JP2014186354A - 搬送装置、画像形成装置、被搬送媒体搬送方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】２つのローラ間のトルク干渉を低減できる搬送装置、画像形成装置、被搬送媒体搬送方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】第１の搬送回転手段１８と、第２の搬送回転手段３８と、第１の搬送回転手段を回転駆動する第１の回転体駆動手段６４と、第２の搬送回転手段を回転駆動する第２の回転体駆動手段３５と、第１の回転体駆動手段の回転速度を、第１の目標速度に制御する第１の速度制御手段８４と、第２の回転体駆動手段の回転速度を、第２の目標速度に制御する第２の速度制御手段８１と、を有し、第１のコントローラの所定の低周波数領域のゲインと第２のコントローラの所定の低周波数領域のゲインとの差は、第１のコントローラの所定の高周波領域のゲインと第２のコントローラの前記所定の高周波領域のゲインとの差よりも大きい、ことを特徴とする搬送装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、シート状の被搬送媒体を搬送する搬送装置等に関し、特に、被搬送媒体を搬送する搬送回転手段の回転速度を制御する搬送装置、画像形成装置、被搬送媒体搬送方法及びプログラムに関する。

画像形成装置は、転写部において中間転写ベルトや感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録紙に転写して、その後、熱と圧力により記録紙に定着させる。転写部では転写ローラが記録紙を中間転写ベルトや感光体ドラムに圧接させる。この転写部の上流には転写タイミングローラ又はレジストローラ（以下、上流ローラという）があり、記録紙のサイズが所定以上になると記録紙が二次転ローラ（以下、下流ローラという）と上流ローラとに跨った状態が発生する。下流ローラと上流ローラはその回転速度が別々に制御されているので、記録紙が下流ローラと上流ローラに跨った状態となると、両者の回転速度のわずかな違いにより、定着装置による記録紙の引っ張りや下流ローラによる押し込み（以下、トルクの受け渡しという）を生じさせることが知られている。

２つのローラ間でトルクの受け渡しが発生すると、上流ローラと下流ローラのいずれかでスリップが発生する等、画質の低下や色ずれをもたらすことがある。特に、記録紙の秤量（単位面積の重さ）が大きく（こしの強い記録紙だと）、上流ローラの周速が下流ローラの周速より早いと、押し込みにより下流ローラでスリップが発生するおそれが高くなる。

この点について、定着装置の搬送路において、記録紙に意図的なループを形成させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、適正なループ量を定めておき、この値と実際のループ量の比較結果を用いて、所定時間ごとに定着ローラの回転速度を補正する画像形成装置が開示されている。

また、下流ローラに記録紙が到着した時点で、上流ローラのローラ対が記録紙を狭持する力を低下させることで、トルクの受け渡しを解消する技術も考えられている。この技術によれば、記録紙が下流ローラと上流ローラとに跨った状態でも、上流ローラの記録紙は狭持されていないので、トルクの受け渡しによる画質の低下をもたらすことがない。

しかしながら、特許文献１に開示された画像形成装置では、適正ループ量を予め記憶しておかなければならず、この適正ループ量に定着ローラの回転速度の補正量が依存してしまうという問題がある。例えば、２つのローラ間のトルクの受け渡し量は、その日の湿度や機器の経年変化により変化すると考えられるので、予め適正ループ量を定めることも困難である。このため適正ループ量と実際のループ量の比較結果により制御された定着ローラの回転速度が正確であるという保証もない。また、特に秤量が大きい記録紙は、ループを作ることが困難な場合も多い。

また、上流ローラのローラ対が記録紙を狭持する力を低下させる技術では、上流ローラ対の間隔を可変にするアクチュエータが必要なためコスト増となり、また、アクチュエータを搭載するスペースの確保が容易でないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、２つのローラ間のトルク干渉を低減できる搬送装置、画像形成装置、被搬送媒体搬送方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第１の搬送回転手段と、前記第１の搬送回転手段の下流または上流に配置された、被搬送媒体を回転方向に搬送する第２の搬送回転手段と、前記第１の搬送回転手段を回転駆動する第１の回転体駆動手段と、前記第２の搬送回転手段を回転駆動する第２の回転体駆動手段と、前記第１の回転体駆動手段の回転速度を、第１の目標速度に制御する第１の速度制御手段と、前記第２の回転体駆動手段の回転速度を、第２の目標速度に制御する第２の速度制御手段と、を有し、前記第２の速度制御手段は、前記第２の回転体駆動手段のみが前記被搬送媒体を搬送する際に使用される第１のコントローラと、前記被搬送媒体が前記第１の搬送回転手段と前記第２の搬送回転手段の両方により搬送される際に使用される第２のコントローラとを有し、前記第２のコントローラの所定の低周波数領域のゲインは前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインよりも低く、前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインとの差は、前記第１のコントローラの所定の高周波領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の高周波領域のゲインとの差よりも大きい、ことを特徴とする搬送装置。

２つのローラ間のトルク干渉を低減できる搬送装置、画像形成装置、被搬送媒体搬送方法及びプログラムを提供することができる。

画像形成装置の全体構成図の一例である。 インクジェット方式の画像形成装置の概略構成図の一例である。 二次転写部とレジストローラの構成を説明する図の一例である。 二次転写部と上流の転写タイミングローラの構成を説明する図の一例である。 制御装置等のハードウェア構成図の一例である。 転写タイミングローラの制御ブロック図の一例である。 ボード線図の一例を示す図である。 時間と速度偏差の関係の一例を示す図である。 モータ制御部が転写タイミングローラの回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。 比例定数ｋｐをコントローラ１の半分（１／２）にした場合のボード線図の一例である。 モータ制御部が転写タイミングローラの回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。 モータ制御部の制御ブロック図の一例である。 モータ制御部が転写タイミングローラの回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。 モータ制御部の制御ブロック図の一例である。 二次転ローラと定着ローラを概略構成図の一例である。 制御装置等のハードウェア構成図の一例である。 定着モータのモータ制御部が定着ローラの回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら、実施例を挙げて説明する。

本実施例の画像形成装置１００の特徴部の概略を説明する。本実施例の画像形成装置１００は、上流ローラのみにより搬送されていた記録紙が下流ローラに突入する時から、下流ローラのみが記録紙を搬送する時まで（記録紙が上流ローラと下流ローラに跨った状態）、上流ローラを下流ローラの従動ローラの如くに制御する。

したがって、記録紙が上流ローラと下流ローラに跨った状態では、従動ローラとして制御される上流ローラが、記録紙を押し込むなどして、上流ローラまたは下流ローラにスリップ等が生じることを防止できる。

なお、「跨る」とは、上流と下流のローラのいずれにおいても、記録紙が「０」より大きい力で狭持された状態をいう。また、記録紙の搬送は一対のローラ対で行うが、本実施例では、「対」を省略して説明する。

〔画像形成装置の概略構成〕
図１は、画像形成装置１００全体構成図の一例を示す。画像形成装置１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１４０と、画像読み取り部１３０、書き込みユニット１１０、画像形成部１２０、及び、給紙ユニット１５０を有する。ＡＤＦ１４０は、原稿給紙台上に積載された原稿を１枚ずつ画像読み取り部のコンタクトガラス上に搬送し、原稿の画像データを読み取った後に排紙トレイ上に排出する。

原稿読み取り部１３０は、原稿を載置するためのコンタクトガラス１１と、光学走査系を有し、光学走査系は、露光ランプ４１、第１ミラー４２、第２ミラー４３、第３ミラー４４、レンズ４５及びフルカラーＣＣＤ４６を備える。露光ランプ４１及び第１ミラー４２は第１キャリッジに装備され、第１キャリッジは、原稿を読み取る際に、ステッピングモータによって一定速度で副走査方向に移動する。第２ミラー４３及び第３ミラー４４は、第２キャリッジに装備され、第２キャリッジは、原稿を読み取る際に、ステッピングモータによって第１キャリッジのほぼ１／２の速度で移動する。そして、第１キャリッジ及び第２キャリッジが移動することによって、原稿の画像面が光学的に走査され、読み取られたデータがレンズによってフルカラーＣＣＤ４６の受光面に結像され、光電変換される。

次に、フルカラーＣＣＤ（又はフルカラーラインＣＣＤ）４６によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色に光電変換された画像データは、不図示の画像処理回路でＡ／Ｄ変換された後に画像処理回路によって各種の画像処理（γ補正、色変換、画像分離、階調補正等）が施される。

ユーザが複写する操作を指示した場合や、画像形成装置１００をプリンタとして利用する場合、書き込みユニット１１０が各色毎に感光体ドラムに潜像を形成する。図では、４つの感光体ユニット１３（イエロー用の１３ｙ，マゼンダ用の１３ｍ，シアン用の１３ｃ，ブラック用の１３ｋ）が、中間転写ベルト１４の搬送方向に沿って並設されている。各感光体ユニット１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋには、像担持体であるドラム状の感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋと、感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋを帯電させる帯電装置４８ｙ、４８ｍ、４８ｃ、４８ｋ、露光装置４７ｙ、４７ｍ、４７ｃ、４７ｋ、現像装置１６ｙ、１６ｍ、１６ｃ、１６ｋ及びクリーニング装置４９ｙ、４９ｍ、４９ｃ、４９ｋが設けられている。

