(57)【要約】【課題】  厚紙印字モード等のモータを低速回転させる場合でも、各色の回転体の回転位相のずれを抑制し位相調整にかかる時間を短縮することで、ファーストプリントタイムを伸ばしてしまうことがない画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持用の複数の回転体と、これらの回転体を駆動する複数のモータと、回転体と同期して回転する被検出部材と、被検出部材を検出する手段と、モータに対して速度制御および位置制御を行うモータ制御手段と、前記被検出部材を検出した結果から各回転体間の位相差を検出する手段とを備え、各回転体間の位相差を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、前記モータ制御手段は、モータを起動または停止する場合に、モータを所定の加速カーブまたは減速カーブに従って加速または減速するように制御するとともに、画像形成中と、画像形成時以外とで、モータの速度制御または位置制御を行うモータ制御ループのゲインを変化させる（ステップ２、５、１４、１７）ように構成した。【選択図】        図６
2005338364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持用の複数の回転体と、これらの回転体を駆動する複数のモータと、回転体と同期して回転する被検出部材と、被検出部材を検出する手段と、モータに対して速度制御および位置制御を行うモータ制御手段と、前記被検出部材を検出した結果から各回転体間の位相差を検出する手段とを備え、各回転体間の位相差を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、前記モータ制御手段は、モータを起動または停止する場合に、モータを所定の加速カーブまたは減速カーブに従って加速または減速するように制御するとともに、画像形成中と、画像形成時以外とで、モータの速度制御または位置制御を行うモータ制御ループのゲインを変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、画像形成時以外は、画像形成時より大きく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】
前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、モータの目標回転数に応じて変化させることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、モータの速度誤差の大きさに応じて変化させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、モータの位置誤差の大きさに応じて変化させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記モータ制御手段は、同時に複数のモータを起動する場合に、各モータの相対回転数差が最小になるように制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記モータ制御手段は、複数の駆動中のモータを停止させる場合に、各モータの相対回転数差が最小になるように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記モータはＤＣモータであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
デジタル信号処理によりＤＣモータの駆動制御を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
デジタル信号処理にＤＳＰまたはマイコンを用いることを特徴とする請求項１〜９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、画像形成装置に関し、特にその感光体を駆動するモータの位相調整に掛かる時間の短縮に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、４色すなわち、イエロー（以下Ｙと記述する）、マゼンタ（以下Ｍと記述する）、シアン（以下Ｃと記述する）、ブラック（以下Ｋと記述する）の画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、同図において、１は静電潜像を形成する感光ドラム（ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用を示す）で、６は各感光ドラムを駆動するモータである。
【０００３】
２は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナー、３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、無端状の搬送ベルト、４は、モータとギア等でなる駆動手段と接続され、搬送ベルト３を駆動する駆動ローラ、６ｅは駆動ローラ４を駆動するモータ、５は用紙に転写されたトナーを溶融、固着する定着器である。
【０００４】
ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナー２に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器により、静電潜像がトナーで現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。同図においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器５で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
【０００５】
また、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１と搬送ベルト３は、図示しない、アクチュエータにより当接および離間状態を切り替えることができる。黒のみの印刷を行うモノカラーモードでは、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１と搬送ベルト３を離間し、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１および各色用の現像器の駆動を行わず、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１および各色用の現像器の劣化、消耗を防止する。
【０００６】
ところで、以上述べたように構成される多色画像形成装置では、各色の画像形成位置の不一致が、色ずれとなって画像に現れ、画質の劣化をまねいてしまう。色ずれには、各色の現像装置の組み付け時の位置ずれなどにより発生する定常的な色ずれ（以下、ＤＣ色ずれと記述する）と、回転体の軸のフレなどにより発生する周期的な色ずれ（以下、ＡＣ色ずれと記述する）に大別できる。
【０００７】
このうち、ＡＣ色ずれ対策として、各色の回転体の回転位相を個別に制御し、各色の色ずれ発生周期の位相を揃え、色ずれを小さくする手法が知られている。
【０００８】
たとえば、本出願人の出願にかかる下記特許文献１では、ソフトウェアサーボによりモータを速度制御および位置制御するモータ制御手段を備え、各色の回転体の回転位相を個別に制御するとともに、同時に複数のモータを起動あるいは停止させる場合に、各モータの相対回転数が最小になるように制御することで、安価に精度よく、かつファーストプリントタイムが長くなってしまうことがない画像形成装置を提供する手法を提案した。
【特許文献１】特開２００３−２１９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１の手法では、以下のような問題がある。
一般的に画像形成装置では、厚紙等に対して印字する厚紙印字モードの場合、トナーの定着性を確保するために、用紙の搬送速度を低速にして、定着器で十分な熱量を用紙に与えるようにしている。画像形成部と定着器間に紙サイズ以上の間隔が無い場合は、必然的に搬送ベルトの搬送速度および感光ドラムの回転数も低速に切り替える必要がある。したがって、モータ制御部は厚紙印字モードでは、各モータを低速回転させる。このとき、回転数に応じて、制御ループのゲインを最適な値に変更することが一般的に行われている。モータ回転数が低くなれば、通常、制御ループのゲインを下げて、制御の安定性を確保する。
【００１０】
以上のように厚紙印字モード等では、モータを低速回転させるために、制御ループのゲインを下げる。そのため、モータを起動あるいは停止させる際に、各モータの相対回転数が最小になるように、所定の加速カーブあるいは減速カーブに従って、モータを加速あるいは減速制御したとしても、目標に対する追従性が悪くなり、各モータの相対回転数の差が大きくなる。すなわち、各色の回転体の所望の位相からのずれが大きくなるため印字開始前の位相調整時間が長くなり、その結果、ファーストプリントタイムが伸びてしまっていた。
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑み、厚紙印字モード等のモータを低速回転させる場合でも、各色の回転体の回転位相のずれを抑制し位相調整にかかる時間を短縮することで、ファーストプリントタイムを伸ばしてしまうことのない画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。
【００１３】
（１）像担持用の複数の回転体と、これらの回転体を駆動する複数のモータと、回転体と同期して回転する被検出部材と、被検出部材を検出する手段と、モータに対して速度制御および位置制御を行うモータ制御手段と、前記被検出部材を検出した結果から各回転体間の位相差を検出する手段とを備え、各回転体間の位相差を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、
前記モータ制御手段は、モータを起動または停止する場合に、モータを所定の加速カーブまたは減速カーブに従って加速または減速するように制御するとともに、画像形成中と、画像形成時以外とで、モータの速度制御または位置制御を行うモータ制御ループのゲインを変化させることを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（２）上記（１）の構成において、前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、画像形成時以外は、画像形成時より大きくすることを特徴とする。
