JP5369445B2 - モータ制御装置と画像形成装置とプログラム - Google Patents

Description

この発明は、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機、それらの複合機を含む装置におけるモータの回転を制御するモータ制御装置と、そのモータ制御装置を備えたファクシミリ装置、プリンタ、複写機、それらの複合機を含む画像形成装置と、コンピュータにモータの回転速度を制御させる手順を実行させるためのプログラムに関する。

例えば、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機、それらの複合機を含む画像形成装置において、フルカラー画像に色ずれや色合いに変化が生じないようにするためには、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各色の画像を重畳するための中間転写ベルトの移動速度を各色の感光体に対して一定にする必要がある。
そのために、画像形成装置では、移動体である中間転写ベルトの移動速度を検出し、中間転写ベルトを移動させるモータの回転速度を上記検出した移動速度に基づいてフィードバック制御することにより、中間転写ベルトの移動速度を予め設定された目標速度に追従するようにしている。
そして、中間転写ベルトの移動速度を目標速度に精度よく追従させるためには、画像形成装置に、高精度の速度検知システムを備えたフィードバック制御系を設ける必要がある。

図６は、従来の画像形成装置における中間転写ユニットと制御装置の構成を示す図であり、図５は、図６に示す中間転写ユニットと制御装置の内部構成を示すブロック図であり、図７は、図５及び図６に示すロータリエンコーダが１つの検出ヘッドを備えた場合の速度信号の出力例を示す波形図である。
図６に示すように、画像形成装置における中間転写ユニット内の中間転写ベルト１０は移動体であり、中間転写駆動モータ１１によって回転駆動される回転体である駆動軸ローラ１２と２次転写駆動ローラ１４と転写ベルトテンションローラ１５とに巻回されたエンドレスのベルトである。
この中間転写ベルト１０には、図中矢示の回動方向（時計回り）に沿って、その上流側から順にイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｂｋ）の各色の電子写真プロセス部の感光体１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｂｋが並べて配列されている。

上記駆動軸ローラ１２には、その駆動軸ローラ１２の回転軸である駆動軸１３にギア１７とロータリエンコーダ１８が設けてあり、中間転写駆動モータ（以下「モータ」という）１１がギア１７を回転駆動することによって回転駆動される。
上記ロータリエンコーダ１８は、駆動軸１３の回転速度を検出する回転速度検出手段であり、駆動軸１３の回転数を計測し、その回転数に基づく駆動軸ローラ１２の回転速度を示す駆動軸ローラ回転速度信号を出力する。
また、中間転写ベルト１０の裏面側には中間転写ベルト１０の移動速度を検出するためのスケール１９が形成されており、中間転写ベルト１０の回転時、ベルトエンコーダ２０によってスケール１９の移動数を計測し、その移動数に基づく中間転写ベルト１０の移動速度を示すベルト移動速度信号を出力する。すなわち、上記ベルトエンコーダ２０は、中間転写ベルト１０の移動速度を検出する移動速度検出手段に相当する。
そして、制御装置３０が上記駆動軸ローラ回転速度信号と上記ベルト移動速度信号に基づいてモータ１１の回転制御を行う。

この画像形成装置における画像形成は、まず、感光体１６Ｙの外周面を、暗中にて図示を省略した帯電ローラにより一様に帯電した後、同じく図示を省略した露光器からのイエロー画像に対応するレーザ光により露光し、静電潜像を形成する。
この静電潜像を同じく図示を省略した現像ローラによりイエロートナーで可視像化し、このことにより感光体１６Ｙ上にイエロートナー画像を形成する。
このイエロートナー画像は、感光体１６Ｙと中間転写ベルト１０とが接する位置（１次転写位置）で、１次転写ローラ２１Ｙの働きにより中間転写ベルト１０上に転写される。
この転写により、中間転写ベルト１０上にイエローのトナーによる画像が形成される。
さらに、イエローのトナー画像が転写された中間転写ベルト１０を、マゼンタの感光体１６Ｍの位置に搬送し、感光体１６Ｍ上には、上述の画像形成プロセスと同様にしてマゼンタのトナー画像が形成されており、そのトナー画像が中間転写ベルト１０上に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。

