JP2006106209A - 駆動機構制御装置、画像形成装置、駆動機構制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 モータ駆動回路の変更を行うことなく且つモータの負荷トルクを増大させずに、モータ駆動時の静粛性を向上可能とした駆動機構制御装置を提供する。
【解決手段】 モータ制御装置は、制御部１１２、記憶部１１３、振動検知部１１４を備える。制御部１１２は、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２を通常駆動する駆動制御を行う前に、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間の隙間が解消されるように駆動ギア１２１を所定量移動させる位置制御を行う。位置制御を行う際のパルスモータ１１１の出力トルクを駆動制御を行う際のパルスモータ１１１の出力トルクと比べ小さくし、位置制御を行う際のパルスモータ１１１の励磁方式を駆動制御を行う際のパルスモータ１１１の励磁方式と比べ分解能を高くする。位置制御と駆動制御の間に所定時間間隔を空ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータの駆動力をギアを介して負荷に伝達する駆動機構の制御に適用される駆動機構制御装置、画像形成装置、駆動機構制御方法、及びプログラムに関する。

各種機器では、モータの回転軸に配設された駆動ギアと該駆動ギアに噛合した伝達ギアを介して負荷に駆動力を伝達する構成の駆動機構が使用されている。この種の駆動機構では、駆動ギアと伝達ギアの間には、組立公差上、隙間（ガタ）が生じる。そのため、モータの駆動時には、ギアのバックラッシュ等による異音が発生することがある。

そこで、従来、モータ駆動回路に工夫を凝らすことで、異音対策を行う技術（例えば、特許文献１参照）、伝達ギア等にメカニカルな部材を追加し、駆動系に工夫を凝らすことで上記隙間をなくし、異音対策を行う技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
特開２００２−２７２１８６号公報 特開平０８−２５７２０８号公報

しかしながら、従来は、ギア間にガタが存在する状態でモータを駆動した際にギアの衝突に伴う振動や音の発生を防止すべく、特開２００２−２７２１８６号公報に記載のような、駆動回路に静音化のための対策を施す方法は、モータ駆動回路が複雑化し、価格上昇につながる。また、モータ駆動回路を構成する際に、モータ駆動回路の論理回路やドライブ回路の一部を集積化した専用のモータドライバＩＣを使用することがあるが、この種のＩＣを使用した場合、騒音対策を施したい回路がＩＣ内部に集積化されているため、騒音対策を的確に施せない場合が生じるという問題がある。

また、特開平０８−２５７２０８号公報に記載のような、ギアをバネで加圧することでギア間のガタをなくすように付勢するような対策では、負荷系を駆動するために必要となるモータの負荷トルクが増大し、該モータに要求される出力トルクが増大するという問題がある。また、要求される出力トルクによってはモータが大型化するなどの問題も生じる。

本発明の目的は、モータ駆動回路の変更を行うことなく且つモータの負荷トルクを増大させずに、モータ駆動時の静粛性を向上可能とした駆動機構制御装置、画像形成装置、駆動機構制御方法、及びプログラムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の駆動機構制御装置は、モータを駆動することで、前記モータの出力側に配設された駆動側ギアと前記駆動側ギアに噛合した被駆動側ギアを介して負荷に駆動力を伝達する駆動制御手段と、前記駆動制御手段により前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように前記駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行う位置制御手段とを備え、前記位置制御と前記駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定されることを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明の駆動機構制御方法は、モータを駆動することで、前記モータの出力側に配設された駆動側ギアと前記駆動側ギアに噛合した被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように前記駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行い、前記位置制御と前記駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定することを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明のプログラムは、モータを駆動することで、前記モータの出力側に配設された駆動側ギアと前記駆動側ギアに噛合した被駆動側ギアを介して負荷に駆動力を伝達する駆動制御機能と、前記駆動制御機能により前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように前記駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行う位置制御機能と、前記位置制御と前記駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定する設定機能を、コンピュータに実現させることを特徴とする。

本発明によれば、駆動側ギアと被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、駆動側ギアと被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行うので、従来技術のように静音化対策としてモータ駆動回路の変更を行う必要がなく、且つ、従来技術のようにギアをバネで加圧することに伴う負荷トルクの増大を招くことなく、モータ駆動時の静粛性を向上させることが可能となる。

