JP2009251504A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,コピー,プリンタ,FAX等の画像形成装置に関する。さらに詳細には,各部材を回転駆動するために,複数個のモータを内蔵する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copy, a printer, and a FAX. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus incorporating a plurality of motors for rotationally driving each member.
画像形成装置は,例えば感光体や現像ローラ等の複数の回転体を有している。そしてそれらをそれぞれ回転させるために,複数個のモータを有していることが多い。例えば電源投入による起動時には,停止している複数個のモータのうちのいくつかをいずれも起動させ,それぞれ求められる回転速度となるように制御する必要がある。しかし,モータの起動時には一般に,定速制御時に比較して大きい電流を供給することが必要である。そのため,複数のモータを同時に起動できるためには,かなり大容量の電源を備えることが必要であった。 The image forming apparatus has a plurality of rotating bodies such as a photoconductor and a developing roller. In many cases, a plurality of motors are provided to rotate them. For example, at the time of start-up by turning on the power, it is necessary to start some of the plurality of stopped motors and control them so as to obtain the required rotation speed. However, it is generally necessary to supply a larger current when starting up the motor than when performing constant speed control. Therefore, in order to be able to start multiple motors at the same time, it was necessary to provide a fairly large capacity power supply.
大容量の電源を備えることを避けるために,従来より,複数のモータを立ち上げる場合には,その起動タイミングをずらし,順番に立ち上げるようにしていた。まず,第1のモータを起動し,その起動開始からあらかじめ定められた起動時間が経過してから,第2のモータを起動するようにするのである。そしてさらに,第2のモータの起動時間が経過したら,両モータがともに制御可能な状態になったと判断する。この起動時間として,例えば,そのモータの起動に掛かる最大時間が設定されていた。 In order to avoid providing a large-capacity power supply, conventionally, when starting up multiple motors, the startup timing has been shifted and started up in order. First, the first motor is activated, and the second motor is activated after a predetermined activation time has elapsed from the start of activation. Further, when the start-up time of the second motor has elapsed, it is determined that both motors are in a controllable state. For example, the maximum time required for starting the motor is set as the start time.
しかしながらこのようにした場合には,電源投入から画像形成が開始可能となるまでの待ち時間が長いという問題点があった。これに対し,メインモータとポリゴンモータとを同時に駆動開始しながらも,あらかじめ定められた抑制時間が経過するまでは,ポリゴンモータを設定速度よりも遅い速度で駆動する画像形成装置が開示されている(例えば,特許文献1参照。)。本文献の技術によれば,待ち時間を長くすることなく,メインモータとポリゴンモータとの起動時に大電流を必要としないとされている。
しかしながら,上記のような各モータを順に立ち上げる制御方法では,先に立ち上げられるモータは起動の都度,少なくとも第2のモータに設定されている起動時間の間は,立ち上げ後の定速回転状態で待機される。この設定されている起動時間は通常,ある程度の余裕を見込んだ時間設定となっている。そして一般に,その設定された時間より短時間で第2のモータの回転が安定したとしても,その起動時間が経過するまでは両モータとも定速回転状態で待機するようにされている。そのため,先に立ち上げられるモータほど,定速回転状態での待機時間が長く,それだけ多く回転されることになる。定速回転状態での待機中のこの回転は,画像形成に寄与しない,いわば無駄な回転である。 However, in the control method in which each motor is started up in order as described above, the motor that is started up first is rotated at a constant speed after starting up at least during the start-up time set in the second motor each time it starts up. Wait in state. This set startup time is usually set to allow for a certain margin. In general, even if the rotation of the second motor is stabilized in a shorter time than the set time, both the motors wait in a constant speed rotation state until the start time elapses. Therefore, the earlier the motor is started, the longer the standby time in the constant speed rotation state, and the more the motor is rotated. This rotation during standby in the constant speed rotation state is a useless rotation that does not contribute to image formation.
例えば,メインモータは,どのような条件での画像形成の場合でも,必ず立ち上げられる。しかも,メインモータが他のモータと同時に立ち上げられる場合には一般に,メインモータが先に駆動開始される。そして,上記のように,先に駆動されるモータは自身の立ち上げの後,他のモータが設定速度となるまで多少なりとも定速回転状態で待機する。そのため,メインモータの累積の回転の量が他のモータに比較してその無駄な回転の分だけ多くなるため,できるだけ無駄な回転の量を減らすことが望まれていた。 For example, the main motor is always started up for image formation under any conditions. In addition, when the main motor is started simultaneously with other motors, the main motor is generally started first. Then, as described above, the motor that is driven first waits in the constant speed rotation state after starting up until the other motor reaches the set speed. For this reason, the amount of accumulated rotation of the main motor is increased by the amount of wasted rotation compared to other motors, and therefore it has been desired to reduce the amount of wasted rotation as much as possible.
