JP2007248954A - 駆動制御装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 制御コントローラ部40は、目標角変位生成部30から受け取った目標角変位とエンコーダ31から出力合成回路700経由で受け取った検出角変位(実際にはエンコーダ31の出力信号に基づいて算出する)との差e(n)をとり、その差e(n)に基づいてパルス出力器37経由で駆動モータ32を駆動制御する。出力合成回路700は、エンコーダ31内の一対のセンサ(180度ずれた位置関係にある)の出力信号を合成し、その合成信号を1/2逓倍して出力する。
【選択図】 図1
Description
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。
なお、この式における各記号の意味は次のとおりである。
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]:制御周期あたりの移動角度(=2π×V×10−3/15.615π[rad])
θ1[rad]:エンコーダ1パルスあたりの移動角度(=2π/p[rad]、ここでpはエンコーダのスリットピッチ)
q:制御周期タイマのカウント値
ne:エンコーダカウント値
V:ベルト線速[mm/s]
θ0=2π×162×10−3/15.615π=0.0207487[rad]
θ1=2π×p=2π/300=0.0209439[rad]
以上の演算を制御周期毎に行うことで位置偏差を取得し、フィードバック制御を行う。
請求項1の発明による駆動制御装置は、無端移動部材を回動させる駆動ローラあるいは該無端移動部材の回動により従動回転する従動ローラの周動を検出するエンコーダを備え、該エンコーダの出力信号に基づいて上記駆動ローラを駆動制御する駆動制御装置であって、上記エンコーダを、複数のマーク又はスリットが円周方向に所定間隔で配置されたディスクと、その各マーク又はスリットを検出するための一対のセンサとを備え、その各センサが180度ずれた位置に取り付けられた構成とし、上記一対のセンサの出力信号を合成する合成手段と、該合成手段からの合成信号を1/2逓倍する逓倍手段と、該逓倍手段からの1/2逓倍された合成信号をカウントするカウント手段と、該手段によるカウント値を所定タイミングでサンプリングするサンプリング手段と、該サンプリング手段によってサンプリングされたカウント値に基づいて制御目標値に対するフィードバック制御を行うことにより、上記駆動ローラを駆動制御するフィードバック制御手段と、上記一対のセンサの出力信号のうち、一方の出力信号の上記合成手段への入力タイミングを遅延させる遅延手段とを設けたことを特徴とする駆動制御装置。
請求項3の発明による駆動制御装置は、請求項1の駆動制御装置において、上記一対のセンサの出力タイミングを検出する出力タイミング検出手段と、該出力タイミング検出検出手段による上記出力タイミングの検出結果に応じて上記入力タイミングの遅延量を算出する遅延量算出手段を設けたものである。
請求項5の発明による駆動制御装置は、請求項1の駆動制御装置において、上記遅延手段を、上記一対のセンサの出力信号が同時に変化する場合に、上記一方の出力信号の上記合成手段への入力タイミングを更に遅延させる手段とし、上記フィードバック制御手段にフィルタ演算手段を備えたものである。
請求項7の発明による駆動制御装置は、請求項6の駆動制御装置において、上記入力タイミングの遅延量として、任意の遅延量を入力する遅延量入力手段を設けたものである。
請求項9の発明による駆動制御装置は、請求項8の駆動制御装置において、所定時間毎に上記出力タイミング検出手段を動作させる動作指示手段を設けたものである。
請求項11の発明による駆動制御装置は、請求項1〜10のいずれかの駆動制御装置において、上記フィードバック制御手段が、上記一対のセンサがいずれも使用不能になった場合に、上記フィードバック制御を中止するものである。
請求項13の発明による画像形成装置は、請求項12の画像形成装置において、上記無端移動部材を、感光体ベルト,転写ベルト,中間転写ベルト,画像記録媒体搬送用ベルトのうちのいずれか一つ以上としたものである。
この発明の画像形成装置によれば、上記駆動制御装置を備えることにより、低コストで画像品位に応じた適切な処理を行うことが可能である。
〔第1実施例〕
まず、図2および図3によって、この発明による駆動制御装置を備えた画像形成装置の構成例について説明する。この画像形成装置は、直接転写方式の電子写真方式によりカラー画像を形成するカラーレーザプリンタ(以下「レーザプリンタ」という)であり、図2はそのレーザプリンタ全体の概略構成図である。
この各トナー像形成部1はそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11(11Y,11M,11C,11K)と、現像ユニット12とを備えている。また、各トナー像形成部1の配置は、各感光体ドラム11の回転軸が平行になるように且つ転写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。
光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備えており、画像データに基づいて各感光体ドラム11の表面(外周面)にレーザ光を走査しながら照射する。
このベルト駆動装置6で使用する転写搬送ベルト60は、体積抵抗率が109〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層エンドレスベルト(無端状のベルト部材)であり、その材質は例えば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1の感光体ドラム11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61〜66に張架されている。
