モータ駆動制御装置及び画像形成装置
【課題】安定した品質性能が得られ、部品点数も低減されたモータ駆動制御を実現する。
【解決手段】モータ１０１２の回転速度を制御するモータ駆動制御装置１０であって、モータ１０１２を回転駆動するモータドライバ１０１１と、第２転写ローラ１１３の回転速度を検出するエンコーダ１０１４及びカウンタ７１１と、当該検出された第２転写ローラ１１３の回転速度と、予め設定されている転写ローラ回転速度との差を算出する速度差算出部７１と、速度差算出部７１によって算出された速度差に対応する速度制御信号を生成し、当該生成した速度制御信号をモータドライバ１０１１に出力する速度制御部７２とを備える。
【解決手段】モータ１０１２の回転速度を制御するモータ駆動制御装置１０であって、モータ１０１２を回転駆動するモータドライバ１０１１と、第２転写ローラ１１３の回転速度を検出するエンコーダ１０１４及びカウンタ７１１と、当該検出された第２転写ローラ１１３の回転速度と、予め設定されている転写ローラ回転速度との差を算出する速度差算出部７１と、速度差算出部７１によって算出された速度差に対応する速度制御信号を生成し、当該生成した速度制御信号をモータドライバ１０１１に出力する速度制御部７２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置及び画像形成装置に関し、特に、被駆動体の回転速度に応じて、その駆動源となるモータの回転速度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばコピー機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラムの回転駆動に用いられるトラクションモータの速度には精度が要求されるため、感光体ドラムの駆動軸に取り付けられたエンコーダから出力されるパルスをフィードバックさせて、基準クロックに同期させる形で速度制御が行われている。このような回転駆動装置としては、例えば、下記特許文献１に示されるものが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の回転駆動装置では、特許文献１の図２及び図に示されるように、感光体ドラムの駆動軸に取り付けられたエンコーダから出力されるパルスを検出するフィードバック部にはアナログ回路が用いられているため、当該アナログ回路の構成部品のばらつき（ロット、周囲環境温度等を要因とする）で性能が左右されるために量産には不向きであり、また、フィードバック部を設けることにより部品点数が増加するため、その分の製造コストが増加してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、安定した品質性能が得られ、部品点数も低減されたモータ駆動制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、モータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置であって、
前記モータを回転駆動するモータ駆動手段と、
前記モータからの回転駆動力で回転する被駆動体の回転速度を検出する被駆動体回転速度検出手段と、
前記被駆動体回転速度検出手段によって検出された前記被駆動体の回転速度と、予め設定されている被駆動体回転速度との速度差を算出する速度差算出手段と、
前記速度差算出手段によって算出された速度差に対応する速度制御信号を生成し、当該生成した速度制御信号を前記モータ駆動手段に出力する速度制御手段と
を備えたものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記被駆動体回転速度検出手段は、ＭＲセンサ又はエンコーダと、当該ＭＲセンサ又はエンコーダから出力されるパルスのパルス幅を検出するパルス幅検出部とを有し、
前記速度差算出手段は、前記予め設定されている被駆動体の目標回転速度に対応するパルス幅の値を記憶する記憶部と、前記パルス幅検出部によるパルス幅検出値と当該記憶部に記憶されているパルス幅の値との差分を前記速度差として算出する差分算出部とを有し、
前記速度制御手段は、前記差分算出部によって算出された速度差に対応するデューティ比を算出し、当該算出したデューティ比からなるＰＷＭ制御信号を前記速度制御信号として前記モータ駆動手段に出力するものである。
【０００７】
これらの構成によれば、速度差算出手段が、被駆動体回転速度検出手段によって検出された被駆動体の回転速度と、予め設定されている被駆動体回転速度との差を算出し、速度制御手段が、当該算出された速度差に対応する速度制御信号を算出し、当該算出した速度制御信号をモータ駆動手段に出力することでモータを駆動制御するので、当該速度差算出手段及び速度制御手段をＣＰＵ又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成することが可能になる。これにより、モータ駆動制御の自由度が増し、更に、アナログ回路での構成も不要であるため、安定した品質性能が得られ、部品点数も低減される。また、アナログ回路によるＰＬＬ制御のようなクロックに同期させる制御ではないため、制御に用いるクロック出力を削減でき、不要輻射等のノイズにより他部品に弊害が及ぶことを防止できる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータ駆動制御装置であって、前記モータ駆動手段が複数設けられると共に、前記ＭＲセンサ又はエンコーダは、当該各モータ駆動手段によって駆動されるモータの回転駆動力で回転する被駆動体のそれぞれについて設けられ、
前記パルス幅検出部は、前記各駆動体に設けられているＭＲセンサ又はエンコーダから出力される各パルスのパルス幅を検出し、
前記速度差算出手段の記憶部は、前記各被駆動体についての目標回転速度に対応する各パルス幅の値を記憶し、前記差分算出部は、前記パルス幅検出部による前記各被駆動体のパルス幅検出値と前記記憶部に記憶されている前記各被駆動体についての各パルス幅の値との差を前記各被駆動体についての各速度差として算出し、
前記差分算出部によって前記各被駆動体についての前記各速度差が算出された場合、前記速度制御手段は、当該算出された各速度差に基づいて前記各被駆動体についてのＰＷＭ制御信号を算出し、当該算出した各ＰＷＭ制御信号を、前記各被駆動体に対応するそれぞれのモータ駆動手段に出力するものである。
【０００９】
この構成によれば、同一の速度差算出手段及び速度制御手段で算出される各モータ駆動手段へのＰＷＭ制御信号によって、各モータの駆動制御を行うため、当該各モータによって駆動される被駆動体について、例えば、各モータの立ち上がり時の速度ずれを抑えたり、各被駆動体に速度差が発生しないようにして立ち上げることが可能になる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータ駆動制御装置を備え、前記被駆動体が転写体及び感光体ドラムである画像形成装置である。
【００１１】
この構成によれば、互いの速度差が直接画像に影響を与える転写ローラ又は中間転写ベルトの駆動ローラ等の転写体、或いは感光体ドラムについて、それぞれの回転速度毎にフィードバック制御を適切に行って、互いの速度差を軽減できるので、画像品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、速度差算出手段及び速度制御手段をＣＰＵ又はＤＳＰ等で構成可能であるためにモータ駆動制御の自由度が増し、更に、アナログ回路での構成も不要であるため、安定した品質性能が得られ、部品点数も低減される。また、アナログ回路によるＰＬＬ制御のようなクロックに同期させる制御ではないため、制御に用いるクロック出力を削減でき、不要輻射等のノイズにより他部品に弊害が及ぶことを防止できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、当該各モータによって駆動される被駆動体について、例えば、各モータの立ち上がり時の速度ずれを抑え、各被駆動体に速度差が発生しないようにして立ち上げることが可能になる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、互いの速度差が直接画像に影響を与える転写ローラ又は中間転写ベルトの駆動ローラ等の転写体、或いは感光体ドラムについて、それぞれの回転速度毎にフィードバック制御を適切に行って、互いの速度差を軽減できるので、画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る複合機の内部構造を示す正面断面視の説明図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としての複合機１は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能、ファクス機能等を兼ね備え、カラー印刷が可能な構成を備えている。胴内排紙型と称される箱形を呈した装置本体１１と、この装置本体１１の上部に設けられた、原稿画像を読み取る画像読取部１６とを備えた基本構成を有している。
