図1は本発明の参考形態である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ(以下レーザプリンタという)を示し、図2は該レーザプリンタの転写ユニット6の概略構成を示す。
図1に示すように、このレーザプリンタは、Y、M、C、Kの各色の画像をそれぞれ形成するための4組のトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kが、転写紙100の移動方向(図中の矢印Aに沿って無端状ベルト60が走行する方向)における上流側から順に配置されている。以下、各符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。
トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kと、現像ユニットなどを備えている。また、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの配置は、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
本レーザプリンタは、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kのほか、光書込ユニット2、給紙カセット3,4、レジストローラ対5、転写紙100を担持して各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての無端状転写搬送ベルト60を有する転写ユニット6、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等を備えている。
また、本レーザプリンタは、手差しトレイMF、トナー補給容器TCを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースSの中に備えている。光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいてレーザ光を各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面に走査しながら照射する。
図2に示すように、転写ユニット6で使用した無端状ベルトとしての転写搬送ベルト60は、体積抵抗率が109〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。この転写搬送ベルト60は、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ61〜68に掛け回されている。
これらの支持ローラ61〜68のうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ61は、電源80aから所定電圧が印加された静電吸着ローラ80が対向するように転写搬送ベルト60の内周面に接触して配置されている。転写紙100は、2つのローラ61,80の間を通過する際に静電吸着ローラ80により帯電され、転写搬送ベルト60上に静電的に吸着される。
ローラ63は転写搬送ベルト60を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて該駆動源により駆動されて矢印方向に回転する。各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに対向する位置に、転写搬送ベルト60の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材67Y、67M、67C、67Kが設けられている。これらの転写バイアス印加部材67Y、67M、67C、67Kは、スポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源9Y、9M、9C、9Kからローラ心金に転写バイアスが印加される。
この転写バイアス印加部材67Y、67M、67C、67Kに印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト60に転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベルト60と感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また、この転写電界により転写が行なわれる領域での転写紙100と感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kとの接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ68が設けられている。
転写バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されたバックアップローラ68は回転可能に揺動ブラケット93に一体的に保持され、揺動ブラケット93は回動軸94を中心として回動が可能である。この揺動ブラケット93は、カム軸77に固定されたカム76が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
入り口ローラ61と吸着ローラ80は一体的に入り口ローラブラケット90に支持され、入り口ローラブラケット90は軸91を回動中心として、図2の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット93に設けた穴95と、入り口ローラブラケット90に固植されたピン92が係合しており、入り口ローラブラケット90は揺動ブラケット93の回動と連動して回動する。これらのブラケット90、93の時計方向の回動により、バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は感光体ドラム11Y,11M,11Cから離され、入り口ローラ61と吸着ローラ80も下方に移動する。これにより、ブラックのみの画像の形成時には、感光体ドラム1111Y,11M,11Cと転写搬送ベルト60の接触を避けることが可能となっている。
一方、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68は出口ブラケット98に回転可能に支持され、出口ブラケット98は出口ローラ62と同軸の軸99を中心として回動可能にしてある。転写ユニット6を本レーザプリンタの本体に対して着脱する際に、図示していないハンドルの操作により出口ブラケット98を時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体ドラム11Kから、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68を離間させるようにしてある。
駆動ローラ63に巻きつけられた転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置85が接触するように配置されている。このクリーニング装置85により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。
転写搬送ベルト60の走行方向における駆動ローラ63より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ64が設けられ、転写搬送ベルト60の駆動ローラ83への巻きつけ角を確保している。ローラ64より更に下流の転写搬送ベルト60のループ内に、押圧部材(ばね)69でベルトにテンションを与えるテンションローラ65が設けられている。
図1中の一点鎖線は、転写紙100の搬送経路を示している。給紙カセット3、4あるいは手差しトレイMFから給送された転写紙100は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対5が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対5により所定のタイミングで送出された転写紙100は、転写搬送ベルト60に担持され、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kは、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kを帯電装置15により一様に帯電させた後に光書込ユニット2によりY、M、C、K各色の画像データにより露光して静電潜像を形成し、これらの静電潜像を現像ユニット16によりY、M、C、K各色のトナーで現像してY、M、C、K各色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙100に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙100上に重ねて転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙100上にはフルカラートナー像が形成される。
