JP2007003704A - Image forming apparatus - Google Patents

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隆 渡延
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus carrying out a process for controlling stabilization of variation in speed in a belt occurring due to eccentricity of a disc of an encoder in position control by a low cost method. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes: a transfer transportation belt 60, a transfer driving motor 302, an entrance roller 66, the encoder 301 with two sensors detecting the state of circulation movement of the transfer transportation belt 60, a composition circuit 501, a multiplier circuit 502, a counter 503 carrying out counting, a sampling circuit 504 and a data storing means storing data for signal generating timing for the two sensors when the belt performs circulation movement. When feed back control is carried out by a count value of the sampling circuit 504, the data storing means is referred to and when the signal generating timing for the two sensors vary at the same time, one of the output signals is delayed and signal processing is carried out thereafter. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer.

従来、フィードバック制御では、制御ゲインを上げることで負荷変動に対する応答性を良好にしたいところであるが、制御ゲインを上げるとディスクの1回転成分が大きくなり、結果的に色ずれが大きくなるため、実際には制御ゲインが低い状態で、フィードバック制御をせざるを得なかった。そのため本来制御したい他の変動成分の除去が十分に行われていなかった。この従動ローラに取り付けられたディスクの偏芯で発生する転写ベルトの速度変動を制御する方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。これは駆動ローラを定速で回転させ、エンコーダの出力から得られる角速度情報を少なくとも駆動ローラ1周期分にわたって取得し、駆動ローラの1/2周期で区切って前半部分と後半部分を足し合わせることで、駆動ローラによる偏芯の速度変動成分を相殺し、従動ローラによる速度変動分のみを抽出する。さらに画像形成時には、従動ローラから検出された角速度情報と前記速度変動分の差分を取ることで、ベルトの速度走行を一定にするものである。   Conventionally, in feedback control, it is desired to improve the response to load fluctuations by increasing the control gain. However, increasing the control gain increases the one-rotation component of the disk, resulting in increased color misregistration. In this case, the feedback control was unavoidable with a low control gain. For this reason, other fluctuation components that are originally desired to be controlled have not been sufficiently removed. A method of controlling the speed fluctuation of the transfer belt generated by the eccentricity of the disk attached to the driven roller is known (for example, see Patent Document 1). This is because the driving roller is rotated at a constant speed, the angular velocity information obtained from the output of the encoder is acquired over at least one period of the driving roller, and the first half part and the latter half part are added by dividing the driving roller by 1/2 period. The eccentric speed fluctuation component due to the driving roller is canceled out, and only the speed fluctuation due to the driven roller is extracted. Further, at the time of image formation, the speed running of the belt is made constant by taking the difference between the angular velocity information detected from the driven roller and the speed fluctuation.

ところで、カラー画像形成の代表的方法は、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を直接記録紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、しかる後に記録紙に一括して転写させる中間転写方式がある。この複数の感光体を記録紙または中間転写体に対向させ並べて配置することから、タンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の記録紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に転写する。   By the way, a typical method for forming a color image includes a direct transfer method in which toner images of different colors formed on a plurality of photoconductors are transferred while being directly superimposed on a recording sheet, and a color image formed on a plurality of photoconductors. There is an intermediate transfer method in which different toner images are transferred while being superimposed on an intermediate transfer member, and then transferred onto a recording sheet at once. Since the plurality of photoconductors are arranged to face the recording paper or the intermediate transfer member, it is called a tandem system, and yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) for each photoconductor. An electrophotographic process such as formation of an electrostatic latent image and development is executed for each of the colors, and the image is transferred onto a running recording sheet in the direct transfer method, and onto a running intermediate transfer member in the intermediate transfer method.

これらの各方式を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置では、直接転写方式にあっては、記録紙を支持しながら走行する無端ベルトを、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルトを採用するのが一般的である。そして4個の感光体を含む作像ユニットをベルトの一走行辺に並べて設置する。   In the tandem color image forming apparatus using each of these methods, the direct transfer method receives an endless belt that runs while supporting the recording paper, and the intermediate transfer method receives an image from a photoconductor. Generally, an endless belt to be carried is employed. Then, an image forming unit including four photoconductors is installed side by side on one running side of the belt.

上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、YMCK各色のトナー画像(ドット画像)を順に精度よく重ねることが色ズレの発生を防止するうえで重要である。そのためいずれの転写方式においても転写ベルトの速度変動による色ずれを回避するために、転写ユニットの複数個から構成されている従動軸のうちのひとつにエンコーダを取り付け、エンコーダの回転速度変動に応じて駆動ローラの回転速度をフィードバック制御するのは有効な手段となっている。   In the tandem color image forming apparatus, it is important to prevent the occurrence of color misregistration in order to accurately superimpose toner images (dot images) of each color of YMCK in order. Therefore, in any transfer system, in order to avoid color misregistration due to transfer belt speed fluctuation, an encoder is attached to one of the driven shafts composed of a plurality of transfer units, and the transfer speed is changed according to the rotation speed fluctuation of the encoder. Feedback control of the rotational speed of the drive roller is an effective means.

このフィードバック制御を実現する最も一般的な方法として、比例制御(PI制御)がある。これは、エンコーダの目標角変位Ref(n)とエンコーダの検出角変位P(n−1)との差から位置偏差e(n)を演算し、演算結果にローパスフィルタをかけて高周波ノイズを除去するとともに、制御ゲインをかけて、一定の標準駆動パルス周波数を加えて、駆動ローラに接続されている駆動モータの駆動パルス周波数を制御することで、常にエンコーダの出力が目標角変位で駆動されるように制御する方法である。   The most common method for realizing this feedback control is proportional control (PI control). This calculates the position deviation e (n) from the difference between the target angular displacement Ref (n) of the encoder and the detected angular displacement P (n-1) of the encoder, and applies a low-pass filter to the calculation result to remove high frequency noise. In addition, the output of the encoder is always driven at the target angular displacement by applying a control gain and adding a constant standard drive pulse frequency to control the drive pulse frequency of the drive motor connected to the drive roller. It is a method to control.

実際の制御としては、エンコーダパルスの出力の立上りエッジをカウントするカウンタと、制御周期(たとえば1msなど)ごとにカウントするカウンタを使用し、制御周期(1ms)間に移動する目標角変位の演算結果と、制御周期ごとに前記エンコーダカウント値を取得することで得られる検出角変位との差から、位置偏差を取得することができる。具体的な演算としては、エンコーダが取り付けられている従動軸のローラ径をφ15.615とすると以下のようになる。   As actual control, a counter that counts the rising edge of the output of the encoder pulse and a counter that counts every control cycle (for example, 1 ms) are used, and the calculation result of the target angular displacement that moves during the control cycle (1 ms). The position deviation can be acquired from the difference from the detected angular displacement obtained by acquiring the encoder count value for each control cycle. A specific calculation is as follows when the roller diameter of the driven shaft to which the encoder is attached is φ15.615.

e(n)=θ0×q−θ1×ne 単位:rad
e(n)[rad]:(今回のサンプリングにて演算された)位置偏差
θ0[rad]:制御周期あたりの移動角度(=2π×V×E−3/15.615π[rad])
θ1[rad]:エンコーダ1パルスあたりの移動角度(=2π/p[rad])
q:制御周期タイマのカウント値
V:ベルト線速[mm/s]
e (n) = θ0 × q−θ1 × ne Unit: rad
e (n) [rad]: Position deviation (calculated in this sampling) θ0 [rad]: Movement angle per control cycle (= 2π × V × E-3 / 15.615π [rad])
θ1 [rad]: Movement angle per encoder pulse (= 2π / p [rad])
q: Count value of control cycle timer V: Belt linear velocity [mm / s]

ここでたとえば制御周期1msでエンコーダの分解能を1回転当たり300パルスのものを使用し、転写ベルトを162mm/sで動作するようにフィードバック制御をかけた場合を想定すると以下のようになる。
θ0=2π×162×E−3/15.615π=0.0207487[rad]
θ1=2π/p=2π/300=0.0209439[rad]
以上の演算を制御周期毎に実行することで位置偏差を取得し、フィードバック制御を行う。
Here, for example, assuming that the control resolution is 300 ms and the encoder resolution is 300 pulses per revolution, and the feedback control is performed so that the transfer belt operates at 162 mm / s, the following is assumed.
θ0 = 2π × 162 × E-3 / 15.615π = 0.0207487 [rad]
θ1 = 2π / p = 2π / 300 = 0.0209439 [rad]
A position deviation is acquired by performing the above calculation for every control period, and feedback control is performed.

一般的なエンコーダの構成は、円周方向に数百単位の分解能で光を透過するスリットを有するディスクを従動ローラ軸に圧入して従動ローラと同時に回転するようになっていて、このスリットをセンサで検出することで、従動ローラの回転量に応じてパルス状のON/OFF信号を得ている。このパルス状のON/OFF信号を用いて従動ローラの移動角を検出することで、駆動ローラの回転速度を制御している。   A general encoder configuration is such that a disk having a slit that transmits light with a resolution of several hundred units in the circumferential direction is press-fitted into the driven roller shaft and rotates simultaneously with the driven roller. By detecting at this point, a pulsed ON / OFF signal is obtained according to the amount of rotation of the driven roller. The rotational speed of the driving roller is controlled by detecting the moving angle of the driven roller using this pulse-like ON / OFF signal.

特開2000−47547号公報JP 2000-47547 A

しかしながら,上記に示されるような従来の技術にあっては、ディスクの同芯度の加工精度の影響で、従動ローラにディスクを取り付けるときに、お互いにずれた状態で取り付けられる場合があり、この状態で回転すると、従動ローラは一定速度で回転しているにも関わらず、ディスクが偏芯した状態で回転される。これをセンサで読み取ると、ディスクの1回転成分がセンサ出力に出てしまう。   However, in the conventional technology as shown above, due to the processing accuracy of the concentricity of the disc, when the disc is attached to the driven roller, it may be attached in a state shifted from each other. When rotated in a state, the disk is rotated in an eccentric state even though the driven roller rotates at a constant speed. When this is read by the sensor, one rotation component of the disk is output to the sensor output.

さらに1回転成分をフィードバック制御により増幅して駆動ローラを回転させるため、ディスクの1回転ごとに転写ベルトの速度変動が発生し、色ずれが発生する。   Further, since one rotation component is amplified by feedback control to rotate the drive roller, the transfer belt speed fluctuates every time the disk rotates, and color misregistration occurs.