中間転写ベルト１０は、さらに次のシアンの感光体１６Ｃとブラックの感光体１６Ｂｋの位置に順次搬送され、上述と同様の動作により、感光体１６Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体１６Ｂｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、中間転写ベルト１０上のイエローとマゼンタが重畳された画像にさらに重畳されて転写される。
こうして、中間転写ベルト１０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックからなるフルカラーの画像が形成される。
このフルカラーの重ね画像が形成された中間転写ベルト１０は、２次転写ローラ２２の位置まで搬送される。
２次転写ローラ２２へは、中間転写ベルト１０によって搬送されたトナー画像と２次転写ローラ２２上で、トナー画像と用紙の位置が重なり合うようなタイミングで、用紙が給送され、その用紙上に、２次転写ローラ２２によって中間転写ベルト１０上のトナー画像を転写した後、図示を省略した定着器によってトナー画像を熱及び圧力で定着し、画像形成装置の外部に排出する。

図５に示すように、従来の画像形成装置では、中間転写ベルト１０の移動速度を一定にするために、ロータリーエンコーダ１８とベルトエンコーダ２０の２つのセンサを用いた２重フィードバック制御系が用いられている。そのロータリーエンコーダ１８を用いたフィードバック制御系をマイナーループと呼び、ベルトエンコーダ２０も用いた２重フィードバック制御系をメジャーループと呼ぶ。
まず、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）生成部２４からモータドライバ２３へモータ１１を回転させるためのＰＷＭ信号を出力し、モータドライバ２３は、そのＰＷＭに基づいてモータ１１を回転させる。モータ１１の回転により、駆動軸１３を介して駆動軸ローラ１２が回転し、その回転につれて中間転写ベルト１０が移動する。

中間転写ベルト１０の移動と駆動軸１３の回転が開始されると、ロータリエンコーダ１８が駆動軸１３の回転速度を検出し、その回転速度（すなわち、駆動軸１３に取り付けられた駆動軸ローラ１２の回転速度に相当する）を示す駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａ［ｒａｄ／ｓ］を第１コントローラ２へ出力し、ベルトエンコーダ２０が中間転写ベルト１０の移動速度を検出し、その移動速度を回転速度に換算した速度を示すベルト移動速度信号Ｖｂ［ｒａｄ／ｓ］を第２コントローラ３へ出力する。
一方、制御部６からは中間転写ベルト１０の移動の目標速度信号Ｖ０が出力され、その目標速度信号Ｖ０と上記ベルト移動速度信号Ｖｂとの差分の信号が第２コントローラ３に入力される。

第２コントローラ３は、目標速度信号Ｖ０と上記ベルト移動速度信号Ｖｂとの差分の信号に基づいて、中間転写ベルト１０の移動速度が目標速度信号Ｖ０に追従するようにモータ１１を回転駆動させるＰＷＭ信号を生成するように補正した速度信号を第１コントローラ２へ出力し、その速度信号と上記駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａとの差分の信号が第１コントローラ２へ入力される。
第１コントローラ２は、第２コントローラ３からの速度信号と上記駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａとの差分の信号に基づいて、中間転写ベルト１０の移動速度が目標速度信号Ｖ０に追従するようにモータ１１を回転駆動させるＰＷＭ信号を生成するように補正した速度信号をＰＷＭ生成部２４へ出力する。

すなわち、上記第１コントローラ２が、ロータリエンコーダ１８によって検出した回転速度が目標速度になるようにモータ１１の回転速度を制御する第１制御手段に、上記第２コントローラ３が、ベルトエンコーダ２０によって検出した移動速度が目標速度になるようにモータ１１の回転速度を制御する第２制御手段にそれぞれ相当する。
そして、ＰＷＭ生成部２４は、上記フィードバックした速度信号に基づくＰＷＭ信号をモータドライバ２３へ出力し、モータドライバ２３はモータ１１の回転速度を可変させる。

