JPH11146675A

JPH11146675A - モータ制御装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH11146675A
Application number: JP9305774A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Sakai; 明彦酒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、電子写真方式の画像形成装置の、超
音波モータの速度フィードバックループ制御において、
モータの摩耗が進行して駆動周波数や駆動電圧等の最大
調整量を超えると、定速度回転性能の低下やモータ等の
破損を招く問題点を解消する手段を提供する。【解決手段】このため、特に目標速度の更新等の処理
手続を必要としない定速回転中においても、目標速度の
駆動速度や駆動位置ずれ等のモータ駆動状況を推定可能
な各種計測値を定期的に取得し、これらを設定標準値と
の差異の大小を常時監視することにより、駆動異常の発
生を検知するモータ制御装置を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータ制御装置
及びそれを利用した画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、モータを駆動源として利用す
ることによる制御装置においては、モータによって駆動
される駆動部材が、ある一定の精密さの水準を保ちつ
つ、繰り返し動作されることが要求される。

【０００３】特に、例えば電子写真方式による画像形成
装置においては、高精度な画像を形成するために、感光
部材駆動用か、もしくは転写部材駆動用モータとして、
より回転精度の高いモータを用いることが要求されてお
り、その目的を達成するために、感光部材駆動用か、も
しくは転写部材駆動用モータの一部として、超音波モー
タが使用されるようになっている。

【０００４】超音波モータとは、例えば特開昭５８−１
４６８２号公報で提案された超音波振動を利用したモー
タであり、その駆動手段に関しては、例えば特開昭６３
−１３７９号、特開昭６０−１７６４７０号、特開昭５
９−２０４４７７号等の各公報で詳細に述べられている
ように、エンコーダ信号などの速度検知手段からの速度
信号と、予め設定された目標速度との差分に応じて制御
量である駆動周波数・駆動電圧や駆動電圧のパルス幅の
調整を常時行うという、いわゆる“速度フィードバック
ループ制御”によって定速度で安定した回転性能を実現
している。

【０００５】上述の制御系においてこの種の超音波モー
タの加減速を行う場合、目標とする定速度に該当する速
度を目標速度として設定することにより、超音波モータ
は、この目標速度に対して徐々に加速もしくは減速して
行き、最終的には設定速度に到達し、定速回転状態に移
行する。

【０００６】しかしながら、その場合、加減速時の超音
波モータの速度変移は、モータの固有の特性により異な
るため、より正確な速度変移特性による加減速制御を行
うためには、目標となる速度に至るまでの中間目標速度
を定期的に更新する必要がある。

【０００７】一方、定速回転中における速度調整は、同
フィードバックループ制御系において、制御量である駆
動周波数・駆動電圧や駆動電圧のパルス幅の調整により
常時行われているため、目標速度の更新を定期的に行う
必要はない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御装
置の超音波モータ及びモータ駆動部材を動作させる際に
生ずる超音波モータのステータ、ローラ間の摩擦や、同
モータにより駆動される複数モータ駆動部材間の摩擦の
発生による同モータ及びモータ駆動部材の摩耗等は、原
理的に避けられないものである。通常、本制御系におい
ては、速度フィードバックループ制御によって、制御量
である駆動周波数・駆動電圧や駆動電圧のパルス幅の調
整を行っているため、前述の摩耗がある程度生じても、
制御量の多寡でそれを補うことができるために、容易に
回転性能が低下することはないが、上記摩耗が進行し、
制御量である駆動周波数・駆動電圧や駆動電圧のパルス
幅の最大調整量を超えてしまうと、正常なフィードバッ
クループ制御を行うことが不可能となり、定速度回転性
能の低下や、ひいてはモータ及びモータ駆動部材の破損
が発生する怖れがあった。

【０００９】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、これらの問題点を解決し得るモータ制
御装置ならびに、それを利用した画像形成装置の提供を
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記（１）〜（１５）項のいずれかのモータ制御
装置、ならびに、それぞれこれらの一つを利用した下記
（１６）〜（２１）項のいずれかの画像形成装置を提供
することにより、前記目的を達成しようとするものであ
る。

【００１１】（１）目標となる回転速度を設定するため
の目標速度設定手段と、この目標速度設定手段で設定さ
れた目標速度に対応して、回転速度検知信号を用いた速
度フィードバックループ制御によりモータの回転速度を
調整するためのモータ速度調整手段と、このモータ速度
調整手段により制御が行われている前記モータの駆動状
況を検知するための駆動状況検知手段と、この駆動状況
検知手段により検知された前記モータの駆動状況情報に
基づき、このモータ駆動上のエラーを判定するためのモ
ータ駆動エラー判定手段とを有し、回転駆動中において
前記モータ駆動エラー判定手段による駆動エラー判定を
実行し、定期的にエラー監視を行うことを特徴とするモ
ータ制御装置。

