(57)【要約】【課題】  カラー機などの高精度に速度制御を行う必要のある画像形成装置において、被駆動体に設けられた速度検知手段が故障をしても画像形成動作を停止させることなく、単色モードでの動作を可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】  駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段と、駆動モータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段と、第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段とを設け、駆動モータの速度指令値と第一速度検知手段による検知結果から前記駆動モータの基準速度値を演算して基準速度制御を行い、速度基準値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動を検出して変動抑制制御を行う。速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の回転速度制御を行い、そのまま画像形成動作の継続を可能とする。【選択図】図３
2005266373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体と、
前記被駆動体を回転駆動する駆動モータと、
前記駆動モータの駆動力を前記被駆動体へ伝達する動力伝達部材と、
前記駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段と、
前記駆動モータの駆動力が前記動力伝達部材を介して伝達された前記被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段と、
前記駆動モータの速度指令値と前記第一速度検知手段による検知結果から前記駆動モータの基準速度値を算出して基準速度制御を行い、前記基準速度値と前記第二速度検知手段による検知結果から前記被駆動体の回転変動値を算出して変動抑制制御を行う速度制御手段と、
前記第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して前記被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段と、を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の基準値が前記駆動モータの前記速度指令値であり、前記第二速度検知手段の検知結果と前記速度指令値との差が所定の許容範囲を超えたときに、前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断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】
前記速度制御手段は、
前記駆動モータの速度指令値と前記第一速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記駆動モータの前記基準速度値を算出する基準速度演算手段と、
前記基準速度値と前記第二速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段とを有し、
前記基準速度値と前記回転変動値を加算した値を前記速度指令値に対する回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行い、
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記基準速度値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作の継続を可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記速度制御手段は、
前記駆動モータの速度指令値と前記第一速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記駆動モータの前記基準速度値を算出する基準速度演算手段と、
前記基準速度値と前記第二速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段とを有し、
前記速度指令値と前記回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行い、
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記基準速度値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作の継続を可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記基準速度値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作を継続させるか否かの選択手段を設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
被駆動体と、
前記被駆動体を回転駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの駆動力を前記被駆動体へ伝達する動力伝達部材と、