このような従来の画像形成装置では、ロータリエンコーダ１８を駆動軸ローラ１２の駆動軸１３に取り付ける際に、取り付け偏心が生じ易く、そのような取り付け偏心があると、図７に示すように、中間転写ベルト１０を回転させたときのロータリエンコーダ（検出ヘッドが１つの場合）１８では、取り付け偏心が無い場合の回転速度に対し、正弦波の乗った回転速度ａが検出される。
一般的な制御系においてはマイナーループのゲインを高くすることで制御性能の向上が見込まれるが、上述のように取り付け偏心のあるような制御系ではマイナーループのゲインを高くすると、取り付け偏心によって乗ってしまう正弦波成分を強調してしまい、逆に中間転写ベルトの移動速度を一定に制御する性能が劣化してしまう。

そこで従来、中間転写ベルトの移動速度を一定に保つための制御において、上述のような取り付け偏心の影響をなくすために、感光体ドラム等の回転部材に対して配置したロータリエンコーダにおいて、コストの高い検出ヘッドを１８０°ずらして２個搭載し、それぞれの計測角速度の和を１／２にすることにより、回転体の取り付け偏心や回転信号のムラ等を解消し、高精度な速度検知を行う画像形成装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

しかしながら、上述のような従来の画像形成装置では、ロータリエンコーダに高精度ではあるが高コストのセンサを２つも設けているので、システムが複雑となり、コスト高になってしまうという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高精度で高コストのセンサを設けなくても移動体の移動速度を一定に保つ制御を容易に行えるようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、次のモータ制御装置と画像形成装置とプログラムを提供する。
（１）回転体と、上記回転体を上記回転体の回転軸を介して回転させるモータと、上記回転体の回転によって移動される移動体と、上記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、上記回転速度検出手段によって検出した回転速度が目標速度になるように上記モータの回転速度を制御する第１の制御手段と、上記移動速度検出手段によって検出した移動速度が目標速度になるように上記モータの回転速度を制御する第２の制御手段と、上記第１の制御手段と上記第２の制御手段のいずれか一方の制御を無効にし、もう一方の上記第１の制御手段あるいは上記第２の制御手段による制御中に、上記回転速度検出手段によって検出された回転速度と上記移動速度検出手段によって検出された移動速度との差分速度を求める差分速度演算手段と、その差分速度演算手段によって求めた差分速度を記憶する記憶手段と、上記第１の制御手段及び上記第２の制御手段による上記モータの回転速度の制御時に、上記記憶手段によって記憶している差分速度に基づいて上記モータの回転速度を補正する補正手段を設けたモータ制御装置。

（２）上記のようなモータ制御装置において、上記差分速度演算手段によって差分速度を求めるときの上記第１の制御手段と上記第２の制御手段のいずれを無効にするかを選択する選択手段を設けたモータ制御装置。
（３）上記のようなモータ制御装置において、上記補正手段が、上記差分速度を上記目標速度に加算して上記モータの回転速度を補正する手段であるモータ制御装置。
（４）上記のようなモータ制御装置において、上記補正手段が、上記差分速度を上記回転速度検出手段によって検出した回転速度又は上記第２の制御手段の制御による上記モータの回転速度に加算して上記モータの回転速度を補正する手段であるモータ制御装置。
（５）上記のようなモータ制御装置において、上記移動体が中間転写ベルトであるモータ制御装置。
（６）上記のいずれかのモータ制御装置を備えた画像形成装置。

（７）回転体と、上記回転体を上記回転体の回転軸を介して回転させるモータと、上記回転体の回転によって移動される移動体と、上記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、上記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、上記回転速度検出手段によって検出した回転速度が目標速度になるように上記モータの回転速度を制御する第１の制御手段と、上記移動速度検出手段によって検出した移動速度が目標速度になるように上記モータの回転速度を制御する第２の制御手段を備えたモータ制御装置を制御するコンピュータに、上記第１の制御手段と上記第２の制御手段のいずれか一方の制御を無効にし、もう一方の上記第１の制御手段あるいは上記第２の制御手段による制御中に、上記回転速度検出手段によって検出された回転速度と上記移動速度検出手段によって検出された移動速度との差分速度を求める差分速度演算手順と、その差分速度演算手順によって求めた差分速度を記憶する記憶手順と、上記第１の制御手段及び上記第２の制御手段による上記モータの回転速度の制御時に、上記記憶手順によって記憶している差分速度に基づいて上記モータの回転速度を補正する補正手順とを実行させるためのプログラム。

