(57)【要約】【課題】  無端移動部材をセンサの取付け誤差、およびマークのピッチ誤差や伸縮などの影響を受けずに、その移動速度を高精度に制御できるようにする。【解決手段】  無端移動部材である中間転写ベルト１０の表面に形成した等間隔で連続する多数のマークをマークセンサ６で検出し、その検出信号をマークカウンタ１２によってカウントして、その積算値を中間転写ベルト１０の移動位置情報とする。一方、中間転写ベルト１０の回転軸に取付けたロータリエンコーダ１９から出力されるパルス信号をｆ−Ｖ変換回路３７によって回転速度信号に変換する。そして、その回転速度信号と移動位置情報とに基づいて、制御コントローラ７１が目標位置データを補正しながらモータ７の駆動力を制御して、中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト状又はドラム状の無端移動部材と該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備えた無端移動部材駆動制御装置であって、
前記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、
前記無端移動部材の移動に伴って前記マークを検出するマークセンサと、
前記無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダと、
該ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を回転速度信号に変換する信号変換手段と、
前記マークセンサから出力されるマーク検出信号をカウントして前記無端移動部材の移動位置情報を出力するカウンタと、
前記信号変換手段から出力される回転速度信号と前記カウンタから出力される移動位置情報とによって、前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段と
を設けたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記制御手段が、予め設定された目標位置と前記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成する速度指令生成手段と、該手段によって生成された速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成するトルク指令生成手段とを備え、該トルク指令生成手段が生成したトルク指令によって前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項３】
ベルト状又はドラム状の無端移動部材と該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備えた無端移動部材駆動制御装置であって、
前記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、
前記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて、それぞれ前記マークを検出するマークセンサを複数個配設し、
該複数マークセンサから出力されるマーク検出信号の位相差を前記無端移動部材の移動に伴って順次算出する位相差算出手段と、
前記無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダと、
該ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を回転速度信号に変換する信号変換手段と、
前記信号変換手段から出力される回転速度信号と前記位相差算出手段によって算出される位相差とによって、前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段と
を設けたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記制御手段が、予め設定された目標位置を前記位相差算出手段によって算出される位相差によって補正する目標位置補正手段と、該目標位置補正手段によって補正された目標位置に応じて速度指令を生成する速度指令生成手段と、該手段によって生成された速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成するトルク指令生成手段とを備え、該トルク指令生成手段が生成したトルク指令によって前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項５】
請求項３記載の無端移動部材駆動制御装置において、
複数のマークセンサのいずれかから出力されるマーク検出信号をカウントして前記無端移動部材の移動位置情報を出力するカウンタを設け、
前記制御手段が、予め設定された目標位置を前記位相差算出手段によって算出される位相差によって補正する目標位置補正手段と、該目標位置補正手段によって補正された目標位置と前記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成する速度指令生成手段と、該手段によって生成された速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成するトルク指令生成手段とを備え、該トルク指令生成手段が生成したトルク指令によって前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記位相差算出手段は、前記複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の立上りエッジ又は立下りエッジ間の時間差を、前記ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を基準クロックとして計測することによって位相差を算出する手段であることを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記複数個のマークセンサが同一の支持部材によって一体に支持されていることを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記複数個のマークセンサの間隔は、前記駆動手段のモータの１回転による前記無端移動部材の移動距離よりも短いことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記位相差算出手段によって算出される位相差によって、前記所定間隔で連続する複数のマークの不良又は継ぎ目を検出するマーク不良・継ぎ目検出手段を設けたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
前記マーク不良・継ぎ目検出手段によって、前記マークの不良又は継ぎ目が前記複数個のマークセンサの間の位置にあることが検出されたときには、前記制御手段が前記無端移動部材の移動速度のフィードバック制御を停止するようにしたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置を備え、前記無端移動部材が、転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムのうちの少なくとも一つであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
ベルト状又はドラム状の無端移動部材を駆動手段によって回動する際の移動速度制御方法であって、
前記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設けておき、
前記無端移動部材の移動に伴って前記複数のマークをマークセンサによって検出し、
該マークセンサから出力されるマーク検出信号から前記無端移動部材の移動位置情報を取得し、
前記無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材に取付けたロータリエンコーダによって該軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力させ、
そのパルス信号を回転速度信号に変換し、
前記回転速度信号と前記移動位置情報とによって、前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の無端移動部材の移動速度制御方法において、
前記マークセンサから出力されるマーク検出信号の立上り又は立下りエッジ間で、前記ロータリエンコーダから出力されるパルス信号をカウントし、そのカウント値の積算値によって前記無端移動部材の移動位置情報を取得することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の無端移動部材の移動速度制御方法において、
