JP2005012932A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のモータを駆動制御する制御手段を有する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置を用いて記録紙に画像形成する際に、感光体ドラム、中間転写ベルト等の駆動には、高精度に駆動制御されるモータが用いられる。これらモータの駆動制御には、モータごとにモーター制御手段を設け、個別に、速度あるいは駆動位置等を制御することが行われる。(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
その反面、モータごとにモーター制御手段を設けるので、多くの、CPU等のモーター制御手段もしくは高速のモーター制御手段、例えばDSPが必要とされ、コストがかさむ要因となっている。これを解決するために、1つのモーター制御手段で、複数のモータを、例えば、速度制御することが行われる。
【0004】
【特許文献1】
特開平成6―327278号公報、(第3〜4頁、図1〜3)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、モータの速度制御の安定性が損なわれることが生じる。すなわち、1つのモーター制御手段を用いた時分割制御により、複数のモータの速度制御を行う際に、制御タイミングの競合が生じ、優先順位を持って時系列処理が行われる結果、制御結果のモータへの出力タイミングが不安定となる。
【0006】
特に、画像形成装置の画像形成部における駆動モータの速度変動は、記録紙に形成される画像に歪みを生じ、好ましいものではない。
【0007】
これらのことから、1つのモーター制御手段を用いて行う複数のモータの駆動位置制御および速度制御等を、安定性良く行う画像形成装置をいかに実現するかが重要となる。
【0008】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、1つのモーター制御手段を用いて行う複数のモータの駆動位置制御および速度制御等を、簡単な構成で安定性良く行う画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の発明にかかる画像形成装置は、複数のモータ駆動の速度および位置制御を行う、1つの制御手段を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記速度および位置制御の演算を行う演算手段と、前記速度および位置制御を繰り返し行うための制御タイミング信号発生装置とを有し、前記制御タイミング信号発生装置は、前記モータ駆動ごとにタイミング信号を独立に発生し、前記タイミング信号は、前記演算の処理時間が重ならないタイミングであることを特徴とする。
【0010】
この請求項1に記載の発明よれば、1つの制御手段により、複数のモータ駆動の速度および位置制御を行い、この制御手段は、演算手段により、速度および位置制御の演算を行い、制御タイミング信号発生装置により、速度および位置制御を繰り返し行い、さらに、モータ駆動ごとにタイミング信号を独立に発生し、このタイミング信号が、演算の処理時間が重ならないこととしているので、安価に、しかも、モータごとの駆動制御の安定性を損なうことのない制御を行うことができる。
【0011】
また、請求項2に記載の発明にかかる画像形成装置は、前記制御手段が、複数のモータの数がNである際に、前記モータ駆動ごとの前記速度および位置制御の処理時間を、前記繰り返しの時間間隔の1/(2N)倍を越えない時間とすることを特徴とする。
【0012】
この請求項2に記載の発明によれば、すべてのモータの駆動制御を、通常処理を損なうことなく、競合せず安定性を保って行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
まず、本発明にかかる画像形成装置の構成を図2および図3を用いて説明する。図2は、画像形成装置本体の機能的な構成を示す機能ブロック図、図3は、画像形成装置を構成する画像形成部、入力部および出力部の機械的な構成を示す図である。
【0014】
図2において、画像形成装置本体は、大きくは、入力パネル107、CPU100、メモリ300、スキャナ500、画像処理部600、画像形成部200、入力部400、出力部700からなる。そしてより詳しく、画像形成部200は、帯電器10、露光手段20、現像器30、定着ユニット50、搬送手段60からなり、入力部400および出力部700は、搬送手段460、排紙ゲート720等を含む。
【0015】
図2のスキャナ500および画像処理部600は、入力パネル107からの指示により、原稿の画像の読み取りおよび読み取られた画像の画像処理を行う。そして、読み取られた画像情報は、画像形成部200において、転写用紙である記録紙上に画像形成される。なお、入力パネル107から、原稿画像の読み取り指示入力が行われる。ここで、画像形成部200の詳細を図3を用いて説明する。
【0016】
図3の画像形成部200において、1Y〜1Kは、各色の潜像およびトナー像が形成される像担持体(感光体ドラム)、2および3は中間転写体4を所定の速度で駆動するための中間転写体駆動ローラ、10YはY(イエロー)の画像形成のための帯電を行う帯電器、10MはM(マゼンダ)の画像形成のための帯電を行う帯電器、10CはC(シアン)の画像形成のための帯電を行う帯電器、10KはK(ブラック)の画像形成のための帯電を行う帯電器である。なお、これら図3の各帯電器10Y〜10Kが、図2における帯電器10を構成している。また、各担持体1Y〜1Kには、潜像あるいはトナー像を形成する画像形成剤、例えばトナーが付着されている。
【0017】
また、図3の画像形成部200において、20YはYの画像形成のための露光を行う書込みユニット、20MはMの画像形成のための露光を行う書込みユニット、20CはCの画像形成のための露光を行う書込みユニット、20KはKの画像形成のための露光を行う書込みユニットである。なお、これら図3の各書込ユニット20Y〜20Kが、図2における露光手段20を構成しており、画像処理部600から各色の画像情報を受け取る。そして、像担持体1Y〜1K上に画像情報の潜像を形成する。
