(57)【要約】【課題】回転体上のスケールパルスを読み込んで制御を行う位置制御系において、制御を不安定にすることなく高精度に継続させる角変位又は変位制御装置及びこれを使用する画像形成装置を提供する。【解決手段】駆動源からの駆動力によって回転体を駆動させ、この回転体を制御する角変位又は変位制御装置において、前記回転体３、１１上のスケールパルスを読み込む読み込み手段１６と、前記読み込み手段１６が前記スケールパルスを読み込むことができないことを検出する欠落検出手段５７と、前記回転体３、１１と同軸に取り付けられたエンコーダ信号を読み込む読み込み手段６と、前記エンコーダ信号から別信号６１を生成しかつ記憶する記憶手段５１とを備え、前記欠落検出手段５７は欠落を検出した欠落部分においては前記スケールパルスからの信号から前記エンコーダ信号と前記別信号６１より生成される信号へ切り換える。【選択図】図１１
2007156194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力によって回転体を駆動させ、この回転体を制御する角変位又は変位制御装置において、前記回転体上のスケールパルスを読み込む読み込み手段と、前記読み込み手段が前記スケールパルスを読み込むことができないことを検出する欠落検出手段と、前記回転体と同軸に取り付けられたエンコーダ信号を読み込む読み込み手段と、前記エンコーダ信号から別信号を生成しかつ記憶する記憶手段とを備え、前記欠落検出手段は欠落を検出した欠落部分においては前記スケールパルスからの信号から前記エンコーダ信号と前記別信号より生成される信号へ切り換えることを特徴とする角変位又は変位制御装置。
【請求項２】
駆動源からの駆動力によって回転体を駆動させ、この回転体を制御する角変位又は変位制御装置において、前記回転体上上のスケールパルスを読み込む読み込み手段と、前記読み込み手段が前記スケールパルスを読み込むことができないことを検出する欠落検出手段と、前記回転体の同軸に取り付けられたエンコーダ信号を読み込む読み込み手段と、前記エンコーダ信号から別信号を生成し記憶する記憶手段とを備え、前記欠落検出手段は欠落を検出した欠落部分においては前記スケールパルスからの信号から前記エンコーダ信号へ切り換え、コントローラの入力に前記別信号を用いて補正することを特徴とする角変位又は変位制御装置。
【請求項３】
前記別信号を作る時、制御対象である回転体の駆動周期を基準に生成することを特徴とする請求項１又は２記載の角変位又は変位制御装置。
【請求項４】
前記別信号を作る時、制御対象である回転体の駆動を伝達する伝達機構の駆動周期を基準に生成することを特徴とする請求項１又は２記載の角変位又は変位制御装置。
【請求項５】
前記別信号を作る時、制御対象である回転体の駆動源の駆動周期を基準に生成することを特徴とする請求項１又は２記載の角変位又は変位制御装置。
【請求項６】
前記別信号を作る時に駆動周期の基準とする対象が、少なくとも１つ以上、ホームポジションを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置。
【請求項７】
前記別信号を作る時に２つ以上の駆動周期を組み合わせて生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置。
【請求項８】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が転写ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が感光体ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
ベルト、またはローラを回転させて紙を搬送する紙搬送装置において、前記紙搬送装置の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行う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】
本発明は、角変位または角速度を高精度で計測し、ローラ・ベルト駆動装置における位置、速度計測又は制御に使用する角変位又は変位制御装置及びこれを使用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な回転体の角変位または角速度制御装置の構成において、回転体の同軸上、あるいはベルトを掛け渡している軸の同軸上にエンコーダを取り付け、回転体又はベルトの位置あるいは速度を計測し、そのエンコーダの計測値に基づいてフィードバック制御を行う方法がある。
しかし、軸に取り付けたエンコーダからの角変位または角速度計測フィードバックでは、その取り付けた軸の偏心や軸へのエンコーダ取り付け偏心を消すことができない。また、ベルトの場合、ベルトの厚みの変化による変動も抑えることができない。
そのために、回転体あるいは、少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルトの表面に直接スケールを貼り付け、そのスケールから読み込んだ信号でフィードバック制御を行う手法がある。
しかし、回転体上あるいは少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルト上スケールは駆動しているうちに傷や汚れが生じ、信号を読み取ることができない部分が発生する。そのような部分が存在すると、その傷や汚れの部分ではセンサからの信号が何もないために、回転体あるいは少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルトの駆動に大きな変動が発生してしまう。
また、回転体上や少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルト上にスケールを貼り付ける方法であれば、必ずスケール繋ぎ目が存在し、その部分においても傷や汚れの時と同様に大きな変動が発生してしまい、高精度で安定した駆動制御を行うことができない。
このため、スケール繋ぎ目が存在する場合に、パターン形成部とパターン途切れ部との境界点によって生じる回転体の回転速度の実測不能状態によるモータ部の回転速度の誤補正を他の出力に切り換える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のモータ回転速度制御装置および方法、並びに記録媒体には、パターン形成部とパターン途切れ部との境界点によって生じ得る、感光体ドラム等の移動媒体の回転速度の実測不能状態による、モータ部の回転速度の誤補正を標準速度でモータ制御、又は他センサの出力に切り換えることが開示されている。
また、回転体上あるいは、少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルト上スケールを読み込んで制御を行う位置制御系において、特別な装置を必要とすることなく、センサ１つでスケールの繋ぎ目もしくはエラーなどを検知し、ダミー信号や過去に計測された値の平均値などを用いることで制御を不安定にすること無く位置制御を継続させる位置制御装置が知られている。
さらに、回転体上あるいは、少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルト上スケールパルスを読み込んで制御を行う位置制御系において、スケールセンサに問題が発生しても、回転体の同軸あるいは少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルトのいずれかの軸もしくはモータ軸や駆動伝達軸に取り付けられたセンサへと切り換えることで、制御を不安定にすることなく位置制御を継続させるセンサ変更駆動制御が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１３６１６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、標準速度で駆動している間や、他センサがモータＦＧ（周波数発生器）などの場合は、感光体ドラムの偏心変動などを抑えることができず、また、同様の性能を持つ他センサを設けた場合には他センサ分、単純にコストが上がってしまうという欠点がある。
また、上記の位置制御装置では、繋ぎ目においては、ダミー信号や過去に計測された値の平均値などを用いることで制御を不安定にすること無く位置制御を継続させているが、これでは繋ぎ目の間には何も制御が行われないために、突発的な負荷変動に対して非常に弱く、急激な負荷が加わった場合には、その後の駆動も継続することができなくなってしまうという欠点がある。
