(57)【要約】【課題】  ベルト厚の変動に起因して搬送速度が変動しても、良好なフィードバック制御を、安定に行うことができるエンドレスベルトの駆動制御装置を提供する。【解決手段】  エンドレスベルト６０の基準位置となるベルトマーク３０４と、これを検出するための検出手段と、エンドレスベルト６０の厚み変動で発生するエンコーダ３０１の検出角変位誤差を検出する手段と、得られたエンコーダ３０１の検出角変位誤差に基づいてベルトマーク３０４での位相と最大振幅を算出する第一の手段と、算出結果を格納する不揮発性メモリと、この不揮発性メモリに格納されている位相値に基づいてエンコーダ３０１の検出角変位誤差が最小となるベルトの位置を算出する手段とを有し、駆動手段の停止命令が発生した時に、エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置が、複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラの位置で停止するように制御する。【選択図】図３
2007003579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動手段と、前記エンドレスベルトに従動する複数の従動ローラとを有し、前記従動ローラの一つにエンコーダを取り付け、単位時間当たりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、この制御目標値を達成するように前記駆動手段を制御するエンドレスベルトの駆動制御装置であって、
前記エンドレスベルトの基準位置となるベルトマークと、
このベルトマークを検出するための検出手段と、
前記エンドレスベルトの厚み変動で発生する前記エンコーダの検出角変位誤差を検出する手段と、
この検出手段から得られる前記エンコーダの検出角変位誤差に基づいて前記ベルトマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、
算出結果を格納する不揮発性メモリと、
この不揮発性メモリに格納されている位相値から前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置を算出する手段と、を有し、
前記駆動手段の停止命令が発生した時に、前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置が、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラの位置で停止するように制御すること
を特徴とするエンドレスベルトの駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンドレスベルトの駆動制御装置において、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラは、前記エンドレスベルトに対してテンションを加えているローラであることを特徴とするエンドレスベルトの駆動制御装置。
【請求項３】
記録部材を転写・搬送するエンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動手段と、前記エンドレスベルトに従動する複数の従動ローラとを有し、前記従動ローラの一つにエンコーダを取り付け、単位時間当たりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、この制御目標値を達成するように前記駆動手段を制御して前記エンドレスベルトの速度制御を行う画像形成装置であって、
前記エンドレスベルトの基準位置となるベルトマークと、
このベルトマークを検出するための検出手段と、
前記エンドレスベルトの厚み変動で発生するエンコーダの検出角変位誤差を検出する手段と、
この検出手段から得られる前記エンコーダの検出角変位誤差に基づいてベルトマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、
算出結果を格納する不揮発性メモリと、
この不揮発性メモリに格納されている位相値から前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置を算出する手段と、を有し、
前記駆動手段の停止命令が発生した時に、前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置が、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラの位置となるように停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラは、前記エンドレスベルトに対してテンションを加えているローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の画像形成装置において、この画像形成装置は、４連タンデム型であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記エンドレスベルトは、記録部材を転写・搬送する中間転写ベルト又は直接転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像を形成する画像形成装置及びこの画像形成装置に用いるエンドレスベルトの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置における代表的な画像形成方法は、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を直接転写紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、しかる後に転写紙に一括して転写させる中間転写方式とに大別される。このような画像形成装置は、複数の感光体を転写紙または中間転写体に対向させ並べて配置することから、タンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の転写紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に画像を転写するものである。
【０００３】
タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止するうえで重要である。このため、いずれの転写方式においても転写ベルトの速度変動による色ずれを回避するために、転写ユニットの複数個から構成されている従動軸のうちの一つにエンコーダを取り付け、エンコーダの回転速度変動に応じて駆動ローラの回転速度をフィードバック制御する方法を採用している。
【０００４】
フィードバック制御を実現する最も一般的な方法として、比例制御（ＰＩ制御）がある。
比例制御とは、エンコーダの目標角変位Ｒef（ｎ）とエンコーダの検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差から位置偏差ｅ（ｎ）を演算し、演算結果にローパスフィルタをかけて高周波ノイズを除去するとともに、制御ゲインをかけて、一定の標準駆動パルス周波数を加えて、駆動ローラに接続されている駆動モータの駆動パルス周波数を制御することで、常にエンコーダ出力が目標角変位で駆動されるように制御する方法である。
