JP6337592B2 - 回転検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転検出装置及び画像形成装置に関する。

従来より、複数の像担持体を一本の転写体に対面させて配列することによりフルカラーの画像を形成するカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、用紙に画像を転写し、その後、用紙に画像を定着する、という一連のプロセスを通じて用紙に画像が形成される。例えば中間転写方式の画像形成装置では、まず像担持体である感光体ドラムを一様に帯電すると共に、画像データに合わせて電荷を消去（露光）し静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に現像部を用いてトナーを付着させ、ドラムに付着した画像（トナー画像）が転写体である中間転写ベルトに１次転写され、この画像が用紙に２次転写される。

画像形成装置において、高品質な画像を得るためには、感光体ドラムや中間転写ベルトの回転制御を精度よく実現する必要がある。そこで、ロータリーエンコーダー等の回転検出装置により、感光体ドラムや、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラーの回転状態が検出されている。回転検出装置は、例えば、検出対象となる回転体に配設される回転部材と、信号生成部とを主体に構成されている。回転部材は、例えば円状に形成された平板であり、複数の検出要素（例えばスリット）が周方向にかけて周期的に配設されている。信号生成部は、回転部材の回転に伴い検出領域を通過するスリットを検出し、当該スリットの検出に応じた矩形波信号を生成する。この回転検出装置によれば、生成される矩形波信号に基づいて、回転体の回転（例えば回転角や回転速度）を検出することができる。

なお、例えば特許文献１には、アクチュエータ駆動装置が開示されている。この装置では、被駆動体と一体に回転するロータリースケールと、ロータリースケールの回転状態に応じた信号をそれぞれ出力する複数の検出手段と、複数の検出手段からそれぞれ出力される信号をパルス信号にそれぞれ変換するパルス信号変換手段とを有している。パルス信号変換手段から出力される各パルス信号は、立ち上がりエッジ間の時間がそれぞれカウンタにより計測され、各信号に対応するカウンタのカウント値が加算される。そして、この加算値に基づいて、アクチュエータに供給される駆動電圧の周波数が決定される。

また、例えば特許文献２には、濃度・色ずれ制御用パターンを形成する各色のパッチを検出することで、色ずれ制御を行う画像形成装置が開示されている。この装置は、転写対象に形成される制御用パターンを検出するためのセンサと、センサによる濃度検出結果となるデジタルパルスを生成する。制御用パターンを形成する各色のパッチから得られたデジタルパルスの立ち上がりエッジ間及び立ち下がりエッジ間の時間を算出し、同一濃度の各色のパッチから得られたデジタルパルスにおける立ち上がりエッジ間の時間と立ち下がりエッジ間の時間との平均を用いて色ずれ量を求める。そして、この色ずれ量に基づいて、色ずれ制御が行われる。

特開２０００−１８８８８９号公報 特開２０１０−１１７７３５号公報

ところで、回転検出装置では、例えば立ち上がりエッジ間の時間を利用することで、回転体の回転を検出することができる。また、立ち上がりエッジのみならず、立ち下がりエッジについても着目し、立ち上がりエッジ間の時間及び立ち下がりエッジ間の時間をそれぞれ利用することで、検出分解能を向上させることができる。このため、立ち上がりエッジに関するデータと、立ち下がりエッジに関するデータとをそれぞれ独立したデータとして扱いたいという要求がある。この点、特許文献１，２に関する手法では、立ち上がりエッジに関するデータ及び立ち下がりエッジに関するデータを一つのデータとして統合するものであり、その観点は相違する。

また、市場における回転検出装置は安価なものから高価なものまで様々である。安価な回転検出装置を用いると、これを部品とする画像形成装置のコストアップを抑制することできる。一方で、回転部材はスリット等が機械的に構成されているが、使用する材質や製造条件といった要因により、装置毎に回転部材の機械的な特性にばらつき生じることがある。また、信号生成部は電子部品で構成されているが、その部品精度や、温度或いは湿度等の使用環境といった要因により、装置毎に信号生成部の電気的な特定にばらつきが生じることがある。そのため、回転体が一定周期で回転する場合であっても、立ち上がりエッジ間の時間又は立ち下がりエッジ間の時間が変動し、回転体の回転を精度よく検出することができないという問題がある。これに対して、回転部材の機械特性や信号生成部の電気特性を改善すると、回転検出装置も高価なものとなり、画像形成装置のコストアップを招来する。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価な構成を採りつつ精度よく回転を検出することができる回転検出装置及び画像形成装置を提供することである。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、回転を検出する回転検出装置を提供する。この回転検出装置は、周方向にかけて周期的に配設された複数の検出要素を備える回転部材と、回転部材の回転に伴い検出領域を通過する検出要素を検出し、当該検出要素の検出に応じた矩形波信号を生成する信号生成部と、矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間に関する第１データを計測するとともに、矩形波信号の立ち下がりエッジ間の時間に関する第２データを計測する計測部と、第１データと第２データに基づいて、第１データと第２データのうちの一方のデータを補正するための補正データを作成する補正データ作成部と、を有している。