【0018】
また、図3の画像形成部200において、30YはY像担持体1Y上で画像形成(潜像の可視像化)のための現像を行う現像器、30MはM像担持体1M上で画像形成(潜像の可視像化)のための現像を行う現像器、30CはC像担持体1C上で画像形成(潜像の可視像化)のための現像を行う現像器、30KはK像担持体1K上で画像形成(潜像の可視像化)のための現像を行う現像器である。なお、これら図3の各現像器30Y〜30Kが、図2における現像器30を構成している。書込ユニット20Y〜20Kにより、像担持体1Y〜1K上に形成された画像情報は、現像器30Y〜30Kにより、潜像からトナー像へ変換され、像担持体1Y〜1Kと圧着する中間転写体4上に中間転写される。その後、中間転写体4上のトナー像は、中間転写体駆動ローラ3および転写ローラ62に挟まれた転写ニップ部において、給紙トレイから給紙された記録紙上に転写される。
【0019】
また、図3の画像形成部200において、40YはY像担持体1Y上の転写後の不要トナーを除去するクリーニング部、40MはM像担持体1M上の転写後の不要トナーを除去するクリーニング部、40CはC像担持体1C上の転写後の不要トナーを除去するクリーニング部、40KはK像担持体1K上の転写後の不要トナーを除去するクリーニング部である。また、40`は、中間転写体4上の転写後の不要トナーを除去するクリーニング部である。これらクリーニング部において、像担持体1Y〜1Kおよび中間転写体4上の不要トナーが除去される。
【0020】
また、70は、除電針よりなり、記録紙を除電し中間転写体4から分離する分離ユニットである。50は記録紙上に転写されたトナー像を熱と圧力とにより定着させる定着ユニットである。転写ローラ62は、記録紙の搬送を行う搬送手段であり、記録紙を中間転写体4との転写位置で所定の速度で搬送する。なお、転写ローラ62は、図2における搬送手段60を構成する。
【0021】
図3の入力部400において、給紙トレイ101から給紙された記録紙は、ガイド板440により、レジストローラ430、431の位置まで進む。その後、記録紙は、中間転写体駆動ローラ3および転写ローラ62に挟まれた転写ニップ部に搬送され、中間転写体4上のトナー像は給紙トレイから給紙された記録紙上に転写される。そして、記録紙は、定着ユニット50で定着された後に、出力部700に搬入され、排紙ゲート720で選択された排紙皿108あるいは109のいずれかに排紙される。
【0022】
ここで、記録紙に画像形成を行う際の、感光体ドラム1Y〜1K、中間転写体駆動ローラ2および3等は、搬送手段60に含まれる速度あるいは駆動位置制御されたモータにより駆動され、感光体ドラム1Y〜1Kの回転速度、中間転写体4の移動速度あるいは記録紙の搬送速度等、さらにこれらの回転および移動位置等も、高精度に制御され、歪みの少ない画像形成が行われる。
【0023】
図1に、感光体ドラム1Yおよび1Mの速度制御を行う、搬送手段60に含まれる制御手段をなすモータ制御部31、モータ駆動回路81、82、および速度情報発生回路83,84のブロック図を示す。ここで、感光体ドラム1Yおよび1Mは、駆動軸に固定され、この駆動軸は、軸受けに回転可能となるように支持される。そして、この駆動軸は、減速ギアを介して、モータにより駆動される。
なお、図1では、感光体ドラム1Yおよび1Mの2つの制御系からなる場合を例示したが、感光体ドラム1Y〜1Kの4つ、さらには、これ以外のモータによる駆動系を含むことも出来る。
【0024】
また、駆動軸には、エンコーダが取り付けられ、駆動軸、ひいては感光体ドラムの回転速度が計測される。このエンコーダは、等間隔で円周上にスリットを配置した円盤からなり、スリットを挟む様にして存在する光源および光検出器からなる速度検出器により、スリットの速度を検出し、さらに円盤の回転速度を算出する。
【0025】
速度情報発生回路83、84は、速度検出器により検出されたスリットの速度情報からエンコーダの回転速度、ひいては感光体ドラム1Y、1Zの回転速度を算出し、制御情報としてモータ制御部31に送信する。
【0026】
モータ駆動回路81,82は、感光体ドラム1Y、1Zを所定の回転速度で回転させる。ここで、モータ駆動回路81,82は、モータ制御部31からの制御情報に基づいて、モータの回転速度を高精度に維持、調整する。これにより、感光体ドラム1Y、1Zの回転ムラが減少される。
【0027】
制御手段をなすモータ制御部31は、速度情報発生回路83,84からの駆動軸の回転速度情報およびCPU100からの駆動開始あるいは停止情報に基づいて、モータ駆動回路81、82を制御し、感光体ドラム1Y、1Zの回転を高精度に制御する。ここで、速度情報発生回路83,84からの回転速度情報に基づいた制御は、感光体ドラム1Yおよび1Mがモータにより駆動される間、繰り返し行われ、目的とする回転速度が、高精度に維持される。
【0028】
また、制御手段をなすモータ制御部31は、演算手段をなすCPU32、メモリ33、制御タイミング信号発生装置をなすタイマーA35およびタイマーB36を含む。ここで、メモリ33には、感光体ドラム1Yの速度制御を行う制御処理A37および感光体ドラム1Mの制御処理を行う制御処理B38のプログラムが格納されている。制御処理A37および制御処理B38は、速度情報発生回路83,84からの実測された回転速度情報と、モータの目的とする回転速度情報とを比較し、その偏差から、例えば、PID制御等を用いて、最適なモータ駆動回路81あるいは82への制御量が決定される。
【0029】
なお、図1には、感光体ドラム1Yおよび1Mの2つの制御系からなる場合を例示したが、2以上の制御系を含む場合にも、全く同様に1つのCPU32を用いて制御がなされる。この場合には、制御系の数だけの制御処理がメモリ33に格納され、また制御系の数だけのタイマーが、モータ制御部31に配置される。
【0030】
