JP2000341994A - 画像形成装置 - Google Patents
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- stepping motor
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- forming apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイポーラチョッピング定電流駆動を行う
際、昇温、振動、騒音を低減することができるのステッ
ピングモータを用いた画像形成装置を提供する。 【構成】 画像形成装置の構成として、感光体に潜像を
形成し、この潜像を現像材により現像して可視化した画
像を記録媒体に転写する画像形成手段と、この画像形成
手段により転写された画像を定着させる熱定着手段と、
記録媒体を媒体格納部から給送、搬送する給搬送手段と
を設ける。給搬送手段をバイポーラチョッピング定電流
駆動によるステッピングモータで構成し、ステッピング
モータの励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を
変える。
際、昇温、振動、騒音を低減することができるのステッ
ピングモータを用いた画像形成装置を提供する。 【構成】 画像形成装置の構成として、感光体に潜像を
形成し、この潜像を現像材により現像して可視化した画
像を記録媒体に転写する画像形成手段と、この画像形成
手段により転写された画像を定着させる熱定着手段と、
記録媒体を媒体格納部から給送、搬送する給搬送手段と
を設ける。給搬送手段をバイポーラチョッピング定電流
駆動によるステッピングモータで構成し、ステッピング
モータの励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を
変える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
ンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、パーソナルユースなどのローエ
ンド向けの電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置の駆動装置には２相のステッピングモー
タを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆動
で構成して、この際に定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータ出力が得られるように設定している。
ンド向けの電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置の駆動装置には２相のステッピングモー
タを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆動
で構成して、この際に定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータ出力が得られるように設定している。
【０００３】図３は従来例のバイポーラチョッピング定
電流駆動を行う２相ステッピングモータの回路ブロック
図である。図３において、ＳＰＭは２相ステッピングモ
ータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング制御部、
Gate Ciruit 、ドライブ部が１チップで構成された汎用
バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシーケンス
およびプロセスを司るものであり、励磁パルスを出力す
ることによりモータ駆動を行っている。チョッピング定
電流値を決めているのは抵抗Ｒ１１とＲ１２により分圧
された電圧である。オペアンプである比較器はこの電圧
と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流に対応した電圧を比較し
て出力している。チョッピング周期を決めているのは抵
抗Ｒ１３とコンデンサＣ１１により生成される発振器Ｏ
ＳＣの出力である。
電流駆動を行う２相ステッピングモータの回路ブロック
図である。図３において、ＳＰＭは２相ステッピングモ
ータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング制御部、
Gate Ciruit 、ドライブ部が１チップで構成された汎用
バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシーケンス
およびプロセスを司るものであり、励磁パルスを出力す
ることによりモータ駆動を行っている。チョッピング定
電流値を決めているのは抵抗Ｒ１１とＲ１２により分圧
された電圧である。オペアンプである比較器はこの電圧
と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流に対応した電圧を比較し
て出力している。チョッピング周期を決めているのは抵
抗Ｒ１３とコンデンサＣ１１により生成される発振器Ｏ
ＳＣの出力である。
【０００４】図４を参照して、従来例のステッピングモ
ータの動作を説明する。Ａ、／Ａ、Ｂ、／ＢはＣＰＵか
らMotor Drive ＩＣへ出力される２相励磁パルスであ
る。この時に２相ステッピングモータＳＰＭに流れる励
磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁電流検出抵抗Ｒ４
に発生する電圧はＶｒｓになる。の期間はロータとス
テータの距離が遠いことから電流が発生しコイルに電流
が流れロータが動き出して加速している状態を示し、
の期間はステータとロータの位置が一致してロータとス
テータのギャップに蓄えられたエネルギーが減少して電
流が少なくなった状態を示し、の期間はロータとステ
ータの位置関係を維持させている状態を示している。
の期間ではコイルとしては磁気飽和している状態で設定
されている発熱が生じている期間である。
ータの動作を説明する。Ａ、／Ａ、Ｂ、／ＢはＣＰＵか
らMotor Drive ＩＣへ出力される２相励磁パルスであ
る。この時に２相ステッピングモータＳＰＭに流れる励
磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁電流検出抵抗Ｒ４
に発生する電圧はＶｒｓになる。の期間はロータとス
テータの距離が遠いことから電流が発生しコイルに電流
が流れロータが動き出して加速している状態を示し、
