JP2010085650A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータを滑らかに起動させると共に、定常速度制御時においても速度変動が小さくなるようにモータを制御することを課題とする。
【解決手段】 画像形成装置は、回転体を駆動する複数のモータは回転数に応じたＦＧ信号を出力する。そして、制御モード選択ブロック１０７は、ＦＧ信号の検出に応じて、速度報知信号に従わない間欠速度制御ち、速度報知信号に従う速度制御とを切り替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置におけるモータ駆動制御技術に関する。

多色画像形成装置における各色の画像形成位置の不一致は、色ずれとなって画像に現れて画質の劣化を招いてしまう。像担持用として複数の回転体を有する多色画像形成装置の場合、これら回転体を駆動する複数モータ間において回転速度の変動が発生すると各回転体間の位相がずれてしまい、色ずれの原因となる。

このようにして発生する色ずれの対策として、モータの位相を検出するセンサを用いて各モータの位相を合わせた後、速度変動を抑えるように各モータを起動することで位相ずれを防止する手法が知られている。例えば、特許文献１に、各モータを滑らかに起動して速度変動を抑える技術が開示されている。具体的に特許文献１では、この速度変動を抑えるモータの起動制御手法として、モータ起動時におけるモータ加速信号の出力周波数をある所定時間で段階的に上げていき、所定の周波数に到達した後は一定の周波数で制御することが開示されている。
特開２００６−１０６５０６号公報

しかしながら、従来の方法では、以下のような短所があった。

設定周波数でモータ加速信号（以下、ＡＣＣ信号）或いは減速信号（以下、ＤＥＣ信号）を出力する制御の場合、突発的負荷変動によりモータ速度報知信号（以下、ＦＧ信号）の周期が一時的に変化した時にモータ速度の変動が大きくなるという問題があった。例えば、用紙のベルト（例えば後述の中間搬送ベルト３）への突入・排出タイミングで、この突発的負荷変動が発生する可能性がある。例えば、一枚目の用紙に対応する画像を形成しているときに、２枚目の用紙が、ベルトへ突入して負荷変動が起これば、画に影響が出る可能性が出てくる。

図１１は、従来の方法におけるＡＣＣ、ＤＥＣ信号の出力タイミングを示した図である。ＦＧ信号はモータ回転数に応じた周波数のパルス信号である（ＦＧパルス信号とも呼ぶ）。このＦＧ信号の周期をカウンタで計測し、ＦＧ信号を検出したタイミング（ここでは、ＦＧ信号の立下りとする）でＦＧ信号の周期と目標周期との差分をＡＣＣ信号、ＤＥＣ信号として出力している。例えば、目標周期が”２００”の場合、検出したＦＧ信号の周期（以下、ＦＧ周期）が”１９８”であれば、モータの速度は速いと判断してパルス幅”２”（＝”２００−１９８”）のＤＥＣ信号を出力する。検出したＦＧ周期が”２０３”であれば、モータ速度は遅いと判断してパルス幅”３”（＝”２０３−２００”）のＡＣＣ信号を出力する。ここで、図１１に示すように突発的負荷変動が発生してＦＧ周期が一時的に長くなってしまった場合、ＦＧ信号の１周期に対してＤＥＣ信号が２回出力されてしまい、モータの速度変動がより大きくなるように制御してしまう。

結果として、図１２のようにモータの速度変動が発生し、モータの位相がずれてしまう。また、このような速度変動が画像形成中に発生すると色ずれを招き、高画質が求められる高級機では特に問題となる。

一方、モータの起動時には、モータ回転速度が一定速度に達しておらず、十分にＦＧ信号を検出することができない。従って、速度検出をＦＧ信号の検出を介して行うことができず、安定的に起動させていくことが課題となる。また、モータを減速し停止する場合にも同様のことがいえる。

