JP2009098172A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009098172A JP2009098172A JP2007266582A JP2007266582A JP2009098172A JP 2009098172 A JP2009098172 A JP 2009098172A JP 2007266582 A JP2007266582 A JP 2007266582A JP 2007266582 A JP2007266582 A JP 2007266582A JP 2009098172 A JP2009098172 A JP 2009098172A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- driver circuit
- motor driver
- motor
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 101710170230 Antimicrobial peptide 1 Proteins 0.000 description 8
- 101710170231 Antimicrobial peptide 2 Proteins 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
【課題】シーケンス等に応じてモータ制御方式を切り替え可能なモータドライバ回路を有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】目標速度が設定される(ステップS0)。そして、CPUの動作状態判断部において、CPUを用いたフィードバック制御かハードロジック回路を用いたフィードバック制御かをセレクト(選択)する判断基準が設定される(ステップS1)。ここで、判断基準としては、例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かが判断されるものとする。いずれの制御に従う方式に設定するか判断する(セレクト判断)(ステップS2)。設定された判断基準に従って例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かを判断し、作像中であればステップS2においてCPU制御を実行すると判断するものとする。
【選択図】図6
【解決手段】目標速度が設定される(ステップS0)。そして、CPUの動作状態判断部において、CPUを用いたフィードバック制御かハードロジック回路を用いたフィードバック制御かをセレクト(選択)する判断基準が設定される(ステップS1)。ここで、判断基準としては、例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かが判断されるものとする。いずれの制御に従う方式に設定するか判断する(セレクト判断)(ステップS2)。設定された判断基準に従って例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かを判断し、作像中であればステップS2においてCPU制御を実行すると判断するものとする。
【選択図】図6
Description
この発明は画像形成装置に関し、特に、駆動機構にDCブラシレスモータが用いられている画像形成装置に関する。
複写機やプリンタやそれらの複合機であるMFP(Multi Function Peripheral)などの画像形成装置において、駆動構成にDCブラシレスモータ、ACモータあるいはステッピングモータをそれぞれ目的に応じて選択して用いられている場合がある。
駆動構成にDCブラシレスモータを用いる場合、DCブラシレスモータのモータ制御基板内でハード的にフィードバックゲインおよび位相補償定数等が設定されている場合がある。
図8は、従来のDCブラシレスモータの構成を説明する図である。
図8を参照して、制御基板1000内のコントロール回路1005は、目標速度(回転数)に設定するために指令信号であるコントロール信号(クロック信号)を出力する。モータ制御基板1010内のモータドライバ回路1020は、コントロール信号(クロック信号)の入力を受けて目標速度となるようにDCブラシレス(DCBL)モータ部1015に供給する電流を制御する。そして、モータ制御基板1010内において、DCブラシレスモータが一定回転するようにフィードバック制御が実行される。
図8を参照して、制御基板1000内のコントロール回路1005は、目標速度(回転数)に設定するために指令信号であるコントロール信号(クロック信号)を出力する。モータ制御基板1010内のモータドライバ回路1020は、コントロール信号(クロック信号)の入力を受けて目標速度となるようにDCブラシレス(DCBL)モータ部1015に供給する電流を制御する。そして、モータ制御基板1010内において、DCブラシレスモータが一定回転するようにフィードバック制御が実行される。
図9は、モータ制御基板内の構成を説明する図である。
図9を参照して、モータ制御基板内においては、DCブラシレスモータ部1015と、モータドライバ回路1020が設けられるとともに、抵抗素子および容量素子を外付けでモータドライバ回路1020と接続できるように設計されている。
図9を参照して、モータ制御基板内においては、DCブラシレスモータ部1015と、モータドライバ回路1020が設けられるとともに、抵抗素子および容量素子を外付けでモータドライバ回路1020と接続できるように設計されている。
DCブラシレスモータ部1015は、モータ1016と、モータ1016の回転速度(回転数)を検出するためのFGセンサ1017とを含む。FGセンサ1017は、モータ1016の回転子の回転速度(回転数)に従う磁束変化に基いて回転信号であるFG信号(FGパルス)を生成する。
FGパルス周波数=モータ回転数(rpm)÷60×FGパルス数
ここで、FGパルス数は、モータ1回転当たりのいわゆるFGパターンから出力されるパルス数である。
ここで、FGパルス数は、モータ1回転当たりのいわゆるFGパターンから出力されるパルス数である。