トナー像転写後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面は、クリーニング装置18によりクリーニングされ、更に除電装置により除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙100は、定着ユニット7によりフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドGの回動姿勢に対応して、第1の排紙方向Bまたは第2の排紙方向Cに向かう。第1の排紙方向Bに向かう転写紙100が排紙トレイ8上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態で排紙トレイ8上にスタックされる。一方、第2の排紙方向Cに向かう転写紙100が排出される場合には、図示していない別の後処理装置(ソータ、綴じ装置など)に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対5に搬送される。
以上の構成により転写紙100にフルカラー画像の形成を行っている。ブラックのみの画像の形成時には、トナー像形成部1Y、1M、1Cが動作せずにトナー像形成部1Kのみが動作して転写紙100にブラックのみの画像が形成される。本レーザプリンタのタンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止するうえで重要である。しかしながら、転写ユニット6で使用している駆動ローラ63、入り口ローラ61、出口ローラ99、転写搬送ベルト60は部品製造時に数十um単位の製造誤差が発生する。この誤差により各部品が一回転する時に発生する変動成分が転写搬送ベルト60上に伝達されて転写紙100の搬送速度が変動することで、各感光ドラム11Y、11M、11C、11K上のトナーが転写紙100に転写されるタイミングに微妙なずれが生じ、副走査方向に色ずれが発生してしまう。
特に本参考形態のように1200×1200DPI等の微小ドットで画像を形成する装置では、数umのタイミングのずれが色ずれとして目立ってしまう。本実施形態では、右下ローラ66の軸上にエンコーダを設けて右下ローラ66の回転速度を検出し、駆動ローラ63の回転をフィードバック制御することで転写搬送ベルト60の走行を一定に制御している。
図3は転写ユニット6の主要部品の構成を示す。駆動ローラ63は、タイミングベルト303を通して転写駆動モータとしてのステッピングモータ302の駆動ギアと接続され、駆動モータ302が回転駆動されることで駆動モータ302の駆動速度に比例した速度で回転される。転写駆動ローラ63が回転することによって転写搬送ベルト60が駆動され、転写搬送ベルト60が駆動されることによって右下ローラ66が回転する。本実施形態では、右下ローラ66の軸上にエンコーダ301が配置され、右下ローラ66の回転速度をエンコーダ301で検出することで駆動モータ302の速度制御を行っている。これは、上述したように転写搬送ベルト60の速度変動で色ずれが発生するため、転写搬送ベルト60の速度変動を最小限とするために行っている。
図4は右下ローラ66とエンコーダ301の詳細を示す。エンコーダ301はディスク401、発光素子402、受光素子403、圧入ブッシュ404,405から構成されている。ディスク401は右下ローラ66の軸上に圧入ブッシュ404,405を圧入することで右下ローラ66の軸上に固定され、右下ローラ66の回転と同時に回転する。ディスク401は円周方向に一定の間隔で配置された、数百単位の分解能で光を透過するスリットを有し、その両側に発光素子402と受光素子403が配置されることで、右下ローラ66の回転量に応じてパルス状のON/OFF信号を得る。このパルス状のON/OFF信号を用いて右下ローラ66の移動角(以下変位角と称す)を検出することで、駆動モータ302の駆動量を制御している。
図5は本参考形態において無端状ベルト60の駆動制御を行うベルト駆動制御装置を示す。以下、このベルト駆動制御装置について説明する。
図5において、無端状ベルト60(駆動ローラ63、右下ローラ66)の目標角変位Ref(i)と無端状ベルト60(駆動ローラ63、右下ローラ66)の検出角変位P(i−1)との差e(i)が演算部101で演算され、その差e(i)は制御コントローラ部102に入力される。この制御コントローラ部102は、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ103と、比例制御部(ゲインKp)104とで構成されている。制御コントローラ部102では、駆動モータ302の駆動に用いる標準駆動パルス周波数に対する補正量が求められ、演算部105に与えられる。演算部105では、一定の標準駆動パルス周波数Refp_cに上記補正量が加えられて駆動パルス周波数u(i)が決定され、駆動パルス周波数u(i)のパルス状駆動電圧が駆動モータ302を含む制御対象106に与えられる。
図6は、本参考形態において駆動モータ302を制御する制御系及び制御対象106のハードウェア構成を示すブロック図である。この制御系は、上記エンコーダ301の出力信号に基づいて駆動モータ302の角変位をデジタル制御する制御系であり、上記演算部101,105及び制御コントローラ部102を含む。この制御系は、マイクロコンピュータ21、バス22、指令発生装置23、モータ駆動用インターフェイス部24、モータ駆動部としてのモータ駆動装置25、及び検出用インターフェイス部26を用いて構成されている。
マイクロコンピュータ21は、マイクロプロセッサ21a、リードオンリメモリ(ROM)21b、ランダムアクセスメモリ(RAM)21c等で構成されている。これらのマイクロプロセッサ21a、リードオンリメモリ(ROM)21b、ランダムアクセスメモリ(RAM)21c等はそれぞれバス22を介して接続されている。マイクロコンピュータ21は、ROM21bに格納されているプログラムを実行することにより後述のように動作する。指令発生装置23は、駆動モータ302に対する駆動パルス信号の駆動周波数を指令する指令信号を出力する。この指令発生装置23の出力側もバス22へ接続されている。制御対象106は、検出用インターフェイス部26、モータ駆動用インターフェイス部24、モータ駆動装置25、駆動モータ302、エンコーダ301などからなる。
検出用インターフェイス部26は、エンコーダ301の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。この検出用インターフェイス部26は、エンコーダ301の出力パルスを計数するカウンタを備え、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけてモータ軸の角変位に対応するデジタル数値に変換する。このデジタル数値の信号は、バス22を介してマイクロコンピュータ21に送られる。
モータ駆動用インターフェイス部24は、上記演算部105からの駆動パルス周波数u(i)を有するパルス状の制御信号を生成する。モータ駆動装置25は、パワー半導体素子(例えばトランジスタ)等で構成されている。このモータ駆動装置25は、モータ駆動用インターフェイス部24から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、駆動モータ302にパルス状の駆動電圧を印加する。この結果、駆動モータ302は、指令発生装置23から出力される所定の駆動周波数で駆動制御される。これにより、無端状ベルト60(駆動ローラ63、右下ローラ66)の角変位が目標角変位に従うように追値制御され、無端状ベルト60が所定の角速度で等角速度回転する。無端状ベルト60(駆動ローラ63、右下ローラ66)の角変位は、エンコーダ301と検出用インターフェイス部26により検出され、マイクロコンピュータ21に取り込まれ、制御が繰り返される。
図7は無端状ベルト60の制御を実現する上でのタイミングを示す。まず、エンコーダパルスカウンタのカウント値は、エンコーダ301からのエンコーダパルスのA相出力の立上りエッジによりインクリメントされる。また、無端状ベルト60の制御の制御周期は1msであり、制御周期タイマによるマイクロコンピュータ21への割込みがかかるごとに制御周期タイマカウンタ(以下制御周期タイマとも言う)のカウント値がインクリメントされる。制御周期タイマのスタートは、駆動モータ302のスルーアップおよびセトリング終了後に初めてエンコーダ301からのエンコーダパルスの立上りエッジが検出された時点で行われ、かつその時点で制御周期タイマカウンタのカウント値がリセットされる。
