JPH10313581A

JPH10313581A - 回転体駆動制御方法及び回転体駆動制御装置

Info

Publication number: JPH10313581A
Application number: JP9120465A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kamoshita; 幹雄鴨下; Toshiyuki Ando; 俊幸安藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】回転体に偏心があっても、その偏心量と回転
位置とを関連付けて検出して回転速度を調整すること
で、回転体の周速度を一定にする。【解決手段】駆動源７により回転駆動される回転体１
の偏心量を偏心量検出手段１０によって回転体１の回転
位置に対応させて検出し、検出された偏心量及び対応す
る回転位置に基づき回転体１の周速度が一定となるよう
に回転体１の回転速度を可変調整することで、回転体１
に偏心があっても、回転中心の偏心調整は行わず、本来
の目的とする回転体１の周速度が一定化されるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体駆動制御方
法及び回転体駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ドラム状の感光体を用いたカラ
ー複写機、カラープリンタ等においては、画像データの
書込みに際して位置ずれの少ない高画質化を図る上で
は、感光体の周速度（線速）が一定状態で安定している
ことが要求される。この他、感光体に限らず、周速度が
一定状態で安定していることが要求される回転体は多く
ある。ところが、現実には感光体等の回転体の回転軸の
偏心等の要因により回転体を周速一定で回転させること
は簡単ではなく、従来より、種々の対応策が講じられて
いる。

【０００３】その代表例として、例えば、特開平６−１
７５４２７号公報に示されるような回転体駆動制御装置
がある。同公報によれば、回転軸の偏心等を考慮して、
感光体ドラムの回転軸にロータリエンコーダを取付けて
回転角速度を検出し、この回転角速度が一定となるよう
にモータの回転を制御することで、ロータリエンコーダ
の偏心を除去するようにしている。換言すれば、偏心量
を検出し、その検出結果に基づいて感光体ドラムの軸
（即ち、回転中心）を調整することで、偏心を除去する
ようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際に制御
したいのは、感光体ドラム等の回転体の周速度である。
上記のような偏心は、組付けや部品のばらつきなどによ
り起こるが、感光体ドラムとロータリエンコーダとのば
らつきや組付け方法も違うので、感光体ドラムとロータ
リエンコーダの偏心量と位相には相関関係がない。従っ
て、ロータリエンコーダの偏心を除去したところで、感
光体ドラムの周速度を一定にし得る保証はなく、周速度
の一定化を図る対応策としては不十分である。

【０００５】ちなみに、この他にも感光体ドラム、転写
ドラム等の各種回転体に関してその偏心等に対する対応
策が種々提案されているが、何れも不十分である。

【０００６】例えば、特開平４−２８８５６３号公報や
特開平４−２９１３６５号公報によれば、転写ドラムの
回転軸を垂直に駆動することにより感光体ドラムとの位
置誤差をなくすようにしているが、感光体ドラムを圧電
素子で動かすため、機構が複雑でコスト高となる。

【０００７】また、特開平５−２４１３８５号公報によ
れば、回転位置中心を偏心カムを用いて移動させること
で位置ずれを補正するようにしているが、偏心カムを使
うため、上例の場合と同様に、機構が複雑でコスト高と
なる。

【０００８】特開平５−３４１５８９公報によれば、感
光体ドラムと駆動手段とを自在継ぎ手を用いて結合し、
露光位置と転写位置とを回転中心軸に対して１８０°ず
らすようにしているが、露光位置と転写位置との位置関
係が決まってくるため、レイアウトの自由度が損なわれ
る。

【０００９】特開平４−９３８５７号公報によれば、偏
心のある回転軸と偏心のある回転体との位置関係により
偏心を補正するようにしているが、両者の偏心がほ等し
い必要があり、部品の組合せを考慮しなければならな
い。特開平７−２９５３９８号公報による場合も同様で
あり、感光体ドラムの駆動歯車と転写ベルトの駆動歯車
との位置関係を偏心方向が相反するようにしているが、
双方の駆動歯車の偏心がほぼ等しいことが必要であり、
部品の組合せを考慮しなければならない。

【００１０】そこで、本発明の第１の目的は、回転体に
偏心があっても、その偏心量をその回転位置に対応付け
て検出することで、回転体の周速度を一定にできる回転
体駆動制御方法を提供することである。

【００１１】本発明の第２の目的は、回転体に偏心があ
っても、その偏心量と位相とを関連付けて検出でき、回
転体の周速度を一定にできる回転体駆動制御装置を提供
することである。

