(57)【要約】【課題】エンコーダホイールに異常が発生したときでも正常に制御を行うことができる回転駆動装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１１ａの回転軸に取り付けられたエンコーダホイール１１１のスケールをエンコーダセンサ１１２で検知して、感光体ドラム１１ａの回転駆動を制御する駆動制御部２００は、エンコーダセンサ１１２が検知したスケールから感光体ドラム１１ａの回転周期を算出する回転周期演算部２０３と、算出された回転周期から感光体ドラム１１ａを回転駆動させる制御値ｅを生成する制御値生成部２０１とを有する。制御値生成部２０１は、制御値ｅとして、算出された回転周期が所定範囲から外れ、且つ、所定範囲から外れた回数がエラー回数ｅｒｒ＿ｎｕｍを超えた場合には回転周期に応じた制御値を生成して用いる。【選択図】図３
2013171175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材を回転駆動する回転駆動装置であって、
前記回転部材を回転させる駆動手段と、
スケールが形成され、前記回転部材の回転軸に取り付けられる回転体と、
前記回転体が前記回転部材と共に回転するときに、前記回転体に形成された前記スケールを検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき前記回転部材の回転情報を求め、該回転情報に基づいて前記駆動手段を制御するための制御値を求める制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記回転情報演算部が算出した回転情報が所定範囲から外れ、且つ、前記所定範囲から外れた回数が所定回数よりも多い場合には、前記回転情報に基づき前記制御値を求め、前記回転情報演算部が算出した回転情報が所定範囲から外れ、且つ、前記所定範囲から外れた回数が所定回数よりも少ない場合には、前記制御値を所定値とすること特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記制御値として、前記回転情報演算部が算出した回転情報が前記所定範囲に収まっている場合には、前記回転情報に基づく制御値を生成して用いることを特徴とする請求項１記載の回転駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記制御値に基づいてフィードバック制御のためのフィードバック制御量を生成し、前記フィードバック制御量に基づいて前記駆動手段の駆動信号を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
前記回転情報は、前記回転部材の回転周期、回転速度及び周速度のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【請求項５】
感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤で現像することによって形成された現像剤像を転写材に転写する電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置であって、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転駆動装置を備え、
前記回転部材が前記感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
回転部材を回転駆動する駆動手段と、一定間隔でスケールが形成され、前記回転部材の回転軸に取り付けられる回転体と、前記回転体が前記回転部材と共に回転するときに前記回転体に形成された前記スケールを検知する検知手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを備える回転駆動装置の回転駆動制御方法であって、
前記制御手段が、前記検知手段が検知した前記スケールに基づいて前記回転部材の回転情報を求める回転情報演算ステップと、
前記制御手段が、前記回転情報演算ステップで算出した回転情報に基づいて前記回転部材を回転駆動させるための制御値を生成する制御値生成ステップとを有し、
前記制御値生成ステップでは、前記回転情報演算部が算出した回転情報が所定範囲から外れ、且つ、前記所定範囲から外れた回数が所定回数よりも多い場合には、前記回転情報に基づき前記制御値を求め、前記回転情報演算部が算出した回転情報が所定範囲から外れ、且つ、前記所定範囲から外れた回数が所定回数よりも少ない場合には、前記制御値を所定値とすること特徴とする回転駆動装置の回転駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材を回転駆動する回転駆動装置、回転駆動装置での回転駆動制御方法、及び、回転駆動装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、例えば、感光体ドラム等の回転部材を一定の回転速度（角速度）で回転させるために、等間隔に目盛り（スケール）が記された円形回転体であるエンコーダホイールを回転部材と一体的に回転駆動させている。そして、エンコーダホイールの目盛りをエンコーダセンサによって検知することによってエンコーダホイールの回転速度を検出して、回転部材の回転速度を制御している。
