JPH10178792A - 駆動制御装置およびこれを用いた装置、複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動源を常時高精度を要求して制御するの
は、制御が複雑化する。 【解決手段】 駆動信号を受けて作動する駆動源１１
と、この駆動源の作動（作動速度等）に対する要求精度
が高いか否かを判別する判別手段１３と、この判別手段
により要求精度が低いと判別されたときは、駆動信号の
要素のうち駆動源の作動を粗変化させる要素を制御し、
要求精度が高いと判別されたときは、上記要素のうち駆
動源の作動を微変化させる要素を制御する信号制御手段
１３とを有する駆動制御装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動源、特に振動
エネルギーを利用して駆動力を与える振動型アクチュエ
ータの制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで、振動型アクチュエータの制御
方法に関する多くの提案が出されている。振動型アクチ
ュエータの場合、その回転速度は振動体に印加する周波
信号の周波数（駆動周波数）や振幅（駆動電圧）によっ
て制御することが多い。

【０００３】ここで、駆動周波数と回転速度の関係は図
１０のようになる。回転速度は振動体の共振周波数をピ
ークとして、高周波数側にはなだらかで、低周波数側に
は急な特性となる。また、駆動電圧によっても速度は図
１０のように変化する。

【０００４】駆動電圧を変化させることで振動型アクチ
ュエータの速度制御を行う場合、周波数は振動型アクチ
ュエータの共振周波数に近く共振周波数よりも高い周波
数となるようにしなければならないが、共振周波数は温
度等の環境や負荷によっても変化するので完全に固定し
て制御することはできない。

【０００５】一方、駆動周波数を変化させることで速度
制御を行う場合は、温度や負荷等が変化してもそれに応
じた制御を行うことができる。

【０００６】そして、任意の周波数の周波信号を発生さ
せる手段として、ＶＣＯ（電圧制御発振器）がよく用い
られる。ＶＣＯは、入力される電圧の大きさに応じた周
波数の信号を出力することができ、比較的細かい周波数
の分解能が得られる。このため、周波数により振動型ア
クチュエータの速度を制御する場合にＶＣＯを用いれ
ば、安定した制御を行うことができる。

【０００７】しかし、回路にかかるコストを安くしよう
とした場合、ＶＣＯのようなアナログ回路を使わず、デ
ィジタル回路（ゲートアレイ等）で高いクロック信号を
分周することにより周波信号の周波数に対応する周波数
のパルスを発生させ、そのパルスにより昇圧用のトラン
スの１次側のスイッチング素子のゲートを制御すること
により、振動型アクチュエータを駆動する構成が考えら
れる。

【０００８】但し、分周されるクロックの周波数が高い
ほど駆動周波数の分解能は細かくできるが、ゲートアレ
イで使えるクロックの周波数にも限度があるためにＶＣ
Ｏほど分解能が上げられず、周波数のみで振動型アクチ
ュエータの速度を制御しようとすると、速度ムラが大き
くなってしまうという問題がある。

【０００９】そこで、振動型アクチュエータの駆動速度
を制御する手段として、アクチュエータに入力する２相
の交流信号の電圧振幅や周波数、２相間の位相差などを
組み合わせて制御するいくつかの提案がなされている。

【００１０】例えば、特開昭６４−８５５８７号公報に
は、振動型アクチュエータの駆動周波数を高い方から低
い方へと掃引し、速度が所定速度となったら周波数を固
定し、駆動電圧またはパルス幅を操作することにより速
度を制御する手法が提案されている。

【００１１】また、特開平５−３２８７５７号公報に
は、駆動電圧に相当する振動型アクチュエータの電力増
幅部に入力するパルスのパルス幅で速度が一定になるよ
うに制御し、駆動周波数は上記制御された結果のパルス
幅が所定の値になるように制御する手法が提案されてい
る。

【００１２】さらに、特開平６−２３７５８４号方向に
は、振動型アクチュエータの２相の入力交流信号の周波
数と電圧振幅または周波数と位相差を制御する際に、最
初のステップでは周波数を操作して速度が目標速度に近
づくように制御し、ある速度範囲になったら周波数を固
定して、それから後は電圧振幅または２相の交流信号の
位相差により速度がより目標値に近づくように制御する
一方、その後目標速度との差がある値以上になったら再
び周波数により制御する手法が提案されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６４−８５５８７号公報提案の手法では、駆動周波数を
起動時に固定してしまうために、固定された周波数が共
振周波数から離れることにより所定の速度（回転数）が
出力できなくなるおそれがある。また、逆に固定された
周波数が共振周波数に近づき過ぎた場合、特に目標速度
が遅いときは駆動電圧を振動型アクチュエータが停止し
てしまう電圧まで下げてしまうおそれもある。

