(57)【要約】【課題】像担持体を安定した回転速度に制御する画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体の回転速度を制御する制御部と、前記回転速度を検出する検出部と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶部と、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度との回転速度差が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部とを有し、前記制御部は、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、前記判断部の判断結果に応じて次の回転サイクルの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2006235577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の回転速度を制御する制御部と、前記回転速度を検出する検出部と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶部と、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度との回転速度差が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部とを有し、前記制御部は、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、前記判断部の判断結果に応じて次の回転サイクルの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、前記像担持体の過去ｎ回転以降の各回転サイクルでの同一回転位置を含む所定区間における回転速度の平均値を算出し、当該平均値を利用して次の回転サイクルの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出部は、１回転をｍ等分に分割された前記像担持体の分割部に対応した回転速度を検出し、当該回転速度が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、検知された最新の回転速度を無視し、過去ｎサイクル前の回転速度のデータを利用して、次のサイクルの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出部は、１回転をｍ等分に分割された前記像担持体の分割部に対応した回転速度を検出し、当該回転速度差が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、前記像担持体の回転速度を算出すれための制御演算係数を、前記回転速度差に対応して変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記最新の回転速度における回転速度差が基準値以上の場合は、その位置におけるゲインを変えることにより前記像担持体の前記回転速度を制御する制御量を下げ、前記回転速度を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記最新の回転速度における回転速度差が基準値以上の場合は、その位置における制御フィルタ係数を変えることにより前記像担持体の前記回転速度を制御する制御量の周波数特性を変化させ、前記回転速度を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記検出部は、１回転をｍ等分に分割された前記像担持体の分割部に対応した回転速度を検出し、当該回転速度が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
リアルタイムに前記像担持体の回転速度をフィードバックし前記像担持体の回転速度を制御するリアルタイム制御部を有し、前記制御部は、前記回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、繰り返し制御は行わず、前記リアルタイム制御部によるフィードバック制御のみで制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記フィードバック制御の後に、前記制御部は、再度繰り返し制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記検出部は、１回転をｍ等分に分割された前記像担持体の分割部に対応した回転速度を検出し、当該回転速度が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