その転写搬送ベルト60の走行方向で駆動ローラ63のすぐ下流側に、転写搬送ベルト60の外周面を押し込むようにローラ64を設け、駆動ローラ63に対する転写搬送ベルト60の巻き付け角を大きく確保している。また、ローラ64のすぐ下流側には、転写搬送ベルト60の内周面に接触し、押圧部材であるばね69の付勢力により外側へ押圧して転写搬送ベルト60にテンションを与えるテンションローラ65が配設されている。
このレーザプリンタによる画像形成時には、図2に示す給紙カセット3,4および手差しトレイ14のいずれかより転写紙Pが給紙されて、図示しない搬送ガイドにガイドされながら一点鎖線で示す搬送経路に沿って搬送ローラによって搬送され、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。
このトナー像転写後の各感光体ドラム11の表面はクリーニング装置13によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色のトナー画像を高い位置精度で重ね合わせることが色ズレの発生を防止する上で重要である。しかしながら、ベルト駆動装置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62、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した際に発生する変動成分が転写搬送ベルト60に伝達され、転写紙の搬送速度に変動が生じてしまう。
そこで、この第1実施例におけるベルト駆動装置6(駆動制御装置を含む)では、図3で右下部の従動ローラ(「右下ローラ」という)66の軸上に設けたエンコーダの検出信号(出力パルス信号)によって右下ローラ66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により、転写搬送ベルト60を一定速度で走行させるようにする。
駆動ローラ63はタイミングベルト33を介して駆動モータ32に連結しており、駆動モータ32の回転速度に比例して回転駆動される。そして、この駆動ローラ63の回転によって転写搬送ベルト60が摩擦回動し、転写搬送ベルト60が回動することによって右下ローラ66が摩擦回転する。前述したように、この第1実施例では、右下ローラ66(対象ローラ)の軸上にエンコーダ31を設けており、このエンコーダ31の検出信号から検出した右下ローラ66の回転速度に基づいて駆動モータ32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の位置変動(回動変動)で色ズレが発生するため、それを抑制するために行っている。
図6は、そのエンコーダ31内のディスク311とセンサの構成例を示す図であり、(a)はディスク311のみの正面図、(b)はディスク311とセンサの側面図である。
図7は、図4の駆動モータ32を一定速度で駆動してエンコーダ31の出力パルスのカウント値を一定タイミング(所定タイミング)でサンプリングしたときのサンプリング結果の異なる例を示す線図である。
ディスク311は、右下ローラ66の軸に圧入ブッシュ314,315を圧入することによって固定され、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、このディスク311には、その円周方向に数百単位の分解能で光を透過する放射状のスリットが形成されており、その両側に一対つまり2つのエンコーダセンサをそれぞれ構成する発光素子312,受光素子313と発光素子316,受光素子317とを180度ずれた位置に配置しており、その受光素子313,317によって右下ローラ66の回転角度に応じた数のパルス信号(パルス状のON/OFF信号)を発生する。そのパルス信号を用いて右下ローラ66の移動角(以下「角変位」と称す)を検出することにより、駆動モータ32の駆動量を制御する。
なお、そのサンプリング結果はエンコーダ31の検出角変位を示しているため、サンプリング結果が正弦波状となっているということは、それだけ検出位置誤差が大きいことを示している。ディスク311の同軸穴の加工精度誤差が大きい場合、この正弦波の振幅がより大きく検出される。
ベルト駆動装置6の駆動モータ制御部は、各エンコーダセンサ331(それぞれ発光素子と受光素子とからなる)の出力パルス信号に基づいて駆動モータ32の駆動パルスをデジタル制御する。
CPU601は、ROM603内のプログラムに基づいてパーソナルコンピュータ等の外部装置38からの画像データの受信、およびその外部装置38との間の制御コマンドの送受信の制御をはじめ、このレーザプリンタ全体の制御を行う中央処理装置である。
このCPU601には、RAM602,ROM603,IO制御部604,駆動モータIF606,および検出IO部608がバス609を介して相互に接続されている。
RAM602は、CPU601が制御(処理)を行う際に利用するワークメモリや、画像データを展開する際の画像メモリとして使用される読み書き可能なメモリ(記憶手段)である。
IO制御部604は、CPU601からの指示により、モータ,クラッチ,ソレノイド,センサ等の各負荷39との間の信号の入出力を制御する。
駆動モータIF606は、CPU601からの駆動指令により、ドライバ607を介して転写搬送ベルト60を回動させるための駆動モータ32(駆動ローラ63)へ駆動パルス信号を出力することにより、駆動モータ32の回転駆動を制御する。この回転駆動は、駆動パルス信号の周波数に応じて行われるため、転写搬送ベルト60の回動速度の可変制御が可能となる。