【０００３】
ここで、エンコーダホイールに異物が付着すると、異物を目盛りとして誤検知し、エンコーダセンサは実際の回転速度と異なる信号（以下「周期異常信号」という）を出力する。この周期異常信号に基づいて回転制御を行うと、回転部材を一定の回転速度で回転駆動させることができなくなる。この問題に対処する方法として、周期異常信号が発生したときに擬似的な内部信号（以下「疑似信号」という）を生成し、生成した疑似信号に基づいて回転部材の回転駆動を制御する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された発明では、回転部材の周期異常が継続して発生した場合には継続して擬似信号が生成され、生成された疑似信号に基づく制御が継続して行われることになる。しかしながら、疑似信号に基づく制御では、十分な制御量を得ることができず、回転部材を所望の速度で回転させることができなくなる。
【０００６】
本発明は、エンコーダホイールに異常が発生した場合に、正常に制御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】
【０００７】
本発明に係る回転駆動装置は、回転部材を回転駆動する回転駆動装置であって、前記回転部材を回転させる駆動手段と、スケールが形成され、前記回転部材の回転軸に取り付けられる回転体と、前記回転体が前記回転部材と共に回転するときに、前記回転体に形成された前記スケールを検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づき前記回転部材の回転情報を求め、該回転情報に基づいて前記駆動手段を制御するための制御値を求める制御手段とを有し、前記制御手段は、前記回転情報演算部が算出した回転情報が所定範囲から外れ、且つ、前記所定範囲から外れた回数が所定回数よりも多い場合には、前記回転情報に基づき前記制御値を求め、前記回転情報演算部が算出した回転情報が所定範囲から外れ、且つ、前記所定範囲から外れた回数が所定回数よりも少ない場合には、前記制御値を所定値とすること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンコーダホイールに異常が発生しても、正常に制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る回転駆動装置を備えるカラー複写機（画像形成装置）の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のカラー複写機が備える感光体ドラムの回転駆動装置を示す図である。
【図３】図２の駆動制御部のブロック図である。
【図４】図３の駆動制御部が受信／演算／出力する各種の信号を示す図である。
【図５】図３のＦＢ制御部での演算の内容を示す図である。
【図６】図３の制御値生成部で実行される演算処理のフローチャートである。
【図７】図２に示すエンコーダユニットの正面図である。
【図８】図６のフローチャートに従う制御値生成部の具体的な動作（信号処理）を示す第１の図である。
【図９】図６のフローチャートに従う制御値生成部の具体的な動作（信号処理）を示す第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る回転駆動装置を備える画像形成装置として、電子写真方式により記録紙等に画像を形成するカラー複写機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）を取り上げることとする。
【００１１】
＜カラー複写機の構成＞
［カラー複写機の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置を備えるカラー複写機の概略構成を示す断面図である。このカラー複写機は、大略的に、画像読取部１Ｒと画像出力部１Ｐとで構成されている。画像読取部１Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送信する。画像出力部１Ｐは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の４色の各色に対応する４つの画像形成部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが並列に配置された作像部１０を備える。また、画像出力部１Ｐは、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、クリーニングユニット５０と、制御ユニット（不図示）とを備える。