なお,前記した特許文献1の画像形成装置によっても,抑制時間の経過後も,ポリゴンモータの回転が安定するまでメインモータは定速回転状態で待機される。単純に順番によるモータの起動方法に比較すればその定速回転状態での待機時間は短くなっているものの,待機時間は必ず生じるのである。そのため,ポリゴンモータの累積回転数に比較して,メインモータの累積回転数は大きく,その差は次第に蓄積される。
Note that, even with the image forming apparatus disclosed in
本発明は,前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,定速回転状態での待機のためのモータの無駄な回転時間を抑制し,特にメインモータに偏って回転の量が多くなることを防止した画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional image forming apparatus described above. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that suppresses a useless rotation time of a motor for standby in a constant-speed rotation state, and prevents an increase in the amount of rotation particularly due to the main motor. There is.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は,複数の回転体を有しその回転により画像を形成する画像形成部と,複数の回転体の少なくとも1つを駆動する複数のモータと,複数のモータを制御する駆動制御部とを有する画像形成装置であって,駆動制御部は,画像形成部の動作状況により,起動するモータの個数を取得する起動数取得部と,起動数取得部が取得した個数に応じて起動の加速パターンを設定するとともに,個数が多い場合には,個数が少ない場合に設定される加速パターンに比して,緩やかな加速パターンを設定する加速パターン設定部と,複数のモータのうち起動するものを,加速パターン設定部が設定した加速パターンに従って,並行して起動制御する起動制御部と,複数のモータのうち起動が完了したものを定速制御する定速制御部とを有するものである。 An image forming apparatus of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, includes an image forming unit that has a plurality of rotating bodies and forms an image by the rotation, and a plurality of motors that drive at least one of the plurality of rotating bodies. And a drive control unit that controls a plurality of motors, wherein the drive control unit includes a startup number acquisition unit that acquires the number of motors to be started according to the operation status of the image forming unit, and a startup number Acceleration pattern setting that sets the acceleration pattern for activation according to the number acquired by the acquisition unit and sets a gentle acceleration pattern when the number is large compared to the acceleration pattern set when the number is small And a startup control unit that controls startup of a plurality of motors in parallel according to the acceleration pattern set by the acceleration pattern setting unit and startup of the plurality of motors is completed. Those having a constant speed controller for constant speed control things.
本発明の画像形成装置によれば,起動するモータの個数が起動数取得部で取得され,その起動の加速パターンが加速パターン設定部で設定される。さらに,起動される複数のモータは,この加速パターンに従って,起動制御部によって並行して起動される。本発明では,この加速パターンが,個数が少ない場合より緩やかな加速パターンとされているので,並行して起動しても,大きい電源を備える必要はない。さらに,1つずつ順番に起動する場合に比較して,各モータの制御を起動制御から定速制御に変えるタイミングを互いに近い時とすることができる。従って,特定のモータの定速回転状態での待機時間が大きくなることはない。すなわち,定速回転状態での待機のためのモータの無駄な回転時間を抑制し,特にメインモータに偏って回転の量が多くなることが防止されている。 According to the image forming apparatus of the present invention, the number of motors to be activated is acquired by the activation number acquisition unit, and the acceleration pattern for the activation is set by the acceleration pattern setting unit. Further, the activated motors are activated in parallel by the activation control unit according to this acceleration pattern. In the present invention, this acceleration pattern is a gentler acceleration pattern than when the number is small, so that it is not necessary to provide a large power source even when starting in parallel. Furthermore, the timing of changing the control of each motor from the start control to the constant speed control can be close to each other as compared with the case where the controls are started sequentially one by one. Therefore, the waiting time in the constant speed rotation state of the specific motor does not increase. That is, the useless rotation time of the motor for standby in the constant speed rotation state is suppressed, and in particular, the amount of rotation is prevented from being biased toward the main motor.
さらに本発明では,起動数取得部が取得した個数が複数である場合に加速パターン設定部が設定する加速パターンが,加速期間と非加速期間とを反復するステップ状の加速パターンであり,起動制御部は,ステップ状の加速パターンに従い,起動するモータのうち一部のものを加速状態とするとともに残りのものを非加速状態とし,加速状態とするモータを順次入れ替えていくことが望ましい。
このようなものであれば,同時に加速状態とされるモータは起動するモータのうち一部のものである。すなわち,このとき加速状態とされないモータが必ずある。従って,全てのモータを同時に起動する場合に比較して,電力の供給量は小さいものとできる。さらに,加速状態とするモータが順次入れ替えられ,それぞれステップ状の加速パターンで加速される。従って,特定のモータに偏って加速されることはなく,各モータの定速回転状態での待機時間もほとんど無い。
In the present invention, the acceleration pattern set by the acceleration pattern setting unit when the number acquired by the activation number acquisition unit is plural is a stepped acceleration pattern that repeats an acceleration period and a non-acceleration period, and the activation control According to the step-like acceleration pattern, it is desirable that the unit sets a part of the motors to be started in an accelerated state and the remaining ones in a non-accelerated state, and sequentially replaces the motors in the accelerated state.
If this is the case, the motors that are simultaneously accelerated are some of the starting motors. In other words, there are always motors that are not accelerated. Therefore, compared with the case where all the motors are started simultaneously, the power supply amount can be made small. Further, the motors to be accelerated are sequentially replaced, and each is accelerated with a stepped acceleration pattern. Accordingly, acceleration is not biased toward a specific motor, and there is almost no waiting time in a constant speed rotation state of each motor.
さらに本発明では,起動制御部は,起動するモータの個数が多い場合には,個数が少ない場合と比較して,起動するモータに供給する電力を小さくすることが望ましい。
このようにすれば,同時に起動するモータにそれぞれ電力を供給しても,全体の供給電力が大きくなりすぎることはない。
Furthermore, in the present invention, it is desirable that the start control unit reduce the power supplied to the motor to be started when the number of motors to be started is large compared to the case where the number is small.