【００１２】（２）特に制御上、目標速度設定手段によ
る目標速度の更新を必要としない場合（以下、目標速度
設定不要状態と称する）においても、モータ駆動エラー
判定手段による駆動エラー判定を定期的に実行しエラー
監視を行うことを特徴とする前記（１）項記載のモータ
制御装置。

【００１３】（３）前記目標速度設定不要状態として、
特に前記モータが定速回転駆動している状態とすること
を特徴とする前記（２）項記載のモータ制御装置。

【００１４】（４）前記モータ速度調整手段において、
回転速度検知信号を用いたフィードバックループ制御に
よって回転速度を制御されるモータを、超音波振動制御
による超音波モータとすることを特徴とする前記（１）
項記載のモータ制御装置。

【００１５】（５）前記超音波モータの回転速度制御に
用いる回転速度検知信号を、エンコーダ出力信号とする
ことを特徴とする前記（４）項記載のモータ制御装置。

【００１６】（６）前記モータ速度調整手段による速度
調整中のフィードバックループ制御量を、超音波パルス
幅か超音波周波数またはその双方とすることを特徴とす
る前記（４）項記載のモータ制御装置。

【００１７】（７）前記モータ駆動状況情報を、モータ
駆動速度と目標速度との差分（以下、駆動速度ずれと称
する）、及びモータ回転量の合計と目標速度の積分値と
の差分（以下、駆動位置ずれと称する）とし、前記駆動
速度ずれかまたは前記駆動位置ずれ、もしくはその双方
が所定の規定値を越えた場合、前記モータ駆動エラー判
定手段において駆動エラーと判定することを特徴とする
前記（１）項記載のモータ制御装置。

【００１８】（８）目標となる回転速度を設定するため
の目標速度設定手段と、この目標速度設定手段で設定さ
れた目標速度に対応して、回転速度検知信号を用いた速
度フィードバックループ制御によりモータの回転速度を
調整するためのモータ速度調整手段と、このモータ速度
調整手段により制御が行われている前記モータの駆動状
況を検知するための駆動状況検知手段と、この駆動状況
検知手段により検知された前記モータの駆動状況情報に
基づき、モータ駆動上のエラーを判定するためのモータ
駆動エラー判定手段とを有し、前記モータの駆動状況に
応じて前記モータ駆動エラー判定手段による駆動エラー
判定の基準を変更しながらエラー監視を行うことを特徴
とするモータ制御装置。

【００１９】（９）前記モータ速度調整手段において、
回転速度検知信号を用いたフィードバックループ制御に
よって回転速度を制御されるモータを、超音波指導制御
による超音波モータとすることを特徴とする前記（８）
項記載のモータ制御装置。

【００２０】（１０）前記超音波モータの回転速度制御
に用いる回転速度検知信号を、エンコーダ出力信号とす
ることを特徴とする前記（９）項記載のモータ制御装
置。

【００２１】（１１）前記モータ速度調整手段による速
度調整中のフィードバックループ制御量を、超音波パル
ス幅か超音波周波数またはその双方とすることを特徴と
する前記（９）項記載のモータ制御装置。

【００２２】（１２）前記モータ駆動状況情報を、駆動
速度ずれ及び駆動位置ずれとし、前記駆動速度ずれかま
たは前記駆動位置ずれかもしくはその双方が所定の規定
値を越えた場合、前記モータ駆動エラー判定手段におい
て駆動エラーと判定することを特徴とする前記（８）項
記載のモータ制御装置。

【００２３】（１３）前記モータの駆動状況が、加速
中、定速回転中、減速中の全期間またはその一部期間に
おいて、前記駆動エラー判定手段における駆動エラー判
定の基準を変更する、前記（８）項記載のモータ制御装
置。

【００２４】（１４）前記モータの駆動状況が、加速
中、定速回転中、減速中の全期間かまたはその一部期間
において、前記駆動エラー判定手段における駆動エラー
判定を行わないことを特徴とする前記（８）項記載のモ
ータ制御装置。

【００２５】（１５）前記モータの駆動状況が加速中で
ある際の前記一部期間を、加速開始初期とすることを特
徴とする前記（１４）項記載のモータ制御装置。

【００２６】（１６）前記モータの駆動状況が減速中で
ある際の前記一部期間を、減速開始初期とすることを特
徴とする前記（１４）項記載のモータ制御装置。

【００２７】（１７）前記（１）項ないし（１６）項の
いずれかに記載の前記モータ制御装置と、前記モータに
より駆動される感光部材か転写部材またはその両部材を
有することを特徴とする画像形成装置。

【００２８】（１８）前記感光部材駆動モータにより駆
動される感光部材を感光ドラムとすることを特徴とする
前記（１７）項記載の画像形成装置。

【００２９】（１９）前記転写部材駆動モータにより駆
動される転写部材を、転写ドラムとすることを特徴とす
る前記（１７）項記載の画像形成装置。

【００３０】（２０）前記転写部材駆動モータにより駆
動される転写部材を、転写ベルトとすることを特徴とす
る前記（１７）項記載の画像形成装置。

【００３１】（２１）前記転写ベルトを有し、前記感光
部材及びこの感光部材を駆動するモータがそれぞれ複数
設けられていることを特徴とする前記（２０）項記載の
画像形成装置。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
好適な複数の実施例に基づき、図面を参照して詳細に説
明する。