【００１６】
前記装置本体１１には、画像読取部１６によって読み取られた原稿の画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙（転写材）Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とが内装されている。
【００１７】
前記画像読取部１６は、装置本体１１の上面に開閉可能に設けられた原稿押え１６１と、装置本体１１の上部の筐体内でコンタクトガラス１６３を介して原稿押え１６１と対向配置された光学系ユニット１６２とを備えている。コンタクトガラス１６３は、載置された原稿の原稿面を読み取るために原稿押え１６１より若干小さい平面形状に寸法設定されている。前記原稿押え１６１は、画像読取部１６の一構成要素である筐体の上面の一側辺に設けられた所定の軸回りに正逆回動することにより開閉可能になっている。
【００１８】
かかる画像読取部１６の適所には、原稿読み取りや複写処理等に関する処理条件を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の表示パネルやテンキー、さらにはスタートボタン、モード切換えキー等が設けられている。
【００１９】
前記光学系ユニット１６２は、図略の光源や複数のミラー、レンズユニット、さらにはＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等を有している。そして、光源からの光が原稿面で反射され、この反射光がこれらミラーおよびレンズユニットを介して原稿情報としてＣＣＤに入力されるようになっている。ＣＣＤに入力されたアナログ量としての原稿情報は、デジタル信号に変換されて所定の記憶装置に記憶されるようになっている。
【００２０】
前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙にトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右側）から下流側へ向けて順次配設されたマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン用ユニット１２Ｃと、イエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。
【００２１】
各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置１２２がそれぞれ備えられている。各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーの供給を受けるようになっている。各現像装置１２２には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給されるようになっている。
【００２２】
各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電器１２３がそれぞれ設けられているとともに、帯電器１２３のさらに下方位置には露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電器１２３によって周面が一様に帯電され、画像読取部１６で入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
【００２３】
感光体ドラム１２１の上方位置には、当該各感光体ドラム１２１の周面に当接するように駆動ローラ１２５ａおよび従動ローラ１２５ｂ間に張設された転写ベルト１２５が設けられている。この転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら、駆動ローラ１２５ａの回転に伴って、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回するようになっている。
【００２４】
従って、転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエローのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。
【００２５】
そして、各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２７が設けられている。クリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電器１２３へ向かうことになる。
【００２６】
クリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留されるようになっている。
【００２７】
画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている転写ベルト１２５へ向けて搬送されるようになっている。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられ、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持されることによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写されるようになっている。
【００２８】
前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、定着装置２０を備えて構成されている。前記定着装置２０は、内部に加熱源である通電発熱体としてのハロゲンランプ３３を備えた加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０と対向配置された定着ローラ（対向部材）４０と、この定着ローラ４０および前記加熱ローラ３０間に張設された定着ベルト５０と、この定着ベルト５０と前記定着ローラ４０を介して対向配置された加圧ローラ６０とを備えている。
【００２９】
定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１に設けられた胴内排紙トレイ１１５へ向けて排出されることになる。
【００３０】
前記用紙貯留部１４は、装置本体１１における露光装置１２４の下方位置に挿脱自在に装着された用紙トレイ１４１を有している。用紙トレイ１４１には用紙束が貯留されるようになっている。そして、用紙トレイ１４１に貯留された用紙束からピックアップローラ１４２の駆動で用紙Ｐが１枚ずつ繰り出され、用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２の第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれるよう
になっている。
【００３１】
本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置は、各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれの感光体ドラム１２１に回転駆動力を付与するモータと、転写ベルト１２５を周回させる駆動ローラ１２５ａに回転駆動力を付与するモータと、第２転写ローラ１１３に回転駆動力を付与するモータのそれぞれを駆動制御するために、複合機１に備えられている。
【００３２】
図２は、複合機１に備えられるモータ駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。図３は、エンコーダ１０１４の一例であるロータリエンコーダのセンサホイール１０１４ａ及びセンサ１０１４ｂと、モータ１０１２と、第２転写ローラ１１３との構成を示す側面図である。図４は、ロータリエンコーダのセンサホイール１０１４ａの形態を示した正面図である。