【００１４】また、特開平５−３２８７５７号および特
開平６−２３７５８４号公報提案の手法では、速度が定
常速度に達した後は駆動電圧で主に制御し、温度等や負
荷等の変化により駆動電圧だけでは制御できない状態に
なったときは駆動周波数を変化させることにより、再び
駆動電圧での制御を可能ととするものであるが、周波数
の発生をデジタル回路で構成した場合には周波数の分解
能が悪くなり、周波数を最小ステップだけ変化させても
速度変動が大きくなるおそれがある。特に、複写機の現
像ドラム等の回転のように高い回転数（回転速度）精度
が要求されるような場合には、画像形成および転写中に
駆動周波数を変更するとドラムの回転数が大きく変動し
てしまい、印字品位が悪くなる可能性がある。

【００１５】そこで、本願発明は、できるだけ簡単な制
御によって、駆動源（特に、振動型アクチュエータ）を
安定的かつ高精度で駆動することができるようにした駆
動制御装置およびこれを備えた複写機等の装置を提供す
ることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願発明では、駆動信号を受けて作動する駆動源
と、この駆動源の作動（作動速度等）に対する要求精度
が高いか否かを判別する判別手段と、この判別手段によ
り要求精度が低いと判別されたときは、駆動信号の要素
のうち駆動源の作動を粗変化させる要素（必要に応じ
て、微変化させる要素と粗変化させる要素の双方）を制
御し、要求精度が高いと判別されたときは、上記要素の
うち駆動源の作動を微変化させる要素を制御する信号制
御手段とを有する駆動制御装置を構成している。

【００１７】すなわち、本願発明では、要求精度の高さ
に応じて駆動源の制御手法を切り換えるようにして、常
に一定の制御手法により制御する場合に比べて、簡単な
制御によって駆動源を安定的に駆動でき、かつ必要なと
きには確実に駆動源の高精度作動が得られるようにして
いる。

【００１８】ここで、駆動源が振動型アクチュエータで
ある場合には、例えばこれに印加する周波信号の周波数
を制御して駆動源の作動を粗変化させ、周波信号の振幅
を制御して駆動源の作動を微変化させるようにすること
ができる。

【００１９】なおこの場合、駆動制御装置に、パルス信
号の入力に応じて周波信号を出力する周波信号出力手段
と、上記パルス信号のパルス幅を変化させて周波信号の
振幅を制御する振幅制御手段とを設けるのが望ましい。

【００２０】また、振動型アクチュエータに複数の周波
信号を印加する場合には、例えばこれら周波信号の周波
数を制御して駆動源の作動を粗変化させ、両周波信号の
位相差を制御して駆動源の作動を微変化させるようにし
てもよい。

【００２１】そして、本願発明では、このような駆動制
御装置を装置、例えば複写機の感光部材や転写部材の駆
動に用いることにより、安定して高品位の複写画像が得
られる複写機等を実現している。

【００２２】なお、複写機等の装置においては、この装
置が被駆動手段（例えば、複写機の現像部材）に対して
所定の精度が要求される動作（例えば、現像部材への露
光動作や被転写部材への転写動作）中であるかそうでな
い動作（例えば、電源投入後の初期動作、被転写部材の
給排動作および複数の被転写部材に対して連続転写する
場合における被転写部材間スペースの通過待ち動作）か
によって駆動源の作動に対する要求精度が高いか否かを
判別するのが望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図２には、本願発明の第１実施形態で
ある複写機のプリンタ部の主要部の構成を示している。
なお、一般に複写機は原稿の画像を読み取るリーダー部
と読み取った画像を紙などに転写するプリンタ部からな
るが、リーダー部は本願発明に特に関係しないので説明
を省略する。

【００２４】図２において、１は感光ドラム（現像部
材）であり、この感光ドラム１の表面には、図３に示す
ように光導電層１０が形成されている。感光ドラム１に
は、図中の細い矢印の方向に回転されて帯電器２によっ
て電荷が付加され、太い矢印で示す方向から露光器３に
よって露光が行なわれて、光導電層１０に潜像が形成さ
れる。この潜像は現像器４によってトナー現像され、こ
れにより顕像が形成される。

