JP2000312492A

JP2000312492A - モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法、画像形成装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2000312492A
Application number: JP11116633A
Authority: JP
Inventors: Shoji Maruyama; 昌二丸山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真方式の画像形成装置において、各制
御モータの負荷変動による回転変動を抑制できるように
し、画像の劣化を防止できるようにする。【解決手段】ＰＷＭパルス発生部１０５からＰＷＭ信
号を出力して画像形成装置内の制御モータを駆動させ
る。また、負荷変動の情報を認識して負荷変動情報格納
部１０８からその情報を演算部１０９に入力し、演算処
理によってモータにより駆動される回転体の回転変動を
予測する。そして、その予測情報を基にモータの電力あ
るいは回転数を変化させ、モータの回転変動を抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に電子写真方式
の画像形成装置におけるモータ駆動制御装置、モータ駆
動制御方法と、画像形成装置及びその制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、感光ドラムや中間転写体あるいは搬送ローラ、定着
ローラなど、モータの駆動により作動する種々の負荷が
使用されている。図８はこれらの負荷を動作させるモー
タの駆動制御装置の一般的な構成を示すブロック図であ
る。

【０００３】同図中、１はモータのターゲット回転値を
出力するターゲット発生部であり、回転値は角速度にて
定義されている。２は速度制御ループにおける速度制御
用ＰＩ部、３は速度制御用ゲイン制御器、４はモータの
コイルに流れる電流値を検出して電流制御ループを構成
する部分における電流制御用ＰＩ部、５はそれらの演算
結果からＰＷＭ制御幅を決定するＰＷＭ発生部、６はそ
のＰＷＭ信号の出力線、７は電流検出信号のＡ／Ｄ変換
部である。

【０００４】８は不図示のＭＲセンサの出力線、９はキ
ャプチャで、ＭＲセンサの出力パルスをハードウエアに
よって計測する。１０は速度演算部で、上記計測された
結果より角速度を算出する。例えば、ＭＲセンサの出力
がモータ１回転当たり２０００パルス出力されるとし、
ＭＲパルス間隔が５０μｓｅｃとすると、モータ回転数
は１／（５０μｓｅｃ×２０００）＝１０ｒｐｓとな
り、角速度は２π×１０≒６２．８３ｒａｄ／ｓｅｃと
なる。

【０００５】１１，１２は演算器、１３は出力ポート制
御部、１４〜１９はその信号線で、それぞれモータ駆動
回路へ各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の信号を出力する。２０は位
置検出制御部で、ホールセンサによって検出されたロー
タのマグネット位置を出力線２１〜２３からの信号によ
って検出し、その結果を出力ポート制御部１３へ出力し
て、所望の回転方向となるよう出力ポート論理を決定す
る。

【０００６】上記構成において、電流制御ループでは、
１０ｋＨｚの周波数でフィードバック制御が行われ、速
度制御ループでは、１ｋＨｚの周波数でフィードバック
制御が行われている。そして、何れの制御周波数も、モ
ータの種類、負荷に対して安定したサーボ制御となるよ
う決定される。

【０００７】次に、制御動作について説明する。

【０００８】あらかじめ設定しているターゲットの角速
度情報をターゲット発生部１から与えると、速度演算部
１０の演算結果とそのターゲット角速度が比較され、そ
の差が速度制御用ＰＩ部２へ送り込まれる。つまり、与
えられたターゲット角速度が速度演算部１０の演算結果
より大きい場合は、モータ回転数はターゲット値に達し
ていないことになり、速度制御用ＰＩ部２にはプラスの
値が入力される。一方、ターゲット角速度が速度演算部
１０の演算結果より小さい場合は、モータ回転数はター
ゲット値よりも速く、速度制御用ＰＩ部２にはマイナス
の値が入力される。

【０００９】速度制御用ＰＩ部２では、上述のようなタ
ーゲット角速度より速い、遅いの情報を比例積分を施す
ことによって、制御系の安定化を図る。そして、ゲイン
制御器３において特定のゲインを与え、電流制御ループ
とのマッチングを最適化させる。つまり、速度制御用Ｐ
Ｉ部２の出力を上記のゲインによってターゲット電流情
報に変換させる。そして、Ａ／Ｄ変換部７によって検出
されたモータ電流値が上述のターゲット電流情報と比較
される。

【００１０】上記の比較結果は、電流制御用ＰＩ部４に
入力され、比例積分によって制御系の安定化が図られた
後、ＰＷＭ発生部５へ送られる。つまり、速度制御ルー
プによって得られたターゲット角速度と実際の角速度と
の比較結果は、ＰＩ部を介してターゲット電流値に置換
されて、今度は電流制御ループによってターゲット電流
値と実際のモータ電流とが比較され、ＰＩ部を介してそ
の結果がＰＷＭパルスへと変換される。