【００１５】
（３）上記（１）〜（２）いずれかの構成において、前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、モータの目標回転数に応じて変化させることを特徴とする。
【００１６】
（４）上記（１）〜（３）いずれかの構成において、前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインを、モータの速度誤差の大きさに応じて変化させることを特徴とする。
【００１７】
（５）上記（１）〜（４）いずれかの構成において、前記モータ制御手段は、モータ制御ループのゲインをモータの位置誤差の大きさに応じて変化させることを特徴とする。
【００１８】
（６）上記（１）〜（５）いずれかの構成において、モータ制御手段は、同時に複数のモータを起動する場合に、各モータの相対回転数差が最小になるように制御することを特徴とする。
【００１９】
（７）上記（１）〜（６）のいずれかの構成において、モータ制御手段は、複数の駆動中のモータを停止させる場合に、各モータの相対回転数差が最小になるように制御することを特徴とする。
【００２０】
（８）上記（１）〜（７）いずれかの構成において、前記モータはＤＣモータであることを特徴とする。
【００２１】
（９）上記（１）〜（８）いずれかの構成において、デジタル信号処理によりＤＣモータの駆動制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
（１０）上記（１）〜（９）いずれかの構成において、デジタル信号処理にＤＳＰまたはマイコンを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、厚紙印字モード等のモータを低速回転させる場合でも、各色の回転体の回転位相のずれを抑制し位相調整にかかる時間を短縮することで、ファーストプリントタイムを伸ばしてしまうことがない画像形成装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２５】
実施例１である“画像形成装置”の構成は図１２と同様である。
同図において、感光ドラム１ａ〜ｄについて、本発明により位相制御を行い、色ずれの抑制を行う。他の構成および動作は従来例と同様なので説明を省略する。
【００２６】
図２は本装置の制御システムの概略構成を示す。
１０は画像形成装置としてのプリンタである。１１はプリンタ内の各装置を制御するプリンタ制御部である。１２はプリンタ内の各装置へ電力を供給する電源である。１３はプリンタ内の各部の状況を検知するセンサ類である。１４はプリンタ制御部１１の指示によりモータ類を制御するモータ制御部である。１５はプリンタ内の各装置の動力源であるモータ類である。１６はプリンタの動作状況をユーザに報知する表示部である。１７はプリンタ１０とホストコンピュータとの通信を行う通信コントローラである。１８はプリンタに印刷するデータを転送するホストコンピュータである。
【００２７】
図１、３、４、５は本実施例の主要部の構成を示す。
図３において、２０はＤＳＰ、４０はＤＣブラシレスモータ、３０はモータ４０への電力を制御するドライバである。
【００２８】
図４において、５０は感光ドラム１と一体に回転し、感光ドラム１を駆動するギアであり、ギア５０にはフラグ４８を設け、感光ドラム１の回転に伴い、フォトセンサ４９の光路を遮るようにする。これにより感光ドラム１の１回転につき１回信号が出力される。あるいは、感光ドラム１や、感光ドラム１と一体のシャフトにフラグを設け、このフラグがフォトセンサを遮光するような構成としても良い。
【００２９】
ＤＳＰ２０はＤＣブラシレスモータ４０からのロータ位置信号により相切り替え制御、プリンタ制御部からの制御信号によるモータの始動、停止制御、およびプリンタ制御部からの速度信号と速度検知手段の出力とを比較し、ドライバを介して速度制御をおこなう。
【００３０】
ＤＳＰ２０のブロック図を図５に示す。２１はプログラムコントローラ、２２は加減算や論理演算、積和演算をおこなう算術ユニット、２３はデータ用メモリ、２４はプログラム用メモリ、２５はデータメモリバス、２６はプログラムメモリバス、２７はシリアルポート、２８はタイマ、２９はＩ／Ｏポートである。このように、メモリをデータ用とプログラム用に独立させ、バスもデータバスとプログラムバスに分離し、乗算と加算を１マシンサイクルで実行する算術ユニットを持つことで高速な演算を可能としている。
【００３１】
図３に示すように、ＤＣブラシレスモータ４０はＵ、Ｖ、Ｗの３相スター結線されたコイル４３とロータ４４をもつ。さらにロータ４４の位置検出手段としてロータ４４の磁極を検知する３個のホール素子４２を備え、その出力はＤＳＰ２０に接続されている。また、ロータ４４の外周上に設けられた磁気的パターン４５と磁気センサ４１からなる回転速度検知手段を持ち、その出力はＤＳＰ２０に接続されている。
【００３２】
３０はＤＣブラシレスモータを駆動するドライバであり、ハイ側トランジスタ３１とロー側トランジスタ３２を各３個備え、それぞれコイル４３のＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。
