JP6183139B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、速度制御可能なモーターで駆動されるローラーなどによりシートを搬送しつつ、当該シートに対して、所定の画像処理を実行する画像処理装置に関し、特に、当該画像処理によって得られる画像の品質劣化を抑制する技術に関する。

プリンター、複写機等の画像形成装置は、記録シートを、タイミングローラー対で一旦停止させた後、所定のタイミングで送り出し、感光体ドラムや中間転写ベルトなどの像担持回転体と転写ローラーとの間に形成された転写ニップに導入して、像担持回転体に形成されたトナー像を記録シートに転写した後、定着器によりトナー像を記録シートに熱定着している。

タイミングローラーと像担持回転体は、同じ周速で回転させるのが理想的であるが、実際には、それぞれに微小な速度変動が生じたり、摩耗によりローラー径が変化したりして、同一周速を維持するのが難しく、トナー像が記録シートに転写されている間に、タイミングローラー対の周速が像担持回転体の周速を下回ると、転写ニップに噛み込んだ記録シートの後端側がタイミングローラー対によって引っ張られて、像担持回転体の回転速度に悪影響を及ぼし、いわゆる転写ずれが発生し、画像が劣化する。

このような現象が、例えば、タンデム式カラープリンターにおいて生じると、中間転写ベルトに速度変動が生じるため、各色の感光体ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写する際に位置がずれてしまい、色ずれが発生する。
このため、タイミングローラー対の回転速度を調整し、タイミングローラー対の周速を、像担持回転体の周速よりも僅かに高めて、タイミングローラー対と転写ニップ間の記録シートにループを形成して張力が生じないようにしている。

特開平４−１５０７９６号公報

しかしながら、上述のように、ループを形成しつつ記録シートを搬送すると、特に、厚紙などの腰の強い記録シートにプリントする場合には、当該ループによる復元力も大きいので、記録シートの後端が、タイミングローラー対の間を通り抜けたときに、当該記録シートの後端が回転中のタイミングローラーの外周面に強く押しつけられたまま、摩擦により当該外周面の移動に追随して移動し、やがて記録シートの後端が当該外周面から外れてループが瞬間的に解消し、跳ねられたような現象(以下、「跳ね現象」という。)が生じる。

このような跳ね現象の発生により記録シートが振動し、これが像担持回転体の回転速度に影響して速度変動が生じ、転写ずれや色ずれなどの画質の劣化を招くという問題がある。
このような画質が劣化する問題は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）で原稿を搬送しつつ画像を読み込む、いわゆるシートスルー方式の画像読取装置においても同様に起こり得る。

すなわち、上記「跳ね現象」が、画像の読取位置の直前に配された読取前ローラーで生じると、当該読取位置における原稿搬送速度が変動し、モノクロ原稿の読取りの場合には副走査方向における倍率変動、カラー原稿の読取りの場合には、色ずれが発生し、読取画像の画質が劣化してしまう。
本願発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、速度制御可能なモーターを駆動源としてシートを搬送しつつ、所定の画像処理を実施する画像処理装置において、画質の劣化を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像処理装置は、それぞれ駆動回転体と従動回転体を対とする第１および第２の回転体対が、シートの搬送方向の上流側から下流側にかけて、この順で配設されていると共に、第１の回転体対によりシートを搬送しつつ、第２の回転体対もしくはこれよりも下流側の位置において、当該シートに対して所定の画像処理を実行する画像処理装置であって、第１の回転体対の駆動回転体を回転駆動する第１のステッピングモーターと、第２の回転体対の駆動回転体を回転駆動する第２のステッピングモーターと、第１のステッピングモーターが受ける負荷トルクの大きさを指標する第１の指標値として、第１のステッピングモーターにおける駆動パルスに対する逆起電圧パルスの位相差を取得し、かつ、第２のステッピングモーターが受ける負荷トルクの大きさを指標する第２の指標値として、第２のステッピングモーターにおける駆動パルスに対する逆起電圧パルスの位相差を取得する取得手段と、第１および第２のステッピングモーターの回転速度について、第１の制御と、第２の制御と、第３の制御とを実行する制御手段とを備えている。この制御手段は、第１の制御では、第２の回転体対によって搬送されるシートの速度が一定であるように第２のステッピングモーターの回転速度を制御し、第２の制御では、第１の回転体対によって搬送されるシートの先端が第２の回転体対のニップに到着してから所定時間が経過するまでの間に当該シートがループを形成するように第１のステッピングモーターの回転速度を制御し、第３の制御では、第１および第２の指標値を監視すると共に第１のステッピングモーターに対し、まず減速制御を行い、いずれかの指標値が適正範囲を逸脱すれば減速制御を安定化制御に切り換え、減速制御では、第１の回転体対によって搬送されるシートの後端が第１の回転体対のニップを通過する前に当該シートがループを解消するように第１のステッピングモーターの回転速度を低減させ、安定化制御では、第１の回転体対によって搬送されるシートの後端が第１の回転体対のニップを通過するまでに、当該シートのうち第１の回転体対によって搬送される部分の速度が第２の回転体対によって搬送される部分の速度に等しくなるように、第１の指標値が適正範囲を逸脱した場合には、逸脱の方向に応じた符号の値だけ第１のステッピングモーターの回転速度を低減させ、第２の指標値が適正範囲を逸脱した場合には、逸脱の方向に応じた符号の値だけ第１のステッピングモーターの回転速度を増加させることを特徴とする。

