(57)【要約】【課題】ベルトの厚さムラが存在する場合にも、一般的なフィードバック制御により色ずれを抑制できるようにする。【解決手段】転写ベルト１０４の回転に伴い回転する従動ローラ１１１の角度もしくは角速度をエンコーダ１１６により検出し、検出された角度情報からベルト１周期に相当する周波数成分を信号処理手段により除去する。該信号処理手段の出力を利用してモータ１１５を制御する。上記信号処理手段は、エンコーダ１１６による角度情報からベルト１周期に相当する成分を抽出し、位相及びレベルを調整して角度情報から減ずることによりベルト１周期に相当する周波数成分を除去する。【選択図】      図２
2004226820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成手段と、複数の回転部材間に掛け回された無端状のベルトと、該ベルトを駆動するベルト駆動手段を有し、上記各画像形成手段により形成される単色画像を上記ベルト上で重ねあわせてカラー画像を形成する画像形成装置において、
上記ベルトの回転に伴い回転する従動回転部材の角度もしくは角速度を検出する角度情報検出手段と、該角度情報検出手段により検出された角度情報からベルト１周期に相当する周波数成分を除去する信号処理手段と、該信号処理手段の出力を利用して上記ベルト駆動手段を制御する制御手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記信号処理手段が、上記角度情報検出手段による角度情報からベルト１周期に相当する成分を抽出し位相及びレベルを調整して角度情報から減ずることによりベルト１周期に相当する周波数成分を除去する構成を有している特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
上記信号処理手段が、角度情報の信号をダウンサンプリングした後、ベルト１周期成分を抽出、位相及びレベル調整の後、アップサンプリングして角度情報から減ずることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２記載の画像形成装置において、
上記信号処理手段が、ベルト１周期成分を抽出する際に、ＤＣ成分及び傾き成分を除去する除去手段を別途有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２記載の画像形成装置において、
上記信号処理手段が、上記ベルトの１周期に相当する波形を記憶する波形メモリを有し、該波形メモリの信号と抽出されたベルト１周期成分の信号を適宜切り替えてベルト１周期成分の除去を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２記載の画像形成装置において、
上記信号処理手段が、制御を行わない状態で上記ベルトの周期を計測する手段を有して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】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関し、詳しくは、複数の画像形成手段により形成された単色画像をベルト上で重ねてカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
本発明は、無端状のベルトを回転させて該ベルト上での位置合わせを行う技術に応用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、高速な画像形成を行うため、複数の画像形成ユニット（画像形成手段）により形成された単色画像を、無端状のベルト上で重ね合わせてカラー画像を形成するいわゆるタンデム方式が採用されている。
ここで、「ベルト上で重ね合わせて」とは、ベルト上に直接画像を転写する場合と、ベルト上を搬送される記録媒体上に転写する場合の双方を意味する。
このような構成においては、ベルトの速度ムラなどにより、各色の転写の際に位置がずれやすく、色ずれとなって画像品質の劣化を招くことが多かった。
【０００３】
ベルトの速度ムラの原因としては、モータの回転変動など、いくつかの原因が挙げられるが、そのうちの１つとして、ベルトの厚さムラがある。この厚さムラは、ベルトの製法上の要因から、ほぼベルトの１周期に相当するｓｉｎ波のように、厚さが変化する。
ベルトの速度は、
モータの角速度×（駆動軸の半径＋ベルト厚みの半分）
