(57)【要約】【課題】無端移動部材を位置制御により駆動制御するとき、その無端移動部材に設けられる連続した複数のマーク中に不連続部分が存在しても、その無端移動部材に対して適切な駆動制御を行うことである。【解決手段】転写紙搬送ベルト上に設けられる複数のマークをマークセンサによって検出し、その出力に基づいて転写紙搬送ベルトの無端移動位置を認識する。そして、認識した無端移動位置が目標位置と一致するように位置制御を行うが、マークセンサの検出領域に不連続部分が存在する期間の目標位置を、位置制御装置が認識する不連続期間内の無端移動位置とのズレが所定範囲内となるように設定する。この所定範囲を適正な範囲に設定すれば、マークセンサの検出領域に不連続部分が存在しても、その転写紙搬送ベルトに対して適切な駆動制御を行うことができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端移動する無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように該無端移動部材上に設けられる複数のマークを検出するマーク検出手段を備え、該マーク検出手段の出力に基づいて、該無端移動部材の駆動制御を行う駆動制御装置において、
上記マーク検出手段の出力に基づいて、上記無端移動部材の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段と、
該無端移動位置認識手段によって認識した無端移動位置が目標位置と一致するように該無端移動部材の駆動制御を行う位置制御手段と、
上記複数のマークのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が上記マーク検出手段の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段と、
上記マーク検出手段の検出領域に上記不連続部分が存在する不連続期間の上記目標位置を、該無端移動位置認識手段が認識する該不連続期間内の無端移動位置とのズレが所定範囲内となるように設定する目標位置設定手段と設けたことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１の駆動制御装置において、
上記不連続期間内には、上記無端移動位置認識手段が上記マーク検出手段の出力を受けないように構成したことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２の駆動制御装置において、
上記マーク検出手段の出力周期よりも短い周期の補間クロック信号を発生させる補間クロック発生手段を設け、
上記無端移動位置認識手段は、該補間クロック発生手段によって発生する補間クロック信号に基づいて、上記複数のマーク間における無端移動位置を認識するものであり、
上記不連続期間内には、該無端移動位置認識手段が該補間クロック信号を受けないように構成したことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項４】
無端移動する無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように該無端移動部材上に設けられる複数のマークを検出するマーク検出手段を備え、該マーク検出手段の出力に基づいて、該無端移動部材の駆動制御を行う駆動制御装置において、
上記マーク検出手段の出力に基づいて、上記無端移動部材の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段と、
該無端移動位置認識手段によって認識した無端移動位置が目標位置と一致するように該無端移動部材の駆動制御を行う位置制御手段と、
上記複数のマークのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が上記マーク検出手段の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段とを設け、
該無端移動部材の無端移動速度が定常状態にあるとき、該マーク検出手段の検出領域に該不連続部分が存在する不連続期間に、該無端移動部材へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段に対して出力する制御量として、該不連続期間に入る直前の制御量を用いたことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項５】
無端移動する無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように該無端移動部材上に設けられる複数のマークを検出するマーク検出手段を備え、該マーク検出手段の出力に基づいて、該無端移動部材の駆動制御を行う駆動制御装置において、
上記マーク検出手段の出力に基づいて、上記無端移動部材の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段と、
該無端移動位置認識手段によって認識した無端移動位置が目標位置と一致するように該無端移動部材の駆動制御を行う位置制御手段と、
上記複数のマークのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が上記マーク検出手段の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段とを設け、
該無端移動部材の無端移動速度が定常状態にあるとき、該マーク検出手段の検出領域に該不連続部分が存在する不連続期間に、該無端移動部材へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段に対して出力する制御量として、該不連続期間前における連続部分の制御量の平均値を用いたことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項６】
無端移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマークが設けられた無端移動部材と、
該無端移動部材が無端移動するための駆動力を該無端移動部材に伝達するための駆動力伝達手段と、
該駆動力伝達手段の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、
上記駆動制御手段として、請求項１、２、３、４又は５の駆動制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記不連続部分の無端移動方向長さよりも長い不連続特定マークを該不連続部分に対応する上記無端移動部材上の位置に設け、
上記不連続検知手段は、該不連続特定マークを検出することで、上記マーク検出手段の検出領域に該不連続部分が存在するか否かを検知することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルト部材やドラム状部材などの無端移動部材が適切に無端移動するための駆動制御を行う駆動制御装置、及びこの駆動制御装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の駆動制御装置としては、感光体ドラムや中間転写ベルト等の画像形成に利用される無端移動部材の駆動制御を行うものが知られている。このような画像形成用の無端移動部材を駆動させる場合、無端移動部材の表面又は無端移動部材で搬送される記録材である転写紙の表面に対して、高精度で画像の位置合わせ等を行う必要がある。そのため、その無端移動部材の単位時間当りの無端移動量（以下、単に「無端移動量」という。）や、所定時における無端移動部材上の所定地点の位置（以下、「無端移動位置」という。）を、高い精度で制御することが要求される。しかし、無端移動速度は、その無端移動部材に接触する部材から受ける負荷変動などの種々の要因によって変動しやすく、この速度変動を完全になくすことは極めて困難である。そのため、無端移動部材の無端移動量や無端移動位置を高い精度で制御することは難しい。
【０００３】
従来から、無端移動部材の無端移動量や無端移動位置を高い精度で制御する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１では、感光体ドラムの回転軸にロータリーエンコーダを直結し、このエンコーダで検出された感光体ドラムの回転角速度に基づいて駆動源の回転角速度を制御する制御装置が提案されている。この制御装置の制御対象である感光体ドラムは、回転軸に固定されているので、その表面の移動速度と回転軸の角速度との間にズレが生じることはない。よって、この制御装置によれば、感光体ドラムのように回転軸に固定された部材に対しては高い精度で駆動制御を行うことが可能である。しかし、この制御装置は、回転軸の回転角速度に基づいて駆動制御を行うものであり、直接の制御対象である感光体ドラム表面の無端移動量や無端移動位置に基づいて駆動制御を行うものではない。したがって、駆動源からの駆動軸に直結されずに無端移動する感光体ベルトや中間転写ベルト等の無端ベルト部材を駆動させる場合には、高精度で駆動制御を行うことはできない。
【０００４】
一方、特許文献２や特許文献３等には、無端ベルト部材の表面又は裏面にマークを形成し、そのマークをセンサで検出した検出結果を駆動制御にフィードバックする駆動制御装置が開示されている。これらの制御装置は、無端ベルト部材自体の挙動を直接観測しているため、上記特許文献１に開示の装置よりも高い精度で駆動制御を行うことが可能となる。
