JP2001078497A - ステッピングモータ制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 すべてのステッピングモータをそれぞれ独立
に起動／停止させることができ、画像形成装置などにお
いては記録材を同時に搬送する複数のモータが、記録材
を引っ張り合うことがなく、引張りあいによる脱調を回
避でき、所望のステッピングモータ駆動制御を正確に行
なうことができるようにする。 【解決手段】 複数のステッピングモータ１５１〜１５
５の相励磁信号をそれぞれ独立に生成する相信号生成回
路１３１〜１３５、各相励磁信号を制御するモータクロ
ックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５をそれぞれ独立に生成
するモータクロック生成回路１２１〜１２５を有し、各
ステッピングモータの動作開始を許可するモータオン信
号Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏｎ＿５および所定周期のモータオン
許可信号ＥＮＢに同期して各モータクロックの位相関係
が相互に一致するようにモータクロックを生成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置などに用いられる複数のステッピングモータ
を駆動するステッピングモータ制御装置およびその制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
において、ステッピングモータが記録材（紙やプラスチ
ックシートなど）の搬送に用いられている。図１に電子
写真方式の画像形成装置の一般的なハードウェア構成を
示す。図１はカラー画像形成装置の概略断面図である。

【０００３】本例の画像形成装置は、上部にデジタルカ
ラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ
部を有する構成となっている。

【０００４】リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラ
ス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査するこ
とにより、原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によ
りフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信
号を得る。このカラー色分解画像信号は、増幅回路（不
図示）を経て、ビデオ処理ユニット（不図示）により処
理され、プリンタ部に送出される。

【０００５】一方、プリンタ部において、像担持体であ
る感光ドラム１は矢印方向に回転自在に担持され、感光
ドラム１の周りには、前露光ランプ１１、コロナ帯電器
２、レーザ露光光学系３、電位センサ１２、色の異なる
４個の現像器４ｙ、４ｃ、４ｍ、４Ｂｋ、ドラム光量検
知手段１３、転写装置５、クリーニング器６が配置され
ている。

【０００６】感光ドラム１は、リーダ部から得られた画
像信号に基づき、レーザ露光光学系３により感光され
る。レーザ露光光学系３において、リーダ部からの画像
信号は、レーザ出力部（不図示）にて色分解された上、
各色の光信号（Ｅ）に変換され、変換されたレーザ光が
ポリゴンミラー３ａで反射され、レンズ３ｂ及びミラー
３ｃを介して感光ドラム１の表面に投影される。

【０００７】画像形成時には、感光ドラム１が不図示の
駆動手段により矢印方向に回転駆動され、感光ドラム１
を前露光ランプ１１で除電した後、帯電器２により一様
に帯電させて、各分解色ごとに光像Ｅを照射し、感光ド
ラム１上に静電潜像を形成する。

【０００８】次に、所定の色の現像器を動作させて、感
光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を
基体としたトナー画像を形成する。現像器４ｙ、４ｃ、
４ｍ、４Ｂｋは、それぞれ対応する偏心カム２４ｙ，２
４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋにより、各分解色に応じて択一
的に感光ドラム１に接近するようにしている。

【０００９】感光ドラム１上のトナー画像は転写装置５
により記録材に転写されるが、この記録材は、記録材カ
セット７ａまたは７ｂから供給され、給紙モータ２３ａ
または２３ｂの駆動により、給紙縦パス２６を通り、給
紙横パス２７へ導かれ、横パスモータ２３ｄ、２３ｅな
どの搬送系、及び転写装置５を介して感光ドラム１と対
向した位置に供給される。

【００１０】転写装置５は、本例では転写ドラム５ａ、
転写ブラシ５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着ブ
ラシ５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、
外側帯電器５ｅを有する構造となっている。特に感光ド
ラム１と接して回転駆動されるように軸支された転写ド
ラム５ａの周面開口域には誘電体からなり記録材を担持
する転写シート５ｆを、連結板５ｉ上で張り合わせて円
筒状に一体的に張設している。転写シート５ｆにはポリ
カーボネートフィルム等の誘電体シートを用いている。