本発明は、以上の点を鑑み、モータを滑らかに起動させると共に、定常速度制御時においても速度変動が小さくなるようにモータを制御することで、色ずれを抑制した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明における画像形成装置は、像担持用の複数の回転体と、これら回転体を駆動する複数のモータを備え、前記複数のモータは回転数に応じた速度報知信号を出力する手段を有する画像形成装置において、前記速度報知信号から前記モータの回転速度を検出するモータ速度検出手段と、前記モータの目標速度を生成する目標速度生成手段と、モータの起動時に、設定された周期でモータ加速信号を出力する第１速度制御手段と、前記速度報知信号に同期してモータ加速信号を出力する第２速度制御手段と、前記第１速度制御手段と前記第２速度制御手段の出力を切り換える制御モード選択手段とを有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、モータを滑らかに起動或いは停止させると共に、定常速度制御時においても速度変動が小さくなるようにモータを制御することで、色ずれを抑制した画像形成装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本発明の第１の実施の形態を説明する。

本発明の実施例に係る画像形成装置の構成を図１に示す。

図１は、４色すなわち、イエロー（以下Ｙと記述する）、マゼンタ（以下Ｍと記述する）、シアン（以下Ｃと記述する）、ブラック（以下Ｋと記述する）の画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示している。同図において、１は静電潜像を形成する感光ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは各色を示す）で、６は各感光ドラムを駆動するモータである。

２は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナー、３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する無端状の中間搬送ベルトである。４はモータとギア等でなる駆動手段と接続され、中間搬送ベルト３を駆動する駆動ローラ、６αは駆動ローラ４を駆動するモータ、５は用紙に転写されたトナーを溶融、固着する定着器、６βは定着器を駆動するモータである。

ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナー２に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器により、静電潜像がトナーで現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。同図においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。

本実施例では、各感光ドラムを駆動するモータ６には、高トルク、低振動性からＤＣブラシレスモータを用いる。また回転量検出手段には、安価で精度よい検出が出来ることから、モータのある一定速度以上の回転により発生する起電力を利用したＦＧ方式の検出手段を用いる。

図２にＦＧ方式を用いたモータの模式図を示す。図における５０２は、基板上にプリントされたパターン（以下ＦＧパターンと記す）、５０３はロータ、５０１はロータ円周内に設置された着磁マグネットである。この着磁マグネットは異なる極性が交互に配置されている。ロータの回転に伴い着磁マグネットもまた回転する。この時、基板上のＦＧパターンには着磁マグネットとＦＧパターンとの電磁誘導による起電力が発生する。発生した起電力は不図示の回路によりＦＧ信号としてパルス信号化される。これによりモータ１回転に対し、数十のパルスが形成される。このパルスを検出することにより、モータの回転速度を算出することが出来る。但し、本モータ構成において、ＦＧ信号をパルスとして生成するためには、モータをある一定の速度以上で回転させる必要がある。モータ速度がある一定の回転速度未満の場合、ＦＧ信号はパルスとして出力されない。

図３は本発明に係わるモータ、及びモータの構成を示す図である。１０１は各モータの制御を行うＡＳＩＣ、７はモータへの電力を制御するモータドライバである。ＡＳＩＣ１０１は、モータ速度検出機能を備え、入力されるＦＧ信号を検出してモータ速度を算出（検出）し、ＡＣＣ、ＤＥＣ信号をモータドライバ７へ出力することでモータの速度制御を行う。

図４に、モータの駆動制御システムブロック図を示す。

１１０は、モータからＦＧ信号を受信し、ＡＣＣ、ＤＥＣ信号を出力することでモータの制御を行うＡＳＩＣである。図４におけるＡＳＩＣ１１０には、１つのモータを制御するための各ブロックを示す。

１０２は、モータの制御開始、停止指示等の通信をＡＳＩＣ１１０と行うＣＰＵである。

１０３は、ＦＧ信号の周期（つまり、モータ速度）をカウンタで計測し、計測したＦＧ信号の周期、ＦＧ周期カウンタのカウンタ値、及びＦＧ信号の検出タイミングを報知する信号を出力するＦＧ周期検出ブロックである。ここで出力されるＦＧ周期はＣＰＵ１０２にも報知されており、ＣＰＵ１０２はモータ速度をモニタすることができる。