【００３３】
ＤＳＰ２０はホール素子４２が発生するロータ位置信号ＨＵ〜Ｗにより、ロータ４４の位置を特定し、相切り替え信号を生成する。相切り替え信号ＵＵ〜Ｗ、ＬＵ〜Ｗは、ドライバの各トランジスタをオンオフ制御し励磁する相を順次切り替えロータを回転させる。
【００３４】
図１に示すように、ＤＳＰは速度制御を行うために、回転速度目標値と回転速度情報を比較し、速度誤差情報を得る。また、位置制御を行うために、回転速度情報を積分したロータ４３の位置情報と、位置目標値と比較し、位置誤差情報を得る。上記、速度誤差情報と位置誤差情報からモータ操作量を演算し、その結果に応じて、相切り替え信号ＵＵ〜ＷはＰＷＭ信号として出力される。そのＰＷＭ信号のＤＵＴＹに応じて、駆動電流のチョッピングが行われ、モータの回転速度を制御する。
【００３５】
また、ロー側トランジスタを全相オンすることにより、モータにブレーキをかけることができる。
【００３６】
次に、駆動制御部およびプリンタ制御部の動作について説明する。なお、説明に用いている図６、７は、基準となる回転体（ここでは、黒色用感光ドラム、以下黒ドラムと記述する）を感光ドラム１ａとし、感光ドラム１ｂに対する制御について記述しているが、他の感光ドラム１ｃ、１ｄに対する制御も同様である。
【００３７】
プリンタ制御部１１から、画像形成を実行するために、全モータの起動を指示されると（図６ステップ１）、モータ制御部１４は、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定し（図６ステップ２）、各モータに対して速度制御および位置制御を行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の加速カーブに従い速度指令および位置指令を更新して、加速していく（図６ステップ３）。各制御ループのゲインの値は、制御の安定性を損なわない範囲でなるべく大きく設定するものとし、あらかじめモータ制御部１４に保持させておく。
【００３８】
また、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差の大きさによって、各制御ループのゲインを変化させてもよい。たとえば、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差が所定の値以上となった場合、各制御ループのゲインを小さくして、制御の安定性を確保する。
【００３９】
定常回転速度に達し加速を終了したら（図６ステップ４）、印字動作に備えて、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定し直す（図６ステップ５）。各制御ループのゲインの値は、目標回転数に応じて設定する。画像に悪影響を与えないように、回転数が安定し、回転ムラが発生しないような値とするため、画像形成中以外のゲイン設定より小さい値となる。
【００４０】
目標回転数に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておくことができる。また、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差の大きさによって、各制御ループのゲインを変化させてもよい。たとえば、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差が所定の値以上となった場合、各制御ループのゲインを小さくして、制御の安定性を確保する。
【００４１】
次に、プリンタ制御部１１からドラムの位相調整要否判定の実行を指示されると（図６ステップ６）、基準となる感光ドラム１ａと、感光ドラム１ｂとの回転位相差の検出を開始する。すなわち、時間計測用カウンタ値ｃｎｔをクリア（図６ステップ７）し、基準となる感光ドラム１ａのフォトセンサからの信号が出力された時点から一定周期でカウント値ｃｎｔを増加させる（図６ステップ８、９）。感光ドラム１ｂのフォトセンサからの信号が出力された時点カウント値ｃｎｔの増加を停止し（図６ステップ１０）、計測された時間を、ドラムの位相差に換算するとともに、モータの位置誤差情報に換算する（図６ステップ１１）。そしてドラムの実際の位相差と所望の位相差とを比較し、ドラムの位相調整実行が必要か否かを判定し、その結果をプリンタ制御部１１に報知する（図６ステップ１２）。
【００４２】
プリンタ制御部１１は、報知された各ドラムの位相調整要否判定結果を受け、位相調整が不要な場合は印字シーケンスを実行し、位相調整が必要な場合はモータ制御部１４に位相調整実行を指示し、位相調整実行完了の後に印字シーケンスを実行する。
【００４３】
モータ制御部１４は、プリンタ制御部１１から位相調整実行を指示されると（図６ステップ１３）、位相調整要否判定動作により求めたモータ位置誤差情報から、該位置誤差を解消するような位置指令を求め、該位置指令の絶対値の大きさに応じて各制御ループのゲインを設定する（図６ステップ１４）。位置指令の算出にあたっては、例えば、位相ずれが、基準となる回転体に対して１８０度未満の遅れであれば、位相を進ませる方向に、位置指令を算出し、１８０度以上の遅れであれば、位相を遅らせる方向に位置指令を算出し、位相調整の時間を短縮することができる。
【００４４】