また、制御タイミング信号発生装置をなすタイマーA35およびタイマーB36は、CPU32に対して割り込み信号を発生する。CPU32は、この割り込み信号が、タイマーA35からのものである場合には、制御処理A37のプログラムを実行し、モータ駆動回路81への制御量を決定し、出力する。またタイマーB36からのものである場合には、制御処理B38のプログラムを実行し、モータ駆動回路82への制御量を決定し、出力する。
【0031】
また、メモリ33には、設定手段をなすプログラムである設定処理34が格納されている。設定処理34は、タイマーA35およびタイマーB36に対して、モータ駆動回路81および82の制御周期、割り込み信号を発生するタイミングの設定等の初期設定を行う。ここで、タイマーA35およびタイマーB36の機能ブロック図を、図4に示す。
【0032】
タイマーA35およびタイマーB36は、周期カウンター43、53、周期レジスタ44、54、割り込みレジスタ45、55および比較回路46、56等を含む。タイマーA35において、周期カウンター43は、クロックからの入力をカウントし、カウントアップを行う。周期レジスタ44は、設定処理34により、割り込み信号を発生するタイミングの間隔が設定される。割り込みレジスタ45は、設定処理34により、割り込み信号を発生するタイミングが設定される。
【0033】
比較回路46は、周期カウンター43と、周期レジスタ44あるいは割り込みレジスタ45との間で、値の比較を行い、一致する場合には、トリガー信号を発生する。ここで、周期レジスタ44と周期カウンター43の値が一致する場合は、発生されるトリガー信号により周期カウンター43をリセットし、零値からカウントアップを繰り返す。また、割り込みレジスタ45と周期カウンター43の値が一致する場合は、発生されるトリガー信号により、CPU32に割り込みを行い、制御処理Aを実行する。なお、タイマーB36においても全く同様であるので詳しい説明を省略するが、CPU32への割り込み信号により、制御処理Bを実行する。
【0034】
つづいて、図5のフローチャートを用いてモータ制御部31の速度制御の動作を示す。なお、図5のフローチャートは、図1に示す制御系である制御系の数N=2の場合の例である。N>2の場合は、適宜、フローチャートの各ステップで説明を行う。
【0035】
まず、CPU32は、感光体ドラム1Yおよび1Mの速度制御開始命令をCPU100から受信し、速度制御を開始する。CPU32は、設定手段であるメモリ33の設定処理34を読み込み実行を開始する。設定処理34は、タイマーA35およびタイマーB36の周期レジスタ44,54に、モータの回転速度を制御する制御周期Taを読み込む(ステップS501)。ここで、この制御周期は、サンプリング定理に基づいて、感光体ドラム1Yおよび1Mに生じる回転ムラを充分に検出できる周期に設定される。
【0036】
その後、CPU32は、設定処理34に基づいて、タイマーB36の割り込みレジスタ55の値T2を読み込む(ステップS502)。これにより、この値T2をタイマーA35の割り込みレジスタ45の値を決定する上での基準とする。
そして、タイマーB36の割り込みレジスタ55の値T2から制御周期Taの半分だけシフトした値を算出し、タイマーA35の割り込みレジスタ45の値Tbに代入する(ステップS503)。
【0037】
Tb=T2+Ta/2
なお、制御系の数が2以上存在する場合には、制御系の数をN、各制御系に対応するタイマーの割り込みレジスタ番号をn(1≦n≦N)すると、基準となる割り込みレジスタの番号1の値T2に対して、
Tb=T2+(Ta/N)*(n−1)
により、n番目の割り込みレジスタの値が決められる。
【0038】
その後、CPU32は、設定処理34に基づいて、割り込みレジスタ45の値Tbが繰り返し制御の周期Taを越えるかどうかを判定する(ステップS504)。周期カウンター43の値は、Taを最大値として、零から繰り返しカウントされる。従って、Tb>Taの場合には(ステップS504肯定)、割り込みレジスタに書き込む値T1を、
T1=Tb−Ta
とすることにより、タイマーA35とタイマーB36の割り込み発生タイミングをTa/2だけずらすことができる。また、Tb>Taでないの場合には(ステップS504否定)、割り込みレジスタに書き込む値T1を、
T1=Tb
とすることにより、タイマーA35およびタイマーB36の割り込み発生タイミングをTa/2だけずらすことができる。なお、制御系の数がN>2以上の場合にも、全く同様に、TbがTaを越える場合には、Tb−Taの値を対応するタイマーの割り込みレジスタ値とする。
【0039】
その後、CPU32は、設定処理34に基づいて、タイマーA35の割り込みレジスタ45に値T1を書き込む(ステップS507)。そして、タイマーA35およびタイマーB36の周期カウンター43,53をリセットにより零値に設定し、カウントを開始する(ステップS508)。
【0040】
その後、CPU32は、通常処理を行う(ステップS509)。この通常処理は、感光体ドラム1Yあるいは1Mの制御以外の各種タイマー割り込み、あるいは通信処理等の割り込み処理が含まれる。また、CPU32は、この通常処理の最中にも常に、タイマーA35あるいはタイマーB36からの割り込み信号のチェックを行う(ステップS511)。
【0041】
ここで、周期カウンター43,53が、割り込みレジスタ45,55の値と一致するカウント値になった場合には、比較回路46,56により、割り込み信号が発生する。この場合、CPU32は、この割り込み信号を検知し(ステップS511肯定)、ステップS509の通常処理のルーチンを待避し、制御処理を行う(ステップS512)。この制御処理では、タイマーA35あるいはタイマーB36からの割り込みに応じてメモリ33の制御処理A37あるいはB38が選択され、CPU32により処理される。そして、速度情報発生回路83あるいは84からの速度情報に基づいて制御値が決定され、モータ駆動回路81あるいは82に出力される。
【0042】
