JP2005033927A - モータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分解能の低いエンコーダを適用可能であり、かつエンコーダの取り付け位置の誤差の許容範囲が大きいモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出する回転角エンコーダ３０と、回転角エンコーダ３０よりも精度が高い高精度エンコーダ８０を用いて検出された制御対象又は検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた情報が格納されたメモリ２４とを有し、メモリ２４に格納された情報と回転角エンコーダ３０によって生成される情報とを用いて、制御対象の駆動源であるＤＣモータ１０１の回転速度を制御するモータ駆動装置であって、コントローラ２００は、回転角エンコーダ３０からの情報及びメモリ２４に格納されている情報に基づいてモータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、プリセッタブルカウンタを多段備える。
【選択図】 図２
【解決手段】回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出する回転角エンコーダ３０と、回転角エンコーダ３０よりも精度が高い高精度エンコーダ８０を用いて検出された制御対象又は検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた情報が格納されたメモリ２４とを有し、メモリ２４に格納された情報と回転角エンコーダ３０によって生成される情報とを用いて、制御対象の駆動源であるＤＣモータ１０１の回転速度を制御するモータ駆動装置であって、コントローラ２００は、回転角エンコーダ３０からの情報及びメモリ２４に格納されている情報に基づいてモータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、プリセッタブルカウンタを多段備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコーダを用いたモータ駆動装置に関し、特に、高精度のエンコーダを用いることなく精度の高い回転制御を行えるモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータを駆動する際には、高精度かつ高分解能のエンコーダを駆動系に用いることで、回転速度の調整を精度良く行えるようにしている。しかし、高精度かつ高分解能のエンコーダは高価であるため、これをモータの駆動系に適用することはコスト上の問題から困難である。
【０００３】
高分解能のエンコーダを搭載することなく、回転体の回転速度を高精度に制御する駆動制御装置としては、特許文献１に開示される「回転体の駆動制御装置」がある。
特許文献１に記載の発明は、ドラム状の回転体の一方の端部側面又は一端面に回転体の全周に亘って反射領域部を形成し、ここに光を照射して反射させ、該反射光を測定することで回転体の回転速度を検出するものである。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の発明は、回転体自体に反射領域部を形成しなければならないため、回転体の製造コストが上昇してしまう。また、回転体がドラム状でない場合（例えば、歯車やスクリュー）には、回転体の側面に反射領域部を形成することはできない。さらに、端面に反射領域部を形成する場合には、端面に開口部を形成できなくなるなど、回転体が構造上の制約を受けやすくなる。
【０００５】
このため、モータ駆動系には分解能が低くても価格の低いエンコーダを実装するものとし、このエンコーダの出力パルスの間隔を工場内の製造工程において高精度かつ高分解能のエンコーダを用いて測定し、その測定値をメモリに記憶し、メモリに記憶した測定値を用いてモータを一定の角速度で回転させる手法が用いられることがある。この手法によれば、モータの駆動系に高精度かつ高分解能のエンコーダを適用しなくとも、モータの回転速度を精度良く調整できる。
【０００６】
しかし、上記手法においては、モータの駆動系に実装するエンコーダの精度が悪く、かつ実装時の取り付け誤差が大きいと、制御用基準クロックが正しく生成されない。例えば、理想クロックに誤差分を加算した時にマイナスとなった場合、すなわち（理想クロック周期ＬΔｓ）−（誤差データｋｐＮΔｓ）＜０の場合、ＰＬＬ基準クロックがねらい通りに生成されない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２２１８８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、分解能の低いエンコーダを適用可能であり、かつエンコーダの取り付け位置の誤差の許容範囲が大きいモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出して第１の制御情報を生成する第１の検出器と、第１の検出器よりも精度が高い第２の検出器を用いて生成された制御対象又は検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた第２の制御情報が格納されたメモリとを有し、該メモリに格納された第２の制御情報と第１の検出器によって生成される第１の制御情報とを用いて、制御対象の駆動源であるモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、第１及び第２の制御情報に基づいてモータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、プリセッタブルカウンタを多段設けたことを特徴とするモータ駆動装置を提供するものである。以上の構成によれば、搭載する検出器（エンコーダ）の分解能が低く、精度が低くかつ取り付け誤差が大きい場合でも、高精度・高品質なモータ駆動が可能となる。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出して第１の制御情報を生成する第１の検出器と、第１の検出器よりも精度が高い第２の検出器を用いて生成された制御対象又は検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた第２の制御情報が格納されたメモリとを有し、該メモリに格納された第２の制御情報と第１の検出器によって生成される第１の制御情報とを用いて、制御対象の駆動源であるモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、第１及び第２の制御情報に基づいてモータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、単段のプリセッタブルカウンタを設けたことを特徴とするモータ駆動装置を提供するものである。以上の構成によれば、ＰＬＬ基準クロックを生成するプリセッタブルカウンタが単段であるために、回路規模の増大を抑え、安価な構成とすることができる。
【００１１】
上記本発明の第１の態様又は第２の態様においては、下記Ａ〜Ｆのいずれかの構成とすることが好ましい。
Ａ：第１の検出器が、モータの回転軸に設置され、第１の検出器と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報をメモリに格納することが好ましい。以上の構成によれば、制御対象から歯車等による変速機構を介してモータを接続し、モータ軸と同軸に回転角又は位相を検出する検出器を付けた場合に、制御対象の回転角又は位置の検出分解能を向上させることができる。
【００１２】
Ｂ：第１の検出器は、変速機構を介してモータの回転軸と連動する回転軸に設置され、メモリには、第１の検出器と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、制御対象の変速機構を介して回転角又は位置を検出する検出器を設けることで、制御対象の回転角又は位置の検出分解能を向上させることができる。制御対象を駆動するのに遊星ローラ方式の変速機構を適用した場合、ローラ間でスベリが生じるため、第１の検出器をモータ軸と同軸に配置すると検出誤差が生じてしまう。よって、このような場合には、第１の検出器は、変速機構を介してモータの回転軸と連動する回転軸に設置することが好ましい。
【００１３】
Ｃ：第１の検出器は、第１の変速機構を介して制御対象を回転させるモータと第２の変速機構を介して連動する回転軸に配置され、メモリには、第１の検出器と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、制御対象と変速機構を介して接続されたモータのモータ軸に対し、別の変速機構を介して回転角又は位置を検出する検出器をさせることで、制御対象の回転角又は位置の検出分解能をさらに向上させることができる。
【００１４】
Ｄ：第１の検出器は、変速機構を介して制御対象を回転させるモータの回転軸に配置され、メモリには、制御対象の回転軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、モータ軸に変速機構を設け駆動するモータ駆動装置で、測定用の高精度・高分解能のエンコーダを制御対象側に取り付け、モータ軸に取り付けた検出器（エンコーダ）の出力を測定することで、変速機構を設けたことで生じる変速機構の偏芯又は歯累積ピッチ誤差による回転ムラの影響を取り除くことができる。
【００１５】
Ｅ：第１の検出器は、モータの回転軸に配置された制御対象と変速機構を介して連動する回転軸に配置され、メモリには、モータの回転軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、測定用の高精度・高分解能エンコーダを制御対象側に取り付け、制御対象に変速機構を介して回転角又は位置を検出する検出器（エンコーダ）出力を測定することで、検出器（エンコーダ）の連結に変速機構を設けたことで生じる変速機構の偏芯又は歯累積ピッチ誤差による回転ムラを取り除くことができる。制御対象を駆動するのに遊星ローラ方式の変速機構を用いた場合、ローラ間でスベリを生じるため、第１の検出器をモータ軸と同軸に配置すると検出誤差が生じてしまう。よって、このような場合には、第１の検出器は、変速機構を介してモータの回転軸と連動する回転軸に設置することが好ましい。
