(57)【要約】      （修正有）【課題】画像形成装置において、異なる２つの制御方式を協調させることにより、システムの大型化やコストアップを招くことなく、画像品質の向上を図る。【解決手段】モーター制御部７０は、切り換え可能な制御モードとして、２相励磁モードと、３相励磁モードとを有し、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに基づいて制御モードを選択している。これにより、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに応じて異なる２つの制御モードを協調させることができるので、システムの大型化やコストアップを招くことなく、画像品質の向上を図ることができる。【選択図】図３
2013238682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持する像担持体と、
前記像担持体を回転駆動する３相モーターと、
前記３相モーターにおける各相の巻線に励磁電流を供給するモーター駆動部と、
前記モーター駆動部を制御して、前記３相モーターの速度制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、切り換え可能な制御モードとして、２相の巻線を対象として各相の巻線を周期的に励磁する２相励磁モードと、３相の巻線を対象として各相の巻線を周期的に励磁する３相励磁モードとを有し、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに基づいて制御モードを選択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、紙種及び坪量に基づいて、用紙の搬送に伴う衝撃が小さいと分類される用紙の要件を具備すると判定した場合には、制御モードとして前記３相励磁モードを選択することを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、紙種及び坪量に基づいて、用紙の搬送に伴う衝撃が大きいと分類される用紙の要件を具備すると判定した場合には、制御モードとして前記２相励磁モードを選択するとともに、前記３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載された画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、印刷モードとしてカラーモード、単色モード及び高画質モードを備え、当該印刷モードが単色モード又は高画質モードである場合には、制御モードとして前記２相励磁モードを選択するとともに前記３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行い、一方、印刷モードがカラーモードである場合には、用紙の種類及び坪量に基づいて制御モードを選択することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載された画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ゲインアップ制御として、用紙の先端及び用紙の後端が搬送経路における規定位置をそれぞれ通過する期間と対応して前記制御ゲインを増加させることを特徴とする請求項３又は４に記載された画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記２相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、前記ゲインアップ制御の実行期間と対応して前記２相励磁モードを選択し、残余の期間においては前記３相励磁モードを選択することを特徴とする請求項５に記載された画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記３相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、前記３相モーターにおける電流値が判定閾値以上であることを条件に、制御モードを前記２相励磁モードに切り換えるとともに前記３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記３相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、前記３相モーターの速度の変動量又は当該速度変動の積分量が判定閾値以上であることを条件に、制御モードを前記２相励磁モードに切り換えるとともに前記３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、一つのジョブにおいて紙種、坪量及び印刷モードのいずれかが切り換わる場合には、紙間に対応して前記制御モードを切り換えることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機などとして電子写真方式の画像形成装置が知られており、近年、この類の画像形成装置には、高い品質で画像形成を行うことが要求されている。例えば特許文献１には、感光体ドラム等の画像を担持する像担持体の速度変動を抑制するように駆動モーターを制御するモーター制御装置及びこれを備える画像形成装置が開示されている。このモーター制御装置は、速度制御ＰＩ部や制御ゲインを備え、駆動モーターの回転速度をフィードバック制御する。また、モーター制御部は、学習制御部を備えており、この学習制御部は、感光体ドラム１回転分のドラムカウンタのカウント値と、制御カウンタのカウント値とを対応させることで、ドラム１周分の速度変動の位相に対し、補正データの位相を合わせることができることとしている。
【０００３】
