ベルト駆動制御装置、ベルト装置、画像形成装置、ベルト駆動制御方法、コンピュータプログラム、及び記録媒体
【課題】装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの厚み偏差を補正する。
【解決手段】複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、支持回転体の１つに回転駆動力を付与するモータと、このモータを駆動制御する制御コントローラ部と、無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する位相・振幅演算部と、を備え、位相・振幅演算部は厚み偏差を検出するためのデータサンプリングをベルトの回転動作と並行して実行し、制御コントローラ部は検出手段によって検出された厚み偏差を打ち消すようにモータを駆動するとともに、予め設定された条件のとき、例えば所定回数、省エネモードから復帰時、異常発生状態からの復帰時等にデータサンプリングがベルト１周分にわたって取得できるようにベルトを１周分駆動する（ステップＳ５０２〜Ｓ５１１）。
【解決手段】複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、支持回転体の１つに回転駆動力を付与するモータと、このモータを駆動制御する制御コントローラ部と、無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する位相・振幅演算部と、を備え、位相・振幅演算部は厚み偏差を検出するためのデータサンプリングをベルトの回転動作と並行して実行し、制御コントローラ部は検出手段によって検出された厚み偏差を打ち消すようにモータを駆動するとともに、予め設定された条件のとき、例えば所定回数、省エネモードから復帰時、異常発生状態からの復帰時等にデータサンプリングがベルト１周分にわたって取得できるようにベルトを１周分駆動する（ステップＳ５０２〜Ｓ５１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置、このベルト駆動制御装置を用いたベルト装置、このベルト装置を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を複合して有するデジタル複合機などの画像形成装置、前記ベルト駆動制御装置、ベルト装置、あるいは画像形成装置で実行されるベルト駆動制御方法、このベルト駆動制御方法をコンピュータで実行するためのコンピュータプログラム、及び、このコンピュータプログラムがコンピュータによって実行可能に記録されているいる記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトを利用する装置として例えば感光体ベルト、中間転写ベルト、紙搬送ベルト等のベルトを用いる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、そのベルトの高精度な駆動制御が高品位な画像を得るために必須である。ここで、電子写真方式による中間転写方式のタンデム型画像形成装置の一例について、図１を用いて説明する。
【０００３】
この画像形成装置では、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各単色画像を形成する画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが記録用紙の搬送方向に順次配置される。そして、レーザ露光ユニット２１により各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された静電潜像が各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋで現像されることによりトナー像（顕像）が形成される。次いで、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された各単色画像は、一旦中間転写ベルト１０上に順次重なり合うように転写され、その後、定着装置２５によってトナーが溶融圧着されることにより、記録用紙上にカラー画像が形成される。
【０００４】
このような画像形成装置では、記録用紙の移動速度、つまり中間転写ベルト１０の移動速度が一定速度に維持されないと、色ずれが発生する。この色ずれは、記録用紙上で重ね合わせられる各単色画像の転写位置が相対的にずれることによって発生する。色ずれが発生すると、例えば、複数色の画像が重なって形成された細線画像がにじんで見えたり、複数色の画像が重なって形成された背景画像中に形成される黒の文字画像の輪郭周辺に白抜けが発生したりする。
【０００５】
また、上述したタンデム型の画像形成装置に限らず、記録材を搬送する記録材搬送部材や、その記録材に転写される画像を担持する感光体や中間転写体等の像担持体として、ベルトを用いた画像形成装置においては、そのベルトの移動速度が一定速度に維持されないとバンディングが発生する。このバンディングは、画像転写中にベルト移動速度が速くなったり遅くなったりすることにより発生する画像濃度ムラである。
【０００６】
すなわち、ベルト移動速度が相対的に速いときに転写された画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に引き延ばされた形状となり、逆に、ベルト移動速度が相対的に遅いときに転写された画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に縮小された形状となる。これにより、引き延ばされた画像部分は濃度が薄くなり、縮小された画像部分は濃度が濃くなる。
【０００７】
その結果、ベルト周方向に画像濃度ムラが発生し、バンディングが生じる。このバンディングは、淡い単色画像を形成する場合には人間の目に顕著に感じ取られる。
【０００８】
以上のように、色ずれ、バンディングなどを防ぐためには、感光体ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト等の無端状のベルトを一定の移動速度で移動させる高精度な駆動制御が要求される。このベルトの高精度な駆動制御のために、従来、ベルトを駆動する駆動ローラの回転速度を一定にするように駆動ローラの回転を制御する駆動制御方法が知られている。この駆動制御方法は、駆動源であるモータの回転角速度や、モータで発生する回転駆動力を駆動ローラに伝達させるギアの回転角速度を一定に保持することにより、駆動ローラの回転速度を一定にする駆動制御方法である。
【０００９】
しかしながら、上記従来のベルトの駆動制御方法では、ベルトの厚さ変動、特にベルト移動方向に沿った方向で厚さ変動がある場合、駆動ローラの回転角速度を一定にしてもベルトの移動速度を一定にできないという問題点があった。
【００１０】
このような問題点に対応した技術として、例えば特許文献１に記載された発明が公知である。この発明では、ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を抽出中であっても、画像形成を行うことができるようにするため、モータから出力された駆動入力信号を変換部で従動ローラの回転角速度として変換する。そして、比較器で駆動出力信号と変換部で変換された駆動入力信号とを比較し、ベルト１周期のベルト厚み変動に起因した変動成分を得る。次に、周期変動サンプル部でベルト１周期のベルト厚み変動に起因した変動成分をメモリに記憶する。メモリに記憶されたベルト１周期分の変動成分から変動振幅・位相検出部で、ベルト周期成分の振幅と位相とを検出するようにしている。
【００１１】
なお、ベルトの周方向の厚さ変動を検出し、その変動に対応するように制御する技術として、特許文献２ないし５に記載された発明も公知である。
【特許文献１】特開２００６−１０６６４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４０３号公報
【特許文献３】特開２００２−７２８１６号公報
【特許文献４】特許第２７５４５８２号公報
【特許文献５】特開２００４−２１２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記特許文献１記載の発明では、比較器で駆動出力信号と変換部で変換された駆動入力信号とを比較し、ベルト１周期のベルト厚み変動に起因した変動成分を得るように構成されている。すなわち、特許文献１記載の発明では、変動成分を得て、所定の制御を行うためにベルト１周分のデータが必要と言うことになる。
【００１３】
すなわち、従来から実施されている技術では、ベルトの厚みの変動成分（厚み偏差）の抽出を行うため、ベルト駆動毎に必ずベルトを１周回していた。しかし、この方法ではベルト１周分に満たない分のベルト駆動量にて印刷が完了してしまう場合、１周回るまでの駆動は単に偏差の抽出を行うためだけとなり、無駄であり、ベルトの偏差をなくすためだけに作像装置全体の寿命を縮めていることになり、トレードオフの関係になってしまう。
【００１４】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、このように装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの厚み偏差を補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明は、ベルトの厚み偏差を補正する際、ベルト１周分の厚み偏差のデータが必要な場合と、ベルト１周分の前記データが必ずしも必要でない場合とに応じて、データサンプリングの方法を変更するようにした。
【００１６】
具体的には、第１の手段は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、前記駆動源を駆動制御する制御手段と、前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動することを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、第１の手段において、前記検出手段が、前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する従動支持回転体検出手段と、前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する駆動支持回転体検出手段と、前記従動支持回転体検出手段の検出結果と前記駆動支持回転体検出手段の検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する抽出手段と、を備え、前記制御手段は、前記抽出手段により該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御することを特徴とする。
【００１８】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった連続回数であることを特徴とする。
【００１９】
第４の手段は、第３の手段において、前記回数を計数するカウンタを備えていることを特徴とする。
【００２０】
第５の手段は、第３又は第４の手段において、前回の前記ベルトの駆動時に、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった場合には、次のベルト駆動時にはその前に取得していた１周分にわたるデータを使用することを特徴とする。
【００２１】
第６の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、電源ＯＮ時の最初のデータサンプリング時であることを特徴とする。
【００２２】
第７の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、省電源消費モードからの復帰時であることを特徴とする。
【００２３】
第８の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、異常発生により前記支持回転体及び前記ベルトが停止し、前記異常発生が回復し、停止状態から復帰した後の最初の回転動作開始時であることを特徴とする。
【００２４】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記検出手段の検出動作を行わないように指示する指示手段を備えていることを特徴とする。
【００２５】
第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段に係るベルト駆動制御装置と、前記ベルト駆動制御装置によって制御される駆動源を有するベルト駆動装置とを備えたベルト装置を特徴とする。
【００２６】
第１１の手段は、第１０の手段に係るベルト装置と、前記ベルト上に画像を形成し、当該画像を記録媒体に転写して可視画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００２７】
第１２の手段は、第１０の手段に係るベルト装置と、前記ベルトによって搬送されるシート状態記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００２８】
第１３の手段は、第１１又は第１２の手段において、前記検出手段による厚み偏差の検出動作を実行中に、前記画像形成手段による画像形成動作が実行されていない場合には、前記厚み偏差の検出動作に関係のない負荷は待機状態とすることを特徴とする。
【００２９】
第１４の手段は、第１３の手段において、前記負荷が、帯電を行うための高電圧装置、現像を行うための現像装置、定着を行う定着装置を含むことを特徴とする。なお、ここでいう待機状態は、高電圧装置及び現像装置ではオフ状態、定着装置では省電力状態、所謂エネ待機状態のことである。
【００３０】
第１５の手段は、第１３又は第１４の手段において、前記負荷が待機状態であるときに、次の画像形成指示が入力されたとき、前記待機状態を解除し、画像形成動作を開始することを特徴とする。
【００３１】
第１６の手段は、第１１ないし第１４のいずれかの手段において、前記画像が４連の感光体ドラムから画像が転写されることにより形成されることを特徴とする。
【００３２】
第１７の手段は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、前記駆動源を駆動制御する制御手段と、前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する検出工程と、前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動するサンプリング工程と、を備えていること特徴とする。
【００３３】
第１８の手段は、第１７の手段において、前記検出工程が、前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第１の工程と、前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第２の工程と、前記第１の工程における検出結果と前記第２の工程における検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する第３の工程と、を備え、前記第３の工程で該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御することを特徴とする。