１１１は目標速度生成ブロックであり、プロファイル算出ブロック１０８を備え、プロファイル算出ブロック１０８は、ＣＰＵ１０２から設定されたプロファイル周期、プロファイル増加幅、初期目標速度、最終目標速度に基づいて速度プロファイルを生成する。そして、目標速度生成ブロック１１１は、プロファイル算出ブロック１０８が生成したプロファイルを目標速度として出力する。

１１２は、ＣＰＵ１０２から設定された出力量のＡＣＣ、ＤＥＣ信号を、ＣＰＵ１０２から設定された周期で出力する間欠制御ブロックであり、第１速度制御を司る。この間欠制御ブロック１１２は出力量算出ブロック１０９を持っており、出力量算出ブロック１０９は、目標速度生成ブロック１１１が出力する目標速度とＣＰＵ１０２から設定される間欠ＡＣＣ出力量制御値（加速信号出力量制御値）との差分を算出する。そして、間欠制御ブロック１１２は、出力量算出ブロック１０９が算出した出力量のＡＣＣ信号をＣＰＵ１０２から設定された周期で出力する。

１０６は、ＦＧ周期検出ブロック１０３から出力されるＦＧ検出タイミングに同期してＡＣＣ、ＤＥＣ信号を出力するＦＧ同期制御ブロックであり、第２速度制御を司る。ＦＧ同期制御ブロック１０６は、ＦＧ周期検出ブロック１０３から出力されるＦＧ周期とＦＧ周期カウンタ値、及び目標速度生成ブロック１１１から出力される目標速度を用いて、ＦＧ周期と目標速度との差分を算出する。目標速度に対してＦＧ周期が遅ければその差分値をＡＣＣ信号として出力し、速ければＤＥＣ信号として出力する。

１０７は、間欠制御ブロック１１２の出力とＦＧ同期制御ブロック１０６の出力を切り換える制御モード選択ブロックである。

制御モード選択ブロック１０７は、モータ駆動開始時は、間欠制御ブロック１１２の出力を選択してモータを起動し、モータ速度がＦＧ信号を十分検出できる回転速度に到達したと判断した時点で、ＦＧ同期制御ブロック１０６の出力を選択する。

本実施例では、ＦＧ信号を３回検出した時点で、間欠制御ブロック１１２の出力からＦＧ同期制御ブロック１０６の出力へ選択を切り換える。なお、選択の切り替えは、ＦＧ信号を予め設定された回数検出したタイミングであれば良く、３回に限定されるものではない。

間欠制御ブロック１１２とＦＧ同期制御ブロック１０６は、制御モード選択ブロック１０７からの指示に基づいてＡＣＣ、ＤＥＣ信号の出力、及び停止を行う。本実施例では、ＡＣＣ、ＤＥＣ信号はＬｏｗＡｃｔｉｖｅであるため、間欠制御ブロック１１２、及びＦＧ同期制御ブロック１０６が停止している時はＡＣＣ、ＤＥＣ信号はそれぞれＨｉｇｈが出力される。間欠制御ブロック１１２、及びＦＧ同期制御ブロック１０６が出力するＡＣＣ、ＤＥＣ信号はそれぞれＡＮＤ演算され、モータドライバへ出力される。

［モータ駆動制御のフローチャート］
図５にモータの駆動制御シーケンスを示す。

ＣＰＵ１０２は、間欠制御時におけるＡＣＣ信号出力量制御値、出力周期を間欠制御ブロック１１２に、プロファイル周期、プロファイル増加幅、初期目標速度、最終目標速度を目標速度生成ブロック１１１に設定する（Ｓ１２０１）。

制御モード選択ブロック１０７は、ＣＰＵ１０２からモータ駆動開始を指示されると（Ｓ１２０２）、目標速度生成ブロック１１１、及び間欠制御ブロック１１２に駆動制御開始を指示する（Ｓ１２０３）。

目標速度生成ブロック１１１は、駆動制御開始を指示されると、ＣＰＵ１０２から設定されたプロファイル周期、プロファイル増加幅、初期目標速度、最終目標速度に基づいて速度プロファイルを生成し、目標速度を出力する。

