JP2009003149A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステッピングモータを簡易な構成で、位置制御可能に等加速度の加減速を実現する。
【解決手段】速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させ、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するパルス生成部と、該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部から前記駆動部への前記歩進パルスの供給を遮断するパルス出力制御部と、前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモータを用いる画像形成装置に関し、簡易な構成でステッピングモータの等加速度の加減速や正確な位置制御が可能な画像形成装置に関する。

近年、各種の駆動源として、ステッピングモータが広く利用されるようになってきた。このステッピングモータは、運動量が駆動パルスの数に比例する、デジタル制御回路との相性が良い、フィードバック回路の必要性がない、といった利点があるため、各種の分野で用いられている。

一方、負荷が大きすぎたり、パルス周波数が高すぎると、相切り替えが正常に行われず同期外れが発生し、制御が乱れる現象が発生することがある。なお、この状態を「脱調」と称している。

また、ステッピングモータを制御する際に与えるパルス（歩進パルス）については、加減速を行う場合にはテーブルを参照することが一般的である。しかし、細かな滑らかな加減速を行うためには、テーブルを格納する記憶部の容量を大きくしなければならないという問題を有していた。

このため、以下の特許文献１などで、テーブルを用いずに、演算によって、等加速度での加減速の際の歩進パルスを生成するようにした技術が開示されている。
特開平１０−３２７５９８号公報（第１頁、図１）

以上の特許文献１記載の発明では、ある時間周期で漸化式を用いて、１回の加算と１回の除算とによって、パルスコンペア値（速度目標値）を算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するようにしている。

ここで、漸化式による演算の加算と除算によって得られた解の整数部分によってパルスコンペア値を求めているが、実際には演算の除算により余りが発生している。この余りの存在により、ステッピングモータをステップ数によって正確に位置制御することができないという問題が発生することになる。

また、以上の余りが生じる問題では、モータ駆動用の歩進パルスをＣＰＵなどの制御部に戻し、ＣＰＵが歩進パルスをカウントし、所定パルスに達した時点でパルス停止のコマンドを発行する手法が考えられる。しかし、この手法ではハードウェア構成が複雑になり、また、制御の遅延も発生してしまう可能性がある。さらに、この手法で多数のステッピングモータを制御するとなると、配線本数が増え、画像形成装置内で使用する各部もステッピングモータとＣＰＵとの間で多数の配線が引き回されることになり、望ましくない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、ステッピングモータを駆動する際に、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することを目的とする。

以上の課題を解決する本発明は、以下に記載するようなものである。
（１）請求項１記載の発明は、等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するパルス生成部と、該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部から前記駆動部への前記歩進パルスの供給を遮断するパルス出力制御部と、前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータと、前記ステッピングモータにより駆動される被駆動物と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

（２）請求項２記載の発明は、等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するとともに、外部からの指示に基づいて前記歩進パルスの生成を停止するパルス生成部と、該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部からの前記歩進パルスの生成を停止させるパルス出力制御部と、前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータと、前記ステッピングモータにより駆動される被駆動物と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

（３）請求項３記載の発明は、前記パルス生成部は、速度目標値を算出する演算式として漸化式を用い、所定周期で漸化式を用いた演算により速度目標値を算出する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置である。

（４）請求項４記載の発明は、前記パルス生成部、前記駆動部、前記パルス出力制御部、前記ステッピングモータをそれぞれ複数備え、複数の各ステッピングモータの駆動情報をシリアルデータとして発生する制御部と、前記駆動情報をシリアルデータとして受信し、前記複数の各パルス生成部に分配する通信部と、を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置である。

（５）請求項５記載の発明は、前記制御部は、前記通信部を介して前記ステッピングモータの駆動前に前記パルス生成部に対して前記駆動情報を与え、前記パルス生成部は、前記ステッピングモータの駆動前に前記速度目標値を前記演算式により算出する、ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置である。

