JP2012003159A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、像形成に用いる回転体を駆動するモータの動作状態に応じてモータの制御に必要なゲインを適切に設定することで、モータの回転速度変動に起因する画質低下を抑制する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、像形成に用いる感光ドラム等の回転体を回転駆動するためのモータの回転速度をフィードバック制御を行う際のゲインを、順次設定する異なるゲインから選択する。画像形成装置は、複数のゲイン設定値の各々について、モータの回転動作に同期して出力される速度信号の周期のばらつきを測定する。更に、当該測定値に基づいて、測定したばらつきが相対的に小さい、又は絶対的な基準値よりも小さいゲイン設定値を、画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置のモータ制御技術に関するものである。

電子写真方式やインクジェット方式の画像形成装置が広く普及しており、これら画像形成装置においては、一定品質の画質が要求される。そして、画質低下の一要因に、用紙の搬送方向（副走査方向）のバンディングを挙げることができる。

このような中、特許文献１により、副走査方向の濃度変動に対する解決策が提案されている。この特許文献１では、まず、感光体ドラムの外径周期で発生する副走査方向の濃度ムラを、感光ドラムの位相に対応付けて予め測定し、その測定結果を濃度パターン情報テーブルとして記憶部に記憶する。そして、画像形成時に感光ドラムの位相に応じた濃度変動の情報をテーブルから読み出し、それに基づき、感光体ドラムの外径周期で発生する濃度変動を補正する。

特開２００７−１０８２４６号公報

上述の背景技術において、出願人が、画質について検討を行う中、例えば感光ドラム等を駆動するモータの周期的な回転速度変動を、副走査方向におけるバンディングの要因として留意すべきことが判明した。

モータを回転させた時に、モータ自身の構造に起因し、モータの回転速度変動が生じる。そして該モータの回転速度変動が走査線（走査ライン画像）のピッチを周期的に変動させる。このピッチむらがバンディングに繋がり、画質低下を引き起こす。例えば、特に、コストダウンによりモータの回転に係るメカ構成の精度が低下した場合には、特にこの問題を無視することが出来ない。

また、近年、画像形成装置における画像形成動作に使用されるモータが小型化されている傾向がある。例えば、モータのロータに使用されるマグネット材をフェライトから磁力の強いネオジウムに変更することによって、ロータの小型化が図られている。一般的に、モータの回転速度変動は、慣性力の小さい低速回転時に増大することが知られており、ロータの小型化によってその影響が大きくなるおそれがある。即ち、モータの回転速度変動に起因する画質低下を抑制する必要が益々増している。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、例えば、像形成に用いる回転体を駆動するモータの動作状態に応じてモータの制御に必要なゲインを適切に設定することで、モータの回転速度変動に起因する画質低下を抑制することを目的としている。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、像形成に用いる回転体と、回転体を回転駆動する為のモータと、モータの回転動作に同期して出力される速度信号を入力する入力手段と、を備える画像形成装置であって、設定されたゲインに従い、入力手段に入力された速度信号が示すモータの回転速度が目標回転速度に近づくよう、モータの回転速度のフィードバック制御を行う速度制御手段と、モータの回転速度をフィードバック制御する際に用いられるゲイン設定値として、順次異なるゲイン設定値を設定する設定手段と、フィードバック制御が行われたときのモータの回転動作に同期して出力される速度信号の周期のばらつきを、設定手段により設定された複数のゲイン設定値の夫々について測定する測定手段と、複数のゲイン設定値から、測定手段により測定されたばらつきにおいて少なくとも相対的にばらつきが小さいゲイン設定値を、画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択する、又は、測定手段により測定されたばらつきにおいて少なくとも予め定められた閾値よりもばらつきが小さいゲイン設定値を、画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択する選択手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、像形成に用いる回転体を駆動するモータの動作状態に応じてモータの制御に必要なゲインを適切に設定することで、モータの回転速度変動に起因する画質低下を抑制することができる。

