(57)【要約】【課題】速度変動を抑制し、記録材が転写体に到達する際のショックによる画質への影響を最小限に抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】エンコーダ２０３より駆動ローラ５４の回転速度が検知され、検知された回転速度と予め設定された目標速度との偏差を検出し、検出した偏差を補正するための制御量Ｃ１を導出する。さらに、複数回導出した制御量Ｃ１の平均値である制御量Ｃ２を導出する。制御量Ｃ３に応じた速度でブラシレスＤＣモータ２００は制御され、駆動開始時には制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１が選択される。記録材Ｐが中間転写ベルト５１に到達する時点の前後時間内（タイミング信号ＯＮ）に制御量Ｃ１と制御量Ｃ２の値の大小関係が変化したときに、制御量Ｃ３として、制御量１に代えて制御量２を選択する。【選択図】図３
2014181114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を、所定の制御量に応じた速度のモータで駆動されるローラで搬送された転写体に転写し、当該転写されたトナー像をさらに記録材に転写する画像形成装置であって、
前記ローラの回転速度を検知する検知手段と、
検知された回転速度と予め設定された前記ローラの目標速度との偏差を検出し、検出した偏差を補正するための第１の制御量を導出する第１制御手段と、
複数回導出した前記第１の制御量の平均値である第２の制御量を導出する第２制御手段と、
前記モータの駆動開始時には前記所定の制御量として前記第１の制御量を選択し、他方、前記記録材が前記転写体に到達する時点の前後時間内に当該第１の制御量と前記第２の制御量の値の大小関係が変化したときに、前記所定の制御量として前記第１の制御量に代えて前記第２の制御量を選択する選択手段と、を有することを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達する時点の前後時間外に当該第１の制御量と前記第２の制御量の値の大小関係が変化したときに、前記所定の制御量として前記第１の制御量を選択することを特徴とする、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２制御手段は、複数回導出した前記第１の制御量の平均値である比較値を導出するものであり、
前記第１の制御量から前記比較値を減算した値が正の値となったときの当該第１の制御量を記憶するための記憶手段をさらに有し、
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達する時点の前後時間内に前記第１の制御量から前記比較値を減算した値が正の値となったときに、前記所定の制御量として前記第１の制御量に代えて前記記憶手段に記憶された制御量を選択することを特徴とする、
請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達する時点の前後時間外に前記第１の制御量から当該比較値を減算した値が正の値となったときに、前記所定の制御量として前記記憶手段に記憶された制御量に代えて前記第１の制御量を選択することを特徴とする、
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達する時点の前後時間外に前記ローラの半周周期の整数倍となったときに、前記所定の制御量として記第１の制御量を選択することを特徴とする、
請求項２又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達した時点からの所定時間内に当該第１の制御量と前記第２の制御量の値の大小関係が変化したときに、前記所定の制御量として前記第２の制御量を選択することを特徴とする、
請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達した時点からの所定時間外に前記第１の制御量と前記第２の制御量の値の大小関係が変化したときに、前記所定の制御量として前記第１の制御量を選択することを特徴とする、
請求項２又は５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達した時点からの所定時間内に前記第１の制御量から前記比較値を減算した値が正の値となったときに、前記所定の制御量として前記第１の制御量に代えて前記記憶手段に記憶された制御量を選択することを特徴とする、
請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記選択手段は、前記記録材が前記転写体に到達した時点からの所定時間外に前記第１の制御量から当該比較値を減算した値が正の値となったときに、前記所定の制御量として前記記憶手段に記憶された制御量に代えて前記第１の制御量を選択することを特徴とする、
請求項４又は５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写体を駆動する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いたカラー画像形成装置は、感光体の周囲に帯電装置、現像装置を配置した複数の電子写真プロセスユニットを装置内に並置している。そして、各プロセスユニット内の感光体表面に、レーザ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光等を用いた露光装置により光学像を結像させることで、感光体表面に潜像を形成し、その潜像を現像装置によりトナー像として可視化している。トナー像は、転写体（中間転写体）に順次転写され、記録材に定着される。中間転写体には、中間転写ベルトが用いられる。
【０００３】
