JP4237593B2 - 駆動制御装置、駆動制御方法、画像形成装置、画像読取装置及びプログラム - Google Patents

駆動制御装置、駆動制御方法、画像形成装置、画像読取装置及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の目標回転位置と検出回転位置との比較を行い、その結果に応じて回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速する回転体の駆動制御装置、駆動制御方法、画像形成装置、画像読取装置及びプログラムに関するものである。
この種の駆動制御装置では、一般に、停止状態の回転体を所望の回転速度まで加速させるときには、一定の割合で加速させるのではなく、初期時は緩やかに加速して徐々にその加速度を大きくする。具体的には、加速度が徐々に大きくなるように予め決められた検出時刻ごとの目標回転位置を設定しておき、回転体の実際の回転位置がこれに追従するように回転体を加速させる。このような加速を行うことで、回転体の回転速度を所望の回転速度まで滑らかに到達させることが可能となる。しかし、所望の回転速度に到達するまでの間に回転体に負荷変動が生じるなどすると、目標回転位置に追従できなくなるおそれがある。そのため、特許文献1には、ステッピングモータの実回転位置(検出回転位置)と理論的回転位置(目標回転位置)との偏差を算出し、起動加速レートを調整する装置が開示されている。この装置は、偏差が小さいときには起動加速レートを上げ、偏差が大きいときには起動加速レートを下げる。このような調整を行うことにより、負荷変動などの要因が作用した場合でも、目標回転位置に追従できなくなる事態の発生を抑制することができる。
また、特許文献2には、サーボモータの現在位置(検出回転位置)と目標位置(目標回転位置)との差分に応じた速度指令をサーボモータに出力して駆動制御を行う装置が開示されている。この装置は、サーボモータに出力する速度指令が所定の加減速パターンにより示される制限速度を越えるものである場合、その制限速度となるような速度指令を出力する。この装置によれば、サーボモータの回転速度は加減速パターンにより指定される制限速度を越えないように制御される。よって、負荷変動などの要因が作用した場合でも、サーボモータが許容限度を超える過大な速度で駆動するのを抑制できる。
特開平7−64365号公報 特開平11−110048号公報
ところが、上述した各特許文献に記載の装置を含む従来の駆動制御装置では、駆動対象である回転体に通常よりも大きな負荷が加わっている場合、回転体の回転位置は、目標回転位置よりも遅れる。そのため、駆動源は、その遅れを取り戻すべく、大きな加速度で駆動しようとする。このときに、その負荷が解除されると、回転体の回転速度が急激に高まり、その回転位置が目標回転位置よりも大きく進んでしまうことがある。このような場合、従来の駆動制御装置では、急激に高まった回転速度が所望の回転速度にまで達していなくても、回転体の加速度を小さくして、増速の割合を小さくし又は減速させることで、目標回転位置に追従させようとする場合がある。しかし、せっかく回転体の回転速度が所望の回転速度に向かっているのに、その増速の割合を小さくし又は減速してしまうことは、起動時間を長くする要因となる。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、停止状態にある回転体の回転速度が所望の回転速度まで到達するまでに要する起動時間を、従来よりも短縮することが可能な駆動制御装置、その制御方法、画像形成装置、画像読取装置及びプログラムを提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置において、上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の駆動制御装置において、上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると上記加算手段が判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とするものである
た、請求項の発明は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御方法において、上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の駆動制御方法において、上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とするものである
た、請求項の発明は、回転体と、該回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項1又の駆動制御装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の画像形成装置において、上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で回転するドラム状の像担持体であることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の画像形成装置において、上記回転体は、記録材を搬送する搬送ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の画像形成装置において、上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の像担持体を張架する駆動ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の画像形成装置において、上記回転体は、表面に記録材を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の記録材搬送部材を張架する駆動ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項の画像形成装置において、表面にトナー像を担持する像担持体を複数有し、上記回転体は、複数の像担持体の少なくとも1つであることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、原稿面に対して光を照射し、あるいは原稿面に対して照射された光の反射光を受光する走行体と、該走行体を該原稿面に沿って走行させるための駆動力を伝達する駆動力伝達経路上に設けられる回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像読取装置において、上記駆動制御手段として、請求項1又の駆動制御装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置に設けられるコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段として、上記コンピュータを機能させることを特徴とするものである
発明では、停止状態にある回転体がの回転速度が所望の回転速度まで到達するまでの期間、検出回転位置が目標回転位置に追従するように回転体を増速させる。
そして、本発明によれば、検出回転位置が目標回転位置よりも進んでいる場合、これらの差分を小さくする補正値がその目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算される。よって、目標回転位置に対する回転体の回転位置の進み度合いが小さくなる。その結果、回転体の回転位置を目標回転位置に追従させるべく回転体の加速度を小さくする度合いを小さくすることができる。したがって、回転体の加速度を小さくすることによる起動時間のロスが少なくなる
以上、発明によれば、回転体の加速度を小さくすることによる起動時間のロスが少なくなるので、起動時間を従来よりも短縮することが可能となるという優れた効果が奏される。
〔実施形態1〕
以下、本発明を、画像形成装置であるカラー複写機に適用した一実施形態(以下、「実施形態1」という。)について説明する。
図12は、本実施形態1に係るカラー複写機の概略構成図である。
このカラー複写機の装置本体110は、その外装ケース111内の中央よりもやや右寄りに、ドラム状の像担持体としての感光体(以下、「感光体ドラム」という。)112を備えている。感光体ドラム112の周りには、その上に設置されている帯電器113から矢示の回転方向(反時計方向)へ順に、現像手段としての回転型現像装置114、中間転写ユニット115、クリーニング装置116、除電器117などである。これらの帯電器113、回転型現像装置114、クリーニング装置116、除電器117の上には、潜像形成手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置118が設置されている。回転型現像装置114は、現像ローラ121を有する現像器120A、120B、120C、120Dを備えている。これら現像器120A、120B、120C、120Dにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収納されている。そして、中心軸まわりに回動して各色の現像器120A、120B、120C、120Dを選択的に感光体ドラム112の外周に対向する現像位置へ移動させる。