【００３３】

【実施例】図１〜図４に、本発明に係る一実施例の画像
形成装置の構成を表す各説明図を示す。それらに基づ
き、基本的な構成を説明する。

【００３４】（カラーリーダ部の構成）まず、カラーリ
ーダ部の構成について説明する。

【００３５】図１は、画像形成装置の全体構成概要を示
す図である。ここで、１０１はＣＣＤ、３１１は、ＣＣ
Ｄ１０１の実装された基板、３００は、画像形成装置全
体を制御する制御部、３１２は後述図４のディジタル画
像処理部のＣＣＤ１０１を除いた部分及び図３の２０１
・２０２〜２０５の部分を含むプリンタ処理部、３０１
は原稿台ガラス（プラテン）、３０２は原稿給紙装置
（ＤＦ）である（なお、この原稿給紙装置３０２の代わ
りに不図示の鏡面圧板を装着する構成もある）。

【００３６】３０３及び３０４は、それぞれ原稿を照明
する光源（ハロゲンランプ又は蛍光灯）、３０５及び３
０６は、光源３０３・３０４の光を原稿に集光する反射
傘、３０７〜３０９は、各ミラー、３１０は、原稿から
の反射光又は投影光をＣＣＤ１０１上に集光するレン
ズ、３１４は、ハロゲンランプ３０３・３０４と反射傘
３０５・３０６とミラー３０７を収容するキャリッジ、
３１５は、ミラー３０８・３０９を収容するキャリッ
ジ、３１３は、他のデバイスとの外部インタフェイス
（Ｉ／Ｆ）である。

【００３７】なお、キャリッジ３１４は、速度Ｖで、キ
ャリッジ３１５は速度Ｖ／２で、ＣＣＤ１０１の電気的
走査（主走査）方向に対して垂直方向に機械的に移動す
ることによって、原稿の全面を走査（副走査）する。

【００３８】また制御部３００は、図２に構成ブロック
図を示すように、ディジタル画像処理部３１２とプリン
タ制御Ｉ／Ｆ３５７に対してそれぞれ制御を行うための
情報をやり取りするＩ／Ｆを持つＣＰＵ４０１と操作部
４０２とによって構成されている。操作部４０２は、操
作者による処理実行内容の入力や操作者に対する処理に
関する情報通知のためのタッチパネル付き液晶により構
成される。

【００３９】次に、図２のディジタル画像処理部３１２
の詳細な説明を行う。図４は、ディジタル画像処理部３
１２の詳細な構成を示すブロック図である。

【００４０】原稿台ガラス３０１上の原稿は、各光源３
０３・３０４からの光を反射し、その反射光はＣＣＤ１
０１に導かれて電気信号に変換される（ＣＣＤ１０１
は、カラーセンサの場合、ＲＧＢのカラーフィルタが１
ラインＣＣＤ上にＲＧＢ順にインラインに乗ったもので
も、３ラインＣＣＤで、それぞれＲフィルタ・Ｇフィル
タ・ＢフィルタをそれぞれのＣＣＤ毎に並べたものでも
構わないし、フィルタがオンチップ化又はフィルタがＣ
ＣＤと別構成になったものでも構わない）。

【００４１】そして、その電気信号（アナログ画像信
号）は、画像処理部３１２に入力され、クランプ＆Ａｍ
ｐ．＆Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ部１０２でサンプルホールド（Ｓ
／Ｈ）され、アナログ画像信号のダークレベルを基準電
位にクランプし、所定量に増幅され（上記処理順番は表
記順とは限らない）、Ａ／Ｄ変換されて、例えばＲＧＢ
各８ビットのディジタル信号に変換される。

【００４２】そして、ＲＧＢ信号はシェーディング部１
０３で、シェーディング補正及び黒補正が施された後、
つなぎ＆ＭＴＦ補正補正＆原稿検知部１０４で、ＣＣＤ
１０１が３ラインＣＣＤの場合、つなぎ処理は、ライン
間の読取位置が異なるため、読取速度に応じてライン毎
の遅延量を調整し、３ラインの読取位置が同じになるよ
うに信号タイミングを補正し、ＭＴＦ補正は読取速度や
変倍率によって読取のＭＴＦが変わるため、その変化を
補正し、原稿検知は原稿台ガラス３０１上の原稿を走査
することにより、原稿サイズを認識する。

【００４３】読取位置タイミングが補正されたディジタ
ル信号は、入力マスキング部１０５によって、ＣＣＤ１
０１の分光特性及び各光源３０３・３０４及び各反射傘
３０５・３０６の分光特性を補正する。

【００４４】入力マスキング部１０５の出力は、外部Ｉ
／Ｆ信号との切り換え可能なセレクタ１０６に入力され
る。セレクタ１０６から出力された信号は、色空間圧縮
＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１０７と下地除去部１１５と
に入力される。