の期間はステータとロータの位置が一致してロータとス
テータのギャップに蓄えられたエネルギーが減少して電
流が少なくなった状態を示し、の期間はロータとステ
ータの位置関係を維持させている状態を示している。
の期間ではコイルとしては磁気飽和している状態で設定
されている発熱が生じている期間である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】２相のステッピングモ
ータを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆
動を実行し、その際、定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータの出力が得られるように設定している
場合、低コストなステッピングモータ制御はオープンル
ープ制御である。この場合には、モータに対して常時最
大出力が得られるように電流供給しようとするために、
モータ自身の昇温、振動、騒音に対して通常使用時の状
態の損失があまりにも大きすぎる。
ータを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆
動を実行し、その際、定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータの出力が得られるように設定している
場合、低コストなステッピングモータ制御はオープンル
ープ制御である。この場合には、モータに対して常時最
大出力が得られるように電流供給しようとするために、
モータ自身の昇温、振動、騒音に対して通常使用時の状
態の損失があまりにも大きすぎる。
【０００６】したがって、本発明の目的は、バイポーラ
チョッピング定電流駆動を行う際、昇温、振動、騒音を
低減することができるステッピングモータを用いた画像
形成装置を提供することにある。
チョッピング定電流駆動を行う際、昇温、振動、騒音を
低減することができるステッピングモータを用いた画像
形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段をバイポー
ラチョッピング定電流駆動によるステッピングモータで
構成した画像形成装置において、前記ステッピングモー
タの励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を変え
ることを特徴とする画像形成装置を採用するものであ
る。
め、本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段をバイポー
ラチョッピング定電流駆動によるステッピングモータで
構成した画像形成装置において、前記ステッピングモー
タの励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を変え
ることを特徴とする画像形成装置を採用するものであ
る。
【０００８】ここで、励磁電流の傾きの変化により前記
ステッピングモータのロータのステップ移行状態を検出
して、ロータがステータと一致したタイミングで、供給
励磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されてい
るチョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げるよ
うにする。励磁電流検出は電流検出抵抗の両端電圧をコ
ンデンサにサンプルして行い、ロータがステータと一致
したタイミングで前記コンデンサをホールド状態にして
チョッピング定電流制御を基準電圧に切り替えるように
したものである。
ステッピングモータのロータのステップ移行状態を検出
して、ロータがステータと一致したタイミングで、供給
励磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されてい
るチョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げるよ
うにする。励磁電流検出は電流検出抵抗の両端電圧をコ
ンデンサにサンプルして行い、ロータがステータと一致
したタイミングで前記コンデンサをホールド状態にして
チョッピング定電流制御を基準電圧に切り替えるように
したものである。
【０００９】
【実施例】（実施例１）図１は本発明の実施例１の画像
形成装置で用いるステッピングモータの構成を示す回路
ブロック図である。図１において、ＳＰＭは２相ステッ
ピングモータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング
制御部、Gate Circuit、ドライブ部が１チップで構成さ
れた汎用バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシ
ーケンスおよびプロセスを司るものであり、励磁パルス
を出力することによりモータ駆動を行っている。
形成装置で用いるステッピングモータの構成を示す回路
ブロック図である。図１において、ＳＰＭは２相ステッ
ピングモータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング
制御部、Gate Circuit、ドライブ部が１チップで構成さ
れた汎用バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシ
ーケンスおよびプロセスを司るものであり、励磁パルス
を出力することによりモータ駆動を行っている。
【００１０】チョッピング定電流値を決めているのは抵
抗Ｒ１とＲ２により分圧された電圧である。オペアンプ
である比較器はこの電圧と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流
に対応した電圧（以下検出電圧と称す）を比較して出力
している。チョッピング周期を決めているのは抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ１により生成される発振器ＯＳＣの出力
である。
抗Ｒ１とＲ２により分圧された電圧である。オペアンプ
である比較器はこの電圧と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流
に対応した電圧（以下検出電圧と称す）を比較して出力
している。チョッピング周期を決めているのは抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ１により生成される発振器ＯＳＣの出力
である。
【００１１】例えば、トランスミッションゲートから成