となるため、モータが等角速度で回転していても、ベルトの厚さにムラがあると、ベルト速度としてはムラが生じることになる。
【０００４】
このような問題に対し、特開２００１−０９２２１０号公報には、ベルトの厚さムラに応じて、転写紙を供給するタイミングを制御する多色画像形成装置が開示されている。
画像形成ユニットが２つである場合、駆動軸でのベルト厚さがちょうど平均値になるときに、転写紙が２つの画像形成ユニットの中間点に来るようにするものである。転写紙が１つ目の画像形成ユニットを通過してから、２つ目の画像形成ユニットに至るまでの平均ベルト速度は、ちょうど平均値と一致することとなり、色ずれが生じにくくなる。
特開２０００−３５６８７５号公報には、ベルトの厚さを予め計測しておき、ベルトの厚さに応じてモータの角速度を制御することにより、ベルトの厚さムラに起因する色ずれを防ごうとする技術が開示されている。
【０００５】
特開平１０−１８６７８７号公報には、レジストレーションコントロールの技術を用いて、ベルト上にレジストパターンを生成し、その検知データからベルトの厚さムラに起因する低周波成分を抽出し、この情報を利用してモータの回転を制御することにより、ベルトの厚さムラに起因する色ずれを防ごうとする技術が開示されている。
特開２０００−３３０３５３号公報には、駆動軸、従動軸にそれぞれエンコーダを設け、その角度差を利用して厚さ変動を抽出し、角度差が小さくなるように制御することにより、厚さムラによる速度変動を抑えようとする技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−０９２２１０号公報
【特許文献１】
特開２０００−３５６８７５号公報
【特許文献１】
特開平１０−１８６７８７号公報
【特許文献１】
特開２０００−３３０３５３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００１−０９２２１０号公報では、画像形成ユニットが２つの場合の構成における適用例を示しているが、実際の画像形成装置では、画像形成ユニットが２つだけで成り立つものではない。３つ以上の画像形成ユニットから成る構成の場合には、低減効果はあるものの、全体的な色ずれは避けられない。
特開２０００−３５６８７５号公報に記載の手法では、ベルト厚さムラ以外の要因による色ずれを防ぐことはできない。また、ベルトの厚さ情報を必要とすることから、製造時にベルト毎に厚さを調査するか、あるいは動作時などに厚さを調べるためのセンサが必要となり、コストアップの要因となる。
特開平１０−１８６７８７号公報に記載の手法では、ベルト厚さムラ以外の要因によるベルトの速度変動を抑えることはできない。
ベルトの速度変動や位置変動を抑える技術として、ベルトの従動軸にエンコーダを取り付け、その角度からベルト速度を推定し、フィードバック制御を行う手法も考えられる。しかしながら、特開平１０−１８６７８７号公報で指摘されているように、ベルトの厚さムラは、エンコーダでの角速度計測にも影響を及ぼすため、正確な計測ができず、制御することにより厚さムラによる速度変動が悪化する場合もある。
【０００８】
特開２０００−３３０３５３号公報に記載の手法では、エンコーダを２つ必要としている。また、その明細書の中では特に明記されていないが、駆動軸と従動軸の位置関係に関して制限が存在する。発明の詳細な記述によれば、式（８）及び式（１０）が、それぞれ駆動軸と従動軸における、（軸の半径＋ベルト厚さの半分）となっているが、式（８）における厚さムラの影響が、
ε／２×ｓｉｎ（ωｔ／ａ）
式（１０）における厚さムラの影響が、
−ε／２×ｓｉｎ（ωｔ／ａ）となっている。
これは、ベルト周期のちょうど逆位相の位置に駆動軸と従動軸が存在することを暗黙の前提としていて、装置内部のレイアウト構成において制限が発生することになる。
【０００９】
本発明は、これらの問題を解決し、ベルトの厚さムラが存在する場合にも、一般的なフィードバック制御により色ずれを抑制できる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【００１０】