モータドライバ回路1020は、モータ1016の回転信号であるFGセンサ1017からのFGパルスを検出する速度検出部1025と、速度検出部1025の検出結果を受けてFGパルスの周波数と目標速度に対応するコントロール回路から入力されるコントロール信号(クロック信号)との周波数偏差信号を生成する周波数偏差信号生成部1022と、速度検出部1025の検出結果を受けてFGパルスの位相とコントロール回路から入力されるコントロール信号(クロック信号)の位相との位相偏差信号を生成する位相偏差信号生成部1024と、オペアンプAMP1と、オペアンプAMP1の出力信号を受けて電流供給部1028に供給する電流量を設定するためのPWM(Pules Width Modulation)信号を生成するPWMチョッパ部1026と、PWMチョッパ部1026のPWM信号に従ってモータ1016に供給する電流を調整する電流供給部1028とを含む。
オペアンプAMP1は、抵抗素子および容量素子を接続することにより比例積分回路を形成する。具体的には、抵抗素子R1,R2が周波数偏差信号生成部1022および位相偏差信号生成部1024とオペアンプの入力ノードとの間にそれぞれ並列に設けられる。また、抵抗素子R3と容量素子C1とが直列に接続され、オペアンプの入力ノードと出力ノードとの間に接続される。また、並列に容量素子C2が入力ノードと出力ノードとの間に接続される。オペアンプの他方の入力ノードは基準電圧Vrefの供給を受ける。
なお、比例ゲインは、抵抗素子R1,R2の抵抗値と抵抗素子R3の抵抗値との比に基き設定される。例えば抵抗素子R1,R2の抵抗値が10kΩ、抵抗素子R3が20kΩの場合には、比例ゲインKpは2となる。
当該構成により、比例積分回路が形成されいわゆるフィードバック制御手法の一つであるPI(propotional and integral)制御が実行される。
具体的には、周波数偏差信号および位相偏差信号が加算されて偏差が増幅され、PWMチョッパ部1026のPWM信号のDUTY比が調整されてモータ1016に供給される電流量が制御される。
しかしながら、このようなハードウェアを用いた比例積分回路を形成する場合、従来のDCブラシレスモータにおいては、例えば各機種、各用途での負荷変動は異なるため負荷変動に対応してそれぞれ部品を変更して比例積分回路のゲインチューニングを実行していた。
したがって、例えば比例積分回路のゲインチューニングを実行するため煩雑な作業を必要としていた。
それゆえCPUを用いてモータ制御する種々の方式が提案されている。
特開平9−76563号公報においては、FGパルスに基いて加速指示信号および減速指示信号を生成してモータ制御する方式が開示されている。
特開平9−76563号公報においては、FGパルスに基いて加速指示信号および減速指示信号を生成してモータ制御する方式が開示されている。
また、特開平10−66374号公報においては、加速および減速時においては、CPUを用いたフィードバック制御であるPID(propotional integral and differential)制御を実行し、定速時にハードロジック回路に切り替えて制御することによりCPUの負荷を軽減する方式が開示されている。
特開平9−76563号公報
特開平10−66374号公報
しかしながら、特開平10−66374号公報にも記載されるようにCPUでモータ制御する場合には、CPUの負荷が増加する問題がある。特開平10−66374号公報においては定速時にハードロジック回路に切り替えて制御する構成が示されているが、シーケンス等に応じてCPUの負荷を軽減するためにハードロジック回路に切り替えることができれば便利である。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、シーケンス等に応じてモータ制御方式を切り替え可能なモータドライバ回路を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項に係る画像形成装置は、直流ブラシレスモータと、直流ブラシレスモータを駆動させるために、直流ブラシレスモータに目標速度に従う指令信号に応じた電流を供給するモータドライバ回路と、モータドライバ回路を制御する制御回路とを備える。モータドライバ回路は、指令信号の入力に従って直流ブラシレスモータに供給する電流を制御する電流制御部と、モータドライバ回路から出力される回転信号のパルス数の入力を受けて、モータドライバ回路が目標速度に追従するように基準信号のパルス数と回転信号のパルス数との周波数誤差を検知して周波数偏差信号を生成する周波数偏差信号生成部と、モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、モータドライバ回路が目標速度に追従するように基準信号のパルスと回転信号のパルスの位相誤差を検知して位相偏差信号を生成する位相偏差信号生成部と、周波数偏差信号生成部と位相偏差信号生成部からの周波数偏差信号および位相偏差信号の入力に基いて電流制御部に出力する第1の指令信号を生成する信号生成回路とを含む。制御回路は、モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、モータドライバ回路が目標速度に追従するようにPID演算制御処理により第2の指令信号を出力するPID演算制御処理部を含む。制御回路は、所定条件に従って電流制御部への第1および第2の指令信号の入力を切り替える。
好ましくは、制御回路は、画像形成装置の動作シーケンスに従って作像中は第2の指令信号に切り替え、作像後は第1の指令信号に切り替える。
好ましくは、制御回路は、モータドライバ回路を制御する負荷量に基いて、第2の指令信号から第1の指令信号に切り替える。
本発明の他の請求項に係る別の画像形成装置は、直流ブラシレスモータと、直流ブラシレスモータを駆動させるために、直流ブラシレスモータに目標速度に従う指令信号に応じた電流を供給するモータドライバ回路と、モータドライバ回路を制御する制御回路とを備える。制御回路は、モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、モータドライバ回路が目標速度に追従するようにPID演算制御処理により演算結果を出力するPID演算制御処理部を含む。モータドライバ回路は、指令信号の入力に従って直流ブラシレスモータに供給する電流を制御する電流制御部と、モータドライバ回路から出力される回転信号のパルス数の入力を受けて、モータドライバ回路が目標速度に追従するように基準信号のパルス数と回転信号のパルス数との周波数誤差を検知して周波数偏差信号を生成する周波数偏差信号生成部と、モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、モータドライバ回路が目標速度に追従するように基準信号のパルスと回転信号のパルスの位相誤差を検知して位相偏差信号を生成する位相偏差信号生成部と、指令信号を出力するオペアンプと、制御回路からの選択信号に従って制御回路からの演算結果のオペアンプに対する入力と周波数偏差信号および位相偏差信号のオペアンプに対する入力とを切り替える選択回路とを含む。
