JP2010128261A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に係り、特に画像形成装置内に設けられたモータの駆動制御に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to drive control of a motor provided in the image forming apparatus.
複合機、あるいは複写機等の画像形成装置において、メイン駆動源としてブラシレスモータが一般的に用いられている。ブラシレスモータは、サーボ制御により回転の安定性に優れている為、高い回転精度を必要とする現像プロセスには適したモータとして利用されている。また、サブ駆動源としてもブラシレスモータが用いられ、例えば、用紙を搬送する搬送プロセスにおいて利用されている。 In an image forming apparatus such as a multifunction machine or a copying machine, a brushless motor is generally used as a main drive source. Since the brushless motor is excellent in rotational stability by servo control, it is used as a motor suitable for a developing process that requires high rotational accuracy. Also, a brushless motor is used as the sub drive source, and is used in a transport process for transporting paper, for example.
画像形成を実行する際、まず、モータを起動し、モータが安定回転に至った後、画像形成動作を開始するが、ブラシレスモータの起動時は、PWMクロックに応じた周波数で設定最大値を上限としてチョッピングしながら電流印加しているので、複数のブラシレスモータを同時に起動した場合には、電流波形が重なるためピーク電流が大きくなり、電源装置に対して負担が大きくなる。 When executing image formation, the motor is first started, and after the motor has reached stable rotation, the image forming operation is started. When the brushless motor is started, the upper limit of the set maximum value is set at the frequency according to the PWM clock. Therefore, when a plurality of brushless motors are started simultaneously, the peak current increases because the current waveforms overlap, and the burden on the power supply device increases.
また、これに伴い電源スイッチの溶着、ヒューズの溶断、整流器やその他の部品等への電気的ストレス、電源電圧の一時的な低下による他の周辺機器への悪影響等、種々の問題が生じる可能性がある。 This may also cause various problems such as power switch welding, fuse blown, electrical stress on rectifiers and other components, and adverse effects on other peripheral devices due to temporary drop in power supply voltage. There is.
それゆえ、電源容量を増加させ、回路素子の規格を大電流対応の規格品に設定する必要があり、電源装置を大型化させるとともに回路コストも増大する可能性があった。 Therefore, it is necessary to increase the power supply capacity and set the standard of the circuit element to a standard product compatible with a large current, which may increase the size of the power supply device and increase the circuit cost.
図14は、複数のモータの起動制御を同時に実行した場合のチョッピング電流の電流波形図である。 FIG. 14 is a current waveform diagram of a chopping current when start control of a plurality of motors is executed simultaneously.
図14を参照して、ここでは、メイン側モータおよびサブ側モータの起動制御を実行した場合のチョッピング電流の電流波形がそれぞれ示されている。 Referring to FIG. 14, here, there are shown current waveforms of chopping currents when the start control of the main motor and the sub motor is executed.
図15は、メイン側およびサブ側モータのチョッピング電流の合計の電流波形図である。 FIG. 15 is a current waveform diagram of the total of the chopping currents of the main-side and sub-side motors.
図15に示されるように、メイン側およびサブ側モータのチョッピング電流の合計のピーク電流値は、ほぼ、片方のチョッピング電流のピーク電流値の2倍となる。 As shown in FIG. 15, the total peak current value of the chopping currents of the main-side and sub-side motors is approximately twice the peak current value of one of the chopping currents.
それゆえ、従来においては、複数のブラシレスモータを駆動する場合、ピーク電流値を低く抑えるために起動タイミングをずらす方式が採用されていた(特許文献1および特許文献2)。これにより、電源容量を増加させることなく、電源装置を小型化し、回路コストも低減することが可能となる。
しかしながら、特許文献1および2に記載される方式では、複数のモータが設けられている場合にモータの起動タイミングをずらす方式、すなわち、図16(a)に示すように、メイン側モータとサブ側モータとで起動タイミングをずらす方式が採用されていた。この方式の場合、図16(b)に示すようにメイン側の起動シーケンスが終了してからサブ側の起動シーケンスを立上げるため、全モータの起動時間としては長くなるため、電源投入してから最初の印刷を開始するまでの時間であるファーストコピータイムが長くなるという問題があった。
However, in the methods described in
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであって、ピーク電流を抑制しつつ高速な起動が可能なモータ制御を実行する画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that executes motor control capable of starting at high speed while suppressing a peak current.
