(57)【要約】【課題】  ベルトの高精度停止位置制御を実現できるようにする。【解決手段】  ベルト駆動制御装置のＣＰＵは、記録媒体搬送ベルト２１の等速制御時，起動制御時，加速制御時，減速制御時に、記録媒体搬送ベルト２１の周動を直接検出する直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を検出する。そして、その算出結果とその各出力パルスのいずれかとに基づいて記録媒体搬送ベルト２１の駆動制御を行う。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトを駆動制御するベルト駆動装置において、
前記ベルトの周動を直接検出する複数の直接エンコーダセンサと、
その各直接エンコーダセンサの出力パルスのいずれかに基づいて前記ベルトの駆動制御を行う駆動制御手段と、
該駆動制御手段による前記ベルトの等速制御時に、前記各直接エンコーダセンサの出力パルスの位相差を検出する位相差検出手段とを設け、
前記駆動制御手段は、前記位相差検出手段による検出結果も用いて前記駆動制御を行うことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト駆動装置において、
前記位相差検出手段は、前記駆動制御手段による前記ベルトの起動制御時，加速制御時，又は減速制御時に、前記各直接エンコーダセンサの出力パルスの位相差を検出する手段を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のベルト駆動装置において、
前記ベルトの周動を間接的に検出する間接エンコーダセンサを備え、
前記位相差検出手段は、前記位相差を前記間接エンコーダセンサの出力パルスをカウントすることによって検出することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のベルト駆動装置において、
前記位相差の履歴を記憶する位相差履歴記憶手段を設けたことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のベルト駆動装置と、該ベルト駆動装置によって駆動される画像形成用のベルトとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記ベルトが、記録媒体搬送ベルト，感光体ベルト，転写ベルト，中間転写ベルトのうちの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、記録紙等の記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルト等のベルトを駆動制御する（回動させる）ベルト駆動装置、およびそのベルト駆動装置を備えたカラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の画像形成装置として、インクジェット記録方式を用いて記録媒体に画像形成を行うものがあるが、近年、そのインクジェット記録方式の世界では、インクの耐光性，経時劣化性の改善により、インクが染料系から顔料系に変わり、しかもインク粘度の高粘度化が進んでいる。そのため、記録紙へのにじみが激減したが、逆にインク滴の記録紙着弾位置の位置ズレ精度の悪さが見た目に良く分かるようになった（白スジ，黒スジ，バンディング等）。特に、副走査方向の記録紙搬送時の停止位置精度の寄与率が大きいため、精度アップが必要不可欠の技術課題となってきた。
【０００３】
インクジェット記録方式の画像形成装置の副走査記録紙搬送機構においては、従来、砥石搬送ローラや搬送ベルトによる搬送方法が一般的であり、これらの送り量制御には、搬送ローラ軸上にコードホイールを設置し、その値をエンコーダセンサで読み取り制御を行う方法が一般的である。
【０００４】
一方、例えば特許文献１に見られるように、２つのエンコーダセンサを備え、その各エンコーダセンサのパルス情報を立ち上げ時と等速時等で切り替えて使用することにより、ベルトの安定した位置制御を行うようにした制御装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２５３１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したインクジェット記録方式の副走査記録紙搬送機構では、搬送ローラの偏心，振れ，温度変化や駆動プーリ，コードホイールの偏心，振れ，搬送ベルトの厚み偏差等の部品精度、組付け精度の影響等の積み上げにより、精度の良い停止位置制御を行うのが難しいという欠点があった。
そこで、特許文献１に記載の技術を用いることも考えられるが、それは２つのエンコーダセンサのパルス情報を単に切り替えてベルトの駆動制御（位置制御）を行っているに過ぎず、高精度停止位置制御には向かない。