画像形成装置１００の概略的な構成例を示す図である。 モータ３９の駆動回路の構成例を示す図である。 （ａ）は３相ＤＣブラシレスモータにおける励磁パターンの一例を示す図である。（ｂ）はホール素子出力を示す図である。（ｃ）は、メインマグネットとホール素子とコイルとの配置関係を示す図である。 モータ３９の速度制御に係るブロック図を示す図である。 モータ３９によるＦＧ信号の生成方法の概念を示す図である。 ゲイン設定値とモータ３９に生じる回転速度変動との関係がモータ間で異なることを示している図である。 ゲインの設定値とＦＧ信号の周期のジッタとの関係を示す図である。 モータ３９のＦＧ信号とＣＰＵ４０の内部クロックとの関係を示す図である。 ＦＧ信号の周期分布の一例を示す図である。 モータ３９のゲインの選択処理の手順を示すフローチャートである。 ゲインの設定値とＦＧ信号の周期のジッタとの関係の一例を示す図である。 ゲインの設定値とＦＧ信号の周期のジッタとの関係の一例を示す図である。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の実施形態によって限定されるわけではない。

［第１の実施形態］
＜画像形成装置の構成＞
以下では、第１の実施形態について説明する。図１に示すカラーの画像形成装置１００は、当該装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを備えている。これら４個のプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、同一の構造を備え、それぞれ異なる色の現像剤（トナー）による画像を形成する。具体的には、プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによる画像を形成する。プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれトナー容器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、像担持体である感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、及び、現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを備える。さらに、プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、クリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、及び、廃トナー容器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを備える。

プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの上方には、レーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが配置されている。レーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、それぞれ入力された画像信号に応じて感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対する露光を行う。感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって所定の負極性の電位に帯電された後にレーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋによる露光処理が行われることによって、その表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによる現像処理によって負極性のトナーが付着される。これにより、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０から構成されている。また、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、７Ｋが配置されている。これらの一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、７Ｋには正極性の転写バイアスが印加される。これにより、矢印方向に回転する感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された各トナー像が、矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト８上に順次重ねて一次転写される。その後、中間転写ベルト８上に重ねて転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト８の回転に伴い、二次転写ローラ１１の位置へ搬送される。

給搬送装置１２は、転写材（用紙）Ｐを収納する給紙カセット１３内から転写材Ｐを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ対１５とを備える。この給搬送装置１２から搬送された転写材Ｐは、レジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１の位置へ搬送される。ここで、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスが印加されることにより、搬送された転写材Ｐに対して、中間転写ベルト８上の４色のトナー像が二次転写される。トナー像が転写された後、転写材Ｐは、定着装置１７に搬送される。そこで、転写材Ｐに対して、定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって加熱及び加圧される定着処理が施される。これにより、トナー像が転写材Ｐの表面上に定着する。定着処理の後、転写材Ｐは排紙ローラ対２０によって装置外へ排出される。

一方で、中間転写ベルト８への一次転写後に感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面上に残存したトナーは、クリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって除去され、除去されたトナーは廃トナー容器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋへ回収される。また、転写材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残存したトナーは、転写ベルトクリーニングブレード２１によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収容器２２へ回収される。

また、制御基板８０は、画像形成装置１００全体の制御を行うための電気回路が搭載されており、ＣＰＵ４０を備える。ＣＰＵ４０は、転写材Ｐの搬送に関連する負荷の駆動源（不図示）やプロセスカートリッジの駆動源（不図示）の制御、画像形成に関する制御、故障検知に関する制御等、画像形成装置１００全体の動作を一括して制御する。

＜モータの駆動回路構成＞
次に、図２を参照して、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの駆動源であるモータ３９の駆動回路の構成について説明する。尚、本実施形態における制御対象のモータとしては、画像形成処理に用いられる回転体の回転駆動に係るモータであり、感光ドラム１に限定される訳ではない。例えば、現像ローラ３を回転駆動するモータに適用することでも一定の効果を得ることができる。また、画像形成処理に用いられる回転体には、中間転写ベルト８を駆動するための駆動ローラ９なども含まれる。以下では画像形成に用いられる回転体として感光ドラムを例に説明を行っていく。

モータ３９は、ＤＣブラシレスモータであり、Ｙ結線されたコイル５５〜５７とロータ５８とを備える。また、モータ３９は、ロータ５８の位置を検出するホール素子５９〜６１を備える。このホール素子５９〜６１は、磁界を検知することによって半導体片の両端に電圧が生じる素子であり、当該電圧によってロータ５８の位置検出が可能である。ホール素子５９〜６１からの出力電圧は、アンプ６２でそれぞれ増幅された後、モータ制御回路部４２に入力される。