【００１６】
Ｆ：第１の検出器は、第１の変速機構を介して制御対象を回転させるモータと第２の変速機構を介して連動する回転軸に配置され、メモリには、制御対象の回転軸と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、測定用の高精度・高分解能検出器（エンコーダ））を制御対象側に取り付け、搭載する検出器（エンコーダ）出力を測定することで、制御対象側とモータ間に設けた変速機構とモータ軸と搭載する検出器（エンコーダ）間に連結された変速機構によって生じる偏芯又は歯累積ピッチ誤差による回転ムラの影響を取り除くことができる。
【００１７】
上記Ａ〜Ｆの各構成においては、制御対象の回転角又は位置の基準を検出する基準検出器をさらに有することが好ましい。このようにすれば、制御対象が一回転したことを検出することが可能となる。すなわち、制御対象の基準位置が判り、これを基準に制御情報をメモリに蓄積し、読み出すことができるので、回転制御をより正確に行える。
【００１８】
又は、上記Ａ〜Ｆの各構成においては、制御対象の回転角又は位置の基準を検出する基準検出器をさらに有し、基準検出器において該基準が検出されてから次に該基準が検出されるまでの間隔が第２の制御情報としてメモリに格納されることが好ましい。このようにすれば、制御対象一回転分のＰＬＬ基準クロック補正データで確実な回転制御を行える。また、周期性を持った制御対象の一周期分のみに相当する補正データを使うことで、容量の小さいメモリを適用することが可能となる。
【００１９】
また、上記Ａ〜Ｆのいずれの構成においても、第１の検出器は、取り付けられた軸とともに回転することにより制御対象の位相角又は位置を検出し、制御対象の回転周期が、第１の検出器の回転周期の自然数倍であることが好ましい。このようにすれば、制御対象の基準位置と搭載エンコーダの基準位置との位置関係が一定となり、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００２０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を、感光体ドラム及び転写ドラムの回転制御に用いたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
また、上記目的を達成するため、本発明は、第４の態様として、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を、少なくとも感光体ベルト、転写ベルト及び記録媒体搬送ベルトのいずれかの駆動装置の回転制御に用いたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００２１】
タンデム型カラー画像形成装置において四つの感光体ドラムを独立で回転駆動させる際に、転写装置で少なくとも二色の画像を転写したとき、ドラム回転速度変動による色ズレが発生することがある。また、一つの感光体ドラム内でも感光体ドラムに回転変動が発生すると、露光位置と転写位置とで形成画素の位置ずれが発生する。さらには感光体ドラムと転写部を形成する中間転写ベルト又は転写部に記録紙を搬送するベルトの送り速度に変動が発生すれば画素の伸び縮み又は位置ずれが発生してしまう。
上記本発明の第３の態様は、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を感光体ドラム及び転写ドラムの回転制御に用いたことにより、回転ムラによる色ズレを低減できる。また、上記本発明の第４の態様は、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を、少なくとも感光体ベルト、転写ベルト及び記録媒体搬送ベルトのいずれかの駆動装置の回転制御に用いたことにより、回転ムラによる色ズレ及び画像の伸縮を低減できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
〔発明の原理〕
本発明の原理について説明する。図１に、モータ駆動装置の構成を示す。モータ駆動装置１００は、ＤＣモータ１０１のＰＬＬ制御を行う装置である。モータ駆動装置１００は、ＰＬＬ基準クロック生成部２０、位相比較器４０、チャージポンプ５０、ループフィルタ６０及びサーボアンプ７０を有する。
【００２３】
モータ駆動装置１００は、本体制御部のＰＬＬ基準クロック生成部２０において生成されたＰＬＬ基準クロックとＤＣモータ１０１が回転することにより回転角エンコーダ３０が発生するエンコーダ出力パルスとを位相比較器４０において位相差として比較する。
チャージポンプ５０は、位相比較器４０の出力を電圧に変換する。ループフィルタ６０は、チャージポンプ５０の出力を平滑化する。サーボアンプ７０は、ＤＣモータ１１０を制御するための信号を出力する。
【００２４】
本発明においては、モータ駆動装置１００は、モータ駆動系に搭載する回転角エンコーダ３０の取り付け誤差や、回転角エンコーダ３０内のガラス円盤上に形成されているタイミングマークのばらつきなどが原因で発生するパルス出力誤差を補正してクロックを生成する。
【００２５】
エンコーダ出力の位相誤差を補正する場合、エンコーダの回転が変動すると補正値に誤差が生じる。さらなる改善のためには、理想的に制御された場合のエンコーダ出力と同じになるようにＰＬＬ基準クロックを補正する必要があり、このようにＰＬＬ基準クロックを補正することで、回転角エンコーダ３０の回転の変動による影響を低減し、ＤＣモータ１０１を一定の角速度で回転させることができる。
【００２６】
本発明に係るモータ駆動装置の実施形態について説明する。
図２は、工場内においてモータ駆動装置を調整する手法を示す図である。高精度・高分解能の標準エンコーダ８０を回転軸１０１ａに特別な治具を用いて偏芯なく取り付ける。ＤＣモータ１０１を回転させ、搭載した回転角エンコーダ３０のパルス出力を（不図示のエンコーダ内）クロック生成部を介して誤差測定部９５に送る。誤差測定部９５は、誤差を高精度な標準エンコーダ８０の出力と比較して測定し、測定器で誤差量を計測し、この計測誤差データをＰＬＬクロック生成部２０の不揮発メモリ２４に転送し、記憶する。
ここでは、モータ回転軸１０１ａ上に回転角エンコーダ３０を搭載しているが、回転角エンコーダ３０がモータ回転軸１０１ａに搭載されていなくとも本発明は適用可能である。なお、制御回路３００を構成する位相比較器、チャージポンプ及びループフィルタは、図１と同様である。
【００２７】
図３に、ＰＬＬ基準クロック生成部２０の第１の構成例を示す。ＰＬＬ基準クロック生成部２０は、Ｌカウンタ２１、Ｅカウンタ２２、バスセレクタ２３、メモリ（不揮発メモリ）２４、演算器２５、θｆカウンタ２６，２７，・・・、Ｍカウンタ２８及びデコーダ２９を有する。
Ｌカウンタ２１は、高精度エンコーダ８０の分解能と搭載エンコーダ３０の分解能との比を計数する。Ｅカウンタ２２は、ホーム位置を基準としてエンコーダが一回転する際に発生するパルス数と等しい数までＬΔｓをカウントする。（不揮発）メモリ２４には、高精度エンコーダ８０を用いて計測されたデータＫｐＮが格納されている。演算器２５は、メモリ２４から読み出されたＫｐＮをいずれのθｆカウンタに出力するかを決定する。θｆカウンタ２６，２７，・・・は、ＫｐＮにＬを加えたΔｓ間隔パルスのＰｄ＝ＫｐＮ＋Ｌ・パルス数遅延したタイミングを生成する。Ｍカウンタ２８は、デコーダ２９に対して各セレクト信号を出力するタイミングを指定する。デコーダ２９は、θｆカウンタ２６，２７，・・・に対してセレクト信号を出力する。
【００２８】
ＰＬＬ基準クロック生成部２０の出力は基準クロックであるため、最大の誤差分に相当する一定位相の遅れがあっても一定回転速度及び直線速度制御には影響しない。
ＰＬＬ基準クロック生成部２０における誤差測定について以下に説明する。
【００２９】
位相比較器４０は、搭載エンコーダ（回転角エンコーダ）３０の誤差が無いときに本来発生する検出パルスと実際に検出されるパルス角度位置とを比較する。すなわち、（搭載エンコーダ理想検出パルス回転角度）−（搭載エンコーダ検出パルス回転角度）において、
誤差量が＋（プラス）であれば位相進み→δΘｐＮ＞０
誤差量が−（マイナス）であれば位相遅れ→δΘｐＮ＜０
となる。なお、この回転角度は搭載エンコーダ３０のホーム位置からの角度である。
【００３０】
次に、モータの一定速度制御（等速制御）について説明する。ここで、
δΘｐＮ：高精度エンコーダ８０で測定した第Ｎ番目の基準角度からの角度誤差（符号あり）
ΘｐＮ：第Ｎ番目の搭載エンコーダ３０のパルスの角度（Ｎ：自然数、Ｎ＝０：ホーム角度位置）
ΘｐＮ＋１：ΘｐＮのすぐ後に到来する基準角度位置
高精度エンコーダ８０の角度ピッチ：Δθ
とし、ＤＣモータ１０１が所望の回転速度で回転しているとき角度ピッチΔθ移動するのに要する時間をΔｓとする。
【００３１】
高精度エンコーダ８０の分解能と搭載エンコーダ３０の分解能との比がＬである。すなわち、理想的な搭載エンコーダ３０のパルス間隔はＬΔｓであり、理想的なエンコーダの角度ピッチはＬΔθとなる。（Ｌ：一定の自然数・・・Ｌカウンタを使用）
従って、ＰＬＬ基準クロックΘｆ は、ΘｐＮつまり位相をΘＮ ＝ＬΔθ＋δΘｐＮとしたところで発生する。
【００３２】
搭載エンコーダ３０の精度がＬ＞ＫｐＮの範囲のときは、工場で計測された測定データδΘｐＮに相当するδΘｐＮ／Δθ＝ＫｐＮ（整数）がメモリ２４に格納されているため、コントローラ２００は、理想搭載エンコーダパルス時間ＬΔｓにより順次測定データＫｐＮを読み出し、このデータにＬを加えたΔｓ間隔パルスのＰｄ＝ＫｐＮ＋Ｌ・パルス数遅延したタイミングをθｆプリセッタブルカウンタ２６，２７，・・・で生成し、パルスを生成する。
【００３３】
Ｌ＜ＫｐＮ＜２Ｌ（搭載エンコーダ３０の精度が悪い時）の場合は、Θｆ プリセッタブルカウンタ２６，２７，・・・にセットするデータを（２Ｌ＋ＫｐＮ）にし、多段あるプリセッタブルカウンタのうち、少なくとも二つのプリセッタブルカウンタがアクティブとなり、逐次ＬΔｓのタイミングで次のプリセッタブルカウンタがアクティブとなる。
【００３４】
図４の（ａ）の波形は、エンコーダの理想角度ピッチによるＣＬＫ（ＬΔｓ）であり、（ｂ）の波形は補正ＰＬＬ基準クロックである。ＰＬＬ基準クロックＣ’に対するＰＬＬクロック生成は、プリセッタブルカウンタに２Ｌ＋ＫＰＣをセットし、矢印１のタイミングでカウントし始め、Ｃ’を生成する。
