(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じたパルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御する制御部とを備える回転駆動装置であって、
前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の１回転当たり前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記駆動対象物の１回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍且つ偶数となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記エンコーダ板の偏芯成分をコムフィルタで除去し、前記コムフィルタにおける遅延処理部のメモリ段数を、（駆動対象物の１回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数）／２個に設定する
ことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じたパルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御すると共に電子写真方式による画像形成動作を統合制御する制御部とを備える画像形成装置であって、
前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の１回転当たり前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記駆動対象物の１回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍且つ偶数となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記エンコーダ板の偏芯成分をコムフィルタで除去し、前記コムフィルタにおける遅延処理部のメモリ段数を、（駆動対象物の１回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数）／２個に設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動対象物は感光体ドラムであることを特徴とする請求項２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、回転駆動装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやコピー機等の画像形成装置で使用されるドラムユニット等の回転駆動装置では、駆動対象物（例えば感光体ドラム）の回転動力を得るためにモータを用いているが、このモータの回転数及びトルクの都合上、モータ軸からギアを介して駆動対象物へ回転動力を伝達する構成を採用することが一般的である。
【０００３】
このような構成を採用する場合、駆動対象物の回転軸にエンコーダ板を取り付け、エンコーダセンサ（例えば光センサ）によって検出した駆動対象物の回転速度をＣＰＵ等の制御部にフィードバックすることにより、駆動対象物の回転速度を一定に保つようにモータ制御を行う。エンコーダのパルス数については位相の精度や制御点によって必要な数量が決定されており、ＣＰＵ等の制御部ではより高精度な回転性能を得るために様々なフィルタリング処理や補正処理などのデジタル演算処理を行っている。
【０００４】
例えば、デジタル演算処理におけるフィルタリング処理としては、駆動対象物の回転軸に対するエンコーダ板の取り付け誤差（偏芯）に起因して生じる偏芯成分（エンコーダセンサによって検出した回転速度に含まれる、駆動対象物の回転軸の１回転当たり１周期の正弦波状の誤差成分）や、駆動対象物の回転軸とモータの回転軸とを連結するギア部の噛合いによる振動に起因するギア一歯成分（エンコーダセンサによって検出した回転速度に含まれる、ギア１歯当たり１周期の正弦波状の誤差成分）を除去するためにデジタルコムフィルタを用いる。また、デジタル演算処理における補正処理としては、モータの軸芯ズレに起因して生じる偏芯成分（エンコーダセンサによって検出した回転速度に含まれる、モータピニオンの１回転当たり１周期の正弦波状の誤差成分）を、予めメモリに記憶していた補正値を使用してフィードフォワードにより相殺する。
【特許文献１】特開２００５−３４５９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなデジタル演算処理はＣＰＵやＤＳＰ等の制御部で行われるが、精度向上のためにより高次の演算が必要となり、演算処理に要する時間が長くなったり（制御部の演算負荷が増大する）、演算処理に要するメモリ資源が増大するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、エンコーダセンサによって検出した回転速度に含まれる誤差成分を除去するためのデジタル演算処理に要する演算負荷及びメモリ資源の低減を図ることの可能な回転駆動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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、回転駆動装置に係る第１の解決手段として、
駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じた
パルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆
動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと
噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセ
ンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御する制御部とを備える回転駆動装
置であって、前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギ
アの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の１回転当たり前記エンコーダセンサ
から出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコー
ダ板が設定されていることを特徴とする。
【０００８】
また、回転駆動装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記駆動対象物の１回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍且つ偶数となるように前記エンコーダ板が設定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、画像形成装置に係る第１の解決手段として、駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じたパルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御すると共に電子写真方式による画像形成動作を統合制御する制御部とを備える画像形成装置であって、前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の１回転当たり前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコーダ板が設定されていることを特徴とする。
【００１０】
また、画像形成装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記駆動対象物の１回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍且つ偶数となるように前記エンコーダ板が設定されていることを特徴とする。
【００１１】
また、画像形成装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記駆動対象物は感光体ドラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の１回転当たり前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように設定されているため、エンコーダセンサによって検出した回転速度に含まれる誤差成分を除去するためのデジタル演算処理に要する演算負荷及びメモリ資源の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置１００は、例えば電子写真方式を用いたフルカラープリンタであり、感光体ドラム１、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５、クリーニングブレード６、摺擦ローラ７、給紙ローラ８、用紙搬送ローラ９、定着ユニット１０、用紙搬送ローラ１１及び排紙ローラ１２から概略構成されている。
【００１４】
感光体ドラム１は、その表面に静電潜像を形成するための回転感光体である。詳細は後述するが、この感光体ドラム１は、その回転軸がＤＣブラシレスモータの回転軸とギアを介して連結されており、ＤＣブラシレスモータによって回転駆動されるものである。帯電部２は、感光体ドラム１の上方に設置されており、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。露光部３はレーザ照射ユニットから構成されており、帯電部２によって帯電された感光体ドラム１の表面にレーザ光を照射することにより、静電潜像を形成するものである。
