(57)【要約】【課題】複数の回転体を駆動する複数のモータを有するカラー画像形成装置において、耐久による負荷変動が発生した後でも、印字速度の変更時に、上記各モータが駆動する各ドラムとベルトとの擦れを抑制することができるようにすることを目的とする。【解決手段】印字速度の変更時に、変更前の速度と設定された目標速度とに基づいて速度プロファイルを生成し、この生成された速度プロファイルに追従させながら目標速度へ到達させるように速度を変更し、複数のモータのそれぞれが目標速度へ到達するまでの時間が最も長い速度変更最長時間を必要とするモータである速度変更最長時間モータを判定し、上記速度変更最長時間モータ以外のモータにおける速度変更時間を、上記判定した速度変更最長時間に補正する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータを備え、上記複数のモータのそれぞれによって駆動される画像形成のための複数の回転体が接触しつつ協調動作する画像形成装置であって、
上記複数のモータのそれぞれの回転速度を検出する速度検出手段と；
印字速度の変更時において、上記複数のモータの変更前速度と設定された目標速度とに基づいて、モータの動作を制御する速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成手段と；
上記速度プロファイルに追従させながら目標速度へ到達させるように速度変更する速度制御手段と；
上記複数のモータのそれぞれが目標速度へ到達するまでの時間が最も長い速度変更最長時間を必要とするモータである速度変更最長時間モータを判定する判定手段と；
上記速度変更最長時間モータ以外のモータにおける速度変更時間を、上記判定手段が判定した速度変更最長時間に補正する補正手段と；
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１であって、
上記複数のモータとしてブラシレスモータを用い、
上記速度検出手段は、上記ブラシレスモータと連動する着磁マグネットと、基板上のパターンとの電磁誘導で発生した起電力によるＦＧパルス信号に基づいてモータの回転速度を検出する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２であって、
上記速度プロファイル生成手段は、速度プロファイルを生成する速度関数計算手段を有し、上記速度プロファイルに応じた目標速度を出力する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項であって、
上記速度制御手段は、設定された速度変更時間の途中における速度勾配に応じて、最終目標速度に達するように速度制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項であって、
上記速度変更時間は、速度変更の指示が出てから目標速度に到達するまでの時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項であって、
上記速度変更時間は、上記モータが上記速度プロファイルに追従可能な範囲で設定される時間であり、かつ最短時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項であって、
上記判定手段は、
上記変更する印字速度に対して、速度変更開始から最終目標速度へ到達するまでの時間を計測する計測手段と；
上記計測手段が計測した上記複数のモータの計測時間を互いに比較する比較手段と；
を有し、上記速度変更最長時間モータを判定する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６の何れか１項であって、
上記判定手段は、
上記変更する印字速度に対して、速度変更開始から速度変更途中時間が経過した後における速度である途中目標速度と、速度変更開始から上記速度変更途中時間が経過したときにおけるモータ速度との速度誤差比を算出する速度誤差比算出手段と；
上記速度誤差比算出手段が算出した上記複数のモータの速度誤差比を互いに比較する速度誤差比比較手段と；
を有し、上記速度誤差比比較手段が比較した速度誤差比のうちで最大の速度誤差比に対応するモータが、速度変更最長時間モータであると判定する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８であって、
上記補正手段は、
上記変更する印字速度に対して、上記判定手段が判定したモータの上記速度変更途中時間が経過したときのモータ速度に基づいて、最終目標速度へ到達するまでの予測時間を算出する予測時間算出手段と；
上記予測時間に基づいて最終目標速度へ到達する前に、上記複数のモータにおける速度プロファイルを再生成する第１の補正手段と；
速度変更完了後において上記最長時間に上記予測時間を加えた時間を、速度変更時間の補正値とする第２の補正手段と；
を有する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか１項であって、
上記補正手段は、上記変更する印字速度に対して、上記補正値に基づき、その他の印字速度に対する速度変更時間も補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
複数のモータのそれぞれによって駆動される画像形成のための複数の回転体が接触しつつ協調動作する画像形成装置であって、
上記複数のモータのそれぞれの回転位置を検出する位置検出手段と；
印字位置の変更時において、上記複数のモータの変更前位置と設定された目標位置とに基づいて、モータの動作を制御する位置プロファイルを生成する位置プロファイル生成手段と；
上記位置プロファイルに追従させながら目標位置へ到達させるように位置変更する位置制御手段と；
上記複数のモータのそれぞれが目標位置へ到達するまでの時間が最も長い位置変更最長時間を必要とするモータである位置変更最長時間モータを判定する判定手段と；
上記位置変更最長時間モータ以外のモータにおける位置変更時間を、上記判定手段が判定した位置変更最長時間に補正する補正手段と；
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１であって、
上記複数のモータとしてブラシレスモータを用い、
上記位置検出手段は、上記ブラシレスモータと連動する着磁マグネットと、基板上のパターンとの電磁誘導で発生した起電力によるＦＧパルス信号に基づいてモータの回転位置を検出する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２であって、
上記位置プロファイル生成手段は、位置プロファイルを生成する位置関数計算手段を有し、上記位置プロファイルに応じた目標位置を出力する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３の何れか１項であって、
上記位置制御手段は、設定された位置変更時間の途中における位置に応じて、最終目標位置に達するように位置制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１１から請求項１４の何れか１項であって、
上記位置変更時間は、位置変更の指示が出てから目標位置に到達するまでの時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１１から請求項１５の何れか１項であって、
上記位置変更時間は、上記モータが上記位置プロファイルに追従可能な範囲で設定される時間であり、かつ最短時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１１から請求項１６の何れか１項であって、
上記判定手段は、
上記変更する印字位置に対して、位置変更開始から最終目標位置へ到達するまでの時間を計測する計測手段と；
上記計測手段が計測した上記複数のモータの計測時間を互いに比較する比較手段と；