【０００５】
しかし、この方法は微小な搬送ベルト厚の変化に伴って、転写紙の搬送速度に変化が生じ、画像が理想位置からずれるという画像品質の低下とともに、複数の記録紙間の画像にも変動が発生し、記録紙間の繰り返し位置再現性が低下するという問題がある。
一般的にベルト速度Ｖと従動ローラの半径ｒ及び従動ローラの回転角変位量ωには以下の式が成り立つ。
ω＝Ｖ／ｒ
このとき、従動ローラの半径ｒは経験的にベルト厚みまで含まれていることが知られている。
【０００６】
図１８は、エンコーダを取り付けたローラ６６と転写ベルト６０との接合部分を示す拡大図である。図１８において、転写ベルト６０が一定速度で搬送されていても、ベルト６０の厚い部分がエンコーダローラ６６に巻き付いている場合は、ベルト６０の従動実効半径ｒが増加して、一定時間あたりのエンコーダローラ６６の回転角変位量は低下する。これは、転写ベルト６０の搬送速度の低下として検出される。一方、エンコーダローラ６６にベルト６０の薄い部分が巻き付いている場合は、エンコーダローラ６６の回転角変位量は増加して、ベルト６０の搬送速度の増加として検出される。
そのため、仮に転写ベルト６０が一定速度で搬送されていても、ベルト厚さの変動によりエンコーダローラ軸の回転角変位検出では、あたかもベルト６０が速度変動しているように検出される。従動軸フィードバック制御ではこの変動成分を制御で増幅してしまうために、逆にベルト搬送速度を悪化させてしまっていた。このことから、従来のフィードバック制御では、ベルト厚さ変動を考慮した良好なフィードバック制御がなされていないという問題がある。
【０００７】
ベルト厚さの変動に起因するフィードバック制御不良を解決する方法として、例えば特許文献１には、一定のパルスレートで駆動ローラを駆動するときに、ベルトマークによって検知される位置を基準として、既知である転写搬送ベルト全周方向にわたる厚さプロファイルによって発生するであろう速度変動Ｖｈを打ち消すような速度プロファイルを事前に計測し、これに対して変調されたパルスレートで駆動モータ制御信号を生成し、これを基にモータを駆動し、駆動ローラを介して転写搬送ベルトを駆動することにより、最終的な転写搬送ベルトの速度Ｖｂを変動のないものとする技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、転写ベルトや中間転写ベルトのホームポジションの検出前でも画像形成を開始することができ、装置が起動してから最初の画像が出力されるまでの時間を短縮させることができる画像形成装置であって、移動可能なベルト体と、このベルト体又はベルト体に担持された記録材に像を形成する像形成手段とを有する画像形成装置の前記ベルト体の基準位置を検出する検出手段と、前記ベルト体が停止した際、前記検出手段により前記ベルト体の基準位置を検出してから前記ベルト体が移動した移動量を表す情報を記憶する記憶手段とを設けた画像形成装置が開示されている。
【０００９】
更に、特許文献３には、ベルトをニップすることなく、ベルト全体の平均的な速度変動を検知することができる画像形成装置を提供することを目的として開発された装置であって、ベルト駆動ロール２６及びこのベルト駆動ロール２６からベルトＢの周長の１／４以上離れて配置された速度検知ロールＥＲを含む複数のベルト搬送ロール２６〜２９、ＥＲと、前記ベルト搬送ロール２６〜２９、ＥＲに支持されたベルトＢと、前記速度検知ロールＥＲの回転速度を検知するロール回転速度検知センサと、前記ベルト駆動ロール２６を回転させるロール駆動用モータと、前記ロール駆動用モータを駆動するモータ駆動回路と、前記ロール回転速度検知センサの検知信号に応じて前記モータ駆動回路の制御信号を出力するモータ駆動信号出力手段とを有するベルト速度制御装置を設けた画像形成装置が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３１０８９７号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３８７８号公報
【特許文献３】特開平１１−１２６００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来技術は、エンドレスベルトの厚みの変動によって発生するベルト搬送速度の変動を考慮したフィードバック制御を、画像品位に応じて安定且つ良好に行うことができないという問題点がある。そして、複数のローラに掛け渡されたエンドレスベルトにおいては、ベルトの放置位置、放置時間等によってベルトの厚みが変化するが、このようなベルト厚み変化を考慮してフィードバック制御を行う技術は未だ開発されていなかった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ベルト厚さの変動に起因してベルト搬送速度が変動しても、良好なフィードバック制御を、安定且つ安価に行うことができるエンドレスベルトの駆動制御装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のエンドレスベルトの駆動制御装置は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動手段と、前記エンドレスベルトに従動する複数の従動ローラとを有し、前記従動ローラの一つにエンコーダを取り付け、単位時間当たりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、この制御目標値を達成するように前記駆動手段を制御するエンドレスベルトの駆動制御装置であって、前記エンドレスベルトの基準位置となるベルトマークと、このベルトマークを検出するための検出手段と、前記エンドレスベルトの厚み変動で発生する前記エンコーダの検出角変位誤差を検出する手段と、この検出手段から得られる前記エンコーダの検出角変位誤差に基づいて前記ベルトマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、算出結果を格納する不揮発性メモリと、この不揮発性メモリに格納されている位相値から前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置を算出する手段と、を有し、前記駆動手段の停止命令が発生した時に、前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置が、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラの位置で停止するように制御することを特徴とする。