この発明によるモータ制御装置と画像形成装置は、高精度で高コストのセンサを設けなくても移動体の移動速度を一定に保つ制御を容易に行うことができる。
また、この発明によるプログラムは、コンピュータに、高精度で高コストのセンサを設けなくても移動体の移動速度を一定に保つ制御を容易にできるようにするための機能を実現させることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の一実施例の画像形成装置における中間転写ユニットと制御装置の内部構成を示すブロック図であり、その画像形成装置における中間転写ユニットと制御装置の構成は、図６に示したものと同じであるので、その共通する部分については説明を省略する。また、図１において、図５と共通する部分には同一符号を付し、その部分についての説明も省略する。
図１に示すように、この画像形成装置では、中間転写ユニット１のロータリエンコーダ１８が出力する駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａ［ｒａｄ／ｓ］と、ベルトエンコーダ２０が出力するベルト移動速度信号Ｖｂ［ｒａｄ／ｓ］が、制御部４へも入力されるように構成しており、制御部４は、その駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａとベルト移動速度信号Ｖｂに基づいて、後述するように差分速度と偏心補正量を求め、その偏心補正量に基づいて第１コントローラ２又は第２コントローラ３に対してモータ１１の回転速度を制御する速度信号を補正する制御を行う。また、メモリ５は、制御部４で求めた差分速度及び偏心補正量を記憶する記憶手段である。

そして、回転体と、その回転体を回転体の回転軸を介して回転させるモータと、回転体の回転によって移動される移動体と、回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、回転速度検出手段によって検出した回転速度が目標速度になるようにモータの回転速度を制御する第１の制御手段と、移動速度検出手段によって検出した移動速度が目標速度になるようにモータの回転速度を制御する第２の制御手段とを備えたモータ制御装置を制御するコンピュータに、上記第１の制御手段と上記第２の制御手段のいずれか一方の制御を無効にし、もう一方の上記第１の制御手段あるいは上記第２の制御手段による制御中に、上記回転速度検出手段によって検出された回転速度と上記移動速度検出手段によって検出された移動速度との差分速度を求める差分速度演算手順と、その差分速度演算手順によって求めた差分速度を記憶する記憶手順と、上記第１の制御手段及び上記第２の制御手段による上記モータの回転速度の制御時に、上記記憶手順によって記憶している差分速度に基づいて上記モータの回転速度を補正する補正手順とを実行させるためのプログラムを、メモリ５に格納し、制御部４のコンピュータがそのプログラムを実行することによって次の各手段の機能を果たす。

すなわち、上記制御部４が、上記第１の制御手段と上記第２の制御手段のいずれか一方の制御を無効にし、もう一方の上記第１の制御手段あるいは上記第２の制御手段による制御中に、上記回転速度検出手段によって検出された回転速度と上記移動速度検出手段によって検出された移動速度との差分速度を求める差分速度演算手段の機能を果たす。

また、上記メモリ５が、上記制御部４による上記記憶手順の制御処理によって上記差分速度を記憶する記憶手段に相当する。
さらに、上記制御部４は、上記第１の制御手段及び上記第２の制御手段による上記モータの回転速度の制御時に、上記記憶手段によって記憶している差分速度に基づいて上記モータの回転速度を補正する補正手段の機能も果たす。

次に、この画像形成装置における偏心補正量を求める処理について説明する。
まず、この偏心補正量を求める処理を、画像形成装置の立ち上げ時に行う場合について説明する。
図２は、この画像形成装置における偏心補正量を求める処理を示すフローチャート図である。図３は、図２に示す中間転写ユニット内の各部における速度信号の波形図である。
画像形成装置のメインスイッチがオンになり、画像形成装置が立ち上がると、この偏心補正量を求める処理を実行して偏心補正量を求め、その偏心補正量に基づいてモータの回転速度を補正して通常の画像形成処理を行う。