In this way, even if power is supplied to the motors that are started at the same time, the overall power supply does not become too large.
さらに本発明では,起動制御部は,起動するモータが複数ある場合には,各モータの起動を互いにずらしたタイミングで開始することが望ましい。
このようにすれば,複数のモータにいわゆる突入電力が同時に流れることが防止される。
Furthermore, in the present invention, when there are a plurality of motors to be activated, it is desirable that the activation control unit starts the activation of each motor at a timing shifted from each other.
In this way, it is possible to prevent so-called inrush power from flowing simultaneously to the plurality of motors.
さらに本発明では,起動制御部は,起動するモータが複数ある場合には,起動する各モータへの供給電力を,起動するモータの個数が1である場合の供給電力を当該個数で除した値とすることが望ましい。
このようなものであれば,起動するモータの全てを起動終了するまでに掛かる時間を長くせず,各モータを同時に起動することができる。
Furthermore, in the present invention, when there are a plurality of motors to be started, the start control unit is a value obtained by dividing the power supplied to each motor to be started by dividing the power supplied when the number of motors to be started is 1 by the number. Is desirable.
With such a configuration, it is possible to start each motor at the same time without increasing the time required to finish starting all the motors to be started.
本発明の画像形成装置によれば,定速回転状態での待機のためのモータの無駄な回転時間を抑制し,特にメインモータに偏って回転の量が多くなることを防止することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to suppress a useless rotation time of a motor for standby in a constant speed rotation state, and it is possible to prevent an increase in the amount of rotation particularly due to the main motor.
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an electrophotographic image forming apparatus.
本形態のカラープリンタ1の概略構成を図1に示す。本形態は,各色のイメージカートリッジ10Y,10M,10C,10Kが,中間転写ベルト11に沿って並べられた,いわゆるタンデム方式のものである。中間転写ベルト11は,3つのローラ12,13,14に架け渡されて回転駆動される。各イメージカートリッジ10Y,10M,10C,10Kはそれぞれ,感光体15,帯電器16,現像器17を有している。また,各イメージカートリッジ10Y,10M,10C,10Kの下部には,露光器18が備えられている。露光器18の内部にはポリゴンミラー19が配置されている。
A schematic configuration of the
中間転写ベルト11より図1中上方には,各色のトナーを収容するトナーボトル21Y,21M,21C,21Kが配置されている。各トナーボトル21Y,21M,21C,21Kの内部には,それぞれ収容するトナーを攪拌するための攪拌羽根22が設けられている。なお,中間転写ベルト11の図中左側には,ベルトクリーナ23が当接して設けられており,その図中下部には廃トナーボックス24が設けられている。
Above the
また,このカラープリンタ1の図1中最下部には,画像形成に供される用紙が収容される用紙カセット31が配置されている。この用紙カセット31に収容される用紙は,図中右側に形成されている用紙搬送路32を搬送される。用紙搬送路32には,給紙ローラ33,タイミングローラ34,2次転写ローラ35,定着器36が配置され,下から上へ順に用紙が搬送される。さらに,図中最上部には排紙ローラ37が配置され,画像形成された用紙はこの排紙ローラ37によって機外へ排出される。なお,定着器36は,加熱ローラ38と加圧ローラ39とを有している。
In addition, a
さらに本形態のカラープリンタ1は,両面印刷も可能なものであり,両面印刷のための用紙搬送路41をも有している。用紙搬送路41には,第1搬送ローラ42,第2搬送ローラ43が配置されている。またカラープリンタ1は,手差し給紙のための手差し給紙ローラ44をも有している。
Furthermore, the
さらに,本形態のカラープリンタ1は,各種のモータ51〜58を有している。メインモータ51は,ブラックのイメージカートリッジ10Kの感光体15と給紙ローラ33,中間転写ベルト11などを回転駆動するためのものである。現像モータ52は,ブラックのイメージカートリッジ10Kの現像器17に内蔵される現像ローラなどを回転駆動するためのものである。カラーPCモータ53は,ブラック以外のイメージカートリッジ10Y,10M,10Cの感光体15などを回転駆動するためのものである。カラー現像モータ54は,ブラック以外のイメージカートリッジ10Y,10M,10Cの現像器17に内蔵される現像ローラなどを回転駆動するためのものである。
Furthermore, the
トナー補給モータ55,56は,各色のトナーを各色の現像器17へ補給するとともに,トナーボトルの内部の攪拌羽根22を回転駆動するためのものである。各色のトナーボトル21Y,21M,21C,21Kに収容されているトナーは,オーガまたはスクリュー等の搬送部材が回転されることによって,各色の現像器17へ補給される。本形態では,イエローとマゼンダ用のトナー補給モータ55と,シアンとブラック用のトナー補給モータ56とを有している。また,定着モータ57は,定着器36を回転駆動するためのものである。両面搬送モータ58は,第1搬送ローラ42と第2搬送ローラ43とを回転駆動するためのものである。なお,本形態では,各モータ51〜58はいずれも,DCブラシレスモータである。
The
本形態のカラープリンタ1による画像形成動作について,簡単に説明する。ブラック色のモノクロ画像を形成する場合には,メインモータ51によってブラックの感光体15や中間転写ベルト11が回転されるとともに,現像モータ52によってブラックの現像ローラが回転される。また,メインモータ51によって,用紙搬送系の各ローラ(給紙ローラ33,タイミングローラ34,排紙ローラ37等)が回転される。
An image forming operation by the