前記ステッピングモータの駆動力が前記動力伝達部材を介して伝達された前記被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段と、
前記ステッピングモータの速度指令値によって前記ステッピングモータの基準速度を制御し、前記第二速度検知手段による検知結果から前記ステッピングモータの回転変動値を算出して変動抑制制御を行う速度制御手段と、
前記第二速度検知手段の検知結果と前記速度指令値を比較して前記被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段と、を有する画像形成装置。
【請求項７】
前記第二速度検知手段の検知結果と前記速度指令値との差が所定の許容範囲を超えたときに、前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断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】
前記速度制御手段は、
前記速度指令値と前記第二速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段を有し、
前記速度指令値と前記回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行い、
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記速度指令値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作の継続を可能としたことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合に、前記速度指令値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って、画像形成動作を継続させるか否かの選択手段を設けることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記被駆動体が像担持体である感光体又は中間転写体であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか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、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、より詳しくは像担持体等、高精度に速度制御を必要とする被駆動体の速度異常検知を行う検知部を設けた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光体ドラム上に形成された静電潜像に荷電トナーを付着させて現像剤像を形成し、この現像剤像を直接に又は一度中間転写体に転写した後、記録紙に転写定着させて画像形成を行っている。
【０００３】
この画像形成装置において鮮明な画像を形成するためには感光体ドラムの回転速度を一定に保持することが必要であり、回転変動などの速度ムラがある場合には転写画像等は鮮明とはならず種々の不良が発生する。そのため、負荷変動が生じても感光体ドラムの一定速度回転を維持するための速度制御が以前より行われている。
【０００４】
一方、感光体ドラムはその回転軸にモータからの駆動トルクが伝達されることによって回転駆動されるが、動力伝達経路にはギヤ列やカップリングなどが介在するため、回転方向にガタが発生して感光体ドラムの定速回転を妨げるという問題や、バックラッシュ等に起因したガタが存在するという問題があった。そのため、ＤＣモータ等の回転軸に直接設置する速度検出手段のみによって行うフィードバック制御では制御対象である感光体ドラムなどの高精度な定速回転制御は望めない状況にあった。
【０００５】
そこで、ＤＣモータ等の回転シャフトではなく、感光体ドラムなどの被駆動体に直接回転速度検出装置を設置し、高精度に定速回転制御を行う方法が使用されているが、現在の画像形成装置では被駆動体に直接設置される速度検出装置それ自体が正常に作動しない場合には装置の動作そのものを停止させて画像形成の無駄をなくす方法が採用されている。
【０００６】
しかし、一時的な負荷変動や復帰性のある故障状態であっても、すべて画像形成動作を停止させてしまうのではユーザの機器使用効率の低下をきたすことになる。このような問題の解決のため特許文献１ではモータ故障と負荷異常を判別することができ、初期動作時における一時的な過負荷状態にも適切に対処できる画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−７４０２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、モータ故障ではなく速度検知装置自体の故障もある。例えば、速度検知のためのエンコーダが壊れたり、汚れたりすることによってフィードバック信号が得られず、過負荷状態として判断されて画像形成動作が停止する場合もある。かかる場合、直ちに保守点検のために画像形成装置を停止させていたのでは作業効率を著しく低下させる。
【０００８】