具体的には、特許文献２に開示の装置は、記録紙搬送ベルトの表面移動方向にわたり等間隔で連続するように記録紙搬送ベルト上に形成された複数のマークをマーク検出器で検出する。そして、その検出結果をサンプリングしたデータに基づいて、その記録紙搬送ベルトの駆動制御を行う。その駆動制御の内容は、所定のサンプリング周期における記録紙搬送ベルトの移動距離と平均速度を演算し、その演算結果に基づいて記録紙搬送ベルトの駆動制御を行うというものである。
【０００５】
上記特許文献２に開示の装置による駆動制御は、ロータリーエンコーダのように一定間隔の信号出力が得られる場合には有効である。しかし、この公報には、記録紙搬送ベルト上へのマーク形成方法について言及されていない。また、実際に記録紙搬送ベルトのような無端ベルト部材上に一定間隔のマークを形成するのは極めて困難である。例えば、金型にマークとなる凹凸の加工を施して無端ベルト部材を成形する場合、一般に金型から取り出した後にアニーリング処理が行われる。このアニーリング処理でベルト材料に均一に熱が与えられないと、ベルト全体の収縮率が不均一になり、成形後の無端ベルト部材上に形成されたマークが一定間隔にならない。また、成形後のベルト内部で生じるひずみによっても、ベルト全体の収縮率が不均一になることがあり、この場合も、成形後の無端ベルト部材上に形成されたマークが一定間隔にならない。
【０００６】
一方、無端ベルト部材上にマークを形成する方法としては、無端ベルト部材上にマークを印刷したり、接着したりする方法がある。このように無端ベルト部材を成形した後に印刷や接着等によりマークを形成すれば、ベルト成形時におけるベルト全体の収縮率が不均一であっても、これがマークの間隔に影響することはない。しかし、無端ベルト部材の製造においては、一般にベルト周長の公差を０．２〜０．３％程度に設定する。よって、無端ベルト部材の周長が例えば５００ｍｍである場合には、その公差は１ｍｍ以上となる。そのため、製造される無端ベルト部材間においては、周長が互いに１ｍｍ以上も異なるものが存在することになる。このように無端ベルト部材間には周長差があるため、マークを印刷したり接着したりする場合であっても、連続するマークの始めと終わりの継ぎ目部分を、そのマークの連続部分と同じ間隔となるようにつなぐのは極めて困難である。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１０７２５９号公報
【特許文献２】
特開平９−１１４３４８号公報
【特許文献３】
特開平６−２６３２８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、無端ベルト部材上に一定間隔で連続する複数のマークを形成するのは極めて困難であるため、その連続するマーク中には、マーク間隔が他と異なる不連続部分が存在してしまう。このような不連続部分の存在は、その部分でマーク検出エラーが生じたり、駆動制御が不安定になったりする要因となる。例えば、無端ベルト部材の無端移動位置が目標位置に一致するように制御する位置制御を行う場合には、目標位置を示す基準電圧値と、マーク検出によって得た実際の無端移動位置を示す比較電圧値との差分をとる。このとき、マーク検出エラーが生じたり、マーク検出タイミングが大きくズレると、基準電圧値と比較電圧値の差が大きくズレて制御が不安定になる。このように、従来では、マーク間隔が他と異なる部分が存在すると、適切な駆動制御を行うことが困難であるという問題が生じていた。なお、この問題は、所定間隔で連続する複数のマーク中にマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が存在する場合に生じるものである。また、上記問題は、無端ベルト部材に限らず、ドラム状部材などを含む無端移動部材全般について生じ得るものである。
【０００９】
また、無端ベルト部材の駆動制御方法としては、無端ベルト部材が一定の速度になるように制御する速度制御と、無端ベルト部材の無端移動位置が目標位置に一致するように制御する位置制御とが考えられる。しかし、速度制御による駆動制御では、時間とともに無端移動位置の偏差が大きくなるという欠点がある。このため、各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、潜像担持体や中間転写体などの駆動制御を速度制御によって行うと、いわゆる色ずれが発生してしまう。特に、無端移動位置の偏差が外乱等によって生じた場合には、色ずれをした状態が継続されることになる。これに対し、位置制御による駆動制御では、仮にある時点で色ずれが生じたとしても、その後は目標位置に追従するので、色ズレは解消されることになる。この点で、画像形成装置における無端ベルト部材の駆動制御方法には、速度制御よりも位置制御の方が有利である。
【００１０】
本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、無端移動部材を位置制御により駆動制御するとき、その無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマーク中に、そのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が存在しても、その無端移動部材に対して適切な駆動制御を行うことが可能な駆動制御装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端移動する無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように該無端移動部材上に設けられる複数のマークを検出するマーク検出手段を備え、該マーク検出手段の出力に基づいて、該無端移動部材の駆動制御を行う駆動制御装置において、上記マーク検出手段の出力に基づいて、上記無端移動部材の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段と、該無端移動位置認識手段によって認識した無端移動位置が目標位置と一致するように該無端移動部材の駆動制御を行う位置制御手段と、上記複数のマークのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が上記マーク検出手段の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段と、上記マーク検出手段の検出領域に上記不連続部分が存在する不連続期間の上記目標位置を、該無端移動位置認識手段が認識する該不連続期間内の無端移動位置とのズレが所定範囲内となるように設定する目標位置設定手段と設け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の駆動制御装置において、上記不連続期間内には、上記無端移動位置認識手段が上記マーク検出手段の出力を受けないように構成した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又は２の駆動制御装置において、上記マーク検出手段の出力周期よりも短い周期の補間クロック信号を発生させる補間クロック発生手段を設け、上記無端移動位置認識手段は、該補間クロック発生手段によって発生する補間クロック信号に基づいて、上記複数のマーク間における無端移動位置を認識するものであり、上記不連続期間内には、該無端移動位置認識手段が該補間クロック信号を受けないように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、無端移動する無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように該無端移動部材上に設けられる複数のマークを検出するマーク検出手段を備え、該マーク検出手段の出力に基づいて、該無端移動部材の駆動制御を行う駆動制御装置において、上記マーク検出手段の出力に基づいて、上記無端移動部材の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段と、該無端移動位置認識手段によって認識した無端移動位置が目標位置と一致するように該無端移動部材の駆動制御を行う位置制御手段と、上記複数のマークのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が上記マーク検出手段の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段とを設け、該無端移動部材の無端移動速度が定常状態にあるとき、該マーク検出手段の検出領域に該不連続部分が存在する不連続期間に、該無端移動部材へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段に対して出力する制御量として、該不連続期間に入る直前の制御量を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、無端移動する無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように該無端移動部材上に設けられる複数のマークを検出するマーク検出手段を備え、該マーク検出手段の出力に基づいて、該無端移動部材の駆動制御を行う駆動制御装置において、上記マーク検出手段