JP2018098851A - モータ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス数指定によるステッピングモータの滑らかな加減速制御を行うこと。【解決手段】ステッピングモータ３０５と、ステッピングモータ３０５を駆動するパルス信号３０４を出力するパルス生成部３０３と、パルス生成部３０３を介してステッピングモータ３０５の加速制御又は減速制御を行う制御部３０１と、を備え、制御部３０１は加速制御又は減速制御の際、ステッピングモータ３０５を等加速度で加速又は減速時にパルス生成部３０３からステッピングモータ３０５に出力するパルス信号３０４の数を、加速制御又は減速制御を開始するときのステッピングモータ３０５の初速、目標とする回転速度、及びステッピングモータ３０５の制御を開始してから目標とする回転速度に到達するまでの時間に基づいて算出し、加速制御又は減速制御の際のステッピングモータ３０５の回転速度を回転速度が正弦波状に変化するように設定する（Ｓ６０１〜Ｓ６０４）。【選択図】図６

Description

本発明は、ステッピングモータの制御を行うモータ制御装置、及びモータ制御装置を備える電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、原稿搬送や感光ドラムの回転等の制御を行う場合、目標の速度で直ぐに駆動を始めると負荷重やステッピングモータの脱調が発生するため、ステッピングモータを自起動領域の速度から目標速度まで徐々に加速する制御が行われている。また、原稿の表裏を反転させるために搬送経路を切り替える場合の制御では、原稿が用紙センサを通過してから所定距離でステッピングモータを停止させて、その後、逆方向に回転起動させる。この場合も画像形成装置全体の速度を上げるため、自起動領域を超えた加速、減速の制御が行われると共に、パルス数制御も行うことが必要となる。例えば、特許文献１や特許文献２ではステッピングモータの回転を制御する制御装置が提案されている。

特開２００５−３２８６８１号公報 特開平４−３２２１９９号公報

従来、ステッピングモータの加減速制御と位置制御（パルス数制御）を同時に行う場合は、速度データテーブル（表１）を予め準備しておき、次のようなステッピングモータの制御を行う。即ち、ステッピングモータを駆動する駆動信号の１パルス毎に表１のパルス数に対応するデータ（時間）をタイマに設定し、タイマに設定した時間を指定周期とするパルス信号を順次生成し、ステッピングモータに供給していた。図９は、表１の速度テーブルを用いてステッピングモータの加速制御を行ったときの速度グラフである。図９において、スタート時のステッピングモータの回転速度は、自起動速度範囲内の３１０ｐｐｓ（パルス／秒）であり、スタートから４９．５７ｍｓ（ミリ秒）経過したときのステッピングモータの回転速度は、２３００ｐｐｓである。なお、表１、図９の詳細な説明については後述する。

しかしながら、図９のようにステッピングモータを直線（等加速度）で加減速させると、実際にはステッピングモータの回転速度が目標速度に達してから目標速度を超えてしまい、オーバーシュート、アンダーシュートが発生する。そのため、ステッピングモータの回転速度が安定するまでの安定化時間を設けたり、ステッピングモータに供給する駆動電力を上げて、回転速度を抑制する制御を行ったりすることが必要であった。また、等加速度での加減速制御をやめて、ステッピングモータの回転速度を緩やかなカーブに沿って目標速度に到達させる制御を行うことにより、オーバーシュート、アンダーシュートの発生を回避することができる。等加速度での加減速制御ではパルス数を指定することによる速度制御が可能である。ところが、緩やかなカーブに沿って回転速度を制御する場合には、その都度、ステッピングモータの回転速度の計算が必要となり、従来のようなパルス数指定のステッピングモータの制御ができないという課題がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、パルス数指定によるステッピングモータの滑らかな加減速制御を行うことを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）ステッピングモータと、前記ステッピングモータに接続され、前記ステッピングモータを駆動するパルス信号を出力するパルス生成部と、前記パルス生成部を制御して、前記ステッピングモータの加速制御又は減速制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加速制御又は前記減速制御の際、前記ステッピングモータを等加速度で加速、又は減速するときに前記パルス生成部から前記ステッピングモータに出力するパルス信号の数を、前記加速制御又は前記減速制御を開始するときの前記ステッピングモータの初速、目標とする回転速度、及び前記ステッピングモータの前記加速制御又は前記減速制御を開始してから前記目標とする回転速度に到達するまでの時間に基づいて算出し、前記加速制御又は前記減速制御の際の前記ステッピングモータの回転速度を、前記回転速度が正弦波状に変化するように設定することを特徴とするモータ制御装置。

（２）転写紙に画像形成を行う画像形成手段と、前記（１）に記載のモータ制御装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

（３）転写紙に画像形成を行う画像形成手段と、前記（１）に記載のモータ制御装置と、を備える画像形成装置であって、前記画像形成手段は、前記画像形成手段を駆動する複数のステッピングモータを有し、前記モータ制御装置は、前記複数のステッピングモータの前記加速制御又は前記減速制御を行うことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、パルス数指定によるステッピングモータの滑らかな加減速制御を行うことができる。

実施例の画像形成装置の構成を示す断面図 実施例のステッピングモータ制御装置の構成を示すブロック図 実施例のステッピングモータの制御シーケンスを示すフローチャート 実施例の記憶部の記憶領域を説明する図 実施例のステッピングモータの回転速度の変化を説明する図 実施例の次パルス計算の制御シーケンスを示すフローチャート 実施例のパルス生成部の動作を説明するためのタイミングチャート 実施例のリフトアップモータの速度線図 従来例のステッピングモータの速度線図

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［ステッピングモータの加減速制御］
まず、後述する実施例との比較のために、従来のステッピングモータの加速制御について説明する。ステッピングモータの減速制御も、加速制御と同様の制御であり、ここでの説明は省略する。従来、ステッピングモータの加速制御と位置制御（パルス数制御）を同時に行う場合は、以下に示す加速制御用の速度データテーブル（表１）を予め準備しておく。表１は、ステッピングモータが停止している状態からステッピングモータを駆動するパルス信号が６５回入力されたときにステッピングモータの回転速度が２３００ｐｐｓとなるように制御する場合の速度テーブルである。表１では、１発目のパルス信号から６５発目のパルス信号に対応する経過時間、ステッピングモータの回転速度が示されている。表１の時間は、ステッピングモータが停止している状態から６５発目のパルスが入力されるまでの積算された経過時間（単位：ｍｓ（ミリ秒））を示している。また、表１の速度は、各パルス間でのステッピングモータの回転速度（単位：ｐｐｓ（パルス／秒））を示している。ステッピングモータの制御時には、パルス信号の１パルス毎に表１のパルス数に対応するデータ（時間）をタイマに設定し、タイマに設定した時間を周期とするパルス信号（ステッピングモータを駆動する駆動信号）を順次生成し、ステッピングモータに供給する。これにより、ステッピングモータは指定周期に対応する回転速度で駆動される。