次に、矢印２のタイミングでＤ’用プリセッタブルカウンタのカウントが始まり、２Ｌ＋ＫＰＤのタイミングでＤ’のＰＬＬクロックを出力する。ただし、ホーム位置からの最初位置データはＬ＋Ｋｐ１となる。
【００３５】
図４の（ｃ）及び（ｄ）の波形は、２Ｌ＜ＫｐＮ＜３Ｌが発生する搭載エンコーダの場合であり、矢印１のタイミングで３Ｌ＋ＫｐＤをセットしたＤ’用のプリセッタブルカウンタのカウントが始まる、ただし、ホーム位置からの最初位置データはＬ＋Ｋｐ１、２番目は２Ｌ＋Ｋｐ２となる。
３Ｌ＜ＫｐＮの場合も同様で、（Ｎ−１）Ｌ＜ＫｐＮ＜ＮＬとなるように、プリセッタカウンタにセットする値を（ＮＬ＋ＫｐＮ）とし、プリセッタブルカウンタを動作させる。すなわち、搭載する回転角エンコーダ３０の精度が悪いほどプリセッタブルカウンタの数を多くする必要がある。
【００３６】
図５に、ＰＬＬ基準クロック生成部の第２の構成例を示す。
本構成例においては、クロック生成用プリセッタブルカウンタを一つにまとめている（θｆカウンタ２７）。メモリ２４には、検出用エンコーダの基準（ホーム）位置から一週分のパルス間隔情報が逐次記憶されている。Ｅカウンタ２２は、ホーム位置を基準に一周する際に発生するパルス数と等しい数だけカウント数を計数する。
【００３７】
ＰＬＬ基準クロックの補正は、まずコントローラ２００がモータを回転するためにクロックＤＣＬＫを発生するように制御信号ＣＮＣＫをイネーブルする。モータが回転すれば、ホームポジション信号と同期合わせがされたクロック信号であるホーム位置検出信号ＤＨＰが到来し、制御信号ＣＮＣＫがイネーブルされているためこれを基準として基準クロックが生成される。
【００３８】
次にコントローラ２００は、制御信号ＣＮＣＫをディスエーブルする。これによってモータは、補正された基準クロックで動作する。図示はしないが、コントローラ２００は、ホーム位置検出信号ＤＨＰとＥカウンタ２２のキャリー出力とを監視し、所定の位相差に入っているか否かを監視する。所定の位相差の範囲に入っていない場合、コントローラ２００は、再度制御信号ＣＮＣＫを出力し再設定する。
【００３９】
Ｅカウンタ２２で設定されたメモリアドレスに応じたデータがプリセッタブルカウンタ（θｆカウンタ２７）へ補正データを送る。プリセッタカウンタ２７では、所定のカウントが終了すると、ボロー信号を出力し、これがＰＬＬの基準クロック用パルスとなる。
【００４０】
そして、このボロー信号の出力で次のカウントデータをメモリ２４からセットし、また、Ｅカウンタ・インクリメント用パルスをＥカウンタ２２へ送り、メモリ２４の次の読み出しアドレスを指定し、次のボロー信号を出力するためのカウントを始める。制御信号ＣＮＣＫがイネーブルされているときはホーム位置検出信号ＤＨＰによってアドレス０のメモリデータがプリセッタブルカウンタ２７へセットされる。
【００４１】
以下、本発明に係るモータ駆動装置の具体的な実施例について説明する。
〔実施例１〕
本発明に係るモータ駆動装置の第１の実施例について説明する。図６は、制御対象物である減速ギヤ１１０をモータ軸と連動させ、制御対象物の１回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることにより、制御対象物の１回転を検出する。モータ軸と同軸に搭載エンコーダ３０と測定用高精度エンコーダ８０とを取り付け、制御対象物の一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。モータ軸回転速度と制御対象物の回転速度との減速比は、整数にすることで搭載エンコーダの基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００４２】
例えば、搭載エンコーダの分解能を１００とし、減速比を４としたら、制御対象物が２π／（４×１００）の角度ピッチで制御することができる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は４００となる。
【００４３】
ここでは、ギヤを用いた減速機構を適用しているが、減速手段をこれに特定するものではない。
【００４４】
〔実施例２〕
本発明に係るモータ駆動装置の第２の実施例について説明する。図７は、制御対象物であるモータ軸１０１ａを増速ギヤ１２０と連動させ、増速ギヤ１２０と同軸に搭載エンコーダ３０及び測定用高精度エンコーダ８０を取り付けることにより、制御対象の一回転における角度位置細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物と同軸の歯車１４０に基準位置（ホームポジション）１４０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることにより、制御対象物の一回転を検出する。搭載エンコーダ３０と同軸に取り付けられた測定用高精度エンコーダ８０によって制御対象物の一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。
【００４５】
モータ軸１０１ａの回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比は、整数にすることで、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００４６】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、増速比を４としたら、制御対象物（モータ軸１０１ａ）の回転を２π／（４×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は４００となる。
【００４７】
ここでは、ギヤを用いた増速機構を適用しているが、増速手段をこれに限定するものではない。
【００４８】
〔実施例３〕
本発明に係るモータ駆動装置の第３の実施例について説明する。図８は、制御対象物が減速ギヤ１１０であり、搭載エンコーダ３０を増速ギヤ１２０を介してモータ軸と連動させることにより制御対象物一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで制御対象の一回転を検出する。増速ギヤ１２０を介してモータ軸と連動させた搭載エンコーダ３０と同軸に測定用高精度エンコーダ８０を取り付け、制御対象物一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。
モータ軸回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比及びモータ軸回転速度と制御対象物（減速ギヤ１１０）の回転速度との減速比を整数とすることにより、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置とを固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成部の構成を簡略化できる。
【００４９】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、モータ軸回転速度と制御対象物の回転速度との減速比を４とし、モータ軸回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比を２とすれば、制御対象物の回転を２π／（４×２×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は８００となる。
【００５０】
ここでは、ギヤを用いた変速機構を適用しているが、変速手段をこれに限定するものではない。
【００５１】
〔実施例４〕
本発明に係るモータ駆動装置の第４の実施例について説明する。図９は、モータ軸と連動する減速ギヤ１１０が制御対象物であり、制御対象物の一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで制御対象の一回転を検出する。制御対象物の回転軸（減速ギヤ１１０の回転軸）と同軸に測定用高精度エンコーダ８０を取り付け、制御対象物の一回転（ホームポジションから一回転）分におけるＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。モータ軸の回転速度と制御対象物の回転速度との減速比を整数にすることで搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定でき、ＰＬＬ基準クロック生成部の構成を簡略化できる。
【００５２】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、減速比を４とすると、制御対象物の回転を２π／（４×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリに記憶する補正データの数は４００となる。
【００５３】
ここでは、ギヤを用いた減速機構を適用しているが、減速手段をこれに限定するものではない。
【００５４】
〔実施例５〕
本発明に係るモータ駆動装置の第５の実施例について説明する。図１０は、増速ギヤ１２０と同軸にとりつけた搭載エンコーダ３０を制御対象物であるモータ軸と連動させ、制御対象物の一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物と同軸に配置された歯車１４０に基準位置（ホームポジション１４０１）を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで制御対象物の一回転を検出する。
測定用高精度エンコーダ８０を制御対象物（モータ回転軸１０１ａ）と同軸に取り付け、増速ギヤ１２０を介して連動させた搭載エンコーダ３０における制御対象物一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。モータ軸１０１ａの回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比を整数にすることで、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００５５】
ここでは、ギヤを用いた増速機構を適用しているが、増速手段をこれに限定するものではない。
