JP2009153250A - 駆動装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動源と、駆動源により駆動される被駆動部と、被駆動部での非周期的な速度変動を検知する速度変動検知手段と、速度変動検知手段により検知された非周期的な速度変動を低減するように予め設定されたフィードフォワード目標値を用いてフィードフォワード制御を行なう駆動制御部とからなる駆動装置において、上記速度変動検知手段により検知される速度変動は所定時間幅と所定振幅とからなる正弦波であり、上記フィードフォワード目標値は、上記所定時間幅と上記所定振幅とから求められる上記正弦波を矩形近似した矩形波とするものである。
【選択図】図1
Description
また、請求項2の発明は、請求項1の駆動装置において、上記矩形波は、上記正弦波の面積と略同一の面積を有することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の駆動装置において、上記フィードフォワード目標値は、その振幅が上記正弦波の最大振幅であり、その時間幅が該正弦波の最大振幅までの時間幅であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1または2の駆動装置において、上記フィードフォワード目標値は、その振幅が上記正弦波の最大振幅であり、その時間幅が該正弦波の最大振幅の半分の振幅での時間幅であることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2、3または4の駆動装置において、上記速度変動の情報は、上記被駆動部で生じる複数回分の速度変動の平均値であることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体上の該潜像をトナー像に現像する現像手段と、潜像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する中間転写手段と、該中間転写体に転写されたトナー像をシート状部材に転写する二次転写手段と、該シート状部材に転写されたトナー像をシート状部材上に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、中間転写手段と定着手段との少なくとも一方の駆動手段として、請求項1、2、3、4または5の駆動装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記シート状部材が上記中間転写手段と上記二次転写手段とで構成される二次転写部に突入するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した突入タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6または7の画像形成装置において、上記シート状部材が上記中間転写手段と上記二次転写手段とで構成される二次転写部から離脱するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した離脱タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項6、7または8の画像形成装置において、上記シート状部材が上記定着手段の定着部に突入するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した突入タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項6、7、8または9の画像形成装置において、上記シート状部材が上記定着手段の定着部から離脱するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した離脱タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項7、8、9または10の画像形成装置において、上記予測手段は、上記シート状部材を検知するシート状部材検知手段であることを特徴とするものである。
図1は本発明を適用可能な駆動装置の一例を示す図である。本駆動装置は、駆動源1と、小径ギア2および大径ギア3からなる駆動伝達部と、駆動制御部4と、駆動ローラ5および従動ローラ6からなる被駆動部と、被駆動部の回転情報を得る回転情報取得手段7と、被駆動部に生じる衝撃的な速度変動を予測する予測手段8から構成される。
フィードバックコントローラ60は、回転情報取得手段7からの回転情報と、記憶部64に格納されているフィードバック目標値との比較を行い、それらの偏差が0に近づくように駆動指令値を算出し、駆動源1の制御を行う。位相補償器61は、ゲイン余裕および位相余裕の補償を行う。
本発明では、上記のようなフィードフォワード制御において、フィードフォワード目標値を矩形波状に変換し、記憶部に格納することを特徴とする。以下にその詳細を示す。なお、フィードフォワード目標値を矩形波状に変換するのは、上記実験機によって計測された速度変動の計測データを上記コンピュータによってフィードフォワード目標値に変換するときに行うこととする。
本発明は実施例1に示す構成の駆動装置全てにおいて、有効な技術であるが、本発明の効果が最も顕著に現れる構成として、電子写真方式の画像形成装置が挙げられる。画像形成装置中で、中間転写装置や定着装置などにおいて本発明を適用することが可能である。様々な構成の画像形成装置が存在するが、ここでは、代表的な方式として、中間転写方式のタンデム型画像形成装置である複写機を例に説明する。
本実施形態の複写機において、ある厚さ以上のシート状部材が二次転写装置22に突入あるいは、二次転写装置22から離脱する場合に、中間転写ベルト13において衝撃的な速度変動が生じる。また、定着装置においても同様の速度変動が生じる。本発明を中間転写装置や定着装置などに適用することによって、上記課題を解決することが可能である。
また、上記期間中のいずれの時刻に対してもフィードフォワード目標値が同じになるので、上記期間中におけるフィードフォワード目標値として一つだけ記憶手段に記憶させれば良く、記憶手段の使用領域を少なくすることができる。したがって、記憶領域の大きい記憶手段が必要ないのでその分装置の製造コストを低減させることができる。
また、各実施形態によれば、上記矩形波が上記正弦波の面積と略同一の面積を有することで上述したように、より高精度なフィードフォワード制御を行うことができる。
また、各実施形態によれば、上記フィードフォワード目標値は、その振幅が上記正弦波の最大振幅であり、その時間幅が上記正弦波の最大振幅までの時間幅であることで、上述したように高精度なフィードフォワード制御を行うことができる。
また、各実施形態によれば、上記フィードフォワード目標値は、その振幅が上記正弦波の最大振幅であり、その時間幅が上記正弦波の最大振幅の半分の振幅での時間幅であることで、フィードフォワード制御の精度を保ちつつ制御手段にかかる負荷をより低減させることができる。
また、各実施形態によれば、上記速度変動の情報は、被駆動部で生じる複数回分の速度駆動変動の平均をとったものである。複数回の速度変動情報を平均した値を用いて、フィードフォワード目標値を算出することにより、被駆動部で生じる速度変動にばらつきが生じる場合でも、安定したフィードフォワード制御効果を得ることができる。