【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記載の発明では、複数の画像形成手段と、複数の回転部材間に掛け回された無端状のベルトと、該ベルトを駆動するベルト駆動手段を有し、上記各画像形成手段により形成される単色画像を上記ベルト上で重ねあわせてカラー画像を形成する画像形成装置において、上記ベルトの回転に伴い回転する従動回転部材の角度もしくは角速度を検出する角度情報検出手段と、該角度情報検出手段により検出された角度情報からベルト１周期に相当する周波数成分を除去する信号処理手段と、該信号処理手段の出力を利用して上記ベルト駆動手段を制御する制御手段を有している、という構成を採っている。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、上記角度情報検出手段による角度情報からベルト１周期に相当する成分を抽出し位相及びレベルを調整して角度情報から減ずることによりベルト１周期に相当する周波数成分を除去する構成を有している、という構成を採っている。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、角度情報の信号をダウンサンプリングした後、ベルト１周期成分を抽出、位相及びレベル調整の後、アップサンプリングして角度情報から減ずる、という構成を採っている。
【００１３】
請求項４記載の発明では、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、ベルト１周期成分を抽出する際に、ＤＣ成分及び傾き成分を除去する除去手段を別途有している、という構成を採っている。
【００１４】
請求項５記載の発明では、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、上記ベルトの１周期に相当する波形を記憶する波形メモリを有し、該波形メモリの信号と抽出されたベルト１周期成分の信号を適宜切り替えてベルト１周期成分の除去を行う、という構成を採っている。
【００１５】
請求項６記載の発明では、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、制御を行わない状態で上記ベルトの周期を計測する手段を有している、という構成を採っている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタの構成及び機能の概要を説明する。
装置中央部には、４つの回転部材としての支持ローラ１１１、１１２、２次転写対向ローラ１１３、駆動ローラ１０５に掛け回されて無端状の転写ベルト１０４が回転駆動可能に配置されている。駆動ローラ１０５以外のローラは従動回転部材となる。
転写ベルト１０４の上部には、その移動面に沿って順にイエロー（Ｙ）の画像形成手段、マゼンタ８Ｍ）の画像形成手段、シアン（Ｃ）の画像形成手段、ブラック（Ｂｋ）の画像形成手段が配置されている。イエローの画像形成手段は、像担持体としての感光体１０３Ｙと、該感光体１０３Ｙの表面を一様に帯電する図示しない帯電手段と、制御手段１０１からの書き込み指令に基づいて感光体１０３Ｙの表面に静電潜像を形成する書き込み手段１０２Ｙと、静電潜像をイエローのトナーで可視像化する現像手段１０９Ｙと、該トナー像をベルト１０４上に１次転写する１次転写手段１０７と、転写後に感光体１０３Ｙ上に残留したトナーを清掃する図示しないクリーニング手段と、感光体１０３Ｙ上の残留電位を初期化する図示しない除電手段等を有している。他の画像形成手段については同様の構成であるので対応する色別の符号を付して説明は省略する。
【００１７】
転写ベルト１０４の下部には、給紙カセット１０８が設けられている。給紙カセット１０８に積載収容された記録媒体としての用紙Ｐは、図示しない給紙コロや分離部材等により最上のものから順に１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された用紙Ｐはレジストローラ対１０４により一旦停止され、斜めずれを修正された後所定のタイミングで２次転写対向ローラ１１３と２次転写手段１１０の間の２次転写部位へ送られる。
２次転写部位で、転写ベルト１０４上に重ね合わされた４色の画像が２次転写手段１１０により用紙Ｐ上に一括転写される。
フルカラー画像を転写された用紙Ｐは定着手段１０６へ送られ、ここで熱と圧力を加えられてトナー画像を定着される。定着が終了した用紙Ｐは図示しない排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出されてスタックされる。
【００１８】