【００３３】
モータ駆動制御装置１０は、上述したように各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれの感光体ドラム１２１、駆動ローラ１２５ａ、及び第２転写ローラ１１３の回転駆動源となるそれぞれのモータの各駆動制御のために設けられる。
【００３４】
複合機１には、制御部１００と、転写ローラ駆動ユニット１０１と、転写ベルト駆動ユニット１０２と、感光体ドラム駆動ユニット１０３とが備えられている。
【００３５】
転写ローラ駆動ユニット１０１は、モータドライバ１０１１と、モータ１０１２と、ギア１０１３と、エンコーダ１０１４と、第２転写ローラ１１３とを備えている。
【００３６】
また、転写ベルト駆動ユニット１０２は、モータドライバ（モータ駆動手段）１０２１と、モータ１０２２と、ギア１０２３と、エンコーダ１０２４と、駆動ローラ１２５ａとを備える。感光体ドラム駆動ユニット１０３は、モータドライバ（モータ駆動手段）１０３１と、モータ１０３２と、トラクション減速器１０３３と、エンコーダ１０３４と、感光体ドラム１２１とを備えている。
【００３７】
転写ローラ駆動ユニット１０１の各部と、転写ベルト駆動ユニット１０２及び感光体ドラム駆動ユニット１０３の各部の詳細は、感光体ドラム１２１の駆動に適用される仕様がトラクションモータ、トラクション減速器であってもよいこと以外は同様であるため、以下には、転写ローラ駆動ユニット１０１の構成を説明する。
【００３８】
モータドライバ（モータ駆動手段）１０１１は、モータ１０１２を回転駆動する駆動機構である。モータ１０１２は、例えばブラシレスＤＣモータ又はステッピングモータ等からなり、第２転写ローラ１１３に回転駆動力を付与する。ギア１０１３は、モータ１０１２の出力軸に設けられたギアと噛合して、モータ１０１２の出力を減速させるギアであり、モータ１０１２の駆動力伝達先である第２転写ローラ１１３の駆動軸に取り付けられている。ギア１０１３は、モータ１０１２の出力軸に設けられたギアの歯数よりも多い歯数を有する。ギア１０１３の歯数は、減速させる速度に応じて適宜設定される。
【００３９】
エンコーダ１０１４は、例えば、ロータリエンコーダ又はＭＲ（磁気）センサからなる。図３に示すように、ギア１０１３は、第２転写ローラ１１３の駆動軸１１３ａに取り付けられており、上記のように設定されるギア減速比によってモータ１０１２の出力の回転速度を減速して第２転写ローラ１１３に伝達する。モータ１０１２は、ギア１０１３を介して駆動軸１１３ａを回転駆動すると、第２転写ローラ１１３が、減速されたモータ速度により回転する。例えば、モータ１０１２の出力軸１０１２ａのギア１０１２ｂのギア数が10、ギア１０１３のギア数が100である場合、減速比は1/10であるので、モータ速度が1000rpmの場合、第２転写ローラ１１３の回転数は100rpmとなる。
【００４０】
エンコーダ１０１４の一例であるロータリエンコーダのセンサホイール１０１４ａは、第２転写ローラ１１３の駆動軸１１３ａに取り付けられ、駆動軸１１３ａと同心で回転するようになっている。このセンサホイール１０１４ａ周縁の一部には、光検出器からなるセンサ１０１４ｂが設けられている。図４に示すように、センサホイール１０１４ａの周縁であって、上記センサ１０１４ｂによるセンシング対象領域には、センサホイール１０１４ａの周方向に沿って多数のスリットＳが一定間隔で形成されている。センサ１０１４ｂは、当該スリットＳの列を挟む位置に設けられた光源及び受光部を有し、スリットＳの列で断続された光を受光部が受光すると、検出パルスをＣＰＵ１００のカウンタ７１１に出力するようになっている。
【００４１】
当該駆動力伝達機構では、ギア１０１３又はモータ１０１２の側のギア１０１２ｂの精度や、ギア１０１３とモータ１０１２の出力軸１０１２ａのギアとの噛合時における滑り等により、モータ１０１２の回転駆動力の第２転写ローラ１１３への伝達ロスが生じ、第２転写ローラ１１３の駆動軸１１３ａの周速は、モータ１０１２の出力軸１０１２ａの周速に比べて遅くなるおそれがある。
【００４２】
なお、転写ベルト駆動ユニット１０２におけるエンコーダ１０２４、モータ１０２２及び転写ベルト１２５の構成、感光体ドラム駆動ユニット１０３におけるエンコーダ１０３４、モータ１０３２及び感光体ドラム１２１の構成は、上記転写ローラ駆動ユニット１０１におけるエンコーダ１０１４、モータ１０１２及び第２転写ローラ１１３の構成と同様である。
【００４３】
制御部１００は、ＣＰＵ又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等からなり、複合機１の全体的な動作制御を司るものである。制御部１００は、速度差算出部７１と、速度制御部７２と、カウンタ７１１とを備えている。
【００４４】
カウンタ（パルス幅検出部）７１１は、エンコーダ１０１４から出力されてくるパルスのパルス幅（第２転写ローラ１１３の回転速度情報を示す）を検出する。なお、エンコーダ１０１４（エンコーダ１０２４、エンコーダ１０３４）及びカウンタ７１１が特許請求の範囲の被駆動体回転速度検出手段の一例である。
【００４５】
速度差算出部（速度差算出手段）７１は、エンコーダ１０１４及びカウンタ７１１によって検出された第２転写ローラ１１３の回転速度と、予め設定されている第２転写ローラ１１３の目標速度との差を算出するものである。速度差算出部７１は、レジスタ７１２と、差分算出部７１３とを備えている。レジスタ７１２は、予め設定されている第２転写ローラ１１３の目標速度に対応するパルス幅の値を記憶している。差分算出部７１３は、カウンタ７１１によってカウントされた上記パルス幅を示すカウント値と、レジスタ７１２に記憶されている目標速度に対応するパルス幅の値との差を算出する。差分算出部７１３は、算出した差分値を速度制御部７２に出力する。
【００４６】
速度制御部（速度制御手段）７２は、差分算出部７１３によって算出される各差分値に対応するデューティ比が記憶されたテーブルを記憶している。或いは、速度制御部７２は、差分算出部７１３によって算出される各差分値に対応するデューティ比を予め定められた算出式に基づいて算出する。速度制御部７２は、差分算出部７１３によって算出された差分値に対応するデューティ比を上記テーブル又は算出式に基づいて算出し、当該算出したデューティ比からなるＰＷＭ制御信号を基準クロック信号に基づいて生成する。速度制御部７２は、当該生成したＰＷＭ制御信号を速度制御信号としてモータドライバ１０１１に出力する。これにより、モータドライバ１０１１は、第２転写ローラ１１３の駆動源であるモータ１０１２の出力の回転速度が上記目標速度となるようにモータ１０１２を駆動制御することになる。また、レジスタ７１２に設定されている上記目標速度を変更することで、この目標速度変更に伴って第２転写ローラ１１３の回転速度が追従するため、当該レジスタ７１２の目標速度を変更することによって第２転写ローラ１１３の回転速度を変化させることができる。
【００４７】
速度差算出部７１及び速度制御部７２は、同様に、転写ベルト駆動ユニット１０２のエンコーダ１０２４とカウンタ７１１とで検出される駆動ローラ１２５ａの回転速度情報と、感光体ドラム駆動ユニット１０３のエンコーダ１０３４とカウンタ７１１とで検出される感光体ドラム１２１の回転速度情報とに基づいて、転写ベルト駆動ユニット１０２のモータドライバ１０２１用のＰＷＭ制御信号と、感光体ドラム駆動ユニット１０３のモータドライバ１０３１用のＰＷＭ制御信号とを生成し、モータドライバ１０２１及びモータドライバ１０３１にそれぞれのＰＷＭ制御信号を速度制御信号として出力する。
【００４８】
なお、上記予め設定されている第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の目標速度（例えば、第２転写ローラ１１３、駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１のそれぞれの周面速度）は、画像転写の必要上、全て同じ速度とされる。そのため、速度差算出部７１及び速度制御部７２が、上述したように、目標速度に対応するパルス幅との差に基づいて各モータドライバ１０１１，１０２１，１０３１用のそれぞれのＰＷＭ制御信号を生成すれば、生成された各ＰＷＭ制御信号で各モータドライバ１０１１，１０２１，１０３１がモータ１０１２，１０２２，１０３２を駆動することにより、モータ１０１２，１０２２，１０３２の出力の回転速度が全て同速度となる。