を有し、上記複数のモータのそれぞれが目標位置へ到達するまでの時間が最も長い位置変更最長時間を必要とするモータである位置変更最長時間モータを判定する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１１から請求項１６の何れか１項であって、
上記判定手段は、
上記変更する印字位置に対して、位置変更開始から位置変更途中時間が経過した後における位置である途中目標位置と、位置変更開始から上記位置変更途中時間が経過したときにおけるモータ位置との位置誤差比を算出する位置誤差比算出手段と；
上記位置誤差比算出手段が算出した上記複数のモータの位置誤差比を互いに比較する比較手段と；
を有し、上記比較手段が比較した位置誤差比のうちで最大の位置誤差比に対応するモータが、位置変更最長時間モータであると判定する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８であって、
上記補正手段は、
上記変更する印字位置に対して、上記判定手段が判定したモータの上記位置変更途中時間が経過したときのモータ位置に基づいて、最終目標位置へ到達するまでの予測時間を算出する予測時間算出手段と；
上記予測時間に基づいて最終目標位置へ到達する前に、上記複数のモータにおける位置プロファイルを再生成する第１の補正手段と；
位置変更完了後において上記最長時間に上記予測時間を加えた時間を、位置変更時間の補正値とする第２の補正手段と；
を有する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１１から請求項１９の何れか１項であって、
上記補正手段は、上記変更する印字位置に対して、上記補正値に基づき、その他の印字位置に対する位置変更時間も補正することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置におけるモータ駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
印字速度を可変とする画像形成装置において、印字速度を変更した際に、感光体ドラムやベルトを駆動する各モータが、目標速度に達するまでの速度変更に要する時間に差が生じる場合がある。この場合には、各感光体ドラムの位相ずれが発生し、感光体ドラムとベルトとの間で擦れが発生する。位相を調整するために各感光体ドラムを駆動するモータの速度を変更することによって、位相ずれの発生を解消できる。しかし、位相を調整するための速度変更によりさらに感光体ドラムとベルトとの間で擦れが発生する。このような擦れは、感光体ドラム及びベルトの摩耗による寿命低下を招く。
【０００３】
このような速度変更に要する時間に差を生じさせない方法として、たとえば、特許文献１に記載されている方法が知られている。つまり、複数モータ間で速度変更を行う場合、変更前の回転速度と変更する回転速度との偏差に応じて定められた変更時間に従って、それぞれのモータが互いの速度比を維持させながら徐々に回転速度を変更させる技術が開示されている。具体的には、変更前の回転速度と変更する回転速度との偏差が小さい場合は、短い変更時間に、偏差が大きい場合は、長い変更時間に設定されるように、偏差と変更時間とのテーブルを用意する。そして、ユーザ操作により変更する回転速度と速度比とを設定し、偏差に応じて設定される変更時間に従って、テーブルに基づいて、各モータの回転速度の速度比を維持させながら徐々に回転速度を変更する。
【０００４】
この技術を画像形成装置に適用した場合、各モータにかかる負荷が常に一定であれば、複数モータにおいて速度変更に要する時間に差を生じさせない制御が可能になるので、感光体ドラムとベルトとの間の擦れは抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０２２８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の画像形成装置において、装置の継続使用により、感光体ドラムとベルトとを駆動するモータにかかる負荷は変動する。負荷変動発生後は、予め設定される変更時間では速度変更することができない。
【０００７】
これによって、負荷変動発生後は印字速度の変更を行う度にドラムとベルトの擦れが発生し、結果として摩耗によってベルトの寿命が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、複数の回転体を駆動する複数のモータを有するカラー画像形成装置において、継続使用による負荷変動が発生した後でも、印字速度の変更時に、上記各モータが駆動する各ドラムとベルトとの擦れを抑制することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、複数のモータを備え、上記複数のモータのそれぞれによって駆動される画像形成のための複数の回転体が接触しつつ協調動作する画像形成装置であって、上記複数のモータのそれぞれの回転速度を検出する速度検出手段と、印字速度の変更時において、上記複数のモータの変更前速度と設定された目標速度とに基づいて、モータの動作を制御する速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成手段と、上記速度プロファイルに追従させながら目標速度へ到達させるように速度変更する速度制御手段と、上記複数のモータのそれぞれが目標速度へ到達するまでの時間が最も長い速度変更最長時間を必要とするモータである速度変更最長時間モータを判定する判定手段と、上記速度変更最長時間モータ以外のモータにおける速度変更時間を、上記判定手段が判定した速度変更最長時間に補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、速度変更最長時間モータ以外のモータにおける速度変更時間を、速度変更最長時間に補正するので、継続使用による負荷変動が発生した後でも、印字速度の変更時に、各モータが駆動する各ドラムとベルトとの擦れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１である画像形成装置１００の構成を示す図である。
【図２】画像形成装置１００の制御構成を簡略化したブロック図である。
【図３】実施例１において、ＦＧ方式を用いたモータの模式図である。
【図４】モータとモータが駆動する回転体との構成を示すブロック図である。
【図５】各プリントモードのモータ速度と速度変更時間とを示すテーブルである。
【図６】画像形成制御部１０におけるモータ制御システムのブロック図である。
【図７】モータの速度変更制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図８】実施例１において速度関数による速度プロファイルの生成方法の図である。
【図９】実施例１における速度変更時間の補正手段を説明する図である。
【図１０】実施例２におけるモータ駆動制御シーケンスを示す図である。
【図１１】実施例２における速度変更時間の補正手段を説明する図である。
【図１２】実施例３で１／１速から１／２速モードへ速度を変更する例を示す。
【図１３】４つのモータにおける印字枚数対ドラムトルクの変化を示す図である。
【図１４】実施例４である画像形成装置２００を示すブロック図である。
【図１５】画像形成装置２００の全体とモータ制御とを示すブロック図である。
【図１６】モータ制御ブロックが出力する加速信号、減速信号のタイミングを示す。
【図１７】位置関数による位置プロファイルの生成手段を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１である画像形成装置１００の構成を示す図である。
【００１４】
画像形成装置１００は、複数のモータを備え、複数のモータのそれぞれによって駆動される画像形成のための複数の回転体が協調動作する装置であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成手段を有する。
【００１５】