本発明に係る画像形成装置は、用紙に転写するための静電潜像を形成する現像手段と、用紙を搬送する搬送手段と、現像手段および搬送手段の少なくとも一方を駆動するための複数のモータと、複数のモータにそれぞれ対応して設けられ、各々は、所定周期のクロック周波数の入力に従って対応するモータを動作させるためのモータ駆動制御信号を生成する制御信号生成部を含む、複数のモータ部と、所定周期のクロック周波数を発振するクロック発振器と、クロック発振器から発振される所定周期のクロック周波数を受けて、各制御信号生成部に対して互いに異なる位相の所定周期のクロック周波数を出力するクロック位相制御部とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention includes a developing unit that forms an electrostatic latent image for transfer onto a sheet, a conveying unit that conveys the sheet, and a plurality of motors that drive at least one of the developing unit and the conveying unit. And a plurality of motor units, each including a control signal generation unit that generates a motor drive control signal for operating the corresponding motor in accordance with an input of a clock frequency of a predetermined period. A clock oscillator that oscillates a clock frequency of a predetermined period, and a clock that receives a clock frequency of a predetermined period oscillated from the clock oscillator and outputs a clock frequency of a predetermined period having a different phase to each control signal generator A phase control unit.
好ましくは、制御信号生成部は、所定周期のクロック周波数の入力に従って対応するモータに対して電流を供給するオン期間および電流の供給を停止するオフ期間を含む所定周期のモータ駆動制御信号を生成する。制御信号生成部は、所定周期におけるオン期間のデューティ比を所定値以下に設定する。 Preferably, the control signal generation unit generates a motor drive control signal having a predetermined cycle including an on period in which current is supplied to a corresponding motor and an off period in which the supply of current is stopped in accordance with an input of a clock frequency having a predetermined cycle. . The control signal generation unit sets the duty ratio of the ON period in a predetermined cycle to be equal to or less than a predetermined value.
特に、複数のモータがN個の場合、所定値は、1/Nに設定される。
好ましくは、クロック発振器は、単一の発振器である。
In particular, when the number of the plurality of motors is N, the predetermined value is set to 1 / N.
Preferably, the clock oscillator is a single oscillator.
好ましくは、複数のモータがN個の場合、クロック位相制御部は、各信号生成部に対して互いに1/N周期ずつ位相がシフトした所定のクロック周波数を出力する。 Preferably, when the number of the plurality of motors is N, the clock phase control unit outputs a predetermined clock frequency whose phases are shifted by 1 / N period to each signal generation unit.
本発明に係る画像形成装置は、クロック発振器から発振される所定周期のクロック周波数を受けて、各制御信号生成部に対して互いに異なる位相の所定周期のクロック周波数を出力するクロック位相制御部を設ける。 The image forming apparatus according to the present invention includes a clock phase control unit that receives a clock frequency of a predetermined cycle oscillated from a clock oscillator and outputs a clock frequency of a predetermined cycle having a different phase to each control signal generation unit. .
当該構成により、制御信号生成部で生成されるモータ駆動制御信号に従う電流波形の位相が各モータで異なるためピーク電流値を低減することが可能となるとともに、起動シーケンスを完了するまでの全モータ起動時間を短縮することが可能となる。 With this configuration, the phase of the current waveform according to the motor drive control signal generated by the control signal generation unit is different for each motor, so that the peak current value can be reduced and all motors are started until the start sequence is completed. Time can be shortened.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下の説明において同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一であるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same.
(実施の形態1)
本実施の形態においては、本発明にかかる画像形成装置をタンデム方式のデジタルカラー複写機(以下、複写機という)で適用する場合について説明する。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, a case where the image forming apparatus according to the present invention is applied to a tandem digital color copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) will be described.
しかしながら、本発明にかかる画像形成装置は複写機に限定されず、駆動源としてDCブラシレスモータ(以下、単にモータと称する。)が用いられる画像形成装置であれば、プリンタやファクシミリ装置やそれらの複合機であるMFP(Multi Function Peripheral)などであってもよい。また、印刷方式もタンデム方式に限定されるものではなく、さらにデジタル方式に限定されるものでもない。また、カラー機でなくモノクロ機であってもよい。 However, the image forming apparatus according to the present invention is not limited to a copying machine, and may be a printer, a facsimile machine, or a combination thereof as long as the image forming apparatus uses a DC brushless motor (hereinafter simply referred to as a motor) as a drive source. It may be an MFP (Multi Function Peripheral). Further, the printing method is not limited to the tandem method, and is not limited to the digital method. Further, it may be a monochrome machine instead of a color machine.
カラータンデム方式の画像形成装置は、各々現像器を含んだ4色の現像部が中間転写体である中間転写ベルトに沿って列設されて構成され、それぞれに形成された各色のトナー画像を上記中間転写ベルトに転写し(一次転写)、各色トナーの重ね合わせにより多色画像を形成する。さらに、中間転写ベルト上で重ね合わされた画像を印刷媒体である用紙上に転写し(二次転写)、定着工程を経て出力する。 The color tandem type image forming apparatus includes four color developing units each including a developing unit arranged along an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member, and the toner images of the respective colors formed on the respective color toner images are described above. The image is transferred to an intermediate transfer belt (primary transfer), and a multicolor image is formed by superimposing each color toner. Further, the image superimposed on the intermediate transfer belt is transferred onto a sheet as a printing medium (secondary transfer), and output through a fixing process.