また、特許文献1に開示されている制御手法は、エンコーダのパルス間隔を一定クロックで計測し、駆動ローラを一定速度で回転させたときのエンコーダ速度変動分をフィードバック制御したときのエンコーダ速度から差し引くことで、ディスク偏芯で発生する速度変動をキャンセルし、エンコーダの速度を一定にしようと速度制御するもので、その制御を実現するためには少なくともエンコーダのパルス間隔から、ディスクの偏芯成分の影響を十分にサンプリングできるだけのクロックレートとそれを処理できる高速なハードウェア、および高い分解能のカウンタおよびタイマなどの計測手段が必要となり、コスト的にデメリットがある。   The control method disclosed in Patent Document 1 measures the pulse interval of the encoder with a constant clock, and subtracts the encoder speed fluctuation when the drive roller is rotated at a constant speed from the encoder speed when feedback control is performed. Therefore, the speed control is performed so as to cancel the speed fluctuation caused by the disk eccentricity and to keep the encoder speed constant. This requires a clock rate that can sample the effect sufficiently, high-speed hardware that can process it, and measurement means such as a high-resolution counter and timer, which are disadvantageous in terms of cost.

また、前記のようにエンコーダの目標角変位Ref(ni)とエンコーダの検出角変位P(n−1)との差から位置偏差e(n)を算出し、算出結果から駆動モータの駆動パルス周波数を制御する位置制御の場合、そもそも特許文献1に開示されている制御手法は適用できない。   Further, as described above, the position deviation e (n) is calculated from the difference between the target angular displacement Ref (ni) of the encoder and the detected angular displacement P (n−1) of the encoder, and the drive pulse frequency of the drive motor is calculated from the calculation result. In the case of position control for controlling the control method, the control method disclosed in Patent Document 1 cannot be applied.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置制御におけるエンコーダのディスクの偏芯によって発生するベルトの速度変動を安定化する制御を、安価な手法で処理を行う画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides an image forming apparatus that performs control by a low-cost method for stabilizing the speed fluctuation of a belt caused by eccentricity of an encoder disk in position control. The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、記録部材担持体と、前記記録部材担持体を駆動する駆動手段と、前記記録部材担持体の駆動により従動する少なくとも1つの従動部と、前記駆動手段または前記従動部の少なくとも1箇所に配置され、一定間隔で配置された複数のマークと、それぞれ180度ずれた位置に取り付けられ、前記マークを検出するための2つのセンサを有し、前記記録部材担持体の周動状態を検出するエンコーダと、前記2つのセンサの出力を合成する合成手段と、前記合成手段の合成信号を1/2に逓倍する逓倍手段と、前記1/2に逓倍された信号をカウントするカウンタと、前記カウンタから出力されるカウント値を一定のタイミングでサンプリングするサンプリング手段と、前記記録部材担持体が周動する際に出力される前記2つのセンサの信号発生タイミングのデータがあらかじめ格納されているデータ格納手段と、を備え、前記サンプリング手段により得られたカウント値により、制御目標値に対するフィードバッグ制御を行う際に、前記データ格納手段に格納されているデータを参照し、前記2つのセンサの信号発生タイミングが同時に変化する場合は、片方の出力信号を遅延させた上で以後の信号処理を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is driven by a recording member carrier, a driving means for driving the recording member carrier, and driving of the recording member carrier. At least one driven part, and a plurality of marks arranged at a fixed interval and disposed at at least one position of the driving means or the driven part, respectively, are attached at positions shifted by 180 degrees, for detecting the marks An encoder that has two sensors and detects the circumferential movement state of the recording member carrier, a combining unit that combines the outputs of the two sensors, and a multiplying unit that multiplies the combined signal of the combining unit by half. A counter that counts the signal multiplied by ½, sampling means that samples the count value output from the counter at a fixed timing, Data storage means for storing in advance the signal generation timing data of the two sensors output when the recording member carrier rotates, and the control target is determined by the count value obtained by the sampling means. When performing feedback control on the value, referring to the data stored in the data storage means, if the signal generation timing of the two sensors changes at the same time, after delaying one of the output signals, The signal processing is performed.

この請求項1の発明によれば、サンプリング手段により得られたカウント値により、制御目標値に対するフィードバッグ制御を行う際に、データ格納手段に格納されているデータを参照し、2つのセンサの信号発生タイミングが同時に変化する場合は、片方の出力信号を遅延させた上で以後の信号処理を行うことにより、位置制御におけるエンコーダのディスクの偏芯によって発生するベルトの速度変動を安定化する制御を行うことが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, when performing feedback control on the control target value based on the count value obtained by the sampling means, the data stored in the data storage means is referred to and the signals of the two sensors If the generation timing changes at the same time, delay the output signal of one of the signals and perform subsequent signal processing to control the belt speed fluctuation caused by the eccentricity of the encoder disk in position control. It becomes possible to do.

また、請求項2にかかる発明は、前記データ格納手段へのデータ入力は、前記エンコーダを画像形成装置に組み込む前に、前記2つのセンサの出力の信号発生タイミングを調べておき、必要な遅延量を外部入力手段からの入力で行なうことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the data input to the data storage means is performed by checking the signal generation timings of the outputs of the two sensors before the encoder is incorporated in the image forming apparatus. Is performed by an input from an external input means.

この請求項2の発明によれば、請求項1において、データ格納手段へのデータ入力は、前記エンコーダを画像形成装置に組み込む前に、2つのセンサの出力の信号発生タイミングを調べておき、必要な遅延量を外部入力手段からの入力で行なうことにより、たとえば市場でのサービスマンによる対応が可能になり、エンコーダ部品が交換されても最適な遅延量のかかった信号の入力が外部から入力しなおすことで、誤差のない狙いの周波数信号が得られる。   According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the data input to the data storage means is performed by checking the signal generation timing of the outputs of the two sensors before the encoder is incorporated in the image forming apparatus. By inputting an appropriate delay amount from an external input means, it becomes possible for a service person in the market to respond, for example, and even if the encoder part is replaced, the input of the signal with the optimum delay amount is input from the outside. By correcting, a target frequency signal without error can be obtained.

また、請求項3にかかる発明は、前記2つのセンサ出力の信号発生タイミングを検出する検出手段を備え、前記画像形成装置に前記エンコーダが組み込まれた時点で前記検出手段による検出を行い、必要な遅延量を画像形成装置自体が算出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a detecting means for detecting a signal generation timing of the two sensor outputs, the detection by the detecting means is performed when the encoder is incorporated in the image forming apparatus, and the necessary The delay amount is calculated by the image forming apparatus itself.

この請求項3の発明によれば、請求項1において、画像形成装置にエンコーダが組み込まれた時点で検出手段による検出を行い、必要な遅延量を画像形成装置自体が算出することにより、2つのセンサ出力が同時に変化しないタイミングになるように、片側のセンサ出力のみに遅延を掛けたうえで合成手段へ入力され、誤差のない狙いの周波数信号が得られる。   According to the third aspect of the present invention, in the first aspect, when the encoder is incorporated in the image forming apparatus, detection is performed by the detection means, and the necessary delay amount is calculated by the image forming apparatus itself. Only the sensor output on one side is delayed so that the sensor output does not change at the same time, and then input to the synthesizing means, and a target frequency signal without error is obtained.

また、請求項4にかかる発明は、前記検出手段は、ある一定時間ごとに発生タイミングを検出し、必要な遅延量を算出することを特徴とする。   Further, the invention according to claim 4 is characterized in that the detecting means detects the generation timing at every certain time and calculates a necessary delay amount.

この請求項4の発明によれば、請求項3において、検出手段が、ある一定時間ごとに発生タイミングを検出し、必要な遅延量を算出することにより、経時変化などを考慮した誤差のない狙いの周波数信号が得られる。   According to the fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the detection means detects the occurrence timing at every predetermined time and calculates a necessary delay amount, thereby avoiding an error-free aim in consideration of changes with time. The frequency signal is obtained.

また、請求項5にかかる発明は、前記エンコーダが駆動する際、前記2つのセンサの出力信号が同時に変化しないよう、あらかじめ相対位置が調整されたエンコーダを用いることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that an encoder whose relative position is adjusted in advance is used so that the output signals of the two sensors do not change simultaneously when the encoder is driven.

この請求項5の発明によれば、請求項1において、エンコーダが駆動する際、2つのセンサの出力信号が同時に変化しないよう、あらかじめ相対位置が調整されたエンコーダを用いることにより、2つのセンサの出力が同時に変化することがなくなり、誤差のない狙いの周波数信号が得られる。   According to the fifth aspect of the invention, in the first aspect, when the encoder is driven, the encoders of the two sensors are adjusted by using the encoders whose relative positions are adjusted in advance so that the output signals of the two sensors do not change simultaneously. The output does not change at the same time, and a target frequency signal without error can be obtained.

本発明(請求項1)にかかる画像形成装置は、サンプリング手段により得られたカウント値により、制御目標値に対するフィードバッグ制御を行う際に、データ格納手段に格納されているデータを参照し、2つのセンサの信号発生タイミングが同時に変化する場合は、片方の出力信号を遅延させた上で以後の信号処理を行うため、位置制御におけるエンコーダのディスクの偏芯によって発生するベルトの速度変動を安定化する制御を安価な構成で行うことができるという効果を奏する。   The image forming apparatus according to the present invention (Claim 1) refers to the data stored in the data storage means when performing feedback control with respect to the control target value based on the count value obtained by the sampling means. When the signal generation timing of two sensors changes at the same time, the output speed of one of the sensors is delayed before the subsequent signal processing is performed, so that the belt speed fluctuation caused by the eccentricity of the encoder disk in position control is stabilized. There is an effect that the control to be performed can be performed with an inexpensive configuration.

また、本発明(請求項2)にかかる画像形成装置は、請求項1において、データ格納手段へのデータ入力は、前記エンコーダを画像形成装置に組み込む前に、2つのセンサの出力の信号発生タイミングを調べておき、必要な遅延量を外部入力手段からの入力で行なうことにより、たとえば市場でのサービスマンによる対応が可能になり、エンコーダ部品が交換されても最適な遅延量のかかった信号の入力が外部から入力しなおすことで、誤差のない狙いの周波数信号を得ることができるという効果を奏する。   The image forming apparatus according to the second aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the data input to the data storage means is the signal generation timing of the outputs of the two sensors before the encoder is incorporated into the image forming apparatus. If the necessary delay amount is input from the external input means, for example, it becomes possible for a service person in the market to respond, and even if the encoder part is replaced, the signal with the optimum delay amount By re-inputting the input from the outside, there is an effect that a target frequency signal without error can be obtained.