また、制御周期タイマによるマイクロコンピュータ21への割込みがかかるごとに、マイクロコンピュータ21がエンコーダパルスカウンタのカウント値:neの取得および制御周期タイマカウンタのカウント値:qの取得及び制御周期タイマカウンタのインクリメントを行う。マイクロコンピュータ21はこれらの各カウント値をもとに、次に示すように位置偏差(上記角度偏差e(i))の演算を行う。
である。
本参考形態においては、エンコーダ301の取り付けてある従動ローラ66の径はφ15.5[mm]であり、かつ無端状ベルト60の厚みは0.1[mm]である。従動ローラ66は無端状ベルト60との摩擦により回転駆動されるが、実質無端状ベルト60の厚みの約1/2の厚みが従動ローラ66を回転させる際の芯線であるとすると、その芯線の径lは
l=15.5+0.1/2=15.55[mm]
となる。また、本参考形態ではエンコーダ301の分解能pは、1回転当たり200パルスのものとする。
次に、マイクロコンピュータ21は急激な位置変動に応答してしまうことを避けるため、演算された偏差に対して以下の仕様のフィルタ103演算を行う。
フィルタタイプ:Butterworth IIR ローパスフィルタ
サンプリング周波数:1KHz(=制御周期と等しい)
パスバンドリップル(Rp):0.01dB
ストップバンド端減衰量(Rs):2dB
パスバンド端周波数(Fp):50Hz
ストップバンド端周波数(Fs):100Hz
図10は本フィルタ演算のブロック図を示し、図11はそのフィルタ係数一覧を示す。フィルタは2段カスケード接続とし、各段における中間ノードをそれぞれu1(n),u1(n-1),u1(n-2)およびu2(n),u2(n-1),u2(n-2)と定める。ここで、インデックスの示す意味は次のとおりである。
(n):現在のサンプリング
(n-1):1つ前のサンプリング
(n-2):2つ前のサンプリング
マイクロコンピュータ21は以下のプログラム演算をフィードバック実行中に制御周期タイマによる割込みがかかるたびに行う事とする。
図8は本フィルタの振幅特性を示し、図9は本フィルタの位相特性を示す。
次に、マイクロコンピュータ21は制御対象に対する制御量を求める。
まず、位置コントローラ(制御コントローラ部102の比例制御部104)の制御としてPID制御を考えると、
ここで、(1)式を双一次変換
を行うと、次式を得る。
(2)式をブロック図として表すと、図12のようになる。ここで、e'(n)、f(n)は、E'(S)、F(S)をそれぞれ離散データとして扱うことを示している。図12において、中間ノードとしてそれぞれw(n)、w(n-1)、w(n-2)を定めると、差分方程式は次式(PID制御の一般式)のようになる。ここで、インデックスの示す意味は次のとおりである。
(n):現在のサンプリング
(n-1):1つ前のサンプリング
(n-2):2つ前のサンプリング
今、位置コントローラ(制御コントローラ部102の比例制御部104)としては比例制御を考えると、積分ゲイン、微分ゲインはゼロとなる。従って、図12における各係数は以下のようになり、(3)、(4)式は(5)式のように簡略化される。
また、F0(S)に対応する離散データ:f0(n)は、本参考形態の場合一定であり、
f0(n)=6117[Hz]
である。よって、駆動モータ302に設定する駆動パルス周波数は、最終的に以下の式により計算する。
図13はマイクロコンピュータ21がエンコーダパルスによる割込み処理を行う際のフローチャートを示す。
まず、マイクロコンピュータ21は、スルーアップ&セトリング後の最初の割込みかどうかを判定し(STEP1)、YESならば、エンコーダパルスカウンタをゼロにクリアし(STEP2)、制御周期カウンタをゼロにクリアし(STEP3)、制御周期タイマによる割込みを許可し(STEP4)、制御周期タイマをスタートし(STEP5)、リターンする。また、マイクロコンピュータ21は、STEP1の判定でNOであった場合、エンコーダパルスカウンタをインクリメントし(STEP6)、リターンする。
図14は制御周期タイマによる割込み処理のフローチャートを示す。
マイクロコンピュータ21は、まず、制御周期タイマのカウント値:qを取得し(STEP1)、次いでエンコーダパルスカウント値:neを取得する(STEP2)。マイクロコンピュータ21は、これらのカウント値を用いて、上記位置偏差の演算を行い(STEP3)、得られた位置偏差に対して上記フィルタ演算を行い(STEP4)、フィルタ演算の結果をもとに上記制御量の演算(比例演算)を行い(STEP5)、実際に駆動モータ302としてのステッピングモータの駆動パルスの周波数を変更し(STEP6)、制御周期タイマカウンタをインクリメントし(STEP7)、リターンする。
以上の制御によって、右下ローラ66の移動角に応じて転写駆動モータ302の駆動量をフィードバック制御している。
又、本参考形態では記録解像度として1200DPIモードと600DPIモードを有し、夫々の記録解像度において転写搬送ベルト60の駆動速度が異なる。一例として本参考形態の場合、600DPIモードのときは転写搬送ベルト60の駆動速度が125mm/secで、1200DPIモードのときは転写搬送ベルト60の駆動速度がその半速の62.5mm/secである。
更に本参考形態では駆動モータ302としてステッピングモータを使用していて、1200DPIモードと600DPIモードとでステッピングモータの駆動方法を切り替えてステッピングモータを制御している。一般にステッピングモータの場合、位置決め制御は高精度に、しかも簡単に制御できるメリットがあると同時に、逆にステップ毎に回転することでロータに速度変化が生じやすく、ある回転数で振動が大きくなるデメリットがある。そのため、一般的に等速性を求める場合にはステッピングモータの駆動にマイクロステップ駆動を用いる。
特に本参考形態の場合、600DPIモードより1200DPIモードの方が高精度が求められるため、1200DPIモードのときは、600DPIモードのときに比べて、マイクロステップ1ステップあたりの分割数が倍になるようにステッピングモータを制御している。そのため、同じ駆動周波数で1ステップあたりの分割数を倍とするため、実質的にモータの駆動速度が半速になっている。
図15は600DPIモードでのステッピングモータ302の駆動方法としての(2W1−2相励磁)を示し、図16は1200DPIモードでのステッピングモータ302の駆動方法としての(4W1−2相励磁)を示す。図のように1200DPIモードのときは、600DPIモードのときに比べて、モータ駆動装置25に与える駆動周波数は同じであるが、駆動電流のステップ数を1/2とすることで、実質的にステッピングモータ302の回転速度を倍速になるようにしている。
しかしながら、上述のようなモータ302の駆動方法を行った場合、各記録解像度で同じゲイン値を使用すると、以下の問題が生じる。
すなわち、600DPIの場合には、1200DPIの場合に比べて位置偏差e´(n)[rad]とフィードバック制御のゲインKpが2倍となり、図17のように、無端状ベルト60は実際の位置変動量に対して過剰に速度制御されるために制御が発振してしまい、逆に速度むらとなる。
そこで、本参考形態では、マイクロステップ量に応じてその比率分、フィードバック制御のゲイン係数を多く設定することで上記の問題が発生しないように制御している。
この処理は本参考形態で最も特徴的な処理であり、本参考形態の場合、ステッピングモータ302の駆動方法が、600DPIモードのときに2W1-2相励磁で、1200DPIモードのときに4W1-2相励磁であるため、マイクロコンピュータ21は以下のように600DPIモードでのフィードバック制御のゲイン係数を1200DPIモードでのフィードバック制御のゲイン係数に比べて1/2となるように制御している。
上記のような処理をすることにより、ステッピングモータ302の駆動方法が異なっても、結果として最適なゲイン値で上記比例演算がなされる。
図18は本参考形態の制御量演算における制御量演算処理時のゲイン切り替え制御フローを示す。マイクロコンピュータ21は、まず画像形成モードが1200DPIで画像形成を行う1200DPIモードであるか、600DPIで画像形成を行う600DPIモードであるかを判断し(STEP1)、1200DPIモードのときはフィードバック制御のゲイン係数には初期値(Kp)を選択し(STEP3)、600DPIモードのときはフィードバック制御のゲイン係数には初期値(Kp)/2を選択する(STEP2)。マイクロコンピュータ21は、フィードバック制御のゲイン値を選択した後、上記制御量演算をそれぞれ実施して(STEP4,STEP5)、駆動パルスf(n)を決定し、実際にモータ302に与える駆動パルスを変更する。
以上のように駆動方式に応じたフィードバック制御ゲイン係数を設定して制御することで、最適なフィードバック制御が可能となる。
このように、本参考形態によれば、無端状ベルト60を従動ローラ66に取り付けたエンコーダ301で制御する際に,駆動モータ302の駆動方式が異なる場合でも、良好なフィードバック制御を行うことができる。