このように、複数の画像形成ユニット（画像形成手段）を利用して、各色のトナー画像を、転写ベルト１０４上もしくは転写ベルト１０４上を搬送される用紙上で重ねあわせることで、１つの多色画像を形成するタンデム方式では、転写ベルト１０４の速度に変動があると、同じ位置にトナー画像を重ねることができなくなり、色ずれが生じる。
転写ベルト１０４は、駆動ローラ１０５の回転により回転される。通常、ベルトを等速で回そうとすると、駆動ローラを等角速度で回転させる必要がある。しかし、ベルトの速度は、角速度×（駆動ローラ中心からベルト中心までの距離）で決まることから、駆動ローラの取り付け軸に偏心が存在する場合には、駆動ローラ１回転の周波数で、ベルトの速度に変動が生じる。また、駆動時に減速機構を利用している場合には、駆動ローラとは別にモータの偏心によりモータ１回転成分などもベルト速度変動としてあらわれてくる。これらの速度変動以外にも、さまざまな外乱により、ベルト速度変動は発生するが、従動軸にロータリーエンコーダをつけ、フィードバック制御を行うと、これらの速度変動を抑えることが可能となる。
【００１９】
ところで、いわゆるシームレスベルトを利用する場合、その製法上の理由により、ベルト１周長に亘ってｓｉｎ関数的に厚さが変動することが知られている。
このような厚さ変動も、駆動ローラの中心からベルト中心までの距離を変化させるため、ベルト速度に変動を引き起こす。ところが、ロータリーエンコーダにおいて、ベルト速度が従動軸の角速度に変換される過程においても、ベルトの厚さのために、角速度に変動が発生する。
つまり、ベルトが等速で動いていたとしても、ベルトの厚さのために、エンコーダの角速度で見た場合には、ベルト１周期に渡るｓｉｎ関数的な変動が観測されることになる。そのため、正確なベルト速度の観測ができず、フィードバック制御により、むしろ悪化してしまうという問題があった。
【００２０】
このような悪化を避ける手法として、エンコーダ信号からベルト１周期の成分だけをカットし、他の成分のみを制御で抑える方法が考えられる。しかしながら、通常のＢａｎｄ  Ｒｅｊｅｃｔ  Ｆｉｌｔｅｒ（ＢＲＦ）を利用すると、他の周波数成分にも遅延が生じ、制御に悪影響を与える。しかも、多くの場合、ベルト１周長の周波数は、ＤＣ成分や駆動ローラの１回転周波数と非常に近くなっている。
例えば、ベルト１周長が８００ｍｍで、ベルト線速度が１２５ｍｍ／ｓｅｃ、駆動ローラの直径が３０ｍｍであるとすると、ベルト１周期成分＝１２５÷８００≒０．１６Ｈｚ、駆動ローラの１回転成分＝３０×π÷１２５≒０．７５Ｈｚとなり、わずか０．６Ｈｚほどの差、ＤＣ成分とは０．１６Ｈｚほどの差である。
よって、ＤＣ成分や駆動ローラの１回転成分を残しながら、０．１６Ｈｚだけをカットしようとすると、周波数分解能と時間分解能は反比例する関係にあることから、１÷０．１６≒６秒程度のオーダーのフィルタ応答時間が必要となり、とても制御には利用できない。
【００２１】
別の手法として、予めベルトの厚さムラ、もしくはそれによるエンコーダ信号への影響を計測しておき、ベルトの位置情報を利用して、厚さムラによる影響分を推定、エンコーダ信号から減ずるという方法も考えられる。しかしながら、この手法では、ベルトの位置情報を得るために、ベルトにマークをつけ、それを観測することによりホームポジションを知る必要がある。
そのため、コストアップの要因となる。エンコーダのカウンタから位置を推定するという方法も考えられるが、ベルトの滑りや、温度などによるベルト長の変化が発生すると、エンコーダのカウンタとベルトの位置が一致しなくなり、その誤差は累積されていってしまう。
【００２２】
本実施形態では、このような問題に鑑み、ベルト厚さムラによる速度変動を悪化させずに、エンコーダ信号のみを用いて、ベルトのフィードバック制御を行う手法を実現した。その手法を以下に説明する。
図２は、本実施形態におけるベルト駆動部分の概略構成図である。駆動ローラ１０５はベルト駆動手段としてのモータ１１５で駆動され、従動回転部材としての支持ローラ（以下、「従動ローラ」という。）１１１の回転軸にはエンコーダ１１６が設けられている。モータ１１５とエンコーダ１１６は、モータ制御用のＤＳＰボード１１７に接続されている。
転写ベルト１０４は、駆動ローラ１０５に接続されたモータ１１５により回転される。従動ローラ１１１は、転写ベルト１０４と共に回転し、その回転はエンコーダ１１６により角度情報となって、ＤＳＰボード１１７に入る。