制御手段は、第２の制御では更に、第１の回転体対によって搬送されるシートの先端が第２の回転体対のニップに突入する際に第２の指標値を監視し、第２の指標値が適正範囲から逸脱した場合に、第２の指標値が適正範囲内に戻るように第１のステッピングモーターの回転速度を低減させることが望ましい。
制御手段は、安定化制御において第１のステッピングモーターの回転速度を増減させる値の大きさを、第１または第２の指標値が適正範囲を逸脱した大きさに応じて決定することが望ましい。

制御手段は、安定化制御において、第１および第２の指標値が共に適正範囲から逸脱した場合、より大きく逸脱している方の指標値を第１のステッピングモーターの回転速度の制御に利用することが望ましい。
制御手段は、安定化制御における第１のステッピングモーターの回転速度の増減値を、第１または第２の指標値と適正範囲内の基準値との間の差に比例させることが望ましい。

この画像処理装置は、第１の回転体対よりもシートの搬送方向において上流側に設けられており、シートの後端が通過したことを検出するシート検出手段を更に備えることが望ましい。制御手段は、当該シート検出手段の検出結果にもとづいて第２の制御の開始タイミングを決定することが望ましい。
所定の画像処理の対象シートは、印刷用の記録シートであり、第１の回転体対の駆動回転体は、駆動ローラーであり、第１の回転体対の従動回転体は、従動ローラーであり、第２の回転体対の駆動回転体は、像担持回転体であり、第２の回転体対の従動回転体は、転写ローラーであって、所定の画像処理は、トナー像を像担持回転体から記録シートに転写する処理であることが望ましい。

この画像処理装置は、第２の回転体対よりもシートの搬送方向において下流側を通過するシートの画像を読み取る画像読取手段を更に備えていてもよい。この場合、所定の画像処理の対象シートは、原稿であり、第１および第２の回転体対の駆動回転体は、第１、第２の駆動ローラーであり、第１および第２の回転体対の従動回転体は、第１、第２の従動ローラーであり、所定の画像処理は、搬送中の原稿の画像を画像読取手段により読み取る処理であることが望ましい。

本構成によれば、第３の制御において、前記取得手段により取得されている指標値が所定の範囲から逸脱した場合に、当該逸脱した指標値が前記所定の範囲内となるように第１のモーターの回転速度が制御されるため、シートに僅かな緩みや張力が発生するに留まり、第２のモーターの回転速度を想定以上に変動させるほどの外乱は、生じないようにすることができると共に、上記ループに起因する跳ね現象も生じないので、搬送中のシートに対して実行される画像処理によって得られる画像の品質劣化の防止が可能となる。

本発明の実施の形態に係る画像処理装置の一例としてのプリンターの構成を示す図である。 タイミングローラー対および中間転写ベルトの周速を検出する機構について説明する図である。 上記プリンターにおける制御部の構成および制御部の制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。 中間転写ベルトを回転駆動させるステッピングモーターに印加する駆動パルスと、当該駆動パルスの印加に起因して発生する逆起電圧との位相差について説明する図である。 上記制御部で実施されるタイミングローラー対速度制御処理のフローチャートの前半部分である。 上記タイミングローラー対速度制御処理のフローチャートの後半部分である。 本実施の形態に係るプリンターのタイミングローラー対の速度変化を示す図である。 従来のプリンターにおける中間転写ベルトの速度変動を示す図である。

＜実施の形態＞
以下、本発明に係る画像処理装置の実施の形態について、タンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という）を例にして図面に基づき説明する。
（１）プリンターの全体構成
図１は、本発明の実施の形態に係るプリンターの構成を示す概略図である。

同図に示すプリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６などを備える。
プリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されていて、外部の端末装置（不図示）からの印刷ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。

以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、二次転写ローラー４４および中転ベルトモーター４９などを有している。
作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。

作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。
現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。他の作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋも同様の構成である。図１では、簡略化のため、作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各構成部材の符号が省略されている。

中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に周回駆動される。また、従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト１１上に残留するトナーを除去するためのクリーナー１４が配置されている。
ここで、駆動ローラー１２は、中転ベルトモーター４９に接続されて回転駆動されるものであり、この駆動に伴って、従動ローラー１３が従動回転する。

中転ベルトモーター４９は、駆動ローラー１２を回転駆動するステッピングモーターであって、第１ドライバー７ａ（図３参照）から出力される駆動パルスの数に対応する角度だけ回転する。
ところが、中転ベルトモーター４９に加わる負荷トルクが大きくなると脱調が生じ易くなり、駆動パルス数と回転角との整合性が崩れてしまう。

このため、本実施の形態におけるプリンター１では、中転ベルトモーターエンコーダー１４９（図２参照）によって、駆動ローラー１２の回転量や回転速度を検出している。
露光部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。

この露光走査により、例えば作像部３Ｙでは、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。
作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成される。

形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各一次転写ローラーにより、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次一次転写されてカラーのトナー像が形成される。
給紙部４は、給紙カセット４１と、繰り出しローラー４５ａと、捌きローラー４５ｂと、タイミングローラー対４６と、シートセンサー４７と、タイミングモーター４８などを備えている。

給紙カセット４１は、記録シートを収容するものである。
繰り出しローラー４５ａは、給紙カセット４１の最上位の記録シートＳに接触して、これを記録シートの搬送路４２上に繰り出すものである。
捌きローラー４５ｂは、トルクリミッター（不図示）が取着されており、繰り出しローラー４５ａに当接して捌きニップを形成すると共に、記録シートに対して搬送方向と反対方向に摩擦抵抗を付与する。