【００４５】下地除去部１１５に入力された信号は、下
地除去された後、原稿中の原稿の黒い文字か否かを判定
する黒文字判定部１１６に入力され、原稿から黒文字信
号を生成する。

【００４６】また、もう一つのセレクタ１０６の出力が
入力された色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１０７
では、色空間圧縮は読み取った画像信号がプリンタで再
現できる範囲に入っているか否か判断し、入っている場
合はそのまま、入っていない場合は画像信号をプリンタ
で再現できる範囲に入るように補正する。そして、下地
除去処理を行い、ＬＯＧ変換でＲＧＢ信号からＣＭＹ信
号に変換する。

【００４７】そして、黒文字判定部１１６で生成された
信号とタイミングを補正するため色空間圧縮＆下地除去
＆ＬＯＧ変換部１０７の出力信号とは遅延１０８でタイ
ミングを調整される。

【００４８】この２種類の信号は、モワレ除去部１０９
でモワレが除去され、１１０で、主走査方向に変倍処理
される。１１１はＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部
で、変倍処理部１１０で処理された信号はＣＭＹ信号は
ＵＣＲ処理でＣＭＹＫ信号が生成され、マスキング処理
部でプリンタの出力にあった信号に補正されると共に、
黒文字判定部１１６で生成された判定信号がＣＭＹＫ信
号にフィードバックされる。

【００４９】ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部１１１
で処理された信号はγ補正部１１２で濃度調整された
後、フィルタ部１１３でスムージング又はエッジ処理さ
れる。以上処理された信号は、２値変換部２０１（図
３）で８ビットの多値信号から２値信号に変換される
（変換方法はディザ法・誤差拡散法・誤差拡散の改良し
たものいずれでも差支えない）。

【００５０】（プリンタ部の構成）続いて、プリンタ部
の構成について説明する。図１において、３５５はプリ
ンタ制御Ｉ／Ｆであり、図２に示すカラーリーダ部のＣ
ＰＵ４０１からの制御信号の受け口となる。プリンタ部
はプリンタ制御Ｉ／Ｆ３５５からの制御信号に基づいて
以下で説明する動作を行う。

【００５１】続いて画像形成部に関して詳細に説明す
る。図１において、３１７はＭ画像形成部、３１８はＣ
画像形成部、３１９はＭ画像形成部、３２０はＫ画像形
成部である。以上の３１７〜３２０までの各画像形成部
の構成は全て同一なので以下ではＭ画像形成部３１７を
詳細に説明し、他の画像形成部の説明は省略する。

【００５２】Ｍ画像形成部３１７において、３４２は感
光（体）ドラムで、ＬＥＤアレー２１０からの光によっ
て、その表面に潜像が形成される。３２１は一次帯電器
で、感光ドラム３４２の表面を所定の電位に帯電させ、
潜像形成の準備をする。３２２は現像器で、感光ドラム
３４２上の潜像を現像して、トナー画像を形成する。

【００５３】なお、現像器３２２には、現像バイアスを
印加して現像するためのスリーブ３４５が含まれてい
る。３２３は転写帯電器で、転写ベルト３３３の背面か
ら放電を行い、感光ドラム３４２上のトナー画像を、転
写ベルト３３３上の記録紙などへ転写する。

【００５４】本実施例は、転写効率が良いため、クリー
ナ部が配置されていない（クリーナ部を装着しても問題
ないことは言うまでもない）。また、感光ドラム３４２
の内部には、感光ドラム３４２の温度を検知するための
温度検知センサ３５３があり、ドラムの回転動作を制御
するために利用される。その制御方法については、後に
詳細に説明する。また、他の各感光ドラム３４３，３４
４，３４５に対する各温度検知センサ３５４，３５５，
３５６も同様の働きをするものである。

【００５５】次に、記録紙などの上へ画像を形成する手
順を説明する。各カセット３４０・３４１に格納された
記録紙等は、各ピックアップローラ３３９・３３８によ
り、１枚毎給紙ローラ３３６・３３７で転写ベルト３３
３上に供給される。給紙された記録紙は、吸着帯電器３
４６で帯電させられる。３４８は、転写ベルトローラ
で、転写ベルト３３３を駆動し、かつ、吸着帯電器３４
６と対になって記録紙等を帯電させ、転写ベルト３３３
に記録紙等を吸着させる。

【００５６】３４７は紙先端センサで、転写ベルト３３
３上の記録紙等の先端を検知する。なお、紙先端センサ
の検出信号はプリンタ部からカラーリーダ部ヘ送られ
て、カラーリーダ部からプリンタ部にビデオ信号を送る
際の副走査同期信号として用いられる。

【００５７】この後、記録紙等は、転写ベルト３３３に
よって搬送され、各画像形成部３１７〜３２０において
ＭＣＹＫの順にその表面にトナー画像が形成される。Ｋ
画像形成部３２０を通過した記録紙等は、転写ベルト３
３３からの分離を容易にするため、除電帯電器３４９で
除電された後、転写ベルト３３３から分離される。