この第１の発明において、補正データ作成部は、第１データ及び第２データのうち一方のデータを基準データとして扱い、当該基準データではない他方のデータである非基準データを補正するための補正データを作成することとし、基準データは、回転部材の機械特性及び信号生成部の電気特性の少なくとも一方の要素に基づいて決定することが望ましい。

また、第１の発明において、補正データ作成部は、基準データ及び非基準データについて周波数特性をそれぞれ算出し、非基準データの周波数特性を基準データの周波数特性と比較して補正対象周波数成分を特定し、当該特定した補正対象周波数成分に基づいて補正データを作成することが好ましい。

また、第１の発明において、補正データ作成部は、基準データ及び非基準データについてそれぞれ平均値を算出し、当該算出された各平均値に基づいて補正データを作成することが好ましい。

また、第１の発明は、基準データと、補正データにより補正した非基準データとに基づいて回転を検出する演算部をさらに有することが好ましい。

また、第２の発明は、画像の形成に伴い回転駆動する回転体と、回転体に配設されており、周方向にかけて周期的に配設された複数の検出要素を備える回転部材と、回転部材の回転に伴い検出領域を通過する検出要素を検出し、当該検出要素の検出に応じた矩形波信号を生成する信号生成部と、矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間に関する第１データを計測するとともに、矩形波信号の立ち下がりエッジ間の時間に関する第２データを計測する計測部と、
第１データと第２データに基づいて、第１データと第２データのうちの一方のデータを補正するための補正データを作成する補正データ作成部と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

また、第２の発明において、補正データ作成部は、第１データ及び第２データのうち一方のデータを基準データとして扱い、当該基準データではない他方のデータである非基準データを補正するための補正データを作成することとし、基準データは、回転部材の機械特性及び信号生成部の電気特性の少なくとも一方の要素に基づいて決定することが望ましい。

また、第２の発明において、補正データ作成部は、基準データ及び非基準データについて周波数特性をそれぞれ算出し、非基準データの周波数特性を基準データの周波数特性と比較して補正対象周波数成分を特定し、当該特定した補正対象周波数成分に基づいて補正データを作成する。

また、第２の発明において、補正データ作成部は、画像形成装置の共振点よりも低い周波数成分を対象として、非基準データの周波数特性を基準データの周波数特性と比較することが好ましい。

また、第２の発明において、補正データ作成部は、視感度領域に対応する周波数成分を対象として、非基準データの周波数特性を基準データの周波数特性と比較することが好ましい。

また、第２の発明において、補正データ作成部は、第１データ及び第２データについてそれぞれ平均値を算出し、当該算出された各平均値に基づいて補正データを作成することが望ましい。

さらに、第２の発明は、基準データと、補正データにより補正した非基準データとに基づいて回転を検出する演算部をさらに有することが好ましい。

本発明によれば、第１データ及び第２データのうち変動が含まれる一方のデータを補正する補正データを作成することができる。この補正データによりデータを補正することで、当該データに含まれる変動成分をキャンセルことができる。これにより、安価な構成であっても精度よく回転を検出することができる。

画像形成装置の構成を模式的に示す説明図 回転検出装置の構成を模式的に示す説明図 第１データ及び第２データの説明図 補正データの作成処理を示すフローチャート 速度データたる第１データ及び第２データの説明図 速度データを示す説明図 周波数解析の結果を示すデータ ノッチフィルタの説明図 回転検出装置を利用した回転体の速度制御の手順を示すフローチャート

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す説明図である。画像形成装置１は、例えば電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。画像形成装置１は、４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ及び定着装置４０を主体に構成されている。

