(57)【要約】【課題】  フーリエ変換に比べて安価な演算処理装置でベルト周方向の厚さ変動に対応した交流成分の振幅および位相を高精度で抽出できるベルト駆動制御装置、ベルト装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  従動ローラ１４の角変位又は角速度をエンコーダ回転検出部６１０で検出して、この検出結果をベルト周期変動検出部６０８でベルトの厚さ変動に対応した周波数を有する角変位又は角速度のベルト交流成分の振幅・位相を直交検波で抽出する。この抽出された振幅及び位相に基づいて、目標関数演算部６０７で目標関数を生成し、この目標関数から目標基準信号生成部６０６で目標基準信号を生成する。そして、この目標基準信号と、エンコーダ回転検出部６１０で検出した検知結果をＦＢ信号として比較器６０５で比較し、この比較結果に基づいてモータ１７を制御することで、駆動ローラの回転を制御する。【選択図】  図８
2006023403.tif 000002
【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を検出する検出手段と、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ベルト交流成分の振幅・位相を抽出する抽出手段と、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とを備え、該抽出手段を直交検波としたことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１のベルト駆動制御装置において、ベルト一回転周期のベルト厚さ変動に対応した周波数を有するベルト基本交流成分と、該ベルト基本交流成分の整数倍のベルト厚さ変動に対応した周波数を有するベルト高調波交流成分とをそれぞれ直交検波して該ベルト基本交流成分の振幅及び位相と、該ベルト高調波交流成分の振幅及び位相とをそれぞれ抽出することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２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の和Ａ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の和Ｂ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τを考慮して、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装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のベルト駆動制御装置において、上記従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該回転角変位又は回転角速度が目標とする回転角変位又は回転角速度となるように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装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のベルト駆動制御装置において、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出および基準位置マークの検出をベルト一回転以上にわたり行うことを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５のべルト駆動制御装置において、上記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、上記ベルト交流成分の周波数に対して１０倍以上の高周波成分を除去する除去フィルタを備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のべルト駆動制御装置において、上記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、周期性のない成分を除去する除去手段を備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７のべルト駆動制御装置において、上記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、上記ベルト交流成分以外の交流成分を除去する除去フィルタを備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８のべルト駆動制御装置において、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出を上記ベルト交流成分の周波数の１０倍以上の周波数で検出することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１０】
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、該駆動制御装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９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１１】
請求項１０のベルト装置において、上記検出手段は、上記ベルトの上記駆動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの上記従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ベルト周長の（１／２）にある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ことを特徴とするベルト装置。
【請求項１２】
請求項１０のベルト装置において、上記検出手段は、上記ベルトの上記駆動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの上記従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最も長くなる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ことを特徴とするベルト装置。
【請求項１３】
請求項１０、１１または１２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検知手段によって回転角変位又は回転角速度が検知される従動支持回転体の半径とを等しくし、かつ、上記ベルトが該駆動支持回転体と接触する領域の長さと、該ベルトが該検知手段によって回転角変位又は回転角速度が検知される従動支持回転体と接触する領域の長さとを等しくしたことを特徴とするベルト装置。
【請求項１４】
請求項１０、１１、１２または１３のベルト装置において、上記駆動源は、入力信号に対して既定角度回転するモータであることを特徴とするベルト装置。
【請求項１５】
請求項１０、１１、１２または１３のベルト装置において、上記駆動源は、駆動支持回転体へ回転駆動力を伝達する出力軸と、該出力軸の回転角を検出する回転角検出手段を有しており、該回転角検出手段の検出結果に基づいて、該駆動源のトルクを制御することを特徴とするベルト装置。
【請求項１６】
請求項１０、１１、１２または１３のベルト装置において、駆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を備え、該駆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駆動源を制御することを特徴とするベルト装置。
【請求項１７】
請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６のベルト装置において、複数の回転体を有し、該回転を介して上記駆動源の回転駆動力を上記駆動支持回転体へ伝達する伝達機構を備え、該伝達機構の回転体、上記駆動支持回転体、上記従動支持回転体の少なくともいずれかひとつの回転周期と、上記ベルト交流成分の周期とが整数比であることを特徴とするベルト装置。
【請求項１８】
請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７のベルト装置において、上記伝達機構の回転体の回転周期と、上記駆動支持回転体の回転周期とが整数比であることを特徴とするベルト装置。
【請求項１９】
請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８のベルト装置において、上記駆動支持回転体の回転周期と、上記回転角変位又は回転角速度が検出される従動支持回転体の回転周期とが整数比であることを特徴とするベルト装置。
【請求項２０】
請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８または１９のベルト装置において、上記駆動支持回転体の回転周期と、上記回転角変位又は回転角速度が検出される従動支持回転体以外の従動支持回転体の回転周期とが整数比であることを特徴とするベルト装置。
【請求項２１】
複数の支持回転体に掛け渡された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記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記潜像担持体を駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いる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記録材に転写する第２の転写手段とを備えた画像形成装置において、上記中間転写体を駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
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ベルトからなる記録材搬送部材と、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、該記録材搬送部材で搬送されている記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記記録材搬送部材を駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
インクを吐出する吐出口を備えたヘッド部と、該ヘッド部と対向し記録媒体を該ヘッド部と対向する位置に搬送する搬送部材とを備え、該吐出口からインクを吐出して該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、上記搬送部材をを駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト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、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置、このベルト駆動制御装置を用いたベルト装置、及び、このベルト装置を利用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このようなベルトを利用する装置として、感光体ベルト、中間転写ベルト、紙搬送ベルト等のベルトを用いる画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、その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直接転写方式のタンデム型画像形成装置では、記録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。この画像形成装置では、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の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。
【０００３】
ここで、電子写真方式による直接転写方式のタンデム型画像形成装置の一例について、図１６を用いて具体的に説明する。この画像形成装置では、例えばイエロー、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１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが記録用紙の搬送方向に順次配置される。そして、図示しないレーザ露光ユニットにより各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された静電潜像が各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋで現像されることによりトナー像（顕像）が形成される。そして、静電力により搬送ベルト２１０に付着されて搬送される図示しない記録用紙上に順次重ね合わられて転写された後、定着装置２５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２１０は、互いに平行に配置された駆動ローラ２１５及び従動ローラ２１４に適当なテンションで掛け渡される。駆動ローラ２１５は、図示しない駆動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２１０も所定の速度で無端移動する。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２１０の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ側に供給され、搬送ベルト２１０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。