また、本発明(請求項3)にかかる画像形成装置は、請求項1において、画像形成装置にエンコーダが組み込まれた時点で検出手段による検出を行い、必要な遅延量を画像形成装置自体が算出することにより、2つのセンサ出力が同時に変化しないタイミングになるように、片側のセンサ出力のみに遅延を掛けたうえで合成手段へ入力され、誤差のない狙いの周波数信号を得ることができるという効果を奏する。   According to a third aspect of the present invention, the image forming apparatus according to the first aspect performs detection by a detecting unit when the encoder is incorporated in the image forming apparatus, and the image forming apparatus itself calculates a necessary delay amount. By doing so, it is possible to obtain a target frequency signal with no error by delaying only one sensor output so that the two sensor outputs do not change at the same time and then inputting to the combining means. Play.

また、本発明(請求項4)にかかる画像形成装置は、請求項3において、検出手段が、ある一定時間ごとに発生タイミングを検出し、必要な遅延量を算出することにより、経時変化などを考慮した誤差のない狙いの周波数信号を得ることができるという効果を奏する。   The image forming apparatus according to the present invention (Claim 4) is the image forming apparatus according to Claim 3, in which the detecting means detects the occurrence timing at every certain time and calculates a necessary delay amount, so that the change with time is detected. There is an effect that it is possible to obtain a target frequency signal with no error in consideration.

また、本発明(請求項5)にかかる画像形成装置は、請求項1において、エンコーダが駆動する際、2つのセンサの出力信号が同時に変化しないよう、あらかじめ相対位置が調整されたエンコーダを用いることにより、2つのセンサの出力が同時に変化することがなくなり、誤差のない狙いの周波数信号を得ることができるという効果を奏する。   The image forming apparatus according to the present invention (Claim 5) uses the encoder according to Claim 1 in which the relative position is adjusted in advance so that the output signals of the two sensors do not change simultaneously when the encoder is driven. As a result, the outputs of the two sensors do not change at the same time, and there is an effect that a target frequency signal without error can be obtained.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態)
本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ(以下「レーザプリンタ」という)に適用した一つの実施の形態について図1、図2で説明する。
(Embodiment)
One embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color laser printer (hereinafter referred to as “laser printer”) as an image forming apparatus will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の実施の形態にかかるレーザプリンタの概略構成を示す説明図である。このレーザプリンタは、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のトナー像形成部1Y、1M、1C、1K(以下、各符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す)が、記録紙100の移動方向(図中の矢印Aに沿って転写搬送ベルト60が走行する方向)における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように、かつ記録紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a laser printer according to an embodiment of the present invention. This laser printer includes four toner image forming units 1Y, 1M, 1C, 1K (hereinafter referred to as “yellow” (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K)). The subscripts Y, M, C, and K of the reference numerals indicate yellow, magenta, cyan, and black members, respectively, and the transfer direction of the recording paper 100 (along arrow A in the drawing). 60 in the traveling direction) are arranged in order from the upstream side. Each of the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K includes photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K as image carriers and a developing unit. The arrangement of the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K is set so that the rotation axes of the photosensitive drums are parallel to each other and arranged at a predetermined pitch in the recording paper moving direction. Yes.

本レーザプリンタは、上記トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kのほか、光書込ユニット2、給紙カセット3,4、レジストローラ対5、記録紙100を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての転写ユニット6、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8などを備えている。また、手差しトレイMF、トナー補給容器TCを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースSの中に備えている。   In addition to the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the laser printer carries the optical writing unit 2, the paper feed cassettes 3 and 4, the registration roller pair 5, and the recording paper 100, and each toner image forming unit. A transfer unit 6 as a belt driving device having a transfer conveyance belt 60 as a transfer conveyance member that conveys the sheet so as to pass through the transfer position, a belt fixing type fixing unit 7, a paper discharge tray 8, and the like. In addition, a manual feed tray MF and a toner supply container TC are provided, and a waste toner bottle, a duplex / reversing unit, a power supply unit, and the like (not shown) are also provided in a space S indicated by a two-dot chain line.

上記光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、fθレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面にレーザ光を走査しながら照射する。   The optical writing unit 2 includes a light source, a polygon mirror, an fθ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K while scanning with laser light based on image data.

図2は、上記転写ユニット6の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット6で使用した転写搬送ベルト60は、体積抵抗率が109〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。この転写搬送ベルト60は、各トナー像形成部の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ61〜68に掛け回されている。なお、これらローラのうち、符号61を入口ローラ、符号63を転写駆動ローラ、符号66を右下ローラ、符号68をバックアップローラと適宜記述する。   FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of the transfer unit 6. The transfer conveyance belt 60 used in the transfer unit 6 is a high-resistance endless single-layer belt having a volume resistivity of 109 to 1011 Ωcm, and the material thereof is PVDF (polyvinylidene fluoride). The transfer conveyance belt 60 is wound around support rollers 61 to 68 so as to pass through the transfer positions that are in contact with and face the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K of the toner image forming units. Of these rollers, reference numeral 61 is appropriately described as an entrance roller, reference numeral 63 is a transfer driving roller, reference numeral 66 is a lower right roller, and reference numeral 68 is a backup roller.

これらの支持ローラのうち、記録紙移動方向上流側の支持ローラ(入口ローラ)61には、電源65aから所定電圧が印加された静電吸着ローラ80が対向するように転写搬送ベルト60の外周面に配置されている。2つの支持ローラ61,62の間を通過した記録紙100は転写搬送ベルト60上に静電吸着される。   Out of these supporting rollers, the outer peripheral surface of the transfer / conveying belt 60 is opposed to the supporting roller (entrance roller) 61 on the upstream side in the recording sheet moving direction so that the electrostatic adsorption roller 80 to which a predetermined voltage is applied from the power source 65a is opposed. Is arranged. The recording paper 100 that has passed between the two support rollers 61 and 62 is electrostatically adsorbed onto the transfer conveyance belt 60.

符号63は転写搬送ベルト60を摩擦駆動する転写駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。   Reference numeral 63 denotes a transfer driving roller for frictionally driving the transfer conveyance belt 60, which is connected to a driving source (not shown) and rotates in the direction of the arrow.

各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラム11Y,11M,11Cに対向する位置には、転写搬送ベルト60の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材67Y、67M、67C、67Kを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源9Y、9M、9C、9Kからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト60に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト60と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また、上記転写が行なわれる領域での記録紙100と感光体ドラム11Y,11M,11Cの接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ68を備えている。   As a transfer electric field forming means for forming a transfer electric field at each transfer position, transfer bias applying members 67Y, 67M, 67M, 67M, 67C and 67K are provided. These are bias rollers provided with a sponge or the like on the outer periphery, and a transfer bias is applied to the roller core from each transfer bias power source 9Y, 9M, 9C, 9K. Due to the action of the applied transfer bias, a transfer charge is applied to the transfer conveyance belt 60, and a transfer electric field having a predetermined strength is formed between the transfer conveyance belt 60 and the surface of the photosensitive drum at each transfer position. Further, a backup roller 68 is provided in order to keep the contact between the recording paper 100 and the photosensitive drums 11Y, 11M, and 11C in the transfer area and to obtain the best transfer nip.

上記転写バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は、回転可能に揺動ブラケット93に一体的に保持され、回動軸94を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸97に固定されたカム96が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。   The transfer bias applying members 67Y, 67M, and 67C and the backup roller 68 disposed in the vicinity thereof are integrally held by the swing bracket 93 so as to be rotatable, and can be rotated around a rotation shaft 94. This rotation is clockwise when the cam 96 fixed to the cam shaft 97 is rotated in the direction of the arrow.

上記入口ローラ61と吸着ローラ80は一体的に、入り口ローラブラケット90に支持され、軸91を回動中心として、図2の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット93に設けた穴95と、入り口ローラブラケット90に固植されたピン92が係合しており、前記揺動ブラケット93の回動と連動して回動する。これらの入り口ローラブラケット90、揺動ブラケット93の時計方向の回動により、バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は感光体ドラム11Y,11M,11Cから離され、入り口ローラ61と吸着ローラ80も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体ドラム11Y,11M,11Cと転写搬送ベルト60の接触を避けることが可能となっている。   The entrance roller 61 and the suction roller 80 are integrally supported by the entrance roller bracket 90, and can be rotated clockwise from the state shown in FIG. A hole 95 provided in the swing bracket 93 and a pin 92 fixed to the entrance roller bracket 90 are engaged with each other, and rotate in conjunction with the rotation of the swing bracket 93. By the clockwise rotation of the entrance roller bracket 90 and the swinging bracket 93, the bias applying members 67Y, 67M, and 67C and the backup roller 68 disposed in the vicinity thereof are separated from the photosensitive drums 11Y, 11M, and 11C. The entrance roller 61 and the suction roller 80 also move downward. It is possible to avoid contact between the photosensitive drums 11Y, 11M, and 11C and the transfer / conveying belt 60 when forming a black-only image.

一方、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68は出口ブラケット98に回転可能に支持され、出口ローラ62と同軸の軸99を中心として回動可能にしてある。転写ユニット6を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体ドラム11Kから、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68を離間させるようにしてある。   On the other hand, the transfer bias applying member 67K and the backup roller 68 adjacent to the transfer bias applying member 67K are rotatably supported by the outlet bracket 98, and are rotatable about a shaft 99 coaxial with the outlet roller 62. When the transfer unit 6 is attached to or detached from the main body, the transfer unit 6 is rotated clockwise by an operation of a handle (not shown) to transfer the transfer bias applying member 67K and the backup roller 68 adjacent thereto from the photosensitive drum 11K for black image formation. Are separated from each other.

転写駆動ローラ63に巻きつけられた転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置85が接触するように配置されている。このクリーニング装置85により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。   A cleaning device 85 including a brush roller and a cleaning blade is disposed on the outer peripheral surface of the transfer conveyance belt 60 wound around the transfer driving roller 63. The cleaning device 85 removes foreign matters such as toner adhering to the transfer conveyance belt 60.