【００１１】一方、上述のホールセンサによって検出さ
れたモータのロータ位置は、位置検出制御部２０と出力
ポート制御部１３に入力され、所望の回転方向となるよ
う、信号線１４〜１９の出力が設定される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の画像形成装置におけるモータ駆動制御にあって
は、モータの駆動対象となる駆動系の負荷が変動した場
合、その変動の瞬間にモータの回転数が乱れ、画像の劣
化を発生させてしまうことがあった。

【００１３】例えば、前述の感光ドラムと中間転写体は
ドラムモータによって駆動されているが、ドラムモータ
が所定速度にてサーボ制御されている際に、転写ローラ
が中間転写体に当接または離間されると、ドラムモータ
の負荷トルクが変動し、ドラムモータの回転数が一時的
に乱れ、感光ドラム及び中間転写体上に作像されている
画像が乱れてしまうといった問題があった。

【００１４】また、給紙搬送モータのように、複数の搬
送ローラや定着ユニット、排紙ローラなど、多くの種類
の負荷を駆動していると、各負荷要因の変動に伴って、
モータの回転数が変動し、安定した紙送り制御ができな
くなり、その結果画像劣化を招くといった問題があっ
た。

【００１５】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、低コスト及び小型の構成で、モータの
負荷変動による回転変動を抑制することができ、画像劣
化等の発生を防止可能なモータ駆動制御装置、モータ駆
動制御方法、画像形成装置及びその制御方法を提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るモータ駆動
制御装置、モータ駆動制御方法、画像形成装置及びその
制御方法は、次のように構成したものである。

【００１７】（１）モータの駆動制御を行う制御装置に
おいて、モータの駆動により回転する回転体にかかる負
荷変動の情報を認識する認識手段と、認識した負荷変動
情報に基づいて前記回転体の回転変動を予測する予測手
段とを備え、前記予測手段の予測結果に従ってモータの
駆動制御を行うようにした。

【００１８】（２）上記（１）の構成において、予測手
段は負荷変動情報から回転体に加わる負荷のトルク変動
量とその変動タイミングを予測するようにした。

【００１９】（３）上記（１）の構成において、負荷変
動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定の駆
動電力をモータに供給するようにした。

【００２０】（４）上記（１）の構成において、負荷変
動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定の回
転数にてモータを駆動するようにした。

【００２１】（５）上記（１）の構成において、負荷変
動情報に基づいて回転体の回転を一定に保つようにモー
タを駆動するようにした。

【００２２】（６）上記（１）の構成において、認識手
段は回転体に加わる負荷トルクの変動情報を認識し、そ
の情報を基にモータの駆動制御を行うようにした。

【００２３】（７）上記（１）ないし（６）何れかの構
成において、デジタル信号処理によりモータの駆動制御
を行うようにした。

【００２４】（８）モータの駆動制御を行う制御方法に
おいて、モータの駆動により回転する回転体にかかる負
荷変動の情報を認識し、その認識した負荷変動情報に基
づいて前記回転体の回転変動を予測し、その予測結果に
従ってモータの駆動制御を行うようにした。

【００２５】（９）上記（８）の構成において、負荷変
動情報から回転体に加わる負荷のトルク変動量とその変
動タイミングを予測するようにした。

【００２６】（１０）上記（８）の構成において、負荷
変動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定の
駆動電力をモータに供給するようにした。

【００２７】（１１）上記（８）の構成において、負荷
変動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定の
回転数にてモータを駆動するようにした。

【００２８】（１２）上記（８）の構成において、負荷
変動情報に基づいて回転体の回転を一定に保つようにモ
ータを駆動するようにした。

【００２９】（１３）上記（８）の構成において、回転
体に加わる負荷トルクの変動情報を認識し、その情報を
基にモータの駆動制御を行うようにした。

【００３０】（１４）上記（８）ないし（１３）何れか
の構成において、デジタル信号処理によりモータの駆動
制御を行うようにした。

【００３１】（１５）電子写真プロセスにより画像形成
を行う画像形成装置において、画像形成用の各モータの
駆動により回転する回転体にかかる負荷変動の情報を認
識する認識手段と、認識した負荷変動情報に基づいて前
記回転体の回転変動を予測する予測手段とを備え、前記
予測手段の予測結果に従って前記モータの駆動制御を行
うようにした。

【００３２】（１６）上記（１５）の構成において、予
測手段は負荷変動情報から回転体に加わる負荷のトルク
変動量とその変動タイミングを予測するようにした。

【００３３】（１７）上記（１５）の構成において、負
荷変動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定
の駆動電力をモータに供給するようにした。