このような画像形成装置では、記録用紙の移動速度、つまり搬送ベルト２１０の移動速度が一定速度に維持されないと、色ズレが発生する。この色ズレは、記録用紙上で重ね合わせられる各単色画像の転写位置が相対的にズレることによって発生する。色ズレが発生すると、例えば、複数色の画像が重なって形成された細線画像がにじんで見えたり、複数色の画像が重なって形成された背景画像中に形成される黒の文字画像の輪郭周辺に白抜けが発生したりする。
なお、図１７に示すように、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された各単色画像を、一旦中間転写ベルト１０上に順次重なり合うように転写した後、これを記録用紙上に一括転写する中間転写方式を採用したタンデム型画像形成装置もある。この装置においても、中間転写ベルト１０の移動速度が一定速度に維持されないと、同様に色ズレが発生する。
【０００４】
また、上述したタンデム型の画像形成装置に限らず、記録材を搬送する記録材搬送部材や、その記録材に転写される画像を担持する感光体や中間転写体等の像担持体として、ベルトを用いた画像形成装置においては、そのベルトの移動速度が一定速度に維持されないとバンディングが発生する。このバンディングは、画像転写中にベルト移動速度が速くなったり遅くなったりすることにより発生する画像濃度ムラである。すなわち、ベルト移動速度が相対的に速い時に転写された画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に引き延ばされた形状となり、逆に、ベルト移動速度が相対的に遅い時に転写された画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に縮小された形状となる。これにより、引き延ばされた画像部分は濃度が薄くなり、縮小された画像部分は濃度が濃くなる。その結果、ベルト周方向に画像濃度ムラが発生し、バンディングが生じる。このバンディングは、淡い単色画像を形成する場合には人間の目に顕著に感じ取られる。
【０００５】
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。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。
【０００６】
上記ベルトの厚さ変動は、例えば、円筒金型を用いて遠心焼成方式で作成されたベルトにみられるベルト移動方向にわたる肉厚の偏りによって生じる。このようなベルトの厚さ変動がベルトに存在すると、ベルトを駆動する駆動ローラ上にベルト厚の厚い部分が巻き付いているときにはベルト移動速度が速くなり、反対にベルト厚の薄い部分が巻き付いているときにはベルト移動速度が遅くなる。そのため、ベルト移動速度に変動が生じる。
【０００７】
そこで、このようなベルトの厚さ変動による速度差を考慮してベルトの駆動制御を行う画像形成装置が知られている（特許文献１、２）
特許文献１には、ベルト厚さ変動がベルト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、製造工程で予めベルト全周における厚みプロファイル（ベルト厚さ変動）を測定し、そのデータをフラッシュＲＯＭに記憶させる画像形成装置が開示されている。この画像形成装置においては、その全周の厚みプロファイルデータと実際のベルト厚さ変動との位相を合わせるための基準位置であるホームポジションとなる基準マークを付し、その位置を基準に検出することによって、ベルト厚さ変動によるベルト移動速度の変動をキャンセルするようにベルト駆動制御を行う。
また、特許文献２には、検出用パターンをベルト上に形成して、これを検出センサで検出することにより、周期的なベルト移動速度の変動を検出する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置においては、検出した周期的なベルト移動速度の変動を打ち消すように駆動ローラの回転速度を制御する。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３１０８９７号公報
【特許文献２】特許第３１８６６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記特許文献１に記載された画像形成装置においては、ベルト製造段階においてベルト厚さ変動を計測する計測工程が必要となり、またその計測工程において高精度なベルト厚み計測器が必要となる。そのため、製造コストが大幅に増大してしまうという問題がある。また、ベルトを新しいものに交換する際には、その新しいベルト固有の厚みプロファイルデータを装置へ入力する作業が必要となるという問題もある。
また、上記特許文献２に記載された画像形成装置においては、ベルト移動速度の変動を検出するのに、少なくともベルト１周分の検出用パターンをベルト上に形成する必要がある。そのため、この検出用パターンの形成のために多くのトナーを消費してしまうという問題がある。特に、ベルト移動速度の変動をより高い精度で検出するために、ベルト複数周分のベルト移動速度の変動情報の平均値をベルト移動速度の変動として把握する場合には、ベルト複数周分の検出用パターンを形成する必要があり、トナー消費の問題はより深刻なものとなる。
【００１０】
また、本出願人は、特願２００２−２３０５３７号（以下、「先願」という。）において、これらの問題を解決し得るベルト駆動制御装置を提案した。このベルト駆動制御装置では、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、その検出データから、ベルトの周方向における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は、ベルトの周方向における周期的な厚さ変動の振幅及び位相に対応している。したがって、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で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するタイミングで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。この方法によれば、ベルトの周方向における厚さ変動の影響を受けずに、そのベルトを所望の移動速度で駆動することが可能である。しかも、ベルト製造段階においてベルト厚みムラを計測する計測工程が必要ないので、上記特許文献１の装置のように製造コストが増大するということはない。また、上記特許文献２の装置のようにベルトを新しいものに交換する際に厚みプロファイルデータを装置へ入力するという作業も必要ない。加えて、検出用パターンを形成する必要がないため、ベルト駆動制御のためにトナーを消費することもない。
【００１１】
上記先願で提案したベルト駆動制御装置では、エンコーダで検出された角速度または角変位には、ベルト周方向の厚さ変動に起因して発生する変動成分以外に様々な他の変動成分（例えば、駆動ローラの偏心や駆動伝達系（歯車）の偏心など）が重畳されている。この検出データから、ベルト周方向の厚さ変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出する必要がある。先願では、従動支持回転体の検出データを、ベルト厚さ変動（交流成分）以外の高域の変動を抑制するバンドパスフィルタを通過させることでベルト厚さ変動に対応した交流成分を抽出して、振幅および位相を抽出している。
また、検出データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）して、ベルト厚さ変動に対応した交流成分の振幅及び位相を計測している。
【００１２】
しかし、前者においては、ベルトの厚さ変動に対応する交流成分と異なる交流成分の変動であれば除去することが可能であるが、ベルトの厚さ変動に対応する交流成分と同様な交流成分をもつ他の変動成分を抑制するバンドパスフィルタを設計することが困難である。このため、バンドパスフィルタを通過した検出データにはベルト周方向の厚さ変動に対応した交流成分以外の変動成分が除去できず残っており、バンドパスフィルタを通過した検出データから、正確なベルトの厚さ変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができない。また、バンドパスフィルタ通過させてベルト周方向の厚さ変動（交流成分）を抽出する方法では、駆動ローラとベルト間のスリップなどによる突発的な変動（ノイズ含む）に対しても切り分けができない。このような問題が起こると、正確なベルト周方向の厚さ変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することがますます困難となってくる。
また、後者のＦＦＴ（高速フーリエ変換）では、ベルト厚さ変動に対応した交流成分の振幅および位相を高精度で抽出することができるが、ＣＰＵなどの演算負荷が大きくなってしまう。このため、高価な演算処理装置が必要となり、コスト高となるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、フーリエ変換に比べて安価な演算処理装置でベルト周方向の厚さ変動に対応した交流成分の振幅および位相を高精度で抽出できるベルト駆動制御装置、ベルト装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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を検出する検出手段と、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ベルト交流成分の振幅・位相を抽出する抽出手段と、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とを備え、該抽出手段を直交検波としたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルト駆動制御装置において、ベルト一回転周期のベルト厚さ変動に対応した周波数を有するベルト基本交流成分と、該ベルト基本交流成分の整数倍のベルト厚さ変動に対応した周波数を有するベルト高調波交流成分とをそれぞれ直交検波して該ベルト基本交流成分の振幅及び位相と、該ベルト高調波交流成分の振幅及び位相とをそれぞれ抽出することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２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の和Ａ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の和Ｂ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τを考慮して、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。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のベルト駆動制御装置において、上記従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出し、該回転角変位又は回転角速度が目標とする回転角変位又は回転角速度となるように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。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のベルト駆動制御装置において、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出および基準位置マークの検出をベルト一回転以上にわたり行うことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のべルト駆動制御装置において、上記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、上記ベルト交流成分の周波数に対して１０倍以上の高周波成分を除去する除去フィルタを備えていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のべルト駆動制御装置において、上記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、周期性のない成分を除去する除去手段を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７のべルト駆動制御装置において、上記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、上記ベルト交流成分以外の交流成分を除去する除去フィルタを備えていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８のべルト駆動制御装置において、従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度の検出を上記ベルト交流成分の周波数の１０倍以上の周波数で検出することを特徴とするものである。