像担持体の回転速度を制御する制御部と、前記回転速度を検出する検出部と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶部と、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度との回転速度差が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部とを有し、前記制御部は、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、前記判断部にて回転速度差が所定の基準値以上と判断された場合、前記最新の回転速度以前の同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータのみを利用して、次の回転サイクルの回転速度の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
前記検出部は、１回転をｍ等分に分割された前記像担持体の分割部に対応した回転速度を検出し、当該回転速度が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１３に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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムなど像担持体の回転速度を一様に制御する制御手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置では、回転する感光体ドラムや感光体ベルト等からなる像担持体上にトナー像を形成し、形成されたトナー像を直接或いは間接に記録紙上に転写し、定着することが行われている。画像形成に当たっては、帯電手段によって一様帯電された像担持体上に像露光手段により像露光が行われ、潜像が形成されるが、潜像形成に当たって一様の回転速度で回転する像担持体の周速度が変動すると、形成される画像に歪みが生じることとなる。またタンデム方式のカラー画像形成装置では、複数の単色画像形成ユニットで形成された単色画像を重ね合わせてカラー画像を記録紙上に形成しているが、各単色画像形成ユニットでの像担持体は同速でかつ速度むらがないことが良質なカラー画像を得るための必須の条件とされている。
【０００３】
感光体ドラムの速度制御には色々な速度検知手段を用いた制御方法が提案されているが、リアルタイムに感光体ドラムの角速度を等速に制御しようとすると、エンコーダによる角速度検出手段を用い回転速度制御を行う回転速度制御方法が用いられている。
【０００４】
例えば、タンデム方式のカラー画像形成装置において、感光体ドラムなど像担持体の回転体１回転の再現性のある変動を抑える技術として、フィードフォワード（繰り返し）制御技術があり、制御すべき回転位置に対して、その１サイクル（回転）前の同位置およびその近傍における回転速度データを用いて回転の変動を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６２９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記フィードフォワード（繰り返し）制御にはコントロール不可能な突発的な変動が発生した場合、その変動がその位置の制御量として記憶され、次回の回転サイクル時以降で突発的な変動がない場合にも、この変動状態を抑制しようと制御部が働き、その後の回転に影響を残す不具合が生じる。
【０００６】
本発明は、このような不具合を解消し、像担持体を安定した回転速度に制御する制御手段を有する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】
【０００７】
上記目的は、下記の構成によって達成される。
【０００８】
１．像担持体の回転速度を制御する制御部と、前記回転速度を検出する検出部と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶部と、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度との回転速度差が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部とを有し、前記制御部は、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、前記判断部の判断結果に応じて次の回転サイクルの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置（第１の発明）。
【０００９】
２．像担持体の回転速度を制御する制御部と、前記回転速度を検出する検出部と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶部と、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度との回転速度差が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部とを有し、前記制御部は、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、前記判断部にて回転速度差が所定の基準値以上と判断された場合、前記最新の回転速度以前の同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータのみを利用して、次の回転サイクルの回転速度の制御を行うことを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。
