JP4047033B2 - ステッピングモータの制御装置、画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、画像形成装置の制御方法 - Google Patents
ステッピングモータの制御装置、画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、画像形成装置の制御方法 Download PDFInfo
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- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/40—Special adaptations for controlling two or more stepping motors
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ（ファクシミリ）等で駆動力伝達用に使用される、ステッピングモータの制御装置、画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、画像形成装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置等で使用されるステッピングモータは、そのモータドライバに所定の励磁パターンを供給することにより駆動するモータであり、供給した励磁パターンに応じたステップ角だけ回転を制御することができる。このため、幅広い分野で応用されている。
【０００３】
従来、上記のステッピングモータの励磁パターンは、制御用ＣＰＵから発生させるか、あるいは専用の回路を用いて発生させている。また、安価なステッピングモータは、Ａ相、Ａ＊相、Ｂ相、Ｂ＊相で構成されているため、一般的なモータドライバへの供給パターン線の本数は４本で構成されることが多い。よって、励磁パターンを発生させる回路においても、４本を１単位としてパターン発生ブロックを構築することが一般的である。
【０００４】
また、駆動させる対象物により滑らかな動作などが要求される場合には、複雑な励磁制御が可能なモータドライバを用いてステッピングモータを駆動させる場合がある。この複雑な動作を可能とするモータドライバの中には、４本の励磁パターン線では複雑な制御情報が伝達しきれないものがあり、６本、８本と多数の制御線を用いてステッピングモータの駆動を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように制御用ＣＰＵで励磁パターンを発生させる場合、対象となる装置の制御ジョブの大きさによってはステッピングモータの励磁パターンを発生させること自体が大きな負荷となりうる。そこで、ソフトの負荷軽減のためには専用のパターン発生回路を用いて励磁パターンを発生させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、専用のパターン発生回路においてもその回路規模という問題が存在する。すなわち、対象となるモータドライバのインターフェイス及び駆動方式は多岐にわたっており、同じ２相励磁においても対象となるステッピングモータドライバの種類によっては供給する励磁パターンが異なることがある。また、上述のように４本のパターン線ではなく、６本、８本と用いて供給しないと正しく駆動できないモータドライバも多い。したがって、各種モータドライバに対応するためには各種インターフェイスの駆動回路をそれぞれ持つ必要性が出てくるが、これでは回路規模が大きくなってしまい、コストアップにつながるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、様々な励磁パターンに対応でき、回路規模を増大させることなく、安価な構成のステッピングモータの制御装置を提供する、その制御装置を備える画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、その制御方法を用いる画像形成装置の制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、ステッピングモータの制御装置、画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、画像形成装置の制御方法を次の（１）ないし（４）のとおりに構成する。
（１）ステッピングモータの励磁パターンを格納する記憶手段と、
第１モータドライバまたは第２モータドライバに供給するために前記記憶手段の第１アドレスからｎビット分（ｎは正の整数）の励磁パターンを読み出す第１パターン制御手段と、
前記第１モータドライバまたは前記第２モータドライバに供給するために前記第１パターン制御手段と同じ前記ｎビット分の励磁パターンを前記記憶手段の第２アドレスから読み出す第２パターン制御手段と、
前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段から出力する前記励磁パターンの変更タイミングを示す第１パターン移行タイミング信号及び第２パターン移行タイミング信号を発生するタイミング発生手段とを有し、
前記タイミング発生手段は、前記第１パターン制御手段から前記第１モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給し、前記第２パターン制御手段から前記第２モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第１出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御手段へ供給するとともに、前記第２パターン移行タイミング信号を前記第２パターン制御手段へ供給し、前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段から前記第１のモータドライバにそれぞれ前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第２出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段へ供給するステッピングモータの制御装置。
（２）前記（１）に記載のステッピングモータの制御装置を備えた画像形成装置。
（３）ステッピングモータの励磁パターンを記憶手段に格納する格納工程と、