モータ３９におけるモータ駆動回路部４１は、モータ制御回路部４２と、図４のＰＷＭ駆動部６６に対応するハイ側ＦＥＴ４３〜４５及びロー側ＦＥＴ４６〜４８とを備える。ＦＥＴ４３〜４８は、それぞれコイルの端部であるＵ、Ｖ、Ｗに接続されており、モータ制御回路部４２から出力される相切替信号に従ってこれらをＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、図３（ａ）に示す順序で（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電位が切り替えられることで、各相が順次励磁され、ロータ５８が回転する。この相切替信号は、ＣＰＵ４０の出力ポートからの駆動信号と、ホール素子５９〜６１から発生するロータ５８の位置信号の検出結果とに基づいて、モータ制御回路部４２によって生成される。尚、図２のモータ制御回路部４２内には、モータの回転速度を検知して、検知された回転速度に基づいて、図３（ａ）に示される励磁パターン出力を行える回路が組み込まれているものとする。或いは図３（ａ）に示される一覧をあらかじめメモリに保持し、ＣＰＵ４０がそれを参照し、モータ制御回路部４２に指示するようにしても良い。

＜モータの回転速度制御に係るブロック図＞
次に、図４のブロック図を参照して、モータ３９の回転速度の制御について説明する。尚、図４のブロック図に示される機能は、ＣＰＵ４０（ＤＳＰも含む）がプログラムを実行することで構成してもよいし、アナログ回路により構成しても良いし、デジタル回路により構成しても良いし、或いはそれらの組み合わせにより構成しても良い。ＣＰＵ４０は、モータ駆動回路部４１内のモータ制御回路部４２に対して、必要に応じて、モータの回転速度を加速又は減速することを指示する駆動信号（加速／減速信号）を送る。モータ制御回路部４２は、内部にチャージポンプ回路（不図示）を備え、ＣＰＵ４０からの加速／減速信号に応じて、チャージポンプ回路の電圧値を変化させる。さらに、ＰＷＭ駆動部６６が、このチャージポンプ回路から出力される電圧値に基づいて、モータ駆動回路部４１内のＦＥＴ４３〜４８をＰＷＭ駆動することにより、ロータ５８が回転する。

ここで、回転数検出部６８においてロータ５８の回転速度が検出されるとともに、検出された回転速度に対応するＦＧ信号が、ＣＰＵ４０内の誤差増幅部７６に出力される。このＦＧ信号の周期は、モータ３９の回転動作に同期して出力されるもので、モータ３９の回転速度を表している。このＦＧ信号のことをモータ３９の速度信号や速度情報などと言い換えることができる。

また、ＣＰＵ４０の目標速度設定部７８には、予め目標とする回転速度に対応した目標周期が設定されている。この設定された目標周期を示す信号が誤差増幅部７６に出力される。ここで誤差増幅部７６に出力される信号は、例えばＦＧ信号と同様に矩形波の信号が想定されるが、誤差増幅部７６が取り扱うことができればどのような形態の信号でも良い。

そして、誤差増幅部７６は、ＦＧ信号の立下りエッジ間の内部クロックのカウント数に基づいて、ＦＧ信号の周期を計測する。また、目標速度設定部７８から出力される信号の立下りエッジ間の内部クロックのカウント数に基づいて、目標周期も測定する。内部クロックのカウントの具体的説明については後述で図８を用いて行うこととする。

誤差増幅部７６は、回転数検出部６８から出力される信号に従う実回転周期（カウント数に対応）と、目標速度設定部７８から出力される信号に従う目標回転周期（カウント数に対応）との誤差を、ゲイン設定部７７からのゲイン設定値に応じて増幅する。

具体的には、例えば、検出された実周期をＣ_real、目標回転数をＣ_ref、ゲイン設定値をＧとする。この場合に、誤差増幅部７６は、ゲイン設定値Ｇに（Ｃ_real−Ｃ_ref）を乗算し、その乗算値を、加速／減速信号の幅に設定する。尚、ゲイン設定値Ｇは、例えば、比例制御の場合は、比例ゲインであり、ＰＩＤ制御の場合は積分ゲイン又は微分ゲインである。

