JP2008079423A

JP2008079423A - モータ駆動装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2008079423A
Application number: JP2006255708A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kimijima; 政志君島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】ステッピングモータが起動していない時にこのステッピングモータを励磁させるステッピングモータ励磁手段を設け、低温環境下でのゴム製のモータダンパの硬化を防ぐためにステッピングモータの温度を或るレベルに保持し、モータダンパの硬化による制振効果の低下及び脱調を防ぐモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】ステッピングモータ１３、ゴム製のモータダンパ１４及びその制御手段を有するモータ駆動装置において、前記ステッピングモータ１３が起動していない時に前記ステッピングモータ１３を励磁させるモータ制御手段を設け、低温環境下でのゴムの硬化を防ぐために前記ステッピングモータの温度をあるレベルに保持する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ステッピングモータ、モータダンパ及びその制御手段を有するモータ駆動装置、このモータ駆動装置を使用する画像形成装置に関するものである。

ステッピングモータを使用したモータ駆動装置においては、低温度下で接続されるとギヤ部品の不都合によりトルク変動が起きる不具合があった。
この不具合を解消するために種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
これらの特許文献では、余熱制御手段の備え、ウォーミングアップ電流の供給、ステッピングモータの停止中の励磁、温度センサを備えるステッピングモータ、防振弾性部材で構成されたモータマウントの備え等が開示されている。
特開２００５−０３９８７４公報特開平０７−１５６４９１号公報特開２０００−１２７５４３公報特開平０５−０５６６９１号公報特許第３６３５６１８号

しかしながら、装置の駆動源としてステッピングモータを用いる場合、制振効果を得るため実装時にモータステータに装着するゴム製のモータダンパの温度特性の変化により使用環境が変化した場合、本来のモータダンパ効果が得られないという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、ステッピングモータが起動していない時にこのステッピングモータを励磁させる制御手段を設け、低温環境下でのゴム製のモータダンパの硬化を防ぐためにステッピングモータの温度をあるレベルに保持し、モータダンパの硬化による制振効果の低下及び脱調を防ぐモータ駆動装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、このモータ駆動装置を使用する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステッピングモータと、該ステッピングモータの振動を吸収するモータダンパと、前記ステッピングモータの励磁／非励磁を制御するモータ制御手段と、前記ステッピングモータの励磁期間及び非励磁期間をカウントする計測手段と、を備え、前記モータ制御手段は、前記計測手段のカウント値が第１のカウント値になったときに前記ステッピングモータの励磁を停止するように制御し、前記計測手段のカウント値がさらに第２のカウント値になったときに前記ステッピングモータに励磁を開始させるように制御するモータ駆動装置を特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、ステッピングモータと、該ステッピングモータの振動を吸収するモータダンパと、前記ステッピングモータの励磁／非励磁を制御するモータ制御手段と、前記モータダンパの温度を測定する第１の測定手段と、該第１の測定手段によって測定された前記モータダンパの温度と第１の基準温度とを比較する温度比較手段と、を備え、前記モータダンパの温度が前記第１の基準温度よりも低いと前記温度比較手段が判断したとき、前記モータ制御手段は前記ステッピングモータを励磁させるように制御するモータ駆動装置を特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記第１の測定手段によって測定された前記モータダンパの温度が前記第１の基準温度よりも高いと前記温度比較手段が判断したとき、前記モータ制御手段は、前記ステッピングモータに励磁を停止させるように制御する請求項２記載のモータ駆動装置を特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記ステッピングモータの温度を測定する第２の測定手段を備え、前記第２の測定手段によって測定された前記ステッピングモータの温度が第２の基準温度よりも低いと前記温度比較手段が判断したとき、前記モータ制御手段は前記ステッピングモータに励磁を停止させるように制御する請求項２又は３記載のモータ駆動装置を特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項記載のモータ駆動装置を備えた画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、ステッピングモータが起動していない時にこのステッピングモータを励磁させるモータ制御手段を設け、低温環境下でのゴム製のモータダンパの硬化を防ぐためにステッピングモータの温度を或るレベルに保持し、モータダンパの硬化による制振効果の低下及び脱調を防き、温度制御精度の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略図である。本発明のモータ駆動装置を画像形成装置Ａに搭載した実施の形態として説明する。
まず、図１において、給紙部１から繰り出された用紙（図示せず）はレジスト部２にてレジスト補正され、紙転写部３にて画情報が用紙に転写される。画情報は光書き込み部６により現像され、かつ感光体ユニット部８により潜像が形成され、中間転写部９を介し、紙転写部３にて転写される。
図１の場合は、カラーレーザ画像形成装置を例にとっているため４色分の現像及び感光体ユニット部８を記載している。転写済みの用紙は紙転写部３より定着部４へ搬送され、用紙に画情報が定着され、排紙部５からスタック部７へ排出される。