また、位置制御を行う際のモータの出力トルクを、駆動制御を行う際のモータの出力トルクと比較して小さくなるように設定するので、駆動側ギアと被駆動側ギアの衝突時の衝撃を小さくし、衝突及び振動によってギア間の隙間が再び大きくなることを防止することが可能となる。

また、位置制御を行う際のモータの励磁方式を、駆動制御を行う際のモータの励磁方式と比較して分解能が高くなるように設定するので、駆動側ギアと被駆動側ギアの衝突をできる限り小さくすることが可能となる。

また、位置制御と駆動制御との間に所定の時間間隔を空けているので、駆動側ギアと被駆動側ギアの振動を収束することが可能となり、ギア間に再び隙間が発生することを防止することが可能となる。

また、位置制御を行ってから所定時間経過後に駆動制御を行う際に、モータを加速制御する時の加速度を時間経過に伴い順次低下させるので、モータ起動時の騒音を小さくすることが可能となる。

また、位置制御を行った後に、振動検知手段により検知された振動が所定値以下になった場合、駆動制御を行うので、ギア間に存在する隙間が原因でモータ起動時に発生する振動を、駆動制御を行う前に除去することが可能となり、異音の発生を抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る駆動機構制御装置としてのモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。

図１において、モータ制御装置は、制御部１１２、記憶部１１３、振動検知部１１４を備えている。制御部１１２は、下記の制御パターンデータに対応する駆動パルスをパルスモータ１１１に入力することで、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２（図３参照）を通常駆動する駆動制御と、駆動ギア１２１を所定量移動させる位置制御を行う。記憶部１１３は、位置制御パターン及びモータ制御パターン（図４参照）に各々対応する制御パターンデータを記憶している。振動検知部１１４は、パルスモータ１１１の駆動時における駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の衝突による振動や負荷から発生する振動を検知し、振動検知信号を制御部１１２に出力する。

本実施の形態では、制御部１１２は、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２を通常駆動する駆動制御（モータ制御パターンを用いた制御）を行う前に、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に存在する隙間が解消されるように（隙間を０に近づけるように）駆動ギア１２１を所定量移動させる位置制御（位置制御パターンを用いた制御）を行う。また、制御部１１２は、位置制御を行ってから所定時間経過後に駆動制御を行う際に、パルスモータ１１１を加速制御する時の加速度を時間経過に伴い順次低下させる制御を行う。また、制御部１１２は、位置制御を行った後に振動検知部１１４により検知された振動が閾値以下になった場合、駆動制御を行う。

更に、制御部１１２は、以下のような設定を行う。位置制御を行う際のパルスモータ１１１の出力トルクが、駆動制御を行う際のパルスモータ１１１の出力トルクと比較して小さくなるように設定する。また、位置制御を行う際のパルスモータ１１１の励磁方式が、駆動制御を行う際のパルスモータ１１１の励磁方式と比較して分解能が高くなるように設定する。また、位置制御と駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定する。また、前記所定時間間隔は、パルスモータ１１１の駆動に伴う振動の影響を受けないような時間間隔に設定する。

図２は、パルスモータ１１１の位置制御パターン及びモータ制御パターンの例を示す図である。

図２において、縦軸はパルスモータ１１１の回転数を示し、横軸は時間を示す。図示のパターンは、位置制御パターン１０１とモータ制御パターン１０２を示している。位置制御パターン１０１は、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２間の隙間１２３（図３参照）が解消されるように制御するための制御パターンである。モータ制御パターン１０２は、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２を通常駆動するための制御パターンである。

図３（ａ）は、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２との間に隙間が存在している例を示す図、図３（ｂ）は、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２との間の隙間が解消されるようにした例を示す図である。

図３において、駆動ギア１２１は、パルスモータ１１１の回転軸に固定されているギアであり、パルスモータ１１１の回転駆動に伴い駆動される。伝達ギア１２２は、駆動ギア１２１に噛合しているギアであり、パルスモータ１１１からの駆動ギア１２１を介した駆動力を負荷に伝達する。１２３は、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に存在する隙間を示している。この隙間１２３はメカの組立公差上必ず発生するものであり、これを０にすることは不可能である。