【００５６】
〔実施例６〕
本発明に係るモータ駆動装置の第６の実施例について説明する。図１１は、制御対象物が減速ギヤ１１０であり、増速ギヤ１２０を介して搭載エンコーダ３０をモータ軸と連動させることにより制御対象物の一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで、制御対象物の一回転を検出する。モータ軸と連動させた制御対象物の回転軸と同軸に測定用高精度エンコーダ８０を取り付け、増速ギヤ１２０を介してモータ軸と連動させた搭載エンコーダ３０における制御対象物一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。制御対象物（減速ギヤ１１０）の回転速度とモータ軸回転速度との減速比、及びモータ軸回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比を整数にすることで、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００５７】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、制御対象物の減速比を４とし、搭載エンコーダ３０の増速比を２とすると、制御対象物の回転を２π／（４×２×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は８００となる。
【００５８】
ここでは、ギヤを用いた変速機構を適用しているが、変速手段をこれに限定するものではない。
【００５９】
〔実施例７〕
今日、電子写真装置においては、カラー複写機やカラープリンタなどカラー画像を出力できる装置が多くなっている。中でも、複数の感光体ごとにそれぞれ個別の現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を像担持体や記録媒体に順次転写してカラー画像を合成するタンデム型の装置が増えている。
【００６０】
このようなタンデム型の画像形成装置は、それぞれの単色トナー画像を重ね合わせる際にその位置が所望の位置からずれると、合成した画像上に色むら（色ズレ）などの不具合が発生することがある。
【００６１】
感光体がドラム状である場合、各ドラムの速度むらが色ずれの原因の一つとしてあげられる。
【００６２】
よって、ドラム状の感光体を用いたタンデム型のカラー画像形成装置においては、ドラム状の感光体を回転駆動するモータを一定角速度で駆動制御できれば色ズレを低減できることとなる。
【００６３】
以下、このようなタンデム型のカラー画像形成装置に本発明を適用した場合の実施例について説明する。なお、以下の説明はＣＹＭＫ４色の単色画像を重ね合わせるフルカラー画像形成装置を例に説明するが、少なくとも２色の単色画像を重ね合わせる画像形成装置についても同様である。
【００６４】
図１２に、本発明に係るモータ駆動装置を適用した画像形成装置の構成を示す。この画像形成装置は、タンデム型中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置は、感光体ドラム２ａ〜２ｄ、定着ローラ３ａ〜３ｄ、中間転写ベルト４、搬送ベルト５、ドラム駆動モータ６ａ〜６ｄ、感光体ドラムモータ駆動制御部７、駆動軸８、従動軸９，１３、中間転写ベルト駆動モータ１０、中間転写ベルトモータ駆動制御部１１、搬送ベルト駆動モータ１４及び搬送ベルトモータ駆動制御部１５を有する。
【００６５】
感光体ドラム２ａ〜２ｄは、ＣＹＭＫ各色に対応する単色トナー像が形成されるドラム状の感光体である。定着ローラ３ａ〜３ｄは、感光体ドラム２ａ〜２ｄに形成された各単色トナー像を中間転写ベルト４に転写する。搬送ベルト５は、記録紙Ａを搬送するためのベルトである。感光体ドラム駆動モータ６ａ〜６ｄは、各色に対応する感光体ドラム２ａ〜２ｄを回転させるための駆動源である。感光体モータ駆動制御部７は、感光体ドラム駆動モータ６ａ〜６ｄの回転を制御する。駆動軸８は、中間転写ベルト駆動モータ１０が発生させた駆動力を中間転写ベルト４に伝える。従動軸９及び１３は、中間転写ベルト４を所定の張力で支持するための軸である。中間転写ベルト駆動モータ１０は、駆動軸８を介して中間転写ベルトを回転させる動力源である。中間転写ベルトモータ駆動制御部１１は、中間転写ベルト駆動モータ１０の回転を制御する。搬送ベルト駆動モータ１４は、搬送ベルト５を回転させる動力源である。搬送ベルトモータ駆動制御部１５は、搬送ベルト駆動モータ１４の回転を制御する。
各々のモータ駆動部には、上記実施形態に示したモータ駆動装置が適用されている、なおＰＬＬ基準クロック生成部の構成やエンコーダを配置する位置は、上記各実施例及び構成例に示したもののいずれであってもよい。
【００６６】
工場内工程で、各色のドラムを回転させることによって、各色の搭載エンコーダの誤差量を高精度エンコーダにて測定し、それぞれ備えてある不揮発メモリに記憶させる。
【００６７】
各色に対応する感光体ドラムは、モータ駆動装置の回転制御によって一定の角速度で回転するため、色ズレの発生が低減する。
【００６８】
なお、タンデム式ではなく、一つの感光体ドラム上に複数の単色画像を形成する画像形成装置についても、上記同様に感光体ドラムに本発明に係るモータ駆動装置を適用することで色ズレを低減できる。
また、ベルト駆動モータ１０に本発明に係るモータ駆動装置を適用することにより、画像の伸び縮みや色ズレを低減できる。
【００６９】
ここでは、ドラムの駆動源６ａ〜６ｄ、ベルト４の駆動源１０、及び二次転写ベルトの駆動原１４がそれぞれ単数である場合について説明したが、これらが複数設けられた構成であるとしても、本発明に係るモータ駆動装置は同様に適用可能である。
【００７０】
なお、上記実施形態では、本発明に係るモータ駆動装置を画像形成装置に適用した場合について説明したが、本発明は、回転体の駆動源となるモータを備えるのであれば、どのような装置にも適用可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、分解能の低いエンコーダを適用可能であり、かつエンコーダの取り付け位置の誤差の許容範囲が大きいモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係るモータ駆動装置を調整する手法を示す図である。
【図３】ＰＬＬ基準クロック生成部の第１の構成例を示す図である。
【図４】補正ＰＬＬ基準クロックの出力タイミングを示す図である。
【図５】ＰＬＬ基準クロック生成部の第２の構成例を示す図である。
【図６】本発明に係るモータ駆動装置の第１の実施例を示す図である。
【図７】本発明に係るモータ駆動装置の第２の実施例を示す図である。
【図８】本発明に係るモータ駆動装置の第３の実施例を示す図である。
【図９】本発明に係るモータ駆動装置の第４の実施例を示す図である。
【図１０】本発明に係るモータ駆動装置の第５の実施例を示す図である。
【図１１】本発明に係るモータ駆動装置の第６の実施例を示す図である。
【図１２】本発明に係るモータ駆動装置を適用した画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光体ドラム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 定着ローラ
４ 中間転写ベルト
５ 搬送ベルト
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 感光体ドラム駆動モータ
７ 感光体ドラムモータ駆動制御部
８ 駆動軸
９、１３ 従動軸
１０ 中間転写ベルト駆動モータ
１１ 中間転写ベルトモータ駆動制御部
１４ 搬送ベルト駆動モータ
１５ 搬送ベルトモータ駆動制御部
２０ ＰＬＬ基準クロック生成部
２１ Ｌカウンタ
２２ Ｅカウンタ
２３ バスセレクタ
２４ 不揮発メモリ
２５ 演算器
２６、２７ θｆカウンタ（プリセッタブルカウンタ）
２８ Ｍカウンタ
２９ デコーダ
３０ 回転角エンコーダ（搭載エンコーダ）
４０ 位相比較器
５０ チャージポンプ
６０ ループフィルタ
７０ サーボアンプ
８０ 高精度エンコーダ
９５ 誤差測定器
１００ モータ駆動装置
１０１ ＤＣモータ
１０１ａ モータ軸
１１０ 減速ギヤ
１２０ 増速ギヤ
１４０ 歯車
１５０ ホームポジションセンサ
２００ コントローラ
３００ 制御回路
１１０１、１４０１ ホームポジション
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコーダを用いたモータ駆動装置に関し、特に、高精度のエンコーダを用いることなく精度の高い回転制御を行えるモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータを駆動する際には、高精度かつ高分解能のエンコーダを駆動系に用いることで、回転速度の調整を精度良く行えるようにしている。しかし、高精度かつ高分解能のエンコーダは高価であるため、これをモータの駆動系に適用することはコスト上の問題から困難である。
【０００３】
高分解能のエンコーダを搭載することなく、回転体の回転速度を高精度に制御する駆動制御装置としては、特許文献１に開示される「回転体の駆動制御装置」がある。
特許文献１に記載の発明は、ドラム状の回転体の一方の端部側面又は一端面に回転体の全周に亘って反射領域部を形成し、ここに光を照射して反射させ、該反射光を測定することで回転体の回転速度を検出するものである。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の発明は、回転体自体に反射領域部を形成しなければならないため、回転体の製造コストが上昇してしまう。また、回転体がドラム状でない場合（例えば、歯車やスクリュー）には、回転体の側面に反射領域部を形成することはできない。さらに、端面に反射領域部を形成する場合には、端面に開口部を形成できなくなるなど、回転体が構造上の制約を受けやすくなる。
【０００５】
このため、モータ駆動系には分解能が低くても価格の低いエンコーダを実装するものとし、このエンコーダの出力パルスの間隔を工場内の製造工程において高精度かつ高分解能のエンコーダを用いて測定し、その測定値をメモリに記憶し、メモリに記憶した測定値を用いてモータを一定の角速度で回転させる手法が用いられることがある。この手法によれば、モータの駆動系に高精度かつ高分解能のエンコーダを適用しなくとも、モータの回転速度を精度良く調整できる。