（６）請求項６記載の発明は、前記パルス出力制御部は、前記パルス数設定値に応じた前記歩進パルスのカウントの結果を、複数の速度目標値に亘って累積し、一連の動作の最後の速度目標値の歩進パルスについて、前記歩進パルスの供給遮断または生成停止を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置である。

本発明によると以下のような効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明では、パルス生成部で生成する歩進パルスに基づいて、駆動部で駆動パルスを生成してステッピングモータを等加速度の加速もしくは減速で駆動する際に、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて、歩進パルスの必要なパルス数をパルス数設定値として求めておいて、等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成し、この際に、歩進パルスのパルス数をカウントし、歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、パルス生成部から駆動部への歩進パルスの供給を遮断する制御を行う。

この場合、演算式を用いて歩進パルスを生成することで加減速の駆動パターンを格納したテーブルが不要になり、また、歩進パルスとパルス数設定値との比較による通過制御を行うことで演算式の除算で生じる余りがクリアされるので制御部へのフィードバックを用いずに位置制御が可能になる。

すなわち、ステッピングモータを駆動する際に、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することができる。

（２）請求項２記載の発明では、パルス生成部で生成する歩進パルスに基づいて、駆動部で駆動パルスを生成してステッピングモータを等加速度の加速もしくは減速で駆動する際に、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて、歩進パルスの必要なパルス数をパルス数設定値として求めておいて、等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成し、この際に、歩進パルスのパルス数をカウントし、歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、パルス生成部から駆動部への歩進パルスの発生を停止する制御を行う。

この場合、演算式を用いて歩進パルスを生成することで加減速の駆動パターンを格納したテーブルが不要になり、また、歩進パルスとパルス数設定値との比較による通過制御を行うことで演算式の除算で生じる余りがクリアされるので制御部へのフィードバックを用いずに位置制御が可能になる。

すなわち、ステッピングモータを駆動する際に、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することができる。

（３）請求項３記載の発明では、パルス生成部で速度目標値を算出する演算式として漸化式を用い、所定周期で漸化式を用いた演算により速度目標値を算出することにより、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することができる。なお、この漸化式を用いた所定周期の演算としては、所定周期で１回の加算操作と１回の除算操作とで速度目標値を算出することにより、速度目標値を算出することができる。

（４）請求項４記載の発明では、パルス生成部、駆動部、パルス出力制御部、ステッピングモータをそれぞれ複数備えた構成において、複数の各ステッピングモータの駆動情報をシリアルデータとして発生する制御部と、駆動情報をシリアルデータとして受信し、複数の各パルス生成部に分配する通信部とを有するため、制御部から通信部に対してシリアルデータとして複数のステッピングモータの各駆動情報を送信しておき、各パルス生成部〜各ステッピングモータでは、演算式を用いて歩進パルスを生成することで加減速の駆動パターンを格納したテーブルが不要になり、また、歩進パルスとパルス数設定値との比較による通過制御を行うことで演算式の除算で生じる余りがクリアされるので、複数のステッピングモータを駆動する際にも制御部へのフィードバックを用いずに位置制御が可能になる。

（５）請求項５記載の発明では、通信部を介してステッピングモータの駆動前に制御部がパルス生成部に対して駆動情報を与えておき、ステッピングモータの駆動前にパルス生成部が速度目標値を演算式により算出するため、制御部が複数のステッピングモータの駆動を制御する際にも遅れを生じさせずに適切なタイミングの駆動制御が可能になる。

（６）請求項６記載の発明では、パルス数設定値に応じた歩進パルスのカウントの結果を、複数の速度目標値に亘って累積し、一連の動作の最後の速度目標値の歩進パルスについて、歩進パルスの供給遮断または生成停止を制御することにより、速度目標値に基づいた適切な加減速の制御を行いつつ、最終的に正確な位置制御が実現される。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）を詳細に説明する。
〈画像形成装置の構成〉
図１は本発明の第一の実施形態の画像形成装置における、ステッピングモータ駆動に関する構成を示すブロック図である。なお、ここでは、複数ｎ個のステッピングモータが存在する場合を具体例とする。