従来のパルスモータ制御においては、位置制御パターン１０１の駆動パルスをパルスモータに入力することなしに、ギア列を通常駆動するためのモータ制御パターン１０２を用いてパルスモータの駆動を行っていた。この場合、図３（ａ）に示すようにギア間に隙間１２３が存在する状態でパルスモータの駆動を行うため、パルスモータの自起動領域（駆動対象の負荷に対してパルスモータが十分動き始めることができる領域）でギアの衝突が生じる。

更に、パルスモータを自起動領域から加速していくことにより、ギアの衝突により生じた振動を収束させることなくパルスモータの駆動を続行するため、振動の収束までに時間を要していた。更に、ギアの衝突により生じた振動とパルスモータの加速に伴い生じた振動との共振により、振動が増幅される可能性があった。

そこで、本実施の形態のパルスモータ制御においては、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２を通常駆動するためのモータ制御パターン１０２の駆動パルスをパルスモータ１１１に入力する前に、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２間の隙間１２３が解消されるようにするための位置制御パターン１０１の駆動パルスをパルスモータ１１１に入力することで、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２を図３（ｂ）の状態にする。

位置制御パターン１０１は、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２間の隙間１２３を埋めるように（隙間１２３が解消されるように）作用するため、パルスモータ１１１の負荷トルクは負荷を通常駆動する場合と比較して小さい。このため、パルスモータ１１１の余分な振動を避けるために、パルスモータ１１１の出力トルクが小さくなるように、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２を通常駆動するためのモータ制御パターン１０２の駆動電流値と比較して、位置制御パターン１０１の駆動電流値を小さく必要がある。

位置制御パターン１０１の駆動電流値は、ギア間の隙間１２３が解消されるようにするためのパルスモータ１１１の回転に必要となるトルクが出力できればよいので、パルスモータ単体で回転させた際に脱調しない最小限の駆動電流値に設定するのが好ましい。更に、パルスモータ１１１を前記最小限の駆動電流値で駆動することにより、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の衝突時の衝撃を小さくし、衝突及び振動によってギア間の隙間１２３が再び大きくなることを防止している。

また、隙間１２３は通常距離が短いことが多く、隙間１２３を精度良く０に近づけるためには、モータ制御パターン１０２を２相励磁方式で駆動する場合、位置制御パターン１０１は１−２相励磁方式或いはマイクロステップ励磁方式で駆動するなどの方法をとる。即ち、位置制御パターン１０１の１駆動パルス当りのパルスモータ１１１の進み量を、モータ制御パターン１０２の１駆動パルス当りのパルスモータ１１１の進み量と比較して小さくするという分解能の高い励磁方式を用いることにより、ギアの衝突をできる限り小さくすることが必要である。

更に、位置制御パターン１０１の駆動パルスをパルスモータ１１１に入力した後、所定時間ｔ１（図２参照）の間、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２は図３（ｂ）の状態を保持するために、微弱電流でパルスモータ各相の励磁状態を保持し、位置制御パターン１０１の駆動パルス入力により生じる振動を除去する。このように、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に存在する隙間１２３により引き起こされる衝突や振動をなくすことで、パルスモータ起動時の異音の発生を抑制することが可能になる。

図４は、パルスモータ１１１の位置制御パターン及びモータ制御パターンの例を示す図である。

図４において、縦軸はパルスモータ１１１の回転数を示し、横軸は時間を示す。図示のパターンは、位置制御パターン１０１とモータ制御パターン１０２の組み合わせを示している。モータ制御パターン１０２のｔ２、ｔ３、ｔ４からなる区間は、パターン１（破線）、パターン２（実線）、パターン３（実線）の何れかに設定可能である。即ち、位置制御パターン１０１とモータ制御パターン１０２（パターン１）、位置制御パターン１０１とモータ制御パターン１０２（パターン２）、位置制御パターン１０１とモータ制御パターン１０２（パターン３）の組み合わせがある。