【発明の効果】
【００１０】
像担持体の回転速度の繰り返し制御を行う場合、突発的な回転変動が生じても、その後の回転に与える影響を少なく抑え、像担持体の安定した回転が確保でき、高精細な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（１）本発明の回転速度制御法が採用される画像形成装置について図１に示す断面構成図を用いて説明する。
【００１２】
但し本発明は図１に示す画像形成装置に限定されるものではなく、電子写真方式により像担持体上にトナー画像を形成する画像形成装置に広く適用される。
【００１３】
図１は、本発明の画像形成装置の断面構成図を示す。
【００１４】
画像形成を行う回転する感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１、像露光器１２、現像器１３、転写器１５、分離器１６、クリーニング装置１７が配設されている。画像形成に当たっては感光体ドラム１０周面はスコロトロン帯電器等を用いた帯電器１１によって一様帯電が行われる。ついで、像露光器１２は画像情報信号に基づいてレーザ光を変調し、一様帯電された感光体ドラム面上に投光することによって静電潜像を形成する。静電潜像は現像バイアスが印加された現像器１３によって現像が行われトナー像が感光体ドラム１０上に形成される。
【００１５】
一方、給紙トレイから分離搬送された記録紙（転写紙）はレジストローラ２１において一旦停止し、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像と同期して搬送され、転写域Ｔへと到達する。
【００１６】
転写器１５は転写域Ｔにおいて転写紙の背後からトナーと逆極性のバイアスの印加がなされて、感光体ドラム１０上のトナー像を転写紙上へ転写する。転写されてトナー像を担持した転写紙は、分離器１６により交流バイアス及び直流バイアスが重畳して印加されて感光体ドラム１０より分離される。転写紙が分離したのちの感光体ドラム１０上の残留しているトナーはクリーニング装置１７によって感光体面より除去される。
【００１７】
転写域Ｔにおいてトナー像が転写された転写紙は搬送ベルト２２上を搬送されて、加熱ローラ３０ａと加圧ローラ３１ｂとから成る定着器３０によって挟持搬送され、その間に加熱と加圧とによりトナー像は転写紙上に固着・定着される。定着を終えた転写紙は排紙ローラ３１によって機外に排出される。
【００１８】
（２）次に、従来提案されている公知の感光体ドラム駆動の制御方法について述べる。
【００１９】
図２は、感光体ドラムの駆動部と制御部を示すブロック図である。
【００２０】
図３は、回転速度検出に当たっての回転円盤（ドラム位置）と記憶手段との対応について説明するための図である。
【００２１】
感光体ドラム１０のドラム軸１０ａには回転速度（角速度）を検出する検出手段としてエンコーダ４０を設置している。エンコーダ４０は、ドラム軸１０ａに取り付けられた回転円板４１を配置している。当該回転円盤４１の外周部に所定の間隔でｍ個のスリットｈ（図３参照）がリング状に配置されている。すなわち、感光体ドラム１０にエンコーダ４０の読み取り分解能による区分分割を行っている。さらに当該スリットｈを介して光を検知する速度検知部４１ａ（図２、３参照）が配置されている。したがって、感光体ドラム１０の１回転でｍ個のパルスが検知される。Ｆは感光体ドラム１回転周期を示す。
【００２２】
図２、図３において、定常状態となって回転する感光体ドラム１０に対してエンコーダ４０の速度検知部４１ａによって検出された検出値は制御手段である制御装置（ＣＰＵ）８０に入力され、感光体ドラム１０の１回転（サイクル）中で検出された回転速度のデータとして記憶手段である記憶部（ＲＡＭ）８１にリアルタイムに更新しつつ記憶される。したがって、従来の技術では、回転サイクルの同位置および「その近傍」における、現在のドラム位置での回転速度は、過去のｎ回転（例えば１回転）前のドラム位置の回転速度を更新して記憶手段にストア（蓄積）がなされる。そして、（目標）の回転速度（制御目標として定められる感光体の回転速度）と検出された回転速度の差に基づいて、感光体１０の回転速度を制御する。また、「その近傍」とは応答の遅れを考慮した領域を意味する。
【００２３】
すなわち、制御装置８０は、記憶部（ＲＡＭ）８１にメモリされた、１回転前のドラム位置での回転速度もしくは近傍の回転速度と目標の回転速度とを呼び出して、演算処理部８２で両者の比較等の演算処理を行い、その演算処理結果に基づいて感光体ドラム１０を駆動する駆動モータ６０（本実施の形態ではＤＣブラシレスモータを使用）の駆動回路６０ａに等角速度回転がなされる指令値を出力する。
【００２４】
なお、駆動モータ６０の回転軸にもエンコーダ６０ｂが配置されているが、これは負荷変動を起こし易いＤＣブラシレスモータに対しても同様に回転速度制御をする必要があるためのものである。
【００２５】
次に、上記回転駆動プロセスを制御する制御部について図２、図４を基に説明する。
【００２６】
図４は、制御部関連の回路構成を示すブロック図である。
【００２７】
