(57)【要約】【目的】  回転角速度と基準位置の両方を検出可能なエンコーダにおける発光部と受光部の少なくとも一方の数を減らしてコスト低減を図る。【構成】  ディスク１０２の一方の面上に、円周方向に沿って複数の高反射部１１１と低反射部を交互に放射状に形成した回転パルス用反射帯１０９と、それと半径方向の位置が異なる円周上の一箇所に形成された高反射部１１２とそれ以外の低反射部とからなる基準マーク用反射帯１１０とを設ける。そして、２枚のハーフミラー１１３，１１４からなる光学系部材１０４によって、発光部１０３から照射される光ビームを回転パルス用反射部１０９に照射させ、その反射光を第１反射光と第２反射光に分光し、その第２反射光を基準マーク用反射部１１０に照射させるようにし、その第１反射光を第１受光部１０５で受光させ、基準マーク用反射部１１０からの反射光を第２受光部１０６で受光させる。その第１受光部１０５の受光信号から回転パルス信号を検出し、第２受光部１０６の受光信号から基準マーク信号を検出する。【選択図】        図１
2006250903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転を検出する回転軸に固設されたディスクと、
該ディスク上で円周方向に沿って高反射部と低反射部とが交互に放射状に形成された第１の反射帯と、
前記ディスク上の前記第１の反射帯とは径方向の位置が異なる円周上の一箇所に形成された高反射部とそれ以外の低反射部とからなる第２の反射帯と、
光ビームを照射する発光部と、
該発光部から照射された光ビームを前記第１の反射帯に照射させ、該第１の反射帯によって反射された光ビームを第１反射光と第２反射光に分光し、その第２反射光を前記第２の反射帯に照射させる光学系部材と、
前記第１反射光を受光する第１受光部と、
前記第２の反射帯からの反射光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部の受光信号から回転パルス信号を検出し、前記第２受光部の受光信号から基準マーク信号を検出する信号処理手段とを有することを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
回転を検出する回転軸に固設されたディスクと、
該ディスク上で円周方向に沿って高反射部と低反射部とが交互に放射状に形成された第１の反射帯と、
前記ディスク上の前記第１の反射帯とは径方向の位置が異なる円周上の一箇所に形成された高反射部とそれ以外の低反射部とからなる第２の反射帯と、
光ビームを照射する発光部と、
該発光部から照射された光ビームを前記第１の反射帯に照射させ、該第１の反射帯によって反射された光ビームを前記第２の反射帯に照射させる光学系部材と、
前記第２反射部からの反射光を受光する受光部と、
該受光部の受光信号から回転パルス信号と基準マーク信号を検出する信号処理手段とを有することを特徴とするエンコーダ。
【請求項３】
回転を検出する回転軸に固設されたディスクと、
前記ディスクの円周方向に沿って複数のスリットが放射状に形成された第１の透光帯と、
前記ディスクの前記第１の透光帯とは径方向の位置が異なる円周領域で一箇所だけにスリットが形成された第２の透光帯と、
光ビームを照射する発光部と、
該発光部から照射されて前記第１の透光帯を透過した光ビームを第１の透過光と第２透過光に分光し、その第２透過光を前記第２の透光帯に照射させる光学系部材と、
前記第１透過光を受光する第１受光部と、
前記第２の透光帯からの透過光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部の受光信号から回転パルス信号を検出し、前記第２受光部の受光信号から基準マーク信号を検出する信号処理手段とを有することを特徴とするエンコーダ。
【請求項４】
請求項１又は３記載のエンコーダにおいて、前記信号処理手段は、前記第１の受光部の受光信号と前記第２の受光部の受光信号をそれぞれ所定の閾値と比較して回転パルス信号と基準マーク信号を検出することを特徴とするエンコーダ。
【請求項５】
請求項２記載のエンコーダにおいて、
前記第２の反射帯の高反射部からの反射光に対応する前記受光部の受光信号のレベルを第１トップレベルとし、前記第１の反射帯の低反射部における光の反射率を第１減衰反射率とし、前記第２の反射帯の低反射部における光の反射率を第２減衰反射率とし、前記第１トップレベルと前記第２減衰反射率との積算値を第２トップレベルとし、該第２トップレベルと前記第１減衰反射率との積算値をボトムレベルとしたとき、
前記信号処理手段は、前記第２トップレベルと前記ボトムレベルの間に設定した第１閾値と前記受光部の受光信号とを比較することによって回転パルス信号を検出し、前記第１トップレベルと前記第２トップレベルの間に設定した第２閾値と前記受光部の受光信号と比較することによって基準マーク信号を検出することを特徴とするエンコーダ。
【請求項６】
請求項１又は２記載のエンコーダにおいて、前記第２の反射帯の高反射部は前記第１の反射帯のいずれか１つの高反射部と回転方向の前方縁の位置がずれていることを特徴とするエンコーダ。
【請求項７】
請求項３記載のエンコーダにおいて、前記第２の透光帯のスリットは前記第１の透光帯のいずれか１つのスリットと回転方向の前方縁の位置がずれていることを特徴とするエンコーダ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエンコーダを設けたベルト駆動制御装置であって、
エンドレスベルトと、該エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、該駆動ローラを駆動する駆動モータと、前記エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを備えており、該複数の従動ローラのいずれかに前記エンコーダを取り付け、
該エンコーダの偏心の影響で発生する角変位誤差を前記回転パルス信号と前記基準マーク信号から検出する角変位誤差検出手段と、
該角変位誤差検出手段から得られる角変位誤差のデータを特性値として保持する記憶部と、
前記エンドレスベルトの実効速度が一定となるように前記駆動モータの制御目標値を設定し、該制御目標値と一致させるように前記駆動モータを駆動制御し、その際に前記特性値を前記制御目標値に加算して駆動制御する駆動モータ制御手段とを有す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８記載のベルト駆動制御装置を備え、前記エンドレスベルトが感光体ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、画像記録媒体搬送用ベルトのうちいずれか一つ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンコーダ及びそれを用いた駆動制御装置と、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置におけるカラー画像形成の一般的な方法としては、複数の感光体上にそれぞれ異なる色で形成されるトナー画像を直接転写紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、同じく色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、その後に転写紙に一括して転写させる中間転写方式がある。これらの方式は、共通して複数の感光体を転写紙または中間転写体に対向させ並べて配置することからタンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の転写紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に転写する。
【０００３】
これらの各方式を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置では、直接転写方式にあっては、転写紙を担持しながら走行する無端ベルト（エンドレスベルト）を、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルトを採用するのが一般的である。そして、４個の感光体をそれぞれ含む作像ユニットを無端ベルトの走行方向に沿って並設している。
上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止する上で重要である。そのため、いずれの転写方式においても転写ベルト（間接転写方式では中間転写ベルト）の速度変動による色ずれを回避するために、転写ユニットを構成する複数個の従動ローラのうちのひとつにエンコーダを取り付け、エンコーダによって検出される回転速度の変動に応じて駆動ローラの回転速度をフィードバック制御する方法が有効な手段となっている。
【０００４】
ここで、そのエンコーダは、円周方向に沿って複数のスリット（又は反射部）が放射状に形成され、従動ローラの軸に固設されたディスクと、このディスクのスリット（又は反射部）に光ビームを照射する発光部と、その光ビームのディスクからの透過光（または反射光）を受光することによってパルス信号を出力する受光部とを有するものである。そして、このようなエンコーダから従動ローラの回転角度に応じた数のパルス信号を得ることができ、それによって従動ローラの回転角速度や無端ベルトの走行速度を検出できる。