画像形成装置１００は、感光体ドラム１と、ドラムモータ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと、レーザスキャナユニット２と、現像器３と、中間転写ベルト４と、一次転写ローラ５と、二次転写ローラ６と、用紙搬送路７と、定着器８とを有する。
【００１６】
感光体ドラム１は、静電潜像を形成する感光体ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは各色を示す）である。ドラムモータ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、各感光体ドラムを駆動するモータである。レーザスキャナユニット２は、画像信号に応じて露光を行い、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナユニットである。
【００１７】
現像器３は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に対応する各色のトナーで現像する現像ローラを含む現像器である。中間転写ベルト４は、各色のトナー像を二次転写部へ順次搬送する中間転写ベルトで、ベルトモータ９Ｂは、中間転写ベルトを駆動するモータである。一次転写ローラ５は、感光体ドラム１上に現像されたトナー像を中間転写ベルト４上に転写する一次転写ローラである。二次転写ローラ６は、中間転写ベルト４上に転写されたトナー像を用紙に転写する二次転写ローラである。
【００１８】
用紙搬送路７は、図示しない搬送機構によって用紙が搬送される用紙搬送路である。定着器８は、用紙に転写されたトナー像を溶融、固着させる定着器である。
【００１９】
図２は、画像形成装置１００の制御構成を簡略化したブロック図である。
【００２０】
画像形成装置１００は、外部機器１４と、画像処理部１２と、レーザスキャナユニット２と、画像形成制御部１０と、ドラムモータ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと、ベルトモータ９Ｂとを有する。
【００２１】
外部機器１４は、プリンタに対して通信可能に接続されたＰＣなどの外部機器である。画像処理部１２は、外部機器１４から送られた画像データをレーザスキャナユニット２用の画像信号に変換する画像処理部である。
【００２２】
画像形成制御部１０は、プリンタの画像形成動作を統括して制御する画像形成制御部であり、ＡＳＩＣ１０１と、ＣＰＵ１０２と、ＲＯＭ１０３とを有する。
【００２３】
ＡＳＩＣ１０１は、ドラムモータ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、ベルトモータ９Ｂやレーザスキャナユニット２の画像形成動作の処理を制御する。ＣＰＵ１０２は、ＡＳＩＣ１０１に対して制御開始や停止等の指示の通信制御を行う。ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０２により実行されるプログラムや処理結果、ＡＳＩＣ１０１への設定値を記憶し、書き換え可能なメモリとしてフラッシュＲＯＭで構成する。
【００２４】
次に、画像形成動作について説明する。
【００２５】
外部機器１４からプリントすべき画像データがプリンタに送られると、画像形成制御部１０は、図示しない用紙カセットから用紙を供給し、用紙搬送路７に沿って搬送する。これとともに、画像処理部１２は、画像データに基づいた各色の画像信号に変換し、各レーザスキャナユニット２に送る。レーザスキャナユニット２は、図示しない帯電器により一様に帯電された感光体ドラム１上に露光を行い、静電潜像を形成する。
【００２６】
感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像器３によって現像され、一次転写ローラ５によって中間転写ベルト４上に一次転写される。実施例１では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次転写される。中間転写ベルト４上に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト４の回転方向に伴って二次転写部へ送り出され、用紙はタイミングを合わせて二次転写部へ搬送される。この後に、中間転写ベルト４上のトナー像が、中間転写ベルト４と二次転写ローラ６との間に挟まれた用紙に二次転写される。二次転写された用紙のトナー像は、定着器８の熱によって、用紙に定着され、外部へ排出される。
【００２７】
実施例１は、プリントする用紙のサイズや厚さによる定着性の変化やグロスを向上させるために、プリントスピードを変更する複数のプリントモード（印字速度）を有する。プリントモードは、ＣＰＵ１０２の指示に応じて選択することができる。プリントモードにおける各種設定値は、ＲＯＭ１０３に記憶され、ＣＰＵ１０２により選択されるプリントモードに合わせて、画像形成手段に用いる感光体ドラム１、中間転写ベルト４を駆動するドラムモータ９、ベルトモータ９Ｂの速度を変更する。
【００２８】
実施例１では、各感光体ドラム、中間転写ベルトを駆動するモータとして、高トルク、低振動性の観点から、ＤＣブラシレスモータを用いる。また、速度検出手段として、モータのある一定速度以上の回転速度によって発生する起電力を利用したＦＧ方式の検出手段が用いられている。このＦＧ方式の検出手段は、安価で精度の良い検出が可能である。
【００２９】
図３は、実施例１において、ＦＧ方式を用いたモータの模式図である。
【００３０】
ＦＧ方式を用いたモータは、ＦＧパターン９０１と、ロータ９０２と、着磁マグネット９０３とを有する。
【００３１】
ＦＧパターン９０１は、基板上にプリントされたパターンである。着磁マグネット９０３は、ロータ９０２の円周内に設置され、互いに異なる極性が交互に配置されている。ロータ９０２の回転に伴い、着磁マグネット９０３もまた回転する。このときに、基板上のＦＧパターン９０１には、着磁マグネット９０３とＦＧパターン９０１との電磁誘導による起電力が発生する。発生した起電力は、図示しない回路によって、ＦＧ信号としてパルス信号化される。これによって、モータが１回転すると、数十パルスが発生する。
【００３２】
図４は、画像形成装置１００において、モータとモータが駆動する回転体との構成を示すブロック図である。
【００３３】
ドラムモータ及びベルトモータ９は、各回転体を駆動するドラムモータ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは各トナーの色）及びベルトモータ（Ｂ）であり、ギア（駆動ギア、ドラムギア、ベルトギア）を介して接続されている。
【００３４】
モータドライバ１１は、モータへの電力を制御するモータドライバである。ＡＳＩＣ１０１は、入力されるＦＧ信号を検出し、モータ９の速度を算出し、加速信号、減速信号をモータドライバ１１へ出力することによってモータの速度制御を行う。
【００３５】
図５は、画像形成装置１００において、各種プリントモードにおけるモータの速度と速度変更時間とを示すテーブルである。
【００３６】
上記速度変更時間は、速度変更の指示が出てから目標速度に到達するまでの時間である。上記速度変更時間テーブルは、ＲＯＭ１０３に記憶されている。
【００３７】
図５（ａ）は、所定のプリントモード（速度）におけるドラムモータ速度とベルトモータ速度との関係を示し、感光体ドラムと中間転写ベルトとを駆動するモータの速度テーブルである。感光体ドラム、中間転写ベルトは、それぞれ複数のギアを介してモータに接続され、実際のドラム速度とベルト速度とが互いに同じ速度になるように、ギア比から算出された各モータ速度の設定値が決められている。
【００３８】
また、図５（ｂ）は、プリントモードの変更に応じて各モータが、変更前の速度から所望の速度（変更後の速度）へ到達する時間を定めた速度変更時間テーブルである。
【００３９】
これらの変更時間は、感光体ドラム及び中間転写ベルトを駆動するモータ全て共通の設定値であり、各モータが駆動する回転体の負荷において、最短時間で所望速度へ到達可能な時間で設定されている。