間欠制御ブロック１１２は、駆動制御開始を指示されると、目標速度生成ブロック１１１が出力する目標速度とＣＰＵ１０２から設定された間欠ＡＣＣ出力量制御値との差分を必要な出力量とする。そして、ＣＰＵ１０２から設定された周期で求められた出力量をＡＣＣ信号として出力する（Ｓ１２０４）。

間欠制御によりモータが起動し、制御モード選択ブロック１０７がＦＧ信号を３回検出したか否かを判定する（Ｓ１２０５）。ステップＳ１２０５でＹＥＳと判定すると、制御モード選択ブロック１０７は間欠制御ブロック１１２に制御停止を指示すると共にＦＧ同期制御ブロック１０６に制御開始を指示する（Ｓ１２０６）。

以降、ＦＧ同期制御ブロック１０６は、目標速度生成ブロック１１１が出力する目標速度とＦＧ周期検出ブロック１０３が出力するＦＧ周期とを比較し、ＦＧ検出タイミングに同期してＡＣＣ、ＤＥＣ信号を出力する（Ｓ１２０７）。これにより、モータ速度が目標速度になるように制御を行う（Ｓ１２０７）。モータの駆動を停止する時は（Ｓ１２０８）、ＣＰＵ１０２はモータ速度が段階的に減速するようなプロファイル周期、プロファイル減少幅、初期目標速度、最終目標速度を目標速度生成ブロック１１１に再設定する（Ｓ１２０９）。ＦＧ同期制御ブロック１０６は、再設定された値に基づいてＦＧ同期減速制御を行う（Ｓ１２１０）。ＦＧ周期検出ブロック１０３が出力するＦＧ周期はＣＰＵ１０２にも報知されており、ＣＰＵ１０２は、モータ速度が再設定した最終目標速度に到達したことを確認したら（Ｓ１２１１）、モータの駆動停止を制御モード選択ブロック１０７へ指示する。制御モード選択ブロック１０７は、ＣＰＵ１０２からモータ駆動停止を指示されたら、ＦＧ同期制御ブロック１０６に制御停止を指示してモータ駆動を停止する（Ｓ１２１２）。

［ＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力タイミング］
図６に本実施例におけるＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力タイミングを示す。

ＣＰＵ１０２は目標速度生成ブロック１１１に対して、モータの最終目標速度だけでなく、初期目標速度、速度プロファイル周期、速度プロファイル増加幅を設定する。目標速度生成ブロック１１１は、ＣＰＵ１０２から設定された値に基づいて速度プロファイルを生成する。具体的には、モータ起動時において、目標速度生成ブロック１１１は初期目標速度を目標速度として出力する。その後は最終目標速度に到達するまで、設定された速度プロファイル周期で設定された速度プロファイル増加幅だけ目標速度を増加していく。速度プロファイル周期で設定された速度プロファイル増加幅は、一次関数的（同じ増加幅で）に単調増加する。

またＣＰＵ１０２は、間欠制御ブロック１１２に対して間欠制御時において出力するＡＣＣ量そのものを設定するのでなく、間欠ＡＣＣ出力量を制御するための間欠ＡＣＣ出力量制御値を設定する。間欠ＡＣＣ出力周期は、ＣＰＵ１０２が間欠制御ブロック１１２に設定する。間欠制御ブロック１１２は、目標速度生成ブロック１１１が出力する目標速度（速度プロファイル）と間欠ＡＣＣ出力量制御との差分（＝速度プロファイル−間欠ＡＣＣ出力量制御値）を、間欠制御設定周期で出力する。ＦＧ信号３回検出後は、ＦＧ同期制御ブロック１０６は目標速度生成ブロック１１１が出力する速度プロファイルに基づいてモータの速度制御を行う。本実施例においてＦＧ信号３回検出後にＦＧ同期制御へ切り換えている理由として、まずＦＧ同期制御を行うためにはＦＧ信号を２回以上検出してＦＧ周期を算出する必要がある。ここで、ＦＧ信号にノイズが重畳されてしまうとＦＧ信号、及びＦＧ周期を誤検知して起動時にＤＥＣ信号を出力してしまう可能性があるため、本実施例ではＦＧ信号３回検出後にＦＧ同期制御へ切り換えている。尚、図６はＦＧ信号にノイズが重畳されてＦＧ信号を誤検知してしまっても、ＦＧ信号３回検出後にＦＧ同期制御へ切り換えていることで正常に起動できている様子を示している。