【００３４】（１８）上記（１５）の構成において、負
荷変動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定
の回転数にてモータを駆動するようにした。

【００３５】（１９）上記（１５）の構成において、負
荷変動情報に基づいて回転体の回転を一定に保つように
モータを駆動するようにした。

【００３６】（２０）上記（１５）の構成において、認
識手段は回転体に加わる負荷トルクの変動情報を認識
し、その情報を基にモータの駆動制御を行うようにし
た。

【００３７】（２１）上記（１５）ないし（２０）何れ
かの構成において、デジタル信号処理によりモータの駆
動制御を行うようにした。

【００３８】（２２）電子写真プロセスにより画像形成
を行う画像形成装置の制御方法において、画像形成用の
各モータの駆動により回転する回転体にかかる負荷変動
の情報を認識し、その認識した負荷変動情報に基づいて
前記回転体の回転変動を予測し、その予測結果に従って
前記モータの駆動制御を行うようにした。

【００３９】（２３）上記（２２）の構成において、負
荷変動情報から回転体に加わる負荷のトルク変動量とそ
の変動タイミングを予測するようにした。

【００４０】（２４）上記（２２）の構成において、負
荷変動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定
の駆動電力をモータに供給するようにした。

【００４１】（２５）上記（２２）の構成において、負
荷変動情報に基づいて所定のタイミングで所定期間所定
の回転数にてモータを駆動するようにした。

【００４２】（２６）上記（２２）の構成において、負
荷変動情報に基づいて回転体の回転を一定に保つように
モータを駆動するようにした。

【００４３】（２７）上記（２２）の構成において、回
転体に加わる負荷トルクの変動情報を認識し、その情報
を基にモータの駆動制御を行うようにした。

【００４４】（２８）上記（２２）ないし（２７）何れ
かの構成において、デジタル信号処理によりモータの駆
動制御を行うようにした。

【００４５】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の第１
の実施例の構成を示すブロック図であり、図８と同様電
子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置に使
用されている各モータの駆動制御を行うモータ駆動制御
装置の構成を示している。この装置のモータ制御は、Ｄ
ＳＰ（デジタル信号処理）によってサーボ制御を行うも
のであり、負荷変動による画像劣化を防止するように制
御する。

【００４６】図１において、１０１はモータのターゲッ
ト速度値を出力するターゲット発生部であり、速度は角
速度を表している。そして、モータはあらかじめ与えら
れるターゲット速度に回転数がなるようにサーボ制御さ
れる。１０２は速度制御用ＰＩ部、１０３は速度制御用
ＰＩ部１０２の演算結果をターゲット電流値に変換する
とともに、制御系を安定化させるためのゲイン制御器、
１０４は電流制御用ＰＩ部、１０５はＰＷＭパルス発生
部で、電流制御用ＰＩ部１０４の出力結果からＰＷＭパ
ルス幅を決定する。１０６はそのＰＷＭ信号を伝達する
制御線、１０７はモータ電流の検出信号をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換部である。

【００４７】１０８は負荷変動情報を格納する不図示の
メインＣＰＵ（認識手段）の負荷変動情報格納部であ
り、負荷変動情報はメインＣＰＵにより認識され、ＤＳ
Ｐ回路へ与えられる。このＣＰＵより与えられる負荷変
動情報は、例えば二次転写ローラの当接あるいは離間の
情報であり、その情報が与えるタイミング、内容によっ
てＤＳＰ回路はモータにより回転する回転体の回転変動
（変動タイミングや変動量）を予測することができる。

【００４８】１０９は与えられた負荷変動情報を基に、
負荷変動タイミング及び負荷変動量を演算する後述のＤ
ＳＰ回路（予測手段）の演算部で、その演算結果よりＰ
ＷＭ制御値を決定する。そして、ゲイン制御器１１０に
よってＰＷＭ制御値を生成し、通常のフィードバック制
御ループとは別にフィードフォワードループを構成して
いる。

【００４９】１１１はＭＲセンサの出力を伝達する信号
線、１１２はＭＲセンサの出力パルスを計測するキャプ
チャ、１１３はその計測結果から角速度を演算する速度
演算部である。また、１１４は切換スイッチ、１１５，
１１６は演算器である。

【００５０】ここで、本実施例の装置は、図８に示す従
来のものに対して、負荷変動情報を基に、通常のフィー
ドバックループとは別に負荷変動抑制制御のためのフィ
ードフォワードループを構成し、切換スイッチ１１４に
切換えを行うようにしており、スイッチ１１４の切換え
制御は、負荷変動情報に基づいて決定される。つまり、
負荷変動情報によって、変動タイミング、変動量を認識
し、これよりどの程度のＰＷＭ値をどのタイミングでど
の期間投入するかを決定する。そして、負荷変動抑制制
御が終了すると、切換スイッチ１１４にて通常のフィー
ドバックループへ切換える。