しかし、このエンコーダのディスクは従動ローラの軸心に対して完全に同心状態を維持することは難しく、製造誤差による偏心はもちろん経年変化などによってもわずかに偏心が生じてしまい、そのために駆動ローラのフィードバック制御にも影響を与えてしまう。
【０００５】
このような、ディスクの偏心によって発生する転写ベルトの速度変動を制御する装置として、例えば特許文献１に記載のものがある。これは駆動ローラを一定速度で回転させ、エンコーダ出力から得られる角速度情報を少なくとも駆動ローラの１周期分にわたって取得し、駆動ローラの１／２周期で区切って前半部分と後半部分を足し合わせることによって、駆動ローラによる偏心の速度変動成分を相殺し、従動ローラによる速度変動分のみを抽出する。更に画像形成時には、従動ローラから検出された角速度情報と前記速度変動分の差分を取ることによって、ベルトの速度走行を一定にするものである。
【０００６】
そして、このようにエンコーダのディスクの偏心に起因して発生するベルトの速度変動を安定化させる制御においては、ディスクの基準位置を知る機能が必要になってくる。
そこで、ディスクの基準位置を検出するようにしたエンコーダが、例えば特許文献２に記載されている。これは、エンコーダのディスク（エンコーダ板）の円周上に回転角速度を検出するためのスリットを設けるとともに、それとは異なる円周上に基準位置検出用のスリットを設け、それぞれに対して発光素子と受光素子とを設けて、個別に回転角速度検出用のパルス信号と基準位置検出用のパルス信号を検出するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−４７５４７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような発光素子と受光素子はいずれも高精度で高い機能を有するものが必要であり、そのようなコストの高い素子を多く使用するとエンコーダの製造コストが増大するという問題があった。
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、回転角速度と基準位置の両方を検出可能であって発光部と受光部の少なくとも一方の数を減らしてエンコーダのコスト低減を図ることを目的とする。
【０００９】
また、エンコーダにおけるディスクの偏心の影響を取り除き、ベルトの速度変動を安定化できるベルト駆動制御装置を安価に提供することも目的としている。
さらに、転写ベルトや画像記録媒体搬送用ベルト等のカラー画像形成に係わるエンドレスベルトの速度変動に起因する色ズレを防止し、色ズレのない高品質のカラー画像を形成できる画像形成装置を安価に提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によるエンコーダは上記の目的を達成するため、回転を検出する回転軸に固設されたディスクと、そのディスク上で円周方向に沿って高反射部と低反射部とが交互に放射状に形成された第１の反射帯と、その第１の反射帯とは径方向の位置が異なる円周上の一箇所に形成された高反射部とそれ以外の低反射部とからなる第２の反射帯と、光ビームを照射する発光部と、その発光部から照射された光ビームを上記第１の反射帯に照射させ、その第１の反射帯によって反射された光ビームを第１反射光と第２反射光に分光し、その第２反射光を上記第２の反射帯に照射させる光学系部材と、上記第１反射光を受光する第１受光部と、上記第２の反射帯からの反射光を受光する第２受光部と、上記第１受光部の受光信号から回転パルス信号を検出し、上記第２受光部の受光信号から基準マーク信号を検出する信号処理手段とを有するものである。
【００１１】
あるいは、上記光学部材、第１受光部と第２受光部、および信号処理手段に代えて、上記発光部から照射された光ビームを上記第１の反射帯に照射させ、その第１の反射帯によって反射された光ビームを上記第２の反射帯に照射させる光学系部材と、その第２の反射帯からの反射光を受光する受光部と、その受光部の受光信号から回転パルス信号と基準マーク信号を検出する信号処理手段とを設けてもよい。
【００１２】
また、上記第１の反射帯と第２の反射帯に代えて、上記ディスクに、その円周方向に沿って複数のスリットを放射状に形成した第１の透光帯と、その第１の透光帯とは半径方向の位置が異なる円周領域で一箇所だけにスリットが形成された第２の透光帯とを設け、発光部から照射された光ビームを上記第１の透光帯を透過した後第１透過光と第２透過光に分光し、その第２透過光を上記第２の透光帯に照射させる光学系部材と、上記第１透過光を受光する第１受光部と、上記第２の透光帯からの透過光を受光する第２受光部とを設け、信号処理手段によって、上記第１受光部の受光信号から回転パルス信号を検出し、上記第２受光部の受光信号から基準マーク信号を検出するようにしてもよい。
上記のエンコーダにおいて、上記信号処理手段は、各上記第１受光部の受光信号と第２受光部の受光信号をそれぞれ所定の閾値と比較して、回転パルス信号と基準マーク信号を検出するとよい。
【００１３】
前述した信号処理手段が一つの受光部の受光信号から回転パルス信号と基準マーク信号を検出するように構成したエンコーダの場合には、上記第２の反射帯の高反射部からの反射光に対応する上記受光部の受光信号のレベルを第１トップレベルとし、上記第１の反射帯の低反射部における光の反射率を第１減衰反射率とし、上記第２の反射帯の低反射部における光の反射率を第２減衰反射率とし、上記第１トップレベルと第２減衰反射率との積算値を第２トップレベルとし、その第２トップレベルと第１減衰反射率との積算値をボトムレベルとしたとき、上記信号処理手段は、上記第２トップレベルとボトムレベルの間に設定した第１閾値と上記受光部の受光信号とを比較することによって回転パルス信号を検出し、上記第１トップレベルと第２トップレベルの間に設定した第２閾値と上記受光部の受光信号と比較することによって基準マーク信号を検出するようにするとよい。
【００１４】
また、上記第１の反射帯と第２の反射帯を有するエンコーダにおいては、第２の反射帯の高反射部と第１の反射帯のいずれか１つの高反射部とで回転方向の前方縁の位置をずらすとよい。
上記第１の透光帯と第２の透光帯を有するエンコーダにおいては、第２の透光帯のスリットと第１の透光帯のいずれか１つのスリットとで回転方向の前方縁の位置をずらすとよい。
【００１５】
この発明によるベルト駆動制御装置は、エンドレスベルトと、そのエンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、その駆動ローラを駆動する駆動モータと、上記エンドレスベルトに従動される複数の従動ローラとを備えており、上記の目的を達成するため上記いずれかのエンコーダを設け、上記複数の従動ローラのいずれかにそのエンコーダを取り付ける。そして、該エンコーダの偏心の影響で発生する角変位誤差を上記回転パルス信号と基準マーク信号から検出する角変位誤差検出手段と、その角変位誤差検出手段から得られる角変位誤差のデータを特性値として保持する記憶部と、上記エンドレスベルトの実効速度が一定となるように上記駆動モータの制御目標値を設定し、その制御目標値と一致させるように上記駆動モータを駆動制御し、その際に上記特性値を上記制御目標値に加算して駆動制御する駆動モータ制御手段とを設けたものである。
【００１６】
この発明による画像形成装置は、上記の目的を達成するため、上記ベルト駆動制御装置を備え、上記エンドレスベルトとして、感光体ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、画像記録媒体搬送用ベルトのうちいずれか一つ以上をそのベルト駆動制御装置によって駆動制御するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によるエンコーダは、回転角速度と基準位置の両方を検出可能であって、発光部と受光部の少なくとも一方の数を減らしコスト低減を図ることができる。
また、この発明によるベルト駆動制御装置は、ディスクの偏心の影響を取り除きベルトの速度変動を安定化でき、しかも安価に提供することができる。
さらに、この発明による画像形成装置は、色ズレのない高品質のカラー画像を形成でき、しかも安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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具体的に説明する。
〔画像形成装置とベルト駆動制御装置の実施例〕
まず、図２および図３によって、この発明によるベルト駆動制御装置を備えた画像形成装置の実施例の構成について説明する。この画像形成装置は、直接転写方式の電子写真方式によりカラー画像を形成するカラーレーザプリンタ（以下単に「レーザプリンタ」という）であり、図２はそのレーザプリンタ全体の概略構成図である。
【００１９】
このレーザプリンタは、図２に示すように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（色を区別する必要がないときは「トナー像形成部１」という）が、図中の矢印Ａに沿って転写搬送ベルト６０が走行することによって転写紙Ｐが移動する方向における上流側（図で右下側）から順に配置されている。
この各トナー像形成部１はそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ（色を区別する必要がないときは「感光体ドラム１１」という）と、現像ユニット１２とを備えている。また、各トナー像形成部１の配置は、各感光体ドラム１１の回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００２０】