露光装置４７ｙ、４７ｍ、４７ｃ、４７ｋは、例えば、図示の例では感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋの軸方向（主走査方向）に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイとレンズアレイからなるＬＥＤ書込み方式にて露光する。露光装置４７ｙ、４７ｍ、４７ｃ、４７ｋは、各色毎に光電変換された画像データに応じてＬＥＤを発光して感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋ上に静電潜像を形成する。現像装置１６ｙ、１６ｍ、１６ｃ、１６ｋは、現像剤を担持して回転する現像ローラが、感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋ上に形成された静電潜像をトナーで可視化することで各色毎にトナー像を形成する。

感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋに形成されたトナー像は、感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋと中間転写ベルト１４とが接する位置（以下、一次転写位置という）で、中間転写ベルト１４上に転写される。感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋには、中間転写ベルト１４を介して中間転写ローラ２６ｙ、２６ｍ、２６ｃ、２６ｋが感光体ユニット１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋと対にそれぞれ対向配置されている。各中間転写ローラ２６ｙ、２６ｍ、２６ｃ、２６ｋは、それぞれ中間転写ベルト１４の内周面に当接され中間転写ベルト１４を各感光体の表面に接触させる。中間転写ローラ２６ｙ、２６ｍ、２６ｃ、２６ｋにそれぞれに電圧が印加されることで、感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋのトナー像が中間転写ベルト１４に転写されるための中間転写電界が発生する。中間転写電界の作用により、中間転写ベルト１４上にトナー画像が形成される。各色のトナー画像は重畳して転写され、フルカラーのトナー画像が中間転写ベルト１４に形成される。

全ての色の作像と転写が終了した時点で、中間転写ベルト１４とタイミングを合わせて給紙トレイ２２から記録紙５３が給紙され、二次転写部５０で中間転写ベルト１４から４色同時に記録紙５３へトナー像が二次転写される。

記録紙５３は、第１トレイ２２ａ、第２トレイ２２ｂ、第３トレイ２２ｃ、第４トレイ２２ｄ、又は、両面ユニット（不図示）のいずれかから選択される。各給紙トレイ２２ａ〜２２ｄは、内部に収容された記録紙５３を一番上のものから順次送り出す給紙ローラ２８、給紙ローラ２８によって重送されてしまった複数の記録紙５３を個々に分離してから搬送路２３に送り出す分離ローラ３１を有している。これにより、記録紙５３は、搬送路２３に向けて搬送開始される。

なお、記録紙５３としては普通紙が一般的だが、記録紙５３は、光沢紙、厚紙、ハガキ等の紙類、ＯＨＰシート、フィルム等、シート状（特許請求の範囲の被搬送媒体に相当する）であればよい。シートの長手方向の長さは短手方向よりも十分に短くてもよく、いわゆる連続紙であってもよい。

給紙ユニット１５０は、搬送路２３の途中に適宜設けられた複数の搬送ローラ対２９等を備えている。搬送ローラ対２９は、給紙トレイ２２から搬送された記録紙５３を後段の搬送ローラ対２９、書き込みユニット１１０の給紙路３２に向けて送り出す。給紙路３２に送り込まれた記録紙５３は、その先端がレジストセンサ５１によって検出された後、所定時間が経過すると、レジストローラ３３に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ３３は、挟み込んだ記録紙５３を所定のタイミング（副走査有効期間信号（ＦＧＡＴＥ）に同期して）で二次転ローラ１８の位置まで送り込む。所定のタイミングは、中間転写ベルト１４の回転によりフルカラーの重ね合わせトナー画像が二次転ローラ１８の位置まで搬送されたタイミングである。また、レジストローラ３３の下流に転写タイミングローラ３８が配置されていることもある。

二次転ローラ１８は、斥力ローラ１７と対向配置される。画像形成装置１００は、印刷時に二次転ローラ１８を中間転写ベルト１４に当接させる。二次転ローラ１８は二次転モータ６４により二次転ローラの外周の速度が中間転写ベルト１４の表面速度と同じになるように制御されている。

記録紙５３は、中間転写ベルト１４から分離器（不図示）により分離された後に、搬送ベルト２４によって定着装置１９まで搬送され、定着装置１９は記録紙５３にトナー像を定着させる。片面印刷の場合、定着後の記録紙５３は、排紙トレイ２１上に排出される。

なお、本実施例は記録紙５３の搬送方法に特徴を有するのであり、画像形成方法の制限を受けない。本実施例では、図１に示すような電子写真方式の画像形成装置１００に基づいて説明するが、図２に示すような、インクジェット方式の画像形成装置１００の用紙搬送システムに適用しても良い。

図２は、インクジェット方式の画像形成装置１００の概略構成図の一例を示す。図２において図１と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。

図２の画像形成装置１００は、画像読み取り部１３０、画像形成部１２０、及び、給紙ユニット１５０を有する。なお、ＡＤＦ１４０を有していてもよい。画像読み取り部１３０と画像形成部１２０の間には、排紙トレイ２１が形成されている。

給紙ユニット１５０の給紙トレイ２２から、給紙ローラ２８が給送する記録紙５３は、図示する点線を記録紙搬送路として、排紙トレイ２１まで搬送される。記録紙搬送路中には搬送ローラ１２５が適宜設置されている。また、手差しトレイ１２８が図示の右側面に設けられ、この手差しトレイ１２８からも給紙ローラ１２９を介して記録紙５３が給送される。

給紙トレイ２２から給紙された記録紙５３は、レジストローラ３３で一旦停止される。レジストローラ３３は、印字開始タイミングに合わせて記録紙５３の搬送を再開して静電吸着ベルト８まで搬送する。記録紙５３は静電吸着ベルト８上に静電吸着される。静電吸着ベルト８の上に位置するキャリッジ１２１は、印字ヘッド１２２を搭載して主走査方向（紙面に対し垂直方向）に往復移動し、印字ヘッド１２２からインク滴を吐出して画像を形成する。トナーと同様にシアン、マゼンタ、イエロー、及び、ブラックの各色毎のヘッドを有する。印字ヘッド１２２にはインクカートリッジ１２３から不図示の供給チューブを介して各色毎にインクが補充される。

静電吸着ベルト８の周回移動によって記録紙５３は副走査方向に搬送される。画像形成装置１００は、副走査方向の移動量を検出して静電吸着ベルト８を移動させ、高精度な位置決めを行う。位置決めされた位置で、画像形成装置１００はキャリッジ１２１を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて印字ヘッド１２２を駆動することにより、停止している記録紙５３にインク滴を吐出して１行分を記録し、記録紙５３を所定量搬送後、次の行の記録を行なう。画像形成装置１００は、記録紙５３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、記録紙５３を排紙トレイ２１に排紙する。

なお、図示したようにキャリッジ１２１を往復させるシリアル系のインクジェット方式でなく、ヘッドを固定したラインヘッド系のインクジェット方式の画像形成部１２０を搭載してもよい。また、用紙搬送方式として静電吸着による方式でなく、負圧によるエア吸着方式や、表面の摩擦を増やしたコロを使用してもよい。

図２のようなインクジェット方式の画像形成装置１００においても、レジストローラ３３と静電吸着ベルト８との間でトルク干渉が生じる。静電吸着ベルト８による記録紙５３の搬送では、特に高精度な位置決め必要とするため、トルク干渉が大きくなると目標位置に到達するまでに時間がかかったり、位置偏差が大きくなったりするため色ずれが大きくなり画像品質の低下につながってしまう。また、レジストローラ３３によって記録紙５３の押し込みがあると、紙搬送負荷が少なくなりドライバや駆動伝達系の非線形領域に入ってしまって、電子写真方式の用紙搬送と同様に制御系が不安定になってしまう。また、押し込み力が大きいと静電吸着ベルト８上で記録紙５３が滑ってしまう。

したがって、このようなインクジェット方式の画像形成装置１００に対しても、本実施形態の搬送方法を適用することによって、色ずれや画像品質の低下を改善できる。なお、この他、昇華型熱転写方式、ドットインパクト方式を画像形成部１２０に採用してもよい。

図３は、二次転写部５０とレジストローラ３３の構成を説明する図の一例である。なお、図３において図１と同一部の説明は省略する。中間転写ベルト１４は、中転ローラ２０の回転力により図示、時計回りに回転する。また、中転ローラ２０は、中転モータ６１により回転駆動される。中転ローラ２０と中転モータ６１は、それぞれ同軸に回転するギアを有し、両者のギアが噛合して得られる動力の伝達により、中転ローラ２０が回転する。なお、中間転写ベルト１４内のテンションローラ１５と斥力ローラ１７は、中転ローラ２０の回転に従動して回転する従動ローラである。また、テンションローラ１５は、中間転写ベルト１４に所定の張力を付与するローラである。なお、テンションローラ１５の位置に中転ローラ２０を配置してもよい。また、ローラ５２は中間転写ベルト１４内の３つのローラと中間転写ベルト１４の密着を調整するローラである。