【００１５】
現像部４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面に各色のトナーを供給してトナー像を形成するものである。具体的には、この現像部４は、ロータリラック４ａと、このロータリラック４ａの円周方向に９０度間隔で配設された、イエロー用トナーを供給する現像器４Ｙ、マゼンタ用トナーを供給する現像器４Ｍ、シアン用トナーを供給する現像器４Ｃ、ブラック用トナーを供給する現像器４Ｋとから構成されている。ロータリラック４ａは、回転軸４ｂを中心に回転しながら各色の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを感光体ドラム１に対向する現像位置に順次移動させて現像（トナー供給）を行わせるものである。
【００１６】
転写部５は、感光体ドラム１のトナー像を用紙Ｐに転写するものであり、中間転写ベルト５ａ、一次転写ローラ５ｂ及び５ｃ、駆動ローラ５ｄ、二次転写対向ローラ５ｅ、二次転写ローラ５ｆから構成されている。中間転写ベルト５ａは、一次転写ローラ５ｂ及び５ｃ、駆動ローラ５ｄ、二次転写対向ローラ５ｅにエンドレス状に巻きかけられ、駆動ローラ５ｄによって駆動されており、感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写され一時的に保持される転写体の役割を担っている。二次転写ローラ５ｆは、中間転写ベルト５ａの外周面において二次転写対向ローラ５ｅに対向する位置に配置され、中間転写ベルト５ａに一次転写されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する役割を担っている。
【００１７】
クリーニングブレード６は、感光体ドラム１の表面に残留した残留現像剤などの付着物をクリーニングするものであり、例えばウレタンゴムを感光体ドラム１に圧接している。摺擦ローラ７は、感光体ドラム１の表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。この摺擦ローラ７は、金属シャフトの周りを発泡ゴムで覆った構成となっており、バネ（図示略）により感光体ドラム１に付勢されている。
【００１８】
給紙ローラ８は、用紙カセットに積載された用紙Ｐを１枚ずつ給紙するためのローラである。この給紙ローラ８によって給紙された用紙Ｐは、用紙搬送ローラ９によって二次転写対向ローラ５ｅと二次転写ローラ５ｆとの間に搬送されてトナー像が転写された後、定着ユニット１０に搬送される。定着ユニット１０は、回転自在に配設された定着体たる加熱ローラ１０ａと、加熱ローラ１０ａに圧接しながら回転する加圧体たる加圧ローラ１０ｂとから構成されている。この定着ユニット１０に搬送された用紙Ｐは、加熱ローラ１０ａと加圧ローラ１０ｂとの間を通過する際に表裏両面から一定の温度、圧力で加熱及び加圧される。これにより、用紙Ｐ上のトナー像は溶融して定着し、用紙Ｐにフルカラー画像が形成される。定着処理後の用紙Ｐは、用紙搬送ローラ１１によって排紙ローラ１２に搬送され、排紙ローラ１２によって外部に設置された排紙トレイに排紙される。
【００１９】
図２は、上述した画像形成装置１００の機能ブロック構成図である。なお、この図２において、図１と同じ構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。図２において、符号２０はＣＰＵ(Central Processing Unit：制御部)、符号２１はＲＯＭ(Read Only Memory)、符号２２はＲＡＭ(Random Access Memory)、符号２３はフラッシュメモリ、符号２４は操作表示部、符号２５は通信Ｉ／Ｆ、符号２６はモータドライバ、符号２７はＤＣブラシレスモータ、符号２８はギア部、符号２９はエンコーダ、符号３０は基準位置センサである。また、符号２００は、外部から画像形成装置１００へ印刷指示するためのＰＣ(Personal Computer)である。
【００２０】
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶されている制御プログラムを実行し、フラッシュメモリ２３に記憶されている画像データ、操作表示部２４から入力される操作信号、エンコーダ２９（詳細にはエンコーダセンサ２９ｂ）から入力されるパルス信号、基準位置センサ３０から入力される基準位置信号、通信Ｉ／Ｆ２５を介してＰＣ２００から受信した印刷指示信号及び印刷用画像データ（つまり印刷ジョブ）に基づいて、画像形成装置１００内部の各機能部（感光体ドラム１、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５、給紙ローラ８、用紙搬送ローラ９、定着ユニット１０、用紙搬送ローラ１１及び排紙ローラ１２を含む）を統合制御するものである。
【００２１】