パターン１（破線）は、パルスモータ１１１の起動時の加速度を一定にして、パルスモータ１１１の立ち上げを行った際の立ち上げパターンを示している。

パターン２（実線）は、パルスモータ１１１の起動時の加速度を、駆動対象の負荷に対して十分動き始めることができる周波数（自起動周波数）で最大とし、時間経過と共に加速度を減少させた時の立ち上げパターンを示している。パターン２では、低周波部に存在するパルスモータ１１１の振動領域を短い時間で脱することができるため、パターン１と比較してパルスモータ１１１の起動時の騒音は小さくすることができる。

パターン３（実線）は、ｔ２区間ではパルスモータ１１１の平均加速度を従来の直線加速パターンの加速度よりも大きくし、ｔ３区間ではパルスモータ１１１の平均加速度を従来の直線加速パターンの加速度よりも小さくし、ｔ４区間ではｔ３区間のパルスモータ１１１の平均加速度及び従来の直線加速パターンの加速度よりも大きくして、パルスモータ１１１の立ち上げを行った際の立ち上げパターンを示している。

パターン３では、まず、パターン２と同様に、パルスモータ１１１が振動領域をできる限り早く抜け出せるようにする（ｔ２区間）。次に、ｔ２区間で発生した振動を早く減衰させる（ｔ３区間）。ｔ３区間で加速度を小さくしたために、パルスモータ１１１のトータル的に遅れた加速を取り戻すために、振動の少ない高周波数領域で加速度を大きくする（ｔ４区間）。

パターン３では、以上のように、パルスモータ１１１に駆動パルスを入力して加速する際の加速パターンは、パルスモータ１１１の起動時から所定時間経過するまでは加速度を高くし、その後、更に所定時間経過するまでは加速度を低くし、最後に目標周波数に達するまでの間を再び加速度を高くするような加速パターンにする。これにより、パルスモータ１１１の加速に要する時間を短くでき、且つ、パターン２と比較してパルスモータ１１１の加速時に発生する振動を最小限に抑えることができる。

本実施の形態では、図４に示したように、モータ制御パターン１０２（パターン１〜パターン３）を用いた駆動制御を行う前に、位置制御パターン１０１を用いた位置制御を行う。これにより、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２間に生じている隙間１２３を０に近づけることができると共に、パルスモータ起動時のギアの衝突による振動をできる限り小さくすることができる。

特に、モータ制御パターン１０２におけるパターン２やパターン３のように、パルスモータ起動時の加速度が大きいパターンの場合は、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２間に隙間１２３が生じていると、ギアの衝突時の衝撃が大きくなり騒音が大きくなる。そのため、モータ制御パターン１０２と組み合わせて位置制御パターン１０１を用いることが、ギア間の隙間１２３が解消されるように作用する結果、装置の消音に非常に有効な手段となる。

図５（ａ）は、モータ制御パターン１０２（パターン１）のみでパルスモータ１１１を駆動した時の騒音の測定波形を示す図、図５（ｂ）は、モータ制御パターン１０２（パターン２）のみでパルスモータ１１１を駆動した時（ギア間に隙間有り）の騒音の測定波形を示す図、図５（ｃ）は、モータ制御パターン１０２（パターン２）のみでパルスモータ１１１を駆動した時（ギア間に隙間無し）の騒音の測定波形を示す図である。

図５（ａ）において、測定波形は、モータ制御パターン１０２のｔ２〜ｔ４区間を図４のパターン１（破線で示す直線）に設定し、該パターン１に対応する駆動パルスをパルスモータ１１１に入力して加速した場合の騒音の波形を示している。パターン１（直線）で加速した場合、長い時間、パルスモータ１１１の振動領域で駆動を行うため、振動の収束に時間がかかり、騒音が長く続いてしまう。

図５（ｂ）において、測定波形は、モータ制御パターン１０２のｔ２〜ｔ４区間を図４のパターン２（実線で示す曲線）に設定し、該パターン２に対応する駆動パルスをパルスモータ１１１に入力して加速した場合で、且つ駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に隙間１２３が存在している場合の騒音の波形を示している。

