(57)【要約】【課題】無端ベルト上の、形成終端加のマーカから形成始端のマーカに至る間隔が、所定のマーカ間隔より短くても正確なベルト位置を検出でき、目標位置に高精度に追従するベルト移動装置を実現する。【解決手段】無端ベルト１に形成されたマーカ７を検出し、検出結果に基づき、無端ベルトの移動方向の位置を補正するための補正位置情報：Ｘｍを作成する。無端ベルト１は、形成終端のマーカから形成始端のマーカに至るマーカ間隔：Ｘｅｓと、形成始端からマーカ形成終端の間にある各マーカのマーカ間隔：Ｘｓとが、Ｘｅｓ＜Ｘｓとなるようにマーカ７を形成され、間隔がＸｅｓの部分では、間隔：Ｘｅｓもしくはその近傍の値を無端ベルトの位置情報として用い、無端ベルトを目標位置に追従制御する。【選択図】    図１
2004198687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトを回転移動させるベルト移動装置において、
無端ベルトと、
この無端ベルトを移動させるための駆動源と、
この駆動源からの駆動力を、上記無端ベルトを移動させるベルト移動機構に伝達する伝達手段と、
上記無端ベルトの移動方向の位置認識用に上記無端ベルトに形成されたマーカを検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に基づき、上記無端ベルトの移動方向の位置を補正するための補正位置情報：Ｘｍを作成する補正情報作成手段と、
上記補正位置情報：Ｘｍに基づき上記駆動源を制御する制御手段とを有し、
上記無端ベルトは、形成終端のマーカから形成始端のマーカに至るマーカ間隔：Ｘｅｓと、上記形成始端からマーカ形成終端の間にある各マーカのマーカ間隔：Ｘｓとが、
Ｘｅｓ＜Ｘｓ
となるように上記マーカを形成されたものであり、
上記制御手段が、上記マーカの間隔がＸｓの部分では、間隔：Ｘｓの値を、上記無端ベルトの位置情報として用い、上記マーカの間隔がＸｅｓの部分では、間隔：Ｘｅｓもしくはその近傍の値を、上記無端ベルトの位置情報として用い、上記無端ベルトを目標位置に追従制御することを特徴とするベルト移動装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト移動装置において、
マーカ間隔：Ｘｓ、マーカのカウント数：Ｍｃによるマーカ位置情報：Ｘｃ、ベルト線速：Ｖｂと信号補間クロック周波数：Ｃｘと信号補間クロック数：Ｃａとで上記マーカ間の位置情報を補間する位置補間情報：Ｘａにより、補正位置情報Ｘｍを、
Ｘｍ＝Ｘｃ＋Ｘａ＝Ｘｓ×Ｍｃ＋Ｃａ×Ｖｂ／Ｃｘ
とすることを特徴とするベルト移動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のベルト移動装置において、
補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、Ｔｎ＋１時点以後、次のＸｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成されるまでは、
Ｘｅ＝Ｘｓ―Ｘｅｓとして、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
で補正位置情報：Ｘｍを更新し、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成される毎に、Ｘｅｓを含む補正位置情報のカウント数：Ｃｅｓとして、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
で補正位置情報：Ｘｍを更新することを特徴とするベルト移動装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のベルト移動装置において、
補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、Ｔｎ＋１時点以後、次のＸｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成されるまでは、
Ｔｎ＋１時点での目標位置：ＲｅｆＰと、更新前の補正位置情報：Ｘｍとにより演算：
Ｘｅ＝ＲｅｆＰ―Ｘｍ
から求められるＸｅを用い、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
で補正位置情報：Ｘｍを更新し、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成される毎に、Ｘｅｓを含む補正位置情報のカウント数：Ｃｅｓとして、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
で補正位置情報：Ｘｍを更新することを特徴とするベルト移動装置。
【請求項５】
請求項３記載のベルト移動装置において、
無端ベルトに形成されたマーカの測定により予めＸｅｓを測定してメモリに記憶させておき、サンプリング時点：Ｔｎ＋１において上記メモリから読出して、
演算：Ｘｅ＝Ｘｓ―Ｘｅｓ
を行うことを特徴とするベルト移動装置。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載のベルト移動装置において、
補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、
定常状態の位置変動：Ｐｂｖ、時点：Ｔｎ＋１での目標位置：ＲｅｆＰ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍとして、条件：
｜ＲｅｆＰ―Ｘｍ｜＞｜Ｐｂｖ｜
が最初に満足されるサンプリング時点を時点：Ｔｎ＋１として検出することを特徴とするベルト移動装置。
【請求項７】
請求項１〜５の任意の１に記載のベルト移動装置において、
補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、
Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点：Ｔｎ＋１を検出するため、形成始端のマーカをマーカ配列方向に直交する方向に長く形成し、専用の検出手段で検出することを特徴とするベルト移動装置。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載のベルト移動装置において、
サンプリング時点：Ｔｎ＋１を基準点としてマーカ数をカウントし、カウント数が所定値でないときは、異常と判断する異常検知手段を備えることを特徴とするベルト移動装置。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載のベルト移動装置において、
補正位置情報：Ｘｍに基づき駆動源を制御する制御手段が、目標位置からベルト位置までの開ループ伝達特性の交差周波数より低域では、−６０ｄＢ／ｄｅｃの伝達特性が含まれることを特徴とするベルト移動装置。
【請求項１０】
光導電性の潜像担持体上に静電潜像を形成し、上記静電潜像を現像して得られるトナー画像を、中間転写ベルトを介してシート状記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
中間転写ベルトを無端ベルトとし、中間転写ベルトを移動させるベルト移動装置として、請求項１〜９の任意の１に記載のベルト移動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
導電性の感光体を複数個、所定方向へ配列し、各感光体上に静電潜像を形成し、これら静電潜像を異なる色のトナーで可視化した各トナー画像を、シート状記録媒体上へ、各感光体上から直接もしくは中間転写ベルトを介して転写して画像形成を行う画像形成装置において、
シート状記録媒体を搬送する搬送ベルトもしくは中間転写ベルトを無端ベルトとし、この無端ベルトを移動させるベルト移動装置として、請求項１〜９の任意の１に記載のベルト移動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルト移動装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、デジタルやアナログの複写装置、光プリンタや光プロッタ、ファクシミリ装置等として広く知られているが、このような画像形成装置では、トナー画像を転写される転写紙等のシート状記録媒体を搬送するシート搬送ベルトや、トナー画像の転写に用いられる中間転写ベルト等を移動させる装置が用いられる。