さらに、上述したセンサ変更駆動制御では、繋ぎ目において、回転体の同軸あるいは少なくとも２つ以上の軸に掛け渡されたベルトのいずれかの軸もしくはモータ軸や駆動伝達軸に取り付けられたセンサへと切り換える、という手法を用いているが、最終的に高精度駆動を行いたいベルトや回転体の周期変動に対しては全く検知・対応ができないために、その周期変動の影響を抑えることができない。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、例えばドラム状の回転体上あるいは少なくとも２つ以上の軸に架け渡されたベルト状の回転体上のスケールパルスを読み込んで制御を行う位置制御系において、特殊な装置を必要とすることなく、回転体と同軸に取り付けられたエンコーダの信号へ自由に切り換え、このエンコーダ信号を補正することで予想される変動を打ち消すような駆動を可能とし、制御を不安定にすることなく高精度に継続させる角変位又は変位制御装置及びこれを使用する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動源からの駆動力によって回転体を駆動させ、この回転体を制御する角変位又は変位制御装置において、前記回転体上のスケールパルスを読み込む読み込み手段と、前記読み込み手段が前記スケールパルスを読み込むことができないことを検出する欠落検出手段と、前記回転体と同軸に取り付けられたエンコーダ信号を読み込む読み込み手段と、前記エンコーダ信号から別信号を生成しかつ記憶する記憶手段とを備え、前記欠落検出手段は欠落を検出した欠落部分においては前記スケールパルスからの信号から前記エンコーダ信号と前記別信号より生成される信号へ切り換える角変位又は変位制御装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、駆動源からの駆動力によって回転体を駆動させ、この回転体を制御する角変位又は変位制御装置において、前記回転体上上のスケールパルスを読み込む読み込み手段と、前記読み込み手段が前記スケールパルスを読み込むことができないことを検出する欠落検出手段と、前記回転体の同軸に取り付けられたエンコーダ信号を読み込む読み込み手段と、前記エンコーダ信号から別信号を生成し記憶する記憶手段とを備え、前記欠落検出手段は欠落を検出した欠落部分においては前記スケールパルスからの信号から前記エンコーダ信号へ切り換え、コントローラの入力に前記別信号を用いて補正する角変位又は変位制御装置を特徴とする。
【０００６】
また、請求項３に記載の発明は、前記別信号を作る時、制御対象である回転体の駆動周期を基準に生成する請求項１又は２記載の角変位又は変位制御装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記別信号を作る時、制御対象である回転体の駆動を伝達する伝達機構の駆動周期を基準に生成する請求項１又は２記載の角変位又は変位制御装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記別信号を作る時、制御対象である回転体の駆動源の駆動周期を基準に生成する請求項１又は２記載の角変位又は変位制御装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記別信号を作る時に駆動周期の基準とする対象が、少なくとも１つ以上、ホームポジションを有する請求項１乃至５のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記別信号を作る時に２つ以上の駆動周期を組み合わせて生成する請求項１乃至６のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置を特徴とする。
【０００７】
また、請求項８に記載の発明は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が感光体ドラムである画像形成装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が転写ドラムである画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が感光体ベルトである画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行い、前記像担持体が転写ベルトである画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、ベルト、またはローラを回転させて紙を搬送する紙搬送装置において、前記紙搬送装置の駆動制御を前記請求項１乃至７のいずれか１項記載の角変位又は変位制御装置により行う画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、欠落検出手段が欠落を検出した欠落部分においてはスケールパルスからの信号からエンコーダ信号と別信号より生成される信号へ切り換えることにより、安定した、精度の良い駆動制御を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態で使用する回転体駆動装置を示す概略斜視図である。図１の回転体駆動装置１において、ギヤ２と同軸となるように駆動対象である回転体３が取り付けられている。モータ４はその回転軸に取り付けられたギヤ５、及びギヤ２を介して、回転体３を駆動させる。
駆動対象である回転体３の表面にはリニアスケール１３が貼り付けられており、このリニアスケール１３を表面センサ７が読み込むことで回転体３の駆動状態を計測する。
表面センサ７の計測した値を基に制御信号を作り、モータ４を回転させることで回転体３が駆動する。回転体３の表面端部にリニアスケール１３を貼り付けているが中央部、あるいは回転体３が筒状であった場合は裏側・内側でも良い。また、回転体３上に直接スケールを書き込んでも良い。
【００１０】
図２は本発明の実施形態で使用するベルト駆動装置を示す概略斜視図である。図２のベルト駆動装置８において、ギヤ２と同軸となるように駆動軸１２が取り付けられている。モータ４はギヤ５と同軸となるように取り付けられており、モータ４からギヤ５、２を介して駆動軸１２を駆動させる。
駆動軸１２とテンションローラ９と従動軸１０に駆動対象のベルト１１が架けられていて、テンションローラ９によって一定の張力が掛かるようになっている。ベルト１１の表面にはリニアスケール１３が貼り付けられており、このリニアスケール１３を表面センサ７が読み込むことでベルトの駆動状態を計測する。
駆動源であるモータ４を回転させることで駆動対象のベルト１１が駆動する。ここでは表面端部にリニアスケール１３を貼り付けているが、中央部や裏面でも良い。また、ベルト１１上に直接スケールを書き込んでも良い。また、駆動対象のベルト１１は広くみれば回転体であり、請求項記載の回転体はこの意味でドラム回転体及びベルト回転体を含んでいる。
【００１１】
図３は図１及び図２で使用するスケールパターン検出の簡単な原理構成を示す概略図である。図３において、リニアスケール１３のスケール基板（アルミ製のテープ）１３’上に反射光の光量の異なる２種類のパターン１４、１５が構成されている。
パターンの作り方としてはスケール基板１３’上に反射光の異なるパターン１４、１５をすでに構成してあるものを貼り付けるか、又はスケール基板１３’上に直接に印刷するか、又はスケール基板１３’を金属の板として、エッチング加工する方法でも良い。
センサ１６の本体は発光部１７と受光部１８を有しており、発光部１７から光が出力される。出力された光はスケール基板１３’上に当たり、その反射波を受光部１８の受光素子（図示せず）が受ける。
スケール基板１３’上には反射光の光量の異なるパターン１４、１５があるため、これらのパターン１４、１５それぞれで受光される光の強さの違いを読み取ることによって、例えば、正弦波状などの波形を得ることができ、ベルトの駆動状態を計測することが可能となる。
【００１２】
図４はスケールパターンから得た信号をパルス波にする方法を示す波形図である。図４において、発光部１７から出力された光がスケールパターン１４、１５に当たり、反射光を受光部１８が受け取ると、反射率の違いにより受光部１８では正弦波状の信号１９が得られる。
この信号１９に対して任意のしきい電圧値２０を設け、しきい電圧値２０より高ければＨ信号、しきい電圧値２０よりも低ければＬ信号とすることで矩形波状のパルス２１を得ることができる。
【００１３】
