(57)【要約】【課題】搬送体の回転を検出する際の異常発生時においても搬送体の正常な駆動制御を可能とすること。【解決手段】搬送体を駆動するステッピングモータ４と、搬送体の回転信号を検出する検出部１５と、ステッピングモータ４の基準信号と検出部１５で検出された回転信号とを比較する比較部１８と、比較部１８の比較結果に基づいて搬送体が回転異常であるか否かを判断する判断部１９と、判断部１９により上記搬送体の回転異常と判断された後に、当該回転異常と判断される前の上記回転信号に基づいてステッピングモータ４を駆動する駆動制御部２０と、を備える。【選択図】図２
2016015856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送体を駆動する駆動モータと、
前記搬送体の回転信号を検出する検出部と、
前記駆動モータの基準信号と前記検出部で検出された回転信号とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記搬送体が回転異常であるか否かを判断する判断部と、
前記判断部により前記搬送体の回転異常と判断された後に、当該回転異常と判断される前の前記回転信号に基づいて前記駆動モータを駆動する駆動制御部と、
を備えること特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記判断部により前記搬送体の回転異常と判断された後に、前記搬送体の回転が正常であると判断された場合、前記検出部で検出された前記搬送体の回転信号に切り替えて前記駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記検出部で検出された回転信号に対して所定の処理を実行した後の値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記判断部により前記搬送体の回転異常と判断された場合、前記記憶部に記憶されている値を用いて前記駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
表示部をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記判断部により前記搬送体の回転異常と判断された場合、前記表示部に所定の表示情報を表示することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の駆動装置。
【請求項５】
搬送体の回転信号を検出する検出工程と、
駆動モータの基準信号と前記検出工程で検出された回転信号とを比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて前記搬送体が回転異常であるか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程により前記搬送体の回転異常と判断された後に、当該回転異常と判断される前の前記回転信号に基づいて前記駆動モータを駆動する駆動制御工程と、
を含むこと特徴とする駆動方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか一つの駆動装置と、
前記駆動装置により画像形成系が駆動制御される画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
搬送体の回転信号を検出する検出ステップと、
駆動モータの基準信号と前記検出ステップで検出された回転信号とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップの比較結果に基づいて前記搬送体が回転異常であるか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにより前記搬送体の回転異常と判断された後に、当該回転異常と判断される前の前記回転信号に基づいて前記駆動モータを駆動する駆動制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、駆動方法、画像形成装置、およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばタンデム型のカラー画像形成装置において、各色のトナー像を重ね合わせて転写する中間転写ベルトなどの搬送体の駆動にステッピングモータ（パルスモータ）を用いている。上記中間転写ベルトを用いた駆動制御装置では、各色の重ね合わせの精度が要求されることから、搬送体の回転を外部エンコーダで検出し、そこで得られるエンコーダ信号に基づいて駆動制御を行っている。
【０００３】