中間転写ユニット115は、複数のローラ123に、無端ベルト状の像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト124が掛け渡され、この中間転写ベルト124は感光体ドラム112に当接される。中間転写ベルト124の内側には転写装置125が設置され、中間転写ベルト124の外側には転写装置126及びクリーニング装置127が設置されている。クリーニング装置127は中間転写ベルト124に対して接離自在に設けられる。
レーザ書込み装置118は、画像読取装置129から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力される。そして、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Lを一様帯電状態の感光体ドラム112に照射して感光体ドラム112を露光することで感光体ドラム112上に静電潜像を形成する。画像読取装置129は装置本体110の上面に設けられた原稿台130上にセットされた原稿Gの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録媒体搬送路132は右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。記録媒体搬送路132には、中間転写ユニット115及び転写装置126より手前に搬送ローラとしてのレジストローラ133が設置されている。また、中間転写ユニット115及び転写装置126より下流側に、搬送ベルト134、定着装置135、排紙ローラ136が配置されている。
装置本体110は給紙装置150上に載置される。給紙装置150内には、複数の給紙カセット151が多段に設けられ、給紙ローラ152のいずれか1つが選択的に駆動されて給紙カセット151のいずれか1つから記録媒体が送り出される。この記録媒体は装置本体110内の自動給紙路137を通して記録媒体搬送路132へ搬送される。また、装置本体110の右側には、手差しトレイ138が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ138から挿入された記録媒体は装置本体110内の手差し給紙路139を通して記録媒体搬送路132へ搬送される。装置本体110の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録媒体搬送路132を通して排紙ローラ136により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
本実施形態1のカラー複写機において、カラーコピーをとる時には、原稿台130上に原稿Gをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読取装置129が原稿台130上の原稿Gの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置150内の給紙カセット151から給紙ローラ152で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路137、記録媒体搬送路132を通してレジストローラ133に突き当たって止まる。感光体ドラム112は、反時計方向に回転し、複数のローラ123のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト124が時計方向へ回転する。感光体ドラム112は、回転に伴い、帯電器113により一様に帯電され、画像読取装置129から画像処理部を介してレーザ書込み装置118に加えられる1色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置118から照射されて静電潜像が形成される。
この感光体ドラム112上の静電潜像は回転型現像装置114の1色目の現像器120Aにより現像されて1色目の画像となり、この感光体ドラム112上の1色目の画像は転写装置125により中間転写ベルト124に転写される。感光体ドラム112は、1色目の画像の転写後にクリーニング装置116でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器117で除電される。続いて、感光体ドラム112は、帯電器113により一様に帯電され、画像読取装置129から画像処理部を介してレーザ書込み装置118に加えられる2色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置118から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム112上の静電潜像は回転型現像装置114の2色目の現像器120Bにより現像されて2色目の画像となる。そして、この感光体ドラム112上の2色目の画像は転写装置125により中間転写ベルト124上に1色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム112は、2色目の画像の転写後にクリーニング装置116でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器117で除電される。
次に、感光体ドラム112は、帯電器113により一様に帯電され、画像読取装置129から画像処理部を介してレーザ書込み装置118に加えられる3色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置118から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム112上の静電潜像は回転型現像装置114の3色目の現像器120Cにより現像されて3色目の画像となる。そして、この感光体ドラム112上の3色目の画像は転写装置125により中間転写ベルト124上に1色目の画像、2色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム112は、3色目の画像の転写後にクリーニング装置116でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器117で除電される。
さらに、感光体ドラム112は、帯電器113により一様に帯電され、画像読取装置129から画像処理部を介してレーザ書込み装置118に加えられる4色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置118から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム112上の静電潜像は回転型現像装置114の4色目の現像器120Dにより現像されて4色目の画像となる。そして、この感光体ドラム112上の4色目の画像が転写装置125により中間転写ベルト124上に1色目の画像、2色目の画像、3色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体ドラム112は、4色目の画像の転写後にクリーニング装置116でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器117で除電される。
そして、レジストローラ133がタイミングをとって回転して記録媒体が送り出され、この記録媒体は転写装置126により中間転写ベルト124上のフルカラー画像が転写される。この記録媒体は、搬送ベルト134で搬送されて定着装置135によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ136により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト124はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置127でクリーニングされて残留トナーが除去される。