このような画像形成装置に用いられる駆動モーターとしては、ブラシレスモーターといった３相モーターが使用される。この３相モーターを駆動するための制御方式としては、例えば、２相の巻線を対象として各相の巻線を周期的に励磁する方式や、３相の巻線を対象として各相の巻線を周期的に励磁する方式等がある。前者の方式は、スイッチング制御が比較的に単純であるため、後者の方式と比較して簡単な手順で３相モーターの回転速度を制御することができるというメリットを有する。一方、後者の方式は、３相の全てを利用するため、定常駆動時における速度安定性が高く、振動・騒音が発生し難いというメリットを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３６７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、転写ニップ部や定着ニップ部といった搬送経路における規定位置に用紙の先端が突入したり、その位置から用紙の後端が抜けたりすることに伴い衝撃が発生する。発生した衝撃が像担持体に伝わった場合には、これを駆動する駆動モーターに外乱として作用し、駆動モーターの速度変動を招来したり、その速度変動により画像の位置ずれといった品質の低下を生じたりするという問題がある。
【０００６】
この場合、後者の方式によれば、外乱などに起因して速度変動が生じた場合には、目標回転速度との速度偏差を吸収するために制御指令値の変動が大きくなり、これにより、駆動モーターにおいて大きな電流ピークが現れるという問題がある。そのため、この電流ピークがシステムの上限値を超えてしまうことがないようにシステムの仕様を設計する必要があるため、大型化やコストアップを招来するという問題がある。
【０００７】
一方、前者の方式によれば、後者の方式と比較して電流が相対的に小さくても足りるため、外乱などに起因して速度変動が生じた場合に電流ピークが現れたとしても、このピークも相対的に小さい。そのため、電流の変動をシステムの上限値内に抑えることができるものの、定常駆動時における速度の安定性は後者の方式の方がより好ましいという点がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異なる２つの制御方式を協調させることにより、システムの大型化やコストアップを招くことなく、画像品質の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、本発明は、画像を担持する像担持体と、像担持体を回転駆動する３相モーターと、３相モーターにおける各相の巻線に励磁電流を供給するモーター駆動部と、モーター駆動部を制御して、３相モーターの速度制御を行う制御部と、を有する画像形成装置を提供する。この場合、制御部は、切り換え可能な制御モードとして、２相の巻線を対象として各相の巻線を周期的に励磁する２相励磁モードと、３相の巻線を対象として各相の巻線を周期的に励磁する３相励磁モードとを有し、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに基づいて制御モードを選択する。
【００１０】
ここで、本発明において、制御部は、紙種及び坪量に基づいて、用紙の搬送に伴う衝撃が小さいと分類される用紙の要件を具備すると判定した場合には、制御モードとして３相励磁モードを選択することが好ましい。
【００１１】
また、本発明において、制御部は、紙種及び坪量に基づいて、用紙の搬送に伴う衝撃が大きいと分類される用紙の要件を具備すると判定した場合には、制御モードとして２相励磁モードを選択するとともに、３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行うことが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、制御部は、印刷モードとしてカラーモード、単色モード及び高画質モードを備え、当該印刷モードが単色モード又は高画質モードである場合には、制御モードとして２相励磁モードを選択するとともに３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行い、一方、印刷モードがカラーモードである場合には、用紙の種類及び坪量に基づいて制御モードを選択することが好ましい。
【００１３】
また、本発明において、制御部は、ゲインアップ制御として、用紙の先端及び用紙の後端が搬送経路における規定位置をそれぞれ通過する期間と対応して制御ゲインを増加させることが好ましい。
【００１４】
また、本発明において、制御部は、２相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、ゲインアップ制御の実行期間と対応して２相励磁モードを選択し、残余の期間においては３相励磁モードを選択することが好ましい。
【００１５】
また、本発明において、制御部は、３相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、３相モーターにおける電流値が判定閾値以上であることを条件に、制御モードを２相励磁モードに切り換えるとともに３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明において、制御部は、３相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、３相モーターの速度の変動量又は当該速度変動の積分量が判定閾値以上であることを条件に、制御モードを２相励磁モードに切り換えるとともに３相モーターの速度制御における制御ゲインを増加させるゲインアップ制御を行うことが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明において、制御部は、一つのジョブにおいて紙種、坪量及び印刷モードのいずれかが切り換わる場合には、紙間に対応して制御モードを切り換えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに基づいて制御モードを選択することにより、２相励磁モードのメリットと３相励磁モードのメリットとを選択的に得ることが可能となる。これにより、異なる２つの制御方式を協調させることにより、システムの大型化やコストアップを招くことなく、画像品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】画像形成装置を模式的に示す構成図