図５は図１の駆動対象の回転体端部、もしくは図２のベルトに取り付けられたリニアスケールの繋ぎ目部分を拡大して示す平面図である。図６は図５と異なるリニアスケールの繋ぎ目部分を拡大して示す平面図である。図７は図６と同様なリニアスケールの繋ぎ目部分を拡大して示す平面図である。
リニアスケール６には駆動状態を計測可能とするパターン１４、１５が書き込まれている。ここではパターン１４、１５部分は反射光が強く、パターン１４、１５以外の部分は反射光が弱くなることでスケール基板１３’を認識するとする。
スケール基板テープには２種類の繋ぎ目があり、１つは両方のリニアスケール６が物理的に繋がっていない図５のような、物理的繋ぎ目２２である。他方は、リニアスケール６は存在するが、パターンを書き込む時の精度などの問題から、スケール基板１３’上に何も書かれていない図６のような、書き込み繋ぎ目２３である。
ここでは物理的繋ぎ目２２と書き込み繋ぎ目２３が別々に存在しているが、両方が混在していても繋ぎ目として扱ってかまわない。また、傷や汚れなどが存在する場合が図７である。
通常はパターン１４、１５が連続して存在するが、トナーや紙紛などがスケール上に集まり、固まってしまい、汚れ２４が生成されると、センサ１６（図３）がパターン１４、１５を認識することができなくなる。また、ローラなどが接触することにより汚れではなく傷が汚れ２４と同様に発生しても同じである。
物理的繋ぎ目２２では全くテープがない、書き込み繋ぎ目２３ではスケールのない基板テープのみ、また汚れ２４や傷がスケール上に存在するなどでは正常な計測信号が得られない。そのため、ここでは全て同じ正常な計測信号が得られないものとして扱い、繋ぎ目と表現する。
【００１４】
図８はモータの角変位をモータ軸エンコーダの出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示すブロック図である。図８において、マイクロコンピュータ３０はマイクロプロセッサ３１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３を含んでいる。マイクロプロセッサ３１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３がそれぞれバス３４を介して接続されている。
指令発生装置３５はモータ４の角変位を指令する状態指令信号を出力し、かつ目標角変位指令信号を発生する。この指令発生装置３５の出力側もバス３４へ接続されている。検出用インターフェース装置３６はエンコーダ６の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。同様に、符号４１は検出装置４２の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置である。
【００１５】
これらの検出用インターフェース装置３６、４１はエンコーダ６の出力パルスを計数するカウンタ（図示せず）を備えており、このカウンタのカウントした数値に、予め定められたパルス数対角変位の変換定数を掛けてモータ軸の角変位に変換する。電流センサ３７からはモータ駆動電流がＩ／Ｏ３８を介してマイクロコンピュータ３０に取り込まれる。
直流電動機駆動用のインターフェース３９は、モータ軸角変位、及び目標角変位により、マイクロコンピュータ３０による以降の実施形態に示すフィードバック制御系の計算結果を、モータ（直流電動機）駆動装置４０を構成するパワー半導体、例えば、トランジスタを動作させるパルス状信号（制御信号）に変換する。
直流電動機駆動装置４０は直流電動機駆動用のインターフェース３９からのパルス状信号に基づき動作し、モータ４に印加する電圧を制御する。この結果、モータ４は指令発生装置３５による所定の角変位に追値制御される。モータ４の角変位は、エンコーダ６とインターフェース装置３６により検出され、マイクロコンピュータ３０に取り込まれ、制御が繰り返される。
ここでは、モータ４から直接エンコーダなどで角変位を検出しているが、モータによって駆動される回転体の駆動を検出する方法でも同様に考えることができる。
ここでは、検出装置４２とエンコーダ６の両方からの角変位を検出しているが、設計者の意図する駆動制御系によってはどちらをメインの計測信号とするか選択することができる。また、ここでは電流制御系について説明したが、制御系が電圧制御系であってもかまわない。
【００１６】
図９はモータを回転させて駆動させる基本的な制御を示すブロック線図である。図９には、図１及び図２に示した回転体３及びベルト１１に対して、モータ４を回転させて駆動させる基本的な制御ブロック線図を示している。
通常のフィードバック制御の場合、コントローラ５１から制御信号が出力され、その制御信号を受けてドライバ５２では制御信号を満たすようにモータが動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。
ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示すようなモータ４により駆動される回転体３やベルト１１全体のことである。この回転体３やベルト１２の駆動状態を回転体３上やベルト１２上に貼り付けられたスケールを読み取ることで信号値５４が得られる。
この信号値５４がフィードバックされ、規範信号５５と減算器で比較され、現在の変位または速度と目標変位または速度との偏差５６が求められる。この偏差５６をコントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これが通常の基本的なフィードバック制御系である。
【００１７】
しかし、前述の通常のフィードバック制御のみであった場合は、スケールの繋ぎ目により信号が一時的に得られなくなった時には、何も信号が得られないため駆動が遅いと判断され、大きく加速してしまう。
そして、繋ぎ目が終わり、普通にスケールが計測できるようになると先ほど加速した分、今度は駆動が早いと判断され、大きく減速する。このように通常のフィードバック制御のみでは繋ぎ目が存在する場合には正常に制御することができない。
このようなことから、繋ぎ目部分ではダミー信号を補完したり、繋ぎ目部分では別信号、例えば、ベルトを架け渡してある従動軸にエンコーダを取り付け、そのエンコーダ信号や駆動源であるモータＦＧ信号などを用いて補完するなどの手法が考えられる。
しかし、単純にダミー信号を補完するのみで無制御状態では、繋ぎ目間の変動に対して非常に弱く、何らかの影響により繋ぎ目間にベルトまたは回転体が緊急停止しても検知することができない。
また、従動軸エンコーダやモータＦＧで補完する場合、最低限の駆動は補償されるが、最終的に高精度駆動を行いたいベルトや回転体の変動は検知できないため、繋ぎ目後に大きな偏差が存在してしまう。
【００１８】
図１０は繋ぎ目部分において、ベルトまたは回転体のスケールパルスからベルトを掛け渡す軸エンコーダやモータＦＧなどへ計測信号を変更したのみの場合の位置変動を波形的に示す図である。
縦軸は目標値に対するベルト位置または回転体角変位の偏差であり、横軸は時間である。スケールパルスを検知することができる状態ではフィードバック制御が掛かっているため、偏差はゼロの位置変動７０となる。
ここで、モータＦＧやベルトが架け渡された従動軸に取り付けられたエンコーダによるフィードバックのみでは最終段の変動を検知できないため、ベルトまたは回転体の変動が存在し、位置変動は７１となる。
ここで繋ぎ目開始部７２に入ると、繋ぎ目補正処理が施され、計測信号がベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧへと切り換えられる。しかし、ベルトや回転体の変動をモータＦＧや軸エンコーダでは検知できないため、計測上の偏差は７３となるが、実際にはベルトや回転体の変動の影響を受けて７４となる。
そして、繋ぎ目終了部７５からはベルトや回転体上のスケールを読み取ることが可能になるため、再び計測信号は切り換わり、計測上の偏差は７３から７６へ滑らかに移行する。しかし、実際には偏差７７が存在し、その偏差を持ったまま位置変動７８に移行する。
よって見かけ上は７０、７３、７６と変動がないように見えるが、実際には７０、７４、７８のような位置変動となる。この偏差７７に相当する分の色ずれや搬送ずれなどは避けることができず存在してしまう。
【００１９】
図１１は繋ぎ目間では信号に回転体あるいはベルトの周期を加えた別信号へ切り換えて補正を行う、本発明による駆動制御系の第１の実施形態を示すブロック線図である。