また、このレーザプリンタは、トナー像形成部１のほかに、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写紙（画像記録媒体）Ｐを担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送するエンドレスベルトである転写搬送ベルト（転写ベルトと画像記録媒体搬送用ベルトの機能を併せたもの）６０を備えたベルト駆動制御装置６、ベルト定着方式の定着ユニット７、および排紙トレイ８等を備えている。なお、ベルト駆動制御装置６は、後述する制御系を併せたものであり、また転写ユニットとしても機能するものである。
【００２１】
このレーザプリンタはさらに、手差しトレイ１４、トナー補給容器２２も備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。
光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備えており、画像データに基づいて各感光体ドラム１１の表面（外周面）にレーザ光を走査しながら照射する。
【００２２】
図３は、上述したベルト駆動制御装置６の概略構成を示す拡大図である。
このベルト駆動制御装置６で使用する転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層エンドレスベルト（無端状のベルト部材）であり、その材質は例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部１の感光体ドラム１１に接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６６に張架されている。
【００２３】
これら支持ローラ６１〜６６のうちの転写紙移動方向の上流側に位置する入口ローラ６１に対し、転写搬送ベルト６０を挟んでその外周面側で対向するように静電吸着ローラ８０が設けられている。この静電吸着ローラ８０には電源１８によって所定電圧が印加されており、２つのローラ６１，８０の間を通過した転写紙Ｐは帯電して転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。ローラ６３は転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、駆動モータ（後述）によって矢印Ｄの方向に回転される。
【００２４】
各感光体ドラム１１に対向する各転写位置において、転写電界を形成する転写電界形成手段としての転写バイアス印加部材２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ（色を区別する必要がないときは「転写バイアス印加部材２７」という）が転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように設けられている。これらの転写バイアス印加部材２７はスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ（色を区別する必要がないときは「転写バイアス電源９」という）からローラ心金に転写バイアス電圧が印加される。その印加された転写バイアス電圧の作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベルト６０の表面と感光体ドラム１１の表面との間に所定強度の転写電界が形成される。
【００２５】
また、上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体ドラム１１の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８を備えている。
各転写バイアス印加部材２７とそれらの近傍にそれぞれ配置されるバックアップローラ６８は、回動軸９４を中心として回動可能な揺動ブラケット９３にそれぞれ回転可能に保持されている。この揺動ブラケット９３は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印Ｅの方向に回動することによって時計方向に回動する。
【００２６】
前述した入口ローラ６１と静電吸着ローラ８０は一体的に、入口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図３の状態から時計方向に回動可能である。そして、揺動ブラケット９３に設けられた孔９５に、入口ローラブラケット９０に突設されたピン９２が嵌入しており、揺動ブラケット９３の回動と連動して入口ローラブラケット９０も回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、各転写バイアス印加部材２７とそれらの近傍にそれぞれ配置されるバックアップローラ６８は感光体ドラム１１から離され、入口ローラ６１と静電吸着ローラ８０も下方に移動する。これにより、黒（ブラック）トナーのみで画像を形成する時に、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能になっている。
【００２７】
一方、転写バイアス印加部材２７Ｋとその隣のバックアップローラ６８は出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心に回動可能になっている。このベルト駆動制御装置６をレーザプリンタ本体に着脱する際に、図示していないハンドルの操作により出口ブラケット９８を時計方向に回動させ、転写バイアス印加部材２７Ｋおよびバックアップローラ６８とともに転写搬送ベルト６０を、ブラック画像形成用の感光体ドラム１１Ｋから離間させることができる。
【００２８】
転写搬送ベルト６０の駆動ローラ６３に巻きつけられた部分の外周面には、図２に示すように、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着した残留トナー等の異物が除去される。
その転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３のすぐ下流側に、転写搬送ベルト６０の外周面を押し込むようにローラ６４を設け、駆動ローラ６３に対する転写搬送ベルト６０の巻き付け角を大きく確保している。また、ローラ６４のすぐ下流側には、転写搬送ベルト６０の内周面に接触し、押圧部材であるばね６９の付勢力により外側へ押圧して転写搬送ベルト６０にテンションを与えるテンションローラ６５が配設されている。
【００２９】
次に、このレーザプリンタによる画像形成動作について説明する。
このレーザプリンタによる画像形成時には、図２に示す給紙カセット３，４および手差しトレイ１４のいずれかより転写紙Ｐが給紙されて、図示しない搬送ガイドにガイドされながら一点鎖線で示す搬送経路に沿って搬送ローラによって搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。
【００３０】
一方、カラー画像形成時には４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、図２で時計方向に回転しており、それぞれ図示していない帯電部材によって表面が均一に帯電された後、その表面に光書込ユニット２によって、形成すべき画像の各色のデータによって変調されたレーザ光が照射走査され、それぞれ静電潜像が書き込まれる。その後現像ユニットによって各色のトナーによって現像され、各感光体ドラム１１の表面に各色のトナー像が形成される。
【００３１】
前述のようにレジストローラ対５に挟持されて一時停止された転写紙Ｐは、レジストローラ対５により所定のタイミングで送り出され、転写搬送ベルト６０に担持されて各トナー像形成部１に向けて順次搬送され、その各転写ニップを通過する。各トナー像形成部１の感光体ドラム１１上に形成される各色のトナー像は、それぞれ各転写ニップにおいて転写紙Ｐ上で重ね合わされるように順次作像タイミングをずらして作像されており、転写紙Ｐが各転写ニップを通過する際に上記転写電界とニップ圧の作用を受けて転写紙Ｐ上に転写される。この重ね合わせ転写により、転写紙Ｐ上にはフルカラートナー像が形成される。このトナー像転写後の各感光体ドラム１１の表面はクリーニング装置１３によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
【００３２】
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙Ｐは、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイド２１の回動姿勢に対応して、第１排紙方向Ｂまたは第２排紙方向Ｃに向かう。第１排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方、第２排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向けて搬送させるか、またはスイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。
【００３３】
以上のようにして、このレーザプリンタは転写紙Ｐにフルカラー画像を形成する。
このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色のトナー画像を高い位置精度で重ね合わせることが色ズレの発生を防止する上で重要である。しかしながら、ベルト駆動制御装置６で使用している駆動ローラ６３、入口ローラ６１、出口ローラ６２、転写搬送ベルト６０は、部品製造時に数十μｍ単位の製造誤差が発生する。この誤差により各部品が一回転した際に発生する変動成分が転写搬送ベルト６０に伝達され、転写紙の搬送速度に変動が生じてしまう。
