JP2006171594A - ベルト駆動制御方法、ベルト駆動制御装置、ベルト装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 高い減速比をもつ減速機構を必要とせずに、ベルト駆動時に発生するベルトの微小な速度変動を抑制することである。
【解決手段】 ベルトが掛け渡された少なくとも１つの支持回転体の角変位を検出し、その検出値と目標値との差分を求め、その差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて、駆動支持回転体を駆動するパルスモータに入力する駆動パルス周波数を求め、求めた駆動パルス周波数の駆動パルス信号をパルスモータに入力する。そして、上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れるベルト表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、その特定の速度変動成分を打ち消すように上記目標値を設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御方法及びベルト駆動制御装置、そのベルト駆動制御装置を利用したベルト装置、そのベルト装置を利用した画像形成装置、並びに、そのベルト駆動制御装置用のプログラムに関するものである。

従来より、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトの表面移動状態を適正に保つため、駆動時に発生する表面移動速度変動（以下、単に「速度変動」という。）をキャンセルさせるような目標値を設定し、その目標値に追従するように駆動源をフィードバック制御することが行われている。例えば、特許文献１には、パルスモータを用いて駆動される駆動ローラ及び従動ローラに掛け渡されたベルトが等速度で移動するようにパルスモータをフィードバック制御する駆動制御方法が開示されている。この方法では、駆動ローラ又は従動ローラの角変位を検出し、その検出値と予め設定された角変位の目標値との差を求め、両者の差と標準駆動パルス周波数とに基づいてパルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求める。そして、求めた駆動パルス周波数をもつ駆動パルス信号を用いて、パルスモータを駆動する。駆動ローラ又は従動ローラの角速度と目標値（目標角速度）との差に基づいてフィードバック制御する場合、その差が累積することで、経時的にはベルト表面移動方向におけるベルト位置のズレが発生する。上記特許文献１に記載の方法によれば、このような経時的なベルト位置のズレを防止することができる。

特開２００４−１８７４１３号公報

ところが、上記特許文献１に記載の方法で駆動ローラ又は従動ローラの角速度を一定にしても、種々の要因でベルトの速度変動が発生する。これらの要因の中でも、ベルトの表面移動方向における厚み変動が要因となるベルトの速度変動は、非常に小さい。具体的には、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動ローラを一定の角速度で回転させたとき（ベルト厚み変動によるベルト速度変動が生じているとき）のベルト位置とのズレ量が、少なくとも駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい。そして、このような小さいベルト速度変動については、従来は抑制することができないと考えられており、常識化していた。この考え方について、図１４を参照して説明する。

図１４に示すグラフは、ベルトを一定の表面移動速度で表面移動させたとすればベルト表面上の基準マークの位置（ベルト位置）が位置することになる地点（規定ベルト位置）と、ベルト厚み変動等による微小な速度変動が生じているときのベルト位置（変動ベルト位置）とのズレ量（実線）について、その時間変化を例示したものである。このような微小な速度変動を抑制する場合、一見すると、単に規定ベルト位置に対するズレ量が図１４中の２点鎖線で示すベルト位置となるように目標値を設定し、その目標値に追従するようにパルスモータを駆動すれば、変動ベルト位置を上記規定ベルト位置に一致させることが可能であるように思われる。
ところが、図１４に示す微小な速度変動成分によるベルト位置のズレ量は、１個の駆動パルス信号がパルスモータに入力されたときに移動するベルトの移動量（図１４中の点線）よりも小さい。このようなズレ量を補正して変動ベルト位置を規定ベルト位置に追従させるには、上記ベルト移動量よりも小さい位置誤差分だけ、変動ベルト位置を調節する必要がある。しかし、パルスモータによってコントロールできる変動ベルト位置のズレ量は、駆動パルス信号１個当たりのベルト移動量に相当するズレ量までであり、このベルト移動量よりも小さい位置ズレ量は調節不可能であると考えられていた。したがって、上記微小な速度変動をキャンセルすべく、変動ベルト位置のズレ量が図１４中の２点鎖線で示したベルト位置となるように目標値を設定することは今まで行われていない。