このＣＰＵ２０は、感光体ドラム１の回転駆動制御として、エンコーダ２９（詳細にはエンコーダセンサ２９ｂ）から割込み入力されるパルス信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、感光体ドラム１の回転速度を検出し、当該検出した回転速度が予め設定されている目標回転速度と一致するように（言い換えれば目標回転速度と回転速度との速度偏差量が零となるように）ＰＩＤ演算を行い、当該ＰＩＤ演算によって得られる操作量に応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をモータドライバ２６に出力する機能（つまりＤＣブラシレスモータ２７をＰＩＤ制御する機能）を有している。
【００２２】
ＲＯＭ２１は、ＣＰＵ２０で使用される制御プログラムやその他の設定データ（例えばＰＩＤ制御で用いられる目標回転速度や比例ゲイン定数Ｋｐ、積分ゲイン定数Ｋｉ、微分ゲイン定数Ｋｄなど）を記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０が制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。フラッシュメモリ２３は、ＰＣ２００から送信される画像データを記憶するために用いられる書き換え可能な不揮発性メモリである。
【００２３】
操作表示部２４は、例えばタッチパネルによって構成されており、ＣＰＵ２０の制御の下、各種操作キーや各種情報を報知する画面を表示すると共に、タッチパネル上に表示される各種操作キーの操作入力情報を操作信号としてＣＰＵ２０に出力する。通信Ｉ／Ｆ２５は、画像形成装置１００（詳しくはＣＰＵ２０）と外部のＰＣ２００との間で通信を行うためのインタフェースであり、ＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークによってＰＣ２００と接続されている。
【００２４】
モータドライバ２６は、ＣＰＵ２０から入力されるＰＷＭ信号に応じて、ＤＣブラシレスモータ２７に印加する直流駆動電圧をオン／オフする半導体スイッチング素子を備えており、ＰＷＭ信号と同一のデューティ比を有する直流駆動電圧をＤＣブラシレスモータ２７に供給する。ＤＣブラシレスモータ２７は、モータドライバ２６から供給される直流駆動電圧によって回転動作するモータであり、その回転軸はギア部２８を介して感光体ドラム１の回転軸と連結されている。
【００２５】
ギア部２８は、ＤＣブラスレスモータ２７の回転軸に設けられたピニオン２８ａ（モータ側ギア）と、当該ピニオン２８ａと噛合うと共に感光体ドラム１の回転軸に設けられたギア２８ｂ（駆動対象側ギア）とから構成されている。
【００２６】
エンコーダ２９は、感光体ドラム１の回転軸に設けられ、感光体ドラム１と同期回転するエンコーダ板２９ａと、エンコーダ板２９ａを挟み込むように配置されたエンコーダセンサ（例えば光センサ）２９ｂとから構成されており、エンコーダセンサ２９ｂはエンコーダ板２９ａの周方向に沿って複数形成されているスリットが光を通過した際に矩形波状のパルス信号を出力する。つまり、エンコーダセンサ２９ｂは、感光体ドラム１の回転速度に応じたパルス信号をＣＰＵ２０に出力する。
【００２７】
基準位置センサ３０は、例えば光センサであり、感光体ドラム１の円周方向の１箇所に設けられた基準マークが光を通過した際に矩形波状のパルス信号（基準位置信号）をＣＰＵ２０に出力する。つまり、この基準位置センサ３０は、感光体ドラム１が１回転する毎に１パルスの基準位置信号を出力する。ＣＰＵ２０は、この基準位置信号を基に感光体ドラム１が１回転した期間を把握することができる。
【００２８】
なお、上記の構成要素の内、少なくともＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、フラッシュメモリ２３、モータドライバ２６、ＤＣブラシレスモータ２７、ギア部２８、エンコーダ２９、基準位置センサ３０及び感光体ドラム１は、回転駆動装置を構成するものである。
【００２９】
図３は、ＣＰＵ２０におけるＰＩＤ制御に関するデジタル演算処理を表す機能ブロック
図である。この図３において、回転速度検出部２０ａは、エンコーダセンサ２９ｂから割
込み入力されるパルス信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、感
光体ドラム１の回転速度Ｖｃ１を検出する。
【００３０】
第１のコムフィルタ２０ｂは、回転速度検出部２０ａによって検出された回転速度Ｖ
ｃ１に含まれる、感光体ドラム１の回転軸に対するエンコーダ板２９ａの取り付け誤差（
偏芯）に起因して生じる偏芯成分（感光体ドラム１の回転軸の１回転当たり１周期の正弦
波状の誤差成分）を除去する。なお、以下では、エンコーダ板２９ａの偏芯成分除去後の
回転速度をＶｃ２とする。第２のコムフィルタ２０ｃは、回転速度Ｖｃ２に含まれる、感
光体ドラム１の回転軸とＤＣブラシレスモータの回転軸とを連結するギア部２８の噛合い
による振動に起因するギア１歯成分（ギア２８ｂの１歯周期当たり１周期の正弦波状の誤