るアナログスイッチＳ１はＣＰＵから出力されるＩｓと
いう信号に同期して後述するサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧と前記最大基準電圧の切替えを行う。ボル
テージフォロワのオペアンプＡＭＰ１は前記検出電圧を
前記ＣＰＵのＡ／Ｄ変換入力端子に出力する。オンエア
ンンプＡＭＰ２はサンプルホールドコンデンサＣ２へ電
圧供給する。アナログスイッチＳ２は前記Ｉｓ信号に同
期して前記検出電圧をサンプル開始時にショートして
（伝達して）ホールド時にはオープンする（遮断す
る）。オペアンプＡＭＰ３はサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧をロータとステータが一致したときに前記
Motor Drive ＩＣのチョッピング定電流値の最適基準電
圧として出力する。なお、サンプルホールドコンデンサ
Ｃ２とオペアンンプＡＭＰ３は、サンプルホールド回路
を構成している。アナログスイッチＳ３はＣＰＵから出
力されるＩｒという信号に同期して後述するサンプルホ
ールドコンデンサＣ２をリセットする際に接地にショー
トする（即ち、サンプルホールドコンデンサに蓄積した
電圧を放電させる）。アナログスイッチＳ４は前記Ｉｓ
信号をインバータ（否定回路）ＩＮＶ１により反転させ
たタイミングに同期して前記検出電圧をサンプル時にオ
ープンして（遮断して）ホールド時にはショートする
（伝達する）。
るアナログスイッチＳ１はＣＰＵから出力されるＩｓと
いう信号に同期して後述するサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧と前記最大基準電圧の切替えを行う。ボル
テージフォロワのオペアンプＡＭＰ１は前記検出電圧を
前記ＣＰＵのＡ／Ｄ変換入力端子に出力する。オンエア
ンンプＡＭＰ２はサンプルホールドコンデンサＣ２へ電
圧供給する。アナログスイッチＳ２は前記Ｉｓ信号に同
期して前記検出電圧をサンプル開始時にショートして
（伝達して）ホールド時にはオープンする（遮断す
る）。オペアンプＡＭＰ３はサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧をロータとステータが一致したときに前記
Motor Drive ＩＣのチョッピング定電流値の最適基準電
圧として出力する。なお、サンプルホールドコンデンサ
Ｃ２とオペアンンプＡＭＰ３は、サンプルホールド回路
を構成している。アナログスイッチＳ３はＣＰＵから出
力されるＩｒという信号に同期して後述するサンプルホ
ールドコンデンサＣ２をリセットする際に接地にショー
トする（即ち、サンプルホールドコンデンサに蓄積した
電圧を放電させる）。アナログスイッチＳ４は前記Ｉｓ
信号をインバータ（否定回路）ＩＮＶ１により反転させ
たタイミングに同期して前記検出電圧をサンプル時にオ
ープンして（遮断して）ホールド時にはショートする
（伝達する）。
【００１２】図２はステッピングモータの動作状態を示
す波形図である。なお、ここでは２相のモータの１相に
ついての説明とし、もう１相に関しては同様の動作をす
るのでここでは省く。
す波形図である。なお、ここでは２相のモータの１相に
ついての説明とし、もう１相に関しては同様の動作をす
るのでここでは省く。
【００１３】Ａ、／Ａ、Ｂ、／ＢはＣＰＵからMotor Dr
ive ＩＣへ出力される２相励磁パルスである。この時に
ＳＰＭに流れる励磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁
電流検出抵抗Ｒ４に発生する電圧はＶｒｓになる。ＣＰ
ＵはDrive 信号をアクティブにする直前にＩｒ信号をア
ナログスイッチＳ３に出力してサンプルホールドコンデ
ンサＣ２の電荷を０にする。次にDrive 信号をアクティ
ブにしてその直後にＣＰＵはＩｓ信号をアクティブにし
アナログスイッチＳ１をショートして前記最大基準電圧
をMotor Drive ＩＣへ供給する。これによりモータへ供
給できる電流は最大負荷まで対応できるようになる。ア
ナログスイッチＳ２も同時にショートされるので前記検
出電圧は前記ＡＭＰ２を介して前記サンプルホールドコ
ンデンサＣ２に供給される。アナログスイッチＳ４はイ
ンバータＩＮＶ１によりオープンなのでMotor Drive Ｉ
Ｃへ供給されるチョッピング定電流値は前記最大基準電
圧である。
ive ＩＣへ出力される２相励磁パルスである。この時に
ＳＰＭに流れる励磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁
電流検出抵抗Ｒ４に発生する電圧はＶｒｓになる。ＣＰ
ＵはDrive 信号をアクティブにする直前にＩｒ信号をア
ナログスイッチＳ３に出力してサンプルホールドコンデ
ンサＣ２の電荷を０にする。次にDrive 信号をアクティ
ブにしてその直後にＣＰＵはＩｓ信号をアクティブにし
アナログスイッチＳ１をショートして前記最大基準電圧
をMotor Drive ＩＣへ供給する。これによりモータへ供
給できる電流は最大負荷まで対応できるようになる。ア
ナログスイッチＳ２も同時にショートされるので前記検
出電圧は前記ＡＭＰ２を介して前記サンプルホールドコ
ンデンサＣ２に供給される。アナログスイッチＳ４はイ
ンバータＩＮＶ１によりオープンなのでMotor Drive Ｉ
Ｃへ供給されるチョッピング定電流値は前記最大基準電
圧である。
【００１４】モータ励磁電流をモニタするための前記検
出電圧は前記オペアンプＡＭＰ１を介して前記ＣＰＵの
Ａ／Ｄ変換入力に出力され前記ＣＰＵは所定の周期でサ
ンプル動作を行う。この状態でロータとステータの距離
が遠いことから電流が発生しコイルに電流が流れ、ロー
タが動き出して加速していくと、ＣＰＵはＶｒｓの電圧
波形をサンプリングしその傾きを演算する。この時、Ｃ
ＰＵは疑似的にＩ（Ａ−／Ａ）を検出するためにＶｒｓ
をサンプルしているので、ステータとロータの位置が一
致してロータとステータのギャップに蓄えられたエネル
ギーが減少して電流が少なくなった状態と、ロータと
ステータの位置関係を維持させようとする状態とを傾
きの演算結果から検出して最適な電流値を検出する。
出電圧は前記オペアンプＡＭＰ１を介して前記ＣＰＵの
Ａ／Ｄ変換入力に出力され前記ＣＰＵは所定の周期でサ
ンプル動作を行う。この状態でロータとステータの距離
が遠いことから電流が発生しコイルに電流が流れ、ロー
タが動き出して加速していくと、ＣＰＵはＶｒｓの電圧
波形をサンプリングしその傾きを演算する。この時、Ｃ
ＰＵは疑似的にＩ（Ａ−／Ａ）を検出するためにＶｒｓ