一方、画像形成装置において問題となる速度変動は被駆動体の一回転における低周波の速度変動である。この低周波の速度変動に対してカラーとモノクロでは可視感度特性に大きな相違がある。低周波の速度変動に対してカラーでは可視感度が低くなる（非表示）のに対し、モノクロでは図１２の単色モードに対する可視感度曲線が示すように、ラインスピードが７３ｍｍ／秒時においては５０Ｈｚ以下で人間の目に感知されなくなっていくため可視感度が高くなり、高精度な速度制御をしなくても十分な画像品質を得ることが可能である。
【０００９】
ラインスピードが上昇すると、その周波数はより高くなる。従って、カラー複写機等において各色の感光体ドラム又は中間転写体ベルト等の被駆動体に設けられた速度検知装置が故障しても、定速回転の精度を要しない単色モードで使用する場合には駆動モータに直接設定された速度検知装置を使用して速度制御を行えば十分な画像品質を確保することが可能である。
【００１０】
本願発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、カラー機などの高精度に速度制御を行う必要のある画像形成装置において、被駆動体に設けられた速度検知装置が故障をしても、画像形成動作を停止することなく、モータ自体に設けられた速度検知装置によって高精度な速度制御を必要としないモード（例えば単色モード）での動作を可能とする画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本願第一の発明にかかる画像形成装置は、像担持体等の被駆動体、被駆動体を回転駆動する駆動モータ、駆動モータの駆動力を被駆動体へ伝達する動力伝達部材、駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段、駆動モータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段、駆動モータの速度指令値と第一速度検知手段による検知結果から前記駆動モータの基準速度値を演算して基準速度制御を行い、さらにこの速度基準値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動値を演算して変動抑制制御を行う速度制御手段、第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段を有して構成されている。
【００１２】
上記画像形成装置では、所定の基準値として速度指令値を使用するのが好ましく、第二速度検知手段の検知結果と速度指令値との差が所定の許容範囲を超えたときに、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断するように構成する。
【００１３】
上記画像形成装置の速度制御手段は、駆動モータの速度指令値と第一速度検知手段による検知結果から駆動モータの基準速度値を算出する基準速度演算手段と、基準速度値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段とから構成される。
【００１４】
駆動モータの制御方法としては二つの方法が適用可能である。一つは、算出された基準速度値と回転変動値を加算した値を速度指令値に対する回転変動抑制値として入力し、被駆動体の変動抑制制御を行う。そして、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行い、そのまま画像形成動作の継続を可能とする方法である。
【００１５】
他の一つは、駆動モータの速度指令値と回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として入力し、被駆動体の変動抑制制御を行う。速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行い、そのまま画像形成動作の継続を可能とする方法である。
【００１６】
速度異常検知手段を設けた画像形成装置では、画像形成動作をそのまま継続するか否かの判断を使用者に委ねるための選択手段を設けて構成することが好ましい。
【００１７】
本願第二の発明にかかる画像形成装置は、駆動モータをステッピングモータとした場合の構成を示すものである。この画像形成装置は像担持体等の被駆動体、被駆動体を回転駆動するステッピングモータ、ステッピングモータの駆動力を被駆動体へ伝達する動力伝達部材、ステッピングモータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段、ステッピングモータの速度指令値によってステッピングモータの基準速度制御を行い、第二速度検知手段による検知結果からステッピングモータの回転変動値を演算して変動抑制制御を行う速度制御手段及び第二速度検知手段の検知結果と速度指令値を比較して被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段、を有して構成されている。
【００１８】
本願第二の発明にかかる画像形成装置では、第二速度検知手段の検知結果と速度指令値との差が所定の許容範囲を超えたときに、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断するように構成する。
【００１９】