【００１２】本発明の第３の目的は、有機感光体ドラム
のような軟らかな回転体の場合でも偏心量の検出に際し
て傷付けることがなく、かつ、回転体の回転に際して外
乱として作用することのない偏心量検出手段を用いた回
転体駆動制御装置を提供することである。同時に、回転
体の回転位置と偏心量との相関を適正にとることで、回
転体の回転位置における目標速度を明確化し得る回転体
駆動制御装置を提供することを目的とする。

【００１３】本発明の第４の目的は、目標値関数の位相
を適正化することで、回転体の周速度を一定にできる回
転体駆動制御装置を提供することである。

【００１４】本発明の第５の目的は、回転体の周速度を
一定とするための目標値関数を簡単に変更することがで
きる回転体駆動制御装置を提供することである。

【００１５】本発明の第６の目的は、簡単な演算処理で
目標値関数を求めることができ、プロセッサの処理時間
を短縮させることができる回転体駆動制御装置を提供す
ることである。

【００１６】本発明の第７の目的は、一般に、プロセッ
サが三角関数を持っていない点を考慮して、所定の三角
関数をルックアップテーブル方式でメモリに格納してお
くことで、プロセッサにおける演算処理の負担を軽減し
てその処理時間を短縮させることができる回転体駆動制
御装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
駆動源により回転駆動される回転体の偏心量をその回転
位置に対応させて検出し、検出された偏心量及び対応す
る回転位置に基づき前記回転体の周速度が一定となるよ
うに前記回転体の回転速度を可変調整するようにした。
従って、回転体の偏心量を検出してその検出結果に基づ
き回転体の回転速度を調整することでその周速度の一定
化が図られる。即ち、一般論として回転体の周速度Ｖ
(θ)を回転体の半径Ｓ(θ)、角速度（回転速度）ω(θ)
で表した場合、Ｖ(θ)＝Ｓ(θ)・ω(θ)で表されるが、
周速度Ｖ(θ)を一定とさせるために半径Ｓ(θ)の調整、
つまり、回転中心の偏心調整は行わず、角速度ω(θ)の
可変調整のみで行うことで、回転体の偏心によらず、そ
の周速度を一定にすることができる。この場合の角速度
の可変調整は、偏心量と回転位置との対応付けられた相
関関係に基づき適正に行われる。

【００１８】請求項２記載の発明は、回転体を回転駆動
する駆動源と、前記回転体の周速度を一定とするための
前記回転体の回転速度に関する目標値関数を求める手段
と、前記回転体の回転位置及び回転速度を検出する回転
位置速度検出手段と、前記回転体の偏心量を検出する偏
心量検出手段と、前記回転位置速度検出手段により検出
された回転位置及び回転速度と前記偏心量検出手段によ
り検出された偏心量とに基づき前記目標値関数に従い前
記回転体の回転速度を制御する回転制御手段と、を備え
ている。従って、回転体に偏心があっても、その偏心量
と位相とを検出することができ、この検出結果に基づき
回転体の周速度を一定にすることができる。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の回
転体駆動制御装置において、偏心量検出手段は、回転体
に対して非接触で偏心量を検出するものであり、この偏
心量検出手段により検出された前記回転体の偏心量を回
転位置速度検出手段により検出される回転位置と対応付
ける偏心量・位置対応付け手段を備えている。従って、
偏心量測定手段は非接触で偏心量を検出するので、表面
が軟らかな回転体の場合であっても偏心量検出手段によ
って傷付けることがなく、かつ、回転する回転体に対し
て偏心量検出手段が外乱として作用することがなく、回
転体の周速度に変化を来すことはない。また、偏心量・
位置対応付け手段によって偏心量と回転体の回転位置と
の位置関係なる相関がとれるので、回転体の回転位置に
おける目標速度が明確になり、回転体の周速度の一定化
が確実となる。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の回転体駆動制御装置において、回転制御手段は、プ
ロセッサを備えており、この回転制御手段における目標
値関数は、前記プロセッサと制御対象となる回転体とに
より決まる位相遅れ分だけ偏心の位相を進める関数であ
る。従って、プロセッサ等による回転制御手段における
遅れを考慮して、偏心の位相を進めることで、位相関係
の遅速に関する点が適正化され、制御系に遅れがあって
も回転体の周速度を一定にすることができる。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項３記載の回
転体駆動制御装置において、実使用に先立つ時点で回転
体をプレ回転駆動させて回転位置速度検出手段及び偏心
量検出手段による検出動作を行わせるプレ検出実行手段
を備え、回転体の偏心量は、このプレ検出実行手段によ
り検出されて前記回転体の回転位置と対応付けられてメ
モリに保存されている。従って、偏心量と回転体の回転
位置との対応関係をとってメモリに予め保存しておくの
で、実使用時における回転制御手段の負荷ないしは負担
を低減でき、かつ、位相遅れも考慮できるので、周速度
の一定化が確実となる。また、メモリに保存されている
偏心量等の情報を用いることで、目標値関数も簡単に変
更できる。この点を数式的に説明する。回転体の半径を
Ｓ(θ)、角速度をω(θ)、周速度をｖ(θ)とすると（た
だし、θは回転基準位置（原点）からの角度、ΔＲ(θ)
は角度θにおける偏心量、Ｒ₀ は偏心がない場合に相当
する回転体の基準半径）、ｖ(θ)＝Ｓ(θ)・ω(θ) Ｓ(θ)＝ΔＲ(θ)＋Ｒ₀ なる数式が成立するので、周速度ｖ(θ)を一定にするた
めには、角速度ω(θ)の値を半径Ｓ(θ)の値（つまり、
回転位置）に応じて可変させればよいことがわかる。こ
こに、目標角速度をω ref(θ)、目標周速度ｖ(θ)＝Ｖ
ref（一定）とすると、 ω ref(θ)＝Ｖ ref／Ｓ(θ) となり、メモリに保存されている値ΔＲ(θ)と既知のＲ
₀ とを用いて半径Ｓ(θ)の値を計算して上式に代入すれ
ば、目標角速度ω ref(θ)の値が得られることになる。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項２記載の回
転体駆動制御装置において、偏心量検出手段により検出
された偏心量の最大値Ｘ_max，最小値Ｘ_min、回転体の
半径Ｒ₀ 、回転位置速度検出手段により検出された回転
位置θから得られる半径近似式Ｓ(θ)＝（Ｘ_max−Ｘ_min）・cos(θ)＋Ｒ₀ に基づき、目標値関数である目標角速度関数ω ref(θ)
を ω ref(θ)＝ const／Ｓ(θ) （ただし、const は定
数）として近似するようにした。従って、目標角速度関数ω
ref(θ)を半径近似式Ｓ(θ)のみの関数として近似して
いるので、簡単に求めることができ、回転制御手段にお
けるプロセッサの処理時間を短くすることができる。