図５（ｃ）において、測定波形は、モータ制御パターン１０２のｔ２〜ｔ４区間を図４のパターン２（実線で示す曲線）に設定し、該パターン２に対応する駆動パルスをパルスモータ１１１に入力して加速した場合で、且つ駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に隙間１２３が略存在しない場合（隙間１２３が０に近づいた状態）の騒音の波形を示している。

図５（ｂ）と図５（ｃ）の２つの状態を比較すると、図５（ｂ）からは、パルスモータ起動時の騒音が大きいことが読み取れ、図５（ｃ）からは、パルスモータ起動時の騒音が小さいことが読み取れる。このように、位置制御パターン１０１を用いずにモータ制御パターン１０２の駆動パルスのみをパルスモータ１１１に入力した場合は、ギア間に生じている隙間１２３の状態によって、パルスモータ起動時の騒音にばらつきが生じる。パルスモータ１１１に対する位置制御パターン１０１の駆動パルスの入力は、ギア間に生じている隙間１２３が解消されるように作用し、安定して図５（ｃ）の状態でパルスモータ１１１の起動を行うためになされるものである。

図６は、モータ制御装置の振動検知部１１４により検知した振動の測定波形を示す図である。

図６において、縦軸は振動を示し、横軸は時間を示す。測定波形は、パルスモータ１１１を位置制御パターン１０１を用いて駆動した際の、振動検知部１１４により検知した振動の波形を示している。Ｌｔｈは振動の閾値であり、Ｔ０は振動検知部１１４により検知した振動Ｌが収束しながら閾値Ｌｔｈまで低下した時刻である。

図７は、モータ制御装置の振動除去処理を示すフローチャートである。

図７において、制御部１１２が、位置制御パターン１０１の駆動パルスをパルスモータ１１１に入力すると（ステップＳ１）、パルスモータ１１１により駆動される駆動ギア１２１、伝達ギア１２２や負荷で振動Ｌが発生する。この場合、制御部１１２は振動検知部１１４に予め所定の閾値Ｌｔｈを設定しておく。振動検知部１１４が、発生した振動Ｌが閾値Ｌｔｈ以下になったことを検知した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御部１１２は、モータ制御パターン１０２の駆動パルスをパルスモータ１１１に入力する（ステップＳ３）。

最初に位置制御パターン１０１の駆動パルスをパルスモータ１１１に入力する制御を行うことにより、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に存在する隙間１２３によって引き起こされる、パルスモータ１１１の起動時に発生する振動を、パルスモータ１１１にモータ制御パターン１０２の駆動パルスを入力する前に確実に除去することができる。これにより、異音の発生を確実に抑制することが可能となる。

次に、本実施の形態のモータ制御装置を適用した画像形成装置に関する説明を行う。

図８は、画像形成装置の内部構成を示す構成図である。

図８において、画像形成装置は、画像形成部（同一の構成を有する４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されている）、給紙部、中間転写部、搬送部、定着部、操作部、及び制御ユニット（不図示）を備えたカラープリンタとして構成されている。

まず、画像形成部において、像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、矢印方向に回転駆動され、その外周側の回転方向に、ローラ帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、スキャナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。

ローラ帯電器１２ａ〜１２ｄにより感光ドラム表面に均一な帯電量の電荷を与えた後、スキャナ１３ａ〜１３ｄにより記録画像信号に応じて変調した光線を露光させることで、感光ドラム表面に静電潜像を形成する。更に、現像装置１４ａ〜１４ｄにより静電潜像を顕像化し、顕像化された可視画像を中間転写ベルト３０に転写する。以上のプロセスにより各トナーによる画像形成が順次行われる。

次に、給紙部において、給紙ローラユニット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、記録材Ｐを収納したカセット２１ａ〜２１ｄから記録材Ｐを１枚ずつ送り出す。給紙ローラユニット２２ａ〜２２ｄにより１枚ずつ分離された記録材Ｐは、引き抜きローラ２４ａ〜２４ｄ、レジスト前ローラ２６によって搬送され、レジストローラ２５まで搬送される。給紙部は、上記の他に、記録材Ｐの通過を検知するセンサ、記録材Ｐの有無を検知するセンサ、記録材Ｐを搬送路に沿って搬送させるガイド(以上不図示)を備える。