図２、図４において、エンコーダ４０からの出力パルスが制御装置８０のエンコーダ周期カウンタ８０１に出力される。前述したが回転円盤４１はｍ個のスリットｈを有し、感光体ドラム１０の１回転でエンコーダ４０からｍ個のパルスが出力される。前記エンコーダ周期カウンタ８０１はこのエンコーダ出力パルスに基づいて一定周波数のクロックＣＬＫをカウントし、各エンコーダパルス周期をクロックのカウント値として各パルス毎に出力し、回転データとして各パルス毎にメモリ８１に記憶する。演算処理部８２のパルスレート補正値演算部８２２は、メモリ８１に記憶されている、感光ドラム１０の回転のｎ回転前の同一回転位置を中心とした所定区間のエンコーダパルスの周期データの回転速度データと、目標の回転速度（制御値として定められた感光体の回転速度）とを比較し、感光体ドラム１０の回転誤差をキャンセルするような補正値を算出する。この補正値に対して、減速ギア６０１のピッチ等に起因する、周期性のない高周波成分を前記所定区間に亘りフィルタ処理して補正データを求め、レジスタ８０２に出力する。レジスタ８０２に記憶された補正データは誤差カウンタ８０３で駆動モータ６０からのエンコーダ６０ｂからのパルスの周期と比較され、これらの間の誤差を示すデータをフィルタ８０４に出力する。フィルタ８０４は誤差カウンタ８０３からの出力データに対してゲイン調整や位相補償処理を施し、駆動モータ６０のドライバ８０５に出力する。ドライバ８０５はフィルタ８０４から出力された誤差データをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に変換し、駆動モータ６０に出力する。
【００２８】
なお、上記従来例では、ＤＣブラシレスモータを使用しているが、ＤＣブラシレスモータに替えてステッピングモータを使用することもできる。
【００２９】
しかしながら、従来提案されている技術では、前述したように、コントロール不可能な突発的な変動が発生した場合、前記速度検出手段はこの突発的な変動を検出し、これが前記記憶部で記憶され、次の回転制御に影響を及ぼすことになる。
【００３０】
すなわち、図５で示すように、突発的な変動を正常に補正しようとする制御が次の回転サイクルに働くことになる。
【００３１】
図５は、従来の制御方法を採用した場合、最新（１回目）の回転に生じた突発的な変動がそれ以降の各サイクルに影響を与える例を示す図である。
【００３２】
図５において、点線は回転変動のない制御目標とする回転速度である。通常、ｎ回転前の回転速度とこの目標速度を比較して制御を行う。
【００３３】
図２および図５（ａ）において、前記最新の回転変動の回転速度ｖ１が回転体ドラムの基準位置から回転位置ｆにおいて検知されたとすると、この回転速度のデータが前記記憶部（ＲＡＭ）８１に記憶される。２回目は１回目のデータが参照されるため、２回目で、回転位置ｆにおいて実際は突発的な変動がなくとも、回転速度ｖ１を抑制するように働き、異常値として図５（ｂ）に示すｖ２なる回転速度が残ることになる。
【００３４】
よって、これが図５（ｃ）、（ｄ）に示すように３回目、４回目にも影響するという問題が発生する。ただし、回転位置ｆ以外の所では正常の制御によって回転速度差は減衰する。
【００３５】
本発明は、上記の問題を回避するために提案されたものである。
【００３６】
像担持体の回転速度を制御する制御部と、回転速度を検出する検出部と、像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶部と、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎ再売る前の回転速度とを比較し、両者の回転速度が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部とを有し、この制御手段は、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して像担持体の回転速度を制御するものであって、さらに、この判断部の判断結果に応じて次の回転サイクルの回転速度を制御するようにした。
【００３７】
すなわち、回転速度データが突発的な変動を含むかどうかを、過去ｎサイクル前の回転速度との比較で判断し、以降の回転制御を行うものである。これにより、突発的な変動が以降の制御に影響を与えることなく、精度の良い回転制御が可能となる。
【００３８】
なお、制御装置８０は、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度差が所定の基準値以上かどうかを判断する判断部を含む。
【００３９】
また、所定の基準値（閾値）は、突発的な変動を識別するためのもので、制御機構にて抑制可能な（追従できる）負荷変動成分に基づき設定する。この基準値を超える場合は、突発的な変動として判断する。基準値以内であれば、制御機構により通常制御が可能となる。
【００４０】
図６は最新と過去の回転サイクルの回転変動を示す図である。
【００４１】
第１の実施の形態は、像担持体の回転速度を制御する制御手段と、前記回転速度を検出する検出手段と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶手段とを有し、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、前記像担持体の過去のｎ回転以降の各回転サイクルでの同一回転位置を含む所定区間における回転速度の平均値を算出し、当該平均値を利用して次の回転サイクルの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００４２】