【００２５】そして、駆動プーリ５と従動プーリ６によ
って駆動されるシート搬送ベルト７によって図示しない
シート（被転写部材）の搬送を行い、転写器８によって
トナー像のシートへの転写を行うことにより、所望の画
像をシート上に形成することができる。なお、転写後
は、感光ドラム１の光導電層１０に残存する、シートに
転写しきれずに残った余剰トナーをクリーニング器９に
よって除去する。

【００２６】トナー像が転写されたシートは、搬送ベル
ト７によって図示されない定着器に搬送され、トナー像
が固定される。

【００２７】図３には、感光ドラム１の詳しい構成を示
している。この図において、１１は振動型モータ（振動
型アクチュエータ）である。この振動型モータ１１は、
弾性体に電気−機械エネルギー変換素子を固着させた固
定子とこの固定子に圧接する回転子とからなり、回転子
には出力軸が取り付けられている。振動型モータ１１で
は、上記電気−機械エネルギー変換素子に弾性体の共振
周波数近傍の交流波を印加することにより、弾性体に進
行性振動波を発生させ、この進行性振動波を利用して回
転子を摩擦駆動する。

【００２８】振動型モータ１１の出力軸の一端には、エ
ンコーダ１２が取り付けてあり、このエンコーダ１２は
振動型モータ１１の回転速度に応じたパルスを出力す
る。

【００２９】光導電層１０を有することにより像担持体
機能を有した感光ドラム１は、振動型モータ１１の出力
軸からギアやベルトなどを介さずに直接駆動される。駆
動源の回転精度が直接、光導電層１０を有する感光ドラ
ム１の回転精度となることから、駆動源である振動型モ
ータ１１の回転速度の制御性を十分高め、回転速度変動
を十分低くするとともに、感光ドラム１自身の精度を高
めることによって、感光ドラム１の振れを十分抑えるこ
とにより、従来と比して容易に感光ドラム１の速度の高
精度かつ安定した回転状態を確保することができる。

【００３０】次に、振動型モータの制御方法について説
明する。図１には、振動型モータ１１の回転速度の制御
を行う制御部を示している。図１において、振動型モー
タ１１の回転情報は、エンコーダ１２によってパルスに
変換され、速度検出器１６により速度情報に変換された
信号がＣＰＵ１３に入力される。ここで、速度検出器１
６では入力されるパルスの周波数あるいは１周期の時間
などを計測して多ビットの情報としてＣＰＵ１３に入力
している。ＣＰＵ１３は、入力された速度情報と現在の
複写機の動作を動作情報や紙間情報から判断して、振動
型モータ１１に入力する交流波（周波信号）を作るため
のパルス信号の周波数やパルス幅を決定する。

【００３１】パルス発生器（パルス幅制御手段）１４
は、ＣＰＵ１３から入力される周波数情報に対応する周
波数を有し、パルス幅情報に応じた時間だけハイレベル
となる、互いに時間的に９０度の位相差を有する２相の
パルス信号を発生する。この２相のパルス信号が昇圧器
（周波信号出力手段）１５で振動型モータ１１を駆動す
るのに十分な電圧まで増幅され、振動型モータ１１に入
力される。

【００３２】振動型モータ１１は、複写機が印刷（感光
ドラム１の露光およびトナー像のシートへの転写）をし
ているときと印刷をしていないときの両方で駆動されて
いる。画像を印刷しているときは、振動型モータ１１の
速度精度がこれによって駆動される感光ドラムの回転速
度精度に影響するので、高い回転速度精度が要求され
る。一方、印刷していないときは、回転速度についてそ
れほど高い精度は必要ない。

【００３３】そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１３が回
転速度の精度が要求されているかどうかを判断し、要求
に応じてパルス発生器１４に発生させるパルス信号の制
御を行う。以下、ＣＰＵ１３の動作を図４のフローチャ
ートを用いて説明する。

【００３４】ＣＰＵ１３内では一定時間ごとにタイマー
割り込みを発生させ、これによって等時間間隔で制御が
行われる。ステップ１７でタイマー割り込みが発生する
と、ステップ１８に進み、速度検出器１６より現在の速
度情報（Ｖ）を取得する。

【００３５】ステップ１９では、ＣＰＵ１３に入力され
る動作情報より、複写機が印刷動作中であるかどうかを
判断する。印刷動作中でなければステップ２１に進み、
印刷動作中であればステップ２０に進む。印刷動作以外
で振動型モータ１１が駆動される例としては、複写機の
電源投入時に複写機内の各機構が検査される際（初期動
作）や、振動型モータが停止状態にあるときに印刷スタ
ートボタンが押され振動型モータ１１が加速して定常速
度になるまでの間や、印刷動作が終了しシートが複写機
外へ排出されるとき等がある。