上記本発明の請求項に係る画像形成装置は、制御回路において、所定条件に従ってモータドライバ回路の電流制御部への第1および第2の指令信号の入力を切り替える。したがって、制御回路側におけるフィードバック制御とモータドライバ回路側におけるフィードバック制御を切り替えることが可能であり、負荷が変動するシーケンス等に応じてモータ制御方式を切り替えて効率的なモータ制御を実行することができる。
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。
本実施の形態においては、本発明にかかる画像形成装置をタンデム方式のデジタルカラー複写機(以下、複写機という)で適用する場合について説明する。
しかしながら、本発明にかかる画像形成装置は複写機に限定されず、駆動機構にDCブラシレスモータが用いられる画像形成装置であれば、プリンタやファクシミリ装置やそれらの複合機であるMFP(Multi Function Peripheral)などであってもよい。また、印刷方式もタンデム方式に限定されるものではなく、さらにデジタル方式に限定されるものでもない。さらに、カラー機でなくモノクロ機であってもよい。
カラータンデム方式の画像形成装置は、各々現像器を含んだ4色の作像部が中間転写体である中間転写ベルトに沿って列設されて構成され、それぞれに形成された各色のトナー画像を上記中間転写ベルトに転写し(一次転写)、各色トナーの重ね合わせにより多色画像を形成する。さらに、中間転写ベルト上で重ね合わされた画像を印刷媒体である用紙上に転写し(二次転写)、定着工程を経て出力する。
図1は、本発明にかかる画像形成装置が適用される、本実施の形態にかかる複写機1のハードウェア構成の概略を示す模式的断面図である。複写機1は、タンデム方式のデジタルカラー複写機であって、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の4色のトナーを順次重ね合わせることによってカラー画像を形成する。
図1を参照して、本実施の形態にかかる複写機1は、画像読取部10と、用紙搬送部20と、画像形成部30と、用紙格納部40とを含む。
画像読取部10は、原稿をセットするための戴荷台3と、原稿台ガラス11と、戴荷台3にセットされた原稿を原稿台ガラス11に自動的に1枚ずつ搬送する搬送部2と、読取られた原稿を排出するための排出台4とを含む。さらに、原稿読取部10は、図示しないスキャナを含む。スキャナは、スキャンモータによって原稿台ガラス11と平行移動する。スキャナには、原稿を照射する露光ランプ、原稿からの反射光の向きを変える反射ミラー、反射ミラーからの光路を変えるミラー、反射光を集光するレンズ、および受光した反射光に応じて電気信号を発生する3列(R,G,B)のCCD(Charge Coupled Device
)などの光電変換素子が含まれる。
)などの光電変換素子が含まれる。
搬送部2によって搬送された原稿は原稿台ガラス11上にセットされ、スキャナが原稿台ガラス11と平行に移動するとき露光走査される。原稿からの反射光は光電変換素子によって電気信号に変換され、画像形成部30に入力される。
画像形成部30は、複数のローラ32,33,34により弛まないように懸架され、これらのローラが図1中で反時計回り(図1中の矢印A方向)に回転することで、所定速度で同方向に回転する無端ベルトである中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31に沿って所定間隔で配置されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)各色トナーに対応する作像部21Y,21M,21C,21K(これらを代表させて作像部21とする)と、各作像部21に含まれる現像器と、感光体と中間転写ベルト31を介して対をなす転写ローラ25Y,25M,25C,25K(これらを代表させて転写ローラ25とする)と、中間転写ベルト31に転写されたトナー像が用紙に転写された後に定着させる定着器36と、図示しないがCPU(Central Processing Unit)などを含むコントローラ100と、コントローラ100で実行されるプログラムなどを記憶するメモリ101とを含む。
用紙格納部40は、印刷媒体である用紙Sを収納する給紙カセット41を含み、用紙搬送部20は、給紙カセット41から用紙Sを搬送するためのローラ42,43,35,37、および印刷された用紙を排出する排紙トレイ38を含む。
コントローラ100は、図示しない操作パネル等から入力される指示信号に基づいてメモリ101からプログラムを読出して実行し、上記各部を制御する。また、コントローラ100は内部にタイマなどの計時手段を備えて、所定時間が計時されたときにプログラムを実行してもよい。なお、コントローラ100およびメモリ101は画像形成部30以外の画像読取部10や用紙搬送部20などに備えられてもよい。
コントローラ100は上記プログラムを実行することで、画像読取部10や外部装置などから入力された画像信号に対して所定の画像処理を施し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色に色変換したデジタル信号を作成する。コントローラ100で作成された、上記画像を形成するための、シアン用の画像色データ、マゼンタ用の画像色データ、イエロー用の画像色データ、およびブラック用の画像色データは、各色に応じてコントローラ100から作像部21の露光器に出力される。
露光器が、コントローラ100から入力された画像データに基づいて、感光体にレーザビームを出力することで、均一に帯電された感光体の表面が画像データに応じて露光され、静電潜像が形成される。現像ローラには現像バイアス電圧が印加されて、感光体の潜像電位との間に電位差が発生する。その状態において電荷を帯びたトナーが供給されることによって、感光体の表面にトナー像が形成される。感光体の表面に形成されたトナー像は、定電圧もしくは定電流の転写ローラ25によって、像担持体である中間転写ベルト31に転写される。これを一次転写と言う。
中間転写ベルト31に一次転写されたトナー像は、ローラ34によって、給紙カセット41から搬送された用紙Sに転写される。これを二次転写と言う。用紙に二次転写されたトナー像は、定着器36によって用紙に定着され、電子写真画像として排紙トレイ38に排紙される。