色ずれや搬送ずれなどの存在に対して、回転体上あるいはベルト上のスケールからの計測信号をフィードバックして回転体を駆動させる駆動制御系で、繋ぎ目間は従動軸エンコーダやモータＦＧからの信号に回転体あるいはベルトの周期を加えた別信号へ切り換え、補正を行うようにしている。
コントローラ５１から制御信号が出力され、その制御信号を受けてドライバ５２では制御信号を満たすようにモータが動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示すようなモータにより駆動される回転体やベルト全体のことである。
【００２０】
この回転体やベルトの駆動状態を回転体上又はベルト上に貼り付けられたスケールを読み取ることで信号値５４が得られ、繋ぎ目補正部５７へ入力される。また、同時にベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧの計測信号５８も出力し周期処理部５９へ入力する。
信号値５４を用いてフィードバック制御が行われているため、計測信号５８にはベルトや回転体の変動周期が含まれている。そのため、周期処理部５９ではローパスフィルタなどを用いてベルトや回転体の変動周期のみを取り出すことができる。
さらに周期も明確なので現在の駆動から先、例えば、１サンプリング未来に発生する変動を予測することが可能となり、計測信号５８に予想変動を加えた信号を繋ぎ目補正部５７へ出力することができる。ここで、ベルトや回転体に１周に１パルスのホームポジションを設け、そこからの信号を周期処理部５９へ入力する。
これにより、ローパスフィルタなどからだけで取り出されたベルトや回転体の周期変動をより高精度に検出することも可能である。また、ベルトや回転体のホームポジションと、ベルトや回転体の機械的公差などから変動周期を周期処理部５９で生成する方法も可能である。
【００２１】
繋ぎ目補正部５７では基本的なフィードバック信号としてフィードバック信号６０は信号値５４が用いられる。また、繋ぎ目補正部５７では、例えば、サンプリング時間毎に信号値５４をカウントし、規定のカウント範囲外ならば繋ぎ目であるなどの繋ぎ目検知も行われている。ここで、図示しないが別のセンサを用いて繋ぎ目を検知し、そこから得られる繋ぎ目信号を用いる方法でも良い。
もし、繋ぎ目であると判断された場合は繋ぎ目補正部５７で、フィードバック信号を信号値５４から周期処理部５９から出力される別信号６１に変更する。別信号６１には予想変動も加えられているため、本来ならばモータＦＧや軸エンコーダでは計測できない回転体やベルトの変動も計測された信号と同等となる。
フィードバック値６０は規範信号５５と減算器で比較され、現在の変位または角変位と目標変位または角変位との偏差５６が求められる。この偏差５６をコントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これが繋ぎ目間のベルトまたは回転体の周期変動も考慮したフィードバック制御系である。
ここでは、周期処理部５９においてベルトや回転体に対する周期変動を予想し、補正する方法について述べたが、駆動伝達系の変動やモータそのものの変動についても全く同様に考えることができる。
【００２２】
図１２は図１１の第１の実施形態のフィードバック制御系を用いた時の位置変動を波形的に示す図である。ここで、縦軸は目標値に対するベルト位置または回転体角変位の位置偏差であり、横軸は時間である。繋ぎ目前の位置変動は７０であり、ベルト上または回転体上のスケールを読み込んでフィードバック制御が行われているために、偏差はゼロとなる。
同時にベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧを計測し、ローパスフィルタなどで取り出したベルトや回転体の周期変動が７１である。この時、図１１における周期処理部５９では周期変動７１を用いて、例えば、位相を進めることにより１サンプリング時間先の変動を生成することができる。
次に、ベルトまたは回転体が繋ぎ目開始部７２に入ると、ベルトや回転体に貼り付けられたスケールを計測した値によるフィードバック制御からベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧの信号に１サンプリング時間先の変動周期を加えた値からのフィードバック制御に切り換えられる。
【００２３】
こうすることにより、何もしない場合には変動８０のようにベルトや回転体の周期変動に沿って位置偏差が発生してしまうものが、変動７９のように、フィードバック信号にベルトや回転体の予想周期変動が加えられているために相殺することが可能となる。その後、繋ぎ目終了部７５に戻れば、ベルト上や回転体上に取り付けられたスケール計測に戻るため、計測で見えない変動は存在せずに位置変動７６となる。
ここまでは、ベルトや回転体の変動のみについて考えてきたが、駆動伝達系やモータなどの変動もローパスフィルタにより、複合された変動として取り出したり、個別にバンドパスフィルタを適用し、加算することで複合するなどの方法で求めて同様の処理を行うことは可能である。
このように構成している第１の実施形態によれば、スケールに繋ぎ目が存在しても、その間の変動を予想し、繋ぎ目間で発生する変動を抑え、図１及び図２に示したような回転体３、ベルト１１の駆動に影響を与えることなく高精度に駆動することができる。
【００２４】
図１３は繋ぎ目間では信号に回転体あるいはベルトの周期を加えた別信号へ切り換えて補正を行う、本発明による駆動制御系の第２の実施形態を示すブロック線図である。
また、回転体上あるいはベルト上スケールからの計測信号をフィードバックして回転体を駆動させる駆動制御系で、繋ぎ目間は従動軸エンコーダやモータＦＧなどに切り換え、回転体あるいはベルトの周期から生成された別信号をコントローラの入力へ加算を行う場合が第２の実施形態である。
コントローラ５１から制御信号が出力され、その制御信号を受けてドライバ５２では制御信号を満たすようにモータが動くための駆動信号を生成し、それによりプラント５３の駆動源であるモータが駆動される。
ここで、コントローラ５１は電流制御ループも含んでおり、プラント５３は図１及び図２で示すようなモータ４により駆動される回転体３やベルト１１全体のことである。
この回転体やベルトの駆動状態を回転体上やベルト上に貼り付けられたスケールを読み取ることで信号値５４が得られ、繋ぎ目補正部５７へ入力される。また、同時にベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧの計測信号５８も出力し周期処理部５９へ入力される。
信号値５４を用いてフィードバック制御が行われているため、計測信号５８にはベルトや回転体の変動周期が含まれている。そのため、周期処理部５９ではローパスフィルタなどを用いてベルトや回転体の変動周期のみを取り出し、その変動周期の逆位相の変動周期を生成することが可能となる。
【００２５】
また、周期処理部５９では生成した逆位相の変動周期をコントローラ５１の前段である偏差５６と加算あるいは減算することが可能となる信号へ変換も行われる。例えば、偏差５６が電圧値ならば電圧、カウンタ（図示せず）によるカウント数ならばカウント値へなどである。
周期処理部５９からはベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧのエンコーダ信号６３が繋ぎ目補正部５７へ出力され、ベルトや回転体の変動周期の逆位相、変換した信号６１を加算器６２へ出力する。
ここで、ベルトや回転体に１周に１パルスのホームポジションを設け、ここでは図示しないホームポジションからの信号を周期処理部５９へ入力することによって、ローパスフィルタなどからだけで取り出されたベルトや回転体の周期変動をより高精度に検出することも可能である。
また、ベルトや回転体のホームポジションと、ベルトや回転体の機械的公差などから変動周期または逆位相の変動周期を周期処理部５９で生成する方法も可能である。
繋ぎ目補正部５７では基本的に信号値５４を用いてフィードバック信号６０を出力する。また、繋ぎ目補正部５７では、例えば、サンプリング時間毎に信号値５４をカウントし、規定のカウント範囲外ならば繋ぎ目であるなどの繋ぎ目検知も行われている。
【００２６】
ここで、図示しないが別のセンサを用いて繋ぎ目を検知し、そこから得られる繋ぎ目信号を用いる方法でも良い。もし、繋ぎ目であると判断された場合は繋ぎ目補正部５７で、フィードバック信号を信号値５４から周期処理部５９から出力される信号６３に変更する。
フィードバック値６０は規範信号５５と減算器で比較され、現在の変位または角変位と目標変位または角変位との偏差５６が求められる。この偏差５６と信号６１とを加算器６２で加算し、コントローラ５１に入力することで新しい制御信号が作られる。これが繋ぎ目間をベルトまたは回転体の周期変動も考慮したフィードバック制御系である。