本実施の形態によると、まず、前記メモリ８１に、ｎ回転（ｎサイクル）前迄のドラム位置の回転速度もしくは近傍の回転速度を記憶する。続いて、記憶した速度と現在の回転サイクルでの回転速度差Ｄを取得する。その回転速度差Ｄが基準値（設定閾値）以上であった場合は、過去のｎ回転以降の回転サイクルのドラム位置（回転位置ｆ）での回転速度もしくは近傍の回転速度Ｖｎを利用して、各サイクルの回転位置ｆにおけるｎ個の基準値内の回転速度の平均値（Ｖ１＋Ｖ２・・・・Ｖｎ）／ｎを１回目（最新サイクル）のデータとして記憶部にストアし、当該参照データを利用して、次（２回目以降）の回転速度を制御する。よって、回転速度は平均化され、より安定した回転となり高精度な画像を確保することができる。
【００４３】
すなわち、突発的な変動のある回転速度のデータは次回転の回転制御のデータとして用いないことで、高精度な回転を得るようにしている。
【００４４】
すなわち、図２におけるメモリ８１に記憶されている過去の回転サイクルの回転位置ｆでのｎ個の回転速度差をデータとして、パルスレート補正値演算部８２２でｎ個の回転速度差を平均した値を算出し、レジスタ８０２に出力することになる。
【００４５】
以上の制御によって、突発的な回転変動が発生しても、その後の回転に与える影響を少なく抑え、像担持体の安定した回転が確保でき、高精度な画像を得ることができる。
【００４６】
ただし、最新（１回目）の回転時、ｎ回転（ｎサイクル）前の回転速度との回転速度差が基準値以下であった場合は、このデータは、同一の回転位置ｆを含む所定区間における回転速度のデータとして、次回（２回目）のデータに利用され、次のサイクルの回転速度制御がなされることになる。
【００４７】
図７は本発明に係わるフロー図を示す。
【００４８】
上記第１の実施の形態の制御プロセスを  図７（ａ）に示すフロー図で説明する。
【００４９】
ステップＲ１で、ｎ回前の回転サイクルにおける同じ位置（回転位置ｆ）での回転速度と現在（最新）の回転速度との比較をして回転速度差を取得する。ステップＲ２で、もし、当該回転速度差が基準値（設定閾値）より大きければ、ステップＲ３で過去ｎサイクル前から現在の回転サイクルの同位置およびその近傍における回転速度の平均値を算出してデータとして蓄積する。その後は、繰り返し制御（フィードフォワード制御）を経て次の動作へ進む。また、ステップＲ２で回転速度差が基準値（設定閾値）より小さければ、通常のフィードフォワード制御を経て次の動作へ進む。
【００５０】
また、第２の実施の形態は、像担持体の回転速度を制御する制御手段と、前記回転速度を検出する検出手段と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶手段とを有し、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、検知された最新の回転速度を無視し、過去ｎサイクル前の回転速度のデータを利用して、次のサイクルの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００５１】
本実施の形態によると、まず、現在（最新）の回転で検知された回転位置ｆにおける回転速度と、ｎ回転前の回転サイクルで検知された回転速度との差を取得する。次に、その差が基準値以上であった場合は、検知された最新の回転速度差のデータを前記記憶部に記憶しない（最新のデータを無視する。）。そして、過去ｎ回転前の同じ位置での回転速度をデータとして記憶し、次のサイクルの回転速度を制御する。
【００５２】
すなわち、図６（ａ）において、最新の回転位置ｆでの回転速度Ｖを過去ｎ回前の回転位置ｆの回転速度Ｖｎに置き換えて記憶し、次のサイクルの回転速度を制御する方法である。
【００５３】
次に、第２の実施の形態の制御プロセスを  図７（ｂ）に示すフロー図で説明する。
【００５４】
図７（ｂ）において、ステップＳ１で、ｎ回前の回転サイクルにおける同じ位置（回転位置ｆ）での回転速度と現在（最新）の回転速度との比較をして回転速度差を取得する。
【００５５】
ステップＳ２で、もし、当該回転速度差が基準値（設定閾値）より大きければ、ステップＳ３で、最新の検知したデータを、突発変動とみなし、記憶しない（除外する）。ステップＳ４で過去ｎサイクル前の参照データを記憶部に蓄積し、フィードフォワード制御を経て次の動作へ進む、また、ステップＳ２で回転速度差が基準値（設定閾値）より小さければ、通常のフィードフォワード制御を経て次の動作へ進む。
【００５６】
第３の実施の形態は、像担持体の回転速度を制御する制御手段と、前記回転速度を検出する検出手段と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶手段とを有し、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度差が所定の基準値以上にある場合には、前記回転速度差より前記像担持体の回転速度を算出するための制御演算係数を、前記回転速度差に対応して変化させることを特徴とする画像形成装置である。
【００５７】
本実施の形態によると、回転位置ｆにおいて、前記回転速度差が基準値以下になるように制御係数を変化させる。