の出力に基づいて、上記無端移動部材の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段と、該無端移動位置認識手段によって認識した無端移動位置が目標位置と一致するように該無端移動部材の駆動制御を行う位置制御手段と、上記複数のマークのマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が上記マーク検出手段の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段とを設け、該無端移動部材の無端移動速度が定常状態にあるとき、該マーク検出手段の検出領域に該不連続部分が存在する不連続期間に、該無端移動部材へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段に対して出力する制御量として、該不連続期間前における連続部分の制御量の平均値を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、無端移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマークが設けられた無端移動部材と、該無端移動部材が無端移動するための駆動力を該無端移動部材に伝達するための駆動力伝達手段と、該駆動力伝達手段の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項１、２、３、４又は５の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７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記不連続部分の無端移動方向長さよりも長い不連続特定マークを該不連続部分に対応する上記無端移動部材上の位置に設け、上記不連続検知手段は、該不連続特定マークを検出することで、上記マーク検出手段の検出領域に該不連続部分が存在するか否かを検知することを特徴とするものである。
【００１２】
上記請求項１乃至５の駆動制御装置並びに上記請求項６及び７の画像形成装置においては、無端移動部材上に、その無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように設けられる複数のマークをマーク検出手段により検出する。この所定間隔は、すべてのマーク間隔が一定であるものに限らず、互いにマーク間隔が周期的に繰り返されるものでもよい。そして、マーク検出手段の出力に基づいて無端移動部材の無端移動位置を認識し、その認識した無端移動位置が目標位置と一致するように位置制御を行う。このとき、マーク検出手段の出力をそのまま用いても、その出力を別の信号や情報に変更したものを用いてもよい。ここで、上述したように、マーク形成を同時に行う無端移動部材の製造時における誤差や、製造後の無端移動部材上へのマーク形成時における誤差等によって、マーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分が発生する。このような不連続部分が存在すると、正常な位置制御を行うことができず、位置制御が不安定になる。
そこで、請求項１乃至３の駆動制御装置及びこれを備える請求項６及び７の画像形成装置では、不連続検知手段により、無端移動部材上の複数のマークの間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分を検知する。これにより、異常なマーク検出信号が入力される期間を知ることができる。そして、マーク検出手段の検出領域に不連続部分が存在する不連続期間の目標位置を、無端移動位置認識手段が認識するその不連続期間内の無端移動位置とのズレが所定範囲内となるように設定する。すなわち、不連続期間中においては、位置制御手段にマーク検出信号が入力されてもされなくても、無端移動位置と目標位置とのズレが所定範囲内となる。そして、その所定範囲を適正な範囲に設定すれば、位置制御手段によりそのズレがなくなるように位置制御が行われることで、マーク検出手段の検出領域に不連続部分が存在しても、その無端移動部材に対して適切な駆動制御を行うことができる。
また、請求項４の駆動制御装置及びこれを備える請求項６及び７の画像形成装置では、無端移動部材の無端移動速度が定常状態にあるとき、マーク検出手段の検出領域に不連続部分が存在する不連続期間の制御量として、その不連続期間に入る直前の制御量を用いている。これにより、不連続期間においては、無端移動部材へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段に対して出力される制御量が一定となり、位置制御手段による位置制御が行われない。よって、不連続期間における無端移動部材は一定速度を保ったまま無端移動することになる。したがって、マーク検出手段の検出領域に不連続部分が存在しても位置制御が不安定にならず、その無端移動部材に対して適切な駆動制御を行うことができる。
また、請求項５の駆動制御装置及びこれを備える請求項６及び７の画像形成装置では、無端移動部材の無端移動速度が定常状態にあるとき、マーク検出手段の検出領域に不連続部分が存在する不連続期間の制御量として、その不連続期間前における連続部分の制御量の平均値を用いている。この場合も、不連続期間においては駆動力伝達手段に対して出力される制御量が一定となり、位置制御手段による位置制御が行われない。よって、マーク検出手段の検出領域に不連続部分が存在しても位置制御が不安定にならず、その無端移動部材に対して適切な駆動制御を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）に適用した実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ（以下、各符号の添字Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋは、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、黒用の部材であることを示す。）が、記録材としての被転写材である転写紙の移動方向（図中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。この作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋはそれぞれ、潜像担持体としての感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋを有する感光体ユニットと、現像ユニットとを備えている。また、各作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの配置は、各感光体ユニット内の感光体ドラム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。
【００１４】
また、本レーザプリンタは、上記作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、各感光体ドラム１１に対向する転写部に向けて転写紙を搬送する無端移動部材としての転写紙搬送ベルト６０を有する転写ユニット６、その転写紙搬送ベルト６０に転写紙を供給する一対のローラからなるレジストローラ５、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等を備えている。また、本レーザプリンタは、図示していない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども備えている。
【００１５】
上記光書込ユニット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、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
また、図２中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセット３，４から給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ５により所定のタイミングで転写紙搬送ベルト６０に供給され、各感光体ドラム１１に対向する各転写部を通過するように搬送される。これにより、各作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋによって形成された各感光体ドラム１１上のトナー像が、転写紙上に順次重ね合わされて転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００１６】
図３は、上記作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋのうち、イエローの作像手段１Ｙの概略構成を示す拡大図である。他の作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図３において、作像手段１Ｙは、上述したように、感光体ユニット１０Ｙ及び現像ユニット２０Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙのほか、その感光体ドラム表面をクリーニングする感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｙ、その感光体ドラム表面を一様帯電する帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。また、感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体ドラム表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００１７】
