JP2005115903A - 回転体の位置制御方法・回転体の位置制御装置・画像形成装置・画像読み取り装置・記録媒体 - Google Patents
回転体の位置制御方法・回転体の位置制御装置・画像形成装置・画像読み取り装置・記録媒体 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 新たな要素を付加することなくつなぎ目もしくはエラーなどを検知し、低コストで安定した制御が行えるようにする。
【解決手段】 サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行う。パルス数Pn3までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn4が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、エラーであると判断し、パルス数Pn4の代わりに、正常であった場合に保存されていたパルス数Pn3がエラー処理におけるダミーパルス数Pn4aとして用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn4aが計測されたものとして扱われる。
【選択図】 図9
【解決手段】 サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行う。パルス数Pn3までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn4が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、エラーであると判断し、パルス数Pn4の代わりに、正常であった場合に保存されていたパルス数Pn3がエラー処理におけるダミーパルス数Pn4aとして用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn4aが計測されたものとして扱われる。
【選択図】 図9
Description
本発明は、回転体の位置制御方法、回転体の位置制御装置、上記回転体の位置制御方法を実施可能な複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置、上記回転体の位置制御方法を実施可能な画像読み取り装置、上記回転体の位置制御方法を実行するプログラムが記録された記録媒体に関する。
一般的な回転体の位置制御装置(角変位制御、変位制御の概念を含む)の構成において、円筒状ないし円板状の回転体の同軸上あるいは、少なくとも2つ以上の軸に掛け渡された回転体としてのベルト(以下、単にベルトともいう)の同軸上にエンコーダを取り付け、駆動制御を行う方法が知られている。以下、円筒状ないし円板状の回転体及びベルトを総称して「回転体」という。
しかしながら、軸に取り付けたエンコーダからの位置計測フィードバック制御では、その取り付けた軸の偏心や、軸に対するエンコーダの取付位置の偏心などの影響を消すことができない。そのために、例えば回転体の表面に直接スケールを貼り付け、そのスケールを反射型フォトセンサ(以下、単にセンサともいう)で読み込み、読み込んだ信号(パルス)でフィードバック制御を行う手法が実用化されている。
しかしながら、軸に取り付けたエンコーダからの位置計測フィードバック制御では、その取り付けた軸の偏心や、軸に対するエンコーダの取付位置の偏心などの影響を消すことができない。そのために、例えば回転体の表面に直接スケールを貼り付け、そのスケールを反射型フォトセンサ(以下、単にセンサともいう)で読み込み、読み込んだ信号(パルス)でフィードバック制御を行う手法が実用化されている。
しかしながら、回転体に設けられたスケールは駆動しているうちに傷や汚れが生じ、ノイズも含めたセンサ自身の出力誤差エラーが発生する。また、回転体上にスケールを貼り付ける方式の場合、ノイズも含めたセンサ自身の出力誤差が発生するだけでなく、必ずスケールのつなぎ目が存在する。
ノイズも含めたセンサ自身の出力誤差エラーやつなぎ目部分を他の通常部分の計測と同様に扱うと、信号が来ない区間が発生し、安定して駆動制御を行うことができない。
この問題に対して、特開2002−136164号公報には、予め設定された時間以内にパルスが来ない場合にはつなぎ目(パターン途切れ部)と判断し、これに基づいて回転速度を補正する手法が開示されている。
ノイズも含めたセンサ自身の出力誤差エラーやつなぎ目部分を他の通常部分の計測と同様に扱うと、信号が来ない区間が発生し、安定して駆動制御を行うことができない。
この問題に対して、特開2002−136164号公報には、予め設定された時間以内にパルスが来ない場合にはつなぎ目(パターン途切れ部)と判断し、これに基づいて回転速度を補正する手法が開示されている。
しかしながら、上記特開2002−136164号公報に記載された手法では、つなぎ目を判定するためのタイマーなどの計時手段が必要となり、部品数増加によるコスト上昇を来たす。
つなぎ目処理においては、複数のセンサを用いて、一方が異常であると判断された場合にもう一方のセンサに切り換えるという手法もあるが、これではセンサが2つ以上必要となり、やはりコスト上昇を避けられない。
つなぎ目処理においては、複数のセンサを用いて、一方が異常であると判断された場合にもう一方のセンサに切り換えるという手法もあるが、これではセンサが2つ以上必要となり、やはりコスト上昇を避けられない。
本発明は、新たな要素を付加することなくつなぎ目もしくはエラーなどを検知し、低コストで安定した制御が行える回転体の位置制御方法、回転体の位置制御装置、上記回転体の位置制御方法を実施可能な複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置、上記回転体の位置制御方法を実施可能な画像読み取り装置、上記回転体の位置制御方法を実行するプログラムが記録された記録媒体の提供を、その主な目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体の回転に伴って発生する信号を読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、サンプリング時間に読み込まれた信号量(数の概念を含む。以下、同じ。)が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の回転体の位置制御方法において、上記規定とする信号量が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、上記規定とする信号量を用いることを特徴とする。
請求項4記載の発明では、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量を用いることを特徴とする。
請求項5記載の発明では、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量の平均値を用いることを特徴とする。
請求項6記載の発明では、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められた信号量を用いることを特徴とする。
請求項7記載の発明では、駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体に設けられたスケールに基づいて発生させるスケールパルスを読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数が、規定とするスケールパルス数と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする。
請求項8記載の発明では、請求項7記載の回転体の位置制御方法において、上記規定とするスケールパルス数が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする。
請求項9記載の発明では、請求項7又は8記載の回転体の位置制御方法において、上記スケールに少なくとも1つ以上の不連続部分が存在することを特徴とする。
請求項10記載の発明では、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、上記規定とするスケールパルス数を用いることを特徴とする。
請求項11記載の発明では、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数を用いることを特徴とする。
請求項12記載の発明では、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数の平均値を用いることを特徴とする。
請求項13記載の発明では、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められたスケールパルス数を用いることを特徴とする。
請求項14記載の発明では、請求項1乃至13のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理を行っている間は、フィードバック制御における規範信号とフィードバック信号との偏差の値を0とすることを特徴とする。
請求項15記載の発明では、駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体の回転に伴って発生する信号を読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行い、上記規定する信号量は通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されており、上記補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに上記規定とする信号量を用い、上記補正処理に入る直前に計測した変位と、予め設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理を実行している間の変位は上記目標変位と合致させることを特徴とする。
請求項16記載の発明では、請求項15記載の回転体の位置制御方法において、
上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることを特徴とする。
上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることを特徴とする。
請求項17記載の発明では、制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられ該回転体の回転方向の変位を検出するための信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段により発生された信号を読み込んでフィードバックし現在の変位と目標変位との偏差を求めて新たに上記制御信号を出力する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、上記制御手段はフィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする。
請求項18記載の発明では、請求項17記載の回転体の位置制御装置において、上記規定とする信号量が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする。
請求項19記載の発明では、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、上記規定とする信号量を用いることを特徴とする。
請求項20記載の発明では、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量を用いることを特徴とする。
請求項21記載の発明では、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量の平均値を用いることを特徴とする。
請求項22記載の発明では、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められた信号量を用いることを特徴とする。
請求項23記載の発明では、制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられたスケールと、該スケールに基づいて上記回転体の回転方向の変位を検出するためのパルスを発生するスケールパルス発生手段と、該スケールパルス発生手段により発生されたスケールパルスを読み込んでフィードバックし現在の変位と目標変位との偏差を求めて新たに上記制御信号を出力する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数が、規定とするスケールパルス数と比較して範囲外である場合には、上記制御手段はフィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする。
請求項24記載の発明では、請求項23記載の回転体の位置制御装置において、上記規定とするスケールパルス数が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする。
請求項25記載の発明では、請求項23又は24記載の回転体の位置制御装置において、上記スケールに少なくとも1つ以上の不連続部分が存在することを特徴とする。
請求項26記載の発明では、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、上記規定とするスケールパルス数を用いることを特徴とする。
請求項27記載の発明では、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数を用いることを特徴とする。
請求項28記載の発明では、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数の平均値を用いることを特徴とする。
請求項29記載の発明では、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められたスケールパルス数を用いることを特徴とする。
請求項30記載の発明では、請求項17乃至29のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理を行っている間は上記偏差の値を0とすることを特徴とする。
請求項31記載の発明では、制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられ該回転体の回転方向の変位を検出するための信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段により発生された信号を読み込んでフィードバック制御する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行い、上記規定する信号量は通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されており、上記補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに上記規定とする信号量を用い、上記補正処理に入る直前に計測した変位と、予め設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理を実行している間の変位は上記目標変位と合致させることを特徴とする。
請求項32記載の発明では、請求項31記載の回転体の位置制御装置において、
上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることを特徴とする。
上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることを特徴とする。
請求項33記載の発明では、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、上記像担持体の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うことを特徴とする。
請求項34記載の発明では、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする。
請求項35記載の発明では、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が転写ドラムであることを特徴とする。
請求項36記載の発明では、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が感光体ベルトであることを特徴とする。
請求項37記載の発明では、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする。
請求項38記載の発明では、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が直接転写ベルトであることを特徴とする。
請求項39記載の発明では、複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、上記複数の像担持体のうちの少なくとも1つ以上の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うことを特徴とする。
請求項40記載の発明では、画像を読み取るための走行体駆動装置を有する画像読み取り装置において、上記走行体駆動装置の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うことを特徴とする。
請求項41記載の発明では、回転体の位置制御プログラムが記録されコンピュータにより読み取り可能な記録媒体において、上記回転体の位置制御プログラムが、請求項1乃至16のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法を実行するものであることを特徴とする。
請求項42記載の発明では、請求項33乃至39のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、装置を動作させる制御手段に着脱自在に接続され回転体の位置制御プログラムが記録された記録媒体を有し、該記録媒体に記録された回転体の位置制御プログラムによって上記像担持体の位置制御がなされることを特徴とする。
請求項43記載の発明では、請求項33乃至39のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、装置を動作させる制御手段が通信ネットワークに接続可能に設けられ、該通信ネットワーク上のサーバから取り込まれた回転体の位置制御プログラムによって上記像担持体の位置制御がなされることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体の回転に伴って発生する信号を読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行うこととしたので、信号の読み込みエラー等が発生しても安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の回転体の位置制御方法において、上記規定とする信号量が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることとしたので、読み込みエラー等がむやみに発生することがなく、安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、上記規定とする信号量を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項4記載の発明によれば、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項5記載の発明によれば、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量の平均値を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項6記載の発明によれば、請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められた信号量を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項7記載の発明によれば、駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体に設けられたスケールに基づいて発生させるスケールパルスを読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数が、規定とするスケールパルス数と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行うこととしたので、スケールのつなぎ目や出力誤差(読み込みエラー)の影響があっても安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項8記載の発明によれば、請求項7記載の回転体の位置制御方法において、上記規定とするスケールパルス数が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることとしたので、読み込みエラー等がむやみに発生することがなく、安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項9記載の発明によれば、請求項7又は8記載の回転体の位置制御方法において、上記スケールに少なくとも1つ以上の不連続部分が存在することとしたので、スケールのつなぎ目や出力誤差(読み込みエラー)の影響を受けやすいケースで安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項10記載の発明によれば、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、上記規定とするスケールパルス数を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項11記載の発明によれば、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項12記載の発明によれば、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数の平均値を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項13記載の発明によれば、請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められたスケールパルス数を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項14記載の発明によれば、請求項1乃至13のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、補正処理を行っている間は、フィードバック制御における規範信号とフィードバック信号との偏差の値を0とすることとしたので、フィードバック信号の誤差がキャンセルされ、スケールのつなぎ目や読み込みエラーの影響が存在しても安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項15記載の発明によれば、駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体の回転に伴って発生する信号を読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行い、上記規定する信号量は通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されており、上記補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに上記規定とする信号量を用い、上記補正処理に入る直前に計測した変位と、予め設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理を実行している間の変位は上記目標変位と合致させることとしたので、つなぎ目やエラーの後に発生する補正変動を抑制でき、精度の高い駆動制御を行うことができる。