ＤＳＰボード１１７では、エンコーダ１１６からの角度情報を利用して、制御信号を生成し、モータ１１５を回転させる。
【００２３】
図２に示す構成では、減速機構を用いていないが、本発明は減速機構の有無には影響されない。また、ＤＳＰボード１１７を用いているが、一般的なＣＰＵや専用のＡＳＩＣなどを用いても構わない。図２に示す構成では、従動ローラ１１１の位置にエンコーダ１１６を設置しているが、他の従動回転部材を利用した場合に関しても、本発明は有効である。エンコーダ１１６に限らず、タコメータなどの他の角度又は角速度検出機構を用いる場合でも、本発明の有効性は変わらない。
【００２４】
図３は、本実施形態における制御の概要を示すブロック図である。通常のフィードバック制御と異なるのは信号処理部３０１を有している点であるが、この信号処理部３０１に関しては後で詳しく説明する。
エンコーダ１１６から出力される従動ローラ１１１の角度情報は、リファレンス信号と比較され、その差が信号処理部３０１に送られる。信号処理部３０１では、後述するようなアルゴリズムを利用して、ベルト１周期の信号のみを除去し、制御部（＝制御手段１０１）３０２に送る。
この際、信号処理部３０１では、遅延が発生しないため、通常の制御と同様に制御部３０２は、モータ指令信号を生成し、モータ１１５を駆動する。モータ１１５の伝達関数３０３により、駆動ローラ１０５の角速度に変換された後、駆動ローラ１０５にて、角速度からベルト速度への変換が行われる。
【００２５】
この際、転写ベルト１０４の厚さムラがあると、ベルト速度に変動が生じる。転写ベルト１０４の伝達関数３０５を通して、従動ローラ１１１に伝わったベルト速度は、従動ローラ１１１によりベルト速度から角速度に変換される。
この変換においても、転写ベルト１０４の厚さムラがあると、角速度に変動が生じることになる。この角速度は、エンコーダ１１６において角度情報として検出される。
以下、信号処理部３０１に関して詳しく説明する。図４は、信号処理部３０１の概要を示すブロック図である。信号処理部３０１に入った信号は、ベルト周期抽出フィルタ４０１に入力される。ベルト周期抽出フィルタ４０１では、ベルト周期のみを抽出する。
しかし、ここで抽出された信号は、フィルタの応答時間のために、大きく位相が遅れた信号が出てくることになる。そこで、ゲイン・位相調整部４０２を利用してさらに位相を遅らせることにより、信号処理部３０１に入ってきた信号に含まれるベルト周期成分と比べて、位相が２π×Ｎ（Ｎは自然数）だけ遅らせた信号を生成する。
ベルト周期成分は、転写ベルト１０４の厚さムラにより発生するものであるから、非常に再現性が高く、位相が２π×Ｎだけずれた値と、現在の値はほぼ同一のものとなっている。よって、もとの入力信号から、この抽出後に遅延させた信号を減ずることにより、遅延なしにベルト周期成分を除去することができる。
【００２６】
ベルト周期抽出フィルタ４０１による遅延が、２π×Ｎ−πよりも小さい場合には、２π×Ｎ−πだけ遅らせた上で、正負を反転させることにより、現在の値とほぼ同一のものを得ることができる。
本実施形態におけるベルト周期抽出フィルタ４０１は、ＢＰＦ  （Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）  であるが、前に述べたように、非常に狭い帯域の周波数のみを抽出しなければならない。よって、ＦＩＲ  （Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型のフィルタを用いる場合、例えば５００Ｈｚのサンプリング周波数で動作するとすれば、５００÷０．１６＝３１２５タップものフィルタを利用しないと、０．１６Ｈｚの分解能を実現できない。
このような巨大なフィルタを５００Ｈｚで動作させるためには、非常に高速なＤＳＰを利用する必要がある。ＩＩＲ  （Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型のフィルタを用いる場合も、あまり急峻な特性を持たせると、不安定になってしまう。また、２π×Ｎだけ遅らせるためには、３１２５×Ｎのサイズの記憶領域を持つことになり、巨大なメモリが必要となってしまう。このような問題を避けるためには、ダウンサンプルを行うことが望ましい。
【００２７】