上記構成の感光体ユニット１０Ｙにおいて、感光体ドラム１１Ｙの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙにより一様帯電される。この感光体ドラム１１Ｙの表面に、上記光書込ユニット２で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されると、感光体ドラム１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像は、後述の現像ユニット２０Ｙで現像されてイエローのトナー像となる。転写紙搬送ベルト６０上の転写紙１００が通過する転写部Ｐｔでは、感光体ドラム１１Ｙ上のトナー像が転写紙１００に転写される。トナー像が転写された後の感光体ドラム１１Ｙの表面は、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電された後、クリーニングブレード１３Ｙでクリーニングされ、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１８】
上記現像ユニット２０Ｙは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤を使用している。また、この現像ユニット２０Ｙは、現像ケース２１Ｙの感光体ドラム側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての現像ローラ２２Ｙや、搬送スクリュウ２３Ｙ，２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）２６Ｙ、粉体ポンプ２７Ｙ等を備えている。
【００１９】
図３において、現像ケース２１Ｙ内に収容された現像剤は、搬送スクリュウ２３Ｙ，２４Ｙで撹拌搬送されることにより摩擦帯電される。そして、現像剤の一部が現像ローラ２２Ｙの表面に担持され、現像ドクタ２５Ｙで層厚が規制された後、感光体ドラム１１Ｙと対向する現像位置に搬送される。現像位置では、現像ローラ２２Ｙ上の現像剤中の帯電トナーにより、感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像が現像される。現像ケース２１Ｙ内の現像剤のトナー濃度は、上記トナー濃度センサ２６Ｙで検知され、必要に応じて粉体ポンプ２７Ｙによりトナーが補給される。
【００２０】
図４は、上記転写ユニット６の概略構成図である。この転写ユニット６の転写紙搬送ベルト６０の材質としては、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いることができる。この転写紙搬送ベルト６０は、４つの接地された支持ローラ６１、６２、６３、６４により回転自在に張架されている。転写紙移動方向下流側の出口ローラ６２は、転写紙搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しないベルト駆動モータに接続されている。この出口ローラ６２により転写紙搬送ベルト６０が矢印方向に回転することによって、各作像手段の感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋに対向する各転写部に向けて、転写紙１００が担持搬送される。
【００２１】
また、各転写部において転写電界を形成する転写電界形成手段として、転写バイアス印加部材６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｙ，６７Ｋが設けられている。これらの転写バイアス印加部材６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｙ，６７Ｋは、転写紙搬送ベルト６０の裏面に接触するように各感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋに対向して、各色のトナー像を転写するための転写ニップを形成している。本実施形態で用いている転写バイアス印加部材６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｙ，６７Ｋは、マイラ製の固定ブラシからなり、各転写バイアス電源９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋから、転写バイアスとして上記トナーの帯電極性とは逆極性の正電圧が印加されるように構成されている。この転写バイアス印加部材６７Ｍ，６７Ｃ，６７Ｙ，６７Ｋを介して印加された転写バイアスにより、転写紙搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写部において感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋの表面と転写紙搬送ベルト６０との間に所定強度の転写電界が形成される。
【００２２】
また、上記転写ユニット６には、転写紙搬送ベルト６０を各感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋに押圧するバックアップローラ６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｙ，６８Ｋが設けられており、各転写部の転写紙移動方向上流側で転写紙搬送ベルト６０を感光体ドラム１１Ｙの周面の一部に巻き付けている。これにより、上記転写ニップにおける転写紙１００と各感光体ドラムとの接触圧が高められて、各転写部における各トナー像の転写効率が高められる。
【００２３】
また、上記転写ユニット６の支持ローラ６１との対向部には、転写材吸着用電極部材として、転写紙搬送ベルト６０に接触対向するように、静電吸着ローラ６５が設けられている。この静電吸着ローラ６５は、芯金上に導電性発泡弾性体層が形成されたものである。この弾性体層の材料としては、例えば、固有抵抗率１０５Ωｃｍのクロロプレインゴムを用いることができる。この静電吸着ローラ６５には、バイアス印加手段として、転写紙吸着用の電源６５ａ及び逆極性用の電源６５ｂから選択的に電圧が印加されるようになっている。転写紙吸着用の電源６５ａは、定電流制御方式の電源であり、トナーの正規極性とは逆のプラス極性の電荷を転写紙に付与する。本実施形態では、支持ローラ６１に流れる電流が、例えば、プラス１５μＡになるように制御される。この転写紙吸着用の電源６５ａから電源が供給されている状態の静電吸着６５と支持ローラ６１との間を通過した転写紙は、転写紙搬送ベルト６０上に静電吸着される。また、逆極性用の電源６５ｂは、定電圧制御方式の電源であり、転写紙搬送ベルト６０上の正規極性であるマイナスに帯電しているトナーの電荷を増加させたり、プラス帯電している逆極性トナーをマイナス極性に反転させたり、静電吸着ローラ６５の表面に付着しているマイナス帯電トナーを転写紙搬送ベルト６０の表面に転移させ、静電吸着ローラ６５をクリーニングしたりするためのものである。本実施形態では、吸着ローラ６５に対して、例えば、マイナス２ｋＶの定電圧を印加する。なお、静電吸着ローラ６５へ印加する電圧の切り替えは図示を省略した本体制御部により行われる。
【００２４】
また、上記転写ユニット６において、転写紙搬送ベルト６０の２つの支持ローラ６３，６４により張架されている部位には、転写紙搬送ベルト６０の表面に付着した付着トナーを除去するバイアスクリーニング方式のクリーニング手段としてのバイアスクリーナー７０が配設されている。このバイアスクリーナー７０は、転写紙搬送ベルト６０の表面に対向配置された導電性のクリーニングローラ７１と、クリーニングローラ７１と転写紙搬送ベルト６０との間に負極性の帯電トナーをクリーニングローラ７１側に移動させるためのバイアスをクリーニングローラ７１に印加してクリーニング電界を形成するためのクリーニングバイアス印加手段としてのクリーニングバイアス電源７５が設けられている。また、クリーニングローラ７１に付着したトナーをそのローラ表面から除去するための除去ブレード７２も設けられている。この除去ブレード７２は、クリーニングローラ７１の軸方向における画像領域幅よりも僅かに広い当接幅で、クリーニングローラ７１の表面に当接するように配置されている。また、転写紙搬送ベルト６０を介してクリーニングローラ７１に対向する位置には、ばね７４により付勢された対向ローラ７３が設けられている。
【００２５】