帯電器16によって一様に帯電された感光体15には,露光器18によって画像データに基づいた静電潜像が形成される。その静電潜像が現像器17によって現像され,感光体15にトナー像が形成される。トナー像は一旦中間転写ベルト11に転写され,続いて2次転写箇所において用紙に転写される。用紙は,給紙ローラ33とタイミングローラ34との回転により,用紙搬送路32を2次転写箇所まで搬送される。
An electrostatic latent image based on the image data is formed by the
用紙に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る。定着器36の加圧ローラ39は,定着モータ57の駆動によって回転される。さらに,定着器36を通過した用紙は,排紙ローラ37によって排出される。カラー印刷が指示された場合には,メインモータ51,現像モータ52に加えて,カラーPCモータ53とカラー現像モータ54とが駆動される。これらにより,ブラック以外の3色の感光体15や,各色の現像ローラが回転される。
The toner image transferred to the paper is fixed on the paper by the fixing
また,両面印刷が指示された場合には,上記に加えて両面搬送モータ58が駆動される。片面の印刷が終了した用紙を両面印刷用の用紙搬送路41に引き戻し,もう一方の面にも同様の手順で印刷が行われる。また,現像器17でトナーがある程度消費され,補給が必要であると判断されると,トナー補給モータ55,56が駆動され,トナーボトル21Y,21M,21C,21Kから各色の現像器17にトナーが補給される。さらに,攪拌羽根22の回転によって,トナーボトル内のトナーは適切に攪拌される。
When double-sided printing is instructed, the double-
次に,本形態のカラープリンタ1の制御構成の概略を図2に示す。カラープリンタ1は,各部の制御を行うために,出力制御部61とコントローラ部62とを有している。出力制御部61は,全体の制御処理を行うCPU63と,画像データの処理を行う画像処理部64,本体に付属されている不揮発性メモリ65とを有している。さらに出力制御部61は,カラープリンタ1に含まれている各種ユニット66を制御するとともに,各種ユニット付属の不揮発性メモリ67の書き込みや読み出しを行う。
Next, FIG. 2 shows an outline of the control configuration of the
また,出力制御部61は,各種モータ51〜58の制御をも行う。すなわち,モータ51〜58に制御信号を送出するとともに,モータ51〜58の速度信号を受信する。CPU63では,制御信号による目標スピードとモータから受信した速度信号から得られる検出スピードとの差分に応じて,制御信号を切り換えて,フィードバック制御を行う。このフィードバック制御により各モータの回転速度を,それぞれあらかじめ決められた速度に安定させる。なお,制御信号としては,モータに印加する線間電圧に比例したアナログ信号またはPWM信号を用いる。また,モータから受信する速度信号は,それぞれのモータの速度に比例した周波数を持つパルス信号である。
The
本体に付属されている不揮発性メモリ65には,機械的寸法等の調整上の値が記憶されている。また,各種ユニット66には例えば,トナーボトルやイメージングユニット等が含まれる。そして,各種ユニット付属の不揮発性メモリ67には,例えばトナーボトルに付属のメモリにはトナー残量等,イメージングユニットに付属のメモリには印刷枚数等が記憶されている。また,コントローラ部62は,外部のパソコン2等に接続されて指示入力を受けるものである。
A
次に,本形態において,2つのモータを同時に起動する場合の制御について説明する。ここでは,メインモータ51と現像モータ52とを同時に起動する場合を例にとって説明するが,他のモータを起動する場合や,3つ以上のモータを起動する場合でも制御方法は同様である。本形態では,以下の(A)タイムシェア制御と(B)電力抑制制御の2種類の制御方法のいずれかを行う。なお,(C)設定時間待機制御は,参考のための従来技術であり,2つのモータを順に立ち上げる起動方法である。
(A)タイムシェア制御(図3参照)
(B)電力抑制制御(図4参照)
(C)設定時間待機制御(図5参照)
Next, in the present embodiment, control when two motors are started simultaneously will be described. Here, the case where the
(A) Time share control (see Fig. 3)
(B) Power suppression control (see FIG. 4)
(C) Set time standby control (see FIG. 5)
まず,(A)タイムシェア制御について説明する。タイムシェア制御は,各モータに短時間ずつ交互に電力を供給する起動制御の方法である。図3の最上段「メインモータ制御信号」に示すように,まず,メインモータ51に加速制御信号を期間Taの間だけ送出する。図中横軸は時間の経過を示している。図中に色を付けてマークしているのが,制御信号の送出タイミングである。
First, (A) time share control will be described. Time share control is a start-up control method that alternately supplies power to each motor for a short time. As shown in the uppermost “main motor control signal” in FIG. 3, first, an acceleration control signal is sent to the
この信号により,図中の「メインモータ回転速度」のグラフに示すように,メインモータ51は回転を開始し,ある程度加速される。このときに,メインモータ51に流すことが出力制御部61によって許容される電流の最大値は,図中の「メインモータ許容電流値」のグラフに示すように,以後の期間の電流値に比較してかなり大きくされている。これは,起動開始からの初期には,ある程度回転をしている状態からの加速に比較して多くの電流が必要となるからである。従って,この期間Taには同時に他のモータを起動することは行わない。
With this signal, as shown in the graph of “main motor rotation speed” in the figure, the
次に,図3の期間Tbには,「メインモータ制御信号」と「現像モータ制御信号」とに示すように,メインモータ51への加速制御信号の送出を一旦停止し,替わって現像モータ52に加速制御信号を送出する。これにより,図中の「現像モータ回転速度」のグラフに示すように,現像モータ52が回転開始される。このときに現像モータ52に流すことが出力制御部51によって許容される電流の最大値は,図中の「現像モータ許容電流値」のグラフに示すように,メインモータの場合と同様に,以後の期間の電流値に比較してかなり大きくされている。従って,この期間Tbにも同時に他のモータを立ち上げることは行わない。
Next, during the period Tb in FIG. 3, as shown in the “main motor control signal” and “development motor control signal”, the transmission of the acceleration control signal to the