上記画像形成装置の速度制御手段は次のように構成する。すなわち、ステッピングモータの速度指令値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段を設けて構成し、速度指令値と回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行う。そして、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、速度指令値のみを基準として被駆動体の変動抑制制御を行って、そのまま画像形成動作の継続を可能とするように構成している。
【００２０】
また、速度異常検知手段を設けた画像形成装置では、画像形成動作をそのまま継続するか否かの判断を使用者に委ねるための選択手段を設けて構成することが好ましい。上記構成の画像形成装置によれば、以下のような作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本願第一の発明にかかる画像形成装置によれば、駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段と、駆動モータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段とから、それぞれの現実の速度を検知して変動抑制制御するので、被駆動体を高精度に速度制御することができ、さらに第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して被駆動体の回転速度の異常を検知できるので、画像形成の信頼性を高めることができる。
【００２２】
また、速度指令値に対する回転変動幅を検知して速度異常を判断するように構成した場合は、速度変動が大きくなった時に速度異常と判断して知らせるので、高精細な画像を必要とするモードでの無駄な画像形成をなくすことができる。
【００２３】
請求項３に記載の画像形成装置では、被駆動体の回転速度の変動抑制制御を基準速度値と回転変動値を加算した値を基礎として行っているので、駆動モータの回転速度に連動した高精度な速度制御が可能であるだけでなく、被駆動体に設けられた第二速度検知手段が故障しても基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行うことができる。その結果、画像形成動作を停止させることなく高精度の速度制御を要しないモードでの動作が可能となる。
【００２４】
請求項４のように被駆動体の回転速度の変動抑制制御を、駆動モータに対する速度指令値からの回転変動値を基礎として行ってもほぼ同様の効果を期待することができる。
【００２５】
請求項５に記載の画像形成装置では、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合に、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行って、画像形成動作を継続するか停止するかの選択手段を設けているので、使用者に判断を委ねることによって画像形成装置の使用効率を高めつつ無駄な画像形成を防止することができる。
【００２６】
本願第二の発明のように駆動モータとしてステッピングモータを使用した場合には、ステッピングモータは速度指令値に追従して回転し、追従できない場合はモータ自身が停止するので、第一の発明に係る画像形成装置で駆動モータに直接設けた第一速度検出手段は不要となる。その結果、第二速度検知手段の検知結果のみで被駆動体を高精度に速度制御することが可能である。
【００２７】
また、速度指令値に対する回転変動値を検知して速度異常を判断するように構成しているので、速度変動が大きくなった時に速度異常と判断して、高精細な画像を必要とするモードでの無駄な画像形成を防止することができる。
【００２８】
この画像形成装置では被駆動体の回転速度の変動抑制制御を、回転変動値を基礎として行っているので、高精度な速度制御が可能であるだけでなく、被駆動体に設けられた第二速度検知手段が故障した場合には速度指令値のみで被駆動体の変動抑制制御を続行することができる。その結果、画像形成動作を停止させることなく高精度の速度制御を要しないモノクロモードでの動作の続行が可能となる。
【００２９】
請求項９に係る画像形成装置では、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、速度指令値のみを基準として被駆動体の変動抑制制御を可能とし、画像形成動作を継続するか停止するかの選択手段を設けているので、使用者は自ら選択判断することができ、その結果、画像形成装置の使用効率を高めつつ無駄な画像形成を防止することができる。
【００３０】
なお、被駆動体を像担持体である感光体又は中間転写体とすれば高精細な速度制御を必要とするカラーモードでの使用ができない場合であっても、画像形成動作を停止させることなく、高精細な速度制御を必要としないモノクロモードでの画像形成を続行することができる。以上のように請求項１から請求項１０に記載の画像形成装置をカラー機に適用すれば、被駆動体に装着した速度検知装置が故障して速度制御が不安定となってもモノクロモードでの使用、例えばモノクロ文書の出力を続行できるという利用効率に優れた効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１は本願発明に係る画像形成装置を実施したカラー画像形成装置１００の全体構成図である。このカラー画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、原稿搬送部９１、画像読取部９２、図示しない画像処理部、画像形成部９４、給紙部９５、定着装置９６、排紙部９７及び自動両面コピーのための再搬送路９８を備えて構成されている。