以上の参考形態は、転写搬送ベルト60上に感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおける転写ユニット6である。
上記参考形態では露光光源としてはレーザ光源を用いているが、露光光源が例えばLEDアレイ等でも良い。さらに無端状ベルトの速度、位置検出に際し、従動ローラ軸に取り付けたロータリーエンコーダ301を用いているが、これに限ったものではなく、例えば無端状ベルトの表面または裏面に形成されたスケールやトナーマークを検出することとしても良い。さらに、制御コントローラ102が行う制御演算としては、PI制御としたが、これに限ったものではなく、P制御、PID制御、H∞制御等でも良い。
次に、本発明の一実施形態を図19乃至図25に基づいて説明する。本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式を採用する直接転写方式によるカラーレーザプリンタの実施形態である。まず、本実施形態のカラーレーザプリンタの基本構成を図19及び図20を参照して説明する。
図19は、本実施形態のカラーレーザプリンタの縦断正面を示し、図20はその転写ユニットの概略構造を拡大して示す。
本実施形態のカラーレーザプリンタ1では、上記実施形態において、光書込ユニット2は、図示しない光源が各色の画像データに基づいて4本のレーザビームを発生し、この4本のレーザビームをポリゴンミラー19により偏向走査してf−θレンズ20、反射ミラー27を介して各感光体11Y、11M、11C、11Kの表面に照射することで各感光体11Y、11M、11C、11Kを露光する。
定着ユニット7は、加圧ローラ28に定着ベルト29を加圧するように配置され、加圧ローラ28と定着ベルト29との間を通過する転写紙100に対して加圧及び加熱することにより転写紙100にトナー像を定着させる。ここに、給紙カセット3,4又は手差しトレイMFから給紙機構33により給紙された転写紙100を画像プロセス部30、定着ユニット7等を経由して排紙トレイ8または後処理装置へ案内する転写紙案内路31が形成されている。転写紙案内路31の各所には、転写紙100に搬送力を付与する複数対の搬送ローラ32が設けられている。搬送ローラ32は、図示しない搬送モータによって回転駆動され、転写紙案内路31中で転写紙100を所望の方向へ搬送する。クリーニング装置85.は、ブラシローラ34とクリーニングブレード35とにより転写搬送ベルト60をクリーニングする。
次に、図21乃至図25を参照して転写搬送ベルト60の回転速度制御について説明する。
カラーレーザプリンタ1に代表されるカラー画像形成装置では、転写搬送ベルト60上で各色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する。このため、各色のトナー像のずれ(色ずれ)を生じさせることなくカラー画像を形成するには、転写搬送ベルト60の周速変動を極力生じないようにすることが必要である。そこで、本実施形態では、転写搬送ベルト60の周速をある一つのローラ66の角速度を検出することで検出し、その検出した転写搬送ベルト60の周速に基づいて転写搬送ベルト60の駆動源であるステッピングモータ302をフィードバック制御して、転写搬送ベルト60の回転速度を目標速度に維持するようにしている。
図21は、本実施形態におけるベルト駆動制御装置の機能ブロックを示す。CPU203は、各種演算処理を実行し、本実施形態の各部を集中的に制御する。このCPU203にはROM204、RAM205、及びEEPROM206がバスで接続されている。ROM204には、本実施形態のカラーレーザプリンタ1における各部を駆動制御するための制御プログラム207がファームウエアとして記憶保存されている。ROM204は、そのような制御プログラム207の他、各種の固定データを固定的に記憶保存する。RAM205は、可変データを書き換え自在に一時記憶する。一例として、RAM205は、ROM204に記憶保存されている制御プログラム207に従いCPU203が各部の制御を実行するに際して、ワークエリアとして使用される。EEPROM206は、不揮発性のメモリであり、電源オフ時にも記憶保存しておきたい各種のデータを記憶保存する。このような電源オフ時にも記憶保存しておきたい各種のデータとしては、例えば、基準制御値208がある。この基準制御値208については、後述する。
CPU203には、転写搬送ベルト60の駆動源であるステッピングモータ302を駆動制御するためのドライバIC209が接続されている。ステッピングモータ302は、CPU203からの制御信号に基づいて動作するドライバIC209から駆動パルスが付与され、この駆動パルスによって駆動される。したがって、ステッピングモータ302は、CPU203からの制御信号に応じて、単位時間当たりの駆動パルス数であるPPS(Pulse/second)が制御された状態で駆動されることになる。
ここで、前述したように、本実施形態では、転写搬送ベルト60の周速をある一つのローラ66の角速度を検出することで検出し、その検出した転写搬送ベルト60の周速に基づいて転写搬送ベルト60の駆動源であるステッピングモータ302をフィードバック制御し、転写搬送ベルト14 の回転速度を目標速度に維持するようにしている。転写搬送ベルト60の周速を検出するための機構として、本実施形態では、転写搬送ベルト60を回転動作自在に支持するローラ61〜66のうちの一つのローラ66の角速度を速度検出手段としてのロータリエンコーダ301によって検出するようにしている。ロータリエンコーダ301は、CPU203に接続され、その出力信号をCPU203に入力するようになっている。
CPU203には、外部機器、例えば本実施形態のカラーレーザプリンタ1にプリントデータを送るコンピュータ等との接続を確保するために、インターフェース211がバスで接続されている。このインターフェース211としては、例えばRS232Cのようなシリアルインターフェースが用いられる。
図22は、転写搬送ベルト60の周速変動の状態を例示するグラフである。図22において、縦軸に転写搬送ベルト60の周速、横軸に時間をとっている。
画像形成中の転写搬送ベルト60の周速は、転写搬送ベルト60の周速制御を行わない場合には相当な程度変動する。例えば、給紙カセット3、4あるいは手差しトレイMFから給紙機構33によって転写紙案内路31に給送された転写紙100が転写搬送ベルト60に担持された瞬間、転写搬送ベルト60に大きな負荷変動が発生する。このため、一例として、図22(a)にAとして示すように、転写搬送ベルト60の周速は急激に低下した後、負荷変動の影響がなくなることで元の速度に復帰する。ここで、図22では、転写搬送ベルト60の回転目標速度を値「0」として示している。
転写搬送ベルト60を回転動作可能に支持する複数個のローラ61〜66は、その回転軸の位置に公差がある。このため、不可避的に、ローラ61〜66には軸の偏心が生じ、これを原因として転写搬送ベルト60の周速は、一例として、図22(a)にBとして示すように、周期的に変動する。
そこで、本実施形態では、転写搬送ベルト60を回転動作自在に支持するローラ61〜66のうちの一つのローラ66の角速度を転写搬送ベルト60の周速としてロータリエンコーダ301によって検出し、その検出したローラ66の角速度に基づいてステッピングモータ302をフィードバック制御し、図22(a)に例示するような転写搬送ベルト60の周速変動を抑制し、転写搬送ベルト60の回転速度を目標速度に維持する。
図23は、転写搬送ベルト60の周速制御の状態を例示する。図23において、横軸にステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)、縦軸に制御周期をとっている。
ステッピングモータ302をフィードバック制御するに際して、ロータリエンコーダ301によって検出されたローラ66の角速度変動に応じてステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を急激に増減すると、ステッピングモータ302に脱調が生じてしまう。そこで、ある制御周期、例えば1ms程度の制御周期毎におけるステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)の増減値を制限し、ステッピングモータ302に脱調が生じないようにする必要がある。
図23(a)、(b)は、ステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)をある制御周期毎に増加している例を示している。図23(a)、(b)に示すように、例えばステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を増やしてその回転数を増加させる場合であっても、ステッピングモータ302の脱調を防止するためには、ある制御周期毎に段階的にステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を増やしてその回転数を増加させる必要がある。