【００１２】
［作像部１０の構成］
作像部１０を構成する画像形成部１０ａ〜１０ｄはそれぞれ同じ構成を有しているため、ここでは画像形成部１０ａについて説明することとし、画像形成部１０ｂ〜１０ｄについての説明を省略する。なお、例えば、図１において、画像形成部１０ｂの感光体ドラム１１ｂ、画像形成部１０ｃの感光体ドラム１１ｃ、画像形成部１０ｄの感光体ドラム１１ｄはそれぞれ、画像形成部１０ａの感光体ドラム１１ａと同等である。このように、図１では、同等の構成要素については、同じ数字符号と画像形成部１０ａ〜１０ｄのそれぞれに対応する英字符号ａ〜ｄとを組み合わせた符号を付している。
【００１３】
画像形成部１０ａでは、像担持体である感光体ドラム１１ａが、図１中の矢印方向に回転駆動されるように回転自在に軸支されている。なお、感光体ドラム１１ａは、本実施形態に係る回転駆動装置による回転駆動制御の対象となる回転部材の一例である。画像形成部１０ａは、感光体ドラム１１ａの外周面に対向するように配置された一次帯電器１２ａ、現像装置１４ａ及びクリーニング装置１５ａを備えると共に、感光体ドラム１１ａに対して露光を行う光学系１３ａと折り返しミラー１６ａとを備えている。
【００１４】
一次帯電器１２ａは、感光体ドラム１１ａの表面に均一な帯電量の電荷を与える。光学系１３ａでは、画像読取部１Ｒからの画像信号に応じて、例えばレーザビーム等の光線が変調され、折り返しミラー１６ａを介して感光体ドラム１１ａ上に露光され、これにより感光体ドラム１１ａ上に静電潜像が形成される。
【００１５】
画像形成部１０ａではイエロー（Ｙ）の現像剤像（トナー画像）を形成する。そのため、現像装置１４ａは、イエロー（Ｙ）の現像剤（トナー）により感光体ドラム１１ａ上に形成された静電潜像を顕像化させて、トナー画像を形成する。感光体ドラム１１ａの表面に形成されたトナー画像は、画像転写領域Ｔａにおいて中間転写ユニット３０が備えるベルト状の像担持体である中間転写ベルト３１に転写される。すなわち、本実施形態に係るカラー複写機では、所謂、中間転写方式を採用する。
【００１６】
なお、中間転写ユニット３０の構成については後述する。感光ドラム１１ａにおける画像転写領域Ｔａの下流側では、クリーニング装置１５ａが中間転写ベルト３１に転写されずに感光体ドラム１１ａ上に残されたトナーを掻き落として、感光体ドラム１１ａの表面を清掃する。
【００１７】
上述のプロセスが画像形成部１０ａ〜１０ｄのそれぞれで行われることにより、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）の各色のトナー画像が形成され、各色のトナー画像は所定のタイミングで中間転写ベルト３１に重ね合わされる。
【００１８】
［給紙ユニット２０の構成］
給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するカセット２１と、カセット２１から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２と、ピックアップローラ２２により送り出された転写材Ｐを更に搬送するための給紙ローラ対２３とを備える。また、給紙ユニット２０は、給紙ガイド２４と、画像形成部１０ａ〜１０ｄにおける画像形成タイミングに合わせて、転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５とを備える。なお、図１には１つのカセット２１のみが示されているが、本実施形態に係るカラー複写機は、用紙サイズ毎に複数のカセット２１を備えている。
【００１９】
［中間転写ユニット３０の構成］
中間転写ユニット３０は、駆動ローラ３２によって回転駆動される中間転写ベルト３１を備えている。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１の回動に従動し、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度なテンションを与えるテンションローラとしての従動ローラ３３と二次転写対向ローラ３４との間に張設されている。なお、駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間に一次転写平面Ａが形成される。
【００２０】
中間転写ベルト３１には、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）等が用いられる。駆動ローラ３２に、金属ローラの表面に数ミリメートル厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）がコーティングされた構造を有しており、これにより中間転写ベルト３１との間にスリップが発生するのを防いでいる。駆動ローラ３２は、パルスモータやＤＣブラシレスモータ等の駆動手段（不図示）によって回転駆動される。