【００３２】
画像形成部９４は複数のローラ群により張架され、周回駆動可能に支持された無端ベルト状の中間転写ベルト７を備えており、この中間転写ベルト７の外周面に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する４つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが縦列して配置されている。
【００３３】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、それぞれ表面に潜像が形成される像担持体としての感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを有しており、各感光体の外周面に沿って動作順に、この感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの表面をそれぞれほぼ一様に帯電する帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、各感光体表面上に静電潜像の書き込みを行う露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、感光体表面に形成された各潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ及び各感光体表面上のトナー像を中間転写ベルト７上に転写する一次転写装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、転写後の感光体表面を清掃するクリーニング装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。
【００３４】
原稿搬送部９１と画像読取部９２はカラー画像形成装置１００の本体上部に搭載されている。原稿搬送部９１は原稿台１１とピックアップローラ１２と搬送ローラ１３とからなる給送ローラ等から構成される。原稿搬送部９１の原稿台１１上に記載面を上向きにして載置された原稿は、ピックアップローラ１２により一枚づつ分離され、搬送ローラ１３により原稿搬送路に送り込まれる。この原稿が画像読取部９２の上面に配置されたスリットガラス１４上を通過する際に、画像読取部９２の光学系により画像が読み取られる。
【００３５】
画像読取部９２は原稿を照射する光源Ｌとミラー２１からなる走査ユニットＡ、反射光をガイドする二枚のルーフミラー２２，２３からなる走行体Ｂ、結像レンズ２４及びＣＣＤイメージセンサ２５（以下、ＣＣＤセンサという）から構成されている。画像読取部９２では、原稿がスリットガラス１４上を通過する際に、走査ユニットＡによって原稿を読み取り、その反射光を二枚のルーフミラー２２，２３を有する走行体Ｂおよび結像レンズ２４によりＣＣＤセンサ２５上に導いて光画像を形成させる。
【００３６】
ＣＣＤセンサ２５で読み取られた光画像は画像処理部（図示しない）に送られる。画像処理部では、この電子画像データにアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、色補正，中間調処理等を行った後、ディジタル化した各色の画像情報のデータを各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋへと搬送する。
【００３７】
露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋでは、この各画像データをもとに半導体レーザを電気的に変調し、コリメータレンズを通して平行光に補整した後、多面体反射鏡（ポリゴンミラー）とｆθレンズ等によって感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に副走査を行う。さらに感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを回転させることで主走査を行い、静電潜像を感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に再現する。
【００３８】
露光に先立ち、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上には、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、各色毎のレーザ光の照射により、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ，結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成される。
【００３９】
静電潜像は、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋから供給された各色現像剤のトナーにより可視化されてトナー画像となる。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー画像は一次転写装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより回動する中間転写ベルト７上の同一位置に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００４０】