次に、中間転写部において、中間転写ベルト３０は、従動ローラ３４により支持されると共に駆動ローラ３２により駆動され、テンションローラ３３により適度な張力を与えられている。中間転写ベルト３０を挟んで各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと対向する位置には、トナー像を中間転写ベルト３０に転写する一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置されている。また、従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３０とのニップによって二次転写領域を形成する。５０はクリーニング装置である。

次に、定着部において、定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ４１ａ、定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ、これらローラ対から排出される記録材Ｐを搬送する内排紙ローラ４４から構成される。

一方、記録材Ｐがレジストローラ２５まで搬送されると、レジストローラ２５よりも上流のローラの回転駆動を止めて記録材Ｐを一旦停止させ、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ２５を含む上流のローラの回転駆動を再開する。記録材Ｐは二次転写領域へ送り出される。二次転写領域において画像が転写され、定着ユニット４０において画像が定着された記録材Ｐは、内排紙ローラ４４を通過した後、切り替えフラッパ７３により搬送先が切り替えられ、フェイスアップ排紙トレイ２、または、反転ローラ７２ａ、７２ｂ、７２ｃを介してフェイスダウン排紙トレイ３へ排出される。

尚、記録材Ｐの搬送路には、記録材Ｐの通過を検知するために、給紙リトライセンサ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、デッキ引き抜きセンサ６６、レジストセンサ６７、内排紙センサ６８、フェイスダウン排紙センサ６９、両面プレレジセンサ７０、両面再給紙センサ７１、等が配置されている。また、カセット２１ａ〜２１ｄには、記録材Ｐの有無を検知するカセット紙有無検知センサ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが配置されている。

制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板（不図示）や、モータドライブ基板（不図示）などから構成される。

次に、画像形成装置の動作の一例としてカセット２１ａから記録材Ｐを搬送する場合を説明する。

画像形成動作開始信号が発せられてから所定時間経過後、まず給紙ローラユニット２２ａか駆動開始され、それに伴いカセット２１ａから記録材Ｐが１枚ずつ送り出される。記録材Ｐは引き抜きローラ２４ａ、レジスト前ローラ２６を経由して、レジストローラ２５まで搬送される。その時、レジストローラ２５は停止されており、記録材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、レジストローラ２５は画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせて回転を始める。

一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、上述したプロセスにより中間転写ベルト３０の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー像が、高電圧が印加された転写ローラ３５ｄにより一次転写領域において中間転写ベルト３０に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域まで搬送される。そこでも同様に画像形成が行われ、前画像の上に次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３０上において一次転写される。

記録材Ｐが中間転写ベルト３０及び二次転写ローラ３６間の二次転写領域に進入し、中間転写ベルト３０に接触すると、高電圧が印加される中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に転写される。その後、定着ローラ対４１ａ、４１ｂにおいてトナー像が記録材Ｐの表面に定着され、フェイスアップ排紙トレイ２またはフェイスダウントレイ３に排出される。

図９は、画像形成装置のレジストモータの制御例を示すタイミングチャートである。

図９において、レジストローラ２５を駆動するレジストモータ８２の制御に、本発明の位置制御パターン１０１を用いた場合の制御例を示している。給紙リトライセンサ６４ａにより記録材Ｐを検知し、所定時間ｔ８１経過後に、引き抜きローラ２４を駆動する給紙モータ８１を駆動する。給紙モータ８１を駆動した後、所定時間ｔ８４で記録材Ｐはレジストセンサ６７の位置まで搬送される。

レジストセンサ６７により記録材Ｐを検知し、画像形成部の画像形成タイミングと同期を取るレジスト制御を行い、所定時間ｔ８３経過後に、レジストモータ８２を駆動する。レジストモータ８２の駆動開始から所定時間ｔ８７経過後に、レジストセンサ６７がＯＦＦし、その所定時間ｔ８６経過後に、レジストモータ８２の駆動をＯＦＦする。本実施の形態では、レジストセンサ６７がＯＮしてから所定時間ｔ８３経過後に、レジストモータ８２に位置制御パターン１０１の駆動パルスを入力することで、画像形成装置の騒音を低減することが可能となる。