これにより、繰り出しローラー４５ａで連れ送りされた記録シートがあっても、それ以上搬送されなくなり、記録シートは、捌かれて１枚に分離される。
シートセンサー４７は、例えば、透過型のフォトインタラプターであって、タイミングローラー対４６から上流側に距離Ｌ１遡った記録シートの搬送路上の位置に設けられており、記録シートが光路上を通過していない場合には、記録シートを検出していないことを示す信号を制御部５に出力すると共に、記録シートが光路を通過している場合には、上記信号の出力を中断する。

タイミングローラー対４６は、一次転写された各色のトナー像が二次転写位置４３に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートを二次転写位置４３に搬送するものであって、タイミングモーター４８によって回転駆動される駆動ローラー４６ａと従動ローラー４６ｂからなる。
タイミングモーター４８は、駆動ローラー４６ａを回転駆動するステッピングモーターであって、第２ドライバー７ｂ（図３参照）から出力される駆動パルスの数に対応する角度だけ回転する。

このタイミングモーター４８もまた、中転ベルトモーター４９と同様に脱調の問題を有しているため、本実施の形態におけるプリンター１では、タイミングローラーエンコーダー（以下、「ＴＲエンコーダー」という。）１４８（図２参照）により、駆動ローラー４６ａおよび中間転写ベルト１１の速度を検出している。なお、ＴＲエンコーダー１４８および中転ベルトモーターエンコーダー１４９の構成については、後述する。

記録シートが、二次転写位置４３に到達すると、二次転写ローラー４４により中間転写ベルト１１上のカラートナー像が一括して記録シート上に二次転写される。
トナー像が二次転写された記録シートは、さらに定着部５へと搬送される。
定着部５は、ヒーターが内蔵された加熱ローラー５１と、これを押圧して定着ニップを形成する加圧ローラー５２などを備えている。

記録シートは、定着部５において、定着ニップを通過する際に加熱及び加圧されて、表面に形成されたトナー像が熱定着された後、排出ローラー８１により排紙トレイ８２に排出される。
次に、ＴＲエンコーダー１４８および中転ベルトモーターエンコーダー１４９について説明する。

図２は、これらのエンコーダーの構成を説明する図である。
同図に示すように、ＴＲエンコーダー１４８は、放射状に延びる複数のスリット１４８ｂが設けられてタイミングモーター４８の回転軸に取着されたディスク１４８ａと、スリット１４８ｂの移動軌跡を横切るように光路が設定された、例えば、透過型のフォトインタラプター１４８ｃおよび１４８ｄからなる。

このフォトインタラプター１４８ｃおよび１４８ｄは、ディスク１４８ａの回転角度と回転速度を検出するものである。
このように２つのフォトインタラプターを設けているのは、以下の理由による。
即ち、ディスク１４８ａの回転中心Ｃ１と上記複数のスリット１４８ｂの中心Ｃ２との間にオフセットＬが生じている場合、フォトインタラプターの光路を通過するスリット１４８ｂ部分の回転半径が変化するため、実際にはディスク１４８ａが一定速度で回転しているのにも関わらず、フォトインタラプターで検出された速度が周期的に変化する。

このため、本実施の形態のプリンター１では、フォトインタラプター１４８ｃおよび１４８を、互いがディスク１４８ａの回転軸を基準として、１８０°回転した位置に配置すると共に、それぞれの検出結果から得られた速度を平均化することにより、互いの誤差を相殺する公知の補正を行い、誤差を修正している。
なお、この誤差修正は、ディスク１４８ａの回転角度の検出にも反映される。

中転ベルトモーターエンコーダー１４９は、ＴＲエンコーダー１４８と同様の構成であるため、説明を省略する。
（１−２）制御部について
図３は、制御部６の構成およびこれの制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。

同図に示すように、制御部６は、ＣＰＵ６１、タイマー６２、ＲＯＭ６３、ＲＡＭ６４、不揮発性メモリー６５、通信インターフェース部６６などを備えている。
ＣＰＵ６１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５等を統括的に制御するためのプログラムを実行する。
その一環として、ＣＰＵ６１は、タイミングローラー対４６の速度を制御するタイミングローラー対速度制御処理を実施する。

このタイミングローラー対速度制御処理は、トナー像を感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋから中間転写ベルト１１に二次転写する際の色ずれの発生を抑制すると共に、二次転写位置４３において、トナー像を中間転写ベルト１１から記録シートに二次転写する際の転写ずれの発生を抑制しつつ、記録シートを搬送する処理のことである。詳しくは後述する。
ＲＯＭ６３（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、ＣＰＵ６１により実行される各種プログラムを格納するストレージである。

ＲＡＭ６４（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｒｏｙ）は、ＣＰＵ６１がプログラムを実行するときのワークエリアである。
通信インターフェース部６６は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースであり、外部のパソコンなどからプリントジョブを受け付ける。

また、制御部６には、中転ベルトモーター４９およびタイミングモーター４８をそれぞれ駆動させる第１ドライバー７ａおよび第２ドライバー７ｂが付設されている。
第１ドライバー７ａは、モーター駆動ＩＣ７１ａと位相差検出部７２ａとからなる。
モーター駆動ＩＣ７１ａは、中転ベルトモーター４９を駆動させるためのドライバーＩＣであり、ＣＰＵ６１からの励磁信号Φ０〜Φ３を受けて、中転ベルトモーター４９を回転駆動させる。