【００２１】
感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１とが当接する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１を挟んで感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向するように、一次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。また、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置されており、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅが形成されている。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で押圧手段（不図示）により押圧されている。
【００２２】
［クリーニングユニット５０の構成］
クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするために、二次転写領域Ｔｅの下流側に配置されている。クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレード５１と、回収したトナーを収納する回収トナーボックス５２とを備えている。
【００２３】
［定着ユニット４０の構成］
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた加熱ローラ４１ａと、加熱ローラ４１ａに対して加圧を行う加圧ローラ４１ｂとを有する。なお、加圧ローラ４１ｂも熱源を備えていてもよい。また、定着ユニット４０は、加熱ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとからなるローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド４３と、定着ユニット４０の内部に熱を閉じ込めるための定着断熱カバー４６とを備えている。加熱ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのローラ対を抜けた転写材Ｐは、内排紙ローラ４４、縦パスローラ４５ａ，４５ｂ及び外排紙ローラ４９によって、カラー複写機の外部へ排出され、転写材Ｐを積載する排紙トレイ４７に積載される。なお、転写材Ｐに対して両面印刷を行う場合、転写材Ｐは両面給紙ガイド７１を通して二次転写領域Ｔｅへ再搬送される。
【００２４】
［制御部の構成］
制御部は、カラー複写機での全体的な動作、制御を司るＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラム、パラメータ等が格納されたＲＯＭと、ＣＰＵがプログラムを展開する作業領域として機能すると共に画像データ等の一時的な記憶を司るＲＡＭ等を備えている。
【００２５】
＜カラー複写機での画像形成動作＞
［片面（一面）印刷］
カラー複写機での画像形成動作について、以下に説明する。カラー複写機における一連の動作及び処理は、制御部のＣＰＵにより統括制御されて実行される。
【００２６】
ＣＰＵから画像形成動作開始信号が発せられると、選択されたサイズの転写材Ｐの給紙動作が開始される。図１のカセット２１から給紙を行う場合、先ず、ピックアップローラ２２によってカセット２１から転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。転写材Ｐは、給紙ローラ対２３によって給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５まで搬送される。その際に、レジストローラ２５は停止しており、転写材Ｐの先端がレジストローラ２５のニップ部に突き当たる。
【００２７】
その後、ＣＰＵからの指示に従って、作像部１０が画像形成を開始するタイミングに合わせて、レジストローラ２５の回転が開始される。レジストローラ２５の回転開始のタイミングは、転写材Ｐと画像形成部１０ａ〜１０ｄから中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて一致するように、設定されている。
【００２８】
一方、画像形成部１０ａ〜１０ｄは、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにしたがってトナー画像を形成する。中間転写ベルト３１の回転方向において最も上流にある感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー画像は、中間転写ベルト３１の回転にしたがって次の一次転写領域Ｔｃへ移動する。画像形成部１０ｃでは、トナー画像が搬送されてくる時間だけ遅延して画像形成が行われており、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー画像の上にレジストを合わせて、感光体ドラム１１ｃ上に形成されたトナー画像が転写される。以下、同様のプロセスが繰り返され、最終的に４色のトナー画像が中間転写ベルト３１上において重畳されるように一次転写される。