【００１１】転写装置５を構成する転写ドラム５ａを回
転させるに従って、感光ドラム上のトナー像は転写ブラ
シ５ｂにより転写シート５ｆに担持された記録材上に転
写する。

【００１２】このように転写シート５ｆに吸着搬送され
る記録材には所望数の色画像が転写され、フルカラー画
像が形成される。

【００１３】フルカラー画像形成の場合、以上のように
して４色のトナー像の転写を終了すると、記録材を転写
ドラム５ａから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂ及び
分離帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器
９を介してトレイ１０に排紙する。

【００１４】一方、転写後、感光ドラム１は、表面の残
留トナーをクリーニング器６で清掃した後、再度画像形
成工程に供する。

【００１５】記録材の両面に画像を形成する場合には、
定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆
動し、搬送縦パス２０を経て、両面パス２１ａに導き、
Ｕターンローラ２１ｂにより、両面デッキ２２に収納す
る。その後再び上述した画像形成工程によってもう一方
の面に画像を形成する。

【００１６】また、転写ドラム５ａの転写シート５ｆ上
の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を防止す
るために、ファーブラシ１４と転写シート５ｆを介して
該ブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５や、オ
イル除去ローラ１６と転写シート５ｆを介して該ローラ
１６に対向するバックアップブラシ１７の作用により清
掃を行なう。このような清掃は画像形成前もしくは後に
行ない、また、このような清掃は、ジャム（紙づまり）
発生時には随時行なう。

【００１７】また、本例においては、所望のタイミング
で偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化し
ているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、転写
シート５ｆと感光ドラム１とのギャップを任意に設定可
能な構成としている。例えば、スタンバイ中または電源
オフ時には、転写ドラム５ａと感光ドラム１の間隔を離
すように構成されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成にお
いて、給紙モータ２３ａ、２３ｂ、横パスモータ２３
ｄ、２３ｅなどの搬送系のモータ（あるいは不図示の排
紙経路のローラを駆動するモータ）には、ステッピング
モータを用いる構成が知られている。

【００１９】このように、ステッピングモータを記録材
の給送手段に用いる場合、駆動系の構成の簡素化が容易
であり、給送の位置あるいは時間的な精度を出しやすい
利点がある。また、複数のステッピングモータを用いれ
ば、記録材の給送段階に応じて、必要な個所のモータを
選択的に駆動させるなど、タイミングの制御も容易であ
る。

【００２０】しかしながら、一つの給送経路中の複数の
ステッピングモータの駆動系に、一つの記録材がまたが
っているタイミングでは、それぞれのステッピングモー
タは各々独立したモータクロックで駆動されるため、駆
動ステップが進む毎に互いに記録材を引っ張り合った
り、押し出してたるみを作る状態になる。

【００２１】この状態は、ステップ角の大きいステッピ
ングモータほど顕著に現われ、この程度が大きいと、記
録材を引張りあった際にモータが脱調し、所望の搬送制
御を行なうことができなくなる。また、すべてのモータ
を同一のモータクロックで動作させれば、こうした問題
はないが、すべてのステッピングモータをそれぞれ独立
に起動／停止させることができず、ステッピングモータ
を使用するメリットは薄れてしまう。

【００２２】本発明の課題は、上記の問題を解決し、す
べてのステッピングモータをそれぞれ独立に起動／停止
させることができ、画像形成装置などにおいては記録材
を同時に搬送する複数のモータが、記録材を引っ張り合
うことがなく、引張りあいによる脱調を回避でき、所望
のステッピングモータ駆動制御を正確に行なうことがで
きるようにすることにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに、本発明においては、電子写真方式の画像形成装置
などに用いられる複数のステッピングモータを駆動する
ステッピングモータ制御装置およびその制御方法におい
て、前記複数のステッピングモータの相励磁信号をそれ
ぞれ独立に生成し、前記相励磁信号を制御するモータク
ロックをそれぞれ独立に生成し、各前記モータクロック
の位相関係が相互に一致するようにモータクロックを生
成させる構成を採用した。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施形態に基づ
き本発明を詳細に説明する。以下では、給紙などに用い
るステッピングモータが実装される画像形成装置は、図
１に示したものと同様の構造を有するものとする。