【０００６】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ベルトの高精度停止位置制御を実現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】
【０００７】
この発明は、上記の目的を達成するため、以下のベルト駆動装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
請求項１の発明によるベルト駆動装置は、ベルトを駆動制御するベルト駆動装置において、上記ベルトの周動を直接検出する複数の直接エンコーダセンサと、その各直接エンコーダセンサの出力パルスのいずれかに基づいて上記ベルトの駆動制御を行う駆動制御手段と、該駆動制御手段による上記ベルトの等速制御時に、上記各直接エンコーダセンサの出力パルスの位相差を検出する位相差検出手段とを設け、上記駆動制御手段が、上記位相差検出手段による検出結果も用いて上駆動制御を行うものである。
【０００８】
請求項２の発明によるベルト駆動装置は、請求項１のベルト駆動装置において、上記位相差検出手段に、上記駆動制御手段による上記ベルトの起動制御時，加速制御時，又は減速制御時に、上記各直接エンコーダセンサの出力パルスの位相差を検出する手段を備えたものである。
請求項３の発明によるベルト駆動装置は、請求項１又は２のベルト駆動装置において、上記ベルトの周動を間接的に検出する間接エンコーダセンサを備え、上記位相差検出手段が、上記位相差を上記間接エンコーダセンサの出力パルスをカウントすることによって検出するものである。
【０００９】
請求項４の発明によるベルト駆動装置は、請求項１〜３のいずれかのベルト駆動装置において、上記位相差の履歴を記憶する位相差履歴記憶手段を設けたものである。
請求項５の発明による画像形成装置は、請求項１〜４のいずれかのベルト駆動装置と、該ベルト駆動装置によって駆動される画像形成用のベルトとを備えたものである。
請求項６の発明による画像形成装置は、請求項５の画像形成装置において、上記ベルトを、記録媒体搬送ベルト，感光体ベルト，転写ベルト，中間転写ベルトのうちのいずれか一つ以上としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ベルト駆動装置が、ベルトの等速制御時に各直接エンコーダセンサの出力パルスの位相差を検出し、その検出結果とその各出力パルスのいずれかとに基づいてベルトの駆動制御を行うので、ベルトの停止位置制御を温度変化や経時変化に関係なく高精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
まず、この発明の一実施形態であるインクジェット記録方式の画像形成装置に用いるエンジン内のベルト駆動装置の制御系の構成について、図１を参照して説明する。
図１は、そのベルト駆動装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【００１２】
このベルト駆動装置は、ＣＰＵ１，ＲＯＭ２，ＲＡＭ３，操作表示部４，位置制御カウンタ部５，システムバス６，駆動制御部７，ドライバ部８，モータ９，エンコーダセンサ入力部１０，直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂ，間接エンコーダセンサ１２，ゴミ・つなぎ目センサ１３，および不揮発性メモリ１５を備えている。
ＣＰＵ１は、このベルト駆動装置全体を統括的に制御する中央処理装置である。このＣＰＵ１は、後述する制御プログラムを実行し、必要に応じて位置制御カウンタ部５や不揮発性メモリ１５を用いることにより、この発明に関わる機能（駆動制御手段，位相差検出手段，位相差履歴記憶手段としての機能）を実現できる。
【００１３】
ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１が実行する制御プログラムを格納している読み出し専用の記憶手段（メモリ）である。
ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１が実行するプログラムを展開し、各種処理を行う際の作業領域等として使用する読み書き可能な記憶手段である。
操作表示部４は、各種指示を行うための操作部と、各種情報を表示する表示部とからなる。
【００１４】
位置制御カウンタ部５は、直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂ，間接エンコーダセンサ１２の出力パルスをカウントするなど、後述する記録媒体搬送ベルトの位置制御を行うためのカウント（処理計測処理）を行う。
システムバス６は、ＣＰＵ１，ＲＯＭ２，ＲＡＭ３，操作表示部４，位置制御カウンタ部５，駆動制御部７，エンコーダセンサ入力部１０，および不揮発性メモリ１５を相互に接続する。