図1は、本発明にかかる画像形成装置が適用される、本発明の実施の形態に従う複写機1のハードウェア構成の概略を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an outline of a hardware configuration of a
複写機1は、タンデム方式のデジタルカラー複写機であって、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の4色のトナーを順次重ね合わせることによってカラー画像を形成する。
The
図1を参照して、本発明の実施の形態に従う複写機1は、画像読取部10と、用紙搬送部20と、画像形成部30と、用紙格納部40とを含む。
Referring to FIG. 1,
画像読取部10は、原稿をセットするための戴荷台3と、原稿台ガラス11と、戴荷台3にセットされた原稿を原稿台ガラス11に自動的に1枚ずつ搬送する自動原稿搬送部2と、読取られた原稿を排出するための排出台4とを含む。さらに、原稿読取部10は、図示しないスキャナを含む。スキャナは、スキャンモータによって原稿台ガラス11と平行移動する。スキャナには、原稿を照射する露光ランプ、原稿からの反射光の向きを変える反射ミラー、反射ミラーからの光路を変えるミラー、反射光を集光するレンズ、および受光した反射光に応じて電気信号を発生する3列(R,G,B)のCCD(Charge Coupled Device)などの光電変換素子が含まれる。
The
自動原稿搬送部2によって搬送された原稿は原稿台ガラス11上にセットされ、スキャナが原稿台ガラス11と平行に移動するとき露光走査される。原稿からの反射光は光電変換素子によって電気信号に変換され、画像形成部30に入力される。
The original conveyed by the automatic
画像形成部30は、複数のローラ32,33,34により弛まないように懸架され、これらのローラが図1中で反時計回り(図1中の矢印A方向)に回転することで、所定速度で同方向に回転する無端ベルトである中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31に沿って所定間隔で配置されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)各色トナーに対応する現像部21Y,21M,21C,21K(これらを代表させて現像部21とする)と、各現像部21に含まれる現像器と、感光体と中間転写ベルト31を介して対をなす転写ローラ25Y,25M,25C,25K(これらを代表させて転写ローラ25とする)と、中間転写ベルト31に転写されたトナー像が用紙に転写された後に定着させる定着器36と、CPU(Central Processing Unit)などを含むコントローラ100と、CPUの指示に従って各駆動機構を駆動するためのモータ部200,300とを含む。
The
用紙格納部40は、印刷媒体である用紙Sを収納する給紙カセット41を含み、用紙搬送部20は、給紙カセット41から用紙Sを搬送するためのローラ42,43,35,37、および印刷された用紙を排出する排紙トレイ38を含む。
The
コントローラ100は、図示しない操作パネル等から入力される指示信号に基づいてメモリからプログラムを読出して実行し、上記各部を制御する。また、コントローラ100は内部にタイマなどの計時手段を備えて、所定時間が計時されたときにプログラムを実行してもよい。なお、コントローラ100は画像形成部30以外の画像読取部10や用紙搬送部20などに備えられてもよい。
The
コントローラ100は、メモリに格納されたプログラムを実行することで、画像読取部10や外部装置などから入力された画像信号に対して所定の画像処理を施し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色に色変換したデジタル信号を作成する。コントローラ100で作成された、上記画像を形成するための、シアン用の画像色データ、マゼンタ用の画像色データ、イエロー用の画像色データ、およびブラック用の画像色データは、各色に応じてコントローラ100から現像部21の露光器に出力される。
The
露光器が、コントローラ100から入力された画像データに基づいて、感光体にレーザビームを出力することで、均一に帯電された感光体の表面が画像データに応じて露光され、静電潜像が形成される。現像ローラには現像バイアス電圧が印加されて、感光体の潜像電位との間に電位差が発生する。その状態において電荷を帯びたトナーが供給されることによって、感光体の表面にトナー像が形成される。感光体の表面に形成されたトナー像は、定電圧もしくは定電流の転写ローラ25によって、像担持体である中間転写ベルト31に転写される。これを一次転写と言う。
The exposure device outputs a laser beam to the photoconductor based on the image data input from the
中間転写ベルト31に一次転写されたトナー像は、ローラ34によって、給紙カセット41から搬送された用紙Sに転写される。これを二次転写と言う。用紙に二次転写されたトナー像は、定着器36によって用紙に定着され、電子写真画像として排紙トレイ38に排紙される。
The toner image primarily transferred to the
複写機1の上記構成のうち、駆動機構として、たとえば現像系駆動機構として、本例においては、一例として、現像部21内の感光体や各種のローラ32,33,34等を駆動させる機構については、モータ部200が用いられるものとする。また、搬送系駆動機構として、定着器36を駆動させる機構や用紙搬送部20のローラ42,43,35,37を駆動させる機構などにモータ部300が用いられるものとする。
Of the above-described configuration of the copying
本発明においては、一例として、現像系駆動機構と、搬送系駆動機構とをそれぞれ2つのDCブラシレスモータにより駆動する場合について説明するが、いずれの駆動機構をブラシレスモータを駆動するかについては限定されず、いずれで用いられていてもよい。また、その他の機構で用いられていてもよく、複数のブラシレスモータを用いて駆動する構成であれば、何でも良い。 In the present invention, the case where the development system drive mechanism and the transport system drive mechanism are each driven by two DC brushless motors will be described as an example. However, which drive mechanism drives the brushless motor is limited. Any of them may be used. Any other mechanism may be used as long as it is configured to drive using a plurality of brushless motors.