第１モータドライバまたは第２モータドライバに供給するために前記記憶手段の第１アドレスからｎビット分（ｎは正の整数）の励磁パターンを読み出す第１パターン制御工程と、
前記第１モータドライバまたは前記第２モータドライバに供給するために前記第１パターン制御工程と同じ前記ｎビット分の励磁パターンを前記記憶手段の第２アドレスから読み出す第２パターン制御工程と、
前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程から出力する前記励磁パターンの変更タイミングを示す第１パターン移行タイミング信号及び第２パターン移行タイミング信号を発生するタイミング発生工程とを有し、
前記タイミング発生工程は、前記第１パターン制御工程から前記第１モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給し、前記第２パターン制御工程から前記第２モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第１出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御工程へ供給するとともに、前記第２パターン移行タイミング信号を前記第２パターン制御工程へ供給し、前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程から前記第１のモータドライバにそれぞれ前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第２出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程へ供給するステッピングモータの制御方法。
（４）前記（３）に記載のステッピングモータの制御方法により、画像形成装置内のステッピングモータを制御する画像形成装置の制御方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図であり、電子写真方式を採用したデジタル複合機の本体構成を示している。
【００１６】
図１の構成において、露光ランプ１０１は、蛍光灯、ハロゲンランプ等からなり、その長手方向に対して垂直方向に移動しながら、原稿載置ガラス（原稿台）１００上の原稿を照射する。この露光ランプ１０１の照射による原稿からの散乱光は、第１、第２、第３のミラー１０２、１０４、１０５で反射され、レンズ１０７に到達する。
【００１７】
このとき、露光ランプ１０１と第１のミラー１０２で構成される第１の可動体１０３の移動に対して、第２のミラー１０４と第３のミラー１０５で構成される第２の可動体１０６は１／２のスピードで移動し、照射された原稿面からレンズ１０７までの距離は常に一定に保たれる。
【００１８】
そして、原稿上の像は、ミラー１０２、１０４、１０５及びレンズ１０７を介して、数千個の受光素子がライン状に配列されたＣＣＤラインセンサ１０８の受光部上に結像し、このＣＣＤラインセンサ１０８により、逐次ライン単位で光電変換される。光電変換された信号は、不図示の信号処理部で処理され、ＰＷＭ変調されて出力される。
【００１９】
露光制御部１１０は、上記信号処理部からのＰＷＭ変調された画像信号に基づいて半導体レーザ１４５を駆動し、光ビーム（レーザビーム）を定速回転している感光体１４０の表面に照射する。このとき、ドラム状の感光体１４０の軸方向と平行にポリゴンミラーを用いて光ビームを偏向走査する。また露光制御部１１０は、冷却ファン１０９により冷却される。
【００２０】
なお、上記感光体１４０は、光ビームを照射する前に不図示の前露光ランプによりドラム上の残量電荷が除電され、１次帯電器１２８でその表面が均一に帯電させている。したがって、感光体１４０は回転しながら光ビームを受けることにより、ドラム表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１１１によりドラム表面の静電潜像は所定色の現像剤（トナー）で可視化される。
【００２１】
一方、被転写紙積載部１２３、１２４には、定形サイズの被転写紙が積載収納されており、リフトアップ１２５、１２６は、この被転写紙積載部１２３、１２４に収納されている被転写紙を給送ローラ対１２９、１３２の位置まで持ち上げる動作をする。この給送ローラ対１２９、１３２は、不図示の同一のモータにより駆動され、その回転方向の切り替えにより、被転写紙積載部１２３または１２４の一方から被転写紙を選択的に給紙する。また、給送ローラ対１２９及び１３２の対ローラは、給紙と逆回転方向にトルクがかけられており、これにより記録媒体の重送を防止している。
【００２２】
給送ローラ１３０、１３３、１３４、１３５は、被転写紙積載部１２３、１２４からの被転写紙をレジストローラ１３８まで給送する。本実施例では、第３、第４の被転写紙積載部をさらに下方に連結して、拡張することが可能であり、１３１は、下方に連結された被転写紙積載部から被転写紙を給送ローラへ導く給紙動作をする給送ローラ対を示している。また、操作部上で手差し給紙モードを選択した場合、手差しトレー１３７を開いて被転写紙を手差し給紙することにより、給送ローラ１３６がレジストローラ１３８までその手差しされた被転写紙を給送する。
【００２３】
レジストローラ１３８は、感光体１４０に形成された画像先端と被転写紙の先端のタイミングを合わせて、転写位置に被転写紙を給紙する。そして、転写帯電器１３９は、感光体１４０上の現像されたトナー像を給送された被転写紙に転写する。転写後、感光体１４０は、クリーナ１２７により残ったトナーが除去される。
【００２４】
上記転写の終了した被転写紙は、感光体１４０の曲率が大きいため感光体１４０から分離しやすいが、さらに除電針１４４に電圧をかけることで、感光体１４０と被転写紙の間の吸着力を弱め、分離を行いやすくしている。
【００２５】
分離された被転写紙は、搬送ベルト１４１で定着部１１２、１１３に送られ、トナーが定着される。定着部１１２は、セラミック・ヒータ、及びフィルムと二つのローラで構成され、セラミック・ヒータの熱は薄いフィルムを介して効率良く伝達される。冷却ローラ１１４は、定着部１１３のローラを放熱する。給送ローラ１１５は、大ローラ一つと小ローラ二つで構成され、定着部１１２、１１３からの被転写紙を給送するとともに、被転写紙の巻き癖を補正する。
【００２６】