例えば、ステッピングモータを２３００ｐｐｓ（パルス／秒）の速度で回転させて原稿を搬送しているとき、用紙センサが搬送中の原稿を検知した場合に原稿の搬送を停止する場合のステッピングモータの回転制御について説明する。ここでは、用紙センサが設置された位置からステッピングモータの１００パルス目の位置で原稿を停止させることとする。この場合、原稿搬送中に用紙センサが原稿を検知しても、ステッピングモータは、原稿を検知してから３５パルス目まではそのままの回転速度を維持する。そして、ステッピングモータは、３６パルス目からは表１のパルス数６５に対応する速度である２３００ｐｐｓから、順次パルス数を減じる（パルス数６４、６３、・・・）たびに、表１のパルス数に対応する回転速度に切り替える。そして、ステッピングモータは、最終的に表１のパルス数１のときの速度３１０ｐｐｓを出力して停止する。その結果、用紙センサが原稿を検知してから、１００パルス（＝３５パルス＋６５パルス）目の位置で、原稿を停止することができる。

図９は、表１の速度テーブルを用いてステッピングモータの加速制御を行ったときの速度グラフであり、縦軸はステッピングモータの回転速度を示し、横軸は時間（ステッピングモータを加速してからの経過時間）を示している。図９において、スタート時のステッピングモータの回転速度は、自起動速度範囲内の３１０ｐｐｓであり、スタートから４９．５７ｍｓ（ミリ秒）経過したときのステッピングモータの回転速度は、２３００ｐｐｓである。図９では、ステッピングモータに駆動信号（パルス信号）を１パルス出力する毎に、回転速度に対応する１パルス分の周期時間が経過することになる。したがって、図９では、（１パルス分の経過時間）×（そのときのステッピングモータの回転速度）＝１パルス分の面積となっているため、（経過時間）×（速度）＝（図９の横軸値）×（図９の縦軸値）＝面積＝総パルス数となる。すなわち、図９において、破線で囲まれた台形４０１の面積はステッピングモータの６５パルス分に相当することを示している。

ここで、表１の速度データテーブルの生成方法について説明する。例えば、図９の加速状態を示す速度線は直線（等加速度）となるように、表１の速度データを生成している。この場合、自起動速度（３１０ｐｐｓ）から目標速度（２３００ｐｐｓ）に到達するまでのパルス数は、図９に示す台形４０１（図中、破線で表示）の面積となる。上述した式を用いて、実際に計算すると、パルス数＝（（３１０ｐｐｓ（パルス／秒）＋２３００ｐｐｓ（パルス／秒））／１０００）×４９．５７ｍｓ（ミリ秒）／２＝６４．６９（パルス）となる。ここで、パルス数Ｎ、初速Ｖｓ、目標速度Ｖｏ、加速時間Ｔとすると、上述した式は、Ｎ＝（Ｖｓ＋Ｖｏ）×Ｔ／２で表される。この式からパルス信号である駆動信号を１パルス出力する毎に初速Ｖｓが新しくなる（更新される）と考えて、初速Ｖｓの式に変形すると、Ｖｓ＝２×Ｎ／Ｔ−Ｖｏとなる。この式を用いて、上述した計算結果Ｎ＝約６５パルスを１パルス毎に減算する。同時に、加速時間Ｔ＝４９．５７ｍｓの値もステッピングモータを駆動する駆動信号の１パルス毎の周期を減算していく。そして、この演算をＮが０になるまでくり返すことで、表１の速度テーブルを生成することができる。ここでは、初速が３１０ｐｐｓで、目標速度の２３００ｐｐｓに到達するまでの加速時間が４９．５７ｍｓかかるステッピングモータを用いてステッピングモータの加速制御の方法について説明した。加速時間はステッピングモータの性能に応じて異なり、上述した加速時間は一例であり、本発明はこの加速時間に限定されるものではない。以下では、上述した性能を有するステッピングモータを使用して、ステッピングモータの動作を説明するものとする。

ところで、図９のようにステッピングモータを直線（等加速度）で加減速させると、実際にはステッピングモータの回転速度が目標速度に達してから目標速度を超えてしまい、オーバーシュート、アンダーシュートが発生する。そのため、ステッピングモータの回転速度が安定するまでの安定化時間を設けたり、ステッピングモータに供給する駆動電力を上げて、回転速度を抑制する制御を行ったりすることが必要である。また、等加速度での加減速制御をやめて、ステッピングモータの回転速度を緩やかなカーブに沿って目標速度に到達させる制御を行うことにより、オーバーシュート、アンダーシュートの発生を回避することができる。ところが、緩やかなカーブに沿って回転速度を制御する場合には、その都度、ステッピングモータの回転速度の計算が必要となり、表１のようなパルス数に応じた所定の時間、回転速度による制御を行うことができないという課題がある。

［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の電子写真方式の画像形成装置の一例であるデジタル複写機の構成を示す断面図である。本実施例のデジタル複写機は、原稿搬送部１３０、原稿読取部１２０、画像形成部１００、搬送ユニット１９０、給紙段（本体給紙段１４０、１５０、１６０、１７０及びデッキ給紙段１８０を指す）、後処理装置１０から構成されている。以下、デジタル複写機を構成する各装置の構成及び動作について説明する。

（原稿搬送部）
原稿搬送部１３０では、原稿置き台１３１に載置された原稿は、給紙ローラ１３２によって１枚ずつ、原稿読取部１２０の原稿台１２６まで搬送される。モータ１３６によって駆動され、回転する原稿搬送ベルト１３７によって原稿台１２６の所定の位置に原稿が搬送され、原稿読取部１２０により原稿の読み取りが行われる。原稿を読み取りが終了すると、フラッパ１３５により原稿の搬送経路が変更され、モータ１３６を逆転させて、原稿搬送ベルト１３７を逆方向に回転させることで、原稿が排出トレイ１３８に排出される。