レジストモータ８２に位置制御パターン１０１の駆動パルスを入力してから、レジストモータ８２にモータ制御パターン１０２の駆動パルスを入力するまでの時間ｔ１として、レジストモータ８２で駆動するギアの振動が収束するまでに必要な最小限の時間を設定し、更に外的要因、例えば記録材Ｐの衝突等の振動を受けない時間を設定する。これにより、ギア間の隙間１２３（図３参照）が再び生じることを防止することができる。

上述したように、画像形成装置のレジストローラ２５の駆動源であるレジストモータ８２を始めとして、給紙ローラユニット２２ａ、引き抜きローラ２４等の記録材Ｐの搬送機構を駆動する駆動源に対し、本発明の制御を適用することにより、ギア間の隙間１２３により引き起こされるバックラッシュ等によるギアの異音を低減することができる。特に、駆動／停止を繰り返す駆動源に対し、本発明の制御を適用すると、停止時に必ず発生するギア間の隙間１２３が解消されるように制御できるため、より効果的に画像形成装置全体の騒音を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２を通常駆動するモータ制御パターン１０２を用いた駆動制御を行う前に、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の間に存在する隙間が解消されるように駆動ギア１２１を所定量移動させる位置制御パターン１０１を用いた位置制御を行う。これにより、従来技術のように静音化対策としてモータ駆動回路の変更を行う必要がなく、且つ、従来技術のようにギアをバネで加圧することに伴う負荷トルクの増大を招くことなく、パルスモータ駆動時の静粛性を向上させることが可能となる。

また、位置制御を行う際のパルスモータ１１１の出力トルクを、駆動制御を行う際のパルスモータ１１１の出力トルクと比較して小さくなるように設定するので、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の衝突時の衝撃を小さくし、衝突及び振動によってギア間の隙間１２３が再び大きくなることを防止することが可能となる。

また、位置制御を行う際のパルスモータ１１１の励磁方式を、駆動制御を行う際のパルスモータ１１１の励磁方式と比較して分解能が高くなるように設定するので、駆動ギア１２１と伝達ギア１２２の衝突をできる限り小さくすることが可能となる。

また、位置制御と駆動制御との間に所定の時間間隔を空けているので、駆動ギア１２１及び伝達ギア１２２の振動を収束することが可能となり、ギア間に再び隙間が発生することを防止することが可能となる。

また、位置制御を行ってから所定時間経過後に駆動制御を行う際に、パルスモータ１１１を加速制御する時の加速度を時間経過に伴い順次低下させるので、パルスモータ起動時の騒音を小さくすることが可能となる。

また、位置制御を行った後に、振動検知部１１４により検知された振動が閾値以下になった場合、駆動制御を行うので、ギア間に存在する隙間が原因でパルスモータ起動時に発生する振動を、駆動制御を行う前に確実に除去することが可能となり、異音の発生を確実に抑制することが可能となる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、図４に示したモータ制御パターンのｔ２〜ｔ４区間をパターン１〜パターン３に分けた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、モータ制御パターンのｔ２〜ｔ４区間のパターン数は任意とすることが可能である。

上記実施の形態では、本発明の駆動機構制御装置を画像形成装置（プリンタ）に適用した場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の画像形成装置（複写機や複合機）にも適用することが可能である。

本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（図７のフローチャートを実行するためのプログラムを含む）をコンピュータ又はＣＰＵに供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが該供給されたプログラムを読出して実行することによって、達成することができる。

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記録した記憶媒体から直接供給されるか、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳ（オペレーティングシステム）に供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

また、本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体をコンピュータ又はＣＰＵに供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが記憶媒体に記憶されたプログラムを読出して実行することによっても、達成することができる。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現すると共に、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。

プログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク（登録商標）、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等がある。

上述した実施の形態の機能は、コンピュータから読出されたプログラムコードを実行することによるばかりでなく、コンピュータ上で稼動するＯＳ等がプログラムコードの指示に基づいて実際の処理の一部又は全部を行うことによっても実現することができる。