【０００３】
これらのベルトは通常、無端ベルトに形成されて循環的に回転駆動されるが、ベルト位置がトナー画像に対して十分な位置制度を持つ必要がある。特に、複数のトナー画像を「同一のシート状記録媒体」に重ね合せて転写してカラー画像を形成するような場合には、ベルト位置の制御が不充分であると「色ずれ」と呼ばれる現象が生じ、形成されたカラー画像の像質を劣化させる原因となる。
【０００４】
上記中間転写ベルト等のベルト位置を制御する方法としては、ベルトに設けたマークをセンサで検知してセンサ信号を得ると共に、ベルト駆動軸に設けたエンコーダによりインデックス信号を得、センサ信号とインデックス信号との関係からベルト駆動軸の偏心を求め、偏心を補正するように速度制御を行い、１色目の駆動の速度パターンをベルト上の複数のマークで読み取り、２色目以降の速度パターンとする方法が知られている(特許文献１)。
【０００５】
特許文献１記載のものに代表される従来のベルト移動装置は「速度制御によってベルト位置を制御している」ので、制御された速度に、外乱等に起因して、誤差：Δｖがあると、ベルト位置は、目標位置に対して時間：ｔとともに「Δｖ・ｔ」のように増大して「位置偏差」が大きくなり、特にカラー画像形成の場合のように、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの各色トナー画像を、中間転写ベルト上で順番に重ね合せると各色トナー画像相互の重なりがずれて「色ずれ」を生じる。
【０００６】
「位置制御」の場合は、ある時点で色ずれを起こしても、その後目標位置に追従できるが、速度制御では、位置誤差が起きた後は「ずれた状態」になる。
【０００７】
また、無端ベルトを駆動する駆動ロールの偏心により、無端ベルトの速度変動が発生するのを防ぐため、無端ベルトの速度変動を打ち消すように、駆動ロールの速度制御が行われる。具体的には、無端ベルト周長のずれを利用して、駆動ロールの回転角度と無端ベルトの速度変動の対応をフーリエ変換してもとめ、駆動ロールの目標速度に位相と振幅を加え、無端ベルトの速度を一定にする。
【０００８】
この方法は、駆動ロールの回転周期のような低い周波数では効果があるが、バンディングのように、ある程度高周波数の速度変動には対応できない。
【０００９】
また、無端ベルトの全周にわたって一群のマーカを所定間隔で形成し、これらマーカの検出により無端ベルトの位置認識を行うことが考えられるが、マーカを無端ベルト全周にわたって所定間隔に形成する場合、ベルト加工誤差による「ベルト周長のばらつき」により、形成されたマーカにおける「形成終端のマーカから形成始端のマーカに至る間隔」が、上記所定間隔より短くなると、この部分で誤差が生じ、ベルト位置の正確な検出ができなくなる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２６３２８１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、無端ベルト上の、形成終端のマーカから形成始端のマーカに至る間隔が、所定のマーカ間隔より短くても誤検出なく正確なベルト位置を検出でき、目標位置に高精度に追従するベルト移動装置の実現を課題とする。
【００１２】
また、このようなベルト移動装置を、シート状記録媒体搬送ベルトや中間転写ベルトの移動装置として用いる画像形成装置の実現を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明のベルト移動装置は「無端ベルトを回転移動させるベルト移動装置」であって、無端ベルトと、駆動源と、伝達手段と、検出手段と、補正情報作成手段と、制御手段とを有する(請求項１)。
【００１４】
「無端ベルト」は、例えば、前述した中間転写ベルトや、シート状記録媒体搬送ベルト等である。
「駆動源」は、無端ベルトを移動させるための駆動源である。
「伝達手段」は、駆動源からの駆動力を、無端ベルトを移動させるベルト移動機構に伝達する手段である。
【００１５】
「検出手段」は、無端ベルトの移動方向の位置認識用として無端ベルトに形成されたマーカを検出する手段である。
「補正情報作成手段」は、検出手段の検出結果に基づき、無端ベルトの移動方向の位置を補正するための補正位置情報：Ｘｍを作成する手段である。
「制御手段」は、補正位置情報：Ｘｍに基づき駆動源を制御する。
【００１６】
上記無端ベルトは、「形成終端のマーカ」から「形成始端のマーカ」に至るマーカ間隔：Ｘｅｓと、マーカの形成始端から形成終端までの間にある各マーカのマーカ間隔：Ｘｓとが、
Ｘｅｓ＜Ｘｓ
となるようにマーカを形成されたものである。
【００１７】
上記制御手段による駆動源の制御は、マーカの間隔がＸｓの部分では、間隔：Ｘｓの値を無端ベルトの位置情報として用い、マーカの間隔がＸｅｓの部分では「間隔：Ｘｅｓもしくはその近傍の値」を無端ベルトの位置情報として用い、無端ベルトを目標位置に追従制御するように行われる。
【００１８】
上記請求項１記載のベルト移動装置における補正位置情報：Ｘｍは、マーカ間隔：Ｘｓ、マーカのカウント数：Ｍｃによるマーカ位置情報：Ｘｃ、ベルト線速：Ｖｂと信号補間クロック周波数：Ｃｘと信号補間クロック数：Ｃａとでマーカ間の位置情報を補間する位置補間情報：Ｘａとにより、
Ｘｍ＝Ｘｃ＋Ｘａ＝Ｘｓ×Ｍｃ＋Ｃａ×Ｖｂ／Ｃｘ
とすることができる（請求項２）。「信号補間クロック」は、無端ベルトの走行により「あるマーカが検出されてから、次ぎのマーカが検出されるまで」の時間を計時するクロックであり、マーカが新たに検出されるたびにリセットされる。
【００１９】
マーカ間の間隔は、形成終端のマーカと形成始端のマーカとの間隔：Ｘｅｓ以外は、全てＸｓであるから、間隔Ｘｅｓを含まない部分では、カウントしたマーカ数がＭｃであれば、このカウント数に対応するベルト位置変化はＭｃ×Ｘｓである。また、無端ベルトが所定の線速：Ｖｂで走行しているときには、信号補間クロックの１周期：１／Ｃｘあたりの走行距離はＶｂ／Ｃｘであり、従って上記クロックをカウントしたカウント数がＣａなら、この間の走行距離は、Ｃａ×Ｖｂ／Ｃｘとなる。
【００２０】
従って、マーカのカウントが開始されてから、マーカのカウント数がＭｃで、補間信号クロックのカウント数がＣａであれば、マーカのカウント開始から無端ベルトが走行した距離は、上記の「Ｘｓ×Ｍｃ＋Ｃａ×Ｖｂ／Ｃｘ」となる。
【００２１】
このように、補間信号クロックによりマーカ間の走行時間をカウントすることにより、ベルト位置検出を「マーカ間隔よりも高分解能化」できる。
【００２２】
上記請求項１または２記載のベルト移動装置は、補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、時点：Ｔｎ＋１以後、次のＸｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成されるまでは、
Ｘｅ＝Ｘｓ―Ｘｅｓとして、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
で補正位置情報：Ｘｍを更新し、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成される毎に、Ｘｅｓを含む補正位置情報のカウント数：Ｃｅｓとして、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
で補正位置情報：Ｘｍを更新することができる（請求項３）。上記「更新」は、上記各更新式の両辺にあるＸｍにつき「右辺に更新前の値を入れ」て得られる左辺のＸｍを「新たなＸｍ」とすることを意味する。
【００２３】
前述したように、マーカのカウント数：Ｍｃに対する無端ベルトの走行距離は、Ｍｃ×Ｘｓであるが、このカウント数：Ｍｃの中に、間隔：Ｘｅｓが含まれていると、間隔：Ｘｅｓのカウント１回ごとに、上記走行距離：Ｍｃ×Ｘｓは実際よりもＸｅ（＝Ｘｓ−Ｘｅｓ）だけ大きくなる。従って、間隔：Ｘｅｓの部分がＣｅｓ回カウントされたのであれば、実際の走行距離は、マーカ間の間隔を一律にＸｓとする値よりも「Ｘｅ×Ｃｅｓ」だけ小さくなることになる。従って、補正位置情報：Ｘｍを、無端ベルトの１回転ごとに、上記の如く、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