請求項16記載の発明によれば、請求項15記載の回転体の位置制御方法において、上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることとしたので、つなぎ目やエラーの後に発生する補正変動を抑制でき、精度の高い駆動制御を行うことができる。また、制御設計の自由度を向上させることができる。
請求項17記載の発明によれば、制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられ該回転体の回転方向の変位を検出するための信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段により発生された信号を読み込んでフィードバックし現在の変位と目標変位との偏差を求めて新たに上記制御信号を出力する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、上記制御手段はフィードバック信号に対する補正処理を行うこととしたので、信号の読み込みエラー等が発生しても安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項18記載の発明によれば、請求項17記載の回転体の位置制御装置において、上記規定とする信号量が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることとしたので、読み込みエラー等がむやみに発生することがなく、安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項19記載の発明によれば、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、上記規定とする信号量を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項20記載の発明によれば、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項21記載の発明によれば、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量の平均値を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項22記載の発明によれば、請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められた信号量を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項23記載の発明によれば、制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられたスケールと、該スケールに基づいて上記回転体の回転方向の変位を検出するためのパルスを発生するスケールパルス発生手段と、該スケールパルス発生手段により発生されたスケールパルスを読み込んでフィードバックし現在の変位と目標変位との偏差を求めて新たに上記制御信号を出力する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数が、規定とするスケールパルス数と比較して範囲外である場合には、上記制御手段はフィードバック信号に対する補正処理を行うこととしたので、スケールのつなぎ目や出力誤差(読み込みエラー)の影響があっても安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項24記載の発明によれば、請求項23記載の回転体の位置制御装置において、上記規定とするスケールパルス数が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることとしたので、読み込みエラー等がむやみに発生することがなく、安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項25記載の発明によれば、請求項23又は24記載の回転体の位置制御装置において、上記スケールに少なくとも1つ以上の不連続部分が存在することとしたので、スケールのつなぎ目や出力誤差(読み込みエラー)の影響を受けやすいケースで安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項26記載の発明によれば、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、上記規定とするスケールパルス数を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項27記載の発明によれば、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数を用いることとしたので、安定した制御を維持することができる。
請求項28記載の発明によれば、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数の平均値を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項29記載の発明によれば、請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められたスケールパルス数を用いることとしたので、制御の安定性を一層向上させることができる。
請求項30記載の発明によれば、請求項17乃至29のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、上記制御手段は、補正処理を行っている間は上記偏差の値を0とすることとしたので、フィードバック信号の誤差がキャンセルされ、スケールのつなぎ目や読み込みエラーの影響が存在しても安定した精度の高い駆動制御(位置制御)を行うことができる。
請求項31記載の発明によれば、制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられ該回転体の回転方向の変位を検出するための信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段により発生された信号を読み込んでフィードバック制御する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行い、上記規定する信号量は通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されており、上記補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに上記規定とする信号量を用い、上記補正処理に入る直前に計測した変位と、予め設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理を実行している間の変位は上記目標変位と合致させることとしたので、つなぎ目やエラーの後に発生する補正変動を抑制でき、精度の高い駆動制御を行うことができる。
請求項32記載の発明によれば、請求項31記載の回転体の位置制御装置において、上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることとしたので、つなぎ目やエラーの後に発生する補正変動を抑制でき、精度の高い駆動制御を行うことができる。また、制御設計の自由度を向上させることができる。
請求項33記載の発明によれば、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、上記像担持体の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うこととしたので、高精度の像担持体駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項34記載の発明によれば、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が感光体ドラムであることとしたので、高精度の感光体ドラム駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項35記載の発明によれば、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が転写ドラムであることとしたので、高精度の転写ドラム駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項36記載の発明によれば、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が感光体ベルトであることとしたので、高精度の感光体ベルト駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項37記載の発明によれば、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が中間転写ベルトであることとしたので、高精度の中間転写ベルト駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項38記載の発明によれば、請求項33記載の画像形成装置において、上記像担持体が直接転写ベルトであることとしたので、高精度の直接転写ベルト駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項39記載の発明によれば、複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、上記複数の像担持体のうちの少なくとも1つ以上の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うこととしたので、高精度の像担持体駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項40記載の発明によれば、画像を読み取るための走行体駆動装置を有する画像読み取り装置において、上記走行体駆動装置の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うこととしたので、高精度の読み取り駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項41記載の発明によれば、回転体の位置制御プログラムが記録されコンピュータにより読み取り可能な記録媒体において、上記回転体の位置制御プログラムが、請求項1乃至16のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法を実行するものであることとしたので、安定且つ高精度の回転体駆動を得ることができる。
請求項42記載の発明によれば、請求項33乃至39のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、装置を動作させる制御手段に着脱自在に接続され回転体の位置制御プログラムが記録された記録媒体を有し、該記録媒体に記録された回転体の位置制御プログラムによって上記像担持体の位置制御がなされることとしたので、記録媒体を装着することにより、既存の構成を有する画像形成装置において、容易に高精度の像担持体駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
請求項43記載の発明によれば、請求項33乃至39のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、装置を動作させる制御手段が通信ネットワークに接続可能に設けられ、該通信ネットワーク上のサーバから取り込まれた回転体の位置制御プログラムによって上記像担持体の位置制御がなされることとしたので、既存の構成を有する画像形成装置において、容易に高精度の像担持体駆動系を構築することができ、常に高品質な画像を得ることができる。
以下、本発明の第1の実施形態を図1乃至図9に基づいて説明する。
まず、図1に基づいて、位置制御(駆動制御)の対象となる回転体としてのベルトを含む基本的なベルト駆動装置の構成を説明する。ここでのベルトは、少なくとも2つ以上の軸間に掛け回された無端状のベルトであって、後述する感光体ベルト、中間転写ベルト、直接転写ベルトに相当するものである。
ギヤ100の回転軸に駆動軸101が同期回転可能に取り付けられている。モータ102の回転軸にはギヤ103が取り付けられており、駆動源としてのモータ102の回転をギヤ103、ギヤ100を介して伝え、駆動軸101を回転駆動するようになっている。駆動軸101と従動軸104、105間に駆動対象で且つ位置制御対象のベルト106が掛け回されており、テンションローラ107によって一定の張力が掛かるようになっている。
まず、図1に基づいて、位置制御(駆動制御)の対象となる回転体としてのベルトを含む基本的なベルト駆動装置の構成を説明する。ここでのベルトは、少なくとも2つ以上の軸間に掛け回された無端状のベルトであって、後述する感光体ベルト、中間転写ベルト、直接転写ベルトに相当するものである。
ギヤ100の回転軸に駆動軸101が同期回転可能に取り付けられている。モータ102の回転軸にはギヤ103が取り付けられており、駆動源としてのモータ102の回転をギヤ103、ギヤ100を介して伝え、駆動軸101を回転駆動するようになっている。駆動軸101と従動軸104、105間に駆動対象で且つ位置制御対象のベルト106が掛け回されており、テンションローラ107によって一定の張力が掛かるようになっている。
ベルト106の表面には、該ベルト106の移動方向に沿ってスケールとしてのリニアスケール108が貼り付けられており、このリニアスケール108を反射型フォトセンサからなる表面センサ109により読み込むことでベルト106の駆動状態(速度変動)を計測する。リニアスケール108と、表面センサ109により、信号発生手段が構成される。
モータ102を回転させることで駆動対象のベルト106が回転駆動される。ここではベルト106の表面端部にリニアスケール108を貼り付けているが、中央部や裏面でも良い。また、ベルト106上に直接スケールを書き込んでも良い。
モータ102を回転させることで駆動対象のベルト106が回転駆動される。ここではベルト106の表面端部にリニアスケール108を貼り付けているが、中央部や裏面でも良い。また、ベルト106上に直接スケールを書き込んでも良い。
図2に基づいて、位置制御の対象となる回転体を含む基本的な回転体駆動装置の構成を説明する。ここでの回転体は、後述する感光体ドラムや転写ドラムに相当するものである。
ギヤ122の回転軸124に駆動プーリ125が取り付けられている。駆動源としてのモータ121の回転軸にはギア122に噛み合うギヤ123が取り付けられており、モータ121の回転により駆動プーリ125が回転駆動される。
モータ121にはモータ軸エンコーダ129が取り付けられている。駆動プーリ125と従動プーリ128間にタイミングベルト131が掛け回されていて、テンションプーリ130によって一定の張力が掛かるようになっている。従動プーリ128には同軸度が保たれるように駆動対象で且つ位置制御対象である回転体としてのドラム126が軸127を介して取り付けられている。駆動対象のドラム126の表面にはその周方向に沿ってスケールとしてのリニアスケール108が貼り付けられており、このリニアスケール108を表面センサ109により読み込むことでドラム126の駆動状態(速度変動)を計測する。
モータ121を回転させることでドラム126が回転駆動される。本構成においてもドラム126の表面端部にリニアスケール108を貼り付けているが、中央部でも良く、ドラム126が筒状であった場合は裏側でも良い。また、ドラム126上に直接スケールを書き込んでも良い。スケールでなくても回転体の位置変位(駆動変位)を何らかの信号量として把握できるものであれば良い。
ギヤ122の回転軸124に駆動プーリ125が取り付けられている。駆動源としてのモータ121の回転軸にはギア122に噛み合うギヤ123が取り付けられており、モータ121の回転により駆動プーリ125が回転駆動される。
モータ121にはモータ軸エンコーダ129が取り付けられている。駆動プーリ125と従動プーリ128間にタイミングベルト131が掛け回されていて、テンションプーリ130によって一定の張力が掛かるようになっている。従動プーリ128には同軸度が保たれるように駆動対象で且つ位置制御対象である回転体としてのドラム126が軸127を介して取り付けられている。駆動対象のドラム126の表面にはその周方向に沿ってスケールとしてのリニアスケール108が貼り付けられており、このリニアスケール108を表面センサ109により読み込むことでドラム126の駆動状態(速度変動)を計測する。
モータ121を回転させることでドラム126が回転駆動される。本構成においてもドラム126の表面端部にリニアスケール108を貼り付けているが、中央部でも良く、ドラム126が筒状であった場合は裏側でも良い。また、ドラム126上に直接スケールを書き込んでも良い。スケールでなくても回転体の位置変位(駆動変位)を何らかの信号量として把握できるものであれば良い。
図3は、図1におけるベルト106、あるいは図2におけるドラム126に貼り付けたリニアスケール108のつなぎ目部分を拡大した図である。リニアスケール108には駆動状態を計測可能とするパターン(信号、パルス発生用の基準目盛り)108aがレーザ照射等の手法により回転体の移動方向に等間隔で書き込まれている。
具体的には、アルミニウム製のテープにパターン108aが書き込まれており、表面センサ109の図示しない発光素子から出力される光がリニアスケール108に当たって反射し、その反射光を表面センサ109の図示しない受光素子が検出する。パターン108aが書き込まれない部分は反射光が強く、書き込まれた部分は反射光が弱くなることでリニアスケール108のパターン108aが認識される。ここではリニアスケール108の基材としてアルミテープを用いたが、その他の素材のものであっても駆動状態を計測可能ならば良い。
具体的には、アルミニウム製のテープにパターン108aが書き込まれており、表面センサ109の図示しない発光素子から出力される光がリニアスケール108に当たって反射し、その反射光を表面センサ109の図示しない受光素子が検出する。パターン108aが書き込まれない部分は反射光が強く、書き込まれた部分は反射光が弱くなることでリニアスケール108のパターン108aが認識される。ここではリニアスケール108の基材としてアルミテープを用いたが、その他の素材のものであっても駆動状態を計測可能ならば良い。
リニアスケール108等のテープ状スケールを貼り付ける方式においてはつなぎ目が2種類ある。1つは、図3(a)に示すように、リニアスケール108が物理的につながっていない、物理的つなぎ目132が存在することである。もう1つは、図3(b)に示すように、リニアスケール108は連続的に存在するが、パターン108aを書き込む時の精度などの問題から、リニアスケール108上に何も書かれていない空白部分としての書き込みつなぎ目133が存在することである。
物理的つなぎ目132では全くテープが無く、書き込みつなぎ目133ではパターン108aの無いテープだけなので、両方とも正常な計測信号が得られない。そのため、本実施形態ではこれらを同じものとして扱い、以下単に「つなぎ目」と表現する。ここでは物理的つなぎ目132と書き込みつなぎ目133が別々に存在しているものとして説明したが、両方が混在していてもつなぎ目として扱ってかまわない。また、傷や汚れ、ノイズも含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーもつなぎ目と同様に正常な計測信号が得られない。
物理的つなぎ目132では全くテープが無く、書き込みつなぎ目133ではパターン108aの無いテープだけなので、両方とも正常な計測信号が得られない。そのため、本実施形態ではこれらを同じものとして扱い、以下単に「つなぎ目」と表現する。ここでは物理的つなぎ目132と書き込みつなぎ目133が別々に存在しているものとして説明したが、両方が混在していてもつなぎ目として扱ってかまわない。また、傷や汚れ、ノイズも含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーもつなぎ目と同様に正常な計測信号が得られない。
図4は、各実施形態に共通の電流制御系において、モータ121の角変位をモータ軸エンコーダ129の出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示すブロック図である。
図4において、符号135は、マイクロプロセッサ136、リードオンリメモリ(ROM)137、ランダムアクセスメモリ(RAM)138からなるマイクロコンピュータを示しており、マイクロプロセッサ136、リードオンリメモリ(ROM)137、ランダムアクセスメモリ(RAM)138がそれぞれバス143を介して接続されている。
符号139はモータ121の角変位を指令する状態指令信号を出力する指令発生装置を示し、この指令発生装置139は目標角変位指令信号を発生する。指令発生装置139の出力側もバス143へ接続されている。符号142は、モータ軸エンコーダ129の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置を示す。この検出用インターフェース装置142は、モータ軸エンコーダ129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、予め定められたパルス数対角変位の変換定数を掛けてモータ軸の角変位に変換する。電流センサ144からはモータ駆動電流がI/O145を介してマイクロコンピュータ135に取り込まれる。
図4において、符号135は、マイクロプロセッサ136、リードオンリメモリ(ROM)137、ランダムアクセスメモリ(RAM)138からなるマイクロコンピュータを示しており、マイクロプロセッサ136、リードオンリメモリ(ROM)137、ランダムアクセスメモリ(RAM)138がそれぞれバス143を介して接続されている。