この場合において、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラは、前記エンドレスベルトに対してテンションを加えているローラとすることができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、記録部材を転写・搬送するエンドレスベルトと、エンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、駆動ローラを駆動する駆動手段と、前記エンドレスベルトに従動する複数の従動ローラとを有し、前記従動ローラの一つにエンコーダを取り付け、単位時間当たりのエンコーダの角変位量が一定となるように制御目標値を設定し、この制御目標値を達成するように駆動手段を制御して前記エンドレスベルトの速度制御を行う画像形成装置装置であって、前記エンドレスベルトの基準位置となるベルトマークと、このベルトマークを検出するための検出手段と、前記エンドレスベルトの厚み変動で発生する前記エンコーダの検出角変位誤差を検出する手段と、この検出手段から得られる前記エンコーダの検出角変位誤差に基づいてベルトマークでの位相と最大振幅を算出する第一の手段と、算出結果を格納する不揮発性メモリと、この不揮発性メモリに格納されている位相値から前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置を算出する手段と、を有し、前記駆動手段の停止命令が発生した時に、前記エンコーダの検出角変位誤差が最小となるベルトの位置が、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラの位置となるように停止させることを特徴とする。
この場合において、前記複数のローラのうちエンドレスベルトに対して最も張力が掛かるローラは、前記エンドレスベルトに対してテンションを加えているローラとすることができる。
また、この画像形成装置は、４連タンデム型とすることができる。
更にまた、前記エンドレスベルトは、記録部材を転写・搬送する中間転写ベルト又は直接転写ベルトであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダに基づいて制御するに際し、ベルトの厚みによって搬送速度が変動しても、エンドレスベルトを安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切且つ安定にフィードバック制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付の図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るエンドレスベルトの駆動装置を適用した電子写真方式で、直接転写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）の概略構成図である。また、図２は、図１の転写ユニットの概略構成図である。
図１において、このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙１００の移動方向、即ち図中の矢印Ａに沿って転写搬送ベルト６０が走行する方向における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各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となるように配列されている。
【００１６】
このレーザプリンタは、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３及び４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０、この転写搬送ベルト６０を備えたベルト駆動装置としての転写ユニット６、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、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、二点鎖線で示したスペースＳ内には、図示省略した廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなどを備えている。
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ており、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの画像担持面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１７】
図２において、転写ユニット６で使用される転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質は、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６８に掛け回されている。
これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ６１には、電源８０ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ８０が対向するように、転写搬送ベルト６０の外周面に配置されている。２つのローラ６１、８０の間を通過した転写紙１００は転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。転写駆動ローラ６３は転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。
【００１８】
各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋが設けられている。これらのローラはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において前記転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８が配置されている。
上記転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は、回転可能に揺動ブラケット９３に一体的に保持され、回動軸９４を中心として回動可能に形成されている。この回動は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印方向に回動することで時計方向に回動する。
【００１９】
入口ローラ６１と静電吸着ローラ８０は一体的に、入口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能に形成されている。揺動ブラケット９３に設けた穴９５と、入り口ローラブラケット９０に固植されたピン９２が係合しており、入口ローラブラケット９０は前記揺動ブラケット９３の回動と連動して回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃから離され、入り口ローラ６１と吸着ローラ８０も下方に移動する。このようにして、ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能となっている。
一方、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８は出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心として回動可能に形成されている。転写ユニット６を装置本体に対して着脱させる際に、図示省略したハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体ドラム１１Ｋから、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８が離間するように構成されている。