検出IO部608は、エンコーダセンサ331の出力パルスを処理してデジタル値に変換する。また、この検出IO部608は、エンコーダセンサ331の出力パルスを計数(カウント)するカウンタ(カウント手段)を含む複数のカウンタを備えている。そして、そのカウンタの値(エンコーダセンサ331の出力パルス数)に予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の軸(図5)の角変位に対応するデジタル値に変換する。このエンコーダ31のディスク311の角変位に対応するデジタル値の信号は、バス609を介してCPU601に送られる。
駆動モータIF606は、CPU601からバス609を介して駆動指令(駆動周波数の指示を含む)を受けると、その駆動指令に基づいて指示された駆動周波数を有するパルス状の制御信号を生成し、それをドライバ607へ出力する。
なお、RAM602は揮発性メモリであるため、図示しないEEPROM等の不揮発性メモリに上記検出角変位誤差データを格納しておき、電源ON時もしくは駆動モータ32の起動時等に、その検出角変位誤差データをRAM602上に展開することもできる。
そのため、この第1実施例では、図7の(b)に示したように、制御周期毎の目標角変位(実際にはエンコーダ31の単位時間当りの角変位が一定となるような制御目標値である目標角変位に検出角変位誤差を加算したもの)を生成し、その目標角変位に一致するエンコーダ31の角変位をエンコーダセンサ331によって検出し、ディスク311の偏心の影響を受けない比例制御演算を行って駆動モータ32を駆動制御することにより、転写搬送ベルト60の回動速度を一定にするようにしている。
この図1において、この制御コントローラ部40は、減算回路41と、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ42と、比例演算部(ゲインKp)43と、定常駆動パルス周波数設定部44と、加算回路45とによって構成されている。この制御コントローラ部40と目標角変位生成部30とパルス出力器37は、図8のCPU601がROM603内のプログラムを実行し、駆動モータIF606,ドライバ607,および検出IO部608を使用することによって実現することができる。
なお、目標角変位生成部30が、予め計測した検出角変位誤差(特性値)を加算した目標角変位Ref(n)をメモリ301に保持しておき、作像プロセス時に、上記所定のタイミング(例えばディスク311の基準位置の検出タイミング)から順次メモリの参照アドレスを切り替えることによって目標角変位Ref(n)を読み出し、それを制御コントローラ部40に入力させるようにしてもよい。
その差e(n)はローパスフィルタ42を通ることによって高周波ノイズが除去された後、比例演算部43に入力される。
加算回路45は、定常駆動パルス周波数設定部44からの一定の定常駆動パルス周波数(Refpc)Hzに比例演算部43からの補正量(rad)Hzを加算して駆動パルス周波数f(n)を決定し、それをパルス出力器37へ出力する。
パルス出力器37は、加算回路45から受けた駆動パルス周波数f(n)の駆動パルス信号を生成し、それを駆動モータ32へ出力する。
この出力合成回路700は、遅延回路701,合成回路702,および逓倍回路703を備えている。
エンコーダ31内の2つのエンコーダセンサ331の受光素子313,317の各出力パルス信号は、合成回路702に入力される。
合成回路702は、合成手段であり、入力される各出力パルス信号を合成し、その合成した出力パルス信号を逓倍回路703へ出力する。
よって、図1の制御コントローラ部40は、出力合成回路700からの出力パルス信号(実際には所定タイミングでサンプリングされる出力パルス信号のカウント値)に基づいて制御目標値に対するフィードバック制御を行い、駆動モータ32つまり転写搬送ベルト60を駆動制御することになる。
以上のような動作により、合成回路702および逓倍回路703を経由して得られる値として、エンコーダ31の検出角変位をP(n−1)とする。
また、制御周期タイマによるCPU601への割り込みがかかる毎に、エンコーダパルスカウンタのカウント値: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(+1)を行う。
P(n−1)=θ1×ne
Ref(n)=θ0×q
e(n)=Ref(n)−P(n−1) (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1[ms]あたりの移動角度(=2π×V×10−3/Lπ[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]
次に、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て、以下の仕様のフィルタ演算を行うとよい。
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
(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
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)+e1(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15にこのフィルタの振幅特性を、図16に位相特性を示す。
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 である。
G(S)=F(S)/E′(S)=Kp+Ki/S+Kd×S ……(1)
G(Z)=(b0+b1×Z−1+b2×Z−2)/(1−a1×Z−1−a2×Z−2) ……(2)