符号139はモータ121の角変位を指令する状態指令信号を出力する指令発生装置を示し、この指令発生装置139は目標角変位指令信号を発生する。指令発生装置139の出力側もバス143へ接続されている。符号142は、モータ軸エンコーダ129の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置を示す。この検出用インターフェース装置142は、モータ軸エンコーダ129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、予め定められたパルス数対角変位の変換定数を掛けてモータ軸の角変位に変換する。電流センサ144からはモータ駆動電流がI/O145を介してマイクロコンピュータ135に取り込まれる。
符号140は、直流電動機駆動用のインターフェースを示す。この直流電動機駆動用のインターフェース140は、モータ軸角変位、及び目標角変位により、マイクロコンピュータ135による以降の実施形態に示すフィードバック制御系の計算結果を、モータ(直流電動機)駆動装置141を構成するパワー半導体、例えばトランジスタを動作させるパルス状信号(制御信号)に変換する。
直流電動機駆動装置141は、直流電動機駆動用のインターフェース140からのパルス状信号に基づき動作し、モータ121に印加する電圧を制御する。この結果、モータ121は指令発生装置139による所定の角変位に追値制御される。モータ121の角変位は、モータ軸エンコーダ129とインターフェース装置142により検出され、マイクロコンピュータ135に取り込まれ、制御が繰り返される。
リニアスケール108、表面センサ109、制御手段としてのマイクロコンピュータ135により本実施形態における回転体の位置制御装置が構成される。
直流電動機駆動装置141は、直流電動機駆動用のインターフェース140からのパルス状信号に基づき動作し、モータ121に印加する電圧を制御する。この結果、モータ121は指令発生装置139による所定の角変位に追値制御される。モータ121の角変位は、モータ軸エンコーダ129とインターフェース装置142により検出され、マイクロコンピュータ135に取り込まれ、制御が繰り返される。
リニアスケール108、表面センサ109、制御手段としてのマイクロコンピュータ135により本実施形態における回転体の位置制御装置が構成される。
図5は、各実施形態に共通の電流制御系において、モータ121の角変位をモータ軸エンコーダ129の出力信号に基づいてデジタル制御しつつ、モータ121の角速度も計測する制御系の構成を示すブロック図である。
図4で示した構成との違いのみ説明する。モータ121の角速度を検出する装置147がモータ121に取り付けられており、その出力がデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置146に入力され、モータ駆動速度がマイクロコンピュータ135に取り込まれる。
ここでは、モータ121から直接エンコーダなどで角変位を検出しているが、モータ102やモータ121によって駆動されるベルト106やドラム126の駆動を検出する方法でも同様に考えることができる。
図4で示した構成との違いのみ説明する。モータ121の角速度を検出する装置147がモータ121に取り付けられており、その出力がデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置146に入力され、モータ駆動速度がマイクロコンピュータ135に取り込まれる。
ここでは、モータ121から直接エンコーダなどで角変位を検出しているが、モータ102やモータ121によって駆動されるベルト106やドラム126の駆動を検出する方法でも同様に考えることができる。
本実施形態では、つなぎ目やごみ等、ノイズも含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生し、サンプリング時間に読み込まれた信号量(スケールパルス数)が規定とするパルスカウント数(以下、単に「パルス数」ともいう)を下回った場合について説明する。
図6は、図1におけるベルト106、あるいは図2におけるドラム126に対して、モータ102又はモータ121を回転させて駆動させたときの駆動状態を示す図である。図6において、横軸は時間を、縦軸はサンプリング時間毎の表面センサ109により計測されたパルスカウント数をそれぞれ示している(以下のグラフにおいて同じ)。
本実施形態の特徴を説明する前に、まず従来行われている通常の駆動制御について、図6の一部と、図7に示すフィードバック制御系で説明する。サンプリング時間毎のパルス数は、通常の外乱によって、図6の通常領域a1の範囲内で変動をしている。このとき、フィードバック制御系では図7に示すように、コントローラ150から制御信号が出力され、その制御信号を受けてプラント151の駆動源が駆動される。ここで、コントローラ150は電流制御ループも含んでおり、プラント151は図1や図2で示すようなモータ102、121でベルト106やドラム126を駆動する全体構成(駆動装置)を意味する。
図6は、図1におけるベルト106、あるいは図2におけるドラム126に対して、モータ102又はモータ121を回転させて駆動させたときの駆動状態を示す図である。図6において、横軸は時間を、縦軸はサンプリング時間毎の表面センサ109により計測されたパルスカウント数をそれぞれ示している(以下のグラフにおいて同じ)。
本実施形態の特徴を説明する前に、まず従来行われている通常の駆動制御について、図6の一部と、図7に示すフィードバック制御系で説明する。サンプリング時間毎のパルス数は、通常の外乱によって、図6の通常領域a1の範囲内で変動をしている。このとき、フィードバック制御系では図7に示すように、コントローラ150から制御信号が出力され、その制御信号を受けてプラント151の駆動源が駆動される。ここで、コントローラ150は電流制御ループも含んでおり、プラント151は図1や図2で示すようなモータ102、121でベルト106やドラム126を駆動する全体構成(駆動装置)を意味する。
ベルト106あるいはドラム126などの回転体の駆動状態を表面センサ109が計測し、累積信号値152が得られる。この累積信号値152がフィードバックされ、フィードバックされた累積信号値152と規範信号153とが減算器154で比較され、現在の変位と目標変位との偏差155が求められる。
この偏差155をコントローラ150に入力することで新しい制御信号が作られる。これが従来行われている通常の制御系である。すなわち、従来は、図6における通常領域a1の範囲内の変動のみに基づいてフィードバック制御が行われていた。換言すれば、信号があるか否かの判断で制御が行われていた。
この偏差155をコントローラ150に入力することで新しい制御信号が作られる。これが従来行われている通常の制御系である。すなわち、従来は、図6における通常領域a1の範囲内の変動のみに基づいてフィードバック制御が行われていた。換言すれば、信号があるか否かの判断で制御が行われていた。
以下に本実施形態を具体的に説明する。表面センサ109により計測した累積信号値152から現在のサンプリング時間のパルス数は、例えば、
(現在の累積パルス数)−(1サンプリング時間前の累積パルス数)
の計算から求めることができる。このようにして現在のサンプリング時間のパルス数を求める。
本実施形態では、図6に示すように、信号(スケールパルス)の発生領域を、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1と、該通常領域a1から外れた非通常領域a2とに分ける概念を導入している。通常の外乱では考えにくい変動に相当するパルス数範囲、つまり通常領域a1の範囲外である非通常領域a2を決めるのである。
そして、この非通常領域a2に信号が入りこんだ場合はエラーであると決める。
(現在の累積パルス数)−(1サンプリング時間前の累積パルス数)
の計算から求めることができる。このようにして現在のサンプリング時間のパルス数を求める。
本実施形態では、図6に示すように、信号(スケールパルス)の発生領域を、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1と、該通常領域a1から外れた非通常領域a2とに分ける概念を導入している。通常の外乱では考えにくい変動に相当するパルス数範囲、つまり通常領域a1の範囲外である非通常領域a2を決めるのである。
そして、この非通常領域a2に信号が入りこんだ場合はエラーであると決める。
通常領域a1は設計者が任意に決めることができる。スレッシュパルス数を決める方法の1つの例としては、サンプリング時間A、ベルト106の速度B、分解能C、スケールピッチ(パターン108aのピッチ)Dとした場合、
A×B×C÷D
の計算から理論値を求め、この値に対して設計者が通常の外乱で起こり得る変動幅を決め、さらにその変動幅に相当する余裕を考慮して、図6に示すような通常領域a1を決定する。ここでの「余裕」は、例えば実験データの分布状況から決定することができる。
A×B×C÷D
の計算から理論値を求め、この値に対して設計者が通常の外乱で起こり得る変動幅を決め、さらにその変動幅に相当する余裕を考慮して、図6に示すような通常領域a1を決定する。ここでの「余裕」は、例えば実験データの分布状況から決定することができる。
通常のフィードバック制御のみであった場合は、上述のように、図6の通常領域a1の範囲内におけるパルス数Pn3などの計測結果を基に制御が行われる。
しかしながら、つなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生すると、計測パルス数がPn4となる。すると、ベルト106あるいはドラム126は通常に駆動しているにも拘わらず、パルス数は計測されず、あるいはあたかもパルス数が減ったように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が遅くなったと判断される。
このため、制御側から速度を上げるように信号が送り出される。そして、エラー部分が終わり(通過し)、計測パルス数がPn6となると、エラー部分で速度を上げてしまった分、今度はベルト106あるいはドラム126の駆動が速いと判断され、制御側から速度を下げる信号が送り出される。この一連の処理により、本来は存在しない変動を表面センサ109自身の出力誤差エラーによって作り出してしまい、ベルト106あるいはドラム126の駆動に大きな変動が生み出される。
エラーの計測時間が長かったり、頻繁に発生した場合は制御系が不安定になり、制御の継続が不可能になってしまう可能性もある。
しかしながら、つなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生すると、計測パルス数がPn4となる。すると、ベルト106あるいはドラム126は通常に駆動しているにも拘わらず、パルス数は計測されず、あるいはあたかもパルス数が減ったように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が遅くなったと判断される。
このため、制御側から速度を上げるように信号が送り出される。そして、エラー部分が終わり(通過し)、計測パルス数がPn6となると、エラー部分で速度を上げてしまった分、今度はベルト106あるいはドラム126の駆動が速いと判断され、制御側から速度を下げる信号が送り出される。この一連の処理により、本来は存在しない変動を表面センサ109自身の出力誤差エラーによって作り出してしまい、ベルト106あるいはドラム126の駆動に大きな変動が生み出される。
エラーの計測時間が長かったり、頻繁に発生した場合は制御系が不安定になり、制御の継続が不可能になってしまう可能性もある。
このようなことから、エラー部分で計測されてしまうパルス数Pn4などに対して、エラー検知を行い、さらに、エラー補正を行って制御系を不安定化させないような処理が必要となる。
そこで、本実施形態では、検出したパルス数がエラーであると判断された場合、計測したパルス数の代わりに通常領域a1に入る規定パルス数(ダミーパルス数)を用いて制御を継続することを特徴とする。
従来技術との違いは、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1から外れる信号も全て捕らえ、外れた信号をも補正処理をして制御に用いることである。
本実施形態における制御系を図8に示す。コントローラ150から制御信号が出力され、その制御信号でプラント151の駆動源が駆動される。プラント151の駆動状態を計測した表面センサ109から累積信号値152が得られ、その値が補正処理部156に入力される。
そこで、本実施形態では、検出したパルス数がエラーであると判断された場合、計測したパルス数の代わりに通常領域a1に入る規定パルス数(ダミーパルス数)を用いて制御を継続することを特徴とする。
従来技術との違いは、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1から外れる信号も全て捕らえ、外れた信号をも補正処理をして制御に用いることである。
本実施形態における制御系を図8に示す。コントローラ150から制御信号が出力され、その制御信号でプラント151の駆動源が駆動される。プラント151の駆動状態を計測した表面センサ109から累積信号値152が得られ、その値が補正処理部156に入力される。
補正処理部156では、計測された値が通常の値であれば、すなわちパルス数が通常領域a1に入っていればそのままフィードバック信号として出力し、エラーであると判断された場合、すなわちパルス数が非通常領域a2に入っている場合は補正処理が行われた値がフィードバックされる。
補正処理部156からのフィードバック値と規範信号153とが減算器154で比較され、切り換え部157に入力される。切り換え部157では補正処理部156で通常の値であると判断された場合はそのまま偏差を制御入力とし、エラーであると判断された場合は信号発生部158からゼロを制御入力として切り換え部157に入力する。
図8の制御系において、プラント151を除く全体が本実施例における制御手段としてのマイクロコンピュータ135を構成する。
補正処理部156からのフィードバック値と規範信号153とが減算器154で比較され、切り換え部157に入力される。切り換え部157では補正処理部156で通常の値であると判断された場合はそのまま偏差を制御入力とし、エラーであると判断された場合は信号発生部158からゼロを制御入力として切り換え部157に入力する。
図8の制御系において、プラント151を除く全体が本実施例における制御手段としてのマイクロコンピュータ135を構成する。
補正処理で用いられるダミーパルス数の決め方の例を図9に基づいて説明する。パルス数Pn3までは通常のフィードバック制御が行われる。制御しながら、その時のサンプリング時間のパルス数を例えばRAM138に保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合(通常領域a1に入っている場合)は常にパルス数の値を書き換える。すなわち更新する。
そしてパルス数Pn4が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn4はエラーであると上記制御手段により判断される。
そしてパルス数Pn4が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn4はエラーであると上記制御手段により判断される。
これにより、パルス数Pn4の代わりに、正常であった場合に保存されていたパルス数(最後に更新されたパルス数Pn3)がエラー処理におけるダミーパルス数Pn4aとして用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn4aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn5についても同様である。
エラー部分に突入した場合には保存されていたパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常にその保存パルス数(最後に更新されたパルス数Pn3)を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。
エラー部分が終了し、パルス数Pn6が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。ここで、保存されるパルス数は1サンプリング以上前のパルス数でも良い。
エラー部分に突入した場合には保存されていたパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常にその保存パルス数(最後に更新されたパルス数Pn3)を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。
エラー部分が終了し、パルス数Pn6が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。ここで、保存されるパルス数は1サンプリング以上前のパルス数でも良い。
図10に基づいて第2の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
図10に示すように、パルス数Pn12までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn13が計測されると、規定パルスを満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn13はエラーであると判断される。
この場合、パルス数Pn13の代わりに計算から求めた理論パルス数がダミーパルス数として用いられ、制御ループの中では理論パルス数Pn13aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn14においても同様である。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了しパルス数Pn15が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われる。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図10に示すように、パルス数Pn12までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn13が計測されると、規定パルスを満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn13はエラーであると判断される。
この場合、パルス数Pn13の代わりに計算から求めた理論パルス数がダミーパルス数として用いられ、制御ループの中では理論パルス数Pn13aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn14においても同様である。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了しパルス数Pn15が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われる。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図11に基づいて第3の実施形態を説明する。
パルス数Pn24までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に少なくとも2つ以上の過去のサンプリング時間におけるパルス数を保存しておく。本実施形態では5つ分保存した場合について考える。
最も古く保存された値は表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常に値を書き換え、常に直前の5つ分が保存されている状態とする。そしてパルス数Pn25が計測されると、規定パルスを満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn25はエラーであると判断される。
パルス数Pn25の代わりに、保存されている直前5つのパルス数の平均値をダミーパルスとして用い、制御ループの中ではパルス数Pn25aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn26においても同様である。
エラー部分の場合には保存されているパルス数は更新せずに、エラーに入っている間は常に、先ほど求めた平均値を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn27が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
パルス数Pn24までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に少なくとも2つ以上の過去のサンプリング時間におけるパルス数を保存しておく。本実施形態では5つ分保存した場合について考える。
最も古く保存された値は表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常に値を書き換え、常に直前の5つ分が保存されている状態とする。そしてパルス数Pn25が計測されると、規定パルスを満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn25はエラーであると判断される。
パルス数Pn25の代わりに、保存されている直前5つのパルス数の平均値をダミーパルスとして用い、制御ループの中ではパルス数Pn25aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn26においても同様である。
エラー部分の場合には保存されているパルス数は更新せずに、エラーに入っている間は常に、先ほど求めた平均値を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn27が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図12に基づいて第4の実施形態を説明する。
パルス数Pn34までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に過去の区間における回転体の平均速度を求め、その平均速度から平均パルス数を求めて保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は、平均速度からの平均パルス数の値を常に更新し続ける。
パルス数Pn35が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn35はエラーであると判断される。パルス数Pn35の代わりに平均速度から求めた平均パルス数をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn35aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn36についても同様である。
