WO2010026706A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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WO2010026706A1
WO2010026706A1 PCT/JP2009/003952 JP2009003952W WO2010026706A1 WO 2010026706 A1 WO2010026706 A1 WO 2010026706A1 JP 2009003952 W JP2009003952 W JP 2009003952W WO 2010026706 A1 WO2010026706 A1 WO 2010026706A1
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WO
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motor
speed
pulley
unit
control
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/003952
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English (en)
French (fr)
Inventor
小林雄治
吉川博之
藤倉照彦
夏目宗祐
大江睦人
生田克行
日恵野安
Original Assignee
コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社
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Filing date
Publication date
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    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/65—Apparatus which relate to the handling of copy material
    • G03G15/6529—Transporting
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5008—Driving control for rotary photosensitive medium, e.g. speed control, stop position control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/14—Electronic sequencing control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
    • F16H9/20—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts both flanges of the pulleys being adjustable
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    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G2215/00362—Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535—Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00717—Detection of physical properties
    • G03G2215/00738—Detection of physical properties of sheet thickness or rigidity

Definitions

  • the present invention relates to a technique for rotationally driving an image bearing rotating body such as a photosensitive drum and a rotating body such as a sheet conveying roller in an image forming apparatus, and more particularly to a technique for changing the rotational speed thereof.
  • image forming apparatuses such as printers and copiers
  • parts that perform many rotating operations such as a sheet conveying roller and a photosensitive drum, and these are stably driven at a predetermined rotational speed to form an image. Is executed smoothly, and a good output image can be obtained.
  • the fixing capability is avoided by reducing the system speed and reducing the amount of heat taken by the sheet per unit time while maintaining the heating capability of the heater or the like of the fixing device.
  • a gear device When changing the system speed like this, a gear device is usually used as a power transmission mechanism from the motor to each rotating body, and the gear is changed by changing the gear ratio.
  • the gear device has a relatively loud meshing sound, and is particularly annoying when used in a quiet office.
  • CVT Continuous Variable Transmission
  • the pulley is divided into two at the central portion in the axial direction, and the distance between the slopes of the V-shaped grooves on the peripheral surface thereof can be varied to change the ratio of the diameters of the pair of pulleys, thereby smoothly shifting. Since no meshing sound is generated, a comfortable office environment can be provided.
  • each of the pair of pulleys around which the V-shaped belt is suspended is divided into two half-split pulleys in the axial direction (hereinafter, each of the split half-split pulleys is “ Since the interval between the pulleys is called “mechanically driven” is changed mechanically, the response speed is slow, the error is large, and the control accuracy is not sufficient.
  • the error in the system speed of many rotating bodies including the photosensitive drum and the sheet conveying roller is kept within ⁇ 0.1%.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to change the system speed with high accuracy and speed while ensuring quietness by using a belt drive type transmission as a drive transmission means of a rotating body.
  • An object is to provide a possible image forming apparatus.
  • a rotational drive unit that rotationally drives a load rotational shaft that uses a motor as a drive source and is coupled to at least one of a sheet conveying roller and an image bearing rotator
  • An image forming apparatus including a control unit that controls a rotation speed of a load rotation shaft by the rotation drive unit, wherein the rotation drive unit changes a gear ratio between the motor and the load rotation shaft.
  • the transmission unit includes a pair of pulleys having V-shaped grooves formed on the peripheral surface and a V-shaped belt suspended between these V-shaped grooves, and each pulley has 2 in the axial direction.
  • a distance changing unit that changes the speed ratio by changing a distance in the axial direction between the two half-split pulleys, and the control unit includes the speed change unit.
  • the first control for controlling the distance changing unit so that the gear ratio by the predetermined value becomes a predetermined value, and after the completion of the first control, the rotational speed of the load rotation shaft is detected so that this becomes the target rotational speed. And performing a second control for feedback control of the rotation speed of the motor.
  • the speed change unit using the pulley and the V-shaped belt divided into two is used in the drive transmission path from the drive source to the load rotation shaft, the drive transmission is quiet without noise. Sex can be obtained.
  • the gear ratio is switched by the transmission unit (first control)
  • the motor rotational speed is feedback-controlled by the detected value of the rotational speed of the load rotating shaft and finely adjusted (second control). The system speed can be changed more quickly and with higher accuracy than when the system speed is changed only by the speed change unit.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a copier according to an embodiment. It is a figure for demonstrating the basic operation
  • the CVT apparatus it is a figure which shows the structural example in the case of driving apart a pulley using a piezoelectric element, (a) is a partial notch figure of a drive pulley, (b) was provided in the flange member. It is a figure which shows the mode of a ring-shaped electrode.
  • copying machine a digital full-color copying machine
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a copying machine 1 according to the present embodiment.
  • the copying machine 1 forms an image by a well-known electrophotographic method, and includes an image processing unit 10, a belt conveying unit 20, a paper feeding unit 30, a fixing unit 40, and a control unit 50. And an image reading unit 90.
  • the image processing unit 10 includes image forming units 10Y to 10K corresponding to development colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).
  • the image forming unit 10Y includes a photosensitive drum 11Y, a charger 12Y, an exposure unit 13Y, a developing unit 14Y, a transfer roller 15Y, a cleaner for cleaning the photosensitive drum 11Y, and the like disposed around the photosensitive drum 11Y. Then, a Y-color toner image is formed on the photosensitive drum 11Y through known charging, exposure, and development processes. This configuration is the same for the other image forming units 10M to 10K, and corresponding color toner images are formed on the photosensitive drums 11M to 11K.
  • the sheet feeding unit 30 includes three sheet feeding cassettes 31, 32, and 33, and feeds sheets S one by one from the sheet feeding cassette designated by the user to the conveying path 35 and sends them to the belt conveying unit 20.
  • the belt conveyance unit 20 includes a conveyance belt 21 that circulates in the direction of the arrow, and sequentially conveys the sheet S from the sheet feeding unit 30 to the transfer positions of the photosensitive drums 11Y to 11K in a state of being in close contact with the conveyance belt 21. .
  • the toner images on the photosensitive drums 11Y to 11K are affected by the electrostatic force generated by the electric field generated between the transfer rollers 15Y to 15K and the photosensitive drums 11Y to 11K at the respective transfer positions. Are transferred onto the sheet S in a multiple manner to form a full-color toner image. Thereafter, the sheet S is heated and pressed by the fixing unit 40 to fix the toner image, and is discharged onto the discharge tray 39.
  • the control unit 50 Based on the image data acquired by causing the image reading unit 90 to read the document, or the image data of a print job received from an external terminal device (not shown) via a network (for example, LAN), the control unit 50 , M, C, and K reproduction color digital image signals are generated, and each part is controlled as described above to perform a smooth image forming operation.
  • a network for example, LAN
  • an operation panel 57 is disposed at an easy-to-operate position on the front surface of the image reading unit 90 so that it can accept user input and display a predetermined message to the user.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams schematically showing the configuration of the CVT device 60.
  • FIG. 2A is driven at the system speed V1 when using plain paper.
  • FIG. 2 (b) shows how the drive pulley 61 and the driven pulley 62 are brought into contact with and separated from each other, and FIG.
  • FIGS. 2A and 2B shows the drive pulley 61 and the driven pulley 62 when they are decelerated to the system speed V2 to use cardboard.
  • Pulley interval the distance between the pulley divided bodies in each of the drive pulley 61 and the driven pulley 62 is simply referred to as “pulley interval”.
  • FIGS. 2A and 2B for simplification of the drawing, the bearing members for each shaft are not shown (the same applies to FIGS. 3 and 14).
  • the CVT device 60 includes a drive pulley 61 that is rotationally driven by a DC motor 64, a driven pulley 62, and a V-shaped belt that is stretched in a V-shaped groove of the drive pulley 61 and the driven pulley 62. 63 etc.
  • the driving force of the DC motor 64 transmitted from the driving pulley 61 to the driven pulley 62 via the V-shaped belt 63 is generated by the timing pulleys 71 and 74, the timing belts 73 and 76, and the timing pulley 72, which are attached to the load shaft 621. These are transmitted to the photosensitive drum 11K and the driving roller 16 through 75, respectively, and are driven to rotate.
  • the timing pulleys 71 and 72 and the timing pulley 74 are set so that the circumferential speed (traveling speed of the circumferential surface) of the photosensitive drum 11K matches the traveling speed of the sheet transport surface of the transport belt 21 that is driven by the driving roller 16.
  • the ratio of the pulley diameters of 75 and 75 is determined.
  • the photosensitive drum 11K and the driving roller 16 are rotationally driven by the DC motor 64, but in addition to this, other rotating bodies such as the photosensitive drums 11Y to 11C are also connected to the timing pulley. You may make it drive with the DC motor 64 via a timing belt.
  • the encoder device 642 is attached to the DC motor 64 in order to detect the rotational speed.
  • An encoder device 65 for detecting the rotational speed is also attached to the rotating shaft (hereinafter referred to as “load shaft”) 621 of the driven pulley 62.
  • encoder devices 642 and 65 either optical or magnetic encoder devices may be used.
  • the pulley interval of the drive pulley 61 is narrowed and the pulley interval of the driven pulley 62 is widened so that the system speed is V1.
  • the pulley interval of the drive pulley 61 is widened and the pulley interval of the driven pulley 62 is narrowed so that the system speed becomes V2 smaller than V1.
  • the plain paper is a transfer paper that is usually used.
  • the basic paper is a transfer paper having a basis weight of approximately 90 g / m 2 or less
  • the thick paper is a transfer paper having a basis weight exceeding that. It shall be said.
  • the system speed similar to that of the thick paper is adopted for the film-like OHP sheet.
  • FIG. 3 is a diagram showing a peripheral configuration including the drive pulley 61 in FIG. 2A and a drive mechanism for changing the pulley interval.
  • the drive pulley 61 is easy to understand the internal configuration. Is shown with a part cut away. Further, the V-shaped belt is shown only in its transverse section so that the engagement relationship with the inclined surfaces 611a and 612a of the V-shaped groove 61a of the drive pulley 61 can be easily understood.
  • the drive pulley 61 is composed of pulley divided bodies 611 and 612, which are movable in the axial direction with respect to the drive shaft 641 of the DC motor 64, respectively. It is regulated by 6122 so as to rotate integrally with the drive shaft 641. Further, a compression spring 613 is inserted in the shaft core portion between the pulley divided bodies 611 and 612, and thereby the pulley divided bodies 611 and 612 are biased in a direction away from each other. Moreover, the pulley division
  • the contact / separation driving unit 670 is formed by providing screw portions 6711 and 6712 on a shaft portion extended from the drive shaft 671 of the stepping motor 67 and screwing nut portions 672 and 675 to the screw portions 6711 and 6712. Screw grooves 6711 and 6712 are engraved with the same pitch with screw grooves that rotate in opposite directions.