パルスモータを用いて駆動される搬送体の角変位を外部エンコーダで検出し、検出値と設定値との差を求め、この差と標準駆動パルス周波数とに基づいて駆動パルス信号を求めてパルスモータを駆動する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記に示される従来の技術にあっては、外部エンコーダが何らかの原因により正常な検出信号を得られない場合に、外部エンコーダで検出した信号を用いて駆動制御することができなかった。すなわち、搬送体の回転を検出する際に外部エンコーダの信号に異常が発生した場合に正常な駆動制御が行なわれなくなる可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搬送体の回転を検出する際の異常発生時においても搬送体の正常な駆動制御を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搬送体を駆動する駆動モータと、前記搬送体の回転信号を検出する検出部と、前記駆動モータの基準信号と前記検出部で検出された回転信号とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記搬送体が回転異常であるか否かを判断する判断部と、前記判断部により前記搬送体の回転異常と判断された後に、当該回転異常と判断される前の前記回転信号に基づいて前記駆動モータを駆動する駆動制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、搬送体の回転を検出する際の検出信号に異常が発生しても搬送体の正常な駆動制御が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の要部構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる駆動装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、外部エンコ−ダの信号の様子および異常検知方法を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかるステッピングモータの制御動作例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４におけるＡ動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる駆動装置、駆動方法、画像形成装置、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態）
本実施の形態では、中間転写ベルトの従動軸上に外部エンコ−ダを設け、エンコーダ信号に基づいて中間転写ベルトを一定に回転させる画像形成装置において、その外部エンコ−ダが異常時の場合の制御動作である。以下、具体例をあげて説明する。
【００１１】
図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の要部構成を示す説明図である。この画像形成装置は、カラー画像を形成するためにタンデム型の複合機を例にとったものである。複合機は、検出部１５、搬送体としての中間転写ベルト２、制御部３、ステッピングモータ４、駆動ローラ５、感光体ドラム６Ａ〜６Ｄ、感光体ドラム駆動モータ７Ａ〜７Ｄ、操作パネル８、従動ローラ９、２次転写ローラ１１、を含んで構成されている。
【００１２】
検出部１５は、外部エンコーダ１の回転信号を、例えば光学的な検出器１ａにより検出する。検出部１５の外部エンコーダ１は、従動ローラ９の回転軸の回転から従動ローラ９の回転角速度、すなわち従動ローラ９によって回転する中間転写ベルト２の回転角速度を検出して制御信号としてのエンコーダ信号を生成する。検出部１５は、生成した回転角速度をパルス信号で表した信号として制御部３に出力する。すなわち、検出部１５は、回転体である中間転写ベルト２の回転角速度に応じた信号を出力する。後述するように、外部エンコーダ１から出力された信号は、制御部３に送出される。
【００１３】
中間転写ベルト２は、感光体ドラム６Ａ〜６Ｄに帯電された各色のトナー像を順次重ね合わされて坦持する無端状のベルトであり、駆動ローラ５の駆動に従って、駆動ローラ５と従動ローラ９の間に張架されて反時計回りに回動する。
【００１４】
制御部３は、検出部１５によって出力された信号を検知する。この制御部３の具体的な内容については、後述する。
【００１５】
ステッピングモータ４は、駆動ローラ５を回転駆動させるモータであり、この駆動ローラ５が回転することによって従動ローラ９、および駆動ローラ５および従動ローラ９によって支持される中間転写ベルト２が移動することとなる。このステッピングモータ４の具体的な内容については、上述した制御部３と共に後述する。
【００１６】
駆動ローラ５は、中間転写ベルト２を搬送方向に移動させるためのローラであり、上述したように、ステッピングモータ４によって回転駆動される。
【００１７】
感光体ドラム６Ａ〜６Ｄは、中間転写ベルト２に当接され、現像器（不図示）によって静電潜像から形成されたトナー像を担持する。さらに感光体ドラム６Ａ〜６Ｄは、後述する感光体ドラム駆動モータ７Ａ〜７Ｄによって回転駆動されることによって中間転写ベルト２上に各色のトナー像が重ね合わされて形成される。
【００１８】