本実施の形態にかかる複写機1では、コントローラ100内のCPU200でDCブラシレスモータの駆動が制御される。
In the copying
図2は、コントローラ100内のCPU105によりモータ部200,300が制御される構成を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration in which the
図2を参照して、コントローラ100は、CPU105と、ROM(Read Only Memory)110と、RAM(Random Access Memory)115とを含む。
Referring to FIG. 2,
RAM115は、CPU105のワーク領域やバッファ領域として用いられる記憶手段である。ROM110は、CPU105によって実行されるプログラムを記憶するための記憶手段であり、当該ROMに格納されているプログラムをCPU105が実行することにより各種機能が実現される。また、本発明の実施の形態に従うモータ制御を実行するためのモータの回転数等のデータについても格納されているものとする。
The
モータ部200は、モータM1と、モータM1の回転子の回転速度に従う磁束変化に基づいて回転信号であるFGパルスを生成するFGセンサF1と、PWM(Pulse Width Modulation)信号に基づいて、モータM1を駆動する電圧を生成、出力するインバータIV1と、インバータIV1に対してPWM信号を生成するPWM信号発生部210と、PWM信号を生成する基となるPWMクロックを発振するPWMクロック発振部250と、PWMクロック発振部250から発振されたPWMクロックの入力を受けて、PWM信号発生部210,310に対してそれぞれ互いに異なる位相のPWMクロックを出力するクロック位相制御部260と、FGセンサF1から出力されるFGパルスの入力と、CPU105から与えられる回転方向信号DS1および回転指示信号RS1およびモータの回転数を指示する回転数指示クロックRCS1の入力に基づいて、モータが目標回転数となるように通電すべき電流実効値をPI演算などを用いて導出し、PWM信号発生部210によるPWM信号の生成を制御するモータ駆動制御部205とを含む。
The
モータ部300は、モータM2と、モータM2の回転子の回転速度に従う磁束変化に基づいて回転信号であるFGパルスを生成するFGセンサF2と、PWM(Pulse Width Modulation)信号に基づいて、モータM2を駆動する電圧を生成、出力するインバータIV2と、インバータIV2に対してPWM信号を生成するPWM信号発生部310と、FGセンサF2から出力されるFGパルスの入力と、CPU105から与えられる回転方向信号DS2および回転指示信号RS2およびモータの回転数を指示する回転数指示クロックRCS2の入力に基づいて、モータが目標回転数となるように通電すべき電流実効値をPI演算などを用いて導出し、PWM信号発生部310によるPWM信号の生成を制御するモータ駆動制御部305とを含む。すなわち、モータ部300は、PWMクロック発振部250、およびクロック位相制御部260が設けられていないのみであり、その他の点については、モータ部200と同様の構成である。なお、モータ駆動制御部205,305は、モータM1,M2が目標回転数となった場合に、状態信号SS1,SS2をそれぞれCPU105に出力する。なお、本例においては、PWMクロック発振部250、クロック位相制御部260がモータ部200内に設けられている場合について説明するが、特に、モータ部200内に限られず、外部でも良く、また、モータ部300内に設けられていても良い。
The
ここで、PWMクロック発振部250が発振出力するPWMクロックについて説明する。
Here, the PWM clock output from the
図3は、本発明の実施の形態に従うPWMクロックを説明する図である。
図3(a)を参照して、PWMクロック発振部250は三角波のクロック信号を生成する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a PWM clock according to the embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 3A, the
ここで、クロック位相制御部260は、PWM信号発生部210,310にそれぞれ互いに位相が異なるPWMクロックを出力する。
Here, the
図3(b)には、クロック位相制御部260において、PWM信号発生部310から発振されたPWMクロックの位相を半周期ずらしたPWMクロックが示されている。本例においては、一例として、クロック位相制御部260は、PWMクロック発振部250から発振出力されたPWMクロックをPWM信号発生部210に出力し、PWMクロック発振部250から発振されたPWMクロックを半周期ずらしたPWMクロックをPWM信号発生部310に出力するものとする。
FIG. 3B shows a PWM clock in which the phase of the PWM clock oscillated from the
したがって、モータ部200および300のPWM信号発生部210,310にそれぞれ出力されるPWMクロックの位相は互いに異なる。
Therefore, the phases of the PWM clocks output to
図4は、本発明の実施の形態1に従うPWMチョッピング電流波形を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a PWM chopping current waveform according to the first embodiment of the present invention.