以上、4色重ね画像を形成する動作について説明したが、3色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム112上に3つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト124上に重ねて転写される。その後に記録媒体に一括して転写され、2色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム112上に2つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト124上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体ドラム112上に1つの単色画像が形成されて中間転写ベルト124上に転写された後に記録媒体に転写される。
上述のようなカラー複写機におけるファーストプリントタイムは、感光体ドラム112及び中間転写ベルト124の起動時間に大きく影響を受ける。また、レジストローラ133の起動時間が長いと、その分、レジストローラと転写位置との間の距離を長くしなければならない。よって、レジストローラ133の起動時間は、レジストローラと転写位置との間の距離に大きく影響を与えるため、カラー複写機の小型化にも影響を与える。そこで、本実施形態1のカラー複写機では、感光体ドラム112を高速に起動するために、後述する回転体駆動装置を用いて行っている。同様に、中間転写ベルト124を高速起動するために、中間転写ベルト124が掛け渡されているローラ123のうちの駆動ローラの駆動も、後述する回転体駆動装置を用いて行っている。また、同様に、レジストローラ133を高速起動するために、後述する回転体駆動装置を用いて行っている。
図2は、本発明の実施形態1における回転体駆動装置の斜視図である。
この回転体駆動装置は、駆動源としてのモータ11、駆動伝達部材としてのギヤ12,13、駆動プーリ14、従動プーリ15、テンションプーリ16、タイミングベルト17、及びエンコーダ18を用いて構成されている。ギア13は駆動プーリ14に同軸となるように取り付けられている。モータ11はギヤ12、13を介して駆動プーリ14を回転駆動する。モータ11のモータ軸には、エンコーダ18が取り付けられている。タイミングベルト17は、駆動プーリ14と従動プーリ15とに掛け渡され、テンションプーリ16によって一定の張力がかかるようになっている。駆動対象としての回転体19は、軸20を介して従動プーリ15との同軸度が保たれるように取り付けられている。この回転体駆動装置では、最終的に、モータ11を等速で回転させて、回転体19を所望の一定速度で回転駆動する。
図3は、本実施形態1における回転体19の回転速度を制御するための駆動制御装置としての角変位制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
この角変位制御装置は、上記エンコーダ18の出力信号に基づいてモータ11の角変位をデジタル制御することで、回転体19の回転速度を制御する電圧制御系である。この角変位制御装置は、マイクロコンピュータ21、バス22、指令発生装置23、比較手段及び制御手段としてのモータ駆動用インターフェース装置24、駆動信号出力手段としてのモータ駆動装置25、及びエンコーダ検出用インターフェース装置26を用いて構成されている。
上記マイクロコンピュータ21は、マイクロプロセッサ21a、リードオンリメモリ(ROM)21b、ランダムアクセスメモリ(RAM)21c等で構成されている。これらのマイクロプロセッサ21a、リードオンリメモリ(ROM)21b、ランダムアクセスメモリ(RAM)21c等はそれぞれバス22を介して接続されている。
上記指令発生装置23は、所定の検出時刻におけるモータ11の各目標角変位(目標回転位置)を指令する目標角変位指令信号を順次出力する。この指令発生装置23の出力側もバス22へ接続されている。
上記モータ駆動用インターフェース装置24は、モータ軸の検出角変位(検出回転位置)及び上記目標角変位指令信号に基づく目標角変位により、マイクロコンピュータ21による後述のフィードバック制御系の計算結果をパルス状の操作電圧(駆動信号)に変換する。
上記モータ駆動装置25は、パワー半導体素子(例えばトランジスタ)等で構成されている。このモータ駆動装置25は、上記モータ駆動用インターフェース装置24から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、モータ11に印加する電圧を制御する。
上記エンコーダ検出用インターフェース装置26は、エンコーダ18とともに回転位置検出手段を構成するものであり、エンコーダ18の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。エンコーダ検出用インターフェース装置26は、エンコーダ18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モータ軸の検出角変位に対応するデジタル数値に変換する。このモータ軸の検出角変位に対応するデジタル数値の信号は、バス22を介してマイクロコンピュータ21に送られる。
以上の構成を有する角変位制御装置において、モータ11の検出角変位は、エンコーダ18とエンコーダ検出用インターフェース装置26により検出され、マイクロコンピュータ21に取り込まれる。そして、この検出角変位は、マイクロコンピュータ21からモータ駆動用インターフェース装置24へ送られる。モータ駆動用インターフェース装置24は、この検出角変位と、指令発生装置23から送られてくる目標角変位とを比較してその差分を求める。そして、その差分信号は、モータ駆動装置25に送られる。モータ駆動装置25は、入力された差分信号に位相補償およびゲイン調整を行い、操作量となる操作電圧(駆動信号)を出力する。この操作電圧がモータ11に入力されることで、モータ11は、その操作電圧に応じた回転駆動速度で駆動する。この結果、モータ11は、指令発生装置23から順次出力される目標角変位に追値制御される。
〔制御例1〕
次に、本発明の特徴部分である、停止状態の回転体19を所望の回転速度まで起動させるまでの間の角変位制御装置の制御動作(以下、「制御例1」という。)について説明する。
図1は、停止状態の回転体19を所望の回転速度まで起動させるまでの間の本制御例1における角変位制御装置の制御の流れを示すフローチャートである。
図4は、本制御例1における起動中の回転体19について、エンコーダ18とエンコーダ検出用インターフェース装置26により検出された検出角変位と、指令発生装置23が発生させる目標角変位とを示すグラフである。図5は、従来装置における図4に対応したグラフである。これらのグラフは、横軸が時間であり、縦軸は停止位置を原点とした回転体19の累積角変位である。
回転体19を停止状態から起動させる際、まず、指令発生装置23から最初の検出時刻に対応する目標角変位Aがモータ駆動用インターフェース装置24に出力される(S1)。その後、モータ駆動用インターフェース装置24は、その目標角変位Aに対応する時期の検出角変位aを、マイクロコンピュータ21から取得する(S2)。なお、初回の取得時では、回転体19はまだ停止状態であるので、その検出角変位aは、図4及び図5に示すように、0である。そして、モータ駆動用インターフェース装置24は、取得した目標角変位Aと検出角変位aとを比較し、検出角変位aが目標角変位Aに対して進んでいるか否かを判断する(S3)。この初回の判断では、検出角変位aは目標角変位Aに対して遅れているので、そのズレ分を補正するためにモータ11が回転駆動を開始し、モータ11の角変位が目標角変位に追従するように追値制御される(S4)。
次に、指令発生装置23からは、次の検出時刻に対応する目標角変位Bが出力され(S1)、モータ駆動用インターフェース装置24は、その目標角変位Bに対応する時期の検出角変位bを取得する(S2)。このとき、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいる場合(S3)、従来は、図5に示すように、そのズレ分を補正するためにモータ11の回転駆動速度が調節され、更に次の検出時刻の検出角変位c1となる。このように、従来は、これが繰り返されながら順次変更される目標角変位に追従するように回転体19が回転駆動する。しかし、これでは、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することはできない。また、モータ11の回転方向を認識しないまま単にモータ11の角変位だけを検出する構成であると、進みと遅れの区別ができずに、図5に示すように、更に次の検出時刻の検出角変位が点c2となることもある。この場合、実際は進んでいるにもかかわらず、遅れていると判断されてしまい、安定した駆動制御が困難となる。