転写搬送ベルト60の走行方向で駆動ローラ63より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ64を設け、駆動ローラ83への巻きつけ角を確保している。ローラ64よりさらに下流の転写搬送ベルト60のループ内に、押圧部材(ばね)69でベルトにテンションを与えるテンションローラ65を備えている。   A roller 64 is provided downstream of the driving roller 63 in the traveling direction of the transfer conveyance belt 60 in a direction to push the outer peripheral surface of the transfer conveyance belt, and a winding angle around the drive roller 83 is ensured. A tension roller 65 that applies tension to the belt with a pressing member (spring) 69 is provided in a loop of the transfer conveyance belt 60 further downstream from the roller 64.

先に示した図1中の一点鎖線は、記録紙100の搬送経路を示している。給紙カセット3、4あるいは手差しトレイMFから給送された記録紙100は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対5が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対5により所定のタイミングで送出された記録紙100は、転写搬送ベルト60に担持され、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。   The one-dot chain line in FIG. 1 shown above indicates the conveyance path of the recording paper 100. The recording paper 100 fed from the paper feed cassettes 3 and 4 or the manual feed tray MF is transported by a transport roller while being guided by a transport guide (not shown), and is transported to a temporary stop position where the registration roller pair 5 is provided. The recording paper 100 delivered by the registration roller pair 5 at a predetermined timing is carried on the transfer conveyance belt 60, conveyed toward the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, and passes through the transfer nips. .

各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの感光体ドラム11Y、11M、11C、11K上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで記録紙100に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて記録紙100上に転写される。この重ね合わせの転写により、記録紙100上にはフルカラートナー像が形成される。   The toner images developed on the toner drums 11Y, 11M, 11C, and 11K of the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are superimposed on the recording paper 100 at the respective transfer nips, and the transfer electric field and nip It is transferred onto the recording paper 100 under the action of pressure. By this superposition transfer, a full color toner image is formed on the recording paper 100.

トナー像転写後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、さらに除電されてつぎの静電潜像の形成に備えられる。   The surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K after the toner image transfer are cleaned by a cleaning device, and are further neutralized to prepare for the formation of the next electrostatic latent image.

一方、フルカラートナー像が形成された記録紙100は、定着ユニット7でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドGの回動姿勢に対応して、第1の排紙方向Bまたは第2の排紙方向Cに向かう。第1の排紙方向Bから排紙トレイ8上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方、第2の排紙方向Cに排出される場合には、図示していない別の後処理装置(ソータ、綴じ装置など)に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対5に搬送される。   On the other hand, after the full color toner image is fixed by the fixing unit 7, the recording paper 100 on which the full color toner image is formed corresponds to the rotation direction of the switching guide G in the first paper discharge direction B or the second paper discharge direction B. In the paper discharge direction C. When the paper is discharged from the first paper discharge direction B onto the paper discharge tray 8, it is stacked in a so-called face-down state with the image surface down. On the other hand, when the paper is discharged in the second paper discharge direction C, it is conveyed toward another post-processing device (not shown) (such as a sorter or a binding device) or again for double-sided printing via a switchback unit. It is conveyed to the registration roller pair 5.

以上の構成により記録紙100にフルカラー画像の形成を行っている。上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止するうえで重要である。しかしながら転写ユニット6で使用している駆動ローラ63、入口ローラ61、出口ローラ99、転写搬送ベルト60は部品製造時に数十μm単位の製造誤差が発生する。この誤差により各部品が一回転するときに発生する変動成分が転写搬送ベルト60上に伝達され、用紙の搬送速度が変動することで、各感光体ドラム11Y,11M,11C,11K上のトナーが記録紙100に転写されるタイミングに微妙なずれが生じ、副走査方向に色ずれが発生してしまう。特にこの実施の形態のように1200×1200DPIなどの微小ドットで画像を形成する装置では、数μmのタイミングのずれが色ずれとして目立ってしまう。この実施の形態では、右下ローラ66の軸上にエンコーダを設け、エンコーダの回転速度を検出し、駆動ローラ63の回転をフィードバック制御することで転写ベルト60を一定走行するようにしている。   With the above configuration, a full color image is formed on the recording paper 100. In the tandem color image forming apparatus, it is important to prevent the occurrence of color misregistration by accurately superimposing the toner images of the respective colors. However, the drive roller 63, the entrance roller 61, the exit roller 99, and the transfer / conveying belt 60 used in the transfer unit 6 are subject to a manufacturing error of several tens of μm when the parts are manufactured. Due to this error, a fluctuation component generated when each part makes one rotation is transmitted to the transfer conveyance belt 60, and the conveyance speed of the paper fluctuates, so that the toner on each of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K is transferred. A slight shift occurs in the timing of transfer to the recording paper 100, and a color shift occurs in the sub-scanning direction. In particular, in an apparatus that forms an image with minute dots such as 1200 × 1200 DPI as in this embodiment, a timing shift of several μm is conspicuous as a color shift. In this embodiment, an encoder is provided on the shaft of the lower right roller 66, the rotation speed of the encoder is detected, and the rotation of the drive roller 63 is feedback-controlled so that the transfer belt 60 travels constantly.

図3に転写ユニット6の主要部品の構成および制御系のブロック図を示す。転写駆動ローラ63はタイミングベルト303によって転写駆動モータ302の駆動ギアと接続していて、駆転写動モータ302を回転駆動することで転写駆動モータ302の駆動速度に比例して回転される。転写駆動ローラ63が回転することによって転写搬送ベルト60が駆動され、転写搬送ベルト60が駆動されることによって右下ローラ66が回転する。この実施の形態では右下ローラ66の軸上にエンコーダ301を配置していて、右下ローラ66の回転速度をエンコーダ301で検出することで転写駆動モータ302の速度制御を行っている。これは前述したように転写搬送ベルト60の速度変動で色ずれが発生するため、速度変動を最小限とするために行っている。   FIG. 3 shows a configuration of main parts of the transfer unit 6 and a block diagram of a control system. The transfer drive roller 63 is connected to the drive gear of the transfer drive motor 302 by a timing belt 303, and is rotated in proportion to the drive speed of the transfer drive motor 302 by rotating the drive transfer motor 302. When the transfer driving roller 63 rotates, the transfer conveyance belt 60 is driven, and when the transfer conveyance belt 60 is driven, the lower right roller 66 rotates. In this embodiment, the encoder 301 is arranged on the axis of the lower right roller 66, and the rotational speed of the lower right roller 66 is detected by the encoder 301 to control the speed of the transfer drive motor 302. This is performed in order to minimize the speed fluctuation because the color shift occurs due to the speed fluctuation of the transfer conveyance belt 60 as described above.

すなわち、発光素子402、406からの光をディスク401(図4、図5参照)を通してそれぞれ受光素子403、407で受光し、この2つの出力を合成回路501に入力して合成する。さらに合成回路501で合成された出力を逓倍回路502で1/2逓倍し、この1/2逓倍された信号をカウンタ503でカウントし、サンプリング回路504でカウンタのカウント値を一定タイミングでサンプリングする構成とし、サンプリング回路504により得られたカウント値により、制御目標値に対するフィードバッグ制御を行う際に、転写搬送ベルト60が周動する際に出力される2つのセンサ(発光素子402、406)の信号発生タイミング(発生タイミングデータ800)をあらかじめ調べておき、両者が同時に変化する場合は、片方の出力信号を遅延させた上で以後の信号処理を行う。この制御の詳細については後述する。   That is, light from the light emitting elements 402 and 406 is received by the light receiving elements 403 and 407 through the disc 401 (see FIGS. 4 and 5), respectively, and these two outputs are input to the combining circuit 501 to be combined. Further, the output synthesized by the synthesis circuit 501 is multiplied by ½ by the multiplication circuit 502, the signal multiplied by ½ is counted by the counter 503, and the count value of the counter is sampled at a constant timing by the sampling circuit 504. The signals of the two sensors (light emitting elements 402 and 406) that are output when the transfer conveyance belt 60 rotates when performing feedback control with respect to the control target value based on the count value obtained by the sampling circuit 504. The generation timing (generation timing data 800) is checked in advance, and if both change simultaneously, the output signal of one side is delayed and the subsequent signal processing is performed. Details of this control will be described later.

図4および図5に右下ローラ66とエンコーダ301の詳細構成を示す。エンコーダ301はディスク401、発光素子402、406、受光素子403、407、圧入ブッシュ404・405から構成されている。ディスク401は右下ローラ66の軸上に圧入ブッシュ404・405を圧入することで固定され、右下ローラ66の回転と同時に回転するようになっている。またディスク401には円周方向に数百単位の分解能で光を透過するスリットを有していて、その両側に発光素子402、406、と受光素子403、407が180度ずれた位置に配置し、右下ローラ66の回転量に応じてパルス状のON/OFF信号を得ている。このパルス状のON/OFF信号を用いて右下ローラ66の移動角(以下、角変位と記述する)を検出することで、転写駆動モータ302の駆動量を制御している。   4 and 5 show detailed configurations of the lower right roller 66 and the encoder 301. FIG. The encoder 301 includes a disk 401, light emitting elements 402 and 406, light receiving elements 403 and 407, and press-fitting bushes 404 and 405. The disc 401 is fixed by press-fitting press-fitting bushes 404 and 405 on the shaft of the lower right roller 66, and is rotated simultaneously with the rotation of the lower right roller 66. The disc 401 has slits that transmit light with a resolution of several hundred units in the circumferential direction, and the light emitting elements 402 and 406 and the light receiving elements 403 and 407 are arranged at positions shifted by 180 degrees on both sides thereof. A pulsed ON / OFF signal is obtained according to the rotation amount of the lower right roller 66. The driving amount of the transfer driving motor 302 is controlled by detecting the moving angle of the lower right roller 66 (hereinafter referred to as angular displacement) using this pulse-like ON / OFF signal.

ディスク401を右下ローラ66に圧入するときの同軸穴の加工には数μmの誤差が発生し、これをゼロにすることは部品精度(加工精度)などを考慮すると実質的には不可能である。そのためディスク401を右下ローラ66に取り付けるときに、お互いにずれた状態で取り付けられる場合があり、この状態で回転すると、右下ローラ66は一定速度で回転しているにも関わらず、ディスク401が偏芯した状態で回転される。これをセンサで読み取ると、ディスクの1周期ごとに角変位変動が発生する。   An error of several μm occurs in the machining of the coaxial hole when the disc 401 is press-fitted into the lower right roller 66, and it is practically impossible to reduce this to zero in consideration of component accuracy (machining accuracy). is there. Therefore, when the disc 401 is attached to the lower right roller 66, it may be attached in a state of being shifted from each other. When the disc 401 is rotated in this state, the disc 401 is rotated even though the lower right roller 66 is rotating at a constant speed. Is rotated in an eccentric state. When this is read by a sensor, angular displacement fluctuations occur every cycle of the disk.