【００３６】ステップ２１では、パルス信号の周波数
を、検出された速度情報に応じて変更する（振動型モー
タ１１の駆動速度を粗変化させる）。具体的には変更前
の周波数に−（Ｖｒ−Ｖ）＊Ｇｆを加算する。ここで、
Ｖｒは振動型モータ１１の目標速度、Ｇｆは周波数制御
における制御ゲインである。周波数は変更前の値に常に
加算されるので速度の積分制御が行われることになり、
速度の定常偏差は０になるように制御される。マイナス
をつけて符号を逆転させているのは、一般に振動型モー
タは共振周波数をピークとして周波数が大きくなるほど
速度が小さくなり、かつ共振周波数より高い周波数の方
が速度勾配が小さく容易に制御できるからである。

【００３７】ステップ２１の動作を終えるとステップ２
７に進んでタイマー割り込みを終了し、次のタイマー割
り込みが発生するまでパルス信号の周波数とパルス幅を
保持する。

【００３８】一方、ステップ２０では、印刷動作中では
あるが、複数枚の複写を連続で行っているときのように
感光ドラム１の画像の転写位置をシートが通過中かシー
トとシートの間のスペース（以下、紙間という）が通過
中かを検出する。紙間においては画像の転写は行なわれ
ておらず、振動型モータ１１の駆動速度に対してそれほ
ど高い精度は要求されない。感光ドラム１の転写位置を
シートが通過中である場合はステップ２２に進み、紙間
が通過中である場合はステップ２３に進む。

【００３９】ステップ２２では、パルス信号のパルス幅
を、ステップ１８で検出した速度情報Ｖに応じて変更す
る（振動型モータの駆動速度を微変化させる）。具体的
には、変更前のパルス幅に（Ｖｒ−Ｖ）＊Ｇｐを加算す
る。ここでＶｒは振動型モータ１１の目標速度、Ｇｐは
パルス幅制御における制御ゲインである。パルス幅制御
においても周波数制御と同様に速度の積分制御が行わ
れ、定常速度偏差は０になる。こうしてパルス幅が決定
されるとステップ２７に進み、次の割り込みの発生まで
パルス信号の周波数とパルス幅を保持する。

【００４０】一般に、振動型モータの駆動電圧の周波数
を固定して、トランスの１次側に接続されたスイッチン
グ素子のゲートに入力するパルス幅で速度を制御する場
合、パルス幅による速度の可変範囲は限定されてしま
う。例えば、パルス幅を増加させるとある値までは速度
は増加していくが、それ以上になると、速度が増加しな
くなり、さらにパルス幅を増やし続けるとトランスやス
イッチング素子の機能を害するおそれがある。また、パ
ルス幅を減少させていくと、振動型モータの不感帯によ
り、ある値を境に振動型モータを駆動できなくなってし
まう。

【００４１】そこで、パルス幅制御を行うときにパルス
幅が常に所定の範囲に入るように周波数を設定する必要
がある。これを行うために以下のステップ２３〜２６を
設けている。以下に具体的に説明する。

【００４２】ステップ２３では、現在の制御された結果
のパルス幅が設定値Ｐｈより大きいかどうかを判別す
る。ここで、Ｐｈはパルス幅の制御による駆動速度の可
変範囲内で比較的大きい値になるようにする。制御され
た結果のパルス幅がＰｈになっている時点で制御が不可
能になることはないが、今後この時点での周波数で駆動
し続けると、制御が不可能な状態に陥る可能性があるの
で、パルス幅がＰｈより大きいときにはステップ２４に
進み、パルス信号の周波数を１ステップ下げることによ
り駆動周波数を共振周波数に近付け、その結果、制御さ
れるパルス幅が小さくなる。

【００４３】また、ステップ２５では、現在の制御され
た結果のパルス幅が設定値Ｐｌより小さいかどうかを判
別する。ここで、Ｐｌはパルス幅の制御による駆動速度
の可変範囲内で比較的小さい値になるようにする。制御
された結果のパルス幅がＰｌになっている時点で制御が
不可能になることはないが、今後この周波数で駆動し続
けると制御が不可能な状態に陥る可能性があるので、パ
ルス幅がＰｌより小さくいときにはステップ２６に進
み、パルス信号の周波数を１ステップ上げることにより
駆動周波数を共振周波数から遠ざけ、その結果、制御さ
れるパルス幅が大きくなる。