で補正位置情報：Ｘｍを更新することにより、正しい走行距離（正しいベルト位置）を検出できる。
【００２４】
請求項１または２に記載のベルト移動装置はまた、補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、時点：Ｔｎ＋１以後、次のＸｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成されるまでは、時点：Ｔｎ＋１での目標位置：ＲｅｆＰと、更新前の補正位置情報：Ｘｍとによる演算：
Ｘｅ＝ＲｅｆＰ―Ｘｍ
で求められるＸｅを用い、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
で補正位置情報：Ｘｍを更新し、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍが作成される毎に、Ｘｅｓを含む補正位置情報のカウント数：Ｃｅｓとして、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
で補正位置情報：Ｘｍを更新することができる（請求項４）。
【００２５】
即ち、時点：ＴｎとＴｎ＋１の間は、信号補間クロックで計時されているから、無端ベルトの走行が所定の線速で行われていれば、信号補間クロックのカウント数：Ｃａを用いることにより、時点：Ｔｎ＋１における無端ベルトの走行距離は前述の「Ｘｓ×Ｍｃ＋Ｃａ×Ｖｂ／Ｃｘ」で与えられるから、これを目標位置：ＲｅｆＰとすると、時点：Ｔｎ＋１においては、補正位置情報：Ｘｍ＝Ｘｓ×（Ｍｃ＋１）（Ｍｃは時点：Ｔｎにおけるカウント数）として与えられるので、このように得られるＸｍを目標位置：ＲｅｆＰから差し引いたものは、結局、マーカ間間隔の差：Ｘｓ−Ｘｅｓ（＝Ｘｅ）を与えることになる。
【００２６】
請求項３記載のベルト移動装置においては、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
におけるＸｅを求めるのに「無端ベルトに形成されたマーカの測定により予めＸｅｓを測定してメモリに記憶」させておき、サンプリング時点：Ｔｎ＋１においてメモリから読出して、演算：Ｘｅ＝Ｘｓ―Ｘｅｓを行ってＸｅを求めることができる（請求項５）。このようにすると、間隔：Ｘｅｓを予め測定するので、補正位置情報：Ｘｍの更新が容易且つ正確である。
【００２７】
請求項１〜５の任意の１に記載のベルト移動装置では、補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、定常状態の位置変動：Ｐｂｖ、時点：Ｔｎ＋１での目標位置：ＲｅｆＰ、Ｘｍを「Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍ」として、条件：
｜ＲｅｆＰ―Ｘｍ｜＞｜Ｐｂｖ｜
が最初に満足されるサンプリング時点を時点：Ｔｎ＋１として検出することができる（請求項６）。このようすることにより、ベルト上の間隔：Ｘｅｓを有するマーカ位置を、ベルト駆動を通じて得ることができ、Ｘｅｓの位置を特定する特別なセンサーを付ける必要がないのでベルト移動装置が安価になる。
【００２８】
請求項１〜５の任意の１に記載のベルト移動装置においては、補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取りこみ、Ｘｅｓの１つ前の補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点をＴｎ＋１とするとき、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取りこむサンプリング時点：Ｔｎ＋１を検出するため「形成始端のマーカを、（ベルト面上で）マーカ配列方向に直交する方向」に、（他のマーカより）長く形成し、専用の検出手段で検出するようにできる（請求項７）。
【００２９】
形成始端のマーカを「他のマーカよりも長く形成する」ことは、マーカの形成加工と同時に行え、Ｘｅｓの位置は「専用の検出手段」で正確に特定できる。また、無端ベルトの原点位置特定のために新たなマーカを作る必要がない。
【００３０】
上記請求項１〜７の任意の１に記載のベルト移動装置は「サンプリング時点：Ｔｎ＋１を基準点としてマーカ数をカウントし、所定値でないときは、異常と判断する異常検知手段」を備えることができる（請求項８）。このようにすると、無端ベルト上のマーカが「ごみの付着等によりうまく読取れない」ときでも、マーカ数の変化により異常検知できる。
【００３１】
請求項１〜８の任意の１に記載のベルト移動装置における、補正位置情報：Ｘｍに基づき駆動源を制御する制御手段は「目標位置からベルト位置までの開ループ伝達特性の交差周波数より低域では、−６０ｄＢ／ｄｅｃの伝達特性が含まれる」ことが好ましい（請求項９）。このようにすると、定常摩擦トルクがあっても高精度に位置追従できる。
【００３２】
請求項１０記載の画像形成装置は「光導電性の潜像担持体上に静電潜像を形成し、静電潜像を現像して得られるトナー画像を、中間転写ベルトを介してシート状記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置」であって、中間転写ベルトを無端ベルトとし、中間転写ベルトを移動させるベルト移動装置として、請求項１〜９の任意の１に記載のベルト移動装置を用いることを特徴とする。
【００３３】
請求項１０記載の画像形成装置は、同一の光導電性の感光体に、順次に静電潜像を形成し、各静電潜像を異なる色のトナーで可視化し、各色トナー画像を共通の中間転写ベルト上に重ね合せて転写してカラー画像を構成し、このカラー画像をシート状記録媒体上に転写定着して、カラー画像を形成する構成とすることができる。
【００３４】
「シート状記録媒体」は、転写紙やＯＨＰシート（オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート）等、最終的に画像を担持するシート状の媒体である。
【００３５】
請求項１１記載の画像形成装置は「導電性の感光体を複数個、所定方向へ配列し、各感光体上に静電潜像を形成し、これら静電潜像を異なる色のトナーで可視化した各トナー画像を、シート状記録媒体上へ、各感光体上から直接もしくは中間転写ベルトを介して転写して画像形成を行う画像形成装置」であって、シート状記録媒体を搬送する搬送ベルトもしくは中間転写ベルトを無端ベルトとし、この無端ベルトを移動させるベルト移動装置として、請求項１〜９の任意の１に記載のベルト移動装置を用いることを特徴とする。
【００３６】
即ち、請求項１１記載の画像形成装置は、この発明のベルト移動装置を適用したタンデム式の画像形成装置である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
図１は、ベルト移動装置の実施の１形態における機構的部分を示す図である。このベルト移動装置は、例えば、上述の「中間転写ベルト」を回転移動させる装置である。
【００３８】
駆動対象としての無端ベルトである中間転写ベルト１は、駆動軸２および従動軸２ａ〜２ｅに巻き掛けられ、ベルト移動機構である駆動軸２へ、駆動源であるモータ６からの駆動力が、伝達手段を構成するモータ軸タイミングプーリ５、タイミングベルト４および駆動軸タイミングプーリ３を介して伝達されて回転駆動される。
【００３９】
中間転写ベルト１の幅方向における一方の端部側の「画像転写領域外」には、エンコーダスケールを構成するマーカ７が形成され（図では、マーカ７は一部が示されているが、マーカ７は実際にはベルト全周にわたって形成されている。）これらマーカに光を照射してその反射光の強弱を読み取る光ヘッド８が、ベルト内周側でマーカ７に対向する位置に設けられている。光ヘッド８は「検出手段であるベルトセンサ」の一部を構成し、ベルトセンサは、光ヘッド８の出力に所定の処理を施してベルト位置検出に必要な情報を生成する。
【００４０】