ただし、a1=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
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)
ここで、インデックスの示す意味は次のとおりである。
(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
a1=0 a2=1 b0=Kp b1=0 b2=−Kp
w(n)=w(n−2)+e′(n)
f(n)=Kp×w(n)−Kp×w(n−2)
→∴f(n)=Kp×e′(n) ……(5)
f0(n)=6105[Hz]
である。よって、駆動モータ32に設定するパルス周波数は、最終的に次の(6)式により計算する。
f′(n)=f(n)+f0(n)=Kp×e′(n)+6105[Hz]…(6)
まず、駆動モータ32のスルーアップ&セトリング後の最初のパルス入力かどうかを判定し(S1)、YESならば、エンコーダパルスカウンタをリセットし(S2)、制御周期タイマカウンタをリセットし(S3)、制御周期タイマによる割り込みを許可し(S4)、制御周期タイマをスタートして(S5)、図示していないメインルーチンへリターンする。また、ステップ1の判定でNOであった場合は、エンコーダパルスカウンタをインクリメントして(S6)、メインルーチンへリターンする。
まず、制御周期タイマカウンタをインクリメントし(S21)、次いでエンコーダパルスカウント値neを取得する(S22)。さらに、テーブルデータを参照してΔθの値を取得し(S23)、テーブルデータ参照アドレスをインクリメントする(S24)。次いで、これらの値を用いて位置偏差演算を行い(S25)、得られた位置偏差に対してフィルタ演算を行い(S26)、そのフィルタ演算の結果をもとに制御量の演算(比例演算)を行う(S27)。そして、実際に駆動モータ32(ステッピングモータ)の駆動パルスの周波数を変更して(S28)、メインルーチンへリターンする。
次に、第2実施例について説明する。つまり、上記の説明では、図9における遅延回路701で必要な遅延量である2つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号のいずれか一方の合成回路702への入力タイミングの遅延量を決めるタイミングについて述べていないので、そのタイミングについて第2実施例として説明する。
エンコーダ31内の2つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号の位相差は、機械的な位置関係で決まる。そのため、一度そのエンコーダ31を使うことが決まれば、2つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号の位相差はほぼ同じといえる。
その後、工場で機械本体にエンコーダ31を組み付けた時、遅延回路701で必要な遅延量をパーソナルコンピュータ等の外部装置又は操作部上の操作により入力させ、それを図8のCPU601内のメモリ(図示しない不揮発性メモリでもよい)に記憶させ、エンコーダ31の動作時には必ずその遅延量が掛かるようにしてやる。
なお、本方式は工場組み立て時だけでなく、外部装置又は操作部上の操作により、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31の部品が交換されても、遅延回路701で必要な遅延量を入力し直すことで問題は発生しない。
次に、第3実施例について説明する。なお、第1実施例又は第2実施例とは若干異なるだけなので、その異なる部分のみ説明する。
第3実施例であるが、出力合成回路700として、図9に示したものの代わりに図20に示すものを用いる。
図20は図1の出力合成回路700の第2構成例を示すブロック図であり、図9と対応する部分には同一符号を付している。
そこで、第3実施例では、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必要な遅延量を算出する。
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つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号を直接CPU601が検出して、その発生タイミングを調べ、遅延回路701で必要な遅延量つまり最適な遅延量を算出する。
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。
例えば、長周期でエンコーダセンサ331の出力パルス信号の発生タイミングが変化してくる特性のシステムでは、複写機やプリンタ等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、短周期でエンコーダセンサ331の出力パルス信号の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その出力パルス信号を検出してその発生タイミングを再度調べ直すのが最適と言える。
以上より、エンコーダ31内の2つのエンコーダセンサ331の機械的な位置関係が180度でない場合でも、エンコーダ31内のディスク311の偏心により発生する角変位変動を抑えることが可能となる。
次に、第4実施例について説明する。なお、第1実施例〜第3実施例のいずれかと若干異なるだけなので、その異なる部分のみ説明する。
第4実施例では、合成回路702の改善を狙う。