  • Arm portions 673 and 676 are integrally attached to the nut portions 672 and 675, and cylindrical pressing members 674 and 677 that are loosely inserted into the drive shaft 641 of the DC motor 64 are attached to the tips of the arm portions 673 and 676. Connected.
  • the nut portions 672 and 675 are moved closer to or away from each other by the same amount, and accordingly, the distance between the pulley divided bodies 611 and 612 is changed and the width of the V-shaped groove 61a is changed. For this reason, the distance between the engagement position of the V-shaped belt and the V-shaped groove 61a from the rotation center of the drive pulley 61 is changed, and the same effect as when the pulley diameter is changed is obtained.
  • the configuration of the driven pulley 62 and its contact / separation drive unit 680 is basically the same as the configuration of the drive pulley 61 and the contact / separation drive unit 670.
  • the screw parts 6811 and 6812 formed on the rotary shaft 681 are respectively screw parts 6711 so that the contacting / separating operation of the pulley divided body of the driven pulley 62 is opposite to and away from the driving pulley 61 by the same amount. , 6712 with the same pitch and the opposite direction of rotation.
  • the driving force of the stepping motor 67 of the contact / separation drive unit 670 is transmitted to the rotation shaft 681 of the contact / separation drive unit 680 by the timing pulleys 691 and 692 and the timing belt 693 having the same diameter, and the nut 682 and the arm 683. Further, the distance between the pulley divided bodies of the driven pulley 62 is changed via the nut 685, the arm 686, and the like.
  • the pulley split bodies of the driving pulley 61 and the driven pulley 62 are opposite in the separating direction and the approaching amount and the separating amount are equal, and the axial center positions of the driving pulley 61 and the driven pulley 62 are always the same.
  • the gear ratio can be continuously changed in a state where the V-belt 63 is not loosened.
  • reference numeral 66 denotes a home position sensor that detects that the pulley divided body 611 is at the home position.
  • a reflective photoelectric sensor is used.
  • the recording sheet is mostly plain paper, and in this embodiment, the position of the pulley divided body 611 when the system speed for the plain paper is obtained is set as the home position. is doing.
  • the positions of the driving pulley 61 and the driven pulley 62 are one pulley divided. It is enough to detect the position of the body.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the control unit 50 in the copying machine 1.
  • control unit 50 includes a CPU 51, a communication I / F (interface) unit 52, a RAM 53, a ROM 54, an EEPROM 55, and a table holding unit 56.
  • the CPU 51 reads out necessary programs from the ROM 54 and unifies the operation of each unit while measuring the timing. Control is performed to smoothly execute the document reading operation and the image forming operation, and the system speed switching control is executed according to the type of the recording sheet.
  • the communication I / F unit 52 is a LAN card or a LAN board for connecting the CPU 51 and the LAN.
  • the communication I / F unit 52 receives print job data transmitted from the client terminal via the LAN and sends it to the CPU 51.
  • the RAM 53 is a volatile memory and serves as a work area when the CPU 51 executes a program.
  • the ROM 54 stores a program for controlling the operation of each part in the copying machine 1, a program for switching the system speed described later, and the like.
  • the EEPROM 55 is a non-volatile memory, and stores data such as the type of recording sheet stored in each paper feed cassette.
  • the table holding unit 56 includes a non-volatile memory, and an initial value table T1 (see FIG. 12), a motor target rotation speed correction table T2 (see FIG. 13) to be referred to when the CPU 51 executes system speed control. Is stored.
  • a storage area may be secured in the EEPROM 55 or the ROM 54, and the tables T1, T2, etc. may be stored therein.
  • the DC motor drive unit 81 receives the control signal transmitted from the CPU 51, drives the DC motor 64, and rotates the drive pulley 61 in the CVT device 60 at a predetermined rotation speed.
  • the stepping motor drive unit 82 receives the control signal transmitted from the CPU 51, drives the stepping motor 67, and changes the pulley interval of each drive pulley 61 and driven pulley 62 in the CVT device 60.
  • variable speed rotation drive units for example, rotation drive units of the photosensitive drums 11Y to 11C
  • a motor other than the DC motor 64 as a drive source. Since the control can be performed in the same manner as the motor 64 and the stepping motor 67, illustration and description are omitted.
  • the operation panel 57 is provided with a display unit in which a touch panel is mounted on the surface of the liquid crystal display panel, in addition to hard keys such as a numeric keypad and a start key for inputting the number of copies.
  • a touch panel is mounted on the surface of the liquid crystal display panel, in addition to hard keys such as a numeric keypad and a start key for inputting the number of copies.
  • various setting screens are displayed, and a predetermined input can be performed by pressing a tab or button displayed on the screen.
  • FIG. 5A and 5B show examples of setting screens displayed on the display unit of the operation panel 57 when setting the types of recording sheets stored in the paper feed cassettes 31 to 33.
  • FIG. 5A and 5B show examples of setting screens displayed on the display unit of the operation panel 57 when setting the types of recording sheets stored in the paper feed cassettes 31 to 33.
  • FIG. 5A shows a paper cassette selection screen 571 displayed by pressing a paper setting tab on a basic setting screen (not shown) of the display unit.
  • the information regarding the paper type and size set in this manner is stored in a predetermined table in the EEPROM 55 in association with the paper cassette.
  • FIG. 6 is a basic flowchart of the rotation control process, and is executed as a subroutine of a main routine (not shown) showing the overall control of the copying machine 1.
  • step S1 it is determined whether or not it is the timing of the image stabilization process.
  • the image stabilization process is a process necessary for stably outputting an image with a good image quality, such as an image density adjustment and a color misregistration correction process.
  • a predetermined toner pattern is formed on the transport belt 21. It is formed and detected by a photoelectric sensor (not shown). These are executed when the apparatus is activated, at every fixed number of image formations, or at a fixed time. Since the contents of these image stabilization processes are known, they will not be described in detail here.
  • step S5 the speed control for plain paper is first performed (step S4), and then the image stabilization process is executed. (Step S5).
  • step S11 After executing the image stabilization process, the DC motor 64 is stopped and the process returns to the main routine (step S11).
  • step S3 it is determined whether or not thick paper is designated for execution of the job.
  • Whether or not a job has been accepted can be determined for a print job based on whether or not the print job data has been received from an external terminal.
  • the copy mode is set on the operation panel 57. Whether the start key is pressed or not can be determined.
  • whether the paper is plain paper or thick paper can be determined based on the paper feed cassette specified in the header of the received print job data. The determination can be made based on the selected content of the paper feed cassette from the operation panel 57.
  • step S3 If the determination in step S3 is negative, it is determined that plain paper is designated, and plain paper print processing is executed after executing plain paper speed control in the same manner as in step S4 (step S3: NO, step S6). Step S7).
  • step S11 the DC motor 64 is stopped (step S11), and the process returns to the main routine.
  • step S3 If it is determined in step S3 that thick paper is designated (step S3: YES), the process proceeds to step S8, and after performing thick paper speed control, printing processing on thick paper is executed ( Steps S8 and S9).
  • FIG. 7 is a flowchart showing a subroutine for speed control for plain paper executed in step S4 or S6 of FIG.
  • the initial value of the target rotational speed of the DC motor 64 and the target rotational speed of the load shaft 621 set in advance to obtain the system speed V1 when using plain paper are read from the initial value table in the table holding unit 56.
  • the setting is made in the RAM 53 (step S101), and a control signal (motor clock) is sent from the CPU 51 to the DC motor driving unit 81 (see FIG. 4) so that the DC motor 64 reaches the target rotational speed, thereby driving the DC motor 64. Is started (step S102).
  • FIG. 12 shows an example of the initial value table T1.
  • the system speed is switched between two levels of the plain paper speed V1 and the thick paper speed V2, which is a half of the speed, and the CVT device 60 shifts according to the type of the paper.
  • the ratio, the drive pulse number for defining the rotation amount of the drive shaft of the stepping motor 67 in the contact / separation drive unit 670, the initial value of the target rotation number of the DC motor 64 and the value of the target rotation speed of the load shaft 621 are stored. Yes.
  • step S101 b 1 [rpm (revolutions per minute): the rotation speed per minute)] and the target rotation speed c 1 of the load shaft 621 are read from the initial value table T1 as the initial rotation speed of the DC motor 64. Are set in the RAM 53.
  • the drive pulley 61 and the driven pulley 62 (hereinafter both pulleys) are prepared in preparation for the next print job for plain paper.
  • the DC motor 64 is stopped after returning to the home position (see step S11 in FIG. 6). There is no need to change the gear ratio of the CVT device 60.
  • the pulley position may be deviated from the home position during maintenance work by a service person or for some reason such as external force applied to the apparatus. It is confirmed whether or not the pulley divided body 611 is at the home position. If it is determined that the pulley is not at the home position, the stepping motor 67 is driven to adjust the pulley to be at the home position. You may insert steps.
  • step S103 It is determined whether or not 100 ms has elapsed since the start of driving of the DC motor 64 in step S102, and if it has elapsed (step S103: YES), correction processing at the time of starting the motor in steps S104 to S106 is executed.
  • the initially set target rotational speed b 1 of the DC motor 64 is corrected in consideration of the gear ratio setting error.
  • Step S104 when 100 ms has elapsed since the start of driving of the DC motor 64, the rotational speed Rd of the load shaft 621 is detected from the output of the encoder device 65, and the difference ⁇ R between the rotational speed Rd and the normal rotational speed Rs is obtained. (Step S104).
  • the normal rotational speed Rs is the DC speed in order to obtain the target system speed when the gear ratio of the CVT device 60 is actually set accurately to a 1 (see the initial value table in FIG. 12).
  • This is the rotational speed at 100 ms after the start of driving when the target rotational speed of the motor 64 is controlled to be b 1 , which is obtained in advance by experiments and stored in the ROM 54.
  • the value of “100 ms” is an example for determining the correction timing, and other values may be used as long as the motor is being started. However, if the timing is too fast, the rotation of the DC motor 64 is unstable, so accurate correction is difficult, and conversely, the correction timing is slow, and even if correction is close to the end of start-up control, the effect is difficult to appear. Therefore, it is desirable to set between several tens of ms to 300 ms.
  • a motor target rotation speed correction table indicating the relationship is stored in the ROM 54, and the correction amount is determined based on the table.
  • FIG. 13 shows an example of the motor target rotational speed correction table T2.
  • the correction amounts d and u for the target rotational speed a 1 are shown for each ratio [%] of the rotational speed difference ⁇ R to the normal rotational speed Rs.
  • the percentage [%] is obtained and stored in advance.
  • the error between the rotation speed Rd of the load shaft detected 100 ms after the start of rotation and the normal rotation speed Rs obtained in advance is in the range of ⁇ 1.5% to + 1.5%.
  • the mechanism such as the pulley contact / separation drive unit 670 of the CVT device 60 is different, the error range of the gear ratio is also different, and accordingly, an appropriate error range is set accordingly.
  • the table described is prepared.