方向フラッパ１２２は、被転写紙の搬送方向を動作モードに応じて切り替える。被転写紙の片面へ１度の転写を施すモード（片面記録時）においては、給送ローラ１１５から排紙口へ向かう経路が選択される。排紙ローラ対１１６は、画像形成の終了した被転写紙を排紙トレー１４２に積載して排紙する。
【００２７】
なお、図１中、１１７、１１８、１１９、１２1は被転写紙の搬送ローラ、１２０、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５は被転写紙を検知するセンサ、１４３は搬送路、１６２は制御部を示している。
【００２８】
ここで、上述の給送ローラ対１２９、１３２を駆動するモータ（給紙モータ）及び排紙ローラ対１１６を駆動するモータ（排紙モータ）にステッピングモータを使用しており、これらのモータを後述する本実施例のモータ制御回路を用いて駆動している。
【００２９】
図２は本発明の実施例の構成を示すブロック図であり、上記のステッピングモータ駆動回路の接続構成を示している。同図において、１は画像形成装置の制御用ＣＰＵ、２はモータドライバ（第１、第２）１１、１２を介してモータ（ステッピングモータ）２１、２２の駆動を制御するモータ制御回路である。
【００３０】
ここで、モータ２１は上述の画像形成装置で使用されている給紙モータであり、モータ２２は排紙モータである。排紙モータはより細かい制御を必要とするため、励磁パターンが複雑となり、多数の信号を必要とするモータドライバ１２に接続されている。
【００３１】
また、モータ制御回路２は、制御用ＣＰＵ１からのデータ設定により動作し、モータドライバ１１、１２に励磁パターンを供給する。
【００３２】
図３は上記モータ制御回路２の内部構成を示すブロック図である。本制御回路２は、切り替えタイミング発生部３１、レジスタ３２、パターンレジスタ３３、及びパターン出力制御部３４〜３７から構成されている。
【００３３】
切り替えタイミング発生部３１は、パターン出力制御部３４〜３７でパターンレジスタ３３から読み出す励磁パターンの移行タイミング（Ｔ＿ｘ）（ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を示す各々のトリガ信号（パターン移行タイミング信号）を発生する。このトリガ信号の発生によって励磁パターンが切り替わっていく。
【００３４】
レジスタ３２は、パターン出力制御部３４〜３７を制御するために次のレジスタ値を設定して出力する。
Ｅｎａｂｌｅ＿ｘ：パターン出力の許可信号
“０”＝パターン出力禁止、ＩｎｉｔｉａｌＰｏｓ＿ｘで示されたパターンレジスタ値を出力
“１”＝パターンレジスタ３３から読み出したレジスタ値を出力
Ｃｗ／ｃｃｗ＿ｘ：回転方向信号
“０”＝ＣＷ、Ｔ＿ｘの立ち上がりエッジでＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘを＋１して次のデータを読み出す
“１”＝ＣＣＷ、Ｔ＿ｘの立ち上がりエッジでＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘを−１して次のデータを読み出す
Ｒｅｔｕｒｎ＿ｘ：初期位置回帰信号
“０”＝通常の回転動作
“１”＝初期位置へ戻る、Ｒｅｔｒｕｎ＿ｘで示されたパターンレジスタ値を出力
ＳｔａｒｔＰｏｓ＿ｘ：パターンの先頭位置を示すアドレス
ＥｎｄＰｏｓ＿ｘ：パターンの最終位置を示すアドレス
ＲｅｔｕｒｎＰｏｓ＿ｘ：パターンの初期位置を示すアドレス
ＩｎｉｔｉａｌＰｏｓ＿ｘ：非回転状態のときの出力データを示すアドレス
パターンレジスタ３３は、モータ２１、２２への出力励磁パターンを格納するレジスタ（記憶手段）で、回転動作以前に制御用ＣＰＵ１からの励磁パターンを予め格納しておく。そして、パターン出力制御部３４〜３７からの要求アドレス（ＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘ）に対応するパターン出力制御部３４〜３７にＤａｔａＯｕｔ＿ｘとして出力する。
【００３５】
上記パターン出力制御部３４〜３７は、外部のモータドライバ１１、１２に供給する励磁パターンを発生させるパターン制御手段を構成し、回転命令（Ｅｎａｂｌｅ＿ｘ＝“１”）が設定されると、移行タイミング（Ｔ＿ｘ）を示すトリガ信号の立ち上がりエッジ毎に内部カウンタをアップダウンさせて次の励磁パターンを示すアドレスをＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘとして出力する。そして、上述のように新たな励磁パターンのデータをパターンレジスタ３３から受けて外部のモータドライバ１１、１２に供給する。
【００３６】
ここで、本実施例では、例えばパターンレジスタ３３の所定のアドレスからｎ（ｎは正の整数）ビット（ｂｉｔ）分の励磁パターンを読み出して外部のモータドライバ１１、１２にその励磁パターンを供給する第１のパターン制御手段をパターン出力制御部３４とし、この第１のパターン制御手段と同じｎビット分の励磁パターンを上記パターンレジスタ３３の所定のアドレスから読み出して外部のモータドライバ１１、１２に供給する第２のパターン制御手段をパターン出力制御部３５とする。
【００３７】
また、これらの第１のパターン制御手段と第２のパターン制御手段を独立して使用する第１の出力モード（ｎｂｉｔ＊１もしくはｎｂｉｔ＊２を出力）、もしくは連動して使用する（ｎ＊２ｂｉｔ＊１を出力）第２の出力モードとを選択可能な出力制御手段としてレジスタ３２を設けている。
【００３８】
そして、上記出力制御手段で第１の出力モードが選択された場合には各パターン制御手段にそれぞれのパターン移行タイミング信号を入力し、第２の出力モードが選択された場合には各パターン制御手段に同一のパターン移行タイミング信号を入力するようにしている。
【００３９】
また、上記出力制御手段で第２の出力モードが選択された場合に第１のパターン制御手段と第２のパターン制御手段に入力する同一のパターン移行タイミング信号は、第１のパターン移行タイミング信号を使用するのか第２のパターン移行タイミング信号を使用するのかを選択可能な信号としている。
【００４０】
図４にパターン出力制御部（Ａ、Ｂ）３４、３５を使って励磁パターンを出力する場合のパターンレジスタ３３の設定例を示す。図示のように、アドレス０から１７にかけてデータを予め設定する。更に、パターン出力制御部３４、３５に設定するアドレスを振り分ける。ここでは、パターン出力制御部（Ａ）３４の開始値はアドレス２と設定している。