【００２０】
転写駆動ローラ６３に巻きつけられた転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５（図１参照）が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３より下流に、転写搬送ベルト６０の外周面を押し込む方向にローラ６４を設け、駆動ローラ８３への巻きつけ角を確保している。ローラ６４よりも更に下流の転写搬送ベルト６０のループ内に、押圧部材（ばね）６９でベルトにテンションを与えるテンションローラ６５を備えている。
【００２１】
以下に、このような構成の画像形成装置の動作を説明する。図１中の破線（点線）は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４又は手差しトレイＭＦから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられた一時停止位置に送られる。一時停止位置に送られた転写紙１００は、レジストローラ対５により所定のタイミングで送出され、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上述した転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が転写される。トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２２】
一方、フルカラートナー像が転写された転写紙１００は、定着ユニット７に搬送され、ここで、フルカラートナー像が定着される。フルカラートナー像が定着された転写紙１００は、切換ガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂ又は第２の排紙方向Ｃに向かって搬送される。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出された転写紙１００は、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方、第２の排紙方向Ｃに排出された転写紙１００は、図示省略した別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向けて搬送されるか、又はスイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送され、その後、画像が形成されていない裏面に、同様にしてフルカラートナー画像が形成される。
【００２３】
このようなタンデム方式のレーザプリンタ（カラー画像形成装置）では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止するうえで重要である。しかしながら転写ユニット６に使用されている駆動ローラ６３、入口ローラ６１、出口ローラ６２、転写ベルト６０等には部品製造時に数十μｍ単位の製造誤差が発生する。この製造誤差により各部品が一回転する時に発生する変動成分が転写ベルト６０上に伝達され、用紙の搬送速度が変動することで、各感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上のトナーが転写紙１００に転写されるタイミングに微妙なずれが生じ、副走査方向に色ずれが発生することがある。特に、例えば１２００×１２００ＤＰＩ等の微小ドットで画像を形成する装置においては、数μｍのタイミングのずれが色ずれとして認識される。従って、本実形態では、エンコーダローラ６６の軸上にエンコーダを設け、エンコーダの回転速度を検出し、駆動ローラ６３の回転をフィードバック制御することで転写ベルト６０を一定速度で走行させるようにしている。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る画像形成装置における転写ユニット６の主要部品の配置を示す概略構成図である。図３において、転写駆動ローラ６３はタイミングベルト３０３を介して転写駆動モータ３０２の駆動ギアと連結されており、駆動モータ３０２を回転駆動することで駆動モータ３０２の駆動速度に比例して回転する。転写駆動ローラ６３が回転することによって転写ベルト６０が駆動し、転写ベルト６０が駆動することによってエンコーダローラ６６が回転する。
本実施形態ではエンコーダローラ６６の軸上にエンコーダ３０１が配置されており、エンコーダ３０１でエンコーダローラ６６の回転速度を検出することで駆動モータ３０２の速度制御を行っている。これは上述したように転写ベルト６０の速度変動で色ずれが発生するという不都合を防止するため、転写ベルト６０の速度変動を最小限とするために行うものである。
【００２５】
図４は、エンコーダローラ６６の軸上に設けられたエンコーダ３０１の詳細図である。図４において、エンコーダ３０１はディスク４０１、発光素子４０２、受光素子４０３、圧入ブッシュ４０４及び４０５から主として構成されている。ディスク４０１はエンコーダローラ６６の軸上に圧入ブッシュ４０４及び４０５を圧入することで固定され、エンコーダローラ６６の回転に伴って回転する。ディスク４０１には円周方向に数百単位の分解能で光を透過させるスリット（図示省略）が設けられており、そのスリット部分を挟持するようにその両側に発光素子４０２と受光素子４０３が配置されている。これによって、エンコーダローラ６６の回転量に応じてパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号が得られる。このパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いてエンコーダローラ６６の移動角（以下角変位という）を検出し、これに基づいて駆動モータ３０２の駆動量が制御される。
また、転写ベルト６０の表面の非画像形成領域には転写ベルト６０の基準位置を管理するためのベルトマーク３０４が取り付けられており、このベルトマーク３０４に対向して設けられたセンサ３０５でマークのＮＯ／ＯＦＦ検出を行っている。これは転写ベルト６０の厚みムラによって、エンコーダローラ６６の実行駆動半径が変化してしまい、実際は転写ベルトローラ６６の速度は一定であるにもかかわらず、エンコーダ３０１が速度変動しているように検出してしまうのを防止するために、あらかじめ計測しておいたベルト厚み変動で生じる検出角変位誤差を制御目標値に加算し、加算した結果を制御目標値としてフィードバック制御をすることによって、ベルトを一定速度で搬送させるものである。このときの実際のベルト位置と検出角変位誤差の位置を対応させるためにベルトマーク３０４が取り付けられている。
【００２６】
比例制御演算では、前述したように制御周期毎の目標角変位と検出角変位の差に制御ゲインをかけて、駆動モータの駆動速度を制御するため、前記ベルトの厚みによる検出角変位誤差が大きいと、より増幅して駆動モータを駆動することになる。そのためベルト厚み量によって転写ベルトの速度変動が発生し、色ずれが発生する。