【００４９】
なお、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置は、モータドライバ１０１１，１０２１，１０３１と、エンコーダ１０１４、エンコーダ１０２４及びエンコーダ１０３４と、速度差算出部７１と、速度制御部７２とを備えてなる。
【００５０】
このように、同一のＣＰＵ等からなる制御部１００によって、第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の各駆動源となるモータ１０１２，１０２２，１０３２を駆動制御することによって、第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１についての各モータ１０１２，１０２２，１０３２の立ち上がり時の速度ずれを抑え、第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１を、その回転速度に速度差が発生しないようにして立ち上げることが可能になるため、転写ベルト１２５と感光体ドラム１２１、転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３のように、互いに接触している部材同士の速度を精度よく揃えることができ、トナー画像転写時の画像ずれ等を無くして、画像品質を向上させることが可能になる。
【００５１】
また、このような同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、アナログ回路によるＰＬＬ制御のようなクロックに同期させるモータ駆動制御ではないため、制御に用いるクロック出力を削減でき、不要輻射等のノイズにより他部品に弊害が及ぶことを防止できる。
【００５２】
また、このような同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、転写ベルト
１２５と感光体ドラム１２１、転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３の各部における転写動作において、これらの各ニップ部への記録紙の接触時及び解除時に発生する負荷の変動に基づく第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の回転速度変化を抑制する形での制御が可能になる。
【００５３】
さらに、複数の感光体ドラム１２１と転写ベルト１２５との各ニップ部に記録紙が次々に接触及び解除することで生じる転写ベルト１２５と各感光体ドラム１２１の回転速度変化も、上記同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、当該回転速度変化を抑制する形での制御が可能になる。
【００５４】
また、転写ベルト１２５に関しては、材質上トルクによって伸縮が発生し、上記負荷変動時や速度変動時に引張りが生じた場合、当該引張りの解消後に転写ベルト１２５の走行速度が安定するまでには時間を有するが、上記同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、上記引張りで生じた振動を打ち消す形で感光体ドラム１２１及び転写ベルト１２５（駆動ローラ１２１ａ）の速度を任意に制御可能であるため、転写ベルト１２５の走行速度が安定するまでの時間の短縮化を図ることも可能になる。
【００５５】
さらには、転写ベルト１２５に関しては、負荷応答性の面でステッピングモータが用いられる場合は、上記同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、スルーアップ時及びスルーダウン時にモータにかかる負荷トルクを軽減するように制御可能であるため、消費電力の削減及び脱調の回避等を図ることができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、エンコーダ１０１４から出力されてくるパルスのパルス幅と、エンコーダ１０２４から出力されてくるパルスのパルス幅と、エンコーダ１０３４から出力されてくるパルスのパルス幅とを検出するパルス幅検出部として、カウンタ７１１を適用する例を示しているが、当該パルス幅検出部は、カウンタに限られず、パルス幅を時間で計測するタイマ等の他の機構であってもよい。パルス幅検出部としてタイマが適用される場合、レジスタ７１２は、予め設定されている第２転写ローラ１１３、駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の目標速度に対応するパルス幅の値を時間で記憶する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合機の内部構造を示す正面断面視の説明図である。
【図２】複合機に備えられるモータ駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】エンコーダの一例であるロータリエンコーダのセンサホイール及びセンサと、モータと、転写ローラとの構成を示す側面図である。
【図４】ロータリエンコーダのセンサホイールの形態を示した正面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 複合機
１０ モータ駆動制御装置
１１ 装置本体
１２ 画像形成部
７１ 速度差算出部
７２ 速度制御部
７１１ カウンタ
７１２ レジスタ
７１３ 差分算出部
１００ 制御部
１０１ 転写ローラ駆動ユニット
１０２ 転写ベルト駆動ユニット
１０３ 感光体ドラム駆動ユニット
１１３ 第２転写ローラ
１１３ａ 駆動軸
１２１ 感光体ドラム
１２１ａ 駆動ローラ
１２５ 転写ベルト
１２５ａ 駆動ローラ
１０１１，１０２１，１０３１ モータドライバ
１０１２，１０２２，１０３２ モータ
１０１２ａ 出力軸
１０１４，１０２４，１０３４ エンコーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置及び画像形成装置に関し、特に、被駆動体の回転速度に応じて、その駆動源となるモータの回転速度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばコピー機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラムの回転駆動に用いられるトラクションモータの速度には精度が要求されるため、感光体ドラムの駆動軸に取り付けられたエンコーダから出力されるパルスをフィードバックさせて、基準クロックに同期させる形で速度制御が行われている。このような回転駆動装置としては、例えば、下記特許文献１に示されるものが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の回転駆動装置では、特許文献１の図２及び図に示されるように、感光体ドラムの駆動軸に取り付けられたエンコーダから出力されるパルスを検出するフィードバック部にはアナログ回路が用いられているため、当該アナログ回路の構成部品のばらつき（ロット、周囲環境温度等を要因とする）で性能が左右されるために量産には不向きであり、また、フィードバック部を設けることにより部品点数が増加するため、その分の製造コストが増加してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、安定した品質性能が得られ、部品点数も低減されたモータ駆動制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、モータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置であって、
前記モータを回転駆動するモータ駆動手段と、
前記モータからの回転駆動力で回転する被駆動体の回転速度を検出する被駆動体回転速度検出手段と、
前記被駆動体回転速度検出手段によって検出された前記被駆動体の回転速度と、予め設定されている被駆動体回転速度との速度差を算出する速度差算出手段と、
前記速度差算出手段によって算出された速度差に対応する速度制御信号を生成し、当該生成した速度制御信号を前記モータ駆動手段に出力する速度制御手段と