そして、該位置指令をモータの位置制御ループに与え、ドラムが所望の位相差となるように制御を行う（図６ステップ１５）。
【００４５】
各制御ループのゲイン値は、位置指令の絶対値が大きい場合、ゲインを小さくし制御の安定性を確保し、位置指令の絶対値が小さい場合、制御の安定性を損なわない範囲で、制御ループのゲインを大きく設定し、位置誤差解消までの時間短縮を図る。位置指令に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておいてもよいし、あらかじめモータ制御部１４に設定した計算式により、位置指令に応じたゲイン値を求めても良い。
【００４６】
位置誤差情報をモニタし、位置誤差が０になった時点で、位相調整が完了とし（図６ステップ１６）、印字動作に備えて、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定し直す（図６ステップ１７）。各制御ループのゲインの値は、目標回転数に応じて設定する。画像に悪影響を与えないように、回転数が安定し、回転ムラが発生しないような値とするため、画像形成中以外のゲイン設定より小さい値となる。
【００４７】
目標回転数に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておくことができる。
【００４８】
次に、印字動作が終了し、各モータの停止を指示された場合について、図７により説明する。
【００４９】
プリンタ制御部１１から、各モータの停止を指示されると（図７ステップ１）、モータ制御部１４は、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定する（図７ステップ２）。そして、各モータに対して速度制御および位置制御を行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の減速カーブに従い速度指令および位置指令を更新し（図７ステップ３）、減速していき、各モータが停止した時点で減速シーケンスを終了する（図７ステップ４）。この減速カーブは、負荷トルクがもっとも小さいときに、フリクションロスにより自然に減速する場合の減速カーブより緩やかなものとする。
【００５０】
また、各制御ループのゲインの値は、制御の安定性を損なわない範囲でなるべく大きく設定するものとし、あらかじめモータ制御部１４に保持させておく。
【００５１】
また、所定の速度以下になった時点で、各モータのブレーキを作動させ、モータを停止させても良い。
【００５２】
以上述べたような、画像形成中以外には制御ループのゲインを制御の安定性を損なわない範囲で、大きくすることで、起動時と停止時の各モータの相対速度差を最小にする制御における目標への追従性を向上させ、各回転体の所望の位相と、実際の位相とのずれを抑制するように動作し、さらに、モータ回転中に、少なくとも１回以上、位相調整を実行することで、色ずれを抑制するという点で実用上、印字実行前に位相調整を行う必要がない程度に位相のずれが保たれる。また、画像形成中は制御ループのゲインを、回転を安定させ、回転ムラを発生させない値とすることで、画像劣化をまねくような横筋等の発生を防止する。
【００５３】
また、プリンタ制御部１１は、プリンタエンジンの電源投入時あるいはプリンタエンジンの内部へのアクセスドアクローズ時に、感光ドラムなどの各回転体のクリーニング動作などを実行するため、イニシャルシーケンスを起動する。イニシャルシーケンスを起動する場合、モータ制御部１４に各モータの起動と位相調整を指示する。電源投入時や、ドアクローズ時には各回転体の回転位相が、所望の回転位相から大きくずれている可能性があるものの、このイニシャルシーケンス動作により、回転体の回転位相を所望の値に合せることができる。この場合、印字動作は行わないため、位相調整のためモータの速度が変化しても問題はなく、実際の印字動作時には、イニシャルシーケンスにより各回転体の回転位相が所望の位相に、ほぼあった状態に保たれているため、モータ起動時に毎回位相調整を行う必要がなく、ファーストプリントタイムを伸ばしてしまうことがない。
【００５４】
なお、所望の回転位相、すなわちＡＣ色ずれを抑制するような各回転体の回転位相は、回転位相検出シーケンスを実行することによりあらかじめ求めておき、その回転位相はプリンタ制御部１１から、モータ制御部に送信される。
【実施例２】
【００５５】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。
本装置の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
【００５６】
モータの起動、停止の際に速度制御のみを行う点が実施例１と異なる。
【００５７】
本実施例の動作を図８、９に基づいて説明する。
プリンタ制御部１１から、画像形成を実行するために、全モータの起動を指示されると（図８ステップ１）、モータ制御部１４は、速度制御ループのゲインを設定するとともに、位置制御ループのゲインを０にする（図８ステップ２）などして、位置制御を切る。そして、各モータに対して速度制御のみを行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の加速カーブに従い速度指令を更新して、加速していく（図８ステップ３）。速度制御ループのゲインの値は、制御の安定性を損なわない範囲でなるべく大きく設定するものとし、あらかじめモータ制御部１４に保持させておく。