なお,図3に示すように,期間Tbには,メインモータ51には加速制御信号を送出しない。従って,メインモータ51の回転速度は十分に上昇してはいない状態のまま,期間Tbの間は単に惰性で回転する。また,本制御方法で上記のように送出される加速制御信号により各モータに供給される電力は,1つのモータのみを起動する場合に供給されるものと同じものである。以下では,この加速制御信号を,最大加速信号という。従来の制御方法である(C)設定時間待機制御において各モータに送出されている加速制御信号も,この最大加速信号である。
As shown in FIG. 3, no acceleration control signal is sent to the
次の期間Tcでは,現像モータ52への加速制御信号の送出を一旦停止し,再びメインモータ51に短時間の加速制御信号を送出する。なお,メインモータ51に流すことが出力制御部51によって許容される電流の最大値は,「メインモータ許容電流値」のグラフに示すように,期間Tcでは期間Taに比較してやや小さくされている。これは,モータの回転速度が上昇するに連れて,そのモータの回転速度をさらに上昇させるのに必要な電流値は,次第に小さくなるからである。この許容される最大電流値は以後も,定速回転状態となるまで少しずつ小さくされる。
In the next period Tc, transmission of the acceleration control signal to the developing
図3の「メインモータ制御信号」と「現像モータ制御信号」とに示すように,加速制御の期間中では,メインモータ51への制御信号と現像モータ52への制御信号とが交互に送出される。それに伴い,メインモータ51と現像モータ52との回転速度が徐々に交互に上昇される。そして,最終的に2つのモータがほぼ同時に,それぞれあらかじめ決められた回転速度となるように,各モータへの1回ごとの電力供給時間およびその最大の供給回数を設定しておく。
As shown in “main motor control signal” and “development motor control signal” in FIG. 3, during the acceleration control period, a control signal to the
上記のように,この短時間の電力供給を繰り返し,メインモータ51と現像モータ52とがともに,あらかじめ決められた回転速度となったら,このタイムシェアによる起動制御を終了する。モータの回転速度は,各モータから出力制御部61にそれぞれフィードバックされているので,その結果によってこの処理を終了するタイミングを判断できる。なお,あらかじめ設定されている最大の供給回数を超えても必要な回転速度が得られない場合は,エラーと判断される。
As described above, this short-time power supply is repeated, and when both the
以後は,図3に「定速制御」と記しているように,両方のモータともについて定速回転制御を行う。このようにすれば,メインモータ51の定速回転状態での待機時間はほとんど無く,無駄な回転の時間を抑制して,短時間で両モータをともに起動させることができる。ここで,各モータの回転速度が上昇するステップ状のパターンが加速パターンに相当する。また,この加速パターンとなるためにそれぞれのモータに一連の加速制御信号を送出する際に,出力制御部61は,起動制御部として機能している。
Thereafter, as indicated by “constant speed control” in FIG. 3, both motors perform constant speed rotation control. In this way, there is almost no standby time when the
本処理では,加速制御信号を送出する1回の送出時間は,モータの種類等に応じて異なるものとしてもよい。また,1つのモータに加速制御信号を送出する各回の送出時間は,常に一定としてもよいが,次第に変化するものとしてもよい。あるいは,同時に立ち上げるモータの組み合わせに応じて,加速制御を行う合計時間または総回数等を記憶させておき,その時間または回数に到達するまで本処理を行うようにしてもよい。また,各モータの速度制御は一般的なPID制御等によって行えばよい。なお,加速開始するモータの順序は逆でもよい。 In this process, the transmission time for transmitting the acceleration control signal may be different depending on the type of motor. In addition, the transmission time for each transmission of the acceleration control signal to one motor may be always constant or may gradually change. Alternatively, the total time or total number of times of acceleration control may be stored in accordance with the combination of motors that are simultaneously started up, and this processing may be performed until the time or number of times is reached. The speed control of each motor may be performed by general PID control or the like. Note that the order of motors that start acceleration may be reversed.
なお,3つ以上のモータを同時に立ち上げる場合は,各モータに対して1つずつ順に最大加速信号を送出し,それぞれ短時間ずつ交替に加速する制御を行えばよい。あるいは,同時に起動する3つ以上のモータのうちの2つ以上を加速して残りの1つ以上を加速しないように制御し,その加速するモータを順に入れ替えるようにしてもよい。この場合には,後述の(B)を併用することが好ましい。すなわち,最大加速信号ではなく,同時に加速するモータの数に応じて供給電力を小さくした信号を送出することが好ましい。 When three or more motors are started up at the same time, a maximum acceleration signal may be sequentially sent to each motor, and control may be performed to alternately accelerate each short time. Alternatively, two or more of the three or more motors that are started simultaneously may be accelerated so as not to accelerate the remaining one or more, and the accelerating motors may be sequentially switched. In this case, it is preferable to use (B) described later together. That is, it is preferable to send a signal with a smaller supply power in accordance with the number of motors that accelerate at the same time instead of the maximum acceleration signal.