【図２】用紙検出センサーによる用紙の検出を模式的に示す説明図
【図３】駆動モーターの制御構成を示すブロック図
【図４】モーター制御部を構成する制御系を機能的に示すブロック図
【図５】ゲインアップ制御の概要を示す説明図
【図６】２相励磁モード及び３相励磁モードの内容を示す説明図
【図７】駆動モーターにおける電流の推移を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置を模式的に示す構成図である。この画像形成装置は、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。
【００２１】
画像形成装置は、原稿読取装置ＳＣ、４組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、定着装置３０を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。
【００２２】
原稿読取装置ＳＣは、走査露光装置の光学系により原稿の画像を走査露光し、その反射光をラインイメージセンサーにより読み取り、これにより、画像信号を得る。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとしてメイン制御部６０に入力される。なお、メイン制御部６０に入力される画像データとしては、原稿読取装置ＳＣで読み取ったものに限らず、例えば、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置から受信したものであってもよい。
【００２３】
４組の画像形成部１０Ｙ〜１０Ｋは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンダ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成部１０Ｋである。
【００２４】
画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙ及びその周辺に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙ及びドラムクリーナー５Ｙで構成されている。同様に、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋも、感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及びその周辺に配置された帯電部２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、光書込部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ及びドラムクリーナー５Ｍ，５Ｃ，５Ｋで構成されている。
【００２５】
感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋは、後述するように、駆動モーターにより回転駆動される。この感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋは、帯電部２Ｙ〜２Ｋによりその表面が一様に帯電させられており、光書込部３Ｙ〜３Ｋによる走査露光により、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋには潜像が形成される。そして、現像装置４Ｙ〜４Ｋは、トナーで現像することによって感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋ上の潜像を顕像化する。各感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋ上には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックに対応するトナー画像がそれぞれ形成され、これにより、個々の感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋは、所定色のトナー画像を担持する。
【００２６】
各感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋ上に形成されたトナー画像は、１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより中間転写ベルト６上の所定位置へと逐次転写される。中間転写ベルト６は、複数のローラーに掛け渡されて回転自在に構成されている。この中間転写ベルト６は、複数の感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋからトナー画像が逐次転写されることで重ね合わせの画像、すなわち、フルカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト６上に転写されたフルカラーのトナー画像は、当該中間転写ベルト６と圧接されて転写ニップ部を形成する２次転写ローラー２０により、所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに転写される。
【００２７】
トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置３０へと搬送される。定着装置３０は、未定着な状態のトナー画像を用紙Ｐに定着する装置であり、例えば、定着ニップ部を形成する一対の定着ローラー３１，３２と、定着ローラー３１を加熱するヒーターとで構成されている。この定着装置３０は、一対の定着ローラー３１，３２による加圧と、定着ローラー３１の有する熱との作用を通じて、定着ニップの通過にともない用紙Ｐへのトナー画像の定着を行う。
【００２８】
定着装置３０により定着処理が施された用紙Ｐは、排紙ローラーにより、筐体の外部側面に取り付けられた排紙トレイ４３に排出される。また、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、用紙表面に対する画像形成を終えた用紙Ｐは、ガイド部材４５により、下方にある反転搬送部４６へと搬送される。反転搬送部４６は、搬送された用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送経路に送り出す。この再給紙搬送経路へと送り出された用紙Ｐは、複数の搬送ローラーによって搬送され、トナー画像の転写位置へと供給される。
【００２９】
操作表示部５０は、画像形成装置の上部に配置されており、ユーザーの操作により情報の入力が可能な入力部としての機能を担っている。また、この操作表示部５０は、メイン制御部６０に制御されることにより、ユーザーに種々のメッセージを表示する表示部としての機能も担っている。操作表示部５０としては、例えば、ディスプレイ上に表示される情報に従い、入力操作を行うことが可能なタッチパネルを用いることができる。
【００３０】
ユーザーは、操作表示部５０を通じて、印刷条件、すなわち、印刷対象となる紙種、坪量、印刷モード、印刷部数などを設定することができる。なお、これらの情報は、操作表示部５０によらずとも、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置からメイン制御部６０に出力してもよい。
【００３１】
メイン制御部６０は、画像形成装置を統合的に制御する機能を担っており、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、通信Ｉ／Ｆなどを備えるマイクロコンピュータを用いることができる。
【００３２】
メイン制御部６０は、画像形成装置の各部を制御することにより、以下に示す各プロセスを実行し、用紙Ｐにトナー画像を形成する。
（１）感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋを帯電させる
（２）光書込部３Ｙ〜３Ｋにより感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋ上に静電潜像を形成する
（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる
（４）感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト６に一次転写させる
（５）中間転写ベルト６上のトナー画像を用紙Ｐに二次転写させる
（６）定着装置３０により用紙Ｐに転写されたトナー画像に定着処理を施す
【００３３】
図２は、用紙検出センサー６１による用紙Ｐの検出を模式的に示す説明図である。このメイン制御部６０には、用紙検出センサー６１によって検出される検出信号が入力されている。用紙検出センサー６１は、用紙Ｐの搬送経路において二次転写ローラー２０よりも上流に設けられており、例えば発光素子と受光素子とで構成されている。用紙検知センサー６１は、通常オフ信号を検出信号として出力しており、用紙Ｐがセンサー位置を通過している間においてオン信号を出力する。用紙検出センサー６１の検出信号において、信号の立ち上がりエッジを通じて、用紙Ｐの先端がセンサー位置を通過したことを判断することができ、また、信号の立ち下がりエッジを通じて、用紙Ｐの後端がセンサー位置を通過したことを判断することができる。
【００３４】
図３は、駆動モーターＭの制御構成を示すブロック図である。駆動モーターＭは、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋを回転駆動する機能を担っている。この駆動モーターＭは、例えば感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋのそれぞれと対応するように複数設けられているが、タイミングベルト等を介在させることで、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋのそれぞれを同期して回転駆動するように１つ設けられていてもよい。
【００３５】
駆動モーターＭは、ロータとステータとを主体に構成されており、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線からなる３つの巻線がステータにそれぞれ巻回されて、中性点を中心に星形結線された３相モーターである。この駆動モーターＭは、後述するインバーターＩＮＶから３相の交流電力が各相の巻線にそれぞれ供給されることにより、ロータ及びこれに連結された出力軸が回転する。モーター１０の出力軸は、例えば、ギヤやシャフトなどの動力伝達機構を介して感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転軸に連結されている。
【００３６】
インバーターＩＮＶは、電源（図示せず）に接続されており、電源からの直流電力を交流電力に変換して駆動モーターＭに供給する電力変換手段である。すなわち、インバーターＩＮＶは、駆動モーターＭにおける各相の巻線に励磁電流を供給することにより、駆動モーターＭにおける各相の巻線に励磁電流を供給するモーター駆動部としての機能を担っている。