【００２９】
その後、中間転写ベルト３１上に形成された４色重畳トナー画像が二次転写領域Ｔｅに進入するタイミングに合わせて、転写材Ｐも二次転写領域Ｔｅに進入する。転写材Ｐと中間転写ベルト３１とが接触して転写材Ｐが通過するタイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧を印加することにより、中間転写ベルト３１上の４色重畳トナー画像は転写材Ｐの表面に転写される。
【００３０】
その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内され、加熱ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのローラ対の熱及びニップの圧力によって、４色重畳トナー画像の転写材Ｐの表面への定着が行われる。最後に、転写材Ｐは、内排紙ローラ４４、縦パスローラ４５ａ，４５ｂ、外排紙ローラ４９によって搬送されて、排紙トレイ４７上へ排出、積載される。
【００３１】
［両面（二面）印刷］
転写材Ｐに対して両面に画像を形成する場合におけるカラー複写機の動作を説明するが、ここでは、上述した片面印刷と重複した動作については説明を省略する。
【００３２】
片面印刷の場合と同様に、転写材Ｐの表面（一面目）に４色重畳トナー画像が定着処理された後、転写材Ｐは、内排紙ローラ４４、縦パスローラ４５ａ（用紙サイズに応じて更に縦パスローラ４５ｂ及び外排紙ローラ４９）によって搬送される。転写材Ｐの後端が搬送路上の位置７０を通過して所定距離だけ進んだ後に、縦パスローラ４５ａ（用紙サイズによっては縦パスローラ４５ｂ、外排紙ローラ４９）が停止し、転写材Ｐの逆方向への搬送が開始される。このとき、転写材Ｐが定着ユニット４０へ搬送されないように、位置７０にはフラッパ（不図示）等の仕組みが必要に応じて設けられる。
【００３３】
こうして、一面目が印刷された転写材Ｐは両面給紙ガイド７１を通って、カセット２１から取り出された別の転写材Ｐと重複しないタイミングで給紙ガイド２４に再搬送され、一面目と同様にして、二面目（裏面）に画像が形成される。その後、転写材Ｐは、内排紙ローラ４４、縦パスローラ４５ａ，４５ｂ及び外排紙ローラ４９によって搬送され、排紙トレイ４７上に排出、積載される。
【００３４】
＜感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの回転駆動装置＞
［感光体ドラム１１ａの回転駆動の概要］
回転部材の一例である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの駆動制御について詳しく説明する。既に説明した通り、画像形成部１０ａ〜１０ｄは同じ構造を有しているため、ここでは、感光体ドラム１１ａの駆動制御について説明する。
【００３５】
図２は、感光体ドラム１１ａの回転駆動装置を示す図である。感光体ドラム１１ａには、カップリング１０２を介して回転軸であるドラム回転軸１０３から回転駆動力が伝達される。ドラム回転軸１０３には、ドラム駆動ギア１０１及びエンコーダホイール１１１が固定されており、ドラム回転軸１０３、ドラム駆動ギア１０１及びエンコーダホイール１１１は同じ回転速度で回転駆動される。なお、本実施形態では、「回転速度」は、特に断らない限りは、「角速度」を指すものとする。
【００３６】
エンコーダホイール１１１は、一定間隔（等間隔）でスケール（スリットパターン）が印刷又は印刻されている回転体である（図７参照）。エンコーダホイール１１１と、エンコーダホイール１１１のスケールを検知するエンコーダセンサ１１２とによって、エンコーダユニット１１０が構成されている。本実施形態ではエンコーダホイール１１１に対して１つのエンコーダセンサ１１２が配置されているが、複数のエンコーダセンサ１１２を、例えば、エンコーダホイール１１１の外周長を等分（２等分、３等分等）する間隔で、配置してもよい。
【００３７】
駆動制御部２００は、カラー複写機の制御部が有するＣＰＵの機能ブロックの１つである。エンコーダセンサ１１２は、エンコーダホイール１１１のスケールを検知して、ドラム回転軸１０３の回転情報を駆動制御部２００に供給する。駆動制御部２００は、エンコーダユニット１１０からの回転情報に基づいて、ドラムモータ１００に駆動信号を送る。ドラムモータ１００は、駆動制御部２００からの駆動信号にしたがってドラム駆動ギア１０１を回転させ、これにより感光体ドラム１１ａが回転する。
【００３８】
［駆動制御部２００による駆動制御］