複写機1の上記構成のうち、駆動機構として、たとえば作像部21内の感光体や各種のローラを駆動させる機構や定着器36を駆動させる機構や用紙搬送部20のローラ42,43,35,37を駆動させる機構などにDCブラシレスモータが用いられ得る。本発明においては、DCブラシレスモータがいずれの駆動機構で用いられるかについては限定されず、いずれで用いられていてもよい。また、その他の機構で用いられていてもよい。
本実施の形態にかかる複写機1では、コントローラ100内のCPU200でDCブラシレスモータの駆動が制御される。
図2は、コントローラ100内のCPU200によりDCブラシレスモータの駆動が制御される構成を説明する図である。
図2を参照して、CPU200に示される機能は、CPU200がメモリ101からプログラムを読出して実行することによって主にCPU200に形成される機能であるが、その中の少なくとも一部が図1に示されたハードウェア構成によって形成されてもよい。
そして、CPU200により制御されるモータ部1015と、モータ部1015のモータ部1016を駆動するためのモータドライバ回路300とがハードウェア構成として示されている。
本発明の実施の形態に従うモータ制御方式は、図9で説明した従来構成の如くモータ部のフィードバック制御をCPUによるソフトウェアで実現する方式とハードウェアで実現する方式を両方兼ね備えたものであり、切り替え可能な方式となっている。
モータ部1015は、モータ部1016と、モータ部1016の回転子の回転速度に従う磁束変化に基いて回転信号であるFGパルスを生成するFGセンサ1017とを含む。
モータドライバ回路300は、FGパルスおよびCPU200からの指示信号等の入力を受けて、モータ部1016を駆動するための電流を調整する。
CPU200は、FGセンサ1017からのFGパルスを検出するパルス検出部215と、目標速度信号(クロック信号)とパルス検出部215において検出されるFGパルスとを比較して、誤差値を検出し、検出された誤差値に従って比例項P、積分項Iおよび微分項Dに対して演算処理するPID演算処理部210と、PID演算処理した結果をモータドライバ回路300に出力するためのコントロール信号を生成する信号出力部220と、目標速度信号(クロック信号)を生成する目標速度信号生成部205と、モータ制御方式を切り替えるための制御信号SELECTを出力する選択信号生成部225と、画像形成装置の動作状態を判断して選択信号生成部225に対して制御信号SELECTの出力を指示する動作状態判断部230とを含む。
なお、目標速度信号生成部205は、CPU200内部で目標速度に対応したクロック信号を生成することも可能であるし、コントローラ100の外部から入力することも可能である。なお、目標速度に対応したクロック信号を生成するために必要な情報は、メモリ101に格納されているものとする。
図3は、本発明の実施の形態に従うサーボ機構のブロック線図を説明する図である。
図3を参照して、ここで示されるようにフィードバック制御系で構成される。具体的には、目標速度に対応するクロック信号のパルスが入力されて、現在のモータのFGパルスとの周波数偏差(誤差)が周波数PIDブロック70に与えられる。また、目標速度に対応するクロック信号のパルスと現在のモータのFGパルスとの位相偏差が位相PIDブロック78に与えられる。
図3を参照して、ここで示されるようにフィードバック制御系で構成される。具体的には、目標速度に対応するクロック信号のパルスが入力されて、現在のモータのFGパルスとの周波数偏差(誤差)が周波数PIDブロック70に与えられる。また、目標速度に対応するクロック信号のパルスと現在のモータのFGパルスとの位相偏差が位相PIDブロック78に与えられる。
そして、周波数PIDブロック70からPID演算処理された処理結果と、位相PIDブロック78からPID演算処理された処理結果とが加算処理されデジタルフィルタである信号出力部220に含まれているローパスフィルタ72を介してモータ出力指示としてモータブロック74に与えられる。
ローパスフィルタ72は、ノイズ除去手段として設けられている。なお、ここでは、デジタルフィルタとしては、FIRフィルタあるいはIIRフィルタあるいはノッチフィルタで形成されているものとする。
モータブロック74からの速度信号(N(r/m))が出力され、モータブロック74の速度がFGブロック76によりFGパルスに変換されて目標速度信号(クロック信号)との偏差(誤差)が算出される。
図4は、モータブロック74の内部のブロック線図である。
図4を参照して、ローパスフィルタ72を介して入力されるモータ出力指示がPWMチョッピングゲインにより電圧値に変換される。
図4を参照して、ローパスフィルタ72を介して入力されるモータ出力指示がPWMチョッピングゲインにより電圧値に変換される。
そして、誘起電圧係数KEにより算出されたフィードバック電圧とPWMチョッピングゲインにより変換された電圧値の差分を算出して、電圧値の差分値に基いて駆動巻線インピーダンス(1/Ra)/(1+sτE)により電流に変換される。そして、変換された電流値とトルク定数KTにしたがって出力トルクに変換される。そして、出力トルクは、回転子イナーシャ(kj/sTM)により回転速度に変換される。変換された回転速度は、上述したように誘起電圧係数KEによりフィードバック電圧に変換される。
図5は、本発明の実施の形態に従うモータ制御基板を説明する図である。
図5を参照して、本発明の実施の形態に従うモータ制御基板内においては、DCブラシレスモータ部1015と、モータドライバ回路300とが設けられる。
図5を参照して、本発明の実施の形態に従うモータ制御基板内においては、DCブラシレスモータ部1015と、モータドライバ回路300とが設けられる。
上述したようにDCブラシレスモータ部1015は、モータ部1016と、モータ部1016の回転速度(回転数)を検出するためのFGセンサ1017とを含む。FGセンサ1017は、モータ部1016の回転子の回転速度(回転数)に従う磁束変化に基いて回転信号であるFG信号(FGパルス)を生成する。そして、FG信号は、上述したようにCPU200のパルス検出部215に入力される。
モータドライバ回路300は、図9で説明したモータドライバ回路1020と比較して、CPU200からのコントロール信号の入力を受けるオペアンプAMP2と、抵抗素子R4,R5と、スイッチ回路SW1,SW2をさらに設けた構成である。その他の点については、図9で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