  • step S105 of FIG. 7 the target rotation of the DC motor 64 is referred to with reference to the table of FIG. 12 based on the difference ⁇ R between the normal rotation speed Rs of the load shaft 621 calculated in step S104 and the detected rotation speed Rd.
  • the speed is corrected from the initially set b 1, and the motor clock corrected so as to be the corrected rotation speed is sent from the CPU 51 to the DC motor driving unit 81 (step S106).
  • step S107 the rotational speed of the DC motor 64 is monitored by the encoder device 642, and when the rotational speed reaches the corrected target rotational speed (step S107: YES), the rotational speed of the load shaft 621 is detected by the encoder device 65.
  • the feedback control is performed until the detected value reaches the target rotational speed c 1 (see the initial value table T1 in FIG. 12) (step S108: NO, step S109).
  • the detected speed cd of the encoder device 65 is compared with the target speed c 1, and if they are different, the difference ⁇ c is obtained and sent to the DC motor drive unit 81 based on the magnitude and positive / negative of the difference ⁇ c. Fine-tune the motor clock frequency.
  • the adjustment amount may be obtained by multiplying the difference ⁇ c by a predetermined feedback gain, or more precisely, a table in which the correction amount of the number of motor clocks is associated according to the magnitude of ⁇ c is prepared. The motor clock may be adjusted while referring to the table.
  • step S110 the speed control at the time of starting the DC motor 64 is terminated (step S110), and the process returns to the main routine.
  • FIG. 9 is a graph showing a change in the load shaft rotation speed in the correction process at the time of starting the motor in FIG. 7, where the horizontal axis represents the elapsed time [ms] from the start of driving, and the vertical axis represents the load shaft rotation speed [rpm]. ing.
  • the target rotational speed c 1 of the load shaft 621 when obtaining the system speed V1 of plain paper is 110 rpm.
  • the DC motor 64 is driven with the initial rotational speed b 1 as a target, but after 100 ms, the target speed is corrected by the difference from the normal rotational speed Rs.
  • the rotational speed changes as indicated by the solid line L2, which is higher than in the case of the original L1. It is possible to shift to the feedback control from a position close to the target rotational speed c 1 of the load shaft, and the effect that the load shaft can be stably maintained by reaching the target rotational speed in a short time.
  • FIG. 10 shows energy conversion efficiency characteristics in the DC motor 64 in the present embodiment, where the horizontal axis indicates the rotational speed [rpm] and the vertical axis indicates the energy conversion efficiency [%].
  • the rotational speed peaks at 2200 [rpm], and the conversion efficiency decreases when the rotational speed is away from the peak. If the conversion efficiency is low, the amount of energy that is originally required to contribute to the rotational drive of the DC motor 64 is unnecessarily consumed for heat generation, which is undesirable from the viewpoint of energy saving.
  • the rotational speed of the load shaft 621 is set to the target value c 1 in anticipation of the error range.
  • the value of the speed ratio a 1 is set in advance so that the final rotational speed of the DC motor 64 when controlled by the above has a conversion efficiency equal to or higher than a predetermined value.
  • the rotational speed of the DC motor 64 can be operated within a range where the energy conversion efficiency is equal to or higher than a predetermined value, so that a power saving effect is high.
  • the DC motor 64 is at about 98% or more (2100-2300 [rpm]: conversion efficiency of about 73.5% or more) of the peak value of conversion efficiency (conversion efficiency of about 75%: about 2200 [rpm]). It is assumed that the speed ratio a 1 is set so that the rotational speed of the motor can be finely adjusted.
  • FIG. 11 shows changes in the elapsed time [ms] from the start of the motor start and the rotational speed [rpm] of the DC motor 64 at this time.
  • the DC motor 64 starts up with the initial value b 1 as the target rotational speed, and after 100 ms has elapsed, the target rotational speed is corrected by the above correction, and therefore changes as shown by a line L4.
  • the corrected target rotational speed (referred to as “b 1 ”) is substantially the same value as the rotational speed of the motor (referred to as “bc”) to be finally adjusted by feeding back the rotational speed of the load shaft 621. Since it should have been corrected so that fine adjustment by feedback does not require much time.
  • the gear ratio of the CVT device 60 is set so that the initial target rotational speed b 1 becomes almost the intermediate value (2200 [rpm]) of the rotational speed (2100 to 2300 [rpm]) within the optimum range of the conversion efficiency. If a 1 is set, even if there is an error of about ⁇ 1.5% in the actual gear ratio, the corrected target rotational speed b 1 ′ of the DC motor 64 and the finally adjusted rotational speed bc This value can also be within the above-mentioned optimum range, and the driving of the DC motor 64 can be efficiently driven with less wasteful energy consumption.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the contents of the cardboard speed control process.
  • Step S201 the respective values of the target rotational speed b 2 of the DC motor 64 and the load shaft target rotational speed c 1/2 at the cardboard system speed V 2 are read from the initial value table T 1 and set in the RAM 53.
  • step S202 the driving of the DC motor 64 is started toward the target rotational speed b 2 (step S202).
  • Step S203 After a lapse of a certain time (for example, about 10 ms) from the start of driving (step S203), the stepping motor 67 is driven to move the pulley from the home position by a predetermined amount so that the transmission ratio of the CVT device 60 is a 1/2. (Step S204).
  • a certain time for example, about 10 ms
  • the amount of movement of the pulley necessary for setting the gear ratio to a 1/2 is obtained in advance, and the number of drive pulses k corresponding to the rotation speed of the stepping motor 67 necessary for the movement is initially set.
  • the CPU 51 Stored in the value table T1, the CPU 51 reads the numerical value k and sends a control signal to the stepping motor drive unit 82 (FIG. 4) so as to rotate by the number of pulses.
  • Step S205 YES
  • Step S206 NO, step S207
  • step S206 If the rotational speed of the load shaft 621 reaches the target rotational speed c 1/2 in step S206, the speed control at startup is terminated and the process returns to the flowchart of FIG.
  • the rotational speed of the load shaft is accurately controlled to c 1/2 , and can be switched to the system speed for cardboard with high accuracy.
  • the system speed V1 when using plain paper and the system speed V2 when using thick paper are in a 2: 1 relationship as described above, and the gear ratio in the CVT device 60 is halved.
  • the finally controlled rotation speed is almost the same or very close to that of plain paper and cardboard, and the conversion efficiency of the rotation speed of the DC motor 64 when using cardboard is within the optimum range. .
  • the system speed is changed by using the change of the gear ratio by the CVT device 60 and the rotation control of the DC motor 64 in combination, and the former does not perform the feedback control and changes the gear ratio.
  • the rotational speed of the DC motor 64 is feedback-controlled based on the detected value of the rotational speed of the load shaft 621 so as to compensate for the setting error.
  • the system speed can be changed quickly and accurately.
  • a servo motor may be used instead of the stepping motor, or the pulley interval may be changed using an eccentric cam mechanism or the like instead of the screw feed mechanism.
  • FIG. 14A is a partially cutaway view showing an example of the configuration in this case.
  • a cylindrical piezoelectric element 68 is coaxially inserted in the drive shaft 641 between the pulley divided bodies 611 and 612.
  • the drive shaft 641 is formed of a hollow pipe, and the lead wire connected to the electrode of the piezoelectric element 68 passes through the hollow portion and reaches the end surface of the flange member 643.
  • metal ring-shaped electrodes 644a and 645a are concentrically attached to the end surface of the flange member 643.
  • the lead wires 644 and 645 are connected to the respective ring-shaped electrodes 644a and 645a. Is connected.
  • the ring-shaped electrodes 644a and 645a are brought into contact with the tip portions of the metal pieces 644b and 645b having elasticity, and the piezoelectric element power source is connected via the metal pieces 644b and 645b, the ring-shaped electrodes 644a and 645a, and the lead wires 644 and 645.
  • a predetermined voltage is supplied from the unit 69 to the piezoelectric element 68.
  • the piezoelectric element 68 is of a laminated type that expands and contracts in the axial direction of the pulley when a voltage is applied.
  • the piezoelectric element 68 is positioned on the drive shaft 641 by a pin 646 just at the center in the axial direction. Accordingly, the thickness is changed in the left and right directions in equal amounts. Further, both end surfaces in the axial direction of the piezoelectric element 68 are joined to the surfaces of the pulley divided bodies 611 and 612 facing the end faces by an adhesive or the like, and the pulley divided bodies 611 and 612 are brought into contact with and separated from each other as the piezoelectric element expands and contracts. Driven. Also in the case of the driven pulley 62, the same configuration can be obtained only in that the voltage and polarity applied to the piezoelectric element are different from those in the case of the driving pulley 61.
  • a voltage applied to the piezoelectric element, the amount of change in the thickness is in one-to-one relationship, (when plain paper used) the gear ratio of the CVT 60 a 1, in order to a 1/2 (when thick paper used) are obtained in advance and stored in the initial value table T1, and the CPU 51 refers to the table and instructs the piezoelectric element power source 69 to supply these voltages to the piezoelectric element 68.
  • the piezoelectric element power supply unit 69 may be a digital control power supply device that controls the output voltage by, for example, PWM control or PAM control, or a plurality of resistors are connected in series to divide the voltage, and a connection point is connected by a changeover switch.
  • a simple configuration may be adopted in which a desired voltage value is obtained by selecting.
  • the contact / separation drive mechanism has a simple configuration and is applied to the piezoelectric element.
  • the gear ratio of the transmission unit can be easily controlled simply by changing the voltage value.
  • the pulley moving process of the CVT device 60 in step S204 ends during the starting section of the DC motor 64 (for example, 300 ms is required for starting the DC motor 64). If the pulley movement is completed 200 ms after the start of motor driving), the DC motor 64 control is performed based on the difference ⁇ R between the detected rotational speed Rd of the load shaft 621 and the normal rotational speed Rs after the pulley movement is completed. The motor clock may be corrected.
  • a motor target rotation speed correction table similar to that shown in FIG. 13 is provided in advance with respect to the rotation speed of the load shaft 621 when 200 ms has elapsed from the start of driving of the DC motor 64, and the motor clock is corrected based on the table. Is made.
  • the system speed is changed in two stages when using plain paper and when using thick paper.
  • the system speed is changed more finely according to the type of recording sheet used. It doesn't matter.
  • the CVT device can shift continuously, and the system speed can be easily set by changing the control program. Therefore, it is highly versatile as a drive mechanism with a shift function. Therefore, the same type of CVT apparatus can be produced in large quantities and applied to a plurality of different models, thereby lowering the unit price of the CVT apparatus and, in turn, reducing the manufacturing cost of the image forming apparatus.
  • the home position sensor 66 detects that the pulley divided body 611a of the drive pulley 61 of the CVT device 60 is at the home position, and each pulley divided body is determined by the number of drive pulses supplied to the stepping motor 67. Is controlled so that the transmission gear ratio a 1/2 when using thick paper is achieved. For example, the position of any pulley divided body at the transmission gear ratio a 1/2 is detected.