そして、誤差増幅部７６は、増幅後の信号を加速／減速信号生成部７５に出力する。加速／減速信号生成部７５は、誤差増幅部７６から出力された信号を用いて加速／減速信号の幅を調整し、調整後の信号をモータ制御回路部４２へフィードバックする。このように、モータ３９の回転速度の制御は閉ループ制御によって行われる。
＜回転数検出部の動作説明＞

次に、図５の（ａ）乃至（ｃ）を参照して、図４の回転数検出部６８によるモータ３９の回転速度の検出動作についてより詳細に説明する。まず、モータ３９のプリント基板（不図示）上には、図５（ａ）に示す矩形波状のＦＧパターン７０が形成されている。このＦＧパターン７０の上を、ロータ５８の内面に取り付けられた複数極から成るＦＧマグネット７１が回転することにより、ＦＧパターン７０に誘起電圧が発生する。図５（ｂ）には図５（ａ）のＦＧパターン７０のうちの１つを拡大して示しており、ＦＧパターン７０の各々に発生する誘起電圧は、図５（ｃ）に示すような正弦波状の波形７０１となる。ＦＧパターン７０に発生した当該誘起電圧は、図４に示す回転数検出部６８に送られる。

ここで、回転数検出部６８は、ヒステリシス特性を有するコンパレータ（不図示）で構成されている。回転数検出部６８は、ＦＧパターン７０に発生した誘起電圧（波形７０１）を、図５（ｃ）に波形７０２として示すパルス信号（以下では、「ＦＧ信号」とも称する。）に変換した後にＣＰＵ４０へ出力する。ＣＰＵ４０へ入力されたＦＧ信号は、誤差増幅部７６及びゲイン設定部７７に送られる。ＣＰＵ４０は、回転数検出部６８からのＦＧ信号（波形７０２）をモニタリングしながらその周期を測定し、当該周期が所望の理想周期に近づくように、上述の加速／減速信号（速度指令）をモータ３９に送り、速度制御を行う。このようにして、ＣＰＵ４０はモータ３９の回転周期のフィードバック制御を実現する。

＜モータ回転速度の制御＞
次に、モータ３９の回転速度の制御について説明する。上述のように、一例として、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを回転駆動するモータ３９の回転速度変動を低減することによって、カラーの画像形成において生じるＡＣ成分のバンディングを低減する。このモータ３９の回転速度変動は、モータ３９の回転速度をフィードバック制御する際に使用されるゲインと大きく関係する。

ここで、図６は、当該ゲイン設定値とモータ３９に生じる回転速度変動との関係の一例を示している。また、１３００（図６（ａ））と１３１０（図６（ｂ））とはそれぞれ特性の異なる２種類のモータに対応する関係を示しており、１３０１と１３１１は１回転周期ムラ、１３０２と１３１２は制御周期ムラの特性を示している。ここで、１回転周期ムラとは、モータの１回転周期と同じ周期で発生する回転速度変動である。一方、制御周期ムラとは、以下詳しく説明するように、ロータの着磁極数に応じた回転制御の周期に依存する回転速度変動である。この制御周期ムラは、モータの１回転周期ムラと比較して周期が短いため、ロータの小型化によって顕在化するおそれがある。従って、小型のモータを使用して画像形成を実現するためには、これらの１回転周期ムラと制御周期ムラの両方を考慮して、モータの制御ループのゲインを設定する必要がある。制御周期ムラについて少し詳しく説明する。

ホール素子５９〜６１は、ロータ内部に取り付けられたメインマグネットによる磁界を検知することで、ロータの位置を検出している。図３（ｂ）は、ホール素子の上方に、どの極のメインマグネットがどのような状態で位置しているかで決まるホール素子の出力である。

モータ制御回路部４２は、ホール素子の検知タイミングに基づき、図３（ａ）に示す６通りの制御を行う（メインマグネット１極対（Ｎ極とＳ極）に対して６通りの制御）。つまり、ロータが１回転する間に、メインマグネットの極対数の回数だけ、図３（ａ）の制御を行う。ここで、例えばホール素子のオフセット電圧（不平均衡電圧）や、ホール素子の実装位置のずれなどに起因して、図３（ｂ）に示されるホール素子出力は、オフセットを有する。これが、図３の１〜６の励磁の切換タイミングに影響し、図３の１〜６の間で１周期の回転速度変動が生じる。また、メインマグネットの着磁位置のずれにも起因して同様の回転層Ｋ度変動が発生し得る。例えば４極対であれば、モータ３９の１回転中に４周期分の回転速度変動が発生する。これを制御周期ムラと呼ぶ。