具体的には、オペアンプAMP2の一方の入力ノード(−側)と出力ノードとは抵抗素子R4と接続される。また、オペアンプAMP2の他方の入力ノード(+側)は、基準電圧Vrefと接続される。また、オペアンプAMP2の一方の入力ノード(−側)は、抵抗素子R5およびスイッチ回路SW1を介して、CPU200の図示しない信号出力部220の出力ノードと接続される。なお、当該オペアンプAMP2は、抵抗素子R4,R5の抵抗値に基く増幅度(−R4/R5)の反転増幅回路を形成する。
スイッチ回路SW2は、オペアンプAMP1の一方の入力ノード(−側)と抵抗素子R1,R2の接続ノードとの間に設けられる。
スイッチ回路SW1,SW2は、制御信号SELECTに従って切り替えられる。例えば制御信号SELECTが「H」レベルの場合にスイッチ回路SW1がオンし、スイッチ回路SW2はオフとする。すなわちスイッチ回路SW1がオンした場合には、CPU200側からの信号がオペアンプAMP2の入力ノード(−側)に伝達される。一方、オペアンプAMP1の入力ノード(−側)はスイッチ回路SW2がオフしており信号は伝達されない。
一方、制御信号SELECTが「L」レベルの場合にスイッチ回路SW1がオフし、スイッチ回路SW2はオンとする。すなわちスイッチ回路SW2がオンした場合には、周波数偏差信号生成部1022および位相偏差信号生成部1024の周波数偏差信号および位相偏差信号が抵抗R1,R2を介してオペアンプAMP1の入力ノード(−側)に伝達される。一方、オペアンプAMP2の入力ノード(−側)はスイッチ回路SW1がオフしており信号は伝達されない。
本例においては、制御信号SELECTの入力に応答してスイッチ回路SW1,SW2が相補的に動作し、モータ制御が実行される。具体的には、制御信号SELECT(「H」レベル)に従ってCPU200を用いたフィードバック制御が実行される。一方、制御信号SELECT(「L」レベル)に従ってモータ制御基板側すなわちハードロジック回路を用いたフィードバック制御が実行される。
図6は、本発明の実施の形態に従うモータ制御方式を説明するフロー図である。
図6を参照して、まず目標速度が設定される(ステップS0)。具体的には、目標速度信号生成部205において目標速度に対応するクロック信号が生成される。
図6を参照して、まず目標速度が設定される(ステップS0)。具体的には、目標速度信号生成部205において目標速度に対応するクロック信号が生成される。
そして、次に、CPU200の動作状態判断部230において、CPUを用いたフィードバック制御かハードロジック回路を用いたフィードバック制御かをセレクト(選択)する判断基準が設定される(ステップS1)。
ここで、判断基準としては、例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かが判断されるものとする。
次に、いずれの制御に従う方式に設定するか判断する(セレクト判断)(ステップS2)。すなわち、CPUを用いたフィードバック制御(CPU制御とも称する)あるいはハードロジック回路を用いたフィードバック制御(ハード制御とも称する)のいずれの制御方式に設定するかを判断する。具体的には、動作状態判断部230は、設定された判断基準に従って例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かを判断し、作像中であればステップS2においてCPU制御を実行すると判断するものとする。
一方、動作状態判断部230は、設定された判断基準に従って例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいて作像中か否かを判断し、作像中でない場合、例えば作像後のプリント用紙の搬送中であればステップS2においてハード制御を実行すると判断するものとする。
ステップS2においてCPU制御を実行すると判断した場合には、次に、モータ駆動を開始(継続)する(ステップS3)。なお、初期状態においては制御信号SELECT(「H」レベル)が出力されておりCPU制御が選択されているものとする。
開始時においては、目標速度(回転数)となるようにコントロール信号がCPU200から出力されるものとする。例えば、メモリ101において、目標速度とコントロール信号のレベルとの対応テーブル等を記憶させておいて、対応テーブルを参照して入力された目標速度信号に対応するコントロール信号のレベルに設定することが可能である。なお、後述するが、モータの駆動開始後、再びステップS3に進む場合には、モータの駆動を継続して次のステップに進む。
そして、次に速度誤差の検出を開始し(ステップS4)、FGパルスの周波数誤差を検出する(ステップS5)とともにFGパルスの位相誤差を検出する(ステップS9)。具体的には、PID演算処理部210は、パルス検出部215で検出したFGパルスの入力を受けて、目標速度信号(クロック信号)の周波数とFGパルスの周波数とを比較して周波数誤差の検出を実行する。また、同様にPID演算処理部210は、目標速度信号(クロック信号)の位相とFGパルスの位相とを比較して位相誤差の検出を実行する。
そして、周波数誤差に関して、周波数誤差があるか否かを判断する(ステップS5)。なお、周波数誤差については目標値とのある程度の誤差余裕(マージン)を見て、誤差余裕を越える範囲の誤差が有る場合に周波数誤差があると判断することも可能である。
そして、ステップS6において周波数誤差があると判断される場合には、予め設定さているゲインに基いて周波数PID演算処理を実行する(ステップS7)。
そして、ステップS8の加算処理に進む。
また、位相誤差に関して、位相誤差があるか否かを判断する(ステップS10)。なお、位相誤差については目標値とのある程度の誤差余裕(マージン)を見て、誤差余裕を越える範囲の誤差が有る場合に位相誤差があると判断することも可能である。
また、位相誤差に関して、位相誤差があるか否かを判断する(ステップS10)。なお、位相誤差については目標値とのある程度の誤差余裕(マージン)を見て、誤差余裕を越える範囲の誤差が有る場合に位相誤差があると判断することも可能である。
そして、ステップS10において位相誤差があると判断される場合には、予め設定されているゲインに基いて位相PID演算処理を実行する(ステップS11)。
そして、ステップS8の加算処理に進む。
一方、ステップS6において、周波数誤差が無いと判定された場合には、ステップS8に進む。この場合、周波数誤差が無いため新たな誤差演算結果は無い。すなわち前回時と同じ結果が出力される。