【００５８】３５０は剥離帯電器で、記録紙等が転写ベ
ルト３３３から分離する際の剥離放電による画像乱れを
防止するものである。分離された記録紙等は、トナーの
吸着力を補って画像乱れを防止するために、各定着前帯
電器３５１・３５２で帯電された後、定着器３３４でト
ナー画像が熱定着された後、排紙トレー３３５に排紙さ
れる。

【００５９】図３は、プリンタ処理部の詳細な構成を示
すブロック図である。図３を用いて、ＬＥＤ画像記録に
ついて説明する。

【００６０】図４の画像処理部で生成された２値のＣＭ
ＹＫの画像信号は、紙先端センサ３４７（図１）からの
紙先端信号を元に２値変換部で生成された信号は、それ
ぞれ図３における各遅延部２０２〜２０５によって紙先
端センサとそれぞれの画像形成部との距離の違いを調整
することにより、４色を所定の位置に印字することが可
能となる。各ＬＥＤ駆動２０６〜２０９は、各ＬＥＤ２
１０〜２１３を駆動するための信号を生成する。

【００６１】ここで本実施例では、図１における各感光
ドラム３４２〜３４５及び転写ベルト３３３を回転させ
るための駆動モータとしては超音波モータが用いられて
いる。超音波モータは超音波振動を利用したモータであ
り、定速度で安定に回転するための速度検知信号に応じ
て駆動周波数・駆動電圧や駆動電圧のパルス幅を制御し
ている。

【００６２】（超音波モータの制御方法）超音波モータ
の制御方法を表す一実施例について以下に説明する。図
５は、超音波モータの制御方法の一実施例を説明するた
めのブロック図である。

【００６３】図５において、５０１は超音波モータであ
り、エンコーダ５０６が接続されており、回転数が速度
制御回路５０４に入力される。速度制御回路５０４は、
目標速度設定部５０５により設定された目標速度で回転
するように、エンコーダ５０６の回転数を元に、周波数
設定回路５０３及びパルス幅設定回路５０２を用いた速
度フィードバックループ制御を行っている。

【００６４】また、速度ずれ検出部５０７と位置ずれ検
出部５０８は、それぞれ、エンコーダ５０６の出力と目
標速度設定部５０５に設定された目標速度に基づき、超
音波モータ５０１の回転速度ずれ、及び位置ずれを常時
計測、算出する。ＣＰＵ５０９は、本制御系における加
速、定速、減速時の目標速度の設定及びエラー監視等を
行うものである。

【００６５】ＣＰＵ５０９には、これらの処理を行うた
めのデータを格納する記憶手段として、ＲＯＭ５１０が
接続されており、その内部には前記処理を行うために、
必要な情報として目標速度テーブル５１１、速度ずれ許
容値テーブル５１２、位置ずれ許容値テーブル５１３が
記憶されている。

【００６６】なおここで、超音波モータの駆動周波数と
回転数とには、図６に示すような関係がある。この曲線
は、温度が上昇するに従って、図６（ａ）の矢印に示す
方向に移行する特性を持つ。また、同曲線は駆動パルス
幅を広くする（電圧が上がることと等価）ことで、図６
（ｂ）の矢印で示す方向に移行するため、先の温度上昇
に対して一定の回転数を保つためには、駆動パルス幅を
広げれば良いが、パルス幅だけで速度補正するには限界
があるため、特性のずれが大きくなると、それだけで補
正を行うことは不可能となる。

【００６７】そこで、速度に追従していくためには、駆
動周波数を変える必要が出てくるが、駆動周波数を変え
ることは、モータの固有振動特性に変化を生じさせるこ
ととなり、引いては複写画像の劣化につながる可能性が
ある。従って各感光ドラムの表面に潜像が形成される間
は、駆動周波数変更による補正を行わないなどの注意が
必要になる。

【００６８】続いて、先に述べた本制御系における超音
波モータの加速、定速、減速時におけるＣＰＵ５０９
（図５）で行われる処理について詳細に説明する。

【００６９】まず加速を開始する場合には、ＣＰＵ５０
９がＲＯＭ５１０に記憶されている目標速度テーブル５
１１から加速開始時の目標速度を取得し、目標速度設定
部５０５に設定する。続いて一定時間後に次の加速時目
標速度を取得し、目標速度設定部５０５に設定する。以
上の処理を繰り返して最終的には定速時目標速度を、目
標速度設定部５０５に設定し処理を終える。

【００７０】次に定速時であるが、この場合には、既に
加速時処理の最終段において定速時の目標速度が設定さ
れているために、ＣＰＵ５０９の処理としては、何もす
る必要がない。

【００７１】次に減速を開始する場合には、ＣＰＵ５０
９がＲＯＭ５１０に記憶されている目標速度テーブル５
１１から減速開始時の目標速度を取得し、目標速度設定
部５０５に設定する。続いて一定時間後に次の減速時目
標速度を取得し、目標速度設定部５０５に設定する。以
上の処理を繰り返して最終的には、減速後の定速時目標
速度か、もしくは停止する場合には速度＝０を、目標速
度設定部５０５に設定し処理を終了する。