【００５８】
また、速度指令と実際の速度との差の大きさによって、制御ループのゲインを変化させてもよい。たとえば、速度指令と実際の速度との差が所定の値以上となった場合、制御ループのゲインを小さくして、制御の安定性を確保する。
【００５９】
全モータが定常回転速度に達したら加速を終了し（図８ステップ４）、印字動作に備えて、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定し直し（図８ステップ５）、モータに対して、速度制御および位置制御を行う。
【００６０】
各制御ループのゲインの値は、目標回転数に応じて設定する。画像に悪影響を与えないように、回転数が安定し、回転ムラが発生しないような値とするため、画像形成中以外のゲイン設定より小さい値となる。
【００６１】
目標回転数に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておくことができる。
【００６２】
また、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差の大きさによって、各制御ループのゲインを変化させてもよい。たとえば、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差が所定の値以上となった場合、各制御ループのゲインを小さくして、制御の安定性を確保する。
【００６３】
次に、プリンタ制御部１１からドラムの位相調整要否判定の実行を指示されると（図８ステップ６）、基準となる感光ドラム１ａと、感光ドラム１ｂとの回転位相差の検出を開始する。すなわち、時間計測用カウンタ値ｃｎｔをクリア（図８ステップ７）し、基準となる感光ドラム１ａのフォトセンサからの信号が出力された時点から一定周期でカウント値ｃｎｔを増加させる（図８ステップ８、９）。感光ドラム１ｂのフォトセンサからの信号が出力された時点カウント値ｃｎｔの増加を停止し（図８ステップ１０）、計測された時間を、ドラムの位相差に換算するとともに、モータの位置誤差情報に換算する（図８ステップ１１）。そしてドラムの実際の位相差と所望の位相差とを比較し、ドラムの位相調整実行が必要か否かを判定し、その結果をプリンタ制御部１１に報知する（図８ステップ１２）。
【００６４】
プリンタ制御部１１は、報知された各ドラムの位相調整要否判定結果を受け、位相調整が不要な場合は印字シーケンスを実行し、位相調整が必要な場合はモータ制御部１４に位相調整実行を指示し、位相調整実行完了の後に印字シーケンスを実行する。
【００６５】
モータ制御部１４は、プリンタ制御部１１から位相調整実行を指示されると（図８ステップ１３）、位相調整要否判定動作により求めたモータ位置誤差情報から、該位置誤差を解消するような位置指令を求め、該位置指令に応じて各制御ループのゲインを設定する（図８ステップ１４）。位置指令の算出にあたっては、例えば、位相ずれが、基準となる回転体に対して１８０度未満の遅れであれば、位相を進ませる方向に位置指令を算出し、１８０度以上の遅れであれば、位相を遅らせる方向に位置指令を算出し、位相調整の時間を短縮することができる。
【００６６】
そして、該位置指令をモータの位置制御ループに与え、ドラムが所望の位相差となるように制御を行う（図８ステップ１５）。
【００６７】
各制御ループのゲイン値は、位置指令の絶対値が大きい場合、ゲインを小さくし制御の安定性を確保し、位置指令の絶対値が小さい場合、制御の安定性を損なわない範囲で、制御ループのゲインを大きく設定し、位置誤差解消までの時間短縮を図る。位置指令に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておいてもよいし、あらかじめモータ制御部１４に設定した計算式により、位置指令に応じたゲイン値を求めても良い。
【００６８】
位置誤差情報をモニタし、位置誤差が０になった時点で、位相調整が完了とし（図８ステップ１６）、印字動作に備えて、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定し直す（図８ステップ１７）。
【００６９】
各制御ループのゲインの値は、目標回転数に応じて、画像に悪影響を与えないように回転数が安定するような値とする。目標回転数に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておくことができる。
【００７０】
次に、印字動作が終了し、各モータの停止を指示された場合について、図９により説明する。
【００７１】
プリンタ制御部１１から、各モータの停止を指示されると（図９ステップ１）、モータ制御部１４は、速度制御ループのゲインを設定し、位置制御ループのゲインを０にする（図９ステップ２）などして、位置制御を切る。そして、各モータに対して速度制御のみを行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の減速カーブに従い速度指令を更新し（図９ステップ３）、減速していき、各モータが停止した時点で減速シーケンスを終了する（図９ステップ４）。この減速カーブは、負荷トルクがもっとも小さいときに、フリクションロスにより自然に減速する場合の減速カーブより緩やかなものとする。