感光体ドラム駆動モータ７Ａ〜７Ｄは、上述した感光体ドラム６Ａ〜６Ｄを駆動するためのモータである。
【００１９】
操作パネル８は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等のディスプレイ装置から構成され、ユーザからタッチ操作等によってプリント開始・停止指示を受け付ける。また、操作パネル８は、後述するように、検出部１５からの信号が、あらかじめ定められた値の範囲を超えた場合には、検出信号が異常、すなわち外部エンコーダ１によるフィードバック制御が異常であるので、画像品質が悪くなる旨の表示を行う。
【００２０】
なお、以下の説明では、操作パネル８は、検出部１５からの信号が異常の場合、画像品質が悪くなる旨を表示した際に、さらに、その表示を確認したユーザが操作パネル８をタッチする等して、所定の操作を行わせる入力を受け付けることとしてもよい。
【００２１】
従動ローラ９は、中間転写ベルト２を支持して従動回転させるためのローラであり、中間転写ベルト２は、この従動ローラ９および駆動ローラ５によって搬送方向に従動回転する。
【００２２】
２次転写ローラ１１は、感光体ドラム６Ａ〜６Ｄで形成され、中間転写ベルト２に転写された各色のトナー像を、搬送方向に搬送される記録紙に一括して転写するためのローラである。この２次転写ローラ１１によって、中間転写ベルト２上の各色のトナー像が記録紙に転写される。転写後の記録紙は定着部（不図示）に搬送され、定着処理され、排紙または次の後処理部に搬送される。
【００２３】
図１において、カラ-画像を印刷するとき、各色の感光体ドラム駆動モ−タ７Ａ〜７Ｄによって回転している。各色の感光体ドラム６Ａ〜６Ｄ上には各色のトナ−像が形成されている。このトナ−像を順次、中間転写ベルト２上に重ね合わせることでカラ-画像が形成される。中間転写ベルト２上に形成されたカラ-画像は駆動ロ−ラ５と２次転写ロ−ラ１１の接点個所（転写位置）で記録紙上に転写される。このとき各色の感光体ドラム６Ａ〜６Ｄ上のカラ−画像を中間転写ベルト２に順次重ね合わせるときに、中間転写ベルト２の搬送速度が一定に駆動されていることがカラ−画像品質（色合わせ精度）の良し悪しを決める。
【００２４】
そのため、スッテピングモータ４で直接、転写ベルト駆動ロ−ラ５を駆動すると、環境温度等による膨張等により転写ベルト駆動ロ−ラ５の径が変化する。するとその変化量によって中間転写ベルト２の搬送速度が変化する。各色のドラム６Ａ〜６Ｄから中間転写ベルト２に画像を転写させるとき、本来の位置からずれ画像が中間転写ベルト２上に形成されてしまう。このため、色合せの精度が劣ってしまい、結果的に記録紙には色ずれ画像が形成されることになる。
【００２５】
上記の原因はスッテピングモータ４の軸での回転速度ωは一定なのだが、転写ベルト駆動ロ−ラ５の径ｒが変化するため、中間転写ベルト２の搬送速度ＶはＶ＝ｒωの関係から搬送速度が変化することがわかる。
【００２６】
そこで、従動ロ−ラ９上に外部エンコ−ダ１を設ける。検出部１５は、外部エンコ−ダ１のエンコ−ダ信号には転写ベルト駆動ロ−ラ５の膨張による中間転写ベルト２の搬送速度変化がのった信号として検出する。制御部３は、この外部エンコ−ダ１のエンコ−ダ信号を使うことにより、エンコーダ信号に応じてスッテピングモータ４の基準クロックを変化させるサーボ技術で中間転写ベルト２の搬送速度を一定に制御する。
【００２７】
なお、外部エンコ−ダ（encoder）１の構成としては通常用いられているスリット円盤の回転を光学的に検出する型の構成、あるいはアブソリュート型など、色合わせ転写を行なう搬送体の回転信号を検出するものであればいずれであってもよい。
【００２８】
また、本実施の形態では、タンデム型のカラー画像形成装置に駆動装置を採用した例を示したが、例えばリボルバー方式のカラー画像形成装置の構成など、色合わせ駆動部の回転信号を検出して駆動制御を行う装置であってもよい。
【００２９】
図２は、実施の形態にかかる駆動装置の機能構成を示すブロック図である。制御部３は、マイクロコンピュータシステムでなる。すなわち、制御部３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１３などを有する。
【００３０】
ＣＰＵ１０は、比較部１８、判断部１９、駆動制御部２０の各機能を有し、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムに基づいて後述するステッピングモータ４の駆動制御を実行する。制御部３には、操作パネル８、不揮発性メモリ１７などが接続されている。ステッピングモータ４は制御部３の制御信号がドライバ１６に入力され、このドライバ１６によって駆動される。
【００３１】
なお、上記比較部１８、判断部１９、駆動制御部２０の機能構成の全部、あるいは一部をハードウェアで構成してもよい。
【００３２】