図4を参照して、下側がメイン側モータのチョッピング電流波形、上側がサブ側モータのチョッピング電流波形である。 Referring to FIG. 4, the lower side is the chopping current waveform of the main side motor, and the upper side is the chopping current waveform of the sub-side motor.
図4に示されるように、チョッピング電流波形としては、図14で説明したのと同様であるが下側のメイン側モータのチョッピング電流波形と、上側のサブ側モータのチョッピング電流波形との位相は半周期ずれている。すなわち、メイン側モータのチョッピング電流波形と、サブ側モータのチョッピング電流波形とは互いに半周期ずれた電流波形となっているため互いのチョッピング電流パルスのピーク値が異なるタイミングとなっている。 As shown in FIG. 4, the chopping current waveform is the same as that described in FIG. 14, but the phase between the chopping current waveform of the lower main motor and the chopping current waveform of the upper sub motor is There is a half cycle shift. That is, since the chopping current waveform of the main motor and the chopping current waveform of the sub motor are current waveforms that are shifted from each other by a half cycle, the peak values of the chopping current pulses are different from each other.
図5は、本発明の実施の形態1に従うメイン側およびサブ側モータのチョッピング電流の合計の電流波形図である。 FIG. 5 is a current waveform diagram of the total chopping currents of the main-side and sub-side motors according to the first embodiment of the present invention.
図5を参照して、メイン側とサブ側モータのチョッピング電流波形の合計のピーク電流値は、片方のピーク電流値の2倍よりも低いピーク電流値に設定される、本例においては、10A以下に設定される。 Referring to FIG. 5, the total peak current value of the chopping current waveforms of the main side motor and the sub side motor is set to a peak current value lower than twice the peak current value of one side. In this example, 10 A Set to:
したがって、本発明の実施の形態1に従う方式により、ピーク電流値を低減することが可能となるとともに、図6で示されるように、メイン側モータとサブ側モータとの起動シーケンスを同時に実行することが可能となるため、メイン側モータおよびサブ側モータの起動シーケンスを完了するまでの全モータ起動時間を短縮することが可能となる。 Therefore, the method according to the first embodiment of the present invention makes it possible to reduce the peak current value, and simultaneously execute the start-up sequence of the main side motor and the sub side motor as shown in FIG. Therefore, it is possible to reduce the total motor startup time until the startup sequence of the main motor and the sub motor is completed.
図7は、本発明の実施の形態1に従うCPUからモータ部への設定指示を説明するフロー図である。 FIG. 7 is a flowchart illustrating a setting instruction from the CPU to the motor unit according to the first embodiment of the present invention.
図7を参照して、まず、CPU105は、画像形成装置の電源がオンされたかどうかを判断する(ステップS1)。電源がオンされるまで待機状態である。
Referring to FIG. 7, first,
ステップS1において、CPU105は、電源がオンされたと判断した場合には、次に、モータ間通信を開始する(ステップS2)。
If the
そして、次に、CPU105は、モータ台数を確認する(ステップS3)。本例においてはメイン側モータとサブ側モータの2台設けられているため、モータ台数は2であると判断することができる。
Next, the
そして、次に、CPU105は、モータ台数に応じて位相ずらし量を設定する(ステップS4)。
Next, the
具体的には、モータ台数(N)に応じて位相ずらし量を1/N周期に設定する。
そして、次に位相ずらし量を設定する指示を出力する(ステップS5)。
Specifically, the phase shift amount is set to 1 / N cycle according to the number of motors (N).
Next, an instruction to set the phase shift amount is output (step S5).