駆動モータ302を一定速度で駆動し、エンコーダ301のカウント値を一定タイミングでサンプリング回路504(図3参照)によってサンプリングしたときの2つの受光素子403,407のサンプリング結果を図6−1,2に示す。図6−1はディスク401の偏芯がない状態でのサンプリング結果で、図6−2は偏芯があるときのサンプリング結果を示している。通常、ディスク401の偏芯がない状態では、右肩上がりのサンプリング結果となるが、偏芯がある場合には正弦波上のサンプリング結果となる。そして、2つの受光素子403,407が180度ずれた位置に配置されているため、サンプリング結果の正弦波の位相は180度ずれたものとなる。   The sampling results of the two light receiving elements 403 and 407 when the drive motor 302 is driven at a constant speed and the count value of the encoder 301 is sampled by the sampling circuit 504 (see FIG. 3) at a constant timing are shown in FIGS. Show. FIG. 6A is a sampling result when the disk 401 is not eccentric, and FIG. 6B is a sampling result when the disk 401 is eccentric. Normally, when the disc 401 is not decentered, the sampling result rises to the right, but when there is decentration, the sampling result is a sine wave. Since the two light receiving elements 403 and 407 are arranged at positions shifted by 180 degrees, the phase of the sine wave of the sampling result is shifted by 180 degrees.

すなわち、この2つのサンプリング結果を合成して、ディスク401の偏芯による角変位変動を打ち消すことができる。本発明はこの2つのサンプリング結果を合成回路501で合成することで、ディスク401の偏芯の影響を受けない比例制御演算を行い、転写搬送ベルト60の速度を一定にすることを特徴としている。   In other words, the two sampling results can be combined to cancel the angular displacement fluctuation caused by the eccentricity of the disk 401. The present invention is characterized in that the two sampling results are synthesized by the synthesis circuit 501, thereby performing proportional control calculation that is not affected by the eccentricity of the disk 401 and making the speed of the transfer conveyance belt 60 constant.

以下に2つの受光素子403,407の出力合成の具体的な方法を説明する。図9は本発明の出力合成を実施するためのブロック図である。受光素子403、407の出力信号は合成回路501に入力されており、合成後はさらに逓倍回路502を経由し、その逓倍回路502内では、用意された基準クロックで同期をとり1/2の周波数に逓倍され出力される。そして、この出力信号を用いて駆動制御を行う。   A specific method for combining the outputs of the two light receiving elements 403 and 407 will be described below. FIG. 9 is a block diagram for implementing the output synthesis of the present invention. The output signals of the light receiving elements 403 and 407 are input to the synthesizing circuit 501, and after synthesizing, the signals further pass through the multiplier circuit 502. In the multiplier circuit 502, the frequency is halved by synchronizing with the prepared reference clock. Multiply to output. Then, drive control is performed using this output signal.

なお、合成回路501の前段には遅延回路505も用意されている。合成は一般的にはOR合成が簡易であるが、仮に2つのセンサ出力が重なった場合、単純にクロックが1つ減ってしまうことになり、結果として得られる周波数に誤差が生じてしまう。この遅延回路505はこの誤差を抑えるためのもので、CPU901などの制御部が、意図して片方の出力信号のタイミングを遅延できるようになっている。これにより、2つのセンサ出力の合成回路501への入力タイミングをずらすことが可能となり、かつ周波数はそのままであるので、合成回路501、逓倍回路502後の信号は正確に周波数が合成されたものとなる。   Note that a delay circuit 505 is also provided before the synthesis circuit 501. In general, OR synthesis is simple, but if two sensor outputs overlap, the clock is simply reduced by one, resulting in an error in the resulting frequency. The delay circuit 505 is for suppressing this error, and a control unit such as the CPU 901 can intentionally delay the timing of one output signal. As a result, the input timing of the two sensor outputs to the synthesis circuit 501 can be shifted, and the frequency remains unchanged. Therefore, the signals after the synthesis circuit 501 and the multiplication circuit 502 are accurately synthesized. Become.

以後の制御処理についても具体的に以下に説明する。図7は、本発明の実施の形態にかかる駆動制御方法を実施するための駆動制御装置のブロック図である。以下、この実施の形態の駆動制御装置を上記実施の形態の回転体駆動装置に適用した場合について説明する。   The subsequent control processing will be specifically described below. FIG. 7 is a block diagram of a drive control apparatus for carrying out the drive control method according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the case where the drive control apparatus of this embodiment is applied to the rotating body drive apparatus of the above embodiment will be described.

図7において、エンコーダ301の目標角変位Ref(n)とエンコーダ301の検出角変位P(n−1)との差e(n)は、制御コントローラ部801に入力される。この制御コントローラ部801は、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ802と、比例要素(ゲインKp)803とを備えている。制御コントローラ部801では、転写駆動モータ302の駆動に用いる標準駆動パルス周波数に対する補正量が求められ、演算部804に与えられる。演算部804では、一定の標準駆動パルス周波数Refp_cに上記補正量が加えられ、駆動パルス周波数f(n)が決定される。   In FIG. 7, the difference e (n) between the target angular displacement Ref (n) of the encoder 301 and the detected angular displacement P (n−1) of the encoder 301 is input to the control controller unit 801. The control controller unit 801 includes a low-pass filter 802 for removing high frequency noise and a proportional element (gain Kp) 803. In the control controller unit 801, a correction amount for the standard drive pulse frequency used for driving the transfer drive motor 302 is obtained and provided to the calculation unit 804. In the calculation unit 804, the correction amount is added to the constant standard drive pulse frequency Refp_c to determine the drive pulse frequency f (n).

また、目標角変位Ref(n)には、事前に駆動モータ302を一定速度で駆動したときに計測したエンコーダ301のディスク401の偏芯による検出角変位誤差が加算され、エンコーダ301の検出角変位P(n−1)との差e(n)をとることで、差分の変位量の演算を行う。なお、ディスク401の偏芯による検出角変位誤差の加算は、ディスク401の回転によって検出されるマークセンサの出力タイミングに応じて、周期的に繰り返されるように加算される。   Also, the detected angular displacement error of the encoder 301 due to the eccentricity of the disk 401 of the encoder 301 measured in advance when the drive motor 302 is driven at a constant speed is added to the target angular displacement Ref (n). The difference displacement amount is calculated by taking the difference e (n) from P (n−1). The detection angular displacement error due to the eccentricity of the disk 401 is added so as to be repeated periodically according to the output timing of the mark sensor detected by the rotation of the disk 401.

図8は、この実施の形態における転写駆動モータ302の制御系および制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。この制御系は、上記エンコーダ301の出力信号に基づいて転写駆動モータ302の駆動パルスをデジタル制御するものである。この制御系は、CPU901、RAM902、ROM903、IO制御部904、転写モータ駆動I/F部906、ドライバ907、検出IO部908、バス909、外部装置910を備えている。   FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the transfer drive motor 302 and a hardware configuration to be controlled in this embodiment. This control system digitally controls the drive pulse of the transfer drive motor 302 based on the output signal of the encoder 301. This control system includes a CPU 901, a RAM 902, a ROM 903, an IO control unit 904, a transfer motor drive I / F unit 906, a driver 907, a detection IO unit 908, a bus 909, and an external device 910.

上記CPU901は外部装置910から入力される画像データの受信および制御コマンドの送受信制御をはじめ、本画像形成装置全体の制御を行っている。また、ワーク用として用いるRAM901およびプログラムを格納するROM903、IO制御部904はバス909を介して相互に接続され、CPU901からの指示によりデータのリード/ライト処理および各負荷905を駆動するモータ、クラッチ、ソレノイド、センサなど各種の動作を実行する。   The CPU 901 controls the entire image forming apparatus including the reception of image data input from the external apparatus 910 and the transmission / reception control of control commands. A RAM 901 used for work, a ROM 903 for storing a program, and an IO control unit 904 are connected to each other via a bus 909, and a motor and a clutch that drive data load / read processing and loads 905 according to instructions from the CPU 901. Various operations such as solenoids and sensors are executed.

転写モータ駆動モータIF906は、CPU901からの駆動指令により、ドライバ907を介して転写駆動モータ302に対して駆動パルス信号を出力する。駆動パルス信号の周波数に応じて転写駆動モータ302が回転駆動されるため駆動速度制御の可変が可能となる。   The transfer motor drive motor IF 906 outputs a drive pulse signal to the transfer drive motor 302 via the driver 907 in response to a drive command from the CPU 901. Since the transfer drive motor 302 is driven to rotate according to the frequency of the drive pulse signal, the drive speed control can be varied.

エンコーダ305の出力信号は、検出IO部908に入力される。検出IO部908は、受光素子(エンコーダセンサ)403、407の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。また、この検出IO部908では、受光素子(エンコーダセンサ)403、407の出力パルスを計数するカウンタを備えている。そして、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけて右下ローラ66の角変位に対応するデジタル数値に変換する。このディスク401の角変位に対応するデジタル数値の信号は、バス909を介してCPU901に送られる。   An output signal of the encoder 305 is input to the detection IO unit 908. The detection IO unit 908 processes the output pulses of the light receiving elements (encoder sensors) 403 and 407 and converts them into digital numerical values. The detection IO unit 908 includes a counter that counts output pulses of the light receiving elements (encoder sensors) 403 and 407. Then, the numerical value counted by this counter is multiplied by a predetermined conversion constant of the pulse number diagonal displacement to convert it into a digital numerical value corresponding to the angular displacement of the lower right roller 66. A digital numerical value signal corresponding to the angular displacement of the disk 401 is sent to the CPU 901 via the bus 909.

上記転写モータ駆動IF部906は、上記CPU901から送られてきた駆動周波数の指令信号に基づいて、当該駆動周波数を有するパルス状の制御信号を生成する。   The transfer motor drive IF unit 906 generates a pulsed control signal having the drive frequency based on the drive frequency command signal sent from the CPU 901.