図６に示すように、１回転周期ムラ（１３０１、１３１１）はゲイン設定値を増加させるにつれて減少する。一方で、制御周期ムラ（１３０２、１３１２）はゲイン設定値を減少させるにつれて減少する。このように、設定されるゲインに対して異なる依存性を示す２つの回転速度変動がモータ３９に生じる場合には、その両方を考慮して適切なゲインを設定する必要がある。

また、図６において、１３０３と１３１３はそれぞれ、これらの２つの回転速度変動の特性を合成したものであり、総合的な回転速度変動の指標となり得る。１３０３と１３１３とを比較すると、使用されるモータ３９に依存して、最も回転速度変動を抑制可能なゲインの設定値が異なることがわかる。このため、種々のモータにおいて適切なゲインを予め共通に設定することは困難であり、モータごとに個別的に適切なゲインを設定する必要がある。

そこで、モータ３９の回転速度変動（図６のグラフの縦軸の値）の影響が、図７に示すようにモータ３９から出力されるパルス信号の周期のばらつき（ジッタ）に表れることに着目した。つまりパルス信号のばらつき（ジッタ）が小さな場合のゲインを選択するようにした。具体的には、予め定められた複数のゲインを１つづつ順番に使用し、モータの回転速度のフィードバック制御を行う。そして、各ゲインを用いてモータの回転速度のフィードバック制御を行った際のモータから出力されるパルス信号の周期を複数回測定する。そして使用した各ゲインについて、当該パルス信号の周期の理想周期に対するばらつきを測定する。

次に、図８を参照して、ＣＰＵ４０のゲイン設定部７７におけるＦＧ信号の周期のばらつきの測定方法について説明する。本実施形態において、ＣＰＵ４０は、所定周期の内部クロック（８０１）を有しており、これを用いてＦＧ信号の周期をモニタリングする。具体的には、ゲイン設定部７７は、ＦＧ信号（７０２）の立下りエッジ（８１１、８１２）間の内部クロック（８０１）のカウント数に基づいて、当該ＦＧ信号の周期を測定し、当該測定値をＣＰＵ４０内のレジスタ（不図示）に格納する。また、ゲイン設定部７７は、ＦＧ信号の周期を所定の期間にわたって繰り返し測定することによって、当該ＦＧ信号について複数の周期データを取得する。尚、先に説明した誤差増幅部７６による内部クロックのカウントについても、このゲイン設定部７７の内部クロックカウントと同様とする。

本実施形態では、一例として、モータ３９のＦＧパターン７０を５０パルス分の矩形波パターンとし、モータ３９の回転数を６００ｒｐｍとして設定する。この場合、ＦＧ信号の理想周期は２ｍｓｅｃとなる。ここで、図９は、実際に測定したＦＧ信号の周期の分布の一例である。ゲイン設定部７７は、このようにして得たＦＧ信号の周期の分布から、例えば、その最大値と最小値との差分（ジッタ）を、ＦＧ信号の周期の理想周期に対するばらつきとして求めることができる。図９に示すデータによれば、当該周期分布の最大値（２０１３．２μｓｅｃ）と最小値（１９８８．３μｓｅｃ）との差分から、ＦＧ信号のジッタは２４．９μｓｅｃとなる。このＦＧ信号のジッタを測定するためには、ＣＰＵ４０の内部クロックが十分な分解能を有している必要がある。例えば、ＣＰＵ４０の内部クロックが２０ＭＨｚであるとすると、その分解能は０．０５μｓｅｃとなり、これは２４．９μｓｅｃのＦＧ信号のジッタを検出するには十分な分解能である。なお、パルス信号の周期の理想周期に対するばらつきを示すデータとして、上記のように周期分布の最大値と最小値との差分（ジッタ）に代えて、例えば、周期分布の標準偏差や分散を求めてもよい。