ここでは、周期処理部５９ではベルトや回転体に対する周期変動を予想し、補正する方法について述べたが、駆動伝達系の変動やモータそのものの変動についても全く同様に考えることができる。
【００２７】
図１４は図１３の第２の実施形態のフィードバック制御系を用いた時の位置変動を波形的に示す図である。ここで、縦軸は目標値に対するベルト位置または回転体角変位の位置偏差であり、横軸は時間である。繋ぎ目前の位置変動は７０であり、ベルト上または回転体上のスケールを読み込んでフィードバック制御が行われているために、偏差はゼロとなる。
同時にベルトを掛け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧを計測し、ローパスフィルタなどで取り出したベルトや回転体の周期変動が７１である。また、図１３における周期処理部５９では周期変動７１を用いて逆位相周期変動８１が求められる。この逆位相周期変動８１より、例えば、位相を進めることにより１サンプリング時間先の変動を生成することができる。
【００２８】
次に、ベルトまたは回転体が繋ぎ目開始部７２に入ると、ベルトや回転体に貼り付けられたスケールを計測した値によるフィードバック制御からベルトを架け渡す軸に取り付けられたエンコーダやモータＦＧの信号によるフィードバック制御に切り換えられる。
しかし、逆位相周期変動８１に相当する信号がコントローラ５１の前に入力される。つまり、変動８２に相当する信号がコントローラ５１に入力されることになる。こうすることにより、何もしない場合には変動８０のようにベルトや回転体の周期変動に沿って位置偏差が発生してしまうものが、変動８０を相殺するように変動８２が加えられているために、位置偏差は７９となる。
その後、繋ぎ目終了部７５に戻れば、ベルト上や回転体上に取り付けられたスケール計測によるフィードバック制御へ戻るため、計測で見えない変動は存在せずに位置変動７６となる。
ここまで、ベルトや回転体の変動のみについて考えてきたが、駆動伝達系やモータなどの変動もローパスフィルタにより、複合された変動として取り出したり、個別にバンドパスフィルタを適用し、加算することで複合するなどの方法で求めて同様の処理を行うことは可能である。
このように構成している第２の実施形態によれば、スケールに繋ぎ目が存在しても、その間の変動を予想し、繋ぎ目間で発生する変動を抑え、回転体３、ベルト１１の駆動に影響を与えることなく高精度に駆動することができる。
【００２９】
図１５は本発明の第３の実施形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。図１５において、符号１１０は第３の実施形態の装置本体である。この装置本体１１０は、その外装ケース１１１内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としてのドラム状の感光体（感光体ドラム）１１２を備えている。
感光体１１２の周りには、その上に設置されている帯電器１１３から矢印の回転方向（反時計方向）へ順に、現像手段としての回転型現像装置１１４、中間転写ユニット１１５、クリーニング装置１１６、除電器１１７などが配置されている。
これらの帯電器１１３、回転型現像装置１１４、クリーニング装置１１６、除電器１１７の上には、露光手段としての光書き込み装置、例えばレーザ書き込み装置１１８が設置されている。
【００３０】
回転型現像装置１１４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ１２１を有する現像器１２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを備え、中心軸まわりに回転して各色の現像器１２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを選択的に感光体１１２の外周に対向する現像可能となる角変位へ移動させる。
中間転写ユニット１１５は複数のローラ１２３に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば、中間転写ベルト１２４が掛け渡され、この中間転写ベルト１２４は感光体１１２に当接される。中間転写ベルト１２４の内側には転写装置１２５が設置され、中間転写ベルト１２４の外側には転写装置１２６及びクリーニング装置１２７が設置されている。クリーニング装置１２７は中間転写ベルト１２４に対して接離自在に設けられる。
レーザ書き込み装置１１８は、画像読み取り装置１２９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Ｌを一様帯電状態の感光体１１２に照射してこの感光体１１２を露光することによって感光体１１２上に静電潜像を形成する。
【００３１】
画像読み取り装置１２９は装置本体１１０の上面に設けられた原稿台１３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録媒体搬送路１３２は右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。
記録媒体搬送路１３２には、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より上流側にレジストローラ１３３が設置され、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より下流側に搬送ベルト１３４、定着装置１３５、排紙ローラ１３６が配置されている。
装置本体１１０は給紙装置１５０上に載置される。給紙装置１５０内には、複数の給紙カセット１５１が多段に設けられ、給紙ローラ１５２のいずれか１つが選択的に駆動されて給紙カセット１５１のいずれか１つから記録媒体が送り出される。この記録媒体は装置本体１１０内の自動給紙路１３７を通して記録媒体搬送路１３２へ搬送される。
また、装置本体１１０の右側には、手差しトレイ１３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ１３８から挿入された記録媒体は装置本体１１０内の手差し給紙路１３９を通して記録媒体搬送路１３２へ搬送される。装置本体１１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録媒体搬送路１３２を通して排紙ローラ１３６により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
【００３２】
この第３の実施形態において、カラーコピーを採る時には、原稿台１３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読み取り装置１２９が原稿台１３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置１５０内の給紙カセット１５１から給紙ローラ１５２で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路１３７を通してレジストローラ１３３に突き当たって止まる。
感光体１１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ１２３のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト１２４が時計方向へ回転する。感光体１１２は回転に伴い、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書き込み装置１１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の１色目の現像器１２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体１１２上の１色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４に転写される。感光体１１２は、１色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
続いて、感光体１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の２色目の現像器１２０Ｂにより現像されて２色目の画像となり、この感光体１１２上の２色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体１１２は、２色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００３３】