エラー部分の場合には保存されていた平均速度から求めた平均パルス数は更新せず、また、エラー部分に入っている間は常に平均パルス数を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn37が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、平均速度からの平均パルス数の値も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
パルス数Pn34までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に過去の区間における回転体の平均速度を求め、その平均速度から平均パルス数を求めて保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は、平均速度からの平均パルス数の値を常に更新し続ける。
パルス数Pn35が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn35はエラーであると判断される。パルス数Pn35の代わりに平均速度から求めた平均パルス数をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn35aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn36についても同様である。
エラー部分の場合には保存されていた平均速度から求めた平均パルス数は更新せず、また、エラー部分に入っている間は常に平均パルス数を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn37が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、平均速度からの平均パルス数の値も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
上記各実施形態によれば、駆動対象であるベルト106あるいはドラム126の駆動の位置精度を向上させることができ、高精度な駆動を行うことができる。
上記各実施形態では、いずれもつなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生し、規定とするパルス数を下回った場合について説明したが、サンプリング時間に読み込まれた信号量(スケールパルス数)が規定とするパルス数を上回った場合について説明する(第5の実施形態)。
図13に示すように、信号(スケールパルス)の発生領域を、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1と、該通常領域a1から外れた非通常領域a3とに分ける。そして、この非通常領域a3に信号が入りこんだ場合はエラーであると決める。通常領域a1の決定手法やスレッシュパルス数を決める方法等は上記と同様である。
上記各実施形態では、いずれもつなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生し、規定とするパルス数を下回った場合について説明したが、サンプリング時間に読み込まれた信号量(スケールパルス数)が規定とするパルス数を上回った場合について説明する(第5の実施形態)。
図13に示すように、信号(スケールパルス)の発生領域を、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1と、該通常領域a1から外れた非通常領域a3とに分ける。そして、この非通常領域a3に信号が入りこんだ場合はエラーであると決める。通常領域a1の決定手法やスレッシュパルス数を決める方法等は上記と同様である。
通常のフィードバック制御のみであった場合は、通常領域a1の範囲内におけるパルス数Pn40などの計測結果を基に制御が行われる。
しかしながら、つなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生すると、計測パルス数がPn43となる。すると、ベルト106あるいはドラム126は通常に駆動しているにも拘わらず、パルス数は計測されず、あるいはあたかもパルス数が減ったように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が遅くなったと判断される。
このため、制御側から速度を上げるように信号が送り出される。そして、エラー部分が終わり(通過し)、計測パルス数がPn45となると、エラー部分で速度を上げてしまった分、今度はベルト106あるいはドラム126の駆動が速いと判断され、制御側から速度を下げる信号が送り出される。この一連の処理により、本来は存在しない変動を表面センサ109自身の出力誤差エラーによって作り出してしまい、ベルト106あるいはドラム126の駆動に大きな変動が生み出される。
エラーの計測時間が長かったり、頻繁に発生した場合は制御系が不安定になり、制御の継続が不可能になってしまう可能性もある。
しかしながら、つなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生すると、計測パルス数がPn43となる。すると、ベルト106あるいはドラム126は通常に駆動しているにも拘わらず、パルス数は計測されず、あるいはあたかもパルス数が減ったように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が遅くなったと判断される。
このため、制御側から速度を上げるように信号が送り出される。そして、エラー部分が終わり(通過し)、計測パルス数がPn45となると、エラー部分で速度を上げてしまった分、今度はベルト106あるいはドラム126の駆動が速いと判断され、制御側から速度を下げる信号が送り出される。この一連の処理により、本来は存在しない変動を表面センサ109自身の出力誤差エラーによって作り出してしまい、ベルト106あるいはドラム126の駆動に大きな変動が生み出される。
エラーの計測時間が長かったり、頻繁に発生した場合は制御系が不安定になり、制御の継続が不可能になってしまう可能性もある。
このようなことから、エラー部分で計測されてしまうパルス数Pn43などに対してエラー検知を行い、さらに、エラー補正を行って制御系を不安定化させないような処理が必要となる。
そこで、本実施形態では、検出したパルス数がエラーであると判断された場合、計測したパルス数の代わりに通常領域a1に入る規定パルス数(ダミーパルス数)を用いて制御を継続する。補正処理を行った場合の制御系は上記実施形態と同様である。
そこで、本実施形態では、検出したパルス数がエラーであると判断された場合、計測したパルス数の代わりに通常領域a1に入る規定パルス数(ダミーパルス数)を用いて制御を継続する。補正処理を行った場合の制御系は上記実施形態と同様である。
図14に基づいて、補正処理で用いられるダミーパルス数の決め方の例を説明する。
パルス数Pn52までは通常のフィードバック制御が行われる。制御しながらその時のサンプリング時間のパルス数を保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常にパルス数の値を書き換える。
パルス数Pn53が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数Pn53はエラーであると判断される。そのため、パルス数Pn53の代わりに、正常であった場合の保存されていたパルス数Pn52がエラー処理におけるダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn53aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn54においても同様である。
エラー部分の場合には保存されていたパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常にその保存パルス数を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn55が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。ここで、保存されるパルス数は1サンプリング以上前のパルス数でも良い。
パルス数Pn52までは通常のフィードバック制御が行われる。制御しながらその時のサンプリング時間のパルス数を保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常にパルス数の値を書き換える。
パルス数Pn53が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数Pn53はエラーであると判断される。そのため、パルス数Pn53の代わりに、正常であった場合の保存されていたパルス数Pn52がエラー処理におけるダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn53aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn54においても同様である。
エラー部分の場合には保存されていたパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常にその保存パルス数を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn55が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。ここで、保存されるパルス数は1サンプリング以上前のパルス数でも良い。
図15に基づいて第6の実施形態を説明する。
パルス数Pn62までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn63が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数63はエラーであると判断される。パルス数Pn63の代わりに計算から求めた理論パルス値がダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn63aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn64についても同様である。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数65が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われる。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
パルス数Pn62までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn63が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数63はエラーであると判断される。パルス数Pn63の代わりに計算から求めた理論パルス値がダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn63aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn64についても同様である。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数65が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われる。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図16に基づいて第7の実施形態を説明する。
パルス数Pn74までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に少なくとも2つ以上の過去のサンプリング時間におけるパルス数を保存しておく。本実施形態においては5つ分保存した場合について考える。
最も古く保存された値は表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常に値を書き換え、常に直前の5つ分が保存されている状態とする。そしてパルス数Pn75が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数Pn75はエラーであると判断される。パルス数Pn75の代わりに保存されている直前5つのパルス数の平均値をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn75aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn76についても同様である。
エラー部分の場合には保存されているパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常に、先ほど求めた平均値を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn77が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
パルス数Pn74までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に少なくとも2つ以上の過去のサンプリング時間におけるパルス数を保存しておく。本実施形態においては5つ分保存した場合について考える。
最も古く保存された値は表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常に値を書き換え、常に直前の5つ分が保存されている状態とする。そしてパルス数Pn75が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数Pn75はエラーであると判断される。パルス数Pn75の代わりに保存されている直前5つのパルス数の平均値をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn75aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn76についても同様である。
エラー部分の場合には保存されているパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常に、先ほど求めた平均値を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn77が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図17に基づいて第8の実施形態を説明する。
パルス数Pn84までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に過去の区間における平均速度を求め、その平均速度から平均パルス数を求めて保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は、平均速度からの平均パルス数の値を常に更新し続ける。
パルス数Pn85が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数Pn85はエラーであると判断される。パルス数Pn85の代わりに、平均速度から求めた平均パルス数をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn85aが計測されたものとして扱われる。
パルス数Pn86においても同様である。
エラー部分である場合には保存されていた平均速度から求めた平均パルス数は更新せず、また、エラー部分に入っている間は常に平均パルス数を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数87が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、平均速度からの平均パルス数の値も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
上述のように、規定とするパルス数を上回った場合でも駆動対象であるベルト106あるいはドラム126の駆動の位置精度を向上させることができ、高精度な駆動を行うことができる。
パルス数Pn84までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に過去の区間における平均速度を求め、その平均速度から平均パルス数を求めて保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は、平均速度からの平均パルス数の値を常に更新し続ける。
パルス数Pn85が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、パルス数Pn85はエラーであると判断される。パルス数Pn85の代わりに、平均速度から求めた平均パルス数をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn85aが計測されたものとして扱われる。
パルス数Pn86においても同様である。
エラー部分である場合には保存されていた平均速度から求めた平均パルス数は更新せず、また、エラー部分に入っている間は常に平均パルス数を用いて補正を行う。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数87が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、平均速度からの平均パルス数の値も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
上述のように、規定とするパルス数を上回った場合でも駆動対象であるベルト106あるいはドラム126の駆動の位置精度を向上させることができ、高精度な駆動を行うことができる。
上記各実施形態では、規定とするパルス数を下回った場合又は上回った場合について説明したが、つなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生し、サンプリング時間に読み込まれた信号量(スケールパルス数)が規定とするパルス数を上回ったり、下回ったりする場合について説明する(第9の実施形態)。
図18に示すように、信号(スケールパルス)の発生領域を、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1と、該通常領域a1から外れた非通常領域a2及び非通常領域a3とに分ける。そして、この非通常領域a2もしくはa3に信号が入りこんだ場合はエラーであると決める。通常領域a1の決定手法やスレッシュパルス数を決める方法等は上記と同様である。
通常のフィードバック制御のみであった場合は、通常領域a1の範囲内におけるパルス数Pn90などの計測結果を基に制御が行われる。
図18に示すように、信号(スケールパルス)の発生領域を、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮した通常領域a1と、該通常領域a1から外れた非通常領域a2及び非通常領域a3とに分ける。そして、この非通常領域a2もしくはa3に信号が入りこんだ場合はエラーであると決める。通常領域a1の決定手法やスレッシュパルス数を決める方法等は上記と同様である。
通常のフィードバック制御のみであった場合は、通常領域a1の範囲内におけるパルス数Pn90などの計測結果を基に制御が行われる。
しかしながら、つなぎ目やごみ、ノイズ等も含めた表面センサ109自身の出力誤差エラーが発生すると、計測パルス数がPn93となる。すると、ベルト106あるいはドラム126は通常に駆動しているにも拘わらず、パルス数は計測されず、あるいはあたかもパルス数が減ったように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が遅くなったと判断される。
また、計測パルス数がパルス数Pn95となると、あたかもパルス数が増えたように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が速くなったと判断される。そのために制御側から速度を上げる、もしくは下げるように信号が送り出される。そして、エラー部分が終わり、計測パルス数がパルス数Pn96となると、エラー部分トータルで速度を上げてしまった分だけベルト106あるいはドラム126の駆動が早い、もしくはトータルで速度を下げてしまった分だけベルト106あるいはドラム126の駆動が遅い、と判断され制御側から速度を下げる、もしくは上げる信号が送り出される。
また、計測パルス数がパルス数Pn95となると、あたかもパルス数が増えたように計測され、ベルト106あるいはドラム126の駆動が速くなったと判断される。そのために制御側から速度を上げる、もしくは下げるように信号が送り出される。そして、エラー部分が終わり、計測パルス数がパルス数Pn96となると、エラー部分トータルで速度を上げてしまった分だけベルト106あるいはドラム126の駆動が早い、もしくはトータルで速度を下げてしまった分だけベルト106あるいはドラム126の駆動が遅い、と判断され制御側から速度を下げる、もしくは上げる信号が送り出される。
この一連の処理により、本来は存在しない変動を表面センサ109自身の出力誤差エラーによって作り出してしまい、ベルト106あるいはドラム126の駆動に大きな変動が生み出される。
エラーの計測時間が長かったり、頻繁に発生した場合は制御系が不安定になり、制御の継続が不可能になってしまう可能性もある。
このようなことから、エラー部分で計測されてしまうパルス数93やパルス数95においては、エラー検知を行い、さらに、エラー補正を行って制御系を不安定化させないような処理が必要となる。
そこで、本実施形態では、検出したパルス数がエラーであると判断された場合、計測したパルス数の代わりに通常領域a1に入る規定パルス数(ダミーパルス数)を用いて制御を継続する。補正処理を行った場合の制御系は上記実施形態と同様である。
エラーの計測時間が長かったり、頻繁に発生した場合は制御系が不安定になり、制御の継続が不可能になってしまう可能性もある。
このようなことから、エラー部分で計測されてしまうパルス数93やパルス数95においては、エラー検知を行い、さらに、エラー補正を行って制御系を不安定化させないような処理が必要となる。
そこで、本実施形態では、検出したパルス数がエラーであると判断された場合、計測したパルス数の代わりに通常領域a1に入る規定パルス数(ダミーパルス数)を用いて制御を継続する。補正処理を行った場合の制御系は上記実施形態と同様である。
図19に基づいて、補正処理で用いられるダミーパルス数の決め方の例を説明する。
パルス数Pn102までは通常のフィードバック制御が行われる。その時のサンプリング時間のパルス数を保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常にパルス数の値を書き換える。