【００４０】
図６は、画像形成制御部１０におけるモータ制御システムを示すブロック図である。
【００４１】
図６（ａ）は、モータ制御システムの全体ブロック図である。
【００４２】
ＡＳＩＣ１０１には、モータ制御ブロック１０１１と速度変更時間比較ブロック１０１２とが含まれている。モータ制御ブロック１０１１は、４色の感光体ドラムを駆動するモータ、及び中間転写ベルトを駆動するモータのそれぞれを制御し、モータからＦＧ信号を入力し、モータドライバへ加速信号及び減速信号を出力する。
【００４３】
また、プリントモード（印字速度）の変更に応じて所望の速度へ到達するのに要した計測時間を速度変更時間比較ブロック１０１２へ出力する。速度変更時間比較ブロック１０１２は、モータ制御ブロック１０１１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｂ）が出力した計測時間であって、各モータが速度変更に要した計測時間を比較し、比較した計測時間の中で最長の時間である最長時間を出力し、ＣＰＵ１０２へ報知する。
【００４４】
ＣＰＵ１０２は、各モータの駆動開始、速度変更、駆動停止等の指示の通信を、ＡＳＩＣ１０１との間で実行する。
【００４５】
ＲＯＭ１０３には、速度テーブル１０３１、速度変更時間テーブル１０３２、分割数１０３３、速度変更時間補正テーブル１０３４が記憶されており、これらのテーブルは、プリントモードを変更する際の処理に用いられる。
【００４６】
分割数１０３３は、速度変更時間を分割した数である。
【００４７】
図６（ｂ）は、モータ制御ブロックを示す図である。
【００４８】
ＦＧ周期検出ブロック１０１１ａは、ＦＧ信号の周期（すなわち、モータ速度）をカウンタで計測し、計測したＦＧ信号のＦＧ周期及びＦＧ信号のＦＧ検出タイミングを報知する信号を出力する。ここで出力されるＦＧ周期は、ＣＰＵ１０２にも報知され、ＣＰＵ１０２は、モータ速度をモニタすることができる。
【００４９】
速度関数計算ブロック１０１１ｂは、プリントモードの変更によるモータ速度変更に伴い、速度プロファイル生成を行う。なお、速度プロファイルは、時刻によって変化する複数の目標速度である。速度関数計算ブロック１０１１ｂは、ＣＰＵ１０２からの速度変更の指示で、ＲＯＭ１０３に記憶されている変更するプリントモードに応じた設定値を受け取る。そして、変更前速度、変更後（最終目標）速度、速度変更時間、分割数に基づいて、速度プロファイルを生成し、目標速度として出力する。
【００５０】
速度変更時間計測ブロック１０１１ｃは、ＣＰＵ１０２からの速度変更の指示によって、モータが速度変更するに要する時間をカウンタで計測し、計測した速度変更時間を出力する。
【００５１】
ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、ＦＧ周期検出ブロック１０１１ａが出力したＦＧ検出タイミングに同期して加速信号、減速信号を出力する。ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、ＦＧ周期検出ブロック１０１１ａが出力したＦＧ周期及び速度関数計算ブロック１０１１ｂが出力した目標速度を用いて、ＦＧ周期と目標速度との差分を算出する。目標速度に対してＦＧ周期が遅ければ、その差分値を加速信号として出力し、目標速度に対してＦＧ周期が早ければ、減速信号として出力する。
【００５２】
図７は、モータの速度変更制御シーケンスを示すフローチャートである。
【００５３】
以下説明するモータの速度変更制御シーケンスは、プリンタが動作中、すなわち、任意のプリントモードの速度で各モータが定常回転中の状態を前提とする。
【００５４】
ＣＰＵ１０２は、速度変更を指示すると、各モータにおいて変更するプリントモードにおける目標速度、速度変更時間、分割数を、速度関数計算ブロック１０１１ｂに設定する（Ｓ２０１）。
【００５５】
速度関数計算ブロック１０１１ｂは、変更前速度と、設定された最終目標速度、速度変更時間、分割数に基づいて、速度プロファイルを生成し、目標速度をＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄへ順次出力する（Ｓ２０１）。
【００５６】
速度変更時間計測ブロック１０１１ｃは、ＣＰＵ１０２からの速度変更の指示を受けて、カウンタが計測を開始する（Ｓ２０２）。
【００５７】
ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、速度関数計算ブロック１０１１ｂが生成した速度プロファイルに基づいて出力された目標速度に応じて、設定された速度変更時間が経過したときに、最終目標速度に達するように速度制御する。このときに、ＣＰＵ１０２は、各モータ速度をモニタしている（Ｓ２０３）。
【００５８】
ＣＰＵ１０２は、最終目標速度に到達したと判断すると（Ｓ２０４）、速度変更時間の計測終了を、速度変更時間計測ブロック１０１１ｃへ指示する（Ｓ２０５）。
【００５９】
速度変更時間比較ブロック１０１２は、各モータの速度変更が完了すると、速度変更時間計測ブロック１０１１ｃが出力した各モータの計測時間を比較し、差があれば、最長の計測時間である速度変更最長時間を、ＣＰＵ１０２へ報知する（Ｓ２０６）。
【００６０】
ＣＰＵ１０２は、設定されたプリントモードにおいて、速度変更時間比較ブロック１０１２が報知した最長の計測時間である速度変更最長時間を新たな補正値として、速度変更時間テーブルを更新する（Ｓ２０７）。
【００６１】
図８は、実施例１において、速度関数による速度プロファイルの生成方法を示す図である。
【００６２】
速度関数計算ブロック１０１１ｂは、変更前速度Ｖｓｔａｒｔと、最終目標速度Ｖｅｎｄと、速度変更時間Ｔｃｈａｎｇｅとに基づいて、速度プロファイルを生成する。最終目標速度Ｖｅｎｄは、ＣＰＵ１０２により設定され、変更するプリントモードに応じた速度である。つまり、速度関数Ｖ（ｔ）＝Ｖｓｔａｒｔ＋｛（Ｖｅｎｄ−Ｖｓｔａｒｔ）／Ｔｃｈａｎｇｅ｝×ｔに基づいて、速度プロファイルを生成する。
【００６３】
ここで、時間ｔ（≦Ｔｃｈａｎｇｅ）及び時間ｔにおける速度Ｖ（ｔ）は、ある間隔を持たせた離散的な値である。この離散的な値は、ＲＯＭ１０３に記憶されている分割数の設定に基づいて算出される。具体的には、設定された最終目標速度Ｖｅｎｄと分割数Ｎとから、速度プロファイル変化量（Ｖｅｎｄ−Ｖｓｔａｒｔ）／Ｎを算出し、速度変更時間Ｔｃｈａｎｇｅと分割数Ｎとに基づいて、速度プロファイル周期Ｔｃｈａｎｇｅ／Ｎを算出する。
【００６４】
そして、速度変更開始時刻を時刻０とし、最終目標速度に到達するまで、速度プロファイル周期毎に、速度プロファイル変化量だけ、目標速度を一次関数的に、増減する。つまり、加速時は増加させながら、減速時は減少させながら、段階的に変化する目標速度を、ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄへ出力する。
【００６５】
この速度プロファイルに従って、ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、設定された速度変更時間が経過したときに、最終目標速度へ到達するように、段階的に変化する目標速度に追従させながら制御する。
【００６６】
このような制御を、複数モータ間で協調して実行することによって、各モータは、互いに同じ割合でモータ速度を変化させながら、最終目標速度へ到達することができる。そして、感光体ドラム間の位相ずれ、及び感光体ドラムと中間転写ベルトの擦れの発生を防ぐことができる。
【００６７】
なお、速度プロファイルに従ったモータの速度変更は、モータが駆動する回転体の負荷が大きいと、所望の目標速度へ加速する場合に、モータのトルクをより必要とするので、速度変更に要する時間が長い。逆に、負荷が軽いと、減速する場合に、モータのイナーシャがより働くので、速度変更に要する時間が長い。さらに、速度変更時間は、各モータ共通の設定値であるので、各モータにかかる負荷を考慮して設定する必要がある。
