JP4425082B2 - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents
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また他の従来の装置は、無端状の搬送ベルトを駆動ローラと従動ローラに架け渡し、駆動ローラの回転により搬送ベルトを走行させて画像形成を行う装置において、感光体ドラムの偏芯あるいは径のばらつきによる搬送ベルトの負荷変動をキャンセルするように働く速度設定手段を備えるようにしている(特許文献2参照)。
画像形成時に速度検知手段による角速度情報と抽出手段による速度検知誤差成分との差分をとるので、環境変化による駆動ローラや従動ローラの熱膨張によって生じるようなゆっくりした速度変動には対処できるが外乱等によりランダムに発生する短時間の速度変動には対処することができない。また前記特許文献2記載の画像形成装置では、感光体ドラムの偏芯による転写位置ずれの是正を指向しており、前記短時間の速度変動に対処することは行っていない。
請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記駆動ローラは、従動ローラの外周の整数倍の外周を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項3の発明は、駆動ローラと従動ローラにより張架された無端ベルトであって、複数色のトナーにより形成されたトナー像を担持し、該トナー像を転写材に転写する無端ベルトを備えた画像形成装置のコンピュータを、従動ローラの周面に略等間隔に設けた複数の検知物の検知に伴い発生するパルス信号の立ち上がりから立ち下がり又は立ち下がりから立ち上がり間のクロックパルス数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段によるクロックパルス数のカウント値から前記従動ローラの移動速度を算出する速度算出手段と、従動ローラの移動速度の目標速度を記憶する手段と、前記算出した移動速度と従動ローラの移動速度から、従動ローラが一定速度となるような速度補正量を求める補正量算出手段と、前記速度補正量に基づきモータを駆動させるモータ駆動手段、として機能させるためのプログラムである。
図1は、本発明が実施されるカラー画像形成装置の断面概略構成図である。図1において、画像形成装置は、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの各色用の4つの像担持体である感光体ドラム10Y,10C,10M,10Kと、感光体ドラム10の回りに帯電装置(不図示)、この帯電装置により帯電された感光体ドラム10の帯電面にイエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの各色に対応した光を照射し、そこに潜像をそれぞれ形成する露光装置7、その潜像を互いに異なる色のトナー像にそれぞれ現像する現像ユニット11Y,11C,11M,11K、前記トナー像の一次転写装置を構成する一次転写ローラ13、クリーニングユニット(不図示)等がそれぞれ配設されている。また異なる色のトナー像がそれぞれ重ね合わせ状態に一次転写される中間転写ベルト12とを備えている。本実施形態では、中間転写ベルト12の下部側に、その回転方向(矢印A方向)に沿って、感光体ドラム10、帯電装置(不図示)、現像ユニット11、不図示のクリーニングユニット等が配設される。各感光体ドラム10には、一次転写ローラ13がそれぞれ対向配置されていて、各一次転写ローラ13と感光体ドラム10との間に中間転写ベルト12が挟まれた状態で回動するようになっている。
図2(a)は、検知物19として従動ローラ16の芯金部分、非検知物20としてその芯金の表面に黒色で印刷した部分を有する例であり、光学的センサ18として反射型センサを用いている。検知物19と非検知物20は従動ローラ16の周長で概ね等間隔、等長に設けており、反射型センサでその変化の境目で1周で計4つの変化があり、その間で後述する中間転写ベルト12の搬送速度制御が行われる。ここでは、計4つとしているが、コストと制御装置1のパフォーマンスが許す限りさらに細かくしてもよく、細かくすることによりさらに細かい制御が行われ、より搬送速度制御の精度が向上する。
図2(b)は、検知物として従動ローラ16の芯金部分、非検知物20としてその芯金の切り欠け部分を有する例であり、光学的センサ18として反射型センサ18を用いている。図2(c)は、図2(b)の逆で、光学的センサ18として透過型センサを用いたものである。
図3において、制御装置3は、従動ローラ16が1回転する毎に図2では2パルスのパルス信号を発生し、立ち上がりから立ち下がり、立ち下がりから立ち上がりの間の移動時間をクロック31から発生するクロックパルスによりカウントするカウンタ部30を備えている。立ち上がりから立ち上がり、または立ち下がりから立ち上がりの間の移動時間をカウントしてもよいが、少ない検知物でより細かい制御を行うためには、このように両変化を計時する方が安価に構成できる利点がある。クロック31は、一定時間間隔の周期的なクロックパルスを、例えば数百KHz〜数MHzの高い周波数で発生させるもので、水晶発振器等で構成される。そして、その移動時間のカウント値を記憶するRAM33と共に、従動ローラ16・1周期分または駆動ローラ14・1周期分のカウント値から移動速