即ち、例えば駆動モータ３０２を一定速度で駆動させた時に、転写ベルト６０が理想的に速度変動なく搬送されていても、ベルトの厚い部分がエンコーダローラ６６に巻き付いていると、図１８に示したベルト６０の従動実効半径ｒが増加して、一定時間あたりのエンコーダローラ６６の回転角変位量が低下し、ベルト搬送速度の低下として検出される。一方、ベルトの薄い部分が巻き付いていると、エンコーダローラ６６の回転角変位量は増加して、ベルト搬送速度の増加として検出されることになる。
上述の場合は、駆動モータ３０２を一定速度で駆動させた場合の挙動に関するものであるが、これを換言すれば、エンコーダ３０１のカウント値が一定タイミングでサンプリングされるように駆動モータ３０２を駆動させれば、図１８に示したベルト６０の従動実行半径ｒが変動しても、エンコーダローラ６６は一定速度で回転していることになる。
このように、制御周期毎の目標角変位を生成し、目標角変位に従ってエンコーダを制御することで、ベルトの速度が一定になるように制御すればよいことになる。従って、μｍ単位の実際の転写ベルトの厚みを計測してそれを制御パラメータとするのではなく、ベルト厚みの影響で発生するｒａｄ単位のエンコーダの検出角変位誤差を制御パラメータとしている。
尚、実際のエンコーダの出力結果には、ベルト厚みによる検出角変位誤差だけではなく、駆動ローラ及びその他の構成要素の変動・回転偏芯成分が重畳して出力される。そのためその中から従動ローラの影響成分のみを抽出する処理が行われ、抽出した結果を検出角変位誤差の制御パラメータとしている。
【００２７】
図５は、本実施形態に係るエンドレスベルトの駆動制御装置のブロック図である。
図５において、エンコーダ３０１の目標角変位Ｒef（ｎ）とエンコーダ３０１の検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差ｅ（ｎ）は、制御コントローラ部５０１に入力される。この制御コントローラ部５０１は、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ５０２と、比例要素（ゲインＫｐ）５０３とで主として構成されている。制御コントローラ部５０１では、転写駆動モータ３０２の駆動に用いる標準駆動パルス周波数に対する補正量が求められ、演算部５０４に与えられる。演算部５０４では、一定の標準駆動パルス周波数Ｒefp_cに上記補正量が加えられ、駆動パルス周波数ｆ（ｎ）が決定される。
また、目標角変位Ｒef（ｎ）には、転写ベルトの厚さ変動で生じる検出角変位誤差を加算した制御目標値が生成され、この制御目標値とエンコーダ３０１の検出角変位Ｐ（ｎ−１）との差ｅ（ｎ）をとることで、差分の変位量の演算を行う。尚、転写ベルト６０の厚さ変動で生じる検出角変位誤差の加算は、転写ベルトの回転によって検出されるマークセンサ３０５の出力のタイミングに応じて、周期的に繰り返されるように加算される。
【００２８】
この検出角変位誤差は、前述したように事前に計測されている検出角変位誤差の制御パラメータであるベルトマークでの位相・振幅値を用いて以下の演算式によって、マーク位置からのベルトの移動距離に応じて生成される。
ｂ×sin（2×π×ft＋τ）
ここで、ｂは振幅値、τは位相値、ｆはベルト一周の周波数、ｔはベルトマークからの移動時間を示していて、これにより演算された値を用いて、マークからの移動時間に応じて検出角変位誤差値を制御目標値に加算することで実現している。このときベルト周波数ｆはメカレイアウトとベルト走行速度で一意に決まっている固定値を用いて演算される。
以上のように転写ベルトの厚さ変動に応じた制御目標値を用いてフィードバック制御を行うことで、ベルト厚さ変動の影響を受けずにベルトの走行速度を一定速度で搬送することが可能となる。
【００２９】
しかしながら、実際には前項で説明したように、ベルト周長の伸縮を吸収するためのテンション圧の掛かり方により、長時間ベルトを停止した状態で放置するとベルト自体の厚みも変化する。特に、ベルト厚の薄いところにテンションが掛かった状態で放置すると、薄いところが更に薄くなり、厚み偏差が大きくなるという現象が発生する。このとき厚み偏差が変化していない時の制御パラメータを使用し、フィードバック制御を行うと制御パラメータ取得時のベルト厚み偏差と実際にフィードバック制御する時の厚み偏差に差が生じるため制御量に差が生じ、この誤差分でベルトの走行速度を一定にすることができない場合があった。
これは従来ベルトの厚み変動はないという前提のもとで、制御パラメータの計測はベルト装着時のみ実施し、ベルトを交換しない限りは同一の制御パラメータを使用していたところに起因している。
【００３０】
しかしながら、前述したように、特に長時間転写ベルトが停止した状態で放置した場合にベルトの伸びが発生し、厚み偏差が変化してしまうため、実際には変化したベルト厚みに応じた制御パラメータが必要である。
そのため、本来であれば転写ベルトが一定時間停止した状態が続いた場合は、計測動作を実行する必要があった。
制御パラメータの計測は転写ベルトを一定速度で動作させた時のエンコーダ検出結果から、エンコーダローラがベルト厚みによって誤検出する成分のみを抽出する処理を行う。このときエンコーダの検出結果には、ベルトの一周成分以外にも他の従動ローラの変動成分とベルトの蛇行などの影響を取り除くために、少なくとも４周以上のデータサンプリングと平均化処理をする必要がある。
すなわち計測するには少なくとも転写ベルトを４周以上回転させる必要があり、一定時間放置した後の起動時に毎回計測動作が入ると、起動直後からのプリント開始時間がその分余計に伸びてしまい、ユーザーに待ち時間を与えてしまうことになる。これはプリント結果を取りに行っても、実際にプリントがなされるまで待たされることになるため、ユーザーにとっては不快となる。
【００３１】
以上の問題を回避するために、本実施形態では転写ベルトの停止位置を常に決まった位置で停止、特に、ベルト厚みが大きい部分をテンションのかかる位置で停止し、放置されてもベルトの伸びを最小限とすることで厚み偏差の変動量が最小となるようにして、上記問題を改善している。この動作は本発明で最も特徴的な部分であり、以降詳細を説明する。
【００３２】
図６は、本実施形態における転写駆動モータ３０２の制御系及び制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。この制御系は、上述したエンコーダ３０１の出力信号に基づいて転写駆動モータ３０２の駆動パルスをデジタル制御する制御系である。この制御系は、ＣＰＵ６０１、ＲＡＭ６０２、ＲＯＭ６０３、ＩＯ制御部６０４、転写モータ駆動ＩＦ部６０６、ドライバ６０７、検出ＩＯ部６０８、ＲＡＭ６０９、ＲＡＭ６１０、ＥＥＰＯＭ６１１から主として構成されている。
上記ＣＰＵ６０１は外部装置６１０から入力される画像データの受信及び制御コマンドの送受信制御をはじめ、画像形成装置全体の制御を行っている。また、ワーク用として用いるＲＡＭ６０１及びプログラムを格納するＲＯＭ６０３、ＩＯ制御部６０４などはバスを介して相互に接続され、ＣＰＵ６０１からの指示によりデータのリードライト処理及び各負荷を駆動するモータ・クラッチ・ソレノイド、センサなど各種の動作を実行する。転写モータ駆動ＩＦ６０６は、ＣＰＵ６０１からの駆動指令により、ドライバ６０７を介して転写モータ３０２に対して駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この周波数に応じて転写モータ３０２が回転駆動されるため駆動速度制御の可変が可能となる。