このような従来の考え方からすれば、次のような微小な速度変動を抑制することは実現困難であると考えられていた。
例えば４つの感光体を備えた直接転写式のタンデム型画像形成装置において、厚み誤差が１０［μｍ］である記録材搬送ベルトを使用したとする。この記録材搬送ベルトが掛け渡された駆動ローラをパルスモータにより等角速度で駆動した場合、記録材搬送ベルトの速度変動に寄与するベルト厚み変動の振幅は±２．５［μｍ］程度となる。この振幅は、駆動ローラの半径を１７［ｍｍ］とし、記録材搬送ベルトの平均厚みを１００［μｍ］とした一般的な場合である。駆動ローラに対する記録材搬送ベルトの巻き付き角が十分大きければ、上記振幅を駆動ローラの角変位量に換算すると、±１．４７×１０^-4［ｒａｄ］となる。このような駆動ローラの角変位量のズレをパルスモータで調節するためには、上述した従来の考え方からすれば、駆動パルス信号１個当たりのパルスモータの角変位量の１／１０程度に相当する駆動ローラの角変位量を調節可能な駆動系が必要になる。すなわち、駆動ローラの角変位量を、１．４７×１０^-5［ｒａｄ］単位でコントロールすることが要求される。一般的なパルスモータは、駆動パルス信号１個当たり１．８［°］すなわち０．０３１４［ｒａｄ］だけ回転するので、このパルスモータを駆動源として、１．４７×１０^-5［ｒａｄ］単位で駆動ローラの角変位量をコントロールするには、パルスモータと駆動ローラとの駆動伝達系において、減速機構とマイクロステップなどを合わせて、約１／２１００という減速比を実現する必要がある。一般的に１／８という減速比を越えるマイクロステップには高価なドライバーが必要となり、また、高い減速比をもつ減速機構は、大口径の歯車を用いるか減速機構を多段構成にするなどの必要性がある。したがって、約１／２１００という大きな減速比を実現することは、コストが高騰し、広い設置スペースが必要となり、現実的でない。
しかしながら、記録材搬送ベルトの速度変動に寄与するベルト厚み変動の振幅が±１０［μｍ］程度であっても、記録材上の画像中に７０［μｍ］程度の色ズレが発生することが確認されている。現在、色ズレを２０［μｍ］程度にまで抑えた高品質な画像が望まれていることから、記録材搬送ベルトの速度変動に寄与するベルト厚み変動の振幅は±２．８［μｍ］程度にまで抑制する必要がある。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、高い減速比をもつ減速機構を必要とせずに、ベルト駆動時に発生するベルトの微小な速度変動を抑制することが可能なベルト駆動制御方法、ベルト駆動制御装置、ベルト装置、画像形成装置及びプログラムを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、パルスモータからの駆動力により回転駆動する駆動支持回転体を含む、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち、その少なくとも１つの角変位を検出し、その検出値と予め設定された角変位の目標値との差分を求め、該差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて該パルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求め、求めた駆動パルス周波数の駆動パルス信号を該パルスモータに入力することにより、該複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御方法において、上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れる上記ベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、該特定の速度変動成分を打ち消すように、上記目標値が設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルト駆動制御方法において、上記特定の速度変動成分は、上記ベルトの表面移動方向における該ベルトの厚み誤差による速度変動成分であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、パルスモータからの駆動力により回転駆動する駆動支持回転体を含む、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち、その少なくとも１つの角変位を検出する角変位検出手段と、該角変位検出手段の検出値と予め設定された角変位の目標値との差分を求める手段と、該手段により求めた差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて、上記パルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求める手段とを有し、該手段により求めた駆動パルス周波数の駆動パルス信号を上記パルスモータに入力することにより、上記複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御装置において、上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れる上記ベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、該特定の速度変動成分を打ち消すように、上記目標値が設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のベルト駆動制御装置において、上記特定の速度変動成分は、上記ベルトの表面移動方向における該ベルトの厚み誤差による速度変動成分であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４のベルト駆動制御装置において、上記差分を求める手段は、該差分を示す波形信号を出力するものであり、該手段から出力されら波形信号を整形処理するローパスフィルタを有し、上記駆動パルス周波数を求める手段は、該ローパスフィルタの出力を上記差分として用いて該駆動パルス信号を求めるものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３、４又は５のベルト駆動制御装置において、上記角変位検出手段として、ロータリーエンコーダを用いることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３、４又は５のベルト駆動制御装置において、上記角変位検出手段として、リニアエンコーダを用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項３、４、５、６又は７のベルト駆動制御装置において、上記角変位検出手段は、上記複数の支持回転体のうち、上記ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体の角変位を検出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項３、４、５、６又は７のベルト駆動制御装置において、上記角変位検出手段は、上記複数の支持回転体のうち、上記駆動支持回転体の角変位を検出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトと、該ベルトの駆動を制御する駆動制御装置と、該駆動制御装置から出力される駆動パルス信号により、該複数の支持回転体のうちの駆動支持回転体を回転駆動する駆動力を発生させるパルスモータとを備えたベルト装置であって、上記駆動制御装置として、請求項３、４、５、６、７、８又は９のベルト駆動制御装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトからなる記録材搬送部材と、該潜像担持体上の顕像を中間転写体を介して又は中間転写体を介しないで直接に、該記録材搬送部材で搬送されている記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、上記記録材搬送部材を駆動させるベルト装置として、請求項１０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトからなる潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体上の顕像を記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記潜像担持体を駆動させるベルト装置として、請求項１０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトからなる中間転写体と、該潜像担持体上の顕像を該中間転写体に転写する第１の転写手段と、該中間転写体上の顕像を記録材に転写する第２の転写手段とを備えた画像形成装置であって、上記中間転写体を駆動させるベルト装置として、請求項１０のベルト装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、パルスモータからの駆動力により回転駆動する駆動支持回転体を含む、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち、その少なくとも１つの角変位を検出する角変位検出手段を有し、該角変位検出手段の検出値に基づいて得られる駆動パルス周波数の駆動パルス信号を上記パルスモータに入力することにより、上記複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御装置に設けられるコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、上記角変位検出手段の検出値と予め設定された角変位の目標値との差分を求める手段、及び、該手段により求めた差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて、上記パルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求める手段として、上記コンピュータを機能させるものであって、上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れる上記ベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、該特定の速度変動成分を打ち消すように、上記目標値が設定されていることを特徴とするものである。

駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れるベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい微小な速度変動成分を抑制しようとする場合、従来は、上述したように、高い減速比をもつ減速機構が必要であると考えられていた。しかし、本発明者らは、鋭意研究の結果、このような微小な速度変動成分についても、この微小な速度変動成分を打ち消すように設定された目標値に、ベルトが掛け渡された少なくとも１つの支持回転体の角変位を追従させる制御を行うことで、抑制可能であることを確認した。詳しくは後述する。

以上、本発明によれば、高い減速比をもつ減速機構を必要とせずに、ベルト駆動時に発生するベルトの微小な速度変動を抑制することが可能となるという優れた効果がある。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について図面を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態１に係るベルト装置の斜視図である。このベルト装置は、駆動ローラ３１及び従動ローラ３２〜３６に掛け渡されている無端状のベルト３０が所定の速度で等速移動するようにパルスモータ１１を駆動制御するベルト駆動制御装置を備えている。図２において、駆動源としてのパルスモータ１１の回転トルク（駆動力）は、動力伝達系を構成する減速系例えばタイミングベルト３７及び従動プーリ３８により、ベルト３０が掛けまわされている駆動ローラ３１の駆動軸３９に伝達される。パルスモータ１１の回転駆動力が駆動ローラ３１に伝達すると、駆動ローラ３１に掛けまわされているベルト３０が移動する。そして、本実施形態１では、複数の従動ローラのうち駆動ローラ３１に近い位置にある従動ローラ３２の角変位を検出する。この従動ローラ３２の角変位を検出する手段は、従動ローラ３２の従動軸４０に図示しないカップリングを介して取り付けたエンコーダ１８で構成されている。このエンコーダは、公知のロータリーエンコーダでもよいし、公知のリニアエンコーダでもよい。

