JP4651363B2 - 無端移動部材駆動制御装置及び画像形成装置と無端移動部材の移動速度制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、ベルト状又はドラム状の無端移動部材、特に複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる各種の無端移動部材駆動制御装置、およびそれを備えた画像形成装置と、その無端移動部材の移動速度制御方法に関する。

近年、電子写真方式を使用した画像形成装置である例えば複写機やプリンタは、市場からの要求に伴い、フルカラーの画像を形成可能なものが多くなってきている。
このようなカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置には、１つの感光体のまわりに各色のトナーで現像を行う複数の現像装置を備え、それらの現像装置により感光体上の潜像にトナーを付着させてフルカラーの合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を記録材であるシート上、あるいは転写べルト上に順次重ねて転写してカラー画像を得るいわゆる１ドラム型のものがある。

また、感光体と現像装置等からなる各色用の作像ユニットを一直線上に配置し、その各作像ユニットによって形成される各色のトナー画像を、シート搬送ベルト上に担持されて搬送されるシート上に順次重ねて転写して、そのシート（用紙）上に直接フルカラーの画像を形成する直接転写方式と、上記各色用の作像ユニットによって形成される各色のトナー画像を、中間転写ベルト上に順次重ねて転写してフルカラーの画像を形成し、そのカラー画像を２次転写装置によりシート（用紙）上に一括転写する間接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置もある。

このようなカラー画像形成装置では、いずれの場合も複数色（例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色）のトナー画像を作成して、それをシート上あるいは転写ベルト（中間転写ベルトともいう）上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成するため、その各色のトナー画像の重ね合わせ位置がずれると、色ズレや色合いに変化が生じて画像品質が低下してしまう。したがって、その各色のトナー画像の転写位置のずれ（色ズレ）を防ぐことが重要な課題であった。

その色ズレが発生する主な原因は、感光体ドラム（あるいは感光体ベルト）、シート搬送ベルト、転写ベルト（中間転写ベルト）などの移動速度ムラであることが解っている。
そこで、例えば特許文献１に見られるように、１ドラム型のカラー画像形成装置において、転写ベルト等の回転体の移動量を正確に検出できるようにし、それを回転体の移動速度の制御に用いることによって、色ズレなどの画像品質の低下を防ぐことが提案されている。

この特許文献１には、感光体ドラムの外周面に１回転ごとにシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色のトナー画像を順次作成し、それを無端状の転写ベルトの表面に順次重ね合わせて転写していくことによりフルカラーの画像を形成する１ドラム型のカラー複写機が記載されている。
そして、その転写ベルトの内面にその移動方向に微細な所定間隔で連続するマーク（目盛）からなるスケールを設け、そのスケールを光学型の検出器で読み取って転写ベルトの移動量を直接正確に検知し、その検出した移動量をフィードバック制御系によりフィードバックして、転写ベルトの移動速度を正確に制御する。さらに、感光体ドラムや他の回転体の表面にもスケールを設けて、同様な移動量の検出とその移動速度の制御を行なうことも可能にしている。

この方式によれば、転写ベルト等の回転体の表面の移動量を直接検出するので、実際の回転体の表面の移動量を精度よく検出できるはずである。しかし、実際にはスケールのマークの間隔（ピッチ）にランダムなバラツキが存在するため、検出される移動量にはそれが含まれており、必ずしも高精度とはいえない。
そこで、例えば特許文献２には、この点を改善したベルト搬送装置が提案されている。
特開平１１−２４５０７号公報 特許第３３４４６１４号公報

この特許文献２に記載されているベルト搬送装置は、用紙またはトナー像を担持する中間転写ベルト等の無端状ベルトからなる担持体に、その搬送方向に所定のピッチで複数のマークを繰り返し設け、そのマークを順次読み取る２個の光電型のセンサを担持体の搬送方向に互いに位置をずらして設け、担持体が駆動手段によって駆動されているときに、上記２個のセンサの出力に基づいて、その２個のセンサが同一のマークを検知する時間差を演算する。さらに、時間差の複数の演算結果について平均値を求め、制御手段がその平均値の算出結果と上記時間差の演算結果とに基づいて、上記駆動手段による担持体の駆動速度を制御する。

この場合、同一マークが２個のセンサを通過する時間差の平均値を、担持体を駆動する駆動ロールの整数回転分に亘って求め、それを担持体の平均速度としている。この平均速度は駆動源の回転速度に略等しく、駆動源の回転速度はコンマ数％の変動に抑えられているという認識に基づく。したがって、この平均値は非常に精度の高い基準となり、この基準に基づいて駆動源の回転速度を制御すれば、中間転写ベルト等の担持体の速度を安定した一定の速度に制御できることになる。

しかしながら、ベルト状やドラム状の無端移動部材に上記スケールやマークを高精度に形成するのは難しく、さらに環境の温度や湿度、ベルトの場合にはローラテンションによっても伸縮するため、マークの間隔（ピッチ）が変化する。また、２個のセンサの間隔も取付け誤差や温度による取付け部材の伸縮等の影響を受けるため、絶対位置で管理するのは困難である。

そのため、特許文献１に記載の方法では、前述のようにスケールのマークの間隔（ピッチ）のバラツキの影響を直接受けてしまうため、転写ベルト等の高精度な制御は難かしい。また、特許文献２に記載の方法でも、同一マークが２個のセンサを通過する時間差は、やはりマークピッチや２個のセンサの間隔の変動の影響を受けるばかりか、転写ベルト等の移動速度によっても変化する。したがって、その平均値をとっても、正確な基準値とはいえず、それに基づいて転写ベルト等の駆動速度を制御しても高精度に速度又は位置を制御することは困難であり、カラー画像形成装置における色ズレや濃度ムラなどをなくし、常に高品質の画像が得られるようにすることはできなかった。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、画像形成装置における転写ベルトや感光体ドラムなどを含む各種のベルト状又はドラム状の無端移動部材の駆動制御装置又は移動速度制御方法において、その無端移動部材の移動速度や複数個のセンサの取付け誤差の影響を受けず、無端移動部材に形成するマークのピッチの誤差や伸縮によるピッチ変動を確実補正して、無端移動部材の移動速度を高精度に制御できるようにすること、およびそれによって画像形成装置による高品質な画像形成（フルカラー画像に限らない）を常に保証できるようにすることを目的とする。

この発明による無端移動部材駆動制御装置は、画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム状の無端移動部材と、その無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備えた無端移動部材駆動制御装置であって、上記の目的を達成するため、
上記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、上記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて、それぞれ上記マークを検出するマークセンサを複数個配設しており、その複数個のマークセンサによって上記マークを検出した信号の位相差を上記無端移動部材の移動に伴って順次算出する位相差算出手段を設けている。
また、上記複数個のマークセンサのいずれか１個よって上記マークを検出した信号をカウントするマークカウンタも設けている。