中間転写ベルトは、導電性の樹脂材で構成された無端状連続体のベルトである。このベルトに適当な張力を付与し、回転させることで、トナー画像が転写される。トナー画像は、いわゆる二次転写部において記録材に一括転写される。記録材は、さまざまなサイズ、厚さの紙や、封筒、ＯＨＰシート等を用いることが可能であることが、中間転写ベルトを用いた場合の利点である。
【０００４】
中間転写ベルトの回転は、駆動ローラ軸に設けられたギヤを介して、モータの駆動力を伝達させることで行われる。中間転写ベルトは、トナー像が転写されたベルト表面が、高精度に定速で移動し、且つ、トナー像の伸縮や、各色トナーの重畳ズレがないことが求められる。例えば、負荷変動に対する速度変動を抑えるために、フィードバック制御が行われる。フィードバック制御には、モータの回転速度を検知して制御する手法や、モータの回転ムラ、ギヤの偏心などの周期ムラを補正するために、駆動ローラの回転速度を検知して制御する手法などがある。
【０００５】
しかし、フィードバック制御では、モータが追従できる周波数は限定的であり、高い周波数の外乱は補正することができずに、画像不良の発生要因となってしまう。例えば、ある程度以上の厚さを有する記録材が二次転写部に突入する際に、高周波の外乱が発生する。この現象を突入ショックという。そのため、それまで一定速度で駆動されていた中間転写ベルトの速度が、突入ショックにより変動してしまい、その影響で、感光体から中間転写ベルトに転写する一次転写部で画像不良が発生してしまうという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決する先行技術として、例えば、特許文献１に開示されたシート用部材搬送装置がある。このシート用部材搬送装置は、フィードバック制御によって駆動ローラを安定に駆動し、シート状部材（例えば用紙）がニップ部に突入する情報から突入タイミングを予測し、フィードフォワード制御を行うよう構成されている。これにより、駆動ローラの速度変動を打ち消すように駆動源を制御し、シート状部材の突入による駆動ローラの速度低下を抑制するというものである。
このシート用部材搬送装置では、また、シート用部材の厚さに応じた、突入の際の速度変動情報を予め記憶部に記憶に保存し、フィードフォワード入力値として記憶データを用いる。これにより、駆動ローラの速度変動を打ち消し抑制するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０９４５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されたシート用部材搬送装置では、予め測定された複数の厚みの速度変動データに基づき、逆システムを用いて算出された速度制御量をフィードバック制御量に重畳し、フィードフォワード制御する。
しかしながら、実際の突入ショックは、１００［Ｈｚ］程度のインパルス応答であり、その大きさは、用紙の厚みのみならず「コシ」の強さにも依存する。また、画像形成装置の個体差によるバラつきにも依存するため、予め速度変動量として設定することは困難である。
また、中間転写ベルトの駆動用モータにブラシレスＤＣモータを用いる場合、減速ギヤを介して駆動力が伝達される装置では、１００［Ｈｚ］の制御入力に対し、速度を追従させるために必要な応答性を確保することが困難である。
さらに、フィードバック制御することが、それをしない場合と比べて、制御系が発振してしまい、応答性を悪化させる場合がある。フィードバック制御による応答性の悪化に対して、１００［Ｈｚ］を十分に減衰することができるローパスフィルタを採用することで、解決する方法もある。しかし、制御直前まで位相を遅らせることがない、高次のローパスフィルタの駆動装置への実装は、製造コストが増加するという課題が残る。
【０００９】
本発明は、速度変動の発生を抑制し、制御系の発振を回避することで、記録材が転写体に到達する際のショック（突入ショック）による画質への影響を最小限に抑えることができる画像形成装置を提供することを、その主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明が提供する画像形成装置は、トナー像を、所定の制御量に応じた速度のモータで駆動されるローラで搬送された転写体に転写し、当該転写されたトナー像をさらに記録材に転写する画像形成装置であって、前記ローラの回転速度を検知する検知手段と、検知された回転速度と予め設定された前記ローラの目標速度との偏差を検出し、検出した偏差を補正するための第１の制御量を導出する第１制御手段と、複数回導出した前記第１の制御量の平均値である第２の制御量を導出する第２制御手段と、前記モータの駆動開始時には前記所定の制御量として前記第１の制御量を選択し、他方、前記記録材が前記転写体に到達する時点の前後時間内に当該第１の制御量と前記第２の制御量の値の大小関係が変化したときに、前記所定の制御量として前記第１の制御量に代えて前記第２の制御量を選択する選択手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の制御量と第２の制御量の値の大小を比較し、比較した結果大小関係が変化した時点で、第１の制御量に代えて第２の制御量が選択される。
第２の制御量は、第１の制御量の平均値なので、制御による速度変動の発生が抑制され、発振を回避することができる。そのため、記録材が転写体に到達する際のショックによる画質への影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略構成図。
【図２】中間転写ベルトを駆動する駆動ローラと、この駆動ローラを駆動する駆動装置の概略構成図。
【図３】ＣＰＵとブラシレスＤＣモータ、モータドライバの主たる構成を示すブロック図。
【図４】ブラシレスＤＣモータのスイッチングパターンを示すタイミングチャート。
【図５】第１実施形態の画像形成装置の主たる制御処理手順の説明図。
【図６】（ａ）は、従来型のフィードバック制御の応答結果を示すグラフ。（ｂ）は、第１実施形態による制御の応答結果を示すグラフ。