図23中、ステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)について、前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)の増減値である制御値をe(n)として表している。この場合、(n)は、今回の制御値eであることを示している。つまり、制御値e(n)は今回の制御値eであり、制御値e(n−1)は前回の制御値eである。
ところが、図23(a)では、ある制御周期毎の制御値e(n)に大きな部分がある。この部分は、図23(a)中、基準制御値として示している制御値e(n)より大きな部分である。このように、ある制御周期毎の制御値e(n)に大きな部分があると、ステッピングモータ302に脱調は生じないまでも、転写搬送ベルト60の速度変動が大きくなり、転写搬送ベルト60等から構成される駆動系に大きな慣性力が発生し、これに伴う駆動系の追従性を原因として転写搬送ベルト60が発振してしまう等の不都合が生ずる。図22(b)は、図23(a)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をした結果、転写搬送ベルト60に発振が生じてしまった場合の転写搬送ベルト60の周速変動の状態を例示する。
ここで、図23(a)、(b)中、基準制御値として示している値は、ある制御周期毎の制御値e(n)に関して、転写搬送ベルト60に発振を生じさせない程度の制御値e(n)として設定されている上限値を示している。図23(b)に示すように、ある制御周期毎の制御値e(n)が基準制御値を越えないように制御すれば、転写搬送ベルト60に発振を生じさせることなく、転写搬送ベルト60の回転速度を目標速度に近づけることができる。図22(c)は、図23(b)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をした結果、転写搬送ベルト60の回転速度が目標速度に近づいている状態を例示する。図22(b)と図22(c)との比較から明確なように、図23(b)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をすれば、転写搬送ベルト60に発振を生じさせることなく、転写搬送ベルト60の回転速度を目標速度に近づけることができる。
より詳細には、図22(a)にAとして示すような転写搬送ベルト60の周速の急激な低下が発生した場合、図23(b)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をすると、図23(a)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をした場合との比較において、転写搬送ベルト60の周速を急速に目標速度に復帰させることはできない。しかしながら、図23(a)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をした場合に生ずることがある転写搬送ベルト60の発振を防止することができる。したがって、結果的には、図23(b)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をすることで、転写搬送ベルト60の周速をより目標速度に近づけることが可能となる。
また、図22(a)にBとして示すような複数個のローラ61〜66の軸の偏心を原因とする転写搬送ベルト60の周期的な周速変動に対しては、図23(b)に示すような転写搬送ベルト60の周速制御をすることで、そのような周期的な収束変動を極めて効果的に収束させることができる。
以上説明したような転写搬送ベルト60に発振を生じさせない程度の制御値e(n)には、図23(a)、(b)中には図示しないが、増加基準制御値と減少基準制御値とがある。増加基準制御値というのは、ある制御周期中の前回周期におけるステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対する+の制御値e(n)を意味する。つまり、単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を増加させる場合の制御値e(n)である。
これに対して、減少制御値というのは、ある制御周期中の前回周期におけるステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対する−の制御値e(n)を意味する。つまり、単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を減少させる場合の制御値e(n)である。そして、これらの増加基準制御値と減少基準制御値とは、図21に示すように、EEPROM206に基準制御値208として記憶保存されている。
本実施形態のカラーレーザプリンタ1では、ROM204に記憶保存された制御プログラム207は、ロータリエンコーダ301によって検出されたローラ66の角速度変動に応じてステッピングモータ302に付与する駆動パルスをある制御周期毎に制御し、この際、EEPROM206に記憶保存された基準制御値208を参照し、ある制御周期毎の制御値e(n)がその基準制御値208を越えないようにしている。これにより、転写搬送ベルト60の周速制御をしない場合には図22(a)のように変動してしまう転写搬送ベルト60の回転速度を、図22(c)に例示するように収束させることができる。これにより、転写搬送ベルト60の回転むらを原因とする各色の位置ずれを防止することができる。
ここに、転写搬送ベルト60の回転速度が目標速度となるように、規定の制御周期毎に、ロータリエンコーダ301によって検出されたローラ66の角速度に基づいてステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)をフィードバック制御し、この際、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)について、前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)の増減値である制御値e(n)を規定の範囲に制限する回転制御手段の機能が実行される。
なお、EEPROM206に記憶保存された基準制御値208の設定に際しては、一例として、インターフェース211に接続した外部機器から、EEPROM206に記憶保存する基準制御値208の値を適宜設定し、あるいは設定変更しながら、カラーレーザプリンタ1を実際に動作させて各色の色ずれの状態を例えば目視によって確認する。そして、各色の色ずれが生じないような設定値を基準制御値208として設定する。これにより、最適な基準制御値を容易に設定することができる。
図24は、転写搬送ベルト60の回転速度制御処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、CPU203がROM204に記憶保存された制御プログラム207に従い演算処理によって実行する処理であり、規定の制御周期、例えば1ms毎に実行される。
CPU203は、まず、ステップS101において、ステッピングモータ302のサーボ制御値を計算する処理を開始する。この処理では、CPU203は、ロータリエンコーダ301によって検出されたローラ66の角速度変動に応じてステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を計算する。そして、CPU203は、この計算結果に基づいて、前回の制御周期での単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対して今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を増減する値である制御値e(n)を求める。また、CPU203は、ステップS101の処理では、こうして求めた制御値e(n)を記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶する(規定の制御周期毎に、ステッピングモータ302の制御値e(n)を記憶領域に記憶する)。
次いで、CPU203は、ステップS102では、今回の制御値e(n)から、記憶領域、例えばRAM105のワークエリアに一時記憶されている前回の制御周期での制御値e(n−1)を減算し、その結果を比較制御値として求める(規定の制御周期毎に、記憶領域に記憶したステッピングモータ302の前回の制御値e(n−1)に対する今回の制御値e(n)の差を比較制御値として求める)。