さらに、実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め上記無端移動部材を一周回動させたときに、上記マークカウンタのカウント値に対応して、上記位相差算出手段によって順次算出される位相差によって上記無端移動部材一周分のマークのピッチ誤差のプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
そのプロファイル作成手段によって作成されたマークのピッチ誤差のプロファイルから、前記マークカウンタのカウント値に応じた上記無端移動部材一周分のマークピッチ補正データを作成して記憶する補正データ記憶手段と、
通常の画像形成動作時に上記無端移動部材が回動したとき、上記位相差算出手段によって順次算出される位相差と上記補正データ記憶手段から上記マークカウンタのカウント値に応じて順次読み出されるマークピッチ補正データとに基づいて、目標位置データを補正しながら上記駆動手段による無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段とを設けたものである。

また、実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め前記無端移動部材を一周回動させたときに、上記マークカウンタのカウント値に対応して、上記位相差算出手段によって順次算出される位相差によって上記無端移動部材一周分のマークのピッチ誤差のプロファイルを作成して記憶するプロファイル作成記憶手段と、
通常の画像形成動作時に上記無端移動部材が回動したとき、上記マークカウンタのカウント値に応じて上記プロファイル作成記憶手段から上記ピッチ誤差のデータを順次読み出してマークピッチ補正データを作成し、そのマークピッチ補正データと上記位相差算出手段によって順次算出される位相差とに基づいて、目標位置データを補正しながら上記駆動手段による無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段とを設けてもよい。

これらの無端移動部材駆動制御装置において、上記複数個のマークセンサが共通のガラス基板に保持されているとよい。
また、上記位相差算出手段によって算出される位相差によって、上記所定間隔で連続する複数のマークの不良又はつなぎ目を検出するマーク不良・つなぎ目検出手段を設けることができる。
さらに、上記マーク不良・つなぎ目検出手段によって、上記マークの不良又はつなぎ目が複数個のマークセンサの間の位置にあることが検出されたときには、上記制御手段が上記無端移動部材の移動速度のフィードバック制御を停止するのが望ましい。

この発明による画像形成装置は、上記無端移動部材駆動制御装置を備え、その無端移動部材が、転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムのうちの少なくとも一つである。

この発明による無端移動部材の移動速度制御方法は、画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム状の無端移動部材と、その無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備え、上記無端移動部材の表面又は裏面にその移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、上記無端移動部材の移動方向の互いに異なる位置にそれぞれ上記マークを検出するマークセンサを複数個配設している無端移動部材駆動制御装置において、上記無端移動部材の移動速度を制御する移動速度制御方法である。

そして、前述の目的を達成するため、実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め上記無端移動部材を一周回動させ、その無端移動部材の移動に伴って上記複数個のマークセンサによってマークを検出する信号の位相差を順次算出し、上記複数個のマークセンサの１個が上記マークを検出する信号のカウント値に応じて上記各位相差によって上記無端移動部材一周分のマークのピッチ誤差のプロファイルを作成する。
そして、そのマークのピッチ誤差のプロファイルから、上記カウント値に応じた上記無端移動部材一周分のマークピッチ補正データを作成して記憶する。

その後の通常の画像形成動作時に上記無端移動部材が回動したとき、上記無端移動部材の移動に伴って上記複数個のマークセンサによってマークを検出する信号の位相差を順次算出し、その位相差と、その無端移動部材の一周上の対応する位置に対して記憶したマークピッチ補正データを上記カウント値に応じて順次読み出し、上記算出した位相差とに基づいて、目標位置データを補正しながら上記駆動手段による無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する。

また、同様な移動速度制御方法であって、実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め上記無端移動部材を一周回動させ、その無端移動部材の移動に伴って上記複数個のマークセンサによってマークを検出する信号の位相差を順次算出し、上記複数個のマークセンサの１個が前記マークを検出する信号のカウント値に応じて、上記各位相差によって上記無端移動部材一周分のマークのピッチ誤差のプロファイルを作成して記憶する。
その後の通常の画像形成動作時に上記無端移動部材が回動したとき、上記無端移動部材の移動に伴って上記複数個のマークセンサによって上記マークを検出する信号の位相差を順次算出するとともに、無端移動部材の一周のプロファイルの対応する位置に記憶した上記ピッチ誤差を上記カウント値に応じて順次読出してマークピッチ補正データを作成し、そのマークピッチ補正データと上記位相差に基づいて、目標位置データを補正しながら上記駆動手段による上記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御してもよい。

この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の移動速度制御方法によれば、画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム上の無端移動部材に設けたスケール状のマークのピッチに若干のばらつきがあったり、無端移動部材の伸縮によってそのピッチが変化しも、その誤差を無端移動部材の移動速度には影響されない複数のマークセンサによるマーク検出信号の位相差によって精度よく検出して、実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め無端移動部材一周分のマークのピッチ誤差のプロファイルとして記憶するか、そのプロファイルから一周分のマークピッチ補正データを作成して記憶しておくことができる。

そして、通常の画像形成動作時に、その記憶したマークピッチ補正データ、あるいは記憶したプロファイルからのピッチ誤差によってマークピッチ補正データを作成し、順次算出される位相差とその補正データとによって目標位置を補正しながら、無端移動部材の移動速度を高精度に制御することができる。
したがって、マーク検出信号の位相差により絶対速度検出が可能になり、無端移動部材上に設けられた多数のマーク（スケールを形成する）のピッチにムラがあったり、温湿度の変化による無端移動部材の伸縮などがあっても、無端移動部材の線速を精度良く計測して、常に高精度の速度制御を少ない制御負荷で容易に行うことができる。

この発明による画像形成装置によれば、転写ベルトや中間転写ベルト又はドラム、あるいは感光体ドラム又はベルト、用紙搬送ベルトなどの画像形成にかかわる無端移動部材の移動速度を精度良く制御できるので、色ずれや歪みのない高品質な画像形成を常に保証することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、それぞれこの発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第１、第２実施例の構成を示すブロック図である。図３は、この発明に関連する参考例の構成を示すブロック図である。そして図４は、この発明による無端移動部材駆動制御装置を備え、無端移動部材の速度制御方法を実施したカラーの画像形成装置の一例の内部構造を模式的に示している。
まず、図４によってこの画像形成装置について説明する。

このカラー画像形成装置は、給紙テーブル２上に装置本体１を載置している。その装置本体１の上にはスキャナ３を取り付けると共に、その上に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）４を取り付けている。
装置本体１内には、その略中央にベルト状の無端移動部材である中間転写ベルト１０を有する転写装置２０を設けており、中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と２つの従動ローラ１５，１６の間に張架されて図２で時計回り方向に回動するようになっている。

また、この中間転写ベルト１０は、従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。その中間転写ベルト１０の駆動ローラ９と従動ローラ１５の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の４つのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０と呼ぶ）が所定の間隔を置いて配設されている。そして、中間転写ベルト１０の内側に各感光体４０に対向して中間転写ベルト１０を挟むように、４個の１次転写ローラ６２が設けられている。

４個の各感光体４０は、それぞれ図２で反時計回り方向に回転可能であり、その各感光体４０の回りには、それぞれ帯電装置６０、現像装置６１、上述した１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４を設けており、それぞれ作像ユニット１８を構成している。そして、その４個の作像ユニット１８の上方に、共用の露光装置２１を設けている。
そして、その各感光体上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０上に直接重ね合わせて順次転写されていくようになっている。