【００７２】さて、本実施例に示すような構成を持つ画
像処理装置における各感光ドラム３４２〜３４５と転写
ベルト３３３とには、駆動源として各超音波モータが接
続されており、先に説明した図５の速度フィードバック
ループ制御による高精度な駆動が行われている。

【００７３】しかしながら、各感光ドラム３４２〜３４
５と転写ベルト３３３との間には、常に摩擦が発生して
いるため、長期の使用により各感光ドラム３４２〜３４
５と転写ベルト３３３との表面が摩耗することは避けら
れない。

【００７４】こうした摩耗が増大すると、定速回転を安
定して行うための駆動パルス幅や駆動周波数による補正
の変動幅が相対的に増大し、次第に定速度安定駆動を行
う上での速度追従性が低下する。その結果、各感光ドラ
ム３４２〜３４５と転写ベルト３３３における回転中の
速度ずれや、その積分値である回転位置のずれが生じ
る。こうした速度ずれや回転位置ずれの発生は、高精度
な画像形成の上で大きな障害となる。特に各感光ドラム
３４２〜３４５では、その表面にトナー画像を形成しな
ければならないためその影響は大きい。

【００７５】そこで、ある水準の画像品位を保証するた
めには、ＣＰＵ５０９による目標速度設定処理を行う必
要のない定速回転中においても、各感光ドラム３４２〜
３４５及び転写ベルト３３３の速度ずれや回転位置ずれ
を常に検知し、エラーの発生を監視し続ける必要があ
る。本制御系では、ＣＰＵ５０９において上述のエラー
検知処理を行っている。

【００７６】（エラー検知処理）ＣＰＵ５０９で行われ
るエラー検知処理について詳細に説明する。

【００７７】まずＣＰＵ５０９は、速度ずれ検出部５０
７及び位置ずれ検出部５０８の出力を取得する。

【００７８】続いて、速度ずれ許容値テーブル５１２及
び位置ずれ許容値テーブル５１３に、予め定義されてい
る定速回転時の速度ずれ許容値及び位置ずれ許容値を取
得する。

【００７９】次に、速度ずれ検出部５０７及び位置ずれ
検出部５０８の各出力と速度ずれ許容値テーブル５１２
及び位置ずれ許容値テーブル５１３より取得した速度ず
れ許容値及び位置ずれ許容値とを比較し、速度ずれ検出
部５０７及び位置ずれ検出部５０８の出力のいずれか
が、各々の許容値を超えている場合には、駆動エラーと
判断し、その旨を、図２に示すように、プリンタ制御Ｉ
／Ｆ３５７を介してＣＰＵ４０１に通知し、さらにＣＰ
Ｕ４０１は、操作部４０２にエラーの発生した旨を表示
して操作者に知らせ、かつ、超音波モータを駆動源とす
る各感光ドラム３４２〜３４５と転写ベルト３３３とを
停止するための指示を図５のＣＰＵ５０９に対して行
う。

【００８０】ＣＰＵ５０９は、ＣＰＵ４０１より受けた
指示に従って、超音波モータ制御系による減速処理を行
い、速やかに各感光ドラム３４２〜３４５と転写ベルト
３３３とを停止させる。

【００８１】さて、ＣＰＵ５０９による目標速度設定処
理を行う必要のない定速回転中においても、上記のエラ
ー検知処理を行う必要があることについては、前述した
とおりであるが、それと同様に、加速処理中もしくは減
速処理中においても、エラー検知処理をする必要があ
る。

【００８２】しかしながら、加速及び減速を高速に行う
ために、目標速度の設定を短時間で行うようにした場合
には、超音波モータの速度追従が間に合わないために、
速度ずれや位置ずれが生じる。しかし、その場合の速度
ずれや位置ずれの発生は、ある程度許容すべきものであ
るため、その場合には、エラーが発生したと判断するた
めの速度ずれ許容値及び位置ずれ許容値は予め大きく設
定しておくことで、エラーと判定されること回避させる
必要がある。また同様の理由により、同じ加速及び減速
の途中においても、その状況によっては、その許容値の
設定を変える必要があることは言うまでもない。

【００８３】以上の点を考慮し、本実施例において、図
５における目標速度テーブル５１１と速度ずれ許容値テ
ーブル５１２及び位置ずれ許容値テーブル５１３に各々
格納されているデータ間の関係を図７に示す。

【００８４】本図に示すように、目標速度テーブル５１
１に格納されている加速、定速、減速時のそれぞれの目
標速度に対応した速度ずれ許容値及び位置ずれ許容値が
速度ずれ許容値テーブル５１２及び位置ずれ許容値テー
ブル５１３にそれぞれ格納されている。速度ずれ許容値
テーブル５１２及び位置ずれ許容値テーブル５１３に格
納されている速度ずれ許容値及び位置ずれ許容値につい
ては、７０１のような具体的な数値である場合と、７０
２のように速度ずれ及び位置ずれに基づくエラー検知を
行うか否かの指定そのものである場合とがある。