予め設定された目標位置と前記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成し、その速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成して、そのトルク指令によって前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
【請求項１５】
ベルト状又はドラム状の無端移動部材を駆動手段によって回動する際の移動速度制御方法であって、
前記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設けておき、
前記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて配設した複数のマークセンサによって前記複数のマークを検出し、
前記無端移動部材の移動に伴って、前記複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の位相差を順次算出し、
前記無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材に取付けたロータリエンコーダによって該軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力させ、
そのパルス信号を回転速度信号に変換し、
該回転速度信号と順次算出される前記位相差とによって、前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の無端移動部材の移動速度制御方法において、
前記複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の立上りエッジ又は立下りエッジ間の時間差を、前記ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を基準クロックとして計測することによって前記位相差を算出することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の無端移動部材の移動速度制御方法において、
前記複数のマークセンサのいずれか一方から出力されるマーク検出信号をカウントして前記無端移動部材の移動位置情報を取得し、
予め設定された目標位置を順次算出される前記位相差によって補正し、その補正した目標位置と前記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成し、その速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成し、そのトルク指令によって前記駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト状又はドラム状の無端移動部材、特に複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる各種の無端移動部材駆動制御装置、およびそれを備えた画像形成装置と、その無端移動部材の移動速度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を使用した画像形成装置である例えば複写機やプリンタは、市場からの要求に伴い、フルカラーの画像を形成可能なものが多くなってきている。
このようなカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置には、１つの感光体のまわりに各色のトナーで現像を行う複数の現像装置を備え、それらの現像装置により感光体上の潜像にトナーを付着させてフルカラーの合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を記録材であるシート上、あるいは転写べルト上に順次重ねて転写してカラー画像を得るいわゆる１ドラム型のものがある。
【０００３】
また、感光体と現像装置等からなる各色用の作像ユニットを一直線上に配置し、その各作像ユニットによって形成される各色のトナー画像を、シート搬送ベルト上に担持されて搬送されるシート上に順次重ねて転写して、そのシート（用紙）上に直接フルカラーの画像を形成する直接転写方式と、上記各色用の作像ユニットによって形成される各色のトナー画像を、中間転写ベルト上に順次重ねて転写してフルカラーの画像を形成し、そのカラー画像を２次転写装置によりシート（用紙）上に一括転写する間接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置もある。
【０００４】
このようなカラー画像形成装置では、いずれの場合も複数色（例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色）のトナー画像を作成して、それをシート上あるいは転写ベルト（中間転写ベルトともいう）上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成するため、その各色のトナー画像の重ね合わせ位置がずれると、色ズレや色合いに変化が生じて画像品質が低下してしまう。したがって、その各色のトナー画像の転写位置のずれ（色ズレ）を防ぐことが重要な課題であった。
【０００５】
その色ズレが発生する主な原因は、感光体ドラム（あるいは感光体ベルト）、シート搬送ベルト、転写ベルト（中間転写ベルト）などの移動速度ムラであることが解っている。
そこで、例えば特許文献１に見られるように、１ドラム型のカラー画像形成装置において、転写ベルト等の回転体の移動量を正確に検出できるようにし、それを回転体の移動速度の制御に用いることによって、色ズレなどの画像品質の低下を防ぐことが提案されている。
【０００６】
この特許文献１には、感光体ドラムの外周面に１回転ごとにシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色のトナー画像を順次作成し、それを無端状の転写ベルトの表面に順次重ね合わせて転写していくことによりフルカラーの画像を形成する１ドラム型のカラー複写機が記載されている。
そして、その転写ベルトの内面にその移動方向に微細な所定間隔で連続するマーク（目盛）からなるスケールを設け、そのスケールを光学型の検出器で読み取って転写ベルトの移動量を直接正確に検知し、その検出した移動量をフィードバック制御系によりフィードバックして、転写ベルトの移動速度を正確に制御する。さらに、感光体ドラムや他の回転体の表面にもスケールを設けて、同様な移動量の検出とその移動速度の制御を行なうことも可能にしている。
【０００７】
この方式によれば、転写ベルト等の回転体の表面の移動量を直接検出するので、実際の回転体の表面の移動量を精度よく検出できるはずである。しかし、実際にはスケールのマークの間隔（ピッチ）にランダムなバラツキが存在するため、検出される移動量にはそれが含まれており、必ずしも高精度とはいえない。
そこで、例えば特許文献２には、この点を改善したベルト搬送装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２４５０７号公報
【特許文献２】特許第３３４４６１４号公報
【０００８】
この特許文献２に記載されているベルト搬送装置は、用紙またはトナー像を担持する中間転写ベルト等の無端状ベルトからなる担持体に、その搬送方向に所定のピッチで複数のマークを繰り返し設け、そのマークを順次読み取る２個の光電型のセンサを担持体の搬送方向に互いに位置をずらして設け、担持体が駆動手段によって駆動されているときに、上記２個のセンサの出力に基づいて、その２個のセンサが同一のマークを検知する時間差を演算する。さらに、時間差の複数の演算結果について平均値を求め、制御手段がその平均値の算出結果と上記時間差の演算結果とに基づいて、上記駆動手段による担持体の駆動速度を制御する。
【０００９】
この場合、同一マークが２個のセンサを通過する時間差の平均値を、担持体を駆動する駆動ロールの整数回転分に亘って求め、それを担持体の平均速度としている。この平均速度は駆動源の回転速度に略等しく、駆動源の回転速度はコンマ数％の変動に抑えられているという認識に基づく。したがって、この平均値は非常に精度の高い基準となり、この基準に基づいて駆動源の回転速度を制御すれば、中間転写ベルト等の担持体の速度を安定した一定の速度に制御できることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ベルト状やドラム状の無端移動部材に上記スケールやマークを高精度に形成するのは難しく、さらに環境の温度や湿度、ベルトの場合にはローラテンションによっても伸縮するため、マークの間隔（ピッチ）が変化する。また、２個のセンサの間隔も取付け誤差や温度による取付け部材の伸縮等の影響を受けるため、絶対位置で管理するのは困難である。
【００１１】