上記制御を行うことにより、間欠制御時におけるＡＣＣ信号は徐々に増加されながら出力されることになる。間欠制御時におけるＡＣＣ信号出力量を固定値として制御する場合、設定するＡＣＣ出力量を大きくしすぎてしまうと、モータ速度が急加速してオーバーシュートしてしまう可能性がある。また、設定するＡＣＣ出力量を小さくしすぎてしまうと、モータを起動するのに多くの時間を要してしまう。一方本実施例の制御では、起動時において少ない量のＡＣＣ信号を出力し、徐々にＡＣＣ量を増加させていくため、モータ速度がオーバーシュートすることなく、かつ確実にモータを起動することができる。ＦＧ同期制御時においても、速度プロファイルに基づいて徐々にモータを加速していくため、滑らかにモータを起動することができる。

また、ＦＧ同期制御時における速度プロファイルとは別に、間欠制御時において出力するＡＣＣ信号量のプロファイルを新たに生成し、生成したプロファイルに基づいて間欠ＡＣＣ信号を出力しても徐々に間欠ＡＣＣ出力量を増加していく制御は可能である。しかし、そのような構成の場合はプロファイルを２つ生成する必要があるため、構成が複雑になってしまう。本実施例では、１つの速度プロファイルのみを生成し、間欠制御時におけるＡＣＣ出力量は、速度プロファイルと間欠ＡＣＣ出力量制御との差分を出力することで、簡単な構成で本制御を実施できるようにしている。

［ＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力タイミングの詳細］
次に、本実施例におけるＦＧ同期制御のＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力タイミングを図７に示す。ＦＧ周期カウンタはＦＧ信号検出タイミングでカウンタ値を１にリセットし、その後は再びＦＧ周期のカウントを行う。目標周期が”２００”の時において、ＦＧ周期カウンタ値が”２００”になってもＦＧ信号を検出できない場合は、モータの速度が遅いと判断してＡＣＣ信号の出力を開始する。その後、ＦＧ信号を検出した時点でＡＣＣ信号の出力を停止する。目標周期が”２００”の時において、ＦＧ周期カウンタ値が”１９７”でＦＧ信号を検出した場合は、モータの速度が速いと判断してＤＥＣ信号の出力を開始する。目標周期とＦＧ周期の差分量”３”（＝”２００−１９７”）のＤＥＣ信号を出力したら、ＤＥＣ信号の出力を停止する。また、突発的負荷変動によってＦＧ周期が長くなってしまった場合も同様に、ＦＧ周期カウンタ値が”２００”になった時点でモータ速度が遅いと判断してＡＣＣ信号の出力を開始し、ＦＧ信号を検出した時にＡＣＣ信号の出力を停止する。このように、突発的負荷変動等が発生してモータ速度が遅くなった場合は必ずＡＣＣ信号が出力される構成であり、終始設定周期でＡＣＣ、ＤＥＣ信号を出力する従来手法のようにＤＥＣ信号を出力してしまうことはない。また、ＦＧ信号の１周期に対してＡＣＣ、ＤＥＣ信号を必ず１回出力する構成であるため、従来手法と比較して安定してモータの速度を制御することができる。

以上、上記本実施例の制御を行うことで、起動時においてＡＣＣ信号出力量を徐々に増加させるように調整でき、ＦＧ同期制御においても速度プロファイルに基づいてモータ速度を制御しているためモータを滑らかに起動することができる。また、生成する速度プロファイルは１つのみであるため、簡単な構成で本制御を実施することが可能である。起動後においてもＦＧ同期でＡＣＣ、ＤＥＣ信号を出力できるためモータの速度変動を小さくすることができ、各色の色ずれを抑制することができる。