  • a position sensor is provided separately (in the case of the above-described embodiment, since each pulley divided body moves in conjunction with each other, the detection target may not be the pulley divided body 611a). A desired gear ratio can be obtained even if the movement is stopped when the movement is detected.
  • the contents of the rotational speed control in the copying machine described in the above embodiment can be understood as an invention of a rotational speed control method and a program for causing a computer to execute the control method.
  • the program includes, for example, magnetic disks such as magnetic tape and flexible disks, optical recording media such as DVD, CD-ROM, CD-R, MO, and PD, Smart Media (registered trademark), COMPACTFLASH (registered trademark), and the like. It can be recorded on various computer-readable recording media such as a flash memory recording medium, and may be produced, transferred, etc. in the form of the recording medium, or wired including the Internet in the form of a program.
  • the data is transmitted and supplied via various wireless networks, broadcasting, telecommunication lines, satellite communications, and the like.
  • the present invention is applied to a full-color copying machine as an example of the image forming apparatus according to the present invention.
  • the present invention can be applied regardless of the type of color or monochrome.
  • the present invention is applied to control of the rotational speed in an image forming apparatus having a rotation drive unit such as a printer and a facsimile machine. Among these, some printers are not provided with the operation panel 57.
  • an instruction such as the type of sheet on which an image should be formed may be received from the user from an external terminal such as a PC (Personal Computer).
  • an external terminal such as a PC (Personal Computer).
  • the communication I / F unit 52 corresponds to the operation panel 57 as an image forming unit. To do.
  • the operation panel 57 does not necessarily have to be provided in the image forming apparatus.
  • the present invention is suitable as an image forming apparatus having quietness and capable of switching the system speed quickly with high accuracy.

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Abstract

　回転体の駆動伝達路に静音性に優れたＣＶＴ装置を使用しつつ、システムスピードを迅速かつ高精度に切り換えるものである。 　具体的には、記録シートとして厚紙を使用する場合には、駆動源であるＤＣモータを起動しつつ（Ｓ２０２）、ＣＶＴ装置が目標の減速比となるように、各プーリにおける一対のプーリ分割体の距離を変更させた後（Ｓ２０４）、従動プーリの負荷回転軸のエンコーダの検出信号に基づき、当該負荷回転軸の回転速度が目標値となるようにＤＣモータの回転をフィードバック制御する（Ｓ２０６：ＮＯ、Ｓ２０７）。

Description

画像形成装置
　本発明は、画像形成装置における、感光体ドラムなどの像担持回転体や、シート搬送用のローラなどの回転体を回転駆動する技術に関し、特にその回転速度を変更する技術に関する。
　プリンタや複写機などの画像形成装置においては、シート搬送用ローラや感光体ドラムを始め多くの回転動作を行う部位があり、それらが所定の回転速度で安定して駆動されることにより画像形成動作が円滑に実行され、良好な出力画像を得ることができる。
　このような画像形成装置においては、通常、普通紙を前提として定着装置におけるヒータなどの加熱手段の最大能力が設定されているので、厚紙やＯＨＰシートなどの特殊紙に画像を形成する場合には、その熱容量が大きいため、加熱不足となり定着不良が生じるおそれがある。
　これを避けるため、定着装置に加熱能力の高いヒータ等を採用すると、消費電力が増大し、節電に反すると共に装置のコストアップが避けられない。
　そこで、従来は、定着装置のヒータなどの加熱能力はそのままで、システムスピードを低下させ、単位時間当たりにシートに奪われる熱量を少なくすることで定着不良を回避していた。
　このようなシステムスピードの変更を行う場合、通常は、モータから各回転体への動力伝達機構としてギヤ装置を使用し、このギヤ比を切換えることによって変速するようにしている。
　ところが、ギヤ装置はその噛合音が比較的大きく、とりわけ静かなオフィスで使用される場合には、耳障りであるという問題がある。
　そこで、画像形成装置における変速装置として、ベルト駆動方式の無段変速装置、いわゆるＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）装置の導入が考えられている。
　これによれば、プーリを軸方向中央部で２分割し、その周面のＶ字溝の斜面の間隔を可変とすることにより一対のプーリの径の比を変えて円滑に変速することができ、噛合音は生じないので、快適なオフィス環境を提供することが可能となる。
特開平６－７５５００号公報 特開平７－１４０７３９号公報
　しかしながら、上記ＣＶＴ装置は、静音性に優れるものの、応答性と制御精度に劣るという問題がある。
　すなわち、ＣＶＴ装置において変速する際には、Ｖ字ベルトが懸架された一対のプーリについて、それぞれ軸方向に２分割された半割りのプーリ（以下、分割された半割り状態のプーリのそれぞれを「プーリ分割体」という。）の間隔を機械的に駆動させて変更するため、応答速度が遅い上、誤差も大きく制御精度が十分とは言えない。
　特に、カラーの画像形成装置においては、その画質を良好に維持するため、感光体ドラムやシート搬送ローラを始め多くの回転体のシステムスピードの誤差を、ほぼ、±０．１％以内に収めることが望まれるが、上記ＣＶＴ装置による変速では、フィードバック制御しても目標のシステムスピードに収束するまで長時間を要し、しかもその精度を十分保証することができない。
　これは、例えば記録シートの種類などに応じてシステムスピードを切り換えて実行する画像形成ジョブにおける実行開始の遅延および画質の劣化を意味する。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転体の駆動伝達手段としてベルト駆動方式の変速装置を利用して静音性を確保しつつ、高精度かつ迅速なシステムスピードの切換えが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一側面によれば、モータを駆動源とし、シート搬送用ローラおよび像担持回転体の少なくとも一方に連結された負荷回転軸を回転駆動する回転駆動ユニットと、前記回転駆動ユニットによる負荷回転軸の回転速度を制御する制御部とを備えた画像形成装置であって、前記回転駆動ユニットは、前記モータと前記負荷回転軸との間の変速比を変える変速ユニットを駆動伝達路として備え、前記変速ユニットは、周面にＶ字溝が形成された一対のプーリとこれらのＶ字溝間に懸架されたＶ字ベルトを有すると共に、各プーリは軸方向に２分割されており、当該２分割された半割りのプーリ間の軸方向における距離を変更して前記変速比を変える距離変更ユニットを有しており、前記制御部は、前記変速ユニットによる変速比が所定値となるように前記距離変更ユニットを制御する第１の制御と、前記第１の制御完了後、前記負荷回転軸の回転速度を検出し、これが目標の回転速度となるようにモータの回転速度をフィードバック制御する第２の制御とを実行することを特徴としている。
　上記構成によれば、駆動源から負荷回転軸に至るまでの駆動伝達路に、２分割されたプーリとＶ字ベルトを利用した変速ユニットを用いているため、その駆動伝達に騒音を伴わず静音性を得ることができる。また、当該変速ユニットにより変速比を切り換えた後（第１の制御）、負荷回転軸の回転速度の検出値によりモータの回転速度をフィードバック制御して微調整しているので（第２の制御）、システムスピードの変更を、変速ユニットのみにより実行する場合に比べ、より迅速、かつ、高精度に行うことができる。
本実施の形態に係る複写機の構成を示す概略図である。 上記複写機におけるシステムスピードの変更のために採用しているＣＶＴ装置の基本的な動作を説明するための図であり、（ａ）は、普通紙使用時の場合、（ｂ）は厚紙使用時の場合を示す。 上記ＣＶＴ装置におけるプーリ分割体における離間駆動機構の例を示す一部切り欠き図である。 複写機における制御部のブロック図である。 （ａ）は給紙カセットを選択する際の操作パネルの表示部に表示される設定画面であり、（ｂ）は、上記設定画面において選択トレイの用紙設定変更ボタンが押下された場合に表示される設定画面である。 記録シートとして使用する用紙の種類に応じたシステムスピードに制御するための基本的なルーチンを示すフローチャートである。 図６のステップＳ４、Ｓ６のサブルーチンを示すフローチャートである。 図６のステップＳ８のサブルーチンを示すフローチャートである。 ＤＣモータの初期起動の途中で制御信号を補正した場合の効果を説明するための、起動時間と負荷軸回転速度との関係を示す図である。 ＤＣモータのエネルギー変換効率と回転速度との関係を示す図である。 ＤＣモータの初期起動の途中で駆動信号を補正した場合の変化を示すための、起動時間とＤＣモータの回転速度との関係を示す図である。 初期値テーブルの例を示す図である。 モータ目標回転速度補正テーブルの例を示す図である。 ＣＶＴ装置において、圧電素子を利用してプーリを離間駆動する場合の構成例を示す図であり、（ａ）は、駆動プーリの一部切り欠き図、（ｂ）は、フランジ部材に設けられたリング状電極の様子を示す図である。