中間転写ベルト１の周囲には、クリーニングブレード９や、転写ローラ１０の他、図示されない帯電ローラ等が設けられている。駆動対象である無端ベルトを「中間転写ベルト」として説明したが、無端ベルトが「シート状記録媒体を搬送するベルト」である場合にも、上記と同様の構成となる。また、タイミングベルトによる駆動力伝達を説明したが、駆動力伝達としては、歯車による伝達や駆動軸にモータが直結するダイレクト伝達等も勿論可能である。
【００４１】
次に、駆動系のハードウェア構成を、図２により説明する。
「制御手段」として、全体の制御を受け持つマイクロコンピュータ１１は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１１Ａとリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１１Ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１Ｃを有し、これらはバス１２を介して互いに接続されている。
【００４２】
また、前述のマーカ７を読取るベルトセンサ８Ａの出力は、補正情報作成手段１３と状態検出用インタフェイス１４、バス１２を介してマイクロコンピュータ１１に入力される。
【００４３】
状態検出用インタフェイス１４は、補正情報作成手段１３からのベルトセンサ８Ａの出力のカウント数（粗カウント数  マーカ数のカウント）と、信号補間クロックのカウント数（密カウント数）、および、駆動軸２の回転を見るエンコーダ式のベルト駆動軸センサ１７のカウント数を処理して、デジタル数値に変換するもので、パルスの数を計数する機能を持つ。
【００４４】
状態検出用インタフェイス１４は「補正情報作成手段１３が有する原点情報を利用して、中間転写ベルトの移動位置との対応付け（相関）をとる機能」を備えることもできる。
【００４５】
モータ６は、バス１２、駆動用インタフェイス１５及びドライバ１６を介してマイクロコンピュータ１１に接続されている。駆動用インタフェイス１５は、マイクロコンピュータ１１における演算結果のデジタル信号を「モータ１６に印加する電流や電圧を制御するアナログ信号」に変換し、モータ駆動用のドライバ１６に与える。
【００４６】
モータ６の駆動力は、伝達系１８を介してベルト搬送装置１９に伝達され、中間転写ベルト１が回転駆動される。このとき、中間転写ベルト１の位置に対応するベルトセンサ８Ａの出力が、補正情報作成手段１３と状態検出用インタフェイス１４を介してマイクロコンピュータ１１に取り込まれる。
【００４７】
マイクロコンピュータ１１は状態検出用インタフェイス１４からとり込まれるベルト位置情報に応じて「中間転写ベルトが、所定の目標位置に追従」するようにモータ６を制御する。
【００４８】
「目標位置に追従制御する」とは、中間転写ベルトの位置変化と時間との関係が「所定の傾きを持った線形な関係」となることを言う。即ち、追従制御が適性に行われているときには、中間転写ベルトは、所定の線速で走行しているから、目標位置は時間に応じて一義的に定まる。
【００４９】
この実施の形態におけるベルト位置制御は、「制御手段」であるマイクロコンピュータ１１における演算処理機能により実行されるが、マイクロコンピュータ１１に代えて「数値演算処理能力が高いＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロッセサ）」を制御手段として用いてもよい。
【００５０】
なお、図２の伝達系１８は、図１における駆動軸２のタイミングプーリ３、タイミングベルト４、モータ軸のタイミングプーリ５で構成される「伝達手段」であり、ベルト搬送装置１９は、駆動軸２と従動軸ローラ２ａ〜２ｅである。
【００５１】
図３は、無端ベルト（中間転写ベルト）に形成されたマーカ７（図１参照）の一部を示している。マーカ形成は、例えば「無端ベルト上に、保護層付きアルミ蒸着フィルムを接着し、レーザ加工によりアルミ金属アブレーションする」ことにより行うことができる。
【００５２】
図３において、符号ＭＦは「形成始端のマーカ」であり、マーカの形成加工が開始されるとき最初に形成される。この形成始端のマーカＭＦから形成を初め、順次、図の右方へマーカの形成加工を続行し、無端ベルト全周にわたってマーカの形成を行う。このとき、最後に形成加工されるマーカＭＬが「形成終端のマーカ」である。
【００５３】
図３において、符号ＭＦＬは「形成始端のマーカＭＦの形成を開始する位置」、符号ＭＬＬは「形成終端のマーカＭＬの形成を開始する位置」を示す。
【００５４】
形成始端のマーカＭＦから順次形成されるマーカの間隔は、所定の間隔：Ｘｓである。形成終端のマーカＭＬから形成始端のマーカＭＦに至る間隔：Ｘｅｓは「他のマーカ間の間隔：Ｘｓと同一にすることが理想」であるが、現実には無端ベルトの加工誤差でベルト周長がばらつくため、製造される全ての無端ベルトについて「ベルト全周にわたって全マーカを等間隔：Ｘｓで形成する」ことはできない。
【００５５】
そこで、形成終端のマーカＭＬから形成始端のマーカＭＦに至る間隔：Ｘｅｓが、他のマーカ間の間隔：Ｘｓに対し、
Ｘｅｓ＜Ｘｓ
となるようにマーカ７の形成加工を行う。
【００５６】
図４は、ベルトセンサ８Ａの検出結果に基づき、ベルト移動方向におけるベルト位置を補正するための補正位置情報：Ｘｍを生成する「補正情報作成手段」を説明するための図である。
【００５７】
無端ベルト上のマーカ７は、ベルトセンサ８Ａによって検出される。ベルトセンサ８Ａの「立ち上がりエッジ」により、粗カウンタのカウントをスタートさせるとともに「信号補間クロック数：Ｃａをカウントする密カウンタ」をリセットスタートさせる（図４のブロック４１）。
【００５８】
粗カウンタは各マーカごとにカウントを行い、粗カウンタによりカウントされたマーカ数の増分値：Ｍｃとマーカ間隔：Ｘｓの積により、マーカ位置情報：Ｘｃが求められ（図４のブロック４２）、密カウンタによる増分値：Ｃａとベルト線速：Ｖｂと信号補間クロック周波数：Ｃｘとにより位置保管情報：Ｘａが求められ（図４のブロック４３）、これらが加算されて補正位置情報：Ｘｍ（図４のブロック４４）が生成される。
【００５９】
説明の具体性のために、無端ベルトの線速：Ｖｂ＝２００ｍｍ／ｓ、マーカの間隔：Ｘｓ＝１６９μｍ、信号補間クロック周波数：Ｃｘ＝５７６ｋＨｚとすると、無端ベルトが線速：Ｖｂ（＝２００ｍｍ／ｓ）で等速走行する「定常状態」において、信号補間クロック数：Ｃａの１カウントに対応するベルト上の距離は
２００×１０-3／（５７６×１０3）＝３．４７２２×１０-7（ｍ）
即ち、０．３４７μｍとなる。
【００６０】
「粗カウンタ」は各マーカごトにカウントを行うから、定常状態では「無端ベルトの移動距離の増分値：１６９μｍ毎」に、粗カウンタによるカウントが行われる。
「密カウンタ」は、ベルトセンサ８Ａの立ち上がりエッジで「リセット・スタート」され、信号補間クロックをカウントするので、定常状態では「無端ベルトの移動距離の増分値：０．３４７μｍごと」にカウントが行われる。従って、補正位置情報：Ｘｍは両者の足し算：Ｘｃ＋Ｘａにより求まる。
【００６１】
即ち「補正位置情報：Ｘｍ」は、無端ベルトの走行が開始されてからカウントされるマーカ数と、信号補間クロックの数により定まるベルト移動距離である。
【００６２】
図５は、ベルトセンサ８Ａの出力に基づき検出される「マーカ間の位置を求めるための位置補間情報：Ｘａ」を得るタイミングチャートである。図の上の部分は、ベルトセンサ８Ａの出力であり、マーカの配列に対応する。図５の下の部分（斜め線の部分）は、密カウンタによりカウントされるマーカ間における距離である。位置補間情報：Ｘａ（図５の下の部分における斜め線上の点）を得るための密カウンタは、ベルトセンサ８Ａが検出するマーカの「立ちあがりエッジ」でリセット・スタートされる。
【００６３】
図２に示した「駆動系のハードウェア」により、サンプリング周期毎にマーカの（粗カウンタによる）カウント数：Ｍｃと、（密カウンタによりカウントされる）信号補間クロック数：Ｃａが読み込まれる。
【００６４】
一般式では、補正位置情報：Ｘｍは、マーカ間隔：Ｘｓとマーカのカウント数：Ｍｃによるマーカ位置情報：Ｘｃと、「マーカ間の位置情報を、無端ベルトの線速：Ｖｂと信号補間クロック周波数：Ｃｘと信号補間クロック数：Ｃａで補間する位置補間情報：Ｘａ」とから次式：