【００５１】図２は上記のモータ駆動制御装置を搭載し
た電子写真方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す
断面図である。

【００５２】図２において、２０１は画像形成装置本
体、２０２は画像データを不図示のレーザ光に変換さ
せ、該レーザ光をポリゴンミラーによって感光ドラム２
０３の表面上を走査させるスキャナユニット、２０４は
その感光ドラム面上に形成されたトナー画像を転写する
中間転写体で、感光ドラム面上に形成された各色に対応
したトナー画像はこの中間転写体上に順次重ねて転写さ
れる。

【００５３】２０５はイエロー、シアン、マゼンダ、ブ
ラックの各色の現像ユニット２０６を備え、所望の現像
ユニット２０６を感光ドラム２０３に離接させるロータ
リーユニット、２０７は転写紙、２０８は転写紙の有無
を検知する検知センサ、２０９は転写紙２０７を取出す
給紙ローラ、２１０は取出した転写紙２０７を搬送する
搬送ローラ、２１１は転写紙２０７の先端を検知する検
知センサ、２１２は搬送ローラ、２１３は二次転写ロー
ラ、２１４は搬送ローラ、２１５は転写紙上に形成され
たトナー画像を熱と圧力で融着させる定着ユニットで、
加熱ローラと加圧ローラを有している。

【００５４】２１６は排紙センサ、２１７，２１８は排
紙ローラ、２１９は一次転写ローラ、２２０は中間転写
体２０４にあらかじめ設けられた基準マークを読取る基
準位置検知センサ、２２１は現像ユニット２０６が有す
るトナーを感光ドラム上に現像させる現像スリーブロー
ラ、２２２はトナーを均一に現像スリーブローラ２２１
上に補給するためのコントローラである。

【００５５】上記のような画像形成装置において、不図
示のホストコンピュータより送られたカラー画像は、画
像形成装置本体内部で画像展開され、各色ごとの画像デ
ータとなり、スキャナユニット２０２を通じて回転駆動
される感光ドラム２０３上に走査露光される。ロータリ
ーユニット２０５は４色の現像ユニット２０６を備えて
おり、回転制御によって所望の色の画像に対する現像ユ
ニット２０６を感光ドラム２０３に当接させる。

【００５６】上記感光ドラム２０３上に現像されたトナ
ー画像は、一次転写ローラ２１９によって中間転写体２
０４上に転写される。このときの転写位置は、基準位置
検知センサ２２０によって制御される。そして、１色の
転写が終了すると、ロータリーユニット２０５は回転
し、次の色の現像ユニット２０６を感光ドラム２０３へ
当接させる。また、その色の画像データは、スキャナユ
ニット２０２を通じて回転駆動される感光ドラム２０３
上に走査露光される。

【００５７】このような動作を４色分繰り返すことによ
って、中間転写体２０４上には４色のトナー画像が重ね
て形成され、給紙、搬送された転写紙２０７上に二次転
写ローラ２１３により一括転写される。この転写紙上の
トナー画像は定着ユニット２１５によって融着され、排
紙ローラ２１７，２１８によって排紙される。これによ
り、一連のカラー画像形成動作が終了する。

【００５８】ここで、上記のカラー画像形成装置は、図
示しないが複数の制御モータを備えている。そして、転
写紙２０７の給紙ローラ２０９、搬送ローラ２１０，２
１１、二次転写ローラ２１３、搬送ローラ２１４、定着
ユニット２１５、及び排紙ローラ２１７，２１８は、給
紙搬送モータにより駆動されており、中間転写体２０４
及び感光ドラム２０３はドラムモータで駆動され、ロー
タリーユニット２０５はロータリーモータで駆動され、
現像ユニット２０６のスリーブローラ２２１及びコート
ローラ２２２はスリーブモータにて駆動されている。

【００５９】上記の各モータは、あらかじめ設定された
速度情報に基づき、ソフトウエアによって一定回転とな
るように、ディジタルサーボ制御されるＤＣサーボモー
タを用いている。

【００６０】また、中間転写体２０４と二次転写ローラ
２１３は、離間機構を備えており、中間転写体２０４上
にトナー画像を転写しているときは離間させ、中間転写
体２０４上に４色分のトナー画像が転写された後には、
中間転写体２０４と二次転写ローラ２１３は当接し、転
写紙２０７に一括転写を行う。