駆動制御部７は、ＤＣモータを駆動制御するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号、あるいはステッピングモータを駆動制御するためのパルス信号（ステッピングモータの各励磁相を励磁するための信号）を発生する。
【００１５】
ドライバ部８は、モータ駆動回路であり、駆動制御部７からのＰＷＭ信号又はパルス信号に応じてモータ９を駆動する。
モータ９は、ＤＣモータ又はステッピングモータである。
エンコーダセンサ入力部１０は、入力信号のチャタリングを取り除いたりする。
直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂはそれぞれ、記録媒体搬送ベルトのベルトスケール（後述する）を読むことにより、その記録媒体搬送ベルトの周動を直接検出して対応するパルス信号を出力する。
【００１６】
間接エンコーダセンサ１２は、コードホイールのロータリスケール（後述する）を読むことにより、記録媒体搬送ベルトの周動を間接的に検出して対応するパルス信号を出力する。
なお、直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂより間接エンコーダセンサ１２の方が分解能（検出精度）が高い。
ゴミ・つなぎ目センサ１３は、記録媒体搬送ベルトのゴミやつなぎ目を検出して対応する信号を出力する。
不揮発性メモリ１５は、直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差の履歴や、他の情報を記憶保持する記憶手段である。
【００１７】
次に、このベルト駆動装置の駆動系の構成について、図２を参照して説明する。
図２は、このベルト駆動装置の駆動系の概要を示す図である。
記録媒体搬送ベルト２１は、記録紙等の記録媒体を搬送するものであり、搬送ローラ２２と従動ローラ２３との間に掛け渡されている。この記録媒体搬送ベルト２１の内周面（裏面）には、例えばその回動方向（移動方向）に沿って反射部（白ライン）と遮光部（黒ライン）とを等間隔で交互に形成したベルトスケール（図示省略）を備えている。搬送ローラ２２は、モータ９によりベルト２４を介して回転される。
【００１８】
ガラススケール２５は、直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂを固定するものであり、経時変化および温度変化の影響が記録媒体搬送ベルト２１に比べて極めて小さい材質のガラスを用いて作製している。なお、それと同様な材質の材料を用いるであれば、直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂをガラススケール２５以外のもので固定しても勿論よい。
直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂは、いずれもＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子とを備え、発光素子で発光し、ベルトスケールの反射部を反射光の受光によって検出するようにしているため、記録媒体搬送ベルト２１の回動（移動）時に反射部の有無により連続的に変調されたパルス信号（パルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号）を出力することができる。
【００１９】
この実施形態では、記録媒体搬送ベルト２１は記録媒体をダイレクトに搬送するので、直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルス（直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂが記録媒体搬送ベルト２１のベルトスケールを読むことによって発生するパルス信号）をカウントすることにより、誤差なしに記録媒体搬送ベルト２１の位置制御を行って記録媒体の搬送を行うことが可能になる。
搬送ローラ２２と同軸上に設けられたコードホイール２６の外周面には、例えばベルトスケールと同様に、その回動方向に沿って反射部と遮光部とを等間隔で交互に形成したロータリスケール（図示省略）を備えている。
【００２０】
この実施形態では、記録媒体を直接搬送する記録媒体搬送ベルト２１ではなく、これを駆動する搬送ローラ２２の同軸上に設けられたコードホイール２６のロータリスケールを間接エンコーダセンサ１２が読み取る構成である。このため、間接エンコーダセンサ１２の出力パルスをカウントしても、記録媒体搬送ベルト２１の位置制御を誤差なしに正確に行うことはできない。誤差とは、搬送ローラ２２の偏心，振れ，温度変化や駆動プーリ（図示省略），コードホイール２６の偏心，振れ，記録媒体搬送ベルト２１の厚み偏差等の部品精度、組付け精度の影響等のことである。
【００２１】