二次転ローラ１８は、中間転写ベルト１４を介して斥力ローラ１７に押し当てられるように配置される。すなわち、二次転ローラ１８は斥力ローラ１７の方向に付勢されており、少なくとも記録紙５３が二次転ローラ１８と中間転写ベルト１４の間を通過する際は、二次転ローラ１８と斥力ローラが記録紙５３が狭持する。二次転ローラ１８は、狭持した圧力及び二次転ローラ１８に印加された電圧により生じる二次転写電界により、中間転写ベルト１４上のトナー像を記録紙５３へ二次転写させる。

二次転写部５０の上流には、レジストローラ３３と上側ローラ３４が配置されている。また、レジストローラ３３の下流には記録紙５３の先端が到達したことを検出する始端検知センサ３０が配置されている。レジストローラ３３は、レジストモータ８７の回転力により回転駆動される。始端検知センサ３０とレジストモータ８７は、制御装置２００と電気的に接続されている。制御装置２００は、レジストモータ８７の回転速度を制御する。

レジストローラ３３は上側ローラ３４の方向に付勢されており、少なくとも記録紙５３がレジストローラ３３と上側ローラの間を通過する際は、レジストローラ３３と上側ローラが記録紙５３を狭持する。

上記のとおり、給紙トレイ２２から搬送されてきた記録紙５３は、レジストローラ３３にて一旦停止され、制御装置２００は、中間転写ベルト１４上にあるトナー画像と記録紙５３の位置を合わせるようにレジストモータ８７の回転を開始する。レジストローラ３３は記録紙５３を搬送して、二次転ローラ１８に突入させる（レジストローラ３３で記録紙５３を停止させなくてもよい）。すると、記録紙５３がレジストローラ３３と二次転ローラ１８とに跨った状態となり、レジストローラ３３と二次転ローラ１８の間でトルクの受け渡しが生じうる。そこで、制御装置２００は、レジストローラ３３が二次転ローラ１８の従動ローラの如くに回転するよう、レジストモータ８７の回転速度を制御する。

なお、二次転写部５０の上流側のローラはレジストローラ３３とは限らない。本実施形態の制御装置２００は、画像形成装置１００の設計に応じて二次転写部５０の上流側のローラを、二次転ローラ１８の従動ローラの如くに回転するよう制御することができる。

図４は、二次転写部５０と、上流の転写タイミングローラ３８の構成を説明する図の一例である。なお、図４において図３と同一部の説明は省略する。図４では、レジストローラ３３の下流側、かつ、二次転ローラ１８の上流側に転写タイミングローラ３８が配置されている。また、転写タイミングローラ３８の下流には用紙通過検知センサ３７が配置されている。

制御装置２００は、用紙通過検知センサ３７により記録紙５３の通過（紙端）を検出し、中間転写ベルト１４上に形成されたトナー画像が二次転写部５０に到着するタイミングで、用紙通過検知センサ３７から二次転写部５０まで記録紙５３が到着するよう、転写タイミングモータ３５を制御する。以下では、図4の構成を例にして説明する。

図５は、制御装置２００等のハードウェア構成図の一例である。制御装置２００は、モータ制御部８１及びモータドライバ８３を有する。モータ制御部８１は、メイン制御部７８と接続されている。また、モータドライバ８３は、転写タイミングモータ３５と接続されている。なお、転写タイミングローラ３８には、フィードバック制御用の転写エンコーダ３９が接続されており、転写エンコーダ３９はモータ制御部８１に接続されている。モータドライバ８３は、モータ制御部８１から指示された速度指示値に応じたモータ電流を転写タイミングモータ３５に供給する回路である。モータドライバ８３は、例えば、速度指示値に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を決定し、このデューティ比のＰＷＭ信号にて、転写タイミングモータ３５の各相に接続されたＦＥＴをオン／オフする。また、モータドライバ８３は電流センサ８２が検出した電流値に基づき転写タイミングモータ３５に供給する電流値をフィードバック制御している。

また、モータドライバ８６内の電流センサ８５はモータ制御部８１に接続されており、モータ制御部８１は、二次転モータ６４のドライバに流れる駆動電流を検出する。転写タイミングモータ３５のモータ制御部８１は、この駆動電流により二次転モータ６４に記録紙５３が突入したことを検出できる。

なお、二次転モータ６４は、制御装置３００により制御されるが、制御方法は転写タイミングモータと同様なので説明は省略する。

メイン制御部７８は、画像形成装置１００の全体を制御する制御基板であり、ユーザの操作を受け付け、二次転モータ６４、転写タイミングモータ３５、給紙モータ、定着モータ６６等の各モータに回転駆動を指示する。メイン制御部７８には、不図示の操作部及びメモリ装着部７９が接続されている。操作部は、例えば、液晶表示部とタッチパネルが一体に実装され、メニュー表示とその選択の入力を兼ねたユーザインターフェイスとなる。また、操作部は、スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能をそれぞれ切り替える選択キー、テンキー、スタートキー、リセットキー、電源のスイッチ、等の各種のハードキーを有する。メモリ装着部７９は、記憶媒体８０が着脱可能である。記憶媒体８０にはプログラムが記憶されていて、メイン制御部７８はメモリ装着部７９を介してプログラムを読み込み、不図示のＨＤＤやＲＯＭ等に記憶する。

メイン制御部７８及び制御装置２００，３００は、いずれもＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インターフェイス、フラッシュメモリ及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備えたコンピュータ（マイコン）を実体とする。制御装置２００、３００は、ＣＰＵがプログラムを実行すること、及び、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等のＩＣにより、後述する機能や機能ブロックを実現する。

モータ制御部８１，８４は、モータドライバ８３，８６に速度指示値（電流指令値又は電圧指令値）を指示する。本実施例では転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８の回転速度はそれぞれ一定であるとするが、メイン制御部７８からの指示（例えば、厚紙の記録紙５３に対し回転速度を下げる）に応じて、モータ制御部８１，８４は回転速度を可変に制御することもできる。

図６は、転写タイミングローラ３８の制御ブロック図の一例を示す。図６には、回転速度のフィードバックループが示されている。図６では、比較器９１、コントローラ９２（以下、コントローラ１という），コントローラ９３（以下、コントローラ２という）及び切り替え部９４が、図５のモータ制御部８１に対応する。比較器９１は、転写エンコーダ３９が検出して速度演算部９５が演算した回転速度と、目標の回転速度（以下、目標速度という）の比較結果をコントローラ１とコントローラ２に出力する。コントローラ１とコントローラ２は、例えばＰＩ制御に準じた演算を行い、切り替え部９４を介してモータドライバ８３に指示する速度を決定する。なお、この目標速度は、転写タイミングローラ３８の外周の速度が、二次転ローラの周速及び中間転写ベルト１４の表面速度と同程度となるように定められている。

コントローラ１とコントローラ２は、同時刻には何れか一方のみが作動する。コントローラ１は、転写タイミングローラ３８のみが記録紙５３を搬送する場合、及び、転写タイミングローラ３８が記録紙を搬送しない場合に、転写タイミングローラ３８の回転速度を制御する。コントローラ２は、転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８の双方が記録紙５３を搬送する際に、回転数を制御する。コントローラ１，２について詳しくは後述する。

コントローラ１とコントローラ２の切り替えは、切り替え信号により実行される。切り替え信号は、二次転ローラ１８へ記録紙５３が突入したことを示す信号が相当するが、コントローラ１とコントローラ２をソフト的に実装した場合、モータ制御部８１が、二次転ローラ１８へ記録紙５３が突入したことを検知して、コントローラ１からコントローラ２に切り替える。また、モータ制御部８１は、転写タイミングローラ３８から記録紙５３の全体が排出されたことを検知して、コントローラ２からコントローラ１に切り替える。

コントローラ１及びコントローラ２は、速度偏差にそれぞれ所定のゲインの乗算や所定のフィルタ処理を施し、速度指示値としてモータドライバ８３へ出力する。コントローラ１及びコントローラ２は、ＰＩ、ＰＩＤ、位相進み、位相遅れ等の古典制御理論や、転写タイミングローラ３８の状態量をフィードバックする現代制御理論に基づく状態フィードバック理論、又は、Ｈ∞制御に代表されるロバスト制御理論等のいずれの補償方法を採用することができる。