原稿読取装置ＳＣは、走査露光装置の光学系により原稿の画像を走査露光し、その反射光をラインイメージセンサーにより読み取り、これにより、画像信号を得る。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとして制御部５０に入力される。なお、制御部５０に入力される画像データとしては、原稿読取装置ＳＣで読み取ったものに限らず、例えば、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置から受信したものや、半導体メモリといった可搬性の記録媒体から読み込んだものであってもよい。

４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンダ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１０Ｃ及びブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成部１０Ｋで構成されている。個々の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋ及びその周辺に配置された帯電部、光書込部、現像装置及びドラムクリーナーで構成されている。

感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋは、帯電部によりその表面が一様に帯電させられており、光書込部による走査露光により、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋに潜像が形成される。現像装置は、トナーで現像することによって感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋ上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのいずれかに対応する所定色の画像（トナー画像）が形成される。感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋ上に形成された画像は、１次転写ローラーにより、回転する中間転写ベルト１５上の所定位置へと逐次転写される。

中間転写ベルト１５上に転写された各色よりなる画像は、２次転写ローラー１６により、後述する用紙搬送部２０により所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに対して転写される。この２次転写ローラー１６は中間転写ベルト１５と圧接して配置されることにより転写ニップを形成している。

用紙搬送部２０は、給紙ユニット２１から給紙された用紙Ｐを搬送経路に従って搬送する。給紙ユニット２１において、用紙Ｐは用紙トレイに積載されており、当該用紙トレイに積載された用紙Ｐは、用紙給紙部２２により取り込まれ、搬送経路へと送り出される。搬送経路には、用紙Ｐを搬送する複数の用紙搬送手段が設けられている。個々の搬送手段は、互いに圧接された一対のローラーによって構成されており、駆動手段である電動モーターを通じて少なくとも一方のローラーが回転駆動する。個々の搬送手段は、用紙Ｐを挟持して回転することにより、用紙Ｐを搬送する。なお、搬送手段は、一対のローラーで構成する以外にも、ベルト同士の組み合わせや、ベルト及びローラーの組み合わせといったように、一対の回転部材からなる構成を広く採用することができる。

定着装置４０は、画像が転写された用紙Ｐ、すなわち、転写ニップから送り出された用紙Ｐに定着処理を施す装置である。定着装置４０は、例えば、互いに圧接されて定着ニップを形成する一対の定着ローラーと、当該定着部材の一方又は双方を加熱するヒーターとで構成されている。この定着装置４０は、用紙Ｐが定着ニップを通過することで、一対の定着ローラーによる加圧と当該定着ローラーの有する熱との作用を通じて、転写された画像を用紙Ｐに定着させる。定着装置４０により定着処理が施された用紙Ｐは、排紙ローラー２３により機外へと排出される。

用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、用紙表面に対する画像形成を終えた用紙Ｐは、切換ゲート２４により、再給紙搬送経路に搬送される。再給紙搬送経路では、搬送された用紙Ｐの後端が反転ローラーにより挟持された後、逆送することによって用紙Ｐの表裏が反転させられる。表裏が反転された用紙Ｐは、複数の搬送ローラーによって搬送され、他方の面に対する画像形成に供するために、転写位置よりも上流側の搬送経路に合流させられる。なお、再給紙搬送経路に沿って用紙Ｐを搬送する搬送ローラー、切換ゲート、反転ローラー等も前述した用紙搬送部２０を構成する。

制御部５０は、画像形成装置１の動作を制御する。制御部５０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。この制御部５０は、画像形成プロセスを制御する機能と、後述する回転検出装置７０の一部として各種の処理を行う機能とを備えている。

操作パネル６０は、ディスプレイ上に表示される情報に従い情報の入力を行うことが可能なタッチパネル方式の入力部である。ユーザーは、操作パネル６０に対する操作を通じて、用紙Ｐに関する情報、画像の濃度や倍率、給紙元となる用紙トレイなどを設定することができ、当該情報は、制御部５０によって取得される。また、操作パネル６０は、制御部５０に制御されることにより、当該操作パネル６０を介してユーザーに種々の情報を表示する表示部としても機能する。

図２は、回転検出装置７０の構成を模式的に示す説明図である。このような構成の画像形成装置１において、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋや、中間転写ベルト１５を回転駆動する駆動ローラーといった回転体ＲＢには、この回転体ＲＢの回転を検出する回転検出装置７０が設けられている。回転検出装置７０は、回転部材７１と、信号生成部７２と、計測部７３と、補正データ作成部７４と、演算部７５とを主体に構成されている。