をサンプルしているので、ステータとロータの位置が一
致してロータとステータのギャップに蓄えられたエネル
ギーが減少して電流が少なくなった状態と、ロータと
ステータの位置関係を維持させようとする状態とを傾
きの演算結果から検出して最適な電流値を検出する。
【００１５】このタイミングでＣＰＵは前記Ｉｓ信号を
ノンアクティブにしてサンプルホールドコンデンサＣ２
をホールド状態にして、前記Motor Drive ＩＣへ供給さ
れるチョッピング定電流値をサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧に切り替える。この繰り返しを行い、最適
基準電圧を各励磁毎に検出する。
ノンアクティブにしてサンプルホールドコンデンサＣ２
をホールド状態にして、前記Motor Drive ＩＣへ供給さ
れるチョッピング定電流値をサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧に切り替える。この繰り返しを行い、最適
基準電圧を各励磁毎に検出する。
【００１６】本実施例でＣＰＵによるファームウェア制
御を採用しているのは装置本体のシーケンス、プロセス
を制御する上で既にＣＰＵが存在しているため、前述し
た機能をファームウェアで行うことによりローコストで
実現している。
御を採用しているのは装置本体のシーケンス、プロセス
を制御する上で既にＣＰＵが存在しているため、前述し
た機能をファームウェアで行うことによりローコストで
実現している。
【００１６】（実施例２）上記実施例１において、ＣＰ
Ｕを用いたファームウェア制御を用いた構成を記載して
いるが、当然のことながらファームウェア制御を用いず
にハードウェアのみで構成することでも同じ効果が得ら
れる。
Ｕを用いたファームウェア制御を用いた構成を記載して
いるが、当然のことながらファームウェア制御を用いず
にハードウェアのみで構成することでも同じ効果が得ら
れる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成装置において、励磁電流傾きの変化によりステ
ッピングモータのロータのステップ移行状態を検出し
て、ロータがステータと一致したタイミングで、供給励
磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されている
チョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げること
により、負荷変動に対しても最適な駆動制御が実現でき
る。
画像形成装置において、励磁電流傾きの変化によりステ
ッピングモータのロータのステップ移行状態を検出し
て、ロータがステータと一致したタイミングで、供給励
磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されている
チョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げること
により、負荷変動に対しても最適な駆動制御が実現でき
る。
【００１８】こうすることによりモータ自身の昇温は下
がり、振動、騒音も低減するので装置の品質を著しく向
上させると共に、モータ自身、モータドライブ回路、電
源回路の効率を上げることが有効である。
がり、振動、騒音も低減するので装置の品質を著しく向
上させると共に、モータ自身、モータドライブ回路、電
源回路の効率を上げることが有効である。
【図１】図１は、本発明の実施例１の画像形成装置で用
いるステッピングモータの回路ブロック図である。
いるステッピングモータの回路ブロック図である。
【図２】図２は、実施例１のステッピングモータの動作
状態を示す波形図である。
状態を示す波形図である。
【図３】図３は、従来例のステッピングモータの回路ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】図４は、従来例のステッピングモータの動作状
態を示す波形図である。
態を示す波形図である。
ＳＰＭ ステッピングモータ ＯＳＣ 発振器 Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ サンプルホールドコンデンサ Ｓ１〜Ｓ４ アンログスイッチ ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３ オペアンプ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月１５日（１９９９．７．１
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
ンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、パーソナルユースなどのローエ
ンド向けの電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置の駆動装置には２相のステッピングモー
タを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆動
で構成して、この際に定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータ出力が得られるように設定している。
ンド向けの電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置の駆動装置には２相のステッピングモー
タを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆動
で構成して、この際に定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータ出力が得られるように設定している。
【０００３】図３は従来例のバイポーラチョッピング定
電流駆動を行う２相ステッピングモータの回路ブロック
図である。図３において、ＳＰＭは２相ステッピングモ
ータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング制御部、
Gate Ciruit 、ドライブ部が１チップで構成された汎用
バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシーケンス
およびプロセスを司るものであり、励磁パルスを出力す
ることによりモータ駆動を行っている。チョッピング定
電流値を決めているのは抵抗Ｒ１１とＲ１２により分圧
された電圧である。オペアンプである比較器はこの電圧