【００８５】そして、ＣＰＵ５０９は、超音波モータの
加速，定速，減速の各状況に応じて目標速度を設定する
と同時に、それに対応する速度ずれ許容値及び位置ずれ
許容値を設定し、その設定許容値を速度ずれ許容値テー
ブル５１２及び位置ずれ許容値テーブル５１３より取得
し、それに応じたエラー検知処理を行う。その際のエラ
ー検知処理の詳細については先に述べたエラー検知処理
の手順と同様なため、ここでは、重複説明は割愛する。

【００８６】（その他の実施例）１）前記実施例では、感光ドラム駆動源に超音波モータ
を用いた画像形成装置について述べてきたが、他の速度
フィードバックループ制御方法により制御されているモ
ータであって、かつその場合の目標速度を切り替えるこ
とで加減速及び定速回転制御を行うことが可能なモータ
を、超音波モータの代わりに用いることも可能である。

【００８７】２）前記実施例では、モータの駆動エラー
を検知するための判定基準として速度フィードバックル
ープ制御系におけるエンコーダ５０６の出力と目標速度
設定部５０５に設定された目標速度に基づき算出された
超音波モータ５０１の回転速度ずれ値及び位置ずれ値を
用いたが、同モータの回転状態を類推することが可能な
その他の測定値を元に、モータ駆動エラー検知を行うこ
とも可能である。

【００８８】３）また、前記実施例では、速度フィード
バック制御方法により制御されているモータであって、
かつエンコーダ５０６の出力と目標速度設定部５０５に
設定された目標速度に基づき算出された、超音波モータ
５０１の回転速度ずれ値及び位置ずれ値を元にエラー検
知を行う画像形成装置について述べてきたが、一般的な
制御装置において同様な機構を適用することももちろん
可能である。

【００８９】４）前記実施例では、複数感光ドラムを用
いた感光方式による画像形成装置について述べてきた
が、単一の感光ドラムにより感光を行うような画像形成
装置に適用しても良いことはもちろんである。

【００９０】５）前記実施例では、転写ベルトを用いた
転写方式による画像形成装置について述べてきたが、も
ちろん転写ベルトの代わりに転写ドラムを用いることに
より転写を行うような画像形成装置に適用しても良い。

【００９１】６）さらに、前記実施例では、感光ドラム
駆動系及び転写ベルト駆動系に超音波モータを用いる画
像形成装置について述べてきたが、もちろんこれらの駆
動系以外のモータ駆動系に対して同様な機構を適応する
ことももちろん可能である。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波モータなどのような速度フィードバックループ制
御系において、モータの加減速中は元より、特に目標速
度の更新などの処理手続きを必要としない定速回転中に
おいても、回転速度検知信号と予め設定した目標速度と
の差分より得られる駆動速度ずれや、同回転速度検知信
号より算出されるモータ回転量の合計と随時設定される
目標速度の積分値との差分より得られる駆動位置ずれな
どに代表されるモータ駆動状況を推定することが可能な
各種計測値を定期的に取得し、それら計測値と予め設定
された標準値との差異の大小を常時監視することによっ
て、駆動異常の発生を検知することを可能とした。

【００９３】またさらに、本発明では、同駆動異常の監
視中において、例えば加減速中のように目標速度の更新
等の処理を頻繁に行っている場合に、超音波モータの追
従性によっては、上記モータ駆動状況を推定するための
各種計測値と予め設定された標準値との差異が大きくな
ってしまう点を考慮し、制御中の状況に応じて設定する
標準値の補正を可能とすることにより、その場合のエラ
ー誤検知の発生を防止することを可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体構成概要図