【００４１】
図５は上記図４の設定を用いてモータ２１、２２の回転を制御した場合のパターンの出力例を示す図である。同図に示すように、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂの立ち上がりエッジに応じて励磁パターンが出力される。また、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂは非同期であり、出力される励磁パターンにも同期関係はない。よって、図５の例のように本制御回路２を使用すると、外部で二つのモータ２１、２２を独立に制御可能となる。
【００４２】
図６は切り替えタイミング発生部３１の内部構成を示すブロック図である。この回路は、設定レジスタ４１、タイミングレジスタ４２、及びセレクタ４３、４４から構成されている。
【００４３】
設定レジスタ４１は、制御用ＣＰＵ１からのレジスタ設定で内部回路の動作を制御するブロックである。
【００４４】
タイミングレジスタ４２は、制御用ＣＰＵ１からのレジスタ設定でＴ＿ｘなるタイミング信号を発生させるブロックである。このブロックでは所定のレジスタに１がライトされるたびに不図示の動作基本クロックの１クロック分の時間だけ“Ｈ”パルスを発生させる構成となっている。
【００４５】
セレクタ４３、４４は、設定レジスタ４１からの設定で入力信号を切り替えるセレクタで、上述の二つのパターン制御ブロックを独立に制御するか、連動して制御するかを切り替えている。具体的には、図２のモータドライバ１１の制御のようにパターン出力制御部（Ａ）３４とパターン出力制御部（Ｂ）３５を独立に制御する場合にはセレクタ４３でＢの入力を選択し、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂは独立のタイミング信号を出力する。
【００４６】
これに対し、モータドライバ１２の制御のように連動して制御する場合には、セレクタ４３でＡの入力を選択し、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂ共にＴ＿Ａのタイミング信号を出力する。これにより、二つのパターン制御部ルックが連動して動作し、モータドライバ１２のような複雑な励磁パターンにも対応可能となる。
【００４７】
図７は図４に示すパターンレジスタ３３の設定でパターン出力制御部（Ａ）３４とパターン出力制御部（Ｂ）３５をＴ＿Ａで連動して動作させた場合の出力例を示す図である。図示のように、Ｔ＿Ｂのタイミングによらず出力パターンが連動して変化している。
【００４８】
このように、本実施例ではステッピングモータの様々な励磁パターンに対応でき、回路規模を増大させることなく、安価な構成とすることができる。すなわち、
制御用ＣＰＵ１への負荷を軽減したステッピングモータ制御回路において、様々な励磁パターンに対応でき、一つのレジスタパターンメモリで複数のドライブが可能であり、内部回路規模を増大させることなく、必要な制御信号本数が４本より大きい複雑なモータ励磁パターンの回路にも対応可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＣＰＵへの負荷を軽減したステッピングモータ制御回路において、様々な励磁パターンに対応でき、一つのレジスタパターンメモリで複数のドライブが可能であり、内部回路規模を増大させることなく、必要な制御信号本数が４本より大きい複雑なモータ励磁パターンの回路にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】 本発明の実施例の構成を示すブロック図
【図３】 実施例のモータ制御回路の構成を示すブロック図
【図４】 パターンレジスタの設定例を示す説明図
【図５】 パターンの出力例を示すタイミング図
【図６】 切り替えタイミング発生部の構成を示すブロック図
【図７】 パターンの他の出力例を示すタイミング図
【符号の説明】
１ 制御用ＣＰＵ
２ モータ制御回路
１１ モータドライバ
１２ モータドライバ
２１ モータ
２２ モータ
３１ 切り替えタイミング発生部
３２ レジスタ（出力制御手段）
３３ パターンレジスタ（記憶手段）
３４ パターン出力制御部（パターン制御手段）
３５ パターン出力制御部（パターン制御手段）
３６ パターン出力制御部（パターン制御手段）
３７ パターン出力制御部（パターン制御手段）
４１ 設定レジスタ
４２ タイミングレジスタ
４３ セレクタ
４４ セレクタ
１０１ 露光ランプ
１０７ レンズ
１０８ ＣＣＤラインセンサ
１１０ 露光制御部
１１１ 現像器
１１２ 定着部
１１３ 定着部
１２７ クリーナ
１２８ １次帯電器
１２９ 給送ローラ対
１３２ 給送ローラ対
１４０ 感光体
１４１ 搬送ベルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ（ファクシミリ）等で駆動力伝達用に使用される、ステッピングモータの制御装置、画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、画像形成装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置等で使用されるステッピングモータは、そのモータドライバに所定の励磁パターンを供給することにより駆動するモータであり、供給した励磁パターンに応じたステップ角だけ回転を制御することができる。このため、幅広い分野で応用されている。
【０００３】
従来、上記のステッピングモータの励磁パターンは、制御用ＣＰＵから発生させるか、あるいは専用の回路を用いて発生させている。また、安価なステッピングモータは、Ａ相、Ａ＊相、Ｂ相、Ｂ＊相で構成されているため、一般的なモータドライバへの供給パターン線の本数は４本で構成されることが多い。よって、励磁パターンを発生させる回路においても、４本を１単位としてパターン発生ブロックを構築することが一般的である。
【０００４】