そのため、特許文献１に記載の方法では、前述のようにスケールのマークの間隔（ピッチ）のバラツキの影響を直接受けてしまうため、転写ベルト等の高精度な制御は難かしい。また、特許文献２に記載の方法でも、同一マークが２個のセンサを通過する時間差は、やはりマークピッチや２個のセンサの間隔の変動の影響を受けるばかりか、転写ベルト等の移動速度によっても変化する。したがって、その平均値をとっても、正確な基準値とはいえず、それに基づいて転写ベルト等の駆動速度を制御しても高精度に速度又は位置を制御することは困難であり、カラー画像形成装置における色ズレや濃度ムラなどをなくし、常に高品質の画像が得られるようにすることはできなかった。
【００１２】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、画像形成装置における転写ベルトや感光体ドラムなどを含む各種のベルト状又はドラム状の無端移動部材の駆動制御装置又は移動速度制御方法において、無端移動部材の移動速度を高精度に制御できるようにすること、およびそれによって画像形成装置による高品質な画像形成（フルカラー画像に限らない）を常に保証できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明による無端移動部材駆動制御装置は、ベルト状又はドラム状の無端移動部材と該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備えた無端移動部材駆動制御装置であって、上記の目的を達成するため、上記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、上記無端移動部材の移動に伴って前記マークを検出するマークセンサと、その無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダと、該ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を回転速度信号に変換する信号変換手段と、上記マークセンサから出力されるマーク検出信号をカウントして上記無端移動部材の移動位置情報を出力するカウンタとを設けている。さらに、上記信号変換手段から出力される回転速度信号と上記カウンタから出力される移動位置情報とによって、上記駆動手段による上記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段とを設けたものである。
【００１４】
上記制御手段は、予め設定された目標位置と上記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成する速度指令生成手段と、その生成された速度指令と上記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成するトルク指令生成手段とを備え、そのトルク指令生成手段が生成したトルク指令によって上記駆動手段の駆動力を制御するようにするとよい。
【００１５】
あるいは、上記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて、それぞれ上記マークを検出するマークセンサを複数個配設し、該複数マークセンサから出力されるマーク検出信号の位相差を上記無端移動部材の移動に伴って順次算出する位相差算出手段と、上記無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダと、該ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を回転速度信号に変換する信号変換手段とを設け、さらに、その信号変換手段から出力される回転速度信号と上記位相差算出手段によって算出される位相差とによって、上記駆動手段による無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段を設けるようにしてもよい。
【００１６】
その場合の上記制御手段は、予め設定された目標位置を前記位相差算出手段によって算出される位相差によって補正する目標位置補正手段と、該目標位置補正手段によって補正された目標位置に応じて速度指令を生成する速度指令生成手段と、該手段によって生成された速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成するトルク指令生成手段とを備え、該トルク指令生成手段が生成したトルク指令によって上記駆動手段の駆動力を制御するようにするとよい。
【００１７】
また、上記複数のマークセンサのいずれかから出力されるマーク検出信号をカウントして前記無端移動部材の移動位置情報を出力するカウンタを設けてもよい。
その場合の上記制御手段は、予め設定された目標位置を前記位相差算出手段によって算出される位相差によって補正する目標位置補正手段と、該目標位置補正手段によって補正された目標位置と前記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成する速度指令生成手段と、該手段によって生成された速度指令と前記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成するトルク指令生成手段とを備え、該トルク指令生成手段が生成したトルク指令によって前記駆動手段の駆動力を制御するようにするとよい。
【００１８】
上記位相差算出手段は、上記複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の立上りエッジ又は立下りエッジ間の時間差を、上記ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を基準クロックとして計測することによって、上記位相差を算出する手段であるとなおよい。
上記複数個のマークセンサが同一の支持部材によって一体に支持されているとよい。
上記複数個のマークセンサの間隔は、上記駆動手段のモータの１回転による上記無端移動部材の移動距離よりも短くするのが望ましい。
【００１９】
さらにまた、上記位相差算出手段によって算出される位相差によって、上記所定間隔で連続する複数のマークの不良又は継ぎ目を検出するマーク不良・継ぎ目検出手段を設けるとよい。
そのマーク不良・継ぎ目検出手段によって、マークの不良又は継ぎ目が上記複数個のマークセンサの間の位置にあることが検出されたときには、上記制御手段が上記無端移動部材の移動速度のフィードバック制御を停止するようにしてもよい。
【００２０】
この発明による画像形成装置は、上記無端移動部材駆動制御装置を備え、上記無端移動部材が、転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムのうちの少なくとも一つである。
【００２１】
この発明による移動速度制御方法は、ベルト状又はドラム状の無端移動部材を駆動手段によって回動する際の移動速度制御方法であって、前述の目的を達成するため、上記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設けておき、上記無端移動部材の移動に伴って上記複数のマークをマークセンサによって検出し、そのマーク検出信号から上記無端移動部材の移動位置情報を取得する。
一方、上記無端移動部材の回動に連動して回転する軸部材に取付けたロータリエンコーダによって該軸部材の回転角度に応じたパルス信号を出力させ、そのパルス信号を回転速度信号に変換する。
そして、その回転速度信号と上記移動位置情報とによって、上記駆動手段による上記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する。
【００２２】
この無端移動部材の移動速度制御方法において、上記マークセンサから出力されるマーク検出信号の立上り又は立下りエッジ間で、上記ロータリエンコーダから出力されるパルス信号をカウントし、そのカウント値の積算値によって上記無端移動部材の移動位置情報を取得するようにしてもよい。
そして、予め設定された目標位置と上記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成し、その速度指令と上記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成して、そのトルク指令によって上記駆動手段の駆動力を制御することができる。
【００２３】
また、上記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて配設した複数のマークセンサによって上記複数のマークを検出し、上記無端移動部材の移動に伴って、上記複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の位相差を順次算出し、その位相差と上記回転速度信号とによって、上記駆動手段による上記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御するようにしてもよい。