ここで、本実施の形態では、CPU203は、ステップS101において、制御値e(n)を記憶領域に一時記憶し、ステップS102において、今回の制御値e(n)から記憶領域に記憶された前回の制御値e(n−1)を減算する処理を実行する例を示した。これに対して、別の実施の形態として、CPU203は、ステップS101において、ステッピングモータ302に付与する今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を記憶領域に一時記憶し、ステップS102において、ドライバIC209を介してステッピングモータ302に付与する今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)から記憶領域に記憶されたステッピングモータ101に付与した前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を減算する処理を実行するようにしても良い。いずれの処理によっても、ステップS102において、比較制御値を求めることが可能である。
次いで、CPU203は、ステップS103では、ステップS102で求めた比較制御値と、EEPROM206に記憶保存する増加基準制御値とを比較する(求めた比較制御値を、増加制限値として記憶領域に記憶保存する増加基準制御値と比較する)。この処理は、ある制御周期毎の制御値e(n)が、図23(a)に例示するように基準制御値を越えないようにするための処理である。
CPU203は、ステップS103での比較の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する増加基準制御値よりも小さい場合、あるいは比較制御値が増加基準制御値以下である場合には(ステップS103のN)、ステップS104で、ステップS102で求めた比較制御値と、EEPROM206に記憶保存する減少基準制御値とを比較する(求めた比較制御値を、減少制限値として記憶領域に記憶保存する減少基準制御値と比較する)。この処理も、ある制御周期毎の制御値e(n)が、図23(a)に例示するように基準制御値を越えないようにするための処理である。
CPU203は、ステップS104での比較の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する減少基準制御値よりも大きい場合、あるいは比較制御値が減少基準制御値以上である場合には(ステップS104のN)、ステップS105に進み、ステップS102で求めた制御値e(n)を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、ステップS102で求めた制御値e(n)を今回の制御値e(n)とする場合には、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動し、あるいは、今回の制御値e(n)を、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、比較制御値が増加基準制御値よりも小さく減少基準制御値よりも大きい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
CPU203は、ステップS103での比較処理の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する増加基準制御値よりも大きい場合、あるいは比較制御値が増加基準制御値以上である場合には(ステップS103のY)、ステップS106に進み、EEPROM206に記憶保存する増加基準制御値を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、EEPROM206に記憶保存する増加基準制御値を今回の制御値e(n)とする場合には、その増加基準制御値を、記憶領域、例えばRAM105のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS )を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、比較制御値が増加基準制御値よりも大きい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に増加基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
また、CPU203は、ステップS104での比較処理の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する減少基準制御値よりも小さい場合、あるいは比較制御値が減少基準制御値以下である場合には(ステップS104のY)、ステップS107に進み、EEPROM206に記憶保存する減少基準制御値を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、EEPROM206に記憶保存する減少基準制御値を今回の制御値e(n)とする場合には、その減少基準制御値を、記憶領域、例えばRAM105のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、比較制御値が減少基準制御値よりも小さい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に減少基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
図25は、転写搬送ベルト60の回転速度制御処理の別の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理も、図24のフローチャートに示す処理と同様に、ROM204に記憶保存された制御プログラム207に従いCPU203の演算処理によって実行される処理であり、規定の制御周期、例えば1ms毎に実行される。
まず、CPU203は、ステップS101において、ステッピングモータ302のサーボ制御値を計算する処理を開始する。この処理では、CPU203は、ロータリエンコーダ301によって検出されたローラ66の角速度変動に応じてステッピングモータ302に付与する単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を計算する。そして、CPU203は、この計算結果に基づいて、前回の制御周期での単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対して今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS )を増減する値である制御値e(n)を求める。また、ステップS101の処理では、CPU203は、こうして求めた制御値e(n)を記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶する(規定の制御周期毎に、ステッピングモータ302の制御値e(n)を記憶領域に記憶する)。
次いで、CPU203は、ステップS102では、今回の制御値e(n)から、記憶領域、例えばRAM105のワークエリアに一時記憶されている前回の制御周期での制御値e(n−1)を減算し、その結果を比較制御値として求める(規定の制御周期毎に、記憶領域に記憶したステッピングモータ302の前回の制御値e(n−1)に対する今回の制御値e(n)の差を比較制御値として求める)。
ここで、本実施形態では、CPU203は、ステップS101において、制御値e(n)を記憶領域に一時記憶し、ステップS102において、今回の制御値e(n)から記憶領域に記憶された前回の制御値e(n−1)を減算する処理を実行する例を示した。これに対して、別の実施の形態として、CPU203は、ステップS101において、ドライバIC209を介してステッピングモータ302に付与する今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を記憶領域に一時記憶し、ステップS102において、ステッピングモータ302に付与する今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)から記憶領域に記憶されたステッピングモータ302に付与した前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を減算する処理を実行するようにしても良い。いずれの処理によっても、ステップS102において、比較制御値を求めることが可能である。
次いで、CPU203は、ステップS103では、比較制御値が増加比較制御値であるかどうかを判定する。増加比較制御値というのは、+の値をとる比較制御値である。つまり、今回の制御値e(n)の方が前回の制御値e(n−1)よりも大きい場合の比較制御は増加比較制御値ということになる。図25のフローチャート中には示さないが、今回の制御値e(n)の方が前回の制御値e(n−1)よりも小さい場合の比較制御は増加比較制御値ではなく、減少比較制御値ということになる。減少比較制御値というのは、−の値をとる比較制御値である。