ところで、中転ベルトモーター４９は、モーター駆動ＩＣ７１ａから駆動パルスが印加されると、内部のローターが回転することにより磁界が変化し、内部のコイルに逆起電圧のパルス（以下、「逆起電圧パルス」という。）が発生する。
発明者らは、駆動パルスに対する上記逆起電圧パルスの時間的遅れ（以下、「位相差」という。）が、モーターに加わる負荷が小さいほど小さく、モーターに加わる負荷が大きいほど大きくなる傾向にあることを見出した。

位相差検出部７２ａは、このような位相差を検出する機能を有する。
より具体的には、位相差検出部７２ａは、モーター駆動ＩＣ７１ａから出力される駆動パルスと、当該駆動パルスが印加されることにより発生する中転ベルトモーター４９の逆起電圧のパルスを検出し、双方のパルスから以下のようにして位相差を求めて、当該位相差の値を示す信号（以下、「位相差信号」という。）をＣＰＵ６１に出力する。

図４は、上記位相差の検出方法を説明する図である。
ここで、ＰＷ１は、モーター駆動ＩＣ７１ａから中転ベルトモーター４９に印加される駆動パルスの電圧の経時変化を示しており、ＰＷ２は、中転ベルトモーター４９から出力される逆起電圧パルスの電圧の経時変化を模式的に示す図である。
位相差検出部７２ａは、駆動パルスの電圧および逆起電圧パルスの電圧を検出しており、駆動パルス電圧の立ち上がりに対する逆起電圧パルス電圧の立ち上がりの遅れΔＴｓμsecを検出し、この検出結果と、予め決められている駆動パルスの周期Ｔμsecの値とにより、以下の式１を用いて位相差Δφを求め、その値を示す信号（以下、「位相差信号」という。）を制御部６に出力する。

（式１） 位相差Δφ＝（ΔＴｓ／Ｔ）×２π
第２ドライバー７ｂは、第１ドライバー７ａと同様の構成であって、第１ドライバー７ａの構成要素と対応する構成要素については、対応する第１ドライバー７ａの構成要素の符号の「ａ」を「ｂ」に置き代えて符号を付している。
モーター駆動ＩＣ７１ｂおよび位相差検出部７２ｂは、検出対象がタイミングモーター４８となっている以外は、モーター駆動ＩＣ７１ａおよび位相差検出部７２ａと同様であるため、説明を省略する。

ＴＲエンコーダー１４８および中転ベルトモーターエンコーダー１４９は、それぞれ検出結果、即ち、回転角度および回転速度を示す信号をそれぞれＣＰＵ６１に出力する。
（２）タイミングローラー対速度制御処理
図５および図６は、タイミングローラー対速度制御処理の実行手順を説明するフローチャートである。

また、図７は、タイミングローラー対速度制御処理実行時におけるタイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの周速が変化する状況を説明する図であり、横軸は時間、縦軸は駆動ローラー４６ａの周速を示す。
タイミングローラー対速度制御処理は、画像プロセス部３における露光、現像および一次転写などの一連の作像動作と同期して、給紙部４において実行される処理であり、中間転写ベルト１１の周速が一定のシステムスピードになるように制御された状態で実施される。

ＣＰＵ６１は、図５に示すように、タイミングローラー対４６を回転駆動するタイミング（図７のｔ１０参照）になると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、タイミングモーター４８を駆動すると共に、計時を開始する（ステップＳ１０２）。
ここで、中間転写ベルト１１の周速Ｖ１は、以下の式によって求めることができる。
（式１） Ｖ１＝ｎ１×２×π×（ｒ１＋ｄ）
ｎ１：駆動ローラー１２の回転速度（１／ｓ）
ｒ１：駆動ローラー１２の半径 （図２参照）
ｄ１：中間転写ベルト１１の厚み （図２参照）
一方、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの周速Ｖｔは、以下の式によって求めることができる。
（式２） Ｖｔ＝ｎ２×２×π×ｒ２
ｎ２：駆動ローラー４６ａの回転速度（１／ｓ）
ｒ２：駆動ローラー１２の半径 （図２参照）
回転速度ｎ１および回転速度ｎ２は、それぞれ中転ベルトモーターエンコーダー１４９およびＴＲエンコーダー１４８の検出結果から得られる。

ＣＰＵ６１は、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの周速Ｖｔが、中間転写ベルト１１の周速Ｖ１と同じになると（ステップＳ１０３：ＹＥＳ、図７のｔ１１参照）、この周速を維持するようにフィードバック制御する（ステップＳ１０４）。
このようにエンコーダーによるフィードバック制御を行っていても、記録シートが特に厚紙である場合には、その挙動により瞬時に速度変動が生じる場合がある。

図８は、従来のプリンターにおける中間転写ベルトの速度変動を示す図である。同図における上段の信号Ｓｇは、タイミングローラー対４６の直前に配されたシートセンサー４７の出力信号の変化を示しており、記録シートを検出していると「０」を出力し、記録シートを検出していないときには「１」を出力するように構成されている。したがって信号が「１」の状態（パルスＳｇ１〜Ｓｇ６）は、記録シートの紙間を示し、「０」から「１」への立ち上がり時に記録シートの後端が、シートセンサー４７の検出位置を経過し、「１」から「０」への立ち下がり時に、次の記録シートの先端が、シートセンサー４７の検知位置に到達したことを示す。

その下方のグラフは、中間転写ベルト１１の駆動ローラー４４の駆動軸に取着したエンコーダーにより検出された中間転写ベルト１１の周速変動を示すものである。
同図中のｔ１、ｔ３およびｔ５において生じている瞬間的な周速変動は、記録シートの先端が転写ニップへの突入する直前のタイミングに対応して発生している。しかし、信号Ｓｇ３の直後の同じタイミングでは大きな周速変動は生じていない。