一方、ステップS6において、周波数誤差が無いと判定された場合には、ステップS8に進む。この場合、周波数誤差が無いため新たな誤差演算結果は無い。すなわち前回時と同じ結果が出力される。
また、ステップS10において、位相誤差が無いと判定された場合には、ステップS17#に進む。この場合、位相誤差が無いため新たな演算結果は0として加算処理に進む。
そして、加算処理において、位相PID演算処理された結果と周波数PID演算処理された結果とを加算処理する(ステップS8)。なお、周波数誤差が無い場合には前回時の周波数PID演算処理した演算結果が用いられ、位相誤差が無い場合には、前回時の位相PID演算処理した演算結果が用いられるものとする。
そして、PID演算処理部210の処理結果である加算結果に基いて信号出力部220からモータドライバ回路に対してコントロール信号が出力指示される(ステップS12)。
そして、上述したようにモータの停止指示が入力されたか否かが判断され(ステップS13)、モータの停止指示が入力されない場合には、ステップS2に進み、停止するまで上述のステップの処理を繰り返す。
ステップS13において、モータの停止指示が入力された場合、終了する。
なお、一例としてモータの停止指示は、目標速度信号の入力が停止した場合にモータの停止指示が入力されたと判断することが可能である。なお、特に、モータの停止指示は目標速度信号の入力に従うものではなく、モータの停止指示を認識できさえすればいずれの手段を用いることも可能である。
なお、一例としてモータの停止指示は、目標速度信号の入力が停止した場合にモータの停止指示が入力されたと判断することが可能である。なお、特に、モータの停止指示は目標速度信号の入力に従うものではなく、モータの停止指示を認識できさえすればいずれの手段を用いることも可能である。
ステップS2において、ハード制御を実行すると判断した場合には、次に、切り替えを指示する(ステップS14)。具体的には、選択信号生成部225から制御信号SELECT(「L」レベル)が出力される。なお、初期状態においては制御信号SELECT(「H」レベル)が出力されておりCPU制御が選択されているものとする。
制御信号SELECT(「L」レベル)に応答してモータドライバ回路300のスイッチ回路SW1がオフしてスイッチ回路SW2がオンする。
そして、目標速度信号生成部205からモータドライバ回路300に対して目標速度に対応するクロック信号が出力される。
そして、図9で説明したのと同様の構成となり周波数偏差信号生成部1022および位相偏差信号生成部1024において周波数偏差信号および位相偏差信号が生成されて上述した比例積分回路においてPI制御されてPWMチョッパ部1026に出力される。そして、周波数偏差信号および位相偏差信号が加算されて偏差が増幅され、PWMチョッパ部1026のPWM信号のDUTY比が調整されてモータ部1016に供給される電流量が制御される。
本発明の実施の形態に従うモータ制御方式は、従来構成のようにハードウェアを用いた比例積分回路のみのモータ制御方式ではなく、シーケンス等に従ってフィードバック制御をCPU側で実行する方式である。
具体的には、動作状態判断部230において、例えば画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かを判断し、作像中であればCPU制御を実行し、作像中でない場合例えば作像後のプリント用紙の搬送中であればハード制御を実行する。
当該方式により、精度の要求されるプリント用紙に対する作像中の場合には、CPU制御により精度の高いフィードバック制御を実行し、精度を要求されない作像後のプリント用紙の搬送中(後シーケンス)の場合には、ハード制御を実行することによりCPU側の負荷を軽減し効率的なフィードバック制御を実行することが可能である。
また、上記においては、動作状態判断部230において、画像形成装置の動作シーケンスにおいてプリント用紙に対する作像中か否かを判断する場合について説明したがこれに限られず、例えば負荷変動に従って、制御方式を切り替えることも可能である。
例えば、単一のCPUで複数のモータを制御する場合に並行して制御する必要のあるモータ制御の個数に従ってCPU制御にするかハード制御にするかを判断することも可能である。例えばモータ制御の個数が3個以上であるならばハード制御を実行し、3個未満であるならばCPU制御を実行するように制御方式を切り替えることも可能である。当該方式により、CPU側の負荷を軽減して効率的なフィードバック制御を実行することが可能である。
また、動作状態判断部230において、CPUの負荷量を判断してモータ制御に占める負荷量の割合に基いて所定の負荷量以上であればモータ制御からハード制御に切り替えるようにセレクト判断基準を設定することも可能である。
また、上記をそれぞれ組み合わせて動作状態判断部230における判断基準とすることも可能である。
図7は、本発明の実施の形態の変形例に従うモータ制御基板を説明する図である。
図7を参照して、本発明の実施の形態の変形例に従うモータドライバ回路300#は、図5のモータドライバ回路300と比較して、オペアンプを共通化した点が異なる。具体的には、オペアンプAMP1,AMP2と置換してオペアンプAMP#を設ける。
図7を参照して、本発明の実施の形態の変形例に従うモータドライバ回路300#は、図5のモータドライバ回路300と比較して、オペアンプを共通化した点が異なる。具体的には、オペアンプAMP1,AMP2と置換してオペアンプAMP#を設ける。
オペアンプAMP#の一方の入力ノード(−側)と出力ノードとは抵抗素子R6と接続される。また、オペアンプAMP#の他方の入力ノード(+側)は、基準電圧Vrefと接続される。また、オペアンプAMP#の一方の入力ノード(−側)に抵抗素子R1,R2の接続ノードとの電気的な接続と抵抗素子R7との電気的な接続を切り替えるスイッチ回路SW3が設けられる。CPU200の信号出力部220の出力ノードは、抵抗素子R7を介してスイッチSW3と接続される。なお、抵抗素子R6と抵抗素子R7との抵抗値は同じものとする。スイッチSW3が制御信号SELECTに従って切り替えられて抵抗素子R7がオペアンプの入力ノード(−側)と接続された場合、オペアンプAMP#は、抵抗素子R6,R7の抵抗値に基く増幅度(−R6/R7)の反転増幅回路を形成する。
なお、比例ゲインは、抵抗素子R1,R2の抵抗値と抵抗素子R6の抵抗値との比に基き設定される。例えば抵抗素子R1,R2の抵抗値が10kΩ、抵抗素子R6が20kΩの場合には、比例ゲインKpは2となる。