【００２３】請求項７記載の発明は、請求項６記載の回
転体駆動制御装置において、回転制御手段は、プロセッ
サを備えており、cos(θ) の値は、読出し専用メモリ中
にルックアップテーブルとして予め書き込まれており、
前記プロセッサは、回転位置速度検出手段により検出さ
れる回転位置θに応じて前記ルックアップテーブルから
cos(θ) の値を読出して目標角速度関数ω ref(θ)を演
算する。従って、一般に、プロセッサが三角関数を持っ
ていない点を考慮して、cos(θ) なる三角関数の値をル
ックアップテーブル方式でメモリに格納しておくこと
で、プロセッサにcos(θ) の演算処理は行わせないの
で、プロセッサにおける演算処理の負担を軽減してその
処理時間を短縮させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図７に基づいて説明する。本実施の形態は、例え
ば、タンデム型のカラー複写機中の複数のドラム状の感
光体を制御対象である回転体とするものである。図１は
回転体である１つの感光体１に対する駆動系構成を示
し、この感光体１の中心には回転軸２が嵌合されてい
る。この回転軸２に対してはプーリ３，４、タイミング
ベルト５、減速機構６等の伝達系を介して駆動源である
モータ７が連結されている。なお、８は前記回転軸２上
に取り付けられて前記感光体１の回転を安定させるため
のフライホイールである。また、本実施の形態では、前
記感光体１としては表面が比較的軟らかい有機感光体
（ＯＰＣ）が用いられている。また、前記モータ７の軸
上にはこのモータ制御用の原点信号付きで回転位置速度
検出手段となるロータリエンコーダ９が取り付けられて
いる。

【００２５】さらに、前記感光体１の表面の一部に対向
させて前記感光体１の偏心量を検出するための偏心量検
出手段となる偏心量検出計１０が設けられている。この
偏心量検出計１０としては、レーザ変位計や静電容量変
位計等の非接触型のものが用いられるが、本実施の形態
では、偏心量検出計１０として例えば図２に示すような
検出原理のレーザ変位計が用いられている。このレーザ
変位計は三角測量を応用したもので、駆動装置１１によ
り発光する発光素子、例えば、半導体レーザ１２と対象
物である感光体１からの反射光を受光する光位置検出素
子（ＰＳＤ）１３との組合せとして構成されている。１
４は投光レンズ、１５は受光レンズである。このような
構成で、半導体レーザ１２からのレーザ光は投光レンズ
１４を通して集光されながら感光体１面上に照射され
る。そして、感光体１から反射された光は受光レンズ１
５を通して光位置検出素子１５の受光面上にスポットが
結像される。ここに、感光体１の表面位置が変位（図
中、Ａ，Ｂ）すると、スポット位置も移動（図中、
Ａ′，Ｂ′）するので、このスポット位置を光位置検出
素子１５が検出することで、感光体１の表面の変位量を
非接触で検出できるものである。即ち、位置固定された
偏心量検出計１０による感光体１の表面の変位量の検出
であり、この変位量は感光体１表面の偏心量を意味する
ものとなる。このような非接触型の偏心量検出計１０に
よれば、表面が軟らかなＯＰＣのような感光体１の場合
であっても偏心量検出計１０によって傷付けることがな
く、かつ、回転する感光体１に対してこの偏心量検出計
１０が外乱として作用することがなく、感光体１の周速
度に変化を来すことはない。