を備えたものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記被駆動体回転速度検出手段は、ＭＲセンサ又はエンコーダと、当該ＭＲセンサ又はエンコーダから出力されるパルスのパルス幅を検出するパルス幅検出部とを有し、
前記速度差算出手段は、前記予め設定されている被駆動体の目標回転速度に対応するパルス幅の値を記憶する記憶部と、前記パルス幅検出部によるパルス幅検出値と当該記憶部に記憶されているパルス幅の値との差分を前記速度差として算出する差分算出部とを有し、
前記速度制御手段は、前記差分算出部によって算出された速度差に対応するデューティ比を算出し、当該算出したデューティ比からなるＰＷＭ制御信号を前記速度制御信号として前記モータ駆動手段に出力するものである。
【０００７】
これらの構成によれば、速度差算出手段が、被駆動体回転速度検出手段によって検出された被駆動体の回転速度と、予め設定されている被駆動体回転速度との差を算出し、速度制御手段が、当該算出された速度差に対応する速度制御信号を算出し、当該算出した速度制御信号をモータ駆動手段に出力することでモータを駆動制御するので、当該速度差算出手段及び速度制御手段をＣＰＵ又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成することが可能になる。これにより、モータ駆動制御の自由度が増し、更に、アナログ回路での構成も不要であるため、安定した品質性能が得られ、部品点数も低減される。また、アナログ回路によるＰＬＬ制御のようなクロックに同期させる制御ではないため、制御に用いるクロック出力を削減でき、不要輻射等のノイズにより他部品に弊害が及ぶことを防止できる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータ駆動制御装置であって、前記モータ駆動手段が複数設けられると共に、前記ＭＲセンサ又はエンコーダは、当該各モータ駆動手段によって駆動されるモータの回転駆動力で回転する被駆動体のそれぞれについて設けられ、
前記パルス幅検出部は、前記各駆動体に設けられているＭＲセンサ又はエンコーダから出力される各パルスのパルス幅を検出し、
前記速度差算出手段の記憶部は、前記各被駆動体についての目標回転速度に対応する各パルス幅の値を記憶し、前記差分算出部は、前記パルス幅検出部による前記各被駆動体のパルス幅検出値と前記記憶部に記憶されている前記各被駆動体についての各パルス幅の値との差を前記各被駆動体についての各速度差として算出し、
前記差分算出部によって前記各被駆動体についての前記各速度差が算出された場合、前記速度制御手段は、当該算出された各速度差に基づいて前記各被駆動体についてのＰＷＭ制御信号を算出し、当該算出した各ＰＷＭ制御信号を、前記各被駆動体に対応するそれぞれのモータ駆動手段に出力するものである。
【０００９】
この構成によれば、同一の速度差算出手段及び速度制御手段で算出される各モータ駆動手段へのＰＷＭ制御信号によって、各モータの駆動制御を行うため、当該各モータによって駆動される被駆動体について、例えば、各モータの立ち上がり時の速度ずれを抑えたり、各被駆動体に速度差が発生しないようにして立ち上げることが可能になる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータ駆動制御装置を備え、前記被駆動体が転写体及び感光体ドラムである画像形成装置である。
【００１１】
この構成によれば、互いの速度差が直接画像に影響を与える転写ローラ又は中間転写ベルトの駆動ローラ等の転写体、或いは感光体ドラムについて、それぞれの回転速度毎にフィードバック制御を適切に行って、互いの速度差を軽減できるので、画像品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、速度差算出手段及び速度制御手段をＣＰＵ又はＤＳＰ等で構成可能であるためにモータ駆動制御の自由度が増し、更に、アナログ回路での構成も不要であるため、安定した品質性能が得られ、部品点数も低減される。また、アナログ回路によるＰＬＬ制御のようなクロックに同期させる制御ではないため、制御に用いるクロック出力を削減でき、不要輻射等のノイズにより他部品に弊害が及ぶことを防止できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、当該各モータによって駆動される被駆動体について、例えば、各モータの立ち上がり時の速度ずれを抑え、各被駆動体に速度差が発生しないようにして立ち上げることが可能になる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、互いの速度差が直接画像に影響を与える転写ローラ又は中間転写ベルトの駆動ローラ等の転写体、或いは感光体ドラムについて、それぞれの回転速度毎にフィードバック制御を適切に行って、互いの速度差を軽減できるので、画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る複合機の内部構造を示す正面断面視の説明図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としての複合機１は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能、ファクス機能等を兼ね備え、カラー印刷が可能な構成を備えている。胴内排紙型と称される箱形を呈した装置本体１１と、この装置本体１１の上部に設けられた、原稿画像を読み取る画像読取部１６とを備えた基本構成を有している。
【００１６】
前記装置本体１１には、画像読取部１６によって読み取られた原稿の画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙（転写材）Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とが内装されている。
【００１７】
前記画像読取部１６は、装置本体１１の上面に開閉可能に設けられた原稿押え１６１と、装置本体１１の上部の筐体内でコンタクトガラス１６３を介して原稿押え１６１と対向配置された光学系ユニット１６２とを備えている。コンタクトガラス１６３は、載置された原稿の原稿面を読み取るために原稿押え１６１より若干小さい平面形状に寸法設定されている。前記原稿押え１６１は、画像読取部１６の一構成要素である筐体の上面の一側辺に設けられた所定の軸回りに正逆回動することにより開閉可能になっている。
【００１８】
かかる画像読取部１６の適所には、原稿読み取りや複写処理等に関する処理条件を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の表示パネルやテンキー、さらにはスタートボタン、モード切換えキー等が設けられている。
【００１９】
前記光学系ユニット１６２は、図略の光源や複数のミラー、レンズユニット、さらにはＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等を有している。そして、光源からの光が原稿面で反射され、この反射光がこれらミラーおよびレンズユニットを介して原稿情報としてＣＣＤに入力されるようになっている。ＣＣＤに入力されたアナログ量としての原稿情報は、デジタル信号に変換されて所定の記憶装置に記憶されるようになっている。
【００２０】
前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙にトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右側）から下流側へ向けて順次配設されたマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン用ユニット１２Ｃと、イエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。
【００２１】
各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置１２２がそれぞれ備えられている。各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーの供給を受けるようになっている。各現像装置１２２には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーが補給されるようになっている。