【図７】第２実施形態のＣＰＵとブラシレスＤＣモータ、モータドライバの主たる構成を示すブロック図。
【図８】第２実施形態の画像形成装置の主たる制御処理手順の説明図。
【図９】第２実施形態による制御の応答結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態例を説明する。
なお、本実施形態においては、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の４色のカラーに対応し、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置を例に挙げて説明する。これに限られず、例えば、６色のカラーに対応していてもよい。また、各色の像形成を行う機構をそれぞれ像形成ステーションという。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は、電子写真プロセスの画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの像形成を行う。同図において、符号の中の数字の後に付されたａ〜ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの像形成部に対応する。以降の説明では、便宜上ａ〜ｄを省略した形で説明を進める。
【００１５】
画像形成装置１０の各色の像形成ステーションは、感光体ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像器４、現像器４に備わる現像スリーブ４１、一次転写ローラ５３、感光体クリーナー６を主として備える。画像形成装置１０は、さらに、中間転写ベルト５１、中間転写ベルト５１を搬送する駆動ローラ５４、中間転写ベルトクリーナー５５、二次転写ローラ対５６を備える。また、画像形成装置１０は、紙やＯＨＰシートなどの記録材Ｐを給紙して搬送するためのピックアップローラ７１、給紙ローラ対７２、レジストローラ対７３、排紙ローラ対７４、転写された画像を定着させる定着ローラ８を備える。
【００１６】
感光ドラム１は、像担持体として機能する。感光ドラム１は、帯電器である帯電ローラ２が印加する帯電高圧の作用により、所定の極性・電位に一様に帯電処理される。
【００１７】
露光部３は、一様に帯電された感光ドラム１に向けてレーザ光Ｌを照射し、画像信号に応じた露光処理を行なう。これにより、感光ドラム１上には、例えば色成分像（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
現像器４は、現像剤（例えば、トナー）を担持する現像剤担持体として機能する。現像器４は、感光ドラム１上に形成された静電潜像に現像剤を付着させる。これにより、感光ドラム１に現像剤が現像される。
【００１９】
一次転写ローラ５３は、中間転写ベルト５１を挟んで、感光ドラム１の対向位置に配置される。感光ドラム１上の静電潜像は、一次転写ローラ５３に印加された静電気の作用により、中間転写ベルト５１に転写される。中間転写ベルト５１は、感光ドラム１から転写された現像剤像（トナー像）を記録材Ｐ上に転写する。これにより、記録材Ｐに画像が形成される。
【００２０】
ここで、画像形成装置１０における画像形成フロー例について、その概略を説明する。
画像形成装置１０の全体の制御を司る、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、ユーザからの作像命令の受付けたことを契機に、画像形成が開始される。
ＣＰＵは、感光体ドラム１、中間転写ベルト５１、帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５３、二次転写ローラ対５６、定着ローラ対８それぞれの回転駆動を開始させる。帯電ローラ２には、図示しない高圧電源が繋がっており、直流電圧又は、直流電圧に正弦波電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより、接触している感光体ドラム１の表面は、一様に高圧電源から与えられる直流電圧と同電位に帯電される。
【００２１】
次に、帯電された感光体ドラム１の表面が、露光装置３からのレーザ照射位置に至り、露光装置３により画像信号に応じた露光が行われ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。その後、現像器４では、図示しない高圧電源によって、現像スリーブ４１に、直流に交流電圧を重畳した高電圧が印加される。現像スリーブ４１によりトナーが潜像に現像され、一次転写ローラ５３に向けて回転していく。４個の感光体１上のトナー像は、一次転写ローラ５３によって中間転写ベルト５１に重ねて転写される。
【００２２】
記録材Ｐは、複数枚重ねられたうちの最上部の記録材Ｐが、ピックアップローラ７１により給紙ローラ対７２まで送り出される。ピックアップローラ７１は、所定のタイミングで記録材Ｐを送り出すため、回転駆動した状態で上下運動して、記録材Ｐへの接触と非接触が繰り返されるように構成されている。
給紙ローラ対７２は、図正面から見て上側のローラが、レジストローラ対７３へ送り出す方向（搬送方向）に回転駆動され、下側のローラは、記録材Ｐの重送を防止するために搬送方向とは逆方向に回転駆動される。給紙ローラ対７２により搬送され、停止しているレジストローラ対７３に突き当たった記録材Ｐは、撓んだ状態（ループを形成した状態）で所定の時間待機させる。これにより、搬送路において発生した記録材Ｐの斜行が解消される。
【００２３】
レジストローラ対７３は、中間転写ベルト５１に重ねられたトナー像が、二次転写ローラ５６に到達するタイミングに合わせて、記録材Ｐが二次転写ローラ対５６に搬送されるように回転駆動が開始される。このようにして、記録材Ｐが中間転写ベルト５１に到達して、中間転写ベルト５１のトナー像は、二次転写ローラ対５６により記録材Ｐに転写される。