【００３４】
この転写紙の搬送速度（転写搬送ベルト６０の回動速度）の変動により、各感光体ドラム１１上のトナー像を転写紙Ｐに転写する際に、それぞれタイミングに微妙なズレが生じ、副走査方向（転写紙の搬送方向）に色ズレが発生してしまう。特に１２００×１２００ＤＰＩ等の微小ドットで画像を形成する装置では、数μｍのタイミングのズレが色ズレとして目立ってしまう。
そこで、この実施例におけるベルト駆動制御装置６では、図３で右下部の従動ローラ（「右下ローラ」という）６６の軸上に設けたエンコーダの検出信号（出力パルス信号）によって右下ローラ６６の回転速度を検出し、駆動ローラ６３の回転をフィードバック制御することにより、転写搬送ベルト６０を一定速度で走行させるようにする。
【００３５】
図４は、転写搬送ベルト６０を透視してベルト駆動制御装置６の全体構成を示す斜視図である。
駆動ローラ６３はタイミングベルト３３を介して駆動モータ３２に連結しており、駆動モータ３２の回転速度に比例して回転駆動される。そして、この駆動ローラ６３の回転によって転写搬送ベルト６０が摩擦回動し、転写搬送ベルト６０が回動することによって右下ローラ６６が摩擦回転する。前述したように、この実施形態では、右下ローラ６６（対象ローラ）の軸上にエンコーダ３１を設けており、このエンコーダ３１の検出信号から検出した右下ローラ６６の回転速度に基づいて駆動モータ３２の速度制御を行っている。これは、前述したように、転写搬送ベルト６０の位置変動（回動速度変動）によって色ズレが発生するため、それを抑制するために行っている。
【００３６】
ここで、エンコーダ３１の構成について簡単に説明する。エンコーダ３１は右下ローラ６６の軸に固定されて同動回転するディスクを有しており、そのディスクの円周方向に沿って形成されている多数の反射部またはスリット（透光孔）に発光素子から照射した光を反射又は透光させ、それを受光素子に受光させることによって、右下ローラ６６の回転角度に応じた数のパルス信号（パルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号）を発生させるものである。そして、そのパルス信号を用いて右下ローラ６６の移動角（以下「角変位」と称す）及び回転角速度を検出することにより、駆動モータ３２の駆動量を制御する。
【００３７】
ところで、そのディスクを右下ローラ６６の軸に圧入するときの同軸穴の加工には数μｍの誤差が発生し、これをゼロにすることは実質的に不可能である。そのため、ディスクを右下ローラ６６の軸に取り付けるときに、その軸心とディスクの中心とが僅かにずれた状態で取り付けられることになり、その状態で右下ローラ６６が回転すると、右下ローラ６６は一定速度で回転しているにも関わらず、ディスクが偏心した状態で回転される。これをエンコーダセンサ（受光素子）で読み取ると、ディスクの１周期毎に角変位変動が発生する。
【００３８】
そしてこの角変位変動を含んだままのパルス信号を用いると、正確な駆動モータのフィードバック制御が行えず、転写搬送ベルト６０の位置変動（回動速度変動）でによって色ズレが発生してしまう。したがって、正確なフィードバック制御を行うためには、このエンコーダにおけるディスクの偏心の影響で発生する角変位誤差を検出する必要があり、そのためにはエンコーダに上記回転角速度を検出する以外にエンコーダの回転の基準位置を検出する構成も必要となる。そして、この発明によるエンコーダは、このような回転角速度と回転基準位置の両方を検出できるようにし、且つその製造コストの低減を図るものであるが、その構成については後に３つの実施例によって詳細に説明する。
【００３９】
図５は、このレーザプリンタにおける上述したベルト駆動制御装置６の駆動モータ制御部を含む制御部のハードウェア構成例を示すブロック図である。
ベルト駆動制御装置６の駆動モータ制御部は、エンコーダセンサ５３１（エンコーダ３１の回転角速度検出用の発光素子と受光素子とからなる）の出力パルス信号（回転パルス信号）およびマークセンサ５３２（エンコーダ３１の回転基準位置検出用の発光素子と受光素子とからなる）の出力パルス信号（基準マーク信号）に基づいて駆動モータ３２の駆動パルスをデジタル制御する。
【００４０】
その駆動モータ制御部を含む制御系６００は、ＣＰＵ６０１，ＲＡＭ６０２，ＲＯＭ６０３，ＩＯ制御部６０４，駆動モータＩＦ６０６，ドライバ６０７，検出ＩＯ部６０８，およびバス６０９によって構成されている。
ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３内のプログラムに基づいてパーソナルコンピュータ等の外部装置３８からの画像データの受信、およびその外部装置３８との間の制御コマンドの送受信の制御をはじめ、このレーザプリンタ全体の制御を行う中央処理装置である。
このＣＰＵ６０１には、ＲＡＭ６０２，ＲＯＭ６０３，ＩＯ制御部６０４，駆動モータＩＦ６０６，および検出ＩＯ部６０８がバス６０９を介して相互に接続されている。
ＲＡＭ６０２は、ＣＰＵ６０１が制御（処理）を行う際に利用するワークメモリや、画像データを展開する際の画像メモリとして使用される読み書き可能なメモリ（記憶手段）である。
【００４１】
ＲＯＭ６０３は、ＣＰＵ６０１が実行するプログラム等の固定データを格納している読み出し専用のメモリである。
ＩＯ制御部６０４は、ＣＰＵ６０１からの指示により、モータ，クラッチ，ソレノイド，センサ等の各負荷３９との間の信号の入出力を制御する。
モータ駆動ＩＦ６０６は、ＣＰＵ６０１からの駆動指令により、ドライバ６０７を介して転写搬送ベルト６０を回動させるための駆動モータ３２へ駆動パルス信号を出力することにより、駆動モータ３２の回転駆動を制御する。この回転駆動は、駆動パルス信号の周波数に応じて行われるため、転写搬送ベルト６０の回動速度の可変制御が可能となる。
【００４２】
エンコーダセンサ５３１の出力パルス信号は、検出ＩＯ部６０８に入力される。検出ＩＯ部６０８は、エンコーダセンサ５３１の出力パルスを処理して角変位（角回転速度）に対応するデジタル値に変換する。これは前述したエンコーダ３１のディスクの角変位に対応するデジタル値の信号であり、バス６０９を介してＣＰＵ６０１に送られる。
【００４３】
ここで、駆動モータＩＦ６０６，ドライバ６０７，ＲＡＭ６０２について、もう少し詳しく説明する。
駆動モータＩＦ６０６は、ＣＰＵ６０１からバス６０９を介して駆動指令（駆動周波数の指示を含む）を受けると、その駆動指令に基づいて指示された駆動周波数を有するパルス状の制御信号を生成し、それをドライバ６０７へ出力する。
【００４４】
ドライバ６０７は、パワー半導体素子（例えばトランジスタ）等によって構成されている。このドライバ６０７は、駆動モータＩＦ６０６から入力されるパルス状の制御信号に基づいて動作し、駆動モータ３２に駆動パルス信号を出力してパルス状の駆動電圧を印加する。その結果、駆動モータ３２は、ＣＰＵ６０１の駆動指令によって指示された駆動周波数に比例する速度で駆動制御される。これにより、エンコーダ３１のディスクの角変位が目標角変位になるように追値制御され、図４に示した右下ローラ６６が所定の角速度で等角速度回転する。このディスクの角変位は、エンコーダセンサ５３１と検出ＩＯ部６０８により検出され、ＣＰＵ６０１に取り込まれてフィードバック制御が繰り返される。
【００４５】
ＲＡＭ６０２は、ＣＰＵ６０１が制御を行う際のワークメモリや画像メモリとして使用される機能の他に、作像プロセスを実行しないで駆動モータ３２を一定速度で駆動した時に計測しておいた、エンコーダ３１のディスク偏心に対応したマークセンサ５３２によるマーク検出時からのディスク１回転分の検出角変位誤差を一定周期毎にサンプリングしたデータが格納されるデータメモリとしての機能を有している。
【００４６】
なお、ＲＡＭ６０２は揮発性メモリであるため、図示していないＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに、上記検出角変位誤差データから、エンコーダ３１のディスクの位相・振幅パラメータ（ディスク偏心の波形から傾き成分を除去した第１特性値）を算出して格納しておき、電源ＯＮ時もしくは駆動モータ３２の起動時等にＳＩＮ関数もしくは近似式を用いて、ディスク１回転分のデータをＲＡＭ６０２上に展開することもできる。
ところで、一般に駆動モータのフィードバック制御に用いられる比例制御演算では、前述したように制御周期毎の目標角変位と検出角変位の差に制御ゲインをかけて、駆動モータの駆動速度を制御するため、エンコーダのディスク偏心による検出角変位誤差が大きいと、より増幅して駆動モータを駆動してしまう。そのため、ディスクの１回転（１周期）毎に転写搬送ベルト６０の位置変動（回動速度の変動）が発生し、色ズレが発生してしまう。
【００４７】
そのため、この実施例のベルト駆動制御装置では、制御周期毎の目標角変位、実際にはエンコーダ３１の単位時間当りの角変位が一定となるような制御目標値である目標角変位に検出角変位誤差を加算したものを生成し、その目標角変位に一致するエンコーダ３１の角変位をエンコーダセンサ５３１によって検出し、ディスク偏心の影響を受けない比例制御演算を行って駆動モータ３２を駆動制御することにより、転写搬送ベルト６０の回動速度を一定にする。
【００４８】