駆動モータであるステッピングモータ４は、搬送体としての中間転写ベルト２を駆動する。検出部１５は、上記搬送体の回転信号を検出する。比較部１８は、上記駆動モータの基準信号と検出部１５で検出された回転信号とを比較する。判断部１９は、比較部１８の比較結果に基づいて上記搬送体が回転異常であるか否かを判断する。駆動制御部２０は、判断部１９により上記搬送体の回転異常と判断された後に、当該回転異常と判断される前の回転信号に基づいて上記駆動モータを駆動する。なお、判断部１９は、例えば、後述の図３において検出部１５でサンプリングした正常な周波数に対して「異常」で示すサンプリング信号である場合に、上記搬送体が回転異常であると判断する。
【００３３】
駆動制御部２０は、判断部１９により上記搬送体の回転異常と判断された後に、上記搬送体の回転が正常であると判断された場合、検出部１５で検出された上記搬送体の回転信号に切り替えて上記駆動モータを駆動する。
【００３４】
記憶部としての不揮発性メモリ１７は、検出部１５で検出された回転信号を所定処理した後の値を記憶する。駆動制御部２０は、判断部１９により上記搬送体の回転異常と判断された場合、上記記憶部に記憶されている値を用いて上記駆動モータを駆動する。すなわち、外部エンコ−ダ１が復帰して信号の立上りエッジ信号を再検知したときは、前回の不揮発メモリ１７の記憶値と比較して、支障ない周波数値の場合は、再度、外部エンコ−ダ１の信号を使ってステッピングモータ４を制御する。
【００３５】
駆動制御部２０は、判断部１９により上記搬送体の回転異常と判断された場合、表示部としての操作パネル８に所定の表示情報を表示する。すなわち、外部エンコ−ダ１の信号が異常な期間は、カラ−画像に多少色ずれが発生する場合がある旨の情報を、コメント等で操作パネル８に表示してユーザに知らせる。
【００３６】
通常動作時はＣＰＵ１０を搭載した制御部３は、外部エンコーダ１の信号からクロックをモニターしており、一定時間の平均周波数を演算して、その値を不揮発メモリ１７に記憶している。また、中間転写ベルト２が過負荷により搬送速度が遅くなった場合は、その遅れを補正するため、制御部３から出力される基準クロックの周波数を高くして、搬送速度の遅れ分を補正している。
【００３７】
しかしながら、図３に示すように外部エンコーダ１からの信号が、外部エンコーダ１が何らかの不具合により正常に制御部３に入力できない場合が生じる。この場合、通常だと外部エンコーダ１の不具合によりサービスマンコール等の対応を行うことになる。このため正常復帰に戻すための修理により装置を停止する必要が生じ、いわゆるダウンタイムが発生する。なお、図３では、中央部分の信号が外部エンコーダ１の異常発生時の信号、その左右の信号が正常の外部エンコーダ１のサンプリング信号の信号例として示している。
【００３８】
図３は、外部エンコ−ダ１の信号の様子および異常検知方法を示す図である。外部エンコ−ダ１の信号は制御部３のタイマ−（不図示）に入力している、エンコ−ダ信号の立上りエッジ間の周波数を常に測定している。ある期間で外部エンコ−ダ１のエッジ信号が検出されない場合、異常処理に移行する。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、外部エンコーダ１の信号クロックを絶えずモニターして平均周波数を演算し、その結果を不揮発メモリ１７に記憶している。このため、外部エンコーダ１の不具合の判定をした場合、不揮発メモリ１７から平均周波数の情報を持って、それを基準クロックとしてステッピングモータ４を動作させるため、機械のダウンタイムは発生しない。
【００４０】
平均周波数は、機械が動作中は絶えずサンプリングして平均値を算出して、最新情報に書き換える。そのため、機械部品（ローラ等）の磨耗等の情報も含んでいる。
【００４１】
図４は、本実施の形態にかかるステッピングモータの制御動作例を示すフローチャートである。本動作は、制御部３により実行される。まず、制御部３は、ステッピングモータ４を駆動するための基準クロック周波数値を設定する（ステップＳ１１）。この基準クロック周波数値をドライバ１６に送り、ドライバ１６によってステッピングモータ４を起動する（ステップＳ１２）。
【００４２】
続いて、検出部１５により外部エンコーダ１からの信号をサンプリングする。さらにサンプリングした周波数の平均値を不揮発性メモリ１７に記憶する（ステップＳ１３）。なお、周波数の平均値は、（ｆ１＋ｆ２＋・・ｆｎ）／ｎとして算出する（図３参照）。
【００４３】
続いて、サンプリングした外部エンコーダ１の信号が異常であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。この信号の異常については図３に示すように正常な波形に対して外れている信号である。ここで外部エンコーダ１の信号が異常でなければ、さらにステッピングモータ４の駆動停止要求の有無を判断する（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１４において外部エンコーダ１の信号が異常であれば、後述するＡの処理（図５参照）に移行する。ステップＳ１５においてステッピングモータ４の駆動停止要求がなければステップＳ１３に戻り、以降の動作を繰り返し実行する。一方、ステップＳ１５においてステッピングモータ４の駆動停止要求があればドライバ１６を制御してステッピングモータ４を停止する（ステップＳ１６）。