図３は、本実施形態１におけるパルスモータ１１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１８の出力信号に基づいてパルスモータ１１の角変位をデジタル制御する制御系である。
この制御系は、マイクロコンピュータ２１、バス２２、指令発生装置２３、モータ駆動用インターフェイス部２４、モータ駆動部としてのモータ駆動装置２５、及び検出用インターフェイス部２６を用いて構成されている。
上記マイクロコンピュータ２１は、マイクロプロセッサ２１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｃ等で構成されている。これらのマイクロプロセッサ２１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｃ等はそれぞれバス２２を介して接続されている。
上記指令発生装置２３は、パルスモータ１１に対する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。この指令発生装置２３の出力側もバス２２へ接続されている。
上記検出用インターフェイス部２６は、エンコーダ１８の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。この検出用インターフェイス部２６は、エンコーダ１８の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタ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従動ローラ３２の角変位に対応するデジタル数値に変換する。この従動ローラ３２の角変位に対応するデジタル数値の信号は、バス２２を介してマイクロコンピュータ２１に送られる。なお、サンプリング周期は、アンチエイリアジングの周波数よりも十分細かくとる。
上記モータ駆動用インターフェイス部２４は、上記指令発生装置２３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。
上記モータ駆動装置２５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。このモータ駆動装置２５は、モータ駆動用インターフェイス部２４から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、パルスモータ１１にパルス状の駆動電圧を印加する。この結果、パルスモータ１１は、指令発生装置２３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、従動ローラ３２の角変位が目標角変位に従うように追値制御され、従動ローラ３２に掛けまわされているベルト３０が所定の速度で等速移動する。従動ローラ３２の角変位は、エンコーダ１８と検出用インターフェイス部２６により検出され、マイクロコンピュータ２１に取り込まれ、制御が繰り返される。
なお、図３中の符号２９で示した部分は、図２に示したベルト駆動系全体と、モータ駆動用インターフェイス部２４と、モータ駆動装置２５と、検出用インターフェイス部２６とを含む制御対象である。

図１は、本実施形態１に係る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１において、エンコーダ１８の出力パルス信号を処理する検出用インターフェイスの２６から出力される駆動ローラ３１の検出角変位Ｐ（ｉ−１）は演算部１に与えられる。この演算部１は、制御目標値である駆動ローラ３１の目標角変位Ｒef（ｉ）と、駆動ローラ３１の検出角変位Ｐ（ｉ−１）との差ｅ（ｉ）を算出する。この差ｅ（ｉ）は制御コントローラ部２に入力される。制御コントローラ部２は例えばＰＩ制御系で構成される。演算部１で算出されたｅ（ｉ）は、積分要素３で積分され、比例要素４で定数ＫＩがかけられて演算部５に与えられる。また、同時に、演算部１で算出されたｅ（ｉ）は比例要素６で定数ＫＰがかけられて演算部５に与えられる。演算部５は、各比例要素４、６からの２つの入力信号を加えることにより、パルスモータ１１の駆動に用いる標準駆動パルス周波数に対する補正量を求め、その補正量を演算部７に与える。演算部７では、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ｕ（ｉ）が決定される。この演算部７で求めた駆動パルス信号の駆動周波数ｕ（ｉ）に基づいて、モータ駆動用インターフェイス部２４及びモータ駆動装置２５により駆動パルス信号が生成され、パルスモータ１１へ出力される。このように駆動制御されたパルスモータ１１の駆動力が、駆動伝達系３７、３８を介して駆動ローラ３１の駆動軸３９へ伝達され、駆動ローラ３１が所定の目標角変位に従って等角速度で回転する。その結果、ベルト３０が所定の速度で等速移動するとともに、従動ローラ３２が所定の角速度で等角速度回転する。以上のフィードバックループの制御動作が繰り返される。

なお、本実施形態１の制御コントローラ部２では、一例としてＰＩ制御系を用いたが、これに限定されるものではない。また、上記演算すべては、マイクロコンピュータ２１内の数値演算で行われ、簡単に実現することができる。また、上記標準駆動パルス周波数Ｒefp_cは、ベルト３０の速度及びベルト駆動半径を基にした駆動ローラ３１の角速度および減速系の減速比をもとに一意的に決定されるパルス数であるが、本実施形態１においては、モータ駆動中に脱調現象が起きない範囲で任意に選ぶことも可能である。また、上記目標角変位Ｒef（ｉ）は従動ローラ３２の目標等角速度を積分することにより、容易に求めることができる。

ここで、上記目標角変位Ｒef（ｉ）は、駆動ローラ３１を一定の角速度で回転させたときに表れるベルト３０の表面移動速度の速度変動成分のうち、一定の表面移動速度で表面移動するベルト３０のベルト位置と駆動ローラ３１を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分を、打ち消すように設定されている。このような目標角変位Ｒef（ｉ）は、例えば次のように設定する。

まず、パルスモータを一定の角速度で回転させ、従動ローラ３２におけるベルト速度変動成分と、そのベルト基準位置からの位相差を計測する。そして、得られたベルト速度変動成分の振幅値に係数をかけ、また位相には所定の係数を加えて、これを目標値とする。これらの係数は、本ベルト装置のレイアウトによって一義的に決まる。
詳しく説明すると、駆動ローラ３１に掛けられたベルト部分のベルト厚み変動によってベルト表面移動方向に生じるベルト位置誤差（ズレ量）Ａは、下記の数１で表すことができる。また、従動ローラ３２に掛けられたベルト部分のベルト厚み変動によってベルト表面移動方向に生じるベルト位置誤差Ｂは、下記の数２で表すことができる。

ただし、「Ｒ_d」は駆動ローラ３１のローラ実効半径であり、「Ｒ_e」は従動ローラ３２のローラ実効半径である。また、「θ_d」は駆動ローラ３１に対するベルト３０の巻付角であり、「θ_e」は従動ローラ３２に対するベルト３０の巻付角である。また、「κ_d」は、駆動ローラ３１のベルト巻付角θ_d、ベルト材質、ベルト層構造等によって決まる駆動ローラ３１のベルト厚み実効係数であり、ベルト厚みがベルト移動速度Ｖに影響する度合いを決定するパラメータである。同様に、「κ_e」は、従動ローラ３２のベルト厚み実効係数である。これらのベルト厚み実効係数κ_d，κ_eは、一般に、ベルト材質が均一で一層構造のベルトを用い、かつ、ベルト巻付角θ_d，θ_eが十分に大きいとき、いずれも０．５となる。また、「Ｂ_t0」は、ベルト１０３の平均厚みである。また、「α」は、ベルト３０の初期位相である。また、「Ｄ_d」は、下記の数３で示すものである。また、「τ」は、駆動ローラ３１から従動ローラ３２までベルト３０が移動するのに要する平均時間（遅れ時間）である。