【００６８】
一方、速度プロファイルに従ったモータの速度変更が、負荷の大小に関わらず、決められた時間経過後に所定の速度に達している場合がある。
【００６９】
そこで、設定する速度変更時間は、各モータが駆動する回転体の負荷において、モータそれぞれが最終目標速度到達まで追従可能な速度プロファイルを生成する最短時間であり、かつ、これら最短時間のうちで、各モータについて最も遅い、最長時間であるとする。これを、装置出荷前の初期設定値として、ＲＯＭ１０３へ記憶する。
【００７０】
図９は、実施例１における速度変更時間の補正手段を説明する図である。
【００７１】
図９（ａ）は、各ドラムモータ及びベルトモータにおいて、１／１速から１／３速へプリントモードを変更した場合の例を示す図である。
【００７２】
なお、１／１速、１／２速、１／３速、１／４速は、ある速度のそれぞれ、１倍、１／２倍、１／３倍、１／４倍の速度である。
【００７３】
ＣＰＵ１０２は、１／１速から１／３速へプリントモードを変更する際に、ＲＯＭ１０３に記憶されている速度テーブル１０３１から、次の値を生成する。つまり、ドラムモータ及びベルトモータの最終目標速度ＶＤ３、ＶＢ３を生成し、速度変更時間テーブル１０３２から、速度変更時間Ｔ１３、分割数を生成し、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定し、各モータの速度プロファイルを生成する。
【００７４】
そして、速度変更を開始するとともに速度変更時間計測ブロック１０１１ｃが速度変更時間の計測を開始する。なお、各ドラムモータ及びベルトモータの速度変更計測時間を、それぞれＴＹＭ、ＴＭＭ、ＴＣＭ、ＴＫＭ、ＴＢＭとする。
【００７５】
図９（ａ）において、負荷が変動する迄は、速度変更時間と速度変更計測時間とは、等しい関係Ｔ１３＝ＴＹＭ＝ＴＭＭ＝ＴＣＭ＝ＴＫＭ＝ＴＢＭにあるので、複数ドラム間の位相ずれ及びドラムとベルトとの擦れは生じない。
【００７６】
図９（ｂ）は、各ドラムモータ及びベルトモータにおいて、負荷変動が発生した後に、１／１速から１／３速へプリントモードを変更する例を示す図である。
【００７７】
図９（ｂ）においても、上記と同様に、最終目標速度ＶＤ３、ＶＢ３、速度変更時間Ｔ１３、分割数を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定し、各モータの速度プロファイルを生成し、速度変更を開始する。
【００７８】
なお、各ドラムモータ及びベルトモータの速度変更計測時間を、それぞれＴＹＭ、ＴＭＭ、ＴＣＭ、ＴＫＭ、ＴＢＭとする。負荷変動の発生によって、ドラムモータＹ、Ｋ及びベルトモータは、設定された速度変更時間Ｔ１３における速度プロファイルに追従した速度制御を実行することができない。この結果、速度変更時間Ｔ１３とドラムモータＹ、Ｋ及びベルトモータの速度変更計測時間ＴＹＭ、ＴＫＭ、ＴＢＭは、互いに差が生じる。速度変更時間比較ブロック１０１２は、速度変更時間計測ブロック１０１１ｃが計測したそれぞれの速度変更時間の中から、速度変更に最も時間を要したドラムモータＫ、すなわち最長時間ＴＫＭを、ＣＰＵ１０２へ報知する。これによって、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に記憶されている速度変更時間補正テーブル１０３４の対応する速度変更時間を、Ｔ１３’＝ＴＫＭとして更新し、記憶する。
【００７９】
図９（ｃ）は、各ドラムモータ及びベルトモータにおいて、速度変更時間補正後に、１／１速から１／３速へプリントモードを変更した場合の例を示す図である。
【００８０】
ＣＰＵ１０２は、速度変更時間補正後に同様のプリントモードの変更を指示すると、次の値を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定し、各モータの補正後の速度プロファイルを生成する。つまり、ＲＯＭ１０３に記憶されている速度テーブル１０３１から、ドラムモータ及びベルトモータの最終目標速度ＶＤ３、ＶＢ３を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定し、各モータの補正後の速度プロファイルを生成する。また、ＲＯＭ１０３に記憶した速度変更時間補正テーブルから、速度変更時間Ｔ１３’を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定し、各モータの補正後の速度プロファイルを生成する。
【００８１】
これによって、補正前において最も速度変更に時間を要したドラムモータＫに合わせて、その他のドラムモータ及びベルトモータも、速度変更を実行するので、全てのモータが追従可能な速度プロファイルで速度制御を行うことができる。
【００８２】
以上説明したように、実施例１の制御を行うことによって、プリントモード変更時において、モード別に設定された速度変更時間で、全てのモータを最終目標速度に、同時に到達させることができる。したがって、感光体ドラム間の位相ずれ、及び感光体ドラムと中間転写ベルトとの擦れを抑制することができる。また、負荷変動によって速度プロファイルに追従できなくなった場合でも、速度変更時間を補正すれば、補正した直後は位相ずれ、擦れが生じるが、以後は、負荷変動によって速度プロファイルに再び追従できなくなるまで、位相ずれ、擦れを防ぐことができる。
【００８３】
なお、実施例１では、１／１速から１／３速へプリントモードを変更する減速例における補正方法であるが、その他のプリントモード変更、加速についても、上記と同様の構成、制御を行う。
【００８４】
さらに、モータ起動時において、速度変更時間テーブル１０３２に、起動時における速度変更時間を追加することによって、モータ起動時も速度プロファイルを生成して速度制御を実行するようにしてもよい。モータ停止時も、上記と同様である。
【００８５】
また、上記補正方法は、連続プリント中におけるプリントモードを変更するだけではなく、装置のキャリブレーション時に実行するようにしてもよい。キャリブレーション時に、濃度検出用のパッチ画像を形成し、そのパッチ画像の濃度をセンサが検出することによって、補正用のテーブルを作成し、濃度補正の処理等を実行する。
【００８６】
また、実施例１では、速度変更時間を補正した後は、ＲＯＭ１０３に記憶した速度変更時間補正テーブルを用いる。感光体ドラム及び中間転写ベルトを交換した場合、ＲＯＭ１０３に記憶されている初期の速度変更時間テーブルを用いて、速度変更するようにしてもよい。
【００８７】
また、実施例１における画像形成装置１００の構成は、各感光体ドラム、中間転写ベルトのそれぞれに１つのモータを接続する構成である。これに限らず、１つのモータに複数の感光体ドラムを接続し、他のモータに他の感光体ドラムを接続する場合に、実施例１を適用するようにしてもよい。
【実施例２】
【００８８】
本発明の実施例２は、速度変更時間の補正手順において、速度変更が完了する前までに、最終目標速度へ到達する時間が最長である速度変更最長時間モータを予測し、このモータの動きに合わせて、他のモータの速度変更時間を補正する実施例である。
【００８９】
具体的には、実施例２では、ＲＯＭ１０３に記憶されている速度変更時間テーブル１０３２に、速度変更開始から経過した時間である速度変更途中時間ＴＰが加わる構成と、速度変更途中時間ＴＰに伴うＣＰＵ１０２の処理が追加されている。
【００９０】
なお、実施例２における構成、及びモータ制御システムの構成は、実施例１におけるそれらと同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
ＣＰＵ１０２は、速度変更時に、変更前速度Ｖｓｔａｒｔ、最終目標速度Ｖｅｎｄ、速度変更時間Ｔｃｈａｎｇｅを使って、速度関数Ｖ（ｔ）に基づいて、速度変更開始から速度変更途中時間ＴＰを経過したときにおける途中目標速度ＶＰを算出する。なお、速度関数Ｖ（ｔ）＝Ｖｓｔａｒｔ＋｛（Ｖｅｎｄ−Ｖｓｔａｒｔ）／Ｔｃｈａｎｇｅ｝×ｔである。
【００９２】