一方、中間転写ベルト１０の下側には、その中間転写ベルト１０上の画像を記録紙であるシートＰに転写する転写部となる２次転写装置２２を設けている。その２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に押し当たるようになっている。

この２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間に送り込まれるシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。
そして、２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上のトナー画像を定着する定着装置２５があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられている。

なお、２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へ搬送する機能も果たす。また、この２次転写装置２２は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。その２次転写装置２２の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置２８を設けている。
このように、この装置本体１は、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を構成している。

このカラー画像形成装置によってカラーコピーをとるときは、自動原稿給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、自動原稿給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿給送装置４を閉じてそれを押える。

そして、図示していないスタートキーを押すと、自動原稿給送装置４に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス３２上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３２上にセットしたときは、直ちにスキャナ３が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行を開始する。そして、第１走行体３３の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第２走行体３４に向かうと共に、その光が第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射して、原稿の内容が読み取られる。

また、上述したスタートキーの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが回転を開始して、その各感光体上にイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の各単色トナー画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体上に形成された各色のトナー画像は、図２で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせて順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。

一方、上述したスタートキーの押下により、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパーバンク４３の中の選択された１つの給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、それが分離ローラ４５により１枚に分離されて給紙路４６に搬送される。そのシートＰは、搬送ローラ４７により装置本体１内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止する。

また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、それが分離ローラ５２により１枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止状態になる。
そのレジストローラ４９は、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込む。そして、そのシートＰ上に２次転写装置２２でカラー画像が転写される。

そのカラー画像が転写されたシートＰは、搬送装置としての機能も有する２次転写装置２２により定着装置２５へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写されたカラー画像が定着される。その後、そのシートＰは、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されて、そこにスタックされる。
また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートＰを切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送し、そこで反転させてて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出する。

この画像形成装置におけるこの発明による無端移動部材駆動制御装置に相当する部分を図５によって説明する。
無端移動部材である中間転写ベルトは、駆動ローラ９と従動ローラ１５との間に張架され、従動ローラ１６によってテンションを与えられている。そして、モータ７によって減速機８を介して駆動ローラ９が回転されることによって、矢示Ｆ方向に回動する。
この中間転写ベルト１０は、例えば弗素系樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリイミド樹脂等で形成されたベルトであり、そのベルトの全層やその一部を弾性部材で形成した弾性ベルトが使用されることが多い。

そして、この中間転写ベルト１０の外周面の一方の側縁部に沿って、その移動方向にわたり所定間隔（ピッチ）で連続するように複数のマーク５を設けている。この例では、多数のマーク５を極めて小さいビッチ（等間隔）でスケール２５０を形成するように、中間転写ベルト１０の全周に亘って設けている。図ではマーク５を黒い目盛状に示しているが、実際には中間転写ベルト１０の表面より反射率の高いインキ等によって印刷されるか、地の反射率と異なる反射率のマーク５を印刷したテープが中間転写ベルト１０の全周に亘って貼り着けられている。

そして、この中間転写ベルト１０のマーク５を設けている側縁部の上方には、僅かな間隔を置いて、その移動方向の互いに異なる位置に複数（この例では２個）のマークセンサ６Ａ，６Ｂを配設している。
このマーク５と２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの配置関係の例を図６に拡大して示す。
スケール２５０を形成するマーク５の間隔（ピッチ）の設計値をＰ０とすると、マークセンサ６Ａ，６Ｂの検出点の間隔Ｄを、そのマーク５のピッチＰ０の整数倍、すなわちＤ＝Ｎ・Ｐ０（Ｎは１．２，３，…）とするのが望ましい。そして、この実施例では中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆで示す方向）の下流側にマークセンサ６Ａを、上流側にマークセンサ６Ｂを配設している。

そして、モータ駆動回路８１によってモータ７を駆動し、そのモータ７が減速機８を介して駆動ローラ９を回転されることによって、中間転写ベルト１０のを矢示Ｆ方向に回動させる。その中間転写ベルト１０の移動によって、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂがそれぞれスケール２５０のマーク５を検出する信号を制御装置７１に入力させ、制御装置７１がその入力信号の位相差に基づいてモータ駆動回路８１をフィードバック制御して、中間転写ベルト１０の移動速度を高精度に制御する。その制御装置７１の詳細については後述する。

図７は、中間転写ベルトの外周面に設けた多数のマーク５からなるスケール２５０とマークセンサ６（６Ａと６Ｂは同じものなので、ここでは６とする）の一例を示す構成図であり、（ａ）はスケール２５０の一部を上方から見た平面図、（ｂ）はマークセンサ６の光学系の構成と光路を示す側面透視図で、図示の都合上下を反転して示している。（ｃ）はマークセンサ６の検出面の平面図である。

スケール２５０は、反射型スケールであり、中間転写ベルト１０の外周面（内周面でもよい）にその回動方向に沿ってマーク（反射部）５と遮光部５８とを交互に形成したものである。
マークセンサ６は、ＬＥＤ等の発光素子１１１、コリメートレンズ１１２、図７の（ｃ）に明示されるようなスリットマスク１１３とガラス又は透明樹脂フィルムなどの透明カバーを設けた受光窓１１４、およびフォトトランジスタ等の受光素子１１５等を、筐体１１０に固定して設けている。

このマークセンサ６において、光源である発光素子１１１で発光した光がコリメートレンズ１１２を通過して平行光束になり、スケール２５０と平行に配置される複数のスリット１１３ａを形成したスリットマスク１１３を通って複数の光ビームＬＢに分割され、中間転写ベルト上のスケール２５０に照射される。そして、その一部がマーク５によって反射されて、その反射光が受光窓１１４を通して受光素子１１５によって受光され、受光素子１１５がその反射光の明暗の変化を電気信号に変換する。

よって、マークセンサの筐体１１０の受光素子１１５は、スケール２５０のマーク５を反射光の受光によって検出して、中間転写ベルトの回動による反射部２５１の有無により連続的に変調されたアナログ交番信号を出力する。その信号を波形整形すると、図８に示すような矩形波のパルス信号となる。
図８は、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの出力信号を整形した波形とその位相差との関係を示す図（タイミングチャート）である。

この図において、（ａ）はマークセンサ６Ａによる検出信号の波形を示し、Ｃａ(1)，Ｃａ(2)，Ｃａ(n) はその各周期であり、（ｂ）はマークセンサ６Ｂによる検出信号の波形を示し、Ｃｂ(1)，Ｃｂ(2)，Ｃｂ(n) はその各周期を示している。（ｃ）はマークセンサ６Ａと６Ｂによる検出信号の位相差の波形を示しており、Ｃab(1)，Ｃab(2)，Ｃab(n) はその位相差である。
ここで、図７の（ｃ）に示したマークセンサ６の検出面おけるスリットマスク１１３と受光窓１１４からなる領域をマーク検出領域ＳＡとする。ここで、２個のマークセンサ６Ａと６Ｂのマーク検出領域ＳＡと、それによって検出されるマーク５との位置関係について、図９によって説明する。