次に、感光体１１２は帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書き込み装置１１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の３色目の現像器１２０Ｃにより現像されて３色目の画像となり、この感光体１１２上の３色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体１１２は、３色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
さらに、感光体１１２は帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書き込み装置１１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書き込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
【００３４】
この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の４色目の現像器１２０Ｄにより現像されて４色目の画像となる。この感光体１１２上の４色目の画像が転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体１１２は、４色目の画像の転写後に、クリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
そして、レジストローラ１３３がタイミングをとって回転して記録媒体が送り出され、この記録媒体は転写装置１２６により中間転写ベルト１２４上のフルカラー画像が転写される。この記録媒体は搬送ベルト１３４で搬送されて定着装置１３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ１３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト１２４は、フルカラー画像の転写後に、クリーニング装置１２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００３５】
以上４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体１１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト１２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。
２色重ね画像を形成する場合には感光体１１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト１２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体１１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト１２４上に転写された後に記録媒体に転写される。
このようなカラー複写機においては、感光体１１２、レジストローラ１３３、中間転写ベルト１２４、搬送ベルト１３４の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響する。従って、より高精度な感光体１１２、レジストローラ１３３、中間転写ベルト１２４、搬送ベルト１３４の駆動が望まれる。
そこで、この第３の実施形態では、感光体１１２とレジストローラ１３３、を図１の駆動対象３となるような駆動装置の構成とし、中間転写ベルト１２４と搬送ベルト１３４を図２のベルト１２となるような駆動装置の構成とすることにより、感光体１１２、レジストローラ１３３、中間転写ベルト１２４、搬送ベルト１３４の駆動精度が向上し、画像形成時における変動が減少することから、高品質な画像を得ることができる。
【００３６】
図１６は本発明の第４の実施形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。像担持体としての感光体１６１は、閉ループ状のベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された感光体ベルトである。この感光体１６１は、３本の感光体搬送ローラ１６２〜１６４によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。
感光体１６１の周りには、矢印Ａで示す感光体１６１の回転方向へ順に、帯電器１６５、露光手段としての露光光学系（以下、ＬＳＵという）１６６、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像器１６７〜１７０、中間転写ユニット１７１、感光体クリーニング手段１７２及び除電器１７３が設けられている。帯電器１６５は数ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体１６１の帯電器１６５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
ＬＳＵ１６６はレーザ駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ（図示せず）を駆動することにより露光光線１７４を得、この露光光線１７４により感光体１６１を走査してこの感光体１６１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。
【００３７】
各現像器１６７〜１７０はそれぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体１６１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体１６１に当接し、この感光体１６１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
中間転写ユニット１７１はアルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いた中間転写体としての転写ドラム１７７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段１７８とを含んでいる。中間転写体１７７上に４色重ねの画像が形成されている間、中間転写体クリーニング手段１７８は中間転写体１７７から離間している。
中間転写体クリーニング手段１７８は中間転写体１７７をクリーニングする時のみこの中間転写体１７７に当接し、中間転写体１７７から記録媒体としての記録紙１７９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙１７９は、記録紙カセット１８０から給紙ローラ１８１によって１枚ずつ用紙搬送路１８２に送り出される。
【００３８】
転写手段としての転写ユニット１８３は中間転写体１７７上のフルカラー画像を記録紙１７９に転写するものである。この転写ユニット１８３は導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト１８４と、中間転写体１７７上のフルカラー画像を記録紙１７９に転写するための転写バイアスを転写ベルト１８４に印加する転写器１８５と、記録紙１７９にフルカラー画像が転写された後に記録紙１７９が中間転写体１７７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写体１７７に印加する分離器１８６とから構成されている。
定着器１８７は内部に熱源を有するヒートローラ１８８及び加圧ローラ１８９によって構成されている。記録紙１７９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ１８８と加圧ローラ１８９との記録紙挟持回転に伴い、圧力と熱を記録紙１７９に加えて記録紙１７９にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。
以上のように構成された第４の実施形態について、以下その動作を説明する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