この実施例によって、位置制御におけるエンコーダ３１のディスク偏心によって発生する転写搬送ベルト６０の回動速度を安定化する制御を、安価に且つ画像品位に応じて適切に行うことが可能になる。
なお、上述の実施例では、転写搬送ベルトの回動により従動回転する従動ローラのうちの右下ローラ６６にエンコーダを取り付けたが、他の従動ローラ又は転写搬送ベルトを回動させる駆動ローラにエンコーダを取り付けるようにしてもよい。
【００４９】
以上、この発明を、転写搬送ベルトを駆動制御するベルト駆動制御装置に適用した実施例について説明したが、この発明はこれに限らず、画像形成用の他のエンドレスベルト、例えば感光体ベルト，転写ベルト，中間転写ベルト，画像記録媒体搬送用ベルトのうちのいずれか一つ以上を駆動制御する駆動制御装置にも適用可能である。
すなわち、転写搬送ベルト６０上に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のレーザプリンタにおけるベルト駆動制御装置にこの発明を適用した例について説明したが、この発明が適用可能な画像形成装置およびベルト駆動制御装置はこの構成に限るものではない。
【００５０】
複数のローラに張架されたエンドレスベルトを、そのローラのうちの少なくとも１以上のローラによって回転駆動するベルト駆動制御装置を有する画像形成装置であれば、そのいずれのベルト駆動制御装置にも適用可能である。
また、前述の実施例では、転写搬送ベルト６０によって転写紙を搬送し、その転写紙上で感光体ドラムからの４色のトナー像を順次転写する直接転写方式のカラープリンタにこの発明を適用したが、中間転写ベルト上に４色のトナー像を転写して、４色重ね合わせた後に転写紙に一括して転写する間接転写方式のカラープリンタ等における中間転写ベルトの駆動制御装置にも、この発明を適用可能である。
さらに、前述の実施例では露光光源としてレーザー光を使用しているが、これに限ったものではなく、例えばＬＥＤアレイ等を光源として使用するものでもよい。
【００５１】
〔エンコーダの第１実施例〕
以下、上記ベルト駆動制御装置に用いられる回転パルス信号および基準マーク信号の両方を検出可能な、この発明によるエンコーダの第１実施例について説明する。この第１実施例のエンコーダは、１つの発光部から照射した光ビームをディスク上に形成した第１の反射帯と第２の反射帯に反射させ、その各反射光を２つの受光部がそれぞ受光することによって、それぞれ回転パルス信号と基準マーク信号を検出するものである。
図１は、このエンコーダの概略構成を示す模式図、図６は第１反射部と第２反射部を含むディスクの円周縁部の一部を示す平面図であり、図７は図６の一部を拡大して示す図である。
【００５２】
まず図１に示す第１実施例のエンコーダ１０１は、ディスク１０２、発光部１０３、光学系部材１０４、第１受光部１０５、第２受光部１０６、第１コンパレータ１０７及び第２コンパレータ１０８を有している。
ディスク１０２は、回転を検出する回転軸（前述したベルト駆動制御装置においては右下ローラ６６の軸）にその回転軸線ＣＬを一致させるようにして固設された円形平板であり、その一方の面上の円周縁部近傍には、図６及び図７に示すように径方向の位置が異なる円周領域に回転パルス用反射帯１０９と基準マーク用反射帯１１０が形成されている。なお、両図中において、ディスク１０２の回転方向は反時計方向（矢示Ｒ方向）となっている。
【００５３】
図６において、回転パルス用反射帯１０９は、ディスク１０２の一方の面における円周縁部の近傍に、円周方向に沿って交互に形成された多数の高反射部１１１とディスク１０２の表面の低反射部からなる環帯状の部分である。高反射部１１１は、全て同じ幅でディスク１０２の半径方向に長いほぼ矩形状の反射部であり、ディスク１０２の表面は光の反射率が０％に近い黒色の暗部であるのに対し、高反射部１１１は白色塗装やアルミニウム蒸着などにより反射率が１００％に近い明部となっている。また、各高反射部１１１はディスク１０２の円周方向に沿って等間隔に配置されている。これにより、回転パルス用反射帯１０９は、ディスク１０２上で円周方向に沿って高反射部部と低反射部が交互に放射状に形成された第１の反射帯を構成している。
【００５４】
また、基準マーク用反射帯１１０は、ディスク１０２の同じ面における回転パルス用反射帯１０９より半径方向で内側の円周位置で、円周方向の一箇所だけに基準マーク用の高反射部１１２が形成され、それ以外はディスク１０２の表面による低反射部からなる環帯状の部分である。その高反射部１１２は、回転パルス用反射帯１０９の高反射部１１１とほぼ同じ幅で半径方向に長い矩形状の反射部であって、反射率も１００％に近い明部となっている。これにより、基準マーク用反射帯１１０は、ディスク１０２上の第１の反射帯とは半径方向の位置が異なる円周上の一箇所に形成された高反射部とそれ以外の低反射部とからなる第２の反射帯を構成している。
【００５５】
そして、図７に示すように、基準マーク用の高反射部１１２はその回転方向の前方縁がすぐ外周側に位置する回転パルス用の高反射部１１１ａの円周方向の両縁部の間に位置している。つまり、基準マーク用の高反射部１１２は一つの回転パルス用の高反射部１１１と回転方向の前方縁の位置が間隔ｄだけずれている。
図１に示した発光部１０３は、例えば半導体レーザやＬＥＤなどのように僅かな電力を供給することによって連続的に発光して光ビームを照射するものであり、この第１実施例では１つだけ設けて、ディスク１０２上の回転パルス用反射帯１０９に対して垂直に光ビームを照射し続けるようになっている。
【００５６】
光学系部材１０４は、第１ハーフミラー１１３と第２ハーフミラー１１４の２つのハーフミラーからなっている。第１ハーフミラー１１３は、発光部１０３からディスク１０２に向かう光ビームの照射経路上に、その反射面をディスク１０２の面に対して４５°傾けて配設され、発光部１０３の発光による光ビームを透過してディスク１０２上の回転パルス用反射帯１０９に照射させ、その高反射部１１１による反射光は、ディスク１０２の面に平行に且つ回転中心へ向かう方向へ反射する。
【００５７】
第２ハーフミラー１１４は、この第１ハーフミラー１１３からの反射光の照射経路上に、その第１ハーフミラー１１４と線対称になる方向に４５°傾けてハ字状に配設されている。この第２ハーフミラー１１４はプリズムとしても機能し、第１ミラー１１３からの反射光を第１反射光と第２反射光に分光して、図１に破線矢印で示す第１反射光は透過して回転パルス用反射光として第１受光部１０５に受光させ、一点鎖線で示す第２反射光はディスク１０２上の基準マーク用反射帯１１０に向けて垂直に照射するように反射する。さらに、この第２ハーフミラー１１４は、基準マーク用反射帯１１０の高反射部１１２によって反射された第２反射光は透過して、基準マーク用反射光として第２受光部１０６に受光させる。
【００５８】
第１受光部１０５は、第２ミラー１１４で分光された第１反射光である回転パルス用反射光を受光して、その光量レベルに応じた電流を電圧に変換した受光信号を出力する受光素子である。
第２受光部１０６は、基準マーク用反射帯１１０で反射しれて第２ミラー１１４を透過した第２反射光である基準マーク用反射光を受光し、その光量レベルに応じた電流を電圧に変換した受光信号を出力する受光素子である。
【００５９】
第１コンパレータ１０７は、第１受光部１０５からの受光信号を第１閾値Ｖ１と比較して、ＴＴＬレベルなどの所定の電圧レベルの回転パルス信号を出力する。
第２コンパレータ１０８は、第２受光部１０６からの受光信号を第２閾値Ｖ２と比較して、第１コンパレータ１０７と同じ電圧レベルの基準マーク信号を出力する。
したがって、この第１コンパレータ１０７及び第２コンパレータ１０８は、第１受光部１０５の受光信号から回転パルス信号を検出し、第２受光部１０６の受光信号から基準マーク信号を検出する信号処理手段である。
【００６０】
このように構成したエンコーダ１０１の作動について説明する。
発光部１０３が光ビームを照射している間にディスク１０２が回転すると、回転パルス用反射帯１０９によって光ビームの全反射と非反射とが繰り返され、ディスク１０２の回転角速度に応じた周期でその反射光量が変化する。その反射光が、第１ハーフミラー１１３で反射され、第２ハーフミラー１１４を透過して回転パルス用反射光（第１反射光）となる。また、第１ハーフミラー１１３による反射光のうち第２ハーフミラー１１４によって反射された第２反射光は、基準マーク用反射帯１１０に照射され、その照射光のうちでディスク１０２の１回転毎に基準マーク用の高反射部１１２によって反射されて第２ハーフミラー１１４を透過する光は基準マーク用反射光となる。
【００６１】
なお、環帯状領域である基準マーク用反射帯１１０において第２反射光が照射する領域は、その外周側の各回転パルス用の高反射部１１１の円周方向領域とほぼ一致するものであり、それらと基準マーク用の高反射部１１２が重複する領域にだけ基準マーク用反射光が発生する。
【００６２】
図８（ａ）は、この第１実施例において第１受光部１０５が回転パルス用反射光を受光することによって出力する受光信号の波形図であり、同図（ｂ）は、第２受光部１０６が基準マーク用反射光を受光することによって出力する受光信号の波形図、同図（ｃ）は、第１コンパレータ１０７が第１受光部１０５の受光信号を第１閾値Ｖ１と比較処理することによって出力する回転パルス信号の波形図、同図（ｄ）は、第２コンパレータ１０８が第２受光部１０６の受光信号を第２閾値Ｖ２と比較処理することによって出力する基準マーク信号の波形図である。
【００６３】