【０００６】
しかし、上記手法においては、モータの駆動系に実装するエンコーダの精度が悪く、かつ実装時の取り付け誤差が大きいと、制御用基準クロックが正しく生成されない。例えば、理想クロックに誤差分を加算した時にマイナスとなった場合、すなわち（理想クロック周期ＬΔｓ）−（誤差データｋｐＮΔｓ）＜０の場合、ＰＬＬ基準クロックがねらい通りに生成されない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２２１８８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、分解能の低いエンコーダを適用可能であり、かつエンコーダの取り付け位置の誤差の許容範囲が大きいモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出して第１の制御情報を生成する第１の検出器と、第１の検出器よりも精度が高い第２の検出器を用いて生成された制御対象又は検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた第２の制御情報が格納されたメモリとを有し、該メモリに格納された第２の制御情報と第１の検出器によって生成される第１の制御情報とを用いて、制御対象の駆動源であるモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、第１及び第２の制御情報に基づいてモータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、プリセッタブルカウンタを多段設けたことを特徴とするモータ駆動装置を提供するものである。以上の構成によれば、搭載する検出器（エンコーダ）の分解能が低く、精度が低くかつ取り付け誤差が大きい場合でも、高精度・高品質なモータ駆動が可能となる。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出して第１の制御情報を生成する第１の検出器と、第１の検出器よりも精度が高い第２の検出器を用いて生成された制御対象又は検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた第２の制御情報が格納されたメモリとを有し、該メモリに格納された第２の制御情報と第１の検出器によって生成される第１の制御情報とを用いて、制御対象の駆動源であるモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、第１及び第２の制御情報に基づいてモータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、単段のプリセッタブルカウンタを設けたことを特徴とするモータ駆動装置を提供するものである。以上の構成によれば、ＰＬＬ基準クロックを生成するプリセッタブルカウンタが単段であるために、回路規模の増大を抑え、安価な構成とすることができる。
【００１１】
上記本発明の第１の態様又は第２の態様においては、下記Ａ〜Ｆのいずれかの構成とすることが好ましい。
Ａ：第１の検出器が、モータの回転軸に設置され、第１の検出器と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報をメモリに格納することが好ましい。以上の構成によれば、制御対象から歯車等による変速機構を介してモータを接続し、モータ軸と同軸に回転角又は位相を検出する検出器を付けた場合に、制御対象の回転角又は位置の検出分解能を向上させることができる。
【００１２】
Ｂ：第１の検出器は、変速機構を介してモータの回転軸と連動する回転軸に設置され、メモリには、第１の検出器と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、制御対象の変速機構を介して回転角又は位置を検出する検出器を設けることで、制御対象の回転角又は位置の検出分解能を向上させることができる。制御対象を駆動するのに遊星ローラ方式の変速機構を適用した場合、ローラ間でスベリが生じるため、第１の検出器をモータ軸と同軸に配置すると検出誤差が生じてしまう。よって、このような場合には、第１の検出器は、変速機構を介してモータの回転軸と連動する回転軸に設置することが好ましい。
【００１３】
Ｃ：第１の検出器は、第１の変速機構を介して制御対象を回転させるモータと第２の変速機構を介して連動する回転軸に配置され、メモリには、第１の検出器と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、制御対象と変速機構を介して接続されたモータのモータ軸に対し、別の変速機構を介して回転角又は位置を検出する検出器をさせることで、制御対象の回転角又は位置の検出分解能をさらに向上させることができる。
【００１４】
Ｄ：第１の検出器は、変速機構を介して制御対象を回転させるモータの回転軸に配置され、メモリには、制御対象の回転軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、モータ軸に変速機構を設け駆動するモータ駆動装置で、測定用の高精度・高分解能のエンコーダを制御対象側に取り付け、モータ軸に取り付けた検出器（エンコーダ）の出力を測定することで、変速機構を設けたことで生じる変速機構の偏芯又は歯累積ピッチ誤差による回転ムラの影響を取り除くことができる。
【００１５】
Ｅ：第１の検出器は、モータの回転軸に配置された制御対象と変速機構を介して連動する回転軸に配置され、メモリには、モータの回転軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、測定用の高精度・高分解能エンコーダを制御対象側に取り付け、制御対象に変速機構を介して回転角又は位置を検出する検出器（エンコーダ）出力を測定することで、検出器（エンコーダ）の連結に変速機構を設けたことで生じる変速機構の偏芯又は歯累積ピッチ誤差による回転ムラを取り除くことができる。制御対象を駆動するのに遊星ローラ方式の変速機構を用いた場合、ローラ間でスベリを生じるため、第１の検出器をモータ軸と同軸に配置すると検出誤差が生じてしまう。よって、このような場合には、第１の検出器は、変速機構を介してモータの回転軸と連動する回転軸に設置することが好ましい。
【００１６】
Ｆ：第１の検出器は、第１の変速機構を介して制御対象を回転させるモータと第２の変速機構を介して連動する回転軸に配置され、メモリには、制御対象の回転軸と同軸に配置した第２の検出器によって生成した第２の制御情報を格納することが好ましい。以上の構成によれば、測定用の高精度・高分解能検出器（エンコーダ））を制御対象側に取り付け、搭載する検出器（エンコーダ）出力を測定することで、制御対象側とモータ間に設けた変速機構とモータ軸と搭載する検出器（エンコーダ）間に連結された変速機構によって生じる偏芯又は歯累積ピッチ誤差による回転ムラの影響を取り除くことができる。
【００１７】
上記Ａ〜Ｆの各構成においては、制御対象の回転角又は位置の基準を検出する基準検出器をさらに有することが好ましい。このようにすれば、制御対象が一回転したことを検出することが可能となる。すなわち、制御対象の基準位置が判り、これを基準に制御情報をメモリに蓄積し、読み出すことができるので、回転制御をより正確に行える。
【００１８】
又は、上記Ａ〜Ｆの各構成においては、制御対象の回転角又は位置の基準を検出する基準検出器をさらに有し、基準検出器において該基準が検出されてから次に該基準が検出されるまでの間隔が第２の制御情報としてメモリに格納されることが好ましい。このようにすれば、制御対象一回転分のＰＬＬ基準クロック補正データで確実な回転制御を行える。また、周期性を持った制御対象の一周期分のみに相当する補正データを使うことで、容量の小さいメモリを適用することが可能となる。
【００１９】
また、上記Ａ〜Ｆのいずれの構成においても、第１の検出器は、取り付けられた軸とともに回転することにより制御対象の位相角又は位置を検出し、制御対象の回転周期が、第１の検出器の回転周期の自然数倍であることが好ましい。このようにすれば、制御対象の基準位置と搭載エンコーダの基準位置との位置関係が一定となり、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００２０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を、感光体ドラム及び転写ドラムの回転制御に用いたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
また、上記目的を達成するため、本発明は、第４の態様として、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を、少なくとも感光体ベルト、転写ベルト及び記録媒体搬送ベルトのいずれかの駆動装置の回転制御に用いたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００２１】
タンデム型カラー画像形成装置において四つの感光体ドラムを独立で回転駆動させる際に、転写装置で少なくとも二色の画像を転写したとき、ドラム回転速度変動による色ズレが発生することがある。また、一つの感光体ドラム内でも感光体ドラムに回転変動が発生すると、露光位置と転写位置とで形成画素の位置ずれが発生する。さらには感光体ドラムと転写部を形成する中間転写ベルト又は転写部に記録紙を搬送するベルトの送り速度に変動が発生すれば画素の伸び縮み又は位置ずれが発生してしまう。
上記本発明の第３の態様は、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を感光体ドラム及び転写ドラムの回転制御に用いたことにより、回転ムラによる色ズレを低減できる。また、上記本発明の第４の態様は、上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれかの構成のモータ駆動装置を、少なくとも感光体ベルト、転写ベルト及び記録媒体搬送ベルトのいずれかの駆動装置の回転制御に用いたことにより、回転ムラによる色ズレ及び画像の伸縮を低減できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