＜ゲイン設定値の選択処理＞
次に、図１０のフローチャートを参照して、本実施形態に係るゲイン設定値の選択処理について説明する。本実施形態では、一例として、モータ３９の目標回転速度を６００ｒｐｍとして回転させる。また、ゲインを初期値Ａから±３段階変化させた場合の７個のゲインを、予め定められた複数のゲインとして用い、これらを順番に設定してモータ３９のフィードバック制御を実行した場合のＦＧ信号の周期のジッタを測定する。さらに、設定した各ゲインについてのジッタの測定値に基づいて、画像形成の際に用いるゲインをこれらのゲインの中から選択する。なお、ゲインの初期値Ａは、ＦＧ信号の周期のジッタを抑制可能な値の候補値として予め設定されている。

まず、Ｓ１００１で、ゲイン設定部７７は、ゲインの初期値Ａを設定するとともに、ゲインの設定値をＡ−３に設定する。尚、初期値Ａから±３段階変化させた場合の７個のゲインは、ゲイン設定部７７（ＣＰＵ４０）がアクセスできる不揮発性記憶部に事前に記憶されているものとする。

次に、Ｓ１００２で、目標速度設定部７８は、モータ３９を６００ｒｐｍを目標回転速度として設定し、誤差増幅部７６はモータ３９の回転速度を、目標回転速度に近づけるように増幅後の信号を加速／減速信号生成部７５に出力する。加速／減速信号生成部７５は誤差増幅部７６からの指示に従い、モータ３９に対して加速信号／減速信号を出力する。このように、ＣＰＵ４０は、ＦＧ信号を用いてフィードバック制御を行うことで、モータ３９の速度制御を行う。

モータ３９の回転がある程度安定すると、ゲイン設定部７７（ＣＰＵ４０）は、Ｓ１００３で、モータ３９から出力されるＦＧ信号の周期の測定を開始する。引続き、ゲイン設定部７７は、Ｓ１００４で、ＦＧ信号の周期の測定値を図８で説明した方法で取得する。また、ゲイン設定部７７は、Ｓ１００５で、ＣＰＵ４０内の周期測定用レジスタに測定値を格納する。更に、Ｓ１００６で、ゲイン設定部７７は、ＦＧ信号の周期の測定を開始してから所定期間が経過したか否かを判定する。これにより、当該所定期間が経過していないとゲイン設定部７７が判定する限り（Ｓ１００６でＮｏ）、Ｓ１００４へ戻り、周期の測定処理を継続する。このＳ１００４へ戻る処理により、ゲイン設定部７７は所定期間において周期の測定を繰り返し実行して、複数の測定値を取得する。

ＦＧ信号の周期の測定を開始してから所定期間が経過すると（Ｓ１００６でＹｅｓ）、ゲイン設定部７７は、Ｓ１００７で、ＦＧ信号の周期の測定を終了する。ここで、本実施形態では、モータの目標回転数が６００ｒｐｍ、ＦＧパターン数が５０パルスであるので、例えば所定期間を１秒とすると、モータ３９の１０回転分（サンプル数は５００）の測定値が取得されている。これら取得された測定値を用いると、ＣＰＵ４０は、図９に示すようなＦＧ信号の周期分布を取得することができる。次に、Ｓ１００８で、ゲイン設定部７７は、測定した周期のジッタを測定する。本実施形態では、ゲイン設定部７７は、当該測定値のうちで最大値と最小値との差分（ジッタ）をＦＧ信号の周期のジッタと決定するとともに、決定した値をゲインの設定値とともにＣＰＵ４０内のジッタ用レジスタに格納する。

次に、Ｓ１００９で、ゲイン設定部７７は、ゲインの設定値がＡ＋３でない場合には、Ｓ１０１０へ移行する。これにりモータの回転速度をフィードバック制御する際に用いられるゲイン設定値として、順次異なるゲイン設定値を設定できる。

一方で、Ｓ１００９で、ゲイン設定値がＡ＋３である場合には、Ｓ１０１１へ移行する。当該判定処理により、ゲイン設定部７７は、予め定められた複数のゲインのすべてについて、ＦＧ信号の周期のジッタを測定したか否かを判定する。すべての測定が終了していない場合（Ｓ１００９でＮｏ）、Ｓ１０１０で、ゲイン設定部７７は、次に測定を行うゲインを設定するために、ゲインの設定値を１段階上げた後、Ｓ１００３へ戻って周期の測定処理を再び開始する。予め定められた複数のゲインのすべてについて、ＦＧ信号の周期のジッタの測定が終了した場合（Ｓ１００９でＹｅｓ）、Ｓ１０１１で、ゲイン設定部７７は、測定したジッタの測定結果を用いて、当該複数のゲインの何れか１つを選択する。