【００４４】なお、ステップ２４およびステップ２６で
周波数の変更量を１ステップとしているのは、ステップ
２３，２４またはステップ２５，２６での周波数の調整
が感光ドラム１の転写位置に紙間が到達するたびに行な
われ、振動型モータ１１の共振周波数の変化に対し高い
頻度で行なわれているので、１ステップ変更すれば十分
だからである。ステップ２４とステップ２６で周波数の
変更が完了すると、ステップ２７に進んで、タイマー割
り込みを終了する。

【００４５】以上説明したように、本実施形態では、複
写機の現在の動作が振動型モータ１１の駆動速度に対し
て高精度を要求する動作か否かを判別し、高精度を要求
する動作であるときは、駆動速度を微変化させるパルス
幅制御（駆動電圧制御）を行って高品位で安定した画像
を形成させることができる。一方、高精度を要求する動
作でないときは、駆動速度を粗変化させる周波数制御を
行って温度や負荷の変動に大まかに対処するにとどめて
ているので、これに加えてパルス幅制御を行う場合に比
べて制御を簡単化することができる。

【００４６】（第２実施形態）図５には、本願発明の第
２実施形態である複写機の制御部の構成を示している。
複写機自体の構成は第１実施形態のものと同様である。
第１実施形態では、振動型モータ１１の制御をＣＰＵに
よりソフト的に行っていたのに対し、本実施形態では、
制御回路２８によりハード的に行っている。

【００４７】図５において、制御回路２８に対して外部
から周波数制御のゲイン、パルス幅制御のゲイン、目標
速度が入力されるような構成になっている。これらは不
図示のホストＣＰＵから入力されるようになっている。

【００４８】図６には、制御回路２８の内部構成を示し
ている。図５の速度検出器１６で検出された速度は速度
情報として図６の減算器３３に入力される。減算器３３
は、入力された速度情報と外部から入力される目標速度
との差を乗算器３０に出力する。

【００４９】ゲインセレクタ２９には、現在印刷動作を
行っているのか印刷以外の動作を行っているのかを示す
駆動情報が入力される。ゲインセレクタ２９は、印刷動
作を行っている場合はパルス幅ゲインを、印刷動作以外
の動作を行っている場合は周波数ゲインを選択して乗算
器３０に出力する。

【００５０】乗算器３０は、アダーやシフター等の論理
素子により構成されており、入力される多ビットの２つ
のデータの積をデータ出力する。なお、この乗算器３０
はルックアップテーブルによって構成してもよい。乗算
器３０は、減算器３３から入力される速度偏差とゲイン
セレクタ２９から入力されるゲインとの掛け算を行い、
データ切替器３１に出力する。

【００５１】データ切替器３１には、上記駆動情報と、
印刷動作中において感光ドラム１の転写位置を紙間が通
過中か否か（シートが通過中か）を示す紙間情報とが入
力される。データ切替器３１は、これら情報に基づい
て、それぞれの動作に応じた加算データを周波数制御用
積分器３２およびパルス幅制御用積分器３５に出力す
る。具体的には、印刷動作中でなければ乗算器３０から
入力されたデータを周波数制御用積分器３２に出力し、
同時にパルス幅制御用積分器には０を出力する。一方、
印刷動作中であって感光ドラムの転写位置をシートが通
過中である場合は、乗算器３０から入力されたデータを
パルス幅制御用積分器３５に出力し、同時に周波数制御
用積分器に０を出力する。さらに、印刷動作中であるが
紙間が感光ドラムの転写位置を通過中である場合は、パ
ルス幅制御用積分器３５には０を出力し、同時にパルス
幅制御用積分器から入力されるパルス幅指令の値が設定
値Ｐｈより大きい場合は周波数制御用積分器３２に対す
るデータを−１とし、パルス幅指令の値が設定値Ｐｌよ
り小さい場合は周波数制御用積分器３２に＋１を出力
し、パルス幅指令の値が設定値ＰｈとＰｌの間にある場
合は周波数制御用積分器３２には０を出力する。

【００５２】ここで、設定値Ｐｈ，Ｐｌは、第１実施形
態で説明したものと同じものであり、そのパルス幅で制
御が不可能ではないが、制御不可能な値に近い値を設定
する。

【００５３】制御タイミング発生器３４は、制御を行う
タイミングを発生している。制御タイミング発生器３４
はカウンタにより構成されており、システムクロックを
カウントし、設定された時間周期ごとにシステムクロッ
クの１クロック分だけハイレベルとなる信号を出力す
る。