なお、一次転写ローラ５３、二次転写ローラ対５６それぞれにも、トナー像を転写するための直流高圧が図示しない高圧電源から印加される。
【００２４】
感光ドラム１上に残った転写残トナーは感光体クリーナー６により掻き取られ、回収される。また、中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナー５５により掻き取られ、回収される。記録材Ｐに転写されたトナー像は、定着ローラ対８を通過する際に印加される圧力と熱とにより、記録材Ｐに定着される。この様にしてカラー画像を定着させた記録材Ｐは、排紙ローラ対７４により排紙される。
【００２５】
図２は、中間転写ベルト５１を搬送する駆動ローラ５４と、当該駆動ローラ５４を駆動する駆動装置５００の構成例を示す略正面図である。駆動装置５００は、ＣＰＵ１００、ブラシレスＤＣモータ２００、モータギヤ２０１、駆動ギヤ２０２、エンコーダ２０３、モータドライバ３００を含んで構成される。
駆動装置５００の制御を司るＣＰＵ１００は、上位のＣＰＵからの指示を受信し、基板上に実装されたモータドライバ３００を介して、ブラシレスＤＣモータ２００の駆動の開始又は停止を含む制御を行う。駆動ギヤ２０２は、駆動ローラ５４とともに駆動ローラ軸６０の所定箇所に取り付けられる。モータギヤ２０１は、ブラシレスＤＣモータ２００の軸芯に取り付けられる。ブラシレスＤＣモータ２００の駆動力は、モータギヤ２０１に伝達し、さらに駆動ギヤ２０２へと伝達されて、駆動ローラ５４を駆動する。これにより、中間転写ベルト５１が搬送される。
【００２６】
駆動ローラ軸６０には、さらに、エンコーダ２０３が取り付けられる。エンコーダ２０３は、スリットが設けられた円盤部２０３ａと、フォトセンサ部２０３ｂとを含んで構成される。エンコーダ２０３は、フォトセンサ部２０３ｂをスリットが通過することにより、駆動ローラ５４の回転速度を検知する。エンコーダ２０３は、この検知結果を速度検知信号（エンコーダ信号）として出力する。
エンコーダ信号を受信したＣＰＵ１００では、駆動ローラ５４の回転速度を所定の目標速度にするためのＰＷＭ（pulse width modulation：パルス幅変調）信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をモータドライバ３００に出力する。これとともに、ブラシレスＤＣモータ２００の駆動の「ＯＮ（開始）」又は「ＯＦＦ（停止）」を決定するＥＮＢ（Enable）信号を生成し、生成したＥＮＢ信号をモータドライバ３００に出力する。
【００２７】
ここで、エンコーダ２０３で検知される駆動ローラ５４の回転速度について補足する。駆動ローラ５４の回転速度は、さまざまな要因の影響を受けて、その速度が変動（速度変動）する。この速度変動は、駆動ローラ５４の回転速度自体の変化のほかに、主な周波数として、例えばブラシレスＤＣモータ２００の一周周期速度変動、駆動ギヤ２０２の一周周期速度変動などがある。また、モータギヤ２０１と駆動ギヤ２０２との噛み合いショックによる速度変動、一次転写部５３における負荷変動による速度変動、中間転写ベルト５１の一周周期速度変動がある。さらに、記録材Ｐが二次転写ローラ対５６へ突入する際に生じるショックによる速度変動がある。これらは、画像形成過程における規則的な振動であり、あらかじめ周波数や発生のタイミングが分かっているものが多い。
これらの中で、特に速度変動の振幅が大きく、画像形成において画質を劣化させる大きな要因となるのが、駆動ギヤ２０２の速度変動である。駆動ギヤ２０２の速度変動は、速度変動自体が大きいことに加え、周波数が２［Ｈｚ］と低周波であるため、画像の重畳ズレ、いわゆる色ズレの発生を大きく誘発してしまう。
【００２８】
図３は、ＣＰＵ１００とブラシレスＤＣモータ２００、モータドライバ３００の主たる構成を示したブロック図である。図３を参照しながら、ブラシレスＤＣモータ２００の駆動原理を説明する。なお、図３中では、ＣＰＵ１００の上位にあたるＣＰＵを「上位のＣＰＵ４００」として示している。
【００２９】
ＣＰＵ１００は、制御用プログラムを読み込んで実行することにより、画像形成のための各種機能を実現する。ＣＰＵ１００は、ＥＮＢ信号生成部１０１、エッジカウント部１０２、制御器１０３、ＤＣ制御量生成部１０４、制御量選択部１０５、ＰＷＭ信号生成部１０６の各機能を実現するように構成される。
ＣＰＵ１００は、エンコーダ２０３から出力されたエンコーダ信号や、上位のＣＰＵであるＣＰＵ４００から出力されたブラシレスＤＣモータ２００の駆動指令や回転速度情報であるパルスカウント値、タイミング信号を受信する。
【００３０】
タイミング信号は、記録材Ｐが二次転写ローラ対５６に突入するタイミングよりも、駆動ローラ５４の半周期（例えば、２５０［ｍｓ］）から一周期（例えば、５００［ｍｓ］）速く「ＯＮ」される。記録材Ｐが二次転写ローラ対５６に突入するタイミング、つまり中間転写ベルト５１に到達するタイミングは、レジストローラ対７３の駆動開始タイミングや、露光装置３の作像開始タイミングから算出される。例えば、本実施形態では３００［ｍｓ］とする。
タイミング信号は、また、記録材Ｐの突入時点から、中間転写ベルト５１の振動が十分収束するまでの時間をおいて「ＯＦＦ」される。例えば、本例では実測された収束時間が１０［ｍｓ］であったので、タイミング信号を「ＯＦＦ」するまでの時間を５０［ｍｓ］とする。つまり、タイミング信号「ＯＮ」の時間は、記録材Ｐが中間転写ベルト５１に到達する時点の前後、計３５０［ｍｓ］となる。
なお、タイミング信号「ＯＮ」の時間は、記録材Ｐの突入時点から、中間転写ベルト５１の振動が十分収束するまでの時間とすることもできる。
【００３１】
ブラシレスＤＣモータ２００は、三相ブラシレスモータであり、モータドライバ３００は、１２０［°］通電方式のＰＷＭ外部入力式のモータドライバである。