また、駆動させる対象物により滑らかな動作などが要求される場合には、複雑な励磁制御が可能なモータドライバを用いてステッピングモータを駆動させる場合がある。この複雑な動作を可能とするモータドライバの中には、４本の励磁パターン線では複雑な制御情報が伝達しきれないものがあり、６本、８本と多数の制御線を用いてステッピングモータの駆動を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように制御用ＣＰＵで励磁パターンを発生させる場合、対象となる装置の制御ジョブの大きさによってはステッピングモータの励磁パターンを発生させること自体が大きな負荷となりうる。そこで、ソフトの負荷軽減のためには専用のパターン発生回路を用いて励磁パターンを発生させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、専用のパターン発生回路においてもその回路規模という問題が存在する。すなわち、対象となるモータドライバのインターフェイス及び駆動方式は多岐にわたっており、同じ２相励磁においても対象となるステッピングモータドライバの種類によっては供給する励磁パターンが異なることがある。また、上述のように４本のパターン線ではなく、６本、８本と用いて供給しないと正しく駆動できないモータドライバも多い。したがって、各種モータドライバに対応するためには各種インターフェイスの駆動回路をそれぞれ持つ必要性が出てくるが、これでは回路規模が大きくなってしまい、コストアップにつながるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、様々な励磁パターンに対応でき、回路規模を増大させることなく、安価な構成のステッピングモータの制御装置を提供する、その制御装置を備える画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、その制御方法を用いる画像形成装置の制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、ステッピングモータの制御装置、画像形成装置、ステッピングモータの制御方法、画像形成装置の制御方法を次の（１）ないし（４）のとおりに構成する。
（１）ステッピングモータの励磁パターンを格納する記憶手段と、
第１モータドライバまたは第２モータドライバに供給するために前記記憶手段の第１アドレスからｎビット分（ｎは正の整数）の励磁パターンを読み出す第１パターン制御手段と、
前記第１モータドライバまたは前記第２モータドライバに供給するために前記第１パターン制御手段と同じ前記ｎビット分の励磁パターンを前記記憶手段の第２アドレスから読み出す第２パターン制御手段と、
前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段から出力する前記励磁パターンの変更タイミングを示す第１パターン移行タイミング信号及び第２パターン移行タイミング信号を発生するタイミング発生手段とを有し、
前記タイミング発生手段は、前記第１パターン制御手段から前記第１モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給し、前記第２パターン制御手段から前記第２モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第１出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御手段へ供給するとともに、前記第２パターン移行タイミング信号を前記第２パターン制御手段へ供給し、前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段から前記第１のモータドライバにそれぞれ前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第２出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段へ供給するステッピングモータの制御装置。
（２）前記（１）に記載のステッピングモータの制御装置を備えた画像形成装置。
（３）ステッピングモータの励磁パターンを記憶手段に格納する格納工程と、
第１モータドライバまたは第２モータドライバに供給するために前記記憶手段の第１アドレスからｎビット分（ｎは正の整数）の励磁パターンを読み出す第１パターン制御工程と、
前記第１モータドライバまたは前記第２モータドライバに供給するために前記第１パターン制御工程と同じ前記ｎビット分の励磁パターンを前記記憶手段の第２アドレスから読み出す第２パターン制御工程と、
前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程から出力する前記励磁パターンの変更タイミングを示す第１パターン移行タイミング信号及び第２パターン移行タイミング信号を発生するタイミング発生工程とを有し、
前記タイミング発生工程は、前記第１パターン制御工程から前記第１モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給し、前記第２パターン制御工程から前記第２モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第１出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御工程へ供給するとともに、前記第２パターン移行タイミング信号を前記第２パターン制御工程へ供給し、前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程から前記第１のモータドライバにそれぞれ前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第２出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程へ供給するステッピングモータの制御方法。
（４）前記（３）に記載のステッピングモータの制御方法により、画像形成装置内のステッピングモータを制御する画像形成装置の制御方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図であり、電子写真方式を採用したデジタル複合機の本体構成を示している。
【００１６】
図１の構成において、露光ランプ１０１は、蛍光灯、ハロゲンランプ等からなり、その長手方向に対して垂直方向に移動しながら、原稿載置ガラス（原稿台）１００上の原稿を照射する。この露光ランプ１０１の照射による原稿からの散乱光は、第１、第２、第３のミラー１０２、１０４、１０５で反射され、レンズ１０７に到達する。
【００１７】