そして、従動ローラ３２に掛けられた部分におけるベルト１周期分のベルト位置誤差Ｃは、上記Ａと上記Ｂの合成波になり、下記の数４で表される。ただし、数４中の符号Ｋは下記の数５で示すものであり、数４中の符号βは下記の数６で示すものである。

本実施形態１では、エンコーダ１８により従動ローラ３２の角変位を検出するので、ベルトを等速で表面移動させたとした場合の検知結果は、上記Ｂで示すベルト位置誤差に対応するものとなる。したがって、逆に上記Ｃで示すベルト位置誤差に対応する角変位が上記Ｂで示すベルト位置誤差に対応する角変位と等しくなるように制御すれば、ベルトを等速に制御できることになる。そこで、上記数２に示すＢと上記数４に示すＣとを比較してみると、振幅に対しては下記の数７で示す値をかければよく、位相に関しては「−β＋τ 」を加えればよいことがわかる。これらから、上記目標角変位Ｒef（ｉ）を作成することができる。

次に、上記のように作成した目標角変位Ｒef（ｉ）を設定し、ベルト３０の累積位置制御を行うことにより、ベルト厚み変動による微小なベルト速度変動成分による速度変動を軽減できることを説明する。
図４は、パルスモータ１１を一定の角速度で回転させたときのベルト厚み変動によるベルト位置誤差を含んだベルト３０の累積位置を実線で示したグラフである。このグラフにおいて、上記目標角変位Ｒef（ｉ）を用いて累積位置制御を行った場合の結果は、点線で示してある。このグラフからわかるように、一定の表面移動速度で表面移動するベルト３０のベルト位置と駆動ローラ３１を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さいような、ベルト厚み変動による微小なベルト速度変動成分についても、これによるベルト速度変動を十分に抑制できている。
図５は、図４の計測結果から傾き成分を差し引いて得たグラフである。すなわち、このグラフは、規定ベルト位置に対するズレ量の時間変化を示したものである。このグラフによれば、図４よりも、ベルト厚み変動による微小なベルト速度変動を十分に抑制できることがわかる。

〔実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について図面を参照しながら説明する。
図６は、本実施形態２に係るベルト装置の斜視図である。このベルト装置は、駆動ローラ３１及び従動ローラ３２〜３６に掛け渡されている無端状のベルト３０が所定の速度で等速移動するようにパルスモータ１１を駆動制御するベルト駆動制御装置を備えている。図６において、駆動源としてのパルスモータ１１の回転トルク（駆動力）は、動力伝達系を構成する減速系例えばタイミングベルト３７及び従動プーリ３８により、ベルト３０が掛けまわされている駆動ローラ３１の駆動軸３９に伝達される。パルスモータ１１の回転駆動力が駆動ローラ３１に伝達すると、駆動ローラ３１に掛けまわされているベルト３０が表面移動する。そして、本実施形態２では、駆動ローラ３１の角変位を検出している。この駆動ローラ３１の角変位を検出する手段は、駆動ローラ３１の駆動軸３９に図示しないカップリングを介して取り付けたエンコーダ１８で構成されている。

図７は、本実施形態２におけるパルスモータ１１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１８の出力信号に基づいてパルスモータ１１の角変位をデジタル制御する制御系である。図７において、上記図３に示す実施形態１のハードウェア構成と同様な部分については同じ符号を付している。
検出用インターフェイス部２６は、エンコーダ１８の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。この検出用インターフェイス部２６は、エンコーダ１８の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタ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駆動ローラ３１の角変位に対応するデジタル数値に変換する。この駆動ローラ３１の角変位に対応するデジタル数値の信号は、バス２２を介してマイクロコンピュータ２１に送られる。
モータ駆動装置２５は、モータ駆動用インターフェイス部２４から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、パルスモータ１１にパルス状の駆動電圧を印加する。この結果、パルスモータ１１は、指令発生装置２３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、駆動ローラ３１の角変位が目標角変位に従うように追値制御され、駆動ローラ３１に掛けまわされているベルト３０が所定の速度で等速移動する。駆動ローラ３１の角変位は、エンコーダ１８と検出用インターフェイス部２６により検出され、マイクロコンピュータ２１に取り込まれ、制御が繰り返される。

本実施形態２に係る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は、上記実施形態１における図１と同様になる。エンコーダ１８の出力パルス信号を処理する検出用インターフェイス部２６から出力される情報、すなわち駆動ローラ３１の角変位の情報（以下「検出角変位」という）Ｐ（ｉ−１）は演算部（減算器）１に与えられる。この演算部１は、制御目標値である駆動ローラ３１の目標角変位Ｒef（ｉ）と、駆動ローラ３１の検出角変位Ｐ（ｉ−１）との差ｅ（ｉ）を算出する。この差ｅ（ｉ）は制御コントローラ部２に入力される。制御コントローラ部２は例えばＰＩ制御系で構成される。演算部１で算出されたｅ（ｉ）は、積分要素３で積分され、比例要素４で定数ＫＩがかけられて演算部５に与えられる。また、同時に、演算部１で算出されたｅ（ｉ）は比例要素６で定数ＫＰがかけられて演算部５に与えられる。演算部５は、各比例要素４、６からの２つの入力信号を加えることにより、パルスモータ１１の駆動に用いる標準駆動パルス周波数に対する補正量を求め、その補正量を演算部７に与える。演算部７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ｕ（ｉ）が決定される。この演算部７で求めた駆動パルス信号の駆動周波数ｕ（ｉ）に基づいて、モータ駆動用インターフェイス部２４及びモータ駆動装置２５により駆動パルス信号が生成され、パルスモータ１１へ出力される。このように駆動制御されたパルスモータ１１の駆動力が、駆動伝達系３７、３８を介して駆動ローラ３１の駆動軸３９へ伝達され、駆動ローラ３１が所定の目標角変位に従って等角速度で回転する。その結果、ベルト３０が所定の速度で等速移動する。以上のフィードバックループの制御動作が繰り返される。