【００２２】
各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電器１２３がそれぞれ設けられているとともに、帯電器１２３のさらに下方位置には露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電器１２３によって周面が一様に帯電され、画像読取部１６で入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
【００２３】
感光体ドラム１２１の上方位置には、当該各感光体ドラム１２１の周面に当接するように駆動ローラ１２５ａおよび従動ローラ１２５ｂ間に張設された転写ベルト１２５が設けられている。この転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら、駆動ローラ１２５ａの回転に伴って、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回するようになっている。
【００２４】
従って、転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエローのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。
【００２５】
そして、各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２７が設けられている。クリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電器１２３へ向かうことになる。
【００２６】
クリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留されるようになっている。
【００２７】
画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている転写ベルト１２５へ向けて搬送されるようになっている。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられ、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持されることによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写されるようになっている。
【００２８】
前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、定着装置２０を備えて構成されている。前記定着装置２０は、内部に加熱源である通電発熱体としてのハロゲンランプ３３を備えた加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０と対向配置された定着ローラ（対向部材）４０と、この定着ローラ４０および前記加熱ローラ３０間に張設された定着ベルト５０と、この定着ベルト５０と前記定着ローラ４０を介して対向配置された加圧ローラ６０とを備えている。
【００２９】
定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１に設けられた胴内排紙トレイ１１５へ向けて排出されることになる。
【００３０】
前記用紙貯留部１４は、装置本体１１における露光装置１２４の下方位置に挿脱自在に装着された用紙トレイ１４１を有している。用紙トレイ１４１には用紙束が貯留されるようになっている。そして、用紙トレイ１４１に貯留された用紙束からピックアップローラ１４２の駆動で用紙Ｐが１枚ずつ繰り出され、用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２の第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれるよう
になっている。
【００３１】
本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置は、各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれの感光体ドラム１２１に回転駆動力を付与するモータと、転写ベルト１２５を周回させる駆動ローラ１２５ａに回転駆動力を付与するモータと、第２転写ローラ１１３に回転駆動力を付与するモータのそれぞれを駆動制御するために、複合機１に備えられている。
【００３２】
図２は、複合機１に備えられるモータ駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。図３は、エンコーダ１０１４の一例であるロータリエンコーダのセンサホイール１０１４ａ及びセンサ１０１４ｂと、モータ１０１２と、第２転写ローラ１１３との構成を示す側面図である。図４は、ロータリエンコーダのセンサホイール１０１４ａの形態を示した正面図である。
【００３３】
モータ駆動制御装置１０は、上述したように各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれの感光体ドラム１２１、駆動ローラ１２５ａ、及び第２転写ローラ１１３の回転駆動源となるそれぞれのモータの各駆動制御のために設けられる。
【００３４】
複合機１には、制御部１００と、転写ローラ駆動ユニット１０１と、転写ベルト駆動ユニット１０２と、感光体ドラム駆動ユニット１０３とが備えられている。
【００３５】
転写ローラ駆動ユニット１０１は、モータドライバ１０１１と、モータ１０１２と、ギア１０１３と、エンコーダ１０１４と、第２転写ローラ１１３とを備えている。
【００３６】
また、転写ベルト駆動ユニット１０２は、モータドライバ（モータ駆動手段）１０２１と、モータ１０２２と、ギア１０２３と、エンコーダ１０２４と、駆動ローラ１２５ａとを備える。感光体ドラム駆動ユニット１０３は、モータドライバ（モータ駆動手段）１０３１と、モータ１０３２と、トラクション減速器１０３３と、エンコーダ１０３４と、感光体ドラム１２１とを備えている。
【００３７】
転写ローラ駆動ユニット１０１の各部と、転写ベルト駆動ユニット１０２及び感光体ドラム駆動ユニット１０３の各部の詳細は、感光体ドラム１２１の駆動に適用される仕様がトラクションモータ、トラクション減速器であってもよいこと以外は同様であるため、以下には、転写ローラ駆動ユニット１０１の構成を説明する。
【００３８】
モータドライバ（モータ駆動手段）１０１１は、モータ１０１２を回転駆動する駆動機構である。モータ１０１２は、例えばブラシレスＤＣモータ又はステッピングモータ等からなり、第２転写ローラ１１３に回転駆動力を付与する。ギア１０１３は、モータ１０１２の出力軸に設けられたギアと噛合して、モータ１０１２の出力を減速させるギアであり、モータ１０１２の駆動力伝達先である第２転写ローラ１１３の駆動軸に取り付けられている。ギア１０１３は、モータ１０１２の出力軸に設けられたギアの歯数よりも多い歯数を有する。ギア１０１３の歯数は、減速させる速度に応じて適宜設定される。
【００３９】
エンコーダ１０１４は、例えば、ロータリエンコーダ又はＭＲ（磁気）センサからなる。図３に示すように、ギア１０１３は、第２転写ローラ１１３の駆動軸１１３ａに取り付けられており、上記のように設定されるギア減速比によってモータ１０１２の出力の回転速度を減速して第２転写ローラ１１３に伝達する。モータ１０１２は、ギア１０１３を介して駆動軸１１３ａを回転駆動すると、第２転写ローラ１１３が、減速されたモータ速度により回転する。例えば、モータ１０１２の出力軸１０１２ａのギア１０１２ｂのギア数が10、ギア１０１３のギア数が100である場合、減速比は1/10であるので、モータ速度が1000rpmの場合、第２転写ローラ１１３の回転数は100rpmとなる。
【００４０】
エンコーダ１０１４の一例であるロータリエンコーダのセンサホイール１０１４ａは、第２転写ローラ１１３の駆動軸１１３ａに取り付けられ、駆動軸１１３ａと同心で回転するようになっている。このセンサホイール１０１４ａ周縁の一部には、光検出器からなるセンサ１０１４ｂが設けられている。図４に示すように、センサホイール１０１４ａの周縁であって、上記センサ１０１４ｂによるセンシング対象領域には、センサホイール１０１４ａの周方向に沿って多数のスリットＳが一定間隔で形成されている。センサ１０１４ｂは、当該スリットＳの列を挟む位置に設けられた光源及び受光部を有し、スリットＳの列で断続された光を受光部が受光すると、検出パルスをＣＰＵ１００のカウンタ７１１に出力するようになっている。