この無端移動部材の移動制御方法において、上記複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の立上りエッジ又は立下りエッジ間の時間差を、上記ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を基準クロックとして計測することによって上記位相差を算出するとよい。
【００２４】
さらに、上記複数のマークセンサのいずれか一方から出力されるマーク検出信号をカウントして前記無端移動部材の移動位置情報を取得し、予め設定された目標位置を順次算出される上記位相差によって補正し、その補正した目標位置と上記移動位置情報との差に応じて速度指令を生成し、その速度指令と上記回転速度信号との差に応じてトルク指令を生成し、そのトルク指令によって上記駆動手段の駆動力を制御することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の移動速度制御方法によれば、ロータリエンコーダによる回転速度の検出によるフィードバック制御と、マークセンサのマーク検出信号による無端移動部材自体の位置情報、あるいは位相差による位置ずれ情報によるフィードバック制御とを組み合わせているので、十分高精度な速度制御を行なうことができる。
【００２６】
特に、複数のマークセンサを設けて、その各マーク検出信号の位相差を算出してその位相差によって予め設定された目標位置を補正するようにすれば、マークのピッチ誤差やベルトなどの伸縮の影響も少なくして、一層高精度な速度制御が可能である。
複数のマークセンサから出力されるマーク検出信号の立上りエッジ又は立下りエッジ間の位相差を、ロータリエンコーダから出力されるパルス信号を基準クロックとして計測することによって算出すると、無端移動部材の回動速度が変動してもその移動量に応じた位相差を常に同じ精度で得ることができる。
【００２７】
また、複数のマークセンサを同じ支持部材、好ましくは線膨張係数の低い材料からなる部材によって一体に支持するようにすれば、センサ間隔の絶対位置を管理し、無端移動部材の伸縮による位相差をより正確に算出することもできる。
マークの不良や継ぎ目で、移動速度のフィードバック制御が乱れるのを防止することもできる。
【００２８】
この発明による画像形成装置によれば、転写ベルトや中間転写ベルト又はドラム、あるいは感光体ドラム又はベルト、用紙搬送ベルトなどの画像形成にかかわる無端移動部材の移動速度を精度良く制御できるので、色ずれや歪みのない高品質な画像形成を常に保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、それぞれこの発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第１，第２実施例の構成を示すブロック図である。そして図３は、この発明による無端移動部材駆動制御装置を備え、無端移動部材の速度制御方法を実施したカラーの画像形成装置の一例の内部構造を模式的に示している。
まず、この画像形成装置について説明する。
【００３０】
このカラー画像形成装置は、図３に示すように給紙テーブル２上に装置本体１を載置している。その装置本体１の上にはスキャナ３を取り付けると共に、その上に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）４を取り付けている。
装置本体１内には、その略中央にベルト状の無端移動部材である中間転写ベルト１０を有する転写装置２０を設けており、中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と２つの従動ローラ１５，１６の間に張架されて図３で時計回り方向に回動するようになっている。
【００３１】
また、この中間転写ベルト１０は、従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。その中間転写ベルト１０の駆動ローラ９と従動ローラ１５の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の４つのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０と呼ぶ）が所定の間隔を置いて配設されている。そして、中間転写ベルト１０の内側に各感光体４０に対向して中間転写ベルト１０を挟むように、４個の１次転写ローラ６２が設けられている。
【００３２】
４個の各感光体４０は、それぞれ図３で反時計回り方向に回転可能であり、その各感光体４０の回りには、それぞれ帯電装置６０、現像装置６１、上述した１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４を設けており、それぞれ作像ユニット１８を構成している。そして、その４個の作像ユニット１８の上方に、共用の露光装置２１を設けている。
そして、その各感光体上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０上に直接重ね合わせて順次転写されていくようになっている。
【００３３】
一方、中間転写ベルト１０の下側には、その中間転写ベルト１０上の画像を記録紙であるシートＰに転写する転写部となる２次転写装置２２を設けている。その２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に押し当たるようになっている。
【００３４】
この２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間に送り込まれるシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。
そして、２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上のトナー画像を定着する定着装置２５があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられている。
【００３５】
なお、２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へ搬送する機能も果たす。また、この２次転写装置２２は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。その２次転写装置２２の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置２８を設けている。
このように、この装置本体１は、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を構成している。
【００３６】
このカラー画像形成装置によってカラーコピーをとるときは、自動原稿給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、自動原稿給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿給送装置４を閉じてそれを押える。
【００３７】
そして、図示していないスタートキーを押すと、自動原稿給送装置４に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス３２上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３２上にセットしたときは、直ちにスキャナ３が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行を開始する。そして、第１走行体３３の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第２走行体３４に向かうと共に、その光が第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に入射して、原稿の内容が読み取られる。
【００３８】
また、上述したスタートキーの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが回転を開始して、その各感光体上にイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の各単色トナー画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体上に形成された各色のトナー画像は、図２で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせて順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。
【００３９】
一方、上述したスタートキーの押下により、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパーバンク４３の中の選択された１つの給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、それが分離ローラ４５により１枚に分離されて給紙路４６に搬送される。そのシートＰは、搬送ローラ４７により装置本体１内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止する。