【図２】制御部の構成ブロック図

【図３】デジタル画像処理部の構成ブロック図

【図４】プリンタ処理部の構成ブロック図

【図５】超音波モータの制御方法の一実施例を示すブ
ロック図

【図６】超音波モータの駆動周波数と回転数との関係
図

【図７】実施例の目標速度テーブルと速度ずれ許容値
テーブル及び位置ずれ許容値テーブルとの関係図

【符号の説明】

１０１ＣＣＤ３００制御部３１２原稿給紙装置３１２画像処理部３１７〜３２０各画像形成部３４２〜３４５感光（体）ドラム５０１超音波モータ５０４速度制御回路５０５目標速度設定回路５０７速度ずれ検出部５０８位置ずれ検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標となる回転速度を設定するための目
標速度設定手段と、この目標速度設定手段で設定された目標速度に対応し
て、回転速度検知信号を用いた速度フィードバックルー
プ制御によりモータの回転速度を調整するためのモータ
速度調整手段と、このモータ速度調整手段により制御が行われている前記
モータの駆動状況を検知するための駆動状況検知手段
と、この駆動状況検知手段により検知された前記モータの駆
動状況情報に基づき、このモータ駆動上のエラーを判定
するためのモータ駆動エラー判定手段とを有し、回転駆動中において前記モータ駆動エラー判定手段によ
る駆動エラー判定を実行し、定期的にエラー監視を行う
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】特に制御上、目標速度設定手段による目
標速度の更新を必要としない場合（以下、目標速度設定
不要状態と称する）においても、モータ駆動エラー判定
手段による駆動エラー判定を定期的に実行しエラー監視
を行うことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装
置。
【請求項３】前記目標速度設定不要状態として、特に
前記モータが定速回転駆動している状態とすることを特
徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】前記モータ速度調整手段において、回転
速度検知信号を用いたフィードバックループ制御によっ
て回転速度を制御されるモータを、超音波振動制御によ
る超音波モータとすることを特徴とする請求項１記載の
モータ制御装置。
【請求項５】前記超音波モータの回転速度制御に用い
る回転速度検知信号を、エンコーダ出力信号とすること
を特徴とする請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】前記モータ速度調整手段による速度調整
中のフィードバックループ制御量を、超音波パルス幅か
超音波周波数またはその双方とすることを特徴とする請
求項４記載のモータ制御装置。
【請求項７】前記モータ駆動状況情報を、モータ駆動
速度と目標速度との差分（以下、駆動速度ずれと称す
る）、及びモータ回転量の合計と目標速度の積分値との
差分（以下、駆動位置ずれと称する）とし、前記駆動速
度ずれかまたは前記駆動位置ずれ、もしくはその双方が
所定の規定値を越えた場合、前記モータ駆動エラー判定
手段において駆動エラーと判定することを特徴とする請
求項１記載のモータ制御装置。
【請求項８】目標となる回転速度を設定するための目
標速度設定手段と、この目標速度設定手段で設定された目標速度に対応し
て、回転速度検知信号を用いた速度フィードバックルー
プ制御によりモータの回転速度を調整するためのモータ
速度調整手段と、このモータ速度調整手段により制御が行われている前記
モータの駆動状況を検知するための駆動状況検知手段
と、この駆動状況検知手段により検知された前記モータの駆
動状況情報に基づき、モータ駆動上のエラーを判定する
ためのモータ駆動エラー判定手段とを有し、前記モータの駆動状況に応じて前記モータ駆動エラー判
定手段による駆動エラー判定の基準を変更しながらエラ
ー監視を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】前記モータ速度調整手段において、回転
速度検知信号を用いたフィードバックループ制御によっ
て回転速度を制御されるモータを、超音波指導制御によ
る超音波モータとすることを特徴とする請求項８記載の
モータ制御装置。
【請求項１０】前記超音波モータの回転速度制御に用
いる回転速度検知信号を、エンコーダ出力信号とするこ
とを特徴とする請求項９記載のモータ制御装置。
【請求項１１】前記モータ速度調整手段による速度調
整中のフィードバックループ制御量を、超音波パルス幅
か超音波周波数またはその双方とすることを特徴とする
請求項９記載のモータ制御装置。
【請求項１２】前記モータ駆動状況情報を、駆動速度
ずれ及び駆動位置ずれとし、前記駆動速度ずれかまたは
前記駆動位置ずれかもしくはその双方が所定の規定値を
越えた場合、前記モータ駆動エラー判定手段において駆
動エラーと判定することを特徴とする請求項８記載のモ
ータ制御装置。
【請求項１３】前記モータの駆動状況が、加速中、定
速回転中、減速中の全期間またはその一部期間におい
て、前記駆動エラー判定手段における駆動エラー判定の
基準を変更する、請求項８記載のモータ制御装置。
【請求項１４】前記モータの駆動状況が、加速中、定
速回転中、減速中の全期間かまたはその一部期間におい
て、前記駆動エラー判定手段における駆動エラー判定を
行わないことを特徴とする請求項８記載のモータ制御装
置。
【請求項１５】前記モータの駆動状況が加速中である
際の前記一部期間を、加速開始初期とすることを特徴と
する請求項１４記載のモータ制御装置。
【請求項１６】前記モータの駆動状況が減速中である
際の前記一部期間を、減速開始初期とすることを特徴と
する請求項１４記載のモータ制御装置。
【請求項１７】請求項１ないし１６のいずれかに記載
の前記モータ制御装置と、前記モータにより駆動される
感光部材か転写部材またはその両部材を有することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項１８】前記感光部材駆動モータにより駆動さ
れる感光部材を感光ドラムとすることを特徴とする請求
項１７記載の画像形成装置。
【請求項１９】前記転写部材駆動モータにより駆動さ
れる転写部材を、転写ドラムとすることを特徴とする請
求項１７記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記転写部材駆動モータにより駆動さ
れる転写部材を、転写ベルトとすることを特徴とする請
求項１７記載の画像形成装置。
【請求項２１】前記転写ベルトを有し、前記感光部材
及びこの感光部材を駆動するモータがそれぞれ複数設け
られていることを特徴とする請求項２０記載の画像形成
装置。