【００２５】図２に本発明によるモータ制御回路の構成
を示す。図２の構成では、ステッピングモータ（以下単
にモータという）１５１〜１５５が用いられており、こ
れらのモータ１５１〜１５５は図１の給紙モータ２３
ａ、２３ｂ、横パスモータ２３ｄ、２３ｅなどの搬送系
のモータ（あるいは不図示の排紙経路のローラを駆動す
るモータ）として用いられる。

【００２６】ステッピングモータ１５１〜１５５を駆動
するために、これら各モータのそれぞれについて、モー
タクロック生成回路１２１〜１２５、相信号生成回路１
３１〜１３５、および駆動回路１４１〜１４５が設けら
れている。

【００２７】図２の左側には、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１
０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏポート１０４から成る制御
回路が設けられている。この制御回路は、モータ１５１
〜１５５を制御し、装置の記録材の搬送を制御する。そ
の際、Ｉ／Ｏポート１０４から、モータオン信号Ｍｏｎ
＿１〜Ｍｏｎ＿５および各モータオン信号Ｍｏｎ＿１〜
Ｍｏｎ＿５を有効にするためのモータオン許可信号ＥＮ
Ｂが発生され、これらの信号がモータクロック生成回路
１２１〜１２５に供給されることにより各モータ１５１
〜１５５の動作が制御される。すなわち、ＣＰＵ１０１
の制御により動作するＩ／Ｏポート１０４はモータスタ
ート信号発生部、およびモータオン許可信号発生部とし
て機能する。

【００２８】モータ１５１〜１５５はそれぞれ４相のス
テッピングモータから構成され、その各相を駆動する信
号は、相信号生成回路１３１〜１３５により生成され、
駆動回路１４１〜１４５を介してモータ１５１〜１５５
に供給される。

【００２９】相信号生成回路１３１〜１３５は、モータ
クロック生成回路１２１〜１２５から供給されるモータ
クロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５に応じて各相の駆
動信号を生成する。

【００３０】モータクロック生成回路１２１〜１２５
は、相信号生成回路１３１〜１３５に対してモータクロ
ックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５を供給する。また、モ
ータクロック生成回路１２１〜１２５は、各モータを起
動する際のスルーアップ起動制御も行なう。このスルー
アップ起動制御は、除々にモータクロックＭ＿ＣＬＫ１
〜Ｍ＿ＣＬＫ５の周期を変化させて定常周波数に移行さ
せる処理であるが、その詳細は公知であるので、ここで
は詳細な説明は省略する。

【００３１】モータクロック生成回路１２１〜１２５
は、各モータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５の出
力をモータオン信号Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏｎ＿５およびモー
タオン許可信号ＥＮＢにより制御する。このとき、後述
の図３に示すように、モータオン信号Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏ
ｎ＿５が有効になっても、モータオン許可信号ＥＮＢが
与えられない限りモータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿Ｃ
ＬＫ５の出力を開始しない。

【００３２】Ｉ／Ｏポート１０４、モータクロック生成
回路１２１〜１２５、および相信号生成回路１３１〜１
３５には、ＣＰＵ１０１のクロックＣＰＵ＿ＣＬＫを分
周器１０５により１／５１２分周したクロックが基準ク
ロックとして供給されている。

【００３３】図３に、図２の回路の動作タイミングを示
す。図示のように、モータオン許可信号ＥＮＢは、装置
がプリント動作に入ると絶えず出力されており、その周
期Ｔは一定である。このモータオン許可信号ＥＮＢの周
期Ｔは、各モータ１５１〜１５５の定常的なモータ駆動
周波数の周期の整数倍となるように定められている（本
実施形態では周期Ｔは定常的なモータ駆動周波数の周期
の１倍）。