　以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、デジタル式のフルカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した場合を例にして説明する。
　（１）複写機の構成

　図１は、本実施の形態に係る複写機１の全体構成を示す概略図である。
　同図に示すように複写機１は、周知の電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部１０と、ベルト搬送部２０と、給紙部３０と、定着部４０、制御部５０及び画像読取部９０を備えてなる。
　画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の現像色に対応した作像部１０Ｙ～１０Ｋを備えている。作像部１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙと、その周囲に配設された帯電器１２Ｙ、露光部１３Ｙ、現像器１４Ｙ、転写ローラ１５Ｙ、感光体ドラム１１Ｙを清掃するためのクリーナなどを備えており、公知の帯電、露光、現像工程を経て感光体ドラム１１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。この構成は、他の作像部１０Ｍ～１０Ｋについて同様であり、対応する色のトナー像が感光体ドラム１１Ｍ～１１Ｋ上に作像される。
　給紙部３０は、３つの給紙カセット３１、３２、３３を備え、ユーザからの指定された給紙カセットからシートＳを搬送路３５に１枚ずつ繰り出してベルト搬送部２０に送る。
　ベルト搬送部２０は、矢印方向に循環走行される搬送ベルト２１を備え、給紙部３０からのシートＳを搬送ベルト２１に密着させた状態で感光体ドラム１１Ｙ～１１Ｋの転写位置に順次搬送する。シートＳが各転写位置を通過する際に、各転写位置において転写ローラ１５Ｙ～１５Ｋと感光体ドラム１１Ｙ～１１Ｋ間に生じる電界による静電力の作用を受けて感光体ドラム１１Ｙ～１１Ｋ上のトナー像がシートＳ上に多重転写されフルカラーのトナー像が形成される。その後、シートＳは、定着部４０で加熱・加圧されてトナー像の定着が実行され、排出トレイ３９上に排出される。
　制御部５０は、画像読取部９０に原稿を読み取らせて取得した画像データ、あるいは、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置（不図示）から受け付けたプリントジョブの画像データに基づき、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの再現色用のデジタル画像信号を生成すると共に、各部を上記のように制御して円滑な画像形成動作を実行させる。
　また、画像読取部９０前面の操作しやすい位置には、操作パネル５７が配設されており、ユーザの入力を受け付けたり、ユーザに所定のメッセージを表示したりできるようになっている。
　なお、６４は、ＤＣモータであり、次に述べるＣＶＴ装置６０を介してベルト搬送部２０における駆動ローラ１６や感光体ドラム１１を所定速度で回転駆動する。本実施の形態では、当該ＤＣモータとして、耐久性の点でメリットがあるブラシレスＤＣモータを使用するが、これに限定されるものではない。
（２）ＣＶＴ装置６０の構成
　図２（ａ）（ｂ）は、ＣＶＴ装置６０の構成を模式的に示す図であり、図２（ａ）は、普通紙使用時おけるシステムスピードＶ１で駆動するときの駆動プーリ６１、従動プーリ６２におけるプーリ分割体の接離の様子を示し、同図２（ｂ）は、厚紙使用のためシステムスピードＶ２に減速させた場合の各駆動プーリ６１、従動プーリ６２におけるプーリ分割体の接離の様子を示している（以下、各駆動プーリ６１、従動プーリ６２におけるプーリ分割体同士の間隔を単に「プーリ間隔」という。）。なお、図２（ａ）（ｂ）では、図の簡略化のため、各軸における軸受け部材は図示を省略している（図３、図１４も同様）。
　両図に示すように、ＣＶＴ装置６０は、ＤＣモータ６４により回転駆動される駆動プーリ６１と、従動プーリ６２と、この駆動プーリ６１と従動プーリ６２のＶ字溝に張架されるＶ字ベルト６３等を備える。
　Ｖ字ベルト６３を介して駆動プーリ６１から従動プーリ６２に伝達されたＤＣモータ６４の駆動力は、負荷軸６２１に取着されたタイミングプーリ７１、７４とタイミングベルト７３、７６およびタイミングプーリ７２、７５を介してそれぞれ感光体ドラム１１Ｋ、駆動ローラ１６に伝達され、それらを回転駆動する。
　このとき、感光体ドラム１１Ｋの周速（周面の走行速度）と駆動ローラ１６により走行される搬送ベルト２１のシート搬送面の走行速度が一致するように、タイミングプーリ７１と７２、タイミングプーリ７４と７５の各プーリ径の比が決定されている。
　本例では、ＤＣモータ６４により感光体ドラム１１Ｋ、駆動ローラ１６のみを回転駆動するようにしているが、これに加えて他の回転体、例えば感光体ドラム１１Ｙ～１１Ｃなどについても、タイミングプーリとタイミングベルトを介してＤＣモータ６４により駆動するようにしても構わない。
　ＤＣモータ６４には、その回転速度を検出するためエンコーダ装置６４２が付設されている。また、従動プーリ６２の回転軸（以下、「負荷軸」という。）６２１にも、その回転速度を検出するためのエンコーダ装置６５が付設されている。
　上記エンコーダ装置６４２、６５として、光学式、磁気式のいずれのエンコーダ装置が用いられても構わない。
　図２（ａ）に示すように、普通紙使用時にはシステムスピードがＶ１となるように駆動プーリ６１のプーリ間隔を狭くし、従動プーリ６２のプーリ間隔を広くする。また、厚紙使用時には、図２（ｂ）に示すようにシステムスピードがＶ１より小さなＶ２となるように駆動プーリ６１のプーリ間隔を広くし、従動プーリ６２のプーリ間隔を狭くしている。
　ここで、普通紙とは、通常使用される転写紙であって、本実施の形態ではその坪量が、ほぼ９０ｇ／ｍ2以下の転写紙をいい、厚紙はそれを超える坪量の転写紙をいうものとする。また、本実施の形態では、フィルム状のＯＨＰシートはこの厚紙と同様のシステムスピードが採用される。
　図３は、図２（ａ）における駆動プーリ６１と、そのプーリ間隔を変更するための駆動機構を含めた周辺の構成を示す図であり、駆動プーリ６１は、その内部の構成が分かりやすいように一部を切り欠いて示している。また、Ｖ字ベルトは、駆動プーリ６１のＶ字溝６１ａの斜面６１１ａ、６１２ａとの係合関係が分かりやすいように、その横断面のみで示している。
　同図に示すように駆動プーリ６１は、プーリ分割体６１１、６１２とからなり、それぞれＤＣモータ６４の駆動軸６４１に対して軸方向には移動可能であるが、回転方向には、キー６１１２、６１２２により規制されて、駆動軸６４１と一体的に回転するようになっている。また、プーリ分割体６１１、６１２間の軸芯部に圧縮バネ６１３が挿設されており、これによりプーリ分割体６１１、６１２が相互に離間する方向に付勢されている。また、プーリ分割体６１１、６１２は、それぞれ外側にボス部６１１１、６１２１を有する。
　駆動プーリ６１の下方には、プーリ分割体６１１、６１２間の距離を変更するための接離駆動部６７０が配設される。この接離駆動部６７０は、ステッピングモータ６７の駆動軸６７１からの延設された軸部にネジ部６７１１、６７１２を設け、これにナット部６７２、６７５を螺合させてなる。ネジ部６７１１と６７１２には、反対方向に回転するねじ溝が同ピッチで刻設される。
　当該ナット部６７２、６７５にはアーム部６７３、６７６が一体的に付設され、アーム部６７３、６７６の先端には、ＤＣモータ６４の駆動軸６４１に遊挿された円筒状押圧部材６７４、６７７が連結される。
　ステッピングモータ６７の回転駆動により、ナット部６７２、６７５が相互に同量だけ近接あるいは離間し、これに伴って、プーリ分割体６１１、６１２同士の距離が変化してＶ字溝６１ａの幅が変化するため、Ｖ字ベルトとＶ字溝６１ａの係合位置の、駆動プーリ６１の回転中心からの距離が変化し、実質的にプーリ径が変化したのと同様な効果が得られる。
　従動プーリ６２や、その接離駆動部６８０の構成は、駆動プーリ６１と接離駆動部６７０の構成と基本的に同じである。但し、従動プーリ６２のプーリ分割体の接離動作が駆動プーリ６１とは反対にかつ同量だけ接離するように、回転軸６８１に形成されているネジ部６８１１、６８１２は、それぞれネジ部６７１１、６７１２と同ピッチで、かつ回転方向が反対となるネジ溝が刻設されている。
　また、接離駆動部６７０のステッピングモータ６７の駆動力が、同径のタイミングプーリ６９１、６９２およびタイミングベルト６９３により接離駆動部６８０の回転軸６８１にも伝達されており、ナット６８２、アーム６８３やナット６８５、アーム６８６などを介して従動プーリ６２のプーリ分割体間の距離を変化させる。
　これにより駆動プーリ６１と従動プーリ６２のそれぞれのプーリ分割体は、離接方向が反対でその接近量・離間量は等しく、その軸方向の中心位置が、駆動プーリ６１と従動プーリ６２で常に一致するように離接駆動し、Ｖ字ベルト６３を弛ませない状態で変速比を連続的に変化させることができる。
　なお、６６は、プーリ分割体６１１が、ホーム位置にあることを検知するホーム位置センサであり、例えば、反射式の光電センサが用いられる。
　通常の使用環境においては、記録シートとして使用されるのは大半が普通紙なので、本実施の形態では、当該普通紙の際のシステムスピードを得るときのプーリ分割体６１１の位置をホーム位置に設定している。
　上述のように本実施の形態では、全てのプーリ分割体が連動して等量だけ離接動作するように設定されているので、駆動プーリ６１、従動プーリ６２の位置は、１個のプーリ分割体の位置を検出するだけで足りる。
　したがって、接離駆動部６７０、６８０の駆動源が異なる構成とする場合には、他方の従動プーリ６２のホーム位置を検出するための光電センサを別途設けるのが望ましい。
　（３）制御部５０の構成
　図４は、複写機１における制御部５０の構成を示すブロック図である。
　同図に示すように、制御部５０は、ＣＰＵ５１、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部５２、ＲＡＭ５３、ＲＯＭ５４、ＥＥＰＲＯＭ５５、テーブル保持部５６を備える。
　ＣＰＵ５１は、取得した画像データからＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの再現色用のデジタル画像信号を生成する処理のほか、ＲＯＭ５４から必要なプログラムを読み出して、タイミングを計りながら各部の動作を統一的に制御し、原稿読取動作や画像形成動作を円滑に実行させると共に、記録シートの種類に応じてシステムスピードの切り換え制御を実行する。
　通信Ｉ／Ｆ部５２は、ＣＰＵ５１とＬＡＮとを接続するためのＬＡＮカードやＬＡＮボードであり、ＬＡＮを介して、クライアント端末から送信されてくるプリントジョブのデータを受信してＣＰＵ５１へ送る。
　ＲＡＭ５３は、揮発性メモリであって、ＣＰＵ５１におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。
　ＲＯＭ５４には、複写機１における上記各部の動作を制御するためのプログラムや、後述するシステムスピード切換えのためのプログラムなどが格納されている。
　ＥＥＰＲＯＭ５５は、不揮発性メモリであり、各給紙カセットに収納されている記録シートの種類などのデータが格納される。
　テーブル保持部５６は、不揮発性メモリからなり、ＣＰＵ５１が、システムスピードの制御を実行する際に参照すべき初期値テーブルＴ１（図１２参照）、モータ目標回転速度補正テーブルＴ２（図１３参照）などが格納されている。