【００６１】次に、上記の各ＤＣモータのソフトウエア
によるディジタルサーボ制御について説明する。図３は
ＤＣモータとその制御回路の構成を示す図である。

【００６２】図３中、３０１はモータ制御を行う前述の
ＤＳＰ回路であり、前述のメインＣＰＵ（認識手段）か
らの情報により回転体の回転変動を予測する予測手段を
構成している。３０２はトランジスタアレイ、３０３は
モータユニット、３０４はＰＷＭ制御線で、図１のＰＷ
Ｍ信号線１０６に相当する。３０５〜３０７はＰＷＭ制
御用のスイッチングトランジスタ、３０８〜３１０は電
流制限用の抵抗、３１１〜３１３はトランジスタアレイ
３０２の上側のトランジスタ３１７〜３１９を制御する
制御線、３１４〜３１６はトランジスタアレイ３０２の
下側のトランジスタ３２０〜３２２を制御する制御線
で、各トランジスタ３１７〜３２２にはモータ駆動電源
である＋２４Ｖの電源が供給される。

【００６３】３２４は三相ブラシレスモータ３２９のモ
ータコイル３３０の中のＵ相コイルに接続される出力
線、３２５は同モータ３２９のＶ相コイルに接続される
出力線、３２６は同モータ３２９のＷ相コイルに接続さ
れる出力線、３２７は電流検出用の抵抗、３２８はその
電流検出信号を伝達する信号線、３３１〜３３３はホー
ルセンサで、不図示のロータにあらかじめ備えたマグネ
ットの位置を検出する。

【００６４】３３４は不図示のロータにあらかじめ備え
られた速度制御用の着磁パターンを検出するＭＲセン
サ、３３５はホールセンサ３３１の検出信号を伝達する
信号線、３３６はホールセンサ３３２の検出信号を伝達
する信号線、３３７はホールセンサ３３３の検出信号を
伝達する信号線、３３８はＭＲセンサ３３４の検出信号
を伝達する信号線である。

【００６５】また、図示していないが、モータユニット
３０２には各相ごとのモータ制御線及びモータ３２９の
ロータ位置を検出するＭＲセンサが設けられている。

【００６６】次に、上記回路の制御動作について説明す
る。

【００６７】ＤＳＰ回路３０１は、ホールセンサ３３１
〜３３３によってモータ３２９のロータ位置を検知する
と、所望の回転方向となるように制御線３１１〜３１６
を用いてトランジスタアレイ３０２の中のトランジスタ
３１７〜３２２をスイッチングさせ、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相
の各出力線３２４〜３２６を通してモータ３２９のコイ
ル３３０に所望の電流を供給する。

【００６８】例えば、モータ３２９のコイル３３０のＵ
相からＶ相へ電流を流したいときは、制御線３１３をア
クティブとし、ＰＷＭ制御線３０４によって所望の電流
値を設定させ、トランジスタ３０７をＯＮさせる。これ
により、トランジスタアレイ３０２内のトランジスタ３
１７がＯＮし、＋２４ＶラインからＵ相コイルへと電流
が流れる。一方、制御線３１５がアクティブとなると、
トランジスタアレイ３０２内のトランジスタ３２１がＯ
Ｎし、Ｕ相コイルの電流はＶ相コイルを経由し、電流検
出用の抵抗３２７を通してＧＮＤ側へ流れる。

【００６９】続いてＤＳＰ回路３０１は、信号線３２８
の検出信号よりコイルに流れる電流値を検出し、所定の
電流となるように、ＰＷＭ制御線３０４を用いてトラン
ジスタ３０７をＯＮ／ＯＦＦさせる。また、ＤＳＰ回路
３０１は、ＭＲセンサ３３４によってモータ３２９の回
転速度を検出し、所定の速度でモータ３２９が回転する
ようにＰＷＭ制御線３０４を用いてトランジスタ３０７
をＯＮ／ＯＦＦさせ、必要な電流をコイル３３０に供給
させる。

【００７０】例えば、ＭＲセンサ３３４の出力パルスの
間隔をタイマにより計測してモータ回転を検出し、その
結果モータ回転が所定回転より遅いと判断すると、ＰＷ
Ｍ制御線３０４を用いてＯＮデューティを上げ、モータ
３２９の回転が上がるようにモータコイル３３０に流れ
る電流を増やす。

【００７１】このとき同時に、モータ３２９のロータが
回転することによって、ホールセンサ３３１〜３３３に
よるロータのマグネット位置が変化する。そして、所望
の回転となるモータコイル３３０の電流方向を決定し、
制御線３１１〜３１６を用いてトランジスタ３１７〜３
２２をＯＮ／ＯＦＦさせる。