上記ドライバ907は、パワー半導体素子(たとえばトランジスタ)等で構成されている。このドライバ907は、上記転写モータ駆動IF部906から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、転写駆動モータ302にパルス状の駆動電圧を印加する。この結果、転写駆動モータ302は、CPU901から出力される所定の駆動周波数で駆動制御される。これにより、ディスク401の角変位が目標角変位に従うように追値制御され、右下ローラ66が所定の角変位で回転する。ディスク401の角変位は、受光素子(エンコーダセンサ)403、407と検出IO部908により検出され、CPU901に取り込まれ、制御が繰り返される。   The driver 907 is composed of a power semiconductor element (for example, a transistor). The driver 907 operates based on the pulsed control signal output from the transfer motor drive IF unit 906 and applies a pulsed drive voltage to the transfer drive motor 302. As a result, the transfer drive motor 302 is driven and controlled at a predetermined drive frequency output from the CPU 901. As a result, the additional value is controlled so that the angular displacement of the disk 401 follows the target angular displacement, and the lower right roller 66 rotates at a predetermined angular displacement. The angular displacement of the disk 401 is detected by the light receiving elements (encoder sensors) 403 and 407 and the detection IO unit 908, and is taken into the CPU 901 and the control is repeated.

図12に本制御を実現する上でのタイミングチャートを示す。まず、検出IO部908で計測されるエンコーダパルスカウンタ1のカウント値は、エンコーダパルスの出力の立上りエッジによりインクリメントされる。また、本制御の制御周期は1msであり、制御周期タイマによるCPU901への割込みがかかるごとに制御周期タイマカウンタのカウント値がインクリメントされる。タイマのスタートは、転写駆動モータ302のスルーアップおよびセトリング終了後に初めてエンコーダパルスの立上りエッジが検出された時点で行われ、かつ制御周期タイマカウンタのカウント値をRESETする。また、制御周期タイマによるCPU901への割込みがかかるごとに、エンコーダパルスカウンタ1のカウント値:neの取得および制御周期タイマカウンタのカウント値:qの取得およびインクリメントを行う。   FIG. 12 shows a timing chart for realizing this control. First, the count value of the encoder pulse counter 1 measured by the detection IO unit 908 is incremented by the rising edge of the encoder pulse output. Further, the control cycle of this control is 1 ms, and the count value of the control cycle timer counter is incremented every time the CPU 901 is interrupted by the control cycle timer. The timer is started when the rising edge of the encoder pulse is detected for the first time after the through-up and settling of the transfer drive motor 302 is completed, and the count value of the control cycle timer counter is reset. Also, every time the CPU 901 is interrupted by the control cycle timer, the count value: ne of the encoder pulse counter 1 is acquired and the count value: q of the control cycle timer counter is acquired and incremented.

各カウント値をもとに、つぎに示すように位置偏差の演算を行う。
P(n−1)=θ1×ne
Ref(n)=θ0×q
e(n)=Ref(n)−P(n−1) 単位:rad
ここで、上記における符号は以下のとおりである。
e(n)[rad]:(今回のサンプリングにて演算された)位置偏差
θ0[rad]:制御周期1[ms]あたりの移動角度(=2π×V×E−3/In[rad])
θ1[rad]:エンコーダ1パルスあたりの移動角度(=2π/p[rad])
q:制御周期タイマのカウント値
V:ベルト線速[mm/s]
l:右下ローラ径[mm]
f:ディスク回転の周期[Hz]
Based on each count value, the position deviation is calculated as follows.
P (n-1) = θ1 × ne
Ref (n) = θ0 × q
e (n) = Ref (n) -P (n-1) Unit: rad
Here, the symbols in the above are as follows.
e (n) [rad]: Position deviation (calculated in this sampling) θ0 [rad]: Movement angle per control period 1 [ms] (= 2π × V × E-3 / In [rad])
θ1 [rad]: Movement angle per encoder pulse (= 2π / p [rad])
q: Count value of control cycle timer V: Belt linear velocity [mm / s]
l: Lower right roller diameter [mm]
f: Period of disk rotation [Hz]

この実施の形態においては、エンコーダ301の取り付けてある右下ローラ66の外径はφ15.515[mm]である。また、この実施の形態ではエンコーダの分解能pは、1回転当たり300パルスのものとする。   In this embodiment, the outer diameter of the lower right roller 66 to which the encoder 301 is attached is φ15.515 [mm]. In this embodiment, the encoder resolution p is assumed to be 300 pulses per revolution.

つぎに、急激な位置変動に応答してしまうことを避けるため、演算された偏差に対し以下の仕様のフィルタ演算を行う。   Next, in order to avoid responding to a sudden position change, a filter operation with the following specifications is performed on the calculated deviation.

フィルタタイプ:Butterworth IIR ローパスフィルタ
サンプリング周波数:1KHz(=制御周期と等しい)
パスバンドリップル(Rp):0.01dB
ストップバンド端減衰量(Rs):2dB
パスバンド端周波数(Fp):50Hz
ストップバンド端周波数(Fs):100Hz
Filter type: Butterworth IIR low-pass filter Sampling frequency: 1 KHz (= equal to control period)
Passband ripple (Rp): 0.01 dB
Stop band end attenuation (Rs): 2 dB
Passband edge frequency (Fp): 50 Hz
Stopband edge frequency (Fs): 100Hz

本フィルタ演算のブロック図を図15に、フィルタ係数一覧を図16に示す。2段カスケード接続とし、各段における中間ノードをそれぞれu1(n),u1(n−1),u1(n−2)およびu2(n),u2(n−1),u2(n−2)と定める。ここで、インデックスの示す意味はつぎのとおりである。
(n):現在のサンプリング
(n−1):1つ前のサンプリング
(n−2):2つ前のサンプリング
FIG. 15 shows a block diagram of this filter calculation, and FIG. 16 shows a list of filter coefficients. Two-stage cascade connection is used, and the intermediate nodes in each stage are u1 (n), u1 (n-1), u1 (n-2) and u2 (n), u2 (n-1), u2 (n-2), respectively. It is determined. Here, the meaning of the index is as follows.
(N): Current sampling
(N-1): Previous sampling
(N-2): Two previous samplings

以下のプログラム演算をフィードバック実行中に制御タイマ割込みがかかるたびに行うこととする。
u1(n)=a11×u1(n−1)+a21×u1(n−2)+e(n)×ISF
e1(n)=b01×u1(n)+b11×u1(n−1)+b21×u1(n−2)
u1(n−2)=×u1(n−1)
u1(n−1)=u1(n)
u2(n)=a12×u2(n−1)+a22×u2(n−2)+e2(n)
e’(n)=b02×u2(n)+b12×u2(n−1)+b22×u2(n−2)
u2(n−2)=×u2(n−1)
u2(n−1)=u2(n)
The following program operation is performed each time a control timer interrupt occurs during feedback execution.
u1 (n) = a11 * u1 (n-1) + a21 * u1 (n-2) + e (n) * ISF
e1 (n) = b01 * u1 (n) + b11 * u1 (n-1) + b21 * u1 (n-2)
u1 (n-2) = × u1 (n-1)
u1 (n-1) = u1 (n)
u2 (n) = a12 * u2 (n-1) + a22 * u2 (n-2) + e2 (n)
e '(n) = b02 * u2 (n) + b12 * u2 (n-1) + b22 * u2 (n-2)
u2 (n-2) = * u2 (n-1)
u2 (n-1) = u2 (n)

図13に本フィルタの振幅特性を示し、図14に位相特性を示す。   FIG. 13 shows the amplitude characteristics of this filter, and FIG. 14 shows the phase characteristics.

つぎに、制御対象に対する制御量(パルス周波数f’(n))を求める。制御ブロック図において、まず、位置コントローラとしてPID(P;Proportinal(比例)、I;Integral(積分)、D;Differential(微分))制御を考えると、
F(S)=G(S)×E’(S)=Kp×E’(S)+Ki×E’(S)/S+Kd×S×E’(S)
ただし、Kp:比例ゲイン、Ki:積分ゲイン、 Kd:微分ゲイン
G(S)=F(S)/E’(S)=Kp+Ki/S+Kd×S ・・・[1]
ここで、[1]式を双一次変換(S=(2/T)×(1−Z-1)/(1+Z-1))を行うと、次式が得られる。
G(Z)=(b0+b1×Z-1+b2×Z-2/(1−a1×Z-1−a2×Z-2)・・・[2]
ただし、a11=0
a2=1
b0=Kp+T×Ki/2+2×Kd/T
b1=T×Ki−4×Kd/T
b2=Kp+T×Ki/2+2×Kd/T
Next, a control amount (pulse frequency f ′ (n)) for the controlled object is obtained. In the control block diagram, first, PID (P; Proportional, I; Integral, D; Differential) control is considered as a position controller.
F (S) = G (S) × E ′ (S) = Kp × E ′ (S) + Ki × E ′ (S) / S + Kd × S × E ′ (S)
However, Kp: proportional gain, Ki: integral gain, Kd: differential gain G (S) = F (S) / E ′ (S) = Kp + Ki / S + Kd × S (1)
Here, when the bilinear transformation (S = (2 / T) × (1−Z−1) / (1 + Z−1)) is performed on the equation [1], the following equation is obtained.
G (Z) = (b0 + b1 * Z-1 + b2 * Z-2 / (1-a1 * Z-1-a2 * Z-2) [2]
However, a11 = 0
a2 = 1
b0 = Kp + T × Ki / 2 + 2 × Kd / T
b1 = T × Ki−4 × Kd / T
b2 = Kp + T × Ki / 2 + 2 × Kd / T

上記[2]式をブロック図として表すと、図17に示すようになる。ここで、e’(n)、f(n)は、E’(S)、F(S)をそれぞれ離散データとして扱うことを示している。図17において、中間ノードとしてそれぞれw(n)、w(n−1)、w(n−2)を定めると、差分方程式は次式のようになる(PID制御の一般式)。ここで、インデックスの示す意味はつぎのとおりである。
(n):現在のサンプリング
(n−1):1つ前のサンプリング
(n−2):2つ前のサンプリング
w(n)=a1×w(n−1)+a2×w(n−2)+e’(n) ・・・[3]
f(n)=b0×w(n)+b1×w(n−1)+b2×w(n−2)・・・[4]
今、位置コントローラとしては比例制御を考えると、積分ゲイン、微分ゲインはゼロとなる。
The above equation [2] is represented as a block diagram as shown in FIG. Here, e ′ (n) and f (n) indicate that E ′ (S) and F (S) are treated as discrete data, respectively. In FIG. 17, when w (n), w (n-1), and w (n-2) are defined as intermediate nodes, the difference equation is as follows (general expression for PID control). Here, the meaning of the index is as follows.
(n): Current sampling
(n-1): Previous sampling
(n-2): previous sampling w (n) = a1 * w (n-1) + a2 * w (n-2) + e '(n) (3)
f (n) = b0 * w (n) + b1 * w (n-1) + b2 * w (n-2) ... [4]
Considering proportional control as a position controller, the integral gain and derivative gain are zero.