【００３７】
インバーターＩＮＶは、電源の正極側の母線に接続される上アームＵｐ，Ｖｐ，Ｗｐと、電源の負極側の母線に接続される下アームＵｎ，Ｖｎ，Ｗｎとが直列接続された回路を、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応して備えている。単一の回路における各アームＵｐ〜Ｗｎは、一方向の導通を制御可能な半導体スイッチ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタといったスイッチング素子）を主体に構成されており、この半導体スイッチには、還流用ダイオードが逆並列接続されている。
【００３８】
各アームＵｐ〜Ｗｎのオンオフ状態、すなわち、半導体スイッチのオンオフ状態（スイッチング動作）は、モーター制御部７０から出力される駆動信号を通じて制御される。個々のアームＵｐ〜Ｗｎを構成する半導体スイッチは、モーター制御部７０の駆動信号を通じてオンされることにより導通状態となり、オフされることにより非導通状態（遮断状態）となる。
【００３９】
モーター制御部７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。メイン制御部６０は、モーター制御部７０を相互に通信を行うことができる。これにより、メイン制御部６０は、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転開始指示や回転停止指示、目標回転速度を含む種々の情報をメイン制御部６０から取得したり、前述の用紙検出センサー６１の検出信号を取得したりすることができる。
【００４０】
モーター制御部７０は、メイン制御部６０から出力される制御信号に応じて、駆動モーターＭの回転速度を制御する。モーター制御部７０は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従い、インバーターＩＮＶを制御するための演算を行う。具体的には、メイン制御部６０は、感光体ドラム１０Ｙ〜１０Ｋを目標回転速度で回転させるための駆動モーターＭの回転速度指令値を演算し、この演算結果に応じた駆動信号（例えばＰＷＭ信号）をインバーターＩＮＶ２０に対して出力する。メイン制御部６０は、係るＰＷＭ信号を通じてインバーターＩＮＶのスイッチング動作を制御し、これにより、駆動モーターＭの回転速度を制御する。
【００４１】
モーター制御部７０には、このような制御を行うために各種センサーからの検出信号が入力されている。
【００４２】
ホールセンサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、駆動モーターＭにおけるロータの回転位置を検出するセンサーである。個々のホールセンサーＨｕ〜Ｈｗは、磁界を検出しその大きさに比例したアナログ信号を出力する半導体である。ホールセンサーＨｕ〜Ｈｗの出力は、モーター制御部７０に入力されると、コンパレータを介しオンオフのデジタル信号（ホール信号）として処理される。モーター制御部７０は、ロータの回転位置の情報である各ホール信号を通じて駆動モーターＭの回転速度を検出することができる。
【００４３】
ロータリーエンコーダー（図示せず）は、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転位置を検出する。モーター制御部７０は、このロータリーエンコーダーからの出力を通じて、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転速度を検出することができる。
【００４４】
図４は、モーター制御部７０を構成する制御系を機能的に示すブロック図である。モーター制御部７０は、ホールセンサーＨｕ〜Ｈｗからの回転位置情報及びロータリーエンコーダーからの回転位置情報を入力として、駆動モーターＭの回転速度Ｍｆｇ及び感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転速度Ｄｒを演算する。そして、モーター制御部７０は、メイン制御部６０から出力される目標回転速度Ｔｇに基づいて、演算された回転速度Ｍｆｇ，Ｄｒとの差分を演算する。
【００４５】
モーター制御部７０は、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転速度Ｄｒと目標回転速度Ｔｇとの差分に基づいて、感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋの回転に対するフィードフォワード制御演算ＦＦ（Ｄ）を行うとともに、フィードバック制御演算ＦＤ（Ｂ）を行う。ここで、Ｇ１は、係る制御演算における制御ゲインである。
【００４６】
この演算により得られた演算値は、外乱オブザーバーＯＢに入力される。外乱オブザーバーＯＢにより、外乱、すなわち、装置筐体及び駆動による振動など、特有の共振点から発生する周期的な変動が加味される。
【００４７】
また、モーター制御部７０は、駆動モーターＭの回転速度Ｍｆｇと目標回転速度Ｔｇとの差分に基づいて、駆動モーターＭの回転に対するフィードバック演算ＦＢ（Ｍ）を行う。ここで、Ｇ２は、係る制御演算における制御ゲインである。
【００４８】
そして、モーター制御部７０は、一連の演算を通じて駆動モーターＭの回転速度指令値を演算すると、この回転速度指令値に応じたＰＷＭ信号Ｓｐｗｍを生成し、これにより駆動モーターＭを制御する。
【００４９】
また、本実施形態において、モーター制御部７０は、駆動モーターＭの速度制御における制御ゲインＧ１，Ｇ２を必要に応じて調整することができる。モーター制御部７０は、初期的には、予め設定された基準値を制御ゲインＧ１，Ｇ２として用いる。そして、モーター制御部７０は、用紙Ｐの先端及び後端が搬送経路における規定位置、具体的には、転写ニップ部をそれぞれ通過する期間と対応してゲインアップ制御を行うこととしている。このゲインアップ制御は、制御ゲインＧ１，Ｇ２を増加させる、すなわち、基準値よりも大きな値に変更する制御をいう。