モータドライバ８３は速度指示値に応じたモータ電流を出力する電流制御ドライバ（又は電圧指令値に応じたモータ電圧を出力する電圧制御ドライバ）である。転写タイミングモータ３５は、速度指示値に応じてモータドライバ８３が出力する駆動電流により駆動される。転写タイミングモータ３５の駆動力は、伝達機構を介して転写タイミングローラ３８を回転駆動する。転写タイミングモータ３５には、ＤＣモータ（ブラシ付き、ブラシレス）、ＡＣサーボモータ、ステッピングモータ等が使用できる。

転写タイミングローラ３８の回転速度は転写エンコーダ３９によって検出される。回転速度は速度演算部９５へ入力され、目標速度と比較用の値に変換されて比較器９１へフィードバックされる。速度演算の方法は、エンコーダパルスのカウンタ値の差分を利用する方式でも、エンコーダパルスのエッジを基準クロックで測定する周期カウンタ方式でもよい。なお、速度演算部９５は、図５の転写エンコーダ３９に含めるように実装してもよいし、モータ制御部８１に含めるように実装してもよい。

〔コントローラ２の速度補償〕
本実施例の速度補償について説明する。速度補償をソフトウェアで行うソフトウェアサーボの場合、コントローラ１とコントローラ２は、電流指令値を算出する式を切り替えたり、同じ式を用いて式のパラメータを変更することによってそれぞれ実現される。

例えば、一般的なモータ駆動系に使用される古典制御理論によるＰＩ(比例と積分)フィルタによって、ソフトウェアサーボを実装した場合、電流指令値を算出する式は次式のように表すことができる。

式（１）では、ｕ（ｎ）が速度偏差、ｙ（ｎ）が速度指示値に対応する。サンプリング時間ｔｓは、転写エンコーダ３９が回転速度を検出する周期又は速度指示値の演算周期である。ゲインを示すパラメータである比例定数kp、積分定数kiを変更することで、コントローラ１とコントローラ２を切換えたことになる。なお、コントローラ１の比例定数kp、積分定数kiは、予め転写タイミングローラ３８のみが記録紙５３を搬送する際に適切な速度補償が得られるように、予め定められている。

図７のボード線図を用いて、積分定数kiのみを「０」にした場合の作用について説明する。図7ではコントローラ１のゲインカーブと位相カーブを点線で、コントローラ２のゲインカーブと位相カーブを実線で、それぞれ示した。

コントローラ２のゲインカーブに示されるように、式（１）において、積分定数ｋiがゼロに変更されると、積分特性がゼロになるため、低い周波数領域のゲインが、コントローラ１のゲインよりも低下する。すなわち、低い周波数領域の応答性が低下している。低い周波数領域のゲインは、ゆっくりとした速度偏差の変動に対し回転速度をどの程度補償するかを示す。特に、低い周波数領域のゲインは、速度偏差のＤＣ成分に対する補償の程度を示す。したがって、コントローラ２のゲインカーブは、低い周波数領域のゲインの低下とＤＣ成分の補償がなくなることを意味する。

記録紙５３が二次転ローラ１８に突入した直後、突入負荷により転写タイミングローラ３８の回転速度が低下する。ここで、積分定数ｋｉをゼロにして、比例制御のみとすることは定常的な速度偏差（目標速度に対する回転速度の偏差）が生じることを意味する。比例制御では、制御量が目標値に近づくと、目標値に近い状態で安定してしまうという性質がある。積分定数ｋｉがゼロになっても、比例定数kpの作用により、転写タイミングローラ３８は、記録紙５３の搬送負荷を補助するが、二次転ローラ１８を押す動作をしなくなり、記録紙５３に僅かな張力を与えながら搬送することになる。すなわち、転写タイミングローラ３８は、二次転ローラ１８の従動ローラの如くに振る舞う。

一方、図７のボード線図から、ゲインカーブは高い周波数領域で、コントローラ１のゲインカーブと同程度の値となるので、モータ制御部８１は、急激な速度変動に追従して転写タイミングモータ３５の回転速度を制御することができる。

図８を用いてより詳細に説明する。図８は、時間と速度偏差の関係の一例を示す。縦軸の速度偏差は「回転速度−目標速度」なので、負値であることは、回転速度の方が目標速度よりも小さいことを意味する。なお、速度偏差の単位は〔ｒａｄ／sec〕等、どのような単位でもよく、パーセント表示でもよい。

図８では、時刻「０．０１秒」の時に、記録紙５３が二次転ローラ１８に突入した。コントローラ１では、突入負荷により転写タイミングローラ３８の回転速度が急に低下しているが、時間と共に速度偏差が０に近づく。これに対し、積分定数ｋｉをゼロにした場合、高い周波数領域の速度変動に対しコントローラ１と同様に応答できるので、転写タイミングローラ３８の回転速度は突入負荷により急に低下するが、その後、速度偏差が定常的に残っている。

速度偏差は負値なので、転写タイミングローラ３８の回転速度の方が二次転ローラ１８よりも遅いこと、すなわち、記録紙５３には僅かな張力が与えられることがわかる。このように、転写タイミングローラ３８は、記録紙５３を二次転ローラ１８の方向に押す動作をしなくなるので、二次転ローラ１８の駆動トルクがゼロ近傍もしくは負のトルク(ブレーキ)となることがなくなるため、制御系の不安定化を防ぐことができる。

このように、積分定数ｋｉをゼロにする制御は、少なくとも所定の低周波数領域の速度制御に対する応答性を低くする制御となる。

なお、本実施例ではコントローラ２の積分定数ｋｉをゼロとしたが、コントローラ２の積分定数ｋｉをゼロにしなくても、コントローラ２の積分定数ｋｉをコントローラ１の積分定数ｋｉに対し、十分に小さい値としても同様の効果が得られる。例えば、コントローラ２の積分定数ｋｉをコントローラ１の積分定数ｋｉに対し１／１０としてもよい。また、コントローラ２の積分定数ｋｉをコントローラ１の積分定数ｋｉに対し１／２としても、ある程度の効果が得られる。このように、コントローラ２の積分定数ｋｉは、例えば、コントローラ１の積分定数ｋｉに対し、１／２未満からゼロの間で適宜、設計することができる。

〔動作手順〕
図９は、モータ制御部８１が転写タイミングローラ３８の回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。図９のフローチャート図は、例えば、画像形成装置１００が記録紙５３への印刷を開始するとスタートする。

メイン制御部７８は、モータ制御部８１に駆動指令を送信する。このとき、メイン制御部７８が目標速度を指示してもよいが、目標速度は転写タイミングモータ３５と二次転モータ６４の外周の速度が同じになるように指示される。

駆動指令を受けると、まず、モータ制御部８１が転写タイミングローラ３８の速度制御を開始する（Ｓ１０）。

次に、モータ制御部８４が、二次転モータ６４の回転速度の制御を開始する（Ｓ２０）。

次に、モータ制御部８１は、二次転ローラ１８に記録紙５３が突入したか否かを判定する（Ｓ３０）。記録紙５３が二次転ローラ１８に突入したか否かを判定する方法には、次のような方法がある。
（１）記録紙５３が転写タイミングローラ３８から二次転ローラ１８まで到達するタイミングを推定する
（２）記録紙５３が用紙通過検知センサ３７から二次転ローラ１８まで到達するタイミングを推定する
（３）二次転モータ６４のモータドライバ８６の電流センサ８５が検出する駆動電流を監視する
（１）の判定方法を採用した場合について説明する。転写タイミングローラ３８は、二次転ローラ１８に記録紙５３を突入させるタイミングをトナー画像の位置に合わせるためのローラなので、モータ制御部８１は転写タイミングローラ３８の駆動を開始した時刻を特定している。また、モータ制御部８１は電流センサ８２が検出する駆動電流が変動したことにより、転写タイミングローラ３８に記録紙５３が到着したこと、記録紙５３が通過を開始したことも検出できる。また、記録紙５３の搬送速度と転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８の間の距離は既知である。したがって、モータ制御部８１は、予め記憶している基準時間と、記録紙５３が転写タイミングローラ３８の通過を開始してからの経過時間を比較して、二次転ローラ１８に記録紙５３が突入したと判定する。また、用紙通過検知センサ３７から二次転ローラ１８までの距離も既知であるので、（２）の判定方法は（１）の判定方法と同様である。

（３）の判定方法を採用した場合について説明する。二次転モータ６４に作用する負荷トルクは、記録紙５３を搬送している間は搬送しない場合よりも大きくなる。モータ制御部８１は、記録紙５３が転写タイミングローラ３８を通過した後、二次転ローラ１８の駆動電流を監視する。そして、モータ制御部８１は、例えば、電流値の変化が所定値以上になると、二次転ローラ１８に記録紙５３が突入したと判定する。

なお、上記（１）〜（３）の判定方法は、どれか１つ以上を採用してもよいし、全てを採用しておき、1つ以上の判定方法で判定が成立した場合に記録紙５３が二次転ローラ１８に突入したと判定してもよい。

モータ制御部８１は、二次転ローラ１８に記録紙５３が突入したと判定した場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、コントローラ１からコントローラ２に切り替える（Ｓ４０）。すなわち、モータ制御部８１は、積分定数ｋｉをゼロにする。これにより、転写タイミングローラ３８は二次転ローラ１８の従動ローラの如く振る舞う。