【００７２】更に、ＤＳＰ回路３０１は、電流検出用の
抵抗３２７により検出された電圧値を信号線２８を通し
てＡ／Ｄポートから入力し、モータコイル３３０に流れ
る電流値をモニタして、所望の電流が流れるように電流
制御を行う。

【００７３】次に、上述のドラム駆動モータを例にとっ
て、本制御を実施してない場合と実施した場合のドラム
回転速度とドラムモータ回転速度ω（ｒａｄ／ｓ）が負
荷変動によってどのように影響されるかを説明する。

【００７４】図４は本制御を実施していない場合の回転
変動の様子を示す図である。図中のＡ１は負荷変動が加
わる前のモータ一定回転制御時のドラム回転速度を示
し、Ａ２の時点である負荷がＯＮすると、Ａ３のように
負荷変動によってドラム回転が一時的に低下し、その後
モータのフィードバック制御によって徐々にターゲット
速度へと制御が追従していく。そして、Ａ４の時点であ
る負荷がＯＦＦとなると、Ａ５のようにドラム回転が一
時的に上昇し、その後モータのフィードバック制御によ
って徐々にターゲット速度へと制御が追従されていく。

【００７５】Ａ６はモータの負荷変動前の状態であり、
Ａ７の時点である負荷がＯＮすると、Ａ８のようにモー
タ回転数は低下する。更に、Ａ９の時点である負荷がＯ
ＦＦすると、Ａ１０のようにモータ回転は一時的に上昇
する。

【００７６】図４でドラムの回転変動と比較してモータ
回転の変動量が小さいのは、減速ギアによる伝達ロスに
よって実際発生したドラム軸への負荷変動に伴う回転変
動がモータ軸上で小さくなるためである。

【００７７】このように、ドラム軸に加わる負荷変動
は、ドラムの回転変動をもたらし、更に駆動伝達ギアを
介してモータ自体の回転に影響を与える。

【００７８】図５は本制御を実施した場合の回転変動の
様子を示す図であり、Ｂ１は変動前のドラム回転、Ｂ２
は負荷ＯＮのタイミング、Ｂ３は負荷ＯＮ時のフィード
フォワード制御時のドラム回転、Ｂ４は負荷ＯＦＦのタ
イミング、Ｂ５は負荷ＯＦＦ時のフィードフォワード制
御時のドラム回転、Ｂ６は変動前のモータ回転、Ｂ７は
負荷ＯＮのタイミング、Ｂ８は負荷ＯＮ時のフィードフ
ォワード制御時のモータ回転、Ｂ９は負荷ＯＦＦのタイ
ミング、Ｂ１０は負荷ＯＦＦ時のフィードフォワード制
御時のモータ回転を示している。

【００７９】負荷ＯＮ時のフィードフォワード制御で
は、モータに供給する電力を増加させて負荷ＯＮ変動に
よるドラム回転の低下を打ち消すように制御する。この
ため、モータの回転数はＢ８のように上昇するものの、
ドラムの回転数はＢ３のように変動が小さく抑えられ
る。

【００８０】同様に、負荷ＯＦＦ時のフィードフォワー
ド制御では、モータに供給する電力を減少させて負荷Ｏ
ＦＦ変動を打ち消すように制御する。このため、モータ
の回転数はＢ９のように低下するものの、ドラムの回転
数はＢ５のように変動が小さく抑えられる。

【００８１】ここで、画像形成装置の制御を司る上述の
メインＣＰＵは、モータ制御を司るＤＳＰ回路３０１に
対して、コマンドによって負荷情報を与える。例えば、
ドラムモータ制御に対するコマンドでは、二次転写ロー
ラ２１３の当接及び離間のコマンドがＤＳＰ回路３０１
に対して与えられる。このコマンドによってＤＳＰ回路
３０１は容易に負荷変動情報及びタイミングを得ること
が可能となる。

【００８２】このように、本実施例では、画像形成装置
のメインＣＰＵからモータ制御を司るＤＳＰ回路３０１
に対して負荷変動情報及びタイミング情報を与え、ＤＳ
Ｐ回路３０１はこの情報を基に所定タイミング及び所定
期間、所定量のモータ供給電力を演算して求め、フィー
ドバックループとは別にフィードフォワードループを構
成してモータ制御を行うようにしている。

【００８３】特に、制御モータの駆動対象となる感光ド
ラム２０３や中間転写体２０４、あるいは搬送駆動系に
現れる負荷変動による回転変動を演算によって予測し、
これを抑制するようにモータの電力を制御するようにし
ている。