図６に示したように、マーク５のピッチＰ０が設計値（初期値）のままで、２個のマークセンサ６Ａと６Ｂ間隔Ｄが正確にＮ・Ｐ０になっていれば、図９の右側に示すマークセンサ６Ａのマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬａが検出中のマーク５の幅の中心と一致したとき、左側に示すマークセンサ６Ｂのマーク検出領域ＳＡに対応するマーク５も破線で示す位置にあり、その幅の中心がマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬｂと一致する。
したがって、マークセンサ６Ａと６Ｂの出力信号を整形した波形の立上りと立下りのタイミングがいずれも一致し、その位相差Ｃab＝０になる。

しかし、実際には機内の温湿度や中間転写ベルト１０にかかるテンションなどによって中間転写ベルト１０が伸縮し、それによってスケール２５０のマーク５の位置もずれる。
そのため、図９の右側に示すマークセンサ６Ａのマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬａが検出中のマーク５の幅の中心と一致したとき、左側に示すマークセンサ６Ｂのマーク検出領域ＳＡに対応するマーク５の位置が実線で示すようにずれ、その幅の中心がマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬｂからずれる（マーク５のピッチが伸びると、矢示Ｆで示す中間転写ベルト１０の移動方向に対して遅れた位置になる）。それによって、図８に示すようにマークセンサ６Ａと６Ｂの出力信号を整形した波形の立上りと立下りのタイミングがそれぞれずれ、位相差Ｃabが生じる。

この時のマーク５のピッチの伸び量ΔＬは、それによる遅れ時間をδｔ、中間転写ベルト１０の線速度をＶとすると、δｔ＝ΔＬ／Ｖであり、マークセンサ６Ａ，６Ｂによる検出信号の周期を Ｃａ＝Ｃｂ＝Ｔ とすると、位相差Ｃabは次式によって算出される。
Ｃab＝δｔ／Ｔ＝ΔＬ／Ｖ・Ｔ ・・・（１）
したがって、位相差Ｃabはピッチの伸び量(変化量)ΔＬに比例して変化する。

伸びの変化率Ｒは、マークセンサ６Ａと６Ｂの間隔をＬとして、次式で求められる。
Ｒ=ΔＬ／Ｌ=δｔ・Ｖ／Ｌ ・・・（２）
マーク５のピッチ（スケールピッチ）Ｐを使って、Ｐ／Ｔで求められる実際のベルト線速Ｖrealは、スケールの伸びを考慮すると、次式で計算される。
Ｖreal＝Ｐ(１＋Ｒ)／Ｔ ・・・（３）

累積移動距離Ｌrealは、マークセンサ６Ａ又は６Ｂによる検出信号のカウント値「Ｎ」にスケールピッチ「Ｐ」を乗じて算出するので、
Ｌreal＝Ｎ・Ｐ＋Σ{ ΔＬ(ｋ) }＝Ｎ・Ｐ＋Σ{Ｐ・Ｒ(ｋ) }
＝Ｎ・Ｐ｛１＋Σ（Ｐ(ｋ) } ・・・（４）
となり、伸び量の積分値を足した分が実際の累積移動距離として計算できる。

スケールピッチ誤差を考えない制御では、１個のマークセンサ６の検出信号のパルス間隔Ｃａ(ｎ)又はＣｂ(ｎ)と標準パルス間隔Ｃ０との差をフィードバック制御している。フィードバックされる目標速度Ｖrefと実速度Ｖrealの差ΔＶは次式で算出される。
ΔＶ＝Ｖref−Ｖreal
＝ｆｃ・Ｐ０／Ｃ０−ｆｃ・Ｐａ(ｎ)／Ｃａ(ｎ)・・・（５）
ｆｃ：カウンタクロック Ｐ０：標準スケールピッチ
Ｃ０：マークセンサの検出信号の１周期の標準クロックカウント数、
Ｐａ(ｎ)：誤差を加えたスケールピッチ
Ｃａ(ｎ)：マークセンサの検出信号の１周期の実クロックカウント数

次に、上述した説明を基礎にして、この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第１〜第３実施例について、図１〜図３及び図５等によって説明する。
〔第１実施例〕
図１はその第１実施例の構成を示すブロック図であり、請求項１及び７に係る発明の実施例に相当する。この図１において、これまでに説明してきた図５等と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

この図１において、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂ、マークカウンタ１２、位相差算出手段１３、プロファイル作成手段１４、補正データ記憶手段３７、及び制御手段（制御回路）７０によって、図５に示した制御装置７１を構成している。また、モータ７とモータ駆動回路８１とによって、無端移動部材である中間転写ベルト１０を回動させるための駆動手段８０を構成している。
中間転写ベルト１０の外周面には、図５及び図６に示したように矢示Ｆで示す移動方向に亘り、所定の初期ピッチＰ０で連続するように多数のマーク５が設けられてスケール２５０を形成している。２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂは、その中間転写ベルト１０上のスケール２５０に対して、図６に示したようにマーク５の初期ピッチＰ０の整数倍の間隔Ｄを置いて、その間隔が変動しないように画像形成装置の固定部に固設されている。

そして、モータ７によって駆動ローラ９が回転されて、中間転写ベルト１０が矢示Ｆで示す方向に回動すると、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂがスケール２５０のマーク５の検出によって、図８の(ａ)，(ｂ)に示した各検出信号をＳａ，Ｓｂとして出力して、検出信号Ｓａを位相カウンタ１１Ａのゲート入力とし、検出信号Ｓｂを位相カウンタ１１Ｂのゲート入力とするとともに、マークカウンタ１２にカウントパルスとして入力させる。なお、マークカウンタ１２には、検出信号Ｓａをカウントパルスとして入力してもよい。
２個の位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂのソース入力として、この制御装置７１の全体を統括制御する図示していないマイクロコンピュータの動作の基準となるクロックパルスＣＫ(極めて短い一定の周期で発生する)を入力する。

そして、位相カウンタ１１Ａは、検出信号Ｓａの立ち上りエッジでカウント値をリセットして０に戻し、再びクロックパルスＣＫのカウントを開始して、そのカウント値を位相差算出手段１３に出力する。位相カウンタ１１Ｂも、検出信号Ｓｂの立ち上りエッジでカウント値をリセットして０に戻し、再びクロックパルスＣＫのカウントを開始して、そのカウント値を位相差算出手段１３に出力する。
位相差算出手段１３は、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂのうち早くリセットされた方の位相差カウンタのカウント値をウオッチングして、その後他方の位相カウンタがリセットされた時のカウント値を記憶する。そのカウント値が前述の式（１）における遅れ時間δｔに相当する。

その後、早くリセットされた方の位相カウンタのカウント値が再びリセットされた時の直前のカウント値を記憶する。この時のカウント値が検出信号Ｓａ又はＳｂの周期Ｔに相当する。したがって、図８によって説明した位相差Ｃａｂを、式（１）によって、
Ｃａｂ＝δｔ／Ｔ の演算によって簡単に検出信号ＳａとＳｂの位相差を算出することができる。この位相差Ｃａｂをマークセンサ６Ｂの検出信号Ｓｂに対するマークセンサ６Ａの検出信号Ｓａの進み遅れとして算出する場合には、マーク５のピッチが伸びた場合には、位相差カウンタ１１Ａの方が早くリセットされて進み位相差となり、マーク５のピッチが縮んだ場合には、位相カウンタ１１Ｂの方が早くリセットされて遅れ位相差になる。