【００４１】
当該駆動力伝達機構では、ギア１０１３又はモータ１０１２の側のギア１０１２ｂの精度や、ギア１０１３とモータ１０１２の出力軸１０１２ａのギアとの噛合時における滑り等により、モータ１０１２の回転駆動力の第２転写ローラ１１３への伝達ロスが生じ、第２転写ローラ１１３の駆動軸１１３ａの周速は、モータ１０１２の出力軸１０１２ａの周速に比べて遅くなるおそれがある。
【００４２】
なお、転写ベルト駆動ユニット１０２におけるエンコーダ１０２４、モータ１０２２及び転写ベルト１２５の構成、感光体ドラム駆動ユニット１０３におけるエンコーダ１０３４、モータ１０３２及び感光体ドラム１２１の構成は、上記転写ローラ駆動ユニット１０１におけるエンコーダ１０１４、モータ１０１２及び第２転写ローラ１１３の構成と同様である。
【００４３】
制御部１００は、ＣＰＵ又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等からなり、複合機１の全体的な動作制御を司るものである。制御部１００は、速度差算出部７１と、速度制御部７２と、カウンタ７１１とを備えている。
【００４４】
カウンタ（パルス幅検出部）７１１は、エンコーダ１０１４から出力されてくるパルスのパルス幅（第２転写ローラ１１３の回転速度情報を示す）を検出する。なお、エンコーダ１０１４（エンコーダ１０２４、エンコーダ１０３４）及びカウンタ７１１が特許請求の範囲の被駆動体回転速度検出手段の一例である。
【００４５】
速度差算出部（速度差算出手段）７１は、エンコーダ１０１４及びカウンタ７１１によって検出された第２転写ローラ１１３の回転速度と、予め設定されている第２転写ローラ１１３の目標速度との差を算出するものである。速度差算出部７１は、レジスタ７１２と、差分算出部７１３とを備えている。レジスタ７１２は、予め設定されている第２転写ローラ１１３の目標速度に対応するパルス幅の値を記憶している。差分算出部７１３は、カウンタ７１１によってカウントされた上記パルス幅を示すカウント値と、レジスタ７１２に記憶されている目標速度に対応するパルス幅の値との差を算出する。差分算出部７１３は、算出した差分値を速度制御部７２に出力する。
【００４６】
速度制御部（速度制御手段）７２は、差分算出部７１３によって算出される各差分値に対応するデューティ比が記憶されたテーブルを記憶している。或いは、速度制御部７２は、差分算出部７１３によって算出される各差分値に対応するデューティ比を予め定められた算出式に基づいて算出する。速度制御部７２は、差分算出部７１３によって算出された差分値に対応するデューティ比を上記テーブル又は算出式に基づいて算出し、当該算出したデューティ比からなるＰＷＭ制御信号を基準クロック信号に基づいて生成する。速度制御部７２は、当該生成したＰＷＭ制御信号を速度制御信号としてモータドライバ１０１１に出力する。これにより、モータドライバ１０１１は、第２転写ローラ１１３の駆動源であるモータ１０１２の出力の回転速度が上記目標速度となるようにモータ１０１２を駆動制御することになる。また、レジスタ７１２に設定されている上記目標速度を変更することで、この目標速度変更に伴って第２転写ローラ１１３の回転速度が追従するため、当該レジスタ７１２の目標速度を変更することによって第２転写ローラ１１３の回転速度を変化させることができる。
【００４７】
速度差算出部７１及び速度制御部７２は、同様に、転写ベルト駆動ユニット１０２のエンコーダ１０２４とカウンタ７１１とで検出される駆動ローラ１２５ａの回転速度情報と、感光体ドラム駆動ユニット１０３のエンコーダ１０３４とカウンタ７１１とで検出される感光体ドラム１２１の回転速度情報とに基づいて、転写ベルト駆動ユニット１０２のモータドライバ１０２１用のＰＷＭ制御信号と、感光体ドラム駆動ユニット１０３のモータドライバ１０３１用のＰＷＭ制御信号とを生成し、モータドライバ１０２１及びモータドライバ１０３１にそれぞれのＰＷＭ制御信号を速度制御信号として出力する。
【００４８】
なお、上記予め設定されている第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の目標速度（例えば、第２転写ローラ１１３、駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１のそれぞれの周面速度）は、画像転写の必要上、全て同じ速度とされる。そのため、速度差算出部７１及び速度制御部７２が、上述したように、目標速度に対応するパルス幅との差に基づいて各モータドライバ１０１１，１０２１，１０３１用のそれぞれのＰＷＭ制御信号を生成すれば、生成された各ＰＷＭ制御信号で各モータドライバ１０１１，１０２１，１０３１がモータ１０１２，１０２２，１０３２を駆動することにより、モータ１０１２，１０２２，１０３２の出力の回転速度が全て同速度となる。
【００４９】
なお、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置は、モータドライバ１０１１，１０２１，１０３１と、エンコーダ１０１４、エンコーダ１０２４及びエンコーダ１０３４と、速度差算出部７１と、速度制御部７２とを備えてなる。
【００５０】
このように、同一のＣＰＵ等からなる制御部１００によって、第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の各駆動源となるモータ１０１２，１０２２，１０３２を駆動制御することによって、第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１についての各モータ１０１２，１０２２，１０３２の立ち上がり時の速度ずれを抑え、第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１を、その回転速度に速度差が発生しないようにして立ち上げることが可能になるため、転写ベルト１２５と感光体ドラム１２１、転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３のように、互いに接触している部材同士の速度を精度よく揃えることができ、トナー画像転写時の画像ずれ等を無くして、画像品質を向上させることが可能になる。
【００５１】
また、このような同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、アナログ回路によるＰＬＬ制御のようなクロックに同期させるモータ駆動制御ではないため、制御に用いるクロック出力を削減でき、不要輻射等のノイズにより他部品に弊害が及ぶことを防止できる。
【００５２】
また、このような同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、転写ベルト
１２５と感光体ドラム１２１、転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３の各部における転写動作において、これらの各ニップ部への記録紙の接触時及び解除時に発生する負荷の変動に基づく第２転写ローラ１１３、転写ベルト１２５の駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の回転速度変化を抑制する形での制御が可能になる。
【００５３】
さらに、複数の感光体ドラム１２１と転写ベルト１２５との各ニップ部に記録紙が次々に接触及び解除することで生じる転写ベルト１２５と各感光体ドラム１２１の回転速度変化も、上記同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、当該回転速度変化を抑制する形での制御が可能になる。
【００５４】
また、転写ベルト１２５に関しては、材質上トルクによって伸縮が発生し、上記負荷変動時や速度変動時に引張りが生じた場合、当該引張りの解消後に転写ベルト１２５の走行速度が安定するまでには時間を有するが、上記同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、上記引張りで生じた振動を打ち消す形で感光体ドラム１２１及び転写ベルト１２５（駆動ローラ１２１ａ）の速度を任意に制御可能であるため、転写ベルト１２５の走行速度が安定するまでの時間の短縮化を図ることも可能になる。