【００３４】
第１９の手段は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、前記駆動源を駆動制御する制御手段と、前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、を備えたベルト駆動制御装置の制御をコンピュータによって実行するためのコンピュータプログラムであって、前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する手順と、前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動する手順と、を備えていること特徴とする。
【００３５】
この場合、前記検出手段によって実行される手順が、前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第１の手順と、前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第２の手順と、前記第１の工程における検出結果と前記第２の工程における検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する第３の手順と、前記第３の工程で該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御する第４の手順と、を備えるように構成すると良い。
【００３６】
第２０の手段は、第１９の手段に係るコンピュータプログラムが、コンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。
【００３７】
なお、後述の実施形態では、支持回転体は支持ローラ１４（従動ローラ），１５（駆動ローラ），１６（従動ローラ）に、無端状のベルトは中間転写ベルト１０に、駆動源はＤＣブラシレスモータＭに、駆動支持回転体は駆動ローラ１５に、従動支持回転体は従動ローラ１４に、従動支持回転体検出手段はエンコーダＥ及びパルスカウンタ５０３に、駆動支持回転体検出手段はＤＣブラシレスモータＭから発生するモータＦＧパルス及びパルスカウンタ５０３に、抽出手段は位相・振幅演算部５１０に、制御手段は補正テーブル演算部５１３、加算器５１５及びパルス発生器５１６に、それぞれ対応し、カウンタはＣＰＵ６０１に設定され、指示手段は図示しない制御パネルに設定される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、予め設定された条件のときにのみベルト１周分にわたってデータサンプリングが行われ、必要なデータを取得するので、装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの偏差を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図である。図１において、符号１００は複写機本体、符号２００はそれを載せる給紙テーブル、符号３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、符号４００は更にその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。この複写機は、タンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する電子写真複写機である。
【００４１】
複写機本体１００には、その中央に、像担持体としての中間転写体であるベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての支持ローラ１４，１５，１６に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。これらの３つの支持ローラのうちの第２支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。
【００４２】
また、３つの支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１８が並べて配置されたタンデム型画像形成部２０が対向配置されている。本実施形態においては、第２支持ローラ１５を駆動ローラとしている。また、タンデム型画像形成部２０の上方には、潜像形成手段としての露光装置２１が設けられている。
【００４３】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０の反対側には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２においては、２つのローラ２３間に記録材搬送部材としてのベルトである２次転写ベルト２４が掛け渡されている。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の画像を記録材であるシートに転写する。
【００４４】
また、この２次転写装置２２の図中左方には、シート上に転写された画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。
【００４５】
もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置しても良く、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。また、本実施形態では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム型画像形成部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８も設けられている。
【００４６】
上記複写機を用いてコピーを取るときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。又は、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００４７】
その後、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動する。他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動する。次いで、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行する。
【００４８】
そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を更に反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射し、結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００４９】
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４，１５が連れ回り回転する。
【００５０】
また、これと同時に、個々の画像形成部１８において潜像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを回転させ、各感光体ドラム上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー画像（顕像）を形成する。
【００５１】
そして、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００５２】
このような画像形成に並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００５３】
又は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を転写する。
【００５４】
画像転写後のシートは、２次転写ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。又は、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００５５】
なお、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００５６】
この複写機を用いて、黒のモノクロコピーを取ることもできる。その場合には、図示しない手段により、中間転写ベルト１０を感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃから離れるようにする。これらの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃは、一時的に駆動を止めておく。黒用の感光体ドラム４０Ｋのみが中間転写ベルト１０に接触させ、画像の形成と転写を行う。
【００５７】
次に、本発明の特徴部分である、中間転写ベルト１０の駆動制御について説明する。
【００５８】
本実施形態の複写機では、中間転写ベルト１０を一定速度で移動させる必要がある。しかし、実際には、ベルトの厚みにより、そのベルト移動速度に変動が生じる。中間転写ベルト１０のベルト移動速度が変動すると、実際のベルト移動位置が目標とするベルト移動位置からずれてしまい、感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ上の各トナー画像の先端位置が中間転写ベルト１０上でずれて色ずれが発生する。
【００５９】
また、ベルト移動速度が相対的に速いときに中間転写ベルト１０上に転写されたトナー画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に引き延ばされた形状となり、逆に、ベルト移動速度が相対的に遅いときに中間転写ベルト１０上に転写されたトナー画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に縮小された形状となる。この場合、最終的にシート上に形成された画像には、そのベルト周方向に対応する方向に周期的な画像濃度の変化（バンディング）が表れる。
【００６０】
そこで、本発明では、中間転写ベルト１０を高い精度で一定速度に維持するようにした。以下、中間転写ベルト１０を高い精度で一定速度に維持する構成及び動作について説明する。なお、以下の説明は、中間転写ベルト１０に限られるものではなく、広く駆動制御がなされるベルトについて同様である。
【００６１】
図２に中間転写ベルト１０の主要部品の構成図を示す。転写駆動ローラ１５の軸１５ｂは転写駆動モータＭの回転軸Ｍｂのギアに噛合する減速ギアＮａ，Ｎｂを介して駆動ギアＮと接続され、転写駆動モータＭを回転駆動することにより転写駆動モータＭの駆動速度に比例して回転する。転写駆動ローラ１５が回転することによって中間転写ベルト１０が駆動され、中間転写ベルト１０が駆動されることによって従動ローラ１４が回転する。本実施形態では従動ローラ１４の軸上に図示しないエンコーダが配置され、従動ローラ１４の回転速度をエンコーダで検出することによって転写駆動モータＭの速度制御を行っている。
【００６２】
また、本実施形態では、転写駆動ローラ１５の目標回転速度を予め設定し、当該目標回転速度に対し実際のエンコーダの回転検出速度が同一となる様にＰＬＬ制御（速度制御）を行っている。なお、ＰＬＬ制御するにあたり、検出速度変動に対する制御の追従性を向上させるために、制御ゲインをかけて制御を行っている。
【００６３】
上記の制御を行うことにより、中間転写ベルト１０の速度変動を最小限とすることが可能となり、色ずれの発生を抑制している。
【００６４】
ただし、エンコーダを用いたＰＬＬ制御では、前述したように制御ゲインをかけて転写駆動モータＭの駆動速度を制御するため、ベルト厚みによって検出誤差が発生すると、誤差を増幅して転写駆動モータＭを駆動してしまうという現象が発生する。すなわち、ベルト厚み量の変動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。
【００６５】
この色ずれ発生の現象の詳細を、図４を用いて説明する。
【００６６】
転写駆動モータＭを一定速度で駆動したときに、中間転写ベルト１０が理想的に速度変動なく搬送されていても、中間転写ベルト１０の厚い部分が従動軸１４に巻き付いていると、中間転写ベルト１０の従動実効半径が増加して、一定時間あたりの従動軸１４の回転角変位量は低下する。これは、ベルト搬送速度低下として検出される。また、中間転写ベルト１０の薄い部分が巻き付いていると、従動軸１４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。
【００６７】
以下の説明では、わかり易くするため、駆動ローラの角速度を変動させて、ベルト速度を一定とした場合について図５を用いて説明する。
【００６８】
図５のＡは、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転させた場合のベルト搬送速度を示したグラフである。Ｃは駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転させた場合の従動ローラ１４の回転角速度である。Ｂ'はベルトを一定の搬送速度で回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度である。Ｅｊは、図４に示す従動ローラ１４におけるベルトの実効厚み変動である。Ｅｄは、動ローラ１５におけるベルトの実効厚み変動である。
【００６９】
図５からわかるように、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度であるＣは、ベルトを一定の搬送速度で回転したときの従動ローラ１４の回転角速度変動Ｂ'と、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合のベルト搬送速度であるＡとを重畳したものである。
【００７０】
また、ベルト速度が一定と仮定した場合、駆動ローラ１４における回転角速度は、図５に示す波形Ａとπだけ位相がずれた波形となる。このときの従動ローラにおける回転角速度は、図５に示す波形Ｂ'となる。駆動ローラにおける回転角速度（波形Ａとπずれた波形）と従動ローラにおける回転角速度（波形Ｂ'）との差分は、図５のＣの波形（駆動ローラ１５を一定回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度）となる。
【００７１】
上記説明では、わかり易くするために、ベルト速度が一定と仮定した場合について説明したが、上述のように駆動ローラにおける回転角速度から従動ローラにおける回転角速度を差し引けば、図５のＣの波形（駆動ローラ１５を一定回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度）が得られる。
【００７２】
つまり、駆動ローラ軸の回転角速度が変動していても、従動ローラ軸の回転角速度から駆動ローラ軸の回転角速度を差し引くことによって、駆動ローラ軸を一定に回転させたときと同様にベルト厚み変動に起因した変動成分を得ることができる。
【００７３】