本例においてはメイン側モータとサブ側モータの2台であるため、位相ずらし量は2分の1周期に設定される。したがって、クロック位相制御部260は、PWMクロック発振部250から発振出力されたPWMクロックをCPU105からの指示に従って、PWM信号発生部210,310のいずれか一方に対して2分の1周期位相をずらして出力する。なお、モータ台数がN個の場合には、位相ずらし量を1/N周期に設定する。
In this example, since there are two main side motors and sub side motors, the phase shift amount is set to a half cycle. Therefore, the clock
(実施の形態2)
上記の実施の形態1においては、クロック位相制御部260は、PWM信号発生部210,310に対して互いに位相が異なるPWMクロックを出力する場合について説明した。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the clock
一方で、PWMクロックがPWM信号発生部210,310にそれぞれ入力されてPWM信号を生成する場合、所定周期のPWM信号のデューティ比は、起動シーケンスにおいては、高い値に設定される。ここで、PWM信号のデューティ比とは、オン期間およびオフ期間の信号の合計の期間(1周期)におけるオン期間の割合を意味するものとする。具体的には、デューティ比が1/2であれば、1周期におけるオン期間およびオフ期間は同じ長さの期間である。ここで、デューティ比が高い値とは、デューティ比が1/2以上の場合であることを指し示すものとする。
On the other hand, when the PWM clock is input to the
起動シーケンスにおいて、最初の立上がり時においては所望の目標回転数に到達していないため、モータ駆動制御部205からの制御により、PWM信号発生部210はフルパワーで駆動するようにほぼデューディ比が1に近い値のPWM信号を生成することになる。
In the start-up sequence, since the desired target rotational speed has not been reached at the first rise, the duty ratio is approximately 1 so that the
したがって、上記の実施の形態1において半周期ずつPWMクロックの位相がシフトしている場合であっても、PWM信号発生部210におけるPWM信号のデューティ比は高いため、オン期間が相互に重なり合うことになる。
Therefore, even when the phase of the PWM clock is shifted by half a cycle in the first embodiment, the duty period of the PWM signal in the
図8は、メイン側およびサブ側モータで生成されるPWM信号波形の模式図である。
図8に示されるように、チョッピング周期が所定周期である場合にメイン側モータとサブ側モータとでPWM信号のオン期間が重なっている場合が示されている。
FIG. 8 is a schematic diagram of PWM signal waveforms generated by the main-side and sub-side motors.
As shown in FIG. 8, when the chopping cycle is a predetermined cycle, the on-period of the PWM signal overlaps between the main-side motor and the sub-side motor.
すなわち、デューティ比が高い場合には、PWM信号発生部210,310におけるPWM信号は、互いに半周期ずれた電流波形となっているがオン期間が重なり合うことになる。
That is, when the duty ratio is high, the PWM signals in the
本発明の実施の形態2においては、実施の形態1よりもチョッピング電流波形の合計のピーク電流値をさらに低減する方式について説明する。 In the second embodiment of the present invention, a method for further reducing the total peak current value of the chopping current waveform as compared with the first embodiment will be described.
図9は、本発明の実施の形態2に従うコントローラ100内のCPU105#によりモータ部200,300が制御される構成を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration in which motor
図9を参照して、コントローラ100内のCPU105#は、図1の構成と比較して、PWM信号発生部210#,310#に対して上限デューティの設定を指示する点が異なる。その他の点については、図1で説明したのと同様の構成であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 9,
図10は、本発明の実施の形態2に従うCPUからモータ部への設定指示を説明するフロー図である。 FIG. 10 is a flowchart illustrating a setting instruction from the CPU to the motor unit according to the second embodiment of the present invention.
図10を参照して、CPU105#は、画像形成装置の電源がオンされたかどうかを判断する(ステップS1)。電源がオンされるまで待機状態である。
Referring to FIG. 10,
ステップS1において、CPU105#は、電源がオンされたと判断した場合には、次に、モータ間通信を開始する(ステップS2)。
If the
そして、次に、CPU105#は、モータ台数を確認する(ステップS3)。本例においては、メイン側モータとサブ側モータがそれぞれ設けられているため、モータ台数は2であると判断することができる。
Then,
そして、次に、CPU105#は、モータ台数に応じて位相ずらし量を設定する(ステップS4)。
Next,
本例においてはモータ台数に応じて、位相ずらし量はN分の1周期すなわち、本例においては、1/2周期に設定する。 In this example, the phase shift amount is set to 1 / N cycle, that is, in this example, 1/2 cycle, according to the number of motors.
次に、CPU105#は、モータ台数に応じて上限デューティを設定する(ステップS6)。
Next,
具体的には、モータ台数に応じて上限デューティをN分の1に設定する。本例においては、1/2に設定する。 Specifically, the upper limit duty is set to 1 / N according to the number of motors. In this example, it is set to 1/2.
そして、次に、CPU105#は、クロック位相制御部260に対して位相ずらし量を設定する指示を出力する(ステップS7)。
Next,
また、次に、CPU105#は、PWM信号発生部210#,310#に対して上限デューティを設定する指示を出力する(ステップS8)。
Next,
そして処理を終了する(エンド)。
図11は、本発明の実施の形態2に従うメイン側およびサブ側モータで生成されるPWM信号波形の模式図である。
Then, the process ends (END).
FIG. 11 is a schematic diagram of PWM signal waveforms generated by the main-side and sub-side motors according to the second embodiment of the present invention.
図11に示されるように、チョッピング周期が所定周期である場合に上限デューティが設定されているためメイン側モータとサブ側モータとでオン期間が重ならない場合が示されている。 As shown in FIG. 11, since the upper limit duty is set when the chopping cycle is a predetermined cycle, the main motor and the sub motor do not overlap with each other.