なお、途中目標速度ＶＰ＝Ｖ（ＴＰ）＝Ｖｓｔａｒｔ＋｛（Ｖｅｎｄ−Ｖｓｔａｒｔ）／Ｔｃｈａｎｇｅ｝×ＴＰである。この速度変更途中時間ＴＰは、Ｔｃｈａｎｇｅ／２、Ｔｃｈａｎｇｅ／３、Ｔｃｈａｎｇｅ／４のように、ＣＰＵ１０２による計算値でもよく、または、追加でＲＯＭ１０３に記憶させた任意の値でもよい。
【００９３】
また、ＣＰＵ１０２は、速度変更開始から速度変更途中時間ＴＰが経過すると、モニタしている各モータの速度と途中目標速度ＶＰとを比較し、そのうちで最も遅いモータである速度変更最長時間モータを決定する。さらにＣＰＵ１０２は、決定された最も遅いモータ（速度変更最長時間モータ）が最終目標速度へ到達するまでの速度変更予測時間Ｔ’を算出し、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ再設定する。
【００９４】
速度関数計算ブロック１０１１ｂは、予測時間Ｔ’によって、速度変更の途中で速度プロファイルを再生成し、ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、再生成された速度プロファイルに従って速度制御を行う。そして、ＣＰＵ１０２は、速度変更途中時間ＴＰと、速度変更予測時間Ｔ’とに基づいて、速度変更時間Ｔｃｈａｎｇｅを補正する。
【００９５】
図１０は、実施例２におけるモータ駆動制御シーケンスを示す図である。
【００９６】
ＣＰＵ１０２からの速度変更の指示を受けると、各モータにおいて、変更するプリントモードにおける目標速度、速度変更時間、分割数を、速度関数計算ブロック１０１１ｂに設定する（Ｓ３０１）。
【００９７】
速度関数計算ブロック１０１１ｂは、変更前速度と、設定された最終目標速度と、速度変更時間と、分割数とに基づいて、速度プロファイルを生成し、目標速度をＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄへ順次出力する（Ｓ３０１）。
【００９８】
さらに、ＣＰＵ１０２は、変更前速度、最終目標速度、速度変更時間に基づいて、速度変更開始から速度変更途中時間ＴＰを経過したときにおける途中目標速度を、ドラムモータ及びベルトモータについて、それぞれ算出する（Ｓ３０１）。
【００９９】
速度変更時間計測ブロック１０１１ｃは、ＣＰＵ１０２からの速度変更の指示を受け、カウンタを使用して計測を開始する（Ｓ３０２）。
【０１００】
ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、速度関数計算ブロック１０１１ｂが生成した速度プロファイルに基づく目標速度において、設定された速度変更時間で最終目標速度へ到達させるように速度制御を行う。このときに、ＣＰＵ１０２は、各モータ速度をモニタしている（Ｓ３０３）。
【０１０１】
ＣＰＵ１０２は、速度変更開始から速度変更途中時間が経過したと判断すると（Ｓ３０４）、速度変更途中時間の計測終了を、速度変更時間計測ブロック１０１１ｃへ指示する（Ｓ３０５）。
【０１０２】
ＣＰＵ１０２は、速度変更開始から速度変更途中時間が経過したときに、モニタしているモータ速度と途中目標速度とを比較する（Ｓ３０６）。そして、差がなければ、ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、最終目標速度に到達するまで、Ｓ３０３と同様の速度制御を行い（Ｓ３１１）、ＣＰＵ１０２は、最終目標速度に到達したと判断すると（Ｓ３１２）、速度変更を完了する（Ｓ３１３）。
【０１０３】
一方、Ｓ３０６でモータ速度と途中目標速度とに差があると判断すると、ＣＰＵ１０２は、各モータにおいて速度誤差比算出を行い、この速度誤差比が最大となるモータが最終目標速度へ到達する予測時間を算出する。そして、算出した予測時間を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ出力する。速度関数計算ブロック１０１１ｂは、途中目標速度、最終目標速度、速度変更予測時間に基づいて、速度プロファイルを再生成し、再生成された目標速度をＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄへ順次出力する（Ｓ３０７）。
【０１０４】
ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、再生成された速度プロファイルに基づいて、Ｓ３０３と同様に、速度制御を行う（Ｓ３０８）。
【０１０５】
ＣＰＵ１０２は、最終目標速度に到達したと判断すると（Ｓ３０９）、途中目標速度に到達するまでの計測時間と、算出した速度変更予測時間とに基づいて、速度変更時間の補正値を算出し、速度変更時間テーブルを更新する（Ｓ３１０）。
【０１０６】
図１１は、実施例２における速度変更時間の補正手段を説明する図である。
【０１０７】
各ドラムモータ及びベルトモータにおいて、負荷変動が発生した場合に、１／４速から１／１速へプリントモードを変更する例を、図１１に示す。
【０１０８】
ＣＰＵ１０２は、１／４速から１／１速へ、プリントモードを変更する際に、ＲＯＭ１０３に記憶されている速度テーブル１０３１より、ドラムモータ及びベルトモータのそれぞれの最終目標速度ＶＤ１、ＶＢ１と、速度変更時間テーブル１０３２とを読み出す。これらに基づいて、速度変更時間Ｔ４１、分割数を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定し、速度プロファイルを生成する。
【０１０９】
さらに、ＣＰＵ１０２は、速度変更時間テーブル１０３２に追加して記憶されている速度変更途中時間ＴＰを用いて、ドラムモータ及びベルトモータのそれぞれの途中目標速度ＶＤＰを算出する。なお、途中目標速度ＶＤＰ＝ＶＤ（ＴＰ）＝ＶＤ４＋｛（ＶＤ１−ＶＤ４）／Ｔ４１｝ＴＰ、ＶＢＰ＝ＶＢ（ＴＰ）＝ＶＢ４＋｛（ＶＢ１−ＶＢ４）／Ｔ４１｝ＴＰである。そして、速度変更を開始するとともに、速度変更時間計測ブロック１０１１ｃが計測を開始し、速度変更途中時間が経過するまで計測する。
【０１１０】
図１１において、負荷変動の発生によって、速度プロファイルに追従した速度制御を行うことができないドラムモータＭ、Ｙ及びベルトモータは、速度変更途中時間ＴＰが経過した時点で、途中目標速度ＶＤＰと、ＶＢＰとの間で差が生じている。つまり、モニタしているモータ速度ＶＭ’、ＶＹ’、ＶＢ’と、途中目標速度ＶＤＰ、ＶＢＰとの間で、差が生じている。これによって、ＣＰＵ１０２は、ドラムモータＭ、Ｙ及びベルトモータの速度誤差比｜ＶＤＰ−ＶＭ’｜／ＶＤＰ、｜ＶＤＰ−ＶＹ’｜／ＶＤＰ、｜ＶＢＰ−ＶＢ’｜／ＶＢＰを算出する。そして、速度誤差比を比較し、これら速度誤差比の中から最大である、すなわち最も遅いドラムモータ（速度変更最長時間モータ）を決定する。
【０１１１】
実施例２において、速度変更最長時間モータは、ドラムモータＹであるとする。ＣＰＵ１０２は、最も遅いドラムモータＹが、最終目標速度ＶＤ１へ到達する予測時間Ｔ’＝｛（ＶＤ１−ＶＹ’）／（ＶＹ’−ＶＤ４）｝ＴＰを算出する。この予測時間Ｔ’を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ再設定する。
【０１１２】
速度関数計算ブロック１０１１ｂは、速度変更開始から速度変更途中時間ＴＰが経過したときにおける速度ＶＣ’、ＶＫ’、ＶＭ’、ＶＢ’と、最終目標速度ＶＤ１、ＶＢ１とに基づいて、それぞれ速度プロファイルを再生成する。なお、速度ＶＣ’、ＶＫ’、ＶＭ’、ＶＢ’は、ＣＰＵ１０２がモニタしている各モータの現在の速度である。ＦＧ同期制御ブロック１０１１ｄは、最終目標速度に到達するまでに再生成された速度プロファイルに従って、速度制御を行う。
【０１１３】
ＣＰＵ１０２は、各モータが最終目標速度に到達したと判断すると、速度変更を完了し、最も遅いドラムモータＹが最終目標速度へ到達するまでに要した時間ＴＹＰ＋Ｔ’を算出する。これによって、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に保存されている速度変更時間補正テーブル１０３４の対応する速度変更時間を、Ｔ４１’＝ＴＹＰ＋Ｔ’として更新し、保存する。