このとき、露光ランプ１０１と第１のミラー１０２で構成される第１の可動体１０３の移動に対して、第２のミラー１０４と第３のミラー１０５で構成される第２の可動体１０６は１／２のスピードで移動し、照射された原稿面からレンズ１０７までの距離は常に一定に保たれる。
【００１８】
そして、原稿上の像は、ミラー１０２、１０４、１０５及びレンズ１０７を介して、数千個の受光素子がライン状に配列されたＣＣＤラインセンサ１０８の受光部上に結像し、このＣＣＤラインセンサ１０８により、逐次ライン単位で光電変換される。光電変換された信号は、不図示の信号処理部で処理され、ＰＷＭ変調されて出力される。
【００１９】
露光制御部１１０は、上記信号処理部からのＰＷＭ変調された画像信号に基づいて半導体レーザ１４５を駆動し、光ビーム（レーザビーム）を定速回転している感光体１４０の表面に照射する。このとき、ドラム状の感光体１４０の軸方向と平行にポリゴンミラーを用いて光ビームを偏向走査する。また露光制御部１１０は、冷却ファン１０９により冷却される。
【００２０】
なお、上記感光体１４０は、光ビームを照射する前に不図示の前露光ランプによりドラム上の残量電荷が除電され、１次帯電器１２８でその表面が均一に帯電させている。したがって、感光体１４０は回転しながら光ビームを受けることにより、ドラム表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１１１によりドラム表面の静電潜像は所定色の現像剤（トナー）で可視化される。
【００２１】
一方、被転写紙積載部１２３、１２４には、定形サイズの被転写紙が積載収納されており、リフトアップ１２５、１２６は、この被転写紙積載部１２３、１２４に収納されている被転写紙を給送ローラ対１２９、１３２の位置まで持ち上げる動作をする。この給送ローラ対１２９、１３２は、不図示の同一のモータにより駆動され、その回転方向の切り替えにより、被転写紙積載部１２３または１２４の一方から被転写紙を選択的に給紙する。また、給送ローラ対１２９及び１３２の対ローラは、給紙と逆回転方向にトルクがかけられており、これにより記録媒体の重送を防止している。
【００２２】
給送ローラ１３０、１３３、１３４、１３５は、被転写紙積載部１２３、１２４からの被転写紙をレジストローラ１３８まで給送する。本実施例では、第３、第４の被転写紙積載部をさらに下方に連結して、拡張することが可能であり、１３１は、下方に連結された被転写紙積載部から被転写紙を給送ローラへ導く給紙動作をする給送ローラ対を示している。また、操作部上で手差し給紙モードを選択した場合、手差しトレー１３７を開いて被転写紙を手差し給紙することにより、給送ローラ１３６がレジストローラ１３８までその手差しされた被転写紙を給送する。
【００２３】
レジストローラ１３８は、感光体１４０に形成された画像先端と被転写紙の先端のタイミングを合わせて、転写位置に被転写紙を給紙する。そして、転写帯電器１３９は、感光体１４０上の現像されたトナー像を給送された被転写紙に転写する。転写後、感光体１４０は、クリーナ１２７により残ったトナーが除去される。
【００２４】
上記転写の終了した被転写紙は、感光体１４０の曲率が大きいため感光体１４０から分離しやすいが、さらに除電針１４４に電圧をかけることで、感光体１４０と被転写紙の間の吸着力を弱め、分離を行いやすくしている。
【００２５】
分離された被転写紙は、搬送ベルト１４１で定着部１１２、１１３に送られ、トナーが定着される。定着部１１２は、セラミック・ヒータ、及びフィルムと二つのローラで構成され、セラミック・ヒータの熱は薄いフィルムを介して効率良く伝達される。冷却ローラ１１４は、定着部１１３のローラを放熱する。給送ローラ１１５は、大ローラ一つと小ローラ二つで構成され、定着部１１２、１１３からの被転写紙を給送するとともに、被転写紙の巻き癖を補正する。
【００２６】
方向フラッパ１２２は、被転写紙の搬送方向を動作モードに応じて切り替える。被転写紙の片面へ１度の転写を施すモード（片面記録時）においては、給送ローラ１１５から排紙口へ向かう経路が選択される。排紙ローラ対１１６は、画像形成の終了した被転写紙を排紙トレー１４２に積載して排紙する。
【００２７】
なお、図１中、１１７、１１８、１１９、１２1は被転写紙の搬送ローラ、１２０、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５は被転写紙を検知するセンサ、１４３は搬送路、１６２は制御部を示している。
【００２８】
ここで、上述の給送ローラ対１２９、１３２を駆動するモータ（給紙モータ）及び排紙ローラ対１１６を駆動するモータ（排紙モータ）にステッピングモータを使用しており、これらのモータを後述する本実施例のモータ制御回路を用いて駆動している。
【００２９】
図２は本発明の実施例の構成を示すブロック図であり、上記のステッピングモータ駆動回路の接続構成を示している。同図において、１は画像形成装置の制御用ＣＰＵ、２はモータドライバ（第１、第２）１１、１２を介してモータ（ステッピングモータ）２１、２２の駆動を制御するモータ制御回路である。
【００３０】
ここで、モータ２１は上述の画像形成装置で使用されている給紙モータであり、モータ２２は排紙モータである。排紙モータはより細かい制御を必要とするため、励磁パターンが複雑となり、多数の信号を必要とするモータドライバ１２に接続されている。
【００３１】
また、モータ制御回路２は、制御用ＣＰＵ１からのデータ設定により動作し、モータドライバ１１、１２に励磁パターンを供給する。
【００３２】
図３は上記モータ制御回路２の内部構成を示すブロック図である。本制御回路２は、切り替えタイミング発生部３１、レジスタ３２、パターンレジスタ３３、及びパターン出力制御部３４〜３７から構成されている。
【００３３】
切り替えタイミング発生部３１は、パターン出力制御部３４〜３７でパターンレジスタ３３から読み出す励磁パターンの移行タイミング（Ｔ＿ｘ）（ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を示す各々のトリガ信号（パターン移行タイミング信号）を発生する。このトリガ信号の発生によって励磁パターンが切り替わっていく。
【００３４】
レジスタ３２は、パターン出力制御部３４〜３７を制御するために次のレジスタ値を設定して出力する。
Ｅｎａｂｌｅ＿ｘ：パターン出力の許可信号
“０”＝パターン出力禁止、ＩｎｉｔｉａｌＰｏｓ＿ｘで示されたパターンレジスタ値を出力