なお、本実施形態２における目標角変位Ｒef（ｉ）は、上記実施形態１で説明した方法と同様の方法で作成することができる。
また、本実施形態２の制御コントローラ部２では、一例としてＰＩ制御系を用いたが、これに限定されるものではない。また、上記演算すべては、マイクロコンピュータ２１内の数値演算で行われ、簡単に実現することができる。また、上記標準駆動パルス周波数Ｒefp_cは、ベルト３０の速度を基にした駆動ローラ３１の角速度および減速系の減速比をもとに一意的に決定されるパルス数であるが、本実施形態２においては、モータ駆動中に脱調現象が起きない範囲で任意に選ぶことも可能である。また、上記目標角変位Ｒef（ｉ）は駆動ローラ３１の目標等角速度を積分することにより、容易に求めることができる。

〔変形例〕
次に、上記実施形態１及び上記実施形態２のベルト駆動制御装置の変形例について説明する。
図８は、本変形例１に係る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。以下、本変形例の駆動制御装置を上記実施形態２のベルト装置に適用する場合について説明するが、上記実施形態１のベルト装置にも適用することができる。また、上記実施形態１の図１と同様な部分については説明を省略する。
図８において、駆動ローラ３１の目標角変位Ｒef（ｉ）と駆動ローラ３１の検出角変位Ｐ（ｉ−１）との差ｅ（ｉ）は、制御コントローラ部２に入力される。この制御コントローラ部２は、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ８と、比例要素（ゲインＫｐ）９とで構成されている。制御コントローラ部２では、パルスモータ１１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７に与えられる。演算部７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ｕ（ｉ）が決定される。

〔実施形態３〕
次に、本発明を画像形成装置としてのカラー複写機に適用した実施形態（以下、本実施形態を「実施形態３」という。）について図面を参照しながら説明する。
図９は、本実施形態３に係るカラー複写機の概略構成図である。図９において、カラー複写機の装置本体１１０は、その外装ケース１１１内の中央よりもやや右寄りに、潜像担持体としてのドラム状の感光体（以下「感光体ドラム」という。）１１２を備えている。感光体ドラム１１２の周りには、その上に設置されている帯電器１１３から矢示の回転方向（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などである。

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込み装置、例えばレーザ書込み装置１１８が設置されている。回転型現像装置１１４は、現像ローラ１２１を有する現像器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄを備えている。これら現像器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収納されている。そして、中心軸まわりに回動して各色の現像器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄを選択的に感光体ドラム１１２の外周に対向する現像位置へ移動させる。

中間転写ユニット１１５は複数のローラ１２３に無端状の中間転写体としての中間転写ベルト１２４が掛け渡され、この中間転写ベルト１２４は感光体ドラム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。

レーザ書込み装置１１８は、画像読取装置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る。そして、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ドラム１１２に照射して感光体ドラム１１２を露光することで感光体ドラム１１２上に静電潜像を形成する。画像読取装置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より手前にレジストローラ１３３が設置されている。また、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。

本実施形態３のカラー複写機において、カラーコピーをとる時には、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、画像読取装置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、記録媒体搬送路１３２を通してレジストローラ１３３に突き当たって止まる。

感光体ドラム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。感光体ドラム１１２は、回転に伴い、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読取装置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１色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。

この感光体ドラム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、この感光体ドラム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。感光体ドラム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、感光体ドラム１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読取装置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。この感光体ドラム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色目の画像となる。そして、この感光体ドラム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。感光体ドラム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。

次に、感光体ドラム１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読取装置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３色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム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色目の画像となる。そして、この感光体ドラム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。感光体ドラム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、感光体ドラム１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読取装置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４色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム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。そして、この感光体ドラム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。感光体ドラム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。

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ドラム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る。その後に記録媒体に一括して転写され、２色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム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、感光体ドラム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。

上述のようなカラー複写機においては、中間転写ベルト１２４の回転精度が最終画像の品質に大きく影響する。そこで、本実施形態３のカラー複写機では、中間転写ベルト１２４を高精度に回転駆動するために、中間転写ベルト１２４が掛け渡されているローラ１２３のうちの駆動ローラの駆動を上記図３や上記図７に示すベルト駆動制御装置を用いて行っている。

〔実施形態４〕
次に、本発明を画像形成装置としてのカラー複写機に適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態４」という。）について図面を参照しながら説明する。
図１０は、本実施形態４に係るカラー複写機の概略構成図である。図１０において、潜像担持体としての感光体ベルト２０１は、閉ループ状のＮＬ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無端状の感光体ベルトである。この感光体ベルト２０１は、３本の支持回転体としての感光体搬送ローラ２０２〜２０４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。

感光体ベルト２０１の周りには、矢印Ａで示す感光体回転方向へ順に、帯電器２０５、露光手段としての露光光学系（以下ＬＳＵという）２０６、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの各色の現像器２０７〜２１０、中間転写ユニット２１１、感光体クリーニング手段２１２及び除電器２１３が設けられている。帯電器２０５は、−４〜５ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体ベルト２０１の帯電器２０５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。

上記ＬＳＵ２０６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２１４を得、この露光光線２１４により感光体ベルト２０１を走査して感光体ベルト２０１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。継ぎ目センサ２１５はループ状に形成された感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知すると、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成角変位が同一になるように、タイミングコントローラ２１６がＬＳＵ２０６の発光タイミングを制御する。

各現像器２０７〜２１０は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体ベルト２０１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ベルト２０１に当接し、感光体ベルト２０１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２１１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ドラム状の中間転写体（転写ドラム）２１７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２１８とからなり、中間転写体２１７上に４色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段２１８が中間転写体２１７から離間している。中間転写体クリーニング手段２１８は、中間転写体２１７をクリーニングする時のみ中間転写体２１７に当接し、中間転写体２１７から記録媒体としての記録紙１９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット２２０から給紙ローラ２２１により１枚ずつ用紙搬送路２２２に送り出される。

転写手段としての転写ユニット２２３は、中間転写体２１７上のフルカラー画像を記録紙２１９に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト２２４と、中間転写体２１７上のフルカラー画像を記録紙２１９に転写するための転写バイアスを中間転写体２１７に印加する転写器２２５と、記録紙２１９にフルカラー画像が転写された後に記録紙２１９が中間転写体２１７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２１７に印加する分離器２２６とから構成されている。

定着器２２７は、内部に熱源を有するヒートローラ２２８と、加圧ローラ２２９とから構成され、記録紙２１９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ２２８と加圧ローラ２２９との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙２１９に加えて記録紙２１９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。