その後、CPU32は、通常処理に戻り、待避された通常処理を再度読み込み続行する(ステップS509´)。また、割り込みが存在しない場合には(ステップS511否定)、ステップS512の制御処理を行わず、ステップS509の通常処理を続行する。また、通常処理の最中に、割り込みが再度発生する場合には、ステップS511およびステップS512の処理を繰り返す。
【0043】
その後、CPU32は、CPU100からの制御停止命令が存在するかどうかを判定し(ステップS513)、制御停止命令が存在しない場合には(ステップS513否定)、ステップS509に移行し通常処理、さらに割り込みがある場合には、制御処理を繰り返す。また、制御停止命令が存在する場合には(ステップS513肯定)、本制御処理を終了する。
【0044】
なお、図6に、ステップS509〜S512の処理を、横軸を共通の時間軸として、縦方向に制御系ごとに示した。なお、図中の矢印の長さは、制御系の処理時間を現している。ここで、タイマーA35およびタイマーB36の割り込みレジスタの値がTa/2だけ異なっているので、割り込みの発生タイミングがTa/2だけ異なり、従って、感光体ドラム1Yおよび1Mの回転速度を制御する制御処理Aおよび制御処理Bは、Ta/2の時間差を持って交互に繰り返し実行される。また、感光体ドラムの速度制御以外の通常処理は、図6中の汎用タイマーあるいは通信等に例示されるように、制御処理Aあるいは制御処理Bの処理が行われない空き時間に実行される。
【0045】
また、図6中の矢印の長さで示される、制御処理Aおよび制御処理Bの各処理時間は、Ta/4以内に設定される。これにより、制御周期Taの半分は、制御処理Aあるいは制御処理Bの処理に、残りの半分は、通常処理に割り当てられ、通常処理の処理時間が確保されると共に、全体的に均一な処理および動作が行われる。なお、制御系の数がN個の場合には、各制御系の制御処理の時間を制御周期の1/(2N)以内に設定することが好ましい。これにより、制御系の数がN個の場合にも、2つの制御系からなる場合と同様に、通常処理の処理時間が確保されると共に、全体的に均一な処理および動作が行われる。
【0046】
上述してきたように、本実施の形態1では、感光体ドラム1Yおよび1Mの速度制御を、1つのCPUと、感光体ドラムごとのタイマーA35およびタイマーB36を用いて、前記CPUに対するタイマーA35およびタイマーB36からの割り込み信号の発生タイミングを、制御周期Taの半分だけずらして設定することとしているので、感光体ドラムの速度制御を行う割り込み信号が競合することなく、感光体ドラムごとの規則正しい繰り返し制御により安定した速度制御を行うことができる。
【0047】
また、本実施の形態1では、タイマーA35およびB36の割り込みレジスタに制御周期Taの半分だけ異なる値を設定することとしたが、周期カウンター43および53の値を制御周期Taの半分だけ異なる値とすることもできる。この場合には、割り込みレジスタの値を、タイマーA35およびB36で同一の値として、発生する割り込み信号のタイミングが、Ta/2だけ異なるものとすることができる。なお、2以上の制御系を有する場合も同様に行うことができる。
【0048】
また、本実施の形態1では、モータ制御部31は、CPU32、メモリ33、タイマーA35およびタイマーB36等から構成されるとしたが、これら構成の全体あるいは部分を、LSIからなるDSP等を用いて構成することもできる。
これにより、モータ制御部31を、小型で信頼性の高いものとすることができると同時に、さらなる高速化を行い、高精度の制御を行うことができる。
(実施の形態2)
ところで、上記実施の形態1では、感光体ドラム1Yおよび1Mの回転の際の速度制御を、モータ制御部31で安定して行うこととしたが、感光体ドラム1Yおよび1Mの停止等の際の駆動位置制御を、モータ制御部31で行うこともできる。そこで、本実施の形態では、モータ制御部31を用いて駆動位置制御を行う場合を示すことにする。
【0049】
図7に、感光体ドラム1Yおよび1Mの駆動位置制御を行う、搬送手段60に含まれる制御手段をなすモータ制御部31、モータ駆動回路81、82、および位置情報発生回路85,86のブロック図を示す。モータ制御部31は、制御処理C27、制御処理D28、制御タイミング信号発生装置をなすタイマーC25およびタイマーD26を含む。
【0050】
ここで、位置情報発生回路85,86は、図1の速度情報発生回路83,84に対応するものであり、モータ制御部31の制御処理C27、制御処理D28、タイマーC25およびタイマーD26は、図1の制御処理A37、制御処理B38、タイマーA35およびタイマーA36に対応するものであり、これ以外のものは図1と全く同様のものであるので詳細な説明を省略する。
【0051】
位置情報発生回路85,86は、感光体ドラム1Yおよび1Mの駆動軸に取り付けられたエンコーダの相対的な回転位置を、位置検出器を用いて検出する。ここで、エンコーダおよび位置検出器は、実施の形態1で用いたエンコーダおよび速度検出器と同様のもである。
【0052】
制御処理C27および制御処理D28は、位置情報発生回路85,86からの回転位置情報の基づいて、モータの目的とする回転位置と比較を行い、その偏差から、さらに誤差のない回転位置とすべく、モータ駆動回路81あるいは82へ制御量を出力する。
【0053】
タイマーC25およびタイマーD26は、実施の形態1と同様に、CPU32に対して割り込み信号を発生する。CPU32は、この割り込み信号が、タイマーC25からのものである場合には、制御処理C27のプログラムを実行し、モータ駆動回路81への制御量を決定し、出力する。またタイマーC26からのものである場合には、制御処理D28のプログラムを実行し、モータ駆動回路82への制御量を決定し、出力する。
【0054】
また、モータ制御部31の駆動位置制御の動作は、図5のフローチャートに例示した、モータ制御部31の速度制御と同様であるので省略する。ただし、図5のステップS501で用いられるモータの回転速度を制御する制御周期Taは、代わりにモータの回転位置を制御する制御周期Taが用いられる。
【0055】