また、実施形態2によれば、潜像を担持する潜像担持体である感光体ドラム40と、感光体ドラム40上の潜像をトナー像に現像する現像手段である現像装置と、感光体ドラム40上のトナー像を中間転写体である中間転写ベルト13に転写する中間転写手段と、中間転写ベルト13に転写されたトナー像を転写材であるシート状部材に転写する二次転写手段である二次転写装置22と、シート状部材に転写されたトナー像をシート状部材上に定着させる定着手段である定着装置24とを備えた画像形成装置である複写機において、中間転写手段が有する駆動ローラ14を駆動させる駆動手段と定着装置24との少なくとも一方の駆動装置として、本発明の駆動装置を用いることにより、中間転写ドラム、中間転写ベルト、定着ローラ、定着ベルトなどに生じる衝撃的な速度変動(位置変動、加速度変動)を抑制し、形成される画像の劣化を抑制することができる。また、フィードフォワード目標値を矩形波状に変換することで、演算部負荷と使用記憶部量を大幅に低減し、より低コストでフィードフォワード制御を実装することができる。
また、各実施形態によれば、上記予測手段は、シート状部材を検知するシート状部材検知手段であることでシート状部材が衝突することによって生じる衝撃的な速度変動に対して適切なタイミングでフィードフォワード制御を行うことができる。
また、実施形態2によれば、上記シート状部材検知手段によってシート状部材が二次転写装置22の二次転写部へ突入することを予測した場合に、駆動制御部4が駆動ローラ14を駆動させる駆動手段のフィードフォワード制御を行うことで、シート状部材が二次転写装置22の二次転写部に突入する時に中間転写ベルト13に生じる衝撃的な速度変動を抑制することが可能である。
また、実施形態2によれば、上記シート状部材検知手段によってシート状部材が二次転写装置22の二次転写部から離脱することを予測した場合に、駆動制御部4が駆動源1のフィードフォワード制御を行うことで、シート状部材が二次転写装置22の二次転写部から離脱する時に中間転写ドラムや中間転写ベルトに生じる衝撃的な速度変動を抑制することが可能である。
また、実施形態2によれば、上記シート状部材検知手段によってシート状部材が定着装置24の定着部へ突入することを予測した場合に、駆動制御部4が駆動源1のフィードフォワード制御を行うことで、シート状部材が定着装置24の定着部に突入する時に定着ローラ27や定着ベルト25に生じる衝撃的な速度変動を抑制することが可能である。
また、実施形態2によれば、上記シート状部材検知手段によってシート状部材が定着装置24の定着部から離脱することを予測した場合に、駆動制御部4が駆動源1のフィードフォワード制御を行うことで、シート状部材が定着装置24の定着部から離脱する時に定着ローラ27や定着ベルト25に生じる衝撃的な速度変動を抑制することが可能である。
4 駆動制御部
7 回転情報取得手段
8 予測手段
13 中間転写ベルト
24 定着装置
64 記憶部
65 演算部
Claims (11)
- 駆動源と、
該駆動源により駆動される被駆動部と、
該被駆動部での非周期的な速度変動を検知する速度変動検知手段と、
該速度変動検知手段により検知された非周期的な速度変動を低減するように予め設定されたフィードフォワード目標値を用いてフィードフォワード制御を行なう駆動制御部とからなる駆動装置において、
該速度変動検知手段により検知される速度変動は所定時間幅と所定振幅とからなる正弦波であり、該フィードフォワード目標値は、該所定時間幅と該所定振幅とから求められる該正弦波を矩形近似した矩形波であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1の駆動装置において、
上記矩形波は、上記正弦波の面積と略同一の面積を有することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または2の駆動装置において、
上記フィードフォワード目標値は、その振幅が上記正弦波の最大振幅であり、その時間幅が該正弦波の最大振幅までの時間幅であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または2の駆動装置において、
上記フィードフォワード目標値は、その振幅が上記正弦波の最大振幅であり、その時間幅が該正弦波の最大振幅の半分の振幅での時間幅であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1、2、3または4の駆動装置において、
上記速度変動の情報は、上記被駆動部で生じる複数回分の速度変動の平均値であることを特徴とする駆動装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、
潜像担持体上の該潜像をトナー像に現像する現像手段と、
潜像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する中間転写手段と、
該中間転写体に転写されたトナー像をシート状部材に転写する二次転写手段と、
該シート状部材に転写されたトナー像をシート状部材上に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
中間転写手段と定着手段との少なくとも一方の駆動手段として、請求項1、2、3、4または5の駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6の画像形成装置において、
上記シート状部材が上記中間転写手段と上記二次転写手段とで構成される二次転写部に突入するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した突入タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6または7の画像形成装置において、
上記シート状部材が上記中間転写手段と上記二次転写手段とで構成される二次転写部から離脱するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した離脱タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6、7または8の画像形成装置において、
上記シート状部材が上記定着手段の定着部に突入するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した突入タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6、7、8または9の画像形成装置において、
上記シート状部材が上記定着手段の定着部から離脱するタイミングを予測する予測手段を有しており、該予測手段により予測した離脱タイミングに基づいて上記フィードフォワード制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7、8、9または10の画像形成装置において、
上記予測手段は、上記シート状部材を検知するシート状部材検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
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