Ｓ１０１１で、ゲイン設定部７７は、感光ドラム等の回転体を用いた画像形成を実行する際に生じる画質低下を抑制するために定められた範囲に収まるときのゲインを、画像形成を実行する際のゲインの設定値として選択する。本実施形態では更に、ゲイン設定部７７は、図１１に示すように、Ａ−３〜Ａ＋３のゲインの設定値のうち、ジッタが最小となるゲイン（１１０１）を、画像形成を実行する際のゲインの設定値として選択する。その後、Ｓ１０１２で、加速／減速信号生成部７５は、モータ３９の回転を停止し、処理を終了する。

尚、Ｓ１０１１に関して、上の説明内容に限定されない。例えば、ゲイン設定部７７が、ジッタ幅とゲイン設定値（Ａ−３〜Ａ＋３）の関係を関数で補間し、フィッティングされた関数に基づき最小ジッタ幅におけるゲイン設定値を、画像形成を実行する際のゲイン設定値に選択しても良い。また、複数のゲイン設定値に対応して測定されたジッタ幅の平均値をゲイン設定部７７により演算し、ゲイン設定部７７がその演算された平均値よりも少なくともジッタ幅が小さなゲイン設定値を選択しても良い。こうすることで、少なくとも平均よりも改善されたばらつき特性をもったゲイン設定値を選択（設定）できる。

このように、本実施形態では、各ばらつきの平均よりもばらつきが少なくとも小さなゲイン設定値を選択すべく、様々な方法で、測定された各ばらつきにおいて相対的にばらつきが小さなゲイン設定値を選択することが想定される。そして、像形成に用いる回転体を駆動するモータの動作状態に応じてモータの制御に必要なゲインを適切に設定することで、モータの回転速度変動に起因する画質低下を抑制できる。

また、本実施形態に係るゲインの選択処理は、任意のタイミングにおいて実行することが可能である。例えば、画像形成装置の電源が投入されたタイミングや、画像形成装置にプロセスカートリッジを装着するための扉が閉められたタイミングの少なくとも何れかにおいて実行されてもよい。あるいは、プリント枚数をカウントするとともに、プリント枚数が所定の枚数に達するごとにゲインの選択処理を実行してもよい。このようなタイミングにおいて上述のゲインの選択処理を適切に実行することにより、モータ３９その他の画像形成装置１００内の何れかの負荷の状態が経時的に変化した場合でも、モータ３９の状態に応じてゲインを設定することができる。その結果、上記のように、バンディング（色ずれ）の発生を抑制することが可能となる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、７通りのゲイン設定値から、測定されたばらつきにおいて少なくとも相対的にばらつきが小さなゲイン設定値を選択するよう説明した。これに対して、第２の実施形態では、絶対的な基準値に基づきゲイン設定値を選択する。具体的には、モータ３９から出力されたパルス信号の周期の理想周期に対するばらつきの測定値を用いて複数のゲインの何れか１つを選択する際に、予め定められた閾値と当該測定値との測定結果に基づいて選択を行う。以下では、説明の簡潔化のために、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、第１の実施形態と同様、図１０に示すフローチャートに従ってモータ３９で必要となるゲインの設定値の選択処理を実行する。本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、特に、Ｓ１０１１の処理である。Ｓ１０１１で、ゲイン設定部７７は、Ａ−３〜Ａ＋３のゲイン設定値についてのＦＧ信号の周期の理想周期に対するばらつき（ジッタ）を、予め定められた閾値とそれぞれ比較する。更に、ゲイン設定部７７は、測定したジッタがこの予め定められた閾値以下となるゲインのうちの何れかから、画像形成を実行する際のゲインを選択する。ここで、当該閾値には、画質低下（バンディング）を抑制するために許容されるジッタの限度値を予め設定すればよい。画質低下（バンディング）を一定の許容されるレベルにまで抑制する上では、ジッタ幅が閾値以下に対応するゲイン設定値であれば、どのゲイン設定値を選択しても良い。例えば、図１２のＡ−３〜Ａ＋３のゲイン設定値に対応するＦＧ信号のジッタ幅は、全て閾値以下であり、このような場合には、図１２のＡ−３〜Ａ＋３のうちどのゲイン設定値を選択しても良い。