【００５８】
すなわち、図６（ｂ）の回転位置ｆにおける突発変動による回転速度Ｖとｎ回転（ｎサイクル）前の回転速度との差に応じて制御係数を変更することにより回転速度ｖに抑制する。そして、この最新の回転位置ｆでの抑制された回転速度ｖをデータとして記憶し（グラフ上の点線ｅ部参照）、次のサイクルの回転速度を制御する方法である。
【００５９】
第３の実施の形態の制御プロセスを  図７（ｃ）に示すフロー図で説明する。
【００６０】
図７（ｃ）において、ステップＴ１で、ｎ回前の回転サイクルにおける同じ位置（回転位置ｆ）での回転速度と現在（最新）の回転速度との比較をして回転速度差を取得する。ステップＴ２で、当該回転速度差を基準値（設定閾値）と比較し、設定閾値より大きければ、ステップＴ３で、最新の検知したデータを、突発変動とみなす。そして、回転速度差の大きさから制御係数をテーブル（検出回転速度を基準内回転速度に抑制する係数のテーブル）より選択し、基準値の範囲内に抑制（変更）する。変更された参照データを最新のものとして記憶し、通常のフィードフォワード制御を経て次の動作へ進む。また、ステップＴ２で回転速度差が基準値（設定閾値）より小さければ、通常のフィードフォワード制御を経て次の動作へ進む。なお、制御係数による処理として、例えば、回転位置ｆにおけるゲイン調整またはフィルタ処理等を適用してもよい。
【００６１】
第４の実施の形態は、像担持体の回転速度を制御する制御手段と、前記回転速度を検出する検出手段と、前記像担持体のｎ回転前まで回転速度を記憶する記憶手段とを有し、過去の１回転前、またはｎ回転前の回転サイクルの同一の回転位置を含む所定区間における回転速度のデータを利用して前記像担持体の回転速度を制御する構成と、リアルタイムに前記像担持体の回転速度を制御する画像形成装置において、回転サイクルの同位置およびその近傍における、最新の回転速度と過去ｎサイクル前の回転速度とを比較し、基準回転速度に対する回転速度偏差が所定の基準値以上にある場合には、前記リアルタイムに前記像担持体の回転速度をフィードバック制御手段のみで制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００６２】
本実施の形態によると、現在（最新）の回転で検知された回転位置ｆにおける回転速度が、ｎ回転前の回転サイクルで検知された回転速度と比較して、基準値（設定閾値）以上であった場合は、リアルタイムに前記像担持体の回転速度を検知し、検知された回転速度差をフィードフォワード制御をせずに、フィードバック制御のみを経て次の動作へ進む。
【００６３】
例えば、図８に示すような一般的な回転速度を制御する比例微分積分制御を基本とする制御形態を用いたフィードバック制御手段で回転速度を制御する方法である。
【００６４】
図８は、基本的な比例微分積分（ＰＤＩ）制御形態を示すブロック図を示す。
【００６５】
すなわち、図８において、検出偏差値（速度差）はフィードバックされ、比例制御（Ｐ）で、係数をかけ出力される。すなわち、系に対する特性から係数を導き出し、限りなく目標値に近づける。微分制御（Ｄ）で、検出偏差の微分値に係数をかけ出力する。すなわち、定常偏差を排除する入力追随性と外乱抑制の両方の効果を持つ。積分制御（Ｉ）で、検出偏差の積分値に係数をかけ、出力する。すなわち、変動の小さな変化に対して、系特性から算出した係数から大きな変化を与え、直ちに外乱を抑制する。
【００６６】
第４の実施形態の制御プロセスを  図７（ｄ）に示すフロー図で説明する。
【００６７】
図７（ｄ）において、ステップＵ１で、ｎ回前の回転サイクルにおける同じ位置（回転位置ｆ）での回転速度と現在（最新）の回転速度との比較をして回転速度差を取得する。ステップＵ２で、求めた回転速度差と設定閾値とを比較し、当該回転速度差が基準値（設定閾値）より大きければ、最新の検知したデータを、突発変動とみなす。そして、繰り返し制御は行わず、前記フィードバック制御のみで動作させ、次の動作へ進む。また、ステップＵ２で回転速度差が基準値（設定閾値）より小さければ、通常のフィードフォワード制御を経て次の動作へ進む。
【００６８】
以上４つの実施の形態の方法で感光体ドラムの回転速度を制御することによって安定した回転が確保でき、高精度な画像を得ることができる。
【００６９】
上記に説明した感光体ドラムの回転速度制御方法は、図１に示した画像形成装置に適用することによって、高精度で良好な等角速度制御が行われ、良質で位置ずれのない画像が得られるが、図９に示すタンデム方式のカラー画像形成装置に適用することによって、更に本発明の回転速度制御方法の有する効果は顕著となる。
【００７０】
図９は、タンデム方式のカラー画像形成装置の断面構成を示す図である。
【００７１】
図９において、図１におけるユニットと同じ機能を有するものには同一参照符号を付している。
【００７２】
１０は感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２は画像書き込み手段である書き込み装置、１３は現像手段である現像装置、１７は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１７０はクリーニングブレード、１３０は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像装置１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図１ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。