【００５４】周波数制御用積分器３２とパルス幅制御用
積分器３５は、レジスタとアダーにより構成されてお
り、制御タイミング発生器３４から入力されるタイミン
グごとにデータ切替器３１から入力されたデータと、レ
ジスタに保持されているデータとを加算し、加算した値
をレジスタに保持する。レジスタに保持される値は、周
波数指令もしくはパルス幅指令として制御回路２８から
出力され、パルス発生器１４に入力される。

【００５５】以上説明したような制御回路２８を用いて
も、第１実施形態と同様に、複写機の現在の動作が振動
型モータ１１の駆動速度に対して高精度を要求する動作
であるときは、駆動速度を微変化させるパルス幅制御
（駆動電圧制御）を行って高品位で安定した画像を形成
させることができる。一方、高精度を要求する動作でな
いときは、駆動速度を粗変化させる周波数制御を行って
温度や負荷の変動に大まかに対処するにとどめているの
で、これに加えてパルス幅制御を行う場合に比べて制御
を簡単化することができる。

【００５６】（第３実施形態）図７には、本願発明の第
３実施形態である複写機の制御部を示している。複写機
自体の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態
は、第１実施形態にて行われるパルス幅制御を位相差制
御に置き換えたものである。

【００５７】従来の技術の項でも述べたように、振動型
モータの速度は入力する２相の交流信号の時間的位相差
を変更することによっても行うことができる。一般に、
振動型モータの速度は、２相の交流信号の位相が９０度
およびマイナス９０度の時に最大となる（但し、９０度
とマイナス９０度では回転方向が異なる）。そして、９
０度およびマイナス９０度から位相差が小さくなる（又
は大きくなる）と、速度は低下する。

【００５８】図８には、図７のＣＰＵ３６の動作フロー
を示している。ＣＰＵ３６内では一定時間ごとにタイマ
ー割り込みを発生させ、これによって等時間間隔で制御
が行われる。ステップ３９でタイマー割り込みが発生す
ると、ステップ４０に進み、速度検出器１６より現在の
速度情報（Ｖ）を取得する。

【００５９】ステップ４１では、ＣＰＵ３６に入力され
る動作情報より、複写機が印刷動作中であるかどうかを
判断する。印刷動作中でなければステップ４３に進み、
印刷動作中であればステップ４２に進む。

【００６０】ステップ４３では、パルス信号の周波数
を、検出された速度情報に応じて変更する（振動型モー
タ１１の駆動速度を粗変化させる）。具体的には変更前
の周波数に−（Ｖｒ−Ｖ）＊Ｇｆを加算する。ここで、
Ｖｒは振動型モータ１１の目標速度、Ｇｆは周波数制御
における制御ゲインである。周波数は変更前の値に常に
加算されるので速度の積分制御が行われることになり、
速度の定常偏差は０になるように制御される。マイナス
をつけて符号を逆転させているのは、一般に振動型モー
タは共振周波数をピークとして周波数が大きくなるほど
速度が小さくなり、かつ共振周波数より高い周波数の方
が速度勾配が小さく容易に制御できるからである。

【００６１】ステップ４３の動作を終えるとステップ４
９に進んでタイマー割り込みを終了し、次のタイマー割
り込みが発生するまでパルス信号の周波数とパルス幅を
保持する。

【００６２】一方、ステップ４２では、印刷動作中では
あるが、複数枚の複写を連続で行っているときのように
感光ドラム１の画像の転写位置をシートが通過中か紙間
が通過中かどうかを検出する。転写位置をシートが通過
中である場合はステップ４４に進み、紙間が通過中であ
る場合はステップ４５に進む。

【００６３】ステップ４４では、それまでの位相差に
（Ｖｒ−Ｖ）＊Ｇｐｄを加算している。Ｇｐｄは周波数
制御における制御ゲインである。

【００６４】ステップ４５およびステップ４７では、制
御している位相差が所定の範囲内に入っているかどうか
を判断して、その結果に応じて周波数を変更している。
上述したように位相差は９０度もしくはマイナス９０度
をピークとした速度特性であるので制御する位相差の範
囲は位相差が９０度（またはマイナス９０度）より大き
い側と、小さい側のどちらでも成り立つ。

【００６５】位相差がＰＤｈより大きいときにはステッ
プ４６に進み、パルス信号の周波数を１ステップ下げる
ことにより駆動周波数を共振周波数に近付け、その結
果、制御される位相差が小さくなる。また、位相差がＰ
Ｄｈより小さいときにはステップ４８に進み、パルス信
号の周波数を１ステップ上げることにより駆動周波数を
共振周波数から遠ざけ、その結果、制御される位相差が
大きくなる。