上記構成のカラー複写は次のように動作する。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。
感光体ベルト２０１と中間転写体２１７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２０５に−４〜５ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６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２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４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２０７は所定のタイミングで感光体ベルト２０１に当接される。ブラック現像器２０７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４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２０７により感光体ベルト２０１の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体２１７に転写される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７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２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

次に、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６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２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４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、感光体ベルト２０１には所定のタイミングでシアン現像器２０８が当接される。シアン現像器２０８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４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２０８により感光体ベルト２０１の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体２１７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７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２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

次に、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６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２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４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、感光体ベルト２０１には所定のタイミングでマゼンタ現像器２０９が当接される。マゼンタ現像器２０９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４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２０９により感光体ベルト２０１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体２１７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。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７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１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

さらに、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６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２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４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、感光体ベルト２０１には所定のタイミングでイエロー現像器２１０が当接される。イエロー現像器２１０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４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２１０により感光体ベルト２０１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体２１７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２１７上にフルカラー画像が形成される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７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２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

中間転写体２１７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体２１７から離間していた転写ユニット２２３が中間転写体１７に接触し、転写器２２５に＋１ｋＶ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２２０から用紙搬送路２２２に沿って搬送されてきた記録紙２１９へ転写器２２５により一括して転写される。

また、分離器２２６には記録紙２１９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２１９が中間転写体２１７から剥離される。続いて、記録紙２１９は、定着器２２７に送られ、ここでヒートローラ２２８と加圧ローラ２２９とによる挟持圧、ヒートローラ２２８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ２３０により排紙トレイ２３１へ排出される。

また、転写ユニット２２３により記録紙２１９上に転写されなかった中間転写体２１７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段２１８により除去される。中間転写体クリーニング手段２１８は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体２１７から離間した角変位にあり、フルカラー画像が記録紙２１９に転写された後に中間転写体２１７に接触して中間転写体２１７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。

このようなカラー複写機においては、感光体ベルト２０１の回転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２０１の高精度駆動が望まれる。そこで、本実施形態４のカラー複写機では、感光体ベルト２０１を高精度に回転駆動するために、感光体ベルト２０１が掛け渡されている感光体搬送ローラ２０２〜２０４のうち駆動ローラの駆動を上記図３や上記図７に示すベルト駆動制御装置を用いて行っている。

〔実施形態５〕
次に、本発明を画像形成装置としてのカラー複写機に適用した更に他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態５」という。）について図面を参照しながら説明する。
図１１は、本実施形態４に係るカラー複写機の概略構成図である。図１１において、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３２１Ｂｋ、３２１Ｍ、３２１Ｙ、３２１Ｃが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット３２１Ｂｋ、３２１Ｍ、３２１Ｙ、３２１Ｃは、それぞれ潜像担持体としてのドラム状の感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ、帯電装置（例えば接触帯電装置）３２３Ｂｋ、３２３Ｍ、３２３Ｙ、３２３Ｃ、現像装置３２４Ｂｋ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｃ、クリーニング装置３２５Ｂｋ、３２５Ｍ、３２５Ｙ、３２５Ｃなどから構成される。

感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃは、無端状搬送転写ベルト３２６と対向して垂直方向に配列され、搬送転写ベルト３２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃは、それぞれ、帯電装置３２３Ｂｋ、３２３Ｍ、３２３Ｙ、３２３Ｃ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３２７Ｂｋ、３２７Ｍ、３２７Ｙ、３２７Ｃ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３２７Ｂｋ、３２７Ｍ、３２７Ｙ、３２７Ｃ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３２９Ｂｋ、３２９Ｍ、３２９Ｙ、３２９Ｃにより偏向走査し、このポリゴンミラー３２９Ｂｋ、３２９Ｍ、３２９Ｙ、３２９Ｃ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３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃに結像することにより、感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。

この感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置３２４Ｂｋ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｃにより現像されてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。したがって、帯電装置３２３Ｂｋ、３２３Ｍ、３２３Ｙ、３２３Ｃ、光書き込み装置３２７Ｂｋ、３２７Ｍ、３２７Ｙ、３２７Ｃ及び現像装置３２４Ｂｋ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｃは、感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ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シートなどの転写紙は、本画像形成装置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３３０から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ３３１に給紙され、レジストローラ３３１は１色目の画像形成ユニット（転写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）３２１Ｂｋにおける感光体３２２Ｂｋ上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を無端状の搬送転写ベルト３２６と感光体３２２Ｂｋとの転写ニップ部へ送出する。

上記搬送転写ベルト３２６は垂直方向に配列された駆動ローラ３３２及び従動ローラ３３３に掛け渡され、駆動ローラ３３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送転写ベルト３２６が感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃと同じ周速で回転する。レジストローラ３３１から送り出された転写紙は、搬送転写ベルト３２６により搬送され、感光体３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ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３３４Ｂｋ、３３４Ｍ、３３４Ｙ、３３４Ｃ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ると同時に、搬送転写ベルト３２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。

この転写紙は、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転写ベルト３２６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により本実施例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３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃは、トナー像転写後にクリーニング装置３２５Ｂｋ、３２５Ｍ、３２５Ｙ、３２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。

このようなカラー複写機においては、搬送転写ベルト３２６の回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、搬送転写ベルト３２６のより高精度な駆動制御が望まれる。そこで、本実施形態５のカラー複写機では、搬送転写ベルト３２６を高精度に回転駆動するために、搬送転写ベルト３２６が掛け渡されている駆動ローラ３３２の駆動を上記図３や上記図７に示すベルト駆動制御装置を用いて行っている。