実際に画像形成を行う前の所定のタイミング（工場出荷時、据え付け時、電源投入直後や画像形成動作の準備動作時など）で、中間転写ベルト１０を回動させて、マークセンサ６Ａ，６Ｂがマーク５を検出する毎に、位相差算出手段１３によってこの位相差Ｃａｂを算出し、その進み／遅れを判別したときには、その情報をプロファイル作成手段１４へ送る。

同時に、マークカウンタ１２がマークセンサ６Ｂからの検出信号Ｓｂの立ち上りエッジをカウントとそのカウント値をプロファイル作成手段１４へ送る。このマークカウンタ１２は、マークセンサ６Ｂがスケール２５０の後述する継ぎ目を検知したとき、あるいは図示していないホームポジションセンサによって、中間転写ベルト１０上に設けられたホームポジションマークを検知したときに、その信号によってリセットされ、その後、中間転写ベルト１０の一周分のマーク５のカウント値Ｎを、検出信号Ｓｂの立ち上りエッジで順次カウントアップして出力する。

位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂはマークセンサ６Ａ，６Ｂによる検出信号Ｓａ，Ｓｂの立ち下りエッジでリセットされるようにして、位相差算出手段１３によって検出信号Ｓａ，Ｓｂの立ち下りエッジ間の位相差を算出するようにしてもよい。
位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂは位相差算出手段１３に含めてもよい。また、位相比較器を用いて、検出信号Ｓａ，Ｓｂの位相差を直接算出（検出）するようにしてもよい。
プロファイル作成手段１４は、このように予め無端移動部材である中間転写ベルト１０を一周回動させたときに、位相差算出手段１３によって順次算出される位相差によって、中間転写ベルト１０一周分のマーク５のピッチ誤差のプロファイルを作成する。これが、この時点におけるこの中間転写ベルト１０の一周分のスケールのマークピッチ誤差の固有特性を示すデータとなる。

例えば、中間転写ベルト１０の回動によるホームポジションからの累積移動距離Ｌrealは、前述したようにマークセンサ６Ａ又は６Ｂによる検出信号Ｓａ又はＳｂのカウント値Ｎ（マーク５のカウント値）にスケールピッチ（マーク５の間隔）Ｐを乗じて算出するが、実際にはスケールピッチＰが変化するため、その伸び量（変化量）をΔＬとすると、前述した式（４）によって求められ、
Ｌreal＝Ｎ・Ｐ＋Σ{ ΔＬ(ｋ) }
となる。すなわち、Ｎ・ＰにスケールピッチＰの変化量ΔＬの積分値を足した値が実際の累積移動距離として計算できる。そのスケールピッチの変化量ΔＬは、前述したように位相差Ｃａｂと比例する。

そのため、スケールピッチＰが一定で変化量ΔＬ＝０の理想的な場合のカウント値Ｎに対するの累積移動距離Ｌrealは、図１０に直線ａで示すようにマークカウンタ１２のカウント値Ｎに比例して増加して中間転写ベルト１０一周分の距離に達すると、カウント値Ｎがリセットされる。しかし、実際にはスケールピッチＰに多少のバラツキがあるため、その変化量ΔＬは０ではなく、位相差算出手段１３によって算出された位相差Ｃａｂに比例した値となる。それを順次積分してＮ・Ｐの値に加算していくと、カウント値Ｎに対する実際の累積移動距離Ｌrealは、図１０に曲線ｂで示すように、直線ａに対して位相差Ｃａｂとその進み／遅れに応じて増減する特性になる。

プロファイル作成手段１４は、このようにマークカウンタ１２のカウント値Ｎに対する実際の累積移動距離Ｌrealを前述の式によって算出して、図１０に曲線ｂで示す特性をマーク５のピッチ誤差のプロファイルとしてメモリに一時的に記憶する。このピッチ誤差は、スケールを印刷する際にマーク５の間隔が徐々にずれることによる場合が多いので、図１０の曲線ｂで示すように連続的に僅かずつ変化する場合が多く、カウント値Ｎのインクリメントによって累積移動距離が急激に変化するようなことはない。

あるいは、プロファイル作成手段１４が、位相差算出手段１３によって順次算出される位相差Ｃａｂをそのままカウント値Ｎに対応させて、図１１に曲線で示すように中間転写ベルト１０の一周分を順次メモリに一時的に記憶させて、マーク５のピッチ誤差のプロファイルとすることもできる。図１１における一点鎖線で示す一定の位相差は、マークセンサ６Ａと６Ｂの間隔分の位相差を示しているが、これは記憶せず、マーク５のピッチ誤差のみをプロファイルとして記憶してもよい。

そして、補正データ記憶手段３７は、プロファイル作成手段１４によって作成されたマーク５のピッチ誤差のプロファイルから、カウント値Ｎに応じた中間転写ベルト１０の一周分のマークピッチ補正データを作成してメモリに記憶する。これは、実際に算出される位相差、あるいはそれに比例する累積移動距離の変動から、予め作成されたプロファイルによるピッチ誤差分を差し引くように補正するデータである。

その後の通常の画像形成動作時に、中間転写ベルト１０が回動したとき、位相差算出手段１３によって上述したように順次位相差Ｃａｂが算出されると、制御手段７０がそれを入力するとともに、補正データ記憶手段３７からマークカウンタ１２のカウント値に応じて順次読み出されるマークピッチ補正データを入力して、それらによって目標位置データを補正しながらモータ駆動回路８１に制御信号（例えばトルク指令）を出力し、駆動手段８０による中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。

ここで、位相差算出手段１３によって新たに算出される位相差Ｃａｂには、マーク５のピッチ誤差分に加えて、環境の温湿度変化や中間転写ベルト１０に係るテンションの変化等による伸縮分や、中間転写ベルト１０の移動速度変化による変動分等が含まれており、その算出された位相差から予め記憶したこの中間転写ベルト１０のスケールに固有のマークピッチの誤差分を差し引いて補正することになる。

したがって、スケールのマークピッチに誤差があっても、中間転写ベルト１０の伸縮や移動速度の変動を正確に補償するように、駆動手段８０に対して中間転写ベルト１０の速度のフィードバック制御を実現することができる。
この制御装置における位相差算出手段１３、プロファイル作成手段１４、補正データ記憶手段３７、及び制御手段７０の各機能は、図示していないマイクロコンピュータによるソフト処理でも実現することができる。

〔第２実施例〕
次に、この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第２実施例を説明する。図２はその第２実施例の構成を示すブロック図であり、請求項２及び８に係る発明の実施例に相当する。この図２において、図１と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
この第２実施例において、前述した第１実施例と異なるのは、制御装置７２において、第１実施例の制御装置７１におけるプロファイル作成手段１４と補正データ記憶手段３７に代えて、プロファイル作成記憶手段３８を設けた点と、制御手段７０が便宜上第１実施例と同じ符号を使用しているが、その機能が幾分異なる点だけである。