パルス数Pn103が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn103はエラーであると判断される。正常であった場合の保存されていたパルス数がエラー処理におけるダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn103aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn103においても同様である。
パルス数Pn102までは通常のフィードバック制御が行われる。その時のサンプリング時間のパルス数を保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常にパルス数の値を書き換える。
パルス数Pn103が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn103はエラーであると判断される。正常であった場合の保存されていたパルス数がエラー処理におけるダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn103aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn103においても同様である。
エラー部分である場合には保存されていたパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常にその保存パルス数を用いて補正を行う。また、連続もしくは不連続でパルス数Pn105が計測されると、こちらも規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、エラーと判断される。この場合も前述と同様に制御ループの中ではパルス数Pn105aが計測されたものとして扱われる。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn106が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。ここで、保存されるパルス数は1サンプリング以上前のパルス数でも良い。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn106が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。ここで、保存されるパルス数は1サンプリング以上前のパルス数でも良い。
図20に基づいて第10の実施形態を説明する。
パルス数Pn112までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn113が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn113はエラーであると判断される。パルス数Pn113の代わりに、計算から求めた理論パルス値がダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn113aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn114においても同様である。
また、連続もしくは不連続でパルス数Pn115が計測されると、こちらも規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、エラーと判断される。この場合も前述と同様に制御ループの中ではパルス数Pn115aが計測されたものとして扱われる。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。
エラー部分が終了してパルス数Pn116が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われる。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
パルス数Pn112までは通常のフィードバック制御が行われる。パルス数Pn113が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn113はエラーであると判断される。パルス数Pn113の代わりに、計算から求めた理論パルス値がダミーパルス数として用いられ、制御ループの中ではパルス数Pn113aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn114においても同様である。
また、連続もしくは不連続でパルス数Pn115が計測されると、こちらも規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、エラーと判断される。この場合も前述と同様に制御ループの中ではパルス数Pn115aが計測されたものとして扱われる。エラーと検知されている間はこの処理が継続される。
エラー部分が終了してパルス数Pn116が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われる。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図21に基づいて第11の実施形態を説明する。
パルス数Pn123までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に少なくとも2つ以上の過去のパルス数を保存しておく。本実施形態ではは4つ分保存した場合について考える。
最も古く保存された値は表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常に値を書き換え、常に直前の4パルス数分が保存されている状態とする。
パルス数Pn124が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn124はエラーであると判断される。パルス数Pn124の代わりに、保存されている直前4つのパルス数の平均値をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn124aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn125についても同様である。
パルス数Pn123までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に少なくとも2つ以上の過去のパルス数を保存しておく。本実施形態ではは4つ分保存した場合について考える。
最も古く保存された値は表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は常に値を書き換え、常に直前の4パルス数分が保存されている状態とする。
パルス数Pn124が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn124はエラーであると判断される。パルス数Pn124の代わりに、保存されている直前4つのパルス数の平均値をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn124aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn125についても同様である。
エラー部分の場合には保存されているパルス数は更新せずに、エラー部分に入っている間は常に、先ほど求めた平均値を用いて補正を行う。また、連続もしくは不連続でパルス数Pn126が計測されると、こちらも規定パルス数を満たさない非通常領域a3に入っているので、エラーと判断される。この場合も前述と同様に制御ループの中ではパルス数Pn126aが計測されたものとして扱われる。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn127が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn127が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、保存パルス数も更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
図22に基づいて第12の実施形態を説明する。
パルス数Pn133までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に過去の区間における平均速度を求め、その平均速度から平均パルス数を求めて保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は、平均速度からの平均パルス数の値を常に更新し続ける。
パルス数Pn134が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn134はエラーであると判断される。パルス数Pn134の代わりに、平均速度から求めた平均パルス数をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn134aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn135においても同様である。
パルス数Pn133までは通常のフィードバック制御が行われる。その際に過去の区間における平均速度を求め、その平均速度から平均パルス数を求めて保存しておく。表面センサ109からの信号が継続して正常である場合は、平均速度からの平均パルス数の値を常に更新し続ける。
パルス数Pn134が計測されると、規定パルス数を満たさない非通常領域a2に入っているので、パルス数Pn134はエラーであると判断される。パルス数Pn134の代わりに、平均速度から求めた平均パルス数をダミーパルス数として用い、制御ループの中ではパルス数Pn134aが計測されたものとして扱われる。パルス数Pn135においても同様である。
エラー部分である場合には保存されていた平均速度から求めた平均パルス数は更新せず、また、エラー部分に入っている間は常に、平均パルス数を用いて補正を行う。さらに、連続もしくは不連続でパルス数Pn136が計測されると、こちらも規定パルスを満たさない非通常領域a3に入っているので、エラーと判断される。この場合も前述と同様に制御ループの中ではパルス数Pn126aが計測されたものとして扱われる。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn137が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、平均速度からの平均パルス数の値も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
上述のように、規定とするパルス数を下回ったり上回ったりした場合でも駆動対象であるベルト106あるいはドラム126の駆動の位置精度を向上させることができ、高精度な駆動を行うことができる。
上記各実施形態では電流制御系について説明したが、制御系が電圧制御系であってもかまわない。
エラーと検知されている間はこの処理が継続される。エラー部分が終了してパルス数Pn137が計測されるとエラー処理から外れ、通常のフィードバック制御が行われ、平均速度からの平均パルス数の値も再び更新される。このようにすることで制御系は不安定となることなく継続される。
上述のように、規定とするパルス数を下回ったり上回ったりした場合でも駆動対象であるベルト106あるいはドラム126の駆動の位置精度を向上させることができ、高精度な駆動を行うことができる。
上記各実施形態では電流制御系について説明したが、制御系が電圧制御系であってもかまわない。
上記各実施形態におけるエラー検知、エラー処理、制御系の動きを図23のフローチャートに基づいて説明する。ここでは、カウンタがリセット機能を持っている場合である。
表面センサ109がベルト106あるいはドラム126の駆動状態を計測する(S1)。位置制御を行うために必要な値は初期からの累積カウント値(数)である。しかし、カウンタがリセット機能を持ち、且つリセットを行った場合もメモリに累積カウント値を保存することで位置制御が可能である。
制御手段により、カウンタの計測したパルスカウント数が規定範囲内にあるか否かが判断される(S2)。規定範囲内であった場合、カウント値は正常な計測値であるため、メモリ(check1)へ今まで累積されていたカウント数に加えてカウンタが計測したカウント数が追加保存される(S3)。ここで、メモリ(check1)とは、RAM138の特定の保存領域を意味する。
その後にカウンタがリセットされ(S4)、追加保存されたメモリ(check1)の値を用いてフィードバック制御が行われる(S5)。但し、メモリ(check1)の初期値は0である。
表面センサ109がベルト106あるいはドラム126の駆動状態を計測する(S1)。位置制御を行うために必要な値は初期からの累積カウント値(数)である。しかし、カウンタがリセット機能を持ち、且つリセットを行った場合もメモリに累積カウント値を保存することで位置制御が可能である。
制御手段により、カウンタの計測したパルスカウント数が規定範囲内にあるか否かが判断される(S2)。規定範囲内であった場合、カウント値は正常な計測値であるため、メモリ(check1)へ今まで累積されていたカウント数に加えてカウンタが計測したカウント数が追加保存される(S3)。ここで、メモリ(check1)とは、RAM138の特定の保存領域を意味する。
その後にカウンタがリセットされ(S4)、追加保存されたメモリ(check1)の値を用いてフィードバック制御が行われる(S5)。但し、メモリ(check1)の初期値は0である。
S2において、カウンタの計測したカウント数が規定範囲にない場合には、カウント値はつなぎ目などの異常計測値であるため、メモリ(check1)にダミーパルス(厳密にはダミーパルス数)が追加保存される(S6)。
その後にカウンタがリセットされ、ダミーパルスの追加保存されたメモリ(check1)の値を用いてフィードバック制御が行われる。
ループ1回につき、カウンタのリセットを1回行うことで、サンプリング時間毎のカウント値を得ることが容易となり、つなぎ目などの異常時に規定範囲を満たさないカウント値が保存されることを避けることも可能となる。
その後にカウンタがリセットされ、ダミーパルスの追加保存されたメモリ(check1)の値を用いてフィードバック制御が行われる。
ループ1回につき、カウンタのリセットを1回行うことで、サンプリング時間毎のカウント値を得ることが容易となり、つなぎ目などの異常時に規定範囲を満たさないカウント値が保存されることを避けることも可能となる。
図24は、カウンタがリセット機能を持っていない場合についてのフローチャートである。
表面センサ109がベルト106あるいはドラム126の駆動状態を計測する(S1)。ここでは位置制御を行っているのでカウンタには駆動開始からの累積パルス数がカウントされる。まず、メモリ領域check1に現在のカウント数が保存される(S2)。次に、1つ前のサンプリング時間における累積カウント数がメモリ領域check2に保存されており、check1とcheck2の差を計算することによって、現在のサンプリング時間におけるパルス数を求めることができる(S3)。
表面センサ109がベルト106あるいはドラム126の駆動状態を計測する(S1)。ここでは位置制御を行っているのでカウンタには駆動開始からの累積パルス数がカウントされる。まず、メモリ領域check1に現在のカウント数が保存される(S2)。次に、1つ前のサンプリング時間における累積カウント数がメモリ領域check2に保存されており、check1とcheck2の差を計算することによって、現在のサンプリング時間におけるパルス数を求めることができる(S3)。
ここで、check2の初期値は0である。次に、求めた現在のサンプリング時間におけるパルス数が規定カウント範囲内にあるか否かがチェックされる(S4)。規定カウント範囲内であれば、補正ループには入らずに制御が行われる。この時、制御で用いられる値は
現在のカウンタ値(check1)+(補正回数×ダミーパルス数)−dumy1である(S5)。ここで、dumy1はエラー部分において計測されてしまったエラーカウントを累積して保存したものであり、初期値は0である。また、補正回数の初期値は0である。
ダミーパルス数は前述した方法により求めた値が入力される。エラー検知の後、現在のカウント値check1の値をcheck2に上書き保存する(S6)。このようにすることで、次のステップで1つ前のサンプリング時間における累積カウント数として用いることができる。そして、制御が実行される。
現在のカウンタ値(check1)+(補正回数×ダミーパルス数)−dumy1である(S5)。ここで、dumy1はエラー部分において計測されてしまったエラーカウントを累積して保存したものであり、初期値は0である。また、補正回数の初期値は0である。
ダミーパルス数は前述した方法により求めた値が入力される。エラー検知の後、現在のカウント値check1の値をcheck2に上書き保存する(S6)。このようにすることで、次のステップで1つ前のサンプリング時間における累積カウント数として用いることができる。そして、制御が実行される。
S4において、現在のサンプリング時間におけるパルス数が規定カウント範囲内に入っていない場合には、エラーと判断され、エラー処理が行われる。まず、計測されてしまったカウント値をdumy1に累積保存し(S7)、補正回数に1を加える(S8)。そして、制御で用いられる値は先ほどの式と同じである。しかし、補正回数が1多く、dumy1の累積値も異なっているために、エラー処理を行って制御ループに入力されていることとなる。その後、現在のカウント値check1の値をcheck2に上書き保存する。
このようにすることで、次のステップで1つ前のサンプリング時間における累積カウント数として用いることができる。そして、制御が実行される。
このような流れで制御ループが回るため、エラーが存在しても正しく検知され、エラー処理が確実に行われて駆動対象であるベルト106あるいはドラム126を高精度に駆動することが可能となる。
このようにすることで、次のステップで1つ前のサンプリング時間における累積カウント数として用いることができる。そして、制御が実行される。
このような流れで制御ループが回るため、エラーが存在しても正しく検知され、エラー処理が確実に行われて駆動対象であるベルト106あるいはドラム126を高精度に駆動することが可能となる。
図25乃至図27に基づいて第13の実施形態を説明する。
上記各実施形態では、リニアスケールのつなぎ目やトナー付着などによるエラーによって計測信号が読み込めない部分に対して、補正処理を行うことで駆動制御系を不安定化することなく継続させる手法を採った。
このような補正処理を行う制御系を用いて回転体を駆動させた場合のグラフを図25に示す。図25において、横軸は時間を、縦軸はリニアスケールによる計測位置と目標位置との差分を示す。
回転体の位置変動が5Aであったとすると、位置5Bでリニアスケールがつなぎ目やエラーに入り、補正処理が行われることで見かけ上、位置変動が全く無い状態となる。つなぎ目やエラーが終了し、リニアスケールが読み込めるようになれば再びリニアスケールの計測信号からのフィードバック制御が実行されるため、つなぎ目やエラーの前にあった位置変動5Aと同様に位置変動5Cが生じる。
上記各実施形態では、リニアスケールのつなぎ目やトナー付着などによるエラーによって計測信号が読み込めない部分に対して、補正処理を行うことで駆動制御系を不安定化することなく継続させる手法を採った。
このような補正処理を行う制御系を用いて回転体を駆動させた場合のグラフを図25に示す。図25において、横軸は時間を、縦軸はリニアスケールによる計測位置と目標位置との差分を示す。
回転体の位置変動が5Aであったとすると、位置5Bでリニアスケールがつなぎ目やエラーに入り、補正処理が行われることで見かけ上、位置変動が全く無い状態となる。つなぎ目やエラーが終了し、リニアスケールが読み込めるようになれば再びリニアスケールの計測信号からのフィードバック制御が実行されるため、つなぎ目やエラーの前にあった位置変動5Aと同様に位置変動5Cが生じる。
位置変動5Aや位置変動5Cは制御が実行されている状態の位置変動であり、制御で抑え込むことで小さくなった変動や制御で抑え切れていない高周波変動など全てが混在している変動である。つまり、振幅や位相など全く不明な変動である。よって、常に図25に示すような補正処理が実行されるのではなく、実際にはつなぎ目やエラーの前後でどのような変動波形のつながり方がなされるのか不明である。
図26に基づいて、最悪なつながり方がなされた場合について説明する。つなぎ目やエラーの前の位置変動において、最も下の部分5A−1から補正処理中の位置変動5Dに入り、つなぎ目やエラーの後は位置変動5Cの最も上の部分5C−1とつながった場合、リニアスケールを読み込んで制御を行っているときの位置変動のピーク間(最大振幅)に相当する差分5Eが発生してしまう。
この差分5Eが発生すれば、上記制御手段は発生している差分5Eを補正するような動き(制御)をし、実際には存在しない変動が発生することになる。
図26に基づいて、最悪なつながり方がなされた場合について説明する。つなぎ目やエラーの前の位置変動において、最も下の部分5A−1から補正処理中の位置変動5Dに入り、つなぎ目やエラーの後は位置変動5Cの最も上の部分5C−1とつながった場合、リニアスケールを読み込んで制御を行っているときの位置変動のピーク間(最大振幅)に相当する差分5Eが発生してしまう。
この差分5Eが発生すれば、上記制御手段は発生している差分5Eを補正するような動き(制御)をし、実際には存在しない変動が発生することになる。
これはつなぎ目やエラーの補正を行うアルゴリズム上避けることができないものである。前述したように、振幅や、特に位相が全く分からない複数の周期変動や非周期変動が混在しているものであるからである。そのため、できるだけ発生してしまう変動を抑える必要がある。本実施形態ではかかる観点からの変動抑制を目的としている。
本実施形態における変動抑制の手法(回転体の位置制御方法)を図27に基づいて説明する。制御時に位置変動5Aの状態で、つなぎ目やエラーの補正処理に位置変動部分5A−1で入ったとする。上記制御手段は、位置変動部分5A−1と予めROM137等に格納して設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理に入る部分を位置5A−2に変更する。
位置5A−2は目標位置で同じであり、完全に一致させることが望ましいが、(設計者が)意図的にずらしてもよい。
このようにすることで、補正処理を行っている間は位置変動5Fとなる。ここで、つなぎ目やエラーが終了し、リニアスケールが読み込めるようになったときに通常の制御時の位置変動の最も上の部分5C−1につながった場合でもピーク間の半分に相当する差分5Gのみとなり、上記各実施形態における手法に比べて半分以下の偏差になる。これにより、つなぎ目やエラーの後に発生する補正変動を小さく抑えることができる。