一方、記録紙Ｐを収容する複数の用紙トレイ５０には、バネ等の付勢手段により常時その自由端が上方向に付勢される可動板５１が配置され、その上に配置される記録紙Ｐの最上位のものが給紙手段の一部を構成するピックアップローラ５２に接触するように構成されている。
【００４１】
ピックアップローラ５２に接触した記録紙Ｐは、その接触圧によって用紙トレイ５０から取り出され、一枚ずつ分離されて給紙される。給紙された記録紙Ｐは複数の中間ローラ２６にガイドされてレジストローラ２７まで搬送される。搬送された記録紙Ｐはレジストローラ２７により記録紙Ｐの曲がりが補正され、給紙タイミングがとられて二次転写装置８に送出され、中間転写ベルト７上の合成されたトナーによるカラー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。
【００４２】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、図示しない搬送ガイド板に案内されながら、定着装置９６に搬送される。記録紙Ｐ上のカラー画像は定着装置９６により加熱定着処理される。現像剤像の溶融のため加熱された記録紙Ｐは、現像剤像の定着のため図示しない冷却ファンにより冷却され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００４３】
ところで、画像情報により変調されたレーザ光により露光され静電潜像の形成されるドラム状の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの回転駆動については、形成されるトナー画像を鮮明なものとするために高度に安定したムラのない速度制御が要求される。図２はこの感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの駆動制御部３０を模式的に示した構成図である。以下、この駆動制御部３０の構成と作動を黒色のトナー像を形成する感光体１Ｋに限定して説明する。他の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃについても同様であるので、その他の説明は省略する。
【００４４】
感光体１Ｋの中心に配置された回転シャフト３１には透明板で構成された円盤状の速度検知板３２が同軸に装着されている。この速度検知板３２には円周に沿って光を遮断する細かなバーが等間隔に配列されている。このバーを両側から挟んでフォトカプラー３３が配置され、全体で第二速度検知手段を形成する被駆動体速度エンコーダ３４が構成されている。
【００４５】
感光体１Ｋの回転シャフト３１の一端にはギヤが装着され、ギヤ列３５を介して駆動モータであるブラシレスＤＣモータ３６（以下単にＤＣモータという）の回転軸３７に連結されている。ＤＣモータ３６が回転すると、その回転駆動力がギヤ列３５を介して感光体１Ｋに伝達され感光体１Ｋが回転駆動される。
【００４６】
一方、ＤＣモータ３６の回転軸３７にも感光体１Ｋの回転シャフト３１と同じ構成によるモータ速度エンコーダ３８が設けられており、これによって第一速度検知手段が形成されている。ＤＣモータ３６が駆動されるとギヤ列３５を介して感光体１Ｋも回転駆動され、モータ速度エンコーダ３８と被駆動体速度エンコーダ３４から同時に検知速度信号が発生する。この検知速度信号は制御装置４０に入力される。
【００４７】
この制御装置４０の機能構成を表すブロック図を図３に示す。図４は制御装置４０の動作例を示すブロック図である。なお、図３から図８において図２と同一符号を付した部分は同一物を表わす。図３に示す制御装置４０は制御手順を決定するシーケンス制御部４１とＤＣモータ３６の速度を検知するモータ速度検知部４２と被駆動体である感光体１Ｋの回転速度を検知する被駆動体速度検知部４３及びＤＣモータ３６を所定の速度で駆動するための速度制御部４５から構成される制御手段のほか速度異常検知部４４を含んで構成されている。
【００４８】
以下、図３及び図４に基づいてＤＣモータ３６の周波数／電圧変換による可変速度制御を一例にして説明する。制御方法はこれに限らず、サーボ制御、ＰＬＬによる一定回転制御方法も考えられる。
【００４９】
シーケンス制御部４１では画像形成動作の内容に従ってモータ速度指令値が決定され、モータ速度指令値は直流電圧値として速度制御部４５に入力される。モータ速度エンコーダ３８の波形出力はモータ速度検知部４２において波形整形され、ＤＣモータ３６のモータ回転速度が直流電圧値に変換されて速度制御部４５に入力される。速度制御部４５ではモータ速度指令値の直流電圧とモータ回転速度の直流電圧値が加算され、その差分によりＤＣモータ３６の基準速度値が算出される。
【００５０】
被駆動体速度エンコーダ３４の波形出力も被駆動体速度検知部４３において波形整形され、現在の感光体１Ｋの回転速度が直流電圧値に変換されて速度制御部４５に入力される。この感光体１Ｋの回転速度は動力伝達部材であるギヤ列３５がなければＤＣモータ回転速度と同じ値になるはずであるが、ギヤ列３５のガタやバックラッシュ等に起因して回転変動が含まれる。そこで制御装置４０の速度制御部４５では、感光体１Ｋの回転速度を前記速度基準値に加算して、その差分により回転変動抑制値を算出する。