と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流に対応した電圧を比較し
て出力している。チョッピング周期を決めているのは抵
抗Ｒ１３とコンデンサＣ１１により生成される発振器Ｏ
ＳＣの出力である。
電流駆動を行う２相ステッピングモータの回路ブロック
図である。図３において、ＳＰＭは２相ステッピングモ
ータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング制御部、
Gate Ciruit 、ドライブ部が１チップで構成された汎用
バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシーケンス
およびプロセスを司るものであり、励磁パルスを出力す
ることによりモータ駆動を行っている。チョッピング定
電流値を決めているのは抵抗Ｒ１１とＲ１２により分圧
された電圧である。オペアンプである比較器はこの電圧
と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流に対応した電圧を比較し
て出力している。チョッピング周期を決めているのは抵
抗Ｒ１３とコンデンサＣ１１により生成される発振器Ｏ
ＳＣの出力である。
【０００４】図４を参照して、従来例のステッピングモ
ータの動作を説明する。Ａ、／Ａ、Ｂ、／ＢはＣＰＵか
らMotor Drive ＩＣへ出力される２相励磁パルスであ
る。この時に２相ステッピングモータＳＰＭに流れる励
磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁電流検出抵抗Ｒ４
に発生する電圧はＶｒｓになる。の期間はロータとス
テータの距離が遠いことから電流が発生しコイルに電流
が流れロータが動き出して加速している状態を示し、
の期間はステータとロータの位置が一致してロータとス
テータのギャップに蓄えられたエネルギーが減少して電
流が少なくなった状態を示し、の期間はロータとステ
ータの位置関係を維持させている状態を示している。
の期間ではコイルとしては磁気飽和している状態で設定
されている発熱が生じている期間である。
ータの動作を説明する。Ａ、／Ａ、Ｂ、／ＢはＣＰＵか
らMotor Drive ＩＣへ出力される２相励磁パルスであ
る。この時に２相ステッピングモータＳＰＭに流れる励
磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁電流検出抵抗Ｒ４
に発生する電圧はＶｒｓになる。の期間はロータとス
テータの距離が遠いことから電流が発生しコイルに電流
が流れロータが動き出して加速している状態を示し、
の期間はステータとロータの位置が一致してロータとス
テータのギャップに蓄えられたエネルギーが減少して電
流が少なくなった状態を示し、の期間はロータとステ
ータの位置関係を維持させている状態を示している。
の期間ではコイルとしては磁気飽和している状態で設定
されている発熱が生じている期間である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】２相のステッピングモ
ータを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆
動を実行し、その際、定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータの出力が得られるように設定している
場合、低コストなステッピングモータ制御はオープンル
ープ制御である。この場合には、モータに対して常時最
大出力が得られるように電流供給しようとするために、
モータ自身の昇温、振動、騒音に対して通常使用時の状
態の損失があまりにも大きすぎる。
ータを使用して２相のバイポーラチョッピング定電流駆
動を実行し、その際、定電流値は装置本体の最大負荷を
想定して、モータの出力が得られるように設定している
場合、低コストなステッピングモータ制御はオープンル
ープ制御である。この場合には、モータに対して常時最
大出力が得られるように電流供給しようとするために、
モータ自身の昇温、振動、騒音に対して通常使用時の状
態の損失があまりにも大きすぎる。
【０００６】したがって、本発明の目的は、バイポーラ
チョッピング定電流駆動を行う際、昇温、振動、騒音を
低減することができるステッピングモータを用いた画像
形成装置を提供することにある。
チョッピング定電流駆動を行う際、昇温、振動、騒音を
低減することができるステッピングモータを用いた画像
形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段をバイポー
ラチョッピング定電流駆動によるステッピングモータで
構成した画像形成装置において、前記ステッピングモー
タの励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を変え
ることを特徴とする画像形成装置を採用するものであ
る。
め、本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段をバイポー
ラチョッピング定電流駆動によるステッピングモータで
構成した画像形成装置において、前記ステッピングモー
タの励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を変え
ることを特徴とする画像形成装置を採用するものであ
る。
【０００８】ここで、励磁電流の傾きの変化により前記
ステッピングモータのロータのステップ移行状態を検出
して、ロータがステータと一致したタイミングで、供給
励磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されてい
るチョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げるよ
うにする。励磁電流検出は電流検出抵抗の両端電圧をコ
ンデンサにサンプルして行い、ロータがステータと一致
したタイミングで前記コンデンサをホールド状態にして
チョッピング定電流制御を基準電圧に切り替えるように
したものである。
ステッピングモータのロータのステップ移行状態を検出
して、ロータがステータと一致したタイミングで、供給
励磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されてい
るチョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げるよ
うにする。励磁電流検出は電流検出抵抗の両端電圧をコ