“１”＝パターンレジスタ３３から読み出したレジスタ値を出力
Ｃｗ／ｃｃｗ＿ｘ：回転方向信号
“０”＝ＣＷ、Ｔ＿ｘの立ち上がりエッジでＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘを＋１して次のデータを読み出す
“１”＝ＣＣＷ、Ｔ＿ｘの立ち上がりエッジでＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘを−１して次のデータを読み出す
Ｒｅｔｕｒｎ＿ｘ：初期位置回帰信号
“０”＝通常の回転動作
“１”＝初期位置へ戻る、Ｒｅｔｒｕｎ＿ｘで示されたパターンレジスタ値を出力
ＳｔａｒｔＰｏｓ＿ｘ：パターンの先頭位置を示すアドレス
ＥｎｄＰｏｓ＿ｘ：パターンの最終位置を示すアドレス
ＲｅｔｕｒｎＰｏｓ＿ｘ：パターンの初期位置を示すアドレス
ＩｎｉｔｉａｌＰｏｓ＿ｘ：非回転状態のときの出力データを示すアドレス
パターンレジスタ３３は、モータ２１、２２への出力励磁パターンを格納するレジスタ（記憶手段）で、回転動作以前に制御用ＣＰＵ１からの励磁パターンを予め格納しておく。そして、パターン出力制御部３４〜３７からの要求アドレス（ＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘ）に対応するパターン出力制御部３４〜３７にＤａｔａＯｕｔ＿ｘとして出力する。
【００３５】
上記パターン出力制御部３４〜３７は、外部のモータドライバ１１、１２に供給する励磁パターンを発生させるパターン制御手段を構成し、回転命令（Ｅｎａｂｌｅ＿ｘ＝“１”）が設定されると、移行タイミング（Ｔ＿ｘ）を示すトリガ信号の立ち上がりエッジ毎に内部カウンタをアップダウンさせて次の励磁パターンを示すアドレスをＣｕｒｒｅｎｔＡｄｄ＿ｘとして出力する。そして、上述のように新たな励磁パターンのデータをパターンレジスタ３３から受けて外部のモータドライバ１１、１２に供給する。
【００３６】
ここで、本実施例では、例えばパターンレジスタ３３の所定のアドレスからｎ（ｎは正の整数）ビット（ｂｉｔ）分の励磁パターンを読み出して外部のモータドライバ１１、１２にその励磁パターンを供給する第１のパターン制御手段をパターン出力制御部３４とし、この第１のパターン制御手段と同じｎビット分の励磁パターンを上記パターンレジスタ３３の所定のアドレスから読み出して外部のモータドライバ１１、１２に供給する第２のパターン制御手段をパターン出力制御部３５とする。
【００３７】
また、これらの第１のパターン制御手段と第２のパターン制御手段を独立して使用する第１の出力モード（ｎｂｉｔ＊１もしくはｎｂｉｔ＊２を出力）、もしくは連動して使用する（ｎ＊２ｂｉｔ＊１を出力）第２の出力モードとを選択可能な出力制御手段としてレジスタ３２を設けている。
【００３８】
そして、上記出力制御手段で第１の出力モードが選択された場合には各パターン制御手段にそれぞれのパターン移行タイミング信号を入力し、第２の出力モードが選択された場合には各パターン制御手段に同一のパターン移行タイミング信号を入力するようにしている。
【００３９】
また、上記出力制御手段で第２の出力モードが選択された場合に第１のパターン制御手段と第２のパターン制御手段に入力する同一のパターン移行タイミング信号は、第１のパターン移行タイミング信号を使用するのか第２のパターン移行タイミング信号を使用するのかを選択可能な信号としている。
【００４０】
図４にパターン出力制御部（Ａ、Ｂ）３４、３５を使って励磁パターンを出力する場合のパターンレジスタ３３の設定例を示す。図示のように、アドレス０から１７にかけてデータを予め設定する。更に、パターン出力制御部３４、３５に設定するアドレスを振り分ける。ここでは、パターン出力制御部（Ａ）３４の開始値はアドレス２と設定している。
【００４１】
図５は上記図４の設定を用いてモータ２１、２２の回転を制御した場合のパターンの出力例を示す図である。同図に示すように、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂの立ち上がりエッジに応じて励磁パターンが出力される。また、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂは非同期であり、出力される励磁パターンにも同期関係はない。よって、図５の例のように本制御回路２を使用すると、外部で二つのモータ２１、２２を独立に制御可能となる。
【００４２】
図６は切り替えタイミング発生部３１の内部構成を示すブロック図である。この回路は、設定レジスタ４１、タイミングレジスタ４２、及びセレクタ４３、４４から構成されている。
【００４３】
設定レジスタ４１は、制御用ＣＰＵ１からのレジスタ設定で内部回路の動作を制御するブロックである。
【００４４】
タイミングレジスタ４２は、制御用ＣＰＵ１からのレジスタ設定でＴ＿ｘなるタイミング信号を発生させるブロックである。このブロックでは所定のレジスタに１がライトされるたびに不図示の動作基本クロックの１クロック分の時間だけ“Ｈ”パルスを発生させる構成となっている。
【００４５】
セレクタ４３、４４は、設定レジスタ４１からの設定で入力信号を切り替えるセレクタで、上述の二つのパターン制御ブロックを独立に制御するか、連動して制御するかを切り替えている。具体的には、図２のモータドライバ１１の制御のようにパターン出力制御部（Ａ）３４とパターン出力制御部（Ｂ）３５を独立に制御する場合にはセレクタ４３でＢの入力を選択し、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂは独立のタイミング信号を出力する。
【００４６】
これに対し、モータドライバ１２の制御のように連動して制御する場合には、セレクタ４３でＡの入力を選択し、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂ共にＴ＿Ａのタイミング信号を出力する。これにより、二つのパターン制御部ルックが連動して動作し、モータドライバ１２のような複雑な励磁パターンにも対応可能となる。
【００４７】
図７は図４に示すパターンレジスタ３３の設定でパターン出力制御部（Ａ）３４とパターン出力制御部（Ｂ）３５をＴ＿Ａで連動して動作させた場合の出力例を示す図である。図示のように、Ｔ＿Ｂのタイミングによらず出力パターンが連動して変化している。
【００４８】