上述してきたように、本実施の形態2では、モータ制御部31が、位置情報発生回路85,86からの感光体ドラム1Yおよび1Mの回転位置情報に基づいて、モータ駆動回路81,82を制御することとしているので、安定した制御周期でもって、感光体ドラム1Yおよび1Mの停止等の際に、正確な回転位置に合わせ込むことができる。
【0056】
また、本実施の形態2では、感光体ドラム1Yおよび1Mを制御対象としたが、記録紙の搬送手段60をなす他の2つ以上の駆動系を対象とすることもできる。
【0057】
また、実施の形態1および2では、速度制御および駆動位置制御を別個に行う例を示したが、これら制御を同時に行うこともできる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明よれば、1つの制御手段により、複数のモータ駆動の速度および位置制御を行い、この制御手段は、演算手段により、速度および位置制御の演算を行い、制御タイミング信号発生装置により、速度および位置制御を繰り返し行い、さらに、モータ駆動ごとにタイミング信号を独立に発生し、このタイミング信号が、演算の処理時間が重ならないこととしているので、安価に、しかも、モータごとの駆動制御の安定性を損なうことのない制御を行うことができる。
【0059】
請求項2に記載の発明によれば、すべてのモータの駆動制御を、通常処理を損なうことなく、競合せず安定性を保って行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】感光体ドラムの速度制御を行う際のモータ制御部に関連する部分の構成を示す図である。
【図2】画像形成装置の機能的な全体構成を示す機能ブロック図である。
【図3】画像形成装置のハードウェアの全体構成を示すブロック図である。
【図4】モータ制御部のタイマーの構成を示すブロック図である。
【図5】モータ制御部のCPUの動作を示すフローチャートである。
【図6】CPUが制御処理を行うタイミングを示すタイムチャートである。
【図7】感光体ドラムの駆動位置制御を行う際のモータ制御部に関連する部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
1Y、1M、1C、1K 像担持体(感光体ドラム)
2、3 中間転写体駆動ローラ
4 中間転写体
10Y、10M、10C、10K 帯電器
20Y、20M、20C、20K 書込ユニット
20 露光手段
30Y、30M、30C、30K 現像器
31 モータ制御部
33、300 メモリ
34 設定処理
43,53 周期カウンター
44,54 周期レジスタ
45、55 割り込みレジスタ
46,56 比較回路
50 定着ユニット
60 搬送手段
62 転写ローラ
81,82 モータ駆動回路
83,84 速度情報発生回路
85,86 位置情報発生回路
101 給紙トレイ
107 入力パネル
108 排紙皿
200 画像形成部
400 入力部
430 レジストローラ
440 ガイド板
460 搬送手段
500 スキャナ
600 画像処理部
700 出力部
720 排紙ゲート
35、36 タイマー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus having control means for driving and controlling a plurality of motors.
[0002]
[Prior art]
When an image is formed on recording paper using an image forming apparatus, a motor that is driven and controlled with high accuracy is used to drive the photosensitive drum, the intermediate transfer belt, and the like. For motor drive control, motor control means is provided for each motor, and the speed or drive position is individually controlled. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, since a motor control means is provided for each motor, many motor control means such as a CPU or high-speed motor control means such as a DSP is required, which is a factor that increases costs. In order to solve this, for example, speed control of a plurality of motors is performed by one motor control means.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-327278, (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above prior art, the stability of the speed control of the motor is impaired. That is, when performing speed control of a plurality of motors by time-sharing control using one motor control means, control timing conflicts occur, and time-series processing is performed with priority. The output timing to becomes unstable.
[0006]