【００２６】次に、制御系を中心とするハードウェア構
成を図３により説明する。まず、全体の制御を受け持つ
マイクロコンピュータ１６が設けられている。このマイ
クロコンピュータ１６は、プロセッサであるマイクロプ
ロセッサ（ＣＰＵ）１７とＲＯＭ１８とＲＡＭ１９とに
より構成されている。ここに、ＲＯＭ１８は読出し専用
メモリであり、前記ＣＰＵ１７が実行するプログラムや
後述する三角関数が保存されるルックアップテーブル等
の所定のデータが格納されている。また、前記モータ７
の軸上に設けられた前記ロータリエンコーダ９のエンコ
ーダ出力ａは状態検出用インタフェース２０、バス２１
を介して前記マイクロコンピュータ１６に入力されてい
る。前記偏心量検出計１０の検出出力ｂも状態検出用イ
ンタフェース２０、前記バス２１を介して前記マイクロ
コンピュータ１６に入力されている。ここに、前記状態
検出用インタフェース２０はエンコーダ出力ａを処理し
てデジタル数値に変換するもので、エンコーダパルスの
数を計数するカウンタを備えている。また、この状態検
出用インタフェース２０は検出出力ｂを処理してデジタ
ル数値に変換して偏心量データとする機能も併せ持つ。
この際、この状態検出用インタフェース２０はロータリ
エンコーダ９が持つ原点情報を利用することで、感光体
１上の偏心量と感光体１の回転位置との対応付け（相
関）をとる機能を備えている。従って、本実施の形態で
は、状態検出用インタフェース２０が偏心量・位置対応
付け手段として機能する。

【００２７】さらに、前記モータ７は前記マイクロコン
ピュータ１６に対して前記バス２１、駆動用インタフェ
ース２２及び駆動装置２３を介して接続されている。前
記駆動用インタフェース２２は前記マイクロコンピュー
タ１６における演算結果のデジタル信号を駆動装置２３
を構成するパワー半導体、例えば、パワートランジスタ
を動作させるパルス状信号（制御信号）に変換する機能
を有する。駆動装置２３はこのパルス状信号に基づき動
作し、モータ７に印加する電圧を制御する。この結果、
後述するようにモータ７は所定の回転速度で駆動され
る。この時のモータ７の回転速度はロータリエンコーダ
９、状態検出用インタフェース２０により検出されてマ
イクロコンピュータ１６に取り込まれる。

【００２８】本実施の形態の回転制御手段は、前記ＣＰ
Ｕ１７、駆動装置２３等により構成されている。また、
目標値関数（目標速度）を求める手段の機能は、前記Ｃ
ＰＵ１７における演算処理機能により実行される。

【００２９】なお、図３では、ディスクリートタイプの
マイクロコンピュータ１６を用いたが、インタフェース
２０，２２を含めて１チップ化したマイクロコンピュー
タを用いてもよい。

【００３０】次に、モータ７を介して感光体１の周速度
が一定となるように感光体１の回転速度を制御するフィ
ードバック制御系の構成を図４のブロック線図により説
明する。このフィードバック制御系は、主として前記マ
イクロコンピュータ１６により実行される機能ブロック
構成を示す。即ち、図中の「目標速度」と「コントロー
ラ」は、前記ＣＰＵ１７において演算する、所謂、ソフ
トウェアサーボとして構成されている。また、「制御対
象」はモータ７と回転体（感光体１）とで構成されてお
り、前記コントローラの演算結果が制御対象に与えられ
る。

【００３１】ここに、制御対象に関して、従来では、モ
ータ或いは感光体軸上のロータリエンコーダ出力だけと
している。この場合、感光体周速度との関係をわかりす
るため、感光体軸上に設けられたロータリエンコーダ出
力であるとする。このため、目標速度としては一定値が
与えられており、この目標速度に基づきフィードバック
制御を行わせるので、ロータリエンコーダ出力（モータ
速度＝角速度）は図１３に示すように一定とされる。と
ころが、本来、一定にしたい感光体周速度は図１４に示
すような速度変動を示す。図示例では、目標速度０．１
８ｍ／ｓに対して、約０．１７ｍ／ｓから０．１９ｍ／
ｓの速度変動（周波数は０．４７７５Ｈｚ）があること
を示している。即ち、±０．０１ｍ／ｓもの変動幅があ
り、画像形成のための感光体の場合で考えると、画像の
位置ずれが大きく、高画質化を損なうものとなる。