【００５０】
図５は、ゲインアップ制御の概要を示す説明図である。同図において、（ａ）は用紙検出センサー６１から出力される検出信号の推移を示し、（ｂ）はゲインアップ制御の実行期間を示す。同図（ｂ）において、「０」は基準値を制御ゲインとして用いている期間（ゲインアップ制御の不実行期間）を示し、「１」はゲインアップ制御の実行期間を示している。同図に示すように、モーター制御部７０は、初期的には、ゲインアップ制御を不実行としており、制御ゲインＧ１，Ｇ２として基準値を用いて、前述の速度制御を行っている。
【００５１】
モーター制御部７０は、用紙Ｐの先端が検出されると、期間Ｔ１の経過を判断した後に、ゲインアップ制御を開始する。モーター制御部７０は、ゲインアップ制御を開始した後、期間Ｔ３の経過を判断した後にゲインアップ制御を終了する。これにより、図２に示すように、用紙Ｐの先端を基準として、その搬送方向の前後にかけてそれぞれ所定のマージンを含む所定範囲Ｒｐｆが転写ニップ部の中心位置を通過する期間において、ゲインアップ制御が実行される。この所定範囲Ｒｐｆは、例えば、転写ニップ部の全域、すなわち、用紙Ｐの先端が中間転写ベルト６に接触する全範囲と対応して設定されている。
【００５２】
また、前述の如く、ゲインアップ制御を終了後、モーター制御部７０は、用紙Ｐの後端が検出されると、期間Ｔ２の経過を判断した後にゲインアップ制御を再び開始する。モーター制御部７０は、ゲインアップ制御を開始した後、期間Ｔ４（例えばＴ４＝Ｔ３）の経過を判断した後にゲインアップ制御を終了する。これにより、図２に示すように、用紙Ｐの後端を基準として、その搬送方向の前後にかけてそれぞれ所定のマージンを含む所定範囲Ｒｐｅが転写ニップ部の中心位置を通過する期間において、ゲインアップ制御が実行される。この所定範囲Ｒｐｅは、例えば、転写ニップ部の全域、すなわち、用紙Ｐの先端が中間転写ベルト６に接触する全範囲と対応して設定されている。
【００５３】
これらの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、期間Ｔ１，Ｔ２は、用紙Ｐの先端又は後端が用紙検出センサー６１を通過してから、その用紙Ｐの先頭位置が転写ニップ部に到達する時間であり、搬送経路上の距離と、システム線速とにより決定される。また、期間Ｔ３，Ｔ４は、所定範囲Ｒｐｆ，Ｒｐｅが常に同じ大きさとなるように、システム線速に応じて設定される。なお、システム線速は、紙種や坪量、印刷モードに応じて変わり得るので、これらの期間Ｔ１〜Ｔ４をシステム線速の変更に応じて、適切な値に変更してもよい。
【００５４】
また、本実施形態の特徴の一つとして、モーター制御部７０は、切り換え可能な制御モードとして、２相励磁モードと、３相励磁モードとを有している。図６は、２相励磁モード及び３相励磁モードの内容を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、３相励磁モードは、駆動モーターＭにおける３相を対象として各相の巻線を周期的に励磁するものである。具体的には、３相励磁モードは、各相の通電期間が１８０度となるように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相と転流動作を行う。一方、同図（ｂ）に示すように、２相励磁モードは、駆動モーターＭにおける２相を対象として各相の巻線を周期的に励磁するものである。具体的には、２相励磁モードは、各相の通電期間が１２０度となるように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相と転流動作を行う。
【００５５】
モーター制御部７０は、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに基づいて、制御モードを選択する。ここで、紙種は、普通紙、上質紙、カラー紙といった用紙Ｐの種類であり、坪量は、単位面積あたりの用紙Ｐの重さである。また、印刷モードは、カラーモード、単色モード、高画質モードといった画像形成の種類をいう。
【００５６】
例えば、モーター制御部７０は、紙種及び坪量に基づいて、制御モードを選択する。例えば、モーター制御部７０は、以下の表に示すように、マップ等の形態で具現化される相関データを保持し、この相関データに従って制御モードを選択する。
【表１】
2013238682.tif 000003
【００５７】
同表において、「１」は３相励磁モードを示し、「１」に対応する紙種及び坪量における印刷に際して、３相励磁モードが制御モードとして選択される。また、「２」は、２相励磁モードを示し、「２」に対応する紙種及び坪量における印刷に際して、２相励磁モードが制御モードとして選択される。また、「３」は、３相励磁モード及び２相励磁モードのいずれか一方を選択可能であることを示す。「３」に対応する紙種及び坪量における印刷に際して、ユーザーの手動操作、又はメイン制御部６０の指令を通じて、いずれか一方のモードが制御モードとして任意に選択される。
【００５８】
また、モーター制御部７０は、印刷モードが、カラー画像の形成に対応したカラーモードである場合には、表１に示すように、紙種及び坪量に従って制御モードを選択する。これに対して、モーター制御部７０は、印刷モードが単色画像（例えば黒色）を形成する単色モードである場合、又はカラーモードよりも高い品質で画像を形成する高画質モードでは、紙種及び坪量に拘わらず、２相励磁モードを選択する。
【００５９】
このように選択的に設定される制御モードに応じて、モーター制御部７０は、制御モードとして２相励磁モードを選択する場合にのみ、前述のゲインアップ制御を行うこととしている。すなわち、モーター制御部７０は、制御モードとして３相励磁モードが選択されている場合には、ゲインアップ制御を行うことなく、制御ゲインＧ１，Ｇ２を基準値のままで維持して制御を行うこととしている。