次に,(B)電力抑制制御について説明する。電力抑制制御は,各モータに供給する電力を抑制し,ゆっくり同時に立ち上げる処理である。すなわち,2つ以上のモータに最大電力を分配して,両方に同時に小さい電力を供給する。図4に示すように,本形態にこの制御方法を採用した場合では,メインモータ51と現像モータ52とに,それぞれ最大値の半分程度に相当する加速制御信号(以下では,半加速信号という)を送出する。この半加速信号は,最大加速信号に比較して,半分程度の電力を供給することを指示するものである。
Next, (B) power suppression control will be described. The power suppression control is a process of suppressing the power supplied to each motor and starting up slowly at the same time. That is, the maximum power is distributed to two or more motors, and small power is supplied to both simultaneously. As shown in FIG. 4, when this control method is adopted in the present embodiment, an acceleration control signal corresponding to about half of the maximum value (hereinafter referred to as a half acceleration signal) is sent to the
電力を半分にするための方法としては例えば,定電流制御,定電圧制御等がある。定電流制御を行う場合には,電流値を最大加速時の半分程度となるように制御すればよい。また,定電圧制御を行う場合は,各モータに周波数変調制御を使用し,ON/OFFのデューティは最大加速時と同じで周波数が異なるものとする。あるいは,周波数は最大加速時と同じでデューティが異なるものとしてもよい。 Examples of a method for halving the power include constant current control and constant voltage control. When performing constant current control, the current value may be controlled to be about half that of the maximum acceleration. In addition, when performing constant voltage control, frequency modulation control is used for each motor, and the ON / OFF duty is the same as that at the maximum acceleration and the frequency is different. Alternatively, the frequency may be the same as at the maximum acceleration and the duty may be different.
例えば,メインモータ51と現像モータ52とのそれぞれのモータを1つのみで起動する場合に供給する電力のPWMデューティ値を半分にしたものを,本形態における起動のための供給電力として使うよう制御する。これにより,最大加速信号による加速時の電力に対し,約半分の電力を供給することになる。ただし,突入電流が重ならないために,両モータに最初に半加速信号を送出するタイミングは,ややずらしたものとすることが好ましい。
For example, when the motors of the
図4に示すように,それぞれのモータに許容される最大電流値は,図3に示すものに比較して約半分となっている。そして,この制御方法の場合でも,各モータの回転速度が次第に上昇するに連れて,許容される最大電流値も次第に低下される。本処理方法では,あらかじめ決めておいた立ち上げ時間が経過したらこの制御を終了し,ともに定速制御に移行する。 As shown in FIG. 4, the maximum current value allowed for each motor is about half of that shown in FIG. Even in the case of this control method, the maximum allowable current value gradually decreases as the rotational speed of each motor gradually increases. In this processing method, when a predetermined startup time elapses, this control is terminated and both are shifted to constant speed control.
なお,参考のために,従来技術である(C)設定時間待機制御についても説明する。この制御方法では,図5に示すように,まずメインモータ51をフル加速で起動させ,定速回転状態となるまで加速する。その状態でメインモータ51を待機させ,続いて現像モータ52をフル加速で起動させる。いずれのモータへも起動時には最大加速信号を送出し,比較的短時間で加速させる。それぞれのモータに許容される最大電流値は,起動開始直後は大きくされているが,次第に小さくされる。現像モータ52の立ち上げに十分な時間が経過するまで待機したら,両モータとも定速制御へと移行する。
For reference, the prior art (C) set time standby control will also be described. In this control method, as shown in FIG. 5, first, the
図5中の「メインモータ回転速度」のグラフ中に,本形態の(A)および(B)の制御方法による回転速度のパターンを破線で示す。この図から分かるように,本形態によれば,図中に斜線で示す範囲の分だけ,従来のパターンの場合より無駄な回転の量が減少した。 In the graph of “main motor rotational speed” in FIG. 5, the rotational speed pattern according to the control method of (A) and (B) of this embodiment is indicated by a broken line. As can be seen from this figure, according to the present embodiment, the amount of useless rotation is reduced by an amount corresponding to the hatched area in the figure compared with the conventional pattern.
次に,本形態のモータ起動処理について,図6〜図8のフローチャートを参照して説明する。この処理は,カラープリンタ1のモータ51〜58を起動させる際に,出力制御部61において実行される。例えば,電源投入によるウォームアップ時,スリープ状態からの復帰時,モノクロ印刷からカラー印刷への切り換え時等に実行される。
Next, the motor starting process of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. This process is executed by the
図6に示すメインルーチンでは,まず,同時に起動するモータの個数を取得する(S101)。このとき,出力制御部61が起動数取得部として機能する。次に,S101で取得された個数が,複数個であるかどうかを判断する(S102)。1個のモータを起動するのみの場合は(S102:No),そのモータに最大加速信号を送出し(S103),短時間で起動させる。
In the main routine shown in FIG. 6, first, the number of motors that are simultaneously started is acquired (S101). At this time, the
複数個のモータを同時に起動する場合には(S102:Yes),本発明の複数のモータの起動処理を行う(S104)。すなわち,(A)タイムシェア制御(図7)または(B)電力抑制制御(図8)のいずれかの処理を行う。このいずれを行うかは,あらかじめ決めておいてもよいし,同時に立ち上げるモータの個数やモータの種類等によってその都度決定するようにしてもよい。いずれの場合でも,起動処理が終了すれば,本メインルーチンも終了である。以下では,同時に起動するモータの個数をxとする。 When a plurality of motors are activated simultaneously (S102: Yes), a plurality of motor activation processes of the present invention are performed (S104). That is, either (A) time share control (FIG. 7) or (B) power suppression control (FIG. 8) is performed. Which of these may be performed may be determined in advance, or may be determined each time depending on the number of motors to be started and the type of motors. In any case, when the startup process is completed, the main routine is also completed. In the following, x is the number of motors that start simultaneously.