続いて、モータ制御部８１は、記録紙５３が転写タイミングローラ３８を通過したか否かを判定する（Ｓ５０）。通過したか否かを判定する方法には、次のような方法がある。
（４）記録紙５３の全体が転写タイミングローラ３８を通過するタイミングを推定する
（５）用紙通過検知センサ３７が記録紙５３を検知しなくなったことを検出する
（６）転写タイミングモータ３５のモータドライバ８３の電流センサ８２が検出する駆動電流を監視する
（４）の判定方法は（１）（２）と同様であり、モータ制御部８１は搬送速度と用紙サイズから、記録紙５３の全体が転写タイミングローラ３８を通過したことを判定できる。（５）の判定方法の場合、用紙通過検知センサ３７が記録紙５３を検知しなくなったことから、モータ制御部８１は、転写タイミングローラ３８を記録紙５３の全体が通過したことを確実に判定できる。また、（６）の判定方法の場合、モータ制御部８１は、例えば、駆動電流の変化が所定値以上になると、転写タイミングローラ３８から記録紙５３の全体が通過したと判定する。なお、コントローラ２からコントローラ１への切り替えは、次の記録紙５３が転写タイミングローラ３８に到達するまでに行えばよい。

記録紙５３が転写タイミングローラ３８を通過したと判定した場合（Ｓ５０のＹｅｓ）、モータ制御部８１はコントローラ２からコントローラ１に切り替える（Ｓ６０）。すなわち、モータ制御部８１は、積分定数ｋｉを元の値に戻す。

次に、モータ制御部８１、８４は、メイン制御部７８から転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８の停止要求を受信したか否かを判定する（Ｓ７０）。メイン制御部７８が出力する停止要求は、例えば、記録紙５３への印刷が完了したことや用紙詰まりがあったことを意味する。

メイン制御部７８から転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８の停止要求を受信しない場合（Ｓ７０のＮｏ）、モータ制御部８１、８４は、ステップＳ３０からの処理を繰り返す。すなわち、２枚目以降の記録紙５３への印刷を繰り返す。

メイン制御部７８から転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８の停止要求を受信した場合（Ｓ７０のＹｅｓ）、モータ制御部８１、８４は、制御を終了する（Ｓ８０）。これにより、転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８は停止する。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置１００は、記録紙５３が転写タイミングローラと二次転ローラ１８との両方で搬送されている間、ＰＩ制御系の積分定数ｋｉをゼロにすることで、転写タイミングローラ３８が、記録紙５３を二次転ローラ１８の方向に押す動作をなくすことができる。したがって、トルクの受け渡しにより二次転写部５０で生じ得る画質の低下や色ずれを防止できる。

また、低い周波数領域だけゲインを下げているので、低周波数領域の速度変動に対してのみ応答性（補償）を下げることができる。

実施例１では、式（１）において積分定数ｋｉをゼロに変更したが、本実施例では、比例定数kpのみを小さくするか、又は、比例定数kpと積分定数kiを共に、コントローラ１よりも小さい値に変更する画像形成装置１００に説明する。この方法でも、転写タイミングローラ３８が二次転ローラ１８に対して過渡に、トルク干渉することを改善できる。

図１０は、比例定数ｋｐをコントローラ１の半分（１／２）にした場合のボード線図の一例を示す。図１０ではコントローラ１のゲインカーブと位相カーブを点線で、コントローラ２のゲインカーブと位相カーブを実線で、それぞれ示した。

比例定数kpだけ、又は、比例定数kpと積分定数kiを同時に小さい値に変更することで、駆動系の応答周波数（ゲイン交点角周波数）を低くすることができる。図１０に示すように、コントローラ２のゲインカーブは、積分器の傾きとして知られる−２０〔ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ〕のまま、コントローラ１のゲインカーブよりも小さくなっている。コントローラ１の応答周波数は３０〔rad／sec〕であるが、コントローラ２の応答周波数は１５〔rad／sec〕である。したがって、比例定数ｋｐを小さくした分だけ、応答周波数も小さくなっていることが分かる。

応答周波数が小さくなることはゲインが低下することを意味し、転写タイミングローラ３８に生じる回転速度の変動（ＡＣ成分）に対する補償が小さくなることを示す。すなわち、全周波数領域に渡って応答性が低下している。したがって、二次転ローラ１８に対する転写タイミングローラ３８のトルクの影響を低減することができる。一般的に制御系は過渡応答に対して弱いため、これによって二次転ローラ１８に記録紙５３が突入した時の過渡応答を改善できる。

図８を用いてより詳細に説明する。時刻「０．０１秒」の時に、記録紙５３が二次転ローラ１８に突入した。コントローラ２（比例定数ｋｐ＝１／２）では、突入負荷により転写タイミングローラ３８の回転速度が急に低下した際の速度変動が、コントローラ１よりも大きい。これは、急激な速度変動に対し、二次転ローラ１８に対する転写タイミングローラ３８の影響が小さくなったことを意味する。すなわち、コントローラ１よりもゲインを下げることで、二次転ローラ１８と転写タイミングローラ３８の間のトルク干渉が小さくなることが分かる。

また、ゲインは速度補償の程度の大きさを示すので、ゲインが小さくなったことは、周波数領域に拘わらず、転写タイミングローラ３８が発生するトルクが二次転ローラ１８に与える影響が小さくなったことも意味する。図８に示すように、転写タイミングローラ３８は、回転速度が目標速度に近づくまでタイムラグがあり、その間、二次転ローラ１８よりも回転速度が低下するので、実施例１よりも小さい張力が記録紙に作用し、転写タイミングローラ３８は、二次転ローラ１８の従動ローラの如くに振る舞う。

なお、本実施例ではコントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の１／２としたが、比例定数ｋｐを必ずしも１／２にしなくてもよい。例えば、コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の比例定数ｋｐに対し３／４としてもよいし、１／３〜１／５としてもよい。コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の値に対しどのくらい小さくするかは、適宜、設計することができる。

〔動作手順〕
図１１は、モータ制御部８１が転写タイミングローラ３８の回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。図１１のフローチャート図は、例えば、画像形成装置１００が記録紙５３への印刷を開始するとスタートする。

図１１のフローチャート図において、図９と同一ステップの説明は省略する。図１１では、ステップＳ４０、Ｓ６０の処理が図９と異なる。すなわち、モータ制御部８１は、二次転ローラ１８に記録紙５３が突入したと判定した場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、コントローラ１からコントローラ２に切り替える（Ｓ４１）。すなわち、モータ制御部８１は、比例定数ｋｐを元の値の１／２にする。これにより、転写タイミングローラ３８は二次転ローラ１８の従動ローラの如く振る舞う。

また、記録紙５３が転写タイミングローラ３８を通過したと判定した場合（Ｓ５０のＹｅｓ）、モータ制御部８１はコントローラ２からコントローラ１に切り替える（Ｓ６１）。すなわち、モータ制御部８１は、比例定数ｋｐを元の値に戻す。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置１００は、記録紙５３が転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８との両方で搬送されている間、比例定数ｋｐを元の値より小さくすることで、転写タイミングローラ３８が、二次転ローラ１８の方向に及ぼすトルクの影響を低減できる。したがって、二次転写部５０で生じうる画質の低下や色ずれを防止できる。

なお、本実施例と実施例１を組み合わせることができる。すなわち、比例定数kpをコントローラ１の値より小さくし、かつ、積分定数ki=0とすることができる。こうすることで、転写タイミングローラ３８が、二次転ローラ１８の方向に及ぼすトルクの影響を低減でき、かつ、転写タイミングローラ３８が、記録紙５３を二次転ローラ１８の方向に押す動作をなくすことができる。なお、この場合の、コントローラ２における、比例定数kp、積分定数ｋｉの値は、「比例定数kp＝１／２、積分定数ｋｉ＝０」以外に、「比例定数kp＝３／４〜１／５、積分定数ｋｉ＝０〜１／１０」から適切に設計することができる。

また、制御系の周波数領域の全域においてゲインを下げるので、全体的に応答性を低くすることができる。

実施例１又は２では、転写タイミングローラ３８と二次転ローラ１８を記録紙５３が跨る際、モータ制御部８１がコントローラ１からコントローラ２に切り替えた。本実施例では、コントローラ２の替わりに、一定のトルク指令値をモータドライバ８３に提供する画像形成装置１００について説明する。

図１２は、本実施形態のモータ制御部８１の制御ブロック図の一例を示す。図１２において図６と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。図１２のモータドライバ８３は電流制御ドライバで構成される。