【００６０】
このような制御モードの選択は、メイン制御部６０を介して取得するジョブの内容又はそれに準ずる情報に応じて、モーター制御部７０がそのジョブの実行開始前に行えば足りる。したがって、紙種、坪量又は印刷モードを同じとする単一のジョブであれば、新たなジョブを実行するまでその制御モードが継続され、その新たなジョブの実行時に制御モードの選択がなされることとなる。
【００６１】
一方、異なる紙種、異なる坪量又は異なる印刷モードのいずれかを単一のジョブ内に含む場合には、モーター制御部７０は、紙間において制御モードの切り換えを行えばよい。この場合、モーター制御部７０は、制御モードの切り換え時には、制御に必要な情報を引き継ぐとともに、所定のパラメーターを新規の定数に更新する。ここで、引き継ぎが行われる制御に必要な情報としては、ホール信号、現在の回転速度、フィードバック制御におけるパラメーターである速度変動の積分量等が挙げられ、一方、所定のパラメーターとしては、制御ゲインＧ１，Ｇ１等が挙げられる。
【００６２】
このように本実施形態において、モーター制御部７０は、切り換え可能な制御モードとして、２相励磁モードと、３相励磁モードとを有し、紙種、坪量及び印刷モードのいずれかに基づいて制御モードを選択している。
【００６３】
剛性が高い用紙ほど搬送時に生じる衝撃が大きいといったように、紙種に応じて、用紙Ｐが与える衝撃の程度を推定することができる。また、重みがある用紙ほど搬送時に生じる衝撃が大きいといったように、坪量に応じて、用紙Ｐが与える衝撃の程度を推定することができる。また、印刷モードにより、複数の色を重畳して画像を形成するカラーモードは、単色のモノクロモードや高画質モードと比較して、画像の色ずれといった品質に対する許容性が大きいという点がある。このように、本実施形態の構成によれば、用紙Ｐが与える衝撃の程度や、画像の位置ずれといった品質に対する許容性の程度に応じて、２相励磁モードのメリットと、３相励磁モードのメリットとを選択的に得ることが可能となる。これにより、異なる２つの制御モードを協調させることにより、システムの大型化やコストアップを招くことなく、画像品質の向上を図ることができる。
【００６４】
また、本実施形態において、モーター制御部７０は、紙種及び坪量に基づいて、用紙Ｐの搬送に伴う衝撃が小さい、すなわち、その衝撃が感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋに伝わる程度が小さいと分類される用紙Ｐの要件を具備すると判定した場合には、制御モードとして３相励磁モードを選択している。
【００６５】
かかる構成によれば、用紙Ｐによる衝撃の程度が小さいような紙種及び坪量の用紙Ｐに対する印刷シーンにおいて、３相励磁モードを選択することができる。この印刷シーンでは、外乱に起因する速度変動も小さいので、制御指令値の変動も小さくなり、駆動モーターにおいて大きな電流ピークが現れるといった心配は少ない。そのため、３相励磁モードを選択することにより、定常駆動時における速度の安定性を確保することで、画像品質の向上を図ることができる。
【００６６】
また、本実施形態において、モーター制御部７０は、紙種及び坪量に基づいて、用紙Ｐの搬送に起因する衝撃が大きい、すなわち、その衝撃が感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋに伝わる程度が大きいと分類される用紙Ｐの要件を具備すると判定した場合には、制御モードとして２相励磁モードを選択するとともに、ゲインアップ制御を行う。
【００６７】
用紙Ｐによる衝撃の程度が大きいような紙種及び坪量の用紙Ｐに対する印刷シーンにおいて、２相励磁モードを選択することができる。この印刷シーンでは、図７（ａ）に示すように、外乱に起因する速度変動ｖｒが大きいので、制御指令値の変動も大きくなり、駆動モーターＭにおいてシステムの上限値ｉｍａｘよりも大きな電流ピークが現れる傾向がある。そのため、２相励磁モードを選択することにより、電流ピークの低減を図ることができ、システムの故障といった事態を抑制することができる。また、２相励磁モードの選択とともに、ゲインアップ制御を行うことにより、外乱に起因する速度変動を可及的に吸収することができるので、駆動モーターＭにおける速度変動を早期に低減し、これにより、画像品質の低減を有効に抑制することができる。もっとも、図７（ｂ）に示すように、ゲインアップ制御を行った場合には、電流ピークが大きく現れ易い傾向にあるが、制御モードとして２相励磁モードを選択していることで、その電流ピークをシステムの上限値ｉｍａｘの範囲内に抑制することができる。これにより、システムの大型化やコストアップを要することなく、画像品質の抑制を図りながら印刷を可能にすることができる。
【００６８】
また、本実施形態において、モーター制御部７０は、印刷モードとしてカラーモード、単色モード及び高画質モードを備え、印刷モードが単色モード又は高画質モードである場合には、制御モードとして２相励磁モードを選択するとともにゲインアップ制御を行い、一方、印刷モードがカラーモードである場合には、用紙Ｐの種類及び坪量に基づいて制御モードを選択する。
【００６９】
通常のカラーモードは、各色の画像を重畳して画像を形成するため、単色モード又は高画質モードと比較して、いずれかの色の画像において位置ずれが生じたとしても、カラー全体の見栄えに与える影響が少ないため、画像の色ずれといった品質に対する許容性は大きい。そこで、画像の色ずれといった品質に対する許容性の少ない単色モード又は高画質モードでは、紙種や坪量に関わりなく、２相励磁モードの選択とともにゲインアップ制御を行う。これにより、外乱に起因する速度変動を可及的に吸収することができるので、駆動モーターＭにおける速度変動を早期に低減し、これにより、画像品質の低下を有効に抑制することができる。また、ゲインアップ制御を行った場合には、電流ピークが大きく現れる傾向にあるが、制御モードとして２相励磁モードを選択していることで、その電流ピークを抑制することができる。これにより、システムの大型化やコストアップを要することなく、画像品質の抑制を図りながら印刷を可能にすることができる。