この第２実施例によれば、予め所定のタイミングで中間転写ベルト１０を一周回動させたときに、位相差算出手段１３によって順次算出される位相差Ｃａｂによって、プロファイル作成記憶手段３８が、図１０に曲線ｂで示した累積移動距離の変動、あるいは図１１に曲線ｃで示した位相差のように、マークカウンタ１２からのカウント値Ｎにしたがって、中間転写ベルト１０一周分のマークピッチ誤差のプロファイルを作成して、この時点での固有の特性データとしてメモリに記憶する。

その後の通常の画像形成動作時には、マークカウンタ１２からのカウント値Ｎによって、プロファイル作成記憶手段３８から順次読み出されるマークピッチ誤差のデータを、制御手段７０に入力してマークピッチ補正データを作成し、制御手段７０はそのマークピッチ補正データと、位相差算出手段１３によって順次算出される位相差Ｃａｂとに基づいて、目標位置データを補正しながらモータ駆動回路８１に制御信号（例えばトルク指令）を出力し、駆動手段８０による中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。

この第２実施例によっても、前述した第１実施例と同等の効果を得ることができ。スケールのマークピッチに誤差があっても、中間転写ベルト１０の伸縮や移動速度の変動を正確に補償するように、駆動手段８０に対して中間転写ベルト１０の速度のフィードバック制御を実現することができる。
この実施例におけるプロファイル作成記憶手段３８の機能も、図示していないマイクロコンピュータによるソフト処理でも実現することができる。

〔この発明に関連する参考例〕
次に、この発明に関連する無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の参考例を説明する。図３はその構成を示すブロック図である。この図３において、図１と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
この参考例において、前述した第１実施例と異なるのは、制御装置７３において、第１実施例の制御装置７１におけるプロファイル作成手段１４と補正データ記憶手段３７に代えて、初期位相差設定手段６６、誤差抽出手段６７、および補正データ作成手段６８を設けた点と、制御手段７０が便宜上第１実施例と同じ符号を使用しているが、その機能が若干異なる点だけである。

この参考例によれば、通常の画像形成動作時に、中間転写ベルト１０の回動に伴って位相差算出手段１３によって順次算出される位相差Ｃａｂが誤差抽出手段６７に入力する。すると、誤差抽出手段６７がその位相差Ｃａｂと初期位相差設定手段６６に予め設定された初期位相差との誤差を抽出する。
そして、補正データ作成手段６８が、その誤差抽出手段６７によって抽出される誤差に応じて位置補正データを作成し、制御手段７０がその位置補正データによって、目標位置データを補正しながらモータ駆動回路８１に制御信号（例えばトルク指令）を出力し、駆動手段８０による中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。
前記前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する。

初期位相差設定手段６６は、予め設計値等の基準位相差（初期はゼロでもよい）を設定するが、好ましくは次のようにその設定値を更新するとよい。すなわち、制御手段７０によって駆動手段による中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御して、中間転写ベルト１０を予め設定した距離だけ移動させたときに、位相差算出手段１３によって順次算出される位相差Ｃａｂの平均値を算出し、その平均値を以後の初期位相差として設定する。

その場合の上記予め設定した距離は、中間転写ベルト１０の一周分の距離以上であることが望ましい。このときの中間転写ベルト１０の回転回数を多くすれば、多数の位相差の平均値を設定するひとができるので精度が上がるが、初期位相差の設定に要する時間がかかることになるので、１〜数回転で十分である。

ここで、さらに別の初期位相差設定手段の例を図１２〜図１５によって説明する。
これは、図４によって説明したようなタンデム型のカラー画像形成装置において実施するのに適したものである。
図１２は、図４に示した画像形成装置における４色の作像部の感光体と、中間転写ベルトおよび新たに示すマークパターンセンサの配置例を簡略化して示している。

中間転写ベルト１０上に、その移動方向の上流側から順次イエロー用、シアン用、マゼンタ用、およびブラック用の各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが、実際には図４に示したように現像装置等各作像に必要な各装置を含む作像ユニット１８(以下の説明では便宜上単に「感光体」として説明する)として、一定の間隔Ｐｓで配置されている。その各感光体を、中間転写ベルト１０の移動方向（矢示方向）に所定定間隔を置いて設けた複数のマークパターン形成手段として使用する。

そして、この中間転写ベルト１０の移動方向で、複数のマークパターン形成手段（感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ）の全てに対して下流側の同じ位置に、図１４に示すように移動方向（矢示方向）に直交する方向に位置をずらして、複数のマークパターン形成手段（４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ）と同数のマークパターンセンサ７５Ｙ，７５Ｃ，７５Ｍ，７５Ｋを配設している。
この各マークパターンセンサ７５Ｙ，７５Ｃ，７５Ｍ，７５Ｋは、図７によって説明した検出精度の高いマークセンサ６と同じ構成のものを使用している。しかし、それ以外の反射型フォトセンサを用いてもよい。

そこで、初期位相差を設定する際には、中間転写べルト１０を所定の線速度Ｖ０で図１２の矢示方向へ移動させて、その表面（裏面でもよい）に、マークパターン形成手段である各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋによって、中間転写べルト１０の移動方向の最も上流側に位置する各感光体４０Ｙから順次、図１３に示すように中間転写べルト１０が所定の線速度Ｖ０で間隔Ｐｓだけ移動する時間Ｔ０（Ｔ０＝Ｐｓ／Ｖ０）ずつタイミングをずらし、且つその移動方向に直交する方向に図１４に示すように位置をずらして、複数のマークパターンをＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを形成する。

その後、そのマークパターンＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋが形成された中間転写べルト１０を同じ方向に同じ線速度Ｖ０で移動させて、各マークパターンセンサ７５Ｙ，７５Ｃ，７５Ｍ，７５Ｋによって、対応する各マークパターンＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋをそれぞれ検出させる。
中間転写べルト１０の線速度が正確に一定で、各感光体によるマークパターンの書き込みタイミングが正確にＴ０＝Ｐｓ／Ｖ０だけずれていると、各マークパターンＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、移動方向の同じ位置に並ぶはずであるが、中間転写ペルト１０の線速度の変動や伸縮などによって、各マークパターンＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは図１４に示すように移動方向に僅かにずれる。

そのため、各マークパターンセンサ７５Ｙ，７５Ｃ，７５Ｍ，７５Ｋによって、対応する各マークパターンＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋをそれぞれ検出した信号を波形整形した検出パルス信号ＳＹ，ＳＣ，ＳＭ，ＳＫは、図１５に示すように時間δｔずつずれる。
このときの中間転写ベルト１０の実際の移動速度Ｖは、
Ｖ＝（Ｐｓ＋δｔ・Ｖ）／Ｔ０
であるから、これを変形してＶについて整理すると、次式で計算される。
Ｖ＝Ｐｓ／（Ｔ０＋δｔ）