上記構成のプリンタは、いわゆるタンデム型のカラープリンタである。カラー画像を形成する画像形成装置には、このようなタンデム型の画像形成装置ほか、１つの感光体ドラム１１１のまわりに複数色の現像装置１２０Ｋ，１２０Ｙ，１２０Ｃ，１２０Ｍを備えた画像形成装置（以下、「１ドラム型の画像形成装置」という。）もある。図５に示すような１ドラム型の画像形成装置の場合、例えば、感光体ドラム１１１上に順次形成される各色トナー像を中間転写ベルト１６０上に順次重ね合わせて転写することでカラー画像を得る。このような１ドラム型の画像形成装置は、感光体ドラム１１１が１つであることから、比較的小型化でき、コストも低減できるという利点がある。しかし、１つの感光体ドラム１１１を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してカラー画像を形成することから、画像形成スピードを高速化が困難であるという欠点がある。一方、本実施形態のようなタンデム型の画像形成装置は、複数の感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍを備えることから小型化が困難であり、コスト高となるという欠点はあるが、画像形成スピードの高速化が容易であるという利点がある。最近は、カラー画像形成装置もモノクロ画像形成装置並みの画像形成スピードが強く要求されていることから、本実施形態のようなタンデム型の画像形成装置が注目されている。
また、タンデム型の画像形成装置には、本実施形態で説明したように各感光体１上のトナー像を転写紙１００上に直接転写する直接転写方式と、図６に示すような間接転写方式とがある。この間接転写方式は、各感光体ドラム１１上のトナー像を一旦中間転写体である中間転写ベルト１６０に順次転写した後、その中間転写ベルト１６０上のトナー像を２次転写装置１６８により転写紙１００に一括転写するものである。図示の例では、２次転写装置１６８が転写搬送ベルトであるが、ローラ形状のものを採用してもよい。これらの転写方式を比較すると、直接転写方式は、複数の感光体ドラム１１が並んだ転写紙搬送方向の上流側に給紙装置を配置し、その下流側に定着装置７を配置しなければならない。そのため、転写紙搬送方向に装置が大型化するという欠点がある。これに対し、間接転写方式は、２次転写位置を比較的自由に配置することが可能となる。よって、例えば、各作像手段１の並び方向に直交する方向（図中上方向）から投影した領域内に給紙装置及び定着装置７を配置することができ、小型化が可能となるという利点がある。
また、直接転写方式の場合、転写紙搬送方向に大型化しないようにするため、定着装置７を転写紙搬送方向最下流に位置する作像手段１Ｋに接近して配置することが多い。この場合、転写紙１００が撓むことができる十分な余裕をもてるように定着装置７を配置することができず、転写紙１００の先端が定着装置７に進入するときの衝撃によって、作像手段１による画像形成に悪影響を及ぼす。この悪影響は、特に転写紙１００が厚いシートであるときに顕著となる。また、定着装置７を通過するときのシート搬送速度と転写紙搬送ベルト６０によるシート搬送速度との速度差によっても、作像手段１による画像形成に悪影響が出る。これに対し、間接転写方式の場合には、転写紙１００が撓むことができる十分な余裕をもてるように定着装置７を配置することができるから、定着装置７が作像手段１による画像形成にほとんど影響を及ぼすことがない。このような観点からすると、タンデム型の画像形成装置の中でも、特に間接転写方式のものが優れていると言える。
なお、本発明は、１ドラム型の画像形成装置や、タンデム型の画像形成装置の間接転写方式などにも同様に適用できることは言うまでもない。
【００２６】
次に、本発明の特徴部分である転写紙搬送ベルト６０の位置制御について説明する。
図７は、本実施形態における転写紙搬送ベルト６０を駆動するベルト駆動装置８０の概略構成図である。このベルト駆動装置８０は、駆動ローラ６２を駆動させる駆動力を発生させる駆動力伝達手段としてのベルト駆動モータ８１と、無端移動位置認識手段及び位置制御手段としての位置制御装置８２と、不連続検知手段としての不連続マーク検出手段としての不連続マークセンサ８３とを備えている。このうち、位置制御装置８２、不連続マークセンサ８３及び後述するマークセンサ９０により、駆動制御手段としての駆動制御装置が構成されている。
本実施形態では、ベルト駆動モータ８１としてステッピングモータを利用している。ベルト駆動モータ８１からの駆動力は、駆動ローラ６２の軸方向外方に同軸に設けられる減速器８４を介して駆動ローラ６２に伝達される。これにより、駆動ローラ６２は回転駆動し、転写紙搬送ベルト６０を摩擦により図中矢印Ａの方向に無端移動させる。
【００２７】
図８は、転写紙搬送ベルト６０上のマーク８５が設けられた部分の拡大図である。
転写紙搬送ベルト６０の無端移動方向側部には、その無端移動方向にわたり一定間隔で連続するように複数のマーク８５が設けられている。図示の例では、マーク８５をベルト表面側に設けているが、ベルト裏面側に設けてもよい。また、この複数のマーク８５が転写紙搬送ベルト６０の無端移動に伴って通過する領域に対向するように、マーク検出手段としてのマークセンサ９０が設けられている。このマークセンサ９０は、マークが検出されたときにマーク検出信号を出力し、このマーク検出信号は、位置制御装置８２に送られる。
また、転写紙搬送ベルト６０上に設けられる連続する複数のマーク８５の継ぎ目部分のベルト内方側部には、不連続特定マーク８９が設けられている。そして、その不連続特定マーク８９が転写紙搬送ベルト６０の無端移動に伴って通過する領域に対向するように、不連続マークセンサ８３が設けられている。この不連続マークセンサ８３は、不連続特定マーク８９が検出されたときに不連続検知信号を出力し、この不連続検知信号は、上述した位置制御装置８２に入力される。
【００２８】
図９は、マークセンサ９０の概略構成図である。本実施形態では、転写紙搬送ベルト６０上のマーク８５を検出するためのマークセンサ９０として、反射型の光学センサを用いている。本実施形態のマークセンサ９０の基本構成は、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる光源９１と、フォトディテクタ９２とが構成されている。光源９１からの光は、レンズ９３により集光された後、転写紙搬送ベルト６０上のマーク８５が通過する領域に照射される。そして、照射された光がマーク８５に反射すると、その反射光がレンズ９４を通って集光された後、フォトディテクタ９２に受光される。フォトディテクタ９２でマーク８５からの反射光が受光されたとき、マークセンサ９０からはパルス信号であるマーク検出信号が出力される。なお、マーク検出手段としては、転写紙搬送ベルト６０上に設けられるマーク８５を検出できるものであれば、本実施形態で使用する反射型の光学センサに限られない。例えば、転写紙搬送ベルト６０上のマーク８５を磁気パターンで形成した場合には、磁気ヘッドをマーク検出手段として用いることができる。また、マーク８５としてエンコーダ用のリニアスケールを用いる場合には、エンコーダヘッドをマーク検出手段として用いることができる。
【００２９】
また、不連続マークセンサ８３も、上記マークセンサ９０と同様の構成を有する反射型の光学センサである。なお、この不連続マークセンサ８３としては、転写紙搬送ベルト６０上に設けられる不連続特定マーク８９を検出できるものであれば、本実施形態で使用する反射型の光学センサに限らず、上記マークセンサ９０と同様のものを利用できる。しかし、上記マークセンサ９０のように複数のマーク８５を連続して検出するようなものではないので、このような連続したマークを検出するのに適したエンコーダヘッド等よりも安価なものを利用することができる。
【００３０】
本実施形態では、上述したように、反射型光学センサからなるマークセンサ９０でマーク検出を行うので、転写紙搬送ベルト６０上のマーク８５に反射型の光学パターンを用い、転写紙搬送ベルト６０の表面を黒色にしている。また、転写紙搬送ベルト６０へのマーク形成方法には、一定間隔で連続する複数のマーク８５が形成された可撓性部材としての樹脂テープ８６を、転写紙搬送ベルト６０の無端移動方向一側部に接着する方法を採用している。この方法のほか、転写紙搬送ベルト６０の成形時にマーク８５を同時に成形する方法もあるが、この方法ではベルト全体の収縮率が不均一であるときにマーク間隔を一定にできない。しかし、本実施形態が採用する接着方法によれば、転写紙搬送ベルト６０の収縮率が不均一であっても、これがマークの間隔に影響することはなく、マーク間隔を一定にできる。しかし、転写紙搬送ベルト６０の製造時の公差により、製造される転写紙搬送ベルト６０の間でベルト周長が異なる。その結果、図示のように、製造される転写紙搬送ベルト６０の間で、樹脂テープ８６の両端をつなぐ部分に互いに異なる間隔の継ぎ目が発生する。この継ぎ目部分は、通常、マーク間隔が一定である連続部分よりも広いマーク間隔となるようにするので、その継ぎ目部分には、連続部分とは異なるマーク間隔が形成される不連続部分が存在することになる。そのため、マークセンサ９０が連続部分の検出を行っているときにはマーク検出信号がもつパルス間隔はほぼ一定であるが、不連続部分の検出を行っているときにはそのパルス周期が大きくズレる。しかも、そのズレ量は、誤差の範囲を越える大きなものである。
【００３１】
図１０は、ベルト駆動モータ８１に入力される電流値を示すグラフである。不連続部分についても連続部分と同じ位置制御を行った場合、マーク検出信号のパルス周期が大きくズレる結果、図示のように、ベルト駆動モータ８１に入力される電流値が異常となる。このような異常な電流がベルト駆動モータ８１に流れることで、駆動不良を引き起こし、位置制御が不安定になる。そのため、本実施形態では、次に説明する位置制御装置８２によって、不連続部分において連続部分とは異なる位置制御を行い、不連続部分であっても安定した位置制御を行っている。