【００７０】
また、本実施形態において、モーター制御部７０は、ゲインアップ制御において、用紙Ｐの先端及び後端が搬送経路における規定位置をそれぞれ通過する期間と対応して制御ゲインを増加させている。
【００７１】
係る構成によれば、搬送経路の規定位置への用紙Ｐの端部の通過に合わせてゲインアップ制御を行っている。したがって、電流ピークが大きくなる、転写ニップ部といったような用紙Ｐの搬送に伴う衝撃が生じ得る位置に合わせてゲインアップ制御がなされることとなる。これにより、必要なタイミングに限って、制御の応答性を高めることができるので、不必要に応答性を高めたままの状態が継続するといった事態を抑制することができる。
【００７２】
もっとも、搬送経路の規定位置としては、用紙Ｐの先端の突入や後端が抜け出る際に衝撃が生じ得る位置であり、代表的には、転写ニップ部が挙げられる。しかしながら、これ以外にも定着ニップ部やその他の部位といったように、その衝撃が感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋへと伝わり得る任意の位置において、本制御を適用することができる。
【００７３】
また、本実施形態において、モーター制御部７０は、一つのジョブにおいて紙種、坪量及び印刷モードのいずれかが切り換わる場合には、紙間に対応して制御モードを切り換えている。ジョブ内の変化に適切に対応することができるので、故障といった事態を招くことなく、適切にジョブを完了させることができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態では、紙種及び坪量に基づいて制御モードを選択する手法を示しているが、これらのパラメーターはシステム線速を決定するパラメーターでもある。そのため、前述したような紙種及び坪量に応じた制御モードを選択する観点にしたがって、システム線速に基づいて制御モードを選択してもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、２相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、用紙単位で切り換えを行うこととしている。しかしながら、モーター制御部７０は、制御ゲインを増加させる期間（ゲインアップ制御の実行期間）と対応して２相励磁モードを選択し、残余の期間においては３相励磁モードを選択するとしてもよい。これにより、電流ピークの抑制を図りつつ、定常的な速度の安定を図ることができる。
【００７６】
もっとも、モーター制御部７０は、３相励磁モードを基本的な制御モードとして選択し、ゲインアップ制御の実行期間と対応して２相励磁モードを選択してもよい。
【００７７】
また、モーター制御部７０は、３相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、駆動モーターＭにおける電流値が判定閾値、例えばシステムの上限値以上であることを条件に、制御モードを２相励磁モードに切り換えるとともにゲインアップ制御を行ってもよい。なお、電流値は、駆動モーターＭの少なくとも２相の巻線における電流を検出することにより、個々の相の巻線における電流を監視することができる。
【００７８】
これにより、紙種、坪量、印刷モードに基づいて、３相励磁モードを選択した際に、電流ピークが大きく生じるような場合であっても、制御モードを切り換えることにより、システムの故障等を抑制しつつ、印刷を継続することができる。
【００７９】
また、モーター制御部７０は、３相励磁モードを制御モードとして選択する場合には、駆動モーターＭの速度の変動量又は当該速度変動の積分量が判定閾値以上であることを条件に、制御モードを２相励磁モードに切り換えるとともにゲインアップ制御を行ってもよい。なお、速度の変動量又は当該速度誤差は、駆動モーターＭの速度制御における演算パラメーターから取得することができる。
【００８０】
これにより、紙種、坪量、印刷モードに基づいて、３相励磁モードを選択した際に、電流ピークが大きく生じるような場合であっても、制御モードを切り換えることにより、システムの故障等を抑制しつつ、印刷を継続することができる。
【００８１】
以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
ＳＣ              原稿読取装置
１０Ｙ〜１０Ｋ    画像形成部
１Ｙ〜１Ｋ      感光体ドラム
６              中間転写ベルト
７Ｙ〜７Ｋ      １次転写ローラー
２０              ２次転写ローラー
３０              定着装置
４０              給紙部
４１              給紙トレイ
５０              操作表示部
６０              制御部
６１              用紙検出センサー
７０              モーター制御部
Ｍ              駆動モーター
ＩＮＶ              インバーター
【図１】
2013238682.tif 000004
【図２】
2013238682.tif 000005
【図３】
2013238682.tif 000006
【図４】
2013238682.tif 000007
【図５】
2013238682.tif 000008
【図６】
2013238682.tif 000009
【図７】
2013238682.tif 000010