差成分）を除去する。なお、以下では、ギア一歯成分除去後の回転速度をＶｃ３とする。
【００３１】
図４に、上記の第１のコムフィルタ２０ｂ及び第２のコムフィルタ２０ｃの詳細な機能ブロックを示す。この図４に示すように、第１のコムフィルタ２０ｂにおいて、加算処理部２０ｂ１は、回転速度検出部２０ａによって検出された回転速度Ｖｃ１と乗算処理部２０ｂ４の演算値との加算処理を行う。なお、この加算処理部２０ｂ１の加算値が回転速度Ｖｃ２となる。減算処理部２０ｂ２は、加算処理部２０ｂ１の加算値（回転速度Ｖｃ２）から遅延処理部２０ｂ３の出力値を減算し、その減算値を遅延処理部２０ｂ３の入力値とする。
【００３２】
遅延処理部２０ｂ３は、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）により、減算処理部２０ｂ２
の減算値を順次格納すると共に最初に格納した減算値から順次出力する。この遅延処理部
２０ｂ３にて減算値を順次格納するために使用されるメモリ段数は、コムフィルタの特性
パラメータである入力信号（ここでは回転速度Ｖｃ１）の遅延量に応じて設定されている。
つまり、このメモリ段数（遅延量）は、回転速度Ｖｃ１に含まれるエンコーダ板２９ａの
偏芯成分を除去可能な値に設定されている。乗算処理部２０ｂ４は、遅延処理部２０ｂ３
の出力値にデータ正規化用の１／２を乗算するものである。
【００３３】
一方、図４に示すように、第２のコムフィルタ２０ｃも第１のコムフィルタ２０ｂと同
様な機能ブロックである、加算処理部２０ｃ１、減算処理部２０ｃ２、遅延処理部２０ｃ
３及び乗算処理部２０ｃ４から構成されている。ここで、第２のコムフィルタ２０ｃが第
１のコムフィルタ２０ｂと異なる点は、加算処理部２０ｃ１が第１のコムフィルタ２０ｂ
の出力値である回転速度Ｖｃ２を入力とし、加算処理の結果である回転速度Ｖｃ３を出力
値とする点と、遅延処理部２０ｃ３にて減算処理部２０ｃ２の減算値を順次格納するため
に使用されるメモリ段数（遅延量）は、回転速度Ｖｃ２に含まれる、ギア１歯成分を除去
可能な値に設定されている点である。
【００３４】
以下、図３に戻って説明を続ける。
速度偏差算出部２０ｄは、感光体ドラム１の目標回転速度Ｖｔと回転速度Ｖｃ３との差（速度偏差量）ΔＶを算出する。積分処理部２０ｅは、速度偏差算出部２０ｄにて算出される速度偏差量ΔＶの積分処理を行う。積分ゲイン乗算部２０ｆは、積分処理部２０ｅによる積分処理結果に積分ゲイン定数Ｋｉを乗算する。比例ゲイン乗算部２０ｇは、速度偏差算出部２０ｄにて算出される速度偏差量ΔＶに比例ゲイン定数Ｋｐを乗算する。微分処理部２０ｈは、速度偏差算出部２０ｄにて算出される速度偏差量ΔＶの微分処理を行う。微分ゲイン乗算部２０ｉは、微分処理部２０ｈによる微分処理結果に微分ゲイン定数Ｋｄを乗算する。加算処理部２０ｊは、積分ゲイン乗算部２０ｆ、比例ゲイン乗算部２０ｇ及び微分ゲイン乗算部２０ｉのそれぞれの演算値を加算し、その加算値をＤＣブラシレスモータ２７に対する操作量Ｃｏｎｔ１とする。
【００３５】
補正用メモリ２０ｋは、ＤＣブラシレスモータ２７の軸芯ズレに起因して生じる偏芯成分（エンコーダセンサ２８ｂによって検出した回転速度Ｖｃ１に含まれる、ピニオン２８ａの１回転当たり１周期の正弦波状の誤差成分）を補正するための補正値を予め記憶しているメモリである。なお、この補正値はピニオン２８ａの回転位置と対応付けられて複数設定されており、補正用メモリ２０ｍではピニオン２８ａの回転位置に対応するアドレスにその回転位置に応じた補正値が格納されている。また、この補正用メモリ２０ｋは、時間管理部２０ｍから入力されるリードアドレスＲＤに対応するメモリ領域に格納されている補正値をフィードフォワード部２０ｎに出力する。
【００３６】
時間管理部２０ｍは、基準位置センサ３０から割込み入力される基準位置信号の入力時点（つまり感光体ドラム１の１回転期間の開始時点）を基準として経過時間を監視し、ある経過時間に対応するピニオン２８ａの回転位置に応じたアドレスをリードアドレスＲＤとして補正用メモリ２０ｋに出力する。フィードフォワード部２０ｎは、加算処理部２０ｊの演算結果である操作量Ｃｏｎｔ１に補正用メモリ２０ｋから出力される補正値を加算し、その加算結果を最終的な操作量Ｃｏｎｔ２とする。ＰＷＭ信号生成部２０ｐは、フィードフォワード部２０ｎから得られる操作量Ｃｏｎｔ２に応じたＰＷＭ信号を生成して、モータドライバ２６に出力する。
以上が、ＣＰＵ２０におけるＰＩＤ制御に関するデジタル演算処理を表す機能ブロックの説明である。
【００３７】
ところで、上記のように構成された本実施形態に係る画像形成装置１００では、ピニオン２８ａとギア２８ｂとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、感光体ドラム１の１回転当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数がギア２８ｂの歯数の整数倍且つ偶数となるように、エンコーダ板２９ａのスリット数が設定されていることを特徴としている。