回転部材７１は、例えば円形状の薄板で構成されており、回転体ＲＢに取り付けられている。回転部材７１は回転体ＲＢの回転軸と一致して配設されており、回転部材７１は回転体ＲＢと同期して回転する。この回転部材７１は、周方向にかけて周期的に配設された複数のスリット７１ａを備えている。

信号生成部７２は、回転部材７１の回転に伴い検出領域を通過するスリット７１ａを検出し、このスリット７１ａの検出に応じた矩形波信号を生成する。信号生成部７２は、光学ユニット７２ａと、ＡＤ変換部７２ｂとで構成されている。

光学ユニット７２ａは、発光ダイオードと、フォトトランジスタとで構成されており、発光ダイオードとフォトトランジスタとは回転部材７１を間に挟むようにして互いに対向して配置されている。発光ダイオード及びフォトトランジスタは回転部材７１のスリット７１ａと対応する位置に配置されており、発光ダイオードから出射される検出光は、フォトトランジスタにて受光される。

発光ダイオードとフォトトランジスタとの間の検出領域にスリット７１ａが存在する場合には、発光ダイオードから出射される検出光はそのままフォトトランジスタにて受光される。このため、光学ユニット７２ａは、ハイレベルの信号を出力する。一方、検出領域にスリット７１ａとスリット７１ａとの間の非スリット部位が存在する場合には、発光ダイオードから出射される検出光の大部分は当該非スリット部位により遮蔽され、フォトトランジスタにて受光されない。このため、光学ユニット７２ａは、ローレベルの信号を出力する。このように光学ユニット７２ａは、回転部材７１の回転に伴い検出領域を通過するスリット７１ａを検出する。光学ユニット７２ａから出力される信号は、ＡＤ変換部７２ｂに入力される。

ＡＤ変換部７２ｂは、光学ユニット７２ａから出力される信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して出力する。このＡＤ変換部７２ｂにより、スリット７１ａの検出に応じた矩形波信号が生成される。ＡＤ変換部７２ｂから出力される信号は、計測部７３に入力される。ＡＤ変換部７２ｂは、光学ユニット７２ａから信号を増幅する増幅器などを必要に応じて含むこともできる。

計測部７３は、基準クロックを備えている。計測部７３は、ＡＤ変換部７２ｂからの矩形波信号を所定の制御周期で読み込みながら、基準クロックに従って当該矩形波信号をカウントすることで、速度データを計測する。この速度データは、第１データと、第２データとで構成されている。

図３は、第１データ及び第２データの説明図である。同図に示す上向きの矢印は、矩形波信号の読み込みタイミング（制御周期）を示している。第１データは、矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間に関するデータである。計測部７３は、ＡＤ変換部７２ｂから矩形波信号が経時的に出力されると、第１データ、すなわち、隣接する立ち上がりエッジ間の時間Ｔu1，Ｔu2，Ｔu3，・・・を順次計測する。一方、第２データは、矩形波信号の立ち下がりエッジ間の時間に関するデータである。計測部７３は、ＡＤ変換部７２ｂから矩形波信号が経時的に出力されると、第２データ、すなわち、隣接する立ち下がりエッジ間の時間Ｔd1，Ｔd2，Ｔd3，・・・を順次計測する。計測されたデータは、補正データ作成部７４及び演算部７５にそれぞれ出力される。

補正データ作成部７４は、第１データと第２データとに基づいて、第１データと第２データのうちの一方のデータを補正するための補正データを作成する。補正データの作成手法については後述する。作成された補正データは、演算部７５に出力される。

演算部７５は、第１データ、第２データ及び補正データに基づいて、回転体ＲＢの回転（例えば回転速度）を検出する。

ここで、計測部７３、補正データ作成部７４及び演算部７５に示す各機能は、単独のマイクロコンピュータによって実現することができる。しかしながら、本実施形態では、画像形成装置１の制御部５０が、回転検出装置７０の一部として、計測部７３、補正データ作成部７４及び演算部７５の各機能を実行する。

図４は、補正データの作成処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、画像形成装置１の起動時に呼び出され、制御部５０によって実行される。