また、請求項１０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、該駆動制御装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９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。
また、請求項１１の発明は、請求項１０のベルト装置において、上記検出手段は、上記ベルトの上記駆動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの上記従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ベルト周長の（１／２）にある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ことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０のベルト装置において、上記検出手段は、上記ベルトの上記駆動支持回転体との接触部分中央から該ベルトの上記従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最も長くなる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ことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１０、１１または１２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検知手段によって回転角変位又は回転角速度が検知される従動支持回転体の半径とを等しくし、かつ、上記ベルトが該駆動支持回転体と接触する領域の長さと、該ベルトが該検知手段によって回転角変位又は回転角速度が検知される従動支持回転体と接触する領域の長さとを等しくしたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１０、１１、１２または１３のベルト装置において、上記駆動源は、入力信号に対して既定角度回転するモータであることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１０、１１、１２または１３のベルト装置において、上記駆動源は、駆動支持回転体へ回転駆動力を伝達する出力軸と、該出力軸の回転角を検出する回転角検出手段を有しており、該回転角検出手段の検出結果に基づいて、該駆動源のトルクを制御することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１０、１１、１２または１３のベルト装置において、駆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を備え、該駆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駆動源を制御することを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６のベルト装置において、複数の回転体を有し、該回転を介して上記駆動源の回転駆動力を上記駆動支持回転体へ伝達する伝達機構を備え、該伝達機構の回転体、上記駆動支持回転体、上記従動支持回転体の少なくともいずれかひとつの回転周期と、上記ベルト交流成分の周期とが整数比であることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７のベルト装置において、上記伝達機構の回転体の回転周期と、上記駆動支持回転体の回転周期とが整数比であることを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８のベルト装置において、上記駆動支持回転体の回転周期と、上記回転角変位又は回転角速度が検出される従動支持回転体の回転周期とが整数比であることを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８または１９のベルト装置において、上記駆動支持回転体の回転周期と、上記回転角変位又は回転角速度が検出される従動支持回転体以外の従動支持回転体の回転周期とが整数比であることを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、複数の支持回転体に掛け渡された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記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記潜像担持体を駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
また、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記録材に転写する第２の転写手段とを備えた画像形成装置において、上記中間転写体を駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項２３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ベルトからなる記録材搬送部材と、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、該記録材搬送部材で搬送されている記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記記録材搬送部材を駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項２４の発明は、インクを吐出する吐出口を備えたヘッド部と、該ヘッド部と対向し記録媒体を該ヘッド部と対向する位置に搬送する搬送部材とを備え、該吐出口からインクを吐出して該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、上記搬送部材をを駆動させるベルト装置として、請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至２４の発明によれば、直交検波によって、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交流成分の振幅及び位相を抽出している。よって、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交流成分以外の変動成分が十分除去されていなくても、ベルト厚さ変動に対応した交流成分の振幅及び位相を高精度で抽出することができる。また、従来のフーリエ変換に比べて少ない演算負荷で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交流成分の振幅及び位相を高精度で抽出することができる。これにより、高価な演算処理装置が必要となくなり、コスト高を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
図１は、本発明を適用する画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図である。図１において、符号１００は複写機本体であり、符号２００はそれを載せる給紙テーブルであり、符号３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナであり、符号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。この複写機は、タンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する電子写真複写機である。
【００１７】
複写機本体１００には、その中央に、像担持体としての中間転写体であるベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての支持ローラ１４，１５，１６に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。これらの３つの支持ローラのうちの第２支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。また、３つの支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１８が並べて配置されたタンデム画像形成部２０が対向配置されている。本実施形態においては、第２支持ローラ１５を駆動ローラとしている。また、タンデム画像形成部２０の上方には、潜像形成手段としての露光装置２１が設けられている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０の反対側には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２においては、２つのローラ２３間に記録材搬送部材としてのベルトである２次転写ベルト２４が掛け渡されている。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の画像を記録材であるシートに転写する。また、この２次転写装置２２の図中左方には、シート上に転写された画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。上述した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わっている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや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持たせることが難しくなる。また、本実施形態では、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部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も設けられている。
【００１９】
上記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。その後、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上へと移動する。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を駆動する。次いで、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。
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４，１５が連れ回り回転する。また、これと同時に、個々の画像形成部１８において潜像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを回転させ、各感光体ドラム上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー画像（顕像）を形成する。そして、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２０】
このような画像形成に並行して、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、中間転写ベルト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、中間転写ベルト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転写する。画像転写後のシートは、２次転写ベルト２４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。
なお、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２１】
この複写機を用いて、黒のモノクロコピーをとることもできる。その場合には、図示しない手段により、中間転写ベルト１０を感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃから離れるようにする。これらの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃは、一時的に駆動を止めておく。黒用の感光体ドラム４０Ｋのみが中間転写ベルト１０に接触させ、画像の形成と転写を行う。
【００２２】
次に、本発明の特徴部分である、中間転写ベルト１０の駆動制御について説明する。