これは、メイン側モータとサブ側モータとで1/2周期ずれたPWMクロックが入力され、上限デューティが1/2に設定されるため、たとえメイン側モータに供給されるPWM信号について、上限デューティの設定に従ってPWM信号のオン期間がカットされる場合であっても、サブ側モータに供給されるPWM信号についても、上限デューティの設定に従ってPWM信号のオン期間がカットされるため、オン期間が重なり合うことはない。 This is because the PWM clock shifted by 1/2 cycle is input between the main side motor and the sub side motor, and the upper limit duty is set to 1/2, so even if the PWM signal supplied to the main side motor is the upper limit duty Even when the on period of the PWM signal is cut according to the setting of the PWM signal, the on period of the PWM signal supplied to the sub-side motor is also overlapped because the on period of the PWM signal is cut according to the setting of the upper limit duty There is nothing.
図12は、本発明の実施の形態2に従うメイン側およびサブ側モータにおけるチョッピング電流波形を説明する図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating chopping current waveforms in the main-side and sub-side motors according to the second embodiment of the present invention.
図12に示されるように、チョッピング電流波形としては、下側のメイン側のチョッピング電流波形と、上側のサブ側のチョッピング電流波形との位相は半周期ずれている。すなわち、メイン側のチョッピング電流波形と、サブ側のチョッピング電流波形とは互いに半周期ずれた電流波形となっているため互いのチョッピング電流パルスのピーク値が異なるタイミングとなっている。 As shown in FIG. 12, as the chopping current waveform, the phase of the lower main-side chopping current waveform and the upper sub-side chopping current waveform are shifted by a half cycle. That is, since the main-side chopping current waveform and the sub-side chopping current waveform are current waveforms that are shifted from each other by a half cycle, the peak values of the chopping current pulses are different from each other.
また、上述したようにPWM信号の上限デューティが1/2に設定されている。すなわち、PWM信号の互いのオン期間が重ならないようになっているため、これに伴い、メイン側のチョッピング電流波形と、サブ側のチョッピング電流波形についても互いにチョッピング電流パルスが重ならないようになっている。 Further, as described above, the upper limit duty of the PWM signal is set to ½. That is, since the ON periods of the PWM signals do not overlap each other, the chopping current pulses do not overlap with each other in the chopping current waveform on the main side and the chopping current waveform on the sub side. Yes.
図13は、本発明の実施の形態2に従うメイン側およびサブ側モータのチョッピング電流の合計の電流波形図である。 FIG. 13 is a current waveform diagram of the total chopping currents of the main-side and sub-side motors according to the second embodiment of the present invention.
図13を参照して、メイン側とサブ側のチョッピング電流波形の合計のピーク電流値は、ほぼ片方のモータを駆動した場合のピーク電流値と同程度に設定される。本例においては、6A以下に設定される。 Referring to FIG. 13, the total peak current value of the main-side and sub-side chopping current waveforms is set to be approximately the same as the peak current value when one of the motors is driven. In this example, it is set to 6A or less.
したがって、本発明の実施の形態2に従う方式により、ピーク電流値を低減することが可能となるとともに、図6で説明したように、メイン側モータとサブ側モータとの起動シーケンスを同時に実行することが可能となるため、メイン側モータおよびサブ側モータの起動シーケンスを完了するまでの全モータ起動時間は短縮することが可能となる。 Therefore, the method according to the second embodiment of the present invention makes it possible to reduce the peak current value and simultaneously execute the start-up sequence of the main side motor and the sub side motor as described in FIG. Therefore, it is possible to reduce the total motor startup time until the startup sequence of the main motor and the sub motor is completed.
さらに、ピーク電流値を低減することが可能となるため、電源容量を増加させることなく、電源装置を小型化し、回路コストも低減することが可能となる。 Furthermore, since the peak current value can be reduced, the power supply device can be downsized and the circuit cost can be reduced without increasing the power supply capacity.
なお、本例においては、モータ台数を2台に設定したが特にこの台数に限られず、さらに複数台であっても良い。例えば、3台である場合には、PWMクロックの位相が1/3周期ずつずれて各モータに対応するPWM信号発生部に出力するとともに、PWM信号発生部において、上限デューティを1/3に設定することにより、PWM信号のオン期間が重なりあうことがないように設定することが可能である。これにより、各モータにおけるチョッピング電流波形も互いに重なり合わないようにすることができるため合計のピーク電流値を低減して、高速な起動シーケンスを実行することが可能である。 In this example, the number of motors is set to two. However, the number of motors is not particularly limited, and a plurality of motors may be used. For example, when there are three units, the phase of the PWM clock is shifted by 1/3 period and output to the PWM signal generator corresponding to each motor, and the upper limit duty is set to 1/3 in the PWM signal generator. By doing so, it is possible to set so that the ON periods of the PWM signals do not overlap. As a result, the chopping current waveforms in the motors can be prevented from overlapping each other, so that the total peak current value can be reduced and a high-speed startup sequence can be executed.