上記のように従動ローラ軸の回転角速度及び駆動ローラ軸の回転角速度（角変位）の変動を計測したデータから、ベルト厚み変動による従動ローラ１４の回転角速度（角変位）変動を算出する。そして、この算出データから、ベルトが一定搬送速度となる従動ローラの制御目標値を設定し、この目標値と従動ローラ側ロータリエンコーダの出力値と比較して駆動制御する。
【００７４】
これは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。
【００７５】
前記のように駆動ローラとエンコーダの出力結果から制御パラメータを生成するので、実機でも制御パラメータを生成することが可能であり、ベルトの厚みを計測するための計測装置が必要なく非常に安価で構成することが可能となる。
【００７６】
なお、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及び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。
【００７７】
図３に従動ローラ１４とエンコーダの詳細図を示す。エンコーダ５０１はディスク４０１、発光素子４０２、受光素子４０３、圧入ブッシュ４０４，４０５から構成されている。ディスク４０１は従動ローラ１４と接する右下ローラ６６の軸上に圧入ブッシュ４０４，４０５を圧入することで固定され、従動ローラ１４の回転と同時に回転するようになっている。また、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するスリットを有していて、その両側に発光素子４０２と受光素子４０３を配置することで、従動ローラ１４の回転量に応じてパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を得ている。このパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて従動ローラ１４の移動角（以下、角変位と称す）を検出することにより、転写駆動モータＭの駆動量を制御している。
【００７８】
図６は、本実施形態に係る複写機の駆動制御装置のブロック図である。
図６において、転写駆動モータＭの角変位信号とエンコーダ５０１の検出角変位信号は、制御コントローラ部５０２に入力される。なお、本実施形態では転写駆動モータとしてＤＣブラシレスモータを使用しており、転写駆動モータＭの角変位信号は、モータのロータの回転速度を検出しているＦＧ信号を用いているが、ＦＧ信号に限らずモータ軸上に取り付けられたエンコーダなどを使用しても良い。
【００７９】
この制御コントローラ部５０２は、駆動モータＭの角変位信号（Motor FG Pulse）とエンコーダ５０１の検出角変位信号のパルス数（Encoder Pulse）をカウントするパルスカウント部５０３、各々のパルスカウント値の差を算出する減算部５０５、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ５０６、ローパスフィルタ後の減算結果をダウンサンプリングして更にベルト１周分のダウンサンプリング結果を一次格納するデータ間引きメモリ５０８、ベルト１周分のダウンサンプリング結果からベルト厚み変動成分（厚み偏差）を抽出する位相・振幅演算部５１０、算出された位相及び振幅値から補正値を算出してテーブル展開する補正テーブル演算部５１３、補正テーブルから補正値を読み出してモータに与えるパルス信号を生成するパルス生成部５１６から主に構成されている。
【００８０】
パルスカウント部５０３は、駆動モータＭの角変位信号とエンコーダ５０１の検出角変位信号のパルス数をカウントする処理を行っている。パルスのカウントはハードウェア的にパルスのエッジを検出し、エッジの入力回数を計測するものである。このときモータＦＧとエンコーダの分解能が異なるため、乗算部５０４で分解能を合わせるための定数を乗算する。
【００８１】
その後、各々のカウント結果から減算部５０５で差分値を算出する。本実施形態では内部に４ｍｓタイマ５１７を有しており、４ｍｓタイマ５１７のタイミングで各パルスカウンタ値を参照している。差分した結果は、４ｍｓ周期でローパスフィルタ部５０６のメモリに格納される。なお、差分値を算出するタイミングは本実施形態では４ｍｓとしているが、高速サンプリングが可能であれば、量子誤差が少なくなるため、これに限ったものではない。差分値を算出するタイミングはモータＦＧ及びエンコーダの分解能とベルト回転速度から決定されるパルスの発生周期と、内部メモリの確保可能な容量で決定される。
【００８２】
各々の出力には、ローラ回転周期変動、駆動ギア周期変動、ベルト厚み変動によるベルト周期変動成分が含まれているため、ローパスフィルタ部５０６では、４ｍｓ毎にサンプリングした差分値から移動平均処理によりベルト厚み以外の周期変動成分を除去する。本実施形態ではベルト周期成分に比較的近い駆動ローラの周期変動成分を除去するために、駆動ローラ２周分の差分値を格納可能なメモリを用意して移動平均処理を行っている。これは後述する位相及び振幅値を算出する際に、ベルトの周期変動に近い変動成分が重畳していると演算誤差が発生するからで、この誤差を排除するために、事前に駆動ローラの周期変動成分を除去する処理を行う。
【００８３】
移動平均処理後のデータは、同期タイマ５１９で４０ｍｓ毎に間引いて、ベルト１周分のデータをデータ間引きメモリ５０８に一次格納する。なお、データの間引き周期に関して、移動平均処理では量子化誤差を少なくするため４ｍｓでの比較的早い周期でのサンプリングを行ったが、位相及び振幅値演算ではベルト１周の位相・振幅値の算出を行う用途のため、他の変動成分が重畳していないデータであればそれほど多くのデータ数は必要ない。そのため本実施形態では移動平均処理したデータを更に４０ｍｓ周期で間引いてデータ間引きメモリ５０８に保持する処理を行っている。
【００８４】
また、次処理の位相・振幅処理５１０では、位相値を算出するために転写ベルト１０の基準となる位置管理が必要となる。そのため転写ベルト１０上に基準マークを取り付け、センサで基準位置を検出しながらデータをサンプリングすることによって基準位置の管理が可能となるが、本実施形態では４ｍｓタイマでパルスカウント値を参照して、差分値の演算を開始したタイミングを仮想の基準位置とし、以降は４ｍｓのカウント量でベルトの周回数と基準位置を認識する処理を行っている。
【００８５】
データ間引きメモリ５０８にベルト１周分のデータが格納された後、前述したように位相・振幅演算処理部５１０で、基準位置での位相値と最大振幅値の演算が行われる。位相及び振幅演算は、転写ベルト１０の周期変動成分の高次成分まで演算することが可能であり、本実施形態では１〜３次成分までの値の算出を行っている。
【００８６】
演算方法は直交検波処理で行う。直交検波処理の基本概念を以下に示す。一般的に時間領域で周期的に変化する波形は、波形の周期をＴとおくと、
基本周波数 ｆ０ ＝ １／Ｔ
基本角周波数 ω０ ＝ ２πｆ０
となり、離散データはフーリエ級数として下記の式（１）ように表すことができる。
【数１】
【００８７】
ここで、下記の式（２）で各成分を求めることができる。
【数２】
【００８８】
なお、式（２）において、ａ０は直流成分、ａｎ及びｂｎは角周波数がｎω０のｃｏｓ波とｓｉｎ波の振幅であり、これらから、下記の式（３）を得ることができる。
【数３】
【００８９】
上記式（３）において、ｒｎ、φｎは、各々第ｎ次高調波の振幅及び位相を示している。
【００９０】
振幅及び位相値を算出する場合は、先ず式（２）を用いてデータ間引きメモリ５０８に格納されたデータ間引き処理後の離散データに対して、計測時の転写ベルト１周の周波数ｆと各離散データのデータサンプリング時間ｔからｓｉｎとｃｏｓの演算を行い、その累積値から振幅ａｎとｂｎを算出し、式（３）を用いて振幅ｒｎと位相φｎを算出する。
【００９１】
上記演算結果には駆動軸１５の誤検出分と従動軸１４の誤検出分が重畳されている。そのため最終的に転写ユニット（２次転写装置２２）のメカレイアウトによって一意に決定される変換係数を用いて振幅値の補正を行い、従動軸１４の誤検出分への換算を行う。そして、従動軸１４で誤検出される成分の１〜３次成分までの位相及び振幅値を演算後、ｓｉｎ関数を用いて各成分の合成波を算出し、補正テーブル演算部５１３でベルト１周分の補正テーブルの演算を行う。
【００９２】
補正テーブル演算部５１３で補正テーブルを演算後、パルス生成部５１６で転写駆動モータＭに出力するパルス信号を生成する。その際、補正テーブル５１３からベルトの移動位置に応じてメモリの参照アドレスを切り換えながら値をリードする。このメモリが特許請求の範囲にいう第１及び第２の保持手段に対応する。補正テーブル演算部５１３で演算された値は、４ｍｓ周期でのモータＦＧとエンコーダカウント値の差分値であることから、この値を周波数に換算して本来の基準周波数に加算することで駆動モータＭに与える周波数を決定し、当該周波数から周期パルス信号を生成することにより駆動モータＭに与えるパルス信号の生成を行っている。
【００９３】
以上の動作を周回毎に繰り返すことで、モータＦＧとエンコーダ出力からベルトの厚み変動による従動ローラの誤検出分を抽出し、誤検出分を制御目標周波数とすることによって結果的にＤＣモータのＰＬＬ制御が動作し、ベルトを等速に動作させることが可能となる。
【００９４】
なお、図６において、符号５１１，５１５は加算器、符号５０７，５０９，５１２，５１４はベルト位置カウンタ５１８からのカウント位置に応じて動作し、接続方向を選択するスイッチである。
【００９５】
図７は、本実施形態における転写駆動モータＭ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、上記エンコーダ５０１の出力信号に基づいて転写駆動モータＭ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、不揮発メモリ６１１、ＩＯ制御部６０４、転写駆動モータ駆動Ｉ／Ｆ部６０６、ドライバ６０７、検出ＩＯ部６０８から構成されている。
【００９６】
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、本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ＲＡＭ６０２及びプログラムを格納するＲＯＭ６０３、ＩＯ制御部６０４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。ＣＰＵ６０１はＲＯＭ６０３に格納されたプログラムコードに沿った処理をＲＡＭ６０２をワークエリアとして使用しながら実行し、プログラムで定義された制御を実行する。
【００９７】
転写駆動モータＩＦ６０６は、ＣＰＵ６０１からの駆動指令により、ドライバ６０７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ドライバ６０７によりＰＬＬ制御が行われ、転写駆動モータＭが回転駆動される。
【００９８】
エンコーダ５０１の出力及びモータＭのＦＧ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５０１及びモータＭのＦＧ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、出力パルスを計数するカウンタを備えている。そして、このカウンタのカウントした数値は、バス６０９を介してＣＰＵ６０１に送られる。
【００９９】
上記転写駆動モータ駆動用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、パルス状の制御信号を生成する。
【０１００】
上記ドライバ６０７は、ＰＬＬ制御用ＩＣ及びパワー半導体素子（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、上記転写駆動モータ駆動用ＩＦ部６０６から出力されたパルス状の制御信号とエンコーダ５０１から出力される従動ローラ（軸）１４の回転情報に基づいて、従動ローラ（軸）１４の回転角速度が制御信号と位相及び速度が同一となるようにＰＬＬ制御が行われる。更にＰＬＬ制御によって生成されたパルス周波数に応じて転写駆動モータＭに相信号を印加する。この結果、従動ローラ（軸）１４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従制御され、従動ローラ（軸）１４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５０１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。
【０１０１】
ＲＡＭ６０２はＲＯＭ６０３に格納されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される機能の他に、前述したようにエンコーダ５０１と転写駆動モータＭのＦＧ信号の差分値からノイズ成分を除去するためのローパスフィルタ用のデータ格納エリア、及び間引いたデータを格納するエリア、更に補正値を格納するエリアとして使用される。ＲＡＭ６０２は揮発性メモリのため、位相及び振幅値など次のベルト起動で使用するパラメータはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ６１１に格納しておき、電源ＯＮ時もしくは転写駆動モータ起動時にｓｉｎ関数もしくは近似式を用いて、転写ベルト１０１周期分のデータをＲＡＭ６０２上に展開する。
【０１０２】
実際の転写ベルト１０の厚みは、その製造工程に左右される要素が大きいが、ほとんど場合、ｓｉｎ状となっていて、特に転写ベルト１周分の全ての検出角変位誤差データを持っておく必要もなく、計測時に基準位置からの位相と振幅を算出し、このデータから検出角変位誤差データを算出しても十分同等のデータとして扱える。そのため、制御周期毎の検出角変位誤差データを、不揮発性メモリ６１１に格納しておく必要がなく、上記位相及び振幅パラメータのみでベルト厚みによる検出角変位誤差データを生成することができる。それ故、揮発性メモリのみのエリアだけ用意すれば制御可能となる。ベルト厚みによる検出角変位誤差データは、電源ＯＮ時もしくは転写駆動モータ起動時に生成される。
【０１０３】
本実施形態では、このようにして中間転写ベルトの厚みの偏差をベルト１周分のデータに基づいて検出し、補正するようにしている。すなわち、本実施形態では、色ずれを防止するため、
１）ベルトが駆動されたら、ベルトの従動ローラに付けられたエンコーダによりベルトの速度を検出し、その情報を元にして偏差検出モジュールが間接的にベルトの厚み偏差をベルト１周分求める。
２）求めた１周分の厚み偏差に基づいて、次のベルト１周分の駆動ローラの駆動量をデバイスモジュールが決定し、補正する。
３）この動作をベルト１周毎に繰り返す。
という処理を行っている。図８は、この処理を実行する複写機１００のソフトモジュール構成を示すブロック図である。同図において、複写機１００は、全体制御部（ＣＰＵ）６０１によって制御され、この全体制御部にバスを介してメモリ６１１、紙搬送モジュール２００Ｍ、定着モジュール２５Ｍ、デバイスモジュール６２０、スキャナモジュール３００Ｍ、作像モジュール２０Ｍが接続され、全体制御部６０１との間の信号の送受が可能となっている。デバイスモジュール６２０には偏差検出モジュール５１０Ｍとドライバ６０７が接続され、偏差検出モジュール５１０Ｍは図６に示した位相・振幅演算部５１０に対応し、中間転写ベルト１０の従動軸である支持ローラ１４に取り付けられたエンコーダ５０１のエンコーダ出力を基に前述の処理が行われた信号が入力される。中間転写ベルト１０はデバイスモジュール６２０及びドライバ６０７によって駆動されるベルト駆動モータＭの駆動力により、回転駆動される。