本実施形態における変動抑制の手法(回転体の位置制御方法)を図27に基づいて説明する。制御時に位置変動5Aの状態で、つなぎ目やエラーの補正処理に位置変動部分5A−1で入ったとする。上記制御手段は、位置変動部分5A−1と予めROM137等に格納して設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理に入る部分を位置5A−2に変更する。
位置5A−2は目標位置で同じであり、完全に一致させることが望ましいが、(設計者が)意図的にずらしてもよい。
このようにすることで、補正処理を行っている間は位置変動5Fとなる。ここで、つなぎ目やエラーが終了し、リニアスケールが読み込めるようになったときに通常の制御時の位置変動の最も上の部分5C−1につながった場合でもピーク間の半分に相当する差分5Gのみとなり、上記各実施形態における手法に比べて半分以下の偏差になる。これにより、つなぎ目やエラーの後に発生する補正変動を小さく抑えることができる。
図28に基づいて第14の実施形態を説明する。
本実施形態は画像形成装置としてのカラー複写機への適用例であり、符号10は装置本体を示す。装置本体10は、外装ケース11内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としての感光体ドラム12を備えている。感光体ドラム12の周りには、その上に設置されている帯電器13から矢示の回転方向(反時計回り方向)へ順に、現像手段としての回転型現像装置14、中間転写ユニット15、クリーニング装置16、除電器17などが配置されている。
本実施形態は画像形成装置としてのカラー複写機への適用例であり、符号10は装置本体を示す。装置本体10は、外装ケース11内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としての感光体ドラム12を備えている。感光体ドラム12の周りには、その上に設置されている帯電器13から矢示の回転方向(反時計回り方向)へ順に、現像手段としての回転型現像装置14、中間転写ユニット15、クリーニング装置16、除電器17などが配置されている。
これらの帯電器13、回転型現像装置14、クリーニング装置16、除電器17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18が設置される。回転型現像装置14は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ21を有する現像器20A、20B、20C、20Dを備え、中心軸回りに回動して各色の現像器20A、20B、20C、20Dを選択的に感光体ドラム12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15は複数のローラ23に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば中間転写ベルト24が掛け渡され、この中間転写ベルト24は感光体ドラム12に当接される。中間転写ベルト24の内側には転写装置25が設置され、中間転写ベルト24の外側には転写装置26及びクリーニング装置27が設置されている。クリーニング装置27は中間転写ベルト24に対して接離自在に設けられる。
レーザ書込み装置18は、画像読取装置29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、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12に照射して感光体ドラム12を露光することで感光体ドラム12上に静電潜像を形成する。
画像読取装置29は装置本体10の上面に設けられた原稿台30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32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32には、中間転写ユニット15及び転写装置26より手前にレジストローラ対33が設置され、中間転写ユニット15及び転写装置26より下流側に搬送ベルト34、定着装置35、排紙ローラ対36が配置されている。
レーザ書込み装置18は、画像読取装置29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、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12に照射して感光体ドラム12を露光することで感光体ドラム12上に静電潜像を形成する。
画像読取装置29は装置本体10の上面に設けられた原稿台30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32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32には、中間転写ユニット15及び転写装置26より手前にレジストローラ対33が設置され、中間転写ユニット15及び転写装置26より下流側に搬送ベルト34、定着装置35、排紙ローラ対36が配置されている。
装置本体10は給紙装置50上に載置されている。給紙装置50内には、複数の給紙カセット51が多段に設けられ、給紙ローラ52のいずれか1つが選択的に駆動されて給紙カセット51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10内の自動給紙路37を通して記録媒体搬送路32へ搬送される。
装置本体10の右側には、手差しトレイ38が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ38から挿入された記録媒体は装置本体10内の手差し給紙路39を通して記録媒体搬送路32へ搬送される。装置本体10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32を通して排紙ローラ対36により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
装置本体10の右側には、手差しトレイ38が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ38から挿入された記録媒体は装置本体10内の手差し給紙路39を通して記録媒体搬送路32へ搬送される。装置本体10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32を通して排紙ローラ対36により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
こ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30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29が原稿台30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50内の給紙カセット51から給紙ローラ52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37、記録媒体搬送路32を通してレジストローラ対33に突き当たって止まる。
感光体ドラム12は、反時計回り方向に回転し、複数のローラ23のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト24が時計回り方向へ回転する。感光体ドラム12は、回転に伴い、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。
同時に、給紙装置50内の給紙カセット51から給紙ローラ52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37、記録媒体搬送路32を通してレジストローラ対33に突き当たって止まる。
感光体ドラム12は、反時計回り方向に回転し、複数のローラ23のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト24が時計回り方向へ回転する。感光体ドラム12は、回転に伴い、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。
感光体ドラム12上の静電潜像は回転型現像装置14の1色目の現像器20Aにより現像されて1色目の画像となり、感光体ドラム12上の1色目の画像は転写装置25により中間転写ベルト24に転写される。感光体ドラム12は、1色目の画像の転写後にクリーニング装置16でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器17で除電される。
続いて、感光体ドラム12は、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム12上の静電潜像は回転型現像装置14の2色目の現像器20Bにより現像されて2色目の画像となり、感光体ドラム12上の2色目の画像は転写装置25により中間転写ベルト24上に1色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム12は、2色目の画像の転写後にクリーニング装置16でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器17で除電される。
続いて、感光体ドラム12は、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム12上の静電潜像は回転型現像装置14の2色目の現像器20Bにより現像されて2色目の画像となり、感光体ドラム12上の2色目の画像は転写装置25により中間転写ベルト24上に1色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム12は、2色目の画像の転写後にクリーニング装置16でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器17で除電される。
次に、感光体ドラム12は、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム12上の静電潜像は回転型現像装置14の3色目の現像器20Cにより現像されて3色目の画像となり、この感光体ドラム12上の3色目の画像は転写装置25により中間転写ベルト24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12は、3色目の画像の転写後にクリーニング装置16でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器17で除電される。
さらに、感光体ドラム12は、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム12上の静電潜像は回転型現像装置14の4色目の現像器20Dにより現像されて4色目の画像となり、感光体ドラム12上の4色目の画像が転写装置25により中間転写ベルト24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12は、4色目の画像の転写後にクリーニング装置16でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器17で除電される。
さらに、感光体ドラム12は、帯電器13により一様に帯電され、画像読取装置29から画像処理部を介してレーザ書込み装置18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18から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム12上の静電潜像は回転型現像装置14の4色目の現像器20Dにより現像されて4色目の画像となり、感光体ドラム12上の4色目の画像が転写装置25により中間転写ベルト24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12は、4色目の画像の転写後にクリーニング装置16でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器17で除電される。
そして、レジストローラ対33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26により中間転写ベルト24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34で搬送されて定着装置35によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ対36により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト24はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置27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12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24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。2色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム12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24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。
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12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24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。2色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム12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24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。
このようなカラー複写機においては、像担持体としての感光体ドラム12、中間転写ベルト24、搬送ベルト34の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、これらのより高精度な駆動が望まれる。
そこで、本実施形態では、感光体ドラム12の駆動が図2で示した駆動装置により、中間転写ベルト24と搬送ベルト34の駆動が図1に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、像担持体の駆動の精度が向上し、高品質な画像を得ることができる。
そこで、本実施形態では、感光体ドラム12の駆動が図2で示した駆動装置により、中間転写ベルト24と搬送ベルト34の駆動が図1に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、像担持体の駆動の精度が向上し、高品質な画像を得ることができる。
図29に基づいて第15の実施形態を説明する。
本実施形態における画像形成装置としてのカラー複写機において、像担持体としての感光体60は、閉ループ状のNi(ニッケル)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感光体ベルトである。この感光体60は、3本の感光体搬送ローラ61〜63によって支持され、駆動モータ(図示せず)によって矢印A方向に回動される。
感光体60の周りには、矢印Aで示す感光体60回転方向へ順に、帯電器64、露光手段としての露光光学系(以下LSUという)65、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像器66〜69、中間転写ユニット70、感光体クリーニング手段71及び除電器72が設けられている。
帯電器64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60の帯電器64に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
本実施形態における画像形成装置としてのカラー複写機において、像担持体としての感光体60は、閉ループ状のNi(ニッケル)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感光体ベルトである。この感光体60は、3本の感光体搬送ローラ61〜63によって支持され、駆動モータ(図示せず)によって矢印A方向に回動される。
感光体60の周りには、矢印Aで示す感光体60回転方向へ順に、帯電器64、露光手段としての露光光学系(以下LSUという)65、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像器66〜69、中間転写ユニット70、感光体クリーニング手段71及び除電器72が設けられている。
帯電器64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60の帯電器64に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
LSU65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73を得、この露光光線73により感光体60を走査して感光体60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74はループ状に形成された感光体60の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ74が感光体60の継ぎ目を検知すると、感光体60の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成位置が同一になるように、タイミングコントローラ75がLSU65の発光タイミングを制御する。
継ぎ目センサ74はループ状に形成された感光体60の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ74が感光体60の継ぎ目を検知すると、感光体60の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成位置が同一になるように、タイミングコントローラ75がLSU65の発光タイミングを制御する。
各現像器66〜69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60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60に当接し、感光体60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70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中間転写体としての転写ドラム76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77とからなり、中間転写体76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77が中間転写体76から離間している。
中間転写体クリーニング手段77は、中間転写体76をクリーニングする時のみ中間転写体76に当接し、中間転写体76から記録媒体としての記録紙78に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙78は、記録紙カセット79から給紙ローラ80により1枚ずつ用紙搬送路81に送り出される。
中間転写ユニット70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中間転写体としての転写ドラム76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77とからなり、中間転写体76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77が中間転写体76から離間している。
中間転写体クリーニング手段77は、中間転写体76をクリーニングする時のみ中間転写体76に当接し、中間転写体76から記録媒体としての記録紙78に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙78は、記録紙カセット79から給紙ローラ80により1枚ずつ用紙搬送路81に送り出される。
転写手段としての転写ユニット82は、中間転写体76上のフルカラー画像を記録紙78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83と、中間転写体76上のフルカラー画像を記録紙78に転写するための転写バイアスを中間転写体76に印加する転写器84と、記録紙78にフルカラー画像が転写された後に記録紙78が中間転写体76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76に印加する分離器85とから構成されている。
定着器86は、内部に熱源を有するヒートローラ87と、加圧ローラ88とから構成され、記録紙78上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ87と加圧ローラ88との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙78に加えて記録紙78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。
定着器86は、内部に熱源を有するヒートローラ87と、加圧ローラ88とから構成され、記録紙78上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ87と加圧ローラ88との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙78に加えて記録紙78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。
以上のように構成されたカラー複写機の動作を以下に説明する。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60と中間転写体76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64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64が感光体60の表面を一様に−700v程度に帯電させる。