ブラシレスＤＣモータ２００のロータ２０４には、永久磁石が組み込まれており、ロータ２０４が回転すると、ホール素子（２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ）で検知される磁束が変化する。モータドライバ３００は、ホール素子（２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ）で検知された磁束の変化を、ヒステリシスコンパレータ３０１を用いてロータ２０４の状態（ロータ位置）を示す電圧信号（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ）に変換する。変換された電圧信号（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ）は、スイッチ論理回路３０２に出力される。スイッチ論理回路３０２は、電圧信号（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ）に基づき、電流を流す巻線（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ）の選択が行われ、スイッチングパターンとして出力される。
なお、スイッチ論理回路３０２に入力されるＥＮＢ信号は、ブラシレスＤＣモータ２００の駆動の「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」を指示する信号であり、「ＯＦＦ」のとき、スイッチ論理回路３０２は、すべて「ＯＦＦ」のスイッチングパターンが出力される。
【００３２】
ＦＥＴ（Field effect transistor：電界効果トランジスタ）（３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ）は、スイッチングパターンに基づくスイッチ信号（ａ−、ｂ−、ｃ−、但し「−」はマイナスを表す）で、スイッチングされる。
ＦＥＴ（３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ）は、ＡＮＤ回路（３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ）で処理された、スイッチングパターンと巻線電流量を変化させるＰＷＭ信号の論理積結果に基づくスイッチ信号（ａ＋、ｂ＋、ｃ＋、但し「＋」はプラスを表す）で、スイッチングされる。ブラシレスＤＣモータ２００の駆動電源が、電源電圧Ｖｃｃである。
このようにして、ロータ２０４の状態、すなわち、検知された磁束の変化に応じて電流を流す巻線（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ）を切り換え、ＰＷＭ制御で電流量を制御することで、駆動ローラ５４の駆動制御が行われる。
【００３３】
図４は、電圧信号（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ）、スイッチ信号（ａ−、ｂ−、ｃ−）、スイッチ信号（ａ＋、ｂ＋、ｃ＋）のそれぞれについて、ロータ２０４の回転角度［°］を横軸としたスイッチングパターンを示すタイミングチャートである。図４中のＡ、Ｂ、Ｃは、巻線２０５ａ、巻線２０５ｂ、巻線２０５ｃであり、それぞれに電流が流れるタイミングを示している。図５は、ＣＰＵ１００の主たる制御処理の手順を示すフローチャートである。図４、図５を参照しながら、駆動装置５００の制御処理について説明する。
なお、ブラシレスＤＣモータ２００は、所定の制御量、本実施形態では後述する制御量Ｃ３に基づいて制御される。この制御量Ｃ３は、速度変動の状況に応じて、後述する制御量Ｃ１又は制御量Ｃ２のいずれが採用される。
【００３４】
上位のＣＰＵ４００は、ユーザからの作像指令の受付けを契機に、処理を開始する。上位のＣＰＵ４００は、シリアル通信を介して、駆動装置５００のＣＰＵ１００に駆動指令と、回転速度情報であるパルスカウント値、タイミング信号とを送信する。なお、タイミング信号の初期値は、「ＯＦＦ」である。
【００３５】
ＥＮＢ信号生成部１０１は、駆動指令の受信を契機にＥＮＢ信号を生成し、生成したＥＮＢ信号をモータドライバ３００へ出力する（ステップＳ１）。これにより、ブラシレスＤＣモータ２００が回転する。
エッジカウント部１０２は、エンコーダ２０３から受信したエンコーダ信号のエッジ間のカウントを行い、カウント結果を、速度情報を備えたカウント値としてメモリ１０７に記憶させる。制御器１０３は、上位のＣＰＵ４００から受信したパルスカウント値とカウント値の差分を速度偏差とし、ＰＩＤ制御演算を行い、第１の制御量として制御量Ｃ１を導出する（ステップＳ２、ステップＳ４）。導出された制御量Ｃ１は、メモリ１０７に記憶される。このように、制御器１０３は、第１の制御量を導出するための第１制御手段となる。
なお、ステップＳ２では、駆動開始時の制御量Ｃ１が導出され、その後のステップＳ４では、周期毎の制御量Ｃ１が導出される。
【００３６】
ＤＣ制御量生成部１０４は、タイミング信号が「ＯＦＦ」の間に、制御量Ｃ１の直流成分である第２の制御量として制御量Ｃ２を導出する（ステップＳ３）。
具体的には、駆動指令を受信し、予め設定された目標速度になるまでの加速時間の経過後から、二次転写の開始前までに、駆動ローラ５４の一周ムラを十分除去できるだけのサンプリング値を加算する。サンプリング値の加算結果を加算数で除して制御量平均値を算出し、この制御量平均値を制御量Ｃ２としてメモリ１０７に記憶する。このように、ＤＣ制御量生成部１０４は、第２の制御量を導出するための第２制御手段として機能する。
一回の作像シーケンス内では、制御量平均値を制御量Ｃ２として固定する。そのため、フィルタを用いた構成の場合とは異なり、各々のサンプリング値を記憶しておく必要がない分、メモリ領域の消費を大幅に削減することができる。
【００３７】