コントローラ１は、実施例１及び２のコントローラ１と同じものである。モータ制御部８１は、実施例１，２と同様に、切り替え信号によりコントローラ１からトルク指令値に切り替える。切り替え信号は、二次転ローラ１８へ記録紙５３が突入したことを示す信号が相当するが、コントローラ１をソフト的に実装した場合、モータ制御部８１は、二次転ローラ１８へ記録紙５３が突入したことを検知してコントローラ１による電流指令値の決定を中止し、トルク指令値をモータドライバ８３に入力する制御態様に切り替える。また、モータ制御部８１は、転写タイミングローラ３８の全体が記録紙５３が排出されたことを検知して、トルク指令値をモータドライバ８３に入力する制御態様から、コントローラ１による電流指令値の決定に切り替える。

記録紙５３が転写タイミングローラ３８と二次転モータ６４に跨った状態では、モータ制御部８１は、トルク指令値を電流値に変換し、モータドライバ８３の電流指令値とする。モータドライバ８３は電流指令値に応じた電流を転写タイミングモータ３５に供給するので、転写タイミングモータ３５はトルク指令値に応じた電流値で駆動される。転写タイミングモータ３５は、トルク指令値に応じたトルクを発生させる。

トルク指令値は、二次転ローラ１８を転写タイミングローラ３８が押すことで、二次転モータ６４が負のトルクを発生させたり、二次転モータ６４のモータドライバ８３の非線形領域に入ることがないように決定される。簡単には、二次転ローラ１８と転写タイミングローラ３８の両方が記録紙５３を搬送する際に、二次転ローラ１８が発生する負荷トルクよりも、トルク指令値は小さな値とする。これによって、転写タイミングローラ３８が二次転ローラ１８を押すことなく、トルク指令値の駆動トルクで、二次転ローラ１８が記録紙５３を搬送する負荷トルクを転写タイミングローラ３８が補助することになる。二次転ローラ１８と転写タイミングローラ３８の両方が記録紙５３を搬送する間、記録紙５３には、二次転モータ６４の負荷トルクと転写タイミングモータ３５のトルク指令値のトルク差分の張力が働くことになる。

なお、二次転モータ６４の負荷トルクは、線速（搬送速度）や記録紙５３の種類によって変化するため、モータ制御部８１は、線速と記録紙５３の種類に対応づけたトルク指令値を、予めＲＯＭ等に記憶している。このようなトルク指令値のテーブルを作成しＲＯＭやＨＤＤに記憶させておくことで、モータ制御部８１はメイン制御部７８から受けた線速や記録紙５３の種類に応じて、ソフトウェア的にトルク指令値を選択して読み出すことができる。

また、トルク指令を固定にするのでなく、モータ制御部８１がトルク指令値を調整するとしてもよい。転写タイミングローラ３８のモータ制御部８１が、下流側である二次転ローラ１８の負荷電流や負荷トルクを計測して、それに合わせて、上流側である転写タイミングローラ３８が発生するトルク指令値を決定する。モータ制御部８１は、二次転ローラ１８の負荷電流に対応した負荷トルク、又は、二次転ローラ１８の負荷トルクよりも、やや小さい（例えば、９８〜９０％程度）値に決定する。

また、モータ制御部８１が、二次転ローラ１８の負荷電流や負荷トルクを直接計測するのではなく、オブザーバを配置して、二次転ローラ１８の負荷電流や負荷トルクを推定してもよい。オブザーバは、状態xが直接観測できない場合、出力ｇと入力ｆから状態xを推定する状態推定器である。なお、負荷電流や負荷トルクを推定する場合、ローパスフィルタ等の帯域制限をオブザーバの出力後、モータ制御部８１への入力前に入れることが好ましい。こうすることで、ノイズに対してロバストとすることができる。

以上のように、本実施例の制御装置２００は、転写タイミングローラ３８が二次転ローラ１８を押すことがなくなるため、画質の低下や色ずれを防止できる。また、二次転ローラ１８の駆動トルクがゼロ近傍又は負のトルク(ブレーキ)となることがなくなるため、制御系の不安定化を防ぐことができる。

なお、本実施例の制御は、次述の変形例を含め、フィードバック系でなくなる。これは、制御装置２００の制御系の全周波数領域に渡り応答性がゼロになることを意味する。すなわち、二次転ローラ１８と転写タイミングローラ３８の両方が記録紙５３を搬送する際、二次転ローラ１８のみが記録紙５３を搬送する際よりも応答性が低くなっている。

〔動作手順〕
図１３は、モータ制御部８１が転写タイミングローラ３８の回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。図１３のフローチャート図は、例えば、画像形成装置１００が記録紙５３への印刷を開始するとスタートする。

図１３のフローチャート図において、図９と同一ステップの説明は省略する。図１３では、ステップＳ４２、Ｓ６２の処理が図９と異なる。すなわち、モータ制御部８１は、二次転ローラ１８に記録紙５３が突入したと判定した場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、コントローラ１による電流指令値の演算から、モータドライバ８３にトルク指令値を供給する制御態様に切り替える（Ｓ４２）。これにより、転写タイミングローラ３８は二次転ローラ１８の従動ローラの如く振る舞う。

また、記録紙５３が転写タイミングローラ３８を通過したと判定した場合（Ｓ５０のＹｅｓ）、モータ制御部８１は、トルク指令値をモータドライバ８３に供給する態様から、コントローラ１による電流指令値の演算に切り替える（Ｓ６２）。以降の手順は、図９と同様である。

〔変形例〕
本実施例の図１２では、モータドライバ８３がトルク指令値を電流指令値に変換したが、この構成では、モータドライバ８３に電流制御ドライバを使用することが前提となる。電流制御ドライバは、電流を検出してフィードバックする制御ループを持っているため、電流検出センサや演算器等が必要でありコストアップとなってしまう。特に、転写タイミングモータ３５に３相ブラシレスモータを使用した場合、センサも最低２つは必要であり、制御ロジックも複雑化してしまう。

そこで、モータドライバ８３を、電流制御ドライバに替えて、電圧制御ドライバとして実装してもよい。図１４は、モータ制御部８１の制御ブロック図の一例を示す。図１４において図１２と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。図１４のモータドライバ８３は電圧制御ドライバで構成される。

コントローラ１は、実施例１及び２のコントローラ１と同じものである。コントローラ１による演算と電流指令値の入力の切り替えは、実施例１，２と同様に切り替え信号により実行される。モータ制御部８１は、二次転ローラ１８へ記録紙５３が突入したことを検知してコントローラ１による電圧指令値の決定を中止し、電圧指令値をモータドライバ８３に入力する制御態様に切り替える。また、モータ制御部８１は、転写タイミングローラ３８の全体が記録紙５３が排出されたことを検知して、電圧指令値をモータドライバ８３に入力する制御態様から、コントローラ１による電圧指令値の決定に切り替える。

電圧制御ドライバとして構成されるモータドライバ８３.により、転写タイミングモータ３５は電圧駆動され、モータ電圧とモータ回転数に応じたトルクを発生させることとなる。電圧指令値は、二次転ローラ１８と転写タイミングローラ３８の両方が記録紙５３を搬送する際に、二次転ローラ１８が発生する負荷トルクよりも小さなトルクが得られるように定められる。これによって、転写タイミングローラ３８が二次転ローラ１８を押すことなく、電圧指令値に対応した駆動トルクで、二次転ローラ１８が記録紙５３を搬送する負荷トルクを転写タイミングローラ３８が補助することになる。このとき記録紙５３には、二次転ローラ１８の負荷トルクと転写タイミングローラ３８の駆動トルクのトルク差分の張力が働くことになる。

電圧指令値と転写タイミングモータ３５の負荷トルクの関係について説明する。電圧指令値とモータ回転数に応じたモータトルクＴは式（２）により表される。

ＤＣ成分のモータトルクＴを得るため、式（２）においてs→0とすると次式が得られる。

そして、式（３）をモータトルクＴに対するモータ電圧の形に変形すると次式が得られる。

式（４）により、図１２のトルク指令値と図１４の電圧指令値を同等に扱うことが可能になる。

なお、二次転ローラ１８の負荷トルクは、線速（搬送速度）や記録紙５３の種類によって変化するため、モータ制御部８１は、線速と記録紙５３の種類に対応づけて電圧指令値を、予めＲＯＭ等に記憶している。このような電圧指令値のテーブルを作成しＲＯＭやＨＤＤに記憶させておくことで、モータ制御部８１はメイン制御部７８から受けた線速や記録紙５３の種類に応じて、ソフトウェア的に電圧指令値を選択して読み出すことができる。

また、電圧指令値を固定にするのでなく、モータ制御部８１が電圧指令値を調整するとしてもよい。転写タイミングローラ３８のモータ制御部８１が、下流側である二次転ローラ１８の負荷電流や負荷トルクを計測して、それに合わせて、上流側である転写タイミングローラ３８が発生する電圧指令値を決定する。モータ制御部８１は、二次転ローラ１８の負荷電流に対応した負荷トルク、又は、二次転ローラ１８の負荷トルクよりも、やや小さい（例えば、９８〜９０％程度）値になるように、式（４）を用いて電圧指令値を決定する。