図２に示すように、制御部４は、ステップ（図中「Ｓ」で示す）１で、第２コントローラに対してベルト移動速度信号を出力しないように設定し、第２コントローラによる制御を無効にし、中間転写ベルトの回転制御を第１コントローラによるマイナーループの単ループ制御に設定する。
例えば、ベルトエンコーダ２０のフィードバック値を“０”にし、第２コントローラ３へ入力している目標速度Ｖ０をそのまま第１コントローラ２へ入力するようにする。
ステップ２で、第１コントローラに対してゲインを通常時よりも高い値に設定し、ロータリエンコーダからの駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａが目標速度Ｖ０に十分追従できるように設定する。
ここで、目標速度Ｖ０は一定値でもよいが、例えば、正弦波のように変動する値でもよい。ここでの説明では、一定値の場合を説明する。

ステップ３で、中間転写ベルトの回転速度制御を開始する。
ステップ４で、中間転写ベルトの回転速度が定常状態になったか否かを判断する。
この定常状態になったか否かの判断は、例えば、予め中間転写ベルト１０の回転速度を定常状態にしたときに計測した時間を記憶しておき、中間転写ベルト１０の回転開始からその時間が経過したか否かで判断すると良い。
また、予め中間転写ベルト１０の回転速度が定常状態である速度範囲を記憶しておき、中間転写ベルト１０の回転開始からその回転速度がその速度範囲内になったか否かで判断しても良い。
ステップ４の判断で、定常状態にならなければ、この判断を繰り返し、定常状態になったら、ステップ５へ進む。

ステップ５では、定常状態になったと判断した後にロータリエンコーダから入力された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａと、ベルトエンコーダから入力されたベルト移動速度信号Ｖｂを取得する。
ここで、ロータリエンコーダ１８の検出速度は目標速度に追従しているので、ロータリエンコーダ１８から入力された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａは、図３の（ｂ）に示すように、一定値を示している。
このように、ロータリエンコーダ１８の検出速度を一定値に制御できているとすると、駆動軸ローラ１２の駆動軸１３に対してロータリエンコーダ１８に取付偏心があれば、駆動軸ローラ１２はロータリエンコーダ１８の取り付け偏心を打ち消すような速度で振動しながら回転するので、駆動軸ローラ１２の回転速度は、図３の（ａ）に示すような偏心成分が乗った正弦波で示される。

駆動軸ローラ１２は、中間転写ベルト１０を回転させる駆動源であるため、もし中間転写ベルト１０の振動や滑り等を無視することができれば、駆動軸ローラ１２の回転速度とベルトエンコーダ２０の検出するベルト移動速度とは同等値になる。
つまり、ロータリエンコーダ１８が検出するベルト移動速度を一定にすると、偏心成分は駆動軸ローラ１２の回転速度とベルトエンコーダ２０が検出するベルト移動速度の振動として現れる。
そこで、図２のステップ６で、駆動軸ローラ回転速度信号とベルト移動速度信号との差分速度信号を算出する。この差分速度信号が、ロータリエンコーダ１８と駆動軸ローラ１２との偏心成分に相当する。

すなわち、図３の（ｂ）に示したロータリエンコーダの検出速度の波形から、図３の（ｃ）に示すベルトエンコーダからの移動速度（検出速度）の波形の差分として、図３の（ｄ）に示す偏心成分の波形を抽出することができる。その偏心成分の波形が上記差分速度信号に相当する。
そして、図２のステップ７で、差分速度信号に基づいて偏心補正量を決定し、この処理を終了する。
この偏心補正量を通常の画像形成時のフィードバック制御系に取り込む際には、ロータリエンコーダ１８で検出された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａに偏心補正量を加算して第１コントローラ２へ入力するようにするか、第２コントローラ３から出力された信号に偏心補正量を加算して第１コントローラ２へ入力するようにするとよい。

このとき、ロータリエンコーダ１８で検出された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａに偏心補正量を加算する場合は、偏心補正量を上記抽出した偏心成分の位相と振幅を微調整して決定し、第２コントローラ３から出力された信号に偏心補正量を加算する場合は、偏心補正量を上記抽出した偏心成分の振幅を反転させ、その位相と振幅を微調整することで決定する。
また、上記ベルトエンコーダ２０が出力するベルト移動速度信号Ｖｂには、ベルトエンコーダ２０自身の厚み変動を含むノイズを含んでいる場合がある。