【０１０４】
中間転写ベルト１０の駆動に際し、厚み偏差を補正する方法は、前述した通りである。この補正については、中間転写ベルト１周分の厚み偏差データが必要となる。そのためにはベルト１周分ローラを駆動しなければならない。この動作は印刷と平行して行われるが、ベルト１周分ローラを駆動する前に印刷が終了してしまった場合には、データを取る目的のためだけに、ベルトを空回しする必要がある。そして、ベルトが１周したら、作像装置を停止することになる。
【０１０５】
このような動作を全ベルト駆動毎に行うと、作像装置の寿命が縮む原因となる。そこで、本複写機１００では、図９のフローチャートに示すように処理する。図９はベルトの厚さの偏差を検出する際に、必要のあるときのみベルトを１周させ、ベルトを１周させなくともベルトの厚み偏差に対応可能である場合には、ベルトを１周回転させる前にベルト駆動を停止する制御手順を示すフローチャートである。
【０１０６】
このフローチャートでは、先ず、モータＭを駆動し（ステップＳ１０１）、制御コントローラ部５０２（図６参照）でデータサンプリングを行いながら（ステップＳ１０２）、印刷終了を待つ（ステップＳ１０３）。そして、印刷が終了すると、中間転写ベルト１０が１周回ったかどうかをチェックし、回っていれば、データサンプリングを完了し（ステップＳ１０５）、データを不揮発性メモリ６１１に格納し（ステップＳ１０６）、モータＭの駆動を停止させる（ステップＳ１０７）。一方、印刷完了時にベルトが１周駆動していない場合には（ステップＳ１０４−Ｎ）、作像装置を停止して中間転写ベルト１０も止める。このとき、ベルト１周駆動未達カウンタを＋１する（ステップＳ１０８）。
【０１０７】
次の印刷時、ベルト１周駆動未達カウンタのベルト駆動ローラ１５の駆動の補正には、前に１周分ベルトが駆動完了して取たデータを使用する。このデータは不揮発性メモリ６１１から読み出されるが、古いデータとなるので、補正の精度はある程度落ちる。この印刷終了時、ベルトが１周駆動していない場合には（ステップＳ１０４−Ｎ）、ベルト１周駆動未達カウンタを＋１し（ステップＳ１０８）、当該カウンタのカウント値を見る。カウント値が一定値（予め実験的に計測し、適切な値を設定しておく）以上になっている場合は（ステップＳ１０９−Ｙ）、ベルトが１周するのを待ってベルト１周分の厚み偏差データを取得した（ステップＳ１１０，Ｓ１０５）後、ステップＳ１０６でデータを不揮発性メモリ６１１に格納し、モータＭを停止させる（ステップＳ１０７）。
【０１０８】
他方、ステップＳ５０９で一定値に達していない場合には（ステップＳ１０９−Ｎ）、データサンプリングを中断して（ステップＳ１１１）、モータＭを停止させ（ステップＳ１０７）作像モジュールの動作も停止する。このとき、補正データは前回取得した１周分にわたる補正データを使用する。
【０１０９】
このようにステップＳ１０９である一定回数以上、ベルト１周分の厚み偏差データが取得できなかった場合に限り、ベルトを１周回してデータを取得するようにすれば（ステップＳ１１０，Ｓ１０５）、データの精度と中間転写ベルト１０を含む作像装置の寿命を両立させることができる。
【０１１０】
なお、図９のフローチャートでは、ベルト１周分のデータを取得していない回数をカウンタでカウントし、１周したデータを取得できなかった回数が所定回数を超えたときに、ベルト１周分のデータをサンプリングし、そのデータを補正に使用するようにしているが、これは使用する補正データの精度を問題にしているからである。使用する補正データが問題となるのは、このような経時的な要素の他に、複写機１００の電源ＯＮ時の最初のデータサンプリング時、省電源消費モード（省エネモード）から復帰時、ジャム処理、電源断などの異常発生時から復帰した最初の回転動作開始時などにおいても、ベルト１周分のデータサンプリングを行い、その後の定常運転で図９に示したフローチャートに沿った処理を実行する。
【０１１１】
また、ステップＳ１０８における未達カウンタはＣＰＵ６０１に設定され、図９の処理は処理状態で設定されているが、このようなベルト１周分のデータサンプリングを行うか否かは複写機１００の図示しない制御パネルから設定することも可能である。
【０１１２】
なお、本発明に対する実施形態として、タンデム型画像形成装置における中間転写ベルトの駆動制御についての例を挙げたが、搬送ベルトによって搬送される記録用紙（シート状記録媒体）に直接転写する直接転写方式のタンデム型画像形成装置にも、あるいは、これらの形式の画像形成装置に限らず感光体ベルトを用いた画像形成装置における駆動制御にも同様に適用でき、同様の効果を奏する。
【０１１３】
以上のように、本実施形態によれば、
１）必要なときにはベルト１周分のデータをサンプリングするので、必ずベルト１周分の厚み偏差を抽出することができ、次の印刷時には最新のデータに基づいて厚み偏差を補正した支持回転体の駆動制御が可能となる。
２）常にベルト１周分の厚み偏差を抽出するわけではないので、不要にベルトを駆動することがなくなり、負荷の寿命を延ばすことができる。
３）一定のベルト駆動回数に達した時点、あるいはそれ以前にで厚み偏差が抽出されるので、一定以上古いデータを使用することなく、支持回転体の補正をすることができる。
４）前回の前記ベルトの駆動時にベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった場合には、次のベルト駆動時にはその前に取得していた１周分にわたるデータを使用するので、いずれの場合においても以前に取得した最新のデータを用いて支持回転体の補正を行うので、補正しない場合に比べて、ベルトの駆動速度を一定に保つことができる。
５）厚み偏差の検出動作を実行中に、画像形成手段による画像形成動作が実行されていない場合には、厚み偏差の検出動作に関係のない負荷は待機状態とするので、厚み偏差の検出に使用する必要のない負荷の消耗を防ぐことができる。
６）負荷が待機状態のときに印刷指示が入力された場合には、印刷時に使用する必要のある負荷をオンするので、そのまま印刷を開始することができ、ユーザを待たせることなく印刷出力を行うことができる。
７）これらのことから、予め設定された条件のときにのみベルト１周分にわたってデータサンプリングが行われ、必要なデータを取得するので、装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの偏差を補正することができる。
等の効果を奏する。
【０１１４】
また、本実施形態で説明した無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する手法、検出した厚み偏差に基づいて補正する手法は、検出手段及び制御手段の一例に過ぎず、他の手法を導入して検出及び補正を行って良いことは言うまでもない。本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】従来から実施されているタンデム型画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】図１における中間転写ベルトの主要部を示す斜視模式図である。
【図３】従動ローラとエンコーダの詳細を示す要部斜視図である。
【図４】ベルト搬送系の構成の一例を示す図である。
【図５】ベルト厚さ変動とローラ軸の各速度変動の関係を示す図である。
【図６】転写ベルトフィードバック制御及びベルト厚み変動補正制御を実行する本実施形態における制御構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態における転写駆動モータＭ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８】本実施形態係るタンデム型画像形成装置（複写機）のソフトモジュール構成を示すブロック図である。
【図９】ベルトの厚さの偏差を検出する際に、必要のあるときのみベルトを１周させ、ベルトを１周させなくともベルトの厚み偏差に対応可能である場合には、ベルトを１周回転させる前にベルト駆動を停止する本実施形態に係る制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１０ 中間転写ベルト（ベルト）
１４ 従動ローラ
１５ 駆動ローラ
５０２ 制御コントローラ部
５０３ パルスカウンタ
５１０ 位相・振幅演算部
５１３ 補正テーブル演算部
５１５ 加算部
５１６ パルス発生器
５０１（Ｅ） エンコーダ
Ｍ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置、このベルト駆動制御装置を用いたベルト装置、このベルト装置を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を複合して有するデジタル複合機などの画像形成装置、前記ベルト駆動制御装置、ベルト装置、あるいは画像形成装置で実行されるベルト駆動制御方法、このベルト駆動制御方法をコンピュータで実行するためのコンピュータプログラム、及び、このコンピュータプログラムがコンピュータによって実行可能に記録されているいる記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトを利用する装置として例えば感光体ベルト、中間転写ベルト、紙搬送ベルト等のベルトを用いる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、そのベルトの高精度な駆動制御が高品位な画像を得るために必須である。ここで、電子写真方式による中間転写方式のタンデム型画像形成装置の一例について、図１を用いて説明する。
【０００３】
この画像形成装置では、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各単色画像を形成する画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが記録用紙の搬送方向に順次配置される。そして、レーザ露光ユニット２１により各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された静電潜像が各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋで現像されることによりトナー像（顕像）が形成される。次いで、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された各単色画像は、一旦中間転写ベルト１０上に順次重なり合うように転写され、その後、定着装置２５によってトナーが溶融圧着されることにより、記録用紙上にカラー画像が形成される。
【０００４】
このような画像形成装置では、記録用紙の移動速度、つまり中間転写ベルト１０の移動速度が一定速度に維持されないと、色ずれが発生する。この色ずれは、記録用紙上で重ね合わせられる各単色画像の転写位置が相対的にずれることによって発生する。色ずれが発生すると、例えば、複数色の画像が重なって形成された細線画像がにじんで見えたり、複数色の画像が重なって形成された背景画像中に形成される黒の文字画像の輪郭周辺に白抜けが発生したりする。
【０００５】
また、上述したタンデム型の画像形成装置に限らず、記録材を搬送する記録材搬送部材や、その記録材に転写される画像を担持する感光体や中間転写体等の像担持体として、ベルトを用いた画像形成装置においては、そのベルトの移動速度が一定速度に維持されないとバンディングが発生する。このバンディングは、画像転写中にベルト移動速度が速くなったり遅くなったりすることにより発生する画像濃度ムラである。
【０００６】
すなわち、ベルト移動速度が相対的に速いときに転写された画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に引き延ばされた形状となり、逆に、ベルト移動速度が相対的に遅いときに転写された画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に縮小された形状となる。これにより、引き延ばされた画像部分は濃度が薄くなり、縮小された画像部分は濃度が濃くなる。
【０００７】
その結果、ベルト周方向に画像濃度ムラが発生し、バンディングが生じる。このバンディングは、淡い単色画像を形成する場合には人間の目に顕著に感じ取られる。
【０００８】
以上のように、色ずれ、バンディングなどを防ぐためには、感光体ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト等の無端状のベルトを一定の移動速度で移動させる高精度な駆動制御が要求される。このベルトの高精度な駆動制御のために、従来、ベルトを駆動する駆動ローラの回転速度を一定にするように駆動ローラの回転を制御する駆動制御方法が知られている。この駆動制御方法は、駆動源であるモータの回転角速度や、モータで発生する回転駆動力を駆動ローラに伝達させるギアの回転角速度を一定に保持することにより、駆動ローラの回転速度を一定にする駆動制御方法である。
【０００９】
しかしながら、上記従来のベルトの駆動制御方法では、ベルトの厚さ変動、特にベルト移動方向に沿った方向で厚さ変動がある場合、駆動ローラの回転角速度を一定にしてもベルトの移動速度を一定にできないという問題点があった。
【００１０】
このような問題点に対応した技術として、例えば特許文献１に記載された発明が公知である。この発明では、ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を抽出中であっても、画像形成を行うことができるようにするため、モータから出力された駆動入力信号を変換部で従動ローラの回転角速度として変換する。そして、比較器で駆動出力信号と変換部で変換された駆動入力信号とを比較し、ベルト１周期のベルト厚み変動に起因した変動成分を得る。次に、周期変動サンプル部でベルト１周期のベルト厚み変動に起因した変動成分をメモリに記憶する。メモリに記憶されたベルト１周期分の変動成分から変動振幅・位相検出部で、ベルト周期成分の振幅と位相とを検出するようにしている。
【００１１】
なお、ベルトの周方向の厚さ変動を検出し、その変動に対応するように制御する技術として、特許文献２ないし５に記載された発明も公知である。
【特許文献１】特開２００６−１０６６４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４０３号公報
【特許文献３】特開２００２−７２８１６号公報
【特許文献４】特許第２７５４５８２号公報
【特許文献５】特開２００４−２１２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記特許文献１記載の発明では、比較器で駆動出力信号と変換部で変換された駆動入力信号とを比較し、ベルト１周期のベルト厚み変動に起因した変動成分を得るように構成されている。すなわち、特許文献１記載の発明では、変動成分を得て、所定の制御を行うためにベルト１周分のデータが必要と言うことになる。
【００１３】