まず、ステップ１において、制御部５０は、安定化制御を実行する。この安定化制御は、画像の画質を安定化するために、用紙Ｐへの画像形成動作とは別に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１０Ｋに対する帯電量や露光量などを調整する制御である。この安定化制御では、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋや中間転写ベルト１５といった作像に必要な要素等が、画像形成時と同様に動作させられる。

ステップ２において、制御部５０（計測部７３）は、回転検出装置７０を通じて速度データを取得する。なお、速度データを取得する対象は、画像形成装置１に搭載される全ての回転検出装置７０でもよいし、任意に選択した回転検出装置７０でもよい。以下の説明では、ある一つの回転検出装置７０に着目して説明を行う。

図５は、速度データたる第１データ及び第２データの説明図である。制御部５０は、信号生成部７２からの矩形波信号を所定の制御周期で読み込む。そして、制御部５０は、基準クロックに従って矩形波信号をカウントすることで、速度データを計測する。例えば、制御部５０は、図４に示すように、２倍の周波数からなるオーバーサンプリングを用いて、第１データ及び第２データを計測する。これにより、第１データとして、隣接する立ち上がりエッジ間の時間Ｔu1，Ｔu2，Ｔu3，Ｔu4・・・が取得され、第２データとして、隣接する立ち下がりエッジ間の時間Ｔd1，Ｔd2，Ｔd3，Ｔd4，・・・が取得される。

ステップ３において、制御部５０（補正データ作成部７４）は、速度データの取得が完了したか否かを判断する。補正データを精度よく作成するためには、例えば回転体ＲＢが１０回転以上するといったように、ある程度の期間にわたり速度データが取得されていることが望ましい。このステップ３では、必要な期間にわたり速度データが取得されたか否かが判断される。

ステップ３において否定判定された場合、すなわち、速度データの取得が完了していない場合には、ステップ３の処理に戻る。一方、ステップ３において肯定判定された場合、すなわち、速度データの取得が完了した場合には、ステップ４に進む。

ステップ４において、制御部５０（補正データ作成部７４）は、速度データの解析を行う。図６は、速度データを示す説明図である。同図（ａ）は、回転体ＲＢの１回転相当の矩形波信号を１０回分重ね合わせて平均化したデータである。また、同図（ｂ）は、立ち下がりエッジ間の時間のばらつきを示す波形であり、同図（ｃ）は、立ち上がりエッジ間の時間のばらつきを示すデータである。

速度データの解析にあたり、第１データ及び第２データのうちのいずれかが基準データとして扱われる。第１データ及び第２データのうちどちらを基準データとするかは、立ち上がりエッジ間の時間又は立ち下がりエッジ間の時間のどちらに変動（ばらつき）が生じるかにより判断される。すなわち、立ち上がりエッジ間の時間の方が変動が大きい場合には、第２データが基準データとして扱われ、立ち下がりエッジ間の時間の方が変動が大きい場合には、第１データが基準データとして扱われる。いずれを基準データとするか決定する方法は、回転検出装置７０の個体特性、すなわち、回転部材７１の機械特性及び信号生成部７２の電気特性の少なくとも一方の要素を考慮して予め定めることができる。あｍた、取得した第１データ及び第２データを参酌し、その都度決定してもよい。なお、本実施形態では、第１データを基準データとして説明を行う。

制御部５０は、第１データ及び第２データに対してそれぞれ高速フーリエ変換処理を施し、第１データ及び第２データについて周波数解析を行う。図７は、周波数解析の結果を示すデータである。同図（ａ）は、第２データの周波数解析の結果を示すデータであり、同図（ｂ）は、第１データの周波数解析の結果を示すデータである。

ステップ５において、制御部５０（補正データ作成部７４）は、補正データを演算する。具体的には、制御部５０は、高速フーリエ変換した第１データのパワースペクトルと、高速フーリエ変換した第２データのパワースペクトルとを比較して、所定の閾値以上の差をもつ周波数成分を特定する（図中破線で示す）。

パワースペクトル同士の比較を行う場合に、制御部５０は、以下に示す（１）及び（２）の一方又は双方を考慮して周波数成分を限定し、その限定した範囲において両者のパワースペクトルを比較することが好ましい。

（１）画像形成装置１の共振点よりも低い周波数成分
画像形成装置１の共振点よりも低い周波数として表れる第２データの変動は、画像の形成プロセスにおいて色ずれへの影響が大きい。逆に、画像形成装置１の共振点よりも高い周波数として表れる第２データの変動は、画像の形成プロセスにおける影響が小さい。そのため、周波数成分の全域を比較しなくてもよいこととなる。