図6のS103において,(A)タイムシェア制御が行われる場合,図7に示すタイムシェア制御処理が実行される。この処理が実行されるとまず,以後の便宜のために,同時に起動させるモータに,1〜xの番号を付けておく(S201)。この番号は,僅かな差ながら起動開始順に相当する。そこで,起動開始順を考慮した番号付けを行うようにしてもよい。そして,番号xの若いモータから順に起動を開始する。
In S103 of FIG. 6, when (A) time share control is performed, the time share control process shown in FIG. 7 is executed. When this process is executed, first,
そこで,各時点で起動されるモータの番号をyで表すこととし,まずyを1とする(S202)。次に,番号y(ここでは1)のモータに,今回の加速制御信号を送出する時間を,出力タイマに設定する(S203)。そして,セットした出力タイマをスタートさせるとともに,加速制御信号を番号yのモータに送出する(S204)。出力タイマが終了するまで(S205:No),加速制御信号を番号yのモータに送出し続ける(S204)。 Therefore, the number of the motor to be started at each time is represented by y, and y is first set to 1 (S202). Next, the time for sending the current acceleration control signal to the motor of number y (here 1) is set in the output timer (S203). Then, the set output timer is started and an acceleration control signal is sent to the motor of number y (S204). Until the output timer expires (S205: No), the acceleration control signal is continuously sent to the motor of number y (S204).
出力タイマが終了したら(S205:Yes),番号yのモータへの加速制御信号を停止する。そして,yをインクリメントする(S206)。そして,yがx以下であるかどうかを判断する(S207)。ここでは,y=2であり,xは2以上であるので,S207はYesと判断される。 When the output timer ends (S205: Yes), the acceleration control signal to the motor of number y is stopped. Then, y is incremented (S206). Then, it is determined whether y is less than or equal to x (S207). Here, since y = 2 and x is 2 or more, S207 is determined as Yes.
次に,全てのモータの加速処理が終了したかどうかを判断する(S209)。すなわち,起動している全てのモータが,あらかじめ決められた速度に到達し,定速制御に移行しているかどうかを判断する。1回の加速制御で全てのモータが定速制御に到達することはないので,ここはNoと判断される(S209:No)。そして,S203に戻って,2番目のモータの加速制御を行う。 Next, it is determined whether or not the acceleration processing for all the motors has been completed (S209). That is, it is determined whether all the activated motors have reached a predetermined speed and have shifted to constant speed control. Since all the motors do not reach the constant speed control by one acceleration control, it is determined as No (S209: No). Then, returning to S203, acceleration control of the second motor is performed.
これを繰り返し,同時に起動する全てのモータについて1度目の加速が終了したら,S207において,yがxを超える(S207:No)。そこで,また初めのモータから順に2度目の加速を行うために,yを1に戻す(S208)。そして,全てのモータの2度目の加速が終了し,再びy>xとなるまで(S207:No),各モータに短時間ずつ加速信号を送出する。 This is repeated, and when the first acceleration is completed for all the motors that are started simultaneously, y exceeds x in S207 (S207: No). Therefore, in order to perform the second acceleration in order from the first motor, y is returned to 1 (S208). Then, an acceleration signal is sent to each motor for a short time until the second acceleration of all the motors is completed and y> x again (S207: No).
そして,全てのモータの加速処理が終了したかどうかを判断する(S209)。まだ定速制御に到達していないモータがある場合には(S209:No),S203に戻って加速制御を繰り返す。起動している全てのモータが,あらかじめ決められた速度に到達し,定速制御に移行していると判断されたら(S209:Yes),この処理を終了する。これで,(A)タイムシェア制御の説明を終了する。 Then, it is determined whether or not the acceleration processing for all the motors has been completed (S209). If there is a motor that has not yet reached the constant speed control (S209: No), the process returns to S203 and the acceleration control is repeated. If it is determined that all the activated motors have reached a predetermined speed and have shifted to constant speed control (S209: Yes), this process is terminated. This completes the explanation of (A) time share control.