スイッチ回路SW3は、上述したように制御信号SELECTに従って切り替え動作を実行する。具体的には、制御信号SELECT(「H」レベル)に従って抵抗素子R7を介してCPU200の信号出力部220の出力ノードからの信号がオペアンプAMP#の一方の入力ノード(−側)に伝達される。
また、制御信号SELECT(「L」レベル)に従って周波数偏差信号生成部1022および位相偏差信号生成部1024の周波数偏差信号および位相偏差信号が抵抗R1,R2を介してオペアンプAMP1の入力ノード(−側)に伝達される。
当該構成においても図6で説明したフローに基いて、フィードバック制御をCPU制御からハード制御に切り替えて実行することが可能である。
なお、当該構成は、オペアンプを共通化し、スイッチ回路を一つにした構成であるためモータドライバ回路300#の部品点数を削減するとともにレイアウト面積を縮小することも可能である。
なお、画像形成装置を制御するコントローラについて、コンピュータを機能させて、上述の図5で説明したような制御を実行させるプログラムを提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
なお、上記プログラムは、コンピュータのオペレーションシステム(OS)の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずOSと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。
また、上記プログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。
提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストール
されて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。
されて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 複写機、3 戴荷台、2 搬送部、4 排出台、10 画像読取部、11 原稿台ガラス、20 用紙搬送部、21,21Y,21M,21C,21K 作像部、25,25Y,25M,25C,25K 転写ローラ、30 画像形成部、31 中間転写ベルト、32,33,34,35,37,42,43 ローラ、38 排紙トレイ、40 用紙格納部、41 給紙カセット、60 モータ部、62 モータ、64 FGセンサ、70 周波数PIDブロック、72 ローパスフィルタ、74 モータブロック、76 FGブロック、78 位相PIDブロック、100 コントローラ、101 メモリ、200 CPU、205 目標速度信号生成部、210 PID演算処理部、215 パルス検出部、220 信号出力部、225 選択信号生成部、230 動作状態判断部、300,300# モータドライバ回路、1000 制御基板、1005 コントロール回路、1010 モータ回路基板、1015 DCBLモータ部、1016 モータ、1017 FGセンサ、1022 周波数偏差信号生成部、1024 位相偏差信号生成部、1025 速度検出部、1026 PWMチョッパ部、1028 電流供給部。
Claims (4)
- 直流ブラシレスモータと、
前記直流ブラシレスモータを駆動させるために、前記直流ブラシレスモータに目標速度に従う指令信号に応じた電流を供給するモータドライバ回路と、
前記モータドライバ回路を制御する制御回路とを備え、
前記モータドライバ回路は、
前記指令信号の入力に従って前記直流ブラシレスモータに供給する電流を制御する電流制御部と、
前記モータドライバ回路から出力される回転信号のパルス数の入力を受けて、前記モータドライバ回路が前記目標速度に追従するように基準信号のパルス数と前記回転信号のパルス数との周波数誤差を検知して周波数偏差信号を生成する周波数偏差信号生成部と、
前記モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、前記モータドライバ回路が前記目標速度に追従するように前記基準信号のパルスと前記回転信号のパルスの位相誤差を検知して位相偏差信号を生成する位相偏差信号生成部と、
前記周波数偏差信号生成部と前記位相偏差信号生成部からの周波数偏差信号および位相偏差信号の入力に基いて前記電流制御部に出力する第1の指令信号を生成する信号生成回路とを含み、
前記制御回路は、前記モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、前記モータドライバ回路が前記目標速度に追従するようにPID演算制御処理により第2の指令信号を出力するPID演算制御処理部を含み、
前記制御回路は、所定条件に従って前記電流制御部への前記第1および第2の指令信号の入力を切り替える、画像形成装置。 - 前記制御回路は、前記画像形成装置の動作シーケンスに従って作像中は前記第2の指令信号に切り替え、作像後は前記第1の指令信号に切り替える、請求項1記載の画像形成装置。
- 前記制御回路は、前記モータドライバ回路を制御する負荷量に基いて、前記第2の指令信号から前記第1の指令信号に切り替える、請求項1記載の画像形成装置。
- 直流ブラシレスモータと、
前記直流ブラシレスモータを駆動させるために、前記直流ブラシレスモータに目標速度に従う指令信号に応じた電流を供給するモータドライバ回路と、
前記モータドライバ回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、前記モータドライバ回路が前記目標速度に追従するようにPID演算制御処理により演算結果を出力するPID演算制御処理部を含み、
前記モータドライバ回路は、
前記指令信号の入力に従って前記直流ブラシレスモータに供給する電流を制御する電流制御部と、
前記モータドライバ回路から出力される回転信号のパルス数の入力を受けて、前記モータドライバ回路が前記目標速度に追従するように基準信号のパルス数と前記回転信号のパルス数との周波数誤差を検知して周波数偏差信号を生成する周波数偏差信号生成部と、
前記モータドライバ回路から出力される回転信号の入力を受けて、前記モータドライバ回路が前記目標速度に追従するように前記基準信号のパルスと前記回転信号のパルスの位相誤差を検知して位相偏差信号を生成する位相偏差信号生成部と、
前記指令信号を出力するオペアンプと、