なお、この図１では、本実施形態の特徴部分の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分、電源回路や電源スイッチなどについては省略してある。

制御部１０は画像形成装置各部を制御するほか、各ステッピングモータの目標値などのデータやスタートなどのコマンドをモータ制御回路１００に対してシリアルデータで送信する制御手段である。なお、この制御部１０は、ＣＰＵ１１と、ＳＲＡＭ１２と、Ｉ／Ｏ部１３とを備えて構成されている。

モータ制御回路１００は、制御部１０からのシリアルデータを受けるとともに、複数の各ステッピングモータに対して、制御部１０から指示された加減速を実行するような歩進パルスを供給する。なお、このモータ制御回路１００は、複数のステッピングモータに対して歩進パルスを供給する機能が、１つのＡＳＩＣなどによって構成されていてもよい。

ここで、モータ制御回路１００は、制御部１０からのシリアルデータを受信するシリアルデータ受信部１０１と、各ステッピングモータに対して所定の歩進パルスを生成して出力するパルス生成出力部１１０を有している。なお、パルス生成出力部１１０は、各ステッピングモータ３００−１〜３００−ｎに対応して、パルス生成出力部１１０−１〜パルス生成出力部１１０−ｎが配置されている。

ここで、シリアルデータ受信部１０１は、図２のように、シフトレジスタ１０２と、データラッチ部１０３と、データ出力部１０４とを備えて構成されている。そして、図３のように、クロックCLK_DNを基準にして受信データRXD_DNをシフトレジスタ１２１で取り込み、ラッチ信号LATCH_DNに従ってデータラッチ部１０３でデータの確定を行う。確定されたシリアルデータはパラレルデータに変換されて、データ出力部１０４からレジスタ１２１に向けて出力される。

なお、このときに制御部１０からモータ制御回路１００に対して転送されるデータは、図４（ａ）に示されるように、データが格納されるバッファ番号、制御対象となるモータ番号、移動位置あるいは移動量の目標値、加速度、パルス数設定値、動作モードなど、シリアルデータ形式のデータである。なお、制御部１０からのシリアルデータはシリアルデータ受信部１０１にてパラメータデータに変換され、図４（ｂ）に示される形式に変換される。

また、このときに制御部１０からモータ制御回路１００に対して、データに続いて制御コマンドが転送される。この制御コマンドは、図５（ａ）に示されるように、各モータに対する制御コマンドが順次送られてくる。そして、各制御コマンドの内容は、図５（ｂ）に示されるように、各種の状態のオン／オフの制御命令が含まれている。

また、パルス生成出力部１１０は、歩進パルスの生成を行うパルス生成部１２０と、歩進パルスが所定数に達した時点で通過遮断あるいは生成停止を行うパルス出力制御部１３０とを備えて構成されている。

ここで、パルス生成部１２０は、制御部１０からの制御コマンドやデータからパラメータデータや分周比設定値やパルス数設定値等を抽出するレジスタ１２１と、基準クロックパルスを生成するクロック発生部１２２と、分周比設定値に基づいてクロックパルスを分周して所定のクロックパルスを生成するクロック分周部１２３と、パラメータデータに基づいて等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成する演算を行うパルス生成演算部１２４と、を備えて構成されている。

また、パルス出力制御部１３０は、歩進パルスのパルス数をカウントするパルスカウンタ１３１と、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な歩進パルス数に相当するパルス数設定値をレジスタ１２１から受けて、歩進パルスと該パルス数設定値との一致を調べるステップ数制御部１３２と、歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点でパルス生成部１２０から駆動部２００への歩進パルスの供給を遮断するゲート部１３３と、を備えて構成されている。

駆動部２００は、パルス生成出力部１１０から出力される歩進パルスに基づいてステッピングモータに駆動パルスを供給する。なお、駆動部２００は、各ステッピングモータ３００−１〜３００−ｎに対応して、駆動部２００−１〜駆動部２００−ｎが配置されている。