【００５１】
算出された回転変動抑制値はＤＣモータ３６の駆動時間幅、例えばパルス幅又はクロック数などに変換されて制御装置４０の速度制御部４５からＤＣモータ３６に入力される。その結果、感光体１Ｋの定速度駆動制御を高精度に行うことができるように構成されている。
【００５２】
一方、速度異常検知部４４は感光体１Ｋの回転速度変動の異常を検知する。検知方法は被駆動体速度検知部４３により検知された感光体１Ｋの回転速度を示す直流電圧値とシーケンス制御部４１が指示する速度指令値を示す直流電圧値とを比較して、その差が予め設定された所定範囲を超える場合に速度異常と判断するのが一般的であるが、これに限るものではない。
【００５３】
図５及び図６は、それぞれ、この速度異常検知部４４が感光体１Ｋの回転速度の異常と判断した場合の制御装置４０の機能構成並びに動作例を示すブロック図である。この場合は、速度異常と判断された結果がシーケンス制御部４１に伝達される。シーケンス制御部４１ではその結果に応じて、図５、図６の×印が示すように被駆動体速度検知部４３の出力結果の速度制御部４５への入力を遮断する。その結果、ＤＣモータ３６は基準速度値のみを回転変動抑制値として変動抑制駆動され、画像形成動作は中断されることなく、そのまま継続する。
【００５４】
請求項４に記載の速度制御手段である制御装置４０の動作例を図７に示す。この制御装置４０では、感光体１Ｋの回転速度をモータ速度指令値と比較して、その差分により回転変動抑制値を算出する。また、現在のモータ回転速度とモータ速度指令値を比較して，その差分によりＤＣモータ３６の基準速度値を算出する。この速度制御部４５では切換スイッチ４７によりいずれか一方の算出値を選択してＤＣモータ３６の駆動部に速度指示できるように構成されている。
【００５５】
通常のモータ速度制御時は、算出された回転変動抑制値がＤＣモータ３６の駆動時間幅を、例えばパルス幅又はクロック数などに変換されてＤＣモータ３６に入力されている。速度異常検知部４４が感光体１Ｋの回転速度の異常と判断した場合は、その検知結果がシーケンス制御部４１に伝達される。シーケンス制御部４１ではその結果に応じて、スイッチ４７を切り替える。その結果、ＤＣモータ３６は基準速度値のみを変動抑制値として基準速度で回転駆動され、画像形成動作は中断されることなく、そのまま継続する。
【００５６】
なお、上記実施の形態では速度異常検知部４４によって異常が判断された場合には、自動的にシーケンス制御部４１のモータ速度の基準値を変更してＤＣモータ３６の回転駆動を継続しているが、一端故障信号を発して画像形成動作を停止させることも可能である。そして、図示しない選択ボタンによって画像形成動作を続行するか否かの選択をユーザが行うように構成することも可能である。
【００５７】
以下に選択手段を設けた場合における本願発明にかかるカラー画像形成装置１００の最適な速度制御方法の一例を、図８に示すフローチャートに従って説明する。ＤＣモータ３６の回転軸３７に取り付けられたモータ速度エンコーダ３８によって検出された速度信号と速度指令値から基準速度値が算出される（Ｓ−１）。一方、被駆動体速度エンコーダ３４から検出された速度信号と算出された基準速度値から回転変動抑制値が算出される（Ｓ−２）。この回転変動抑制値は所定の基準値、通常は速度指令値と比較され、速度異常か否かが判断される（Ｓ−３）。
【００５８】
回転変動値が所定の基準値から許容範囲内に収まっていれば被駆動体の回転速度制御は正常であり、基準速度値と回転変動抑制値を加算した値をその時点におけるＤＣモータ３６の速度指令値としてモータ駆動部に入力する（Ｓ−４）。これによりＤＣモータ３６は高度に安定した定速度で駆動される（Ｓ−５）。
【００５９】
被駆動体速度エンコーダ３４から検出された速度信号によりモータ速度が異常と判断された場合には、ユーザの選択により故障モードで動作を継続するか否かが判断される（Ｓ−６）。ユーザが動作継続を選択する場合は回転変動抑制値を速度制御部４５に入力することなく、モータ速度エンコーダ３８からの検知結果から算出された基準速度値のみで変動抑制制御がなされ（Ｓ−７）、ＤＣモータ３６は定速度で駆動される。ユーザの選択で故障モードでの動作を停止する場合にはサービスコールを行うことになる（Ｓ−８）。
【００６０】
第二の実施の態様であるカラー画像形成装置１００の駆動制御部６０を図９に、その制御装置６１の機能構成を表すブロック図を図１０に示す。このカラー画像形成装置１００の感光体１Ｋの駆動制御部６０は駆動モータとしてステッピングモータ４６が使用されている以外は図２に示す駆動制御部３０と同じ構成であるので構成の説明を省略する。
【００６１】
また、ステッピングモータ４６は速度指令値に追従して回転し、追従できない場合はモータ自体が停止するので、図１０の機能構成図が示すように、第一の発明に係るカラー画像形成装置１００でＤＣモータ３６に直接設けた第一速度検知手段であるモータ速度エンコーダ３８は不要となる。その結果、第二速度検知手段である被駆動体速度エンコーダ３４のみで速度制御を行って目的を達成することができる。以下にその速度制御の方法を図１０及び図１１に従って示す。
【００６２】
図１１は第二の実施の形態として示す制御装置６１の動作例を表したブロック図である。（ａ）は通常の速度制御時の場合であり、（ｂ）は速度異常検知部４４が速度異常と判断したときの回転速度制御動作を示すブロック図である。
