできる。更に、この中間転写ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能な中間転写ベルトユニットとして構成してもよい。
【０１３４】
以上、本実施形態によれば、エンコーダ６０１で検出した従動ローラ５０２の回転角変位又は回転角速度変動の検出データから、ベルト５００の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する、従動ローラ５０２の回転角速度の交流成分を抽出する。この抽出した交流成分の振幅及び位相に基づいて、駆動ローラ５０１の回転を制御することにより、ベルト５００の周方向に厚さ変動の影響を受けずにベルト５００を一定の移動速度で駆動することができる。また、上記ベルト５００の駆動制御のために、予めベルト５００の全周にわたって厚さを正確に測定したり、制御中にベルト５００の厚さを実測するための高価なセンサを設けたりする必要がないため、コストアップを抑えることができる。
更に、上記回転角変位又は回転角速度変動を検出する従動ローラの配置については制約がないため、ベルト５００の支持ローラの配置に関して設計自由度を確保することができる。また、ベルトの移動速度を検知して駆動ローラを制御のためにベルト表面の周長方向に沿って複数のマークを等間隔に形成する必要もない。
また、本実施形態においては、エンコーダ６０１で検出した従動ローラ５０２の回転角変位又は回転角速度変動の検出データから、従動ローラ５０２の回転角速度の直流成分を抽出し、この直流成分の大きさに基づいて駆動ローラ５０１の回転を制御してもよい。この制御を行った場合は、従動ローラ５０２の径と駆動ローラ５０１の径とが異なる場合でも、ベルト５００の移動速度の絶対値が所定の値になるように制御できる。
また、本実施形態においては、従動ローラ５０２の回転角変位又は回転角速度変動の検出データから、ベルト５００の周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数以外の周波数を有する、従動ローラ５０２の回転角速度の交流成分を抽出してもよい。そして、この交流成分の振幅及び位相の情報に基づいて、駆動ローラ５０１の回転を制御してもよい。この場合は、ベルトの厚さ変動以外の要因、例えば駆動ローラの偏心や駆動伝達機構の偏心等によるベルト５００の移動速度の変動を防止することができる。
また、本実施形態においては、駆動支持回転体（駆動ローラ５０１及び従動ローラ５０２）の半径や実効ベルト厚さが異なると、駆動側及び従動側におけるベルト移動量と回転角との関係やベルト５００の同一部分が巻き付くタイミングが異なるため、ベルト５００を一定速度で駆動するための条件が異なってくる。そこで、従動ローラ５０２の半径ＲＥと、ベルト５００の従動ローラ５０２に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さκＢｔｏと、駆動ローラ５０１の半径ＲＤと、ベルト５００の駆動ローラ５０１に接触している接触部分の移動速度の基準となる実効ベルト厚さβＢｔｏと、ベルト５００の従動ローラ５０２との接触部分中央からベルト５００の駆動ローラ５０１との接触部分中央までのベルト５００の移動時間τとを考慮して、上記交流信号を処理するのが好ましい。この処理後の交流信号の振幅及び位相に基づいて、駆動ローラ５０１の回転制御を行う。この場合は、駆動ローラ５０１及び従動ローラ５０２の半径や両ローラ間の位置関係を自由に設計できるという設計の自由度を確保しつつ、ベルト５００の周方向に厚さ変動の影響を受けずにベルト５００を一定の移動速度で駆動することができる。
特に、本実施形態においては、駆動ローラ５０１の回転制御に、上記交流成分に対するゲインがＡ２／Ｂ２であり且つ上記交流成分に対して（Ｔ−τ）だけ遅延させた信号を含むフィードバック信号を用いてもよい。ここで、上記Ａは従動ローラ５０２の半径ＲＥとベルト５００の従動ローラ５０２に接触している接触部分の実効ベルト厚さκＢｔｏとの和であり、上記Ｂは駆動ローラ５０１の半径ＲＤとベルト５００の駆動ローラ５０１に接触している接触部分の実効ベルト厚さβＢｔｏとの和である。また、上記τは、ベルト５００の従動ローラ５０２との接触部分中央からベルト５００の駆動ローラ５０１との接触部分中央までのベルト５００の移動時間であり、上記Ｔはベルト５００の一回転周期である。このように各ローラの半径や両ローラ間の距離に関連したベルト移動時間τを考慮したフィードバック信号又は目標基準信号を用いることにより、各ローラの半径や設置位置を自由に設計しても上記ベルト５００の駆動制御を確実に行うことができる。
また、本実施形態においては、上記駆動ローラ５０１の回転制御に用いる基準信号ｒｅｆの振幅及び位相を変化させながらベルト５００のテスト駆動を実行し、そのテスト駆動時に得られた上記交流信号との差分が最小になるように基準信号ｒｅｆの振幅及び位相を設定してもよい。上記駆動支持回転体の回転制御は、上記テスト駆動によって設定された振幅及び位相を有するように生成された基準信号ｒｅｆと上記交流成分との比較結果に基づいて行う。この場合は、上記基準信号ｒｅｆの設定を試行錯誤することなく上記テスト駆動で最適化することができるため、駆動制御装置の立ち上がりが早くなる。また、適当なタイミングで上記テスト駆動を実行することによって経時変化や温度変化に強いベルト駆動制御が可能となる。また、ベルトやローラ等の個体差の影響を受けにくいベルト駆動制御が可能になる。更に、ベルト５００の一回転のホーム位置を検出するホームセンサを用いずに上記ベルト駆動制御を行うことができる。
また、本実施形態においては、ベルト５００に設けられた基準位置マークの検出結果を基準にして駆動ローラ５０１を一定角速度で回転させるテスト駆動を実行してもよい。ここで、テスト駆動で得られた、少なくともベルト５００の周方向厚さ変動の一周期分の上記交流信号の振幅及び位相の情報を記憶しておく。そして、上記駆動支持回転体の回転制御は、基準位置マークの検出結果と、上記テスト駆動によって記憶されている情報に基づいて生成された基準信号と上記交流成分との比較結果に基づいて行う。この場合は、予め記憶している上記交流信号の振幅及び位相の情報を用いて基準信号を生成することにより、上記ベルト駆動制御が容易になり、制御誤差も累積しにくい。また、ベルトやローラ等の個体差の影響を受けにくいベルト駆動制御が可能になる。