In particular, fluctuations in the speed of the drive motor in the image forming unit of the image forming apparatus cause distortion in the image formed on the recording paper and are not preferable.
[0007]
For these reasons, it is important how to realize an image forming apparatus that performs stable drive position control and speed control of a plurality of motors using a single motor control unit.
[0008]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems caused by the prior art, and the drive position control and speed control of a plurality of motors performed using a single motor control means can be performed with a simple configuration and good stability. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image forming apparatus according to a first aspect of the present invention is an image forming apparatus having a single control unit that controls a plurality of motor drive speeds and positions. The control means includes calculation means for calculating the speed and position control, and a control timing signal generation device for repeatedly performing the speed and position control. A timing signal is generated independently for each motor drive, and the timing signal is a timing at which the processing time of the calculation does not overlap.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the speed and position control of a plurality of motor drives is performed by one control means, the control means performs speed and position control calculations by the calculation means, and the control timing signal The speed and position are controlled repeatedly by the generator, and a timing signal is generated independently for each motor drive. This timing signal does not overlap the processing time of the operation. Thus, it is possible to perform control without impairing the stability of the drive control.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, when the number of a plurality of motors is N, the control unit repeatedly performs the speed and position control processing time for each motor drive. The time interval does not exceed 1 / (2N) times the time interval.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the drive control of all the motors can be performed without competing and maintaining stability without impairing the normal processing.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
(Embodiment 1)
First, the configuration of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the image forming apparatus main body, and FIG. 3 is a diagram illustrating a mechanical configuration of an image forming unit, an input unit, and an output unit that configure the image forming apparatus.