図８（ａ）に示す第１受光部１０５が出力する受光信号は、回転パルス用反射帯１０９による反射光量の変化と同じ周波数のパルス波形で出力される。すなわち、ディスク１０２の回転角速度に比例した周波数のパルス信号として、もしくはディスク１０２の回転角変位に比例したパルス数のパルス信号として出力される。また、同図（ｂ）に示す第２受光部１０６が出力する受光信号は、ディスク１０２の１回転毎に１回だけパルス信号として出力される。
【００６４】
ここで、回転パルス用反射光は第１ハーフミラー１１３と第２ハーフミラー１１４における透過と反射を３回経ているのに対し、基準マーク用反射光は同じ第１ハーフミラー１１３と第２ハーフミラー１１４における透過と反射を４回経ているため、基準マーク用反射光の方が光量の減衰が大きく、図８（ｂ）に示す第２受光部１０６の受光信号のレベルは、同図（ａ）に示す第１受光部１０５の受光信号のレベルより低くなっている。例えば、第１ハーフミラー１１３と第２ハーフミラー１１４における透過率と反射率をそれぞれ５０％ずつとすると、回転パルス用反射光は発光部１０３から照射した直後の光ビームの光量の１／８に減衰されており、基準マーク用反射光は１／１６に減衰されていることになる。
【００６５】
そして、このようにパルス出力レベルが異なる各受光信号に対して、それぞれ第１コンパレータ１０７と第２コンパレータ１０８で比較処理することによって、図８（ｃ）及び（ｄ）に示すように回転パルス信号と基準マーク信号が同じレベルの２値化信号として検出される。各コンパレータ１０７、１０８に入力する比較電圧、つまり第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２は、それぞれ同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、各パルスのトップレベルとボトムレベルの間のレベルに設定すればよい。なお、第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２は必ずしも異ならせる必要はなく、同じレベルであってもよいが、実際にはＳＮ比を考慮してそれぞれ適切な電圧レベルで設定するのがよく、この例ではそれぞれトップレベルの１／２のレベルに設定している。
【００６６】
この第１実施例のエンコーダ１０１は、ディスク１０２を固設した回転軸の回転角速度（又は、回転角変位）に応じた回転パルス信号と、回転軸の回転基準位置に対応する基準マーク信号を検出することができるものであって、１つの発光部１０３を２つの受光部１０５、１０６に対して兼用するようにしたので、コストの低減を図ることができる。
【００６７】
また、図７においてディスク１０２がＲ方向に回転するのに対し、基準マーク用の高反射部１１２の回転方向の前方縁は、そのすぐ外周側に位置する回転パルス用の高反射部１１１ａの回転方向の前方縁より後方に間隔ｄだけずれて位置しているため、図８（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、基準マーク信号の立ち上がりエッジは回転パルス信号の立ち上がりエッジに遅れて検出されることになる。このため、各パルス信号を立ち上がりエッジで検出する場合には、回転パルス信号を検出した後の処理に時間的余裕を作ることができる。
例えば、図８（ｃ）に示す回転パルス信号を割り込み信号として使用してパルス数をカウントする場合に、割り込み処理には一定の時間がかかるので、その間は割り込み処理をマスクしなければならない。同図（ｄ）に示す基準マーク信号をカウンタクリアに使用する場合、割り込みマスク解除後に処理を実行するための余裕を作ることができる。
【００６８】
なお、上記構成においては、各回転パルス用の高反射部１１１は円周方向に同じ幅で形成され、それぞれ等間隔に配置されているが、それに限るものではない。例えば、第１受光部１０５の受光信号における各パルスを全て立ち上がりエッジで検出する場合には、各回転パルス用の高反射部１１１はそれぞれ回転方向の前方縁だけを等間隔に配置していればよく、その回転方向の幅は十分に光ビームを反射できる幅であればそれぞれ異なっていてもよい。それにより、隣り合う２つの回転パルス用の高反射部１１１の間隔が異なってもよい。同様に、第１受光部１０５の受光信号における各パルスを全て立ち下がりエッジで検出する場合には、各回転パルス用の各高反射部１１１はそれぞれ回転方向の後方縁だけを等間隔に配置していればよい。
【００６９】
また、この第１実施例のエンコーダ１０１において、回転パルス用反射帯１０９と基準マーク用反射帯１１０の各高反射部１１１，１１２の反射率は１００％に限るものではなく、また低反射部であるディスク１０２表面の反射率も０％に限るものではない。つまり、各反射帯１０９、１１０の高反射部１１１、１１２が光ビームの光量を減衰反射させたり、ディスク１０２の表面が光ビームを若干反射させても、高反射部と低反射部の反射率に十分大きな差があれば、第１受光部１０５と第２受光部１０６の各受光信号においてボトムレベルとトップレベルが明確に区別できるパルス波形が形成されることになり、各コンパレータ１０７，１０８は、それらのパルス状の受光信号をボトムレベルとトップレベルの間の適切な閾値で比較することによって、回転パルス信号と基準マーク信号を検出することができる。
【００７０】
また、このようにエンコーダ１０１が図５に示すエンコーダセンサ５３１及びマークセンサ５３２を有しており、回転パルス信号と基準マーク信号を個別に検出できるので、このエンコーダ１０１を備えた前述のベルト駆動制御装置６は、角変位誤差を特性値データとして記憶するために必要な基準位置を確実にかつ高い信頼性で得ることができる。
【００７１】
〔エンコーダの第２実施例〕
次に、この発明によるエンコーダの第２実施例について説明する。この第２実施例のエンコーダは、１つの発光部から照射した光ビームをディスク上に形成した第１の反射帯と第２の反射帯によって順に反射させ、１つの受光部がその反射光を受光し、その受光信号を２つの閾値で比較処理することによって回転パルス信号と基準マーク信号を検出するものである。
図９はこのエンコーダの概略構成を示す模式図であり、図１０は第１の反射帯と第２の反射帯を含むディスクの円周縁部の一部示す平面図であり、図１１は図１０の一部を拡大して示す図である。
【００７２】
まず図９に示す第２実施例のエンコーダ２０１は、ディスク２０２、発光部２０３、光学系部材２０４、受光部２０５、第１コンパレータ２０７及び第２コンパレータ２０８を有している。これらの各部は、前述した第１実施例の対応する各部と共通する点が多いので、それらの説明は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００７３】
ディスク２０２の同じ面上の円周縁部近傍には、図１０及び図１１に示すように第１実施例とほぼ同じ第１の反射帯である回転パルス用反射帯２０９と、第２の反射帯である基準マーク用反射帯２１０とが形成されている。ここで、図１１に示すように、基準マーク用反射帯２１０の高反射部２１２の回転方向（矢示Ｒ方向）の後方縁が、そのすぐ外周側の回転パルス用反射帯２０９の高反射部２１１ａの後方縁との位置が一致している点で第１実施例と異なっている。また、回転パルス用の高反射部２１１及び基準マーク用の高反射部２１２は、第１実施例と同様にそれぞれ反射率が１００％近いが、ディスク２０２の表面の低反射部の反射率は５０％程度になっている。
【００７４】
光学系部材２０４は、第１ハーフミラー２１３と第２ハーフミラー２１４の２つのハーフミラーからなっており、これらは第１実施例における第１ハーフミラー１１３及び第２ハーフミラー１１４と同様に、ディスク２０２の回転パルス用反射帯２０９と基準マーク用反射帯２１０に対向する位置に、ディスク面に対して互いに反対方向に４５°傾斜してハ字状に配設されている。その第１ハーフミラー２１３は、発光部２０３の発光による光ビームを透過してディスク２０２上の回転パルス用反射帯２０９に照射させ、その回転パルス用反射帯２０９による反射光はディスク面に平行に中心方向に向けて反射させる。第２ハーフミラー２１４は、第１ハーフミラー２１３による反射光をディスク２０２上の基準マーク用反射帯２１０に向けて垂直に照射するよう反射し、その基準マーク用反射帯２１０による反射光はそのまま透過させる。
【００７５】
受光部２０５は、基準マーク用反射帯２１０から反射して第２ハーフミラー２１４を透過した光ビームを受光し、その光量レベルに応じた電流を電圧に変換して受光信号を出力する受光素子である。
第１コンパレータ２０７及び第２コンパレータ２０８は、同じ受光部２０５からの受光信号を入力し、それぞれ異なる第１閾値Ｖ３及び第２閾値Ｖ４と比較することによって回転パルス信号と基準マーク信号を出力する。これらの第１コンパレータ２０７及び第２コンパレータ２０８は、受光部２０５の受光信号から回転パルス信号と基準マーク信号を検出する信号処理手段である。
【００７６】
このように構成した第２実施例のエンコーダの作動について説明する。
発光部２０３が光ビームを照射している間にディスク２０２が回転することによって、回転パルス用反射帯２０９によって全反射と減衰反射が交互に繰り返され、ディスク２０２の回転角速度に応じた周期で反射光量が変化する。なお、この回転パルス用反射帯２０９からの反射光量は、第１実施例の場合とは異なり、高反射部１１１での全反射による高い光量レベルとディスク２０２の表面（低反射部）での減衰反射による低い光量レベルの間で変化する。
【００７７】