【００５５】
さらには、転写ベルト１２５に関しては、負荷応答性の面でステッピングモータが用いられる場合は、上記同一のＣＰＵ等からなる制御部１００での制御によれば、スルーアップ時及びスルーダウン時にモータにかかる負荷トルクを軽減するように制御可能であるため、消費電力の削減及び脱調の回避等を図ることができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、エンコーダ１０１４から出力されてくるパルスのパルス幅と、エンコーダ１０２４から出力されてくるパルスのパルス幅と、エンコーダ１０３４から出力されてくるパルスのパルス幅とを検出するパルス幅検出部として、カウンタ７１１を適用する例を示しているが、当該パルス幅検出部は、カウンタに限られず、パルス幅を時間で計測するタイマ等の他の機構であってもよい。パルス幅検出部としてタイマが適用される場合、レジスタ７１２は、予め設定されている第２転写ローラ１１３、駆動ローラ１２５ａ及び感光体ドラム１２１の目標速度に対応するパルス幅の値を時間で記憶する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合機の内部構造を示す正面断面視の説明図である。
【図２】複合機に備えられるモータ駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】エンコーダの一例であるロータリエンコーダのセンサホイール及びセンサと、モータと、転写ローラとの構成を示す側面図である。
【図４】ロータリエンコーダのセンサホイールの形態を示した正面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 複合機
１０ モータ駆動制御装置
１１ 装置本体
１２ 画像形成部
７１ 速度差算出部
７２ 速度制御部
７１１ カウンタ
７１２ レジスタ
７１３ 差分算出部
１００ 制御部
１０１ 転写ローラ駆動ユニット
１０２ 転写ベルト駆動ユニット
１０３ 感光体ドラム駆動ユニット
１１３ 第２転写ローラ
１１３ａ 駆動軸
１２１ 感光体ドラム
１２１ａ 駆動ローラ
１２５ 転写ベルト
１２５ａ 駆動ローラ
１０１１，１０２１，１０３１ モータドライバ
１０１２，１０２２，１０３２ モータ
１０１２ａ 出力軸
１０１４，１０２４，１０３４ エンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置であって、
前記モータを回転駆動するモータ駆動手段と、
前記モータからの回転駆動力で回転する被駆動体の回転速度を検出する被駆動体回転速度検出手段と、
前記被駆動体回転速度検出手段によって検出された前記被駆動体の回転速度と、予め設定されている被駆動体回転速度との速度差を算出する速度差算出手段と、
前記速度差算出手段によって算出された速度差に対応する速度制御信号を生成し、当該生成した速度制御信号を前記モータ駆動手段に出力する速度制御手段と
を備えたモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記被駆動体回転速度検出手段は、ＭＲセンサ又はエンコーダと、当該ＭＲセンサ又はエンコーダから出力されるパルスのパルス幅を検出するパルス幅検出部とを有し、
前記速度差算出手段は、前記予め設定されている被駆動体の目標回転速度に対応するパルス幅の値を記憶する記憶部と、前記パルス幅検出部によるパルス幅検出値と当該記憶部に記憶されているパルス幅の値との差分を前記速度差として算出する差分算出部とを有し、
前記速度制御手段は、前記差分算出部によって算出された速度差に対応するデューティ比を算出し、当該算出したデューティ比からなるＰＷＭ制御信号を前記速度制御信号として前記モータ駆動手段に出力する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記モータ駆動手段が複数設けられると共に、前記ＭＲセンサ又はエンコーダは、当該各モータ駆動手段によって駆動されるモータの回転駆動力で回転する被駆動体のそれぞれについて設けられ、
前記パルス幅検出部は、前記各駆動体に設けられているＭＲセンサ又はエンコーダから出力される各パルスのパルス幅を検出し、
前記速度差算出手段の記憶部は、前記各被駆動体についての目標回転速度に対応する各パルス幅の値を記憶し、前記差分算出部は、前記パルス幅検出部による前記各被駆動体のパルス幅検出値と、前記記憶部に記憶されている前記各被駆動体についての各パルス幅の値との差を前記各被駆動体についての各速度差として算出し、
前記差分算出部によって前記各被駆動体についての前記各速度差が算出された場合、前記速度制御手段は、当該算出された各速度差に基づいて前記各被駆動体についてのＰＷＭ制御信号を算出し、当該算出した各ＰＷＭ制御信号を、前記各被駆動体に対応するそれぞれのモータ駆動手段に出力する請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ駆動制御装置を備え、
前記被駆動体が転写体及び感光体ドラムである画像形成装置。
【請求項１】
モータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置であって、
前記モータを回転駆動するモータ駆動手段と、
前記モータからの回転駆動力で回転する被駆動体の回転速度を検出する被駆動体回転速度検出手段と、
前記被駆動体回転速度検出手段によって検出された前記被駆動体の回転速度と、予め設定されている被駆動体回転速度との速度差を算出する速度差算出手段と、
前記速度差算出手段によって算出された速度差に対応する速度制御信号を生成し、当該生成した速度制御信号を前記モータ駆動手段に出力する速度制御手段と
を備えたモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記被駆動体回転速度検出手段は、ＭＲセンサ又はエンコーダと、当該ＭＲセンサ又はエンコーダから出力されるパルスのパルス幅を検出するパルス幅検出部とを有し、
前記速度差算出手段は、前記予め設定されている被駆動体の目標回転速度に対応するパルス幅の値を記憶する記憶部と、前記パルス幅検出部によるパルス幅検出値と当該記憶部に記憶されているパルス幅の値との差分を前記速度差として算出する差分算出部とを有し、
前記速度制御手段は、前記差分算出部によって算出された速度差に対応するデューティ比を算出し、当該算出したデューティ比からなるＰＷＭ制御信号を前記速度制御信号として前記モータ駆動手段に出力する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記モータ駆動手段が複数設けられると共に、前記ＭＲセンサ又はエンコーダは、当該各モータ駆動手段によって駆動されるモータの回転駆動力で回転する被駆動体のそれぞれについて設けられ、
前記パルス幅検出部は、前記各駆動体に設けられているＭＲセンサ又はエンコーダから出力される各パルスのパルス幅を検出し、
前記速度差算出手段の記憶部は、前記各被駆動体についての目標回転速度に対応する各パルス幅の値を記憶し、前記差分算出部は、前記パルス幅検出部による前記各被駆動体のパルス幅検出値と、前記記憶部に記憶されている前記各被駆動体についての各パルス幅の値との差を前記各被駆動体についての各速度差として算出し、
前記差分算出部によって前記各被駆動体についての前記各速度差が算出された場合、前記速度制御手段は、当該算出された各速度差に基づいて前記各被駆動体についてのＰＷＭ制御信号を算出し、当該算出した各ＰＷＭ制御信号を、前記各被駆動体に対応するそれぞれのモータ駆動手段に出力する請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ駆動制御装置を備え、
前記被駆動体が転写体及び感光体ドラムである画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−５５７５（Ｐ２００９−５５７５Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７９０６０（Ｐ２００７−２７９０６０）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]