前記制御回路からの選択信号に従って前記制御回路からの演算結果の前記オペアンプに対する入力と前記周波数偏差信号および位相偏差信号の前記オペアンプに対する入力とを切り替える選択回路とを含む、画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007266582A JP2009098172A (ja) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007266582A JP2009098172A (ja) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009098172A true JP2009098172A (ja) | 2009-05-07 |
Family
ID=40701282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007266582A Withdrawn JP2009098172A (ja) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009098172A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011170323A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-09-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置、画像形成プログラム、記録媒体 |
JP2014240987A (ja) * | 2014-09-29 | 2014-12-25 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2015028659A (ja) * | 2014-09-29 | 2015-02-12 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2007
- 2007-10-12 JP JP2007266582A patent/JP2009098172A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011170323A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-09-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置、画像形成プログラム、記録媒体 |
JP2014240987A (ja) * | 2014-09-29 | 2014-12-25 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
JP2015028659A (ja) * | 2014-09-29 | 2015-02-12 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009148082A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2792019B2 (ja) | 画像形成装置における始動制御装置 | |
JP2008083139A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009098172A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4928881B2 (ja) | 画像形成装置及び位相合わせ制御方法 | |
US5592261A (en) | Image forming apparatus having a stepping motor for rotating a photosensitive drum | |
JP2009098171A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2010175711A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4404102B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US8026940B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2009145743A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008168467A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4813832B2 (ja) | カラー画像形成装置 | |
JP2002244387A (ja) | カラー画像形成装置 | |
JPH11143331A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4873720B2 (ja) | ステッピングモータ駆動制御装置およびそれを用いた画像形成装置 | |
JP3808826B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP4356760B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7379053B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US10955788B1 (en) | Image forming apparatus having motor controller, paper conveyance method, and non-transitory computer readable medium | |
JP2003150002A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008026629A (ja) | 画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム、および記録媒体 | |
JP2023023922A (ja) | 画像形成装置、画像形成装置の制御方法および画像形成装置の制御プログラム | |
JP2019161893A (ja) | 電源装置、画像形成装置及び電源制御方法 | |
JP2022130990A (ja) | 電流検出装置、画像形成装置、及びデータ補正方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110104 |