【００８４】このため、感光ドラム２０３や中間転写体
２０４などの画像を形成する媒体に転写ローラなどが当
接、離間するのに伴う負荷変動によって回転変動が生じ
た場合に発生する画像の乱れ等の画像劣化を防止でき
る。また、従来では負荷変動による影響を減少させるた
めに、例えば感光ドラム軸にイナーシャを付けるといっ
た対策がとられていたが、これらの対策が不要となり、
画像形成装置の低コスト化、小型化が実現できる。

【００８５】（実施例２）図６は本発明の第２の実施例
の構成を示すブロック図であり、図１と同一符号は同一
構成要素を示している。

【００８６】図６中、１０１はモータのターゲット角速
度を与えるターゲット発生部で、Ｎ個のターゲット角速
度を出力する発生部１０１−１，１０１−２，……，１
０１−Ｎを備えており、負荷変動情報はここに入力され
る。他は図１と同様の構成であるので説明は省略する。

【００８７】本実施例は、負荷変動情報に基づき、モー
タのターゲット速度を可変にする制御を施すものであ
る。例えば、図４に示すようにドラムモータ及びドラム
回転速度は、負荷変動に伴い回転が変動する。このドラ
ムの回転変動を打ち消すようにモータの回転制御を行う
ことによって、ドラム回転速度は一定とすることができ
る。

【００８８】そこで、本実施例では、負荷変動情報に適
したモータ回転速度プロファイルをあらかじめ用意して
おき、モータの制御上のターゲット回転速度を上記プロ
ファイルに基づき変化させるようにしている。

【００８９】上述の第１の実施例とは異なり、常に制御
ループをクローズさせて制御が行われるため、制御ルー
プの切換わり時に見られる不安定期間がなくなって、安
定した制御系を実現することができる。

【００９０】（実施例３）図７は本発明の第３の実施例
の構成を示すブロック図であり、図１と同一符号は同一
構成要素を示している。

【００９１】図７中、１１７は出力ポート制御部、１１
８〜１２３はその出力ポート、１２４は位置検出制御
部、１２５〜１２７はホールセンサ出力信号を入力する
信号線であり、これらの制御部１１７，１２４は図８の
制御部１３，２０に相当するものである。

【００９２】本実施例は、負荷変動情報より変動タイミ
ング及び変動量を演算し、制御タイミング及び制御量を
決定して、負荷ＯＮ時では負荷ＯＮのタイミングから所
定期間、所定量のＰＷＭ制御値で制御し、負荷ＯＮ時に
伴う駆動系、例えばドラムの回転低下を防止するととも
に、負荷ＯＦＦ時においては、負荷ＯＦＦのタイミング
から所定期間は出力ポートの制御論理をモータが逆転す
る論理で与え、モータに対してブレーキをかける制御を
行って、負荷ＯＦＦ時に伴う駆動系、例えばドラムの回
転増加を防止させる制御を行うようにしている。

【００９３】上述の第１の実施例及び第２の実施例で
は、負荷ＯＦＦ時の回転増加から所定回転まで、モータ
のイナーシャによってある時間を要するが、本実施例で
はこの時間を短縮させるために、モータのブレーキ制御
を行っており、特にモータのイナーシャが比較的大きな
系において有効となる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コスト及び小型の構成で、モータの負荷変動による回
転変動を抑制することができる。したがって、画像劣化
等の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図