（原稿読取部）
原稿読取部１２０は、次のように構成されている。露光ランプ１２２には、蛍光灯、ハロゲンランプ等が使用されている。第１ミラー台１２１に設置された露光ランプ１２２は、原稿の長手方向（図中、左右方向）に移動しながら、原稿台１２６上の原稿を照射する。露光ランプ１２２の照射による原稿からの散乱光は、第１ミラー台１２１、第２ミラー台１２３のミラーに反射され、レンズ１２４に到達する。なお、第１ミラー台１２１の移動速度に対して、第２ミラー台１２３は１／２の速度で移動し、露光ランプ１２２が照射する原稿面から、レンズ１２４までの距離は常に一定に保たれる。また、第１ミラー台１２１、第２ミラー台１２３は、モータ１２５によって駆動され、移動する。原稿上の画像は、第１ミラー台１２１、第２ミラー台１２３、レンズ１２４を介して、数千個の受光素子が一列に配置されたＣＣＤラインセンサ１２７の受光部上に結像し、ＣＣＤラインセンサ１２７により逐次、ライン単位で光電変換される。光電変換された信号は、信号処理部１２８で処理されて出力される。

（画像形成部）
画像形成手段である画像形成部１００は、次のように構成されている。感光ドラム１０７上に静電潜像を形成する露光制御部は、画像処理部１１３、半導体レーザ１０１、回転多面鏡１０２、モータ１０３から構成されている。画像処理部１１３は、信号処理部１２８から出力された画像信号に基づいて電子写真の特性に応じた処理を行い、画像信号に応じて半導体レーザ１０１より光ビームを出射する。出射された光ビームは、モータ１０３により回転駆動されている回転多面鏡１０２により偏向され、感光ドラム１０７上に照射される。なお、感光ドラム１０７は、光ビームが照射される前に、前露光ランプ（不図示）により表面上の残留電荷が徐電され、一次帯電器（不図示）により感光ドラム１０７の表面は均一に帯電される。その後、感光ドラム１０７は回転しながら光ビームが照射されることにより、表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１０４は、感光ドラム１０７表面の静電潜像に所定色の現像剤（トナー）を付着させて、トナー像を形成する。

転写紙は、後述する本体給紙段（以下、給紙段ともいう）１４０、１５０、１６０、１７０、及びデッキ給紙段１８０から給送され、レジストレーションローラ１０６まで搬送される。レジストレーションローラ１０６は、センサ１０５を用いて転写紙の到達を検知し、感光ドラム１０７に形成されたトナー像の先端と、転写紙の先端が転写位置に到達するタイミングを合わせて、転写紙を転写ローラ１０８に搬送する。転写ローラ１０８は、感光ドラム１０７上のトナー像を搬送された転写紙に転写する。トナー像が転写紙に転写された後、転写されずに残った感光ドラム１０７上のトナーは、クリーナー（不図示）により除去される。トナー像が転写された転写紙は、感光ドラム１０７の曲率が大きいため、感光ドラム１０７からは分離しやすいが、更に徐電針（不図示）に電圧を印加することで、感光ドラム１０７と転写紙の間の吸着力を弱め、分離しやすくしている。

定着部１０９は、セラミックヒータ１１０、フィルム１１１、及び２つのローラで構成され、転写紙は定着部１０９に搬送されて加熱・加圧され、トナー像は転写紙に定着される。方向フラッパ１１２は、転写紙の排出先を、動作モードに応じてトレイ１１４又は搬送ユニット１９０に切り替える。搬送ユニット１９０は、転写紙を後述する後処理装置１０まで搬送するためのユニットであり、搬送ローラ１９１により転写紙は後処理装置１０に搬送される。

（給紙段）
デジタル複写機本体には、４つの給紙段１４０、１５０、１６０、１７０が設けられ、それぞれの給紙段は、同じ給紙機構により構成されている。一方、デッキ給紙段１８０は、画像形成装置本体に設けられた給紙段１４０、１５０、１６０、１７０よりも大量の転写紙を収納可能な給紙段である。給紙段１４０、１５０、１６０、１７０はほぼ同様の構成であり、以下では、給紙段１４０を例に構成及び動作について説明し、給紙段１５０、１６０、１７０についての構成、動作については説明を省略する。なお、図１中の符号１５１〜１５６、符号１６１〜１６６、符号１７１〜１７５の各部材は、それぞれ後述する符号１４１〜１４６の部材に対応しています。

給紙段１４０は、転写紙を蓄積収納する給紙カセット１４１を有している。給紙カセット１４１の底面には、底板１４２が配置され、リフトアップモータ１４３によって上昇または下降する。底板１４２を上昇させることにより、給紙カセット１４１に載置された最上位の転写紙を所定の待機位置であるピックアップローラ１４４に接触する位置まで上昇させ、転写紙の給送に備えて待機する。画像形成が開始されると、転写紙はピックアップローラ１４４により、給紙ローラ対１４５まで給送される。給紙ローラ対１４５は、給紙方向とは逆回転方向にトルクがかけられている。これにより転写紙の重送を防止しつつ、転写紙を１枚ずつ搬送路へと搬送する。また、搬送ローラ１４６は、本体給紙段１４０より下方に設けられた給紙段１５０、１６０、１７０から搬送されてきた転写紙を、更に上方に搬送するためのローラ対である。

一方、デッキ給紙段１８０は、給紙段１４０に比べてより大量の転写紙を収納可能な紙庫１８１を有している。紙庫１８１の底面にも、給紙段１４０と同様に、最上位の転写紙を所定の待機位置まで上昇させる底板１８２が配置されている。底板１８２はモータ１８３によって駆動され、移動するベルトに接続されており、ベルトが移動することにより、底板１８２も上昇又は下降するように制御される。画像形成が開始されると、転写紙はピックアップローラ１８５により、給紙ローラ対１８４まで搬送され、本体給紙段１４０の給紙ローラ対１４５と同様に重送を防止しつつ、転写紙を搬送路へと搬送する。

（後処理装置）
後処理装置１０は、画像形成部１００から搬送ユニット１９０を介して搬送された転写紙をローラ１１により受け取る。受け取った転写紙の排出先としてトレイ２９が選択されている場合には、フラッパ１２により転写紙の搬送方向が切り替えられ、転写紙はローラ２８によりトレイ２９に排出される。なお、トレイ２９は、通常処理中に割り込んで行う処理の排出先など一時的に使用する排出トレイである。

通常、転写紙の排出先として使用されるトレイは、トレイ１８とトレイ１９とである。トレイ１８又はトレイ１９に転写紙を排出する場合には、フラッパ１２で下方向に向かうように転写紙の搬送路を切り替えた後、更にフラッパ１３でローラ１６の方へ搬送路を選択することで転写紙を排出することができる。なお、フラッパ１３、１４で搬送路を垂直下方向に選び、反転ローラ１５で搬送方向を逆転させた場合には、フラッパ１３、１４に排出される転写紙の表裏を反転させた転写紙の排出が可能である。また、トレイ１８、１９への排出の際には、ステイプラ１７を用いたステイプル処理が可能となっている。なお、転写紙をトレイ１８とトレイ１９のどちらに排出するかは、シフトモータ２０を用いてトレイ１８、１９自体を上下させることで選択することができる。