図３は、駆動制御部２００のブロック図である。図４は、駆動制御部２００が受信／演算／出力する各種の信号を示す図である。エンコーダセンサ１１２がエンコーダホイール１１１のスケールを読み取って出力する検知信号は、図４（ａ）に示されるようなパルス信号である。エンコーダセンサ１１２による検知結果であるパルス信号は、駆動制御部２００の回転周期演算部２０３に送られる。回転周期演算部２０３は、受信したパルス信号に基づいて、ドラム回転軸１１３の回転情報としての回転周期を算出する回転情報演算部として機能する。より詳しくは、回転周期演算部２０３は、受信したパルス信号の立ち上がりエッジの間隔である時間Ｔ１，Ｔ２，…（以下「周期演算値」という）を演算する。そして、演算した周期演算値の信号（図４（ｂ））と、演算が終了したことを示すフラグ（図４（ｃ））とを制御値生成部２０１に出力する。
【００３９】
制御値生成部２０１は、回転周期演算部２０３からフラグを受信すると、周期演算値の信号と感光体ドラム１１ａの目標回転速度（以下「目標速度」と記す）とから、ドラム回転軸１０３を目標速度で回転させるために必要な制御値を演算する。そして、制御値生成部２０１は、演算した制御値をフィードバック制御部２０５（以下「ＦＢ制御部２０５」と記す）に対して出力する。制御値生成部２０１での制御値の生成方法については、後述する。
【００４０】
ＦＢ制御部２０５では、制御値生成部２０１から受信した制御値と、予め設定されたフィードバックゲイン等の値に基づいて、フィードバック制御量（以下「ＦＢ制御量」と記す）を計算し、駆動信号生成部２０６に対して出力する。駆動信号生成部２０６では、ＦＢ制御部２０５からのＦＢ制御量に比例した制御信号（本実施形態では、ＰＷＭのＤＵＴＹ）を生成し、ドラムモータ１００の駆動信号とする。
【００４１】
なお、本実施形態では、回転周期演算部２０３は立ち上がりエッジ間（立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまで）の時間を算出しているが、立ち上がりエッジから次の立下りエッジまでの時間を算出してもよい。また、これに代えて、立下りエッジから次の立下りエッジまでの時間、或いは、立ち上がりエッジから複数回先の立ち上がりエッジまでの時間等を算出するようにしてもよい。
【００４２】
［ＦＢ制御部２０５によるＦＢ制御量の生成］
図５はＦＢ制御部２０５で実行される演算の内容を示す図である。本実施形態では、ＦＢ制御部２０５は、一例として、ＰＩＤ制御により、ドラムモータ１００を駆動するためのＦＢ制御量を生成するものとする。ＦＢ制御部２０５で使用するＰＩＤ制御のゲイン値ＫＰ，ＴＩ，ＴＤは、本実施形態では、ドラム回転軸１０３の回転速度及び経時的な負荷変動に応じて予め決定される。
【００４３】
第１項の比例項４０１は、ドラム回転軸１０３の目標位置に対する位置ずれ値を、第２項の積分項４０２は位置ずれの積算値を、第３項の微分項４０３は位置ずれの瞬時値を示している。偏差ｅは、ドラム回転軸１０３の目標位置に対する位置ずれであり、制御値生成部２０１で生成される制御値ｅに相当する。本実施形態では、ドラム回転軸１０３の目標位置に対する位置ずれを、エンコーダホイール１１１に形成されたスリットの検知信号から求められる周期演算値に基づいて検出する。
【００４４】
なお、これら第１項〜第３項の制御量（操作量）は、回転周期演算部２０３が演算の終了したことを示すフラグを出力する毎に、制御値生成部２０１から出力される制御値に基づいて演算される。また、制御値生成部２０１は、目標位置に対する位置ずれ値である比例項４０１及び位置ずれの積算値である積分項４０２に関する情報をリセットすることができる。
【００４５】
［制御値生成部２０１による演算処理の詳細］
図６は、制御値生成部２０１で実行される演算処理のフローチャートである。駆動制御部２００がドラム回転軸１０３の駆動を開始すると、制御値生成部２０１は、エンコーダセンサ１１２からの検知信号に基づく周期演算値α（以下「周期α」と記す）の信号を回転周期演算部２０３から受信したか否かを判定する（ステップＳ６０１）。
【００４６】
制御値生成部２０１は、周期αの信号を受信するまで待機する（Ｓ６０１＝ＮＯ）。制御値生成部２０１は、周期αの信号を受信すると（Ｓ６０１＝ＹＥＳ）、周期αが所定の範囲内か否かを判定する（ステップＳ６０２）。ここで、「所定の範囲」とは、カラー複写機に求める精度に応じて設定すればよい。例えば、周期αが非常に安定している場合には、目標周期ｔａｇの±０．５％程度の範囲に設定し、突発的な周期αの変動に敏感に応答させたい場合は、目標周期ｔａｇの±８０％程度の範囲に設定するとよい。通常、特に目標周期ｔａｇの±３％〜±７％程度の範囲に設定することで、安定した制御を行うことができる。
【００４７】