（２）視感度領域に対応する周波数成分
視感度領域に対応する周波数成分に表れる第２データの変動は、縞状の画像不良であるピッチムラへの影響が大きい。逆に、視感度領域に対応する周波数成分に表れない第２データの変動は、ユーザーが認識し得る画像不良への影響が小さい。そのため、周波数成分の全域を比較しなくてもよいこととなる。

そして、制御部５０は、図８に示すように、特定した周波数成分を減衰対象とするノッチフィルタを設計する。具体的には、制御部５０は、ノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｚ）について、その係数（フィルタ定数）を求める。

ステップ６において、制御部５０（補正データ作成部７４）は、ノッチフィルタについて設定されたフィルタ定数から、補正データを設定する。補正データは、下式に示すように伝達関数Ｈ（ｚ）そのものを利用した演算式としてもよいし、テーブル化してもよい。

同数式において、「ｚ」はノッチフィルタの処理対象となるデータである速度データを示す。

図９は、回転検出装置７０を利用した回転体ＲＢの速度制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、印刷の開始をトリガーとして、制御部５０により実行される。

まず、ステップ１０において、制御部５０は、制御対象となる回転体ＲＢの回転駆動を開始する。

ステップ１１において、制御部５０は、回転体ＲＢの速度が、その回転体ＲＢについて定義された目標速度に到達したか否かを判断する。具体的には、制御部５０（計測部７３）は、信号生成部７２からの矩形波信号に基づいて、速度データである第１データ及び第２データを計測する。そして、制御部５０（演算部７５）は、第１データ及び第２データに基づいて、回転体ＲＢの速度を演算する。

回転体ＲＢの速度が目標速度に到達している場合には、ステップ１１において肯定判定されるので、ステップ１２に進む。回転体ＲＢの速度が目標速度に到達していない場合には、ステップ１１において否定判定されるので、ステップ１１の処理に戻る。

ステップ１２において、制御部５０（演算部７５）は、速度補正処理を行う。この速度補正処理は、上述した手法により求めた補正データにて速度データを補正して、補正後の速度データにて回転体ＲＢの速度を演算するものである。制御部５０は、基準データである第１データについては、補正することなく現在のデータを用いる。一方、制御部５０は、第２データを補正対象として、補正データ（数式１参照）にて補正を行い、補正後の第２データを得る（数２参照）。

ここで、「ｚ２」は第２データであり、「ｚ２ａ」は補正後の第２データである。

そして、制御部５０（演算部７５）は、第１データと、補正後の第２データとに基づいて、回転体ＲＢの速度を演算する。

ステップ１３において、制御部５０は、速度制御を行う。具体的には、制御部５０は、ＰＩ制御などのフィードバック制御を用い、回転体ＲＢの速度が目標速度に追従するように、回転体ＲＢを回転駆動するモーターの出力制御を行う。

ステップ１４において、制御部５０は、全ての用紙Ｐに係る印刷が終了したか否かを判断する。このステップ１４において肯定判定された場合、すなわち、全ての用紙Ｐに係る印刷が終了した場合には、ステップ１５の処理に進む。一方、ステップ１４において否定判定された場合、すなわち、全ての用紙Ｐに係る印刷が終了していない場合には、ステップ１２の処理に戻る。

ステップ１５において、制御部５０は、停止指令を出力し、回転体ＲＢを回転駆動するモーターを停止させる。

このように本実施形態において、回転検出装置７０は、周方向にかけて周期的に配設された複数のスリット７１ａ（検出要素）を備える回転部材７１と、回転部材７１の回転に伴い検出領域を通過するスリット７１ａを検出し、スリット７１ａの検出に応じた矩形波信号を生成する信号生成部７２と、矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間に関する第１データを計測するとともに、矩形波信号の立ち下がりエッジ間の時間に関する第２データを計測する計測部７３と、第１データと第２データに基づいて、第１データと第２データのうちの一方のデータを補正するための補正データを作成する補正データ作成部７４と、を有している。