【００３３】
エンコーダ３０１の出力信号は、検出用ＩＯ部６０８に入力される。検出ＩＯ部６０８は、エンコーダ３０１の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。また、この検出用ＩＯ部６０８では、エンコーダ３０１の出力パルスを計数するカウンタを二つ備えている。１つはエンコーダ３０１の出力パルス数の累積値をカウントするエンコーダカウント１とベルト一周をカウントするエンコーダカウント２である。エンコーダカウント２はベルトマーク検知センサ３０５がベルトマークを検知したタイミングに応じてゼロクリアされ、ベルトマーク検知センサ３０５からの移動距離をカウントしている。そしてエンコーダカウント１のカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけてエンコーダローラ軸の角変位に対応するデジタル数値に変換する。このディスクの角変位に対応するデジタル数値の信号は、バスを介してＣＰＵ６０１に送られる。
ＣＰＵ６０１は、内部に転写モータをフィードバック制御するための制御間隔を決定するためのタイマを有しており、このタイマ間隔に応じてエンコーダローラ軸の目標角変位値（制御目標値）が随時演算される。この制御目標値と前記エンコーダローラ軸の検出角変位の差から転写モータの制御量が決定される。本実施例では１．６ｍｓの制御周期でタイマを動作させている。
【００３４】
上記転写モータ駆動用ＩＦ部６０６は、上記ＣＰＵ６０１から送られてきた駆動周波数の指令信号に基づいて、当該駆動周波数を有するパルス状の制御信号を生成する。ドライバ６０７は、パワー半導体素子（例えばトランジスタ）等で構成されている。このドライバ６０７は、上記転写モータ駆動用ＩＦ部６０６から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、転写駆動モータ３０２にパルス状の駆動電圧を印加する。この結果、転写駆動モータ３０２は、ＣＰＵ６０１から出力される所定の駆動周波数で駆動制御される。これにより、ディスク４０１の角変位が目標角変位に従うように追値制御され、エンコーダローラ６６が所定の角速度で等角速度回転する。ディスク４０１の角変位は、エンコーダ３０１と検出ＩＯ部６０８により検出され、ＣＰＵ６０１に取り込まれ、制御が繰り返される。
ＥＥＰＲＯＭ６１１には、図７に示すような当該転写ベルトの位相・振幅パラメータが格納されており、転写モータ駆動時にＳＩＮ関数又は近似式を用いて、随時ベルト一周期分のデータをＲＡＭ６０９上に展開している。実際に転写モータ３０２を駆動する時は、ベルトマーク検知センサ３０５がベルトマークを検知したタイミングから前述のエンコーダカウント２の値に応じて、ＲＡＭ６０９の参照アドレスを切り替えてデータを読み出す。読み出したデータを、前述の制御目標角変位に加算することで、ベルト厚みに対応した制御目標値を生成している。
【００３５】
しかし、転写ベルトの停止位置と次回の転写ベルト起動時までの放置時間によりベルトの厚み偏差が変化してしまうことで、ＥＥＰＲＯＭ６１１で格納している振幅値と実際の振幅値にずれが生じる場合がある。
これはベルト厚みが薄い部分がテンションローラ６５部分にある状態で放置される時と、厚い部分がテンションローラ６５部分にある状態で放置される場合とで変化量が異なり、薄い場合は特に変化量が大きくなるのが特長的である。そのため本実施形態では転写ベルト６０を停止する際には、変化量の小さい厚い部分がテンションローラ６５位置になるように制御を行い、厚み偏差の変化を小さくして転写ベルトの速度変動を最小にするようにしている。これにより転写ベルト回転中の停止要求タイミングによっては、最悪ベルト一周余計に回転するものの、停止時は既にプリント動作は終了しているため、ユーザーに不快な思いをさせることなく、転写ベルトの走行変動を最小にすることが可能となる。また、これによって放置が発生するごとに制御パラメータの再計測動作をする必要がなくなる。
【００３６】
以下に、図１９を用いて転写ベルトを停止させる場合の動作を説明する。
図１９（ａ）は転写ユニットの構成を簡略的に示した図である。図１９（ａ）において、ベルトマーク検知センサ３０５はエンコーダが取り付けられているエンコーダローラ６６の箇所に配置されている。ここでＥＥＰＲＯＭ６１１に格納されている位相値が９０°のベルトが装着され、且つベルトマーク３０４がベルトマーク検知センサ３０５の箇所にあった時に転写ベルト６０の停止要求があった場合を想定すると、各ローラ位置とエンコーダ３０１の角変位量の関係は図１９（ｂ）のようになる。図のようにセンサ位置であるエンコーダローラ６６位置にはエンコーダの角変位量が大きい、換言すればベルト厚みが薄い部分があり、また、テンションローラ６５と駆動ローラ６３の中間地点にはエンコーダの角変位量が小さい部分であるベルト厚みが厚い部分がある状態となる。
【００３７】
このとき、ベルトマーク検知センサ３０５位置からベルト６０の厚みが厚い部分までの距離はｂとなる。これは位相０°からベルトが最も厚くなる部分の位相２７０°までの距離ｃから、位相０°からマーク位置の位相９０°までの距離ｄを減算することで算出可能である。ベルト一周の距離を８１５ｍｍとすると、
ｃ＝８１５×２７０／３６０＝６１１ｍｍ
ｄ＝８１５×９０／３６０＝２０３ｍｍ
ｂ＝ｃ−ｄ＝６１１−２０３＝４０７ｍｍ
となり、ベルトマーク検知センサ３０５位置からベルトの厚みが厚い部分までの距離ｂは４０７ｍｍとなる。
最終的にはベルトの厚い部分からテンションローラ６５までの距離Ａが分かれば、ベルト一周をカウントするエンコーダカウント２の値がＡに相当する値になった時にスルーダウン処理を行えば、ベルトの厚い部分をテンションローラ６５位置で停止させることが可能となる。
【００３８】
ベルトの厚い部分からテンションローラ６５までの距離Ａは、ベルトマーク検知センサ３０５位置からベルトの厚みが厚い部分までの距離ｂからベルトマーク検知センサ３０５位置からテンションローラ６５までの距離ａを減算することで算出可能である。ベルトマーク検知センサ３０５位置からベルトの厚みが厚い部分までの距離ｂは先ほどの算出結果よりｂ＝４０７ｍｍで、ベルトマーク検知センサ３０５位置からテンションローラ６６までの距離ａは転写ユニットのメカレイアウトで一意に決定される値で仮にａ＝２７１ｍｍだとすると、
Ａ＝ｂ−ａ＝４０７−２７１＝１３６ｍｍ
となる。また、エンコーダ３０１の分解能が一周３００パルスで、エンコーダが取り付けられているエンコーダローラ６６径が１５．５８６ｍｍであるとすると、１パルスあたりの転写ベルト６０の移動距離は
１５．５８６×π／３００＝１６３（μｍ）
となるので、Ａ＝１３６ｍｍをエンコーダカウント２の値に換算すると
１０００×１３６／１６３＝８３４カウント
となる。すなわち、エンコーダカウント２が８３４カウントになった時にベルト６０の停止処理を行うことでベルト厚みの厚い部分がテンションローラ６５位置で停止するようになる。
【００３９】
図８及び９は、本実施形態におけるエンドレスベルトの制御を実現するためのタイミングチャートを示すものである。