また、トレイ２７は、製本時に使用する排出トレイである。反転ローラ１５からローラ２１へ転写紙を搬送し、一時蓄積部２３へ転写紙を所定量、載置する。所定量の転写紙が載置されると、ステイプラ２４により製本処理が行われる。製本処理が終了すると、フラッパ２５の方向を変更し、載置時とは逆方向にローラ２２を回転させ、ローラ２６を経由して製本処理された転写紙をトレイ２７へと排出する。

［モータ制御装置の構成］
図２は、本実施例のステッピングモータを制御するモータ制御装置の構成を示すブロック図である。ステッピングモータを制御するモータ制御装置の制御手段である制御部３０１は、記憶部３０２と、パルス生成部３０３と接続されている。制御部３０１は、ＲＯＭ３０８に格納された制御プログラム等に基づいて、パルス生成部３０３を介してステッピングモータ３０５を制御する。また、ＲＡＭ３０７は、制御部３０１の主メモリ、ワークエリア等として使用される。記憶部３０２は、ステッピングモータ３０５を制御するための記憶領域として使用される。

パルス生成部３０３は、ステッピングモータ３０５毎に設けられ、接続されたステッピングモータ３０５にパルス信号である駆動信号３０４を出力する。更に、パルス生成部３０３は、内部に駆動信号３０４の周期に応じたカウンタ値が設定されるカウンタ（２４ビットカウンタ）を有し、カウンタ値に応じて駆動信号３０４を制御する。更に、パルス生成部３０３は、カウンタ値が０になると、制御部３０１に駆動信号３０４の出力終了を通知する出力終了信号３０６を出力する。なお、カウンタは、システム動作クロック（２０ＭＨｚ）により駆動され、カウント値が更新される。また、図２では、パルス生成部３０３は１つだけ（したがって、ステッピングモータ３０５も１つだけ）記載しているが、制御部３０１には必要な数（複数）のパルス生成部３０３が接続可能である。これにより、制御部３０１は、各パルス生成部３０３に接続されたすべてのステッピングモータを制御することができる。なお、本実施例では、制御部３０１には、１つのパルス生成部３０３が接続されているものとする。また、制御部３０１は、上述したデジタル複写機の制御装置（ＣＰＵ）でもよいし、ステッピングモータを制御する専用の制御部やＡＳＩＣであってもよい。

［ステッピングモータの制御シーケンス］
ステッピングモータの制御シーケンスについて、図３のフローチャートを用いて説明する。図３に示す処理は、デジタル複写機の操作部（不図示）や、デジタル複写機が接続されたネットワーク上のコンピュータから印刷指示を受信したときに起動され、制御部３０１により実行される。なお、以下では、図１のデジタル複写機の給紙段１４０に設けられた底板１４２を上下させるステッピングモータであるリフトアップモータ１４３による上昇制御を例に説明する。

ステップ（以下、Ｓという）４０１では、制御部３０１は、記憶部３０２のリフトアップモータ１４３用の記憶領域に、リフトアップモータ１４３を制御するためのパラメータである自起動速度Ｖｓ、目標速度Ｖｏ、加速時間Ｔａを設定する。また、制御部３０１は、目標速度Ｖｏと自起動速度Ｖｓの速度差Ｓ＿ＶｓＶｏを、Ｓ＿ＶｓＶｏ＝Ｖｏ−Ｖｓの式により算出し、記憶部３０２の記憶領域に設定する。同様に、制御部３０１は、目標速度Ｖｏと自起動速度Ｖｓの速度和Ａ＿ＶｓＶｏを、Ａ＿ＶｓＶｏ＝Ｖｏ＋Ｖｓの式により算出し、記憶部３０２の記憶領域に設定する。また、制御部３０１は、ステッピングモータ３０５の駆動を開始してからの経過時間を示す時間Ｔｘの初期値を、Ｔｘ＝−（加速時間Ｔａ／２）の式により算出して、記憶部３０２の記憶領域に設定する。なお、時間Ｔｘは、後述するように、ステッピングモータ３０５の加速制御を開始してから、パルス生成部３０３より出力された駆動信号３０４の周期の和である経過時間を示している。

図４は、本実施例の記憶部３０２のリフトアップモータ１４３用の記憶領域の構成を示す図である。図４中の符号５０１〜５０７は、記憶部３０２の記憶領域のアドレスを示している。自起動速度Ｖｓ、目標速度Ｖｏ、加速時間Ｔａ、速度差Ｓ＿ＶｓＶｏ、速度和Ａ＿ＶｓＶｏ、時間Ｔｘの値は、それぞれ記憶部３０２の記憶領域５０１、５０２、５０３、５０５、５０６、５０７に設定されている。記憶領域５０４に設定されるパルス数Ｎａは後述する。なお、本実施例では、自起動速度Ｖｓは、３１０ｐｐｓ（パルス／秒）、目標速度Ｖｏは、２３００ｐｐｓ、加速時間Ｔａは、４９．５７ｍｓ（ミリ秒）とする。その結果、記憶領域５０５に設定される速度差Ｓ＿ＶｓＶｏの値は、１９９０ｐｐｓ（＝２３００ｐｐｓ−３１０ｐｐｓ）となる。また、記憶領域５０６に設定される速度和Ａ＿ＶｓＶｏは、２６１０ｐｐｓ（＝２３００ｐｐｓ＋３１０ｐｐｓ）となる。更に、時間Ｔｘは、−２４．７８５ｍｓ（＝−４９．５７ｍｓ／２）となる。また、制御部３０１は、自起動速度Ｖｓから自起動速度Ｖｓでの周期ＴｓをＴｓ＝１／Ｖｓの式により算出する。具体的に自起動速度Ｖｓ＝３１０ｐｐｓに基づいて自起動速度周期Ｔｓを算出すると、自起動速度周期Ｔｓは、３．２２５８０６ｍｓ（ミリ秒）（≒１／３１０（パルス／秒）×１０００）となる。

Ｓ４０２では、制御部３０１は、Ｓ４０１で算出した自起動速度周期Ｔｓに基づいて、周期カウント値Ｔｃを算出し、上述したパルス生成部３０３のカウンタに設定する。本実施例では、パルス生成部３０３のカウンタは、システム動作クロックである２０ＭＨｚのクロック（１周期は５０ｎｓ（ナノ秒））により更新される。また、周期カウント値Ｔｃは、自起動速度周期Ｔｓ／システム動作クロック周期により算出される。したがって、周期カウント値Ｔｃは、６４５１６（≒３．２２５８０６ｍｓ／５０ｎｓ）となる。