次に、継ぎ目センサ74が感光体60の継ぎ目を検知してから、感光体60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60にLSU65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73が照射され、感光体60は露光光線73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66は所定のタイミングで感光体60に当接される。ブラック現像器66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60上の露光光線73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66により感光体60の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体76に転写される。感光体60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
感光体60と中間転写体76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64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64が感光体60の表面を一様に−700v程度に帯電させる。
次に、継ぎ目センサ74が感光体60の継ぎ目を検知してから、感光体60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60にLSU65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73が照射され、感光体60は露光光線73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66は所定のタイミングで感光体60に当接される。ブラック現像器66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60上の露光光線73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66により感光体60の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体76に転写される。感光体60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
次に、帯電器64が感光体60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74が感光体60の継ぎ目を検知してから、感光体60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60にLSU65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73が照射され、感光体60は露光光線73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60には所定のタイミングでシアン現像器67が当接される。シアン現像器67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60上の露光光線73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67により感光体60の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体76上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
一方、感光体60には所定のタイミングでシアン現像器67が当接される。シアン現像器67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60上の露光光線73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67により感光体60の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体76上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
次に、帯電器64が感光体60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74が感光体60の継ぎ目を検知してから、感光体60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60にLSU65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73が照射され、感光体60は露光光線73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60には所定のタイミングでマゼンタ現像器68が当接される。マゼンタ現像器68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60上の露光光線73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68により感光体60の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体76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60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
一方、感光体60には所定のタイミングでマゼンタ現像器68が当接される。マゼンタ現像器68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60上の露光光線73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68により感光体60の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体76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60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
さらに、帯電器64が感光体60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74が感光体60の継ぎ目を検知してから、感光体60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60にLSU65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73が照射され、感光体60は露光光線73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60には所定のタイミングでイエロー現像器69が当接される。イエロー現像器69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60上の露光光線73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69により感光体60の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体76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76上にフルカラー画像が形成される。感光体60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
一方、感光体60には所定のタイミングでイエロー現像器69が当接される。イエロー現像器69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60上の露光光線73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69により感光体60の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体76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76上にフルカラー画像が形成される。感光体60から中間転写体76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71により除去され、さらに除電器72によって感光体60上の電荷が除去される。
中間転写体76上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体76から離間していた転写ユニット83が中間転写体76に接触し、転写器84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79から用紙搬送路81に沿って搬送されてきた記録紙78へ転写器84により一括して転写される。
また、分離器85には記録紙78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78が中間転写体76から剥離される。続いて、記録紙78は、定着器86に送られ、ここでヒートローラ87と加圧ローラ88とによる挟持圧、ヒートローラ88の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ対89により排紙トレイ90へ排出される。
また、分離器85には記録紙78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78が中間転写体76から剥離される。続いて、記録紙78は、定着器86に送られ、ここでヒートローラ87と加圧ローラ88とによる挟持圧、ヒートローラ88の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ対89により排紙トレイ90へ排出される。
また、転写ユニット82により記録紙78上に転写されなかった中間転写体76上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段77により除去される。中間転写体クリーニング手段77は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体76から離間した位置にあり、フルカラー画像が記録紙78に転写された後に中間転写体76に接触して中間転写体76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60や転写ドラム76、転写ベルト83の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、特に感光体ベルト60、転写ベルト83の高精度駆動が望まれる。
そこで、本実施形態では、感光体ベルト60と転写ベルト83の駆動が図1で示した駆動装置により、転写ドラム76の駆動が図2に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、像担持体の駆動の精度が向上し、高精度な紙搬送駆動を行うことができ、高品質な画像を得ることができる。
そこで、本実施形態では、感光体ベルト60と転写ベルト83の駆動が図1で示した駆動装置により、転写ドラム76の駆動が図2に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、像担持体の駆動の精度が向上し、高精度な紙搬送駆動を行うことができ、高品質な画像を得ることができる。
図30に基づいて第16の実施形態を説明する。
本実施形態ではタンデム方式の画像形成装置への適用例を示している。本実施形態では、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221Bk、221M、221Y、221Cが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット221Bk、221M、221Y、221Cは、それぞれドラム状の感光体からなる像担持体222Bk、222M、222Y、222C、帯電装置(例えば接触帯電装置)223Bk、223M、223Y、223C、現像装置224Bk、224M、224Y、224C、クリーニング装置225Bk、225M、225Y、225Cなどから構成される。
感光体222Bk、222M、222Y、222Cは、無端状の直接転写ベルト(搬送転写ベルト)226と対向して垂直方向に配列され、直接転写ベルト226と同じ周速で回転駆動される。この感光体222Bk、222M、222Y、222Cは、それぞれ、帯電装置223Bk、223M、223Y、223C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227Bk、227M、227Y、227Cによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
本実施形態ではタンデム方式の画像形成装置への適用例を示している。本実施形態では、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221Bk、221M、221Y、221Cが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット221Bk、221M、221Y、221Cは、それぞれドラム状の感光体からなる像担持体222Bk、222M、222Y、222C、帯電装置(例えば接触帯電装置)223Bk、223M、223Y、223C、現像装置224Bk、224M、224Y、224C、クリーニング装置225Bk、225M、225Y、225Cなどから構成される。
感光体222Bk、222M、222Y、222Cは、無端状の直接転写ベルト(搬送転写ベルト)226と対向して垂直方向に配列され、直接転写ベルト226と同じ周速で回転駆動される。この感光体222Bk、222M、222Y、222Cは、それぞれ、帯電装置223Bk、223M、223Y、223C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227Bk、227M、227Y、227C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227Bk、227M、227Y、227C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229Bk、229M、229Y、229Cにより偏向走査し、このポリゴンミラー229Bk、229M、229Y、229C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222Bk、222M、222Y、222Cに結像することにより、感光体222Bk、222M、222Y、222Cを露光して静電潜像を形成する。
この感光体222Bk、222M、222Y、222C上の静電潜像は、それぞれ現像装置224Bk、224M、224Y、224C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223Bk、223M、223Y、223C、光書き込み装置227Bk、227M、227Y、227C及び現像装置224Bk、224M、224Y、224Cは、感光体222Bk、222M、222Y、222C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。
この感光体222Bk、222M、222Y、222C上の静電潜像は、それぞれ現像装置224Bk、224M、224Y、224C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223Bk、223M、223Y、223C、光書き込み装置227Bk、227M、227Y、227C及び現像装置224Bk、224M、224Y、224Cは、感光体222Bk、222M、222Y、222C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実施例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230から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ231に給紙され、レジストローラ231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)221Bkにおける感光体222Bk上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を直接転写ベルト226と感光体222Bkとの転写ニップ部へ送出する。
直接転写ベルト226は垂直方向に配列された駆動ローラ232及び従動ローラ233に掛け渡され、駆動ローラ232が図示しない駆動部により回転駆動されて直接転写ベルト226が感光体222Bk、222M、222Y、222Cと同じ周速で回転する。レジストローラ231から送出された転写紙は、直接転写ベルト226により搬送され、感光体222Bk、222M、222Y、222C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234Bk、234M、234Y、234C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、直接転写ベルト226に静電的に吸着されて確実に搬送される。
直接転写ベルト226は垂直方向に配列された駆動ローラ232及び従動ローラ233に掛け渡され、駆動ローラ232が図示しない駆動部により回転駆動されて直接転写ベルト226が感光体222Bk、222M、222Y、222Cと同じ周速で回転する。レジストローラ231から送出された転写紙は、直接転写ベルト226により搬送され、感光体222Bk、222M、222Y、222C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234Bk、234M、234Y、234C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、直接転写ベルト226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により徐電されて直接転写ベルト226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222Bk、222M、222Y、222Cは、トナー像転写後にクリーニング装置225Bk、225M、225Y、225C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、直接転写ベルト226の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響し、直接転写ベルト226のより高精度な駆動が望まれる。
そこで、本実施形態では、直接転写ベルト226の駆動が図1に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、像担持体の駆動の精度が向上し、高精度な紙搬送駆動を行うことができ、高品質な画像を得ることができる。
そこで、本実施形態では、直接転写ベルト226の駆動が図1に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、像担持体の駆動の精度が向上し、高精度な紙搬送駆動を行うことができ、高品質な画像を得ることができる。
図31に基づいて第17の実施形態を説明する。
本実施形態では画像読取装置の走行体駆動装置への適用例を示す。図31に示す画像読取装置において、符号901は読み取られる原稿、902は原稿901が載置される原稿台、903は原稿901に光を照射する原稿照明系、904は反射光の光軸、905は読み取り用の素子で例えばCCD(Charge Coupled Device)、906は結像レンズ、907は全反射ミラーを示している。
また、符号908は、これらCCD905、レンズ906、ミラー907等からなる光電変換ユニット、909、910は副走査駆動用のプーリ、911はワイヤ、300は駆動用の電動機、912はイメージスキャナのハウジングをそれぞれ示している。原稿を読み取るための光電変換ユニット908は、駆動用のモータ300をハウジング912に固定して、ワイヤ911とプーリ909、910など電動機の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。
本実施形態では画像読取装置の走行体駆動装置への適用例を示す。図31に示す画像読取装置において、符号901は読み取られる原稿、902は原稿901が載置される原稿台、903は原稿901に光を照射する原稿照明系、904は反射光の光軸、905は読み取り用の素子で例えばCCD(Charge Coupled Device)、906は結像レンズ、907は全反射ミラーを示している。
また、符号908は、これらCCD905、レンズ906、ミラー907等からなる光電変換ユニット、909、910は副走査駆動用のプーリ、911はワイヤ、300は駆動用の電動機、912はイメージスキャナのハウジングをそれぞれ示している。原稿を読み取るための光電変換ユニット908は、駆動用のモータ300をハウジング912に固定して、ワイヤ911とプーリ909、910など電動機の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。
このとき蛍光灯などの読み取り用照明系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に示す)を複数のミラー907で折り返し、結像レンズ906を介して、CCD905などのイメージセンサの受光部に原稿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、読み取り開始位置を示すセンサ913は原稿901の端部の下部に設置されていて、光電変換ユニット908は、ホームポジションHPから読み取り開始位置Nの間に立ち上り等速の定常状態になるように設計されていて、HP点に達した後読み取りを開始するようになっている。
本実施形態では、光電変換ユニット908の駆動が図1に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、画像読取装置の走行体の駆動精度が向上して高精度な走行体駆動を行うことができ、高品質な読み取り画像を得ることができる。
また、読み取り開始位置を示すセンサ913は原稿901の端部の下部に設置されていて、光電変換ユニット908は、ホームポジションHPから読み取り開始位置Nの間に立ち上り等速の定常状態になるように設計されていて、HP点に達した後読み取りを開始するようになっている。
本実施形態では、光電変換ユニット908の駆動が図1に示した駆動装置により、上述した回転体の位置制御方法に基づいて行われる。