すなわち、従来から実施されている技術では、ベルトの厚みの変動成分（厚み偏差）の抽出を行うため、ベルト駆動毎に必ずベルトを１周回していた。しかし、この方法ではベルト１周分に満たない分のベルト駆動量にて印刷が完了してしまう場合、１周回るまでの駆動は単に偏差の抽出を行うためだけとなり、無駄であり、ベルトの偏差をなくすためだけに作像装置全体の寿命を縮めていることになり、トレードオフの関係になってしまう。
【００１４】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、このように装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの厚み偏差を補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明は、ベルトの厚み偏差を補正する際、ベルト１周分の厚み偏差のデータが必要な場合と、ベルト１周分の前記データが必ずしも必要でない場合とに応じて、データサンプリングの方法を変更するようにした。
【００１６】
具体的には、第１の手段は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、前記駆動源を駆動制御する制御手段と、前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動することを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、第１の手段において、前記検出手段が、前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する従動支持回転体検出手段と、前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する駆動支持回転体検出手段と、前記従動支持回転体検出手段の検出結果と前記駆動支持回転体検出手段の検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する抽出手段と、を備え、前記制御手段は、前記抽出手段により該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御することを特徴とする。
【００１８】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった連続回数であることを特徴とする。
【００１９】
第４の手段は、第３の手段において、前記回数を計数するカウンタを備えていることを特徴とする。
【００２０】
第５の手段は、第３又は第４の手段において、前回の前記ベルトの駆動時に、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった場合には、次のベルト駆動時にはその前に取得していた１周分にわたるデータを使用することを特徴とする。
【００２１】
第６の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、電源ＯＮ時の最初のデータサンプリング時であることを特徴とする。
【００２２】
第７の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、省電源消費モードからの復帰時であることを特徴とする。
【００２３】
第８の手段は、第１又は第２の手段において、前記予め設定された条件が、異常発生により前記支持回転体及び前記ベルトが停止し、前記異常発生が回復し、停止状態から復帰した後の最初の回転動作開始時であることを特徴とする。
【００２４】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記検出手段の検出動作を行わないように指示する指示手段を備えていることを特徴とする。
【００２５】
第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段に係るベルト駆動制御装置と、前記ベルト駆動制御装置によって制御される駆動源を有するベルト駆動装置とを備えたベルト装置を特徴とする。
【００２６】
第１１の手段は、第１０の手段に係るベルト装置と、前記ベルト上に画像を形成し、当該画像を記録媒体に転写して可視画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００２７】
第１２の手段は、第１０の手段に係るベルト装置と、前記ベルトによって搬送されるシート状態記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００２８】
第１３の手段は、第１１又は第１２の手段において、前記検出手段による厚み偏差の検出動作を実行中に、前記画像形成手段による画像形成動作が実行されていない場合には、前記厚み偏差の検出動作に関係のない負荷は待機状態とすることを特徴とする。
【００２９】
第１４の手段は、第１３の手段において、前記負荷が、帯電を行うための高電圧装置、現像を行うための現像装置、定着を行う定着装置を含むことを特徴とする。なお、ここでいう待機状態は、高電圧装置及び現像装置ではオフ状態、定着装置では省電力状態、所謂エネ待機状態のことである。
【００３０】
第１５の手段は、第１３又は第１４の手段において、前記負荷が待機状態であるときに、次の画像形成指示が入力されたとき、前記待機状態を解除し、画像形成動作を開始することを特徴とする。
【００３１】
第１６の手段は、第１１ないし第１４のいずれかの手段において、前記画像が４連の感光体ドラムから画像が転写されることにより形成されることを特徴とする。
【００３２】
第１７の手段は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、前記駆動源を駆動制御する制御手段と、前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する検出工程と、前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動するサンプリング工程と、を備えていること特徴とする。
【００３３】
第１８の手段は、第１７の手段において、前記検出工程が、前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第１の工程と、前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第２の工程と、前記第１の工程における検出結果と前記第２の工程における検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する第３の工程と、を備え、前記第３の工程で該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御することを特徴とする。
【００３４】
第１９の手段は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、前記駆動源を駆動制御する制御手段と、前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、を備えたベルト駆動制御装置の制御をコンピュータによって実行するためのコンピュータプログラムであって、前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する手順と、前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動する手順と、を備えていること特徴とする。
【００３５】
この場合、前記検出手段によって実行される手順が、前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第１の手順と、前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第２の手順と、前記第１の工程における検出結果と前記第２の工程における検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する第３の手順と、前記第３の工程で該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御する第４の手順と、を備えるように構成すると良い。
【００３６】
第２０の手段は、第１９の手段に係るコンピュータプログラムが、コンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。
【００３７】
なお、後述の実施形態では、支持回転体は支持ローラ１４（従動ローラ），１５（駆動ローラ），１６（従動ローラ）に、無端状のベルトは中間転写ベルト１０に、駆動源はＤＣブラシレスモータＭに、駆動支持回転体は駆動ローラ１５に、従動支持回転体は従動ローラ１４に、従動支持回転体検出手段はエンコーダＥ及びパルスカウンタ５０３に、駆動支持回転体検出手段はＤＣブラシレスモータＭから発生するモータＦＧパルス及びパルスカウンタ５０３に、抽出手段は位相・振幅演算部５１０に、制御手段は補正テーブル演算部５１３、加算器５１５及びパルス発生器５１６に、それぞれ対応し、カウンタはＣＰＵ６０１に設定され、指示手段は図示しない制御パネルに設定される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、予め設定された条件のときにのみベルト１周分にわたってデータサンプリングが行われ、必要なデータを取得するので、装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの偏差を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図である。図１において、符号１００は複写機本体、符号２００はそれを載せる給紙テーブル、符号３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、符号４００は更にその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。この複写機は、タンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する電子写真複写機である。
【００４１】
複写機本体１００には、その中央に、像担持体としての中間転写体であるベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての支持ローラ１４，１５，１６に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。これらの３つの支持ローラのうちの第２支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。
【００４２】
また、３つの支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１８が並べて配置されたタンデム型画像形成部２０が対向配置されている。本実施形態においては、第２支持ローラ１５を駆動ローラとしている。また、タンデム型画像形成部２０の上方には、潜像形成手段としての露光装置２１が設けられている。
【００４３】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０の反対側には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２においては、２つのローラ２３間に記録材搬送部材としてのベルトである２次転写ベルト２４が掛け渡されている。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の画像を記録材であるシートに転写する。
【００４４】
また、この２次転写装置２２の図中左方には、シート上に転写された画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。
【００４５】
もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置しても良く、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。また、本実施形態では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム型画像形成部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８も設けられている。
【００４６】
上記複写機を用いてコピーを取るときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。又は、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００４７】
その後、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動する。他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動する。次いで、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行する。
【００４８】
そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を更に反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射し、結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００４９】
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４，１５が連れ回り回転する。
【００５０】
また、これと同時に、個々の画像形成部１８において潜像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを回転させ、各感光体ドラム上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー画像（顕像）を形成する。
【００５１】
そして、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００５２】
このような画像形成に並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００５３】
又は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を転写する。
【００５４】
画像転写後のシートは、２次転写ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。又は、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００５５】
なお、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００５６】
この複写機を用いて、黒のモノクロコピーを取ることもできる。その場合には、図示しない手段により、中間転写ベルト１０を感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃから離れるようにする。これらの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃは、一時的に駆動を止めておく。黒用の感光体ドラム４０Ｋのみが中間転写ベルト１０に接触させ、画像の形成と転写を行う。