本願発明者が、詳細に観察したところ記録シートの先端がまっすぐに転写ニップに突入する場合には、そのままスムーズに転写ニップに吸い込まれていくようにして搬送されるので衝突時の衝撃もそれほど発生しないが、記録シートの先端が少しそれて、転写ニップより手前側に位置する転写ベルトもしくは２次転写ローラーの周面（以下、「転写ニップ周辺部」という。）に衝突すると転写ベルトの周速が大きく変動することがわかった。

このように中間転写ベルト１１の周速が大きく変動するのは、記録シートの先端が上記転写ニップ周辺部に衝突する瞬間をエンコーダーでは検出しきれず、エンコーダーで検出した時点では大きく周速が変動してしまってフィードバック制御が追いつかないことに起因しているからであると解される。
そこで、本実施の形態では、上述の位相差信号の変化を監視することにより、上記衝突に起因する速度変動に至るまでの負荷トルクの変動を捉えることにより衝突の瞬間を検出し、即座にタイミングローラー対４６の回転速度を低下させて、記録シートの転写ニップ周辺部における衝突のショックを和らげて中間転写ローラーに大きな速度変動が生じないようにしている。

すなわち、図５のステップＳ１０５において、第１ドライバー７ａから出力された位相差Δφ_Aの値が、外乱なしに記録シートを搬送する際における、位相差Δφ_Aの範囲（以下、「適正範囲」という。また、この適正な範囲の上限と下限を、それぞれ「上限閾値」、「下限閾値」という。これらの値は予め実験などにより求められている。）における下限閾値よりも小さくなったか否かを判定する(ステップＳ１０５)。

記録シートの先端が転写ニップ周辺部に衝突するまさにその瞬間では、駆動ローラー４４の回転を促進する方向に力が加わって、駆動ローラー４６ａに加えられる負荷トルクがそれまでの値より低下するので、位相差ΔφＡの値も小さくなる。そこで、予め実験等により決定された所定の位相差の値を第１の閾値として、これよりも位相差ΔφＡが下回った場合に記録シートの先端が、転写ニップ周辺部に衝突した瞬間であると判断できる。

位相差ΔφＡが、下限閾値を下回った場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、タイミングローラー対４６の周速を低減する（ステップＳ１０６、図７のｔ１２参照）
そして、位相差Δφ_Aが適正範囲内に戻ったときには（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、もはや記録シート先端の衝突が十分緩和されて中間転写ベルト１１の周速の大きな変動は回避されたものと判断し、タイミングローラーの周速の低減を停止して、Ｖ１まで復帰する（ステップＳ１０８、図７のｔ１３参照）
なお、中間転写ベルト１１の負荷トルクは、システムスピードおよび記録シートの腰の強さ、即ち、坪量などによって変わってくるため、上記適正範囲は、システムスピードおよび記録シートの坪量に応じて変更するようにしても構わない。

その後、計測時間が所定時間ｔｅに達したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。
この時間ｔｅは、タイミングローラー対の駆動開始から記録シートの先端が転写ニップに到着するまでの時間であり、予め求められてＲＯＭ６３に格納されている（図７参照）。
計時時間が所定時間ｔｅに達している場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ、図７のｔ１４参照）、記録シートの先端が二次転写ニップに到着しているので、タイミングローラーの周速をＶ０まで加速し、所定時間（ｔｆ）だけその速度を維持して（図７のｔ１４〜ｔ１５参照）、所定量のループを形成した後、減速して周速Ｖ１にて維持される（ステップＳ１１０）。

ここで、所定時間（ｔｆ）は、記録シートに僅かなループを形成するに足る時間に設定されている。
計時時間が所定時間ｔｅに達していない場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、記録シートの先端が二次転写ニップを通過していないうちにステップＳ１０５〜ステップＳ１０８の処理がスルーされないように、ステップＳ１０５に戻って上記処理を繰り返す。

ステップＳ１０５の判定において、位相差Δφ_Aの値が、下限閾値を下回っていなければ(ステップＳ１０５：ＮＯ）、記録シートの先端がスムーズに転写ニップに入っているので、記録シートの先端が突入に転写ニップする際の衝撃を緩和するステップＳ１０６〜Ｓ１０８をスキップする。
ＣＰＵ６１は、シートセンサー４７により記録シートの後端が検出されるまで、周速Ｖ１の状態を維持し（ステップＳ１１１：ＮＯ）、シートセンサー４７により記録シートの後端が検出されると（ステップＳ１１１：ＹＥＳ、図７のｔ１６参照）、既述の跳ね現象が起きないよう、記録シートの後端がタイミングローラー対４６を通過するまでにループを解消するために、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの減速を開始する（ステップＳ１１２）。

このように、駆動ローラー４６ａの減速を開始すると、記録シートのループは次第に小さくなり、やがて、記録シートに張力が生じ始めるので、タイミングモーター４８および中転ベルトモーター４９に負荷トルク変動が生じ、位相差Δφ_A及びΔφ_Bの値が変化する。
位相差Δφ_A及びΔφ_Bの各値が、それぞれについて設定された適正範囲にある間は、周速に大きな変動が生じない。