〔実施形態６〕
次に、本発明を画像読取装置に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態６」という。）について図面を参照しながら説明する。
図１２は、本実施形態６に係る画像読取装置の概略構成図である。この画像読取装置は、原稿９０１が載置される原稿台６０２、原稿９０１に光を照射する原稿照明系９０３、原稿を読み取るための移動体である光電変換ユニット９０８を備えている。さらに、画像読取装置は、副走査駆動用のプーリ９０９、９１０、ワイヤ９１１、駆動源としてのパルスモータ１１、ハウジング９１２を備えている。上記光電変換ユニット９０８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）９０５、結像レンズ９０６、全反射ミラー９０７等で構成されている。この光電変換ユニット９０８は、パルスモータ１１をハウジング９１２に固定して、ワイヤ９１１とプーリ９０９、９１０等からなる駆動力を伝達する手段を用いて、原稿９０１の副走査方向に駆動する。このとき蛍光灯等からなる原稿照明系９０３で、原稿台９０２上の原稿９０１を照明し、その反射光束（光軸を９０４で示す）を複数のミラー９０７で折り返し、結像レンズ９０６を介して、ＣＣＤ９０５の受光部に原稿９０１の像を結像するようになっている。そして、この光電変換ユニット９０８により、原稿９０１の全面を走査することにより、原稿全体を読み取る。また、読み取り開始角変位を示すセンサ９１３が原稿９０１の端部の下部に設置されている。さらに、光電変換ユニット９０８は、ホームポジションＡから読み取り開始角変位Ｂの間に立上り等速の定常状態になるように設計されている。この電変換ユニット９０８がＡ点に達した後、読み取りが開始される。

上記構成の画像読取装置において、移動体である光電変換ユニット９０８の駆動精度が読み取り画像の品質に大きく影響し、より高精度な光電変換ユニット９０８の駆動制御が望まれる。そこで、本実施形態６の画像読取装置では、光電変換ユニット９０８を高精度に駆動するために、光電変換ユニット９０８を駆動するワイヤ９１１が掛け渡された２つのプーリ９０９、９１０のうち駆動プーリの駆動を上記図３や上記図７に示すベルト駆動制御装置を用いて行っている。

なお、上記各実施形態（変形例を含む）における駆動制御はコンピュータを用いて実行することができる。図１３は、上記各実施形態の駆動制御の実行に使用可能なコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータ５１１の正面図である。パーソナルコンピュータ５１１に着脱可能な記録媒体５１２には、パーソナルコンピュータ５１１に制御のための演算、データ入出力等を実行させるためのプログラムが格納されている。パーソナルコンピュータ５１１は、この記録媒体５１２に格納されているプログラムを実行することにより、上記各実施形態における駆動制御を実行できる。上記記録媒体５１２としては、ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクやフレキシブルディスク等の磁気ディスクが挙げられる。また、上記プログラムは、記録媒体を用いずに通信ネットワークを介してパーソナルコンピュータ５１１に取り込むようにしてもよい。
また、上記実施形態１や２で示したように上記駆動制御に用いるコンピュータとしてはマイクロコンピュータを用いることができる。このマイクロコンピュータは、上記図９〜１１の画像形成装置や上記図１２の画像読み取り装置などに組み込んで用いられる。この場合の制御プログラムを格納する記録媒体としては、マイクロコンピュータ内のＲＯＭを用いることができる。

上記プログラムとしては、具体的には次のようなものが挙げられる。例えば、上記実施形態１や２においては、コンピュータによってベルト３０を回転駆動するための制御プログラムである。また、上記実施形態３においては、コンピュータによって画像形成装置の中間転写ベルト１２４を駆動するベルト装置を制御するための制御プログラムである。また、上記実施形態４においては、コンピュータによって画像形成装置の感光体ベルト２０１を駆動するベルト装置を制御するための制御プログラムである。また、上記実施形態５においては、コンピュータによって画像形成装置の搬送転写ベルト３２６を駆動するベルト装置を制御するための制御プログラムである。また、上記実施形態６においては、コンピュータによって画像読取装置の光電変換ユニット９０８を駆動する走行体駆動装置（ベルト装置）を制御するための制御プログラムである。

以上、上記各実施形態（変形例を含む）によれば、ベルト厚み変動による微小なベルト速度変動成分による速度変動を打ち消すような目標角変位Ｒef（ｉ）を設定し、ベルト表面移動方向におけるベルト位置がその目標値に近づくように累積位置制御を行うことで、ベルト厚み変動による微小なベルト速度変動成分による速度変動を軽減できる。従って、高い減速比をもつ減速機構を必要とせずに、ベルト駆動時に発生するベルトの微小な速度変動を抑制することができる。

特に、上記変形例によれば、制御コントローラ部２における目標角変位と検出角変位との差や目標変位と検出変位との差から標準駆動パルス周波数に対する補正量を求める部分を、ローパスフィルタ８と比例要素９とで構成している。このように補正量を求める部分をローパスフィルタ８と比例要素９とで構成することにより、高周波ノイズによって制御が不安定になるのを回避しつつ、ＰＩ制御系を用いた場合に比して駆動制御装置の構成を簡易にして更に低コスト化を図ることができる。

また特に、上記実施形態３によれば、カラー複写機の中間転写ベルト１２４の駆動ローラの駆動を、上記実施形態１及び２のいずれかの駆動制御装置で制御している。よって、中間転写ベルト１２４の等角速度での回転駆動の精度が向上し、色ずれ等がない高品質のカラー画像を形成することができる。
また特に、上記実施形態４によれば、タンデム型のカラー複写機の感光体ベルト２０１の駆動ローラの駆動を、上記実施形態１及び２のいずれかの駆動制御装置で制御している。よって、感光体ベルト２０１の等速度駆動の精度が向上し、色ずれ等がない高品質のカラー画像を形成することができる。
また特に、上記実施形態５によれば、カラー複写機の搬送転写ベルト３２６の駆動ローラ３３２の駆動を、上記実施形態１及び２のいずれかの駆動制御装置で制御している。よって、感光体ベルト２０１の等角速度回転駆動の精度が向上し、色ずれ等がない高品質のカラー画像を形成することができる。
また特に、上記実施形態６によれば、画像読取装置の走行体である光電変換ユニット９０８の駆動を、上記実施形態１及び２のいずれかの駆動制御装置で制御している。よって、原稿の画像面にそって移動する光電変換ユニット９０８の等速度駆動の精度が向上し、高品質の画像読み取りが可能となる。

なお、本発明の駆動制御装置は、上記画像形成装置や画像読取装置におけるベルトの等角速度駆動や移動体の等速度駆動に限定することなく用いることができる。例えば、本発明の駆動制御装置は、ＯＤＤ（Optical Disk Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ロボット等における移動体や回転体の駆動制御にも適用することができる。