【図２】画像形成装置の構成を示す断面図

【図３】モータ制御回路の構成を示す図

【図４】負荷変動時の回転変動の様子を示す図

【図５】負荷変動時の回転変動の様子を示す図

【図６】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図

【図７】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図

【図８】従来例の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１０１ターゲット発生部１０２速度制御用ＰＩ部１０４電流制御用ＰＩ部１０５ＰＷＭパルス発生部１０８負荷変動情報格納部（認識手段）１０９演算部（予測手段）１１２キャプチャ１１３速度演算部１１７出力ポート制御部１２４位置検出制御部２０１画像形成装置本体２０２スキャナユニット２０３感光ドラム２０４中間転写体２０６現像ユニット２１３二次転写ローラ２１５定着ユニット２１９一次転写ローラ３０１ＤＳＰ回路３２９三相ブラシレスモータ３３０モータコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの駆動制御を行う制御装置におい
て、モータの駆動により回転する回転体にかかる負荷変
動の情報を認識する認識手段と、認識した負荷変動情報
に基づいて前記回転体の回転変動を予測する予測手段と
を備え、前記予測手段の予測結果に従ってモータの駆動
制御を行うことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】予測手段は負荷変動情報から回転体に加
わる負荷のトルク変動量とその変動タイミングを予測す
ることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装
置。
【請求項３】負荷変動情報に基づいて所定のタイミン
グで所定期間所定の駆動電力をモータに供給することを
特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】負荷変動情報に基づいて所定のタイミン
グで所定期間所定の回転数にてモータを駆動することを
特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】負荷変動情報に基づいて回転体の回転を
一定に保つようにモータを駆動することを特徴とする請
求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】認識手段は回転体に加わる負荷トルクの
変動情報を認識し、その情報を基にモータの駆動制御を
行うことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装
置。
【請求項７】デジタル信号処理によりモータの駆動制
御を行うことを特徴とする請求項１ないし６何れか記載
のモータ駆動制御装置。
【請求項８】モータの駆動制御を行う制御方法におい
て、モータの駆動により回転する回転体にかかる負荷変
動の情報を認識し、その認識した負荷変動情報に基づい
て前記回転体の回転変動を予測し、その予測結果に従っ
てモータの駆動制御を行うようにしたことを特徴とする
モータ駆動制御方法。
【請求項９】負荷変動情報から回転体に加わる負荷の
トルク変動量とその変動タイミングを予測するようにし
たことを特徴とする請求項８記載のモータ駆動制御方
法。
【請求項１０】負荷変動情報に基づいて所定のタイミ
ングで所定期間所定の駆動電力をモータに供給するよう
にしたことを特徴とする請求項８記載のモータ駆動制御
方法。
【請求項１１】負荷変動情報に基づいて所定のタイミ
ングで所定期間所定の回転数にてモータを駆動するよう
にしたことを特徴とする請求項８記載のモータ駆動制御
方法。
【請求項１２】負荷変動情報に基づいて回転体の回転
を一定に保つようにモータを駆動するようにしたことを
特徴とする請求項８記載のモータ駆動制御方法。
【請求項１３】回転体に加わる負荷トルクの変動情報
を認識し、その情報を基にモータの駆動制御を行うよう
にしたことを特徴とする請求項８記載のモータ駆動制御
方法。
【請求項１４】デジタル信号処理によりモータの駆動
制御を行うようにしたことを特徴とする請求項８ないし
１３何れか記載のモータ駆動制御方法。
【請求項１５】電子写真プロセスにより画像形成を行
う画像形成装置において、画像形成用の各モータの駆動
により回転する回転体にかかる負荷変動の情報を認識す
る認識手段と、認識した負荷変動情報に基づいて前記回
転体の回転変動を予測する予測手段とを備え、前記予測
手段の予測結果に従って前記モータの駆動制御を行うこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】予測手段は負荷変動情報から回転体に
加わる負荷のトルク変動量とその変動タイミングを予測
することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１７】負荷変動情報に基づいて所定のタイミ
ングで所定期間所定の駆動電力をモータに供給すること
を特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１８】負荷変動情報に基づいて所定のタイミ
ングで所定期間所定の回転数にてモータを駆動すること
を特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１９】負荷変動情報に基づいて回転体の回転
を一定に保つようにモータを駆動することを特徴とする
請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項２０】認識手段は回転体に加わる負荷トルク
の変動情報を認識し、その情報を基にモータの駆動制御
を行うことを特徴とする請求項１５記載の画像形成装
置。
【請求項２１】デジタル信号処理によりモータの駆動
制御を行うことを特徴とする請求項１５ないし２０何れ
か記載の画像形成装置。
【請求項２２】電子写真プロセスにより画像形成を行
う画像形成装置の制御方法において、画像形成用の各モ
ータの駆動により回転する回転体にかかる負荷変動の情
報を認識し、その認識した負荷変動情報に基づいて前記
回転体の回転変動を予測し、その予測結果に従って前記
モータの駆動制御を行うようにしたことを特徴とする画
像形成装置の制御方法。
【請求項２３】負荷変動情報から回転体に加わる負荷
のトルク変動量とその変動タイミングを予測するように
したことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置の
制御方法。
【請求項２４】負荷変動情報に基づいて所定のタイミ
ングで所定期間所定の駆動電力をモータに供給するよう
にしたことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置
の制御方法。
【請求項２５】負荷変動情報に基づいて所定のタイミ
ングで所定期間所定の回転数にてモータを駆動するよう
にしたことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置
の制御方法。
【請求項２６】負荷変動情報に基づいて回転体の回転
を一定に保つようにモータを駆動するようにしたことを
特徴とする請求項２２記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２７】回転体に加わる負荷トルクの変動情報
を認識し、その情報を基にモータの駆動制御を行うよう
にしたことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置
の制御方法。
【請求項２８】デジタル信号処理によりモータの駆動
制御を行うようにしたことを特徴とする請求項２２ない
し２７何れか記載の画像形成装置の制御方法。