【０１１４】
速度変更時間を更新した後に、ＣＰＵ１０２は、速度変更時間補正後に同様のプリントモードの変更を指示すると、ＲＯＭ１０３に保存されている速度テーブル１０３１から、最終目標速度ＶＤ１を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定する。また、ＲＯＭ１０３に記憶した速度変更時間補正テーブルから、速度変更時間Ｔ４１’を、速度関数計算ブロック１０１１ｂへ設定する。そして、補正後の速度プロファイルを生成する。これによって、補正前において最も速度変更に時間を要したドラムモータＹにおける速度変更時間に合わせて、その他のドラムモータ及びベルトモータも速度変更を行うので、全てのモータが追従可能な速度プロファイルで速度制御を行うことができる。
【０１１５】
上記のように、実施例２の制御を行えば、負荷変動によって速度プロファイルに追従できなくなった場合でも、最終目標速度に到達する前の途中の段階で、最も遅いモータを判断し、そのモータの動きに合わせて速度変更を行うことができる。このために、実施例１に比べて、各モータの速度変化の割合のずれが低減される。
【０１１６】
これによって、感光体ドラム間の位相ずれ、及び感光体ドラムと中間転写ベルトとの擦れを低減させることができる。また、速度変更完了後のドラム位相補正による速度変更においても、位相ずれが低減されたことによって、感光体ドラムと中間転写ベルトとが擦れる時間が短縮される。結果として、感光体ドラムの寿命をさらに延ばすことができる。
【０１１７】
なお、実施例２では、１／４速から１／１速へのプリントモード変更の加速例における補正について説明したが、その他のプリントモード変更、または減速についても、上記と同様の構成、制御を行う。
【０１１８】
さらに、モータ起動時における速度変更時間を、速度変更時間テーブル１０３２に追加することによって、モータ起動時における速度プロファイルを生成して、モータ起動時における速度制御を行うようにしてもよい。モータの停止時も、上記と同様に速度制御を行うようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記補正手段は、速度変更を開始してから速度変更途中時間が経過した後における途中目標速度と、ＣＰＵ１０２がモニタしているモータ速度との差に基づいた速度変更時間の補正である。しかし、速度変更を開始してから速度変更途中時間が経過した後に、途中目標速度に到達するまでの計測時間の比較結果に基づいて、速度変更時間を補正するようにしてもよい。
【０１２０】
さらに、上記補正方法は、連続プリント中のプリントモード変更だけでなく、装置のキャリブレーションで行ってもよい。
【０１２１】
また、実施例２では、速度変更時間を補正した後は、ＲＯＭ１０３に保存した速度変更時間補正テーブルを用いる。しかし、感光体ドラム及び中間転写ベルトを交換した場合、ＲＯＭ１０３に保存されている初期の速度変更時間テーブルを用いて速度変更するようにしてもよい。
【０１２２】
また、実施例２における画像形成装置の構成は、実施例１の画像形成装置１００と同様に、各感光体ドラム、中間転写ベルトのそれぞれに１つのモータを接続する構成である。これに限らず、１つのモータに複数の感光体ドラムを接続し、他のモータに他の感光体ドラムを接続する場合に、実施例２を適用するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１２３】
本発明の実施例３は、実施例１、２で説明した補正手段に加え、変更するプリントモードに対する速度変更時間の補正値に基づいて、その他のプリントモードに対応する速度変更時間のずれをより低減させる範囲で相対的に補正する実施例である。
【０１２４】
実施例３である画像形成装置及びモータ制御システムの構成は、実施例１、２と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２５】
実施例１、２で説明した補正手段は、変更するプリントモードにおいて、負荷変動によって速度プロファイルに追従できなくなった場合に、速度変更時間を補正する。これは、その他のプリントモードを変更する場合においても、負荷変動による影響で速度変更時間を補正することが想定される。
【０１２６】
図１２は、実施例３に係る速度変更時間の補正手段における追加補正について説明する図であり、１／１速から１／２速モードへ速度を変更する例を示す図である。
【０１２７】
負荷変動発生後に、１／１速から１／２速へプリントモードを変更する際に、実施例１、または実施例２と同様の速度変更、補正を行い、ＣＰＵ１０２は、速度変更時間の補正値Ｔ２１’を算出する。この補正値Ｔ２１’に基づいて、ＣＰＵ１０２は、相対補正値α＝Ｔ２１’／Ｔ２１を算出し、この相対補正値αを、その他の加速側における速度変更時間にそれぞれ掛け合せる。これによって、負荷変動が発生した後に、その他のプリントモードを加速側に変更する場合に、速度変更時間が補正されている。したがって、実施例３は、実施例１、２に比べて速度変更時間のずれがより低減され、感光体ドラム間の位相ずれ、及び感光体ドラムと中間転写ベルトとの擦れを、さらに低減させることができる。結果として、感光体ドラムの寿命をさらに延ばすことができる。
【０１２８】
なお、実施例３では、加速側の例について説明したが、減速側においても、上記と同様である。
【０１２９】
次に、所定の枚数を印字した状態で、速度変更時間が最も遅いモータを見つける他の方法について説明する。
【０１３０】
図１３は、４つのモータにおける印字枚数対ドラムモータのトルクの変化を示す図である。
【０１３１】
図１３に示す例において、丸印の特性データは、Ｙの感光体ドラム用モータの特性データであり、四角印の特性データは、Ｍの感光体ドラム用モータの特性データである。三角印の特性データは、Ｃの感光体ドラム用モータの特性データであり、×印の特性データは、Ｋの感光体ドラム用モータの特性データである。
【０１３２】
ところで、トルクが大きいモータは、目標速度に達するまでの時間が長くかかる。また、図１３に示すように、トルクが最も大きいモータが、印字枚数によって異なる。つまり、目標速度に達するまでの時間が最も長いモータが、印字枚数によって異なる。
【０１３３】
すなわち、図１３に示す例において、印字枚数が２０００枚では、Ｙの感光体ドラム用モータのトルクが４つのモータのうちで最も大きく、したがって、Ｙの感光体ドラム用モータの速度変更時間が最も遅いと考えられる。よって、印字枚数が２０００枚程度であるときに速度変更する場合には、Ｙの感光体ドラム用モータの速度変更時間に、他のモータの速度変更時間を合わせれば、感光体ドラムと中間転写ベルトとの擦れが低減する。
【０１３４】
また、図１３に示す例において、印字枚数が５０００枚では、Ｋの感光体ドラム用モータのトルクが４つのモータのうちで最も大きく、したがって、Ｋの感光体ドラム用モータの速度変更時間が最も遅いと考えられる。よって、印字枚数が５０００枚程度であるときに速度変更する場合には、Ｋの感光体ドラム用モータの速度変更時間に、他のモータの速度変更時間を合わせれば、感光体ドラムと中間転写ベルトとの擦れが低減する。
【０１３５】
なお、印字枚数の増加によってトルクが増加する要因として、駆動ギアの削れ、グリスの減少が考えられる。
【０１３６】
実施例１、２は、複数のモータの変更前速度と、設定された目標速度と、速度変更時間とに基づいて、モータの動作を制御する速度プロファイルを生成する実施例である。しかし、必ずしも、モータの回転速度を検出しなくても、モータの動作を制御することができる。つまり、予め用意した速度プロファイルを選択するようにしてもよい。たとえば、プロセスカートリッジに関して、印字枚数と最適プロファイルとの対応付けを予め行い、印字枚数に合わせて、最適なプロファイルを選択すればよい。
【０１３７】