【００４４】
図５は、図４におけるＡ動作を示すフローチャートである。本動作は図４のステップＳ１４において外部エンコーダ１の信号が異常である場合の動作である。まず、外部エンコーダ１のクロックの平均周波数をステッピングモータ４の基準クロックに変更する（ステップＳ２１）。続いて、操作パネル８に「カラー画像品質が悪い状態です」などの表示を行い、ユーザにその旨を知らせる（ステップＳ２２）。
【００４５】
続いて、外部エンコーダ１の信号のサンプリングを開始し（ステップＳ２３）、外部エンコーダ１の信号が正常であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで外部エンコーダ１の信号が正常でなければ、さらにステッピングモータ４の駆動停止要求の有無を判断する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５においてステッピングモータ４の駆動停止要求がなければステップＳ２４に戻り、以降の動作を繰り返し実行する。他方、ステップＳ２５においてステッピングモータ４の駆動停止要求があれば、ドライバ１６を制御してステッピングモータ４を停止する（ステップＳ２６）。一方、ステップＳ２４において外部エンコーダ１の信号が正常であれば、ステッピングモータ４の基準クロックをサンプリング周波数の平均値、すなわち本来の基準クロック値に変更し（ステップＳ２７）、図４のステップＳ１５に移行する。
【００４６】
したがって、以上説明してきた実施の形態によれば外部エンコ−ダ１を設けエンコ−ダ信号と基準クロックによるサーボ技術でスッテピングモータ４の制御駆動を実施した構成において、以下のような効果を奏する。外部エンコーダ１が異常発生時にエンコーダ信号を出力しない場合、正常動作中のエンコーダ信号をサンプリングした平均値をダミークロックとして使うことにより、機械のダウンタイムなしに印刷が続けられる。なお、ダミークロックを使った場合は単色印刷の方が品質的によくなる。
【００４７】
また、正常動作中のエンコーダ信号をサンプリングし、その平均値をダミ−クロックを基準クロックを使うことにより、新規の信号を設けなくても良いため、システム構成等が簡単になる。
【００４８】
また、外部エンコ−ダ１上にゴミ等が入ってエンコ−ダ信号が異常と処理された後、ゴミ付着などの不具合の原因が取れて正常復帰したときは再度本来の制御に戻すことにより、高画質の画像を得ることができる。
【００４９】
また、外部エンコ−ダ１の信号を常時サンプリンし、その平均周波数値を適時に不揮発メモリ１７に保存することにより、機械が劣化(ローラ径の磨耗等々)に応じて、適正な上記ダミークロックを機械へ供給可能なため、高画質な画像を得ることができる。
【００５０】
また、上述したようにダミ−クロックでステッピングモ−タ４を制御しているときは、白黒画像は殆ど問題がないが、カラ−画像を取ると多少色合わせ品質が劣る場合もあるので、その趣旨を操作パネル８上で表示して、使用者に促すことができる。
【００５１】
ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ１２に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。たとえば、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００５２】
また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００５３】
本実施の形態で実行されるＲＯＭ１２のプログラムは、上述したＣＰＵ１０の機能を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１０（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ１３等の主記憶装置上にロードされる。そして、上記プログラムが主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１  外部エンコーダ
２  中間転写ベルト
３  制御部
４  ステッピングモータ
８  操作パネル
１０  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１５  検出部
１６  ドライバ
１７  不揮発性メモリ
１８  比較部
１９  判断部
２０  駆動制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００４−１８７４１３号公報
【図１】
2016015856.tif 000003
【図２】
2016015856.tif 000004
【図３】
2016015856.tif 000005
【図４】
2016015856.tif 000006
【図５】
2016015856.tif 000007