【００３８】
具体的には、ピニオン２８ａの歯数をｎ１、ギア２８ｂの歯数をｎ２、ピニオン２８ａ
とギア２８ｂとのギア比をＮ１、エンコーダ板２９ａのスリット数（感光体ドラム１の１
回転当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数）をｎ３とすると、下記関係
式（１）及び（２）が成立する。
ｎ２＝Ｎ１・ｎ１    （Ｎ１は整数）              ・・・・・（１）
ｎ３＝Ｎ２・ｎ２    （Ｎ２は整数、ｎ３は偶数）  ・・・・・（２）
このように設定した場合、ギア２８ｂの１回転（つまり感光体ドラム１の１回転）当た
りエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数はｎ３となり、ギア２８ｂの１歯周期
当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数はｎ３／（Ｎ２・Ｎ１）となり、
ピニオン２８ａの１回転（つまりＤＣブラスレスモータ２７の１回転）当たりエンコーダ
センサ２９ｂから出力されるパルス数はｎ３／Ｎ１となる。
【００３９】
上記関係式（１）及び（２）が成立するように、ピニオン２８ａ及びギア２８ｂの歯数
（ｎ１、ｎ２）、及びエンコーダ板２９ａのスリット数ｎ３を設定することにより、上述
した補正用メモリ２０ｍのメモリ段数を低減することができ、その結果、ＣＰＵ２０の演
算負荷を低減することが可能となる。また、第１のコムフィルタ２０ｂ及び第２のコムフ
ィルタ２０ｃの設計が容易となる。
【００４０】
以下、このような効果が得られる理由について、画像形成装置１００（特にＣＰＵ２
０）の動作と共に説明する。
図５は、ＣＰＵ２０の動作を表すフローチャートである。この図５に示すように、ＣＰＵ２０は、ＰＣ２００から印刷指示信号及び印刷用画像データを受信して、印刷ジョブの発生を検知すると（ステップＳ１０）、ＲＯＭ２１からＰＩＤ制御で用いられる設定データ（感光体ドラム１の目標回転速度Ｖｔ、比例ゲイン定数Ｋｐ、積分ゲイン定数Ｋｉ、微分ゲイン定数Ｋｄ）を読み出す（ステップＳ１１）。
【００４１】
そして、ＣＰＵ２０（回転速度検出部２０ａ）は、エンコーダセンサ２９ｂから割込み入力されるパルス信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、感光体ドラム１の回転速度Ｖｃ１を検出する（ステップＳ１２）。この回転速度Ｖｃ１は、エンコーダセンサ２９ｂから入力される１パルス毎に、その１パルスに対応する今回値として得られるものである。また、この回転速度Ｖｃ１の検出処理と並列的に、ＣＰＵ２０（時間管理部２０ｍ）は、基準位置センサ３０から割込み入力される基準位置信号の入力時点（つまり感光体ドラム１の１回転期間の開始時点）を基準として経過時間の監視を開始する。
【００４２】
図６は、感光体ドラム１の１回転期間において、エンコーダセンサ２９ｂの出力信号
から得られる回転速度Ｖｃ１の検出結果と基準位置信号とエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数ｎ３との対応関係を表したものである。この図６に示すように、回転速度Ｖｃ１には、感光体ドラム１の回転軸に対するエンコーダ板２９ａの取り付け誤差（偏芯）に起因して生じる偏芯成分（感光体ドラム１の回転軸の１回転当たり１周期の正弦波状の誤差成分）が含まれている。
【００４３】
続いて、ＣＰＵ２０（第１のコムフィルタ２０ｂ）は、図６に示すような回転速度Ｖｃ１に含まれるエンコーダ板２９ａの偏芯成分を除去する（ステップＳ１３）。図６に示すような周期を有するエンコーダ板２９ａの偏芯成分を第１のコムフィルタ２０ｂで除去するためには、コムフィルタの特性パラメータである入力信号（ここでは回転速度Ｖｃ１）の遅延量を、エンコーダ板２９ａの偏芯成分の１／２周期（言い換えれば感光体ドラム１の１回転周期の１／２周期）に設定すれば良い。つまり、第１のコムフィルタ２０ｂにおける遅延処理部２０ｂ３のメモリ段数をｎ３／２個に設定すれば良い。ここで、上述したように、エンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数（エンコーダ板２９ａのスリット数）ｎ３が偶数となるように設定しているため、第１のコムフィルタ２０ｂの設計を容易にすることができる。
【００４４】
続いて、ＣＰＵ２０（第２のコムフィルタ２０ｃ）は、エンコーダ板２９ａの偏芯成分除去後の回転速度Ｖｃ２に含まれるギア２８ｂの１歯成分を除去する（ステップＳ１４）。
図７は、感光体ドラム１の１回転期間において、回転速度Ｖｃ２と基準位置信号とエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数ｎ３との対応関係を表したものである。図７に示すように、回転速度Ｖｃ２には、感光体ドラム１の回転軸とＤＣブラシレスモータの回転軸とを連結するギア部２８の噛合いによる振動に起因するギア１歯成分（ギア２８ｂの１歯周期当たり１周期の正弦波状の誤差成分）が含まれている。