【００３４】すなわち、５個のステッピングモータ１５
１〜１５５はモータクロック生成回路１２１〜１２５が
発生するモータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５に
よりそれぞれスルーアップ起動されるが、モータクロッ
ク生成回路１２１〜１２５は、最終的な定常駆動周波数
が同一になるように制御する。たとえば、モータ１５１
はタイミングｔ１で起動され、モータクロック生成回路
１２１の出力するモータクロックＭ＿ＣＬＫ１に応じて
スルーアップ起動され、タイミングｔ６において定常駆
動周波数に到達する。

【００３５】他のモータ１５２〜１５５は同様のスルー
アップ起動制御を経て起動され、図３の例では、最終的
にタイミングｔ７において全てのモータ１５１〜１５５
の定常駆動周波数が同一位相、同一周波数に揃ってい
る。

【００３６】本実施形態では、モータオン許可信号ＥＮ
Ｂの出力周期Ｔは、上記のように最終的に定まる定常的
なモータ駆動周波数の周期と一致（１倍）するように定
められている。

【００３７】プリント動作が開始すると、ＣＰＵ１０１
の制御により、各モータ１５１〜１５５を所定のタイミ
ングで動作させるようスタート信号Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏｎ
＿５が出力される。

【００３８】そして、スタート信号Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏｎ
＿５と、モータオン許可信号ＥＮＢが同期した時点（図
３のタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、およびｔ５）
から各モータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５のス
ルーアップ動作が開始され、その後、モータクロック生
成回路１２１〜１２５による上記のスルーアップ起動制
御を経て定常駆動周波数になる（図３のタイミングｔ
７）。

【００３９】以上のようにして動作開始させた５個のモ
ータ１５１〜１５５のモータクロックの位相は、定常駆
動周波数においてすべて同位相となる。

【００４０】このように、相信号生成回路１３１〜１３
５のステッピングモータの相励磁信号生成に用いられる
モータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５をモータク
ロック生成回路１２１〜１２５でそれぞれ独立に生成す
るとともに、各モータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬ
Ｋ５の位相関係が一致するように制御することにより、
給紙経路中の記録紙がまたがる複数のモータを給紙や排
紙制御の都合に応じてそれぞれ独立のタイミングで動作
させることができるとともに、かつ各モータ同士が記録
紙を引張りあうことなく動作させることができ、引張り
あいによる脱調を回避することができる。

【００４１】なお、図３において、モータクロック生成
回路１２１〜１２５は、スタート信号Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏ
ｎ＿５の状態に応じ、モータオン許可信号ＥＮＢのエッ
ジに同期して各モータクロックＭ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬ
Ｋ５の出力を開始しているが、このような信号同期はＤ
フリップフロップやＪＫフリップフロップを用いて容易
に行なうことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電子写真方式の画像形成装置などに用いられ
る複数のステッピングモータを駆動するステッピングモ
ータ制御装置およびその制御方法において、前記複数の
ステッピングモータの相励磁信号をそれぞれ独立に生成
し、前記相信号生成手段の相励磁信号を制御するモータ
クロックをそれぞれ独立に生成し、各前記モータクロッ
クの位相関係が相互に一致するようにモータクロックを
生成させる構成を採用しているので、すべてのステッピ
ングモータをそれぞれ独立に起動／停止させることがで
き、各モータクロックの位相が同一になるよう制御され
るので、画像形成装置などにおいては記録材を同時に搬
送する複数のモータが、記録材を引っ張り合うことがな
く、引張りあいによる脱調を回避でき、所望のステッピ
ングモータ駆動制御を正確に行なうことができる、とい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施可能な電子写真方式の画像形成装
置の全体構成を示した説明図である。