この反射光が第１ハーフミラー２１３と第２ハーフミラー２１４によって反射されて基準マーク用反射帯２１０に照射される。そして、その基準マーク用反射帯２１０による反射光、すなわち受光部２０５によって受光される光量は、回転パルス用反射帯２０９の高反射部２１１によって全反射され、基準マーク用反射帯２１０の高反射部２１２によっても全反射された場合の最も高いレベルと、回転パルス用反射帯２０９の高反射部２１１によって全反射され、基準マーク用反射帯２１０の低反射部で減衰反射さた場合の次に高いレベルと、回転パルス用反射帯２０９と基準マーク用反射帯２１０の両方の低反射部で減衰反射された低いレベルの３つのレベルの間で変化する。
【００７８】
この照射光中の高いレベルのパルスのうちでディスク２０２の１回転毎に基準マーク用の高反射部２１２で全反射した最も高いレベルのパルスと、それ以外にディスク２０２の表面で減衰された次に高いレベルのパルスと、その他の最も低いレベルのパルスとが混在した状態（後述する）で反射し、この反射光が第２ハーフミラー２１４を透過して受光部２０５に受光される。なお、第１実施例と同様に、図１１に示す基準マーク用の高反射部２１２とそのすぐ外周側の回転パルス用の高反射部２１１ａとが円周方向で重複する領域だけ反射光量が最も高いレベルになる。
【００７９】
図１２（ａ）は、この第２実施例において受光部２０５が基準マーク用反射帯２１０からの反射光を受光することによって出力する受光信号の波形図であり、同図（ｂ）は第１コンパレータ２０７が受光部２０５の受光信号を第１閾値電圧Ｖ３と比較処理することによって出力する回転パルス信号の波形図、同図（ｃ）は第２コンパレータ２０８が受光部２０５の受光信号を第２閾値電圧Ｖ４と比較処理することによって出力する基準マーク信号の波形図である。
【００８０】
受光部２０５による受光信号は、図１２（ａ）に示すように常に０より高い３段階のレベルを持つパルス波形となっている。最も高い第１トップレベルＬ１のパルスは、回転パルス用反射板２１１ａと基準マーク用の高反射部２１２の両方で全反射された光ビームを受光部２０５が受光したときにの発生し、次に高い第２トップレベルＬ２のパルスは回転パルス用の高反射部２１１で全反射され、基準マーク用の反射帯２１０の低反射部（ディスク２０２表面）で減衰反射された光ビームを受光したときに発生する。それら以外の場合は最も低いボトムレベルＬ３になる。
【００８１】
そして、この３つのレベルのパルスが混在した受光信号に対して、第１コンパレータ２０７が第２トップレベルＬ２とボトムレベルＬ３の間のレベルに設定された第１閾値Ｖ３と比較処理することによって、図１２（ｂ）に示すように回転パルス信号を２値化して検出する。また、第２コンパレータ２０８が同じ受光信号に対して、第１トップレベルＬ１と第２トップレベルＬ２の間のレベルに設定された第２閾値Ｖ４と比較処理することによって、図１２（ｃ）に示すように基準マーク信号だけを２値化して検出する。
【００８２】
このように、この第２実施例のエンコーダは、ディスク２０２を固設した回転軸の回転角速度（又は、回転角変位）に応じた回転パルス信号と、回転軸の回転基準位置に対応する基準マーク信号を検出することができ、しかも、高価な発光部と受光部を一組設けるだけですむため、第１実施例よりもさらにコストの低減を図ることができる。
また、この第２実施例においても、図１２（ｃ）に示す基準マーク信号の立ち上がりエッジが同図（ｂ）に示す回転パルス信号の立ち上がりエッジに遅れて検出されることになる。このため、各パルス信号を立ち上がりエッジで検出する場合には、第１実施例と同様に回転パルス信号を検出した後の処理に時間的余裕を作ることができる。
【００８３】
ここで、受光部２０５の受光信号における３つのレベルと、第１閾値Ｖ３及び第２閾値Ｖ４の設定についてさらに詳しく説明する。第１トップレベルＬ１は、受光部２０５による基準マーク用の高反射部２１１からの反射光に対応する受光信号のレベルである。そして、回転パルス用反射帯２０９の低反射部（ディスク２０２表面）における光の反射率を第１減衰反射率とし、基準マーク用反射帯２１０の低反射部（ディスク２０２表面）における光の反射率を第２減衰反射率とした場合、理論的には、第２トップレベルＬ２は第１トップレベルに第２減衰反射率を積算した値のレベルであり、ボトムレベルＬ３は第２トップレベルに第１減衰反射率を積算した値のレベルである。
【００８４】
これにより、回転パルス用反射帯２０９と基準マーク用反射帯２１０の各高反射部２１１，２１２の反射率が１００％より低い場合や、各反射帯２０９，２１０の低反射部であるディスク２０２表面の反射率すなわち前述の第１減衰反射率及び第２減衰反射率が５０％以外の場合であっても、各高反射部に充分な反射率があり、各高反射部と低反射部の反射率に十分大きな差があれば、受光信号において３つのレベルが明確に区別できるパルス波形が形成されることになる。そしてＳＮ比を考慮して、第１閾値Ｖ３は第２トップレベルＬ２とボトムレベルＬ３の中間のレベルに設定すればよく、第２閾値Ｖ４は第１トップレベルＬ１と第２トップレベルＬ２の中間のレベルに設定すればよい。
【００８５】
なお、第２実施例の場合は、第１ハーフミラー２１３と第２ハーフミラー２１４の反射率をそれぞれ５０％とすると、第１トップレベルとなる受光部２０５の受光量は発光部１０３からの照射光量の１／１６に減衰されており、第２トップレベルとなる受光量は１／３２、ボトムレベルとなる受光量は１／６４に減衰されていることになる。
また、回転パルス信号における各パルスを全て立ち下がりエッジで検出する場合には、それらの立下りエッジの間隔を一定にするために、図１０に示す基準マーク用の高反射部２１２とそのすぐ外周側の回転パルス用の高反射部２１１ａの回転方向の後方縁の位置を一致させることが必要になる。
【００８６】
〔エンコーダの第３実施例〕
次に、この発明によるエンコーダの第３実施例について説明する。この第３実施例のエンコーダは、１つの発光部から照射した光ビームをディスクに形成した第１透光帯と第２透光帯に照射させ、その第１透光帯と第２透光帯の各スリットからの透過光を２つの受光部によってそれぞれ受光することによって、回転パルス信号と基準マーク信号を検出するものである。
図１３は、そのエンコーダの概略構成を示す模式図であり、図１４は第１透光帯と第２透光帯を含むディスクの円周縁部の一部を示す平面図であり、図１５は図１４の一部を拡大して示す図である。
【００８７】
この図１３に示す第３実施例のエンコーダは、ディスク３０２、発光部３０３、光学系部材３０４、第１受光部３０５、第２受光部３０６、第１コンパレータ３０７及び第２コンパレータ３０８を有している。これらの各部は、前述した第１実施例の対応する各部と共通する点が多いのでそれらについては説明を省略し、相違する構成についてのみ説明する。
【００８８】
ディスク３０２の円周縁部近傍には、図１４及び図１５に示すように、第１実施例の回転パルス用反射帯１０９と基準マーク用反射帯１１０と同様な配置で、第１の透孔帯である回転パルス用透光帯３０９と、第２の透孔帯である基準マーク用透光帯３１０が形成されている。
回転パルス用透光帯３０９は、第１実施例の回転パルス用反射帯１０９における複数の高反射部１１１の代わりに、それと同じ配置と形状で、光を透過するスリット３１１が形成されている。また、基準マーク用透光帯３１０にも、第１実施例の基準マーク用反射帯１１０の高反射部１１２と同じ配置と形状で、光を透過するスリット３１２が形成されている。また、ディスク３０２は光を遮断する不透明な材料からなっている。
【００８９】
この第３実施例の発光部３０３は発光による光ビームを、ディスク３０２の回転パルス用透光帯３０９に対して垂直に照射する。
光学系部材３０４は、ディスク３０２の面に対して反対方向に４５°傾けてハ字状に配置されたハーフミラー３１３とミラー３１４からなっており、ハーフミラー３１３はプリズムとしても機能するものであって、その透過率と反射率はそれぞれ５０％であり、ミラー３１４の反射率は１００％である。ハーフミラー３１３は、発光部１０３から照射されて回転パルス用透光帯３０９を透過した光ビームを第１透過光と第２透過光に分光し、図１３に破線で示す第１透過光だけを透過して回転パルス用透過光とし、一点鎖線で示す第２透過光はディスク３０２の面に平行に回転中心に向けて反射させる。
【００９０】
ミラー３１４は、このハーフミラー３１３からの反射光をディスク３０２の基準マーク用透光帯３１０に向けて垂直に照射させるように反射する。そしてこの反射光が基準マーク用透光帯３１０を透過して基準マーク用透過光となる。
第１受光部３０５は、ハーフミラー３１３で分光された第１透過光である回転パルス用透過光を受光して、その光量レベルに応じた電流を電圧に変換した受光信号を出力する。
第２受光部３０６は、基準マーク用透光帯３１０を透過した基準マーク用透過光を受光し、その光量レベルに応じた電流を電圧に変換した受光信号を出力する受光素子である。
【００９１】
このように構成した第３実施例のエンコーダの作動について説明する。
発光部３０３が光ビームを照射している間にディスク３０２が回転すると、回転パルス用透光帯３０９の光ビーム照射部位でスリット３１１による完全透過とディスク３０２による完全遮光とが繰り返され、ディスク３０２の回転角速度に応じた周期で光ビームが透過する。この透過光が、ハーフミラー３１３で分光され、そのまま透過した第１透過光が回転パルス用透過光となる。また、ハーフミラー３１３によって反射された第２透過光がミラー３１４によって反射されて基準マーク用透光帯３１０に照射され、ディスク３０２の１回転毎に基準マーク用のスリット３１２を透過した光が基準マーク用透過光となる。
【００９２】