なお、本実施形態でも、モータ11の回転方向を検出する手段が備わっていない安価な構成を採用しているので、モータ11の回転方向は認識されない。この場合、モータ11の回転方向を逆に認識してしまうと、検出角変位はマイナス側へ累積されるため、適切に駆動制御を行うことができない。そこで、本実施形態では、次のようにしてモータ11の回転方向を認識するようにしている。すなわち、2回目の検出時刻の検出角変位bと目標角変位Bとを比較する際、その検出角変位bは、通常は目標角変位Bよりも遅れていると判断される。よって、この比較の際に検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいると判断された場合には、それはモータ11の回転方向を逆に認識してしまっていることを意味する。したがって、この場合、認識している回転方向を逆にして、その検出角変位b及び以後に検出される検出角変位cを適切なものに補正する。
本制御例1では、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいる場合(S3)、指令発生装置23が用いる目標変更パターンを更新する(S5)。詳しく説明すると、本制御例1においても、当初の目標変更パターンは、従来と同じく目標角変位をA,B,Cと変更するものである。しかし、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいる場合(S3)、マイクロコンピュータ21は、加算手段として機能し、その検出角変位bと目標角変位Bとの差分を小さくする補正値を、指令発生装置23に出力する。本制御例1では、この補正値として、検出角変位bと目標角変位Bとの差分を用いる。これにより、図4に示すように、目標角変位Bは、検出角変位bと一致する更新目標角変位B’となり、目標角変位Cは、更新目標角変位C’となる。そして、この補正値を受けた指令発生装置23は、現在設定されている目標変更パターンを更新して、更新目標角変位B’を新たに出力する(S6)。その後、これを受けたモータ駆動用インターフェース装置24は、上記検出角変位bと更新目標角変位B’とからモータの追値制御を行い、以後、更新後の目標変更パターンに従った目標角変位を用いて追値制御を行う(S7)。
以上のようにして目標変更パターンを更新することで、従来のように目標角変位Bに対して検出角変位bが大きく進んでいると判断されてしまうということがなくなる。その結果、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
なお、本制御例1では、補正値として目標角変位Bと検出角変位bとの差分を用いたため、更新目標角変位B’と検出角変位bとが完全に一致することになる。しかし、これを完全に一致させる必要はなく、目標角変位Bと検出角変位bとの差分が小さくなるような補正値であればよい。
例えば、図6に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに小さい値としてもよい。この場合、検出角変位bは、更新目標角変位B1’に対して僅かに進んだものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
また、例えば、図7に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに大きい値としてもよい。この場合、検出角変位bは、更新目標角変位B2’に対して僅かに遅れたものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
参考例
次に、上記実施形態における角変位制御装置の他の制御例(以下、「参考例」という。)について説明する。
参考例は、上記制御例1のように目標変更パターンは更新せず、予め決められた一定の目標変更パターンを用いる。なお、本参考例の制御動作を行う角変位制御装置のハードウェア構成については、上記制御例1と同様であるので、以下ではその制御動作についてのみ説明する。
図8は、停止状態の回転体19を所望の回転速度まで起動させるまでの間の本参考例における角変位制御装置の制御の流れを示すフローチャートである。
図9は、本参考例における起動中の回転体19について、その検出角変位と目標角変位とを示すグラフである。
回転体19を停止状態から起動させる際、上記制御例1と同様に、まず、指令発生装置23から目標変更パターンに従った目標角変位Aがモータ駆動用インターフェース装置24に出力される(S11)。その後、マイクロコンピュータ21は、エンコーダ検出用インターフェース装置26から、その目標角変位Aに対応する時期の検出角変位aを取得する(S12)。ここで、本参考例では、マイクロコンピュータ21は、加算手段として機能し、取得した検出角変位aに、後述する補正値を加算する処理を行う(S13)。しかし、初回の取得時では、この補正値は0に設定されているので、その検出角変位aは、そのまま、モータ駆動用インターフェース装置24に送られる。モータ駆動用インターフェース装置24は、取得した検出角変位aと目標角変位Aとを比較し、検出角変位aが目標角変位Aに対して進んでいるか否かを判断する(S14)。この初回の判断では、検出角変位aは目標角変位Aに対して遅れているので、そのズレ分を補正するためにモータ11が回転駆動を開始し、モータ11の角変位が目標角変位に追従するように追値制御される(S15)。
次に、指令発生装置23からは、目標変更パターンに従って目標角変位Bが出力され(S11)、マイクロコンピュータ21は、その目標角変位Bに対応する時期の検出角変位bを取得する(S12)。このときもまだ補正値は0であるので、取得した検出角変位bはそのままモータ駆動用インターフェース装置24へ送られる(S13)。ここで、この検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいる場合(S14)、従来では、上述したように、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することはできないかったり、場合によっては安定した駆動制御が困難となる。
そこで、本参考例では、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいる場合(S14)、モータの追値制御に用いる検出角変位bを補正する。具体的には、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいる場合(S14)、マイクロコンピュータ21は、エンコータ検出用インターフェース装置26から受け取った検出角変位bと目標角変位Bとの差分を算出し、これを補正値としてRAM21cに記憶する(S16)。その後、マイクロコンピュータ21は、加算手段として機能し、この補正値を検出角変位bに加算する(S17)。これにより、図9に示すように、検出角変位bは、目標角変位Bと一致する補正検出角変位b’となる。そして、この補正検出角変位b’は、マイクロコンピュータ21からモータ駆動用インターフェース装置24に送られ、この補正検出角変位b’と目標角変位Bとからモータの追値制御が行われる(S18)。
このようにして得られた補正値は、以後に検出される検出角変位cにも適用される。具体的には、目標変更パターンに従って目標角変位Cが出力され(S11)、マイクロコンピュータ21は、その目標角変位Cに対応する時期の検出角変位cを取得する(S12)。そして、マイクロコンピュータ21は、RAM21cに記憶された補正値を、取得した検出角変位cに加算して、補正検出角変位c’を得る(S13)。この補正検出角変位c’は、モータ駆動用インターフェース装置24へ送られ、モータの追値制御に用いられる。
以上のようにして検出角変位を補正することで、従来のように目標角変位Bに対して検出角変位bが大きく進んでいると判断されてしまうということがなくなる。その結果、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
しかも、本参考例によれば、目標変更パターンは一定であるので、回転体19が所望の一定速度にまで達する起動時間も一定とすることができる。
なお、本参考例では、補正値として目標角変位Bと検出角変位bとの差分を用いたため、補正検出角変位b’と目標角変位Bとが完全に一致することになる。しかし、これを完全に一致させる必要はなく、目標角変位Bと検出角変位bとの差分が小さくなるような補正値であればよい。
例えば、図10に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに小さい値としてもよい。この場合、補正検出角変位b1’は、目標角変位Bに対して僅かに進んだものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
また、例えば、図9に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに大きい値としてもよい。この場合、補正検出角変位b2’は、目標角変位Bに対して僅かに遅れたものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