【００５７】
次に、本発明の特徴部分である、中間転写ベルト１０の駆動制御について説明する。
【００５８】
本実施形態の複写機では、中間転写ベルト１０を一定速度で移動させる必要がある。しかし、実際には、ベルトの厚みにより、そのベルト移動速度に変動が生じる。中間転写ベルト１０のベルト移動速度が変動すると、実際のベルト移動位置が目標とするベルト移動位置からずれてしまい、感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ上の各トナー画像の先端位置が中間転写ベルト１０上でずれて色ずれが発生する。
【００５９】
また、ベルト移動速度が相対的に速いときに中間転写ベルト１０上に転写されたトナー画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に引き延ばされた形状となり、逆に、ベルト移動速度が相対的に遅いときに中間転写ベルト１０上に転写されたトナー画像部分は本来の形状よりもベルト周方向に縮小された形状となる。この場合、最終的にシート上に形成された画像には、そのベルト周方向に対応する方向に周期的な画像濃度の変化（バンディング）が表れる。
【００６０】
そこで、本発明では、中間転写ベルト１０を高い精度で一定速度に維持するようにした。以下、中間転写ベルト１０を高い精度で一定速度に維持する構成及び動作について説明する。なお、以下の説明は、中間転写ベルト１０に限られるものではなく、広く駆動制御がなされるベルトについて同様である。
【００６１】
図２に中間転写ベルト１０の主要部品の構成図を示す。転写駆動ローラ１５の軸１５ｂは転写駆動モータＭの回転軸Ｍｂのギアに噛合する減速ギアＮａ，Ｎｂを介して駆動ギアＮと接続され、転写駆動モータＭを回転駆動することにより転写駆動モータＭの駆動速度に比例して回転する。転写駆動ローラ１５が回転することによって中間転写ベルト１０が駆動され、中間転写ベルト１０が駆動されることによって従動ローラ１４が回転する。本実施形態では従動ローラ１４の軸上に図示しないエンコーダが配置され、従動ローラ１４の回転速度をエンコーダで検出することによって転写駆動モータＭの速度制御を行っている。
【００６２】
また、本実施形態では、転写駆動ローラ１５の目標回転速度を予め設定し、当該目標回転速度に対し実際のエンコーダの回転検出速度が同一となる様にＰＬＬ制御（速度制御）を行っている。なお、ＰＬＬ制御するにあたり、検出速度変動に対する制御の追従性を向上させるために、制御ゲインをかけて制御を行っている。
【００６３】
上記の制御を行うことにより、中間転写ベルト１０の速度変動を最小限とすることが可能となり、色ずれの発生を抑制している。
【００６４】
ただし、エンコーダを用いたＰＬＬ制御では、前述したように制御ゲインをかけて転写駆動モータＭの駆動速度を制御するため、ベルト厚みによって検出誤差が発生すると、誤差を増幅して転写駆動モータＭを駆動してしまうという現象が発生する。すなわち、ベルト厚み量の変動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。
【００６５】
この色ずれ発生の現象の詳細を、図４を用いて説明する。
【００６６】
転写駆動モータＭを一定速度で駆動したときに、中間転写ベルト１０が理想的に速度変動なく搬送されていても、中間転写ベルト１０の厚い部分が従動軸１４に巻き付いていると、中間転写ベルト１０の従動実効半径が増加して、一定時間あたりの従動軸１４の回転角変位量は低下する。これは、ベルト搬送速度低下として検出される。また、中間転写ベルト１０の薄い部分が巻き付いていると、従動軸１４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。
【００６７】
以下の説明では、わかり易くするため、駆動ローラの角速度を変動させて、ベルト速度を一定とした場合について図５を用いて説明する。
【００６８】
図５のＡは、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転させた場合のベルト搬送速度を示したグラフである。Ｃは駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転させた場合の従動ローラ１４の回転角速度である。Ｂ'はベルトを一定の搬送速度で回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度である。Ｅｊは、図４に示す従動ローラ１４におけるベルトの実効厚み変動である。Ｅｄは、動ローラ１５におけるベルトの実効厚み変動である。
【００６９】
図５からわかるように、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合の従動ローラ１４の回転角速度であるＣは、ベルトを一定の搬送速度で回転したときの従動ローラ１４の回転角速度変動Ｂ'と、駆動ローラ１５を一定の回転角速度で回転した場合のベルト搬送速度であるＡとを重畳したものである。
【００７０】
また、ベルト速度が一定と仮定した場合、駆動ローラ１４における回転角速度は、図５に示す波形Ａとπだけ位相がずれた波形となる。このときの従動ローラにおける回転角速度は、図５に示す波形Ｂ'となる。駆動ローラにおける回転角速度（波形Ａとπずれた波形）と従動ローラにおける回転角速度（波形Ｂ'）との差分は、図５のＣの波形（駆動ローラ１５を一定回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度）となる。
【００７１】
上記説明では、わかり易くするために、ベルト速度が一定と仮定した場合について説明したが、上述のように駆動ローラにおける回転角速度から従動ローラにおける回転角速度を差し引けば、図５のＣの波形（駆動ローラ１５を一定回転させたときの従動ローラ１４の回転角速度）が得られる。
【００７２】
つまり、駆動ローラ軸の回転角速度が変動していても、従動ローラ軸の回転角速度から駆動ローラ軸の回転角速度を差し引くことによって、駆動ローラ軸を一定に回転させたときと同様にベルト厚み変動に起因した変動成分を得ることができる。
【００７３】
上記のように従動ローラ軸の回転角速度及び駆動ローラ軸の回転角速度（角変位）の変動を計測したデータから、ベルト厚み変動による従動ローラ１４の回転角速度（角変位）変動を算出する。そして、この算出データから、ベルトが一定搬送速度となる従動ローラの制御目標値を設定し、この目標値と従動ローラ側ロータリエンコーダの出力値と比較して駆動制御する。
【００７４】
これは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。
【００７５】
前記のように駆動ローラとエンコーダの出力結果から制御パラメータを生成するので、実機でも制御パラメータを生成することが可能であり、ベルトの厚みを計測するための計測装置が必要なく非常に安価で構成することが可能となる。
【００７６】
なお、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及び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。
【００７７】
図３に従動ローラ１４とエンコーダの詳細図を示す。エンコーダ５０１はディスク４０１、発光素子４０２、受光素子４０３、圧入ブッシュ４０４，４０５から構成されている。ディスク４０１は従動ローラ１４と接する右下ローラ６６の軸上に圧入ブッシュ４０４，４０５を圧入することで固定され、従動ローラ１４の回転と同時に回転するようになっている。また、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するスリットを有していて、その両側に発光素子４０２と受光素子４０３を配置することで、従動ローラ１４の回転量に応じてパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を得ている。このパルス状のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて従動ローラ１４の移動角（以下、角変位と称す）を検出することにより、転写駆動モータＭの駆動量を制御している。
【００７８】
図６は、本実施形態に係る複写機の駆動制御装置のブロック図である。
図６において、転写駆動モータＭの角変位信号とエンコーダ５０１の検出角変位信号は、制御コントローラ部５０２に入力される。なお、本実施形態では転写駆動モータとしてＤＣブラシレスモータを使用しており、転写駆動モータＭの角変位信号は、モータのロータの回転速度を検出しているＦＧ信号を用いているが、ＦＧ信号に限らずモータ軸上に取り付けられたエンコーダなどを使用しても良い。
【００７９】
この制御コントローラ部５０２は、駆動モータＭの角変位信号（Motor FG Pulse）とエンコーダ５０１の検出角変位信号のパルス数（Encoder Pulse）をカウントするパルスカウント部５０３、各々のパルスカウント値の差を算出する減算部５０５、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ５０６、ローパスフィルタ後の減算結果をダウンサンプリングして更にベルト１周分のダウンサンプリング結果を一次格納するデータ間引きメモリ５０８、ベルト１周分のダウンサンプリング結果からベルト厚み変動成分（厚み偏差）を抽出する位相・振幅演算部５１０、算出された位相及び振幅値から補正値を算出してテーブル展開する補正テーブル演算部５１３、補正テーブルから補正値を読み出してモータに与えるパルス信号を生成するパルス生成部５１６から主に構成されている。
【００８０】
パルスカウント部５０３は、駆動モータＭの角変位信号とエンコーダ５０１の検出角変位信号のパルス数をカウントする処理を行っている。パルスのカウントはハードウェア的にパルスのエッジを検出し、エッジの入力回数を計測するものである。このときモータＦＧとエンコーダの分解能が異なるため、乗算部５０４で分解能を合わせるための定数を乗算する。
【００８１】
その後、各々のカウント結果から減算部５０５で差分値を算出する。本実施形態では内部に４ｍｓタイマ５１７を有しており、４ｍｓタイマ５１７のタイミングで各パルスカウンタ値を参照している。差分した結果は、４ｍｓ周期でローパスフィルタ部５０６のメモリに格納される。なお、差分値を算出するタイミングは本実施形態では４ｍｓとしているが、高速サンプリングが可能であれば、量子誤差が少なくなるため、これに限ったものではない。差分値を算出するタイミングはモータＦＧ及びエンコーダの分解能とベルト回転速度から決定されるパルスの発生周期と、内部メモリの確保可能な容量で決定される。
【００８２】
各々の出力には、ローラ回転周期変動、駆動ギア周期変動、ベルト厚み変動によるベルト周期変動成分が含まれているため、ローパスフィルタ部５０６では、４ｍｓ毎にサンプリングした差分値から移動平均処理によりベルト厚み以外の周期変動成分を除去する。本実施形態ではベルト周期成分に比較的近い駆動ローラの周期変動成分を除去するために、駆動ローラ２周分の差分値を格納可能なメモリを用意して移動平均処理を行っている。これは後述する位相及び振幅値を算出する際に、ベルトの周期変動に近い変動成分が重畳していると演算誤差が発生するからで、この誤差を排除するために、事前に駆動ローラの周期変動成分を除去する処理を行う。
【００８３】
移動平均処理後のデータは、同期タイマ５１９で４０ｍｓ毎に間引いて、ベルト１周分のデータをデータ間引きメモリ５０８に一次格納する。なお、データの間引き周期に関して、移動平均処理では量子化誤差を少なくするため４ｍｓでの比較的早い周期でのサンプリングを行ったが、位相及び振幅値演算ではベルト１周の位相・振幅値の算出を行う用途のため、他の変動成分が重畳していないデータであればそれほど多くのデータ数は必要ない。そのため本実施形態では移動平均処理したデータを更に４０ｍｓ周期で間引いてデータ間引きメモリ５０８に保持する処理を行っている。
【００８４】
また、次処理の位相・振幅処理５１０では、位相値を算出するために転写ベルト１０の基準となる位置管理が必要となる。そのため転写ベルト１０上に基準マークを取り付け、センサで基準位置を検出しながらデータをサンプリングすることによって基準位置の管理が可能となるが、本実施形態では４ｍｓタイマでパルスカウント値を参照して、差分値の演算を開始したタイミングを仮想の基準位置とし、以降は４ｍｓのカウント量でベルトの周回数と基準位置を認識する処理を行っている。
【００８５】
データ間引きメモリ５０８にベルト１周分のデータが格納された後、前述したように位相・振幅演算処理部５１０で、基準位置での位相値と最大振幅値の演算が行われる。位相及び振幅演算は、転写ベルト１０の周期変動成分の高次成分まで演算することが可能であり、本実施形態では１〜３次成分までの値の算出を行っている。
【００８６】
演算方法は直交検波処理で行う。直交検波処理の基本概念を以下に示す。一般的に時間領域で周期的に変化する波形は、波形の周期をＴとおくと、
基本周波数 ｆ０ ＝ １／Ｔ
基本角周波数 ω０ ＝ ２πｆ０
となり、離散データはフーリエ級数として下記の式（１）ように表すことができる。
【数１】
【００８７】
ここで、下記の式（２）で各成分を求めることができる。
【数２】
【００８８】
なお、式（２）において、ａ０は直流成分、ａｎ及びｂｎは角周波数がｎω０のｃｏｓ波とｓｉｎ波の振幅であり、これらから、下記の式（３）を得ることができる。
【数３】
【００８９】
上記式（３）において、ｒｎ、φｎは、各々第ｎ次高調波の振幅及び位相を示している。
【００９０】
振幅及び位相値を算出する場合は、先ず式（２）を用いてデータ間引きメモリ５０８に格納されたデータ間引き処理後の離散データに対して、計測時の転写ベルト１周の周波数ｆと各離散データのデータサンプリング時間ｔからｓｉｎとｃｏｓの演算を行い、その累積値から振幅ａｎとｂｎを算出し、式（３）を用いて振幅ｒｎと位相φｎを算出する。
【００９１】
上記演算結果には駆動軸１５の誤検出分と従動軸１４の誤検出分が重畳されている。そのため最終的に転写ユニット（２次転写装置２２）のメカレイアウトによって一意に決定される変換係数を用いて振幅値の補正を行い、従動軸１４の誤検出分への換算を行う。そして、従動軸１４で誤検出される成分の１〜３次成分までの位相及び振幅値を演算後、ｓｉｎ関数を用いて各成分の合成波を算出し、補正テーブル演算部５１３でベルト１周分の補正テーブルの演算を行う。
【００９２】
補正テーブル演算部５１３で補正テーブルを演算後、パルス生成部５１６で転写駆動モータＭに出力するパルス信号を生成する。その際、補正テーブル５１３からベルトの移動位置に応じてメモリの参照アドレスを切り換えながら値をリードする。このメモリが特許請求の範囲にいう第１及び第２の保持手段に対応する。補正テーブル演算部５１３で演算された値は、４ｍｓ周期でのモータＦＧとエンコーダカウント値の差分値であることから、この値を周波数に換算して本来の基準周波数に加算することで駆動モータＭに与える周波数を決定し、当該周波数から周期パルス信号を生成することにより駆動モータＭに与えるパルス信号の生成を行っている。
【００９３】