本実施形態の複写機では、中間転写ベルト１０を一定速度で移動させる必要がある。しかし、実際には、ベルトの厚みにより、そのベルト移動速度に変動が生じる。中間転写ベルト１０のベルト移動速度が変動すると、実際のベルト移動位置が目標とするベルト移動位置からズレてしまい、感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ上の各トナー画像の先端位置が中間転写ベルト１０上でズレて色ズレが発生する。また、ベルト移動速度が相対的に速い時に中間転写ベルト１０上に転写されたトナー画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に引き延ばされた形状となり、逆に、ベルト移動速度が相対的に遅い時に中間転写ベルト１０上に転写されたトナー画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に縮小された形状となる。この場合、最終的にシート上に形成された画像には、そのベルト周方向に対応する方向に周期的な画像濃度の変化（バンディング）が表れる。
そこで、以下、中間転写ベルト１０を高い精度で一定速度に維持する構成及び動作について説明する。なお、以下の説明は、中間転写ベルト１０に限られるものではなく、広く、駆動制御がなされるベルトについて同様であるので、ベルトとして説明する。
【００２３】
図２は、中間転写ベルト１０の主要部を示す断面模式図である。中間転写ベルト１０は、従動ローラとしての第１の支持ローラ１４（以下、従動ローラ）に対してベルト巻付角θ１で巻き付いており、駆動ローラとしての第２の支持ローラ１５（以下、駆動ローラ）に対してベルト巻付角θ２で巻き付いている。中間転写ベルト１０は、図中矢印Ａの方向に無端移動する。第１の支持ローラ１４には、検出手段としての図示しないロータリエンコーダが設けられている。これらの回転型エンコーダとしては、第１の支持ローラ１４の回転角変位又は回転角速度が検知できるものであればよい。
【００２４】
図３は、中間転写ベルト１０の主要部を示す斜視模式図である。駆動ローラ１５は、伝達機構１８を介して駆動源としてのモータ１７からの回転駆動力が伝達されるようになっている。具体的には、モータ１７からの回転駆動力は、モータの出力軸１７ａに伝達される。出力軸１７ａに伝達された回転駆動力は、出力軸１７ａと接触している第１の回転体に１８ａ伝達される。第１の回転体１８ａに伝達された回転駆動力は、第１の回転体と接触している第の回転体１８ｂに伝達され、第２の回転体１８ｂと接触している駆動軸１５ａに伝達されて駆動ローラ１５を回転せしめる。
【００２５】
本実施形態は、まず、従動ローラ１４に設置されたロータリエンコーダを用いて中間転写ベルト１０の回転周期で発生する変動成分を認識し、適切な目標値を生成してフィードバック制御を行う。認識方法としては、駆動ローラ１５を一定角速度で回転させて、従動ローラ１４に設置されたロータリエンコーダにより従動ローラ１４の回転角変位又は回転角速度をサンプルするテスト駆動をベルト１周以上にわたり行う。このサンプルされた変動成分の振幅及び位相を求め、ベルトの回転周期で発生する変動成分と認識し、ベルト回転周期の搬送速度変動が発生しないような目標値を設定してフィードバック制御を行う。
【００２６】
次に、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４は、一般的に用いられるベルトの周方向におけるベルト厚み変動（ベルト厚み偏差分布）の一例を示すグラフである。
このグラフの横軸は、ベルト１周分の長さ（ベルト周長）を２π［ｒａｄ］の角度に置き換えたものである。縦軸は、ベルト周方向におけるベルト平均厚み（１００μｍ）を基準（基準値０）としたベルト厚みの偏差値である。図４に示すベルト厚み変動は、ベルト厚み変動の周波数成分のうち、基本（一次）成分のみを示したものである。なお、後述するが、本実施形態においては、このような一次成分のみの厚み変動からベルト駆動を制御するだけでなく、高次成分を考慮に入れて対応可能である。
【００２７】
駆動ローラ１５側でのベルト移動速度は、以下のようにして求める。
図５は、駆動ローラ１５に巻き付いたベルト部分を、その駆動ローラ１５の軸方向から見たときの拡大図である。駆動ローラ１５側でのベルト移動速度は、駆動ローラ１５のベルト巻付角θ２の（１／２）上における中間転写ベルト１０の中央部をベルト駆動位置Ｘと仮に設定し、このベルト駆動位置での速度とする。
ベルト１０の厚さが図４に示すように周方向に沿って正弦的に変化しているとき、駆動位置におけるベルト実効厚みＢｔは、下記の数１に示す式で表すことができる。この式中の「Ｂｔ０」は、ベルト１０の平均厚みであり、「Ｂｔａ」は厚さ変動の振幅値、「θｂ」はベルト厚さ回転角速度であり、αは、初期位相である。
【数１】
2006023403.tif 000003
【００２８】
実効厚みＢｔは、ベルト材質が均一で、かつ、ベルト１０の内周面と外周面との伸縮度の絶対値がほぼ一致する場合、そのベルト厚み方向の中央とベルト内周面との距離に相当する。多層構造のベルトなどにおいては、硬質な層と軟質な層との間で互いに伸縮性が異なる結果、ベルト厚み方向の中央からズレた位置とベルト内周面との距離がベルト実効厚みＢｔとなることもある。また、ベルト実効厚みＢｔは、駆動ローラ１５に対するベルト巻付角によっても変化することがある。ベルト実効厚みＢｔは、ベルト厚み実効係数κｄを用いると、下記の数２に示す式で表すことができる。ベルト厚み方向の中央とベルト内周面との距離がちょうどベルト実効厚みＢｔに等しい場合、ベルト厚み実効係数κｄは０．５となる。
【数２】
2006023403.tif 000004
【００２９】
このようなベルト実効厚みＢｔ’となった場合のベルト搬送速度Ｖｂは、（駆動ローラ半径Ｒｄ＋ベルト実効厚みＢｔ’）×駆動ローラ回転角速度ωｄより求められ、下記の数３に示す式で表すことができる。
【数３】
2006023403.tif 000005
【００３０】
上記数３から厚さ変動の振幅「Ｂｔａ」があると、駆動位置におけるベルト搬送速度が変化することがわかる。
【００３１】
従動ローラ１４側でのベルト移動速度は、以下のようにして求める。図２に示すように、従動ローラ１４のベルト巻付角θ１の（１／２）上における中間転写ベルト１０の中央部をベルト従動位置Ｙと仮に設定し、このベルト従動位置での速度とする。
上記ベルト駆動位置Ｘからベルト従動位置Ｙまでの距離は、ベルト一周の長さを２πラジアンとするとき、位相差τラジアンと表すことができる。すると、従動位置Ｙにおけるベルト実効厚みＢｔ’’は、下記の数４に示す式で表すことができる。
【数４】
2006023403.tif 000006
【００３２】
ここで、κｅは従動ローラ１４側でのベルト厚み実効係数であり、駆動ローラ１５と従動ローラ１４とでベルト巻付き量が異なる構成が考えられるため、別の係数を設定した。そして、このようなベルト実効厚みＢｔ’’のベルトが巻付いている時の従動位置Ｙにおけるベルト搬送速度Ｖｂは、下記の数５に示す式で表すことができる。この式中の「Ｒｅ」は従動ローラ半径であり、ωｅは、従動ローラ回転角速度である。
【数５】
2006023403.tif 000007
【００３３】
ここで、中間転写ベルト１０の実効厚み（Ｂｔ）の変動における支持ローラの回転角速度（ω）とベルトの速度（Ｖｂ）との関係を図６に基づき説明する。図６（ａ）は、支持ローラ１４が一定の回転角速度（ω＝定数）で回転している場合の各ベルト位置でのベルトの速度（Ｖｂ）の関係Ａと、ベルトが一定速度（Ｖｂ＝定数）で回転している場合の各ベルト位置での支持ローラの回転角速度（ω）の関係Ｂとを示した図である。図４（ａ）のグラフＡからわかるように、支持ローラが一定の回転角速度で回転している場合（ω＝定数）、ベルトの速度（Ｖｂ）は、ベルトの実効厚み（Ｂｔ）が最大の部分で速度が最大となり、ベルトの厚みが最小の部分で速度が最小となっている。一方、ベルト速度を一定（Ｖｂ＝一定）とした場合は、支持ローラの回転角速度（ω）は、ベルト実効の厚み（Ｂｔ）が最大の部分で速度が最小となり、ベルトの実効厚み（Ｂｔ）が最小の部分で速度が最大となっている（図４（ａ）のＢ参照）これは、数３や、数５からわかるように、支持ローラの回転角速度（ω）、ベルト速度（Ｖｂ）、ベルト実効厚み（Ｂｔ）との間には、Ｖｂ＝Ｂｔ×ωの関係が成り立っているからである。
【００３４】
図６（ｂ）は、図２に示すように従動ローラ１４と駆動ローラ１５とがτ離れた場合の中間転写ベルト１０の厚み変動における駆動ローラ１５の速度および中間転写ベルト１０の速度の関係、並びに、中間転写ベルト１０の厚み変動における従動ローラ１４の速度および中間転写ベルト１０の速度の関係を示した図である。図６（ｂ）のＡは、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合のベルト搬送速度を示したグラフである。Ｃは、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度である。Ｂ’は、ベルトを一定の搬送速度で回転した場の従動ローラ１４の回転角速度である。Ｅｊは、図２に示す従動位置Ｙにおけるベルトの実効厚み変動である。Ｅｄは、図２に示す駆動位置Ｘにおけるベルトの実効厚み変動である。
図５（ｂ）からわかるように、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度であるＣは、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度であるＢ’と、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合のベルト搬送速度であるＡとを重畳したものとわかる。
なお、ここでは、Ｒｅ＝Ｒｄ、κｅ＝κｄ、α＝０、τ＝１．３ラジアンとしている。
【００３５】
本実施形態においては、上記駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度であるＣをロータリエンコーダで検出し、この検出された角速度から、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度であるＢ’を算出することで、ベルト搬送速度を一定とするものである。
また、図５（ｂ）からわかるように、回転角速度であるＣをロータリエンコーダで検出する場合、位相差τがπｒａｄ（もしくはπの奇数倍）であれば、合成曲線Ｃの振幅は最大（図の例では曲線Ａの振幅の２倍）になる。すなわち、駆動ローラ１５と従動ローラ１４の距離がベルト厚み変動の周期の２分の１に設定できれば従動ローラ１４の回転角速度の検出感度が最大になる。また同様に、πに近い方が検出感度が大きくなることから、回転角速度を検出する従動ローラ１４は、駆動ローラ１５に対しベルト上での距離がπに近い（ベルト周期成分がベルト１周１周期の場合、もっとも距離が離れた）従動ローラ１４を選択するのが好ましい。
実際には、画像形成装置で機能性を持たせたベルト搬送経路を考慮すると、τをベルト厚み変動周期の丁度２分の１に設定することは難しいが、なるべくその近くに設定できると検出感度が高くなる。ベルト厚み変動が全体で２周期以上有る場合は、その変動周期において、前記の位相差τを丁度π、もしくはπの奇数倍に設定でき、高い検出感度を得ることができる。この関係をベルトの長さで表現すると、ベルト厚み変動の周期Ｔｂに対応するベルト長さの２分の１、もしくはその奇数倍ということになる。
【００３６】
以下に、駆動ローラを一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラの回転角速度であるＢ’を算出する演算について説明する。
【００３７】
まず、従動ローラの回転角速度ωｅは、上記数３と数５から下記の数６に示す式で表すことができる。
【数６】
2006023403.tif 000008
【００３８】
ベルト厚み変動Ｂｔａは、ローラ径Ｒよりも十分小さいとして近似することにより、下記の数７に示す式で表すことができる。
【数７】
2006023403.tif 000009
【００３９】
数７に示す従動ローラの回転角速度ωｅのうち、変動成分Δωｅは、下記の数８に示す式で表すことができる。
【数８】
2006023403.tif 000010
【００４０】
Δωｅは、ベルト１周の厚み変動による変動成分であり、｛｝の中の２項に注目し、前者をＡ、後者をＢとすると、Ａは駆動位置におけるベルト変動成分を示しており、Ｂは従動位置におけるベルト変動成分をそれぞれ表わしている。なお、｛｝の外の分数の構成から、従動ローラの半径Ｒｅよりも、駆動ローラの半径Ｒｄを大きくすることで、検出感度が高くなることが分かる。
【００４１】
【数９】
2006023403.tif 000011
【数１０】
2006023403.tif 000012
【００４２】
ここで、駆動ローラを一定角速度で回転させた場合の従動ローラで検出されるデータ成分Ｃとすると、下記の数１１に示す式で表すことができる。
【数１１】
2006023403.tif 000013
【００４３】
Ａ、Ｂは同じ周期を有する正弦波であるから、その和は同じ周期の単一の正弦波に合成されるので、Ｃは正弦関数で表現でき、Ｋ、βを定数とすると下記の数１２に示す式で表すことができる。
【数１２】
2006023403.tif 000014
【００４４】
Ａ、Ｂ、Ｃはいずれも回転周期がベルトの回転周期と同じであるため、位相ベクトルで表現することができる。図７はＡ、Ｂ、Ｃの位相ベクトル成分図である。図７では、一般化する意味でベクトルＡを０°としているが、ベクトルＡに初期位相αを与えても、各ベクトルの振幅位相関係には影響ない。
【００４５】