そこで、ＣＰＵ６１は、位相差Δφ_AとΔφ_Bの値を監視し、それらのうち、それぞれの位相差について設定された適正範囲を逸脱したものがあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
もし、適正範囲を逸脱したものがなければ（ステップＳ１１３：ＮＯ）、未だ記録シートのループが解消されていないため、当該ステップＳ１１３の判定を繰り返し実施する。

なお、図８を見てわかるように、中間転写ベルト１１の周速Ｖ１は、通常、０．２ｍｍ／ｓｅｃ〜−０．２ｍｍ／ｓｅｃの間を小刻みに変動しており、これに伴って、位相差Δφ_Aの値も小刻みに変化している。
実験により確認した結果、上述の適正範囲の幅は、通常の位相差Δφ_Aの変動幅の約１．３倍〜１．５倍程度に設定すると、制御性が向上することが判明した。

Δφ_A、Δφ_Bのうち適正範囲を逸脱した位相差がある場合には（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、その位相差がΔφ_Aのであるか否かを判断し（ステップＳ１１４）、そうであれば（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、以下の式３〜式５のように定義する（ステップＳ１１５）。
（式３） Δφ_C＝Δφ_A
（式４） Δφ_S＝Δφ_AS
（式５） Ｆ＝１
ここで、Δφ_ASは、位相差Δφ_Aがその適正範囲内であって、記録シートが過度の張力も過度の弛みも生じていないときの中転ベルトモーター４９の理想的な負荷トルクに対応する位相差Δφ_Aの値、つまり位相差信号でモーターの回転速度をフィードバック制御する際における基準値（以下、「基準位相差」という。）であって、本実施の形態では、Δφ_Aの適正範囲の上下限閾値の中央値としている。

また、Ｆの値は、タイミングモーター４８の回転速度を、現状よりも増速するのか減速するのかを決定する値である。
一方、適正範囲を逸脱した位相差がΔφ_Bの場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、以下の式６〜式８のように定義する（ステップＳ１１６）。
（式６） Δφ_C＝Δφ_B
（式７） Δφ_S＝Δφ_BS
（式８） Ｆ＝−１
Δφ_ASの場合と同様、Δφ_BSは、Δφ_Bの変動の大きさを示すための基準位相差であって、Δφ_Bについての適正範囲の上下限閾値の中央値とする。

続いて、ＣＰＵ６１は、以下に示す式９の計算を実行し、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの周速Ｖｔを、以下の式９のとおりになるように、タイミングモーター４８の回転速度を調整する（ステップＳ１１７）。
（式９）Ｖｔ＝Ｖｔ×（１＋ｋ×Ｆ×（Δφ_C−Δφs））
ここで、ｋは係数であって、実験等を行って、転写ずれおよび色ずれなどが生じないように、適宜決定される値である。

つまり、Δφ_Cと基準位相差Δφ_Sとの差が大きい程、この差が縮まる方向に大きく駆動ローラー４６ａの回転速度を変化させており、これにより、中転ベルトモーター４９の回転速度の変動幅を速やかに小さく抑えることができる。
そして、ＣＰＵ６１は、記録シートの後端がタイミングローラー対４６を抜ける時間ｔ１８に達するまで、ステップＳ１１３以降の処理を繰り返し実施し（ステップＳ１１８：ＮＯ、図７のｔ１７〜ｔ１８参照）、記録シートの後端がタイミングローラー対４６を抜ける時間に達すると（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、もはやタイミングローラー対４６の周速Ｖｔは、記録シートの搬送速度とは無関係となるため（図７のｔ１９以降）、本タイミングローラー対速度制御処理を終了し、メインルーチンにリターンする。

また、記録シートの後端がタイミングローラー対４６を抜ける時点では、跳ね現象を生じさせるようなループが記録シートに形成されていないため、従来のように跳ね現象に起因する中間転写ベルト１１の速度変動も生じず、よって、転写ずれや色ずれなども生じない。
本実施の形態におけるプリンター１では、上述のように、中転ベルトモーター４９の位相差Δφ_Aと、タイミングモーター４８の位相差Δφ_Bのうち、それぞれに設定されている適正範囲を逸脱した方の位相差の値に基づいて、タイミングモーター４８の速度制御を実施している。

このようにしている理由は、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａおよび中間転写ベルト１１のいずれにおいて、記録シートとの間で微小なスリップが生じることがあり、スリップが生じた側の位相差の変動が遅れるため、いち早く適正範囲を逸脱した方の位相差にもとづいて、タイミングモーター４８の速度制御を行った方が、より応答性に優れた速度制御を実施できるからである。

以上のように、本実施の形態に係るプリンター１では、記録シートの先端が、転写ニップ周辺部に突入する際に生じる、中転ベルトモーター４９の速度変動においても、中転ベルトモーター４９の位相差Δφ_A（あるいは、タイミングモーター４８の位相差Δφ_B）の値により、これらのモーターに加わる負荷トルクの大きさを把握して、タイミングモーター４８の回転速度を一時的に低下させることにより、中間転写ベルト１１の瞬間的な速度変動を抑制して、転写ずれおよび色ずれを防止することができる。

また、中転ベルトモーター４９の位相差Δφ_Aと、タイミングモーター４８の位相差Δφ_Bの値により、これらのモーターに加わる負荷トルクの大きさを把握しつつ、記録シートの後端がタイミングローラー対４６を通過する前に、記録シートのループを解消することにより、記録シートの後端の跳ね現象の発生を抑制し、転写ずれおよび色ずれを防止することができる。

＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態では、跳ね現象の発生を防止するため、中転ベルトモーター４９の位相差Δφ_Aおよびタイミングモーター４８の位相差Δφ_Bのうち、それぞれに設定されている適正範囲をより早く逸脱した方の値を用いることにより応答性をよくして、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの速度を制御しているが、これに限らず、位相差Δφ_Aおよび位相差Δφ_Bのうちの一方のみを用いて、タイミングローラー対４６の駆動ローラー４６ａの速度を制御して転写ずれや色ずれを防止しても構わない。

これにより応答性はやや低下するけれども、例えば、システムスピートが遅い場合には、速度変動に大きく影響するような跳ね現象も生じ難くなるものと考えられ、それほど応答性が高い制御でなくても、転写ずれや色ずれを防止できると考えられるからである。
（２）上記実施の形態では、位相差Δφ_Aおよび位相差Δφ_Bを用いて、中転ベルトモーター４９およびタイミングモーター４８の駆動軸に加わる負荷トルクを求めたが、これに限らない。

例えば、モーターの回転軸に取り付けて、当該駆動軸のねじれ角や歪みから負荷トルクを検出する、位相差検出型トルクセンサーや歪みゲ−ジ式トルクセンサーなどの公知のトルクセンサーからの出力値を用いても構わない。
このように、モーターの負荷トルクを指標する指標値であって、精度が高いものであれば、どのようなトルクセンサーを用いても構わない。

（３）また、上記実施の形態では、図６のステップＳ１１７におけるタイミングモーター４８の回転速度を調整するために、（式９）Ｖｔ＝Ｖｔ×（１＋ｋ×Ｆ×（Δφ_C−Δφ_S））を用いて、位相差Δφ_Cと基準位相差Δφ_Sとの差に応じて、駆動ローラー４６ａの回転速度の変化量を決定しているが、上記（式９）は、位相差Δφ_Cと基準位相差Δφ_Sとの差に応じて、駆動ローラー４６ａの回転速度の変化量を決定する式の一例を示したに過ぎず、これ以外の式を用いても構わない。

また、例えば、システムスピードが遅い場合には、外乱による中転ベルトモーター４９の回転速度の変動への影響は小さくなるものと考えられるため、このような場合には、駆動ローラー４６ａの回転速度を一定速度で増減させることを繰り返し実行してもよい。
（４）上記実施の形態では、基準位相差Δφ_ASおよび基準位相差Δφ_BSは、それぞれΔφ_Aの適正範囲の上下限閾値の中央値およびΔφ_Bの適正範囲の上下限閾値の中央値としたが、これに限らず、転写ずれや色ずれの抑制に支障を来さない範囲で、これらの値からずれていても構わない。

（５）上記実施の形態では、タイミングローラー対速度制御処理の実行手順を説明するフローチャートを示す図６のステップＳ１１３において、位相差Δφ_AとΔφ_Bの値のうち適正範囲を逸脱したものがあるか否かを判定しているが、万が一、位相差Δφ_AとΔφ_Bが共に所定の範囲から逸脱している場合には、ステップＳ１１４の判断で肯定的な判定がなされ、位相差Δφ_Aの値によりタイミングモーター４８の回転速度が制御されることとなるが、これに限らない。

このような場合には、それぞれの基準位相差からより大きく逸脱している方の位相差の値に応じて、タイミングモーター４８を制御することが望ましい。
（６）上記実施の形態では、タイミングモーター４８および中転ベルトモーター４９の回転速度を検出するために、それぞれＴＲエンコーダー１４８および中転ベルトモーターエンコーダー１４９を用いていたが、これに限らず、これらのモーターに印加する駆動パルスをカウントすることによって、速度を検出してもよい。

（７）上記実施の形態では、画像形成装置にタイミングローラー対速度制御処理を適用した例を示したが、これに限らない。
例えば、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）付きのスキャナーなどシートスルー方式で原稿画像を読み取る画像読取装置に適用しても構わない。
既述のように、ＡＤＦ付きカラースキャナーでは、画像を読み取る読取位置のすぐ手前に、読取前ローラー対（第２のローラー対）が設けられると共に、これよりも上流側には、上記実施の形態におけるプリンター１と同様のタイミングローラー対（第１のローラー対）が設けられている構成が多く、厚紙の原稿を読み取る際には、上記実施の形態と同様に原稿の先端が搬送ローラー対のニップ付近に衝突したり、原稿の後端がタイミングローラー対を抜けるときの跳ね返りにより、読取前ローラー対の送り速度に変動が生じるおそれがある。

このような送り速度の変動は、カラー原稿の読取画像における色ずれや、モノクロの読取画像における副走査方向における倍率の変動を惹起するため望ましくはない。
したがって、ＡＤＦにおけるタイミングローラー対や読取前ローラー対についても上記実施の形態と同様な速度制御を行うことにより、読取画質の劣化を防ぐことができる。
さらに、本発明の適用範囲は、これに限らず、複写機、ファクシミリ装置、モノクロプリンターなどに適用することができる。