Ｓ４０３では、制御部３０１は、パルス生成部３０３に動作の開始を指示し、パルス生成部３０３をオンする。パルス生成部３０３は、Ｓ４０２で算出した周期カウント値Ｔｃを設定し、カウンタにロードする。そして、パルス生成部３０３は、カウンタに設定された周期カウント値Ｔｃの更新（減算）を開始すると共に、ステッピングモータ３０５に駆動信号３０４を出力する。パルス生成部３０３の詳細な動作説明については、後述する。

Ｓ４０４では、制御部３０１は、ステッピングモータ３０５を自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまで加速するのに要する加速パルス数Ｎａを算出する。この場合の加速は、等加速度の直線加速として、加速パルス数Ｎａの算出を行う。図９で説明したように、加速パルス数Ｎａは、Ｎａ＝（自起動速度Ｖｓ＋目標速度Ｖｏ）×加速時間Ｔａ／２により算出される台形の面積となる。具体的には、（自起動速度Ｖｓ＋目標速度Ｖｏ）は記憶領域５０６に設定された速度和Ａ＿ＶｓＶｏにより２６１０ｐｐｓ（パルス／秒）、加速時間Ｔａは、記憶領域５０３に設定された４９．５７ｍｓ（ミリ秒）である。これらの値に基づいて、加速パルス数Ｎａを算出すると、加速パルス数Ｎａは、６５パルス（≒２６１０ｐｐｓ（パルス／秒）×０．０４９５７（秒）／２）となる。Ｓ４０５では、制御部３０１は、Ｓ４０４で算出した加速パルス数Ｎａを記憶部３０２の記憶領域５０４に設定する。

Ｓ４０６では、制御部３０１は、パルス生成部３０３で次に出力するパルスを算出するために記憶部３０２の記憶領域５０７に設定された時間Ｔｘを更新し、パラメータの更新を行う。する。例えば、図３の処理が起動されて１回目のＳ４０６の処理が実行されるときには、記憶部３０２の記憶領域５０７には、Ｓ４０１の処理で、−２４．７８５ｍｓ（ミリ秒））（＝−（加速時間Ｔａ／２））が設定されている。この場合の時間Ｔｘは、後述する図５の（−π／２）の位置に対応する。この場合の時間Ｔｘの値に、Ｓ４０３でパルス生成部３０３に設定した自起動速度での周期Ｔｓを加算すると、次にパルス生成部３０３に設定する周期Ｔｓを設定するまでに経過した時間Ｔｘが求められる。制御部３０１は、求められた値（時間）を時間Ｔｘとして再び記憶部３０２の記憶領域５０７に設定する。具体的に、この場合の記憶領域５０７に設定される時間Ｔｘは、−２１．５５９１９４ｍｓ（＝−２４．７８５ｍｓ＋３．２２５８０６ｍｓ）となる。

Ｓ４０７では、制御部３０１は、記憶部３０２の記憶領域５０４に設定されているパルス数Ｎａの値を１減じ、１減じたパルス数Ｎａの値が０かどうかを判断する。制御部３０１は、１減じたパルス数Ｎａの値が０であると判断した場合には処理を終了し、０でないと判断した場合には、処理をＳ４０８に進める。

Ｓ４０８では、制御部３０１は、パルス生成部３０３からステッピングモータ３０５に次の駆動信号を出力するときのステッピングモータ３０５の回転速度、及び対応する回転周期の計算（次パルスの計算）を行う。Ｓ４０８の処理は、後述する図６に示す処理を起動することにより実行される。図６の処理では、本発明の特徴である正弦波（ＳＩＮ波、サインカーブともいう）の波形に基づいて、ステッピングモータ３０５の回転速度Ｖｎ、及び対応する回転周期Ｔｎを算出する。Ｓ４０９では、制御部３０１は、次パルスのパラメータ設定の準備を行う。具体的には、制御部３０１は、Ｓ４０８で算出した回転周期Ｔｎに基づいた周期カウント値Ｔｃの算出を行い、Ｓ４０８で算出した回転周期Ｔｎとともに、パルス生成部３０３に設定する。

Ｓ４１０では、制御部３０１は、パルス生成部３０３から駆動信号３０４の出力終了を通知する出力終了信号３０６が出力されたかどうかを判断する。制御部３０１は、出力終了信号３０６が出力されたと判断した場合には、パルス生成部３０３にＳ４０９で設定された回転周期Ｔｎ、周期カウント値Ｔｃをカウンタにロードさせ、次の駆動信号３０４に応じたパルス生成部３０３の動作を開始させる。そして、制御部３０１は、処理をＳ４０６に戻す。一方、制御部３０１は、出力終了信号３０６が出力されていないと判断した場合には、処理をＳ４１０に戻す。なお、Ｓ４０７で図３に示す処理が終了した後のパルス生成部３０３は、最後に設定された回転周期Ｔｎ、周期カウント値Ｔｃに基づいて、ステッピングモータ３０５の制御を継続する。

以上説明した図３は、ステッピングモータの加速制御を行う場合の制御シーケンスを示すフローチャートである。ステッピングモータの減速制御を行う場合、Ｓ４０１の処理で記憶部３０２の記憶領域５０７に設定される時間Ｔｘには、（加速時間Ｔａ／２）が初期値として設定される。そして、時間Ｔｘは、駆動信号３０４を出力するたびに、順次、初期値として設定された（加速時間Ｔａ／２）からステッピングモータの駆動信号３０４の回転周期Ｔｎだけ減算するように制御される。その他の処理については、ステッピングモータの加速制御の場合と同様であり、ここでの説明は省略する。

［ステッピングモータの回転制御］
図５は、本実施例でのステッピングモータ３０５の加速時の回転制御を説明するための図である。本実施例では、ステッピングモータの加速制御を等加速度による加速制御ではなく、滑らかな加速制御を行うため、ステッピングモータの回転速度が正弦波（サインカーブ）の波形（形状）となるような加速制御を行う。図５において、縦軸はステッピングモータ３０５の速度を示し、横軸は時間を示す。また、図中の速度Ｖｓ、Ｖｏは、それぞれステッピングモータ３０５の自起動速度、目標速度を示し、時間Ｔａは、自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまでの加速時間を示す。また、時間Ｔｘは、ステッピングモータ３０５の加速を開始してからの経過時間を示す。図５では、自起動速度Ｖｓのとき（記憶部３０２の記憶領域５０７に格納された時間Ｔｘが−（加速時間Ｔａ／２）のとき）の正弦波（ＳＩＮ波）の角度を（−π／２）としている。また、目標速度Ｖｏのとき（記憶部３０２の記憶領域５０７に格納された時間Ｔｘが（加速時間Ｔａ／２）のとき）の正弦波の角度を（π／２）としている。そして、ＳＩＮ（−π／２）からＳＩＮ（π／２）の正弦波の波形７０１の（−π／２）のポイントを自起動速度Ｖｓとして、（π／２）のポイントを目標速度Ｖｏとすることで、ステッピングモータ３０５の滑らかなＳ字カーブの加速制御を行う。