【００６６】そして、ステップ４６，４８の動作を終了
した後、ステップ４９に進んでタイマー割り込みを終了
する。

【００６７】以上説明したように、本実施形態では、複
写機の現在の動作が振動型モータ１１の駆動速度に対し
て高精度を要求する動作か否かを判別し、高精度を要求
する動作であるときは、駆動速度を微変化させる位相差
制御を行って高品位で安定した画像を形成させることが
できる。一方、高精度を要求する動作でないときは、駆
動速度を粗変化させる周波数制御を行って温度や負荷の
変動に大まかに対処するにとどめてているので、これに
加えて位相差制御を行う場合に比べて制御を簡単化する
ことができる。

【００６８】（第４実施形態）図９には、本発明の第４
実施形態である複写機の制御部を示している。なお、複
写機自体の構成は第１実施形態と同様である。第３実施
形態では、振動型モータ１１の制御をＣＰＵによりソフ
ト的に行っていたのに対し、本実施形態では、制御回路
２８によりハード的に行っている。

【００６９】図９において、制御回路３８に対して外部
から周波数制御のゲイン、位相差制御のゲイン、目標速
度が入力されるような構成になっている。これらは不図
示のホストＣＰＵから入力されるようになっている。な
お、制御回路３８の内部構成は、図６に示した制御回路
２８の内部構成とほぼ同じであり、図６のゲインセレク
タ２９に相当するものが、印刷動作を行っている場合は
位相差ゲインを、印刷動作以外の動作を行っている場合
は周波数ゲインを選択する点と、図６のパルス幅制御用
積分器３５に相当するものが、印刷動作中であって感光
ドラムの転写位置をシートが通過中である場合に、位相
差指令を出力する点で異なる。

【００７０】このような制御回路３８を用いても、第３
実施形態と同様に、複写機の現在の動作が振動型モータ
１１の駆動速度に対して高精度を要求する動作であると
きは、駆動速度を微変化させる位相差制御を行って高品
位で安定した画像を形成させることができる。一方、高
精度を要求する動作でないときは、駆動速度を粗変化さ
せる周波数制御を行って温度や負荷の変動に大まかに対
処するにとどめているので、これに加えて位相差制御を
行う場合に比べて制御を簡単化することができる。

【００７１】なお、以上説明した各実施形態において
は、振動型モータに高精度動作が要求されないときには
駆動速度を粗変化させる制御のみを行ったが、粗変化制
御と美変化制御とを組み合わせて行うようにしてもよ
い。

【００７２】また、上記各実施形態では、振動型モータ
１１の駆動速度を微変化させる制御としてパルス幅制御
又は位相差制御を用い、粗変化させる制御として周波数
制御を用いた場合について説明したが、パルス発生器の
構成によっては、周波数の分解能が細かく、パルス幅又
は位相差の分解能が粗い場合もあり、この場合は駆動速
度を微変化させる制御として周波数制御を用い、粗変化
させる制御としてパルス幅制御又は位相差制御を用いて
もよい。

【００７３】また、上記各実施形態では、振動型モータ
を複写機の感光ドラムの駆動源として用いた場合につい
て説明したが、本発明は複写機以外の装置の駆動源に対
しても適用することができる。

【００７４】さらに、上記各実施形態では、振動型モー
タの制御について説明したが、本願発明は、振動型モー
タ以外の駆動源の制御にも適用することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、要求精度の高さに応じて駆動源の制御手法（粗制御
か微制御か）を切り換えるようにしているので、常に一
定の制御手法により制御する場合に比べて、簡単な制御
によって駆動源を安定的に駆動でき、かつ必要なときに
は確実に駆動源の高精度作動が得られる。

【００７６】そして、本願発明によれば、このような駆
動制御装置を装置、例えば複写機の感光部材や転写部材
の駆動に用いることにより、安定して高品位の複写画像
が得られる複写機等を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である複写機の制御部の
ブロック図である。