【図２】本発明によるモータ制御回路の構成を示したブ
ロック図である。

【図３】図２の回路構成における動作タイミングを示し
たタイミングチャート図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ コロナ帯電器 ３ レーザ露光光学系 ４Ｂｋ、４ｃ、４ｍ、４ｙ 現像器 ５ 転写装置 ５ａ 転写ドラム ５ｂ 転写ブラシ ５ｄ 内側帯電器 ５ｅ 外側帯電器 ５ｆ 転写シート ５ｈ 分離帯電器 ５ｉ カムフォロワ ６ クリーニング器 ８ａ 分離爪 ８ｂ 分離押し上げコロ ９ 熱ローラ定着器 １０ トレイ １１ 前露光ランプ １２ 電位センサ １３ ドラム光量検知手段 １４ ファーブラシ １５ バックアップブラシ １６ オイル除去ローラ １７ バックアップブラシ １９ 搬送パス切替ガイド ２０ 搬送縦パス ２１ａ 両面パス ２１ｂ Ｕターンローラ ２２ 両面デッキ ２３ａ、２３ｂ 給紙モータ ２５ 偏心カム ３０ 原稿 ３１ 原稿台ガラス ３２ 露光ランプ １０１ ＣＰＵ １０２ ＲＯＭ １０３ ＲＡＭ １０４ Ｉ／Ｏポート １０５ 分周器 １２１ モータクロック生成回路 １３１ 相信号生成回路 １４１ 駆動回路 １５１ ステッピングモータ Ｍｏｎ＿１〜Ｍｏｎ＿５ モータオン信号 Ｍ＿ＣＬＫ１〜Ｍ＿ＣＬＫ５ モータクロック ＥＮＢ モータオン許可信号

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C058 AB15 AC08 AC16 AE02 AE09 GE03 GE10 GE11 2C480 CA01 CA02 CA43 CA44 CB03 EA03 EA30 2H027 ED01 ED04 ED11 ED13 ED16 EE01 EE02 EE04 5H580 AA04 BB06 CA12 CB01 FA14 FB05 GG04 JJ02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のステッピングモータを駆動するス
   テッピングモータ制御装置において、 前記複数のステッピングモータの相励磁信号をそれぞれ
   独立に生成する相信号生成手段と、 前記相信号生成手段の相励磁信号を制御するモータクロ
   ックをそれぞれ独立に生成する複数のモータクロック生
   成手段と、 前記複数のモータクロック生成手段に、各モータクロッ
   クの位相関係が相互に一致するようにモータクロックを
   生成させる制御手段を有することを特徴とするステッピ
   ングモータ制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、各ステッピングモータ
   の動作開始を許可するモータオン信号と、前記モータク
   ロックの生成タイミングを決定する所定周期のモータオ
   ン許可信号を発生して前記各モータクロック生成手段に
   供給し、前記各モータクロック生成手段は、前記モータ
   オン信号が入力された後、前記モータオン許可信号に同
   期してモータクロックの生成を開始することを特徴とす
   る請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
3. 【請求項３】 前記複数のステッピングモータそれぞれ
   の定常回転時のモータクロックが同一周波数であり、前
   記モータオン許可信号の周期が前記モータクロックの周
   期の整数倍に一致することを特徴とする請求項２に記載
   のステッピングモータ制御装置。
4. 【請求項４】 前記各モータクロック生成手段は、除々
   に前記各モータクロック周期を変化させて定常周波数に
   移行させるスルーアップ制御を行なうことを特徴とする
   請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
5. 【請求項５】 複数のステッピングモータを駆動するス
   テッピングモータ制御装置の制御方法において、 前記複数のステッピングモータの相励磁信号をそれぞれ
   独立に生成し、 前記相励磁信号を制御するモータクロックをそれぞれ独
   立に生成し、 各前記モータクロックの位相関係が相互に一致するよう
   にモータクロックを生成させることを特徴とするステッ
   ピングモータ制御装置の制御方法。