〔実施形態2〕
次に、本発明を、画像形成装置であるカラー複写機に適用した他の実施形態(以下、「実施形態2」という。)について説明する。
図13は、本発明の実施形態2に係るカラー複写機の概略構成図である。図13において、無端ベルト状の像担持体である感光体ベルト201は、閉ループ状のNLのベルト基材の外周面上に、有機光半導体(OPC)等の感光層が薄膜状に形成された無端状の感光体ベルトである。この感光体ベルト201は、3本の支持回転体としての感光体搬送ローラ202,203,204によって支持され、駆動モータ(図示せず)によって矢印A方向に回動する。
感光体ベルト201の周りには、矢印Aで示す感光体回転方向へ順に、帯電器205、露光手段としての露光光学系(以下LSUという)206、ブラック,イエロー,マゼンタ,シアンの各色の現像器207〜210、中間転写ユニット211、感光体クリーニング手段212及び除電器213が設けられている。帯電器205は、−4〜5kV程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体ベルト201の帯電器205に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
上記LSU206は、レーザ駆動回路(図示せず)により階調変換手段(図示せず)からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ(図示せず)を駆動することにより露光光線214を得、この露光光線214により感光体ベルト201を走査して感光体ベルト201上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。継ぎ目センサ215はループ状に形成された感光体ベルト201の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知すると、感光体ベルト201の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成角変位が同一になるように、タイミングコントローラ216がLSU206の発光タイミングを制御する。
各現像器207〜210は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体ベルト201上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体ベルト201に当接し、感光体ベルト201上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、4色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
中間転写ユニット211は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いたドラム状の像担持体である中間転写ドラム217と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段218とからなり、中間転写ドラム217上に4色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段218が中間転写ドラム217から離間している。中間転写体クリーニング手段218は、中間転写ドラム217をクリーニングする時のみ中間転写ドラム217に当接し、中間転写ドラム217から記録材としての記録紙に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット220から給紙ローラ221により1枚ずつ用紙搬送路222に送り出される。
転写手段としての転写ユニット223は、中間転写ドラム217上のフルカラー画像を記録紙219に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト224と、中間転写ドラム217上のフルカラー画像を記録紙219に転写するための転写バイアスを中間転写ドラム217に印加する転写器225と、記録紙219にフルカラー画像が転写された後に記録紙219が中間転写ドラム217に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写ドラム217に印加する分離器226とから構成されている。
定着器227は、内部に熱源を有するヒートローラ228と、加圧ローラ229とから構成され、記録紙219上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ228と加圧ローラ229との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙219に加えて記録紙219にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。
上記構成のカラー複写機は次のように動作する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
感光体ベルト201と中間転写ドラム217は、それぞれの駆動源(図示せず)により、矢印A、B方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器205に−4〜5kV程度の高電圧が電源装置(図示せず)から印加され、帯電器205が感光体ベルト201の表面を一様に−700V程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト201にLSU206からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、ブラック現像器7は所定のタイミングで感光体ベルト201に当接される。ブラック現像器207内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。ブラック現像器207により感光体ベルト201の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写ドラム217に転写される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段212により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
次に、帯電器205が感光体ベルト201の表面を一様に−700V程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト201にLSU206からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体ベルト201には所定のタイミングでシアン現像器208が当接される。シアン現像器208内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。シアン現像器208により感光体ベルト201の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写ドラム217上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段212により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
次に、帯電器205が感光体ベルト201の表面を一様に−700V程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト201にLSU206からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体ベルト201には所定のタイミングでマゼンタ現像器209が当接される。マゼンタ現像器209内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。マゼンタ現像器209により感光体ベルト201の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写ドラム217上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段12により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
さらに、帯電器205が感光体ベルト201の表面を一様に−700V程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト201にLSU206からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