δｔが正の時はベルトの速度が速いので、Ｖ−Ｖ０だけ遅くなるように制御する。そして、このＶ−Ｖ０に相当する位相差：δｔ／（Ｔ０＋δｔ）を初期位相差として、図３における初期位相差設定手段６６で設定して、位相差Ｃａｂによる制御を行う。もし、図１５に示した各マークパターンセンサ７５Ｙ，７５Ｃ，７５Ｍ，７５Ｋによる検出パルスのずれδｔが異なる場合には、位相差：δｔ／（Ｔ０＋δｔ）も異なるので、その平均値を以後の初期位相差として設定すればよい。

〔その他の実施例〕
前述した各実施例の無端移動部材駆動制御装置において、複数個のマークセンサ６Ａ，６Ｂを共通のガラス基板によって保持するようにすれば、その間隔を常に一定に保持することができ、位相差の検出精度が向上する。

また、マークセンサ６Ａ，６Ｂの一方に、マーク５が欠落している部分やスケールのつなぎ目などのマーク不連続部分が対応する位置になると、図１６に示すようにマーク検出信号の間隔が空いてしまい、位相差パルスが異常に大きくなり、位相比較出力が急増する。これを検出する手段を設けて、マーク５の不良又はつなぎ目を検出することができる。
図１６に示す例では、マークセンサ６Ａと６Ｂの検出信号の立ち下りエッジの時間差で位相差を算出するが、位相差パルスはＰＷＭ信号としてデューティが変化する信号としてみれば、アナログ入力でモニタすることができる。そして、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの検出信号の位相差をモニタすれば、マーク不連続部分が検出できる。

マーク５の不良や継ぎ目が２個のマークセンサ６Ａと６Ｂの間の位置にあるときには、図１７に示すように、マークセンサ６Ａ又は６Ｂの検出信号が順次欠落し、位相差パルスが異常に大きくなるか出力されなくなる。そこで、この状態を検出してその間は、図１乃至図３における制御手段７０が、位相差による中間転写ベルト１０の移動速度のフィードバック制御を停止する（図１７に「位相差制御停止区間」として示す）ようにする。それによって、異常な位相差による制御を防いで、その直前の制御状態を継続することによって、制御の安定性を保つことができる。

なお、マークセンサを３個以上設け、マーク５の不良や継ぎ目が２個のマークセンサの間の位置になっても、他のマークセンサとの間の位置にはならないようにすることができ、それによって、マーク不連続部分では、使用するマークセンサを切り換えて、正確な位相差を検出し続けて、中間転写ベルト１０の移動速度のフィードバック制御を停止しないで済むようにすることもできる。

ここで、この発明の実施例ではないが応用例として、図６に示したように２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂを配設した場合、この２こ個マークセンサ６Ａ，６Ｂが同一のマーク５の通過を検出する時間差を計測することによって、中間転写ベルト１０の速度を高精度に算出することができる。
その構成例としては、マークセンサ６Ｂが中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆ方向）の上流側にある場合、マークセンサ６Ｂのマーク検出信号の図１等に示した位相カウンタ１１Ｂによるカウント値を、多段レジスタをディレイメモリとして用いて、２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂ間のマーク数が通過する時間をカウントする。

マークセンサ６Ａ，６Ｂ間にＮ個のマークが有る場合、Ｎ段のレジスタを用い、マークセンサ６Ｂからの検出信号のカウント値をＮ個分積算した時間Ｔによって、
Ｖ＝（センサ間距離）／Ｔ
の演算によって速度Ｖを算出することができる。

その場合の２個のマークセンサの間隔の最適値について検討する。
（１）検出振幅と再現性
マークセンサの間隔を小さくすると、観測される位相差は小さくなるが、間隔を離すと位相差の平均化により計測出来る周波数が低下すると共に、位相回転による発振が生じる可能性カ゛生じる。ベルト周期の３次成分を補正しようとすると、マークセンサの間隔は５０ｍｍ以下であることが望ましい。

（２）検出感度
スケール誤差分がベルト１回転で数十μｍあっても、マークの１ピッチ内に生じる変動は、マークの個数（約７０００）分の１になるため、高感度の検出が必要であり、マークセンサの間隔を広げると感度は高くなる。
検出感度xは次式で算出できる。
ｘ＝７．８５／Ｎab（Ｎab：マークセンサの間隔の間のマーク数）
間隔が２０ｍｍの時は Ｎab=１１８ となり、
ｘ＝０．０６７μｍ
となるから、２０ｍｍの間隔が有れば感度は十分である。したがって、２個のマークセンサの間隔をＤとすると、次の範囲にするのが適当である。
１０ｍｍ＜Ｄ＜５０ｍｍ

以上、この発明を図４に示したタンデム型のカラー画像形成装置の中間転写ベルト１０の速度制御に適用した実施例について説明したが、２次転写ベルト２４や、感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋなどの、他のベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも同様に適用できる。
また、他の電子写真方式のカラーあるいはモノクロの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置における転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムなどの画像形成に係わるベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも同様に適用できる。
さらに、インクジェット方式のカラープリンタや、その他各種の機器における高精度な速度制御が必要なベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも適用できる。

この発明は、各種の機器における高精度な速度制御が必要なベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御に利用できる。特に、各種の画像形成装置の画像形成に変わるベルト状又はドラム状の転写ベルトや感光体などの無端移動部材を高精度に速度又は位置制御するのに適している。そして、カラー画像形成装置に適用すれば、色ずれ等を防いで、常に高品質なフルカラー画像を形成することが可能になる。

この発明による無端移動部材駆動制御装置および無端移動部材の速度制御方法の第１実施例の構成を示すブロック図である。 同じくその第２実施例の構成を示すブロック図である。 この発明に関連する参考例の構成を示すブロック図である。 この発明を適用した画像形成装置の一例を示す機構部の全体構成図である。 図４に示した画像形成装置におけるこの発明による無端移動部材駆動制御装置に相当する部分の概略構成図である。

図５に示したマーク５と２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの配置関係の例を拡大して示す説明図である。 同じく中間転写ベルトの外周面に設けた多数のマークからなるスケールとマークセンサの構成例を示す図である。 ２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂの出力信号を整形した波形とその位相差との関係を示す図である。 ２個のマークセンサ６Ａ，６Ｂのマーク検出領域とそれによって検出されるマークとの位置関係を説明するための図である。 累積移動距離によるマークピッチ誤差のプロファイルの一例を示す線図である。

位相差によるマークピッチ誤差のプロファイルの一例を示す線図である。 図４に示した画像形成装置における各感光体と中間転写ベルトおよびマークパターンセンサの配置例を簡略化して示す図である。 図１２に示す各感光体を有する作像ユニットによるマークパターンの書き込みタイミングを示すタイミングチャートである。 同じく中間転写ベルト上の各色のマークパターンとそれを検出するマークパターンセンサの配置例を示す平面図である。