【図２】上記複写機のプリンタ部の主要部分の構成図で
ある。

【図３】上記プリンタ部の感光ドラムの構成図である。

【図４】上記制御部の動作を示すフローチャート図であ
る。

【図５】本発明の第２実施形態である複写機の制御部の
ブロック図である。

【図６】上記制御部における制御回路のブロック図であ
る。

【図７】本発明の第３実施形態である複写機の制御部の
ブロック図である。

【図８】上記第３実施形態の制御部の動作を示すフロー
チャート図である。

【図９】本発明の第４実施形態である複写機の制御部の
ブロック図である。

【図１０】振動型モータの特性を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電器 ３ 露光器 ４ 現像器 ５ 駆動プーリ ６ 従動プーリ ７ シート搬送ベルト ８ 転写器 ９ クリーニング器 １０ 光導電層 １１ 振動型モータ １２ エンコーダ １３，３６ ＣＰＵ １４，３７ パルス発生器 １５ 昇圧器 １６ 速度検出器 ２８，３８ 制御回路 ２９ ゲインセレクタ ３０ 乗算器 ３１ データ切替器 ３２ 周波数制御用積分器 ３３ 減算器 ３４ 制御タイミング発生器 ３５ パルス幅制御用積分器

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動信号を受けて作動する駆動源と、 この駆動源の作動に対する要求精度が高いか否かを判別
   する判別手段と、 この判別手段により前記要求精度が低いと判別されたと
   きは、前記駆動信号の要素のうち前記駆動源の作動を粗
   変化させる要素を制御し、前記要求精度が高いと判別さ
   れたときは、前記要素のうち前記駆動源の作動を微変化
   させる要素を制御する信号制御手段とを有することを特
   徴とする駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記信号制御手段は、前記要求精度が低
   いと判別されたときに、前記要素のうち前記駆動源の作
   動を微変化させる要素と粗変化させる要素の双方を制御
   することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記要求精度が、前記駆動源の作動速度
   に対する要求精度であることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記駆動源が、周波信号を受けた電気−
   機械エネルギー変換手段により振動が励起される振動体
   とこの振動体に接触する接触体とを相対移動させる振動
   型駆動装置であり、 前記粗変化させる要素が、前記周波信号の周波数であ
   り、 前記微変化させる要素が、前記周波信号の振幅であるこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の駆動
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記駆動源が、複数の周波信号を受けた
   電気−機械エネルギー変換手段により振動が励起される
   振動体とこの振動体に接触する接触体とを相対移動させ
   る振動型アクチュエータであり、 前記粗変化させる要素が、前記複数の周波信号の周波数
   であり、 前記微変化させる要素が、前記複数の周波信号の位相差
   であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
   載の駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前記駆動源が、周波信号を受けた電気−
   機械エネルギー変換手段により振動が励起される振動体
   とこの振動体に接触する接触体とを相対移動させる振動
   型アクチュエータであり、 前記粗変化させる要素が、前記周波信号の振幅であり、 前記微変化させる要素が、前記周波信号の周波数である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の駆
   動制御装置。
7. 【請求項７】 前記駆動源が、複数の周波信号を受けた
   電気−機械エネルギー変換手段により振動が励起される
   振動体とこの振動体に接触する接触体とを相対移動させ
   る振動型アクチュエータであり、 前記粗変化させる要素が、前記複数の周波信号の位相差
   であり、 前記微変化させる要素が、前記複数の周波信号の周波数
   であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
   載の駆動制御装置。
8. 【請求項８】 パルス信号の入力に応じて前記周波信号
   を出力する周波信号出力手段と、前記パルス信号のパル
   ス幅を変化させて前記周波信号の振幅を制御するパルス
   幅制御手段とを有することを特徴とする請求項４又は６
   に記載の駆動制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれかに記載の駆動
   制御装置と、前記駆動源により駆動される被駆動手段と
   を有した装置において、 前記判別手段は、この装置が前記被駆動手段に対して所
   定の精度が要求される動作中であるか否かによって前記
   駆動源の作動に対する要求精度が高いか否かを判別する
   ことを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から８のいずれかに記載の駆
    動制御装置と、前記駆動源により駆動される複写用被駆
    動手段とを有した複写機において、 前記判別手段は、この複写機が前記複写用被駆動手段に
    対して所定の精度が要求される動作中であるか否かによ
    って前記駆動源の作動に対する要求精度が高いか否かを
    判別することを特徴とする複写機。
11. 【請求項１１】 前記複写用被駆動手段が現像部材であ
    り、前記所定の精度が要求される動作が前記現像部材へ
    の露光動作および前記現像部材から被転写部材への転写
    動作であること特徴とする請求項１０に記載の複写機。
12. 【請求項１２】 前記所定の精度が要求されない動作
    が、電源投入後の初期動作、被転写部材の給排動作およ
    び複数の被転写部材に対して連続転写する場合における
    被転写部材間スペースの通過待ち動作のうちいずれかを
    含むことを特徴とする請求項１０又は１１のいずれかに
    記載の複写機。