【００４０】
また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、それが分離ローラ５２により１枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止状態になる。
そのレジストローラ４９は、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込む。そして、そのシートＰ上に２次転写装置２２でカラー画像が転写される。
【００４１】
そのカラー画像が転写されたシートＰは、搬送装置としての機能も有する２次転写装置２２により定着装置２５へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写されたカラー画像が定着される。その後、そのシートＰは、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されて、そこにスタックされる。
また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートＰを切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送し、そこで反転させて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出する。
【００４２】
この画像形成装置におけるこの発明による無端移動部材駆動制御装置に相当する部分を図４及び図６によって説明する。図４は第１実施例、図６は第２実施例の概略構成を示す斜視図である。
無端移動部材である中間転写ベルト１０は、駆動ローラ９と従動ローラ１５との間に張架され、従動ローラ１６によってテンションを与えられている。そして、モータ７によって減速機８を介して駆動ローラ９が回転されることによって、矢示Ｆ方向に回動する。
この中間転写ベルト１０は、例えば弗素系樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリイミド樹脂等で形成されたベルトであり、そのベルトの全層やその一部を弾性部材で形成した弾性ベルトが使用されることが多い。
【００４３】
そして、この中間転写ベルト１０の外周面の一方の側縁部に沿って、その移動方向にわたり所定間隔（ピッチ）で連続するように複数のマーク５を設けている。この例では、多数のマーク５を極めて小さいビッチ（等間隔）でスケール２５０を形成するように、中間転写ベルト１０の全周に亘って設けている。図ではマーク５を黒い目盛状に示しているが、実際には中間転写ベルト１０の表面より反射率の高いインキ等によって印刷されるか、地の反射率と異なる反射率のマーク５を印刷したテープが中間転写ベルト１０の全周に亘って貼り着けられている。
【００４４】
そして、この中間転写ベルト１０のマーク５を設けている側縁部の上方には、図４の第１実施例では１個のマークセンサ６を設けており、図６の第２実施例では中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆで示す方向）に沿って所定の間隔を置いて複数（この例では２個）のマークセンサ６Ａ，６Ｂを配設している。
このマーク５と２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの配置関係の例を図７に拡大して示す。
スケール２５０を形成するマーク５の間隔（ピッチ）の設計値をＰ０とすると、マークセンサ６Ａ，６Ｂの検出点の間隔Ｄを、そのマーク５のピッチＰ０の整数倍、すなわちＤ＝Ｎ・Ｐ０（Ｎは１，２，３，…）とするのが望ましい。そして、この実施例では中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆで示す方向）の下流側にマークセンサ６Ａを、上流側にマークセンサ６Ｂを配設している。
【００４５】
図４に示した第１実施例は、この図７に示す２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂのうちの一方だけが設けられているのと同じである。
そして、その第１実施例では、１個のマークセンサ６によるマーク検出信号を制御装置７０に入力させる。また、図６に示す第２実施例では、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂによるマーク検出信号を、それぞれ制御装置７０に入力させる。
なお、マーク５によるスケール２５０は中間転写ベルト１０の内周面に設けてもよい。その場合は、当然ながらマークセンサ６あるいは６Ａ，６Ｂも中間転写ベルト１０の内側に配設されることになる。
【００４６】
そして、いずれの実施例においても、制御装置７０によってモータ７を駆動し、そのモータ７が減速機８を介して駆動ローラ９を回転させることによって、中間転写ベルト１０を矢示Ｆ方向に回動させる。その中間転写ベルト１０の移動によって、１個のマークセンサ６あるいは２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂが、それぞれスケール２５０のマーク５を検出してその信号を制御装置７０に入力させる。また、モータ７の回転軸に、その回転角度に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダ１９を取付けている。そして、そのロータリエンコーダ１９からのパルス信号も制御装置７０に入力させる。
【００４７】
このロータリエンコーダ１９は、中間転写ベルト１０の回動に連動して回転する軸部材に取付ければよいので、駆動ローラ９あるいは従動ローラ１５，１６のいずれかの軸に取付けてもよい。
制御装置７０は、これらのマークセンサ６又は６Ａ，６Ｂからのマーク検出信号と、ロータリエンコーダ１９からのモータ７の回転軸の回転角度に応じたパルス信号とを入力して、モータ７への駆動信号（電圧）を制御し、中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。その詳細は後述する。
【００４８】
図５は、図４に示したマークセンサ６による中間転写ベルト１０上のマーク５の検出信号（図では「マークセンサ信号」としている）と、その周期を計測するための基準クロックの波形を示している。基準クロックは、周波数がｆｃで周期がｔｃであるものとする。  その周波数がｆｃは、ｆｃ＞｛ベルト搬送速度｝／｛目標計測制度｝
とする。ベルトは、この実施例では中間転写ベルト１０である。
ベルト搬送速度をＶ、マーク５のピッチをＰとすると、マーク間隔Ｔ（ｎ）は、
Ｔ（ｎ）＝Ｐ／Ｖ（ｎ）      である。
ｔｃ＝１／ｆｃ  であるから、このときの分解能をｄとすると、
ｄ＝Ｐ／（Ｔ（ｎ）／ｔｃ）＝Ｖ／ｆｃ
となる。マーク５のピッチもさることながら、マーク間を分割する基準クロックの周波数も、計測精度を決める要素となる。
【００４９】
図８は、中間転写ベルトの外周面に設けた多数のマーク５からなるスケール２５０とマークセンサ６（６Ａと６Ｂは同じものなので、ここでは６とする）の一例を示す構成図であり、（ａ）はスケール２５０の一部を上方から見た平面図、（ｂ）はマークセンサ６の光学系の構成と光路を示す側面透視図で、図示の都合上下を反転して示している。（ｃ）はマークセンサ６の検出面の平面図である。
【００５０】
スケール２５０は、反射型スケールであり、中間転写ベルト１０の外周面（内周面でもよい）にその回動方向に沿ってマーク（反射部）５と遮光部５８とを交互に形成したものである。
マークセンサ６は、ＬＥＤ等の発光素子１１１、コリメートレンズ１１２、図８の（ｃ）に明示されるようなスリットマスク１１３とガラス又は透明樹脂フィルムなどの透明カバーを設けた受光窓１１４、およびフォトトランジスタ等の受光素子１１５等を、筐体１１０に固定して設けている。
【００５１】
このマークセンサ６において、光源である発光素子１１１で発光した光がコリメートレンズ１１２を通過して平行光束になり、スケール２５０と平行に配置される複数のスリット１１３ａを形成したスリットマスク１１３を通って複数の光ビームＬＢに分割され、中間転写ベルト上のスケール２５０に照射される。そして、その一部がマーク５によって反射されて、その反射光が受光窓１１４を通して受光素子１１５によって受光され、受光素子１１５がその反射光の明暗の変化を電気信号に変換する。
【００５２】
よって、マークセンサの筐体１１０の受光素子１１５は、スケール２５０のマーク５を反射光の受光によって検出して、中間転写ベルトの回動による反射部２５１の有無により連続的に変調されたアナログ交番信号を出力する。その信号を波形整形すると、図９に示すような矩形波のパルス信号となる。