したがって、図17における各係数は以下のようになり、上記の[3]、[4]式は下記[5]式のように簡略化される。
a1=0
a2=1
b0=Kp
b1=0
b2=−Kp
w(n)=a2×w(n−2)+e’(n)
f(n)=Kp×w(n)−Kp×(n−2)
∴ f(n)=Kp×e’(n) ・・・[5]
また、F0(S)に対応する離散データ:f0(n)は、この実施の形態の場合には一定であり、
f0(n)=6105[Hz]
である。よって、転写駆動モータ302に設定するパルス周波数f’(n)は、最終的に以下の式により計算する。
f’(n)=f(n)+f0(n)=Kp+e’(n)+6105 [Hz] ・・・[6]
Accordingly, the coefficients in FIG. 17 are as follows, and the above equations [3] and [4] are simplified as the following equation [5].
a1 = 0
a2 = 1
b0 = Kp
b1 = 0
b2 = −Kp
w (n) = a2 × w (n−2) + e ′ (n)
f (n) = Kp × w (n) −Kp × (n−2)
F f (n) = Kp × e ′ (n) (5)
In addition, the discrete data corresponding to F0 (S): f0 (n) is constant in this embodiment,
f0 (n) = 6105 [Hz]
It is. Therefore, the pulse frequency f ′ (n) set in the transfer drive motor 302 is finally calculated by the following equation.
f ′ (n) = f (n) + f0 (n) = Kp + e ′ (n) +6105 [Hz] (6)

図18にエンコーダパルスカウンタ1の動作フローチャートを示す。まず、スルーアップ&セトリング後の最初のパルス入力かどうかを判断し(ステップS1)、ここでYESならば、エンコーダパルスカウンタ1をゼロクリアし(ステップS2)、制御周期カウンタをゼロクリアし(ステップS3)、制御周期タイマによる割込みを許可し(ステップS4)、制御周期タイマをスタートし(ステップS5)、リターンする。また、ステップS1の判断でNOであった場合、エンコーダパルスカウンタをインクリメントし(ステップS6)、リターンする。   FIG. 18 shows an operation flowchart of the encoder pulse counter 1. First, it is determined whether or not it is the first pulse input after through-up and settling (step S1). If YES here, the encoder pulse counter 1 is cleared to zero (step S2), and the control cycle counter is cleared to zero (step S3). Then, the interrupt by the control cycle timer is permitted (step S4), the control cycle timer is started (step S5), and the process returns. If NO in step S1, the encoder pulse counter is incremented (step S6) and the process returns.

図19にエンコーダパルスカウンタ2の動作フローチャートを示す。まず、エンコーダパルスが入力したときに、ディスクのマークセンサの状態を判断し(ステップS11)、ここでYESならばエンコーダパルスカウンタ2をゼロクリアする(ステップS12)。また、ステップS11の判断でNOであった場合、エンコーダパルスカウンタ2をインクリメントし(ステップS13)、リターンする。   FIG. 19 shows an operation flowchart of the encoder pulse counter 2. First, when an encoder pulse is input, the state of the disk mark sensor is determined (step S11). If YES here, the encoder pulse counter 2 is cleared to zero (step S12). If NO in step S11, the encoder pulse counter 2 is incremented (step S13) and the process returns.

また、図20に制御周期タイマによる割込み処理のフローチャートを示す。まず、制御周期タイマカウンタをインクリメントし(ステップS21)、ついでエンコーダパルスカウント値:neを取得する(ステップS22)。さらにテーブルデータを参照してΔθの値を取得し(ステップS23)、テーブル参照アドレスをインクリメントする(ステップS24)。これらの値を用いて、位置偏差演算を行い(ステップS25)、得られた位置偏差に対しフィルタ演算を行い(ステップS26)、フィルタ演算の結果をもとに制御量の演算(比例演算)を行い(ステップS27)、実際にステッピングモータの駆動パルスの周波数を変更し(ステップS28)、リターンする。   FIG. 20 shows a flowchart of interrupt processing by the control cycle timer. First, the control cycle timer counter is incremented (step S21), and then the encoder pulse count value: ne is acquired (step S22). Further, the value of Δθ is acquired with reference to the table data (step S23), and the table reference address is incremented (step S24). Using these values, position deviation calculation is performed (step S25), filter calculation is performed on the obtained position deviation (step S26), and control amount calculation (proportional calculation) is performed based on the result of the filter calculation. (Step S27), the frequency of the stepping motor drive pulse is actually changed (step S28), and the process returns.

以上の制御によって、位置制御におけるエンコーダ301のディスク偏芯によって発生する転写搬送ベルト60の速度変動を安定化する制御を、安価な手法で処理を行うことが可能となる。   With the above control, the control for stabilizing the speed fluctuation of the transfer conveyance belt 60 caused by the eccentricity of the disk of the encoder 301 in the position control can be processed by an inexpensive method.

ところで、以上の実施形態においては、転写搬送ベルト60上に感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおける転写ユニット6に本発明を適用したが、本発明が適用可能なプリンタおよびベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも1以上のローラで回転駆動するベルト駆動装置を有するプリンタにおいて、そのベルト駆動装置であればいずれにも適用することが可能である。   In the above embodiment, the present invention is applied to the transfer unit 6 in the tandem printer in which a plurality of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K are arranged on the transfer conveyance belt 60. The printer and the belt driving device to which can be applied are not limited to this configuration. In a printer having a belt driving device that rotationally drives an endless belt stretched around a plurality of rollers by at least one of the rollers, any belt driving device can be applied. is there.

また、この実施の形態では露光光源としてはレーザー光としているがこれに限ったものではなく、たとえばLEDアレイなどでもよい。   In this embodiment, the exposure light source is laser light. However, the present invention is not limited to this. For example, an LED array may be used.

つぎに、図9における遅延回路の動作タイミングについて説明する。2つのセンサ(受光素子403、407)の出力の発生タイミングばらつきは、エンコーダ301の製造ばらつき、特にエンコーダ内のセンサ取り付けばらつきによるところが大きく、ほとんどがエンコーダ301の部品について廻っているといえる。そのため、一度そのエンコーダを使うことが決まれば、2つのセンサ(受光素子403、407)の出力同士の発生タイミングはほぼ同じといえる。本発明ではこの特徴に鑑み、機械に組み込む前にまず、部品単体で2つのセンサ(受光素子403、407)の出力の発生タイミングを調べておく。それより必要な遅延量を算出しておき、1部品対1特性値(遅延量)の関係を明らかにしておく。その後、工場で機械本体にエンコーダ301を組み付けたとき、対応した遅延量を機械操作部インターフェースなどを通して、メモリに収納させ、エンコーダ301が動作するときには必ずその遅延量が掛かるようにしてやるものである。これにより、最適な遅延量の掛かった信号が入力され、結果として誤差のない狙いの周波数信号が得られることになる。なお、本方式は製造工場における組み立て時だけでなく、操作部インターフェースなどの外部装置910(図8参照)を通して、市場でのサービスマン対応も可能であるので、エンコーダ部品が交換されても、遅延量を入力しなおすことで問題は発生しない。   Next, the operation timing of the delay circuit in FIG. 9 will be described. Variations in the generation timings of the outputs of the two sensors (light receiving elements 403 and 407) are largely due to manufacturing variations of the encoder 301, particularly variations in sensor mounting within the encoder, and it can be said that most of them are related to the components of the encoder 301. Therefore, once it is decided to use the encoder, it can be said that the generation timings of the outputs of the two sensors (light receiving elements 403 and 407) are almost the same. In view of this feature, the present invention first checks the generation timing of the outputs of the two sensors (light receiving elements 403 and 407) as a single component before being incorporated into the machine. The necessary delay amount is calculated from that, and the relationship between one component and one characteristic value (delay amount) is clarified. After that, when the encoder 301 is assembled to the machine main body at the factory, the corresponding delay amount is stored in the memory through the machine operation unit interface or the like so that the delay amount is always applied when the encoder 301 operates. As a result, a signal with an optimum delay amount is input, and as a result, a target frequency signal without error is obtained. Note that this method can be used not only at the time of assembly in a manufacturing factory but also in the market through an external device 910 (see FIG. 8) such as an operation unit interface. Therefore, even if the encoder parts are replaced, there is a delay. Re-entering the amount will not cause a problem.

つぎに、図9のかわりに図10のブロック図を用いる例について説明する。上記ではエンコーダ301の部品ばらつきがほとんどと述べたが、実際には、信号経路の違い、経時変化といったエンコーダ以外の要因も実は存在する。そこで本発明では、より正確な周波数が得られるよう、機械システムとしての遅延量を算出する。具体的には図20に示すように、機械システムとして組み込まれた状態で、2つのセンサ出力を直接にCPU901が検出し、その発生タイミングを調べ、CPU901が最適な遅延量を算出する。それにより、2つのセンサ出力が同時に信号変化しないタイミングになるように、片側のセンサ出力にのみ遅延を掛けた上で、合成回路へ入力される。これにより、機械システムとしての最適な遅延が掛かり、結果としてより誤差のない狙いの周波数信号が得られることになる。   Next, an example using the block diagram of FIG. 10 instead of FIG. 9 will be described. Although it has been described above that there is almost no component variation in the encoder 301, there are actually factors other than the encoder such as differences in signal paths and changes over time. Therefore, in the present invention, the delay amount as the mechanical system is calculated so that a more accurate frequency can be obtained. Specifically, as shown in FIG. 20, the CPU 901 directly detects two sensor outputs in a state of being incorporated as a mechanical system, examines the generation timing thereof, and the CPU 901 calculates an optimal delay amount. Thus, only the sensor output on one side is delayed and input to the synthesis circuit so that the two sensor outputs do not change simultaneously. As a result, an optimum delay as a mechanical system is applied, and as a result, a target frequency signal with less error is obtained.