図6のS103において,(B)電力抑制制御が行われる場合,図8に示す電力抑制制御処理が実行される。この処理が実行されるとまず,各モータの起動のために供給する供給電力を算出する(S301)。すなわち,それぞれのモータにおいて,最大加速信号を受けたときの供給電力をモータの個数で除し,その結果をそのモータの供給電力とする。なお,モータの供給電力は,モータごとに異なる場合が多い。全てのモータが,ほぼ同じ時間の起動制御でそれぞれあらかじめ決められた速度に到達するように,重み係数を用いたり,参照用のテーブルを用意する等により,モータごとの供給電力を個別に算出するとよい。 In S103 of FIG. 6, when (B) power suppression control is performed, the power suppression control process shown in FIG. 8 is executed. When this process is executed, first, supply power to be supplied for starting each motor is calculated (S301). That is, for each motor, the power supplied when receiving the maximum acceleration signal is divided by the number of motors, and the result is used as the power supplied to the motor. Note that the power supplied to the motor is often different for each motor. When the power supply for each motor is calculated individually by using a weighting factor or preparing a reference table so that all motors reach their predetermined speeds by starting control for almost the same time, Good.
次に,起動する全てのモータにそれぞれ,S301で算出した供給電力を出力する(S302)。なおこのとき,突入電流に相当する時間程度の時間差を設けて,順に出力を開始するとよい。その状態で,あらかじめ決められた出力時間が経過するまで待機する(S303)。出力時間が経過したら,この処理を終了する。これで,(B)電力抑制制御の説明を終了する。 Next, the supplied power calculated in S301 is output to all the motors to be started (S302). At this time, it is preferable to start the output in order by providing a time difference corresponding to the time corresponding to the inrush current. In this state, it waits until a predetermined output time elapses (S303). When the output time has elapsed, this process is terminated. This completes the explanation of (B) power suppression control.
以上詳細に説明したように,本形態のカラープリンタ1によれば,同時に起動するモータを,タイムシェア制御または電力抑制制御によって,ほぼ同時に立ち上げることができる。各モータを起動するのに掛かる時間はいずれも従来より長くなっているが,本形態のカラープリンタ1の全体としてのモータの積算起動時間はほとんど変わらない。また,メインモータが定速回転状態で待機する時間はほとんど無く,無駄な回転の時間を抑制することができる。従って,定速回転状態での待機のためのモータの無駄な回転の時間を抑制し,特にメインモータに偏って回転の量が多くなることを防止した画像形成装置となっている。
As described above in detail, according to the
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,各モータの配置やその分担は一例であり,さらに多くのモータを有していてもよい。また,DCモータ以外のモータに適用することも可能である。
In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, the arrangement and sharing of each motor is an example, and more motors may be provided. It is also possible to apply to motors other than DC motors.
1 カラープリンタ
10Y,10M,10C,10K イメージカートリッジ
51〜58 モータ
61 出力制御部
1
Claims (5)
前記画像形成部の動作状況により,起動するモータの個数を取得する起動数取得部と,
前記起動数取得部が取得した個数に応じて起動の加速パターンを設定するとともに,個数が多い場合には,個数が少ない場合に設定される加速パターンに比して,緩やかな加速パターンを設定する加速パターン設定部と,
前記複数のモータのうち起動するものを,前記加速パターン設定部が設定した加速パターンに従って,並行して起動制御する起動制御部と,
前記複数のモータのうち起動が完了したものを定速制御する定速制御部とを有することを特徴とする画像形成装置。 An image having an image forming unit that has a plurality of rotating bodies and forms an image by the rotation, a plurality of motors that drive at least one of the plurality of rotating bodies, and a drive control unit that controls the plurality of motors In the forming apparatus, the drive control unit includes:
A startup number acquisition unit for acquiring the number of motors to be started according to the operation status of the image forming unit;
The activation number acquisition unit sets the activation acceleration pattern according to the number acquired, and if the number is large, sets a gentle acceleration pattern compared to the acceleration pattern set when the number is small. An acceleration pattern setting section;
A start control unit that controls start of the plurality of motors in parallel according to an acceleration pattern set by the acceleration pattern setting unit;
An image forming apparatus comprising: a constant speed control unit configured to perform constant speed control of the plurality of motors that have been activated.
前記起動数取得部が取得した個数が複数である場合に前記加速パターン設定部が設定する加速パターンが,加速期間と非加速期間とを反復するステップ状の加速パターンであり,
前記起動制御部は,前記ステップ状の加速パターンに従い,起動するモータのうち一部のものを加速状態とするとともに残りのものを非加速状態とし,加速状態とするモータを順次入れ替えていくことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The acceleration pattern set by the acceleration pattern setting unit when there are a plurality of numbers acquired by the activation number acquisition unit is a step-like acceleration pattern that repeats an acceleration period and a non-acceleration period;
The activation control unit sets a part of the motors to be activated in an accelerated state and a remaining one in a non-accelerated state according to the stepped acceleration pattern, and sequentially replaces the motors in the accelerated state. An image forming apparatus.
前記起動制御部は,起動するモータの個数が多い場合には,個数が少ない場合と比較して,起動するモータに供給する電力を小さくすることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the activation control unit reduces the power supplied to the activated motor when the number of activated motors is large as compared with a case where the number is small.
前記起動制御部は,起動するモータが複数ある場合には,各モータの起動を互いにずらしたタイミングで開始することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein when there are a plurality of motors to be activated, the activation control unit starts activation of each motor at a timing shifted from each other.
前記起動制御部は,起動するモータが複数ある場合には,起動する各モータへの供給電力を,起動するモータの個数が1である場合の供給電力を当該個数で除した値とすることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 or 4, wherein:
When there are a plurality of motors to be activated, the activation control unit sets the power supplied to each motor to be activated to a value obtained by dividing the power supplied when the number of motors to be activated is 1 by the number. A featured image forming apparatus.
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