以上の動作を周回毎に繰り返すことで、モータＦＧとエンコーダ出力からベルトの厚み変動による従動ローラの誤検出分を抽出し、誤検出分を制御目標周波数とすることによって結果的にＤＣモータのＰＬＬ制御が動作し、ベルトを等速に動作させることが可能となる。
【００９４】
なお、図６において、符号５１１，５１５は加算器、符号５０７，５０９，５１２，５１４はベルト位置カウンタ５１８からのカウント位置に応じて動作し、接続方向を選択するスイッチである。
【００９５】
図７は、本実施形態における転写駆動モータＭ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、上記エンコーダ５０１の出力信号に基づいて転写駆動モータＭ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、不揮発メモリ６１１、ＩＯ制御部６０４、転写駆動モータ駆動Ｉ／Ｆ部６０６、ドライバ６０７、検出ＩＯ部６０８から構成されている。
【００９６】
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、本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ＲＡＭ６０２及びプログラムを格納するＲＯＭ６０３、ＩＯ制御部６０４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。ＣＰＵ６０１はＲＯＭ６０３に格納されたプログラムコードに沿った処理をＲＡＭ６０２をワークエリアとして使用しながら実行し、プログラムで定義された制御を実行する。
【００９７】
転写駆動モータＩＦ６０６は、ＣＰＵ６０１からの駆動指令により、ドライバ６０７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ドライバ６０７によりＰＬＬ制御が行われ、転写駆動モータＭが回転駆動される。
【００９８】
エンコーダ５０１の出力及びモータＭのＦＧ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５０１及びモータＭのＦＧ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、出力パルスを計数するカウンタを備えている。そして、このカウンタのカウントした数値は、バス６０９を介してＣＰＵ６０１に送られる。
【００９９】
上記転写駆動モータ駆動用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、パルス状の制御信号を生成する。
【０１００】
上記ドライバ６０７は、ＰＬＬ制御用ＩＣ及びパワー半導体素子（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、上記転写駆動モータ駆動用ＩＦ部６０６から出力されたパルス状の制御信号とエンコーダ５０１から出力される従動ローラ（軸）１４の回転情報に基づいて、従動ローラ（軸）１４の回転角速度が制御信号と位相及び速度が同一となるようにＰＬＬ制御が行われる。更にＰＬＬ制御によって生成されたパルス周波数に応じて転写駆動モータＭに相信号を印加する。この結果、従動ローラ（軸）１４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従制御され、従動ローラ（軸）１４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５０１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。
【０１０１】
ＲＡＭ６０２はＲＯＭ６０３に格納されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される機能の他に、前述したようにエンコーダ５０１と転写駆動モータＭのＦＧ信号の差分値からノイズ成分を除去するためのローパスフィルタ用のデータ格納エリア、及び間引いたデータを格納するエリア、更に補正値を格納するエリアとして使用される。ＲＡＭ６０２は揮発性メモリのため、位相及び振幅値など次のベルト起動で使用するパラメータはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ６１１に格納しておき、電源ＯＮ時もしくは転写駆動モータ起動時にｓｉｎ関数もしくは近似式を用いて、転写ベルト１０１周期分のデータをＲＡＭ６０２上に展開する。
【０１０２】
実際の転写ベルト１０の厚みは、その製造工程に左右される要素が大きいが、ほとんど場合、ｓｉｎ状となっていて、特に転写ベルト１周分の全ての検出角変位誤差データを持っておく必要もなく、計測時に基準位置からの位相と振幅を算出し、このデータから検出角変位誤差データを算出しても十分同等のデータとして扱える。そのため、制御周期毎の検出角変位誤差データを、不揮発性メモリ６１１に格納しておく必要がなく、上記位相及び振幅パラメータのみでベルト厚みによる検出角変位誤差データを生成することができる。それ故、揮発性メモリのみのエリアだけ用意すれば制御可能となる。ベルト厚みによる検出角変位誤差データは、電源ＯＮ時もしくは転写駆動モータ起動時に生成される。
【０１０３】
本実施形態では、このようにして中間転写ベルトの厚みの偏差をベルト１周分のデータに基づいて検出し、補正するようにしている。すなわち、本実施形態では、色ずれを防止するため、
１）ベルトが駆動されたら、ベルトの従動ローラに付けられたエンコーダによりベルトの速度を検出し、その情報を元にして偏差検出モジュールが間接的にベルトの厚み偏差をベルト１周分求める。
２）求めた１周分の厚み偏差に基づいて、次のベルト１周分の駆動ローラの駆動量をデバイスモジュールが決定し、補正する。
３）この動作をベルト１周毎に繰り返す。
という処理を行っている。図８は、この処理を実行する複写機１００のソフトモジュール構成を示すブロック図である。同図において、複写機１００は、全体制御部（ＣＰＵ）６０１によって制御され、この全体制御部にバスを介してメモリ６１１、紙搬送モジュール２００Ｍ、定着モジュール２５Ｍ、デバイスモジュール６２０、スキャナモジュール３００Ｍ、作像モジュール２０Ｍが接続され、全体制御部６０１との間の信号の送受が可能となっている。デバイスモジュール６２０には偏差検出モジュール５１０Ｍとドライバ６０７が接続され、偏差検出モジュール５１０Ｍは図６に示した位相・振幅演算部５１０に対応し、中間転写ベルト１０の従動軸である支持ローラ１４に取り付けられたエンコーダ５０１のエンコーダ出力を基に前述の処理が行われた信号が入力される。中間転写ベルト１０はデバイスモジュール６２０及びドライバ６０７によって駆動されるベルト駆動モータＭの駆動力により、回転駆動される。
【０１０４】
中間転写ベルト１０の駆動に際し、厚み偏差を補正する方法は、前述した通りである。この補正については、中間転写ベルト１周分の厚み偏差データが必要となる。そのためにはベルト１周分ローラを駆動しなければならない。この動作は印刷と平行して行われるが、ベルト１周分ローラを駆動する前に印刷が終了してしまった場合には、データを取る目的のためだけに、ベルトを空回しする必要がある。そして、ベルトが１周したら、作像装置を停止することになる。
【０１０５】
このような動作を全ベルト駆動毎に行うと、作像装置の寿命が縮む原因となる。そこで、本複写機１００では、図９のフローチャートに示すように処理する。図９はベルトの厚さの偏差を検出する際に、必要のあるときのみベルトを１周させ、ベルトを１周させなくともベルトの厚み偏差に対応可能である場合には、ベルトを１周回転させる前にベルト駆動を停止する制御手順を示すフローチャートである。
【０１０６】
このフローチャートでは、先ず、モータＭを駆動し（ステップＳ１０１）、制御コントローラ部５０２（図６参照）でデータサンプリングを行いながら（ステップＳ１０２）、印刷終了を待つ（ステップＳ１０３）。そして、印刷が終了すると、中間転写ベルト１０が１周回ったかどうかをチェックし、回っていれば、データサンプリングを完了し（ステップＳ１０５）、データを不揮発性メモリ６１１に格納し（ステップＳ１０６）、モータＭの駆動を停止させる（ステップＳ１０７）。一方、印刷完了時にベルトが１周駆動していない場合には（ステップＳ１０４−Ｎ）、作像装置を停止して中間転写ベルト１０も止める。このとき、ベルト１周駆動未達カウンタを＋１する（ステップＳ１０８）。
【０１０７】
次の印刷時、ベルト１周駆動未達カウンタのベルト駆動ローラ１５の駆動の補正には、前に１周分ベルトが駆動完了して取たデータを使用する。このデータは不揮発性メモリ６１１から読み出されるが、古いデータとなるので、補正の精度はある程度落ちる。この印刷終了時、ベルトが１周駆動していない場合には（ステップＳ１０４−Ｎ）、ベルト１周駆動未達カウンタを＋１し（ステップＳ１０８）、当該カウンタのカウント値を見る。カウント値が一定値（予め実験的に計測し、適切な値を設定しておく）以上になっている場合は（ステップＳ１０９−Ｙ）、ベルトが１周するのを待ってベルト１周分の厚み偏差データを取得した（ステップＳ１１０，Ｓ１０５）後、ステップＳ１０６でデータを不揮発性メモリ６１１に格納し、モータＭを停止させる（ステップＳ１０７）。
【０１０８】
他方、ステップＳ５０９で一定値に達していない場合には（ステップＳ１０９−Ｎ）、データサンプリングを中断して（ステップＳ１１１）、モータＭを停止させ（ステップＳ１０７）作像モジュールの動作も停止する。このとき、補正データは前回取得した１周分にわたる補正データを使用する。
【０１０９】
このようにステップＳ１０９である一定回数以上、ベルト１周分の厚み偏差データが取得できなかった場合に限り、ベルトを１周回してデータを取得するようにすれば（ステップＳ１１０，Ｓ１０５）、データの精度と中間転写ベルト１０を含む作像装置の寿命を両立させることができる。
【０１１０】
なお、図９のフローチャートでは、ベルト１周分のデータを取得していない回数をカウンタでカウントし、１周したデータを取得できなかった回数が所定回数を超えたときに、ベルト１周分のデータをサンプリングし、そのデータを補正に使用するようにしているが、これは使用する補正データの精度を問題にしているからである。使用する補正データが問題となるのは、このような経時的な要素の他に、複写機１００の電源ＯＮ時の最初のデータサンプリング時、省電源消費モード（省エネモード）から復帰時、ジャム処理、電源断などの異常発生時から復帰した最初の回転動作開始時などにおいても、ベルト１周分のデータサンプリングを行い、その後の定常運転で図９に示したフローチャートに沿った処理を実行する。
【０１１１】
また、ステップＳ１０８における未達カウンタはＣＰＵ６０１に設定され、図９の処理は処理状態で設定されているが、このようなベルト１周分のデータサンプリングを行うか否かは複写機１００の図示しない制御パネルから設定することも可能である。
【０１１２】
なお、本発明に対する実施形態として、タンデム型画像形成装置における中間転写ベルトの駆動制御についての例を挙げたが、搬送ベルトによって搬送される記録用紙（シート状記録媒体）に直接転写する直接転写方式のタンデム型画像形成装置にも、あるいは、これらの形式の画像形成装置に限らず感光体ベルトを用いた画像形成装置における駆動制御にも同様に適用でき、同様の効果を奏する。
【０１１３】
以上のように、本実施形態によれば、
１）必要なときにはベルト１周分のデータをサンプリングするので、必ずベルト１周分の厚み偏差を抽出することができ、次の印刷時には最新のデータに基づいて厚み偏差を補正した支持回転体の駆動制御が可能となる。
２）常にベルト１周分の厚み偏差を抽出するわけではないので、不要にベルトを駆動することがなくなり、負荷の寿命を延ばすことができる。
３）一定のベルト駆動回数に達した時点、あるいはそれ以前にで厚み偏差が抽出されるので、一定以上古いデータを使用することなく、支持回転体の補正をすることができる。
４）前回の前記ベルトの駆動時にベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった場合には、次のベルト駆動時にはその前に取得していた１周分にわたるデータを使用するので、いずれの場合においても以前に取得した最新のデータを用いて支持回転体の補正を行うので、補正しない場合に比べて、ベルトの駆動速度を一定に保つことができる。
５）厚み偏差の検出動作を実行中に、画像形成手段による画像形成動作が実行されていない場合には、厚み偏差の検出動作に関係のない負荷は待機状態とするので、厚み偏差の検出に使用する必要のない負荷の消耗を防ぐことができる。
６）負荷が待機状態のときに印刷指示が入力された場合には、印刷時に使用する必要のある負荷をオンするので、そのまま印刷を開始することができ、ユーザを待たせることなく印刷出力を行うことができる。
７）これらのことから、予め設定された条件のときにのみベルト１周分にわたってデータサンプリングが行われ、必要なデータを取得するので、装置の寿命をいたずらに縮めることなく、ベルトの偏差を補正することができる。
等の効果を奏する。
【０１１４】
また、本実施形態で説明した無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する手法、検出した厚み偏差に基づいて補正する手法は、検出手段及び制御手段の一例に過ぎず、他の手法を導入して検出及び補正を行って良いことは言うまでもない。本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】従来から実施されているタンデム型画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】図１における中間転写ベルトの主要部を示す斜視模式図である。
【図３】従動ローラとエンコーダの詳細を示す要部斜視図である。
【図４】ベルト搬送系の構成の一例を示す図である。
【図５】ベルト厚さ変動とローラ軸の各速度変動の関係を示す図である。
【図６】転写ベルトフィードバック制御及びベルト厚み変動補正制御を実行する本実施形態における制御構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態における転写駆動モータＭ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８】本実施形態係るタンデム型画像形成装置（複写機）のソフトモジュール構成を示すブロック図である。
【図９】ベルトの厚さの偏差を検出する際に、必要のあるときのみベルトを１周させ、ベルトを１周させなくともベルトの厚み偏差に対応可能である場合には、ベルトを１周回転させる前にベルト駆動を停止する本実施形態に係る制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１０ 中間転写ベルト（ベルト）
１４ 従動ローラ
１５ 駆動ローラ
５０２ 制御コントローラ部
５０３ パルスカウンタ
５１０ 位相・振幅演算部
５１３ 補正テーブル演算部
５１５ 加算部
５１６ パルス発生器
５０１（Ｅ） エンコーダ
Ｍ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、
前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、
前記駆動源を駆動制御する制御手段と、