【００３２】
図１１は、本実施形態における位置制御装置８２の概略構成を示す機能ブロック図である。
位置制御装置８２には、全体の制御を受けもつマイクロコンピュータ８２ａが設けられている。このマイクロコンピュータ８２ａは、演算装置であるマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）と、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）がそれぞれバスを介して接続された構成となっている。また、位置制御装置８２は、マークセンサ９０からのマーク検出信号を受信するための状態検出用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８２ｂを備えている。この状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂの出力は、バスを介してマイクロコンピュータ８２ａに入力される。この状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂは、マークセンサ９０からのマーク検出信号のパルス数を計数する図示しないカウンタを備えており、これによりマーク検出信号がデジタル数値に変換される。また、位置制御装置８２には、補間クロックカウンタ８２ｃが設けられており、カウントしたクロック数をバスを介してマイクロコンピュータ８２ａに出力する。
【００３３】
また、位置制御装置８２は、ベルト駆動モータ８１に接続される駆動用Ｉ／Ｆ８２ｄ及びドライバ８２ｅを備えている。この駆動用Ｉ／Ｆ８２ｄは、バスを介してマイクロコンピュータ８２ａに接続されている。この駆動用Ｉ／Ｆ８２ｄは、マイクロコンピュータ８２ａにおける演算結果を示すデジタル信号をアナログ信号に変換し、これをドライバ８２ｅに与える。これにより、そのドライバ８２ｅによってベルト駆動モータ８１に印加する電流や電圧が制御される。この結果、マイクロコンピュータ８２ａがマーク検出信号に基づいて後述する演算処理を繰り返すことで、転写紙搬送ベルト６０の回転位置が常時所定の目標位置に追従するように転写紙搬送ベルト６０を駆動されることができる。
【００３４】
また、位置制御装置８２は、不連続マークセンサ８３からの不連続検知信号を受信するための継ぎ目検出用Ｉ／Ｆ８２ｆを備えている。この継ぎ目検出用Ｉ／Ｆ８２ｆの出力は、状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂ及び信号補間クロックカウンタ８２ｃに入力される。この継ぎ目検出用Ｉ／Ｆ８２ｆは、不連続マークセンサ８３からの不連続検知信号が入力されている間だけ状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂ及び信号補間クロックカウンタ８２ｃにＯＮ信号を出力する。また、この継ぎ目検出用Ｉ／Ｆ８２ｆの出力は、バスを介してマイクロコンピュータ８２ａにも入力される。本実施形態では、継ぎ目検出用Ｉ／Ｆ８２ｆからの出力を、転写紙搬送ベルト６０上の原点情報としても利用している。この原点情報を利用することで、上記状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂからの出力を受けたマイクロコンピュータ８２ａは、転写紙搬送ベルト６０の無端移動位置（以下、「回転位置」という。）を把握することができる。
【００３５】
図１２は、位置制御装置８２が転写紙搬送ベルト６０の実際の回転位置を把握するために行う制御を示す制御ブロック図である。
位置制御装置８２は、マークセンサ９０からのマーク検出信号のパルス数を状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂに設けられたマークカウンタでカウントする。また、位置制御装置８２は、補間クロックカウンタ８２ｃに設けられた補間クロック発生手段としてのクロック発生回路によって連続する補間クロック信号を発生させる。この補間クロック信号のクロック数は、補間クロックカウンタ８２ｃに設けられたクロックカウンタによってカウントされる。また、このクロックカウンタは、マークカウンタのカウント時に発生する立ち上がりエッジでリセットされる。すなわち、クロックカウンタは、マークが検出されるごとにリセットされることになる。
【００３６】
マイクロコンピュータ８２ａは、所定のサンプリング間隔で、マークカウンタによって得られたマークカウント値と、クロックカウンタによって得られたクロックカウント値をサンプリングする。そして、マイクロコンピュータ８２ａは、そのマークカウント値に転写紙搬送ベルト６０上のマーク間隔を乗じる演算を行う。なお、本実施形態において、このマーク間隔は１６９μｍである。また、マイクロコンピュータ８２ａは、クロックカウント値に対してはクロック相当間隔を乗じる演算を行う。このクロック相当間隔とは、クロック時間に相当する転写紙搬送ベルト６０の無担移動距離を示すものである。本実施形態では、転写紙搬送ベルト６０の無担移動速度が２００ｍｍ／ｓで、補間クロック信号が５７６ｋＨｚであるので、このクロック相当間隔は、下記の数１に示す式から求まる約０．３４７μｍとなる。
【数１】
２００［ｍｍ／ｓ］×（１／５７６［ｋＨｚ］）＝３．４７２２×１０−７［ｍ］
【００３７】
マイクロコンピュータ８２ａは、上記のように演算した２つの結果を和を算出する。すなわち、マークカウンタは、転写紙搬送ベルト６０が１６９μｍ無担移動するごとにカウントすることになる。そして、クロックカウンタは、転写紙搬送ベルト６０が１６９μｍ無担移動する間において、その転写紙搬送ベルト６０が０．３４７μｍ無担移動するごとにカウントすることになる。したがって、これらの和は、転写紙搬送ベルト６０の実際の詳細な回転位置を示すものとなる。よって、マイクロコンピュータ８２ａは、各サンプリング時における転写紙搬送ベルト６０の実際の詳細な回転位置を正確に把握することができる。
【００３８】
このようにして転写紙搬送ベルト６０の実際の回転位置を把握したマイクロコンピュータ８２ａは、その実際の回転位置と、そのサンプリング時に目標とする回転位置（以下、「目標位置」という。）とを比較する。具体的には、実際の回転位置と目標位置との差分を演算し、その演算結果を駆動用Ｉ／Ｆ８２ｄに出力する。これにより、駆動用Ｉ／Ｆ８２ｄは、ドライバ８２ｅを介して、その差分が０となるような電流や電圧をベルト駆動モータ８１に出力する。その結果、転写紙搬送ベルト６０の回転位置が常に目標位置となるように位置制御がなされる。
【００３９】
図１３（ａ）乃至図１３（ｆ）は、各信号についてのタイミングチャートである。
不連続マークセンサ８３によって不連続特定マーク８９が検出されると、上述のように、その不連続検知信号が検出されている間は、状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂ及び信号補間クロックカウンタ８２ｃにＯＮ信号が入力される。状態検出用Ｉ／Ｆ８２ｂは、そのＯＮ信号が入力されている間は、マークカウンタへのマーク検出信号の入力を停止させる。また、信号補間クロックカウンタ８２ｃも、そのＯＮ信号が入力されている間は、クロックカウンタへの補間クロック信号の入力を停止させる。
【００４０】
本実施形態では、不連続検知信号が検出されて信号補間クロックカウンタ８２ｃにＯＮ信号が入力されている間、そのクロックカウンタの出力すなわちクロックカウント値は、不連続検知信号が検出される直前の値を保持する。また、その間、マークカウンタのマークカウント値も、不連続検知信号が検出される直前の値を保持する。そして、不連続マークセンサ８３による不連続特定マーク８９の検出期間が終わり、ＯＮ信号の入力がなくなると、クロックカウンタには再び補間クロック信号が入力され、カウントを再開する。また、マークカウンタも同様にカウントを再開する。そして、ＯＮ信号の入力がなくなってから最初にマーク検出信号が入力されるとき、クロックカウンタはリセットされる。以後は、次にＯＮ信号が入力されるまで、通常の位置制御が行われる。
【００４１】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、不連続部分における目標位置を示す説明図である。
マイクロコンピュータ８２ａは、各サンプリング時における目標位置を設定し、その目標位置と実際の回転位置とを比較して位置制御を行う。本実施形態では、サンプリング間隔を５００μｓに設定している。マイクロコンピュータ８２ａは、不連続検出信号が入力される１．５ｍｓ時までは、図１４（ｂ）に示すような目標位置Ｒｃ１となるように、各サンプリング時の目標位置設定を行う。一方、不連続検出信号が入力される１．５ｍｓから不連続検出信号の入力がなくなって最初のサンプリングが行われる７．０ｍｓまでは、その目標位置Ｒｈを、不連続検出信号の入力直前の目標位置である３００μｍに保持する。上述したように、マークカウンタのマークカウント値も、クロックカウンタのクロックカウント値も、不連続検出信号の入力直前の値に保持されているため、マイクロコンピュータ８２ａは、不連続検出信号が入力されている間、転写紙搬送ベルト６０が不連続検出信号の入力直前の回転位置で停止していると認識してしまう。しかし、本実施形態のように、その間は目標位置も不連続検出信号の入力直前の値に保持されているため、ベルト駆動モータ８１に異常な電流が流れることもなく正常な位置制御がなされる。なお、７．０ｍｓ以後においては、図１４（ｂ）に示すような目標位置Ｒｃ２となるように、各サンプリング時の目標位置設定を行い、位置制御がなされる。