制御量選択部１０５では、駆動開始時のタイミング信号は「ＯＦＦ」であり（ステップＳ５：No）、駆動開始時は制御量Ｃ１でフィードバック制御されるため（ステップＳ６：Yes）、制御量Ｃ３として制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ７）。このように、制御量選択部１０５は、制御量を選択するための選択手段として機能する。
なお、制御量Ｃ１が駆動ローラ５４の速度変動よりも高い周波数で、振幅が大きい場合、チャタリング防止機構や各種フィルタを用いてもよい。
【００３８】
制御量選択部１０５は、タイミング信号「ＯＮ」を検知し（ステップＳ５：Yes）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ１でフィードバック制御されている場合（ステップＳ１０：No）、制御量Ｃ１と制御量Ｃ２の値の大小を比較する。制御量選択部１０５は、大小関係が変化した時点で（ステップＳ１１：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１に代えて制御量Ｃ２を選択する（ステップＳ１２）。また、大小関係に変化がなければ（ステップＳ１１：No）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ１３）。
なお、制御量選択部１０５は、タイミング信号「ＯＮ」を検知し（ステップＳ５：Yes）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ２でフィードバック制御されている場合（ステップＳ１０：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ２を選択する（ステップＳ１２）。
【００３９】
制御量選択部１０５は、タイミング信号「ＯＦＦ」を検知し（ステップＳ５：No）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ２でフィードバック制御されている場合（ステップＳ６：No）、制御量Ｃ２と制御量Ｃ１の値の大小を比較する。制御量選択部１０５は、大小関係が変化した時点で（ステップＳ８：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ２に代えて制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ７）。また、大小関係に変化がなければ（ステップＳ８：No）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ２を選択する（ステップＳ９）。
なお、制御量選択部１０５は、タイミング信号の「ＯＦＦ」を検知し（ステップＳ５：No）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ１でフィードバック制御されている場合（ステップＳ６：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ７）。
【００４０】
ＰＷＭ信号生成部１０６は、ＰＷＭ周期で制御量Ｃ３の最大値の計測を行い、計測結果をカウント値としてメモリ１０７に記憶する。ＰＷＭ信号生成部１０６は、カウント値と制御量Ｃ３とを比較する。その結果、制御量Ｃ３が大きい時に「ＯＮ」、小さい時に「ＯＦＦ」とするＰＷＭ信号を生成し、モータドライバ３００に出力する（ステップＳ１４）。上位のＣＰＵ４００からの停止指令が受信されなければ（ステップＳ１５：No）、ステップＳ４からの処理を繰り返す。
作像シーケンスを終えて、上位のＣＰＵ４００からの停止指令を受信した場合（ステップＳ１５：Yes）、モータドライバ３００に出力していたＥＮＢ信号とＰＷＭ信号を「ＯＦＦ」する（ステップＳ１６）。これにより、一連の処理を終了する。
【００４１】
なお、選択のタイミングを、大小関係が変化した時点とした例を説明したが、その他に、例えば速度変動成分の主成分（２［Ｈｚ］）は既知であることから、駆動ローラ５４の半周周期の速度変動の整数倍のタイミングとしてもよい。
【００４２】
図６（ａ）は、タイミング信号と、駆動ギヤ２０２の速度変動（２［Ｈｚ］）の偏差（速度偏差）、記録材Ｐの突入ショックの偏差、制御量それぞれの関係について、制御量Ｃ１のみ制御する従来型のフィードバック制御の応答結果を示すグラフである。また、図６（ｂ）は、前述したフローチャート（図５）に従い制御した場合の応答結果を示すグラフである。
【００４３】
図６（ａ）では、記録材Ｐの突入ショックで制御系が発振し、これにより速度偏差が増加してしまっている。図６（ｂ）では、記録材Ｐの突入ショックがすばやく減衰されている。そのため、各色トナーの重畳ズレなどの画像劣化を防止するという観点からは、改善が図られている。
なお、図６（ｂ）において、制御量Ｃ１が、偏差に対して約９０［°］遅れているのは、積分制御器のためであり、２［Ｈｚ］という低周波では、定常偏差を抑制するために比例器や微分器に比べ、積分器が支配的になっているためである。制御量Ｃ１と制御量Ｃ２とが同じとき、速度変動の影響を積分器が受けていない（過去の状態に制御量が依存しない）ので、制御量を切り換えても不連続とはならない。そのため、ショックを生じること無く、フィードバック制御に復帰することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の駆動装置５００を備えた画像形成装置１０では、制御量Ｃ３を、記録材Ｐの突入タイミングで制御量Ｃ２に切り換えることができる。これにより、記録材Ｐの突入時には無制御（フィードバック制御を無効化）状態にすることができるため、突入ショックによる画質への悪影響を緩和することができる。また、フィードバック制御への復帰は、制御量がＤＣ制御量（制御量Ｃ２）と概略一致するタイミングで行われるため、復帰によるショックの発生を防止することができる。
【００４５】