ンデンサにサンプルして行い、ロータがステータと一致
したタイミングで前記コンデンサをホールド状態にして
チョッピング定電流制御を基準電圧に切り替えるように
したものである。
【０００９】
【実施例】（実施例１）図１は本発明の実施例１の画像
形成装置で用いるステッピングモータの構成を示す回路
ブロック図である。図１において、ＳＰＭは２相ステッ
ピングモータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング
制御部、Gate Circuit、ドライブ部が１チップで構成さ
れた汎用バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシ
ーケンスおよびプロセスを司るものであり、励磁パルス
を出力することによりモータ駆動を行っている。
形成装置で用いるステッピングモータの構成を示す回路
ブロック図である。図１において、ＳＰＭは２相ステッ
ピングモータであり、Motor Drive ＩＣはチョッピング
制御部、Gate Circuit、ドライブ部が１チップで構成さ
れた汎用バイポーラＩＣであり、ＣＰＵは装置本体のシ
ーケンスおよびプロセスを司るものであり、励磁パルス
を出力することによりモータ駆動を行っている。
【００１０】チョッピング定電流値を決めているのは抵
抗Ｒ１とＲ２により分圧された電圧である。オペアンプ
である比較器はこの電圧と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流
に対応した電圧（以下検出電圧と称す）を比較して出力
している。チョッピング周期を決めているのは抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ１により生成される発振器ＯＳＣの出力
である。
抗Ｒ１とＲ２により分圧された電圧である。オペアンプ
である比較器はこの電圧と抵抗Ｒ４に発生する励磁電流
に対応した電圧（以下検出電圧と称す）を比較して出力
している。チョッピング周期を決めているのは抵抗Ｒ３
とコンデンサＣ１により生成される発振器ＯＳＣの出力
である。
【００１１】例えば、トランスミッションゲートから成
るアナログスイッチＳ１はＣＰＵから出力されるＩｓと
いう信号に同期して後述するサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧と前記最大基準電圧の切替えを行う。ボル
テージフォロワのオペアンプＡＭＰ１は前記検出電圧を
前記ＣＰＵのＡ／Ｄ変換入力端子に出力する。オンエア
ンンプＡＭＰ２はサンプルホールドコンデンサＣ２へ電
圧供給する。アナログスイッチＳ２は前記Ｉｓ信号に同
期して前記検出電圧をサンプル開始時にショートして
（伝達して）ホールド時にはオープンする（遮断す
る）。オペアンプＡＭＰ３はサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧をロータとステータが一致したときに前記
Motor Drive ＩＣのチョッピング定電流値の最適基準電
圧として出力する。なお、サンプルホールドコンデンサ
Ｃ２とオペアンンプＡＭＰ３は、サンプルホールド回路
を構成している。アナログスイッチＳ３はＣＰＵから出
力されるＩｒという信号に同期して後述するサンプルホ
ールドコンデンサＣ２をリセットする際に接地にショー
トする（即ち、サンプルホールドコンデンサに蓄積した
電圧を放電させる）。アナログスイッチＳ４は前記Ｉｓ
信号をインバータ（否定回路）ＩＮＶ１により反転させ
たタイミングに同期して前記検出電圧をサンプル時にオ
ープンして（遮断して）ホールド時にはショートする
（伝達する）。
るアナログスイッチＳ１はＣＰＵから出力されるＩｓと
いう信号に同期して後述するサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧と前記最大基準電圧の切替えを行う。ボル
テージフォロワのオペアンプＡＭＰ１は前記検出電圧を
前記ＣＰＵのＡ／Ｄ変換入力端子に出力する。オンエア
ンンプＡＭＰ２はサンプルホールドコンデンサＣ２へ電
圧供給する。アナログスイッチＳ２は前記Ｉｓ信号に同
期して前記検出電圧をサンプル開始時にショートして
（伝達して）ホールド時にはオープンする（遮断す
る）。オペアンプＡＭＰ３はサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧をロータとステータが一致したときに前記
Motor Drive ＩＣのチョッピング定電流値の最適基準電
圧として出力する。なお、サンプルホールドコンデンサ
Ｃ２とオペアンンプＡＭＰ３は、サンプルホールド回路
を構成している。アナログスイッチＳ３はＣＰＵから出
力されるＩｒという信号に同期して後述するサンプルホ
ールドコンデンサＣ２をリセットする際に接地にショー
トする（即ち、サンプルホールドコンデンサに蓄積した
電圧を放電させる）。アナログスイッチＳ４は前記Ｉｓ
信号をインバータ（否定回路）ＩＮＶ１により反転させ
たタイミングに同期して前記検出電圧をサンプル時にオ
ープンして（遮断して）ホールド時にはショートする
（伝達する）。
【００１２】図２はステッピングモータの動作状態を示
す波形図である。なお、ここでは２相のモータの１相に
ついての説明とし、もう１相に関しては同様の動作をす
るのでここでは省く。
す波形図である。なお、ここでは２相のモータの１相に
ついての説明とし、もう１相に関しては同様の動作をす
るのでここでは省く。
【００１３】Ａ、／Ａ、Ｂ、／ＢはＣＰＵからMotor Dr
ive ＩＣへ出力される２相励磁パルスである。この時に
ＳＰＭに流れる励磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁
電流検出抵抗Ｒ４に発生する電圧はＶｒｓになる。ＣＰ
ＵはDrive 信号をアクティブにする直前にＩｒ信号をア
ナログスイッチＳ３に出力してサンプルホールドコンデ
ンサＣ２の電荷を０にする。次にDrive 信号をアクティ
ブにしてその直後にＣＰＵはＩｓ信号をアクティブにし
アナログスイッチＳ１をショートして前記最大基準電圧
をMotor Drive ＩＣへ供給する。これによりモータへ供
給できる電流は最大負荷まで対応できるようになる。ア
ナログスイッチＳ２も同時にショートされるので前記検
出電圧は前記ＡＭＰ２を介して前記サンプルホールドコ
ンデンサＣ２に供給される。アナログスイッチＳ４はイ
ンバータＩＮＶ１によりオープンなのでMotor Drive Ｉ
Ｃへ供給されるチョッピング定電流値は前記最大基準電
圧である。