駆動ローラ１５を一定回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度変動（ベクトルＣ）から、目標値であるベルト一定速度の時の従動ローラ１４の角速度変動（ベクトルＢ）への変換係数ηが補正係数となる。どちらも正弦関数であるため振幅に対して係数をかけて、位相操作を行うことによりベクトルＣからベクトルＢへ変換が可能である。つまり、図７に示したように、検出されたＣのベクトル成分からＢのベクトル成分へ変換するために、ベクトルの長さ（振幅値）を補正係数にて変換し、π−τ＋βだけ位相を遅らせることにより変換できる。ここでβとは、ＡとＣとの位相差である。
【数１３】
2006023403.tif 000015
【数１４】
2006023403.tif 000016
【００４６】
駆動ローラを一定回転させたときに従動ローラ側で検出される変動振幅を、ベルトが一定速度で搬送された時の従動ローラ側での変動振幅に変換する補正係数ηは下記の数１５に示す式で表すことができる。
【数１５】
2006023403.tif 000017
また、位相に対する補正値Τは
【数１６】
2006023403.tif 000018
となる。
つまり、駆動ローラ１５を一定回転させて検出されたベルト回転周期の変動データ（変動成分の振幅及び位相数値）に対して、振幅値は、補正係数ηをかけて、位相Ｔを加えた、値が、ベルトが一定速度で回転させた場合の従動ローラ１４の回転角速度の変動データとなる。これをベルト厚み変動に対応したベルトを一定速度で回転させるための従動ローラ１４の目標基準信号数値となる。数１３〜１５は、ローラ径や位相差など、すべてベルト搬送機構の構成に関する数値で求められる。そのため、振幅の補正係数ηと位相補正値Ｔは、予め決定される定数である。ただし、ベルト厚み実効係数κは、ベルトの材質やベルトの巻付き角に応じて変化するものであり、駆動ローラ１５側と従動ローラ１４側のベルト厚み実効係数κを事前に把握する必要がある。このベルト厚み実効係数κは、ベルトの平均搬送速度と各ローラの平均回転角速度の関係を計測して求めることができる。ベルト厚み実効係数κは、ベルト材質やベルトの巻付き角が装置すべてに共通であれば、１つの装置において計測すれば同じ数値を用いることができる。また、駆動ローラ１５と従動ローラ１４の半径Ｒを同一として、さらにベルト実効厚み係数κも同一となる構成にすることで、数１３、数１４が簡略化されることがわかる。そのことから、駆動側と従動側のκがほぼ同一となるように巻付き角を一致させるようにベルト搬送経路を設計することが好ましい。また、巻付き角がある角度を超える、つまり、駆動ローラ１５側と従動ローラ１４側の巻付き角を十分に持たせると、ベルト厚み実効係数κは、巻付き角に依らず、ベルト体の構造固有の値に安定することが実験から得られた。このことから、駆動と従動の両者の巻付き角を十分に持たせることで同様にκの比を１とすることが可能である。
【００４７】
以上の結果から、ベルトを駆動する駆動ローラの回転を一定に制御して、従動ローラ側の回転角速度の変動を計測したデータにより、ベルトが一定搬送速度となる従動ローラの制御目標値（角速度）を設定し、この目標値と従動ローラ側ロータリエンコーダの出力値と比較して駆動制御することで、駆動ローラの偏心等駆動系の回転変動によるベルト速度変動、ベルト厚み変動によるベルト速度変動、ベルトとローラの熱膨張によるベルト速度変動、スリップによるベルト速度変動などのベルトの周期変動を制御することが可能となる。
【００４８】
また、変動成分を三角関数として近似し、展開したこの原理は、ローラ径やベルト周長などによらず、どのような構成においても適用することが可能である。
【００４９】
また、駆動ローラ１５と従動ローラ１４との回転角速度によって、ベルトの周期変動を制御する原理について説明したが、角速度ではなく回転角変位（位置）でも同様の原理が適用される。これは、角速度を積分したものが角変位となるからである。数式では、ｓｉｎ関数がｃｏｓ関数に変換され、振幅が変わり、定常偏差が発生する。しかし、本理論で重要な点は、波形Ａ、Ｂ、Ｃの振幅と位相の関係であり、角速度でも、角変位でも波形Ａ、Ｂ、Ｃの振幅と位相の関係は変化しない。つまり、波形Ａ、Ｂ、Ｃが角変位でも、上記と同様の数式で表現された振幅補正係数ηと位相補正値Ｔが求められるからである。
【００５０】
また、ここでは、ベルト周期変動をベルト１周期の基本波成分が支配している場合で、変動を正弦波として近似し、その振幅と位相値から、ベルト１周分の目標基準信号を正弦波として算出する原理を説明した。しかし、実際には、使用するベルトの周期変動が基本波として近似するには誤差が大きい場合がある。その時には、基本波の半分の周期をもつ第２高調波成分や同様に基本波の１／ｎの周期を持つ第ｎ高調波成分を扱い、ベルト周期変動を近似すればよい。これは、周期関数をフーリエ級数展開するものと同様である。そして、それぞれの高調波成分に対して、同様の振幅補正、位相補正を行えばよい。ただし、位相差τに関しては、それぞれの高調波成分の周期に合わせて変換する必要がある。
【００５１】
次に、本実施形態のベルト駆動制御について説明する。図８は、ベルト駆動制御装置のブロック図である。図８に示すベルト駆動制御装置は、モータ駆動部６１５と、コントローラ部６１４とを備えている。モータ駆動部６１５には、モータ１７、サーボアンプ６０３、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６０４が設けられている。コントローラ部６１４には、比較器６０５、目標基準信号生成部６０６、目標関数演算部６０７、ベルト周期変動検出部６０８が設けられている。
また、中間転写ベルト１０にホームポジションマーク６１３を設け、このホームポジションマーク６１３を検知するベルトマーク検知センサ６１２が画像形成装置内の固定部材に取り付けられている。ホームポジションマーク６１３は、金属膜などの反射部材で構成されており、画像形成に影響を与えないようにベルト端部や内周面の任意の位置に貼り付けられている。ベルトマーク検知センサ６１２は、反射型フォトセンサであり、ホームポジションマーク６１３の通過を検出してパルスが出力される。ベルトマーク検知センサ６１２から出力されたパルスは、ホーム検出部６０９を介してコントローラ部６１４に送られる。
中間転写ベルト１０は、トナーやインクなどにより表面が汚れることがあり、ベルトマーク検知センサ６１２がこの汚れに反応してホームポジションマーク６１３の誤認識が発生することがある。このため、ホーム検出部６０９では、このような誤認識を抑制するため、センサ反応強度、反応時間や間隔を管理しながら正確なホームポジションマーク６１３を認識する機能を有することが好ましい。また、ホームポジションマーク６１３は複数のマークを用いてパターン化して設けることが好ましい。このように、複数のマークを中間転写ベルト１０に貼り付けることで、ホームポジションマーク６１３の誤認識をさらに抑制することができる。
【００５２】
従動ローラ１４の同軸上に設けられたロータリエンコーダは、従動ローラ１４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６１０を介してコントローラ部６１４に送られる。アナログ処理の場合、エンコーダ出力をパルス波形として、コントローラ部６１４に送れば良い。デジタル処理の場合は、エンコーダ回転検出部６１０で、エンコーダの検知内容（回転速度検出または回転角変位検出）に応じた処理が行われる。エンコーダの検知内容が回転角速度検出の場合、エンコーダ出力波形の周期を計測し、回転角速度をエンコーダ回転検出部６１０で算出してからコントローラ部６１０へ信号を送信する。また、エンコーダ出力波形（パルス波）をカウントし、任意の時間内に計測されたパルスカウント値から回転角速度を算出して、コントローラ部６１０へ信号を送信するようにしても良い。
一方、エンコーダの検知内容が回転角変位検出の場合、エンコーダ出力波形（パルス波）をカウントして回転角変位をエンコーダ回転検出部６１０で算出してからコントローラ部６１４へ信号を送信する。または、回転角速度結果をエンコーダ回転検出部６１０で積分して、コントローラ部６１４へ信号を送信するようにしても良い。
エンコーダの検知内容を角速度と角変位のどちらにするかについては、制御対象としているベルトの周期に応じて決めるとよい。画像形成装置で用いられる中間転写ベルト１０などの無端状ベルトとそれを駆動するモータ１７や伝達機構１８、駆動ローラ１５などの駆動系部品の回転周期は、０．１〜５［Ｈｚ］が多い。図１で示した画像形成装置の中間転写ベルト１０は、約８００［ｍｍ］の無端状ベルトを１６０［ｍｍ／ｓｅｃ］で搬送するので、回転周期は０．２［Ｈｚ］である。このようなベルト回転周期の変動を検出して適切に制御する場合、角速度を検出するよりも角変位を検出する方が変動としては大きくなり、制御性能を高くすることができる。それは、角速度は、ベルト一周期のベルトの速度変動を検出するものであるが、角変位は、ベルト一周期あたりのローラの移動量（回転量）であるからである。例えば、図１の画像形成装置では、ローラの半径が１６［ｍｍ］で、ベルト平均厚みが１００［μｍ］、ベルトの厚みが±１０［μｍ］変化するものが多い。この場合、ローラが一定速度で回転た場合と比較した場合、速度変動率は、±０．１６［％］であるがが、角変位量は、±２０［μｍ］以上となる。このような理由から、本実施形態においては、回転角変位情報を検出する方が適している。ただし、ベルトの回転に対し比較的高い周波数の駆動系回転体に対して、より高精度に制御するために速度フィードバック系を併せて構成してもよい。
【００５３】
このように、エンコーダ回転検出部６１０からコントローラ部６１４へ送られた信号は、ベルト周期変動検出部６０８または比較器６０５に送られる。後述する事前動作で検出された信号である場合は、ベルト周期変動検出部６０８に送られ、後述する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６０５に送られる。一方、ホーム検出部６０９からコントローラ部６１４へ送られた信号は、ベルト周期変動検出部６０８または目標関数演算部６０７に送られる。
エンコーダ回転検出部６１０からベルト周期変動検出部６０８へ送られた信号は、ホーム検出部６０９からの信号を基準にして、ベルトの厚み変動を検出し、目標関数演算部６０７へ出力する。ベルト周期変動検出部６０８からの出力値は、後述する直交検波によって得られたベルト厚み変動の基本（一次成分）波および高調波成分の振幅および位相数値である。
【００５４】
目標関数演算部６０７は、ベルト周期変動検出部６０８で得られたベルト厚み変動の基本波及び高調波成分の振幅および位相数値と、数１５の振幅補正係数ηおよび数１６の位相補正値Ｔとを用いて、ベルト搬送速度を一定にするための従動ローラの目標回転変動を演算する部分である。ここで演算された目標回転変動と同じように従動ローラの回転角速度を変動させることで、ベルト搬送速度を一定にすることができる。この目標回転変動は、画像形成が開始されベルトが駆動し、ベルト上のホームポジション６１３をマーク検知センサ６０９が検知する度に設定される。目標回転変動の算出は、まず、ベルト上のホームポジション６１３をマーク検知センサ６０９が検知したら、ホーム検出部６０９で時間計測を開始する。そして、もう一度ベルト上のホームポジション６１３をマーク検知センサ６０９が検知したら、時間計測を停止する。このホーム検出部６０９で計測された時間が目標関数演算部６０７に送られる。目標関数演算部６０７では、ホーム検出部６０９で計測された時間を一周期（基本波の場合）とするＳｉｎ波を基準とし、ベルト周期変動検出部６０８で得られた振幅に振幅補正係数ηを乗算して、目標回転変動（目標関数）の振幅値を決定する。また、ホーム検出部６０９で計測された時間を一周期（基本波の場合）とするＳｉｎ波を基準とし、ベルト周期変動検出部６０８で得られた位相に位相補正値Ｔを加算して目標回転変動（目標関数）の位相値を決定する。これにより、基本波の目標回転変動（目標関数）が生成される。高調波成分においても同様に、ホーム検出部６０９で計測された時間をｎ周期とするＳｉｎ波をそれぞれ基準とし、ベルト周期変動検出部６０８で得られた振幅に振幅補正係数ηを乗算し、ベルト周期変動検出部６０８で得られた位相に位相補正値Ｔを加算して高調波成分の目標回転変動（目標関数）が生成される。そして、基本波の目標関数と、高調波成分の目標関数とを加算して目標回転変動（目標関数）が生成される。
上記においては、画像形成毎に目標回転変動（目標関数）を演算しているが、装置にあるＣＰＵ、またはＤＳＰの処理能力、メモリ容量に応じて、予め目標回転変動（目標関数）を演算して、数値をテーブル化して保存しておき、画像形成毎に読み出すようにしてもよい。
【００５５】
目標基準信号生成部６０６は、後述する比較器６０５でフィードバックされるエンコーダ出力信号と比較するための基準信号を目標回転変動（目標関数）に基づき生成する部分である。目標基準信号生成部６０６で生成される基準信号は、エンコーダ回転検出部６１０からフィードバックされる出力信号によって異なる。