また、モータ制御部８１が、二次転ローラ１８の負荷電流や負荷トルクを直接計測するのではなく、オブザーバを配置して、二次転ローラ１８の負荷電流や負荷トルクを推定してもよい。なお、負荷電流や負荷トルクを推定する場合、ローパスフィルタ等の帯域制限をオブザーバの出力後、モータ制御部８１への入力前に入れることが好ましい。こうすることで、ノイズに対してロバストとすることができる。

実施例１〜３では、上流ローラとして転写タイミングローラ３８又はレジストローラ３３を、下流ローラとして二次転ローラ１８を、それぞれ例に説明したが、上流ローラを二次転ローラ１８、下流ローラを定着ローラ１２とすることができる。また、実施例１〜３では、上流ローラを従動ローラの如くに制御したが、本実施例では、下流ローラを上流ローラの従動ローラの如くに制御する画像形成装置１００について説明する。

図１５は、二次転ローラ１８と定着ローラ１２を概略構成図の一例を示す。なお、図１５において図３と同一部の説明は省略する。記録紙５３の搬送方向で二次転写部５０の下流側には、画像が転写された記録紙５３上のトナー画像を記録紙５３に定着させる定着装置１９が配置されている。定着装置１９は、定着ローラ１２と加圧ローラ２５とを有する。定着ローラ１２は、定着モータ６６の回転力により回転駆動される。搬送方向のサイズが所定サイズ以上の記録紙５３は、二次転写部５０を通過し終わる前に、定着装置１９に突入する。この場合、記録紙５３は二次転写部５０と定着装置１９の間を跨った形となり、二次転写部５０と定着装置１９の間でトルクの受け渡しが生じうる。

トルクの受け渡しを低減するため、制御装置４００は定着ローラ１２を二次転ローラ１８の従動ローラの如くに制御する。こうすることで、二次転ローラ１８の回転速度を定着ローラ１２の従動ローラの如くに制御するよりも、中間転写ベルト１４の表面速度に与える影響を低減できる。

なお、実施例１〜３で説明したように、上流ローラの回転制御を、二次転ローラ１８に適用してもよい。図１５の場合、二次転ローラ１８が上流ローラ、定着ローラ１２が下流ローラになる。この場合、記録紙５３が二次転ローラ１８と定着ローラ１２に跨った状態となると、二次転ローラ１８のモータ制御部８４は、実施例１〜３の制御を実行し、二次転ローラ１８を定着ローラ１２の従動ローラの如くに制御する。

図１６は、制御装置４００等のハードウェア構成図の一例である。制御装置４００は、定着ローラ１２の周速を目標速度に制御する。図１６において図５と同一部の説明は省略する。図１６では、転写タイミングモータ３５の替わりに定着モータ６６が、転写タイミングローラ３８の替わりに定着ローラ１２が制御装置４００に接続されている。なお、制御ブロックは図６、図１２、図１４と同じなので省略した。

図１６の、定着ローラ１２のモータ制御部９６は、定着ローラ１２に記録紙５３が突入したと判定すると、実施例１〜３の制御を実行する（積分定数ｋｉ＝０、比例定数ｋｐ＝１／２に変更、トルク指令値や電圧指令値の供給）。

積分定数ｋｉ＝０とした場合、定着ローラ１２に作用する摩擦などの外濫（定常負荷）により目標速度よりも定着ローラ１２の回転速度は遅くなる。すなわち、実施例１で説明したように定常的な速度偏差が発生する。定常速度偏差のある定着ローラ１２に記録紙が突入すると、突入トルクにより定着ローラ１２の回転速度が上昇して、定常速度偏差は小さくなる。しかし、定着ローラ１２の周速は二次転ローラ１８の周速よりも低いので、記録紙は定着ローラ１２と二次転ローラ１８の間でたわむ傾向になり、定着ローラ１２が記録紙５３を二次転ローラ１８から引っ張る動作をしなくなる。秤量の大きな厚紙の場合、定着ローラ１２の周速は二次転ローラ１８と同程度になる可能性があるが、それでも定着ローラ１２が記録紙５３を二次転ローラ１８から引っ張る動作はしない。

積分定数ｋｉ＝０とすることで、二次転ローラ１８は定着ローラ１２に記録紙５３を押し込むように作用するので（紙がたわまない場合）、したがって、定着ローラ１２は二次転ローラ１８の従動ローラの如くに制御される。

比例定数ｋｐ＝１／２とした場合も同様に、定着ローラ１２に作用する摩擦などの外濫（定常負荷）により、定着ローラ１２の回転速度は目標速度よりも低くなる傾向にある。モータ制御部９６がコントローラ１からコントローラ２に切り替え、速度偏差のある定着ローラ１２に記録紙が突入すると、突入トルクにより定着ローラ１２の回転速度が上昇して、速度偏差は小さくなる。しかし、比例定数ｋｐ＝１／２とすることで、制御系の周波数領域の全域においてゲインが下がるので、定着ローラ１２の周速の方が二次転ローラ１８の周速よりも低い状態が継続する傾向になる。このため、記録紙は定着ローラ１２と二次転ローラ１８の間でたわむ傾向になり、定着ローラ１２が記録紙５３を二次転ローラ１８から引っ張る動作をしなくなる。

また、比例定数ｋｐ＝１／２とした場合、応答周波数が小さくなりゲインが低下するので、二次転ローラ１８が発生する回転速度の変動（ＡＣ成分）に対し、定着モータ６６のモータ制御部９６による補償が小さくなる。したがって、二次転ローラ１８に対する定着ローラ１２のトルクの影響を低減することができる。一般的に制御系は過渡応答に対して弱いため、これによって定着ローラ１２に記録紙５３が突入した時の過渡応答を改善できる。

定着ローラ１２のモータ制御部９６が、トルク指令値又は電圧指令値をモータドライバ９８に供給した場合は、実施例３と同様である。すなわち、定着ローラ１２のモータ制御部９６は、二次転ローラ１８と定着ローラ１２の両方が記録紙５３を搬送する際に、二次転ローラ１８が発生する負荷トルクよりも、トルク指令値を小さな値とする。また、電圧指令値の場合は、トルク値に換算した場合に、二次転ローラ１８が発生する負荷トルクより電圧指令値を小さな値とする。

こうすることで、定着ローラ１２が二次転ローラ１８を引っ張ることなく、トルク指令値の駆動トルク又は電圧指令値に対応した駆動トルクで、二次転ローラ１８が記録紙５３を搬送する負荷トルクを定着ローラ１２が補助することになる。このとき記録紙５３には、二次転ローラ１８の負荷トルクから定着ローラ１２のトルク指令値を減じたトルク差分の押し込みが働くことになる。

モータ制御部９６は、予めトルク指令値又は電圧指令値を記憶していてもよいし、実施例３にて説明したトルク指令値又は電圧指令値の決定方法に基づきこれらを決定してもよい。

〔動作手順〕
図１７は、定着モータ６６のモータ制御部９６が定着ローラ１２の回転速度を制御する手順の一例を示すフローチャート図である。

メイン制御部７８は、モータ制御部８４、９６に駆動指令を送信する。駆動指令を受けると、まず、モータ制御部８４が二次転モータ６４の速度制御を開始する（Ｓ１１）。

次に、モータ制御部９６が、定着モータ６６の速度制御を開始する（Ｓ２１）。
次に、モータ制御部９６は、定着ローラ１２に記録紙５３が突入したか否かを判定する（Ｓ３１）。記録紙５３が定着ローラ１２に突入したか否かを判定する方法には、次のような方法がある。
（ａ）レジストローラ３３又は転写タイミングローラ３８が記録紙５３の搬送を開始したことを検出する
（ｂ）定着モータ６６のモータドライバ９８の電流センサ９７が検出する駆動電流を監視する
（ａ）の判定方法の場合、モータ制御部９６は、予め記憶している基準時間と、レジストローラ３３又は転写タイミングローラ３８を通過してからの経過時間を比較して、定着ローラ１２に記録紙５３が突入したと判定する。また、用紙通過検知センサ３７を利用してもよい。（ｂ）の判定方法を採用した場合、モータ制御部９６は、定着モータ６６の駆動電流を監視し、例えば、電流値の変化が所定値以上になると、定着ローラ１２に記録紙５３が突入したと判定する。

モータ制御部９６は、定着ローラ１２に記録紙５３が突入したと判定した場合（Ｓ３１のＹｅｓ）、コントローラ１からコントローラ２に切り替えるか、トルク指令値供給に切り替えるか、又は、電圧指令値供給に切り替える（Ｓ４３）。これにより、定着ローラ１２は二次転ローラ１８の従動ローラの如く振る舞う。