図２は本発明のモータ駆動装置をレジスト部の駆動源として用いた場合の動作を説明する概略斜視図である。レジスト部２の機能は先に述べたとおり給紙部１から繰り出された用紙の姿勢を整え（レジスト補正）、紙転写部３に用紙を供給することにある。
レジスト部２の詳細構成は図２に示すとおり、給紙部１から送られてきた用紙を上下（前後）１対のガイド板１０により同じく１対のレジストローラ（駆動ローラ１１及び従動ローラ１２）のニップラインへ用紙先端を突き当てる。
さらに、スキュー状態で送られてきた用紙先端の姿勢（画像形成装置搬送部間との幾何精度）を整えるため給紙部１はさらに数ミリ、一般的には、２〜４ミリ程度送り込む（たるみ作成）。
このようにすることにより、用紙先端はレジスト部２の駆動ローラ１１及び従動ローラ１２のニップラインと平行となり、転写時の用紙姿勢が整う。上述の通り、給紙部１が搬送している間でもレジスト部２は停止する必要があるので、駆動タイミングは非同期でなくてはならない。

本説明の画像形成装置の実施の形態においては、かかる駆動タイミングの非同期については、図示はしないが、用紙を搬送する給紙部１とレジスト部２の各々で別の駆動源を有することにより対応している。また、モータ駆動装置の制御手段は図示していないが画像形成装置の全体の制御装置に含まれるものとする。
レジスト部２の駆動部の構成はステッピングモータ１３が制振効果を得るためにモータダンパ１４を介してモータ構造体へ固定される。そしてギヤ列１５を介してレジスト駆動ローラ１１を駆動させる。上述のレジスト補正後は、給紙部１、レジスト部２が同期して駆動を開始し、紙転写部３へ用紙を搬送する。

図３は一連の一般的給紙及びレジスト動作を示すフローチャートである。先ず、給紙モータ（図示せず）を始動して給紙を開始する（Ｓ１）。次に、用紙先端がレジストニップに到達かどうかを判断し（Ｓ２）、到達しているならば、レジスト補正分送り込み、たるみを作成する（Ｓ３）。
次に、レジスト待機し（Ｓ４）、レジストモータ（ステッピングモータ）１３（図２）及び給紙モータ（図示せず）を再び始動し（Ｓ５）、用紙後端がレジスト部２及び給紙部１を抜けたかどうかを判断し（Ｓ６）し、抜けたならば動作を終了する。

通常、これらの動作は装置の温度状態に関係なく印刷命令が来ることによりデータ処理及び作像準備が整えば給紙動作に入ることになる。従って、装置の温度が非常に低い（冬季の朝一番目の印刷等）場合でも同様のタイミングで動作に入ることになる。
そのような場合、ステッピングモータ１３が制振効果を得るためのゴム製のモータダンパ１４のゴム硬度が低温状態により硬化して狙いの制振効果（ステッピングモータの振動を吸収する）が得られない場合がある。
それを防止するために、本発明は、印刷命令が来てからステッピングモータ１３の励磁を行うのではなく、待機中もステッピングモータを励磁をしておき、モータダンパ１４の低温化による硬化を防止するものである。

しかしながら、常時、ステッピングモータ１３の励磁をしてしまうと不必要にモータ温度の上昇＝トルク低下や不要な消費電力を掛けることになる。これを防止するには、励磁継続時間を所定の時間で切り、温度が下がった頃合いを見計らって再度励磁を開始することによりそれらの不具合を回避できる。
この励磁継続時間及び再励磁までのインターバル時間は装置固有の条件から求めることができる。また、この励磁待機状態は電源オフや印刷ジョブが入ることにより終了する。
このようにすれば、不必要なモータの温度上昇を行わないために必要以上の電力消費を防止しつつ、温度上昇による不必要なモータトルクの低下を防止することが出来る。

図４はモータ励磁継続時間の断続動作を示すフローチャートである。先ず、モータ制御手段は、モータ励磁を始動する（Ｓ１１）。次に、ステッピングモータの励磁期間と非励磁期間をカウントする計測手段は、そのカウント値が所定の値（第１のカウント値）に到達して、所定の時間が経過したかどうかを判断する（Ｓ１２）。所定時間を経過したならば（Ｓ１２でＹｅｓ）、モータ制御手段は、モータ励磁をオフする（Ｓ１３）。次いで、計測手段は、そのカウント値が所定の値（第２のカウント値）に到達して、所定時間を経過したかどうかをさらに判断し（Ｓ１４）、所定の時間を経過したならば（Ｓ１４でＹｅｓ）、印刷命令があるかどうかを判断し（Ｓ１５）、印刷命令ありならば（Ｓ１５でＹｅｓ）動作を終了する。
また、上述の励磁継続及びインターバルの時間設定に対し、モータダンパ１４（図２）に図示しないダンパ温度センサ（第１の測定手段）を装着し、モータダンパ１４自体の温度データを監視すれば、より効率よく励磁タイミングを制御できる。