【００４５】
上述したように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、上記関係式（１）及び（２）が成立するように設定しているため、ギア２８ｂの１歯周期当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数はｎ３／（Ｎ２・Ｎ１）となる。言い換えれば、回転速度Ｖｃ２に含まれるギア２８ｂの１歯成分の１周期は、ｎ３／（Ｎ２・Ｎ１）に相当することになる。従って、図７に示すような周期を有するギア２８ｂの１歯成分を第２のコムフィルタ２０ｃで除去するためには、コムフィルタの特性パラメータである入力信号（ここでは回転速度Ｖｃ２）の遅延量を、ギア２８ｂの１歯成分の１／２周期に設定すれば良い。つまり、第２のコムフィルタ２０ｃにおける遅延処理部２０ｃ３のメモリ段数をｎ３／（２・Ｎ２・Ｎ１）個に設定すれば良い。ここで、上述したように、エンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数（エンコーダ板２９ａのスリット数）ｎ３が偶数となるように設定しているため、第２のコムフィルタ２０ｃの設計を容易にすることができる。
【００４６】
続いて、ＣＰＵ２０（速度偏差算出部２０ｄ）は、ギア２８ｂの１歯成分除去後の回転速度Ｖｃ３と目標回転速度Ｖｔとの速度偏差量ΔＶを算出する（ステップＳ１５）。そして、ＣＰＵ２０（積分処理部２０ｅ、積分ゲイン乗算部２０ｆ、比例ゲイン乗算部２０ｇ、微分処理部２０ｈ、微分ゲイン乗算部２０ｉ及び加算処理部２０ｊ）は、速度偏差量ΔＶが零となるように、比例ゲイン定数Ｋｐ、積分ゲイン定数Ｋｉ、微分ゲイン定数Ｋｄを用いてＰＩＤ演算を行って操作量Ｃｏｎｔ１を算出する（ステップＳ１６）。
【００４７】
続いて、ＣＰＵ２０（フィードフォワード部２０ｎ）は、操作量Ｃｏｎｔ１に補正用メモリ２０ｋから出力される補正値を加算することにより、ＤＣブラシレスモータ２７の軸芯ズレに起因して生じる偏芯成分を除去（補正）する（ステップＳ１７）。ここで、ＣＰＵ２０（時間管理部２０ｍ）は、基準位置信号を基に感光体ドラム１の１回転周期の開始時点からの経過時間を監視しており、ある経過時間に対応するピニオン２８ａの回転位置に応じたリードアドレスＲＤを補正用メモリ２０ｋに出力し、補正用メモリ２０ｋは、リードアドレスＲＤに対応するメモリ領域に格納されている補正値をフィードフォワード部２０ｎに出力するという処理を並列的に行っている。
【００４８】
図８は、感光体ドラム１の１回転期間において、回転速度Ｖｃ３と基準位置信号とエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数ｎ３との対応関係を表したものである。図８に示すように、回転速度Ｖｃ３には、ＤＣブラシレスモータ２７の軸芯ズレに起因して生じる偏芯成分（ピニオン２８ａの１回転当たり１周期の正弦波状の誤差成分）が含まれている。操作量Ｃｏｎｔ１は、この回転速度Ｖｃ３を基に演算されたものであるため、当然このＤＣブラシレスモータ２７の偏芯成分を含んでいる。
【００４９】
上述したように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、上記関係式（１）及び（２）が成立するように設定しているため、ピニオン２８ａの１回転周期当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数はｎ３／Ｎ１となる。言い換えれば、回転速度Ｖｃ３に含まれるＤＣブラシレスモータ２７の偏芯成分の１周期は、ｎ３／Ｎ１に相当することになる。従って、図８に示すような周期を有するＤＣブラシレスモータ２７の偏芯成分を補正するための補正値はｎ３／Ｎ１個あれば足り（つまり補正用メモリ２０ｋのメモリ段数もｎ３／Ｎ１個あれば良い）、このｎ３／Ｎ１個の補正値を感光体ドラム１の１回転につきＮ１回繰り返し使用することにより、感光体ドラム１の１回転周期内に含まれるＤＣブラシレスモータ２７の偏芯成分を除去することができる。
【００５０】
続いて、ＣＰＵ２０（ＰＷＭ信号生成部２０ｐ）は、上記補正処理後の操作量Ｃｏｎｔ２に応じたＰＷＭ信号を生成してモータドライバ２６に出力することにより、ＤＣブラシレスモータ２７のＰＩＤ制御を行う（ステップＳ１８）。そして、ＣＰＵ２０は、印刷ジョブが終了したか否かを判定し（ステップＳ１９）、印刷ジョブが終了していない場合（「Ｎｏ」）、ステップＳ１２の処理に戻る。ＣＰＵ２０は、印刷ジョブが終了するまでの期間（つまりステップＳ１９で印刷ジョブの終了判定が発生するまでの期間）は、ステップＳ１２〜Ｓ１９の処理をループすることにより、感光体ドラム１の回転速度Ｖｃ１の検出結果に含まれる各種の誤差成分を除去及び補正しつつ、ＰＩＤ制御を継続する。