尚、本実施例ではＦＧ同期制御を行いながらモータ駆動を停止したが、モータの速度がＦＧ信号が検出できないような速度まで遅くなったら間欠制御に切り換え、設定量のＤＥＣ信号を設定周期で出力しながらモータ駆動を停止しても良い。また、本実施例ではＦＧ信号を３回検出したら間欠制御からＦＧ同期制御へ切り換えたが、必ずしも３回でなくても良い。また、カートリッジのトナー残量を検出するトナー残量検出手段や、画像形成装置機内の温度や湿度等の環境を検出する環境検出手段を持ち、検出結果からモータの負荷を算出して間欠制御におけるＡＣＣ信号出力量を変更しても良い。

本発明の第２の実施の形態を説明する。
本実施例に係る画像形成装置の構成は第１実施例と同様であるため説明を省略する。

本実施例では、ＦＧ同期制御時におけるＡＣＣ信号の出力タイミング、及びＣＰＵ１０２から設定されるゲインをかけたＡＣＣ、ＤＥＣ信号をＦＧ同期制御ブロック１０６と間欠制御ブロック１１２が出力する点が第１実施例と異なる。実施例１では図７に示すように、モータの速度が遅いと判断した時点でＡＣＣ信号の出力を開始し、ＦＧ信号を検出した時点でＡＣＣ信号の出力を停止している。一方本実施例では、ＦＧ同期制御時においてＦＧ信号を検出したタイミングでＡＣＣ信号の出力を開始する。

［ＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力タイミング］
図８に本実施例におけるＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力タイミングを示す。
目標周期が”２００”の時において、ＦＧ周期カウンタ値が”２００”になってもＦＧ信号が検出できない場合は、モータの速度が遅いと判断する。（この時点ではまだＡＣＣ信号は出力しない。）その後、ＦＧ信号を検出した時点で、ＦＧ周期と目標周期との差分をＡＣＣ信号として出力する。ＤＥＣ信号の出力タイミングは実施例１と同じである。

上記制御を行うことにより、ＡＣＣ、ＤＥＣ信号にゲインをかけることが可能になる。実施例１では、モータの速度が遅いと判断した時点でＡＣＣ信号の出力を開始し、ＦＧ信号を検出した時点でＡＣＣ信号の出力を停止しているため、ＡＣＣ信号の出力を開始する時点で出力するＡＣＣ信号量は分からない。本実施例では、ＦＧ信号を検出したタイミングでＡＣＣ信号を出力することで、出力開始時において必要なＡＣＣ信号出力量が分かるため、ＡＣＣ信号にゲインをかけて出力することが可能になる。尚、図８におけるＡＣＣ信号、ＤＥＣ信号の実線は、ゲインをかけない場合を示している。ゲインをかける場合は、図８における点線のようにＡＣＣ、ＤＥＣ信号出力量を増加、もしくは減少させることができる。また、ＡＣＣ信号とＤＥＣ信号の出力開始タイミングは共にＦＧ信号を検出したタイミングになるため、ＡＣＣ信号とＤＥＣ信号の出力タイミングが同じになる。これにより、モータ速度をより安定して制御することができ、モータの速度変動を抑制することができる。

［モータ駆動制御システムブロック図］
図９に、本実施例におけるモータ駆動制御システムブロック図を示す。
ＣＰＵ１０２、ＦＧ周期検出ブロック１０３、目標速度生成ブロック１１１、制御モード選択ブロック１０７は、実施例１と同様であるため説明を省略する。１１５は、モータからＦＧ信号を受信し、ＡＣＣ、ＤＥＣ信号を出力することで本実施例のモータ制御を行うＡＳＩＣである。間欠制御ブロック１１６とＦＧ同期制御ブロック１１７はそれぞれゲイン調整ブロック１１３、１１４を持っており、出力するＡＣＣ、ＤＥＣ信号にＣＰＵ１０２から設定されるゲインをかけて出力する。