続いて、定着モータ６６のモータ制御部９６は、記録紙５３の全体が定着ローラ１２を通過したか否かを判定する（Ｓ５１）。通過したか否かを判定する方法には、次のような方法がある。
（ｃ）記録紙５３の全体が定着ローラ１２を通過するタイミングを推定する
（ｄ）定着モータ６６のモータドライバ９８の電流センサ９７が検出する駆動電流を監視する
記録紙５３が定着ローラ１２を通過したと判定した場合（Ｓ５１のＹｅｓ）、モータ制御部９６はコントローラ１による制御に切り替える（Ｓ６３）。

次に、モータ制御部８４、９６は、メイン制御部７８から二次転ローラ１８と定着ローラ１２の停止要求を受信したか否かを判定する（Ｓ７１）。メイン制御部７８が出力する停止要求は、例えば、記録紙５３への印刷が完了したことや用紙詰まりがあったことを意味する。

メイン制御部７８から二次転ローラ１８と定着ローラ１２の停止要求を受信しない場合（Ｓ７１のＮｏ）、モータ制御部８４，９６は、ステップＳ３０からの処理を繰り返す。すなわち、２枚目以降の記録紙５３への印刷を繰り返す。

メイン制御部７８から二次転ローラ１８と定着ローラ１２の停止要求を受信した場合（Ｓ７１のＹｅｓ）、モータ制御部８４，９６とモータ制御部８４は、制御を終了する（Ｓ８１）。これにより、二次転ローラ１８と定着ローラ１２は停止する。

以上説明したように、記録紙５３が上流ローラと下流ローラに跨った状態では、従動ローラとして制御される上流ローラが、記録紙５３を押し込むなどして、上流ローラまたは下流ローラにスリップが生じることを防止できる。

また、本実施形態では、記録紙５３の搬送を例に説明したが、２つのローラに被搬送媒体が跨る、ガラスシート、鉄板等の搬送装置又は搬送方法に好適に適用できる。

１２ 定着ローラ
１４ 中間転写ベルト
１５ テンションローラ
１７ 斥力ローラ
１８ 二次転ローラ
１９ 定着装置
２０ 中転ローラ
３３ レジストローラ
３５ 転写タイミングモータ
３８ 転写タイミングローラ
５０ 二次転写部
５３ 記録紙
６１ 中転モータ
６３ 二次転エンコーダ
６４ 二次転モータ
６５ 定着エンコーダ
６６ 定着モータ
８３、８６、９８ モータドライバ
８１、８４、９６ モータ制御部
１００ 画像形成装置
２００、３００、４００ 制御装置

特開２００８−１５８０７６号公報

Claims (16)

1. シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第１の搬送回転手段と、
   前記第１の搬送回転手段の下流または上流に配置された、前記被搬送媒体を回転方向に搬送する第２の搬送回転手段と、
   前記第１の搬送回転手段を回転駆動する第１の回転体駆動手段と、
   前記第２の搬送回転手段を回転駆動する第２の回転体駆動手段と、
   前記第１の回転体駆動手段の回転速度を、第１の目標速度に制御する第１の速度制御手段と、
   前記第２の回転体駆動手段の回転速度を、第２の目標速度に制御する第２の速度制御手段と、を有し、
   前記第２の速度制御手段は、
   前記第２の回転体駆動手段のみが前記被搬送媒体を搬送する際に使用される第１のコントローラと、前記被搬送媒体が前記第１の搬送回転手段と前記第２の搬送回転手段の両方により搬送される際に使用される第２のコントローラとを有し、
   前記第２のコントローラの所定の低周波数領域のゲインは前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインよりも低く、前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインとの差は、前記第１のコントローラの所定の高周波領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の高周波領域のゲインとの差よりも大きい、ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記第２の速度制御手段は、前記第２の回転体駆動手段のみが前記被搬送媒体を搬送する状態から前記第１の搬送回転手段と前記第２の搬送回転手段の両方が前記被搬送媒体を搬送する状態に変わる際、前記第１のコントローラから前記第２のコントローラに切り替え、
   前記第１の搬送回転手段と前記第２の搬送回転手段の両方が前記被搬送媒体を搬送する状態から前記第２の回転体駆動手段のみが前記被搬送媒体を搬送する状態に変わる際、前記第２のコントローラから前記第１のコントローラに切り替える、
   ことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記第２のコントローラは、前記第１のコントローラよりもＩ制御の積分定数が小さいコントローラである、ことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
4. 前記第２のコントローラのＰ制御の積分定数は、前記被搬送媒体が前記第２の搬送回転手段のみにより搬送される際の、前記第２の速度制御手段のＰ制御の比例定数よりも小さい、ことを特徴とする請求項３の搬送装置。
5. 前記第２のコントローラは、Ｉ制御の積分定数がゼロである、ことを特徴とする請求項３の搬送装置。
6. 前記第２のコントローラを使用した場合の応答周波数は、前記第１のコントローラを使用した場合の応答周波数よりも小さい、ことを特徴とする請求項３の搬送装置。
7. 前記第２のコントローラを使用する場合、前記第２の速度制御手段は、所定の定常トルク値に応じた回転速度になるよう、前記第２の回転体駆動手段の回転速度を制御する、
   ことを特徴とする請求項３の搬送装置。
8. 前記定常トルク値は、前記被搬送媒体を介して前記第１の回転体駆動手段により受けるトルクよりも小さい、ことを特徴とする請求項７の搬送装置。
9. 前記第２のコントローラを使用する場合、前記第２の速度制御手段は、所定の電圧値に応じた回転速度になるよう、前記第２の回転体駆動手段の回転速度を制御する、
   ことを特徴とする請求項３の搬送装置。
10. 前記第１の回転体駆動手段を駆動する駆動電流を検出する電流検出手段をさらに備え、
    前記第２の速度制御手段は、前記電流検出手段の変化に基づいて、前記第２のコントローラへの切り替えを行う、ことを特徴とする請求項３の搬送装置。
11. 前記差は、ゲインの高さをデジベルで表記した場合の差である、ことを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載の搬送装置。
12. 前記第１の搬送回転手段は二次転ローラであり、前記第２の搬送回転手段は転写タイミングローラ又はレジストローラである、
    ことを特徴とする請求項３〜１１いずれか１項記載の搬送装置。
13. 前記第１の搬送回転手段は二次転ローラであり、前記第２の搬送回転手段は定着ローラである、ことを特徴とする請求項３〜１１いずれか１項記載の搬送装置。
14. 請求項１〜１３いずれか１項記載の搬送装置と
    前記被搬送媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    を有する画像形成装置。
15. シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第１の搬送回転手段と、
    前記第１の搬送回転手段の下流または上流に配置された、前記被搬送媒体を回転方向に搬送する第２の搬送回転手段と、
    前記第１の搬送回転手段を回転駆動する第１の回転体駆動手段と、
    前記第２の搬送回転手段を回転駆動する第２の回転体駆動手段と、
    前記第１の回転体駆動手段の回転速度を、第１の目標速度に制御する第１の速度制御手段と、
    前記第２の回転体駆動手段の回転速度を、第２の目標速度に制御する第２の速度制御手段と、を有する搬送装置の被搬送媒体搬送方法であって、
    前記第２の回転体駆動手段のみが前記被搬送媒体を搬送する際に前記第２の速度制御手段の有する第１のコントローラを使用するステップと、
    前記被搬送媒体が前記第１の回転体駆動手段と前記第２の回転体駆動手段の両方により搬送される際に前記第２の速度制御手段の有する第２のコントローラを使用するステップと、を有し、
    前記第２のコントローラの所定の低周波数領域のゲインは前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインよりも低く、前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインとの差は、前記第１のコントローラの所定の高周波領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の高周波領域のゲインとの差よりも大きい、ことを特徴とする被搬送媒体搬送方法。
16. シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第１の搬送回転手段と、
    前記第１の搬送回転手段の下流または上流に配置された、前記被搬送媒体を回転方向に搬送する第２の搬送回転手段と、
    前記第１の搬送回転手段を回転駆動する第１の回転体駆動手段と、
    前記第２の搬送回転手段を回転駆動する第２の回転体駆動手段と、
    前記第１の回転体駆動手段の回転速度を、第１の目標速度に制御する第１の速度制御手段と、
    前記第２の回転体駆動手段の回転速度を、第２の目標速度に制御する第２の速度制御手段と、を有する搬送装置のコンピュータに、
    前記第２の回転体駆動手段の回転速度を、第２の目標速度に制御する第２の速度制御手段としての機能を実行させ、
    前記第２の回転体駆動手段のみが前記被搬送媒体を搬送する際に前記第２の速度制御手段に第１のコントローラを使用させるステップと、
    前記被搬送媒体が前記第１の回転体駆動手段と前記第２の回転体駆動手段の両方により搬送される際に前記第２の速度制御手段に第２のコントローラを使用させるステップと、を実行させ、
    前記第２のコントローラの所定の低周波数領域のゲインは前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインよりも低く、前記第１のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の低周波数領域のゲインとの差は、前記第１のコントローラの所定の高周波領域のゲインと前記第２のコントローラの前記所定の高周波領域のゲインとの差よりも大きい、ことを特徴とするプログラム。

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