ステッピングモータ３００は、駆動部２００からの駆動パルスを受けて回転駆動されるモータであり、各ステッピングモータ３００−１〜３００−ｎが配置されている。
ここで、図６（ａ）のような等加速度の加速を含む駆動パターンでステッピングモータ３００を駆動する場合を想定し、図７のフローチャートを参照して動作説明を行う。

まず、モータ制御回路１００は、駆動パターンを実現するためのパラメータなどの各種データを制御部１０から受信する（図７中のステップＳ７０１）。この場合、各種データを受信したシリアルデータ受信部１０１は、各種データをパラレルデータに変換してレジスタ１２１に送る。レジスタ１２１では、図４に示されるように、指定されたバッファにデータを格納する（図７中のステップＳ７０２）。

次に、モータ制御回路１００は、駆動パターンの制御を実現するための制御コマンドを制御部１０から受信する（図７中のステップＳ７０３）。この場合、制御コマンドを受信したシリアルデータ受信部１０１は、制御コマンドをパラレルデータに変換してレジスタ１２１に送る。

レジスタ１２１から各種データと制御コマンドとロードしたパルス生成演算部１２４は、等加速度の加速もしくは減速を含む所定の加速度でステッピングモータに実現させる速度目標値を漸化式などの演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させる。

この漸化式などの演算式を用いて速度目標値を算出する際には、特開平１０−３２７５９８号公報に記載された、１回の加算操作と１回の除算操作とによる手法を用いることが可能である。また、駆動パターンを格納したテーブルを参照せずに、その他の各種の演算式を用いる各種の演算手法を用いることも可能である。

すなわち、一定時間間隔毎にクロックパルスをカウントし、クロックパルス数を予め設定されたパルスコンペア値（ＣＭ）と比較し、これらの値が一致した場合に、出力パルスを送出して、ステッピングモータ等のモータを１ステップ駆動させるモータ駆動方法において、パルスコンペア値の書替タイミング時に、前回のパルスコンペア値（ＣＭ）の算出に用いた一部の値を記憶部から読み出して、この読み出した値に１加算操作した値で、所定の定数を除算することにより、今回のパルスコンペア値（ＣＭ）とし、この除算で用いた値（ＭＥＭ＋１）を次回のパルスコンペア値算出用に記憶部に記憶する、手法を用いることが可能である。また、漸化式などの演算式を用いる多の手法を用いることも可能である。

なお、これと並行して、パルス出力制御部１３０では、パルスカウンタ１３１での歩進パルスカウント結果とパルス数設定値との比較をステップ数制御部１３２で開始すると共に、ステップ数制御部１３２がイネーブル信号を許可状態にして出力する（図６（ｄ）のＬ→Ｈ）。

これにより、ゲート部１３３からは、パルス生成演算部１２４で生成された歩進パルスが出力される（図７中のステップＳ７０４、図６（ｃ）のＨ状態）。この歩進パルスにより、駆動部２００が駆動パルスを生成してステッピングモータに供給する。なお、ここでは、ステッピングモータ３００は、加速度Ａの等加速度の駆動がなされる。なお、パルス生成演算部１２４では、加速度Ａの歩進パルスを目標値１に達するまで続行する（図７中のステップＳ７０５でＮ）。

そして、パルス生成演算部１２４では、加速度Ａの歩進パルスによって目標値１に達した時点で（図７中のステップＳ７０５でＹ）、レジスタ１２１から次の目標値２までの加速度Ｂの各種データと制御コマンドとロードし、等加速度の加速もしくは減速を含む所定の加速度でステッピングモータに実現させる速度目標値を漸化式などの演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させる（図７中のステップＳ７０６）。そして、イネーブル状態のゲート部１３３から、パルス生成演算部１２４で生成された歩進パルスが出力される（図６（ｃ）のＨ状態）。この歩進パルスにより、駆動部２００が駆動パルスを生成してステッピングモータに供給する。なお、ここでは、ステッピングモータ３００は、加速度Ｂの等加速度の駆動がなされる。なお、パルス生成演算部１２４では、加速度Ｂの歩進パルスを目標値２に達するまで続行する（図７中のステップＳ７０７でＮ）。