なお、本例では、記録材Ｐが突入する際に制御量を切り換える例を示した。しかし、常にそのようにしなければならないというものではない。例えば、ユーザが厚紙設定をする等、上位のＣＰＵにより突入ショックによる画像劣化の可能性があると判断された場合のみ制御量を切り替えるように構成してもよい。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、駆動ローラ５４の速度変動を補正することができる駆動装置を備えた、画像形成装置の実施形態例について説明する。
なお、既に説明した駆動装置５００及び画像形成装置１０の構成、各機能と重複する部分については、説明を省略する。
【００４７】
図７は、本実施形態のＣＰＵ１１０とブラシレスＤＣモータ２００、モータドライバ３００の主たる構成を示したブロック図である。第１実施形態の画像形成装置１０との主たる違いは、ＣＰＵ１１０におけるＤＣ比較値生成部１０８、制御量選択部１０９である。これらが実行する処理の詳細については、後述する。
【００４８】
図８は、ＣＰＵ１１０の主たる制御処理の手順を示すフローチャートである。図７、図８を参照しながら、本実施形態の駆動装置の制御処理について説明する。
【００４９】
上位のＣＰＵ４００は、ユーザからの作像指令の受付けを契機に処理を開始する。上位のＣＰＵ４００は、シリアル通信を介して、駆動装置のＣＰＵ１１０に駆動指令とパルスカウント値、タイミング信号を送信する。
本実施形態のタイミング信号は、二次転写ローラ対５６に記録材Ｐが突入するタイミングは、駆動ローラ５４の一周期（例えば、５００［ｍｓ］）から一周期半（例えば、７５０［ｍｓ］）速いタイミングで「ＯＮ」される。記録材Ｐが二次転写ローラ対５６に突入するタイミングは、レジストローラ対７３の駆動開始タイミングや、露光装置３の作像開始タイミングから算出される。例えば、本実施形態では６００［ｍｓ］とする。
タイミング信号は、また、記録材Ｐの突入時点から、中間転写ベルト５１の振動が十分収束するまでの時間をおいて「ＯＦＦ」される。例えば、本例では実測された収束時間が１０［ｍｓ］であったので、タイミング信号を「ＯＦＦ」するまでの時間を５０［ｍｓ］とする。つまり、タイミング信号「ＯＮ」の時間は、記録材Ｐが中間転写ベルト５１に到達する時点の前後、計６５０［ｍｓ］となる。
なお、タイミング信号「ＯＮ」の時間は、記録材Ｐの突入時点から、中間転写ベルト５１の振動が十分収束するまでの時間とすることもできる。
【００５０】
ＥＮＢ信号生成部１０１は、駆動指令の受信を契機にＥＮＢ信号を生成し、生成したＥＮＢ信号をモータドライバ３００へ出力する（ステップＳ２１）。これにより、ブラシレスＤＣモータ２００が回転する。
エッジカウント部１０２は、エンコーダ２０３から受信したエンコーダ信号のエッジ間のカウントを行い、カウント結果を、速度情報を備えたカウント値としてメモリ１０７に記憶させる。制御器１０３は、上位のＣＰＵ４００から受信したパルスカウント値とカウント値の差分を速度偏差とし、ＰＩＤ制御演算を行い、制御量Ｃ１を導出する（ステップＳ２２、ステップＳ２５）。導出された制御量Ｃ１は、メモリ１０７に記憶される。
なお、ステップＳ２２では、駆動開始時の制御量Ｃ１が導出され、その後のステップＳ２５では、周期毎に制御量Ｃ１が導出される。
【００５１】
ＤＣ比較値生成部１０８は、タイミング信号が「ＯＦＦ」の期間に、制御量Ｃ１の直流成分である比較値Ｃ４を導出する（ステップＳ２３）。
具体的には、駆動指令を受信し、予め設定された目標速度になるまでの加速時間の経過後から、二次転写の開始前までに、駆動ローラ５４の一周ムラを十分除去できるだけのサンプリング値を加算する。サンプリング値の加算結果を加算数で除して制御量平均値を算出し、この制御量平均値を比較値Ｃ４としてメモリ１０７に記憶する。このように、ＤＣ比較値生成部１０８は、比較値Ｃ４を導出するための第２制御手段として機能する。
制御量選択部１０９では、タイミング信号が「ＯＦＦ」の期間に、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算した値が「正の値」となった時点で、トリガ信号を出力する。トリガ信号を出力するタイミングをトリガタイミングと呼ぶ。制御量選択部１０９は、トリガタイミングで制御量Ｃ１をサンプリングし、サンプリング結果を制御量Ｃ５としてメモリ１０７に記憶させる（ステップＳ２４）。この制御量Ｃ５は、駆動ローラ５４の一周周期速度変動を補正するための制御量である。
なお、メモリ１０７への記憶は、駆動指令を受信し、予め設定された目標速度になるまでの加速時間の経過後、駆動ローラ５４が定常回転している状態で、一作像シーケンス毎に一度実行される。
【００５２】
制御量選択部１０９では、駆動開始時のタイミング信号は「ＯＦＦ」であり（ステップＳ２６：No）、駆動開始時は制御量Ｃ１でフィードバック制御されるため（ステップＳ２７：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ２８）。
【００５３】
制御量選択部１０９は、タイミング信号「ＯＮ」を検知し（ステップＳ２６：Yes）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ１でフィードバック制御されている場合（ステップＳ３１：No）、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算する（ステップＳ３２）。制御量選択部１０９は、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算した値が「正の値」となった時点で（ステップＳ３２：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１に代えて制御量Ｃ５を選択する（ステップＳ３３）。また、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算した値が「正の値」とならなければ（ステップＳ３２：No）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ３４）。