CPU203は、ステップS103での判定の結果、比較制御値が増加比較制御値であると判定された場合には(ステップS103のY)、ステップ104において、ステップS102で求めた比較制御値と、EEPROM206に記憶保存する増加基準制御値とを比較する(増加比較制御値を求めた場合には、その増加比較制御値を、増加制限値として記憶領域に記憶保存する増加基準制御値と比較する)。この処理は、ある制御周期毎の制御値e(n)が、図23(a)に例示するように基準制御値を越えないようにするための処理である。
CPU203は、ステップS104での比較の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する増加基準制御値よりも小さい場合、あるいは比較制御値が増加基準制御値以下である場合には(ステップS104のN)、ステップS105に進み、ステップS102で求めた制御値e(n)を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、ステップS102で求めた制御値e(n)を今回の制御値e(n)とする場合には、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動し、あるいは、今回の制御値e(n)を、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、増加比較制御値が増加基準制御値よりも小さい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
CPU203は、ステップS104での比較処理の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する増加基準制御値よりも大きい場合、あるいは比較制御値が増加基準制御値以上である場合には(ステップS104のY)、ステップS106に進み、EEPROM206に記憶保存する増加基準制御値を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、EEPROM206に記憶保存する増加基準制御値を今回の制御値e(n)とする場合には、その増加基準制御値を、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、増加比較制御値が増加基準制御値よりも大きい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に増加基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
CPU203は、ステップS103での判定の結果、比較制御値が増加比較制御値でない、つまり減少比較制御値であると判定された場合(ステップS103のN)には、ステップ107において、ステップS102で求めた比較制御値と、EEPROM206に記憶保存する減少基準制御値とを比較する(減少比較制御値を求めた場合には、その減少比較制御値を、減少制限値として記憶領域に記憶保存する減少基準制御値と比較する)。この処理は、ある制御周期毎の制御値e(n)が、図23(a)に例示するように基準制御値を越えないようにするための処理である。
CPU203は、ステップS107での比較の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する減少基準制御値よりも大きい場合、あるいは比較制御値が減少基準制御値以上である場合には(ステップS107のN)、ステップS108に進み、ステップS102で求めた制御値e(n)を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、ステップS102で求めた制御値e(n)を今回の制御値e(n)とする場合には、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動し、あるいは、今回の制御値e(n)を、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、増加比較制御値が減少基準制御値よりも大きい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
CPU203は、ステップS107での比較処理の結果、ステップS102で求めた比較制御値がEEPROM206に記憶保存する減少基準制御値よりも小さい場合、あるいは比較制御値が減少基準制御値以下である場合には、ステップS109に進み、EEPROM206に記憶保存する減少基準制御値を今回の制御値e(n)として設定する。
CPU203は、EEPROM206に記憶保存する減少基準制御値を今回の制御値e(n)とする場合には、その減少基準制御値を、記憶領域、例えばRAM205のワークエリアに一時記憶するステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に加算してステッピングモータ302の今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を求め、この単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動する(比較の結果、比較制御値が減少基準制御値よりも小さい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に減少基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)でドライバIC209を介してステッピングモータ302を駆動制御する)。これにより、図23(b)に例示するような状態で転写搬送ベルト60の周速制御がなされる。その結果、例えば図22(a)に例示するように発生する転写搬送ベルト60の周速変動を、図22(b)に例示するような転写搬送ベルト60の発振を生じさせることなく、図22(c)に例示するように収束させることができる。
上記実施形態によれば、無端状ベルト60を回転動作自在に支持する複数個のローラ61〜66と、少なくとも一つのローラ66を回転駆動するステッピングモータ302と、少なくとも一つのローラ66の角速度を検出するロータリエンコーダ301と、無端状ベルト60の回転速度が目標速度となるように、規定の制御周期毎に、ロータリエンコーダ301によって検出されたローラ66の角速度に基づいてステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数をフィードバック制御する回転制御手段203とを具備し、回転制御手段203は、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数について、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値である制御値を規定の範囲に制限するので、ロータリエンコーダによって検出されたローラの角速度に基づいてステッピングモータの単位時間当たりの駆動パルス数を回転制御手段がフィードバック制御することで、無端状ベルトの回転速度を目標速度とすることができる。この際、回転制御手段は、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータの単位時間当たりの駆動パルス数について、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値である制御値を規定の範囲に制限することから、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値が大きすぎる場合に生ずることがある不都合、例えば、ステッピングモータの脱調、無端状ベルト等からなる駆動系の追従性を原因とする無端状ベルトの発振等の不都合を防止することができる。このようなことから、無端状ベルトの回転むらを原因とする各色の位置ずれを精度良く防止することができる。