【００３９】
感光体１６１と中間転写体１７７は、それぞれの駆動源（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器１６５に数ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。
感光体１６１にＬＳＵ１６６からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、ブラック現像器１６７は所定のタイミングで感光体１６１に当接される。ブラック現像器１６７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
ブラック現像器１６７により感光体１６１の表面に形成されたブラックトナー像は中間転写体１７７に転写される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
【００４０】
次に、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。感光体１６１にＬＳＵ１６６からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体１６１には所定のタイミングでシアン現像器１６８が当接される。シアン現像器１６８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
シアン現像器１６８により感光体１６１の表面に形成されたシアントナー像は中間転写体１７７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
【００４１】
次に、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。感光体１６１にＬＳＵ１６６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体１６１には所定のタイミングでマゼンタ現像器１６９が当接される。マゼンタ現像器１６９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
マゼンタ現像器１６９により感光体１６１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体１７７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
さらに、帯電器１６５が感光体１６１の表面を一様に数百Ｖ程度に帯電させる。感光体１６１にＬＳＵ１６６からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１７４が照射され、感光体１６１は露光光線１７４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００４２】
一方、感光体１６１には所定のタイミングでイエロー現像器１７０が当接される。イエロー現像器１７０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体１６１上の露光光線１７４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆる、ネガポジプロセスによる現像が行われる。
イエロー現像器１７０により感光体１６１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体１７７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体１７７上にフルカラー画像が形成される。感光体１６１から中間転写体１７７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段１７２により除去され、さらに除電器１７３によって感光体１６１上の電荷が除去される。
中間転写体１７７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体１７７から離間していた転写ユニット１８３が中間転写体１７７に接触し、転写器１８５に数ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット１８０から用紙搬送路１８２に沿って搬送されてきた記録紙１７９へ転写器１８５により一括して転写される。
【００４３】
また、分離器１８６には記録紙１７９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙１７９が中間転写体１７７から剥離される。続いて、記録紙１７９は、定着器１８７に送られ、ここでヒートローラ１８８と加圧ローラ１８９とによる挟持圧、ヒートローラ１８８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ１９０により排紙トレイ１９１へ排出される。
また、転写ユニット１８３により記録紙１７９上に転写されなかった中間転写体１７７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段１７８により除去される。中間転写体クリーニング手段１７８はフルカラー画像が得られるまで中間転写体１７７から離間した角変位にある。
フルカラー画像が記録紙１７９に転写された後に中間転写体１７７に接触して中間転写体１７７上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。
【００４４】
このようなカラー複写機においては、感光体ベルト１６１や転写ドラム１７７、転写ベルト１８４の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、特に高精度な感光体ベルト１６１、転写ベルト１８４の高精度駆動が望まれる。
そこで、この第４の実施形態では、感光体ベルト１６１、転写ベルト１８４を図２のベルト１２となるような駆動装置の構成とし、転写ドラム１７７を図１の駆動対象３となるような構成とすることにより、感光体ベルト１６１、転写ベルト１８４、転写ドラム１７７の駆動精度が向上し、画像形成時における変動が減少することから、高品質な画像を得ることができる。
【００４５】
図１７は本発明による第５の実施形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。この第５の実施形態は、タンデム方式の画像形成装置の例である。
この第６の実施形態においては、複数色、例えば、ブラック（以下、Ｂｋという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）、シアン（以下、Ｃという）の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット２２１Ｂｋ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃが垂直方向に配列されている。
この画像形成ユニット２２１Ｂｋ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃは、それぞれドラム状の感光体からなる像担持体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ、帯電装置（例えば、接触帯電装置）２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃ、クリーニング装置２２５Ｂｋ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃなどから構成される。
感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、無端状搬送ベルト２２６と対向して垂直方向に配列され、この搬送ベルト２２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、それぞれ、帯電装置２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃにより均一に帯電された後に、光書き込み装置からなる露光手段２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
光書き込み装置２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラー２２９Ｂｋ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃにより偏向走査する。