図９は、エンコーダ回転検出部６１０から比較器６０５へフィードバックされるエンコーダ出力信号が回転角変位情報である場合の目標基準信号の生成工程を示したものである。図９に示す、グラフ７０１は目標関数演算部６０７から出力された従動ローラの目標回転変動（目標関数）である。なお、目標関数は式７０５である。式７０５は、１次成分（基本波）のみの場合で、振幅をａ１、位相をｂ１としている。ωｂは、ベルトの回転角速度で、ｔはベルトのホームポジションを検出してからの径過時間を表している。一方、グラフ７０２は平均目標角変位であり、ベルトの所望の動きを示している。グラフ７０２の傾きが従動ローラの目標平均速度となっている。そして、グラフ７０１の従動ローラ１４の目標回転変動（目標関数）と、グラフ７０２の平均目標角変位とを加算器７０３で加算して、グラフ７０４に示す目標基準信号が生成される。各グラフ縦軸は変位情報でここでは回転角ラジアンとしている。また、横軸は時間である。ＣＰＵまたはＤＳＰでのデジタル処理の場合、これらはすべて量子化された離散データとして扱うが、説明のため曲線としている。目標基準信号がグラフ７０２の平均目標角変位のみであると、ベルト厚み変動に起因した周期変動分を適切に制御することができない。しかし、本実施形態では、目標関数演算部６０７で算出されたグラフ７０１の目標回転変動（目標関数）を平均目標角変位と合成して、この合成したものを目標基準信号としている。これにより、ベルト厚み変動があってもベルトを一定速度で搬送する制御が可能となる。なお、エンコーダ回転検出部６１０から比較器６０５へフィードバックされるエンコーダ出力信号が回転角速度情報である場合も同様である。すなわち、平均目標角変位が、平均目標回転角速度となり、この平均目標回転角速度と目標回転変動（目標関数）とを合成して目標基準信号が生成される。なお、このとき、各グラフ縦軸が速度情報となる。
【００５６】
また、上記のような目標信号の生成は、ベルトを一定速度だけでなく間欠送りさせる場合にも有効である。仮に、ベルトを一定速度ではなく、大きく変化させる（例えば加速、減速）ことを目標としている場合、平均目標角変位を示すグラフ７０２は、直線ではなく、その目標の動きが設定されたグラフが生成される。この生成されたグラフ７０２と目標回転変動（目標関数）の位相が一致するように合成すれば、ベルトの速度が大きく変化する場合の目標基準信号が生成される。
【００５７】
このように求められた目標基準信号とフィードバックされたエンコーダ回転検出信号との差分が比較器６０５で算出され、そのデータがモータ駆動部６１５の出力制御部６０４に送られる。そして、出力制御部６０４でその値に応じて出力が調整され、モータの駆動トルクが調節される。こうして、ベルトの直線部分を所望の速度で搬送することが可能となる。
【００５８】
図８に示す、ベルト駆動制御装置においては、モータ駆動部６１５は、モータ１７を含めたサーボアンプ６０３やループフィルタ＋チャージポンプ６０４を公知のＰＬＬ制御系で構成しているが、これに限られない。例えば、モータの種類をステッピングモータや振動波モータでも構成し、モータとそれを駆動するドライバの組み合わせで構成されたモータ駆動部６１５’としても良い。例えば、ステッピングモータ１７’であれば図１０に示すように、サーボアンプ６０３、ループフィルタ＋チャージポンプ６０４に替わり、モータドライバ６０３’と駆動パルス生成部６０４‘の構成となる。このようなモータ駆動部６１５’においては、コントローラ部６１４から出力される信号に応じて、駆動パルス生成部６０４’で駆動パルス列が出力され、それをモータドライバ６０３’が受けて、駆動電流をモータの各相に流すという形態となる。また、駆動パルス生成部６０４’は、比較器６０５からの制御基準信号とエンコーダ出力信号との差分を駆動パルスに変換する機能をもっている。しかし、比較器６０５からの信号は、目標値との偏差であるため、その偏差が小さくなるようにモータを駆動する機能も駆動パルス生成部６０４’は併せもっている。具体的には、駆動パルス生成部６０４’にＰＩＤ制御器などを組み込み、制御対象のベルトが目標速度に対して、偏差やオーバーシュート、発振が無いように調整してから駆動パルス列が出力されるようにしている。
【００５９】
次に、目標回転変動（目標関数）を求めるために行われる事前動作について説明する。図１１は、事前動作のフローチャートである。図１１に示すように、まず、モータ１７を一定速度で駆動させる（Ｓ１）。次にモータ１７が一定角速度で回転しているかを確認する（Ｓ２）。ステッピングモータであれば、駆動パルスが目標周波数に到達したかを確認し、ＤＣモータでれば、モータ軸にあるＭＲセンサの出力から速度を確認する。また、モータ１７の回転速度から確認する以外に、直接駆動ローラの回転角速度をロータリエンコーダから確認してもよい。モータが定速駆動されていることを確認した後（２のＹＥＳ）、ベルトのホームポジション信号とエンコーダ回転角情報（回転角変位又は回転角速度）とをサンプリングを開始する（Ｓ３）。サンプリングを開始したら、ベルトがｎ周回転したかどうかを検知する（Ｓ４）。具体的には、ベルトのホームポジションの検知回数が規定回数カウントしたかどうかを検知する。ベルトがｎ周回転したら（４のＹＥＳ）、ベルトｎ周にわたりサンプリングされたデータＤ１を用いて、従動ローラの回転変動データＤ２を算出する（Ｓ５）。ここでは、モータ１７を定速駆動した時の従動ローラ１４の平均角変位又は平均角速度を求めて、こられ平均データとサンプリングデータＤ１との差分を回転変動データとしている。この回転変動データＤ２より、ベルト１回転周期で発生する回転変動成分の振幅とベルトホームポジションを基準とした位相を、直交検波という手法を用いて算出する（Ｓ６）。同様に高次成分が存在する場合には、高次成分の振幅、位相も直交検波を用いて算出する（Ｓ７）。このように算出されたデータＤ３、Ｄ４が、図８の目標関数演算部６０７に渡される。
【００６０】
次に、図８に示すベルト周期変動検出部６０８で行われる直交検波について説明する。直交検波とは、通信分野の復調回路に用いられている公知の信号解析技術である。この直交検波方式を用いた復調回路の技術としては、例えば、特開２００１−７８７５などが上げられる。本実施形態では、この直交検波を用いて、回転変動データの振幅と位相を検出している。その直交検波の基本構成部分を図１２に示す。図１２に示すように、上述した従動ローラ１４の回転変動データＤ２が入力信号１２０として扱われる。入力信号１２０は、第１の乗算器１２３ａと、第２の乗算器１２３ｂとにそれぞれ入力される。発振器１２１は、検出したい周波数成分で、ここではベルト回転周期ωｂの周波数である。ベルト回転周期ωｂは、ベルトホームポジション信号の間隔を計測（時間）することで正確に求めることができる。ベルトのホームポジションを基準とした位相で発振するベルト回転周期ωｂは、第１の乗算器１２３ａと、位相シフト器１２２とにそれぞれ入力される。乗算器１２３ａに入力されたベルト回転周期ωｂは、入力信号１２０と乗算される。一方、位相シフト器１２２に入力されたベルト回転周期ωｂは、９０°位相がずらされて第２の乗算器１２３ｂに入力されて、入力信号１２０と乗算される。第１の乗算器１２３ａに入力された入力信号１２０は、第１の乗算器１２３ａによってベルト回転周期ωｂと乗算させられることで、ベルト周期の同相成分（Ｉ成分）の信号に変換させられる。一方、第２の乗算器１２３ｂに入力された入力信号１２０は、９０°位相がずれたベルト回転周期ωｂと乗算させられることで、ベルト周期の直交成分（Ｑ成分）の信号に変換させられる。そして、第１のＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２６ａによってＩ成分信号の低周波帯域のみを通過させ、第２のＬＰＦ１２６ｂによってＱ成分信号の低周波帯域のみを通過させる。、第１および第２のＬＰＦ１２６ａ、１２６ｂは、ベルト回転周期ωｂの１周期分のデータを平均化するローパスフィルタである。そして、ローパスフィルタをそれぞれ通過したＩ成分およびＱ成分の信号は、振幅演算部１２４および位相演算部１２５にそれぞれ入力される。振幅演算部１２４では、入力されたＩ成分とＱ成分に基づき振幅ａ（ｔ）を算出する。位相演算部１２５は、入力されたＩ成分とＱ成分に基づき位相差ｂ（ｔ）が算出される。この振幅ａ（ｔ）と位相ｂ（ｔ）がベルト周期変動の振幅とベルトホームポジションを基準にした位相角である。また、ベルト周期の高次成分の振幅と位相を検出したい場合には、ωｂを高次成分の周期に設定して同様の処理を行えばよい。図１２では、入力信号１２０である回転変動データがサンプリングされるたびにベルト回転周期ωｂもサンプリングされて入力されているが、これに限られない。例えば、メモリに回転周期ωｂのサンプリングデータを格納し、算出された回転変動データＤ２に対し、メモリ内の回転周期ωｂのサンプリングデータを読み出して、第１の乗算器１２３ａと位相シフト器１２２とにそれぞれ入力するようにしても良い。
【００６１】
ベルト周期変動検出部６０８から算出された振幅や位相を不揮発性メモリに記憶させることで、上述事前動作は、１度行うだけで良い。しかし、環境や径時変化によりベルト厚み変動が変化する場合がある。そこで、このような環境変化径時変化を検知して、振幅や位相を更新するようにしても良い。不揮発性メモリに記憶されているベルト厚み変動の振幅や位相を更新するタイミングは、ベルト体の材質やベルト搬送装置の環境、検出精度等によって調節することも可能である。また、振幅、位相のどちらか一方のみ算出を行うようにしてもよい。
例えば、ベルト材質が温度変化により厚み方向に変化しやすい場合、ベルト搬送装置の周辺に温度センサを設置する。その温度変化をモニターしながら、設定した温度の上昇、下降があった場合に、フィードバック制御の前に事前動作を行い、ベルト厚み変動の振幅や位相を更新する。温度変化によりベルト厚み方向に変化して、その変化が制御性能に影響し、周方向の伸縮が制御性能へあまり影響しない場合、振幅値のみを更新するようにしてもよい。
また、経時変化としては、ベルト体の磨耗による削れ、搬送経路によるベルト体のくせの発生などがあり、時間、画像出力枚数をモニターして、所定時間や所定枚数に達したら事前動作を行う。
また、振幅や位相を更新する際には、過去のベルト厚み変動の振幅や位相をメモリしておき、複数のベルト厚み変動の振幅や位相の情報を用いて平均値を求めて、振幅や位相の更新を行うことで、目標基準信号の精度を向上させることができる。また、時間、画像出力枚数、温度変化などの複数の検出情報に重み付けを行い、環境、経時変化への適応性を向上させることも可能である。
【００６２】
図１に示す画像形成装置に用いられる中間転写ベルト１０などの搬送ベルトにおいては、エンコーダで検出されるデータには、ベルトの周期（厚み）変動以外に様々な変動成分が重畳している。例えば、駆動系歯車の偏心や歯の累積ピッチ誤差などに起因した伝達誤差による変動成分や駆動ローラとベルト間のスリップによる変動成分、駆動ローラの偏心、ベルトに接触するクリーニングブレードやローラ、転写材による負荷変動による変動成分、さらに、従動ローラ１４やエンコーダの取付け偏心による変動成分などである。これらの変動成分がベルト周期変動成分を検出するのに無視できない場合、先述した図１２の構成だけでは不十分である。ベルト厚み変動成分以外の変動を除去する機能が必要となる。
【００６３】
図１３は、上記のようなベルトの厚み変動以外に様々な変動成分を除去して、高精度にベルト厚み変動の交流成分を検出することができるベルト変動検出部８０９である。図中点線で示したベルト周期変動検出部８０９は、少なくとも図８のベルト周期変動検出部６０８と同等の機能を有している。ベルトｎ周にわたりサンプリングされたエンコーダで検知されたデータ（Ｄ１）８０７は、フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過して周期変動サンプル部８０５に入力される。フィルタ１（９０１）は、高周波のノイズ成分を除去することを目的に設計されている。フィルタ１（９０１）は、ベルトの回転変動が０．１〜５Ｈｚであるときに、フィルタ１（９０１）で１００Ｈｚ以上の信号を除去したときに、折返し成分が発生しないように、また、フィルタ１（９０１）によりベルト回転変動周辺の信号が変化しないようにすることが望まれる。このような条件を満たすフィルタとしては、ＦＩＲローパスフィルタが挙げられる。このようにフィルタ１（９０１）により、高周波ノイズを除去することで、低価格なロータリエンコーダを使用することができる。高周波ノイズには、回転検出にロータリエンコーダを使用して回転量を検出した場合に発生する量子化ノイズがあり、分解能の低いロータリエンコーダを使用した場合に高周波ノイズが顕著に表れ、周期変動検出処理には問題となる。しかし、フィルタ１（９０１）で高周波ノイズを除去するので、分解能の低いロータリエンコーダによる検出が可能となり低価格でかつ高精度な回転検出が実現できる。フィルタ２（９０２）は、回転系の周期変動成分を除去することを目的に設定している。
【００６４】
フィルタ２は、ベルト厚み変動である０．２Ｈｚ以下だけの信号にするためのローパスフィルタであり、ＦＩＲローパスフィルタが設定される。フィルタ２で除去する変動は、主に、駆動ローラ１５やその伝達機構１８の回転体（１８ａ、１８ｂ）、従動ローラ１４の偏心により発生する周期変動である。これらの周期変動が同一又は整数比の関係である場合、フィルタ設計が容易で、より効率良く除去することが可能となる。また、従動ローラ１４から駆動ローラ１５に向かってベルトが搬送される搬送経路上に別の支持ローラがある場合、その支持ローラの偏心に起因して、その回転周期で発生する変動成分もロータリエンコーダで検出される。この変動成分を除去する上でも同様に回転周期が駆動ローラ１５などの周期変動成分と同一又は整数比の関係であるとよい。
【００６５】
フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過した後のエンコーダ回転角情報（回転角変位又は回転角速度）のサンプリングされたデータ（Ｄ１）８０７を図１４に示す。横軸は時間で、縦軸には変動値を回転角ラジアンで示している。また、ベルト搬送スピードを一定としている。１００１はフィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過していないエンコーダ回転角情報（回転角変位又は回転角速度）のサンプリングされたデータ（Ｄ１）である。１００３はベルトホームポジション信号の出力タイミング（ベルト一周期）を示している。図１４からわかるように、フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過したのサンプリングされたデータ８０７は、ノイズが除去されて滑らかな正弦関数となっていることがわかる。
【００６６】
フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過した後のエンコーダ回転角情報（回転角変位又は回転角速度）のサンプリングされたデータ（Ｄ１）８０７は、周期変動サンプル部８０５に入力される。そして、図１４に示したベルトホームポジション信号１００３のタイミングを基準にサンプルデータを記憶する。
【００６７】
また、上記ベルトホームポジション信号１００３のタイミングを基準にサンプルデータを記憶する前に、サンプリングされたデータ（Ｄ１）８０７のダウンサンプルを行って、記憶するメモリの容量を低減させるようにしても良い。
フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過したエンコーダ回転角情報（回転角変位又は回転角速度）のサンプリングされたデータ（Ｄ１）８０７は、滑らかな正弦関数となっているので、ダウンサンプルを行っても精度良くベルト厚み成分に対応した交流成分の振幅と位相を抽出することが可能である。一般的に０．２Ｈｚあたりのベルト厚み周期成分を検出するには、１０倍の周期２０［Ｈｚ］くらいのサンプリングで十分である。そこで、まず、エンコーダによる検知は、１００［Ｈｚ］以上の短い周期でサンプリングを行うことで、ベルト厚み変動に対応した角速度や角変位変動に対して位相遅れが少なく、高精度にベルト厚み変動に対応した角速度や角変位変動を検出することができる。そして、フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過した後、ベルトホームポジション信号のタイミングを基準にして周期変動サンプルデータを生成したら、２０［Ｈｚ］にダウンサンプルを行う。図１４に示すように、フィルタ１（９０１）、フィルタ２（９０２）を通過した後のサンプリングされたデータ（Ｄ１）８０７は、他の変動成分が除去されて、ベルトの変動成分に対応した角速度や角変位変動となっている。このため、ダウンサンプルしてデータを保存したとしても、もとの波形を精度よく再現することが可能である。このため、より高精度な回転変動データＤ２や厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。また、回転変動データＤ２の算出や直交検波を行うときにっ使用するメモリ容量を少なくすることができる。
また、このような、検出するベルト回転周期に対して、非常に短い周期でサンプリングしてフィルタ処理を行うことで、低分解能なロータリエンコーダの分解能を補償することが可能となる。例えば、ロータリエンコーダの分解能がベルト上に換算して１００［μｍ］程度のロータリエンコーダでも５００［Ｈｚ］でサンプリングして上記フィルタ処理を行うことで数［μｍ］程度の精度で周期変動を検出することが可能となる。
【００６８】
しかしながら、上記２つのフィルタで除去されない変動成分がサンプルデータ内にある。この除去しきれない変動成分のひとつは、ＤＣ成分である。図１４に示すように、フィルタを通したサンプルデータ８０７は、ベルト一周を一周期とする基本波形となっていないことがわかる。すなわち、始めに検出され、基準となるホームポジション位置（図１４中左側）では、サンプルデータ８０７は、０ラジアンから始まっている。しかし、次に検出されベルト一周を示すホームポジション位置（図１４中右側）では、サンプルデータ８０７は、０ラジアンとなっていない。つまり、この波形のずれ量（図１４中の１００４）がＤＣ成分である。
【００６９】
このＤＣ成分は、定常的なスリップや駆動ローラ１５、従動ローラ１４径の誤差により平均速度が異なることによって発生する。このＤＣ成分の変動は、後の振幅、位相検出に影響を与えるので除去するのが好ましい。そこでこの波形のズレ量を検出して除去するのが９０３のＤＣ成分除去である。また、もう１つはランダムなスリップなどのランダムな変動成分である。このランダムな変動成分が大きい場合には、一般的に同期加算と呼ばれる手法で、ベルトホームポジションを基準にベルト複数周回分のデータを用いて平均化することで除去することが可能である。つまり、ベルトホームポジション信号を基準にベルト複数周回分のデータを加算して平均することで、ランダムに発生する変動成分は減少し、ベルト１回転周期の成分は強調される。これによって、さらに高精度な振幅、位相検出が可能となる。この同期加算の処理は周期変動サンプル部８０５で行うことができる。
【００７０】
このようにベルト厚み変動以外の変動成分が除去された角速度または角変位のサンプルデータＤ１から回転変動データＤ２が算出され、回転変動データＤ２が変動、位相検出部８０６に送られ、直交検波により、変動振幅、位相が算出される。なお、回転変動データＤ２が算出されるタイミングは、これに限らず、周期変動サンプル部の後に算出しても良い。
【００７１】
図１３に示した９０１のフィルタ１、９０２のフィルタ２、９０３のＤＣ除去は、高精度にベルト厚み変動による角速度変動や角変位変動を検出するために付加される処理であり、使用される装置との関係によりどの処理を付加するかを選択することが可能である。また、フィルタ１とフィルタ２の機能を併せもつ１つのフィルタで構成してもよい。また、フィルタは、説明したＦＩＲフィルタに限らず、移動平均を用いた簡易なローパスフィルタで構成することも可能である。
【００７２】
また、上述した実施形態は、タンデム型画像形成装置の中間転写ベルトの駆動制御についての例であるが、これにかぎられず、図１５に示す感光体ベルトの駆動制御において有用である。図１５に示す画像形成装置は、複数の支持ローラに掛け回された潜像担持体としての感光体ベルト１を備えている。感光体ベルト１は図中の矢印Ａで示した時計方向に回転駆動され、その周りには、帯電器３、光書き込みユニット４、現像装置５を備えた画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、中間転写ベルト４１３、感光体クリーニング装置４０９などが配置されている。感光体ベルト１の表面には有機感光層が形成されている。
【００７３】
画像形成動作（プリント動作）を実行するときは、帯電器３によって、感光体ベルト１が一様に帯電され、光書き込みユニットで、Ｂｌａｃｋ（Ｂｋ）、Ｃｙａｎ（Ｃ）、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）、Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）の画像信号に対応した光書き込みが行われ、感光体ベルト１上に静電潜像が形成される。上記感光体ベルト１上の静電潜像は、各色トナーをそれぞれ有する各現像装置５Ｂｋ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｍによって各色ごとに現像される。これにより、感光体ベルト１上には、各色ごとにトナー像が形成される。
【００７４】
一方、上記画像形成プロセスに同期して、記録紙は所定のタイミングでレジストローラ対４１０により斜行などが補正され、タイミングをとってガイド４１１をへて転写部４２０に向かって送り出される。転写部４２０では対向ローラ４０３、および、下側にある帯電器４１２により静電的に感光ベルト４０１上のフルカラー画像が記録材に一括で転写される。
【００７５】
転写後の記録紙は支持ローラ４１４、４１５に張設された搬送ベルト４１３により搬送され、ガイド４１６をへて定着ローラ対４１７に達する。定着ローラ４１７は、ヒータ（不図示）により加熱されており、各色のトナーは熱溶融し記録紙上に定着され、カラー画像が完成する。定着ローラ対４１７によりトナー画像が表面に定着された記録紙は、装置外部に排出される。
【００７６】
本装置においても、感光ベルト４０１の厚さ変動に起因する、感光ベルト４０１上での画像の色ずれ画発生する。そのため、感光ベルト４０１に従動回転する従動ローラ４０２にロータリエンコーダが設置し、フィードバック制御系を構成する。また、フィードバック制御を行う前に、制御目標値を算出するために、事前動作として、画像形成時の感光ベルト４０１の任意に設置されたホームポジション４３０を検出するセンサ４４０の検出信号と、その従動軸回転角情報をサンプリングする。サンプリングされた情報に基づき、制御目標値を生成し、画像形成中の従動軸の回転情報に応じて、駆動ローラ４０４の回転速度、さらに、感光ベルト４０１の速度を制御することで、先の実施例と同じく、感光ベルトあるいは画像上に生じる色ずれ量を低減している。
【００７７】
（１）
以上、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、直交検波によって、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、従動ローラの回転角速度または角変位の交流成分から振幅及び位相を抽出することができる。よって、従来のようにローパスフィルタを用いて厚さ変動に対応した従動ローラの回転角速度または角変位の交流成分を精度よく抽出しなくても、精度よくベルトの厚さ変動に対応した従動ローラの回転角速度または角変位の交流成分の振幅および位相を抽出することができる。また、フーリエ変換に比べて演算負荷が少なくて済み、高価な演算処理装置を搭載しなくても高精度に振幅および位相を抽出することができる。このため、装置のコストアップを抑えることができる。
（２）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、直交検波をもちいることで、ベルト１周を一周期とするベルト厚み変動成分に対応した従動ローラの回転角速度または角変位の基本波形の振幅および位相の抽出以外に、基本波形の整数倍の周期を有するベルト厚み変動成分に対応した従動ローラの回転角速度または角変位の高調波成分の振幅および位相も抽出することができる。これにより、より正確なベルト駆動制御を行うことができる。
（３）および（４）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、駆動ローラ及び従動ローラ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の同一部分が巻き付くタイミングが異なるため、ベルト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、従動ローラの半径ＲＥと、ベルトの従動ローラ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、駆動ローラの半径ＲＤと、ベルトの駆動ローラ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、ベルトの従動ローラとの接触部分中央からベルトの駆動ローラとの接触部分中央までのベルトの移動時間τとを考慮して、駆動ローラの回転制御を行う。これにより、より正確にベルトの回転駆動を制御することができる。具体的には、上記駆動ローラおよび従動ローラの半径、実効ベルト厚さκＢｔｏから振幅補正係数ηおよび位相補正係数Τを算出して、直交検波によって抽出されたベルト厚み変動成分に対応した従動ローラ角速度の振幅および位相差を上記補正係数η、Τで補正して目標関数を生成する。この目標関数は、ベルトが一定速度で回転させた場合の従動ローラの回転角速度または回転角変位である。そして、エンコーダで従動ローラの回転角速度または回転角変位を検出し、この回転角変位又は回転角速度が上記目標関数の回転角速度または回転角変位となるように駆動ローラの回転数を制御する。
このように、ベルトを一定に回転させるための目標関数は、駆動ローラ及び従動ローラの半径や実効ベルト厚さが考慮されており、ベルトを一定に回転させるためのより正確な目標関数とすることができる。また、従動ローラの回転角変位又は回転角速度を検出し、その回転角変位又は回転角速度が目標関数となるように駆動ローラの回転数を制御することで、確実にベルトを一定速度で回転させることが可能となる。
（５）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、ベルトの厚み変動を検知する事前動作において、ベルトを一周以上回転させて、従動ローラの回転角変位又は回転角速度および基準位置マークの検出を行っている。具体的には、ベルト複数周回分の従動ローラの回転角変位又は回転角速度データを検知して、これらのデータを加算して平均化する。このように、エンコーダからの検出データが平均化されるので、ランダムに発生する変動成分は減少し、周期的な厚み変動成分は強調される。これによって、直交検波によってさらに高精度にベルト厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。