図において、まず、エンコーダパルスカウンタ１のカウント値は、エンコーダパルスのＡ相出力の立上りエッジによりインクリメントされる。また、本制御の制御周期は１．６ｍｓであり、制御周期タイマによるＣＰＵ６０１への割込みがかかるごとに制御周期タイマカウンタのカウント値がインクリメントされる。タイマのスタートは、駆動モータのスルーアップ及びセトリング終了後に初めてエンコーダパルスの立上りエッジが検出された時点で行われ、かつ制御周期タイマカウンタのカウント値をＲＥＳＥＴする。
また、制御周期タイマによるマイクロコンピュータへの割込みがかかるごとに、エンコーダパルスカウンタ１のカウント値：ｎｅの取得及び制御周期タイマカウンタのカウント値：ｑの取得およびインクリメントを行う。
また、エンコーダカウンタ２はエンコーダカウンタ１と同様に、エンコーダパルスのＡ相出力の立上りエッジによりインクリメントされ、ベルトマークセンサ３０５が入力された時にＲＥＳＥＴされる。そのためエンコーダカウンタ２は実質的にベルトマーク３０４からの移動距離をカウントしていて、この値に応じてベルト一周分の制御目標プロファイルのデータが格納されるＲＡＭ６０９の参照アドレスを切り替えて検出角変位誤差値を参照しΔθの取得を行う。
各カウント値をもとに、次に示すように位置偏差の演算を行う。
【００４０】
Ｅ(n)＝θ０×ｑ ＋（Δθ− Δθ０）−θ1×ｎe    単位：rad
ここで、
ｅ（ｎ）[rad]：（今回のサンプリングにて演算された）位置偏差
θ０[rad]：制御周期1[ms]あたりの移動角度（＝2π×V×１０−３／lπ [rad]）
Δθ[rad]：従動軸の回転角速度変動値〔＝b×sin（2×π×ft＋τ）〕（テーブル参照値）
Δθ０[rad]：駆動モータ起動後の最初に取得するΔθ値
θ1[rad]：エンコーダ１パルスあたりの移動角度（＝2π／p [rad]）
ｑ：制御周期タイマのカウント値
Ｖ：ベルト線速[mm/s]
ｌ：エンコーダローラ径〔mm〕  
ｂ：ベルト厚みで変動する振幅〔rad〕
τ：ベルト厚み変動のベルトマークでの位相〔rad〕
ｆ：ベルト厚み変動の周期〔Ｈｚ〕
【００４１】
本実施例においては、エンコーダの取り付けてある従動ローラ径はφ１５．５１５[mm]であり、かつベルト厚みは０．１[mm]である。従動ローラはベルトによる摩擦により回転駆動されるが、実質ベルト厚みの約１／２の厚みが従動ローラを回転させる際の芯線であるとすると、
l＝１５．５１５＋０．１＝１５．６１５[ｍｍ]
となる。
また、本実施例ではエンコーダの分解能pは、１回転当たり３００パルスのものとする。
【００４２】
次に、急激な位置変動に応答してしまうことを避けるため、演算された偏差に対し以下の仕様のフィルタ演算を行う。
フィルタタイプ：Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ  ＩＩＲ  ローパスフィルタ
サンプリング周波数：1ＫＨｚ（＝制御周期と等しい）
パスバンドリップル（Ｒｐ）：０．０１ｄＢ
ストップバンド端減衰量（Ｒｓ）：２ｄＢ
パスバンド端周波数（Ｆｐ）：５０Ｈｚ
ストップバンド端周波数（Ｆｓ）：１００Ｈｚ
【００４３】
本フィルタ演算のブロック図を図１０に、フィルタ係数一覧を図１１に示す。２段カスケード接続とし、各段における中間ノードをそれぞれｕ１（ｎ）、ｕ１（ｎ−１）、ｕ１（ｎ−２）及びｕ２（ｎ）、ｕ２（ｎ−１）、ｕ２（ｎ−２）と定める。ここで、インデックスの示す意味は次のとおりである。
（ｎ）：現在のサンプリング
（ｎ−１）：１つ前のサンプリング
（ｎ−２）：２つ前のサンプリング
以下のプログラム演算をフィードバック実行中に制御タイマ割込みがかかるたびに行うこととする。
ｕ１（ｎ）=ａ１１×ｕ１（ｎ−１）＋ａ２１×ｕ１（ｎ−２）＋ｅ（ｎ）×IＳF
ｅ１（ｎ）=ｂ０１×ｕ１（ｎ）＋ｂ１１×ｕ１（ｎ−１）＋ｂ２１×ｕ１（ｎ−２）
ｕ１（ｎ+２）=ｕ１（ｎ+１）
ｕ１（ｎ+１）=ｕ１（ｎ）
ｕ２（ｎ）=ａ１２×ｕ２（ｎ−１）＋ａ２２×ｕ２（ｎ−２）＋ｅ１（ｎ）
ｅ’（ｎ）= ｂ０２×ｕ２（ｎ）＋ｂ１２×ｕ２（ｎ−１）＋ｂ２２×ｕ２（ｎ−２）
ｕ２（ｎ−２）=ｕ２（ｎ−１）
ｕ２（ｎ−１）=ｕ２（ｎ）
【００４４】
図１２に本フィルタの振幅特性を、図１３に位相特性を示す。
次に、制御対象に対する制御量を求める。
制御ブロック図において、まず位置コントローラとしてＰＩＤ制御を考えると、
F（Ｓ）＝G（Ｓ）×E’（Ｓ）＝Kp×E’（Ｓ）＋Ki×E’（Ｓ）／Ｓ＋Kd×Ｓ×E’（Ｓ）
（ただし、Kp：比例ゲイン、Ki：積分ゲイン、 Kd：微分ゲイン）
G（Ｓ）＝F（Ｓ）／E’（Ｓ）＝Kp＋Ki／Ｓ＋Kd×Ｓ………式（１）
ここで、式（１）を双一次変換（Ｓ=（２／T）×（１−Z-１）／（１＋Z-１））を行うと、次式を得る。
G（Z）＝（ｂ０＋ｂ１×Z-１＋ｂ２×Z-２）／（１−ａ１×Z-１−ａ２×Z-２）…式（２）
（ただし、ａ１=０、ａ２=１、ｂ０=Kp＋T×Ki／２＋２×Kd／T、ｂ１=T×Ki−４×Kd／T、ｂ２=−Kp＋T×Ki／２＋２×Kd／T）
【００４５】
式（２）をブロック図として表すと、図１４のようになる。ここで、ｅ’（ｎ）、f（ｎ）は、E’（Ｓ）、F（Ｓ）をそれぞれ離散データとして扱うことを示している。図１４ において、中間ノードとしてそれぞれw（ｎ）、w（ｎ-１）、w（ｎ-２）を定めると、差分方程式は次式のようになる（ＰＩＤ制御の一般式）。ここで、インデックスの示す意味は次のとおりである。
（ｎ）：現在のサンプリング
（ｎ-１）：１つ前のサンプリング
（ｎ-２）：２つ前のサンプリング
w（ｎ）＝ａ１ ×w（ｎ−１）＋ａ２×w（ｎ−２）＋ｅ’（ｎ）………式（３）
f（ｎ）＝ｂ０×w（ｎ）＋ｂ１×w（ｎ−１）＋ｂ２×w（ｎ−２）………式（４）
【００４６】
今、位置コントローラとしては比例制御を考えると、積分ゲイン、微分ゲインはゼロとなる。従って、図１４における各係数は以下のようになり、式（３）、式（４）は式（５）のように簡略化される
ａ１=０
ａ２=１
ｂ０=Kp
ｂ１=０
ｂ２=−Kp
w（ｎ）＝w（ｎ−２）＋ｅ’（ｎ）
f（ｎ）＝Kp×w（ｎ）−Kp×w（ｎ−２）
∴ f（ｎ）＝Kp×ｅ’（ｎ）……式（５）
【００４７】
また、F０（Ｓ）に対応する離散データ：f０（ｎ）は、本実施例の場合一定であり、
f０（ｎ）＝６１０５[Ｈｚ]
である。よって、転写駆動モータに設定するパルス周波数は、最終的に以下の式により計算する。
f’（ｎ）＝f（ｎ）＋f０（ｎ）＝Kp×ｅ’（ｎ）＋６１０５[Ｈｚ]・・・式（６）
【００４８】
図１５に転写ベルトの動作フローチャートを示す。転写ベルト停止状態からスルーアップ要求が入るまでアイドル状態を続ける（ＳＴＥＰ１）。スルーアップ要求があった場合に、エンコーダパルスの入力の許可（ＳＴＥＰ２）とベルトマーク検知センサの入力の許可（ＳＴＥＰ３）を行いスルーアップ＆セトリングを実行して（ＳＴＥＰ４）、フィードバック制御により転写ベルトの搬送を開始する。その後、スルーダウン要求があるかどうかを監視しながら（ＳＴＥＰ６）フィードバック制御により転写ベルトの搬送を続ける。スルーダウン要求があったときにＥＥＰＲＯＭから位相情報を取得（ＳＴＥＰ７）し、ベルト厚みが厚い部分がテンションローラ部分にくる時のエンコーダカウント２の値Ａを算出する（ＳＴＥＰ８）。転写ベルトの搬送により累積動作していくエンコーダカウント２の値が前述の値Ａと同じになった時に（ＳＴＥＰ９）、スルーダウンを実行する（ＳＴＥＰ１０）。スルーダウンが終了後（ＳＴＥＰ１１）、エンコーダパルスの入力の禁止（ＳＴＥＰ１２）とベルトマーク検知センサの入力の禁止（ＳＴＥＰ１３）を行い、再びスルーアップ要求が入るまでアイドル状態を続ける動作を繰り返す。