このようなベルト移動速度信号Ｖｂに含まれるノイズによる影響を除去するため、制御部４に、図４に示すような周波数解析（ＦＦＴ）回路７を設けると良い。
このＦＦＴ回路７は、ベルトエンコーダ２０から出力された、同図の（ａ）の波形で示されるベルト移動速度信号Ｖｂを入力し、高速フーリエ変換処理によって、同図の（ｂ）で示される周波数成分の波形に変換する。
ここで、偏心成分の周波数は、ベルトエンコーダの回転周波数に応じて予め大まかな値を求めることができる。
例えば、ベルトエンコーダ２０の回転数が３００ｒｐｍであれば、ベルトエンコーダ２０の回転周波数（回転周期）は“回転周波数＝回転数／秒＝３００／６０＝５０Ｈｚ”であり、この場合、ベルトエンコーダ２０の１回転あたりに偏心成分が１回のるのであれば、偏心成分の周波数は５０Ｈｚになり、ベルトエンコーダ２０の１回転あたりに偏心成分が２回のるのであれば、偏心成分の周波数は１００Ｈｚになる。

また、ベルトエンコーダ２０の１回転あたりの回転数が６００ｒｐｍであれば、上述と同様にして、ベルトエンコーダ２０の１回転あたりに偏心成分が１回のるのであれば、偏心成分の周波数は１００Ｈｚになり、ベルトエンコーダ２０の１回転あたりに偏心成分が２回のるのであれば、偏心成分の周波数は２００Ｈｚになる。以下、ベルトエンコーダ２０の１回転あたりにのる偏心成分の回数が増えても上述と同様にして偏心成分の周波数の大まかな値を求めることができる。
このように、偏心成分の周波数はベルトエンコーダの回転周波数の整数倍の周波数になると予測することができる。
ただし、この時点では偏心成分の周波数の予測はできるが偏心成分の大きさまではわからない。

そこで、上述した演算によって予めベルトエンコーダの回転周波数に基づいて求めた大まかな値の偏心成分の周波数をメモリ５に記憶しておき、上述した偏心補正量を求める処理時にベルトエンコーダ２０の回転周波数に対応する偏心成分の周波数をメモリ５から読み出し、ＦＦＴ回路７から出力された周波数成分の波形の中から、上記メモリ５から読み出した周波数の周辺で最も振幅の大きい周波数の波形を抽出する。例えば、制御部４は、同図の（ｂ）に楕円枠ａで囲んで示す周波数を偏心成分として抽出する。そして、制御部４は、上記抽出した波形をノイズ除去後のベルト移動速度信号Ｖｂとして決定する。

次に、上述の偏心補正量を求める処理を、第２コントローラ３による単ループ制御で行うようにしても良い。
この処理の場合、制御部４は、第１コントローラ２に対して駆動軸ローラ回転速度信号を出力しないように設定し、第１コントローラ２による制御を無効にし、中間転写ベルト１０の回転制御を第２コントローラ３によるメジャーループの単ループ制御に設定する。
例えば、ロータリエンコーダ１８のフィードバック値を“０”にする。
その後、第２コントローラ３に対してゲインを通常時よりも高い値に設定し、ベルトエンコーダ２０からのベルト移動速度信号Ｖｂが目標速度Ｖ０に十分追従できるように設定する。
ここで、目標速度Ｖ０は一定値でもよいが、例えば、正弦波のように変動する値でもよい。ここでの説明では、一定値の場合を説明する。

そして、中間転写ベルト１０の回転速度制御を開始し、中間転写ベルト１０の回転速度が定常状態になったか否かを判断する。
この定常状態になったか否かの判断は、例えば、予め中間転写ベルト１０の回転速度を定常状態にしたときに計測した時間を記憶しておき、中間転写ベルト１０の回転開始からその時間が経過したか否かで判断すると良い。
また、予め中間転写ベルト１０の回転速度が定常状態である速度範囲を記憶しておき、中間転写ベルト１０の回転開始からその回転速度がその速度範囲内になったか否かで判断しても良い。
中間転写ベルト１０が定常状態になったら、その定常状態になったと判断した後にロータリエンコーダ１８から入力された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａと、ベルトエンコーダ２０から入力されたベルト移動速度信号Ｖｂを取得する。