また、本実施形態においては、上記交流成分の抽出を、ベルト５００の周方向の周期的な厚さ変動に対応した互いに異なる周波数を有する複数の上記交流成分を抽出するように行い、この複数の交流成分に基づいて駆動ローラ５０１の回転制御を行ってもよい。この場合は、複雑な厚さ分布を有するベルト５００に対しても、そのベルト５００の周方向に厚さ変動の影響を受けずにベルト５００を一定の移動速度で駆動することができる。
また、本実施形態においては、駆動ローラ５０１の半径とエンコーダが付された従動ローラ５０２の半径とを等しくしてもよい。この場合は、上記フィードバック信号の生成のためのゲインの演算処理が簡易になる。また、この場合は、ベルト５００の従動ローラ５０２との接触部分中央からベルト５００の駆動ローラ５０１との接触部分中央までのベルトの移動距離が、ベルト５００の周方向厚さ変動の半周期に対応する長さの奇数倍になるように構成してもよい。この構成の場合は、上記フィードバック信号を生成するときの遅延回路が不要になる。
また、本実施形態においては、駆動ローラ５０１の半径とエンコーダが付された従動ローラ５０２の半径とが異なる場合は、上記両ローラの接触部分中央間のベルトの移動距離が、ベルト５００の周方向厚さ変動の半周期に対応する長さの偶数倍になるように構成する。この構成の場合も、上記フィードバック信号を生成するときの遅延回路が不要になる。
また、本実施形態においては、従動ローラが複数ある場合、それらの従動ローラのうち温度による厚さ変動を受けにくい箇所に配置された従動ローラについて上記エンコーダ６０１を設けるのが好ましい。この場合は、エンコーダ６０１によって検出する従動ローラ５０２の回転角変位又は回転角速度の検出データが、温度の影響をうけにくくなる。
また、本実施形態によれば、上記駆動制御装置を画像形成装置の感光体ベルト、中間転写ベルト又は搬送転写ベルトの駆動制御に用いることにより、各ベルトに周方向の厚さ変動がある場合でも各ベルトを一定速度で駆動できる。従って、画像の濃度ムラや位置ずれのない高画質の画像を得ることができる。特に、カラー画像形成装置に用いた場合は、色ずれのない高画質の画像を得ることができる。また特に、中間転写ベルトから搬送転写ベルト上の転写紙に画像を転写する画像形成装置の場合に、上記駆動制御装置を中間転写ベルト及び搬送転写ベルトの駆動制御に用いることにより、両ベルトの速度差に起因する画像の伸縮を防止することができる。
【０１３５】
【発明の効果】
請求項１乃至３３の発明によれば、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度変動の検出結果から、ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する、従動支持回転体の回転角速度の交流成分を抽出する。この抽出した交流成分の振幅及び位相に基づいて、駆動支持回転体の回転を制御することにより、ベルトの周方向に厚さ変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動することができる。また、上記ベルトの駆動制御のために、予めベルトの全周にわたって厚さを正確に測定したり、制御中にベルトの厚さを実測するための高価なセンサを設けたりする必要がないため、コストアップを抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルトのフィードバック制御の概略構成図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）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説明図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はベルトの従動ローラへの巻き付き状態の説明図。
【図４】本発明に係るベルト駆動制御方法の基本的な原理を説明するための説明図。
【図５】本ベルト駆動制御方法の一般化モデルを説明するための説明図。
【図６】本ベルト駆動制御方法の制御例に用いるベルト駆動制御装置における制御手段のブロック図。
【図７】図６のベルト駆動制御装置に付加する回路のブロック図。
【図８】エンコーダ出力のベルト厚さ変動周波数成分における各係数の関係を示すベクトル図。
【図９】エンコーダより検出されるパルス数のカウント方法の説明図。
【図１０】クロックｆを出力するための回路のブロック図。
【図１１】位相φ遅延設定回路のブロック図。
【図１２】ＤＣモータを使用したときのベルト駆動制御装置における制御手段の概略ブロック図。
【図１３】クロックＧＮｃｆｏを出力するための回路のブロック図。
【図１４】図１３におけるデジタル微分回路のブロック図。
【図１５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１６】他の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１７】更に他の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
５００  ベルト
５０１  駆動ローラ（駆動支持回転体）
５０２  従動ローラ（従動支持回転体）
６０１  エンコーダ（検出手段）
６０２  モータ（駆動源）
７００  ベルト駆動制御装置
【図１】
0003677506.tif 000032
【図２】
0003677506.tif 000033
【図３】
0003677506.tif 000034
【図４】
0003677506.tif 000035
【図５】
0003677506.tif 000036
【図６】
0003677506.tif 000037
【図７】
0003677506.tif 000038
【図８】
0003677506.tif 000039
【図９】
0003677506.tif 000040
【図１０】
0003677506.tif 000041
【図１１】
0003677506.tif 000042
【図１２】
0003677506.tif 000043
【図１３】
0003677506.tif 000044
【図１４】
0003677506.tif 000045
【図１５】
0003677506.tif 000046
【図１６】
0003677506.tif 000047
【図１７】
0003677506.tif 000048