【００４９】
図１６にエンコーダパルスの入力処理の動作フローチャートを示す。
まず、スルーアップ＆セトリング後の最初のパルス入力かどうかを判定し（ＳＴＥＰ１）、ＹＥＳならば、エンコーダパルスカウンタ1をゼロクリアし（ＳＴＥＰ２）、制御周期カウンタをゼロクリアし（ＳＴＥＰ３）、制御周期タイマによる割込みを許可し（ＳＴＥＰ４）、制御周期タイマをスタートし（ＳＴＥＰ５）、ＲＥＴＵＲＮする。また、ＳＴＥＰ１の判定でＮＯであった場合、エンコーダパルスカウンタをインクリメントし（ＳＴＥＰ６）、更にベルトマーク検知センサ入力後の最初のエンコーダ入力かを判定し（ＳＴＥＰ７）、ＹＥＳならばエンコーダカウント２をゼロクリアしてＲＥＴＵＲＮする。
【００５０】
また、図１７に制御周期タイマによる割込み処理のフローチャートを示す。
まず、制御周期タイマカウンタをインクリメントし（ＳＴＥＰ１）、次いでエンコーダパルスカウント値：ｎｅを取得する（ＳＴＥＰ２）。更にテーブルデータを参照してΔθの値を取得し（ＳＴＥＰ３）、テーブル参照アドレスをインクリメントする（ＳＴＥＰ４）。これらの値を用いて、位置偏差演算を行い（ＳＴＥＰ５）、得られた位置偏差に対しフィルタ演算を行い（ＳＴＥＰ６）、フィルタ演算の結果をもとに制御量の演算（比例演算）を行い（ＳＴＥＰ７）、実際にステッピングモータの駆動パルスの周波数を変更し（ＳＴＥＰ８）、ＲＥＴＵＲＮする。
【００５１】
以上の制御によって、ベルト厚みによって発生する速度変動を安定化する制御を、安価な手法で、且つ画像品位に応じて適切な処理を行うことが可能となる。
【００５２】
以上の実施形態においては、転写搬送ベルト６０上に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおける転写ユニット６に本発明を適用したが、本発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも１以上のローラで回転駆動するベルト駆動装置を有するプリンタにおいて、そのベルト駆動装置であればいずれにも適用可能である。
また、本実施形態では転写ベルト６０で印字用紙を搬送し、印字用紙上で感光体ドラム１１からのトナーを４色転写する直接転写に適用したが、転写ベルト６０上に４色のトナーを転写し、４色重ね合わせ後に印字用紙に転写する中間転写でも適用可能である。
本実施形態では露光光源としてレーザ光を採用したが、これに限ったものではなく、例えばＬＥＤアレイ等でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。
【図２】図１の転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。
【図３】転写ユニットの主要部品の配置を示す構成図である。
【図４】エンコーダローラとエンコーダを示す詳細図である。
【図５】駆動制御方法を実施するための駆動制御装置のブロック図である。
【図６】転写駆動モータの制御系及び制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】ベルトの位相・振幅パラメータを示すグラフである。
【図８】駆動制御を実現する際のタイミングチャートである。
【図９】駆動制御を実現する際のタイミングチャートである。
【図１０】フィルタ演算のブロック図である。
【図１１】フィルタ係数を示す一覧表である。
【図１２】フィルタの振幅特性を示すグラフである。
【図１３】フィルタの位相特性を示すグラフである。
【図１４】制御対象に対する制御量を示すブロック図である。
【図１５】エンコーダパルスカウンタの動作フローチャートである。
【図１６】エンコーダパルスカウンタの動作フローチャートである。
【図１７】制御周期タイマによる割込み処理のフローチャートである。
【図１８】ベルト厚さ実効線の位置を説明する概略図である。
【図１９】転写ユニットの構成を簡略的に示す図及び各ローラ位置とエンコーダの角変位量の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ：トナー像形成部
２：光書込ユニット
３、４：給紙カセット
５：レジストローラ対
６：転写ユニット
７：定着ユニット
８：排紙トレイ
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ：転写バイアス電源
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ：感光体ドラム
６０：転写搬送ベルト
６１：入り口ローラ
６２：出口ローラ
６３：転写駆動ローラ
６４：ローラ
６５：テンションローラ
６６：エンコーダローラ
６７、６８：支持ローラ
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋ：転写バイアス印加部材
６８：バックアップローラ
６９：押圧部材
８０：静電吸着ローラ
８０ａ：電源
８５：クリーニング装置
９０：入り口ローラブラケット
９１、９９：軸
９２：ピン
９３：揺動ブラケット
９４：回動軸
９５：穴
９６：カム
９７：カム軸
９８：出口ブラケット
１００：転写紙
３０１：エンコーダ
３０２：転写駆動モータ
３０３：タイミングベルト
３０４：ベルトマーク
３０５：ベルトマーク検知センサ
４０１：ディスク
４０２：発光素子
４０３：受光素子
４０４、４０５：圧入ブッシュ
５０１：制御コントローラ部
５０２：ローパスフィルタ
５０３：比例要素
５０４：演算部
６０１：ＣＰＵ
６０２：ＲＡＭ
６０３：ＲＯＭ
６０４：ＩＯ制御部
６０６：転写モータ駆動ＩＦ部
６０７：ドライバ
６０８：検出ＩＯ部
６０９：ＲＡＭ
６１０：ＲＡＭ
Ｂ：第１の排紙方向
Ｃ：第２の排紙方向
Ｇ：切換ガイド
ＭＦ：手差しトレイ
ＴＣ：トナー補給容器
【図１】
2007003579.tif 000003
【図２】
2007003579.tif 000004
【図３】
2007003579.tif 000005
【図４】
2007003579.tif 000006
【図５】
2007003579.tif 000007
【図６】
2007003579.tif 000008
【図７】
2007003579.tif 000009
【図８】
2007003579.tif 000010
【図９】
2007003579.tif 000011
【図１０】
2007003579.tif 000012
【図１１】
2007003579.tif 000013
【図１２】
2007003579.tif 000014
【図１３】
2007003579.tif 000015
【図１４】
2007003579.tif 000016
【図１５】
2007003579.tif 000017
【図１６】
2007003579.tif 000018
【図１７】
2007003579.tif 000019
【図１８】
2007003579.tif 000020
【図１９】
2007003579.tif 000021