さて、この実施形態では、記録媒体搬送ベルト２１の周動を直接検出する直接エンコーダセンサ１１ａ又は１１ｂ（低分解能）の出力パルスのカウント値に基づいて行う記録媒体搬送ベルト２１の駆動制御（位置制御）が、記録媒体搬送ベルト２１の基本制御である。なお、この基本制御時には直接エンコーダセンサ１１ａ又は１１ｂを選択的に使用するが、説明の都合上、直接エンコーダセンサ１１ａを使用するものとする。
【００２２】
直接エンコーダセンサ１１ａは記録媒体搬送ベルト２１の周動をダイレクトに検出するため、その移動量を正確に計測でき、課題にある偏芯，振れ等の部品精度、組み付け精度の誤差をキャンセルすることが可能である。しかし、高分解能化には種々の課題があるため、記録媒体搬送ベルト２１の周動を間接的に検出する間接エンコーダセンサ１２（高分解能）を組み合わせて使用する。
【００２３】
なお、間接エンコーダセンサ１２の代わりに、それと同様に記録媒体搬送ベルト２１の周動を間接的に検出する他のセンサ（高分解能）を用いてもよい。例えば、モータ９の回転軸にロータリエンコーダを取り付ける。そのロータリエンコーダの回転ディスクには、その円周方向に数百単位の分解能で光を透過する放射状のスリットが形成され、その両側にエンコーダセンサを構成する発光素子と受光素子を配置し、その受光素子によってモータ９の回転角度に応じた数のパルス信号を発生する。
【００２４】
位置制御カウンタ部５は、低分解能のパルス間隔（エッジ間）を、それ以上は直接エンコーダセンサ１１ａ（低分解能）の出力パルス（以下単に「低分解能パルス」ともいう）でカウント（計測）できないため、間接エンコーダセンサ１２（高分解能）の出力パルス（以下単に「高分解能パルス」ともいう）でカウントして補完する。
よって、ＣＰＵ１は、低分解能パルスでのカウント値＋高分解能パルスでのカウント値に基づき、駆動制御部７およびドライバ部８を介して記録媒体搬送ベルト２１の位置制御を行うことができる。
【００２５】
位置制御カウンタ部５は、記録媒体搬送ベルト２１が低分解能パルス間（エッジ間）で駆動停止又は駆動開始する場合（普通はそのパルス間で停止又は駆動開始する）、以下の制御を行う。
すなわち、記録媒体搬送ベルト２１の駆動開始時には、最初（これに限らない）の低分解能パルスのエッジまでの間を、高分解能パルスでカウントして補完する。そして、そのカウント値を内部レジスタにラッチしておく。
【００２６】
記録媒体搬送ベルト２１の駆動停止時には、停止直前から低分解能パルスでのカウントを停止させると同時に、高分解能パルスでのカウント値のリセットを中止し、駆動停止までの間を高分解能パルスでカウントして補完する。
そして、記録媒体搬送ベルト２１の動作開始時に、そのカウント値と内部レジスタにラッチしたカウント値との和をとれば、高分解能パルスで補完したカウント値の総和を求めることができる。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１によるこの発明に関わる制御について、図３，図４も参照して説明する。
ＣＰＵ１は、記録媒体搬送ベルト２１の等速制御時に、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を位置制御カウンタ部５を用いて検出する。つまり、位置制御カウンタ部５が、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を高分解能パルス（間接エンコーダセンサ１２の出力パルス）でカウントし、そのカウント値を内部レジスタにラッチする。
そして、上述した記録媒体搬送ベルト２１の基本制御を行う際には、検出結果（出力パルスの位相差）も用いる。
【００２８】
図３は、２つの直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの通常の出力パルス（エンコーダセンサパルス）の一例を示すタイミングチャートである。図４は、同じく記録媒体搬送ベルト２１に変化（ここでは伸び）があったときの出力パルスの一例を示すタイミングチャートである。
２つの直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂを固定するガラススケール２５は、記録媒体搬送ベルト２１の変化に比べて極めて僅かしか温度，経時変化の影響を受けないため、記録媒体搬送ベルト２１に伸びがあったときには、２つの直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差が変化する。その位相差を高分解能パルスでカウントすることにより、どれだけ位相差が変化したかを検出することができる。
【００２９】
なお、記録媒体搬送ベルト２１の起動制御時，加速制御時，および減速制御時にも、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を位置制御カウンタ部５を用いて検出することができる。