従って、画像読取装置の走行体の駆動精度が向上して高精度な走行体駆動を行うことができ、高品質な読み取り画像を得ることができる。
図32に基づいて第18の実施形態を説明する。
図32に、上述した回転体の位置制御方法を実行するのに使用するコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータを示す。
記録媒体としてのCD−ROM1003には、パーソナルコンピュータ1001に、制御演算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1001は、このCD−ROM1003に格納されているプログラムを実行することにより、本制御方法を実行できる。
かかるプログラムとしては、具体的には、コンピュータによって回転体を回転駆動するための制御プログラム、コンピュータによって画像形成装置の感光体ドラム駆動装置を制御するための制御プログラム、コンピュータによって画像形成装置の転写ドラム駆動装置を制御するための制御プログラム,コンピュータによって画像読み取り装置の走行体駆動装置を制御するための制御プログラム等がある。図32において、符号1002はディスクドライバを、1004はキーボードを示している。
図32に、上述した回転体の位置制御方法を実行するのに使用するコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータを示す。
記録媒体としてのCD−ROM1003には、パーソナルコンピュータ1001に、制御演算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1001は、このCD−ROM1003に格納されているプログラムを実行することにより、本制御方法を実行できる。
かかるプログラムとしては、具体的には、コンピュータによって回転体を回転駆動するための制御プログラム、コンピュータによって画像形成装置の感光体ドラム駆動装置を制御するための制御プログラム、コンピュータによって画像形成装置の転写ドラム駆動装置を制御するための制御プログラム,コンピュータによって画像読み取り装置の走行体駆動装置を制御するための制御プログラム等がある。図32において、符号1002はディスクドライバを、1004はキーボードを示している。
図33に示すように、記録媒体としてのICカード165を上記制御手段としてのコンピュータ160に接続して回転体の位置制御方法のプログラムを実行するようにしてもよい。
コンピュータ160は、I/Oインターフェース161、CPU162、ROM163、RAM164を有している。ICカード165には上記各実施形態において説明した回転体の位置制御方法を実行するための回転体の位置制御プログラムが記録されている。
ICカード165が接続されると、コンピュータ160のCPU162は該ICカード165にアクセスし、ここに記憶された回転体の位置制御プログラムを取り込み、必要に応じて何れかの回転体の位置制御プログラムを実行する。
ICカード165から読み込んだプログラムによりROM163に記憶されているプログラムを書き換えるようにすることもできる。この場合、ROM163はフラッシュメモリ等の電気的に消去・書き換え可能な素子で構成される。
また、上記のようなプログラムを焼き付けたROMを用意し、既に実装されているROM163と交換するようにすることも可能である。
コンピュータ160は、I/Oインターフェース161、CPU162、ROM163、RAM164を有している。ICカード165には上記各実施形態において説明した回転体の位置制御方法を実行するための回転体の位置制御プログラムが記録されている。
ICカード165が接続されると、コンピュータ160のCPU162は該ICカード165にアクセスし、ここに記憶された回転体の位置制御プログラムを取り込み、必要に応じて何れかの回転体の位置制御プログラムを実行する。
ICカード165から読み込んだプログラムによりROM163に記憶されているプログラムを書き換えるようにすることもできる。この場合、ROM163はフラッシュメモリ等の電気的に消去・書き換え可能な素子で構成される。
また、上記のようなプログラムを焼き付けたROMを用意し、既に実装されているROM163と交換するようにすることも可能である。
図34に基づいて第19の実施形態を説明する。
本実施形態では、装置を動作させるコンピュータ160が通信ネットワークにNIC(ネットワークインターフェースカード)166を介して接続されている。CPU162は、回転体の位置制御プログラムを供給する側のサーバ167にアクセスし、サーバ167内のハードディスク等に記録された回転体の位置制御プログラムをダウンロードし、ROM163に記憶されているプログラムを書き換える。これにより既存の画像形成装置に上述した回転体の位置制御機能を簡単に付与することができる。
本実施形態では、装置を動作させるコンピュータ160が通信ネットワークにNIC(ネットワークインターフェースカード)166を介して接続されている。CPU162は、回転体の位置制御プログラムを供給する側のサーバ167にアクセスし、サーバ167内のハードディスク等に記録された回転体の位置制御プログラムをダウンロードし、ROM163に記憶されているプログラムを書き換える。これにより既存の画像形成装置に上述した回転体の位置制御機能を簡単に付与することができる。
本発明は、ハードディスクドライブ装置、ロボット等の位置決め制御装置、電子写真方式を用いた転写ベルト駆動装置、転写・感光体ドラム駆動装置、印刷機や出力機におけるベルト駆動、ローラ駆動装置、紙搬送装置におけるローラ駆動装置等に応用することができる。
12 像担持体としての感光体ドラム
24 像担持体としての中間転写ベルト
60 像担持体としての感光体ベルト
76 像担持体としての転写ドラム
102、121 駆動源としてのモータ
106 回転体としてのベルト
108 スケールとしてのリニアスケール
108 信号発生手段としてのリニアスケール
109 信号発生手段としての表面センサ
126 回転体としてのドラム
167 サーバ
226 像担持体としての直接転写ベルト
1001 コンピュータとしてのパーソナルコンピュータ
1003 記録媒体としてのCD−ROM
24 像担持体としての中間転写ベルト
60 像担持体としての感光体ベルト
76 像担持体としての転写ドラム
102、121 駆動源としてのモータ
106 回転体としてのベルト
108 スケールとしてのリニアスケール
108 信号発生手段としてのリニアスケール
109 信号発生手段としての表面センサ
126 回転体としてのドラム
167 サーバ
226 像担持体としての直接転写ベルト
1001 コンピュータとしてのパーソナルコンピュータ
1003 記録媒体としてのCD−ROM
Claims (43)
- 駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体の回転に伴って発生する信号を読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、
サンプリング時間に読み込まれた信号量(数の概念を含む。以下、同じ。)が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項1記載の回転体の位置制御方法において、
上記規定とする信号量が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、上記規定とする信号量を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量の平均値を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項1又は2記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められた信号量を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体に設けられたスケールに基づいて発生させるスケールパルスを読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、
サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数が、規定とするスケールパルス数と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項7記載の回転体の位置制御方法において、
上記規定とするスケールパルス数が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項7又は8記載の回転体の位置制御方法において、
上記スケールに少なくとも1つ以上の不連続部分が存在することを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、上記規定とするスケールパルス数を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数の平均値を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項7乃至9のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められたスケールパルス数を用いることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項1乃至13のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法において、
補正処理を行っている間は、フィードバック制御における規範信号とフィードバック信号との偏差の値を0とすることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 駆動源により回転駆動される回転体の回転方向の変位を、該回転体の回転に伴って発生する信号を読み込んでフィードバック制御する回転体の位置制御方法において、
サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行い、上記規定する信号量は通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されており、上記補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに上記規定とする信号量を用い、上記補正処理に入る直前に計測した変位と、予め設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理を実行している間の変位は上記目標変位と合致させることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 請求項15記載の回転体の位置制御方法において、
上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることを特徴とする回転体の位置制御方法。 - 制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられ該回転体の回転方向の変位を検出するための信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段により発生された信号を読み込んでフィードバックし現在の変位と目標変位との偏差を求めて新たに上記制御信号を出力する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、
サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、上記制御手段はフィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項17記載の回転体の位置制御装置において、
上記規定とする信号量が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、上記規定とする信号量を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測された信号量の平均値を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項17又は18記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められた信号量を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられたスケールと、該スケールに基づいて上記回転体の回転方向の変位を検出するためのパルスを発生するスケールパルス発生手段と、該スケールパルス発生手段により発生されたスケールパルスを読み込んでフィードバックし現在の変位と目標変位との偏差を求めて新たに上記制御信号を出力する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、
サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数が、規定とするスケールパルス数と比較して範囲外である場合には、上記制御手段はフィードバック信号に対する補正処理を行うことを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項23記載の回転体の位置制御装置において、
上記規定とするスケールパルス数が、通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されていることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項23又は24記載の回転体の位置制御装置において、
上記スケールに少なくとも1つ以上の不連続部分が存在することを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、上記規定とするスケールパルス数を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去に計測されたスケールパルス数の平均値を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項23乃至25のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理として、サンプリング時間に読み込まれたスケールパルス数の代わりに、現在のサンプリング時間よりも過去の時間区間で計測され上記回転体の速度から求められたスケールパルス数を用いることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項17乃至29のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置において、
上記制御手段は、補正処理を行っている間は上記偏差の値を0とすることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 制御信号を受けて動作する駆動源により回転駆動される回転体に設けられ該回転体の回転方向の変位を検出するための信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段により発生された信号を読み込んでフィードバック制御する制御手段を有する回転体の位置制御装置において、
サンプリング時間に読み込まれた信号量が、規定とする信号量と比較して範囲外である場合には、フィードバック信号に対する補正処理を行い、上記規定する信号量は通常の外乱で起こり得る変動幅を考慮して設定されており、上記補正処理として、サンプリング時間に読み込まれた信号量の代わりに上記規定とする信号量を用い、上記補正処理に入る直前に計測した変位と、予め設定されている目標変位との差分を補正し、補正処理を実行している間の変位は上記目標変位と合致させることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 請求項31記載の回転体の位置制御装置において、
上記補正処理を実行している間の変位に対し、上記目標変位と任意の差分を持たせるように補正を加えることを特徴とする回転体の位置制御装置。 - 像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記像担持体の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33記載の画像形成装置において、
上記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33記載の画像形成装置において、
上記像担持体が転写ドラムであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33記載の画像形成装置において、
上記像担持体が感光体ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33記載の画像形成装置において、
上記像担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33記載の画像形成装置において、
上記像担持体が直接転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 - 複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、
上記複数の像担持体のうちの少なくとも1つ以上の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うことを特徴とする画像形成装置。 - 画像を読み取るための走行体駆動装置を有する画像読み取り装置において、
上記走行体駆動装置の駆動制御を、請求項17乃至32のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御装置により行うことを特徴とする画像読み取り装置。 - 回転体の位置制御プログラムが記録されコンピュータにより読み取り可能な記録媒体において、
上記回転体の位置制御プログラムが、請求項1乃至16のうちの何れか1つに記載の回転体の位置制御方法を実行するものであることを特徴とする記録媒体。 - 請求項33乃至39のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、
装置を動作させる制御手段に着脱自在に接続され回転体の位置制御プログラムが記録された記録媒体を有し、該記録媒体に記録された回転体の位置制御プログラムによって上記像担持体の位置制御がなされることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項33乃至39のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、
装置を動作させる制御手段が通信ネットワークに接続可能に設けられ、該通信ネットワーク上のサーバから取り込まれた回転体の位置制御プログラムによって上記像担持体の位置制御がなされることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004021721A JP2005115903A (ja) | 2003-09-18 | 2004-01-29 | 回転体の位置制御方法・回転体の位置制御装置・画像形成装置・画像読み取り装置・記録媒体 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003326822 | 2003-09-18 | ||
JP2004021721A JP2005115903A (ja) | 2003-09-18 | 2004-01-29 | 回転体の位置制御方法・回転体の位置制御装置・画像形成装置・画像読み取り装置・記録媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005115903A true JP2005115903A (ja) | 2005-04-28 |
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ID=34554595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004021721A Pending JP2005115903A (ja) | 2003-09-18 | 2004-01-29 | 回転体の位置制御方法・回転体の位置制御装置・画像形成装置・画像読み取り装置・記録媒体 |
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JP (1) | JP2005115903A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007079059A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Ricoh Co Ltd | 回転検出装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
JP2007156194A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Ricoh Co Ltd | 角変位又は変位制御装置及びこれを使用する画像形成装置 |
JP2009223177A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | ベルト駆動制御装置、ベルト装置、及び画像形成装置 |
JP2011041375A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Brother Industries Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
-
2004
- 2004-01-29 JP JP2004021721A patent/JP2005115903A/ja active Pending
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JP2007079059A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Ricoh Co Ltd | 回転検出装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
JP2007156194A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Ricoh Co Ltd | 角変位又は変位制御装置及びこれを使用する画像形成装置 |
JP2009223177A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | ベルト駆動制御装置、ベルト装置、及び画像形成装置 |
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