[0014]
In FIG. 2, the image forming apparatus main body mainly includes an
[0015]
The
[0016]
In the image forming unit 200 of FIG. 3, 1Y to 1K are image carriers (photosensitive drums) on which latent images and toner images of respective colors are formed, and 2 and 3 are for driving the intermediate transfer member 4 at a predetermined speed. Intermediate transfer member drive roller, 10Y is a charger for charging for Y (yellow) image formation, 10M is a charger for charging for M (magenta) image formation, and 10C is for C (cyan). A
[0017]
3, 20Y is a writing unit that performs exposure for Y image formation, 20M is a writing unit that performs exposure for M image formation, and 20C is for C image formation. A writing unit for performing exposure and 20K is a writing unit for performing exposure for K image formation. Each of the
[0018]
In the image forming unit 200 of FIG. 3, 30Y is a developing device that performs development for image formation (visualization of a latent image) on the
[0019]
3, 40Y is a cleaning unit that removes unnecessary toner after transfer on the
[0020]
Reference numeral 70 denotes a separation unit which is made up of a charge eliminating needle and discharges the recording paper from the intermediate transfer member 4. A fixing unit 50 fixes the toner image transferred onto the recording paper by heat and pressure. The
[0021]
In the input unit 400 of FIG. 3, the recording paper fed from the paper feed tray 101 is advanced to the position of the
[0022]
Here, the
[0023]
FIG. 1 is a block diagram of a motor control unit 31,
Although FIG. 1 illustrates the case where the two control systems of the
[0024]
In addition, an encoder is attached to the drive shaft, and the rotational speed of the drive shaft and consequently the photosensitive drum is measured. This encoder consists of a disk with slits arranged on the circumference at equal intervals. The encoder detects the speed of the slit with a speed detector consisting of a light source and a light detector that exists across the slit, and further rotates the disk. Calculate the speed.
[0025]
The speed information generation circuits 83 and 84 calculate the rotation speed of the encoder and, in turn, the rotation speed of the
[0026]
The
[0027]
The motor control unit 31 serving as a control unit controls the
[0028]
The motor control unit 31 serving as a control unit includes a
[0029]
FIG. 1 illustrates the case where the two control systems of the
[0030]
A timer A35 and a timer B36 that form a control timing signal generator generate an interrupt signal to the
[0031]
The
[0032]
The timer A35 and the timer B36 include period counters 43 and 53, period registers 44 and 54, interrupt
[0033]
The
[0034]
Next, the speed control operation of the motor control unit 31 will be described using the flowchart of FIG. The flowchart in FIG. 5 is an example in the case where the number of control systems N = 2, which is the control system shown in FIG. In the case of N> 2, description will be made at each step of the flowchart as appropriate.
[0035]
First, the
[0036]
Thereafter, the
Then, a value shifted by half the control period Ta from the value T2 of the interrupt
[0037]
Tb = T2 + Ta / 2
If there are two or more control systems, the number of control systems is N, and the interrupt register number of the timer corresponding to each control system is n (1 ≦ n ≦ N). For the value T2 of
Tb = T2 + (Ta / N) * (n-1)
Thus, the value of the nth interrupt register is determined.
[0038]
Thereafter, based on the
T1 = Tb-Ta
Thus, the interrupt generation timing of the timer A35 and the timer B36 can be shifted by Ta / 2. If Tb> Ta is not satisfied (No at step S504), the value T1 written to the interrupt register is set to
T1 = Tb
Thus, the interrupt generation timings of the timer A35 and the timer B36 can be shifted by Ta / 2. Even when the number of control systems is N> 2 or more, if Tb exceeds Ta, the value of Tb−Ta is used as the interrupt register value of the corresponding timer.
[0039]
Thereafter, the
[0040]
Thereafter, the
[0041]
Here, when the cycle counters 43 and 53 reach a count value that matches the value of the interrupt
[0042]
Thereafter, the
[0043]
Thereafter, the
[0044]
In FIG. 6, the processes in steps S509 to S512 are shown for each control system in the vertical direction with the horizontal axis as a common time axis. In addition, the length of the arrow in the figure represents the processing time of the control system. Here, since the interrupt register values of the timer A35 and the timer B36 are different by Ta / 2, the interrupt generation timing is different by Ta / 2. Therefore, the control process for controlling the rotation speeds of the
[0045]
Further, each processing time of the control process A and the control process B indicated by the length of the arrow in FIG. 6 is set within Ta / 4. Thus, half of the control cycle Ta is allocated to the control process A or control process B, and the other half is allocated to the normal process. Operation is performed. When the number of control systems is N, it is preferable to set the control processing time of each control system within 1 / (2N) of the control cycle. As a result, even when the number of control systems is N, as in the case of two control systems, the processing time for normal processing is ensured and uniform processing and operation are performed as a whole.