さらに、パルス生成演算部１２４では、加速度Ｂの歩進パルスによって目標値２に達した時点で（図７中のステップＳ７０７でＹ）、レジスタ１２１から次の目標値３までの加速度Ｃの各種データと制御コマンドとロードし、等加速度の加速もしくは減速を含む所定の加速度でステッピングモータに実現させる速度目標値を漸化式などの演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させる（図７中のステップＳ７０８）。そして、イネーブル状態のゲート部１３３から、パルス生成演算部１２４で生成された歩進パルスが出力される（図６（ｃ）のＨ状態）。この歩進パルスにより、駆動部２００が駆動パルスを生成してステッピングモータに供給する。なお、ここでは、ステッピングモータ３００は、加速度Ｃの等加速度の駆動がなされる。なお、パルス生成演算部１２４では、加速度Ｃの歩進パルスを目標値３に達するまで続行する（図７中のステップＳ７０９でＮ）。

さらに、パルス生成演算部１２４では、加速度Ｃの歩進パルスによって目標値３に達した時点で（図７中のステップＳ７０９でＹ）、レジスタ１２１から次の目標値４までの低速（加速度Ｄ＝０）の各種データと制御コマンドとロードし、所定の速度でステッピングモータに実現させる速度目標値を漸化式などの演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させる（図７中のステップＳ７１０）。そして、イネーブル状態のゲート部１３３から、パルス生成演算部１２４で生成された歩進パルスが出力される（図６（ｃ）のＨ状態）。この歩進パルスにより、駆動部２００が駆動パルスを生成してステッピングモータに供給する。なお、ここでは、ステッピングモータ３００は、加速度Ｄ＝０の一定速度の駆動がなされる。なお、パルス生成演算部１２４では、加速度Ｄの歩進パルスを目標値４に達するまで続行する（図７中のステップＳ７１１でＮ）。

そして、ステップ数制御部１３２では、パルスカウンタ１３１での歩進パルスカウント結果とパルス数設定値との比較が一致した時点で、イネーブル信号を不許可状態に切り替える（図６（ｄ）のＨ→Ｌ）。これにより、歩進パルスはゲート部１３３から出力されなくなる。すなわち、漸化式の除算により発生する余りを各加速度の歩進パルス発生時点でクリアせずに蓄積していき、この具体例の場合には、ステップ数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによる一連の駆動を行った時点で、パルス数設定値に基づいて歩進パルスの出力を遮断する（図７中のステップＳ７１２）。

なお、ここでは、目標値４の時点で漸化式の余りをクリアしたが、実際には、ステッピングモータを停止させるタイミングで以上の処理を実行することが最も望ましい。
また、以上の説明では、一つのステッピングモータについての歩進パルスの供給の説明を行ったが、シリアル通信部１０１を介して複数のステッピングモータ３００−１〜３００−ｎの駆動前に、制御部１０が各パルス生成部１２０−１〜１２０−ｎに対して駆動情報を与えておき、複数のステッピングモータ３００−１〜３００−ｎの駆動前に各パルス生成部１２０−１〜１２０−ｎのそれぞれが速度目標値を演算式により算出するため、制御部１０が複数のステッピングモータ３００−１〜３００−ｎの駆動を制御する際にも遅れを生じさせずに適切なタイミングの駆動制御が可能になる。

また、この実施形態のステッピングモータの駆動制御は各種の装置に適用することが可能であるが、複数のステッピングモータを並行して使用すると共に、正確な制御が必要となる画像読取装置、画像形成装置、複写装置、ファクシミリ装置などにおいて良好な結果をえることができる。

以上説明した実施形態によれば、以下に述べるような効果が得られる。
（i）パルス生成部１２０で生成する歩進パルスに基づいて、駆動部２００で駆動パルスを生成してステッピングモータを等加速度の加速もしくは減速で駆動する際に、移動位置あるいは移動量の目標値に応じて、歩進パルスの必要なパルス数をパルス数設定値として求めておいて、等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成し、この際に、歩進パルスのパルス数をカウントし、歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、パルス生成部１２０から駆動部２００への歩進パルスの供給を遮断する制御を行う。