前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行し、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記厚み偏差を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動すること
を特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト駆動制御装置において、
前記検出手段が、
前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する従動支持回転体検出手段と、
前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する駆動支持回転体検出手段と、
前記従動支持回転体検出手段の検出結果と前記駆動支持回転体検出手段の検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する抽出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記抽出手段により該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御すること
を特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった連続回数であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のベルト駆動制御装置において、
前記回数を計数するカウンタを備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載のベルト駆動制御装置において、
前回の前記ベルトの駆動時に、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった場合には、前記制御手段は次のベルト駆動時にはその前に取得していた１周分にわたるデータを使用することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、電源ＯＮ時の最初のデータサンプリング時であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、省電源消費モードからの復帰時であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、異常発生により前記支持回転体及び前記ベルトが停止し、前記異常発生が回復し、停止状態から復帰した後の最初の回転動作開始時であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項にベルト駆動制御装置において、
前記検出手段の検出動作を行わないように指示する指示手段を備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のベルト駆動制御装置と、
前記ベルト駆動制御装置によって制御される駆動源を有するベルト駆動装置と、
を備えていることを特徴とするベルト装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のベルト装置と、
前記ベルト上に画像を形成し、当該画像を記録媒体に転写して可視画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のベルト装置と、
前記ベルトによって搬送されるシート状態記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の画像形成装置において、
前記検出手段による厚み偏差の検出動作を実行中に、前記画像形成手段による画像形成動作が実行されていない場合には、前記厚み偏差の検出動作に関係のない負荷は待機状態とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
前記負荷が、帯電を行うための高圧装置、現像を行うための現像装置、定着を行う定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の画像形成装置において、
前記負荷が待機状態であるときに、次の画像形成指示が入力されたとき、前記待機状態を解除し、画像形成動作を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記画像が、４連の感光体ドラムから画像が転写されることにより形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、
前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、
前記駆動源を駆動制御する制御手段と、
前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する検出工程と、
前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動するサンプリング工程と、
を備えていること特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のベルト駆動制御方法において、
前記検出工程が、
前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第１の工程と、
前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第２の工程と、
前記第１の工程における検出結果と前記第２の工程における検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する第３の工程と、
を備え、
前記第３の工程で該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御すること
を特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項１９】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、
前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、
前記駆動源を駆動制御する制御手段と、
前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、
を備えたベルト駆動制御装置の制御をコンピュータによって実行するためのコンピュータプログラムであって、
前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する手順と、
前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動する手順と、
を備えていること特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２０】
請求項１９記載のコンピュータプログラムが、コンピュータによって読み取られ、実行可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項１】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、
前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、
前記駆動源を駆動制御する制御手段と、
前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行し、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記厚み偏差を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動すること
を特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト駆動制御装置において、
前記検出手段が、
前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する従動支持回転体検出手段と、
前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する駆動支持回転体検出手段と、
前記従動支持回転体検出手段の検出結果と前記駆動支持回転体検出手段の検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する抽出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記抽出手段により該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御すること
を特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった連続回数であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のベルト駆動制御装置において、
前記回数を計数するカウンタを備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載のベルト駆動制御装置において、
前回の前記ベルトの駆動時に、前記データサンプリングによって前記ベルト１周分にわたるデータの取得ができなかった場合には、前記制御手段は次のベルト駆動時にはその前に取得していた１周分にわたるデータを使用することを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、電源ＯＮ時の最初のデータサンプリング時であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、省電源消費モードからの復帰時であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載のベルト駆動制御装置において、
前記予め設定された条件が、異常発生により前記支持回転体及び前記ベルトが停止し、前記異常発生が回復し、停止状態から復帰した後の最初の回転動作開始時であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項にベルト駆動制御装置において、
前記検出手段の検出動作を行わないように指示する指示手段を備えていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のベルト駆動制御装置と、
前記ベルト駆動制御装置によって制御される駆動源を有するベルト駆動装置と、
を備えていることを特徴とするベルト装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のベルト装置と、
前記ベルト上に画像を形成し、当該画像を記録媒体に転写して可視画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のベルト装置と、
前記ベルトによって搬送されるシート状態記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の画像形成装置において、
前記検出手段による厚み偏差の検出動作を実行中に、前記画像形成手段による画像形成動作が実行されていない場合には、前記厚み偏差の検出動作に関係のない負荷は待機状態とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
前記負荷が、帯電を行うための高圧装置、現像を行うための現像装置、定着を行う定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の画像形成装置において、
前記負荷が待機状態であるときに、次の画像形成指示が入力されたとき、前記待機状態を解除し、画像形成動作を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記画像が、４連の感光体ドラムから画像が転写されることにより形成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、
前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、
前記駆動源を駆動制御する制御手段と、
前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する検出工程と、
前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動するサンプリング工程と、
を備えていること特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のベルト駆動制御方法において、
前記検出工程が、
前記ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち回転駆動力の伝達に寄与しない従動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第１の工程と、
前記回転駆動力を付与する駆動源からの駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転角変位又は回転角速度を検出する第２の工程と、
前記第１の工程における検出結果と前記第２の工程における検出結果との差分から、前記ベルトの周方向の周期的な厚さ変動に対応した周波数を有する回転角変位又は回転角速度のベルト交流成分の振幅及び位相を厚み偏差として抽出する第３の工程と、
を備え、
前記第３の工程で該抽出された交流成分の振幅及び位相に基づいて、前記駆動支持回転体の回転を制御すること
を特徴とするベルト駆動制御方法。
【請求項１９】
複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトと、
前記支持回転体の１つに回転駆動力を付与する駆動源と、
前記駆動源を駆動制御する制御手段と、
前記無端状のベルトの周方向の周期的な厚み偏差を検出する検出手段と、
を備えたベルト駆動制御装置の制御をコンピュータによって実行するためのコンピュータプログラムであって、
前記検出手段によって前記厚み偏差を検出するためのデータサンプリングを前記ベルトの回転動作と並行して実行する手順と、
前記制御手段によって前記検出手段によって検出された前記厚さ変動を打ち消すように前記駆動源を駆動するとともに、予め設定された条件のときに前記データサンプリングが前記ベルト１周分にわたって取得できるように前記ベルトを１周分駆動する手順と、
を備えていること特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２０】
請求項１９記載のコンピュータプログラムが、コンピュータによって読み取られ、実行可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−５４９５３（Ｐ２０１０−５４９５３Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２１６２１（Ｐ２００８−２２１６２１）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]