図５に基づいて、第２の実施形態を説明する。本実施形態における信号処理部３０１Ａは、ダウンサンプルを行う機能を有する。ベルト周期抽出フィルタ５０１の前に、ダウンサンプルが行われる。例えば、ダウンサンプル５０３において、２０Ｈｚにダウンサンプルする場合、ベルト周期抽出フィルタ５０１に必要なフィルタ長は、２０÷０．１６＝１２５タップ程度となる。通常、ダウンサンプル時には、折り返し除去フィルタが用いられるが、このフィルタでは、１０Ｈｚ以下に落とせば良いので、数十タップのＦＩＲフィルタで十分対応できる。また、この折り返し除去フィルタの出力は２０Ｈｚのタイミングでしか利用されないため、折り返し除去フィルタも５００Ｈｚで動作する必要はなく、２０Ｈｚのタイミングで動作すれば良い。ゲイン・位相調整部５０２で必要なメモリ領域も大幅に小さくなる。
但し、ベルト周期成分の波形が２０Ｈｚでしか得られないため、アップサンプル５０４において、本来の５００Ｈｚにアップサンプリングする必要がある。
【００２８】
ダウンサンプルを行う場合も、ＤＣ成分や信号に傾きが存在する場合、ベルト周期抽出フィルタ５０１で０．１６Ｈｚを抽出しながら、ＤＣ成分や傾きをきれいにカットすることは難しい。本発明では、Ｎ波長分前の信号を利用して、現在の信号からベルト周期成分を除去しようとしているため、傾きが少しでも残ってしまうと、その影響は非常に大きなものとなる。
そこで、ＤＣ成分及び傾き除去を別の方法で行う手法（第３の実施形態）を図６及び図７に基づいて説明する。
図６に示すように、本実施形態における信号処理部３０１Ｂでは、ＤＣ成分及び傾き成分を除去する除去手段としての傾き・ＤＣカット５０５が入ることにより、ベルト周期抽出フィルタ５０１は、ＢＰＦ  （Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）ではなく、ＬＰＦ  （Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）  として構成できることになり、周波数分解能を低くすることができる。
【００２９】
図７に基づいて、傾き・ＤＣカット５０５をより詳しく説明する。現在の傾き・ＤＣカット５０５への入力値をα＋ＤＣとする。傾きβが存在する場合、１波長前（Ｔ時間前）の信号はα＋ＤＣ−βＴとなる。
この間の１波長の平均は、ＤＣ−βＴ÷２である。一方、１波長前の信号との差はβＴであるから、ＬＰＦ７０３を利用してノイズの影響を避け、ゲインも半分に調整することにより、出力値はα＋ＤＣ−（ＤＣ−βＴ÷２）−βＴ÷２＝αとなる。
ここでは、１波長前の信号を利用したり、１波長分の平均を用いたが、Ｎ波長とした場合も同様にＤＣカット及び傾き補正を行うことができる。
【００３０】
本発明では、Ｎ波長前の信号を利用するが、動作の開始時にはその信号が存在しない。そこで、前回動作の停止時までに波形を蓄積しておき、エンコーダ信号を利用して位置を推定、フィルタ出力の代わりに利用する方法（第４の実施形態）を表したものが図８である。
ベルト周期抽出フィルタ５０１の出力が安定するまでは、波形メモリ５０６に蓄えられた信号を利用する。ベルト周期抽出フィルタ５０１の出力が安定したら、ゲイン・位相調整５０２への入力を切り替えると同時に、波形メモリ５０６にも、抽出したベルト周期信号を新たに蓄える。
図８に示す構成では、ゲイン・位相調整５０２と波形メモリ５０６をまったく別のブロックとして書いたが、実際にはどちらも波形を記憶する機能を有するため、容易に共通化することができる。
【００３１】
これまでは、ベルト１周期が完全に一定のものとして説明をしてきたが、転写ベルト１０４には個体差があり、微妙に周長が異なる。そのため、１周期に相当する時間がまったく同じにはならない。
ベルト周期抽出フィルタ４０１、５０１は、かなりするどいピークを持つフィルタではあるが、転写ベルト１０４の個体差程度の周波数の差異に関しては、問題なく抽出することができる。
しかしながら、位相調整の際に、僅かに違う位相の信号を出力してしまうと、
ｓｉｎ（ωｔ）−ｓｉｎ（ωｔ＋２Ｎπ＋θ）＝ｓｉｎ（ωｔ）−ｓｉｎ（ωｔ）ｃｏｓ（θ）−ｃｏｓ（ωｔ）ｓｉｎ（θ）
と、ベルト周期成分をきれいに除去できず、逆に本来存在しない信号を混入してしまうことになる。