図９は、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの出力信号を整形した波形とその位相差との関係を示す図（タイミングチャート）である。
【００５３】
この図において、（ａ）はマークセンサ６Ａによる検出信号の波形を示し、Ｃａ(1)，Ｃａ(2)，Ｃａ(n) はその各周期であり、（ｂ）はマークセンサ６Ｂによる検出信号の波形を示し、Ｃｂ(1)，Ｃｂ(2)，Ｃｂ(n) はその各周期を示している。（ｃ）はマークセンサ６Ａと６Ｂによる検出信号の位相差の波形を示しており、Ｃab(1)，Ｃab(2)，Ｃab(n) はその位相差である。
ここで、図８の（ｃ）に示したマークセンサ６の検出面におけるスリットマスク１１３と受光窓１１４からなる領域をマーク検出領域ＳＡとし、２個のマークセンサ６Ａと６Ｂのマーク検出領域ＳＡと、それによって検出されるマーク５との位置関係について、図１０によって説明する。
【００５４】
図７に示したように、マーク５のピッチＰ０が設計値（初期値）のままで、２個のマークセンサ６Ａと６Ｂの間隔Ｄが正確にＮ・Ｐ０になっていれば、図１０の右側に示すマークセンサ６Ａのマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬａが検出中のマーク５の幅の中心と一致したとき、左側に示すマークセンサ６Ｂのマーク検出領域ＳＡに対応するマーク５も破線で示す位置にあり、その幅の中心がマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬｂと一致する。
したがって、マークセンサ６Ａと６Ｂの出力信号を整形した波形の立上りと立下りのタイミングがいずれも一致し、その位相差Ｃab＝０になる。
【００５５】
しかし、実際には機内の温湿度や中間転写ベルト１０にかかるテンションなどによって中間転写ベルト１０が伸縮し、それによってスケール２５０のマーク５の位置もずれる。
そのため、図１０の右側に示すマークセンサ６Ａのマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬａが検出中のマーク５の幅の中心と一致したとき、左側に示すマークセンサ６Ｂのマーク検出領域ＳＡに対応するマーク５の位置が実線で示すようにずれ、その幅の中心がマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬｂからずれる（マーク５のピッチが伸びると、矢示Ｆで示す中間転写ベルト１０の移動方向に対して遅れた位置になる）。それによって、図９に示すようにマークセンサ６Ａと６Ｂの出力信号を整形した波形の立上りと立下りのタイミングがそれぞれずれ、位相差Ｃabが生じる。
【００５６】
この時のマーク５のピッチの伸び量ΔＬは、それによる遅れ時間をδｔ、中間転写ベルト１０の線速度をＶとすると、δｔ＝ΔＬ／Ｖであり、マークセンサ６Ａ，６Ｂによる検出信号の周期を  Ｃａ＝Ｃｂ＝Ｔ  とすると、位相差Ｃabは次式によって算出される。
Ｃab＝δｔ／Ｔ＝ΔＬ／Ｖ・Ｔ        ・・・（１）
したがって、位相差Ｃabはピッチの伸び量（変化量）ΔＬに比例して変化する。
【００５７】
伸びの変化率Ｒは、マークセンサ６Ａと６Ｂの間隔をＬとして、次式で求められる。
Ｒ=ΔＬ／Ｌ=δｔ・Ｖ／Ｌ              ・・・（２）
マーク５のピッチ（スケールピッチ）Ｐを使って、Ｐ／Ｔで求められる実際のベルト線速Ｖrealは、スケールの伸びを考慮すると、次式で計算される。
Ｖreal＝Ｐ(１＋Ｒ)／Ｔ                ・・・（３）
【００５８】
累積移動距離Ｌrealは、マークセンサ６Ａ又は６Ｂによる検出信号のカウント値「Ｎ」にスケールピッチ「Ｐ」を乗じて算出するので、
Ｌreal＝Ｎ・Ｐ＋Σ{ ΔＬ(ｋ) }＝Ｎ・Ｐ＋Σ{Ｐ・Ｒ(ｋ) }
＝Ｎ・Ｐ｛１＋Σ（Ｐ(ｋ) }        ・・・（４）
となり、伸び量の積分値を足した分が実際の累積移動距離として計算できる。
【００５９】
スケールピッチ誤差を考えない制御では、１個のマークセンサ６の検出信号のパルス間隔Ｃａ(ｎ)又はＣｂ(ｎ)と標準パルス間隔Ｃ０との差をフィードバック制御している。フィードバックされる目標速度Ｖrefと実速度Ｖrealの差ΔＶは次式で算出される。
ΔＶ＝Ｖref−Ｖreal
＝ｆｃ・Ｐ０／Ｃ０−ｆｃ・Ｐａ(ｎ)／Ｃａ(ｎ)・・・（５）
ｆｃ：カウンタクロック    Ｐ０：標準スケールピッチ
Ｃ０：マークセンサの検出信号の１周期の標準クロックカウント数、
Ｐａ(ｎ)：誤差を加えたスケールピッチ
Ｃａ(ｎ)：マークセンサの検出信号の１周期の実クロックカウント数
【００６０】
次に、上述した説明を基礎にして、この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第１，第２実施例について、図１および図２と、前述した図４および図６等によって説明する。
〔第１実施例〕
図１はその第１実施例の構成を示すブロック図であり、請求項１，２及び１２〜１４に係る発明の実施例に相当する。この図１において先に説明した図４等と対応する部分には同一の符号を付してある。
【００６１】
この図１において、マークセンサ６、マークカウンタ１２、ｆ−Ｖ変換回路３７、および制御手段である制御コントローラ７１によって、図４に示した制御装置７０を構成している。また、モータ７と図４に示した減速機８と駆動ローラとによって、無端移動部材である中間転写ベルト１０を回動させるための駆動手段を構成している。
中間転写ベルト１０の外周面には、図４に示したように矢示Ｆで示す移動方向に亘り、所定の初期ピッチＰ０で連続するように多数のマーク５が設けられてスケール２５０を形成している。その中間転写ベルト１０のスケール形成部に近接して、図８の（ｂ）（ｃ）に示したようなマークセンサ６が画像形成装置の固定部に不動に固設されている。
【００６２】
そして、モータ７によって駆動ローラ９が回転されて、中間転写ベルト１０が矢示Ｆで示す方向に回動すると、その中間転写ベルト１０の移動に伴ってマークセンサ６がスケール２５０のマーク５を検出して図５の上側に示したようなマークセンサ信号（パルス信号）を出力する。そして、マークカウンタ１２がそのマークセンサ信号のパルス数（検出したマーク数）をカウントしてそのカウント値をベルト表面位置、すなわち中間転写ベルト１０の移動位置（距離）情報として制御コントローラ７１に与える。
【００６３】
あるいは、ロータリエンコーダ１９から出力されるモータ７の回転角度すなわち回転量に応じたパルス信号Ｐｅを基準クロックとして、それをマークカウンタ１２によってマークセンサ信号のパルスの立上がり（又は立下り）エッジ間でカウントし、そのカウント値の積算値を中間転写ベルト１０の移動位置情報として、制御コントローラ７１に与えるようにしてもよい。
一方、ｆ−Ｖ変換回路３７は信号変換手段であり、ロータリエンコーダ１９から出力されるモータ７の回転量に応じたパルス信号Ｐｅを入力して、その周波数（単位時間当りのパルス数）をモータ７の軸回転速度の信号に変換して制御コントローラ７１へ出力する。
【００６４】
そして、制御手段である制御コントローラ７１は、ｆ−Ｖ変換回路３７から出力される回転速度信号とマークカウンタ１２から出力されるベルト表面の移動位置情報とによって、駆動手段のモータの駆動力を制御し、無端移動部材である中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。
そのため、この実施例の制御コントローラ７１は、予め設定された目標位置とマークカウンタ１２からの移動位置情報との差をとる差動回路７４、およびその差に応じて速度指令を生成する速度指令生成部７２とからなる速度指令生成手段と、それによって生成された速度指令とｆ−Ｖ変換回路３７からの回転速度信号との差をとる差動回路７５、およびその差に応じてトルク指令（駆動電圧）を生成するトルク指令生成部７３とからなるトルク指令生成手段とを備え、それによって生成したトルク指令によってモータ７の駆動力を制御する。
【００６５】
したがって、モータ７の回転速度とそれに応じて中間転写ベルト１０の移動速度が制御されて、その結果がロータリエンコーダ１９とｆ−Ｖ変換回路３７とによって回転速度としてフィードバックされ、マークセンサ６とマークカウンタ１２とによってベルト表面の移動位置情報としてフィードバックされる。それによって、中間転写ベルト１０の画像転写位置が常に予め設定された目標位置へ移動するように、その回動速度が高精度に制御される。
【００６６】
この制御コントローラ７１を含む制御装置７（図４）は、図示していないマイクロコンピュータによって全体を統括制御される。
なお、ロータリエンコーダ１９から出力されるパルス信号Ｐｅによってをモータ７の軸回転速度を検出する手段として、ｆ−Ｖ変換回路３７を使用する例について説明したが、これに限るものではなく、例えば１パルスごとにパルスエッジの時間間隔を計測することによって速度を得る方が時間分解能が高い速度検出を行うことができる。
【００６７】