　もっとも、上記ＥＥＰＲＯＭ５５やＲＯＭ５４に記憶領域を確保して、ここに上記テーブルＴ１、Ｔ２などを格納するようにしても構わない。
　ＤＣモータ駆動部８１は、ＣＰＵ５１から送信された制御信号を受けて、ＤＣモータ６４を駆動し、ＣＶＴ装置６０における駆動プーリ６１を所定の回転速度で回転させる。
　ステッピングモータ駆動部８２は、ＣＰＵ５１から送信された制御信号を受けて、ステッピングモータ６７を駆動し、ＣＶＴ装置６０における各駆動プーリ６１、従動プーリ６２のプーリ間隔を変更する。
　なお、実際には、複写機１において、ＤＣモータ６４以外のモータを駆動源とする変速可能な回転駆動部（例えば、感光体ドラム１１Ｙ～１１Ｃの回転駆動部）があるが、それらについてもＤＣモータ６４、ステッピングモータ６７と同様に制御できるので、図示及び説明を省略する。
　操作パネル５７は、コピー枚数を入力するためのテンキーやスタートキーなどのハードキーのほか、液晶表示パネルの表面にタッチパネルが実装された表示部が備えられており、制御部５０の制御により、ユーザに所定のメッセージを表示すると共に、種々の設定画面を表示し、当該画面に表示されたタブやボタンを押下することにより所定の入力ができるように構成されている。
　図５（ａ）（ｂ）は、給紙カセット３１～３３に収納する記録シートの種類を設定する際に操作パネル５７の表示部に表示される設定画面の例を示すものである。
　まず、図５（ａ）は、表示部の基本設定画面（不図示）において用紙設定のタブを押下することにより表示される給紙カセット選択画面５７１を示す。
　この画面において、用紙設定を変更したい給紙カセットがあれば、５７１１の給紙カセット選択フィールドにおいて、目的の給紙カセットのボタン（１段目ならば、□で囲まれた１のボタン）を押下して選択した後、用紙設定変更ボタン５７１２を押下すると、図５（ｂ）に示す用紙設定画面５７２が表示される。
　この設定画面において、用紙の種類を変更したい場合には、用紙の種類指定欄５７２１で、所望の用紙の種類を指定し、ＯＫボタン５７２３を押下する。
　また、用紙サイズを設定したい場合には、用紙サイズ設定欄５７２２のうち該当するボタンを押下することにより、必要に応じて別のサイズ指定画面（不図示）が表示されて所定の入力が可能なように構成される。
　このように設定された用紙の種類やサイズに関する情報は、例えばＥＥＰＲＯＭ５５内の所定のテーブルに当該給紙カセットと対応付けて格納される。
　（４）回転速度制御処理
　以下、制御部５０によるＤＣモータ６４の回転制御処理の内容についてフローチャートに基づき説明する。
　図６は、上記回転制御処理の基本的なフローチャートであり、複写機１の全体的な制御を示すメインルーチン（不図示）のサブルーチンとして実行されるものである。
　まず、現在、画像安定化処理のタイミングであるか否かについて判断する（ステップＳ１）。
　ここで、画像安定化処理とは、画像濃度調整や色ずれ補正処理など、良好な画質の画像を安定して出力するために必要な処理であり、例えば搬送ベルト２１上に所定のトナーパターンを形成して、これを不図示の光電センサで検出することによって実行されるものである。これらは、装置の起動時や、一定の画像形成枚数ごと、もしくは一定の時間の経過のタイミングで実行されるものである。これらの画像安定化処理の内容自体は公知であるので、ここでは詳説しない。
　なお、画像安定化処理を実行するタイミングである場合には、実際に画像を形成するシステムスピードと一致させた状態で当該画像安定化処理用の各パターンを形成するのが望ましいので（特に色ずれ補正の場合）、本実施の形態では、ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合には、まず普通紙用の速度制御を行った後（ステップＳ４）、画像安定化処理を実行するようにしている（ステップＳ５）。
　画像安定化処理を実行後、ＤＣモータ６４を停止して、メインルーチンにリターンする（ステップＳ１１）。
　一方、ステップＳ１において、画像安定化処理のタイミングでないと判定され、かつ、ステップＳ２においてジョブ（プリントジョブもしくはコピージョブ）を受け付けたと判定された場合には（ステップＳ１：ＮＯ、ステップＳ２：ＹＥＳ）、次に、当該ジョブの実行に厚紙が指定されているか否かを判定する（ステップＳ３）。
　なお、ジョブを受け付けたか否かの判定は、プリントジョブについては、当該プリントジョブデータを外部の端末から受信したか否かにより判定でき、コピージョブの場合には、操作パネル５７でコピーモードに設定された状態でスタートキーが押下されたか否かで判定することができる。
　また、普通紙か厚紙かの判断は、プリントジョブの場合には、受信したプリントジョブのデータのうちヘッダで指定されている給紙カセットに基づき判断できるし、コピージョブの場合には、ユーザによる操作パネル５７からの給紙カセットの選択内容に基づき判断することができる。
　ステップＳ３における判定が否定的な場合には、普通紙が指定されているとして、ステップＳ４と同様に普通紙用速度制御を実行後、普通紙プリント処理を実行する（ステップＳ３：ＮＯ、ステップＳ６、ステップＳ７）。
　そして、当該プリント処理が終了後、ＤＣモータ６４を停止して（ステップＳ１１）、メインルーチンにリターンする。
　また、ステップＳ３において、厚紙が指定されていると判定された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ８に移って、厚紙用速度制御を実行した後、厚紙へのプリント処理を実行する（ステップＳ８、Ｓ９）。
　厚紙へのプリント処理の際には、ＣＶＴ装置６０の各プーリの位置が移動してシステムスピードが変更されているので、当該プリント処理の終了後、各プーリの位置をホーム位置に復帰させてから、ＤＣモータ６４を停止させ（ステップＳ１０，Ｓ１１）、メインルーチンにリターンする。
　図７は、図６のステップＳ４もしくはＳ６で実行される、普通紙用速度制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
　まず、普通紙使用時システムスピードＶ１を得るべく予め設定されたＤＣモータ６４の目標回転速度の初期値並びに負荷軸６２１の目標回転速度の値を、テーブル保持部５６内の初期値テーブルから読み出してＲＡＭ５３内に設定し（ステップＳ１０１）、ＤＣモータ６４が当該目標回転速度となるようにＣＰＵ５１からＤＣモータ駆動部８１（図４参照）に制御信号（モータクロック）を送出してＤＣモータ６４の駆動を開始する（ステップＳ１０２）。
　図１２は、上記初期値テーブルＴ１の例を示すものである。
　本例では、システムスピードを普通紙用速度Ｖ１とその２分１の速度である厚紙用速度Ｖ２の２段階に切り換えるようになっており、それらの用紙の種類に対応させてＣＶＴ装置６０の変速比、接離駆動部６７０におけるステッピングモータ６７の駆動軸の回転量を規定するための駆動パルス数、ＤＣモータ６４の目標回転数の初期値および負荷軸６２１の目標回転速度の値が格納されている。
　ステップＳ１０１では、上記初期値テーブルＴ１から、ＤＣモータ６４の初期回転速度としてｂ1〔ｒｐｍ（revolutions per minute ：１分間当りの回転数）〕、負荷軸６２１の目標回転速度ｃ1が読み出されてＲＡＭ５３に設定される。
　本実施の形態においては、図６のステップＳ１０のように厚紙へのプリントジョブが完了後は、次の普通紙へのプリントジョブに備えて、駆動プーリ６１、従動プーリ６２（以下、双方のプーリを併せて単に「プーリ」という場合もある。）をホーム位置に復帰させてからＤＣモータ６４を停止するようにしているので（図６のステップＳ１１参照）、普通紙プリント処理を実行するに当たり、ＣＶＴ装置６０の変速比を変化させる必要はない。
　もっとも、サービスマンによるメンテナンス作業の際、もしくは装置に外力が加わるなどの何らかの理由で、万一プーリの位置がホーム位置からずれていることも有り得るので、念のためホーム位置センサ６６により駆動プーリ６１のプーリ分割体６１１が、ホーム位置にあるか否かを確認し、プーリがホーム位置にないと判断された場合には、ステッピングモータ６７を駆動させて、プーリがホーム位置に来るように調整するステップを挿入しても構わない。
　ステップＳ１０２におけるＤＣモータ６４の駆動開始後１００ｍｓが経過したか否かを判断し、経過していれば（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４～ステップＳ１０６のモータ起動時補正処理を実行する。
　すなわち、ＤＣモータ６４の駆動開始から目標の回転速度に至るまでのモータ起動途中において、初期設定されたＤＣモータ６４の目標回転速度ｂ1を変速比の設定誤差を考慮して補正する。
　具体的には、ＤＣモータ６４の駆動開始後１００ｍｓ経過時において、エンコーダ装置６５の出力により負荷軸６２１の回転速度Ｒｄを検出し、この回転速度Ｒｄと正規の回転速度Ｒｓとの差分ΔＲを求める（ステップＳ１０４）。
　ここで、正規の回転速度Ｒｓとは、実際にＣＶＴ装置６０の変速比がａ1（図１２の初期値テーブル参照）に正確に設定されている場合において、目標のシステムスピードを得るためにＤＣモータ６４の目標回転速度がｂ1となるように制御した場合における駆動開始後１００ｍｓにおける回転速度であり、実験などにより予め求められてＲＯＭ５４に格納されているものである。
　なお、上記「１００ｍｓ」の値は、補正のタイミングを決定するための一例であり、モータの起動途中であれば、他の数値でも構わない。但し、そのタイミングがあまり速いとＤＣモータ６４の回転が不安定なので正確な補正がしにくく、反対に補正のタイミングが遅く、起動時制御終了間近の場合には補正してもその効果が現われにくいので、数十ｍｓ～３００ｍｓの間で設定されるのが望ましい。
　ステッピングモータ６７を駆動して、ＣＶＴ装置６０の変速比がａ1となるようにプーリをホーム位置に移動させても、機械的な移動による変速であるため、実際には誤差の発生が避けられない。
　初期値テーブルＴ１（図１２）におけるＤＣモータ６４の起動時の目標回転数ｂ1は、ＣＶＴ装置６０の変速比が正確にａ1となるときに、普通紙使用時におけるシステムスピードＶ１になるように決められた値なので、Ｒｄ－Ｒｓ＝ΔＲとして負荷軸６２１の正規の回転速度との誤差ΔＲを求め、ΔＲ＜０であれば、実際の変速比が目標変速比ａ1よりも小さいことを意味しているので、ＤＣモータ６４の目標回転速度をｂ1よりもｕ[％]だけ大きくなるように補正する。
　反対にΔＲ＞０の場合には、実際の変速比が目標の変速比ａ1よりも大きいことを意味しているので、ＤＣモータ６４の目標回転速度をｂ1よりｄ[％]だけ小さくなるよう補正する。
　差分ΔＲの大小により、補正量ｄ、ｕの大きさも異なるので、その関係を示すモータ目標回転速度補正テーブルがＲＯＭ５４内に格納されており、当該テーブルに基づき補正量を決定する。
　図１３は、上記モータ目標回転速度補正テーブルＴ２の一例を示すものであって、回転速度の差分ΔＲの正規回転数Ｒｓに対する割合[％]ごとに、目標回転数ａ1に対する補正量ｄ、ｕの割合[％]が、予め求められて格納されている。
　なお、このテーブルでは、回転開始時から１００ｍｓ後に検出された負荷軸の回転速度Ｒｄと予め求められた正規の回転速度Ｒｓに対する誤差が、－１．５％から＋１．５％の範囲内にあることを前提として作成されているが、例えばＣＶＴ装置６０のプーリの接離駆動部６７０等の機構が異なれば変速比の誤差の範囲も異なると解されるので、それに応じて適当な誤差範囲を記したテーブルが用意される。
　したがって、図７のステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出した負荷軸６２１の正規の回転速度Ｒｓと検出された回転速度Ｒｄの差分ΔＲに基づき、図１２のテーブルを参照してＤＣモータ６４の目標回転速度を初期設定のｂ1から補正し、当該補正後の回転速度となるように補正したモータクロックがＣＰＵ５１からＤＣモータ駆動部８１に送出される（ステップＳ１０６）。