また、図中、直線で示された波形７００は、自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまで等加速度で加速した場合の速度波形である。一方、波形７０１は、正弦波の波形に沿って自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまで加速したときのステッピングモータの回転速度の波形である。波形７００と波形７０１とを比較すると、波形７００と波形７０１が交差する中央（時間Ｔｘが０（角度が０））の位置よりも、図中左側では正弦波の波形７０１は直線で示された波形７００よりも下になる。すなわち、波形７００のようにステッピングモータ３０５の回転速度を等加速した場合に比べて、正弦波である波形７０１の方がステッピングモータ３０５の回転速度は低くなる。一方、中央よりも図中右側では、逆に正弦波の波形７０１の方が波形７００よりも上に出ている。すなわち、波形７００のようにステッピングモータ３０５の回転速度を等加速した場合に比べて、正弦波である波形７０１の方が、ステッピングモータ３０５の回転速度は高くなる。その結果、波形７００と波形７０１が交差する中央を挟んで、波形７００と波形７０１で囲まれた部分の面積は等しい。

前述したように、ステッピングモータ３０５は、駆動信号３０４の１パルス分により、回転速度Ｖと回転速度に応じた周期Ｔだけ進み、図５では面積（＝回転速度Ｖ×周期Ｔ）として表現することができる。したがって、図５の時間（−Ｔａ／２）から時間（Ｔａ／２）までの時間と等加速度線である波形７００に挟まれた台形状の面積は、自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまで等加速した場合の総パルス数となる。同様に、図５の時間（−Ｔａ／２）から時間（Ｔａ／２）までの時間と正弦波である波形７０１に挟まれた面積は、自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまで等加速した場合の総パルス数となる。そこで、本実施例では、自起動速度Ｖｓから目標速度Ｖｏまでのパルス数Ｎａの算出は、等加速度線である波形７００の条件で計算し、ステッピングモータ３０５を駆動する駆動信号３０４の周期の計算は正弦波の波形７０１を使用することとする。ここで、正弦波の波形７０１をＳＩＮ（α）で表すことにすると、ステッピングモータ３０５の回転速度Ｖｎは、次の式（１）により表すことができる。
回転速度Ｖｎ＝（Ｖｓ＋Ｖｏ）／２＋（Ｖｏ−Ｖｓ）／２×ＳＩＮ（α）・・・（１）

［次パルスの速度・周期の算出シーケンス］
図６は、図３のＳ４０８で実行される次パルス計算の制御シーケンスを示すフローチャートである。図６の処理は、図３のＳ４０８の処理を実行する際に起動され、制御部３０１が処理を実行する。そして、処理が終了すると、図３の処理に戻り、制御部３０１は、次にＳ４０９の処理を実行する。本実施例では、ステッピングモータ３０５の回転数の制御を正弦波の波形に基づいて行うことにより、ステッピングモータ３０５の滑らかな加減速を実現する。

Ｓ６０１では、制御部３０１は、上述した式におけるＳＩＮ（サイン）関数の角度αの値を求める。図５の時間Ｔｘは、上述した図３のＳ４０６の処理にて、記憶部３０２の記憶領域５０７に設定されている。本実施例では、記憶部３０２の記憶領域５０７に設定されている時間Ｔｘと記憶領域５０３に設定されている加速時間Ｔａの比を（−π／２）から（π／２）に正規化することにより、角度αは求められる。即ち、角度αは、次の式（２）により求めることができる。
角度α＝時間Ｔｘ×（π／時間Ｔａ）＝π×時間Ｔｘ／時間Ｔａ・・・（２）
上述したように、例えばＳ４０６の処理が初めて実行された場合には、記憶領域５０７に設定される時間Ｔｘは、−２１．５５９１９４ｍｓ（＝−２４．７８５ｍｓ＋３．２２５８０６ｍｓ）となる。この場合、Ｓ６０１で求められる角度αは、式（２）により、角度α＝π×（−２１．５５９１９４ｍｓ）／（４９．５７ｍｓ）≒−１．３６６３５となる。

Ｓ６０２では、制御部３０１は、Ｓ６０１で算出した角度αを用いて、ＳＩＮ（α）を算出する。本実施例では、マクローリン展開の近似式を用いて、ＳＩＮ（α）を算出する。即ち、ここでは、マクローリン展開の近似式である、次の式（３）を用いて、ＳＩＮ（α）を算出する。
ＳＩＮ（α）＝α−１／３！×α^３＋１／５！×α^５・・・（３）
具体的には、式（３）を用いて、ＳＩＮ（α）を求めると、ＳＩＮ（α）＝（−１．３６６３５）−１／６×（−１．３６６３５）^３＋１／１２０×（−１．３６６３５）^５＝−０．９８０８９３６となる。

Ｓ６０３では、制御部３０１は、ステッピングモータ３０５の回転速度Ｖｎを、次の式（４）により算出する。
回転速度Ｖｎ＝（Ｖｓ＋Ｖｏ）／２＋（Ｖｏ−Ｖｓ）／２×ＳＩＮ（α）・・・（４）
ここで、記憶部３０２の記憶領域５０５、５０６にそれぞれ記憶されている速度差Ｓ＿ＶｓＶｏ、速度和Ａ＿ＶｓＶｏを用いると、式（４）は次の式（５）のように表すことができる。
回転速度Ｖｎ＝速度和Ａ＿ＶｓＶｏ／２＋速度差Ｓ＿ＶｓＶｏ／２×ＳＩＮ（α）
＝（速度和Ａ＿ＶｓＶｏ＋速度差Ｓ＿ＶｓＶｏ×ＳＩＮ（α））／２・・・（５）
具体的に、式（４）を用いて回転速度Ｖｎを求めると、回転速度Ｖｎ＝（２６１０＋１９９０×（−０．９８０８９３６））／２≒３２９ｐｐｓ（パルス／秒）となる。

Ｓ６０４では、制御部３０１は、Ｓ６０３で算出した回転速度Ｖｎに基づいて、回転周期Ｔｎ＝１／回転速度Ｖｎの式を用いて、回転周期Ｔｎを算出する。具体的に、回転周期Ｔｎは、回転周期Ｔｎ＝１／３２９ｐｐｓ（パルス／秒）×１０００≒３．０３９５１４ｍｓ（ミリ秒）となる。制御部３０１は、Ｓ６０４の処理が終了すると、図３の処理に戻り、Ｓ４０９の処理を行う。