【００７２】
また、所定の速度以下になった時点で、各モータのブレーキを作動させ、モータを停止させても良い。
【実施例３】
【００７３】
実施例３である“画像形成装置”について説明する。
本装置の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
【００７４】
モータの起動、停止の際にモータ回転数が所定の回転数以下では、速度制御のみを行い、所定の回転数以上の場合、速度制御と位置制御を行う点が実施例１と異なる。
【００７５】
本実施例の動作を図１０、１１に基づいて説明する。
プリンタ制御部１１から、画像形成を実行するために、全モータの起動を指示されると（図１０ステップ１）、モータ制御部１４は、速度制御ループのゲインを設定しするとともに、位置制御ループのゲインを０にし（図１０ステップ２）、各モータに対して速度制御のみを行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の加速カーブに従い速度指令を更新して、加速していく（図１０ステップ３）。そして、モータ回転数が所定の値以上になった時点で、位置制御ループのゲインを設定し、速度制御とともに、位置制御も行う（図１０ステップ３）。引き続き、所定の加速カーブに従い、速度指令および位置指令を更新し、加速していく（図１０ステップ６）。
【００７６】
各制御ループのゲインの値は、制御の安定性を損なわない範囲でなるべく大きく設定するものとし、あらかじめモータ制御部１４に保持させておく。
【００７７】
また、速度指令と実際の速度との差の大きさによって、制御ループのゲインを変化させてもよい。たとえば、速度指令と実際の速度との差が所定の値以上となった場合、制御ループのゲインを小さくして、制御の安定性を確保する。
【００７８】
全モータが定常回転速度に達したら加速を終了したら（図１０ステップ７）、印字動作に備えて、速度制御ループと位置制御ループのゲインをそれぞれ設定し直し（図１０ステップ８）、モータに対して、速度制御および位置制御を行う。
【００７９】
各制御ループのゲインの値は、目標回転数に応じて設定する。画像に悪影響を与えないように、回転数が安定し、回転ムラが発生しないような値とするため、画像形成中以外のゲイン設定より小さい値となる。
【００８０】
目標回転数に対するゲイン値は、あらかじめモータ制御部１４に位置指令とゲイン設定値の対応表として保持させておくことができる。
【００８１】
また、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差の大きさによって、各制御ループのゲインを変化させてもよい。たとえば、速度指令および位置指令と実際の速度および位置との差が所定の値以上となった場合、各制御ループのゲインを小さくして、制御の安定性を確保する。
【００８２】
位相調整要否判定および位相調整の動作は実施例１と同様なので、説明を省略する。
【００８３】
次に、印字動作が終了し、各モータの停止を指示された場合について、図１１により説明する。
【００８４】
プリンタ制御部１１から、各モータの停止を指示されると（図１１ステップ１）、モータ制御部１４は、速度制御ループおよび位置制御ループのゲインを設定する（図１１ステップ２）。そして、各モータに対して速度制御および位置制御を行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の減速カーブに従い速度指令および位置指令を更新し（図１１ステップ３）、減速していく。そして、モータ回転数が所定の値以下になった場合（図１１ステップ４）、位置制御ループのゲインを０にし、モータに対して速度制御のみを行う（図１１ステップ５）。引き続き、所定の減速カーブに従って、速度指令を更新し、減速する（図１１ステップ６）。各モータが停止した時点で減速シーケンスを終了する（図１１ステップ７）。この減速カーブは、負荷トルクがもっとも小さいときに、フリクションロスにより自然に減速する場合の減速カーブより緩やかなものとする。
【００８５】
また、所定の速度以下になった時点で、各モータのブレーキを作動させ、モータを停止させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１の主要部の構成を説明する図
【図２】実施例１の制御システムの概略構成を説明する図
【図３】実施例１の主要部の構成を説明する図
【図４】実施例１の主要部の構成を説明する図
【図５】ＤＳＰの構成を説明する図
【図６】実施例１の動作を説明する図
【図７】実施例１の動作を説明する図
【図８】実施例２の動作を説明する図
【図９】実施例２の動作を説明する図
【図１０】実施例３の動作を説明する図
【図１１】実施例３の動作を説明する図
【図１２】画像形成装置の全体を説明する図
【符号の説明】
【００８７】
１    感光ドラム
１４    モータ制御部
２０    ＤＳＰ
４０    ＤＣブラシレスモータ
４８    フラグ
４９    フォトセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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