一方、感光体ベルト201には所定のタイミングでイエロー現像器210が当接される。イエロー現像器210内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。イエロー現像器210により感光体ベルト201の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写ドラム217上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写ドラム217上にフルカラー画像が形成される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段212により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
中間転写ドラム217上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写ドラム217から離間していた転写ユニット223が中間転写ドラム17に接触し、転写器225に+1kV程度の高電圧が電源装置(図示せず)から印加されることで、記録紙カセット220から用紙搬送路222に沿って搬送されてきた記録紙219へ転写器225により一括して転写される。
また、分離器226には記録紙219を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙219が中間転写ドラム217から剥離される。続いて、記録紙219は、定着器227に送られ、ここでヒートローラ228と加圧ローラ229とによる挟持圧、ヒートローラ228の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ230により排紙トレイ231へ排出される。
また、転写ユニット223により記録紙219上に転写されなかった中間転写ドラム217上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段218により除去される。中間転写体クリーニング手段218は、フルカラー画像が得られるまで中間転写ドラム217から離間した角変位にあり、フルカラー画像が記録紙219に転写された後に中間転写ドラム217に接触して中間転写ドラム217上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって1枚分のフルカラー画像形成が終了する。
このようなカラー複写機におけるファーストプリントタイムは、感光体ベルト201及び中間転写ドラム217の起動時間に大きく影響を受けるので、感光体ベルト201及び中間転写ドラム217を高速起動化が望まれる。本実施形態2のカラー複写機では、感光体ベルト201を高速に起動させるために、この感光体ベルト201が掛け渡されている感光体搬送ローラ202〜204のうち駆動ローラの駆動を、上記実施形態1で説明した回転体駆動装置を用いて行っている。同様に、中間転写ドラム217を高速に起動っせるために、中間転写ドラム217の駆動を、上記実施形態1で説明した回転体駆動装置を用いて行っている。
なお、図13に示したカラー複写機において、上記感光体ベルト201と、感光体搬送ローラ202〜204と、従動支持回転体としての感光体搬送ローラに取り付けた図示しないエンコーダと、駆動支持回転体としての感光体搬送ローラに取り付けた図示しない駆動モータと、前記ベルト駆動装置とを含むように感光体ベルト装置を構成することもできる。更に、この感光体ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成してもよい。
〔実施形態3〕
次に、本発明を、画像形成装置であるカラー複写機に適用した更に他の実施形態(以下、「実施形態3」という。)について説明する。
図14は、本発明の実施形態3に係るカラー複写機の概略構成図である。図14において、複数色、例えばブラック(以下Bkという)、マゼンタ(以下Mという)、イエロー(以下Yという)、シアン(以下Cという)の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット321Bk,321M,321Y,321Cが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット321Bk,321M,321Y,321Cは、それぞれ、ドラム状の像担持体である感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C、帯電装置(例えば接触帯電装置)323Bk,323M,323Y,323C、現像装置324Bk,324M,324Y,324C、クリーニング装置325Bk,325M,325Y,325Cなどから構成される。
感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cは、無端ベルト状の記録材搬送部材である搬送転写ベルト326と対向して垂直方向に配列され、搬送転写ベルト326と同じ周速で回転駆動される。この感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cは、それぞれ、帯電装置323Bk,323M,323Y,323Cにより均一に帯電された後に、光書き込み装置からなる露光手段327Bk,327M,327Y,327Cによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
光書き込み装置327Bk,327M,327Y,327Cは、それぞれY、M、C、Bk各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラー329Bk,329M,329Y,329Cにより偏向走査し、このポリゴンミラー329Bk,329M,329Y,329Cからの各レーザビームを図示しないfθレンズやミラーを介して感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cに結像することにより、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cを露光して静電潜像を形成する。
この感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C上の静電潜像は、それぞれ現像装置324Bk,324M,324Y,324Cにより現像されてBk、M、Y、C各色のトナー像となる。したがって、帯電装置323Bk,323M,323Y,323C、光書き込み装置327Bk,327M,327Y,327C及び現像装置324Bk,324M,324Y,324Cは、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C上にBk、M、Y、C各色の画像(トナー像)を形成する画像形成手段を構成している。
一方、普通紙、OHPシートなどの転写紙は、本画像形成装置の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置330から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ331に給紙され、レジストローラ331は1色目の画像形成ユニット(転写紙に最初に感光体ドラム上の画像を転写する画像形成ユニット)321Bkにおける感光体ドラム322Bk上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を無端状の搬送転写ベルト326と感光体ドラム322Bkとの転写ニップ部へ送出する。
上記搬送転写ベルト326は垂直方向に配列された駆動ローラ332及び従動ローラ333に掛け渡され、駆動ローラ332が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送転写ベルト326が感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cと同じ周速で回転する。レジストローラ331から送り出された転写紙は、搬送転写ベルト326により搬送され、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C上のBk、M、Y、C各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段334Bk,334M,334Y,334Cにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成されると同時に、搬送転写ベルト326に静電的に吸着されて確実に搬送される。