合成回路702による各出力パルス信号の合成は、一般的にはOR合成が簡易であるが、仮に2つのエンコーダセンサ331の受光素子313,317の出力パルス信号のパルスが重なった場合、単純にクロックパルスが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。それに対応するため、第4実施例では、出力合成回路700として、図9に示したものの代わりに図21に示すものを用いる。
第4実施例では、第1実施例〜第3実施例で使用してきた遅延回路701を遅延回路705とし、更に遅延回路706を設けている。
具体的には、図22に示すような現象に対応するもので、CPU601などの制御部が、意図して片方のエンコーダセンサ331の出力パルス信号の発生タイミングを遅延できるようになっている。
なお、このシステムでの駆動周波数は、複数の場合もあり得るが,基本的にフィードバック制御すべき周波数は決まっており、第1実施例〜第3実施例、つまり2つのエンコーダセンサ331の機械的な位置関係の補正により、遅延回路705で必要な遅延量が決定した状態において、2つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号のパルスの重なりは管理できることになる。
以上により、遅延回路706を動作させる場合、パルスの重なった場合のみ動作させる場合も、あらかじめ一定量の遅延量を設定した場合も、パルス数が欠けることは無くなるが、1パルス1パルスの周波数は細かく変動してしまうことになるので、このような急な変動を無くすため、フィードバッグ制御系にフィルタ演算を行う機能(フィルタ演算手段)を設けることで、変動を抑える必要がある。
次に、第5実施例について説明する。なお、第4実施例と若干異なるだけなので、その異なる部分のみ説明する。
前述したように、2つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号の位相差は、機械的な位置関係で決まるため、機械システムとして図21の遅延回路705で必要な遅延量を決定することができ、更に遅延回路705で必要な遅延量が決まった状態であれば、遅延回路706で必要な遅延量も決定することができる。
その後、工場で機械本体にエンコーダ31を組み付けた時、遅延回路705,706でそれぞれ必要な2つの遅延量をパーソナルコンピュータ等の外部装置又は操作部上の操作により入力させ、それを図8のCPU601内のメモリ(図示しない不揮発性メモリでもよい)に記憶させ、エンコーダ31の動作時には必ずその2つの遅延量が掛かるようにしてやる。
なお、本方式は工場組み立て時だけでなく、外部装置又は操作部上の操作により、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31の部品が交換されても、遅延回路705,706でそれぞれ必要な2つの遅延量を入力し直すことで問題は発生しない。
次に、第6実施例について説明する。なお、第4実施例又は第5実施例と若干異なるだけなので、その異なる部分のみ説明する。
第6実施例であるが、出力合成回路700として、図21に示したものの代わりに図23に示すものを用いる。
図23は図1の出力合成回路700の第4構成例を示すブロック図であり、図21と対応する部分には同一符号を付している。
そこで、第6実施例では、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必要な遅延量を算出する。
具体的には、図23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つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号を直接CPU601が検出して、その発生タイミングを調べ、遅延回路705で必要な遅延量を算出する。
そして、2つのエンコーダセンサ331の出力パルス信号のディスク311の偏心による角変位変動を打ち消すような位相関係になるように、またパルスの重なりによる合成回路702経由後の周波数不一致もなくなるように、一方のエンコーダセンサ331の出力パルス信号のみを遅延回路705,706がそれぞれ必要な遅延量だけ遅延した上で、合成回路702へ入力する。
さらに、第6実施例では、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。「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。
例えば、長周期でエンコーダセンサ331の出力パルス信号の発生タイミングが変化してくる特性のシステムでは、複写機やプリンタ等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。
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、この第6実施例により、機械システムでの対応が可能となる。
次に、第7実施例について説明する。なお、第1実施例〜第6実施例のいずれかと同様の制御に新たな制御を加えただけなので、その新たな制御についてのみ説明する。
上述の第1実施例〜第6実施例において、エンコーダセンサ331の出力に異常があった場合、上記フィードバック制御を行うために駆動系を壊す要因になりかねないため、商品においてエラー処置は必須事項である。
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つ以上のローラ(対象ローラ)によって回転駆動するベルト駆動装置を有する画像形成装置であれば、そのいずれのベルト駆動装置にも適用可能である。
さらに、前述の各実施例では露光光源としてはレーザ光を使用しているが、これに限ったものではなく、例えばLEDアレイ等を光源として使用するものでもよい。