また、設定された速度変更時間が経過したときに、最終目標速度の近傍（たとえば、最終目標速度−１％）に達するように速度制御し、残りの最終目標速度に達するまでは、通常のモータ制御に結果を委ねるようにしてもよい。つまり、目標速度に応じて、設定された速度変更時間が経過したときに、最終目標速度に達するように速度制御するようにしてもよい。
【実施例４】
【０１３８】
図１４は、本発明の実施例４である画像形成装置２００を示すブロック図である。
【０１３９】
画像形成装置２００は、速度を制御する代わりに位置を制御する実施例であり、図２に示す画像形成装置１００において、画像形成制御部１０の代わりに、画像形成制御部２０を設けた実施例である。
【０１４０】
画像形成制御部２０は、プリンタの画像形成動作を統括して制御する画像形成制御部であり、ＡＳＩＣ２０１と、ＣＰＵ２０２と、ＲＯＭ２０３とを有する。
【０１４１】
ＡＳＩＣ２０１は、ドラムモータ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、９Ｂやレーザスキャナユニット２の画像形成動作の処理を制御する。ＣＰＵ２０２は、ＡＳＩＣ２０１に対して制御開始や停止等の指示の通信制御を行う。ＲＯＭ２０３は、ＣＰＵ２０２により実行されるプログラムや処理結果、ＡＳＩＣ２０１への設定値を記憶し、書き換え可能なメモリとしてフラッシュＲＯＭで構成する。
【０１４２】
図１５は、画像形成装置２００における全体と画像形成装置２００の特徴であるモータ制御とを示すブロック図である。
【０１４３】
画像形成装置２００では、モータ位置をＦＧ信号のパルス数で表現する。
【０１４４】
ＦＧ数カウントブロック２０１１ｅは、ＦＧ信号のパルス数（すなわち、モータ位置）をカウンタで計測し、計測中のＦＧカウント数（ＦＧ信号のパルス数）を出力する。位置関数計算ブロック２０１１ｆは、プリントモードを変更したときにおけるモータ位置変更に伴い、時間変化に対する目標ＦＧ数を生成する。なお、上記「目標ＦＧ数」は、目標とするＦＧ信号パルス数であり、位置プロファイルである。
【０１４５】
目標ＦＧ数カウントブロック２０１１ｇは、目標ＦＧ数をフリーランカウンタで計測し、計測中の目標ＦＧカウント数と、目標ＦＧ数に達する毎にカウントクリアとを出力する。位置誤差制御ブロック２０１１ｈは、計測中のＦＧカウント数と目標ＦＧカウント数とが一致するように、加速信号、減速信号を出力する。
【０１４６】
図１６は、画像形成装置２００における各モータ制御ブロックが出力する加速信号、減速信号のタイミングチャートである。
【０１４７】
目標ＦＧ数カウントブロック２０１１ｇは、目標ＦＧ数に到達するまで、周期的にカウントアップを繰り返す。目標ＦＧに到達すると、カウントクリア信号を出力する。
【０１４８】
位置誤差制御ブロック２０１１ｈは、ＦＧ数カウントブロック２０１１ｅが出力するＦＧカウント数と目標ＦＧカウント数とを比較し、その誤差を算出する。ＦＧカウント数が目標ＦＧカウント数よりも大きければ、誤差信号として減速信号を出力し、ＦＧカウント数が目標ＦＧカウント数よりも小さければ、誤差信号として加速信号を出力する。
【０１４９】
また、位置誤差制御ブロック２０１１ｈは、カウントクリア信号を受けると、その時の誤差信号として、ＦＧカウント誤差数（図１６に示すΔＰ１，ΔＰ２）を、ＦＧ数カウントブロック２０１１ｅへフィードバックする。ＦＧ数カウントブロック２０１１ｅは、ＦＧカウント誤差数をオフセットとし、受信するＦＧ信号のパルス数を計測する。このようにＦＧカウント誤差数をオフセットすることによって、ＦＧ数（位置）の誤差の蓄積を防ぐことができる。
【０１５０】
図１７は、画像形成装置２００において、位置関数による位置プロファイル生成手段を示す図である。
【０１５１】
位置関数計算ブロック２０１１ｆは、変更前位置Ｐｓｔａｒｔと、ＣＰＵ２０２によって設定される変更するプリントモードに応じた最終目標位置Ｐｅｎｄと、位置変更時間Ｔｃｈａｎｇｅとが決まると、位置関数Ｐ（ｔ）に基づいて、位置プロファイル生成を行う。上記位置関数Ｐ（ｔ）は、位置関数Ｐ（ｔ）＝Ｐｓｔａｒｔ＋｛（Ｐｅｎｄ−Ｐｓｔａｒｔ）／Ｔｃｈａｎｇｅ２｝×ｔ２である。
【０１５２】
具体的には、ＲＯＭ２０３に記憶されている分割数Ｎを使って、位置プロファイル変化量｛（Ｐｅｎｄ−Ｐｓｔａｒｔ）／Ｎ２｝×（２ｎ＋１）、位置プロファイル周期Ｔｃｈａｎｇｅ／Ｎを算出する。ここで、上記「ｎ」は、分割数Ｎに対してｎ＝０，１，２，…，Ｎ−１，Ｎで表わされる値である。そして、位置変更開始を時刻０（ｎ＝０）とし、最終目標位置に到達するまで、位置プロファイル周期毎に、ｎの値をカウントアップさせる。そして、ｎの値に対する位置プロファイル変化量だけ、目標位置を、二次関数的に加速時は増加させ、減速時は減少させながら、段階的に変化する目標位置を、目標ＦＧ数カウントブロック２０１１ｇへ出力する。
【０１５３】
つまり、実施例４は、複数のモータのそれぞれの回転位置を検出し、印字位置の変更時において、複数のモータの変更前位置と設定された目標位置と位置変更時間とに基づいて、モータの動作を制御する位置プロファイルを生成する。そして、位置プロファイルに追従させながら目標位置へ到達させるように位置変更し、複数のモータのそれぞれが目標位置へ到達するまでの時間が最も長い位置変更最長時間を必要とするモータである位置変更最長時間モータを判定する。さらに、位置変更最長時間モータ以外のモータにおける位置変更時間を、判定された位置変更最長時間に補正する。
【０１５４】
実施例４によれば、感光体ドラム間の位相ずれ、及び感光体ドラムと中間転写ベルトとの擦れを低減させることができる。また、速度変更完了後のドラム位相補正による速度変更においても、位相ずれが低減されたことによって、感光体ドラムと中間転写ベルトとが擦れる時間が短縮される。よって、感光体ドラムの寿命をさらに延ばすことができる。
【０１５５】
実施例４において、位置検出する場合、ブラシレスモータと連動する着磁マグネットと、基板上のパターンとの電磁誘導で発生した起電力によるＦＧパルス信号に基づいてモータの回転位置を検出するようにしてもよい。
【０１５６】
また、実施例４において、位置プロファイルを生成する場合、１次関数的に変化する位置プロファイルを生成する位置関数計算手段を設け、位置プロファイルに応じた目標位置を出力するようにしてもよい。
【０１５７】
さらに、実施例４において、位置制御する場合、目標位置に応じて、設定された位置変更時間が経過したときに、最終目標位置に達するように位置制御するようにしてもよい。
【０１５８】
加えて、実施例４において、変更する印字位置に対して、判定したモータの上記位置変更途中時間が経過したときのモータ位置に基づいて、最終目標位置へ到達するまでの予測時間算出を行うようにしてもよい。そして、予測時間に基づいて最終目標位置へ到達する前に、複数のモータにおける位置プロファイルを第１の補正手段が再生成し、位置変更完了後に、位置変更最長時間に予測時間を加えた時間を、第２の補正手段が位置変更時間の補正値とするようにしてもよい。
【０１５９】
また、実施例４において、変更する印字位置に対して、補正値に基づき、その他の印字位置に対する位置変更時間も補正するようにしてもよい。
【０１６０】
そして、実施例４において、変更する印字位置に対して、位置変更開始から位置変更途中時間が経過した後における位置である途中目標位置と、位置変更開始から位置変更途中時間が経過したときにおけるモータ位置との位置誤差比を算出するようにしてもよい。また、位置誤差比算出によって算出した複数のモータの位置誤差比を互いに比較し、比較した位置誤差比のうちで最大の位置誤差比に対応するモータが、位置変更最長時間モータであると判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６１】
１…感光体ドラム、
４…中間転写ベルト、
９…モータ、
１０１１‥‥モータ制御ブロック、
１０１２…速度変更時間比較ブロック。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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