　そして、エンコーダ装置６４２によりＤＣモータ６４の回転速度をモニターし、その回転速度が当該補正された目標の回転速度になると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、負荷軸６２１の回転速度をエンコーダ装置６５で検出し、その検出値が目標の回転速度ｃ1（図１２の初期値テーブルＴ１参照）になるまでフィードバック制御を行う（ステップＳ１０８：ＮＯ、ステップＳ１０９）。
　すなわち、エンコーダ装置６５の検出速度ｃｄと目標速度ｃ1とを比較し、異なっている場合には、その差分Δｃを求め、この差分Δｃの大きさ、および正負により、ＤＣモータ駆動部８１に送出するモータクロックの周波数を微調整する。この調整量は、差分Δｃに所定のフィードバックゲインを乗ずるようにしてもよいし、あるいは、より緻密に、Δｃの大きさに応じて、モータクロック数の補正量を関連付けしたテーブルを作成しておき、当該テーブルを参照しながらモータクロックを調整するようにしても構わない。
　そして、負荷軸６２１が目標の回転速度ｃ1に達したら、そこでＤＣモータ６４の起動時における速度制御を終了し（ステップＳ１１０）、メインルーチンにリターンする。
　図９は、図７のモータ起動時補正処理における負荷軸回転速度の変化を示すグラフであり、横軸が駆動開始からの経過時間[ｍｓ]、縦軸が負荷軸回転速度[ｒｐｍ]を示している。なお、本例では、普通紙のシステムスピードＶ１を得る際の負荷軸６２１の目標回転速度ｃ1は、１１０ｒｐｍとしている。
　図９に示すように、最初は、ＤＣモータ６４は、初期設定の回転速度ｂ1を目標として駆動されるが、１００ｍｓ後に正規の回転速度Ｒｓとの差分によりその目標速度が補正される。
　同図では、ＣＶＴ装置６０での変速比が、目標のａ1よりも大き目にずれており、１００ｍｓ経過時における負荷軸の回転速度が正規の回転速度よりも速くなっている例が示されている。
　そのため、そのまま起動すると一点鎖線Ｌ１のように目標回転速度ｃ1を大きく超えてからフィードバック制御されることになり、目標回転速度ｃ1に収束するまでに時間を要する。
　ところが、１００ｍｓ経過した時点において正規の回転速度Ｒｓとの誤差に応じて、モータの目標回転速度ｂ1を補正することにより、実線Ｌ２のように回転速度が変化し、当初のＬ１の場合よりも負荷軸の目標回転速度ｃ1に近い位置からフィードバック制御に移行することができ、その分短時間で負荷軸を目標回転速度に到達させて安定的に維持できるという効果が得られる。
　ところで、ＤＣモータの一般的特性として、エネルギー変換効率が、その回転数と共に変化することは周知である。図１０は、本実施の形態におけるＤＣモータ６４におけるエネルギー変換効率特性を示すものであり、横軸が回転速度[ｒｐｍ]、縦軸がエネルギーの変換効率[％]を示している。
　同図に示すように、回転速度が２２００[ｒｐｍ]をピークとし、それより離れると変換効率が減少する。変換効率が低くなると、本来ＤＣモータ６４の回転駆動に寄与すべきエネルギーのうち、無駄に発熱に消費される量が増加し、省エネルギーの観点から望ましくない。
　本実施の形態では、ＣＶＴ装置６０の変速比ａ1に変化させたとき、この変速比に誤差が生じたとしても、その誤差の範囲を見越して、負荷軸６２１の回転速度が目標値ｃ1で制御されるときのＤＣモータ６４の最終的な回転速度が、所定以上の変換効率となるように、予め変速比ａ1の値が設定される。
　これにより、負荷軸６２１の回転速度を変化させても、ＤＣモータ６４の回転速度は、そのエネルギー変換効率が所定値以上となる範囲内で動作させることができるので、節電効果が高い。
　図１０の例では、変換効率のピーク値（変換効率約７５％：約２２００[ｒｐｍ]）の約９８％以上（２１００～２３００[ｒｐｍ]：変換効率約７３．５％以上）でＤＣモータ６４の回転速度の微調整が可能なように変速比ａ1が設定されるものとする。
　なお、ＤＣモータ６４の制御される回転速度における変換効率が上記のようにピーク値の９８％まで高くなくても、例えば、９０％以上であっても、十分節電効果が得られる。
　図１１は、モータ起動開始からの経過時間[ｍｓ]と、このときのＤＣモータ６４の回転速度[ｒｐｍ]の変化の様子を示すものである。
　ＤＣモータ６４は初期値ｂ1を目標回転速度として起動を開始して１００ｍｓ経過後、上記補正により目標回転速度を補正したため、線Ｌ４に示すように変化する。補正後の目標回転速度（「ｂ1’」とする。）は、負荷軸６２１の回転速度をフィードバックして最終調整されるべきモータの回転速度（「ｂｃ」とする。）とほぼ同じ値になるように補正されている筈なので、フィードバックによる微調整にそれほど時間を要しない。
　ここで、初期の目標回転速度ｂ1が、上記変換効率の最適範囲内の回転速度（２１００～２３００[ｒｐｍ]）のほぼ中間値（２２００[ｒｐｍ]）となるようにＣＶＴ装置６０の変速比ａ1を設定しておけば、実際の変速比に±１．５％程度の誤差があっても、ＤＣモータ６４の補正後の目標回転速度ｂ1’や最終的に調整される回転速度ｂｃの値も、上記最適範囲内に収めることが可能であり、ＤＣモータ６４の駆動に関し、無駄なエネルギーの消費が少なく効率的な駆動が可能となる。
　図８は、厚紙用速度制御処理の内容を示すフローチャートである。
　同フローチャートに示すように、まず、初期値テーブルＴ１から厚紙のシステムスピードＶ２におけるＤＣモータ６４の目標回転速度ｂ2と、負荷軸目標回転速度ｃ1／２の各値を読み出してＲＡＭ５３内に設定する（ステップＳ２０１）。
　そして、上記目標回転速度ｂ2に向けてＤＣモータ６４の駆動を開始する（ステップＳ２０２）。
　駆動開始から一定時間（例えば１０ｍｓ程度）の経過を待って（ステップＳ２０３）、ＣＶＴ装置６０の変速比をａ1／２にすべく、ステッピングモータ６７を駆動させてプーリをホーム位置から所定量移動させる（ステップＳ２０４）。
　すなわち、変速比をａ1／２にするために必要なプーリの、ホーム位置からの移動量が予め求められ、その移動に必要なステッピングモータ６７を回転数に対応した駆動パルス数ｋが、初期値テーブルＴ１に格納されており、ＣＰＵ５１は、その数値ｋを読み出して、ステッピングモータ駆動部８２（図４）に当該パルス数だけ回転するように制御信号を送る。
　そして、ＤＣモータ６４のエンコーダ装置６４２の検出結果に基づき、当該ＤＣモータ６４の回転速度が、ステップＳ２０１で設定された初期回転速度ｂ2に到達したと判定されると（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、次に、エンコーダ装置６５の出力に基づき、負荷軸６２１の回転速度が目標の回転速度ｃ1／２であるか否かを判定して、ＤＣモータ６４の回転を微調整してフィードバック制御する（ステップＳ２０６：ＮＯ、ステップＳ２０７）。
　ステップＳ２０６において、負荷軸６２１の回転速度が当該目標回転速度ｃ1／２になれば、起動時速度制御を終了して、図６のフローチャートにリターンする。
　これにより、負荷軸の回転速度が正確にｃ1／２に制御され、精度よく厚紙用のシステムスピードに切り換えることができる。
　なお、普通紙使用時のシステムスピードＶ１と厚紙使用時のシステムスピードＶ２は、上述のように２：１の関係にあり、ＣＶＴ装置６０における変速比を１／２としているため、ＤＣモータ６４の最終的に制御された回転速度も普通紙と厚紙の場合とでほぼ同じか極めて近接した値となっており、厚紙使用時におけるＤＣモータ６４の回転速度も変換効率が最適範囲内となっている。
　以上のように、本実施の形態によれば、ＣＶＴ装置６０による変速比の変更とＤＣモータ６４の回転制御を併用してシステムスピードを変更しており、前者はフィードバック制御せずに変速比を迅速に変更させ、後者は、その設定誤差を補うべく負荷軸６２１の回転速度の検出値に基づいてＤＣモータ６４の回転速度をフィードバック制御しているので、ＣＶＴ装置６０による静音性を確保しつつ、システムスピードを迅速かつ正確に変更することができる。
　　＜変形例＞
　以上、本発明に係る画像形成装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明の範囲が上記実施の形態に限られないことは勿論であり、次のような変形例も実施できる。
（１）上記実施の形態においては、ＣＶＴ装置６０のプーリを接離駆動するため、ステッピングモータを駆動源とするネジ送り機構を提案したが、接離駆動機構の構成はこれに限定されない。
　駆動源として、ステッピングモータの代わりにサーボモータを利用してもよいし、ネジ送り機構の代わりに、偏心カム機構などを利用してプーリ間隔を変更させるようにすることも可能である。
　また、システムスピードの切り換えが２段階に限られる場合には、ソレノイド式のアクチュエータを用いてプーリの間隔を２段階に切り換えることも可能であろう。
　さらには、プーリの接離駆動機構の駆動源として、圧電素子を用いることも可能である。図１４（ａ）は、この場合の構成の一例を示す一部切り欠き図である。
　プーリ分割体６１１と６１２の間には、円筒状の圧電素子６８が駆動軸６４１に同軸上に介挿されている。駆動軸６４１は、中空のパイプからなり、圧電素子６８の電極に接続されたリード線が当該中空部を通り、フランジ部材６４３の端面まで至る。
　フランジ部材６４３の端面には、図１４（b）に示すように金属製のリング状電極６４４ａ、６４５ａが同心円上に付設されており、それぞれのリング状電極６４４ａ、６４５ａに、リード線６４４、６４５が接続される。
　このリング状電極６４４ａ、６４５ａに、弾性を有する金属片６４４ｂ、６４５ｂの先端部を接触させて、当該金属片６４４ｂ、６４５ｂ、リング状電極６４４ａ、６４５ａ、リード線６４４、６４５を介して圧電素子電源部６９から所定の電圧が圧電素子６８に供給される。
　当該圧電素子６８は、電圧の印加によりプーリの軸方向に伸縮する積層型のものであって、その軸方向の丁度中央において、ピン６４６により駆動軸６４１に位置決めされており、印加された電圧に応じてその左右方向に等量に厚みが変化するように構成されている。また、圧電素子６８の軸方向両端面は接着剤などによりプーリ分割体６１１、６１２の当該端面に対向する面と接合されており、圧電素子の伸縮に伴ってプーリ分割体６１１、６１２が接離駆動される。従動プーリ６２の場合も、圧電素子に印加する電圧や極性が、駆動プーリ６１の場合と異なるだけで、同様な構成とすることができる。
　圧電素子に印加する電圧と、その厚みの変化量は一対一の関係にあるので、ＣＶＴ装置６０の変速比をａ1（普通紙使用時）、ａ1／２（厚紙使用時）にするための印加電圧を予め求めて初期値テーブルＴ１に格納しておき、ＣＰＵ５１は当該テーブルを参照して、圧電素子電源部６９にそれらの電圧を圧電素子６８に供給するよう指示する。
　なお、圧電素子電源部６９は、例えばＰＷＭ制御やＰＡＭ制御により出力電圧を制御するデジタル制御電源装置であってもよいし、複数の抵抗を直列接続して電圧を分圧し、切り換えスイッチにより接続点を選択して所望の電圧値を得るような簡易な構成でもよい。
　このように接離駆動機構の駆動源として、印加された電圧に応じてプーリの軸方向に伸縮する圧電素子を用いることにより、接離駆動機構が簡易な構成になると共に、圧電素子に印加する電圧値を変更するだけで変速ユニットの変速比を容易に制御することができる。
　（２）上記実施の形態においては、普通紙用速度制御処理の場合のみ、モータ起動途中におけるモータクロックの補正を行った（図７のステップＳ１０３～Ｓ１０６、図９参照）。
　しかし、図８に示す厚紙用速度制御処理の場合でも、ステップＳ２０４におけるＣＶＴ装置６０のプーリ移動処理が、ＤＣモータ６４の起動区間中に終了する場合（例えば、ＤＣモータ６４の起動に３００ｍｓ必要であり、モータ駆動開始後２００ｍｓにプーリ移動が完了したような場合）には、プーリ移動完了後における負荷軸６２１の検出回転速度Ｒｄと正規の回転速度Ｒｓとの差分ΔＲとからＤＣモータ６４制御用のモータクロックを補正するようにしても構わない。
　この場合には、ＤＣモータ６４の駆動開始から２００ｍｓ経過時の負荷軸６２１の回転速度に関し、図１３と同様なモータ目標回転速度補正テーブルを予め設けておき、当該テーブルに基づいてモータクロックの補正がなされる。