実施形態１に係る駆動制御方法を実施するためのベルト駆動制御装置のブロック図。 実施形態１に係るベルト装置の斜視図。 実施形態１におけるパルス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。 パルスモータを一定の角速度で回転させたときのベルト厚み変動によるベルト位置誤差を含んだベルト３０の累積位置を実線で示したグラフ。 図４の計測結果から傾き成分を差し引いて得たグラフ。 実施形態２に係るベルト装置の斜視図。 実施形態２におけるパルス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。 変形例に係る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。 実施形態３に係るカラー複写機の概略構成図。 実施形態４に係るカラー複写機の概略構成図。 実施形態５に係るカラー複写機の概略構成図。 本発明の実施形態６に係る画像読取装置の概略構成図。 各実施形態における駆動制御の実行に使用可能なパーソナルコンピュータの正面図。 規定ベルト位置と、ある微小な速度変動成分が加わったときのベルト位置とのズレ量の時間変化を例示したグラフ。

符号の説明

２ 制御コントローラ部
１１ パルスモータ
１８ エンコーダ
２１ マイクロコンピュータ
２３ 指令発生装置
２５ モータ駆動装置
３０ ベルト
３１ 駆動ローラ
３２ 従動ローラ

Claims (14)

1. パルスモータからの駆動力により回転駆動する駆動支持回転体を含む、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち、その少なくとも１つの角変位を検出し、その検出値と予め設定された角変位の目標値との差分を求め、該差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて該パルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求め、求めた駆動パルス周波数の駆動パルス信号を該パルスモータに入力することにより、該複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御方法において、
   上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れる上記ベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、該特定の速度変動成分を打ち消すように、上記目標値が設定されていることを特徴とするベルト駆動制御方法。
2. 請求項１のベルト駆動制御方法において、
   上記特定の速度変動成分は、上記ベルトの表面移動方向における該ベルトの厚み誤差による速度変動成分であることを特徴とするベルト駆動制御方法。
3. パルスモータからの駆動力により回転駆動する駆動支持回転体を含む、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち、その少なくとも１つの角変位を検出する角変位検出手段と、
   該角変位検出手段の検出値と予め設定された角変位の目標値との差分を求める手段と、
   該手段により求めた差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて、上記パルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求める手段とを有し、
   該手段により求めた駆動パルス周波数の駆動パルス信号を上記パルスモータに入力することにより、上記複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御装置において、
   上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れる上記ベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、該特定の速度変動成分を打ち消すように、上記目標値が設定されていることを特徴とするベルト駆動制御装置。
4. 請求項３のベルト駆動制御装置において、
   上記特定の速度変動成分は、上記ベルトの表面移動方向における該ベルトの厚み誤差による速度変動成分であることを特徴とするベルト駆動制御装置。
5. 請求項３又は４のベルト駆動制御装置において、
   上記差分を求める手段は、該差分を示す波形信号を出力するものであり、
   該手段から出力されら波形信号を整形処理するローパスフィルタを有し、
   上記駆動パルス周波数を求める手段は、該ローパスフィルタの出力を上記差分として用いて該駆動パルス信号を求めるものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
6. 請求項３、４又は５のベルト駆動制御装置において、
   上記角変位検出手段として、ロータリーエンコーダを用いることを特徴とするベルト駆動制御装置。
7. 請求項３、４又は５のベルト駆動制御装置において、
   上記角変位検出手段として、リニアエンコーダを用いることを特徴とするベルト駆動制御装置。
8. 請求項３、４、５、６又は７のベルト駆動制御装置において、
   上記角変位検出手段は、上記複数の支持回転体のうち、上記ベルトの移動に伴って連れ回り回転する従動支持回転体の角変位を検出するものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
9. 請求項３、４、５、６又は７のベルト駆動制御装置において、
   上記角変位検出手段は、上記複数の支持回転体のうち、上記駆動支持回転体の角変位を検出するものであることを特徴とするベルト駆動制御装置。
10. 複数の支持回転体に掛け渡されたベルトと、
    該ベルトの駆動を制御する駆動制御装置と、
    該駆動制御装置から出力される駆動パルス信号により、該複数の支持回転体のうちの駆動支持回転体を回転駆動する駆動力を発生させるパルスモータとを備えたベルト装置であって、
    上記駆動制御装置として、請求項３、４、５、６、７、８又は９のベルト駆動制御装置を用いたことを特徴とするベルト装置。
11. 潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトからなる記録材搬送部材と、該潜像担持体上の顕像を中間転写体を介して又は中間転写体を介しないで直接に、該記録材搬送部材で搬送されている記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、
    上記記録材搬送部材を駆動させるベルト装置として、請求項１０のベルト装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
12. 複数の支持回転体に掛け渡されたベルトからなる潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体上の顕像を記録材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
    上記潜像担持体を駆動させるベルト装置として、請求項１０のベルト装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
13. 潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、複数の支持回転体に掛け渡されたベルトからなる中間転写体と、該潜像担持体上の顕像を該中間転写体に転写する第１の転写手段と、該中間転写体上の顕像を記録材に転写する第２の転写手段とを備えた画像形成装置であって、
    上記中間転写体を駆動させるベルト装置として、請求項１０のベルト装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
14. パルスモータからの駆動力により回転駆動する駆動支持回転体を含む、ベルトが掛け渡された複数の支持回転体のうち、その少なくとも１つの角変位を検出する角変位検出手段を有し、該角変位検出手段の検出値に基づいて得られる駆動パルス周波数の駆動パルス信号を上記パルスモータに入力することにより、上記複数の支持回転体に掛け渡されたベルトが所定の表面移動速度で表面移動するようにフィードバック制御するベルト駆動制御装置に設けられるコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、
    上記角変位検出手段の検出値と予め設定された角変位の目標値との差分を求める手段、及び、該手段により求めた差分と標準駆動パルス周波数とに基づいて、上記パルスモータの駆動に用いる駆動パルス信号の駆動パルス周波数を求める手段として、上記コンピュータを機能させるものであって、
    上記駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときに表れる上記ベルトの表面移動速度の速度変動成分であって、一定の表面移動速度で表面移動するベルトのベルト位置と駆動支持回転体を一定の角速度で回転させたときのベルト位置とのズレ量が駆動パルス信号１個当たりのベルト表面移動量よりも小さい特定の速度変動成分について、該特定の速度変動成分を打ち消すように、上記目標値が設定されていることを特徴とするプログラム。

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