〔発明の原理〕
本発明の原理について説明する。図１に、モータ駆動装置の構成を示す。モータ駆動装置１００は、ＤＣモータ１０１のＰＬＬ制御を行う装置である。モータ駆動装置１００は、ＰＬＬ基準クロック生成部２０、位相比較器４０、チャージポンプ５０、ループフィルタ６０及びサーボアンプ７０を有する。
【００２３】
モータ駆動装置１００は、本体制御部のＰＬＬ基準クロック生成部２０において生成されたＰＬＬ基準クロックとＤＣモータ１０１が回転することにより回転角エンコーダ３０が発生するエンコーダ出力パルスとを位相比較器４０において位相差として比較する。
チャージポンプ５０は、位相比較器４０の出力を電圧に変換する。ループフィルタ６０は、チャージポンプ５０の出力を平滑化する。サーボアンプ７０は、ＤＣモータ１１０を制御するための信号を出力する。
【００２４】
本発明においては、モータ駆動装置１００は、モータ駆動系に搭載する回転角エンコーダ３０の取り付け誤差や、回転角エンコーダ３０内のガラス円盤上に形成されているタイミングマークのばらつきなどが原因で発生するパルス出力誤差を補正してクロックを生成する。
【００２５】
エンコーダ出力の位相誤差を補正する場合、エンコーダの回転が変動すると補正値に誤差が生じる。さらなる改善のためには、理想的に制御された場合のエンコーダ出力と同じになるようにＰＬＬ基準クロックを補正する必要があり、このようにＰＬＬ基準クロックを補正することで、回転角エンコーダ３０の回転の変動による影響を低減し、ＤＣモータ１０１を一定の角速度で回転させることができる。
【００２６】
本発明に係るモータ駆動装置の実施形態について説明する。
図２は、工場内においてモータ駆動装置を調整する手法を示す図である。高精度・高分解能の標準エンコーダ８０を回転軸１０１ａに特別な治具を用いて偏芯なく取り付ける。ＤＣモータ１０１を回転させ、搭載した回転角エンコーダ３０のパルス出力を（不図示のエンコーダ内）クロック生成部を介して誤差測定部９５に送る。誤差測定部９５は、誤差を高精度な標準エンコーダ８０の出力と比較して測定し、測定器で誤差量を計測し、この計測誤差データをＰＬＬクロック生成部２０の不揮発メモリ２４に転送し、記憶する。
ここでは、モータ回転軸１０１ａ上に回転角エンコーダ３０を搭載しているが、回転角エンコーダ３０がモータ回転軸１０１ａに搭載されていなくとも本発明は適用可能である。なお、制御回路３００を構成する位相比較器、チャージポンプ及びループフィルタは、図１と同様である。
【００２７】
図３に、ＰＬＬ基準クロック生成部２０の第１の構成例を示す。ＰＬＬ基準クロック生成部２０は、Ｌカウンタ２１、Ｅカウンタ２２、バスセレクタ２３、メモリ（不揮発メモリ）２４、演算器２５、θｆカウンタ２６，２７，・・・、Ｍカウンタ２８及びデコーダ２９を有する。
Ｌカウンタ２１は、高精度エンコーダ８０の分解能と搭載エンコーダ３０の分解能との比を計数する。Ｅカウンタ２２は、ホーム位置を基準としてエンコーダが一回転する際に発生するパルス数と等しい数までＬΔｓをカウントする。（不揮発）メモリ２４には、高精度エンコーダ８０を用いて計測されたデータＫｐＮが格納されている。演算器２５は、メモリ２４から読み出されたＫｐＮをいずれのθｆカウンタに出力するかを決定する。θｆカウンタ２６，２７，・・・は、ＫｐＮにＬを加えたΔｓ間隔パルスのＰｄ＝ＫｐＮ＋Ｌ・パルス数遅延したタイミングを生成する。Ｍカウンタ２８は、デコーダ２９に対して各セレクト信号を出力するタイミングを指定する。デコーダ２９は、θｆカウンタ２６，２７，・・・に対してセレクト信号を出力する。
【００２８】
ＰＬＬ基準クロック生成部２０の出力は基準クロックであるため、最大の誤差分に相当する一定位相の遅れがあっても一定回転速度及び直線速度制御には影響しない。
ＰＬＬ基準クロック生成部２０における誤差測定について以下に説明する。
【００２９】
位相比較器４０は、搭載エンコーダ（回転角エンコーダ）３０の誤差が無いときに本来発生する検出パルスと実際に検出されるパルス角度位置とを比較する。すなわち、（搭載エンコーダ理想検出パルス回転角度）−（搭載エンコーダ検出パルス回転角度）において、
誤差量が＋（プラス）であれば位相進み→δΘｐＮ＞０
誤差量が−（マイナス）であれば位相遅れ→δΘｐＮ＜０
となる。なお、この回転角度は搭載エンコーダ３０のホーム位置からの角度である。
【００３０】
次に、モータの一定速度制御（等速制御）について説明する。ここで、
δΘｐＮ：高精度エンコーダ８０で測定した第Ｎ番目の基準角度からの角度誤差（符号あり）
ΘｐＮ：第Ｎ番目の搭載エンコーダ３０のパルスの角度（Ｎ：自然数、Ｎ＝０：ホーム角度位置）
ΘｐＮ＋１：ΘｐＮのすぐ後に到来する基準角度位置
高精度エンコーダ８０の角度ピッチ：Δθ
とし、ＤＣモータ１０１が所望の回転速度で回転しているとき角度ピッチΔθ移動するのに要する時間をΔｓとする。
【００３１】
高精度エンコーダ８０の分解能と搭載エンコーダ３０の分解能との比がＬである。すなわち、理想的な搭載エンコーダ３０のパルス間隔はＬΔｓであり、理想的なエンコーダの角度ピッチはＬΔθとなる。（Ｌ：一定の自然数・・・Ｌカウンタを使用）
従って、ＰＬＬ基準クロックΘｆ は、ΘｐＮつまり位相をΘＮ ＝ＬΔθ＋δΘｐＮとしたところで発生する。
【００３２】
搭載エンコーダ３０の精度がＬ＞ＫｐＮの範囲のときは、工場で計測された測定データδΘｐＮに相当するδΘｐＮ／Δθ＝ＫｐＮ（整数）がメモリ２４に格納されているため、コントローラ２００は、理想搭載エンコーダパルス時間ＬΔｓにより順次測定データＫｐＮを読み出し、このデータにＬを加えたΔｓ間隔パルスのＰｄ＝ＫｐＮ＋Ｌ・パルス数遅延したタイミングをθｆプリセッタブルカウンタ２６，２７，・・・で生成し、パルスを生成する。
【００３３】
Ｌ＜ＫｐＮ＜２Ｌ（搭載エンコーダ３０の精度が悪い時）の場合は、Θｆ プリセッタブルカウンタ２６，２７，・・・にセットするデータを（２Ｌ＋ＫｐＮ）にし、多段あるプリセッタブルカウンタのうち、少なくとも二つのプリセッタブルカウンタがアクティブとなり、逐次ＬΔｓのタイミングで次のプリセッタブルカウンタがアクティブとなる。
【００３４】
図４の（ａ）の波形は、エンコーダの理想角度ピッチによるＣＬＫ（ＬΔｓ）であり、（ｂ）の波形は補正ＰＬＬ基準クロックである。ＰＬＬ基準クロックＣ’に対するＰＬＬクロック生成は、プリセッタブルカウンタに２Ｌ＋ＫＰＣをセットし、矢印１のタイミングでカウントし始め、Ｃ’を生成する。
次に、矢印２のタイミングでＤ’用プリセッタブルカウンタのカウントが始まり、２Ｌ＋ＫＰＤのタイミングでＤ’のＰＬＬクロックを出力する。ただし、ホーム位置からの最初位置データはＬ＋Ｋｐ１となる。
【００３５】
図４の（ｃ）及び（ｄ）の波形は、２Ｌ＜ＫｐＮ＜３Ｌが発生する搭載エンコーダの場合であり、矢印１のタイミングで３Ｌ＋ＫｐＤをセットしたＤ’用のプリセッタブルカウンタのカウントが始まる、ただし、ホーム位置からの最初位置データはＬ＋Ｋｐ１、２番目は２Ｌ＋Ｋｐ２となる。
３Ｌ＜ＫｐＮの場合も同様で、（Ｎ−１）Ｌ＜ＫｐＮ＜ＮＬとなるように、プリセッタカウンタにセットする値を（ＮＬ＋ＫｐＮ）とし、プリセッタブルカウンタを動作させる。すなわち、搭載する回転角エンコーダ３０の精度が悪いほどプリセッタブルカウンタの数を多くする必要がある。
【００３６】
図５に、ＰＬＬ基準クロック生成部の第２の構成例を示す。
本構成例においては、クロック生成用プリセッタブルカウンタを一つにまとめている（θｆカウンタ２７）。メモリ２４には、検出用エンコーダの基準（ホーム）位置から一週分のパルス間隔情報が逐次記憶されている。Ｅカウンタ２２は、ホーム位置を基準に一周する際に発生するパルス数と等しい数だけカウント数を計数する。
【００３７】
ＰＬＬ基準クロックの補正は、まずコントローラ２００がモータを回転するためにクロックＤＣＬＫを発生するように制御信号ＣＮＣＫをイネーブルする。モータが回転すれば、ホームポジション信号と同期合わせがされたクロック信号であるホーム位置検出信号ＤＨＰが到来し、制御信号ＣＮＣＫがイネーブルされているためこれを基準として基準クロックが生成される。
【００３８】
次にコントローラ２００は、制御信号ＣＮＣＫをディスエーブルする。これによってモータは、補正された基準クロックで動作する。図示はしないが、コントローラ２００は、ホーム位置検出信号ＤＨＰとＥカウンタ２２のキャリー出力とを監視し、所定の位相差に入っているか否かを監視する。所定の位相差の範囲に入っていない場合、コントローラ２００は、再度制御信号ＣＮＣＫを出力し再設定する。
【００３９】
Ｅカウンタ２２で設定されたメモリアドレスに応じたデータがプリセッタブルカウンタ（θｆカウンタ２７）へ補正データを送る。プリセッタカウンタ２７では、所定のカウントが終了すると、ボロー信号を出力し、これがＰＬＬの基準クロック用パルスとなる。
【００４０】
そして、このボロー信号の出力で次のカウントデータをメモリ２４からセットし、また、Ｅカウンタ・インクリメント用パルスをＥカウンタ２２へ送り、メモリ２４の次の読み出しアドレスを指定し、次のボロー信号を出力するためのカウントを始める。制御信号ＣＮＣＫがイネーブルされているときはホーム位置検出信号ＤＨＰによってアドレス０のメモリデータがプリセッタブルカウンタ２７へセットされる。
【００４１】
以下、本発明に係るモータ駆動装置の具体的な実施例について説明する。
〔実施例１〕
本発明に係るモータ駆動装置の第１の実施例について説明する。図６は、制御対象物である減速ギヤ１１０をモータ軸と連動させ、制御対象物の１回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることにより、制御対象物の１回転を検出する。モータ軸と同軸に搭載エンコーダ３０と測定用高精度エンコーダ８０とを取り付け、制御対象物の一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。モータ軸回転速度と制御対象物の回転速度との減速比は、整数にすることで搭載エンコーダの基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００４２】