この場合、演算式を用いて歩進パルスを生成することで加減速の駆動パターンを格納したテーブルが不要になり、また、歩進パルスとパルス数設定値との比較による通過制御を行うことで演算式の除算で生じる余りがクリアされるので制御部へのフィードバックを用いずに位置制御が可能になる。すなわち、ステッピングモータを駆動する際に、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することができる。

（ii）パルス生成部１２０で速度目標値を算出する演算式として漸化式を用い、所定周期で漸化式を用いた演算により速度目標値を算出することにより、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することができる。なお、この漸化式を用いた所定周期の演算としては、所定周期で１回の加算操作と１回の除算操作とで速度目標値を算出することにより、速度目標値を算出することができる。

（iii）パルス生成部１２０、駆動部２００、パルス出力制御部１３０、ステッピングモータ３００をそれぞれ複数備えた構成において、複数の各ステッピングモータ３００の駆動情報をシリアルデータとして発生する制御部１０と、駆動情報をシリアルデータとして受信し、複数の各パルス生成部１２０に分配する通信部とを有するため、制御部１０から通信部に対してシリアルデータとして複数のステッピングモータ３００の各駆動情報を送信しておき、各パルス生成部１２０〜各ステッピングモータ３００では、演算式を用いて歩進パルスを生成することで加減速の駆動パターンを格納したテーブルが不要になり、また、歩進パルスとパルス数設定値との比較による通過制御を行うことで演算式の除算で生じる余りがクリアされるので、複数のステッピングモータ３００を駆動する際にも制御部１０へのフィードバックを用いずに位置制御が可能になる。

（iv）シリアル通信部を介してステッピングモータ３００の駆動前に制御部１０がパルス生成部１２０に対して駆動情報を与えておき、ステッピングモータ３００の駆動前にパルス生成部１２０が速度目標値を演算式により算出するため、制御部１０が複数のステッピングモータ３００の駆動を制御する際にも遅れを生じさせずに適切なタイミングの駆動制御が可能になる。

（v）パルス数設定値に応じた歩進パルスのカウントの結果を、複数の速度目標値に亘って累積し、一連の動作の最後の速度目標値の歩進パルスについて、歩進パルスの供給遮断または生成停止を制御することにより、速度目標値に基づいた適切な加減速の制御を行いつつ、最終的に正確な位置制御が実現される。

〈変形例〉
以上の実施形態では、パルス出力制御部１３０がパルス生成部１２０からの歩進パルスをカウントしていて適切なタイミングで遮断する構成になっていた。このほか、パルス出力制御部１３０で歩進パルスを同様にパルス数設定値に基づいてカウントしておき、適切なタイミングでパルス生成演算部１２４に通知を行い、パルス生成演算部１２４が歩進パルスの生成を停止する構成であってもよい。

この場合も、演算式を用いて歩進パルスを生成することで加減速の駆動パターンを格納したテーブルが不要になり、また、歩進パルスとパルス数設定値との比較による通過制御を行うことで演算式の除算で生じる余りがクリアされるので制御部へのフィードバックを用いずに位置制御が可能になる。すなわち、ステッピングモータ３００を駆動する際に、制御パターンのデータが格納されたテーブルを用いずに、かつ制御部へのフィードバックを設けることなく、簡易な構成で、位置制御も可能な状態で等加速度の加減速を実現できる画像形成装置を実現することができる。

なお、以下に記載された付記も本実施形態の一態様である。
（付記１）
等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するパルス生成部と、
該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、
移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部から前記駆動部への前記歩進パルスの供給を遮断するパルス出力制御部と、
前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータと、
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。

（付記２）
等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するとともに、外部からの指示に基づいて前記歩進パルスの生成を停止するパルス生成部と、
該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、
移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部からの前記歩進パルスの生成を停止させるパルス出力制御部と、
前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータと、
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。