〔第２実施例〕
図２は、この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第２実施例の構成を示すブロック図であり、請求項３〜８及び１５〜１７に係る発明の実施例に相当する。この図２において先に説明した図１及び図６等と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
【００６８】
この第２実施例において、前述の図１に示した第１実施例と相違する点は、図６及び図７によっても説明したように、中間転写ベルト１０上のスケール２５０を構成する多数のマークを検出するマークセンサとして、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂを中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆ方向）に沿って所定の間隔を置いて配設し、さらに２個の位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂと、位相差算出部１３を設けた点、および制御手段である制御コントローラ７６に、前述の第１実施例における制御コントローラ７１と同じ構成に加えて、目標位置補正部７７を追加し、その出力を差動回路７４に入力させるようにした点である。なお、マークカウンタ１２は、いずれか一方のマークセンサ（図２に示す例ではマークセンサ６Ａ）の検出信号であるマークセンサ信号（パルス信号）をカウントして、そのカウント値をベルト表面位置、すなわち中間転写ベルト１０の移動位置情報として制御コントローラ７１に与える。
【００６９】
一方、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂによる図９の(ａ)，(ｂ)に示した各検出信号Ｓａ，Ｓｂを、それぞれ位相カウンタ１１Ａ，１１ＢのゲートＧの入力とするとともに、ロータリエンコーダ１９から出力されるモータ７の回転量に応じたパルス信号Ｐｅを基準パルスとしてそのソースＳに入力させる。
そして、位相カウンタ１１Ａは、検出信号Ｓａの立上りエッジでカウント値をリセットして０に戻し、再びパルス信号Ｐｅのカウントを開始して、そのカウント値Ｎａを位相差算出部１３に出力する。位相カウンタ１１Ｂも、検出信号Ｓｂの立上りエッジでカウント値をリセットして０に戻し、再びパルス信号Ｐｅのカウントを開始して、そのカウント値Ｎｂを位相差算出部１３に出力する。
【００７０】
位相差算出部１３は、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂのうち早くリセットされた方の位相差カウンタのカウント値Ｎａ又はＮｂをウオッチングして、その後他方の位相カウンタがリセットされた時のカウント値を記憶する。そのカウント値が前述の式（１）における遅れ時間δｔに相当する。
【００７１】
その後、早くリセットされた方の位相カウンタのカウント値が再びリセットされた時の直前のカウント値を記憶する。この時のカウント値が検出信号Ｓａ又はＳｂの周期Ｔに相当する。したがって、図９によって説明した検出信号ＳａとＳｂの位相差Ｃａｂを、前述した（１）のＣａｂ＝δｔ／Ｔ  の演算によって簡単に算出することができる。
この位相差Ｃａｂをマークセンサ６Ｂの検出信号Ｓｂに対するマークセンサ６Ａの検出信号Ｓａの進み遅れとして算出する場合には、マーク５のピッチが伸びた場合には、位相カウンタ１１Ａの方が早くリセットされて進み位相差となり、マーク５のピッチが縮んだ場合には、位相カウンタ１１Ｂの方が早くリセットされて遅れ位相差になる。
【００７２】
なお、位相差算出部１３によって、検出信号Ｓａ，Ｓｂの立下りエッジ間の位相差を算出するようにしてもよい。
この位相差Ｃａｂは、主に図６，図７に示したスケール２５０を構成するマーク５を形成したときのピッチ（間隔）誤差、及び環境の温湿度等の変化による中間転写ベルト１０の伸縮に起因して発生する。
【００７３】
この実施例では、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂの基準パルスとして、ロータリエンコーダ１９から出力されるパルス信号Ｐｅを使用しているので、位相差算出部１３によってモータ７の回転量すなわち位置基準で位相差を検出することができる。したがって、中間転写ベルト１０の移動速度の影響を受けずに、マーク５のピッチ変動率を示す位相差を検出できる。そのため、中間転写ベルト１０の移動速度を複数段階の異なる速度に制御するような場合にも、常に同じ精度で位相差すなわちマークのピッチ変動率を検出できる。
しかし、これはこの発明に必須の要件ではなく、例えばこの制御装置７０を統括制御するマイクロコンピュータの動作の基準となるクロックパルスを、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂの基準パルスとして使用するようにしてもよい。
【００７４】
制御コントローラ７６は、目標位置補正部７７によって、予め設定されている直線状に増加する目標位置を、位相差算出部１３によって算出された位相差Ｃａｂによって補正して、その補正した目標位置を差動回路７４に入力させる。それ以後の制御コントローラ７６における処理は前述の第１実施例の制御コントローラ７１の場合と同様である。
すなわち、目標位置補正部７７によって補正された目標位置とマークカウンタ１２からの移動位置情報との差を差動回路７４によってとる。そして、その差に応じて速度指令生成部７２が速度指令を生成し、その速度指令とｆ−Ｖ変換回路３７からの回転速度信号との差を差動回路７５によってとり、その差に応じてトルク指令生成部７３がトルク指令（駆動電圧）を生成して、その生成したトルク指令によってモータ７の駆動力を制御する。
【００７５】
したがって、モータ７の回転速度とそれに応じて中間転写ベルト１０の移動速度が制御されて、その結果がロータリエンコーダ１９とｆ−Ｖ変換回路３７とによって回転速度としてフィードバックされ、マークセンサ６Ａとマークカウンタ１２とによってベルト表面の移動位置情報としてフィードバックされ、マークセンサ６Ａ，６Ｂと位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂと位相差算出部１３とによって位相差（マークのピッチ変動率）としてフィードバックされる。それによって、中間転写ベルト１０の画像転写位置が常に予め設定された目標位置へ移動するように、その回動速度が高精度に制御される。
この制御コントローラ７６を含む制御装置７０（図６）も、図示していないマイクロコンピュータによって統括制御される。
【００７６】
この実施例における２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂは、その間隔が変動しないように固定する必要があるので、同一の支持部材によって一体に支持するのが望ましく、その支持部材にはガラス基板のような熱膨張係数の小さい材料を使用するとよい。
また、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの間隔は、モータ７の回転軸１回転による中間転写ベルト１０の移動距離よりも短くするのが望ましい。
この実施例においても、前述した図１に示した実施例の場合と同様に、ｆ−Ｖ変換回路３７に代えて他の速度検出手段を使用してもよい。
【００７７】
〔その他の実施例〕
ここで、上述した第１，第２実施例の無端移動部材駆動制御装置に共通の請求項９，１０に相当する実施例について説明する。
【００７８】
第２実施例において、マークセンサ６Ａ，６Ｂの一方に、マーク５が欠落している部分やスケールの継ぎ目などのマーク不連続部分が対応する位置になると、図１１のマーク検出信号Ｓｂに示すように間隔が空いてしまい、位相差パルスが異常に大きくなり、位相比較出力が急増する。これを検出する手段を設けて、マーク５の不良又はつなぎ目を検出することができる。
図１１に示す例では、マークセンサ６Ａと６Ｂの検出信号ＳａとＳｂの立下りエッジの時間差で位相差を算出するが、位相差パルスはＰＷＭ信号としてデューティが変化する信号としてみれば、アナログ入力でモニタすることができる。そして、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの検出信号Ｓａ，Ｓｂの位相差をマイクロコンピュータでモニタすれば、マーク不連続部分が検出できる。その場合、そのマイクロコンピュータがマーク不良・継ぎ目検出手段の機能も果たすことになる。
【００７９】
また、マーク５の不良や継ぎ目が２個のマークセンサ６Ａと６Ｂの間の位置にあるときには、図１２に示すように、マークセンサ６Ａと６Ｂの検出信号が順次欠落し、位相差パルスが異常に大きくなるか出力されなくなる。そこで、この状態を検出している間は、図２に示した制御コントローラ７６が、位相差による中間転写ベルト１０の移動速度のフィードバック制御を停止する（図１２に「位相差制御停止区間」として示す）ようにする。それによって、異常な位相差による制御を防いで、その直前の制御状態を継続することによって、制御の安定性を保つことができる。