なお、本例においては、モータ台数がN個である場合に、1/N周期ずつずらしたPWMクロックをPWM信号発生部に出力するとともに、上限デューティを1/Nに設定する方式について説明したが、遅延等により、PWM信号のオン期間が重なる可能性もある。したがって、各PWM信号のオン期間の間に所定の間隔(マージン)を設けるように上限デューティを調整((1/N)−α:αは<1)することも可能である。 In the present example, when the number of motors is N, the PWM clock shifted by 1 / N period is output to the PWM signal generation unit and the upper limit duty is set to 1 / N. There is also a possibility that the ON periods of the PWM signals overlap due to delay or the like. Therefore, it is possible to adjust the upper limit duty ((1 / N) −α: α <1) so as to provide a predetermined interval (margin) between the ON periods of the PWM signals.
本例においては、タンデム方式のデジタルカラー複写機について説明したが、画像形成装置の一種として、複写機に限られず、ファクシミリあるいはMFP等に対しても同様に適用可能である。 In this example, a tandem digital color copying machine has been described. However, the present invention is not limited to a copying machine as a kind of image forming apparatus, and can be similarly applied to a facsimile or MFP.
なお、画像形成装置を制御する各部について、コンピュータを機能させて、上述のフローで説明したような制御を実行させるプログラムを提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。 Note that it is also possible to provide a program that causes a computer to function for each unit that controls the image forming apparatus, and executes control as described in the above flow. Such a program is stored in a computer-readable recording medium such as a flexible disk attached to the computer, a CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a memory card. And can be provided as a program product. Alternatively, the program can be provided by being recorded on a recording medium such as a hard disk built in the computer. A program can also be provided by downloading via a network.
なお、コンピュータのオペレーションシステム(OS)の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずOSと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。 Of the program modules provided as part of the computer operating system (OS), necessary modules may be called at a predetermined timing and executed in a predetermined arrangement. In that case, the program itself does not include the module, and the process is executed in cooperation with the OS. A program that does not include such a module can also be included in the program according to the present invention.
また、プログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。 The program may be provided by being incorporated in a part of another program. Even in this case, the program itself does not include the module included in the other program, and the process is executed in cooperation with the other program. Such a program incorporated in another program can also be included in the program according to the present invention.
提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。 The provided program product is installed in a program storage unit such as a hard disk and executed. The program product includes the program itself and a recording medium on which the program is recorded.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 コントローラ、105,105# CPU、110 ROM、115 RAM、200,300 モータ部、205,305 モータ駆動制御部、210,210#,310,310# PWM信号発生部、250 PWMクロック発振部、260 クロック位相制御部、F1,F2 FGセンサ、IV1,IV2 インバータ、M1,M2 モータ。 100 controller, 105, 105 # CPU, 110 ROM, 115 RAM, 200, 300 motor unit, 205, 305 motor drive control unit, 210, 210 #, 310, 310 # PWM signal generation unit, 250 PWM clock oscillation unit, 260 Clock phase control unit, F1, F2 FG sensor, IV1, IV2 inverter, M1, M2 motor.
Claims (5)
用紙を搬送する搬送手段と、
前記現像手段および前記搬送手段の少なくとも一方を駆動するための複数のモータと、
前記複数のモータにそれぞれ対応して設けられ、各々は、所定周期のクロック周波数の入力に従って対応するモータを動作させるためのモータ駆動制御信号を生成する制御信号生成部を含む、複数のモータ制御部と、
前記所定周期のクロック周波数を発振するクロック発振器と、
前記クロック発振器から発振される前記所定周期のクロック周波数を受けて、各前記制御信号生成部に対して互いに異なる位相の前記所定周期のクロック周波数を出力するクロック位相制御部とを備える、画像形成装置。 Developing means for forming an electrostatic latent image for transfer to a sheet;
Conveying means for conveying paper;
A plurality of motors for driving at least one of the developing means and the conveying means;
A plurality of motor control units provided corresponding to the plurality of motors, each including a control signal generation unit that generates a motor drive control signal for operating the corresponding motor in accordance with an input of a clock frequency of a predetermined period When,
A clock oscillator that oscillates the clock frequency of the predetermined period;
An image forming apparatus comprising: a clock phase control unit that receives the clock frequency of the predetermined cycle oscillated from the clock oscillator and outputs the clock frequency of the predetermined cycle having a different phase to each of the control signal generation units. .
前記制御信号生成部は、前記所定周期における前記オン期間のデューティ比を所定値以下に設定する、請求項1記載の画像形成装置。 The control signal generation unit generates a motor drive control signal having a predetermined cycle including an on period in which current is supplied to the corresponding motor and an off period in which supply of current is stopped in accordance with an input of the clock frequency of the predetermined cycle. And
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control signal generation unit sets a duty ratio of the ON period in the predetermined cycle to be a predetermined value or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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| JP2013013190A (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Kyocera Document Solutions Inc | Motor control device, transport device and image forming apparatus |
-
2008
- 2008-11-28 JP JP2008303903A patent/JP2010128261A/en not_active Withdrawn
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