また、上記実施の形態及び変形例の内容は、可能な限り組み合わせても構わない。

本発明は、速度制御可能なモーターで駆動されるローラーなどでシートを搬送して、搬送中のシートに対して、所定の画像処理を実行する画像処理装置に好適である。

１ プリンター
３ 画像プロセス部
３ 作像部
４ タイミングローラー対
４ 給紙部
５ 制御部
５ 定着部
６ 制御部
７ａ 第１ドライバー
７ｂ 第２ドライバー
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラー
１３ 従動ローラー
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ 一次転写ローラー
４１ 給紙カセット
４２ 搬送路
４３ 二次転写位置
４４ 二次転写ローラー
４５ａ 繰り出しローラー
４５ｂ 捌きローラー
４６ タイミングローラー対
４６ａ 駆動ローラー
４６ｂ 従動ローラー
４７ シートセンサー
４８ タイミングモーター
４９ 中転ベルトモーター
６１ ＣＰＵ
６２ タイマー
６３ ＲＯＭ
６４ ＲＡＭ
６５ 不揮発性メモリー
６６ 通信インターフェース部
７１ａ、７１ｂ モーター駆動ＩＣ
７２ａ、７２ｂ 位相差検出部
１４８ タイミングローラーエンコーダー
１４８ａ ディスク
１４８ｂ スリット
１４８ｃ フォトインタラプター
１４９ 中転ベルトモーターエンコーダー

Claims (8)

1. それぞれ駆動回転体と従動回転体を対とする第１および第２の回転体対が、シートの搬送方向の上流側から下流側にかけて、この順で配設されていると共に、前記第１の回転体対によりシートを搬送しつつ、前記第２の回転体対もしくはこれよりも下流側の位置において、当該シートに対して所定の画像処理を実行する画像処理装置であって、
   前記第１の回転体対の駆動回転体を回転駆動する第１のステッピングモーターと、
   前記第２の回転体対の駆動回転体を回転駆動する第２のステッピングモーターと、
   前記第１のステッピングモーターが受ける負荷トルクの大きさを指標する第１の指標値として、前記第１のステッピングモーターにおける駆動パルスに対する逆起電圧パルスの位相差を取得し、かつ、前記第２のステッピングモーターが受ける負荷トルクの大きさを指標する第２の指標値として、前記第２のステッピングモーターにおける駆動パルスに対する逆起電圧パルスの位相差を取得する取得手段と、
   前記第１および第２のステッピングモーターの回転速度について、第１の制御と、第２の制御と、第３の制御とを実行する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記第１の制御では、前記第２の回転体対によって搬送されるシートの速度が一定であるように、前記第２のステッピングモーターの回転速度を制御し、
   前記第２の制御では、前記第１の回転体対によって搬送されるシートの先端が前記第２の回転体対のニップに到着してから所定時間が経過するまでの間に当該シートがループを形成するように、前記第１のステッピングモーターの回転速度を制御し、
   前記第３の制御では、前記第１および第２の指標値を監視すると共に前記第１のステッピングモーターに対し、まず減速制御を行い、いずれかの指標値が適正範囲を逸脱すれば前記減速制御を安定化制御に切り換え、
   前記減速制御では、前記第１の回転体対によって搬送されるシートの後端が前記第１の回転体対のニップを通過する前に当該シートがループを解消するように、前記第１のステッピングモーターの回転速度を低減させ、
   前記安定化制御では、前記第１の回転体対によって搬送されるシートの後端が前記第１の回転体対のニップを通過するまでに、当該シートのうち前記第１の回転体対によって搬送される部分の速度が前記第２の回転体対によって搬送される部分の速度に等しくなるように、前記第１の指標値が適正範囲を逸脱した場合には、逸脱の方向に応じた符号の値だけ前記第１のステッピングモーターの回転速度を低減させ、前記第２の指標値が適正範囲を逸脱した場合には、逸脱の方向に応じた符号の値だけ前記第１のステッピングモーターの回転速度を増加させる
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の制御では更に、前記第１の回転体対によって搬送されるシートの先端が前記第２の回転体対のニップに突入する際に前記第２の指標値を監視し、前記第２の指標値が適正範囲から逸脱した場合に、前記第２の指標値が適正範囲内に戻るように前記第１のステッピングモーターの回転速度を低減させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記制御手段は、前記安定化制御において前記第１のステッピングモーターの回転速度を増減させる値の大きさを、前記第１または第２の指標値が適正範囲を逸脱した大きさに応じて決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記制御手段は、前記安定化制御において前記第１および第２の指標値が共に適正範囲から逸脱した場合、より大きく逸脱している方の指標値を前記第１のステッピングモーターの回転速度の制御に利用することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずかに記載の画像処理装置。
5. 前記制御手段は、前記安定化制御における前記第１のステッピングモーターの回転速度の増減値を、前記第１または第２の指標値と適正範囲内の基準値との間の差に比例させることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記第１の回転体対よりもシートの搬送方向において上流側に設けられており、シートの後端が通過したことを検出するシート検出手段
   を更に備え、
   前記制御手段は、前記シート検出手段の検出結果にもとづいて前記第２の制御の開始タイミングを決定することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記所定の画像処理の対象シートは、印刷用の記録シートであり、
   前記第１の回転体対の駆動回転体は、駆動ローラーであり、
   前記第１の回転体対の従動回転体は、従動ローラーであり、
   前記第２の回転体対の駆動回転体は、像担持回転体であり、
   前記第２の回転体対の従動回転体は、転写ローラーであって、
   前記所定の画像処理は、トナー像を前記像担持回転体から前記記録シートに転写する処理である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の画像処理装置。
8. 前記第２の回転体対よりもシートの搬送方向において下流側を通過するシートの画像を読み取る画像読取手段
   を更に備え、
   前記所定の画像処理の対象シートは、原稿であり、
   前記第１および第２の回転体対の駆動回転体は、第１、第２の駆動ローラーであり、
   前記第１および第２の回転体対の従動回転体は、第１、第２の従動ローラーであり、
   前記所定の画像処理は、搬送中の原稿の画像を前記画像読取手段により読み取る処理である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の画像処理装置。

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