これが制御部３０２によって増幅されると、位相の差に対応する周期でうねりが発生し、ベルト速度ムラが悪化してしまうことがある。そこで、設置時や電源オン時などに、無制御状態でベルト周期抽出を行い、そのゼロクロス（正・負が切り替わる）周期を図示しない計測手段により計測することにより、位相調整の際の遅延時間を決定すれば、このような転写ベルト１０４ベルトの個体差にも対応することができる（第５の実施形態）。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数の画像形成手段と、複数の回転部材間に掛け回された無端状のベルトと、該ベルトを駆動するベルト駆動手段を有し、上記各画像形成手段により形成される単色画像を上記ベルト上で重ねあわせてカラー画像を形成する画像形成装置において、上記ベルトの回転に伴い回転する従動回転部材の角度もしくは角速度を検出する角度情報検出手段と、該角度情報検出手段により検出された角度情報からベルト１周期に相当する周波数成分を除去する信号処理手段と、該信号処理手段の出力を利用して上記ベルト駆動手段を制御する制御手段を有している構成としたので、ベルトの１周期成分に相当する周波数を制御部に入力しないため、ベルトの厚さムラに起因する速度ムラを悪化させずにベルトの回転制御を行うことができ、色ずれの少ない画像形成装置を提供することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、上記角度情報検出手段による角度情報からベルト１周期に相当する成分を抽出し位相及びレベルを調整して角度情報から減ずることによりベルト１周期に相当する周波数成分を除去する構成を有していることとしたので、ベルトの１周期成分以外の信号に影響を与えることがなく、よって制御に悪影響を与えることなくベルト１周期成分の除去を行うことができる。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、角度情報の信号をダウンサンプリングした後、ベルト１周期成分を抽出、位相及びレベル調整の後、アップサンプリングして角度情報から減ずる構成としたので、ダウンサンプリングすることにより、フィルタ構成や位相調整のための記憶領域を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
請求項４記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、ベルト１周期成分を抽出する際に、ＤＣ成分及び傾き成分を除去する除去手段を別途有している構成としたので、ベルト１周期成分を抽出するフィルタ構成を小さくすることができるとともに、位相調整の際に傾きが与える悪影響を抑えることが可能となる。
【００３６】
請求項５記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、上記ベルトの１周期に相当する波形を記憶する波形メモリを有し、該波形メモリの信号と抽出されたベルト１周期成分の信号を適宜切り替えてベルト１周期成分の除去を行う構成としたので、フィルタ出力が安定しない状態でも、ベルトの厚さムラによる速度ムラの悪化を抑えることが可能となる。
【００３７】
請求項６記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、上記信号処理手段が、制御を行わない状態で上記ベルトの周期を計測する手段を有している構成としたので、ベルトの個体差によらず、ベルト１周期成分の除去ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタの概要正面図である。
【図２】ベルト駆動構成の斜視図である。
【図３】制御ブロック図である。
【図４】信号処理部の詳細ブロック図である。
【図５】第２の実施形態における信号処理部の詳細ブロック図である。
【図６】第３の実施形態における信号処理部の詳細ブロック図である。
【図７】第３の実施形態におけるＤＣ成分及び傾き成分を除去する除去手段の詳細ブロック図である。
【図８】第４の実施形態における信号処理部の詳細ブロック図である。
【符号の説明】
１０１  制御手段
１０４  ベルトとしての転写ベルト
１１１  従動回転部材としての従動ローラ
１１５  ベルト駆動手段としてのモータ
１１６  角度情報検出手段としてのエンコーダ
３０１  信号処理手段
５０５  ＤＣ成分及び傾き成分を除去する除去手段としての傾き・ＤＣカット
【図１】
2004226820.tif 000003
【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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