Ｘｍ＝Ｘｃ＋Ｘａ＝Ｘｓ×Ｍｃ＋Ｃａ×Ｖｂ／Ｃｘ
で求まる。
【００６５】
図５において、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの部分では、そのまま信号を取込むと、ベルト位置のエラー：Ｘｅになる。そこで、補正位置情報：Ｘｍをサンプリング時間：Ｔｓ毎に取込むとき、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの１つ前におけるマーカ間隔の補正位置情報：Ｘｍを取込むサンプリング時点をＴｎ、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍを取込むサンプリング時点をＴｎ＋１とし、時点：Ｔｎ＋１以後「次の狭いマーカ間隔：Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍ（即ち、無端ベルトの１回転後の、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓを含む補正位置情報）」がくるまでは、補正位置情報：Ｘｍを、
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
で更新する。
【００６６】
Ｘｅは、図５から明らかなように、
Ｘｅ＝Ｘｓ―Ｘｅｓ
である。このようにすれば、短いマーカ間隔：Ｘｅｓが正しく評価されて、適正なベルト位置情報即ち「補正位置情報：Ｘｍ」が得られる。
【００６７】
狭いマーカ間隔：Ｘｅｓは、無端ベルトの１回転ごとに出現するので、Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍがくる毎に「Ｘｅｓを含む補正位置情報のカウント数：Ｃｅｓ」を用いて、
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
で補正位置情報：Ｘｍを更新する。このようにすれば、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓによる誤差を無端ベルトの１回転ごとに補正して、無端ベルト上の位置を正しく検出できる。
【００６８】
以下の説明では、Ｘｓ＝１６９μｍ、Ｘｅｓ＝４９μｍ、Ｘｅ＝１２０μｍとする。
図６は、ベルト移動装置を駆動しつつ、ベルト位置エラー：Ｘｅを得るプロセスを示すフローチャートである。Ｐ１〜Ｐ１０は各ステップを表す。
ステップ：Ｐ１で「ベルト移動装置をスタート」させる。
ステップ：Ｐ２で、目標位置：ＲｅｆＰの計算を行い、補正位置情報：Ｘｍを読み込み、フィードバック位置制御する（「制御演算」）。目標位置：ＲｅｆＰは上述の「ベルト位置と時間の関係が、所定の傾きを持った線形な関係」となる状態であり、この状態が実現されるように駆動源の制御を行う。前述の具体例で言えば、密カウンタのカウント数：４８７が、粗カウンタのカウント数：１に対応するように無端ベルトの駆動を制御する。この制御が実現すると、無端ベルトの線速は２００ｍｍ／ｓになる。
【００６９】
上記「制御演算」は、ベルト移動装置のスタート時（無端ベルトの回転駆動が開始されるとき）は、時間とベルト位置の関係（「目標位置軌跡」）が滑らかな曲線となるように「スタート時の目標位置計算」を行ってベルトの振動を抑え、その後速度が一定になるように目標位置演算を行う。このときの、目標位置軌跡を図７に示す。
【００７０】
図７に示されたように、スタート時点から１秒経過までは、時間（横軸）とベルト位置（縦軸）の関係を表す目標位置軌跡が滑らかに変化しで、その後、速度が一定（ベルト位置と時間の関係が所定の傾きを持った線形の関係）になる。即ち、マーカ数の１カウントが、信号補間クロック数：Ｃａ＝４８７に等しくなるように、図１におけるモータ６を制御することにより、速度一定（Ｖｂ＝２００ｍｍ／ｓ）の状態を実現する。図６に戻る。
【００７１】
ステップ：Ｐ３で「無端ベルトが定常状態にあるか否か」、即ち、目標位置軌跡に追従し、ベルト線速が一定になっているかを判断する。
【００７２】
図８は、上記制御により、スタート時点から、無端ベルトの速度が滑らかに増大して「速度一定の定常状態」になる状態を示す。定常状態では、無端ベルトは等速走行（上の例では２００ｍｍ／ｓ）で走行するから、マーカ間の間隔は信号補間クロック数：Ｃａに、クロック１回に相当するベルト変位：０．３４７を掛けて得られる。図６に戻る。
【００７３】
ステップＰ３で「定常状態」の実現が判断されたら、ステップＰ４に進む。
【００７４】
ステップ：Ｐ４では、最初の「Ｘｅｓを含む補正位置情報：Ｘｍ」を取りこむ時点になったか否か（ベルト位置がＸｅｓの位置であるか否か）を判断し、判断が肯定であるときは補正位置情報：Ｘｍを取り込み、ステップ：Ｐ５へ進む。
【００７５】
ステップ：Ｐ５では、取り込まれた補正位置情報：Ｘｍと、目標位置：ＲｅｆＰとにより、演算：
Ｘｅ＝ＲｅｆＰ―Ｘｍ
を行って、Ｘｅを算出する。即ち、ステップ：Ｐ５で取り込まれた補正位置情報：Ｘｍは、マーカ間の間隔：Ｘｅｓを間隔：Ｘｓとして取りこんだものとなっているので、本来の適性な目標位置：ＲｅｆＰとの誤差を演算するのである。
【００７６】
図９に「ＲｅｆＰ―Ｘｍ」を示す。
【００７７】
補正位置情報：Ｘｍには「狭いマーカ間隔：Ｘｅｓを含む箇所」で位置変動が起こるが、その後追従する。即ち、制御手段は、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの部分では粗カウンタの１カウントが密カウントで短くカウントされるので、ベルト線速が大きいと判断して、ベルト線速を遅くするように制御するが、続くマーカ間ではマーカ間隔：Ｘｓが長く検出されるので、ベルト線速を大きくするように制御を行う。
図１０に「ＲｅｆＰ―実際のベルト位置」を示す。制御手段が検出するベルト位置は、補正位置情報：Ｘｍによるものであり、これは粗カウンタによるマーカのカウント数と密カウンタのカウント数とにより定まるものである。これに対して「実際のベルト位置」は、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓを含む箇所で位置誤差：Ｘｅが生じているので、目標位置：ＲｅｆＰ（粗カウンタのカウント数と密カウンタのカウント数とから特定されるベルト位置）に対して、位置偏差：Ｘｅを生じている。そこで、ステップ：Ｐ６で、演算：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ
を行い、補正位置情報：Ｘｍを「位置誤差：Ｘｅを補正した」情報として更新する。図６に戻る。
【００７８】
ステップ：Ｐ７では「制御演算」として、目標位置：ＲｅｆＰ（時間とベルト位置の関係が所定の線形的な関係となる状態）を実現する計算を行い、補正された補正位置情報：Ｘｍによりフィードバック位置制御を行う。
【００７９】
以下、無端ベルトが１回転して狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの部分がセンサ部にくるまでは、上記補正位置情報：Ｘｍは上記の如く、更新式：Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅにより更新された値とする。
【００８０】
図１１の（ａ）に、補正後（更新後）の補正位置情報：Ｘｍによる「ＲｅｆＰ―Ｘｍ」、（ｂ）に「ＲｅｆＰ―実際のベルト位置」を示す。実際のベルト位置に生じている位置偏差：Ｘｅ＝２．５μｍであり、補正前（図１０）の１２０μｍ（１６９μｍ―４９μｍ）に比して、追従性が大幅に改善されている。図６に戻る。
【００８１】
ステップ：Ｐ８では「狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの部分がセンサ部に来たか」を判断し、ステップ：Ｐ９では、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの部分を含む補正位置情報のカウント数：Ｃｅｓ（狭いマーカ間隔：Ｘｅｓを含む部分が何回センサ部を通過したか、即ち、無端ベルトが何回回転したか）と、ステップ：Ｐ５で求めたＸｅとを用いて、更新式：
Ｘｍ＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ
により位置補正情報：Ｘｍを更新する。
【００８２】
そして、ステップ：Ｐ１０において「制御演算」として、前記と同様に目標位置：ＲｅｆＰの計算を行い、上記更新されたＸｍ（＝Ｘｍ―Ｘｅ×Ｃｅｓ）を用いてフィードバック位置制御を行う。ベルト移動装置を「中間転写ベルトを用いた画像形成装置」等に用いる場合は、画像形成プロセスを実行する前のプリドライブで、上記Ｘｅの値とＸｅｓの位置を求めておけばよい。
【００８３】
以下に、無端ベルトに形成されるマーカにおける前記「狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの形成された部分」を特定する方法を説明する。
【００８４】
図１２は、目標位置：ＲｅｆＰの計算を行い、位置補正情報：Ｘｍを読込んでフィードバック位置制御をしたときの位置誤差：Ｘｅを示している。定常状態の位置変動：Ｐｂｖに加え、大きな位置変動が無端ベルトの１回転毎に出現する。
前述の如く、
Ｘｓ＝１６９μｍ、Ｘｅｓ＝４９μｍ
Ｘｅ＝ＲｅｆＰ−Ｘｍ＝Ｘｓ−Ｘｅｓ
である。Ｘｅｓの値が「Ｘｓの値に近い（Ｘｅｓ≒Ｘｓ）」と、定常状態の位置変動：Ｐｂｖであるか、Ｘｅｓによる位置変動であるかを判別することが困難になる。そこで、
｜ＲｅｆＰ−Ｘｍ｜＞｜Ｐｂｖ｜
の条件をつけることにより、出現した位置変動が「Ｘｅｓによるものか否か」を判断する（請求項６）。このようにすると「狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの位置を特定する特別なセンサー」を付ける必要がないのでベルト移動装置を安価に実現できる。
【００８５】
図１３に、狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの位置を特定する別の方法を示す。
この方法では、形成始端のマーカＭＦ１を「マーカ配列方向に直交する方向に長く形成」し、専用の検出手段（図示されない）専用の検出手段で検出する（請求項７）。
【００８６】
形成始端のマーカＭＦ１を「マーカ配列方向に直交する方向に長く形成」するのは、他のマーカの形成加工と同時にレーザ加工機で行うことができ、マーカ形成上特別な工程を付加する必要は無く、この長いマーカＭＦ１により「狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの部分の正確な位置」を特定でき、無端ベルトの原点位置を作るのに、新たなマーカを作る必要がない。
【００８７】
狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの位置を特定できたとき「その位置を原点として、マーカをカウント」する。無端ベルトの長さにばらつきがあるため、マーカ数は必ずしも「製造される全ての無端ベルト」について同一とならないので、形成加工時か実際の駆動初期時、あるいは無端ベルトの交換時に、マーカ数をカウントしてメモリーに保存しておく。その値と実際の駆動時の値を比較することにより異常検知が可能になる（請求項８）。
【００８８】
図１４は、コントローラ１００に外乱推定オブザーバ１０１を付加したブロック図である。制御対象１０３への「コントローラ１００からの電流指令値（目的位置への追従を実現するように設定される）」と、無端ベルトの計測位置の入力を受けて、外乱推定オブザーバ１０１が「外乱トルクを推定」し、電流に変換して制御対象１０３へ入力することにより、外乱に関わらず、無端ベルトの計測位置を目標位置に追従させる。なお、コントローラ１００は、図２に示したハードウエアにより構成される。
【００８９】
図１４（ｂ）は、開ループブロック図（外乱推定オブザーバを除いた部分）である。この閉ループの「目標位置から計測位置までの開ループ伝達特性」は、図１５に示すように、交差周波数：２５Ｈｚ（１５７ｒａｄｉａｎ／ｓｅｃ）で、低周波数領域では−６０ｄＢ／ｄｅｃの特性を持つ。
【００９０】
図１６は、低周波数領域の伝達特性：−６０ｄＢ／ｄｅｃで「Ｘｍ＝Ｘｍ−Ｘｅの位置補正」をしたときの位置追従誤差である。横軸（時間）の０．８ｓｅｃの位置に「一定摩擦トルク」による位置変動があるが、その後、目標位置に追従していく。ベルト全周に渡って「Ｘｅｓ＜Ｘｓの関係」があるので、センサ分解能は、「Ｘｓ以下」である。そのため、センサ分解能が悪くなるために起因する制御系の劣化、すなわち位置追従誤差の悪化がない。
【００９１】
これに対し、図１７は、低周波数領域の伝達特性：−４０ｄＢ／ｄｅｃで「Ｘｍ＝Ｘｍ−Ｘｅの位置補正をする前の位置追従誤差」を示している。横軸（時間ｍ）の０．７ｓｅｃで、位置補正をしないための追従エラー、横軸の１．２ｓｅｃの位置に一定摩擦トルクによる位置変動があり、以後、目標位置に追従できなくなっている。
【００９２】
図１８は、画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
この画像形成装置は、光書込みによりカラー画像を形成する装置である。
カラー画像を形成するための画像情報は、例えば、図示されない画像読取部でカラー原稿を読取り、原稿のカラー画像情報を、例えば、レッド、グリーン、ブルー（以下、それぞれ「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」と略記する）に色分解して読取り、電気的な画像信号に変換し、得られるＲ、Ｇ、Ｂの色分解画像信号の強度レベルに基づき、図示されない画像処理部で色変換処理を行い、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー（以下、それぞれ「ＢＫ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」と略記する）の画像データとすることにより得られる。
【００９３】
図１８において、符号２００で示す「像担持体としての感光体ドラム」を囲繞するように、帯電手段である帯電チャージャ２０１、現像手段であるリボルバ現像ユニット４００、中間転写ユニット５００、除電ランプ２０２、感光体クリーニング装置２１０が配設され、帯電チャージャ２０１とリボルバ現像ユニット４００との間で、レーザ光ＬＢによる光書込みが行われるようになっている。
【００９４】
また、２次転写ユニット６００が設けられている。
【００９５】
画像形成時には、感光体ドラム２００が反時計回りに等速回転し、帯電チャージャ２０１により均一帯電される。均一帯電された感光体ドラム２００に、レーザ光ＬＢによりＢＫ画像データによる書込みが行われ、ＢＫ潜像が形成される。以下、順に、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色画像データによる書込みが行われる。
【００９６】
リボルバ現像ユニット４００は、ＢＫトナーを用いるＢＫ現像機４０１、Ｃトナーを用いるＣ現像機４０２、Ｍトナーを用いるＭ現像機４０３、Ｙトナーを用いるＹ現像機４０４を有し、図示されない駆動部によりユニット全体が反時計回りに回転可能となっている。
【００９７】
各色現像機４０１〜４０４は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転させる現像スリーブ、現像剤を汲み上げて攪拌する現像剤パドル、現像スリーブを時計回りに回転させる駆動部等を有し、現像剤中のトナーをフェライトキャリアとの攪拌によって負極性に帯電させて、現像スリーブにより現像部へ搬送し、現像スリーブに印加される（負の直流電圧成分：Ｖｄｃに交流電圧：Ｖａｃが重畳された）現像バイアス電圧の作用下で現像を行う。
【００９８】
リボルバ現像ユニット４００は「ＢＫ現像機４０１が現像位置に位置するホームポジション」で停止しており、上記の如く「ＢＫ潜像」が書込まれると、このＢＫ静電潜像の先端部から現像可能にすべく、ＢＫ潜像の先端部がＢＫ現像位置に到達する前に、ＢＫ現像機４０１の現像スリーブの回転を開始し、ＢＫ潜像をＢＫトナーで現像する。
【００９９】
ＢＫ潜像の後端部がＢＫ現像位置を通過すると、次の色のＹ現像機４０２が現像位置を占めるように、リボルバ現像ユニット４００が回転する。この回転は、次のＹ画像データを書込まれたＹ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了される。以下、順次に、Ｙ潜像の現像、Ｍ潜像の形成と現像、Ｃ潜像の形成と現像が行われることになる。