【００６３】
シーケンス制御部４１では画像形成作動の内容に従ってモータ速度指令値が決定され、モータ速度指令値は直流電圧値として速度制御部４５に入力される。被駆動体速度エンコーダ３４の波形出力が被駆動体速度検知部４３において波形整形され、現在の感光体１Ｋの回転速度が直流電圧値に変換されて速度制御部４５に入力される。速度制御部４５では、感光体１Ｋの回転速度をモータ速度指令値と比較し、その差分から回転変動抑制値を算出する。
【００６４】
算出された回転変動抑制値はステッピングモータ４６の駆動時間幅、例えばパルス幅又はパルス間隔などに変換されてステッピングモータ４６の駆動部に入力される。その結果、感光体１Ｋの回転変動抑制制御を高精度に行うことができるように構成されている（図１１（ａ））。
【００６５】
一方、速度異常検知部４４は感光体１Ｋの回転速度の異常を検知する。この場合は、異常判断の結果がシーケンス制御部４１に伝達される。シーケンス制御部４１はその結果に応じて、被駆動体速度検知部４３の出力結果の速度制御部４５への入力を遮断する（図１１（ｂ））。その結果、ステッピングモータ４６はモータ速度指令値を目標値として回転駆動され、画像形成動作は中断されることなく、そのまま継続する。
【００６６】
なお、上記実施の形態では速度異常検知部４４によって異常が判断された場合には、自動的にシーケンス制御部４１のモータ速度指令値を変更してステッピングモータ４６の回転駆動を継続しているがいるが、一端、故障信号を発して画像形成動作を停止させることも可能である。そして、図示しない選択ボタンによって画像形成動作を続行するか否かの選択をユーザが行うように構成することも可能であることはＤＣモータ３６の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本願発明に係る画像形成装置は上記した実施の形態に限定されるものではなく、被駆動対の速度制御方法は種々のものが知られている。従って、それらの制御方法に変更することが可能なことはもちろんである。また、被駆動体は感光体、中間転写体に限らず、通常は高度に安定した定速回転制御を必要とするものに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本願発明の実施の形態であるカラー画像形成装置の全体構成図である。
【図２】感光体の駆動制御部を模式的に示した構成図である。
【図３】制御装置の機能構成を表すブロック図である。
【図４】制御装置の動作例を示すブロック図である。
【図５】速度異常検知部が感光体の回転速度の異常と判断した場合の制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】速度異常検知部が感光体の回転速度の異常と判断した場合の制御装置の動作例を示すブロック図である。
【図７】他の制御装置の動作例を示すブロック図である。
【図８】本願発明にかかるカラー画像形成装置の最適な速度制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】他の実施態様であるカラー画像形成装置の駆動制御部を模式的に示した構成図である。
【図１０】他の実施態様である制御装置の機能構成を表すブロック図である。
【図１１】他の実施形態である制御装置の動作例を示すブロック図である。（ａ）は通常の速度制御時の場合であり、（ｂ）は速度異常検知部が速度異常と判断した場合である。
【図１２】単色モードにおける回転速度ムラに対する可視限界を示す曲線である。
【符号の説明】
【００６９】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ    感光体（被駆動体）
７      中間転写ベルト（被駆動体）
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ    画像形成ユニット
３０，６０    駆動制御部
３４    被駆動体速度エンコーダ（第二速度検知手段）
３５    ギヤ列（動力伝達部材）
３６    ＤＣモータ（駆動モータ）
３８    モータ速度エンコーダ（第一速度検知手段）
４０，６１    制御装置（速度制御手段）
４１    シーケンス制御部
４２    モータ速度検知部
４３    被駆動体速度検知部
４４    速度異常検知部（速度異常検知手段）
４５    速度制御部
４６    ステッピングモータ（駆動モータ）
４７    切換スイッチ
９４    画像形成部
１００カラー画像形成装置
Ｐ記録紙
【図１】
2005266373.tif 000003
【図２】
2005266373.tif 000004
【図３】
2005266373.tif 000005
【図４】
2005266373.tif 000006
【図５】
2005266373.tif 000007
【図６】
2005266373.tif 000008
【図７】
2005266373.tif 000009
【図８】
2005266373.tif 000010
【図９】
2005266373.tif 000011
【図１０】
2005266373.tif 000012
【図１１】
2005266373.tif 000013
【図１２】
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