なお、円環状領域である基準マーク用透光帯３１０において第２透過光が照射する領域は、そのすぐ外周側の各回転パルス用のスリット３１１の円周方向領域とほぼ一致する領域だけであり、それらと基準マーク用のスリット３１２が重複する領域でだけ基準マーク用透過光が発生する。
【００９３】
図１６（ａ）は、この第３実施例において第１受光部３０５が回転パルス用透過光を受光することによって出力する受光信号の波形図であり、同図（ｂ）は第２受光部３０６が基準マーク用透過光を受光することによって出力する受光信号の波形図、同図（ｃ）は第１コンパレータ３０７が第１受光部３０５の受光信号を第１閾値Ｖ５と比較処理することによって出力する回転パルス信号の波形図、同図（ｄ）は第２コンパレータ３０８が第２受光部３０６の受光信号を第２閾値Ｖ６と比較処理することによって出力する基準マーク信号の波形図である。
【００９４】
図１６（ａ）に示す第１受光部３０５が出力する受光信号は、回転パルス用透過光の光量変化と同じ周波数のパルス波形で出力される。すなわち、ディスク３０２の回転角速度に比例した周波数のパルス信号として、もしくはディスク３０２の回転角変位に比例したパルス数のパルス信号として出力される。また、同図（ｂ）に示す第２受光部３０６が出力する受光信号は、ディスク３０２の１回転毎に１回だけのパルス信号として出力される。ここで、回転パルス用透過光はハーフミラー３１３による５０％の減衰透過のみを経ており、基準マーク用透過光はハーフミラー３１３による５０％の減衰反射とミラー３１４による略１００％の完全反射を経ているため、回転マーク用透過光と基準マーク用透過光は略同じ光量レベル（発光部３０３による照射光量の略１／２）となっている。
【００９５】
そして、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すようにパルスの出力レベルが同じ各受光信号に対して、それぞれ第１コンパレータ３０７と第２コンパレータ３０８によって比較処理を行うことによって、同図（ｃ）及び（ｄ）に示すように、回転パルス信号と基準マーク信号が同じ所定レベルの２値化信号として検出される。なお、同図（ａ）及び（ｂ）では、それぞれ破線で示す第１閾値Ｖ５と第２閾値Ｖ６を同じレベルに設定しているが、それぞれ各受光信号のパルスのトップレベルとボトムレベルの間に設定すれば異ならせてもよく、実際にはＳＮ比を考慮してそれぞれ適切な電圧レベル、例えば略１／２のレベルに設定するのがよい。
【００９６】
このように、この第３実施例のエンコーダによっても、第１実施例と同様の効果を得ることができる。また、基準マーク用のスリット３１２の回転方向の前方縁の位置が、そのすぐ外周側に位置する回転パルス用のスリット３１１ａの回転方向の前方縁より後方に間隔ｄだけずれていることによる効果についても、第１実施例と同様である。
また、この第３実施例のエンコーダにおいて、回転パルス用透光帯３０９と基準マーク用透光帯３１０の各スリット３１１，３１２は、光の透過率が１００％であるものに限らず、光ビームの一部がスリット３１１，３１２を透過できずにその分だけ光量が減少したり、スリットに透光材がはめ込まれてそれによる光量の減衰が生じるものでもよい。
【００９７】
また、ディスク３０２の回転パルス用透光帯３０９と基準マーク用透光帯３１０を形成する部分のスリット３１１，３１２以外の部分の透過率も０％に限るものではなく、多少の透孔性を有する材料形成されていいても、スリット３１１，３１２の部分との間に透過率に十分な差があれば、第１受光部３０５と第２受光部３０６の各受光信号においてボトムレベルとトップレベルが明確に区別できるパルス波形が形成されることになり、各コンパレータ３０７，３０８はそれらをボトムレベルとトップレベルの間の適切なレベルの閾値と比較して、回転パルス信号と基準マーク信号を検出することができる。
【００９８】
以上で各実施例の説明を終了するが、上述の各実施例に共通して、各種の仕様や構成は上述したものに限定されることはなく、この発明の主旨に沿った範囲内で種々に変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
この発明によるエンコーダは、回転軸の回転角速度と回転基準位置の両方を検出する検出部に適用することができ、この発明によるベルト駆動制御装置は、各種のエンドレスベルトを高精度で駆動制御する装置に適用することができる。
そして、この発明によるエンコーダは、発光部と受光部の少なくとも一方の数を減らしてコスト低減を図ることができ、ディスクの偏心の影響を取り除いてベルトの速度変動を安定化できるベルト駆動制御装置を安価に提供することができる。さらに、画像形成装置にこのベルト駆動制御装置を用いて、色ズレのない高品質のカラー画像を形成できるプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置を安価に提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】この発明によるエンコーダの第１実施例の概略構成を示す模式図である。
【図２】この発明による画像形成装置の一実施例であるレーザプリンタの機構部全体の概略構成図である。
【図３】図１におけるベルト駆動制御装置６の構成を示す拡大図である。
【図４】同じくそのベルト駆動制御装置を転写搬送ベルトを透視して示す斜視図である。
【図５】図１に示したレーザプリンタにおけるベルト駆動制御装置の駆動モータ制御部を含む制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【０１０１】
【図６】この発明によるエンコーダの第１実施例における第１反射部と第２反射部を含むディスクの円周縁部の一部を示す平面図である。
【図７】図６の一部を拡大して示す図である。
【図８】図１における第１受光部及び第２受光部による各受光信号と第１コンパレータが出力する回転パルス信号及び第２コンパレータが出力する基準マーク信号の各波形図である。
【０１０２】
【図９】この発明によるエンコーダの第２実施例の概略構成を示す模式図である。
【図１０】同じくその第１反射部と第２反射部を含むディスクの円周縁部の一部を示す平面図である。
【図１１】図１０の一部を拡大して示す図である。
【図１２】図９における受光部の受光信号と第１コンパレータが出力する回転パルス信号及び第２コンパレータが出力する基準マーク信号の各波形図である。
【０１０３】
【図１３】この発明によるエンコーダの第３実施例の概略構成を示す模式図である。
【図１４】同じくその第１透光部と第２透光部を含むディスクの円周縁部の一部を示す図である。
【図１５】図１４の一部を拡大して示す図である。
【図１６】図１３における第１受光部及び第２受光部の各受光信号と第１コンパレータが出力する回転パルス信号及び第２コンパレータが出力する基準マーク信号の各波形図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ｙ，1Ｍ，1Ｃ，1Ｋ：トナー像形成部    ６：ベルト駆動制御装置
３０：目標角変位生成部    ３１：エンコーダ    ３２：駆動モータ
６０：転写搬送ベルト      ６３：駆動ローラ    ６６：右下ローラ(従動ローラ)
１０１，２０１，３０１：エンコーダ    １０２，２０２，３０２：ディスク
１０３，２０３，３０３：発光部    １０４，２０４，３０４：光学系部材
１０５，３０５：第１受光部    １０６，３０６：第２受光部    ２０５：受光部
１０７，２０７，３０７：第１コンパレータ（信号処理手段）
１０８，２０８，３０８：第２コンパレータ（信号処理手段）
１０９，２０９：回転パルス用反射帯（第１の反射帯）
１１０，２１０：基準マーク用反射帯（第２の反射帯）
１１１，２１１：回転パルス用の高反射部    １１２，２１２：基準マーク用の高反射部
１１３，２１３：第１ハーフミラー    １１４，２１４：第２ハーフミラー，
【０１０５】
３０９：回転パルス用透光帯    ３１０：基準マーク用透光帯
３１１：回転パルス用のスリット  ３１２：基準マーク用のスリット
３１３：ハーフミラー    ３１４：ミラー
５３１：エンコーダセンサ    ５３２：マークセンサ
６００：制御系    ６０１：ＣＰＵ    ６０２：ＲＡＭ    ６０３：ＲＯＭ
６０４：ＩＯ制御部    ６０６：駆動モータＩＦ    ６０７：ドライバ
６０８：検出ＩＯ部    ６０９：バス
Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５：第１閾値    Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６：第２閾値
【図１】
2006250903.tif 000003
【図２】
2006250903.tif 000004
【図３】
2006250903.tif 000005
【図４】
2006250903.tif 000006
【図５】
2006250903.tif 000007
【図６】
2006250903.tif 000008
【図７】
2006250903.tif 000009
【図８】
2006250903.tif 000010
【図９】
2006250903.tif 000011
【図１０】
2006250903.tif 000012
【図１１】
2006250903.tif 000013
【図１２】
2006250903.tif 000014
【図１３】
2006250903.tif 000015
【図１４】
2006250903.tif 000016
【図１５】
2006250903.tif 000017
【図１６】
2006250903.tif 000018