[0046]
As described above, in the first embodiment, the speed control of the
[0047]
In the first embodiment, the interrupt registers of the timers A35 and B36 are set to values that differ by half of the control cycle Ta, but the values of the cycle counters 43 and 53 differ from those that differ by half of the control cycle Ta. You can also In this case, the value of the interrupt register can be set to the same value in the timers A35 and B36, and the timing of the generated interrupt signal can be different by Ta / 2. The same can be done when two or more control systems are provided.
[0048]
In the first embodiment, the motor control unit 31 is configured by the
Thereby, the motor control unit 31 can be made small and highly reliable, and at the same time, the speed can be further increased and high-precision control can be performed.
(Embodiment 2)
By the way, in
[0049]
FIG. 7 is a block diagram of the motor control unit 31, the
[0050]
Here, the position
[0051]
The position
[0052]
The control process C27 and the control process D28 compare with the target rotation position of the motor based on the rotation position information from the position
[0053]
The timer C25 and the timer D26 generate an interrupt signal to the
[0054]
The operation of the drive position control of the motor control unit 31 is the same as the speed control of the motor control unit 31 illustrated in the flowchart of FIG. However, the control cycle Ta for controlling the rotational speed of the motor used in step S501 of FIG. 5 is used instead of the control cycle Ta for controlling the rotational position of the motor.
[0055]
As described above, in the second embodiment, the motor control unit 31 controls the
[0056]
In the second embodiment, the
[0057]
In the first and second embodiments, the example in which the speed control and the drive position control are performed separately has been described. However, these controls can be performed simultaneously.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of motor drive speeds and positions are controlled by a single control means, and the control means performs speed and position control calculations by the calculation means. The control timing signal generator repeatedly performs speed and position control, and further generates a timing signal independently for each motor drive, so that the timing signal does not overlap the processing time of the calculation, so it is inexpensive. Moreover, it is possible to perform control without impairing the stability of drive control for each motor.
[0059]
According to the second aspect of the present invention, the drive control of all the motors can be performed without competing and maintaining stability without impairing the normal processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a portion related to a motor control unit when speed control of a photosensitive drum is performed.
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a functional overall configuration of the image forming apparatus.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an overall configuration of hardware of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a timer of a motor control unit.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the CPU of the motor control unit.
FIG. 6 is a time chart showing timing at which a CPU performs control processing.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a portion related to a motor control unit when driving position control of the photosensitive drum is performed.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K Image carrier (photosensitive drum)
2, 3 Intermediate transfer member drive roller
4 Intermediate transfer member
10Y, 10M, 10C, 10K charger
20Y, 20M, 20C, 20K writing unit
20 Exposure means
30Y, 30M, 30C, 30K Developer
31 Motor controller
33, 300 memory
34 Setting process
43,53 period counter
44, 54 period register
45, 55 Interrupt register
46,56 comparison circuit
50 Fixing unit
60 Conveying means
62 Transfer roller
81, 82 Motor drive circuit
83, 84 Speed information generation circuit
85,86 Position information generation circuit
101 Paper tray
107 Input panel
108 Output tray
200 Image forming unit
400 input section
430 Registration Roller
440 Guide plate
460 Conveying means
500 scanner
600 Image processing unit
700 Output unit
720 Exit gate
35, 36 timers
Claims (2)
前記制御手段は、前記速度および位置制御の演算を行う演算手段と、前記速度および位置制御を繰り返し行うための制御タイミング信号発生装置とを有し、
前記制御タイミング信号発生装置は、前記モータ駆動ごとにタイミング信号を独立に発生し、
前記タイミング信号は、前記演算の処理時間が重ならないタイミングであることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus having one control means for performing speed control and position control of a plurality of motors,
The control means includes calculation means for calculating the speed and position control, and a control timing signal generator for repeatedly performing the speed and position control,
The control timing signal generator generates a timing signal independently for each motor drive,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the timing signal is a timing at which the processing time of the calculation does not overlap.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003174955A JP2005012932A (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=34098291
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JP (1) | JP2005012932A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009005575A (en) * | 2007-05-24 | 2009-01-08 | Kyocera Mita Corp | Motor drive controller and image forming apparatus |
KR101133685B1 (en) * | 2010-03-16 | 2012-04-12 | 주식회사 로보로보 | Apparatus and method for controlling motor |
-
2003
- 2003-06-19 JP JP2003174955A patent/JP2005012932A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101133685B1 (en) * | 2010-03-16 | 2012-04-12 | 주식회사 로보로보 | Apparatus and method for controlling motor |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081007 |