この転写紙は、分離チャージャからなる分離手段236により徐電されて搬送転写ベルト326から分離された後に定着装置237によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ238により本実施例の上部に設けられている排紙部239へ排出される。また、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cは、トナー像転写後にクリーニング装置325Bk,325M,325Y,325Cによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
このようなカラー複写機におけるファーストプリントタイムは、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C及び搬送転写ベルト326の起動時間に大きく影響を受ける。そこで、本実施形態3のカラー複写機では、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cを高速に起動させるために、各感光体ドラムの駆動を、上記実施形態1で説明した回転体駆動装置を用いて行っている。同様に、搬送転写ベルト326を高速に起動させるために、搬送転写ベルト326が掛け渡されている駆動ローラ332の駆動も、上記実施形態1で説明した回転体駆動装置を用いて行っている。
なお、図14に示したカラー複写機において、上記搬送転写ベルト326と、駆動ローラ332と、従動ローラ333と、駆動ローラ332を駆動する回転体駆動装置とを含むように搬送転写ベルト装置を構成することもできる。更に、この搬送転写ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能な搬送転写ベルトユニットとして構成してもよい。
〔実施形態4〕
次に、本発明を、画像読取装置に適用した一実施形態(以下、「実施形態4」という。)について説明する。
図15は、本発明の実施形態4に係る画像読取装置の概略構成図である。この画像読取装置は、原稿901が載置される原稿台602、原稿901に光を照射する原稿照明系903、原稿を読み取るための走行体である光電変換ユニット908を備えている。さらに、画像読取装置は、副走査駆動用のプーリ909,910、ワイヤ911、駆動源としてのモータ11、ハウジング912を備えている。上記光電変換ユニット908は、CCD(Charge Coupled Device)905、結像レンズ906、全反射ミラー907等で構成されている。この光電変換ユニット908は、モータ11をハウジング912に固定して、ワイヤ911とプーリ909、910等からなる駆動力を伝達する手段を用いて、原稿901の副走査方向に駆動する。このとき蛍光灯等からなる原稿照明系903で、原稿台902上の原稿901を照明し、その反射光束(光軸を904で示す)を複数のミラー907で折り返し、結像レンズ906を介して、CCD905の受光部に原稿901の像を結像するようになっている。そして、この光電変換ユニット908により、原稿901の全面を走査することにより、原稿全体を読み取る。また、読み取り開始角変位を示すセンサ913が原稿901の端部の下部に設置されている。さらに、光電変換ユニット908は、ホームポジションAから読み取り開始角変位Bの間に立上り等速の定常状態になるように設計されている。この光電変換ユニット908がA点に達した後、読み取りが開始される。
上記構成の画像読取装置の小型化を図ったり、読み取り指示があってから実際に読み取りを開始するまでの時間の短縮化を図ったりするためには、ホームポジションAから読み取り開始角変位Bの間の距離を短くすることが必要である。そのためには、光電変換ユニット908が定常状態になるまでの起動時間を高速化する必要がある。そこで、本実施形態4の画像読取装置では、光電変換ユニット908を高速起動させるために、光電変換ユニット908を駆動するワイヤ911が掛け渡された2つのプーリ909、910のうち駆動プーリの駆動を、上記実施形態1で説明した回転体駆動装置を用いて行っている。
なお、上記各実施形態におけるモータ11の起動中における駆動制御は、コンピュータを用いて実行することができる。
図16は、上記駆動制御の実行に使用するコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータ1001の正面図である。パーソナルコンピュータ1001に着脱可能な記録媒体1003には、パーソナルコンピュータ1001に制御のための演算、データ入出力等を実行させるためのプログラムが格納されている。パーソナルコンピュータ1001は、この記録媒体1003に格納されているプログラムを実行することにより、上記各実施形態における位置制御を実行できる。上記記録媒体1003としては、CD−ROM等の光ディスクやフレキシブルディスク等の磁気ディスクが挙げられる。また、上記プログラムは、記録媒体を用いずに通信ネットワークを介してパーソナルコンピュータ1001に取り込むようにしてもよい。
上記プログラムとしては、具体的には次のようなものが挙げられる。例えば、上記実施形態1においては、コンピュータによって感光体ドラム112や中間転写ベルト124の駆動ローラの駆動制御を行うための制御プログラムである。また、上記実施形態2においては、コンピュータによって感光体ベルト201の駆動ローラや中間転写ドラム217の駆動制御を行うための制御プログラムである。また、上記実施形態3においては、感光体ドラム322Bk、322M、322Y、322Cや搬送転写ベルト326の駆動ローラの駆動制御を行うための制御プログラムである。また、上記実施形態4においては、コンピュータによって画像読取装置の光電変換ユニット908を駆動する駆動プーリの駆動制御を行うための制御プログラムである。
以上、上記制御例1における駆動制御装置は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の目標回転位置である目標角変位A,B,Cと、検出回転位置である検出角変位a,b,cとの比較を行う。この比較の結果に応じて回転の加速度を増減しながら、停止状態の回転体19を所望の回転速度まで増速する。この駆動制御装置は、上記比較の結果、検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいると判断した場合、検出角変位bと目標角変位Bとの差分を小さくする補正値を、その目標角変位B及び以後の目標角変位Cに加算する加算手段としてのマイクロコンピュータ21を備えている。よって、更新後の更新目標角変位B’,B1’,B2’,C’,C1’,C2’に対する回転体19の検出角変位b,cの進み度合いが小さくなる結果、回転体19の加速度を小さくすることによる起動時間のロスが少なくなる。
特に、上記制御例1では、上記補正値として、検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいるとマイクロコンピュータ21が判断したときのその検出角変位bと目標角変位Bとの差分を用いている。これにより、更新目標角変位B’,B1’,B2’と回転体19の検出角変位bとのズレがなくなり、回転体19を減速させる必要がなくなる。したがって、起動時間のロスを効率よく少なくすることができる。
また、上記参考例における駆動制御装置のマイクロコンピュータ21は、検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいると判断した場合、その検出角変位bと目標角変位Bとの差分を小さくする補正値を、検出角変位b及び以後の検出角変位cに加算する加算手段として機能する。この場合も、上記制御例1と同様に、起動時間のロスが少なくなる。
特に、上記参考例では、上記補正値として、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいるとマイクロコンピュータ21が判断したときのその検出角変位bと目標角変位Bとの差分を用いている。これにより、目標角変位Bと回転体19の補正検出角変位b’,b1’,b2’とのズレがなくなり、回転体19を減速させる必要がなくなる。したがって、減速による起動時間のロスを効率よく少なくすることができる。
また、上述した実施形態1乃至3では、回転体を迅速に所定の回転速度まで起動させることが重要な画像形成装置であるカラー複写機において、その回転体19の駆動制御を行う駆動制御手段として、上述した駆動制御装置を用いるので、起動時間の短縮効果の有用性が高まる。
特に、上記実施形態1乃至3では、上記回転体19は、表面にトナー像を担持した状態で回転するドラム状の像担持体である感光体ドラム112、中間転写ドラム217、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cである。よって、上述したように、上記カラー複写機のファーストプリントタイムを短縮することができる。