４個のマークパターンセンサでそれぞれ対応するマークパターンを検出した信号のずれを示すタイミングチャートである。 位相差パルスからマーク不連続部分を検出する手段を説明するためのタイミングチャートである。 マーク不良部分で制御を停止する場合を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１：装置本体 ２：給紙テーブル ３：スキャナ ４：自動原稿給送装置(ＡＤＦ)
５：マーク（スケールを構成する） ６，６Ａ，６Ｂ：マークセンサ ７：モータ ８：減速機 ９：駆動ローラ １０：中間転写ベルト（無端移動部材）
１１Ａ，１１Ｂ：位相カウンタ １２：マークカウンタ １３：位相差算出手段
１４：プロファイル作成手段 １５，１６：従動ローラ １８：作像ユニット ２０：転写装置 ２１：露光装置 ２２：２次転写装置 ２４：２次転写ベルト
３７：補正データ記憶手段 ３８：プロファイル作成記憶手段
４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ：感光体 ５８：遮光部 ６０：帯電装置
６１：現像装置 ６２：１次転写ローラ ６６：初期位相差設定手段
６７：誤差抽出手段 ６８：補正データ作成手段 ７０：制御手段（制御回路）
７１，７２，７３：制御装置
７５Ｙ，７５Ｃ，７５Ｍ，７５Ｋ：マークパターンセンサ ８０：駆動手段
８１：モータ駆動回路
１１０：マークセンサの筐体 １１１：発光素子 １１２：コリメートレンズ
１１３スリットマスク １１４：受光窓 １１５：受光素子 ２５０：スケール

Claims (8)

1. 画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム状の無端移動部材と、該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備えた無端移動部材駆動制御装置であって、
   前記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、
   前記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて、それぞれ前記マークを検出するマークセンサを複数個配設し、
   該複数個のマークセンサによって前記マークを検出した信号の位相差を前記無端移動部材の移動に伴って順次算出する位相差算出手段と、
   前記複数個のマークセンサのいずれか１個よって前記マークを検出した信号をカウントするマークカウンタと、
   実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め前記無端移動部材を一周回動させたときに、前記マークカウンタのカウント値に対応して、前記位相差算出手段によって順次算出される位相差によって前記無端移動部材一周分の前記マークのピッチ誤差のプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
   該プロファイル作成手段によって作成された前記マークのピッチ誤差のプロファイルから、前記マークカウンタのカウント値に応じた前記無端移動部材一周分のマークピッチ補正データを作成して記憶する補正データ記憶手段と、
   通常の画像形成動作時に前記無端移動部材が回動したとき、前記位相差算出手段によって順次算出される位相差と前記補正データ記憶手段から前記マークカウンタのカウント値に応じて順次読み出されるマークピッチ補正データとに基づいて、目標位置データを補正しながら前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段と
   を設けたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
2. 画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム状の無端移動部材と、該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備えた無端移動部材駆動制御装置であって、
   前記無端移動部材の表面又は裏面に、その移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、
   前記無端移動部材の移動方向に沿って所定の間隔を置いて、それぞれ前記マークを検出するマークセンサを複数個配設し、
   該複数個のマークセンサによって前記マークを検出した信号の位相差を前記無端移動部材の移動に伴って順次算出する位相差算出手段と、
   前記複数個のマークセンサのいずれか１個よって前記マークを検出した信号をカウントするマークカウンタと、
   実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め前記無端移動部材を一周回動させたときに、前記マークカウンタのカウント値に対応して、前記位相差算出手段によって順次算出される位相差によって前記無端移動部材一周分の前記マークのピッチ誤差のプロファイルを作成して記憶するプロファイル作成記憶手段と、
   通常の画像形成動作時に前記無端移動部材が回動したとき、前記マークカウンタのカウント値に応じて前記プロファイル作成記憶手段から上記ピッチ誤差のデータを順次読み出してマークピッチ補正データを作成し、そのマークピッチ補正データと前記位相差算出手段によって順次算出される位相差とに基づいて、目標位置データを補正しながら前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御する制御手段と
   を設けたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
   前記複数個のマークセンサが共通のガラス基板に保持されていることを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
   前記位相差算出手段によって算出される位相差によって、前記所定間隔で連続する複数のマークの不良又はつなぎ目を検出するマーク不良・つなぎ目検出手段を設けたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
5. 請求項４に記載の無端移動部材駆動制御装置において、
   前記マーク不良・つなぎ目検出手段によって、前記マークの不良又はつなぎ目が前記複数個のマークセンサの間の位置にあることが検出されたときには、前記制御手段が前記無端移動部材の移動速度のフィードバック制御を停止するようにしたことを特徴とする無端移動部材駆動制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無端移動部材駆動制御装置を備え、前記無端移動部材が、転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムのうちの少なくとも一つであることを特徴とする画像形成装置。
7. 画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム状の無端移動部材と、該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備え、前記無端移動部材の表面又は裏面にその移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、前記無端移動部材の移動方向の互いに異なる位置にそれぞれ前記マークを検出するマークセンサを複数個配設している無端移動部材駆動制御装置において、前記無端移動部材の移動速度を制御する移動速度制御方法であって、
   実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め前記無端移動部材を一周回動させ、該無端移動部材の移動に伴って前記複数個のマークセンサによって前記マークを検出する信号の位相差を順次算出し、前記複数個のマークセンサの１個が前記マークを検出する信号のカウント値に応じて、前記各位相差によって無端移動部材一周分の前記マークのピッチ誤差のプロファイルを作成し、
   その作成した前記マークのピッチ誤差のプロファイルから前記カウント値に応じた前記無端移動部材一周分のマークピッチ補正データを作成して記憶し、
   通常の画像形成動作時に前記無端移動部材が回動したとき、前記無端移動部材の移動に伴って前記複数個のマークセンサによって前記マークを検出する信号の位相差を順次算出し、該無端移動部材の一周上の対応する位置に対して記憶した前記マークピッチ補正データを前記カウント値に応じて順次読み出し、前記算出した位相差とに基づいて、目標位置データを補正しながら前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。
8. 画像形成装置に設けられたベルト状又はドラム状の無端移動部材と、該無端移動部材を回動させるための駆動手段とを備え、前記無端移動部材の表面又は裏面にその移動方向にわたり所定間隔で連続するように複数のマークを設け、前記無端移動部材の移動方向の互いに異なる位置にそれぞれ前記マークを検出するマークセンサを複数個配設している無端移動部材駆動制御装置において、前記無端移動部材の移動速度を制御する移動速度制御方法であって、
   実際に画像形成を行う前の所定のタイミングで予め前記無端移動部材を一周回動させ、該無端移動部材の移動に伴って前記複数個のマークセンサによって前記マークを検出する信号の位相差を順次算出し、前記複数個のマークセンサの１個が前記マークを検出する信号のカウント値に応じて、前記各位相差によって前記無端移動部材一周分の前記マークのピッチ誤差のプロファイルを作成して記憶し、
   通常の画像形成動作時に前記無端移動部材が回動したとき、前記無端移動部材の移動に伴って前記複数個のマークセンサによって前記マークを検出する信号の位相差を順次算出するとともに、該無端移動部材の一周のプロファイルの対応する位置に記憶した前記ピッチ誤差を前記カウント値に応じて順次読出してマークピッチ補正データを作成し、そのマークピッチ補正データと前記位相差に基づいて、目標位置データを補正しながら前記駆動手段による前記無端移動部材の移動速度をフィードバック制御することを特徴とする無端移動部材の移動速度制御方法。

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