この発明の画像形成装置によれば、上記駆動制御装置を用いることにより、エンコーダのディスク偏心によって発生する無端移動部材(感光体ベルト,転写ベルト,中間転写ベルト,又は画像記録媒体搬送用ベルト)の回動速度の変動を安定化する制御を低コストで且つ画像品位に応じて適切に行うことが可能になる。したがって、この発明を利用すれば、高品位の画像を低コストで取得可能な画像形成装置を提供することができる。
30:目標角変位生成部 31:エンコーダ 32:駆動モータ
37:パルス出力器 40:制御コントローラ部 60:転写搬送ベルト
63:駆動ローラ 66:右下ローラ(従動ローラ) 311:ディスク
331:エンコーダセンサ 600:制御部 601:CPU 602:RAM
603:ROM 604:IO制御部 606:駆動モータIF
607:ドライバ 608:検出IO部 609:バス 700:出力合成回路
701,705,706:遅延回路 702:合成回路 703:逓倍回路
Claims (13)
- 無端移動部材を回動させる駆動ローラあるいは該無端移動部材の回動により従動回転する従動ローラの周動を検出するエンコーダを備え、該エンコーダの出力信号に基づいて前記駆動ローラを駆動制御する駆動制御装置であって、
前記エンコーダは、複数のマーク又はスリットが円周方向に所定間隔で配置されたディスクと、その各マーク又はスリットを検出するための一対のセンサとを有し、その各センサが180度ずれた位置に取り付けられた構成となっており、
前記一対のセンサの出力信号を合成する合成手段と、
該合成手段からの合成信号を1/2逓倍する逓倍手段と、
該逓倍手段からの1/2逓倍された合成信号をカウントするカウント手段と、
該手段によるカウント値を所定タイミングでサンプリングするサンプリング手段と、
該サンプリング手段によってサンプリングされたカウント値に基づいて制御目標値に対するフィードバック制御を行うことにより、前記駆動ローラを駆動制御するフィードバック制御手段と、
前記一対のセンサの出力信号のうち、一方の出力信号の前記合成手段への入力タイミングを遅延させる遅延手段と
を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1記載の駆動制御装置において、
前記入力タイミングの遅延量として、任意の遅延量を入力する遅延量入力手段を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1記載の駆動制御装置において、
前記一対のセンサの出力タイミングを検出する出力タイミング検出手段と、
該出力タイミング検出手段による前記出力タイミングの検出結果に応じて前記入力タイミングの遅延量を算出する遅延量算出手段を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項3記載の駆動制御装置において、
所定時間毎に前記出力タイミング検出手段を動作させる動作指示手段を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1記載の駆動制御装置において、
前記遅延手段は、前記一対のセンサの出力信号が同時に変化する場合に、前記一方の出力信号の前記合成手段への入力タイミングを更に遅延させる手段であり、
前記フィードバック制御手段は、フィルタ演算手段を有することを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1記載の駆動制御装置において、
前記遅延手段は、前記一対のセンサの出力信号が同時に変化する場合に、前記一方の出力信号の前記合成手段への入力タイミングを常に所定量だけ更に遅延させる手段であり、
前記フィードバック制御手段は、フィルタ演算手段を有することを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項6記載の駆動制御装置において、
前記入力タイミングの遅延量として、任意の遅延量を入力する遅延量入力手段を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項6記載の駆動制御装置において、
前記一対のセンサの出力タイミングを検出する出力タイミング検出手段と、
該出力タイミング検出手段による前記出力タイミングの検出結果に応じて前記入力タイミングの遅延量を算出する遅延量算出手段を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項8記載の駆動制御装置において、
所定時間毎に前記出力タイミング検出手段を動作させる動作指示手段を設けたことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の駆動制御装置において、
前記フィードバック制御手段は、前記一対のセンサのうち、一方のセンサが使用不能になった場合に、他方のセンサの出力信号だけを用いて前記フィードバック制御を行うことを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の駆動制御装置において、
前記フィードバック制御手段は、前記一対のセンサがいずれも使用不能になった場合に、前記フィードバック制御を中止することを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の駆動制御装置と、該駆動制御装置によって駆動制御される画像形成用の無端移動部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項12記載の画像形成装置において、
前記無端移動部材が、感光体ベルト,転写ベルト,中間転写ベルト,画像記録媒体搬送用ベルトのうちのいずれか一つ以上であることを特徴とする画像形成装置。
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