【００８０】
なお、マークセンサを３個以上設け、マーク５の不良や継ぎ目が２個のマークセンサの間の位置になっても、他のマークセンサとの間の位置にはならないようにすることができ、それによって、マーク不連続部分では、使用するマークセンサを切り換えて、正確な位相差を検出し続けて、中間転写ベルト１０の移動速度のフィードバック制御を停止しないで済むようにすることもできる。
【００８１】
さらに、前述した第１実施例においも、マークセンサ６にマーク５が欠落している部分やスケールの継ぎ目などのマーク不連続部分が対応する位置になると、マーク検出信号に間隔が空いてしまい、マークカウンタ１２のカウントパルスが抜けてしまい、正確なベルト表面位置（移動量）の情報が得られなくなる。そこで、例えば図１に示したマークカウンタ１２が、マークセンサ６による検出信号のパルス周期をロータリエンコーダ１９が出力するパルス信号のカウント、あるいは図５に示した基準クロックのカウントによって計測する場合には、その周期Ｔ（ｎ）を図示しないマイクロコンピュータによってモニタし、それが予め設定した値以上になったときは、マーク不良か継ぎ目であると判断して制御コントローラ７１によるフィードバック制御を停止させ、その直前の制御状態を継続させるようにすれば、制御の安定性を保つことができる。
【００８２】
〔応用例〕
ここで、この発明の実施例ではないが応用例として、図７に示したように２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂを配設した場合、この２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂが同一のマーク５の通過を検出する時間差を計測することによって、中間転写ベルト１０の速度を高精度に算出することができる。
その構成例としては、マークセンサ６Ｂが中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆ方向）の上流側にある場合、マークセンサ６Ｂのマーク検出信号の図２に示した位相カウンタ１１Ｂによるカウント値を、多段レジスタをディレイメモリとして用いて、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂ間のマーク数が通過する時間をカウントする。
【００８３】
マークセンサ６Ａ，６Ｂ間にＮ個のマークが有る場合、Ｎ段のレジスタを用い、マークセンサ６Ｂからの検出信号のカウント値をＮ個分積算した時間Ｔによって、
Ｖ＝（センサ間距離）／Ｔ
の演算によって速度Ｖを算出することができる。
【００８４】
その場合の２個のマークセンサの間隔の最適値について検討する。
（１）検出振幅と再現性
マークセンサの間隔を小さくすると、観測される位相差は小さくなるが、間隔を離すと位相差の平均化により計測出来る周波数が低下すると共に、位相回転による発振が生じる可能性が生じる。ベルト周期の３次成分を補正しようとすると、マークセンサの間隔は５０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００８５】
（２）検出感度
スケール誤差分がベルト１回転で数十μｍあっても、マークの１ピッチ内に生じる変動は、マークの個数（約７０００）分の１になるため、高感度の検出が必要であり、マークセンサの間隔を広げると感度は高くなる。
検出感度ｘは次式で算出できる。
ｘ＝７．８５／Ｎab（Ｎab：マークセンサの間隔の間のマーク数）
間隔が２０ｍｍの時は  Ｎab=１１８  となり、
ｘ＝０．０６７μｍ
となるから、２０ｍｍの間隔が有れば感度は十分である。したがって、２個のマークセンサの間隔をＤとすると、次の範囲にするのが適当である。
１０ｍｍ＜Ｄ＜５０ｍｍ
【００８６】
以上、この発明を図３に示したタンデム型のカラー画像形成装置の中間転写ベルト１０の速度制御に適用した実施例について説明したが、２次転写ベルト２４や、感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋなどの、他のベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも同様に適用できる。
また、他の電子写真方式のカラーあるいはモノクロの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置における転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムなどの画像形成に係わるベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも同様に適用できる。
さらに、インクジェット方式のカラープリンタや、その他各種の機器における高精度な速度制御が必要なベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
この発明は、各種の機器における高精度な速度制御が必要なベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御に利用できる。特に、各種の画像形成装置の画像形成に係わるベルト状又はドラム状の転写ベルトや感光体などの無端移動部材を高精度に速度又は位置制御するのに適している。そして、カラー画像形成装置に適用すれば、色ずれ等を防いで、常に高品質なフルカラー画像を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】同じくその第２実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明を適用した画像形成装置の一例を示す機構部の全体構成図である。
【図４】図３に示した画像形成装置におけるこの発明による無端移動部材駆動制御装置の第１実施例に相当する部分の概略構成図である。
【図５】図４に示したマークセンサによるマーク検出信号（マークセンサ信号）とその周期を計測するための基準クロックの波形を示すタイムチャートである。
【図６】図３に示した画像形成装置におけるこの発明による無端移動部材駆動制御装置の第２実施例に相当する部分の概略構成図である。
【００８９】
【図７】図５に示したマーク５と２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの配置関係の例を拡大して示す説明図である。
【図８】同じく中間転写ベルトの外周面に設けた多数のマークからなるスケールとマークセンサの構成例を示す図である。
【図９】２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの出力信号を整形した波形とその位相差との関係を示す図である。
【図１０】２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂのマーク検出領域とそれによって検出されるマークとの位置関係を説明するための図である。
【図１１】位相差パルスからマーク不連続部分を検出する手段を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】マーク不良部分で制御を停止する場合を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１：装置本体    ２：給紙テーブル    ３：スキャナ    ４：自動原稿給送装置(ＡＤＦ)
５：マーク（スケールを構成する）    ６，６Ａ，６Ｂ：マークセンサ    ７：モータ
８：減速機    ９：駆動ローラ    １０：中間転写ベルト（無端移動部材）    
１１Ａ，１１Ｂ：位相カウンタ    １２：マークカウンタ    １３：位相差算出部
１５，１６：従動ローラ    １８：作像ユニット    １９：ロータリエンコーダ
２０：転写装置    ２１：露光装置    ２２：２次転写装置    ２４：２次転写ベルト
【００９１】
４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ：感光体    ５８：遮光部    ６０：帯電装置
６１：現像装置    ６２：１次転写ローラ    ６３：感光体クリーニング装置
６４：除電装置    ７０：制御装置    ７１，７６：制御コントローラ
７２：速度指令生成部    ７３：トルク指令生成部    ７４，７５：差動回路
７７：目標位置補正部
１１０：マークセンサの筐体    １１１：発光素子    １１２：コリメートレンズ    
１１３スリットマスク    １１４：受光窓    １１５：受光素子    ２５０：スケール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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