【０１００】
このようにして、感光体ドラム２００上に、ＢＫトナー画像、Ｙトナー画像、Ｍトナー画像、Ｃトナー画像が順次に形成される。
【０１０１】
中間転写ユニット５００は、中間転写ベルト５０１をローラ５０７〜５１２に掛けまわされた構成となっている。中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写ユニット６００、中間転写ベルト５０１をクリーニングするクリーニング手段をなすベルトクリーニングブレード５０４、潤滑剤５０５を塗布するための潤滑剤塗布ブラシ５０６等が配設されている。また、符号５１２はマーカ検出のための光ヘッドを示す。
【０１０２】
２次転写ユニット６００は、転写材担持体である２次転写ベルト６０１、２次転写電荷付与手段である２次転写バイアスローラ６０５等を有している。
【０１０３】
中間転写ベルト５０１を掛けまわされた各ローラは、１次転写電荷付与手段である１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０、クリーニング対向ローラ５１１、及びアースローラ５１２である。これらローラは導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外は接地されている。
【０１０４】
１次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御された１次転写電源８０１により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印可される。中間転写ベルト５０１は、図示されない駆動モータによって時計回りに回転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、時計回りに駆動される。中間転写ベルト５０１は、半導体または絶縁体で単層または多層構造に形成される。
【０１０５】
感光体ドラム２００上の各色トナー画像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下「１次転写部」という）では、１次転写バイアスローラ５０７とアースローラ５１２とで中間転写ベルト５０１を感光体ドラム２００側に押し当てるように張架し、感光体ドラム２００と中間転写ベルト５０１の間に「所定幅のニップ部」を形成している。
【０１０６】
潤滑剤塗布ブラシ５０６は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛５０５を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト５０１に塗布するものである。潤滑剤塗布ブラシ５０６も、中間転写ベルト５０１に対して接離可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト５０１に接触するように離接を制御される。
【０１０７】
２次転写ユニット６００は、２次転写ベルト６０１を支持ローラ６０２、６０３、６０４に掛け回された構成となっており、支持ローラ６０２と６０３の間に張架される２次転写ベルト部が、中間転写ベルト５０１に、２次転写対向ローラ５１０の部分で圧接可能となっている。
【０１０８】
支持ローラ６０２、６０３、６０４のうちの１つは、図示されない駆動手段により駆動される駆動ローラであり、その駆動により２次転写ベルト６０１が反時計回りに回転駆動される。
【０１０９】
２次転写バイアスローラ６０５は、２次転写対向ローラ５１０との間に、中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１を挟持するように配設され、定電流制御される２次転写電源８０２によって「所定電流の転写バイアス」が印加されている。また、２次転写ベルト６０１と２次転写バイアスローラ６０５が、２次転写対向ローラ５１０に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ６０２及び２次転写バイアスローラ６０５を、破線で示す態位へ変位させる離接機構（図示されず）が設けられている。
【０１１０】
符号６５０で示すレジストローラ対は、２次転写バイアスローラ６０５と２次転写対向ローラ５１０により挟持された中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１との間に、所定のタイミングでシート状記録媒体である転写紙Ｐを送り込む。
【０１１１】
２次転写ベルト６０１を支持する支持ローラ６０３の部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ６０６と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ６０７とが設けられ、２次転写ベルト６０１の支持ローラ６０４に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード６０８が当接している。
【０１１２】
転写紙除電チャージャ６０６は、転写紙Ｐに保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体の「腰の強さ」で転写紙Ｐを２次転写ベルト６０１から良好に分離できるようにする。ベルト除電チャージャ６０７は、２次転写ベルト６０１上に残留する電荷を除電する。クリーニングブレード６０８は、２次転写ベルト６０１の表面に付着した付着物を除去してクリーニングを行う。
【０１１３】
上記の如く、感光体ドラム２００上に順次形成される各色トナー画像は、１次転写バイアスローラ５０７に印可される電圧による転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上に、互いに重なり合うように１次転写され、最終的にＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙトナー画像の順に中間転写ベルト５０１上に重なり合ってカラー画像が形成される。
【０１１４】
各色トナー画像が中間転写ベルト５０２上に転写されるに従い、感光体ドラム２００は、表面に残留している若干の未転写残留トナーをクリーニング装置２１０で除去され、また除電ランプ２０２により除電される。
【０１１５】
転写紙Ｐは、図示されない転写紙カセットあるいは手差しトレイ等の給紙部から給紙され、レジストローラ対６５０のニップで待機し、中間転写ベルト５０１上のカラー画像が前記２次転写対向ローラ５１０と２次転写バイアスローラのニップに部に到達するタイミングに合わせて上記ニップ部へ送り込まれる。
【０１１６】
そして、転写紙Ｐが上記ニップ部を通過する間に、２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６０５に印可される転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上のカラー像が転写紙Ｐ上に一括転写される。カラー画像転写後の転写紙Ｐは、転写紙除電チャージャ６０６により除電され、２次転写ベルト６０１から剥離して図示されない定着装置で「４色トナーによるカラー画像」を定着され、画像形成装置外へ排出される。転写紙Ｐへのカラー画像転写後の中間転写ベルト５０１は、図示されない接離機構により中間転写ベルト５０１に押圧されるベルトクリーニングブレード５０４によってクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去される。
【０１１７】
リピートモード時は、上記動作が繰り返される。中間転写ベルト５０１は、１枚目の４色トナーによるカラー画像の転写紙への一括転写工程に続き、ベルトクリーニングブレード５０４でクリーニングされた領域に、２枚目の各色トナー画像が転写されるようにする。
【０１１８】