ive ＩＣへ出力される２相励磁パルスである。この時に
ＳＰＭに流れる励磁電流はＩ（Ａ−／Ａ）になり、励磁
電流検出抵抗Ｒ４に発生する電圧はＶｒｓになる。ＣＰ
ＵはDrive 信号をアクティブにする直前にＩｒ信号をア
ナログスイッチＳ３に出力してサンプルホールドコンデ
ンサＣ２の電荷を０にする。次にDrive 信号をアクティ
ブにしてその直後にＣＰＵはＩｓ信号をアクティブにし
アナログスイッチＳ１をショートして前記最大基準電圧
をMotor Drive ＩＣへ供給する。これによりモータへ供
給できる電流は最大負荷まで対応できるようになる。ア
ナログスイッチＳ２も同時にショートされるので前記検
出電圧は前記ＡＭＰ２を介して前記サンプルホールドコ
ンデンサＣ２に供給される。アナログスイッチＳ４はイ
ンバータＩＮＶ１によりオープンなのでMotor Drive Ｉ
Ｃへ供給されるチョッピング定電流値は前記最大基準電
圧である。
【００１４】モータ励磁電流をモニタするための前記検
出電圧は前記オペアンプＡＭＰ１を介して前記ＣＰＵの
Ａ／Ｄ変換入力に出力され前記ＣＰＵは所定の周期でサ
ンプル動作を行う。この状態でロータとステータの距離
が遠いことから電流が発生しコイルに電流が流れ、ロー
タが動き出して加速していくと、ＣＰＵはＶｒｓの電圧
波形をサンプリングしその傾きを演算する。この時、Ｃ
ＰＵは疑似的にＩ（Ａ−／Ａ）を検出するためにＶｒｓ
をサンプルしているので、ステータとロータの位置が一
致してロータとステータのギャップに蓄えられたエネル
ギーが減少して電流が少なくなった状態と、ロータと
ステータの位置関係を維持させようとする状態とを傾
きの演算結果から検出して最適な電流値を検出する。
出電圧は前記オペアンプＡＭＰ１を介して前記ＣＰＵの
Ａ／Ｄ変換入力に出力され前記ＣＰＵは所定の周期でサ
ンプル動作を行う。この状態でロータとステータの距離
が遠いことから電流が発生しコイルに電流が流れ、ロー
タが動き出して加速していくと、ＣＰＵはＶｒｓの電圧
波形をサンプリングしその傾きを演算する。この時、Ｃ
ＰＵは疑似的にＩ（Ａ−／Ａ）を検出するためにＶｒｓ
をサンプルしているので、ステータとロータの位置が一
致してロータとステータのギャップに蓄えられたエネル
ギーが減少して電流が少なくなった状態と、ロータと
ステータの位置関係を維持させようとする状態とを傾
きの演算結果から検出して最適な電流値を検出する。
【００１５】このタイミングでＣＰＵは前記Ｉｓ信号を
ノンアクティブにしてサンプルホールドコンデンサＣ２
をホールド状態にして、前記Motor Drive ＩＣへ供給さ
れるチョッピング定電流値をサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧に切り替える。この繰り返しを行い、最適
基準電圧を各励磁毎に検出する。
ノンアクティブにしてサンプルホールドコンデンサＣ２
をホールド状態にして、前記Motor Drive ＩＣへ供給さ
れるチョッピング定電流値をサンプルホールドコンデン
サＣ２の電圧に切り替える。この繰り返しを行い、最適
基準電圧を各励磁毎に検出する。
【００１６】本実施例でＣＰＵによるファームウェア制
御を採用しているのは装置本体のシーケンス、プロセス
を制御する上で既にＣＰＵが存在しているため、前述し
た機能をファームウェアで行うことによりローコストで
実現している。
御を採用しているのは装置本体のシーケンス、プロセス
を制御する上で既にＣＰＵが存在しているため、前述し
た機能をファームウェアで行うことによりローコストで
実現している。
【００１７】（実施例２）上記実施例１において、ＣＰ
Ｕを用いたファームウェア制御を用いた構成を記載して
いるが、当然のことながらファームウェア制御を用いず
にハードウェアのみで構成することでも同じ効果が得ら
れる。
Ｕを用いたファームウェア制御を用いた構成を記載して
いるが、当然のことながらファームウェア制御を用いず
にハードウェアのみで構成することでも同じ効果が得ら
れる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成装置において、励磁電流傾きの変化によりステ
ッピングモータのロータのステップ移行状態を検出し
て、ロータがステータと一致したタイミングで、供給励
磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されている
チョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げること
により、負荷変動に対しても最適な駆動制御が実現でき
る。
画像形成装置において、励磁電流傾きの変化によりステ
ッピングモータのロータのステップ移行状態を検出し
て、ロータがステータと一致したタイミングで、供給励
磁電流が装置の最大負荷に対応した予め設定されている
チョッピング定電流値を該供給励磁電流まで下げること
により、負荷変動に対しても最適な駆動制御が実現でき
る。
【００１９】こうすることによりモータ自身の昇温は下
がり、振動、騒音も低減するので装置の品質を著しく向
上させると共に、モータ自身、モータドライブ回路、電
源回路の効率を上げることが有効である。
がり、振動、騒音も低減するので装置の品質を著しく向
上させると共に、モータ自身、モータドライブ回路、電
源回路の効率を上げることが有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１の画像形成装置で用
いるステッピングモータの回路ブロック図である。
いるステッピングモータの回路ブロック図である。
【図２】図２は、実施例１のステッピングモータの動作
状態を示す波形図である。
状態を示す波形図である。
【図３】図３は、従来例のステッピングモータの回路ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】図４は、従来例のステッピングモータの動作状
態を示す波形図である。
態を示す波形図である。
【符号の説明】 ＳＰＭ ステッピングモータ ＯＳＣ 発振器 Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ サンプルホールドコンデンサ Ｓ１〜Ｓ４ アンログスイッチ ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３ オペアンプ
Claims (7)
- 【請求項１】記録媒体を搬送する搬送手段をバイポーラ
チョッピング定電流駆動によるステッピングモータで構
成した画像形成装置において、前記ステッピングモータ