【００４２】
以上の構成をまとめると、本実施形態においては、次のような制御フローに従った処理を行うことになる。
図１は、転写紙搬送ベルト６０の位置制御における不連続部分の処理の流れを示すフローチャートである。
ベルト駆動装置８０の駆動が開始されると、位置制御装置８２のマイクロコンピュータ８２ａは、まず、初期目標位置Ｒｓの計算を行い、この初期目標位置Ｒｓを用いて位置制御を行う（Ｓ１）。なお、この初期目標位置Ｒｓは、転写紙搬送ベルト６０の駆動開始時から所定の無端移動速度（２００ｍｍ／ｓ）まで加速する間の目標位置であり、その時間変化は滑らかな軌跡を描くものとなる。無端移動速度が２００ｍｍ／ｓにまで達したら、転写紙搬送ベルト６０の無端移動速度は２００ｍｍ／ｓでほぼ一定となる。よって、マイクロコンピュータ８２ａによるサンプリング間において転写紙搬送ベルト６０が無端移動する距離は定常状態となる（Ｓ２）。このように定常状態になったら、定常時における定常目標位置Ｒｃ１の計算を行い、この定常目標位置Ｒｃ１を用いて位置制御を行う（Ｓ３）。
【００４３】
ここで、不連続検出信号が入力されると（Ｓ４）、マークカウンタへのマーク検出信号の入力及びクロックカウンタへの補間クロック信号の入力を停止させる（Ｓ５）。そして、マイクロコンピュータ８２ａは、位置制御に用いる目標位置Ｒｈを不連続検知信号が入力される直前の値に保持する（Ｓ６）。また、マイクロコンピュータ８２ａは、不連続検知信号が入力される直前の転写紙搬送ベルト６０の回転位置（積分量Ｘ０）も保持する（Ｓ７）。また、ベルト駆動モータ８１に入力される電流値Ｕ１も一定値に保持する（Ｓ８）。電流値Ｕ１は、不連続検知信号が入力される直前の電流値を用いたり、不連続検知信号が入力される前の定常状態における電流値の平均を用いたりすることができる。電流値の平均を用いる場合、本実施形態の平均値は、図１０に示したように約０．５Ａとなる。
【００４４】
不連続検出信号の入力が終わると（Ｓ９）、マークカウンタへのマーク検出信号の入力及びクロックカウンタへの補間クロック信号の入力を再開する（Ｓ１０）。そして、定常時における定常目標位置Ｒｃ２の計算を行う（Ｓ１１）。ここで、カウント再開後にマイクロコンピュータ８２ａが把握する転写紙搬送ベルト６０の回転位置は、実際の回転位置とのズレが生じる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、まず、不連続検出信号の入力が終わった後の最初のサンプリング時において、マイクロコンピュータ８２ａが把握した実際の回転位置Ｘ１を読み取る（Ｓ１２）。そして、この回転位置Ｘ１と、不連続検出信号の入力が終わった直後の定常目標位置Ｒｃ２との差分を算出して、この差分が既定値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１３）。この判断の結果、差分が既定値以上であると判断された場合、少なくとも不連続検出信号の入力が終わった後の１回目のサンプリング時における定常目標位置Ｒｃ２を、その実際の回転位置と同じＸ１に設定する（Ｓ１４）。これにより、少なくとも１回目のサンプリング時における差分を０にすることができる。その後の定常時における定常目標位置Ｒｃ２の計算では、不連続検知信号が入力される直前の回転位置Ｘ０を初期値として位置制御を行う（Ｓ１５，Ｓ１６）。
このように、不連続検出信号が入力されている間にマイクロコンピュータ８２ａが把握する転写紙搬送ベルト６０の回転位置に対応する目標位置を設定することで、不連続部分であっても正常な位置制御を行うことができる。
【００４６】
図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）は、上記Ｓ１３の判断の結果、不連続検出信号の入力が終わった後の最初のサンプリング時において計算した差分が既定値以上である場合の目標位置とマーク９０の位置との関係を示す説明図である。なお、本実施形態では、上述のように、転写紙搬送ベルト６０の無端移動速度が２００ｍｍ／ｓであり、マーク間隔が１６９μｍであるので、マーク検出信号のパルス周期は、下記の数２に示す式から求まる８４５μｓである。
【数２】
１６９［μｍ］／２００［ｍｍ／ｓ］＝８４５［μｓ］
【００４７】
図１５（ａ）は、不連続検出信号の入力が終わった後の最初のサンプリング時に既にマーク検出信号が入力されている場合を示すものである。この場合、マークカウンタのマークカウント値は増加する。一方、クロックカウンタのクロックカウント値は０からスタートする。そのため、次回以降のサンプリング時には、マイクロコンピュータ８２ａが把握する回転位置が１マークカウント値分だけ多くなることになる。そこで、この場合には、次のマークまでの距離すなわちマーク間隔（１６９μｍ）を加算した状態で定常目標位置Ｒｃ２の計算を行う。これにより、次のサンプリング時に、マイクロコンピュータ８２ａが把握する回転位置と定常目標位置Ｒｃ２との差をなくすことができる。
【００４８】
図１５（ｂ）は、不連続検出信号の入力が終わった後の最初のサンプリング時とその次のサンプリング時（２番目のサンプリング時）との間にマーク検出信号が入力される場合を示すものである。この場合、２番目のサンプリング時にマイクロコンピュータが把握する回転位置は、１マークカウント値分とその時点におけるクロックカウント値分だけ多くなることになる。そこで、この場合には、その多くなった分を加算した状態で定常目標位置Ｒｃ２の計算を行う。これにより、２番目のサンプリング時に、マイクロコンピュータ８２ａが把握する回転位置と定常目標位置Ｒｃ２との差をなくすことができる。
【００４９】
図１５（ｃ）は、不連続検出信号の入力が終わった後の２番目のサンプリング時と３番目のサンプリング時との間にマーク検出信号が入力される場合を示すものである。この場合、３番目のサンプリング時にマイクロコンピュータが把握する回転位置は、１マークカウント値分とその時点におけるクロックカウント値分だけ多くなることになる。そこで、この場合には、その多くなった分を加算した状態で定常目標位置Ｒｃ２の計算を行う。これにより、３番目のサンプリング時に、マイクロコンピュータ８２ａが把握する回転位置と定常目標位置Ｒｃ２との差をなくすことができる。
【００５０】
図１６は、転写紙搬送ベルト６０上における不連続部分の位置と転写紙の担持位置との関係を示す説明図である。なお、この図は、転写紙搬送ベルト６０を展開した状態を示している。また、図中符号「Ｘｓ」は無端移動方向における不連続特定マーク８９の長さを示し、「Ｘｃ」は転写紙担持禁止領域を示す。このような転写紙担持禁止領域Ｘｃを設けることで、不連続検出信号が入力されている間は画像形成が行われない構成となる。また、転写紙担持禁止領域Ｘｃで転写紙が担持されないようにするには、図中符号「ＸＡ３」で示す領域ではＡ３サイズの転写紙の先端が位置することがないように画像形成が行われる。また、Ａ４サイズについては、図中符号「ＸＡ４」で示す領域で転写紙の先端が位置することがないように画像形成が行われる。
【００５１】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、不連続部分において図１に示したような制御を行わない場合における位置誤差を示すグラフである。なお、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の部分拡大図である。これらのグラフは、横軸に時間をとり、縦軸に位置誤差をとったものである。図示のように、不連続部分では位置変動がおきているのがわかる。しかし、図１７（ｂ）に示すように、位置変動が起きてからおよそ１００ｍｓ後には安定した状態になる。本実施形態では、転写紙搬送ベルト６０の線速が２００ｍｍ／ｓであるので、不連続部分から２０ｍｍ以上進んだ後は位置誤差が減っているので、上記転写紙担持禁止領域Ｘｃを２０ｍｍとすればよいことがわかる。
【００５２】
図１８は、原点情報として利用される不連続特定マーク８９が検出されてから次に不連続特定マーク８９が検出されるまでの間に転写紙搬送ベルト６０の無端移動距離と、目標位置との関係を示すグラフである。上述したように、目標位置は、各サンプリング時に位置制御装置８２のマイクロコンピュータ８２ａによって計算されることで得られる。そして、不連続特定マーク８９が検出されてから次に不連続特定マーク８９が検出されたときの目標位置と、その間の転写紙搬送ベルト６０の無端移動距離とを比較したとき、これらの差分が予定されている設定値内に収まらないことがある。これは、主に、転写紙搬送ベルト６０上のマークまたマークセンサ９０のセンサ面等にトナーなどが付着し、マーク８５の検出が適切に行われないことが原因である。よって、この場合には、マーク８５又はマークセンサ９０が異常である旨を報知する。
【００５３】
〔変形例〕
次に、上記実施形態におけるレーザプリンタの位置制御装置８２による制御の変形例について説明する。
図１９は、本変形例における位置制御装置８２のマイクロコンピュータ８２ａが行う制御内容の概略を示す制御ブロック図である。本変形例は、マイクロコンピュータ８２ａのＰＩコントローラとしての機能に外乱推定オブザーバとしての機能を付加したものである。ここで、図示の制御対象は、ベルト駆動モータ８１である。
【００５４】