【００５１】
また、図５には図示していないが、ＣＰＵ２０は、感光体ドラム１が目標回転速度Ｖｔに安定すると、給紙ローラ８及び用紙搬送ローラ９を制御することにより、用紙カセットから用紙Ｐを二次転写対向ローラ５ｅと二次転写ローラ５ｆとの間に搬送すると共に、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５を制御することにより、感光体ドラム１に形成したトナー像を用紙Ｐに転写し、さらに定着ユニット１０を制御して用紙Ｐ上のトナーを定着させた後、用紙搬送ローラ１１及び排紙ローラ１２を制御して、フルカラー画像が形成（印刷）された用紙Ｐを排紙トレイに排紙する、という画像形成処理を並列的に行っている。  
【００５２】
このような画像形成処理により印刷ジョブが終了し、ステップＳ１９において、印刷ジョブが終了したと判定された場合（「Ｙｅｓ」）、ＣＰＵ２０は、ＤＣブラシレスモータ２７のＰＩＤ制御を停止して感光体ドラム１の回転駆動制御を終了する（ステップＳ２０）。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１００によれば、エンコーダセンサ２９ｂの出力パルス信号を基に検出した回転速度Ｖｃ１に含まれる誤差成分を施すデジタル演算処理に要するメモリ資源（特に補正用メモリ２０ｋ）の低減及び演算負荷の低減を図ることが可能である。また、フィルタリング処理で使用する第１のコムフィルタ２０ｂ及び第２のコムフィルタ２０ｃの設計を容易にすることができる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、感光体ドラム１の１回転当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数がギア２８ｂの歯数ｎ３の整数倍且つ偶数となるように、エンコーダ板２９ａのスリット数ｎ３を設定したが、例えばエンコーダ板２９ａの偏芯成分、ギア２８ｂの１歯成分のフィルタリング処理にコムフィルタを使用しない場合は、感光体ドラム１の１回転当たりエンコーダセンサ２９ｂから出力されるパルス数がギア２８ｂの歯数ｎ３の整数倍となるように、エンコーダ板２９ａのスリット数ｎ３を設定しても良い。このように設定することにより、少なくともＤＣブラシレスモータ２７の偏芯成分を補正するための補正値を格納する補正用メモリ２０ｋのメモリ段数を低減できるとい効果は得られる。
【００５５】
（２）上記実施形態では、駆動対象物として感光体ドラム１を例示して説明したが、他の駆動対象物であってエンコーダによって回転速度を検出するものであれば本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、画像形成装置１００としてプリンタを例示して説明したが、この他、コピー機、プリンタ及びＦＡＸ等の機能を有する複合機や、コピー機、ＦＡＸ等の単体のＯＡ機器などにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００におけるＣＰＵ２０の詳細な機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００におけるＣＰＵ２０の第１のコムフィルタ２０ｂ及び第２のコムフィルタ２０ｃの詳細な機能ブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００（ＣＰＵ２０）の動作に関するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の動作に関する第１説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の動作に関する第２説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の動作に関する第３説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００…画像形成装置、１…感光体ドラム、２…帯電部、３…露光部、４…現像部、５…転写部、６…クリーニングブレード、７…摺擦ローラ、８…給紙ローラ、９…用紙搬送ローラ、１０…定着ユニット、１１…用紙搬送ローラ、１２…排紙ローラ、２０…ＣＰＵ(Central Processing Unit)、２１…ＲＯＭ(Read Only Memory)、２２…ＲＡＭ(Random Access Memory)、２３…フラッシュメモリ、２４…操作表示部、２５…通信Ｉ／Ｆ、２６…モータドライバ、２７…ＤＣブラシレスモータ、２８…ギア部、２９…エンコーダ、３０…基準位置センサ、２００…ＰＣ(Personal Computer)
【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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