一般に安価な構成の回転検出装置では、スリットの周期はある程度の精度が保証されるが、矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間又はその立ち下がりエッジ間の時間の精度が悪いという傾向がある。本実施形態によれば、第１データ及び第２データのうち変動が含まれる一方のデータを補正する補正データを作成することができる。この補正データによりデータを補正することで、データに含まれる変動成分をキャンセルことができる。これにより、回転部材の機械特性や信号生成部の電気特性を改善するとなく、安価な構成にて精度のよい回転検出装置７０を提供することができる。

なお、本実施形態によれば、回転部材７１は、スリット７１ａを備える構成であるが、信号生成部により検出可能な検出要素が周方向にかけて周期的に配設されていればよい。例えば、磁気方式の回転検出装置であれば、永久磁石で検出要素を構成することもできる。

また、本実施形態において、補正データ作成部７４は、第１データ又は第２データを基準データとして扱い、基準データではない他方のデータである非基準データを補正するための補正データを作成することとしている。そして、補正データ作成部７４は、回転部材７１の機械特性及び信号生成部７２の電気特性の少なくとも一方に基づいて基準データを定めている。

回転検出装置７０の個体差により、第１データ側に変動が生じ易いものもあれば、逆に第２データ側に変動が生じ易いものもある。そこで、回転部材７１の機械特性及び信号生成部７２の電気特性から変動が生じるデータを把握することで、補正の基準となる基準データを適切に決定することができる。

また、本実施形態において、補正データ作成部７４は、第１データ及び第２データについて周波数特性（パワースペクトル）を算出し、非基準データの周波数特性を基準データの周波数特性と比較することで補正対象周波数成分を特定している。そして、補正データ作成部７４は、特定した補正対象周波数成分に基づいて補正データを作成している。

パワースペクトル同士を比較した場合、非基準データに含まれる変動成分は、所定の閾値以上の差をもつ周波数として表れる。したがって、このように表れる周波数成分を補正対象周波数成分として特定して、補正データを作成することで、非基準データに含まれる変動成分を適切にキャンセルすることができる。

また、本実施形態において、補正データ作成部７４は、画像形成装置１の共振点よりも低い周波数成分を対象として、周波数特性の比較を行うこととしている。

かかる構成によれば、画像の形成プロセスにおいて色ずれへの影響が大きい範囲に限定して周波数特性を比較することとなる。このため、色ずれの影響を抑制しつつも、演算処理の軽減を図ることができる。

また、本実施形態において、補正データ作成部７４は、視感度領域に対応する周波数成分を対象として、周波数特性の比較を行うこととしている。

かかる構成によれば、ピッチムラへの影響が大きい範囲に限定して周波数特性を比較することとなる。このため、ピッチムラの影響を抑制しつつも、演算処理の軽減を図ることができる。

また、本実施形態において、回転検出装置７０は、基準データと、補正データにより補正した非基準データとに基づいて回転状態を検出する演算部７５をさらに有している。

かかる構成によれば、第１データと、第２データとのそれぞれを利用して、高い分解能でかつ精度よく回転を検出することができる。これにより、回転部材の機械特性や信号生成部の電気特性を改善するとなく、安価な構成にて精度のよい回転検出装置７０を提供することができる。

なお、本実施形態では、周波数解析により、補正データを作成した。しかしながら、制御部５０は、数３に示すように、第１データ及び第２データについてそれぞれ平均値を算出し、算出された各平均値に基づいて補正データを作成してもよい。

同数式において、「ｍｅａｎ（ｘ１）」は、予め設定された範囲における第１データ（基準データ）の平均値である。一方、「ｍｅａｎ（ｘ２）」は、当該範囲における第２データ（非基準データ）の平均値である。また、「ｘ２」は第２データであり、「ｘ２ａ」は補正後の第２データである。

この補正データは、非基準データの変動が大きく、基準データと非基準データとの平均値がずれる場合に適用することができる。すなわち、補正データにより、非基準データと、基準データとの平均値を合わせることができる。これにより、非基準データに表れる変動成分をキャンセルすることができるので、回転体ＲＢの回転を精度よく検出することができるのである。なお、かかる手法は、これ単独で使用してもよいし、上述した周波数解析による手法と組み合わせて適用してもよい。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、画像形成装置を構成する回転検出装置それ自体も本発明の一部として機能する。