つぎに、経時変化なども想定し、機械組み込み時だけでなく、ある一定時間ごとに再三遅延量を見直すということも行う例について説明する。「ある一定時間」とは、組まれる機械システムにより、その値は変わってくる。たとえば、長周期で発生タイミングが変化してくる特性のシステムでは、複写機・プリンタの使用具合であれば、一日に一回必ず行われる「電源ONごと」に行えば問題とならない。また、機内温度などにより変化するといった、一日の使用状況の中でも変化する、短周期で発生タイミングが変化してくるのであれば、機内温度を検出して、その温度変化により再度検出しなおすのが最適と言える。いずれにせよ、その組まれるシステムにより、「ある一定時間」というのは異なってくるが、この実施の形態により、機械システムでの対応が可能となる。   Next, an example will be described in which a change over time is reconsidered not only at the time of incorporation into a machine but also at certain time intervals, assuming a change with time. The value of “certain fixed time” varies depending on the mechanical system to be assembled. For example, in a system having a characteristic in which the generation timing changes in a long cycle, there is no problem if it is performed “every time the power is turned on”, which is always performed once a day, as long as the copying machine / printer is used. Also, if the occurrence timing changes in a short cycle, which changes in the daily use situation, such as changes due to the temperature in the machine, etc., detect the temperature in the machine and re-detect it due to the temperature change. Is the best. In any case, the “certain fixed time” varies depending on the system to be assembled. However, according to this embodiment, it is possible to cope with the mechanical system.

最後に、図11に示すブロック図を説明する。エンコーダ301内の2つのセンサ(受光素子403,407)は180度位相がずれた位置に取り付けられることになっているが、さらに取り付け精度について規定する。エンコーダ301は、複数の一定間隔で配置されたマークを有しているが、このマークはディスク上に配され、2つのセンサで挟む構造となっている。このマークを光学的に検出するのであるが、同じ時間で、片側のセンサがH(ハイ)、片側のセンサがL(ロー)というように、極性が逆になる位置に精度よく配置する。これにより、2つのセンサ出力は同時に変化することはなくなり、これまでの遅延回路や、それに付随する検出回路は不要となるゆえ、図11に示すような構成となる。   Finally, the block diagram shown in FIG. 11 will be described. The two sensors (light receiving elements 403 and 407) in the encoder 301 are attached at positions that are 180 degrees out of phase, but the attachment accuracy is further defined. The encoder 301 has a plurality of marks arranged at regular intervals. The marks are arranged on a disk and sandwiched between two sensors. This mark is optically detected, but at the same time, the mark is accurately placed at a position where the polarity is reversed, such that the sensor on one side is H (high) and the sensor on one side is L (low). As a result, the two sensor outputs do not change at the same time, and the conventional delay circuit and the detection circuit associated therewith are not required, so that the configuration shown in FIG. 11 is obtained.

エンコーダ301自体のコストは上がってしまうが、CPU901のリアルタイム処理は不要となり、マイコンパフォーマンスの負荷を下げられるメリットがある。   Although the cost of the encoder 301 itself increases, the real-time processing of the CPU 901 is not necessary, and there is an advantage that the load on the microcomputer performance can be reduced.

したがって、以上説明した本発明の実施の形態によれば、エンドレスベルトを従動ローラに取り付けたエンコーダで制御する際に、ディスク偏芯によって発生するベルトの速度変動を安定化する制御を、安価な手法で処理を行うことが可能となり、良好なフィードバック制御を行うことができる。   Therefore, according to the embodiment of the present invention described above, when the endless belt is controlled by the encoder attached to the driven roller, the control for stabilizing the speed fluctuation of the belt caused by the disk eccentricity can be performed with an inexpensive method. Thus, it is possible to perform processing, and good feedback control can be performed.

以上のように、本発明にかかる画像形成装置は、タンデム型のカラー複写機、カラープリンタなどの画像形成装置などに有用であり、特に、タンデム型のフルカラーの画像形成装置において各色のドット位置を転写ベルト上で高精度に行う装置や無端状ベルトを高精度に駆動する装置などに適している。   As described above, the image forming apparatus according to the present invention is useful for an image forming apparatus such as a tandem type color copying machine or a color printer. In particular, in the tandem type full color image forming apparatus, the dot position of each color is determined. It is suitable for a device for performing high precision on a transfer belt or a device for driving an endless belt with high precision.

本発明の実施の形態にかかるレーザプリンタの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the laser printer concerning embodiment of this invention. 図1における転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of a transfer unit in FIG. 1. 図1における転写ユニットの主要部品の構成および制御系を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration and a control system of main parts of a transfer unit in FIG. 1. 転写ユニットにおける右下ローラとエンコーダの詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of a lower right roller and an encoder in a transfer unit. エンコーダのディスクと発光素子および受光素子の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the disc of an encoder, a light emitting element, and a light receiving element. エンコーダ(ディスクに偏芯なし時)のカウント値を一定タイミングでサンプリングしたときの2つの受光素子のサンプリング結果を示すグラフである。It is a graph which shows the sampling result of two light receiving elements when the count value of an encoder (when there is no eccentricity in a disk) is sampled at a fixed timing. エンコーダ(ディスクに偏芯あり時)のカウント値を一定タイミングでサンプリングしたときの2つの受光素子のサンプリング結果を示すグラフである。It is a graph which shows the sampling result of two light receiving elements when the count value of an encoder (when a disk has eccentricity) is sampled at a fixed timing. 本発明の実施の形態にかかる駆動制御の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the drive control concerning embodiment of this invention. 本発明の実施のかかる転写駆動モータの制御系および制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system of a transfer driving motor and a hardware configuration to be controlled according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかる駆動制御系の構成例(1)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1) of the drive control system concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる駆動制御系の構成例(2)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (2) of the drive control system concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる駆動制御系の構成例(3)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (3) of the drive control system concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる駆動制御の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement of the drive control concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかるフィルタの振幅特性を示すグラフである。It is a graph which shows the amplitude characteristic of the filter concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる位相特性を示すグラフである。It is a graph which shows the phase characteristic concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかるフィルタ演算を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the filter calculation concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかるフィルタ係数を示す図表である。It is a graph which shows the filter coefficient concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる[2]式を表すブロック図である。It is a block diagram showing [2] Formula concerning embodiment of this invention. エンコーダパルスカウンタ1の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the encoder pulse counter 1. エンコーダパルスカウンタ2の動作を示すフローチャートである4 is a flowchart showing the operation of the encoder pulse counter 2. 制御周期タイマによる割込み処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the interruption process by a control period timer.

符号の説明Explanation of symbols

60 転写搬送ベルト
66 右下ローラ
301 エンコーダ
302 転写駆動モータ
401 ディスク
402,406 発光素子
403,407 受光素子
501 合成回路
502 逓倍回路
503 カウンタ
504 サンプリング回路
800 発生タイミングデータ
901 CPU
902 RAM
907 ドライバ
910 外部装置
60 Transfer conveyor belt 66 Lower right roller 301 Encoder 302 Transfer drive motor 401 Disk 402, 406 Light emitting element 403, 407 Light receiving element 501 Synthesis circuit 502 Multiplication circuit 503 Counter 504 Sampling circuit 800 Generation timing data 901 CPU
902 RAM
907 Driver 910 External device

Claims (5)

記録部材担持体と、
前記記録部材担持体を駆動する駆動手段と、
前記記録部材担持体の駆動により従動する少なくとも1つの従動部と、
前記駆動手段または前記従動部の少なくとも1箇所に配置され、一定間隔で配置された複数のマークと、それぞれ180度ずれた位置に取り付けられ、前記マークを検出するための2つのセンサを有し、前記記録部材担持体の周動状態を検出するエンコーダと、
前記2つのセンサの出力を合成する合成手段と、
前記合成手段の合成信号を1/2に逓倍する逓倍手段と、
前記1/2に逓倍された信号をカウントするカウンタと、
前記カウンタから出力されるカウント値を一定のタイミングでサンプリングするサンプリング手段と、
前記記録部材担持体が周動する際に出力される前記2つのセンサの信号発生タイミングのデータがあらかじめ格納されているデータ格納手段と、
を備え、
前記サンプリング手段により得られたカウント値により、制御目標値に対するフィードバッグ制御を行う際に、前記データ格納手段に格納されているデータを参照し、前記2つのセンサの信号発生タイミングが同時に変化する場合は、片方の出力信号を遅延させた上で以後の信号処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
A recording member carrier;
Driving means for driving the recording member carrier;
At least one driven portion driven by driving the recording member carrier;
A plurality of marks arranged at at least one location of the driving means or the driven portion, and arranged at regular intervals, and attached at positions shifted by 180 degrees, and having two sensors for detecting the marks; An encoder for detecting a circumferential movement state of the recording member carrier;
Combining means for combining the outputs of the two sensors;
A multiplier for multiplying the combined signal of the combiner by 1/2;
A counter for counting the signal multiplied by 1/2,
Sampling means for sampling the count value output from the counter at a fixed timing;
Data storage means for storing in advance signal generation timing data of the two sensors output when the recording member carrier rotates;
With
When the feedback control for the control target value is performed based on the count value obtained by the sampling means, referring to the data stored in the data storage means, and the signal generation timings of the two sensors change simultaneously Is an image forming apparatus that performs subsequent signal processing after delaying one output signal.
前記データ格納手段へのデータ入力は、前記エンコーダを画像形成装置に組み込む前に、前記2つのセンサの出力の信号発生タイミングを調べておき、必要な遅延量を外部入力手段からの入力で行なうことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   Data input to the data storage means is performed by checking the signal generation timing of the outputs of the two sensors before the encoder is incorporated in the image forming apparatus and inputting the necessary delay amount from the external input means. The image forming apparatus according to claim 1. 前記2つのセンサ出力の信号発生タイミングを検出する検出手段を備え、前記画像形成装置に前記エンコーダが組み込まれた時点で前記検出手段による検出を行い、必要な遅延量を画像形成装置自体が算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   Detection means for detecting signal generation timings of the two sensor outputs is provided, and detection is performed by the detection means when the encoder is incorporated in the image forming apparatus, and the image forming apparatus itself calculates a necessary delay amount. The image forming apparatus according to claim 1. 前記検出手段は、ある一定時間ごとに発生タイミングを検出し、必要な遅延量を算出することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein the detection unit detects a generation timing at every predetermined time and calculates a necessary delay amount. 前記エンコーダが駆動する際、前記2つのセンサの出力信号が同時に変化しないよう、あらかじめ相対位置が調整されたエンコーダを用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an encoder whose relative position is adjusted in advance is used so that output signals of the two sensors do not change simultaneously when the encoder is driven.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012226201A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Canon Inc Rotating body speed detection device and image forming device

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