（付記３）
前記パルス生成部は、
速度目標値を算出する演算式として漸化式を用い、
所定周期で漸化式を用いた演算により速度目標値を算出する、
ことを特徴とする付記１または付記２に記載のモータ駆動装置。

（付記４）
前記パルス生成部、前記駆動部、前記パルス出力制御部、前記ステッピングモータをそれぞれ複数備え、
複数の各ステッピングモータの駆動情報をシリアルデータとして発生する制御部と、
前記駆動情報をシリアルデータとして受信し、前記複数の各パルス生成部に分配する通信部と、を有する、
ことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。

（付記５）
前記制御部は、前記通信部を介して前記ステッピングモータの駆動前に前記パルス生成部に対して前記駆動情報を与え、
前記パルス生成部は、前記ステッピングモータの駆動前に前記速度目標値を前記演算式により算出する、
ことを特徴とする付記４記載のモータ駆動装置。

（付記６）
前記パルス出力制御部は、
前記パルス数設定値に応じた前記歩進パルスのカウントの結果を、複数の速度目標値に亘って累積し、一連の動作の最後の速度目標値の歩進パルスについて、前記歩進パルスの供給遮断または生成停止を制御する、
ことを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の主要部の構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の画像形成装置で用いられるデータの流れを示す説明図である。 本発明の実施形態の画像形成装置で用いられるデータの内容を示す説明図である。 本発明の実施形態の画像形成装置で用いられるコマンドの内容を示す説明図である。 本発明の実施形態の処理の駆動パターンの一例を示す説明である。 本発明の実施形態の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 制御部
１００ モータ制御回路
１０１ シリアルデータ受信部
１１０ パルス生成出力部
１２０ パルス生成部
１３０ パルス出力制御部
２００ 駆動部
３００ ステッピングモータ

Claims (6)

1. 等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するパルス生成部と、
   該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、
   移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部から前記駆動部への前記歩進パルスの供給を遮断するパルス出力制御部と、
   前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータと、
   前記ステッピングモータにより駆動される被駆動物と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 等加速度の加速もしくは減速をステッピングモータに実現させる速度目標値を演算式に基づいて算出し、所定周期でクロックパルスをカウントし、このクロックパルスのカウント値が前記速度目標値に一致したときに歩進パルスを発生させることで、等加速度の加速もしくは減速を実現させるべく連続可変の歩進パルスを生成するとともに、外部からの指示に基づいて前記歩進パルスの生成を停止するパルス生成部と、
   該パルス生成部からの歩進パルスに基づいて前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動部と、
   移動位置あるいは移動量の目標値に応じて必要な前記歩進パルス数を意味するパルス数設定値を受け、前記歩進パルスのパルス数をカウントし、前記歩進パルスが該パルス数設定値と一致した時点で、前記パルス生成部からの前記歩進パルスの生成を停止させるパルス出力制御部と、
   前記駆動部から駆動パルスの供給を受けて駆動されるステッピングモータと、
   前記ステッピングモータにより駆動される被駆動物と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記パルス生成部は、
   速度目標値を算出する演算式として漸化式を用い、
   所定周期で漸化式を用いた演算により速度目標値を算出する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記パルス生成部、前記駆動部、前記パルス出力制御部、前記ステッピングモータをそれぞれ複数備え、
   複数の各ステッピングモータの駆動情報をシリアルデータとして発生する制御部と、
   前記駆動情報をシリアルデータとして受信し、前記複数の各パルス生成部に分配する通信部と、を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記通信部を介して前記ステッピングモータの駆動前に前記パルス生成部に対して前記駆動情報を与え、
   前記パルス生成部は、前記ステッピングモータの駆動前に前記速度目標値を前記演算式により算出する、
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記パルス出力制御部は、
   前記パルス数設定値に応じた前記歩進パルスのカウントの結果を、複数の速度目標値に亘って累積し、一連の動作の最後の速度目標値の歩進パルスについて、前記歩進パルスの供給遮断または生成停止を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。

Images