周期αが所定の範囲内である場合（Ｓ６０２＝ＹＥＳ）、制御値生成部２０１は、エラー積算回数Ｎをゼロにクリアすると共に、周期αから目標周期ｔａｇを引いた値（α−ｔａｇ）を制御値ｅとして設定する（ステップＳ６０３）。そして、制御値生成部２０１は、設定した制御値ｅをＦＢ制御部２０５に出力する（ステップＳ６０４）。なお、「エラー積算回数Ｎ」とは、周期αが所定の範囲内になかった場合の回数、つまり、ステップＳ６０２の判定が“ＮＯ”となった回数の積算値（累積値）であり、制御値生成部２０１はエラー積算回数Ｎを保持する機能を備える。
【００４８】
周期αが所定の範囲内でない場合（Ｓ６０２＝ＮＯ）、制御値生成部２０１は、エラー積算回数Ｎが、所定の回数として予め定められたエラー回数ｅｒｒ＿ｎｕｍより大きいか否かを判定する（ステップＳ６０５）。“Ｎ≦ｅｒｒ＿ｎｕｍ”の場合（Ｓ６０５＝ＮＯ）、エンコーダホイール１１１に異物が付着する等して突発的な周期異常が発生した可能性がある。
【００４９】
図７はエンコーダユニット１１０の正面図であり、図７（ａ）は全体図であり、図７（ｂ），（ｃ）はエンコーダホイール１１１の一部拡大図である。図７（ｂ）のようにエンコーダホイール１１１に形成されているスリット１２０に異物（汚れ）１２５が付着している状態を示しており、このような状態である場合、“Ｎ≦ｅｒｒ＿ｎｕｍ”となる可能性が高い。なお、図７（ｃ）は、エンコーダホイール１１１が正常であり状態を示しており、この場合には、ステップＳ６０２で周期αが所定の範囲内にあると判定されるか、又は、ステップＳ６０５で“Ｎ＞ｅｒｒ＿ｎｕｍ”と判断されることになる。
【００５０】
“Ｎ≦ｅｒｒ＿ｎｕｍ”の場合（Ｓ６０５＝ＮＯ）、制御値生成部２０１は、目標位置との偏差がないと判断し、周期αでの制御を行わずに、制御値ｅにゼロ（０）を代入し、更にエラー積算回数Ｎを１だけインクリメントする（ステップＳ６０７）。なお、ステップＳ６０７では、ゼロ（０）以外の予め定められた制御値（所定値）を制御値ｅとして用いてもよい。そして、制御値生成部２０１は、設定した制御値ｅをＦＢ制御部２０５に出力する（ステップＳ６０４）。
【００５１】
“Ｎ＜ｅｒｒ＿ｎｕｍ”の場合（Ｓ６０５＝ＹＥＳ）、ドラム回転軸１０３を駆動する負荷が増大したこと等により、継続的に周期αに変動が生じているものと考えられる。そのため、この場合には、制御値生成部２０１は、エラー積算回数Ｎを１インクリメントすると共に、周期αから目標の周期であるｔａｇを引いた値（α−ｔａｇ）を制御値ｅに設定する（ステップＳ６０６）。そして、制御値生成部２０１は、設定した制御値ｅをＦＢ制御部２０５に出力する（ステップＳ６０４）。なお、本実施形態では、ステップＳ６０７の後にステップＳ６０４を実行するとしたが、ステップＳ６０７の後に、ステップＳ６０４を実行せず、そのままステップＳ６０１に戻るようにしてもよく、このような構成でも、同等の効果が得られる。
【００５２】
このように、本実施形態では、回転部材について求められた回転情報が所定範囲から外れ、且つ、所定範囲から外れた回数が所定回数よりも多い場合には、回転情報に基づく制御値ｅを生成して、これを用いる。一方、回転情報が所定範囲から外れても、所定範囲から外れた回数が所定回数よりも少ない場合には、予め定められた所定の制御値を用いるようにする。
【００５３】
図８及び図９は共に、図６のフローチャートに従う制御値生成部２０１の具体的な動作（信号処理）を示す図である。図８及び図９における（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、Ａ：回転周期演算部２０３への入力波形とその演算値、Ｂ：エラー積算回数Ｎ、Ｃ：制御値ｅ、Ｄ：ドラム回転軸１０３の回転速度、Ｅ：ドラム回転軸１０３の負荷、を示している。
【００５４】
図８（Ａ）は、図７（ｂ）に示したようにエンコーダホイール１１１に異物１２５が付着したために、ドラム回転軸１０３が実際には目標速度（目標周期）で回転しているにもかかわらず、エンコーダセンサ１１２からの出力波形に異常が生じた状態を示している。そのため、図８（Ｅ）に示されるように、ドラム回転軸１０３の駆動に対する負荷は殆ど変化していない。
【００５５】
回転周期演算部２０３は、エンコーダセンサ１１２からの出力信号に対して、時間Ｔ１、Ｔ２，Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，…，というように周期αを演算しているが、このうち時間Ｔ２だけが異常であるため、ステップＳ６０５にて“ＮＯ”の判定がなされる。ここで、時間Ｔ２を検出する以前のエラー積算回数Ｎは“０”であるため、図８（Ｃ）に実線で示されるように制御値ｅに“０”が設定されることにより、ドラム回転軸１０３の回転速度は、図８（Ｄ）に実線で示されるように安定する。
【００５６】
これに対して、図８（Ａ）の時間Ｔ２の検出結果を制御値ｅに反映して、図８（Ｃ）において破線で示すように制御値ｅを変更（ｅ＝α−ｔａｇ）すると、図８（Ｄ）において破線で示すように、ドラム回転軸１０３の回転速度が大きく乱れることとなる。なお、図８（Ｂ）に示されるように、時間Ｔ２が検出されたことでエラー積算回数Ｎには「１」が設定されるが、次に時間Ｔ１ａが検出されることで、エラー積算回数Ｎは“０”にクリアされる（ステップＳ６０３参照）。