このように、本実施例ではステッピングモータの様々な励磁パターンに対応でき、回路規模を増大させることなく、安価な構成とすることができる。すなわち、
制御用ＣＰＵ１への負荷を軽減したステッピングモータ制御回路において、様々な励磁パターンに対応でき、一つのレジスタパターンメモリで複数のドライブが可能であり、内部回路規模を増大させることなく、必要な制御信号本数が４本より大きい複雑なモータ励磁パターンの回路にも対応可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＣＰＵへの負荷を軽減したステッピングモータ制御回路において、様々な励磁パターンに対応でき、一つのレジスタパターンメモリで複数のドライブが可能であり、内部回路規模を増大させることなく、必要な制御信号本数が４本より大きい複雑なモータ励磁パターンの回路にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】 本発明の実施例の構成を示すブロック図
【図３】 実施例のモータ制御回路の構成を示すブロック図
【図４】 パターンレジスタの設定例を示す説明図
【図５】 パターンの出力例を示すタイミング図
【図６】 切り替えタイミング発生部の構成を示すブロック図
【図７】 パターンの他の出力例を示すタイミング図
【符号の説明】
１ 制御用ＣＰＵ
２ モータ制御回路
１１ モータドライバ
１２ モータドライバ
２１ モータ
２２ モータ
３１ 切り替えタイミング発生部
３２ レジスタ（出力制御手段）
３３ パターンレジスタ（記憶手段）
３４ パターン出力制御部（パターン制御手段）
３５ パターン出力制御部（パターン制御手段）
３６ パターン出力制御部（パターン制御手段）
３７ パターン出力制御部（パターン制御手段）
４１ 設定レジスタ
４２ タイミングレジスタ
４３ セレクタ
４４ セレクタ
１０１ 露光ランプ
１０７ レンズ
１０８ ＣＣＤラインセンサ
１１０ 露光制御部
１１１ 現像器
１１２ 定着部
１１３ 定着部
１２７ クリーナ
１２８ １次帯電器
１２９ 給送ローラ対
１３２ 給送ローラ対
１４０ 感光体
１４１ 搬送ベルト
Claims (4)
- ステッピングモータの励磁パターンを格納する記憶手段と、
第１モータドライバまたは第２モータドライバに供給するために前記記憶手段の第１アドレスからｎビット分（ｎは正の整数）の励磁パターンを読み出す第１パターン制御手段と、
前記第１モータドライバまたは前記第２モータドライバに供給するために前記第１パターン制御手段と同じ前記ｎビット分の励磁パターンを前記記憶手段の第２アドレスから読み出す第２パターン制御手段と、
前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段から出力する前記励磁パターンの変更タイミングを示す第１パターン移行タイミング信号及び第２パターン移行タイミング信号を発生するタイミング発生手段とを有し、
前記タイミング発生手段は、前記第１パターン制御手段から前記第１モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給し、前記第２パターン制御手段から前記第２モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第１出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御手段へ供給するとともに、前記第２パターン移行タイミング信号を前記第２パターン制御手段へ供給し、前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段から前記第１のモータドライバにそれぞれ前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第２出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御手段及び前記第２パターン制御手段へ供給することを特徴とするステッピングモータの制御装置。 - 請求項１に記載のステッピングモータの制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- ステッピングモータの励磁パターンを記憶手段に格納する格納工程と、
第１モータドライバまたは第２モータドライバに供給するために前記記憶手段の第１アドレスからｎビット分（ｎは正の整数）の励磁パターンを読み出す第１パターン制御工程と、
前記第１モータドライバまたは前記第２モータドライバに供給するために前記第１パターン制御工程と同じ前記ｎビット分の励磁パターンを前記記憶手段の第２アドレスから読み出す第２パターン制御工程と、
前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程から出力する前記励磁パターンの変更タイミングを示す第１パターン移行タイミング信号及び第２パターン移行タイミング信号を発生するタイミング発生工程とを有し、
前記タイミング発生工程は、前記第１パターン制御工程から前記第１モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給し、前記第２パターン制御工程から前記第２モータドライバに前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第１出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御工程へ供給するとともに、前記第２パターン移行タイミング信号を前記第２パターン制御工程へ供給し、前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程から前記第１のモータドライバにそれぞれ前記ｎビット分の励磁パターンを供給するための第２出力モードが設定されたことに応じて、前記第１パターン移行タイミング信号を前記第１パターン制御工程及び前記第２パターン制御工程へ供給することを特徴とするステッピングモータの制御方法。 - 請求項３に記載のステッピングモータの制御方法により、画像形成装置内のステッピングモータを制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
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