ここで、ベルトエンコーダ２０の検出速度は目標速度に追従しているので、ベルトエンコーダ２０から入力されたベルト移動速度信号Ｖｂは、一定値を示す。
そして、ベルトエンコーダ２０の検出速度を一定値に制御できているとすると、駆動軸ローラ１２の駆動軸１３に対してロータリエンコーダ１８に取付偏心があれば、ロータリエンコーダ１８の検出した駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａに偏心成分が含まれることになる。
そこで、ベルト移動速度信号Ｖｂと駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａとの差分速度信号を算出する。この差分速度信号が、ロータリエンコーダ１８と駆動軸ローラ１２との偏心成分に相当する。
そして、この差分速度信号に基づいて偏心補正量を決定し、この決定した偏心補正量は上述の場合と異なり、値が反転しているので、改めて反転した値を偏心補正量に決定し、この処理を終了する。

この偏心補正量を通常の画像形成時のフィードバック制御系に取り込む際には、ロータリエンコーダ１８で検出された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａに偏心補正量を加算して第１コントローラ２へ入力するようにするか、第２コントローラ３から出力された信号に偏心補正量を加算して第１コントローラ２へ入力するようにするとよい。
このとき、ロータリエンコーダ１８で検出された駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａに偏心補正量を加算する場合は、偏心補正量を上記抽出した偏心成分の位相と振幅を微調整して決定し、第２コントローラ３から出力された信号に偏心補正量を加算する場合は、偏心補正量を上記抽出した偏心成分の振幅を反転させ、その位相と振幅を微調整することで決定する。

また、上記ロータリエンコーダ１８が出力する駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａには、ベルトエンコーダ２０自身の厚み変動を含むノイズは出難くなっているが、上述と同じように、ＦＦＴ回路７によって駆動軸ローラ回転速度信号Ｖａに含まれるノイズによる影響を除去するようにしても良い。
このようにして、ロータリエンコーダ１８が検出する駆動軸１３の回転速度に偏心成分が含まれる場合、高精度で高コストのセンサを設けなくても、中間転写ベルト１０の速度を精度良く一定に保つことができる。

次に、上述の処理では、制御部４は、偏心補正量を求める処理時に第１コントローラ２のみの単ループ制御に設定、あるいは、第２コントローラ３のみの単ループ制御に設定する場合を説明したが、いずれの単ループ制御でも行えるようにし、画像形成装置の立ち上げ時、予め選択設定された操作情報に基づいて、偏心補正量を求める処理時に第１コントローラ２のみの単ループ制御、あるいは、第２コントローラ３のみの単ループ制御のいずれか一方を選択設定し、上述のように偏心補正量を求める処理を行うようにすると良い。
この場合、制御部４が、上記差分速度演算手段によって差分速度を求めるときの上記第１の制御手段と上記第２の制御手段のいずれを無効にするかを選択する選択手段の機能を果たす。

また、上述の偏心補正量を求める処理は、画像形成装置の立ち上げ時に行う場合を説明したが、予め決められた所定枚数の印刷を行う毎に、上述と同じようにして偏心補正量を求め、その求めた偏心補正量によって中間転写ベルトの回転速度を補正し、以後の画像形成を行うようにすれば、中間転写ベルトの速度をより精度良く一定に保つことができる。
さらに、上述の偏心補正量を求める処理を、画像形成装置を製造して出荷前に行うようにし、求められた差分速度をメモリ５に保存し、出荷先で画像形成装置が稼働したときに、メモリ５に保存された差分速度に基づいて偏心補正量を求め、その偏心補正量に基づいてモータの回転速度を補正するようにすれば、出荷後に偏心補正量を求める処理に時間がかかってファースト印刷が遅くなるようなことがなくなる。