なお、図６は、ステッピングモータ３０５の加速制御の場合の制御シーケンスを示すフローチャートであるが、減速制御の場合の制御シーケンスも加速制御と同様である。前述した図５は、加速制御時のステッピングモータ３０５の回転速度の変化を示すグラフである。減速制御の場合は、スタート時の速度（初速）が図５の速度Ｖｏ、目標速度が図５の速度Ｖｓとなり、図５のグラフを正弦波の波形７０１に沿って、速度Ｖｏから速度Ｖｓへステッピングモータ３０５の回転速度の減速が行われる。したがって、図５において、角度αを、速度Ｖｏにはπ／２、速度Ｖｓには（−π／２）とし、減速制御のスタート時からの経過時間である時間Ｔｘに対して正規化することにより、図６の制御シーケンスを減速制御時の次パルス計算にも適用することができる。

［パルス生成部の動作］
図７は、パルス生成部３０３の動作を説明するためのタイミングチャートである。図７において、（ａ）は、パルス生成部３０３が有するカウンタのカウンタ値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は、パルス生成部３０３がステッピングモータ３０５に出力する駆動信号３０４（図２）の信号波形を示している。また、（ｃ）は、カウンタ値が０になったときに制御部３０１に出力される出力終了信号３０６（図２）の信号波形である。なお、図７の横軸は、時間を示し、ｔ１〜ｔ５は時刻（タイミング）を示す。

パルス生成部３０３が有するカウンタは２４ビットカウンタであり、システム動作クロック２０ＭＨｚ（１クロックは５０ｎｓ（ナノ秒）周期）で動作する。パルス生成部３０３には、パルス生成部３０３の動作を開始させる（図３のＳ４０３）前に、制御部３０１により、予め周期カウント値Ｔｃが設定される（図３のＳ４０２）。そして、パルス生成部３０３は、動作を開始する（図３のＳ４０３）と、カウンタに初期値として周期カウント値Ｔｃをロードして、カウントダウンを開始する。カウンタには、２０ＭＨｚのシステム動作クロックが入力され、５０ｎｓ（ナノ秒）毎にカウンタ値が１減算される。

パルス生成部３０３は、カウンタに周期カウント値Ｔｃをロードする。更に、パルス生成部３０３は、ステッピングモータ３０５に出力する駆動信号３０４をハイレベルに設定し、カウンタ値が周期カウント値Ｔｃの１／２（＝Ｔｃ／２）以下になると、駆動信号３０４をローレベルに設定する。この制御により、ステッピングモータ３０５には、デューティ５０％の駆動信号３０４が出力されることになる（図７（ｂ））。パルス生成部３０３は、カウンタ値が０になると（図７の時刻ｔ２）、ステッピングモータ３０５への駆動信号３０４の出力が終了したことを制御部３０１に通知するため、出力終了信号３０６を出力する（図７（ｃ））。制御部３０１は、パルス生成部３０３からの出力終了信号３０６を検知すると（図３のＳ４１０）、次のパルス計算を行うためにパラメータの更新（図３のＳ４０６）を行う。

なお、制御部３０１は、パルス生成部３０３が出力終了信号３０６を出力する前に、次のパルス計算（図３のＳ４０８）を終了し、パルス生成部３０３に、次にカウンタにロードされる周期カウント値Ｔｃを設定する（図３のＳ４０９）。パルス生成部３０３は、出力終了信号３０６を出力すると、次に出力する駆動信号３０４に対応した周期カウント値Ｔｃをロードして、カウントダウンを開始すると共に、駆動信号３０４を出力する。このように、次のパルス計算が終了し、次の周期カウント値Ｔｃが設定されることにより、駆動信号３０４の１パルス毎にパルス周期が変更されて、ステッピングモータ３０５の加速・減速制御が実現される。その結果、ステッピングモータ３０５の回転速度の変化を図６に示す滑らかなＳ字形状（正弦波状）にしながら、ステッピングモータ３０５に出力した駆動信号３０４の数に応じたステッピングモータ３０５の回転数制御（パルス数制御）が可能となる。

［リフトアップモータの制御］
図８は、給紙カセット１４１の底板１４２に載置された用紙束の最上位の転写紙がピックアップローラ１４４に接触するように、底板１４２を所定の位置まで上昇させたときのリフトアップモータ１４３の速度変化を示す速度線図である。図８の縦軸はリフトアップモータ１４３の速度を示し、横軸は、時間を示す。また、ｔ１０〜ｔ１４は、時刻（タイミング）を示す。図中、Ｖｓ、Ｖｏは、それぞれ、底板１４２を上昇させるときのリフトアップモータ１４３の自起動速度、目標速度を示している。

制御部３０１は、時刻ｔ１０で、パルス生成部３０３を介してステッピングモータであるリフトアップモータ１４３を自起動速度Ｖｓで駆動を開始し、Ｓ字形状の正弦波（サインカーブ）で示す曲線９００に沿って、目標速度Ｖｏに向かって滑らかに加速する。この制御により、底板１４２に載置された用紙束がピックアップローラ１４４に向かって上昇する。そして、制御部３０１は、時刻ｔ１１でリフトアップモータ１４３の回転速度が目標速度Ｖｏに到達すると、回転速度を目標とする回転速度Ｖｏに維持したまま、リフトアップモータ１４３の回転を継続し、底板１４２を更に上昇させる。なお、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までのリフトアップモータ１４３を加速するためにパルス生成部３０３から出力される駆動信号のパルス数が、前述した記憶領域５０４に設定される加速パルス数Ｎａ（６５パルス）である。