また、更なる改良として、Ｓ１０１１で、ゲイン設定部７７は、例えば図１２に示すように、上記の予め定められた閾値（１２０１）以下となるゲイン設定値が複数あった場合に、その中から平均よりも値が大きいゲイン設定値を選択すればよい。これにより、モータ３９の回転速度変動を許容されるレベルに抑制した上で、上述の１回転周期ムラを優先的に低減することが可能となる。モータ３９の機械的なサイズによっては、１回転周期ムラに起因する色ずれ（バンディング）が、人間の目視に目立つようになり、特にそのような場合に、平均よりも値が大きいゲイン設定値を選択することが有用である。尚、この観点では、ゲイン設定部７７により、ジッタ幅が予め定められた閾値（１２０１）以下で、且つ最大のゲイン設定値（１２０２）を選択した場合が最も好適である。

また別の改良として、予め定められた閾値（１２０１）以下となるゲイン設定値の中で、平均よりも小さいゲイン設定値を画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択してもよい。これにより、モータ３９の回転速度変動を許容されるレベルに抑制した上で、上述の制御周期ムラを優先的に低減することが可能となる。モータ３９の機械的なサイズによっては、制御周期ムラに起因する色ずれ（バンディング）が、人間の目視に目立つようになり、特にそのような場合に、平均よりも小さいゲイン設定値を選択することが有用である。尚、この観点では、ゲイン設定部７７により、ジッタ幅が予め定められた閾値（１２０１）以下で、且つ最小のゲイン設定値（１２０３）を選択した場合が最も好適である。

以上の如く、第２の実施形態によれば、絶対的な基準値である閾値を適切に設定し、モータ３９の回転速度変動を許容されるレベルに抑制するとともに、１回転周期ムラや制御周期ムラを選択的にさらに抑制することが可能となる。その結果、カラーの画像形成を実行する際に発生する色ずれを効果的に抑制することが可能となる。

Claims (5)

1. 像形成に用いる回転体と、前記回転体を回転駆動する為のモータと、前記モータの回転動作に同期して出力される速度信号を入力する入力手段と、を備える画像形成装置であって、
   設定されたゲインに従い、前記入力手段に入力された速度信号が示す前記モータの回転速度が目標回転速度に近づくよう、前記モータの回転速度のフィードバック制御を行う速度制御手段と、
   前記モータの回転速度をフィードバック制御する際に用いられるゲイン設定値として、順次異なるゲイン設定値を設定する設定手段と、
   前記フィードバック制御が行われたときの前記モータの回転動作に同期して出力される速度信号の周期のばらつきを、前記設定手段により設定された複数のゲイン設定値の夫々について測定する測定手段と、
   前記複数のゲイン設定値から、前記測定手段により測定された前記ばらつきにおいて少なくとも相対的にばらつきが小さいゲイン設定値を、画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択する、又は、前記測定手段により測定された前記ばらつきにおいて少なくとも予め定められた閾値よりもばらつきが小さいゲイン設定値を、画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択する選択手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記選択手段は、前記測定手段により測定された前記ばらつきが前記予め定められた閾値以下となるゲイン設定値のうち、当該ばらつきが少なくとも平均よりも大きいゲイン設定値を前記画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記選択手段は、前記測定手段により測定された前記ばらつきが前記予め定められた閾値以下となるゲイン設定値のうち、当該ばらつきが少なくとも平均よりも小さいゲイン設定値を前記画像形成を実行する際のゲイン設定値として選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記測定手段は、所定の期間において前記モータから出力されたパルス信号の周期を繰り返し測定して得た複数の測定値の、最大値と最小値との差分、標準偏差、又は分散を、前記パルス信号の周期のばらつきとして決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記選択手段によるゲイン設定値の選択は、前記画像形成装置の電源が投入されたタイミング、及び該画像形成装置にプロセスカートリッジを装着するための扉が閉められたタイミングの少なくとも何れかにおいて実行されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。

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