また、上記実施形態1では、上記回転体19は、記録材を搬送する搬送ローラとしてのレジストローラ133である。よって、上述したように、レジストローラと転写位置との間の距離を短くすることができ、カラー複写機の小型化を図ることができる。
また、上記実施形態1及び2では、上記回転体19は、表面にトナー像を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の像担持体である感光体ベルト201、中間転写ベルト124を張架する駆動ローラである。よって、上述したように、上記カラー複写機のファーストプリントタイムを短縮することができる。
また、上記実施形態13では、上記回転体19は、表面に記録材を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の記録材搬送部材である搬送転写ベルト326を張架する駆動ローラである。よって、上述したように、上記カラー複写機のファーストプリントタイムを短縮することができる。
また、上記実施形態3では、表面にトナー像を担持する像担持体である感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cを複数有し、上記回転体19は、これらの感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cの少なくとも1つである。特に、プリントスピードが要求されるタンデム型のカラー複写機において、そのファーストプリントタイムの短縮化を図ることができる。
また、上記実施形態4では、原稿面に対して光を照射し、あるいは原稿面に対して照射された光の反射光を受光する走行体としての光電変換ユニット908と、この光電変換ユニット908を原稿面に沿って走行させるための駆動力を伝達する駆動力伝達経路上に設けられる回転体である駆動プーリと、この駆動プーリに対して伝達される駆動力を発生させる駆動源としてのモータ11と、モータ11を制御する駆動制御装置とを備えた画像読取装置において、上記駆動制御装置として、上述した駆動制御装置を用いるので、画像読取装置の小型化を図ったり、読み取り指示があってから実際に読み取りを開始するまでの時間の短縮化を図ったりすることができる。
本発明の駆動制御装置は、上記画像形成装置や画像読取装置における回転体19の駆動制御に限定されることなく用いることができ、例えば、ODD(Optical Disk Drive)、HDD(Hard Disk Drive)、ロボット等に設けられる回転体の駆動制御にも適用することができる。
停止状態の回転体を所望の回転速度まで起動させるまでの間の制御例1における角変位制御装置の制御の流れを示すフローチャート。 実施形態1に係るカラー複写機に設けられる回転体駆動装置の斜視図。 同回転体駆動装置に設けられる、回転体の回転速度を制御するための角変位制御装置のハードウェア構成を示すブロック図。 制御例1における検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 従来における検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 制御例1の変形例に係る検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 制御例1の他の変形例に係る検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 参考例における角変位制御装置の制御の流れを示すフローチャート。 参考例における検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 参考例の変形例に係る検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 参考例の他の変形例に係る検出角変位と目標角変位とを示すグラフ。 実施形態1に係るカラー複写機の概略構成図。 実施形態2に係るカラー複写機の概略構成図。 実施形態3に係るカラー複写機の概略構成図。 実施形態4に係る画像読取装置の概略構成図。 各実施形態における駆動制御の実行に使用するコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータの正面図。
符号の説明
11 モータ
18 エンコーダ
19 回転体
21 マイクロコンピュータ
23 指令発生装置
24 モータ駆動用インターフェース装置
25 モータ駆動装置
26 エンコータ検出用インターフェース装置
908 光電変換ユニット
a,b,c 検出角変位
A,B,C 目標角変位
B’,B1’,B2’,C’,C1’,C2’ 更新目標角変位
b’,b1’,b2’,c’,c1’,c2’ 補正検出角変位

Claims (12)

  1. 回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置において、
    上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段を有することを特徴とする駆動制御装置。
  2. 請求項1の駆動制御装置において、
    上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると上記加算手段が判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とする駆動制御装置
  3. 転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御方法において、
    上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減することを特徴とする駆動制御方法。
  4. 請求項の駆動制御方法において、
    上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とする駆動制御方法
  5. 転体と、
    該回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、
    上記駆動制御手段として、請求項1又の駆動制御装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項の画像形成装置において、
    上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で回転するドラム状の像担持体であることを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項の画像形成装置において、
    上記回転体は、記録材を搬送する搬送ローラであることを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項の画像形成装置において、
    上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の像担持体を張架する駆動ローラであることを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項の画像形成装置において、
    上記回転体は、表面に記録材を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の記録材搬送部材を張架する駆動ローラであることを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項の画像形成装置において、
    表面にトナー像を担持する像担持体を複数有し、
    上記回転体は、複数の像担持体の少なくとも1つであることを特徴とする画像形成装置。
  11. 原稿面に対して光を照射し、あるいは原稿面に対して照射された光の反射光を受光する走行体と、
    該走行体を該原稿面に沿って走行させるための駆動力を伝達する駆動力伝達経路上に設けられる回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像読取装置において、
    上記駆動制御手段として、請求項1又の駆動制御装置を用いることを特徴とする画像読取装置。
  12. 回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置に設けられるコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、
    上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段として、上記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム
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