【００４６】
このポリゴンミラー２２９Ｂｋ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃに結像することにより、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。
この感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃにより現像されてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。
従って、帯電装置２２３Ｂｋ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、光書き込み装置２２７Ｂｋ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃ及び現像装置２２４Ｂｋ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃは、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上にＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。
一方、普通紙、ＯＨＰシートなどの記録紙は本実施形態の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置２３０から記録紙搬送路に沿ってレジストローラ２３１に向かって給紙される。
レジストローラ２３１は１色目の画像形成ユニット（記録紙に最初に感光体上の画像を転写する画像形成ユニット）２２１Ｂｋにおける感光体２２２Ｂｋ上のトナー像とタイミングを合わせて記録紙を搬送ベルト２２６と感光体２２２Ｂｋとの転写ニップ部へ送出する。
【００４７】
搬送ベルト２２６は垂直方向に配列された駆動ローラ２３２及び従動ローラ２３３に掛け渡され、駆動ローラ２３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送ベルト２２６が感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃと同じ周速で回転する。
レジストローラ２３１から送り出された記録紙は、搬送ベルト２２６により搬送され、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上のＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段２３４Ｂｋ、２３４Ｍ、２３４Ｙ、２３４Ｃにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成され、それと同時に、搬送ベルト２２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。
この記録紙は、分離チャージャからなる分離手段２３６により徐電されて搬送ベルト２２６から分離された後に、定着装置２３７によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ２３８により本実施形態の上部に設けられている排紙部２３９へ排出される。また、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、トナー像転写後に、クリーニング装置２２５Ｂｋ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
【００４８】
このようなカラー複写機においては、搬送ベルト２２６、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な搬送ベルト２２６、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの駆動が望まれる。
そこで、この第５の実施形態では、搬送ベルト２２６を図２のベルト１２となるような駆動装置の構成とし、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを図１の駆動対象３となるような構成とすることにより、搬送ベルト２２６、感光体２２２Ｂｋ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの駆動精度が向上し、画像形成時における変動が減少することから、高品質な画像を得ることができる。
また、ここでは複写機などの構成で説明をしているが、インクジェットの紙搬送装置において、例えば、図２に示すような搬送ベルト構成や、図１の搬送ローラ構成とすることで副走査方向の紙搬送を高精度に行うことも可能である。
【００４９】
本発明は、角変位または角速度の高精度計測装置、又はその計測に基づく高精度駆動装置、電子写真方式を用いた転写ベルト駆動装置、転写・感光体ドラム駆動装置における位置または速度計測や制御装置、印刷機や出力機におけるベルト駆動、ローラ駆動装置における位置または速度計測や制御装置、紙搬送装置におけるローラ・ベルト駆動装置における位置または速度計測や制御装置に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態で使用する回転体駆動装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態で使用するベルト駆動装置を示す概略斜視図である。
【図３】図１及び図２で使用するスケールパターン検出の簡単な原理構成を示す概略図である。
【図４】スケールパターンから得た信号をパルス波にする方法を示す波形図である。
【図５】図１の駆動対象の回転体端部、もしくは図２のベルトに取り付けられたリニアスケールの繋ぎ目部分を拡大して示す平面図である。
【図６】図５と異なるリニアスケールの繋ぎ目部分を拡大して示す平面図である。
【図７】図６と同様なリニアスケールの繋ぎ目部分を拡大して示す平面図である。
【図８】モータの角変位をモータ軸エンコーダの出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】モータを回転させて駆動させる基本的な制御を示すブロック線図である。
【図１０】繋ぎ目部分において、ベルトまたは回転体のスケールパルスからベルトを掛け渡す軸エンコーダやモータＦＧなどへ計測信号を変更したのみの場合の位置変動を波形的に示す図である。
【図１１】繋ぎ目間では信号に回転体あるいはベルトの周期を加えた別信号へ切り換えて補正を行う、本発明による駆動制御系の第１の実施形態を示すブロック線図である。
【図１２】図１１の第１の実施形態のフィードバック制御系を用いた時の位置変動を波形的に示す図である。
【図１３】繋ぎ目間では信号に回転体あるいはベルトの周期を加えた別信号へ切り換えて補正を行う、本発明による駆動制御系の第２の実施形態を示すブロック線図である。
【図１４】図１３の第２の実施形態のフィードバック制御系を用いた時の位置変動を波形的に示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態としてカラー複写機からなる画像形成装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  回転体駆動装置、３  回転体（駆動対象、ドラム回転体）、４  モータ、６  エンコーダ（エンコーダ信号読み込み手段）、８  ベルト駆動装置、１１  ベルト（駆動対象、ベルト回転体）、１３  リニアスケール、１３’  スケール基板、１４  パターン、１５  パターン、１６  センサ（読み込み手段）、１７  発光手段（発光部）、１８  受光手段（受光部）、２２  繋ぎ目（回転体又はベルト上のリニアスケール間の）、２３  繋ぎ目（リニアスケール上の不連続部分）、３０  マイクロコンピュータ、４２  検出装置、５１  コントローラ、５７  繋ぎ目補正部（欠落検出手段）、５９  周期処理部、６１  別信号、１１２  像担持体（感光体ドラム）、１２４  中間転写ベルト、１６１  像担持体（感光体ベルト）、１７７  像担持体（転写ドラム）、２２２Ｂｋ  像担持体（感光体ドラム）、２２６  搬送ベルト（紙搬送装置）
【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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