【００７３】
各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【００７４】
中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１０、アースローラ２２０、テンションローラ２３０、除電ローラ２７０、従動ローラ２４０に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、転写器２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。
【００７５】
中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１０の回転によって行われる。
【００７６】
感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図１の矢印で示す反時計方向に回転する。
【００７７】
読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置１２によって感光体１０上に投光される。
【００７８】
現像装置１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置において逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１３０を有している。
【００７９】
２５は転写器で、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。
【００８０】
２６０はアースローラ２２０から当接および当接解除可能な転写ローラで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー画像を転写材Ｐに再転写する。
【００８１】
２８はクリーニング装置で、中間転写ベルト２０を挟んで従動ローラ２４０に対向して設けられている。トナー画像を転写材Ｐに転写後、中間転写ベルト２０は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ２７０で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード２９０によって周面上に残ったトナーが清掃される。
【００８２】
９０は紙送り出しローラ、９１はタイミングローラ、９２は紙カセット、９３は搬送ローラである。
【００８３】
４は定着装置で、中間転写ベルト２０上のトナー像が転写された転写材を、少なくとも一方の回転体が熱源を有する２つの回転体である加熱ローラ４１０と加圧ローラ４２０とで形成されるニップ部Ｔに挟持、加圧して定着する。８１は排紙ローラで、定着された転写材を排紙皿８２へ排紙する。８５は操作パネルである。各駆動部、画像形成プロセス、定着温度等の制御手段である制御部によってコントロールされる
以上の構成のタンデム方式の画像形成装置に対して、感光体ドラム１０の回転駆動制御ばかりでなく、像担持体である中間転写ベルト２０を駆動する駆動ローラ２１０、および前記中間転写ベルト２０の従動ローラ軸２２０の回転軸にもエンコーダ４０を搭載し、上述した制御手段を用いることで、中間転写ベルト２０の回転（走行）速度を高精度に制御し、突発的な速度変動に対してもその影響を受けずに、安定した回転が確保でき、高精度な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の画像形成装置の断面構成図を示す。
【図２】感光体ドラムの駆動部と制御部を示すブロック図である。
【図３】回転速度検出に当たっての回転円盤（ドラム位置）と記憶手段との対応について説明するための図である。
【図４】制御部関連の回路構成を示すブロック図である。
【図５】従来の制御方法を採用した場合、最新（１回目）の回転に生じた突発的な変動がそれ以降の各サイクルに影響を与える例を示す図である。
【図６】最新と過去の回転サイクルの回転変動を示す図である。
【図７】本発明に係わるフロー図を示す。
【図８】基本的な比例微分積分（ＰＤＩ）制御形態を示すブロック図を示す。
【図９】タンデム方式のカラー画像形成装置の断面構成図を示す。
【符号の説明】
【００８５】
１０  感光体ドラム
１１  帯電器
１２  像露光器
１３  現像器
４０  エンコーダ
４１  回転円盤
４１ａ  速度検知部
６０  駆動モータ
６０ａ  駆動回路
８０  制御部
８１  記憶部
８２  演算処理部
【図１】
2006235577.tif 000003
【図２】
2006235577.tif 000004
【図３】
2006235577.tif 000005
【図４】
2006235577.tif 000006
【図５】
2006235577.tif 000007
【図６】
2006235577.tif 000008
【図７】
2006235577.tif 000009
【図８】
2006235577.tif 000010
【図９】
2006235577.tif 000011