［モータの駆動制御のフローチャート］
図１０にモータの駆動制御シーケンスを示す。
ＣＰＵ１０２は、間欠制御時におけるＡＣＣ／ＤＥＣ出力ゲイン、ＡＣＣ信号出力量制御値、出力周期を間欠制御ブロック１１６に、ＦＧ同期制御時におけるＡＣＣ／ＤＥＣ出力ゲインをＦＧ同期制御ブロック１１７に設定する（Ｓ１５０１）。また、プロファイル周期、プロファイル増加幅、初期目標速度、最終目標速度を目標速度生成ブロック１１１に設定する（Ｓ１５０１）。

制御モード選択ブロック１０７は、ＣＰＵ１０２からモータ駆動開始を指示されると（Ｓ１５０２）、目標速度生成ブロック１１１、及び間欠制御ブロック１１６に駆動制御開始を指示する（Ｓ１５０３）。

目標速度生成ブロック１１１は、駆動制御開始を指示されると、ＣＰＵ１０２から設定されたプロファイル周期、プロファイル増加幅、初期目標速度、最終目標速度に基づいて速度プロファイルを生成し、目標速度を出力する。

間欠制御ブロック１１６は、駆動制御開始を指示されると、目標速度生成ブロック１１１が出力する目標速度とＣＰＵ１０２から設定された間欠ＡＣＣ出力量制御値との差分値に、ＣＰＵ１０２から設定されたＡＣＣ／ＤＥＣ出力ゲインをかける。そして、差分値にＡＣＣ／ＤＥＣ出力ゲインをかけた値を出力量とする（Ｓ１５０４）。そして、ＣＰＵ１０２から設定された周期でＡＣＣ信号を出力する（Ｓ１５０４）。

間欠制御によりモータが起動し、制御モード選択ブロック１０７がＦＧ信号を３回検出したら（Ｓ１５０５）、制御モード選択ブロック１０７は間欠制御ブロック１１６に制御停止を指示すると共にＦＧ同期制御ブロック１１７に制御開始を指示する（Ｓ１５０６）。以降、ＦＧ同期制御ブロック１１７は、目標速度生成ブロック１１１が出力する目標速度とＦＧ周期検出ブロック１０３が出力するＦＧ周期とを比較する。そしてこの比較に基づいてＣＰＵ１０２から設定されたＡＣＣ／ＤＥＣ出力ゲインをかけたＡＣＣ、ＤＥＣ信号をＦＧ検出タイミングに同期して出力して、モータ速度が目標速度になるように制御を行う（Ｓ１５０７）。モータの駆動を停止する時は（Ｓ１５０８）、ＣＰＵ１０２はモータ速度が段階的に減速するようなプロファイル周期、プロファイル減少幅、初期目標速度、最終目標速度を目標速度生成ブロック１１１に再設定する（Ｓ１５０９）。ＦＧ同期制御ブロック１１７は、再設定された値に基づいてＦＧ同期減速制御を行う（Ｓ１５１０）。ＦＧ周期検出ブロック１０３が出力するＦＧ周期はＣＰＵ１０２にも報知されており、ＣＰＵ１０２は、モータ速度が再設定した最終目標速度に到達したことを確認したら（Ｓ１５１１）、モータの駆動停止を制御モード選択ブロック１０７へ指示する。制御モード選択ブロック１０７は、ＣＰＵ１０２からモータ駆動停止を指示されたら、ＦＧ同期制御ブロック１１７に制御停止を指示してモータ駆動を停止する（Ｓ１５１２）。
以上、上記本実施例の制御を行うことで、ＦＧ同期制御時においてＡＣＣ、ＤＥＣ信号の出力タイミングが同時になると共に、出力するＡＣＣ、ＤＥＣ信号にゲインをかけることができるため、モータの速度変動をより抑制可能な制御を行うことができる。