例えば、搭載エンコーダの分解能を１００とし、減速比を４としたら、制御対象物が２π／（４×１００）の角度ピッチで制御することができる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は４００となる。
【００４３】
ここでは、ギヤを用いた減速機構を適用しているが、減速手段をこれに特定するものではない。
【００４４】
〔実施例２〕
本発明に係るモータ駆動装置の第２の実施例について説明する。図７は、制御対象物であるモータ軸１０１ａを増速ギヤ１２０と連動させ、増速ギヤ１２０と同軸に搭載エンコーダ３０及び測定用高精度エンコーダ８０を取り付けることにより、制御対象の一回転における角度位置細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物と同軸の歯車１４０に基準位置（ホームポジション）１４０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることにより、制御対象物の一回転を検出する。搭載エンコーダ３０と同軸に取り付けられた測定用高精度エンコーダ８０によって制御対象物の一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。
【００４５】
モータ軸１０１ａの回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比は、整数にすることで、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００４６】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、増速比を４としたら、制御対象物（モータ軸１０１ａ）の回転を２π／（４×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は４００となる。
【００４７】
ここでは、ギヤを用いた増速機構を適用しているが、増速手段をこれに限定するものではない。
【００４８】
〔実施例３〕
本発明に係るモータ駆動装置の第３の実施例について説明する。図８は、制御対象物が減速ギヤ１１０であり、搭載エンコーダ３０を増速ギヤ１２０を介してモータ軸と連動させることにより制御対象物一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで制御対象の一回転を検出する。増速ギヤ１２０を介してモータ軸と連動させた搭載エンコーダ３０と同軸に測定用高精度エンコーダ８０を取り付け、制御対象物一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。
モータ軸回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比及びモータ軸回転速度と制御対象物（減速ギヤ１１０）の回転速度との減速比を整数とすることにより、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置とを固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成部の構成を簡略化できる。
【００４９】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、モータ軸回転速度と制御対象物の回転速度との減速比を４とし、モータ軸回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比を２とすれば、制御対象物の回転を２π／（４×２×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は８００となる。
【００５０】
ここでは、ギヤを用いた変速機構を適用しているが、変速手段をこれに限定するものではない。
【００５１】
〔実施例４〕
本発明に係るモータ駆動装置の第４の実施例について説明する。図９は、モータ軸と連動する減速ギヤ１１０が制御対象物であり、制御対象物の一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで制御対象の一回転を検出する。制御対象物の回転軸（減速ギヤ１１０の回転軸）と同軸に測定用高精度エンコーダ８０を取り付け、制御対象物の一回転（ホームポジションから一回転）分におけるＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。モータ軸の回転速度と制御対象物の回転速度との減速比を整数にすることで搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定でき、ＰＬＬ基準クロック生成部の構成を簡略化できる。
【００５２】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、減速比を４とすると、制御対象物の回転を２π／（４×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリに記憶する補正データの数は４００となる。
【００５３】
ここでは、ギヤを用いた減速機構を適用しているが、減速手段をこれに限定するものではない。
【００５４】
〔実施例５〕
本発明に係るモータ駆動装置の第５の実施例について説明する。図１０は、増速ギヤ１２０と同軸にとりつけた搭載エンコーダ３０を制御対象物であるモータ軸と連動させ、制御対象物の一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物と同軸に配置された歯車１４０に基準位置（ホームポジション１４０１）を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで制御対象物の一回転を検出する。
測定用高精度エンコーダ８０を制御対象物（モータ回転軸１０１ａ）と同軸に取り付け、増速ギヤ１２０を介して連動させた搭載エンコーダ３０における制御対象物一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。モータ軸１０１ａの回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比を整数にすることで、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００５５】
ここでは、ギヤを用いた増速機構を適用しているが、増速手段をこれに限定するものではない。
【００５６】
〔実施例６〕
本発明に係るモータ駆動装置の第６の実施例について説明する。図１１は、制御対象物が減速ギヤ１１０であり、増速ギヤ１２０を介して搭載エンコーダ３０をモータ軸と連動させることにより制御対象物の一回転における角度位置を細かく制御するモータ駆動装置である。
制御対象物に基準位置（ホームポジション）１１０１を設け、それを検知するセンサ（ホームポジションセンサ）１５０を設けることで、制御対象物の一回転を検出する。モータ軸と連動させた制御対象物の回転軸と同軸に測定用高精度エンコーダ８０を取り付け、増速ギヤ１２０を介してモータ軸と連動させた搭載エンコーダ３０における制御対象物一回転（ホームポジションから一回転）分のＰＬＬ基準クロック用の補正データを測定し、メモリ２４に保存する。制御対象物（減速ギヤ１１０）の回転速度とモータ軸回転速度との減速比、及びモータ軸回転速度と搭載エンコーダ３０の回転速度との増速比を整数にすることで、搭載エンコーダ３０の基準角度位置と制御対象物の基準位置との関係を固定することができ、ＰＬＬ基準クロック生成回路の構成を簡略化できる。
【００５７】
例えば、搭載エンコーダ３０の分解能を１００とし、制御対象物の減速比を４とし、搭載エンコーダ３０の増速比を２とすると、制御対象物の回転を２π／（４×２×１００）の角度ピッチで制御できる。そして、メモリ２４に記憶する補正データの数は８００となる。
【００５８】
ここでは、ギヤを用いた変速機構を適用しているが、変速手段をこれに限定するものではない。
【００５９】
〔実施例７〕
今日、電子写真装置においては、カラー複写機やカラープリンタなどカラー画像を出力できる装置が多くなっている。中でも、複数の感光体ごとにそれぞれ個別の現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を像担持体や記録媒体に順次転写してカラー画像を合成するタンデム型の装置が増えている。
【００６０】
このようなタンデム型の画像形成装置は、それぞれの単色トナー画像を重ね合わせる際にその位置が所望の位置からずれると、合成した画像上に色むら（色ズレ）などの不具合が発生することがある。
【００６１】
感光体がドラム状である場合、各ドラムの速度むらが色ずれの原因の一つとしてあげられる。
【００６２】
よって、ドラム状の感光体を用いたタンデム型のカラー画像形成装置においては、ドラム状の感光体を回転駆動するモータを一定角速度で駆動制御できれば色ズレを低減できることとなる。
【００６３】
以下、このようなタンデム型のカラー画像形成装置に本発明を適用した場合の実施例について説明する。なお、以下の説明はＣＹＭＫ４色の単色画像を重ね合わせるフルカラー画像形成装置を例に説明するが、少なくとも２色の単色画像を重ね合わせる画像形成装置についても同様である。
【００６４】
図１２に、本発明に係るモータ駆動装置を適用した画像形成装置の構成を示す。この画像形成装置は、タンデム型中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置は、感光体ドラム２ａ〜２ｄ、定着ローラ３ａ〜３ｄ、中間転写ベルト４、搬送ベルト５、ドラム駆動モータ６ａ〜６ｄ、感光体ドラムモータ駆動制御部７、駆動軸８、従動軸９，１３、中間転写ベルト駆動モータ１０、中間転写ベルトモータ駆動制御部１１、搬送ベルト駆動モータ１４及び搬送ベルトモータ駆動制御部１５を有する。
【００６５】