本発明の実施の形態に係る駆動機構制御装置としてのモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。 パルスモータの位置制御パターン及びモータ制御パターンの例を示す図である。 （ａ）は駆動ギアと伝達ギアとの間に隙間が存在している例を示す図、（ｂ）は駆動ギアと伝達ギアとの間の隙間を０に近づけるようにした例を示す図である。 パルスモータの位置制御パターン及びモータ制御パターンの例を示す図である。 （ａ）はモータ制御パターン（パターン１）のみでパルスモータを駆動した時の騒音の測定波形を示す図、（ｂ）はモータ制御パターン（パターン２）のみでパルスモータを駆動した時（ギア間に隙間有り）の騒音の測定波形を示す図、（ｃ）はモータ制御パターン（パターン２）のみでパルスモータを駆動した時（ギア間に隙間無し）の騒音の測定波形を示す図である。 モータ制御装置の振動検知部により検知した振動の測定波形を示す図である。 モータ制御装置の振動除去処理を示すフローチャートである。 画像形成装置の内部構成を示す構成図である。 画像形成装置のレジストモータの制御例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０１ 位置制御パターン
１０２ モータ制御パターン
１１１ パルスモータ（モータに対応）
１１２ 制御部（駆動制御手段、位置制御手段に対応）
１１３ 記憶部
１１４ 振動検知部（振動検知手段に対応）
１２１ 駆動ギア（駆動側ギアに対応）
１２２ 伝達ギア（被駆動側ギアに対応）
１２３ 隙間

Claims (9)

1. モータを駆動することで、前記モータの出力側に配設された駆動側ギアと前記駆動側ギアに噛合した被駆動側ギアを介して負荷に駆動力を伝達する駆動制御手段と、
   前記駆動制御手段により前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように前記駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行う位置制御手段とを備え、
   前記位置制御と前記駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定されることを特徴とする駆動機構制御装置。
2. 前記位置制御を行う際の前記モータの出力トルクが、前記駆動制御を行う際の前記モータの出力トルクと比較して小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１記載の駆動機構制御装置。
3. 前記位置制御を行う際の前記モータの励磁方式が、前記駆動制御を行う際の前記モータの励磁方式と比較して分解能が高くなるように設定されることを特徴とする請求項１記載の駆動機構制御装置。
4. 前記所定時間間隔は、前記モータの駆動に伴う振動の影響を受けないような時間間隔に設定されることを特徴とする請求項１記載の駆動機構制御装置。
5. 前記位置制御手段により前記位置制御を行ってから所定時間経過後に前記駆動制御手段により前記駆動制御を行う際に、前記モータを加速制御する時の加速度を時間経過に伴い順次低下させることを特徴とする請求項１記載の駆動機構制御装置。
6. 前記モータによる前記駆動側ギア及び前記被駆動側ギアの駆動に伴い発生する振動を検知する振動検知手段を更に備え、
   前記位置制御手段により前記位置制御を行った後に、前記振動検知手段により検知された振動が所定値以下になった場合、前記駆動制御手段により前記駆動制御を行うことを特徴とする請求項１記載の駆動機構制御装置。
7. 記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記請求項１乃至６の何れかに記載の駆動機構制御装置によりそれぞれ駆動制御され、記録材を供給する第１のローラを回転駆動する第１のモータと、前記第１のローラにより供給された記録材を前記画像形成手段の画像形成位置へ送り込む第２のローラを回転駆動する第２のモータとを備え、
   前記第２のローラの上流側で記録材を検知した時点から所定の時間経過後に、前記第２のモータに対して前記位置制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. モータを駆動することで、前記モータの出力側に配設された駆動側ギアと前記駆動側ギアに噛合した被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように前記駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行い、前記位置制御と前記駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定することを特徴とする駆動機構制御方法。
9. モータを駆動することで、前記モータの出力側に配設された駆動側ギアと前記駆動側ギアに噛合した被駆動側ギアを介して負荷に駆動力を伝達する駆動制御機能と、
   前記駆動制御機能により前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアを駆動する駆動制御を行う前に、前記駆動側ギアと前記被駆動側ギアの間に存在する隙間が解消されるように前記駆動側ギアを所定量移動させる位置制御を行う位置制御機能と、
   前記位置制御と前記駆動制御との間が所定時間間隔を有するように設定する設定機能を、コンピュータに実現させるためのプログラム。

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