なお、制御量選択部１０９は、タイミング信号の「ＯＮ」を検知し（ステップＳ２６：Yes）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ５でフィードバック制御されている場合（ステップＳ３１：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ５を選択する（ステップＳ３３）。
【００５４】
制御量選択部１０９は、タイミング信号「ＯＦＦ」を検知し（ステップＳ２６：No）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ５でフィードバック制御されている場合（ステップＳ２７：No）、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算する（ステップＳ２９）。制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算した値が「正の値」となった時点で（ステップＳ２９：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ５に代えて制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ２８）。また、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算した値が「正の値」とならなければ（ステップＳ２９：No）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ５を選択する（ステップＳ３４）。
なお、制御量選択部１０９は、タイミング信号の「ＯＦＦ」を検知し（ステップＳ２６：No）、制御量Ｃ３が制御量Ｃ１でフィードバック制御されている場合（ステップＳ２７：Yes）、制御量Ｃ３として、制御量Ｃ１を選択する（ステップＳ２８）。
【００５５】
ＰＷＭ信号生成部１０６は、ＰＷＭ周期で制御量Ｃ３の最大値の計測を行い、計測結果をカウント値としてメモリ１０７に記憶する。ＰＷＭ信号生成部１０６は、カウント値と制御量Ｃ３とを比較し、比較の結果、制御量Ｃ３が大きい時に「ＯＮ」、小さい時に「ＯＦＦ」とするＰＷＭ信号を生成し、モータドライバ３００に出力する（ステップＳ３５）。上位のＣＰＵ４００からの停止指令が受信されなければ（ステップＳ３６：No）、ステップＳ２５からの処理を繰り返す。
作像シーケンスを終えて、上位のＣＰＵ４００からの停止指令を受信した場合（ステップＳ３６：Yes）、モータドライバ３００に出力していたＥＮＢ信号とＰＷＭ信号を「ＯＦＦ」する（ステップＳ３７）。これにより、一連の処理を終了する。
【００５６】
なお、選択のタイミングを、制御量Ｃ１から比較値Ｃ４を減算した値が「正の値」となった時点の例を説明したが、その他に、例えば「負の値」となった時点でもよいし、「正の値、負の値」両方で機能するように構成してもよい。
【００５７】
図９は、タイミング信号と、駆動ギヤ２０２の速度変動（２［Ｈｚ］）の偏差（速度偏差）、記録材Ｐの突入ショックの偏差、制御量それぞれの関係について、前述したフローチャート（図８）に従い制御した結果を示すグラフである。
図９のグラフでは、駆動ローラ５４の速度変動が制御量Ｃ５により補正されているため、前述した図６（ｂ）のグラフと比較しても、速度偏差がさらに抑制されている。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の駆動装置を備えた画像形成装置では、制御量Ｃ５により駆動ローラ５４の一周周期速度変動が補正される。これにより、速度変動の発生が抑止され、突入ショックによる画質への悪影響を緩和することができる。また、フィードバック制御への復帰は、制御量がＤＣ制御量（比較値Ｃ４）と概略一致するタイミングで行われるため、復帰によるショックの発生を防止することができる。
【００５９】
上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０・・・画像形成装置、１００・・・ＣＰＵ、１０１・・・ＥＮＢ信号生成部、１０２・・・エッジカウント部、１０３・・・制御器、１０４・・・ＤＣ制御量生成部、１０５・・・制御量選択部、１０６・・・ＰＷＭ信号生成部、１０７・・・メモリ、２００・・・ブラシレスＤＣモータ、２０３・・・エンコーダ、２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ・・・巻線、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ・・・ホール素子、３００・・・モータドライバ、３０１・・・ヒステリシスコンパレータ、３０２・・・スイッチ論理回路、３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ・・・ＡＮＤ回路、３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ・・・ＦＥＴ、４００・・・上位のＣＰＵ、５００・・・駆動装置。
【図１】
2014181114.tif 000003
【図３】
2014181114.tif 000004
【図５】
2014181114.tif 000005
【図６】
2014181114.tif 000006
【図７】
2014181114.tif 000007
【図８】
2014181114.tif 000008
【図９】
2014181114.tif 000009
【図２】
2014181114.tif 000010
【図４】
2014181114.tif 000011