（６）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、エンコーダからの検出データが直交検波される前に、フィルタを設けて、ベルト厚み変動に対応した交流成分が有する周波数に対して１０倍以上の高周波成分をエンコーダの検出データから除去している。これにより、エンコーダから発生する量子化ノイズや、高周波ノイズを除去することができる。このようにノイズが除去されたエンコーダからの検出データを直交検波することによってさらに高精度にベルト厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。特に、分解能の低い安価なエンコーダを用いた場合に上記のような高周波ノイズや量子化ノイズが発生しやすいが、このように高周波成分を除去するフィルタを設けることで、分解能の低い安価なエンコーダを用いても、検知された角速度または角変位からベルト厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相の抽出精度が落ちることがない。
（７）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、エンコーダからの検出データが直交検波される前に、周期性のない成分を除去する除去手段を備えてエンコーダからの検出データから周期性のない成分を除去している。このように、ノイズが除去されたエンコーダからの検出データを直交検波することによってさらに高精度にベルト厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。特に、このような周期性のない成分は定常的なスリップや駆動ローラ、従動ローラ径の誤差であるが、このように、周期性のない成分を除去する除去手段を備えることで、駆動ローラ、従動ローラ径を精度よく作成したり、定常的なスリップを抑制する手段をもうけたりしなくても精度よく角速度または角変位からベルト厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。
（８）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、エンコーダからの検出データが直交検波される前に、フィルタを設けて、エンコーダの検出データからベルト厚み変動以外の周期性のある変動成分を除去している。これにより、フィルタを通過したエンコーダからの検出データの周期性のある変動成分は、ベルト厚み変動成分のみとなり、直交検波によってさらに高精度に厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。
（９）
また、本実施形態のベルト駆動制御装置によれば、角速度または角変位のベルト厚み変動に対応した交流成分の周期に対して１０倍以上の短い周期でエンコーダの検出データをサンプリングすることで、エンコーダで検出されたアナログの厚み変動に対応した交流成分を正確に再現することができる。よって、直交検波によってさらに高精度にベルト厚み変動に対応した交流成分の振幅および位相を抽出することができる。また、ベルトの厚み変動に対応した交流成分の周期に対して１０倍以上の短い周期でエンコーダの検出データをサンプリングすることで、フィルタによって上記エンコーダから発生する量子化ノイズや、高周波ノイズを除去するときの影響を抑制することができる。
（１０）
また、本実施形態のベルト装置によれば、上記（１）〜（９）のベルト駆動制御装置を用いることで、ベルトの制御を高精度で安価に行うことができる。
（１１）
また、本実施形態のベルト装置によれば、ベルトの駆動ローラとの接触部分の中央の位置（駆動位置）からベルトの従動ローラとの接触部分中央の位置（従動位置）までのベルトの移動距離がベルト周長の（１／２）にある従動ローラの回転角変位又は回転角速度を検出している。これにより、駆動ローラを一定速度で回転させたとき、上記ベルト周長の（１／２）にある従動ローラで検知されるベルトの厚み変動に対応した回転角速度の交流成分がベルト搬送速度に対して２倍の振幅を有するようになり、ベルト厚み変動に対応した交流成分の検出感度が最大となる。すなわち、ベルトの速度変動があった場合、ベルト周長の（１／２）に位置する従動ローラで検知した角速度または角変位と目標関数との差と、ベルト周長の（１／２）以外の位置に位置する従動ローラで検知した角速度または角変位と目標関数との差とを比べると、前者の方が大きな値となる。このため、ベルトの駆動ローラからベルト周長の（１／２）にある従動ローラ回転角変位又は回転角速度を検出することで、精度よく駆動ローラの回転を制御することができる。また、数１４、１６からわかるようにΤ＝０となり、目標関数を算出するための演算負荷を抑制することができる。
（１２）
また、（１１）に述べたように、ベルトの駆動ローラとの接触部分の中央の位置からベルトの従動ローラとの接触部分中央の位置までのベルトの移動距離がベルト周長の（１／２）にある従動ローラの角速度を検出することで、最大感度を得ることができ良好な回転制御を行うことができるが、ベルト装置のレイアウト上、上記位置に配置することができない場合がある。このような場合においては、ベルトの駆動ローラとの接触部分の中央の位置（駆動位置）からベルトの従動ローラとの接触部分中央の位置（従動位置）までのベルトの移動距離が最大となる従動ローラの角速度を検知することが好ましい。これにより、このベルト装置において、最大感度（振幅が最大となる）で角速度を検出することができる。よって、駆動ローラの回転数を精度良く制御することができる。
（１３）
また、本実施形態のベルト装置によれば、駆動ローラの半径とエンコーダによって角変位又は角速度が検知される従動ローラの半径とを等しくし、かつ、ベルトが駆動ローラと接触する領域の長さと、ベルトがエンコーダによって角変位又は角速度が検知される従動ローラと接触する領域の長さとを等しくしている。これにより、駆動ローラ側のベルト厚み実効係数κｄと、エンコーダによって角変位又は角速度が検知される従動ローラベルト厚み実効係数κｅの比を１とすることができる。これにより、数１３、数１４に示す式が簡略化され、演算負荷を抑制することができる。
（１４）
また、本実施形態のベルト装置によれば、入力信号に対して既定角度で回転するモータであるステッピングモータや、振動波モータを採用することができる。これにより、容易かつ正確に駆動ローラの回転角速度を設定することができ、駆動ローラの回転数を精度良く制御することができる。
（１５）
また、本実施形態のベルト装置によれば、モータの出力軸の回転角を検出して、この検出結果に基づいて、モータのトルクを制御することで、駆動ローラの回転数を精度良く制御することができる。
（１６）
また、本実施形態のベルト装置によれば、駆動ローラにエンコーダを設置して、駆動ローラの角変位や角速度を検出して、この検出結果に基づいて、モータのトルクを制御することで、駆動ローラの回転数を精度良く制御することができる。
（１７）
また、エンコーダにより検知された検出データにはベルト厚み変動に対応した交流成分以外に、モータから駆動ローラに駆動力を伝達する伝達機構の回転体や駆動ローラ、従動ローラの偏心にそれぞれ対応した交流成分も含んでいる。しかし、本実施形態のベルト装置によれば、回転体や駆動ローラ、従動ローラのうち少なくともひとつの回転周期と、ベルト厚み変動に対応した交流成分の周期とを整数比としている。回転体や駆動ローラ、従動ローラの偏心による変動成分に対応した交流成分は、これらのローラの一回転を１周期とするものである。すなわち、回転体や駆動ローラ、従動ローラの偏心による変動成分に対応する交流成分の周期と、ベルト厚み変動に対応した交流成分の周期とが整数比の関係を有していることとなる。これらのベルト厚み変動に対応する交流成分や回転体や駆動ローラ、従動ローラの偏心による変動成分に対応する交流成分を含んだエンコーダによって検出されたデータを直交検波すると、ベルト厚み変動に対応した交流成分の周期と整数比の関係を有する回転体や駆動ローラ、従動ローラの偏心による変動成分を除去することができる。よって、回転体や駆動ローラ、従動ローラの偏心による変動成分に対応する交流成分によって、ベルト厚み変動に対応した交流成分から抽出される振幅や位相に誤差が生じることなく、精度よく振幅や位相を抽出することができる。
（１８）
また、本実施形態のベルト装置によれば、伝達機構の回転体の回転周期と、駆動ローラの回転周期とを整数比としている。上述したように、駆動ローラの偏心や回転体偏心による変動は、一回転を一周期とするものである。よって、回転体の回転周期と、駆動ローラの回転周期とを整数比とすれば、エンコーダの検出データにおける駆動ローラの偏心に対応する交流成分の周期と、回転体の偏心に対応する交流成分の周期も整数比の関係になる。このような関係を有するので、例えば、駆動ローラの偏心に対応する周期を有する交流成分を除去するフィルタを設計すれば、このフィルタに、回転体の偏心に対応する周期を有する交流成分を除去する機能を容易に持たすことができ、フィルタの設計を容易に行うことができる。
（１９）
また、本実施形態のベルト装置によれば、駆動ローラの回転周期と、エンコーダによって角変位又は角速度が検出される従動ローラの回転周期とを整数比としている。これにより、エンコーダの検出データにおける駆動ローラの偏心に対応する交流成分の周期と、角変位又は角速度が検出される従動ローラの偏心に対応する交流成分の周期を整数比の関係にすることができる。よって、駆動ローラの偏心に対応する周期を有する交流成分と変位又は角速度が検出される従動ローラの偏心に対応する交流成分とを除去するフィルタを容易に設計することができる。
（２０）
また、本実施形態のベルト装置によれば、駆動ローラの回転周期と、エンコーダによって角変位又は角速度が検出されない従動ローラの回転周期とを整数比としている。これにより、駆動ローラの偏心に対応する周期を有する交流成分と変位又は角速度が検出されない従動ローラの偏心に対応する交流成分とを除去するフィルタを容易に設計することができる。
（２１）
また、本実施形態の画像形成装置によれば、感光体ベルトを上記（１０）〜（２０）のベルト装置を用いることで、ベルトの制御を高精度で安価に行うことができ、濃度ムラやバンディングを抑制することができる。
（２２）
また、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルトを上記（１０）〜（２０）のベルト装置を用いることで、ベルトの制御を高精度で安価に行うことができ、濃度ムラやバンディングを抑制することができる。
（２３）
また、本実施形態の画像形成装置によれば、用紙搬送ベルトを上記（１０）〜（２０）のベルト装置を用いることで、ベルトの制御を高精度で安価に行うことができ、用紙に転写される画像の濃度ムラやバンディングを抑制することができる。
（２４）
また、本実施形態の画像形成装置によれば、インクジェットプリンタの用紙搬送ベルトを上記（１０）〜（２０）のベルト装置を用いることで、ベルトの制御を高精度で安価に行うことができ、用紙に転写される画像の濃度ムラやバンディングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施形態に係る複写機全体の概略構成図。
【図２】中間転写ベルト１０の主要部を示す断面模式図。
【図３】中間転写ベルト１０の主要部を示す斜視模式図。
【図４】一般的に用いられるベルトの周方向におけるベルト厚み変動（ベルト厚み偏差分布）の一例を示すグラフ。
【図５】駆動ローラ１５に巻き付いたベルト部分を、その駆動ローラ１５の軸方向から見たときの拡大図。
【図６】中間転写ベルト１０の実効厚み（Ｂｔ）の変動における支持ローラの回転角速度（ω）とベルトの速度（Ｖｂ）との関係を示す図。
【図７】Ａ、Ｂ、Ｃの位相ベクトル成分図。
【図８】ベルト駆動制御装置のブロック図。
【図９】目標基準信号の生成工程の一例を示した図。
【図１０】他のベルト駆動制御装置のブロック図。
【図１１】事前動作のフローチャート。
【図１２】直交検波の基本構成を示す図。
【図１３】ベルト変動検出部の変形例を示す図。
【図１４】エンコーダ回転角情報のサンプリングデータと、フィルタ通過後のサンプリングデータを比べたグラフ。
【図１５】感光体ベルトを備えた画像形成装置一例を示す概略構成図。
【図１６】直接転写方式のタンデム型画像形成装置一例を示す概略構成図。
【図１７】中間転写方式のタンデム型画像形成装置一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００７９】
１０    中間転写ベルト
１４    従動ローラ
１５    駆動ローラ
１７    モータ
１８    伝達機構部
【図１】
2006023403.tif 000019
【図２】
2006023403.tif 000020
【図３】
2006023403.tif 000021
【図４】
2006023403.tif 000022
【図５】
2006023403.tif 000023
【図６】
2006023403.tif 000024
【図７】
2006023403.tif 000025
【図８】
2006023403.tif 000026
【図９】
2006023403.tif 000027
【図１０】
2006023403.tif 000028
【図１１】
2006023403.tif 000029
【図１２】
2006023403.tif 000030
【図１３】
2006023403.tif 000031
【図１４】
2006023403.tif 000032
【図１５】
2006023403.tif 000033
【図１６】
2006023403.tif 000034
【図１７】
2006023403.tif 000035