また、回転部材は、検出対象となる回転体に配設されるものであるが、回転体自体が複数の検出要素を備えて、回転部材として機能してもよい。

１ 画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ 感光体ドラム
１５ 中間転写ベルト
１６ 二次転写ベルト
２０ 用紙搬送部
２１ 給紙ユニット
２２ 用紙給紙部
２３ 排紙ローラー
２４ 切換ゲート
４０ 定着装置
５０ 制御部
７０ 回転検出装置
７１ 回転部材
７１ａ スリット
７２ 信号生成部
７２ａ 光学ユニット
７２ｂ ＡＤ変換器
７３ 計測部
７４ 補正データ作成部
７５ 演算部
ＲＢ 回転体

Claims (12)

1. 回転を検出する回転検出装置において、
   周方向にかけて周期的に配設された複数の検出要素を備える回転部材と、
   前記回転部材の回転に伴い検出領域を通過する前記検出要素を検出し、当該検出要素の検出に応じた矩形波信号を生成する信号生成部と、
   前記矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間に関する第１データを計測するとともに、前記矩形波信号の立ち下がりエッジ間の時間に関する第２データを計測する計測部と、
   前記第１データと前記第２データに基づいて、前記第１データと前記第２データのうちの一方のデータを補正するための補正データを作成する補正データ作成部と、
   を有することを特徴とする回転検出装置。
2. 前記補正データ作成部は、前記第１データ及び前記第２データのうち一方のデータを基準データとして扱い、当該基準データではない他方のデータである非基準データを補正するための補正データを作成することとし、
   前記基準データは、前記回転部材の機械特性及び前記信号生成部の電気特性の少なくとも一方の要素に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載された回転検出装置。
3. 前記補正データ作成部は、前記基準データ及び前記非基準データについて周波数特性をそれぞれ算出し、前記非基準データの周波数特性を前記基準データの周波数特性と比較して補正対象周波数成分を特定し、当該特定した補正対象周波数成分に基づいて前記補正データを作成することを特徴とする請求項２に記載された回転検出装置。
4. 前記補正データ作成部は、前記基準データ及び前記非基準データについてそれぞれ平均値を算出し、当該算出された各平均値に基づいて前記補正データを作成することを特徴とする請求項２に記載された回転検出装置。
5. 前記基準データと、前記補正データにより補正した前記非基準データとに基づいて回転を検出する演算部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載された回転検出装置。
6. 画像の形成に伴い回転駆動する回転体と、
   前記回転体に配設されており、周方向にかけて周期的に配設された複数の検出要素を備える回転部材と、
   前記回転部材の回転に伴い検出領域を通過する前記検出要素を検出し、当該検出要素の検出に応じた矩形波信号を生成する信号生成部と、
   前記矩形波信号の立ち上がりエッジ間の時間に関する第１データを計測するとともに、前記矩形波信号の立ち下がりエッジ間の時間に関する第２データを計測する計測部と、
   前記第１データと前記第２データに基づいて、前記第１データと前記第２データのうちの一方のデータを補正するための補正データを作成する補正データ作成部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記補正データ作成部は、前記第１データ及び前記第２データのうち一方のデータを基準データとして扱い、当該基準データではない他方のデータである非基準データを補正するための補正データを作成することとし、
   前記基準データは、前記回転部材の機械特性及び前記信号生成部の電気特性の少なくとも一方の要素に基づいて決定することを特徴とする請求項６に記載された画像形成装置。
8. 前記補正データ作成部は、前記基準データ及び前記非基準データについて周波数特性をそれぞれ算出し、前記非基準データの周波数特性を前記基準データの周波数特性と比較して補正対象周波数成分を特定し、当該特定した補正対象周波数成分に基づいて前記補正データを作成することを特徴とする請求項７に記載された画像形成装置。
9. 前記補正データ作成部は、画像形成装置の共振点よりも低い周波数成分を対象として、前記非基準データの周波数特性を前記基準データの周波数特性と比較することを特徴とする請求項８に記載された画像形成装置。
10. 前記補正データ作成部は、視感度領域に対応する周波数成分を対象として、前記非基準データの周波数特性を前記基準データの周波数特性と比較することを特徴とする請求項８に記載された画像形成装置。
11. 前記補正データ作成部は、前記第１データ及び前記第２データについてそれぞれ平均値を算出し、当該算出された各平均値に基づいて前記補正データを作成することを特徴とする請求項６又は７に記載された画像形成装置。
12. 前記基準データと、前記補正データにより補正した前記非基準データとに基づいて回転を検出する演算部をさらに有することを特徴とする請求項７に記載された画像形成装置。