上記実施形態によれば、回転制御手段203は、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータ302の制御値を規定の範囲に制限するために、規定の制御周期毎に、ステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数を記憶手段205に記憶する処理と、規定の制御周期毎に、前記記憶手段205に記憶したステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の差を比較制御値として求める処理と、求めた比較制御値を、増加制限値として記憶手段205に記憶保存する増加基準制御値と減少制限値として記憶手段205に記憶保存する減少基準制御値とのいずれか一方又は両方と比較する処理と、比較の結果、比較制御値が増加基準制御値よりも小さく減少基準制御値よりも大きい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、比較制御値が増加基準制御値よりも大きい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に増加基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、比較制御値が減少基準制御値よりも小さい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に減少基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御する処理とを実行するので、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値が大きすぎる場合に生ずることがある不都合、例えば、ステッピングモータの脱調、無端状ベルト等からなる駆動系の追従性を原因とする無端状ベルトの発振等の不都合を防止することができ、したがって、無端状ベルトの回転むらを原因とする各色の位置ずれを精度良く防止することができる。
上記実施形態によれば、回転制御手段203は、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータ302の制御値を規定の範囲に制限するために、規定の制御周期毎に、ステッピングモータ302の制御値を記憶手段205に記憶する処理と、規定の制御周期毎に、記憶手段205に記憶したステッピングモータ302の前回の制御値に対する今回の制御値の差を比較制御値として求める処理と、求めた比較制御値を、増加制限値として記憶手段205に記憶保存する増加基準制御値と減少制限値として記憶手段205に記憶保存する減少基準制御値とのいずれか一方又は両方と比較する処理と、比較の結果、比較制御値が増加基準制御値よりも小さく減少基準制御値よりも大きい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、比較制御値が増加基準制御値よりも大きい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に増加基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、比較制御値が減少基準制御値よりも小さい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に減少基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御する処理とを実行するので、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値が大きすぎる場合に生ずることがある不都合、例えば、ステッピングモータの脱調、無端状ベルト等からなる駆動系の追従性を原因とする無端状ベルトの発振等の不都合を防止することができ、したがって、無端状ベルトの回転むらを原因とする各色の位置ずれを精度良く防止することができる。
上記実施形態によれば、回転制御手段203は、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータ302の制御値を規定の範囲に制限するために、規定の制御周期毎に、ステッピングモータ302の単位時間当たりの駆動パルス数を記憶手段205に記憶する処理と、規定の制御周期毎に、記憶手段205に記憶したステッピングモータ302の前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の差を増加比較制御値又は減少比較制御値として求める処理と、増加比較制御値を求めた場合には、その増加比較制御値を、増加制限値として記憶手段205に記憶保存する増加基準制御値と比較し、減少比較制御値を求めた場合には、その減少比較制御値を、減少制限値として記憶手段205に記憶保存する減少基準制御値と比較する処理と、比較の結果、増加比較制御値が増加基準制御値よりも小さい場合又は減少比較制御値が減少基準値よりも大きい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、増加比較制御値が増加基準制御値よりも大きい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に増加基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、減少比較制御値が減少基準制御値よりも小さい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に減少基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御する処理とを実行するので、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値が大きすぎる場合に生ずることがある不都合、例えば、ステッピングモータの脱調、無端状ベルト等からなる駆動系の追従性を原因とする無端状ベルトの発振等の不都合を防止することができ、したがって、無端状ベルトの回転むらを原因とする各色の位置ずれを精度良く防止することができる。
上記実施形態によれば、回転制御手段203は、規定の制御周期毎にフィードバック制御するステッピングモータ302の制御値を規定の範囲に制限するために、規定の制御周期毎に、ステッピングモータ302の制御値を記憶手段205に記憶する処理と、規定の制御周期毎に、記憶手段205に記憶したステッピングモータ302の制御値に対する今回の制御値の差を増加比較制御値又は減少比較制御値として求める処理と、増加比較制御値を求めた場合には、その増加比較制御値を、増加制限値として記憶手段205に記憶保存する増加基準制御値と比較し、減少比較制御値を求めた場合には、その減少比較制御値を、減少制限値として記憶手段205に記憶保存する減少基準制御値と比較する処理と、比較の結果、増加比較制御値が増加基準制御値よりも小さい場合又は減少比較制御値が減少基準値よりも大きい場合には今回の単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、増加比較制御値が増加基準制御値よりも大きい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に増加基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御し、減少比較制御値が減少基準制御値よりも小さい場合には前回の単位時間当たりの駆動パルス数に減少基準制御値を加えた単位時間当たりの駆動パルス数でステッピングモータ302を駆動制御する処理とを実行するので、前回の単位時間当たりの駆動パルス数に対する今回の単位時間当たりの駆動パルス数の増減値が大きすぎる場合に生ずることがある不都合、例えば、ステッピングモータの脱調、無端状ベルト等からなる駆動系の追従性を原因とする無端状ベルトの発振等の不都合を防止することができ、したがって、無端状ベルトの回転むらを原因とする各色の位置ずれを精度良く防止することができる。
上記実施形態によれば、増加基準制御値を記憶保存する記憶手段205は、増加基準制御値を書き換え自在に記憶保存するので、最適な増加基準制御値を容易に設定することができる。
上記実施形態によれば、減少基準制御値を記憶保存する記憶手段205は、減少基準制御値を書き換え自在に記憶保存するので、最適な減少基準制御値を容易に設定することができる。
次に、本発明の別の参考形態について説明する。この参考形態は、上記参考形態において、演算部105と制御対象106のモータ駆動用インターフェイス部24との間に上記実施形態のCPU203、ROM204、RAM205及びEEPROM206とほぼ同様な回転制御手段が設けられる。この回転制御手段は、演算部105からモータ駆動用インターフェイス部24への駆動パルス周波数u(i)の駆動パルスについて、上記実施形態のCPU203、ROM204、RAM205及びEEPROM206と同様に、規定の制御周期毎に、前回の制御周期での単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)に対して今回の単位時間当たりの駆動パルス数(PPS)を増減する値である制御値e(n)を求めて該制御値e(n)を上記規定の範囲に制限する。
この参考形態によれば、上記参考形態と同様な効果が得られ、かつ、上記実施形態と同様な効果が得られる。
なお、本発明は、転写搬送ベルト以外の中間転写ベルトなどの無端状ベルトの駆動制御を行うベルト駆動制御装置、及び無端状ベルトを有する複写機,プリンタ,ファクシミリ、インクジェット型プリンタなどの画像形成装置にも上記実施形態と同様に実施することができる。