感光体ドラム２ａ〜２ｄは、ＣＹＭＫ各色に対応する単色トナー像が形成されるドラム状の感光体である。定着ローラ３ａ〜３ｄは、感光体ドラム２ａ〜２ｄに形成された各単色トナー像を中間転写ベルト４に転写する。搬送ベルト５は、記録紙Ａを搬送するためのベルトである。感光体ドラム駆動モータ６ａ〜６ｄは、各色に対応する感光体ドラム２ａ〜２ｄを回転させるための駆動源である。感光体モータ駆動制御部７は、感光体ドラム駆動モータ６ａ〜６ｄの回転を制御する。駆動軸８は、中間転写ベルト駆動モータ１０が発生させた駆動力を中間転写ベルト４に伝える。従動軸９及び１３は、中間転写ベルト４を所定の張力で支持するための軸である。中間転写ベルト駆動モータ１０は、駆動軸８を介して中間転写ベルトを回転させる動力源である。中間転写ベルトモータ駆動制御部１１は、中間転写ベルト駆動モータ１０の回転を制御する。搬送ベルト駆動モータ１４は、搬送ベルト５を回転させる動力源である。搬送ベルトモータ駆動制御部１５は、搬送ベルト駆動モータ１４の回転を制御する。
各々のモータ駆動部には、上記実施形態に示したモータ駆動装置が適用されている、なおＰＬＬ基準クロック生成部の構成やエンコーダを配置する位置は、上記各実施例及び構成例に示したもののいずれであってもよい。
【００６６】
工場内工程で、各色のドラムを回転させることによって、各色の搭載エンコーダの誤差量を高精度エンコーダにて測定し、それぞれ備えてある不揮発メモリに記憶させる。
【００６７】
各色に対応する感光体ドラムは、モータ駆動装置の回転制御によって一定の角速度で回転するため、色ズレの発生が低減する。
【００６８】
なお、タンデム式ではなく、一つの感光体ドラム上に複数の単色画像を形成する画像形成装置についても、上記同様に感光体ドラムに本発明に係るモータ駆動装置を適用することで色ズレを低減できる。
また、ベルト駆動モータ１０に本発明に係るモータ駆動装置を適用することにより、画像の伸び縮みや色ズレを低減できる。
【００６９】
ここでは、ドラムの駆動源６ａ〜６ｄ、ベルト４の駆動源１０、及び二次転写ベルトの駆動原１４がそれぞれ単数である場合について説明したが、これらが複数設けられた構成であるとしても、本発明に係るモータ駆動装置は同様に適用可能である。
【００７０】
なお、上記実施形態では、本発明に係るモータ駆動装置を画像形成装置に適用した場合について説明したが、本発明は、回転体の駆動源となるモータを備えるのであれば、どのような装置にも適用可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、分解能の低いエンコーダを適用可能であり、かつエンコーダの取り付け位置の誤差の許容範囲が大きいモータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係るモータ駆動装置を調整する手法を示す図である。
【図３】ＰＬＬ基準クロック生成部の第１の構成例を示す図である。
【図４】補正ＰＬＬ基準クロックの出力タイミングを示す図である。
【図５】ＰＬＬ基準クロック生成部の第２の構成例を示す図である。
【図６】本発明に係るモータ駆動装置の第１の実施例を示す図である。
【図７】本発明に係るモータ駆動装置の第２の実施例を示す図である。
【図８】本発明に係るモータ駆動装置の第３の実施例を示す図である。
【図９】本発明に係るモータ駆動装置の第４の実施例を示す図である。
【図１０】本発明に係るモータ駆動装置の第５の実施例を示す図である。
【図１１】本発明に係るモータ駆動装置の第６の実施例を示す図である。
【図１２】本発明に係るモータ駆動装置を適用した画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光体ドラム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 定着ローラ
４ 中間転写ベルト
５ 搬送ベルト
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 感光体ドラム駆動モータ
７ 感光体ドラムモータ駆動制御部
８ 駆動軸
９、１３ 従動軸
１０ 中間転写ベルト駆動モータ
１１ 中間転写ベルトモータ駆動制御部
１４ 搬送ベルト駆動モータ
１５ 搬送ベルトモータ駆動制御部
２０ ＰＬＬ基準クロック生成部
２１ Ｌカウンタ
２２ Ｅカウンタ
２３ バスセレクタ
２４ 不揮発メモリ
２５ 演算器
２６、２７ θｆカウンタ（プリセッタブルカウンタ）
２８ Ｍカウンタ
２９ デコーダ
３０ 回転角エンコーダ（搭載エンコーダ）
４０ 位相比較器
５０ チャージポンプ
６０ ループフィルタ
７０ サーボアンプ
８０ 高精度エンコーダ
９５ 誤差測定器
１００ モータ駆動装置
１０１ ＤＣモータ
１０１ａ モータ軸
１１０ 減速ギヤ
１２０ 増速ギヤ
１４０ 歯車
１５０ ホームポジションセンサ
２００ コントローラ
３００ 制御回路
１１０１、１４０１ ホームポジション
Claims (13)
- 回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出して第１の制御情報を生成する第１の検出器と、
前記第１の検出器よりも精度が高い第２の検出器を用いて生成された前記制御対象又は前記検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた第２の制御情報が格納されたメモリとを有し、
該メモリに格納された前記第２の制御情報と前記第１の検出器によって生成される前記第１の制御情報とを用いて、前記制御対象の駆動源であるモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、
前記第１及び第２の制御情報に基づいて前記モータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、プリセッタブルカウンタを多段設けたことを特徴とするモータ駆動装置。 - 回転可能な制御対象の回転角又は位置を検出して第１の制御情報を生成する第１の検出器と、
前記第１の検出器よりも精度が高い第２の検出器を用いて生成された前記制御対象又は前記検出器の基準位置からの回転角又は位置に応じた第２の制御情報が格納されたメモリとを有し、
該メモリに格納された前記第２の制御情報と前記第１の検出器によって生成される前記第１の制御情報とを用いて、前記制御対象の駆動源であるモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、
前記第１及び第２の制御情報に基づいて前記モータの制御用の基準クロックを生成する出力段に、単段のプリセッタブルカウンタを設けたことを特徴とするモータ駆動装置。 - 前記第１の検出器が、前記モータの回転軸に設置され、
前記第１の検出器と同軸に配置した前記第２の検出器によって生成した前記第２の制御情報を前記メモリに格納したことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。 - 前記第１の検出器は、変速機構を介して前記モータの回転軸と連動する回転軸に設置され、
前記メモリには、前記第１の検出器と同軸に配置した前記第２の検出器によって生成した前記第２の制御情報を格納したことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。 - 前記第１の検出器は、第１の変速機構を介して前記制御対象を回転させる前記モータと第２の変速機構を介して連動する回転軸に配置され、
前記メモリには、前記第１の検出器と同軸に配置した前記第２の検出器によって生成した前記第２の制御情報を格納したことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。 - 前記第１の検出器は、変速機構を介して前記制御対象を回転させるモータの回転軸に配置され、
前記メモリには、前記制御対象の回転軸に配置した前記第２の検出器によって生成した前記第２の制御情報を格納したことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。 - 前記第１の検出器は、前記モータの回転軸に配置された前記制御対象と変速機構を介して連動する回転軸に配置され、
前記メモリには、前記モータの回転軸に配置した前記第２の検出器によって生成した前記第２の制御情報を格納したことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。 - 前記第１の検出器は、第１の変速機構を介して前記制御対象を回転させる前記モータと第２の変速機構を介して連動する回転軸に配置され、
前記メモリには、前記制御対象の回転軸と同軸に配置した前記第２の検出器によって生成した前記第２の制御情報を格納したことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。 - 前記制御対象の回転角又は位置の基準を検出する基準検出器をさらに有することを特徴とする請求項３から８のいずれか１項記載のモータ駆動装置。
- 前記制御対象の回転角又は位置の基準を検出する基準検出器をさらに有し、前記基準検出器において該基準が検出されてから次に該基準が検出されるまでの間隔が前記第２の制御情報として前記メモリに格納されることを特徴とする請求項３から８のいずれか１項記載のモータ駆動装置。
- 前記第１の検出器は、取り付けられた軸とともに回転することにより前記制御対象の位相角又は位置を検出し、前記制御対象の回転周期が、前記第１の検出器の回転周期の自然数倍であることを特徴とする請求項３から１０のいずれか１項記載のモータ駆動装置。
- 感光体ドラム及び転写ドラムの回転制御に請求項１から１１のいずれか１項記載のモータ駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも感光体ベルト、転写ベルト及び記録媒体搬送ベルトのいずれかの駆動装置の回転制御に請求項１から１１のいずれか１項記載のモータ駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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2003
- 2003-07-14 JP JP2003196837A patent/JP2005033927A/ja active Pending
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060221 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090120 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090526 |