尚、本実施例ではＦＧ同期制御を行いながらモータ駆動を停止したが、モータの速度がＦＧ信号が検出できないような速度まで遅くなったら間欠制御に切り換え、設定量のＤＥＣ信号を設定周期で出力しながらモータ駆動を停止しても良い。また、本実施例ではＦＧ信号を３回検出したら間欠制御からＦＧ同期制御へ切り換えたが、必ずしも３回でなくても良い。また、カートリッジのトナー残量を検出するトナー残量検出手段や、画像形成装置機内の温度や湿度等の環境を検出する環境検出手段を持ち、検出結果からモータの負荷を算出して間欠制御におけるＡＣＣ信号出力量を変更しても良い。

画像形成装置の一実施の形態を説明するための図である。 モータ構成の一実施の形態を説明するための図である。 モータ、及びモータ制御部の一実施の形態を説明するための図である。 モータの駆動制御を説明するシステムブロックの一実施の形態を説明するための図である。 モータの駆動制御シーケンスの一実施の形態を説明するための図である。 モータ制御信号の出力タイミングの一実施の形態を説明するための図である。 モータ制御信号の出力タイミングの一実施の形態を説明するための図である。 モータ制御信号の出力タイミングの一実施の形態を説明するための図である。 モータの駆動制御を説明するシステムブロックの一実施の形態を説明するための図である。 モータの駆動制御シーケンスの一実施の形態を説明するための図である。 従来例における、モータ制御信号の出力タイミングを説明するための図である。 従来例における、モータ速度を説明するための図である。

符号の説明

１０２ ＣＰＵ
１０３ ＦＧ周期検出ブロック
１０６ ＦＧ同期制御ブロック
１０７ 制御モード選択ブロック
１０８ プロファイル算出ブロック
１０９ 出力量算出ブロック
１１０ ＡＳＩＣ
１１１ 目標速度生成ブロック
１１２ 間欠制御ブロック

Claims (11)

1. 像担持用の複数の回転体と、これら回転体を駆動する複数のモータを備え、前記複数のモータは回転数に応じた速度報知信号を出力する手段を有する画像形成装置において、
   前記速度報知信号から前記モータの回転速度を検出するモータ速度検出手段と、前記モータの目標速度を生成する目標速度生成手段と、
   モータの起動時に、設定された周期でモータ加速信号を出力する第１速度制御手段と、
   前記速度報知信号に同期してモータ加速信号を出力する第２速度制御手段と、
   前記第１速度制御手段と前記第２速度制御手段の出力を切り換える制御モード選択手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数のモータにはブラシレスモータを用い、前記速度報知信号は着磁マグネットと基板上のパターンとの電磁誘導で発生した起電力から生成されるＦＧパルス信号であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１速度制御手段は、前記モータの起動制御において、前記モータ加速信号の出力量を徐々に増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記目標速度生成手段は、設定された速度プロファイルに応じた目標速度を生成し、前記第１速度制御手段は、前記目標速度生成手段の出力する前記目標速度と、設定された加速信号出力量制御値との差分を出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記目標速度生成手段に設定される前記速度プロファイルは、前記目標速度生成手段が出力する前記目標速度が、同じ増加幅で単調増加するように設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１速度制御手段に設定される前記加速信号出力量制御値は、前記第１速度制御手段が出力する前記モータ加速信号の量が、同じ増加幅で単調増加するように設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記制御モード選択手段は、前記速度報知信号を予め設定された回数検出したタイミングで、前記第１速度制御手段と前記第２速度制御手段の出力を切り換えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第２速度制御手段は、前記速度報知信号を検出することに応じて、前記モータ加速信号を出力し始めることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１速度制御手段、及び前記第２速度制御手段は、設定されたゲインをかけたモータ加速信号を出力することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は、カートリッジのトナー残量を検出するトナー残量検出手段を持ち、前記第１速度制御手段は、前記トナー残量検出手段の検出結果に応じて前記モータ加速信号の出力量を変更することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成装置は、環境を検出する環境検出手段を持ち、前記第１速度制御手段は、前記環境検出手段の検出結果に応じて前記モータ加速信号の出力量を変更することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。

Images