の励磁電流の傾きによりチョッピング定電流値を変える
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、励
磁電流傾きの変化により前記ステッピングモータのロー
タのステップ移行状態を検出して、ロータがステータと
一致したタイミングで、供給励磁電流が装置の最大負荷
に対応した予め設定されているチョッピング定電流値を
該供給励磁電流まで下げることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項３】請求項２記載の画像形成装置において、励
磁電流検出は電流検出抵抗の両端電圧をコンデンサにサ
ンプルして行い、ロータがステータと一致したタイミン
グで前記コンデンサをホールド状態にしてチョッピング
定電流制御を基準電圧に切り替えることを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項４】感光体に潜像を形成し、この潜像を現像材
により現像して可視化した画像を記録媒体に転写する画
像形成手段と、この画像形成手段により転写された画像
を定着させる熱定着手段と、記録媒体を媒体格納部から
給送、搬送する給搬送手段とを有し、前記給搬送手段を
バイポーラチョッピング定電流駆動によるステッピング
モータで構成し、前記ステッピングモータの励磁電流の
傾きによりチョッピング定電流値を変える画像形成装置
において、 前記ステッピングモータが、 ステッピングモータの駆動回路手段と、 前記駆動回路手段に供給するためのステッピングモータ
の最大負荷に対応する最大基準電圧を決定する最大基準
電圧決定定手段と、 ステッピングモータの励磁電流を検出して対応する電圧
に変換する検出抵抗手段と、 該検出抵抗手段で検出した電圧を最適基準電圧としてホ
ールドするサンプルホールド手段と、 該検出抵抗手段で検出した電圧をサンプリングして所定
の励磁電流の傾きを検出する励磁電流傾き検出手段と、 該励磁電流傾き検出手段で所定の励磁電流の傾きを検出
したとき、前記駆動回路手段へ前記最大基準電圧決定手
段から供給していた最大基準電圧を前記サンプルホール
ド手段でホールドしている最適基準電圧に切り換える切
り換え手段と、を有する、ことを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項５】請求項４記載の画像形成装置において、 前記切り換え手段は、 前記最大基準電圧決定手段からの最大基準電圧を前記駆
動回路手段へ選択的に供給する第１アナログスイッチ
と、 前記サンプルホールド手段で検出した最適基準電圧を前
記駆動回路手段へ選択的に供給する第２アナログスイッ
チとから成り、 前記第１アナログスイッチと前記第２アナログスイッチ
が同期して作動されることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項６】請求項４記載の画像形成装置において、 前記サンプルホールド手段は電圧をホールドするサンプ
ルホールドコンデンサと、前記サンプルホールドコンデ
ンサでホールドした電圧をボルテージフォロワーするオ
ペアンンプとから成り、前記サンプルホールドコンデン
サに蓄積した電荷を選択的に放電させるための第３アナ
ログスイッチをさらに有することを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項７】請求項４記載の画像形成装置において、 前記検出抵抗手段で検出した電圧を前記サンプルホール
ド手段へ選択的に供給するための第４アナログスイッチ
をさらに有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14487999A JP2000341994A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14487999A JP2000341994A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341994A true JP2000341994A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15372513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14487999A Pending JP2000341994A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000341994A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8629643B2 (en) | 2010-03-18 | 2014-01-14 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus having stepping motor arranged in conveying path for paper, and method for controlling stepping motor in image forming apparatus |
| CN105897088A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-08-24 | 王良坤 | 一种pwm斩波恒流控制的自动衰减控制电路 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14487999A patent/JP2000341994A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8629643B2 (en) | 2010-03-18 | 2014-01-14 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus having stepping motor arranged in conveying path for paper, and method for controlling stepping motor in image forming apparatus |
| CN105897088A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-08-24 | 王良坤 | 一种pwm斩波恒流控制的自动衰减控制电路 |
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