　（３）上記実施の形態においては、普通紙使用時と厚紙使用時の２段階にシステムスピードを変更するようにしたが、使用する記録シートの種類に応じてさらにきめ細かくシステムスピードを変更するようにしても構わない。
　これにより、画像形成すべきシートの種類に応じて適切な回転速度を得ることができる。
　なお、上述のようにＣＶＴ装置は無段階に変速することができ、しかも、システムスピードの設定も制御プログラムの変更により容易に行えるため、変速機能付の駆動機構として汎用性が高い。そのため、同じ型のＣＶＴ装置を大量に生産して複数の異なる機種に適用することができ、これによりＣＶＴ装置の単価が低下し、ひいては画像形成装置の製造コストの低減化という効果も得られる。
　（４）上記実施の形態では、ホーム位置センサ６６によりＣＶＴ装置６０の駆動プーリ６１のプーリ分割体６１１ａがホーム位置にあることを検出し、ステッピングモータ６７に供給する駆動パルス数により各プーリ分割体の移動量を規制して、厚紙使用時の変速比ａ1／２になるように制御したが、例えば、当該変速比ａ1／２のときにおける、いずれかのプーリ分割体の位置を検出する位置センサを別個設けておき（上記実施の形態の場合、各プーリ分割体は、連動して移動するので、検出対象は特にプーリ分割体６１１ａでなくともよい）、その位置センサで当該プーリ分割体を検出したときに移動を停止するようにしても所望の変速比を得ることができる。
　（５）上記実施の形態において説明した複写機における回転速度制御の内容は、回転速度制御方法や、当該制御方法をコンピュータに実行させるプログラムの発明として捉えることもできる。また、当該プログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、Ｓｍａｒｔ　Ｍｅｄｉａ（登録商標）、ＣＯＭＰＡＣＴＦＬＡＳＨ（登録商標）などのフラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態で、インターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
　（６）上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置の一例として、フルカラーの複写機に適用した場合について説明したが、カラー・モノクロの種別を問わず適用することができ、さらに、複写機以外にも、プリンタ、ファクシミリ機など、およそ回転駆動部を備える画像形成装置における回転速度の制御に適用されるものである。これらのうち、プリンタにおいては、操作パネル５７が設けられていないものもある。
　その場合、PC（Personal Computer)などの外部端末から、画像形成すべきシートの種類などの指示をユーザから受け付けてもよい。
　このとき、当該指示を含むジョブデータは、ネットワークを介して、プリンタ内の通信Ｉ／Ｆ部５２に受信されるので、画像形成部としては、当該通信Ｉ／Ｆ部５２が操作パネル５７に相当する。
　このように、画像形成装置内に必ずしも操作パネル５７が設けられていなくてもよく、要するに、ユーザからの指示もしくは当該指示を含むジョブデータを受け付ける受付部があればよい。
　本発明は、静音性を有し、高精度で素早くシステムスピードを切り換えることができる画像形成装置として好適である。
　１　　　　　　　複写機
　２０　　　　　　ベルト搬送部
　３０　　　　　　給紙部
　４０　　　　　　定着部
　５０　　　　　　制御部
　５６　　　　　　テーブル保持部
　５７　　　　　　操作パネル
　６０　　　　　　ＣＶＴ装置
　６１　　　　　　駆動プーリ
　６２　　　　　　従動プーリ
　６３　　　　　　Ｖ字ベルト
　６４　　　　　　ＤＣモータ
　６５、６４２　　エンコーダ装置
　６６　　　　　　ホーム位置センサ
　６７　　　　　　ステッピングモータ
　６８　　　　　　圧電素子
　６９　　　　　　圧電素子電源部
　７１，７２，７４，７５，６９１，６９２　　タイミングプーリ
　７３，７５，６９３　　タイミングベルト
　８１　　　　　　ＤＣモータ駆動部
　８２　　　　　　ステッピングモータ駆動部

Claims (8)

  1. 　モータを駆動源とし、シート搬送用ローラおよび像担持回転体の少なくとも一方に連結された負荷回転軸を回転駆動する回転駆動ユニットと、
    　前記回転駆動ユニットによる負荷回転軸の回転速度を制御する制御部と
    を備え、
    　前記回転駆動ユニットは、
    　　前記モータと前記負荷回転軸との間の変速比を変える変速ユニットを駆動伝達路として備え、
    　　前記変速ユニットは、周面にＶ字溝が形成された一対のプーリとこれらのＶ字溝間に懸架されたＶ字ベルトを有すると共に、各プーリは軸方向に２分割されており、当該２分割された半割りのプーリ間の軸方向における距離を変更して前記変速比を変える距離変更ユニットを有しており、
    　前記制御部は、
    　　前記変速ユニットによる変速比が所定値となるように前記距離変更ユニットを制御する第１の制御と、
    　　前記第１の制御完了後、前記負荷回転軸の回転速度を検出し、これが目標の回転速度となるようにモータの回転速度をフィードバック制御する第２の制御と
    　を実行することを特徴とする画像形成装置。
  2. 　画像形成すべきシートの種類の指定を受け付ける受付部を備え、
    　前記制御部は、
    　　前記受け付けたシートの種類に応じて設定されている変速比および負荷回転軸の目標回転速度に基づき、前記第１と第２の制御を実行する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 　前記シートの種類には普通紙が含まれ、
    　前記制御部は、
    　　他の種類のシートについて画像形成ジョブが完了すると、前記各半割りのプーリの位置を当該普通紙について設定されている変速比に対応した状態に復帰するように前記距離変更ユニットを制御する第３の制御を実行する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
  4. 　前記変速比は、第２の制御の結果におけるモータの回転速度が、当該モータのエネルギー変換効率が所定値以上となる範囲内となるように設定されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  5. 　前記制御部は、第１の駆動信号でモータを起動し、当該モータが当該起動区間中であって起動開始から所定時間経過後の負荷回転軸の回転速度を検出し、検出された回転速度を、当該負荷回転軸の目標回転速度を得るために予め設定された正規の回転速度と比較し、過不足がある場合には、前記第１の駆動信号を補正して第２の駆動信号を生成し、当該第２の駆動信号に基づきモータの起動動作を続行させる第４の制御を実行する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  6. 　前記変速ユニットは、前記半割りのプーリが基準位置にあることを検出する位置検出部を備え、
    　前記第１の制御は、対応する半割りプーリ間同士の距離を、前記基準位置から予め決められた量だけ変更するように前記距離変更ユニットを制御することにより、所定の変速比に設定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  7. 　前記変速ユニットは、異なる第１と第２の変速比に設定されたときの、それぞれにおける半割りプーリの位置を検出する位置検出部を備え、
    　前記第１の制御は、前記位置検出部の出力に基づき前記距離変更ユニットを制御して、前記第１もしくは第２の変速比に設定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  8. 　前記距離変更ユニットは、印加された電圧に応じてプーリの軸方向に伸縮する圧電素子をその駆動源とする
    　ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5247527B2 (ja) * 2009-02-23 2013-07-24 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及びプログラム
JP5538759B2 (ja) * 2009-06-30 2014-07-02 キヤノン株式会社 モータ制御装置及び画像形成装置
JP5111561B2 (ja) * 2010-05-31 2013-01-09 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 駆動機構及び駆動機構を備える画像形成装置
US10467513B2 (en) 2015-08-12 2019-11-05 Datamax-O'neil Corporation Verification of a printed image on media
WO2017073993A1 (ko) * 2015-10-27 2017-05-04 현경열 무단 변속기
JP2023151799A (ja) * 2022-04-01 2023-10-16 キヤノン株式会社 定着装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0680273A (ja) * 1992-09-07 1994-03-22 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JPH07104546A (ja) * 1993-10-08 1995-04-21 Hitachi Ltd カラー画像電子写真装置
JP2005138928A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Ricoh Co Ltd 画像形成装置及び画像形成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3121447B2 (ja) * 1992-08-26 2000-12-25 株式会社リコー 定着装置
JPH07140739A (ja) 1993-11-13 1995-06-02 Mita Ind Co Ltd 画像形成装置および画像形成装置における画像濃度維持方法
JP2000235293A (ja) * 1999-02-15 2000-08-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 多色電子写真印刷機
JP2001106380A (ja) * 1999-10-05 2001-04-17 Canon Inc シート材搬送装置及び画像形成装置
JP2003276266A (ja) 2002-03-26 2003-09-30 Sato Corp 熱転写プリンターのリボン巻取り装置
JP2005248982A (ja) 2004-03-01 2005-09-15 Jatco Ltd ベルト式無段変速機のステップモータ取付構造
US7277653B2 (en) * 2004-12-10 2007-10-02 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with cleaning blade lubrication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0680273A (ja) * 1992-09-07 1994-03-22 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JPH07104546A (ja) * 1993-10-08 1995-04-21 Hitachi Ltd カラー画像電子写真装置
JP2005138928A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Ricoh Co Ltd 画像形成装置及び画像形成方法

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