時刻ｔ１２で、リフトアップセンサ（不図示）が底板１４２に載置された用紙束を検知すると、リフトアップセンサは、検知結果を制御部３０１に出力する。制御部３０１は、リフトアップセンサからの検知結果に基づいて、時刻ｔ１２からリフトアップモータ１４３を１００パルス分進めた位置（底板１４２が５ｍｍ更に上昇した位置）でリフトアップモータ１４３の回転を停止させる制御を行う。リフトアップモータ１４３の回転速度を速度Ｖｏから自起動速度Ｖｓに減速させる場合のパルス生成部３０３が出力するパルス数は、前述の加速制御の場合と同様に算出することができる。即ち、速度Ｖｏ、Ｖｓ、減速時間Ｔａは、加速時の場合と同じであり、減速時にかかるパルス数Ｎｄは、前述の加速時のパルス数Ｎａと同じ、６５パルスとなる。そして、時刻ｔ１２からパルス生成部３０３が駆動信号を１００パルス出力した位置でリフトアップモータ１４３を停止させるためには、制御部３０１は次のような制御を行えばよい。即ち、制御部３０１は、時刻ｔ１２からパルス生成部３０３がリフトアップモータ１４３に駆動信号をＮｃ（＝１００−Ｎｄ）個を出力した後に、減速処理を行うことにより、実現することができる。具体的には、制御部３０１は、時刻ｔ１２からパルス生成部３０３が３５パルス（＝１００パルス−Ｎｄ＝１００パルス−６５パルス）出力した時刻ｔ１３までは、現在の回転速度Ｖｏを維持し、時刻ｔ１３になると、減速処理を開始する。減速処理は、上述した加速制御の場合と同様の処理を行うことにより、時刻ｔ１４に所定の自起動速度で底板１４２の上昇を停止させることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、パルス数指定によるステッピングモータの滑らかな加減速制御を行うことができる。ステッピングモータの滑らかな加減速制御により、ステッピングモータを等加速度で制御した場合の目標速度に到達した後の回転速度を安定化させるための時間を軽減することができる。その結果、ステッピングモータの消費電力を低減することができ、回転速度を安定化させるための待ち時間が軽減されるため、画像形成装置の画像形成の速度アップを実現することができる。

［その他の実施例］
なお、本実施例ではデジタル複写機を例に説明したが、本発明は、ステッピングモータの滑らかな加減速制御とパルス数（位置）制御を両立させるものであり、その他の画像形成装置への適用も可能である。すなわち、本発明は、ステッピングモータを内蔵するデジタル複合機にも、レーザビームプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置にも適用が可能である。

また、本発明は、次のような構成にしても実現させることができる。すなわち、前述した実施例で示したフローチャートの手順を実現するプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に挿入する。そして、システムあるいは装置のＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明を実現することができる。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、このプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＳＳＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、システムあるいは装置のＣＰＵが読み出したプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼働しているＯＳ（オペレーティング・システム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、システムあるいは装置のＣＰＵに挿入された機能拡張ボードやシステムあるいは装置のＣＰＵに接続された機能拡張ユニットに設けられたメモリに、一旦書き込まれる。その後、その書き込まれたプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに設けられたＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。

以上説明したように、その他の実施例においても、パルス数指定によるステッピングモータの滑らかな加減速制御を行うことができる。

３０１ 制御部
３０３ パルス生成部
３０４ パルス信号
３０５ ステッピングモータ

Claims (14)

1. ステッピングモータと、
   前記ステッピングモータに接続され、前記ステッピングモータを駆動するパルス信号を出力するパルス生成部と、
   前記パルス生成部を制御して、前記ステッピングモータの加速制御又は減速制御を行う制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記加速制御又は前記減速制御の際、前記ステッピングモータを等加速度で加速、又は減速するときに前記パルス生成部から前記ステッピングモータに出力するパルス信号の数を、前記加速制御又は前記減速制御を開始するときの前記ステッピングモータの初速、目標とする回転速度、及び前記ステッピングモータの前記加速制御又は前記減速制御を開始してから前記目標とする回転速度に到達するまでの時間に基づいて算出し、
   前記加速制御又は前記減速制御の際の前記ステッピングモータの回転速度を、前記回転速度が正弦波状に変化するように設定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記パルス生成部から前記ステッピングモータに出力するパルス信号の数をＮａ、前記ステッピングモータの初速をＶｓ、前記目標とする回転速度をＶｏ、前記ステッピングモータの速度が前記加速制御又は前記減速制御を開始してから前記目標とする回転速度に到達するまでの時間をＴａとすると、
   前記制御手段は、前記パルス信号の数Ｎａを、
   Ｎａ＝（Ｖｓ＋Ｖｏ）×Ｔａ／２
   により算出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記ステッピングモータの回転速度をＶｎ、前記加速制御又は前記減速制御を開始してから前記ステッピングモータに出力されたパルス信号の周期の和に応じた角度をαとすると、
   前記制御手段は、前記ステッピングモータの回転速度Ｖｎを、
   Ｖｎ＝（Ｖｓ＋Ｖｏ）／２＋（Ｖｏ−Ｖｓ）／２×ＳＩＮ（α）
   により算出することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記制御手段は、前記時間Ｔａを、前記加速制御の場合は（−π／２）から（π／２）、前記減速制御の場合は（π／２）から（−π／２）の角度に対応するように正規化し、前記角度αを、前記パルス信号の周期の和に応じて算出することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御手段は、前記ステッピングモータの回転速度が前記目標とする回転速度Ｖｏに到達すると、前記パルス生成部を制御して、前記ステッピングモータの回転速度を前記回転速度Ｖｏに維持することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御手段は、前記ステッピングモータの減速制御の際に指定された所定のパルス数よりも前記パルス信号の数Ｎａが小さい場合には、残りの出力すべきパルス信号の数が前記算出した前記パルス信号の数Ｎａになるまでは、前記パルス生成部を制御して、前記ステッピングモータの回転速度を、現在の回転速度と同じ速度に維持することを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
7. 前記ステッピングモータの前記加速制御の際の前記初速Ｖｓ、及び前記減速制御の際の前記目標とする回転速度Ｖｏは、前記ステッピングモータの自起動速度であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
8. 前記パルス生成部は、カウンタを有し、
   前記制御手段が予め設定したカウンタ値を前記制御手段の指示に基づいて前記カウンタに設定した後、前記カウンタ値を更新し、前記カウンタ値が０になると、前記制御手段に終了信号を出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
9. 前記制御手段は、前記パルス生成部が終了信号を出力する前に、次に前記パルス生成部から出力するパルス信号の周期を算出し、算出した前記周期に対応する前記カウンタのカウンタ値を前記パルス生成部に設定することを特徴とする請求項８に記載のモータ制御装置。
10. 前記パルス生成部は、前記カウンタに前記カウンタ値を設定するときに、前記パルス信号を前記ステッピングモータに出力することを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
11. 前記パルス生成部は、更新される前記カウンタのカウンタ値に基づいて、前記パルス信号のデューティを制御することを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御装置。
12. 前記パルス生成部は、１つのステッピングモータと接続され、
    前記モータ制御装置は、複数の前記パルス生成部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
13. 転写紙に画像形成を行う画像形成手段と、
    請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
14. 転写紙に画像形成を行う画像形成手段と、
    請求項１２に記載のモータ制御装置と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記画像形成手段は、前記画像形成手段を駆動する複数のステッピングモータを有し、
    前記モータ制御装置は、前記複数のステッピングモータの前記加速制御又は前記減速制御を行うことを特徴とする画像形成装置。

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