度(角速度)を求め、目標速度との差分を求めて一定速度となるような速度補正量を求める演算部32と、その速度補正量を基にモータドライバ35に現速度より変化させたモータ駆動クロックを出力するモータ駆動部34とを備えている。
図4において、カウンタ部30より光学的センサ18からの検出信号の立ち上がりでカウントが開始されると、クッロク31からのカウントクロックの例えば立ち上がりでカウント値が次々とアップカウントされる。そして、次の検出信号の変化点、図では立ち下がりが発生すると、その時点のカウント値(図4ではE000h)が演算部32のレジスタに転送されると同時にカウント値がクリアされ、演算部32に対して割込を発生する。そして、さらに次のカウントが開始される。演算部32は、その割込をトリガに適宜そのレジスタからカウント値をリードし、後述する所定の演算処理を行う。検出信号の変化点間のカウント値は、従動ローラ16の角速度に応じて変化する。具体的には、従動ローラ16の角速度が速くなると、カウンタ値は少なくなり、逆に遅くなるとカウンタ値は多くなる。
図7を参照して制御動作の手順を説明する。まず、S10において、プリント動作等において駆動モータ4の立ち上げが開始され駆動モータ4が定常速に安定すると、S11にてカウンタ部30前段のクロック31のカウントクロックによるカウント値をゼロにクリアし、カウンタ部30からの割込許可と共にカウント開始をONに設定する。次に、S12にて中間転写ベルト12の速度制御を実行するか判断し、実行と判断されるとS13に進み、駆動モータ4の立ち上げ直後の最初のステップか判断する。最初の割込におけるカウント値は、カウント動作ONと検出信号の変化が同期しておらず正確な値ではないので、S14にて1回目の割込における制御を無視する。そして、S15にて割込カウント数:n=0にセットする。S16にてカウント部30からの割込を待ち、割込が発生するとS17に進み、割込カウントをn=n+1にインクリメントする。そしてS18にて、カウント部30からレジスタに転送されたn番目におけるカウンタ値:TCnをリードすると共に、RAM33にその値をメモリする。次に、S19にて最初からn≧8になるまではS16に戻りS16〜S18を繰り返す。
Tcn=TCn−7+TCn−6+TCn−5+TCn−4+TCn−3+TCn−2
+TCn−1
+TCn
Vein[mm/s]=Ven+Ven−1 、として求める。
この時、Ven,VeinはRAM33にメモリする。
以上より、操作速度:Vmn[mm/s]は、
Vmn[mm/s]=Kp×Ven+Ki×Vein+Kd×(Ven−Ven−1)+Vs
ただし、Kp:比例係数、Ki:積分係数、Kd:微分係数、から求められる。これは、PID制御と呼ばれるもので、パルス変化毎の細かい間隔で制御可能になるので、中間転写ベルト12の厚み偏差による速度変化や転写紙Pの駆動ローラ14を通過する際の転写紙Pの挙動による速度変化等の外乱による短時間の変動の影響を受ける場合に有効である。なお、外乱等による短時間の変動の影響が少ないと判断される場合は、微分係数:Kdを乗じている微分項を無くしてPI制御にしてもよい。
Claims (3)
- 駆動ローラと従動ローラにより張架された無端ベルトであって、複数色のトナーにより形成されたトナー像を担持し、該トナー像を転写材に転写する無端ベルトを備えた画像形成装置において、
従動ローラの周面に略等間隔に設けた複数の検知物及び非検知物と、
検知物を検知する手段と、
前記検知物の検知に伴い発生するパルス信号の立ち上がりから立ち下がり又は立ち下がりから立ち上がり間のクロックパルス数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によるクロックパルス数のカウント値から前記従動ローラの移動速度を算出する速度算出手段と、
従動ローラの移動速度の目標速度を記憶する手段と、
前記算出した移動速度と前記目標速度から、従動ローラが一定速度となるような速度補正量を求める補正量算出手段と、
前記速度補正量に基づき、モータを駆動させるモータ駆動手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記駆動ローラは、従動ローラの外周の整数倍の外周を有することを特徴とする画像形成装置。 - 駆動ローラと従動ローラにより張架された無端ベルトであって、複数色のトナーにより形成されたトナー像を担持し、該トナー像を転写材に転写する無端ベルトを備えた画像形成装置のコンピュータを、
従動ローラの周面に略等間隔に設けた複数の検知物の検知に伴い発生するパルス信号の立ち上がりから立ち下がり又は立ち下がりから立ち上がり間のクロックパルス数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によるクロックパルス数のカウント値から前記従動ローラの移動速度を算出する速度算出手段と、
従動ローラの移動速度の目標速度を記憶する手段と、
前記算出した移動速度と従動ローラの移動速度から、従動ローラが一定速度となるような速度補正量を求める補正量算出手段と、
前記速度補正量に基づきモータを駆動させるモータ駆動手段、
として機能させるためのプログラム。
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