以上は、４色フルカラー画像を得る画像形成モードであったが、３色画像、２色画像を得るモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行う。単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット４００の所定色の現像機のみを現像動作状態にして、ベルトクリーニングブレード５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままの位置にして画像形成動作を行う。
【０１１９】
このような画像形成装置では、各色のトナー画像が中間転写ベルト５０１上に位置精度良く重ね合せられるように、１次転写が行われる必要があるが、中間転写ベルト５０１を無端ベルトとして、これを移動させる装置として、上に実施の形態を説明したベルト移動装置を用いることにより、ベルト位置を精度良く制御して各色トナー画像の転写を位置精度良く行うことができる。
【０１２０】
図１９は、画像形成装置の実施の別形態を説明するための図である。
【０１２１】
図１９（ａ）に示す画像形成装置は、タンデム式のカラー画像形成装置である。カラー原稿は、読取部９０１でレッド・グリーン・ブルーに色分解して読取られ、これら読取情報に基づき、前述のＢＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各画像データが生成される。これら画像データは光書込装置９０２により、作像ステーション９０３Ｂ、９０３Ｙ、９０３Ｍ、９０３Ｃに書込まれる。
【０１２２】
作像ステーション９０３Ｂ〜９０３Ｃは構造的には同じであるので、作像ステーション９０３Ｂを例にとって説明する。
図１９（ｂ）に示すように、作像ステーション９０３Ｂは、反時計方向に回転駆動される感光体ドラム９１の回りに、帯電チャージャ９２、現像装置９３、転写チャージャ９４、クリーニング装置９５が配設された構成となっている。
【０１２３】
感光体ドラム９１と転写チャージャ９４との間を、図１９（ａ）に示すように、１次転写装置９０４の中間転写ベルト９０４１が走行するようになっている。感光体ドラム９１は反時計方向へ回転しつつ帯電チャージャ９２により均一帯電され、ＢＫ画像データをレーザ光束ＬＢにより書込まれ、ＢＫ潜像を形成される。ＢＫ潜像は現像装置９３で反転現像されてＢＫトナー画像となり、このＢＫトナー画像は転写チャージャ９４により中間転写ベルト９０４１に転写される。トナー画像転写後の感光体ドラム９１はクリーニング装置９５によりクリーニングされる。
【０１２４】
同様にして、作像ステーション９０３Ｙ、９０３Ｍ、９０３Ｃでは、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー画像が形成され、これら各色トナー画像は、中間転写ベルト９０４１に「互いに重なり合う」ように転写される。このようにして中間転写ベルト９０４１に形成された４色のトナー画像によるカラー画像は、シート状記録媒体である転写紙Ｐ上に転写される。
【０１２５】
転写紙Ｐは、画像形成装置本体下部のカセット９０６から給紙され、あるいは手差し部９０７から手差しで配紙されてレジストローラ９０９により転写部即ち、中間転写ベルト９０４１と２次転写ベルト９０５との接触部へ、カラー画像の移動にタイミングを取って送り込まれ、２次転写ベルト９０５に印加される転写バイアスの作用によりカラー画像を転写される。
【０１２６】
カラー画像を転写された転写紙Ｐは２次転写ベルト９０５により搬送され、図示されない除電チャージャで除電されて２次転写ベルト９０５から分離し、定着装置９１０でカラー画像を定着され、搬送ローラ９１１で搬送され排出ローラ９１２により装置外へ排出される。
【０１２７】
転写紙Ｐの両面に画像形成を行う場合には、片面にカラー画像を定着された転写紙Ｐは、搬送ローラ９１１と図示されないガイドとにより鎖線の如く搬送されて、反転部９１３で表裏を反転され、上記カラー画像が形成された面を上向きにしてスタッカ９１４にスタックされ、再度鎖線のように搬送されてレジストローラ９０９に至り、上記と同様にして、カラー画像を裏面に転写される。
【０１２８】
その後、この裏面のカラー画像が定着装置９１０で定着されると、搬送ローラ９１１で搬送され排出ローラ９１２により装置外へ排出される。
【０１２９】
なお、中間転写ベルト９０４１は、ベース層を、例えば「伸びの少ないフッ素系樹脂の基層」や「伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料を設けた基層」の上に、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどによる弾性層を設けて形成し、その表面に、例えば、フッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被って構成することができる。
【０１３０】
図１９に示すような画像形成装置においても、各色のトナー画像が、中間転写ベルト９０４１上に位置精度良く重ね合せられるように、１次転写が行われる必要があるが、中間転写ベルト５０１を無端ベルトとして、これを移動させる装置として、上に実施の形態を説明したベルト移動装置を用いることにより、ベルト位置を精度良く制御して、各色トナー画像の転写を位置精度良く行うことができる。
【０１３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規なベルト移動装置および画像形成装置を実現できる。この発明のベルト移動装置は、上述の如く、無端ベルト上において「形成終端のマーカから形成始端のマーカに至る間隔」が所定のマーカ間隔より短くても、誤検出なく正確なベルト位置を検出でき、ベルト位置を目標位置に高精度に追従させることができる。
【０１３２】
従って、このベルト駆動装置を、シート状記録媒体搬送ベルトや中間転写ベルトの移動装置として用いるこの発明の画像形成装置は、トナー画像の転写を位置精度良く行うことができ、カラー画像を形成する場合には、色ずれを有効に防止もしくは軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルト駆動装置の実施の１形態の構成的部分を示す図である。
【図２】無端ベルトの位置制御を行うハードウエア部分を説明するための図である。
【図３】無端ベルトに形成されたマーカを説明するための図である。
【図４】無端ベルト上のマーカの検出による補正位置情報：Ｘｍの生成を説明するための図である。
【図５】ベルトセンサの出力に基づき位置補間情報：Ｘａを得るタイミングチャートである。
【図６】ベルト位置エラー：Ｘｅを、ベルト移動装置を駆動しつつ得るプロセスを示すフローチャートである。
【図７】無端ベルト回転駆動のスタート時における、目標位置軌跡を示す図である。
【図８】図７における無端ベルトの線速の変化を示す図である。
【図９】補正前のＲｅｆＰ―Ｘｍの時間による変化を示す図である。
【図１０】補正前のＲｅｆＰ―実際のベルト位置の時間による変化を示す図である。
【図１１】補正後のＲｅｆＰ―Ｘｍ、ＲｅｆＰ―実際のベルト位置の時間による変化を示す図である
【図１２】目標位置：ＲｅｆＰの計算を行い、位置補正情報：Ｘｍを読込んでフィードバック位置制御をしたときの位置誤差：Ｘｅを示す図である。
【図１３】狭いマーカ間隔：Ｘｅｓの位置を特定する別の方法を説明する図である。
【図１４】コントローラ１００に外乱推定オブザーバ１０１を付加したブロック図である。
【図１５】図１４（ｂ）の開ループブロック図の、目標位置から計測位置までの開ループ伝達特性を示すボーデ線図である。
【図１６】低周波数領域の伝達特性：−６０ｄＢ／ｄｅｃで、Ｘｍ＝Ｘｍ−Ｘｅの位置補正をしたときの位置追従誤差を示す図である。
【図１７】低周波数領域の伝達特性：−４０ｄＢ／ｄｅｃで、Ｘｍ＝Ｘｍ−Ｘｅの位置補正をする前の位置追従誤差を示す図である。
【図１８】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図１９】画像形成装置の実施の別形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１      中間転写ベルト
２      駆動軸
６      モータ
８      光ヘッド
【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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