【００３２】この点、本実施の形態では、前述したよう
に感光体１の偏心量を検出する偏心量検出計１０を備え
るとともに、原点信号付きのロータリエンコーダ９を備
えて感光体１の回転位置に対応付けて偏心量を把握し得
るので、偏心を生じている回転位置毎にその偏心量に応
じて目標速度を変化させる。この結果、ロータリエンコ
ーダ出力（モータ速度＝角速度）は図５に示すように変
化するが、感光体１の周速度は図６に示すように一定化
される。即ち、図示例では感光体１の周速度の変動が約
０．１７９４ｍ／ｓから０．１８０６ｍ／ｓであり、変
動幅は約±０．０００４ｍ／ｓと小さくなっている。こ
の結果、画像書込みを行う場合の画像の位置ずれは極僅
かとなり、偏心があっても、高画質の画像が得られるこ
とになる。即ち、本実施の形態では、感光体１に偏心が
あっても、その回転中心の偏心調整は行わず、角速度の
可変調整のみで行うことで、感光体１の周速度を一定化
させるようにしたものである。この場合の角速度の可変
調整は、偏心量と回転位置との対応付けられた相関関係
に基づき適正に行われる。

【００３３】ところで、状態検出用インタフェース２０
を通じてＣＰＵ１７により行われる偏心量と回転位置と
の対応付け処理に関して、図７に示すフローチャートを
参照して説明する。モータ７上では減速機構６等による
減速比があるので、ここでは、説明を簡単にするため、
感光体１の回転軸２上に原点信号付きのロータリエンコ
ーダ９があるものとする。まず、感光体１を回転駆動さ
せる（ステップＳ１）。この状態でロータリエンコーダ
９から原点信号が出力されたら（Ｓ２のＹ）、ロータリ
エンコーダ９から得られるパルスを計数する（Ｓ３）。
このパルスの計数値ｘ(ｋ)が原点位置からの回転位置に
相当する。同時に、偏心量検出計１０に基づき検出され
たその位置での偏心量Δｒ(ｋ)を取り込んで計数値ｘ
(ｋ)と対応付けてＲＡＭ１９中に格納する（Ｓ４）。こ
のような処理を感光体１の１回転分繰り返して行う（Ｓ
５）ことにより、原点位置基準で感光体１の偏心量とそ
の回転位置とが対応付けられた偏心情報が得られ、上記
のような感光体周速度を一定化させるための角速度可変
制御に供される。

【００３４】本発明の第二の実施の形態を図８ないし図
１０に基づいて説明する。前記実施の形態で示した部分
と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する
（以下の実施の形態でも同様とする）。本実施の形態で
は、ソフトウェアサーボに関して、コントローラが制御
対象に対してオープンループ方式とされている。ここ
に、コントローラ（実体はＣＰＵ１７）への入力Ｖ_inをＶ_in＝ａ・sin(ω・ｔ) とすると（ただし、ａ：定数、ω：角速度、ｔ：時
間）、制御対象から得られる出力Ｖ_outはＶ_out＝ｂ・sin(ω・ｔ＋θ）となり（ただし、ｂ：定数、θ：位相）、位相がθだけ
遅れる。従って、このような制御系（コントローラや制
御対象）の伝達特性の遅れを考慮して、本実施の形態で
は、目標値関数の位相をθだけ進めるようにしたもので
ある。この結果、偏心に対する補正、即ち、感光体１の
周速度の一定化を正確に行える。

【００３５】ここで、コントローラとして積分型最適レ
ギュレータを用いた場合のオープンループ伝達特性の位
相線図を示すと、図９のようになる。図示の位相線図に
よれば、入力周波数が０．４７７５Ｈｚのとき、出力は
位相にして約３°の遅れがあることがわかる。従って、
この遅れと制御系におけるデジタル演算処理の遅れとを
考慮して、目標速度（目標値関数）は位相を進めること
が必要となる。

【００３６】図１０（ａ）は位相を進めない場合の感光
体１の周速度特性を示し、図１０（ｂ）は位相を進めた
場合の感光体１の周速度特性を示している。図１０
（ａ）の場合には周速度の変動が０．１７９４ｍ／ｓ〜
０．１８０６ｍ／ｓであるのに対し（図６の場合と同
じ）、位相を進めた図１０（ｂ）の場合の周速度の変動
は０．１７９８ｍ／ｓ〜０．１８０２ｍ／ｓであり、変
動幅が０．０００２ｍ／ｓに収まり、周速度がより一定
化しているのがわかる（図１０（ａ）（ｂ）の縦軸のス
ケールの違いに注意）。