このように、モータ駆動装置及びその制御方法においてモータダンパ１４にダンパ温度センサを装着し、モータダンパの温度測定結果を基にして、ある閾値よりダンパの温度が下がった場合にモータの励磁を行うことで、より精度良く、不必要なモータの温度上昇を行わないことで必要以上の電力消費を防止しつつも温度上昇による不必要なモータトルク低下を防止できる。
さらに、モータダンパ１４の温度変化に対し、温度変化源であるステッピングモータ１３（図２）は励磁のオン／オフによって温度が上昇又は下降するが、実際のモータ温度状態としては励磁のオン／オフに対しオーバーシュートが発生する。ステッピングモータ１３にもモータ温度センサ（図示せず）を装着することによりダンパ温度とモータ温度の両情報を用いることにより、より理想的な温度制御が行える。

図５はモータダンパの温度の閾値によって励磁のオン／オフを行なう動作を示すフローチャートである。図５において、先ず、モータダンパの温度が閾値以下かどうかを判断する（Ｓ２１）。
閾値以下ならば（Ｓ２１でＹｅｓ）、モータ制御手段は、モータ励磁を開始する（Ｓ２２）。次いで、温度比較手段は、モータダンパの温度が閾値（第１の基準温度）以上かどうかを判断する（Ｓ２３）。閾値以上ならば（Ｓ２４でＹｅｓ）、モータ励磁をオフする（Ｓ２４）。次に、印刷命令ありかどうかを判断し（Ｓ２５）、印刷命令ありならば（Ｓ２５でＹｅｓ）動作を終了する。

図６はステッピングモータにも温度センサ（第２の測定手段）を設け、モータダンパの温度及びモータの温度の閾値（第２の基準温度）によって励磁のオン／オフを行なう動作を示すフローチャートである。先ず、モータダンパの温度が閾値（第１の基準位置）以下かどうかを判断する（Ｓ３１）。
閾値以下ならば（Ｓ３１でＹｅｓ）、モータ励磁を開始する（Ｓ３２）。次いで、モータの温度が閾値（第２の基準温度）以上かどうかを判断する（Ｓ３３）。閾値以上ならば（Ｓ３３でＹｅｓ）、モータ励磁をオフする（Ｓ３４）。次に、印刷命令ありかどうかを判断し（Ｓ３５）、印刷命令ありならば（Ｓ３５でＹｅｓ）動作を終了する。

なお、本実施の形態において、モータ駆動装置の制御手段は画像形成装置の全体の制御装置に含まれるものとして説明したが、これはあくまで一例であって制御手段を別途モータ駆動装置側に設けても良い。また、制御手段は、前述したモータ制御手段、計測手段、温度比較手段として動作するものとする。

本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略図。本発明のモータ駆動装置をレジスト部の駆動源として用いた場合の動作を説明する概略斜視図。一連の一般的給紙及びレジスト動作を示すフローチャート。モータ励磁継続時間の断続動作を示すフローチャート。モータダンパの温度の閾値によって励磁のオン／オフを行なう動作を示すフローチャート。モータダンパの温度及びモータの温度の閾値によって励磁のオン／オフを行なう動作を示すフローチャート。

符号の説明

Ａ画像形成装置、１給紙部、２レジスト部、３紙転写部、４定着部、５排紙部、６書き込み部、８現像部、１３ステッピングモータ、１４モータダンパ

Claims

ステッピングモータと、該ステッピングモータの振動を吸収するモータダンパと、前記ステッピングモータの励磁／非励磁を制御するモータ制御手段と、前記ステッピングモータの励磁期間及び非励磁期間をカウントする計測手段と、を備え、前記モータ制御手段は、前記計測手段のカウント値が第１のカウント値になったときに前記ステッピングモータの励磁を停止するように制御し、前記計測手段のカウント値がさらに第２のカウント値になったときに前記ステッピングモータに励磁を開始させるように制御することを特徴とするモータ駆動装置。
ステッピングモータと、該ステッピングモータの振動を吸収するモータダンパと、前記ステッピングモータの励磁／非励磁を制御するモータ制御手段と、前記モータダンパの温度を測定する第１の測定手段と、該第１の測定手段によって測定された前記モータダンパの温度と第１の基準温度とを比較する温度比較手段と、を備え、前記モータダンパの温度が前記第１の基準温度よりも低いと前記温度比較手段が判断したとき、前記モータ制御手段は前記ステッピングモータを励磁させるように制御することを特徴とするモータ駆動装置。
前記第１の測定手段によって測定された前記モータダンパの温度が前記第１の基準温度よりも高いと前記温度比較手段が判断したとき、前記モータ制御手段は、前記ステッピングモータに励磁を停止させるように制御することを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
前記ステッピングモータの温度を測定する第２の測定手段を備え、前記第２の測定手段によって測定された前記ステッピングモータの温度が第２の基準温度よりも低いと前記温度比較手段が判断したとき、前記モータ制御手段は前記ステッピングモータに励磁を停止させるように制御することを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ駆動装置。
請求項１乃至４の何れか一項記載のモータ駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。