また、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を位置制御カウンタ部５を用いて検出する場合、１８０度以上の位相差が出てしまうと、前方向と後方向への区別がつかないため、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差（検出結果）の履歴を不揮発性メモリ１５に記憶保持することにより、１８０度以上の位相差の検出では、その位相がどちらの方向にずれたかを判断できる。
【００３０】
この実施形態のベルト駆動装置によれば、記録媒体搬送ベルト２１の等速制御時に各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を検出し、その算出結果とその各出力パルスのいずれかとに基づいて記録媒体搬送ベルト２１の基本制御を行うことにより、記録媒体搬送ベルト２１の停止位置制御を温度変化や経時変化に関係なく高精度で行うことができる。
また、記録媒体搬送ベルト２１の起動制御時，加速制御時，又は減速制御時にも各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を検出すれば、記録媒体搬送ベルト２１の停止位置制御をより高精度で行うことができる。
【００３１】
さらに、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差を間接エンコーダセンサ１２（高分解能）の出力パルスをカウントすることによって検出することにより、専用のパルス発生器を備えずに済むので、その分だけ装置を低コスト化できる。
さらにまた、各直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの出力パルスの位相差（検出結果）の履歴（過去の経時変化）を不揮発性メモリ１５に記憶することにより、１８０度以上の位相差を検出でき、その位相がどちらの方向にずれたかを判断できるため、補正距離の幅を広げることが可能になる。
【００３２】
以上、この発明を、記録媒体搬送ベルトを駆動制御するベルト駆動装置に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、画像形成用の他のベルト（感光体ベルト，転写ベルト，又は中間転写ベルト）を駆動制御するベルト駆動装置にも適用可能である。
【００３３】
すなわち、記録媒体搬送ベルトによって記録媒体を搬送させ、その記録媒体にインクジェット記録方式にて画像形成を行う画像形成装置におけるベルト駆動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装置はこの構成に限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上の説明から明らかなように、この発明のベルト駆動装置によれば、ベルトの停止位置制御を温度変化や経時変化に関係なく高精度で行うことができる。したがって、この発明を利用すれば、ベルトの高精度停止位置制御を実行可能なベルト駆動装置を提供することができる。
この発明の画像形成装置によれば、エンジンに上記ベルト駆動装置を備えることにより、高耐光性，高画質，高信頼性を得ることが可能になる。したがって、この発明を利用すれば、画像形成の使用に十分耐える高耐光性，高画質，高信頼性のエンジンを備えたオフィス向けプリンタ，ファクシミリ装置，複写機等の各種の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一実施形態であるインクジェット記録方式の画像形成装置に用いるエンジン内のベルト駆動装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したベルト駆動装置の駆動系の概要を示す図である。
【図３】図２の直接エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂの通常の出力パルス（エンコーダセンサパルス）の一例を示すタイミング図である。
【図４】同じく記録媒体搬送ベルト２１に変化があったときの出力パルスの一例を示すタイミング図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：ＣＰＵ    ２：ＲＯＭ    ３：ＲＡＭ    ４：操作表示部
５：位置制御カウンタ部    ６：システムバス    ７：駆動制御部    ８：ドライバ部
９：モータ    １０：エンコーダセンサ入力部
１１ａ，１１ｂ：直接エンコーダセンサ    １２：間接エンコーダセンサ
１３：ゴミ・つなぎ目センサ    １５：不揮発性メモリ    ２１：記録媒体搬送ベルト
２２：搬送ローラ    ２３：従動ローラ    ２４：ベルト    ２５：ガラススケール
２６：コードホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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