【００３７】本発明の第三の実施の形態を図１１に基づ
いて説明する。本実施の形態では、感光体１の偏心量と
回転位置との対応付け処理に関して、画像を形成する実
使用に先立つ時点、例えば、電源投入時点で感光体１を
プレ回転駆動させることにより行い、かつ、その対応付
けられた情報をＲＡＭ１９中に予め保存させておくよう
にしたものである。

【００３８】このために状態検出用インタフェース２０
を通じてＣＰＵ１７により行われる偏心量と回転位置と
の対応付け処理を含む処理を、図１１に示すフローチャ
ートを参照して説明する。まず、電源スイッチが投入さ
れた時点で、感光体１をプレ回転駆動させる（Ｓ１
１）。この状態でロータリエンコーダ９から原点信号が
出力されたら（Ｓ１２のＹ）、ロータリエンコーダ９か
ら得られるパルスを計数する（Ｓ１３）。このパルスの
計数値ｘ(ｋ)が原点位置からの回転位置に相当する。同
時に、偏心量検出計１０に基づき検出されたその位置で
の偏心量Δｒ(ｋ)を取り込んで計数値ｘ(ｋ)と対応付け
てＲＡＭ１９中に格納する（Ｓ１４）。このような処理
を感光体１の１回転分繰り返して行う（Ｓ１５）ことに
より、原点位置基準で感光体１の偏心量とその回転位置
とが対応付けられた偏心情報が得られる。このような処
理自体は、図７で説明した場合と実使用時の回転／プレ
回転の違いを除いて同様である。その後、実使用に相当
するコピー待ち状態となる（Ｓ１７）。ここに、本実施
の形態では、実使用に先立つプレ回転駆動で偏心量関連
の情報を得ているため、図７に示したような実使用時の
検出では不可能な上記の位相遅れに対する補正も可能と
なる。このため、偏心情報を得た後、偏心補正のための
目標速度、位相の変更処理がなされた後（Ｓ１６）、待
機状態となる。

【００３９】よって、本実施の形態によれば、実使用時
（コピー時）の制御の演算量を減らしてＣＰＵ１７の負
担を軽減させることができ、制御のサンプリング周期も
短くすることができる。これにより、偏心の影響を受け
ることなく、感光体１を高精度に駆動して高画質化を図
ることができる。

【００４０】本発明の第四の実施の形態を図１２に基づ
いて説明する。本実施の形態は、目標値関数に相当する
目標角速度関数を支障ない範囲で簡略させたものであ
る。いま、図１２において、感光体１の半径をＲ₀ 、感
光体１の中心をＯ、回転中心をＯ′、中心位置のずれを
Δｒ、回転中心Ｏ′から回転位置θをなす点Ｐ（ｘ，
ｙ）までの距離をＳとすると、ｘ＝Ｓ・cosθ ｙ＝Ｓ・sinθ （ｘ＋Δｒ）²＋ｙ²＝Ｒ₀ ² が成立する。従って、（Ｓ・cosθ＋Δｒ）²＋（Ｓ・sinθ）²＝Ｒ₀ ² が成立するので、Ｓ＝−Δｒ・cosθ＋√（Ｒ₀ ²−(Δｒ)²sin²θ）となる。従って、半径Ｒ₀ に比べてずれΔｒが十分に小
さいときには（Ｒ₀ ≫Δｒ）、半径近似式Ｓ≒−Δｒ・cosθ＋Ｒ_０で近似できる。ここに、偏心量検出計１０によって検出
される偏心量の最大値をＸ_ｍａｘ、最小値をＸ_minと
すると、ずれΔｒはΔｒ＝Ｘ_max−Ｘ_minで表し得るの
で、半径近似式はＳ(θ)≒（Ｘ_max−Ｘ_min）・cosθ＋Ｒ₀ と表現することもできる。

【００４１】そして、目標とする感光体１の周速度をＶ
ref とすると、モータ７の回転速度（目標角速度）ω r
ef(θ)は ω ref(θ)＝Ｖref ／Ｓ(θ) で表されるので、Ｖref ＝const（一定）とするには、 ω ref(θ)＝const ／Ｓ(θ) として近似すればよい。この結果、このような近似式を
用いた制御でも、感光体１の周速度Ｖref を一定にする
ことができる。