この発明によるモータ制御装置と画像形成装置は、モータの回転を制御するモータ制御装置を備えた装置全般と、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機、それらの複合機を含む画像形成装置に適用することができる。

この発明の一実施例の画像形成装置における中間転写ユニットと制御装置の内部構成を示すブロック図である。 図１に示す画像形成装置におけるにおける中間転写ユニットと制御装置で偏心補正量を求める処理を示すフローチャート図である。 図２に示す中間転写ユニット内の各部における速度信号の波形図である。 図１に示す制御部に設けるＦＦＴ回路の説明図である。

図６に示す中間転写ユニットと制御装置の内部構成を示すブロック図である。 従来の画像形成装置における中間転写ユニットと制御装置の構成を示す図である。 図５及び図６に示すロータリエンコーダが１つの検出ヘッドを備えた場合の速度信号の出力例を示す波形図である。

符号の説明

１，１′：中間転写ユニット ２：第１コントローラ ３：第２コントローラ ４，６：制御部 ５：メモリ ７：ＦＦＴ回路 １０：中間転写ベルト １１：中間転写駆動モータ（モータ） １２：駆動軸ローラ １３：駆動軸 １４：２次転写駆動ローラ １５：転写ベルトテンションローラ １６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｂｋ：感光体 １７：ギア １８：ロータリエンコーダ １９：スケール ２０：ベルトエンコーダ ２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋ：１次転写ローラ ２２：２次転写ローラ ２３：モータドライバ ２４：ＰＷＭ生成部 ３０：制御装置

Claims (7)

1. 回転体と、
   前記回転体を前記回転体の回転軸を介して回転させるモータと、
   前記回転体の回転によって移動される移動体と、
   前記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
   前記回転速度検出手段によって検出した回転速度が目標速度になるように前記モータの回転速度を制御する第１の制御手段と、
   前記移動速度検出手段によって検出した移動速度が目標速度になるように前記モータの回転速度を制御する第２の制御手段と、
   前記第１の制御手段と前記第２の制御手段のいずれか一方の制御を無効にし、もう一方の前記第１の制御手段あるいは前記第２の制御手段による制御中に、前記回転速度検出手段によって検出された回転速度と前記移動速度検出手段によって検出された移動速度との差分速度を求める差分速度演算手段と、
   該差分速度演算手段によって求めた差分速度を記憶する記憶手段と、
   前記第１の制御手段及び前記第２の制御手段による前記モータの回転速度の制御時に、前記記憶手段によって記憶している差分速度に基づいて前記モータの回転速度を補正する補正手段と、
   を設けたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記差分速度演算手段によって差分速度を求めるときの前記第１の制御手段と前記第２の制御手段のいずれを無効にするかを選択する選択手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記補正手段は、前記差分速度を前記目標速度に加算して前記モータの回転速度を補正する手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御装置。
4. 前記補正手段は、前記差分速度を前記回転速度検出手段によって検出した回転速度又は前記第２の制御手段の制御による前記モータの回転速度に加算して前記モータの回転速度を補正する手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御装置。
5. 前記移動体が中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 回転体と、
   前記回転体を前記回転体の回転軸を介して回転させるモータと、
   前記回転体の回転によって移動される移動体と、
   前記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
   前記回転速度検出手段によって検出した回転速度が目標速度になるように前記モータの回転速度を制御する第１の制御手段と、
   前記移動速度検出手段によって検出した移動速度が目標速度になるように前記モータの回転速度を制御する第２の制御手段と、
   を備えたモータ制御装置を制御するコンピュータに、
   前記第１の制御手段と前記第２の制御手段のいずれか一方の制御を無効にし、もう一方の前記第１の制御手段あるいは前記第２の制御手段による制御中に、前記回転速度検出手段によって検出された回転速度と前記移動速度検出手段によって検出された移動速度との差分速度を求める差分速度演算手順と、
   該差分速度演算手順によって求めた差分速度を記憶する記憶手順と、
   前記第１の制御手段及び前記第２の制御手段による前記モータの回転速度の制御時に、前記記憶手順によって記憶している差分速度に基づいて前記モータの回転速度を補正する補正手順とを実行させるためのプログラム。

Images