本変形例において、ＰＩコントローラの伝達関数ＰＩＣＯＮ（ｓ）は、次の数３に示すようになる。ここで、「ｓ」はラプラス演算子であり、「Ｔ１１」、「Ｔ１２」及び「ＫＫＫ」は、設計から求めた定数である。。
【数３】
ＰＩＣＯＮ（ｓ）＝ＫＫＫ×｛（ｓ・Ｔ１１＋１）／（ｓ・Ｔ１２＋１）｝
【００５５】
上記数３に示す伝達関数ＰＩＣＯＮ（ｓ）は積分項を有するため、不連続検出信号が入力されている間は、上記実施形態と同様に、不連続検出信号の入力直前の回転位置Ｘ０を保持し、不連続検出信号の入力が終わったらそのＸ０を新たな初期値として位置制御を行う。
【００５６】
以上、上述した実施形態のレーザプリンタは、無端移動する無端移動部材としての転写紙搬送ベルト６０の無端移動方向にわたり所定間隔で連続するように転写紙搬送ベルト６０上に設けられる複数のマーク８５を検出するマーク検出手段としてのマークセンサ９０の出力に基づいて、その転写紙搬送ベルト６０の駆動制御を行う駆動制御装置としてのベルト駆動装置８０を備えている。このベルト駆動装置８０は、マークセンサ９０の出力に基づいて転写紙搬送ベルト６０の無端移動位置を認識する無端移動位置認識手段として、また、認識した無端移動位置が目標位置と一致するように転写紙搬送ベルト６０の駆動制御を行う位置制御手段として機能する位置制御装置８２を備えている。また、複数のマーク８５のマーク間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分がマークセンサ９０の検出領域に存在するか否かを検知する不連続検知手段としての不連続マークセンサ８３を備えている。そして、マークセンサ９０の検出領域に不連続部分が存在する不連続期間の目標位置を、位置制御装置８２が認識する不連続期間内の無端移動位置とのズレが所定範囲内となるように設定する目標位置設定手段として位置制御装置８２が機能する。これにより、不連続期間中においては、位置制御装置８２にマーク検出信号が入力されてもされなくても、無端移動位置と目標位置とのズレが所定範囲内となるので、位置制御装置８２はこのズレがなくなるように位置制御を行うことになる。よって、この所定範囲を適正な範囲に設定すれば、マークセンサ９０の検出領域に不連続部分が存在しても、その転写紙搬送ベルト６０に対して適切な駆動制御を行うことができる。
また、本実施形態においては、上記不連続期間内には位置制御装置８２がマークセンサ９０の出力を受けないように構成されている。よって、不連続期間内に位置制御装置８２が把握する転写紙搬送ベルト６０の無端移動位置は、一定に保持されることになる。このように、不連続期間内では位置制御装置８２の把握する無端移動位置が一定に保持される結果、目標位置をその無端移動位置とのズレが所定範囲内となる一定値に設定するだけで、適切な駆動制御を行うことができる。
また、本実施形態においては、マークセンサ９０の出力周期よりも短い周期の補間クロック信号を発生させる補間クロック発生手段としてのクロック発生回路を設けている。そして、位置制御装置８２は、その補間クロック信号に基づいて、複数のマーク８５の間における無端移動位置を認識する。このような補間クロック信号を用いることで、複数のマーク８５間における転写紙搬送ベルト６０の無端移動位置を把握することができる。よって、マーク検出信号だけから転写紙搬送ベルト６０の無端移動位置を把握する場合に比べて、より詳細な無端移動位置を把握することができる。また、本実施形態では、上記不連続期間内には位置制御装置８２が補間クロック信号を受けないように構成されている。よって、位置制御装置８２は、不連続期間内の複数のマーク間における転写紙搬送ベルト６０の無端移動位置が一定であると把握することになる。このように、不連続期間内では複数のマーク間における無端移動位置が一定であると把握されるので、無端移動位置とのズレが所定範囲内となるような目標位置の設定を簡単化することができる。
また、本実施形態では、転写紙搬送ベルト６０の無端移動速度が定常状態にあるとき、上記不連続期間に転写紙搬送ベルト６０へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段としてのベルト駆動モータ８１に対して出力する制御量である電流値として、その不連続期間に入る直前の電流値が用いられる。すなわち、不連続期間では位置制御を行わず、ベルト駆動モータ８１に一定の電流を流すことで、ベルト駆動モータ８１の回転数を一定に保つ。よって、マークセンサ９０の検出領域に不連続部分が存在しても、その転写紙搬送ベルト６０に対して適切な駆動制御を行うことができる。
また、本実施形態で説明したように、転写紙搬送ベルト６０の無端移動速度が定常状態にあるとき、上記不連続期間に転写紙搬送ベルト６０へ駆動力を伝達するための駆動力伝達手段としてのベルト駆動モータ８１に対して出力する制御量である電流値として、その不連続期間前における連続部分の電流値の平均が用いられる。この場合も、ベルト駆動モータ８１には一定の電流が流れ、ベルト駆動モータ８１の回転数が一定に保たれる。よって、マークセンサ９０の検出領域に不連続部分が存在しても、その転写紙搬送ベルト６０に対して適切な駆動制御を行うことができる。特に、平均値を用いることで、不連続期間を終えたときの実際の無端移動位置と目標位置とのズレを少なくできる。
【００５７】
尚、上述した実施形態では、転写紙搬送ベルト６０の駆動制御を例に挙げて説明したが、無端ベルト部材やドラム状部材等の無端移動部材の位置制御を行う装置に対しても同様に適用することができる。例えば、感光体ドラムや感光体ベルトあるいは中間転写ベルトなどの無端移動部材に対する駆動制御にも適用できる。
また、上記実施形態では、マークの不連続部分が１箇所である場合について説明したが、継ぎ目が複数ある樹脂テープ８６などを用いた場合など、マークの不連続部分が複数箇所ある場合にも適用できる。
また、本実施形態では、ベルト移動装置８０の位置制御を位置制御装置８２のマイクロコンピュータ８２ａによって実行する場合について説明したが、マイクロコンピュータ８２ａの代わりに数値演算処理能力が高いＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などを用いることもできる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、無端移動部材を位置制御により駆動制御するとき、その無端移動部材の無端移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマーク中に予め決められた範囲外となる不連続部分が存在しても、その無端移動部材に対して適切な駆動制御を行うことが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るレーザプリンタにおける転写紙搬送ベルトの位置制御における不連続部分の処理の流れを示すフローチャート。
【図２】同レーザプリンタの概略構成図。
【図３】同レーザプリンタの作像手段の概略構成を示す拡大図。
【図４】同レーザプリンタの転写ユニットの概略構成図。
【図５】１ドラム型の画像形成装置の例を示す説明図。
【図６】間接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置の例を示す説明図。
【図７】同レーザプリンタの転写紙搬送ベルトを駆動するベルト駆動装置の概略構成図。
【図８】同転写紙搬送ベルト上のマークが設けられた部分の拡大図。
【図９】同レーザプリンタに設けられるマークセンサの概略構成図。
【図１０】同ベルト駆動装置のベルト駆動モータに入力される電流値を示すグラフ。
【図１１】同ベルト駆動装置の位置制御装置の概略構成を示す機能ブロック図。
【図１２】同位置制御装置が転写紙搬送ベルトの実際の回転位置を把握するために行う制御を示す制御ブロック図。
【図１３】（ａ）乃至（ｆ）は、同位置制御装置に関係する各種信号についてのタイミングチャート。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、不連続部分における目標位置を示す説明図。
【図１５】（ａ）乃至（ｃ）は、不連続検出信号の入力が終わった後の最初のサンプリング時において計算した差分が既定値以上である場合の目標位置とマーク位置との関係を示す説明図。
【図１６】同転写紙搬送ベルト上における不連続部分の位置と転写紙の担持位置との関係を示す説明図。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、不連続部分において図１に示したような制御を行わない場合における位置誤差を示すグラフ。
【図１８】原点情報として利用される不連続特定マークが検出されてから次に不連続特定マークが検出されるまでの間に転写紙搬送ベルトの無端移動距離と、目標位置との関係を示すグラフ。
【図１９】変形例における位置制御装置のマイクロコンピュータが行う制御内容の概略を示す制御ブロック図。
【符号の説明】
１　　作像手段
１１　感光体ドラム
６０　転写紙搬送ベルト
８１　ベルト駆動モータ
８２　位置制御装置
８２ａ　マイクロコンピュータ
８２ｃ　補間クロックカウンタ
８３　不連続マークセンサ
８９　不連続特定マーク
９０　マークセンサ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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