【００４２】従って、本実施の形態によれば、モータ７
の回転速度制御に用いられる目標角速度関数ω ref(θ)
として偏心量を含んだ半径近似式Ｓ(θ)にのみに依存す
る近似式を用いているので、簡単な演算処理で必要な関
数を得ることができ、ＣＰＵ１７の処理時間を短縮させ
ながら高精度な制御が可能となる。

【００４３】本発明の第五の実施の形態を説明する。本
実施の形態では、半径近似式Ｓ(θ)中で用いられる三角
関数cos(θ) の値をＲＯＭ１８中にルックアップテーブ
ルとして予め書き込んでおくようにしたものである。

【００４４】即ち、ＣＰＵ１７は一般にcos 関数やsin
関数といった三角関数を持っておらず、半径近似式Ｓ(θ)≒（Ｘ_max−Ｘ_min）・cosθ＋Ｒ₀ をそのままＣＰＵ１７に演算させると演算量が増えてし
まい、サンプリング周期が長くなり制御性能が劣ること
になりかねないが、cos(θ) の値をマイクロコンピュー
タ１６中のＲＯＭ１８に格納しておき、使用時に検出さ
れた回転位置θに応じてそのルックアップテーブル中の
cos(θ) の値を参照する方式とすれば、ＣＰＵ１７の負
担が大幅に軽減される。この結果、演算処理時間が短縮
され、制御性能を十分に発揮させることができる。

【００４５】なお、これらの各実施の形態では、回転体
として感光体１を用いた例で説明したが、感光体に限ら
ず、周速度の一定化を必要とする各種の回転体について
も同様に適用し得ることはもちろんである。

【００４６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、駆動源に
より回転駆動される回転体の偏心量を回転位置に対応さ
せて検出し、検出された偏心量及び対応する回転位置に
基づき回転体の周速度が一定となるように回転体の回転
速度を可変調整するようにしたので、回転体の偏心量を
検出してその検出結果に基づき回転体の回転速度を調整
することで回転体に偏心があっても本来の目的とする回
転体の周速度を一定化させることができる。

【００４７】請求項２記載の発明によれば、回転体を回
転駆動する駆動源と、回転体の周速度を一定とするため
の回転体の回転速度に関する目標値関数を求める手段
と、回転体の回転位置及び回転速度を検出する回転位置
速度検出手段と、回転体の偏心量を検出する偏心量検出
手段と、回転位置速度検出手段により検出された回転位
置及び回転速度と偏心量検出手段により検出された偏心
量とに基づき目標値関数に従い回転体の回転速度を制御
する回転制御手段と、を備えたので、回転体に偏心があ
っても、その偏心量と位相とを検出することができ、こ
の検出結果に基づき本来の目的とする回転体の周速度を
一定にすることができる。

【００４８】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の回転体駆動制御装置において、偏心量測定手段は非
接触で偏心量を検出するので、表面が軟らかな回転体の
場合であっても偏心量検出手段によって傷付けることが
なく、かつ、回転する回転体に対して偏心量検出手段が
外乱として作用することがなく、回転体の周速度に変化
を来すことがなく、また、偏心量・位置対応付け手段に
よって偏心量と回転体の回転位置との相関がとれるの
で、回転体の回転位置における目標速度が明確になり、
回転体の周速度の一定化を確実に図れる。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、請求項２又
は３記載の回転体駆動制御装置において、回転制御手段
は、プロセッサを備えており、この回転制御手段におけ
る目標値関数は、プロセッサと制御対象となる回転体と
により決まる位相遅れ分だけ偏心の位相を進める関数と
したので、目標値関数に関して位相関係の遅速に関する
点を適正化でき、制御系に遅れがあっても回転体の周速
度を一定にすることができる。

【００５０】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の回転体駆動制御装置において、実使用に先立つ時点
で回転体をプレ回転駆動させて回転位置速度検出手段及
び偏心量検出手段による検出動作を行わせるプレ検出実
行手段を備え、回転体の偏心量は、このプレ検出実行手
段により検出されて回転体の回転位置と対応付けられて
メモリに保存されているので、実使用時における回転制
御手段の負荷ないしは負担を低減させることができ、か
つ、前もって位相遅れも考慮することができるので、周
速度の一定化を一層確実なものとすることができ、ま
た、メモリに保存されている偏心量等の情報を用いるこ
とで、目標値関数も簡単に変更することができる。

【００５１】請求項６記載の発明によれば、請求項２記
載の回転体駆動制御装置において、目標値関数である目
標角速度関数ω ref(θ)を ω ref(θ)＝ const／Ｓ(θ) （ただし、const は定
数）として、偏心量を含む半径近似式Ｓ(θ)のみの関数とし
て近似するようにしたので、目標値関数を簡単に求める
ことができ、回転制御手段におけるプロセッサの処理時
間を短くすることができる。