【００５７】
図９（Ａ）は、図９（Ｅ）に示すようにドラム回転軸１０３の駆動に対する負荷が増大したことにより、時間Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４で示される異常な周期が継続した状態を示している。このようなドラム回転軸１０３の負荷変動は、例えば、感光体ドラム１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）とクリーニング装置１５の摩擦により発生する。より具体的には、感光体ドラム１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）の表面上のトナーが少なくなった場合や、クリーニング装置１５に塗布された潤滑剤が減少したとき等に発生する。
【００５８】
このような負荷変動が発生した場合、先に従来技術として説明した特許文献１（特開２００５−２８６０７号公報）に記載された発明では、周期異常が生じている間に亘って、図９（Ｃ）に破線で示す制御信号を出し続ける。これにより、本来必要である制御量を得ることができず、ドラム回転軸１０３の回転速度は、図９（Ｄ）に破線で示すように継続して低下し続ける。
【００５９】
これに対して、本実施形態では、周期異常が発生した回数であるエラー積算回数Ｎをカウントし、エラー積算回数Ｎが所定のエラー回数ｅｒｒ＿ｎｕｍより大きくなると、ステップＳ６０７にて制御量ｅを調整する。図９の例ではエラー回数ｅｒｒ＿ｎｕｍを“２”に設定している。そのため、図９（Ａ）のように３回の周期異常である時間Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２が連続して検出されて、エラー積算回数Ｎが“３”となった時点で初めて制御値ｅに“α−ｔａｇ”が設定される。
【００６０】
こうして図９（Ｅ）で示す負荷の変化に対して、図９（Ｃ）に実線で示す制御が実行されると、図９（Ｄ）に実線で示されるように、ドラム回転軸１０３の回転速度は一時的に変動して目標速度からずれるが、比較的短い時間で目標速度に復帰させることができる。なお、エラー回数ｅｒｒ＿ｎｕｍは、１回以上の任意の回数に設定することができ、上述した“２”に限定されるものではない。
【００６１】
上記説明の通り、本実施形態によれば、エンコーダホイール１１１に異物が付着した場合やドラム回転軸１０３の駆動に対する負荷が変動した場合等の状況に応じて、ドラム回転軸１０３の回転速度を適切に制御することができる。したがって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに形成される静電潜像やトナー画像の精度を高め、中間転写ベルト３１への転写精度を高めることによって、高精度画質の画像を転写材Ｐに対して形成することが可能になる。
【００６２】
＜他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【００６３】
上記実施形態では、回転部材として感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを取り上げたが、上述した回転速度の制御は、中間転写ベルト３１を駆動する駆動ローラ３２や転写材Ｐを搬送する各種ローラ等、各種の回転部材の回転駆動の制御に用いることもできる。また、上記実施形態では、回転部材の回転情報として回転周期を用いたが、これに限定されず、回転速度、周速度等を用いてもよい。
【００６４】
本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００６５】
１１ａ〜１１ｄ    感光体ドラム
１００    ドラムモータ
１０３    ドラム回転軸
１１１    エンコーダホイール
１１２    エンコーダセンサ
２００    駆動制御部
２０１    制御値生成部
２０３    回転周期演算部
２０５    フィードバック制御部（ＦＢ制御部）
２０６    駆動信号生成部
【図１】
2013171175.tif 000003
【図２】
2013171175.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013171175.tif 000006
【図５】
2013171175.tif 000007
【図６】
2013171175.tif 000008
【図７】
2013171175.tif 000009
【図８】
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【図９】
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