【００５２】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の回転体駆動制御装置において、回転制御手段は、プ
ロセッサを備えており、cos(θ) の値は、読出し専用メ
モリ中にルックアップテーブルとして予め書き込まれて
おり、プロセッサは、回転位置速度検出手段により検出
される回転地θに応じてルックアップテーブルからcos
(θ) の値を読出して目標角速度関数ω ref(θ)を演算
するようにしたので、三角関数を保有しないプロセッサ
にcos(θ) の演算処理は行わせずに必要な演算処理を行
わせることができ、よって、プロセッサにおける演算処
理の負担を軽減してその処理時間を短縮させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の駆動系構成の概略
を示す斜視図である。

【図２】偏心量検出計を示す原理的構成図である。

【図３】制御系を中心とするハードウェア構成を示すブ
ロック図である。

【図４】フィードバック制御系の構成を示すブロック線
図である。

【図５】モータの角速度の変化の様子を示す特性図であ
る。

【図６】感光体の周速度の変化の様子を示す特性図であ
る。

【図７】偏心量と回転位置との対応付け処理等を示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明の第二の実施の形態を示すブロック線図
である。

【図９】オープンループ伝達特性を示す位相線図であ
る。

【図１０】位相進め補正の有無に応じた感光体の周速度
の変化の様子を示す特性図である。

【図１１】本発明の第三の実施の形態を示すフローチャ
ートである。

【図１２】本発明の第四の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１３】従来方式による場合のモータの角速度の制御
の様子を示す特性図である。

【図１４】従来方式による場合の感光体の周速度の変化
の様子を示す特性図である。

【符号の説明】

１回転体７駆動源９回転位置速度検出手段１０偏心量検出手段１７プロセッサ２０偏心量・位置対応付け手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源により回転駆動される回転体の偏
心量をその回転位置に対応させて検出し、検出された偏
心量及び対応する回転位置に基づき前記回転体の周速度
が一定となるように前記回転体の回転速度を可変調整す
るようにしたことを特徴とする回転体駆動制御方法。
【請求項２】回転体を回転駆動する駆動源と、前記回転体の周速度を一定とするための前記回転体の回
転速度に関する目標値関数を求める手段と、前記回転体の回転位置及び回転速度を検出する回転位置
速度検出手段と、前記回転体の偏心量を検出する偏心量検出手段と、前記回転位置速度検出手段により検出された回転位置及
び回転速度と前記偏心量検出手段により検出された偏心
量とに基づき前記目標値関数に従い前記回転体の回転速
度を制御する回転制御手段と、を備えることを特徴とす
る回転体駆動制御装置。
【請求項３】偏心量検出手段は、回転体に対して非接
触で偏心量を検出するものであり、この偏心量検出手段
により検出された前記回転体の偏心量を回転位置速度検
出手段により検出される回転位置と対応付ける偏心量・
位置対応付け手段を備えることを特徴とする請求項２記
載の回転体駆動制御装置。
【請求項４】回転制御手段は、プロセッサを備えてお
り、この回転制御手段における目標値関数は、前記プロセッ
サと制御対象となる回転体とにより決まる位相遅れ分だ
け偏心の位相を進める関数であることを特徴とする請求
項２又は３記載の回転体駆動制御装置。
【請求項５】実使用に先立つ時点で回転体をプレ回転
駆動させて回転位置速度検出手段及び偏心量検出手段に
よる検出動作を行わせるプレ検出実行手段を備え、回転体の偏心量は、このプレ検出実行手段により検出さ
れて前記回転体の回転位置と対応付けられてメモリに保
存されていることを特徴とする請求項３記載の回転体駆
動制御装置。
【請求項６】偏心量検出手段により検出された偏心量
の最大値Ｘ_max，最小値Ｘ_min、回転体の半径Ｒ₀ 、回
転位置速度検出手段により検出された回転位置θから得
られる半径近似式Ｓ(θ)＝（Ｘ_max−Ｘ_min）・cos(θ)＋Ｒ₀ に基づき、目標値関数である目標角速度関数ω ref(θ)
を ω ref(θ)＝ const／Ｓ(θ) （ただし、const は定
数）として近似するようにしたことを特徴とする請求項２記
載の回転体駆動制御装置。
【請求項７】回転制御手段は、プロセッサを備えてお
り、 cos(θ)の値は、読出し専用メモリ中にルックアップテ
ーブルとして予め書き込まれており、前記プロセッサは、回転位置速度検出手段により検出さ
れる回転位置θに応じて前記ルックアップテーブルから
cos(θ) の値を読出して目標角速度関数ω ref(θ)を演
算することを特徴とする請求項６記載の回転体駆動制御
装置。