JP4154562B2

JP4154562B2 - Stepping motor driving method and image forming apparatus

Info

Publication number: JP4154562B2
Application number: JP2002031822A
Authority: JP
Inventors: 弘宮沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: JP2003235296A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不感帯を有しかつ弾性体から構成される歯車伝達機構を介して所定の駆動プロファイルで加速・減速駆動を行うステッピングモータ駆動方法及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図１２はステッピングモータの従来の駆動方法を説明するための図である。ステッピングモータでは、従来より図１２に示すように駆動周波数（駆動速度）を最初は低い周波数で駆動を始め、その後徐々に駆動周波数を上げていく駆動プロファイルで駆動されている。このようにステッピングモータは、駆動周波数及びパルス数を制御するだけで速度制御や位置制御を簡単に行なえるという特徴をもっているが、駆動パルスに同期して回転するため、モータのトルクと負荷に適切な駆動周波数を決めてやらなければならない。例えばモータトルクに対し、負荷が小さなものを遅い速度で駆動すれば振動するし、逆に負荷が大きく駆動周波数が速ければモータは同期できず脱調してしまう。
【０００３】
例えばステッピングモータの駆動方法として、特開２００１−２５１８９７号公報や特開平１１−８９２９１号公報に開示された駆動系の固有振動数により加速減速カーブを求め駆動する方法や、特開平１０−１５０８００号公報に示された加減速カーブに二次関数を用いる方法がある。しかし、動力伝達機構に歯車を用いた場合、歯車には必ず不感帯があるため、加速減速カーブを固有振動数により求め駆動する方法や二次関数を用いる方法では、不感帯に起因する振動、騒音が発生し、また、不感帯が大きい場合には駆動信号に同期できなくて脱調することもある。
【０００４】
この点を改良したものとして、特開平９−９８５９７号公報では、駆動回路に励磁遅延回路を構成して同期タイミングを合わせる方法が提案されている。しかし、この方法では、回路が複雑となり、また、不感帯条件が変った場合には容易に対応できないという問題点を有する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、不感帯や弾性体による変位量に起因する起動時の振動や騒音の発生を防ぎ、脱調せず駆動を行えるようにするものである。
【０００６】
そのために本発明は、不感帯を有しかつ弾性体から構成される歯車伝達機構を介して所定の駆動プロファイルで加速・減速駆動を行うステッピングモータ駆動方法において、少なくとも起動時に前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する加速領域では最低速度よりも速い速度で駆動を行い、該駆動後に最低速度に切り換えて順次加速していく駆動プロファイルにより前記ステッピングモータの加速・減速駆動を行うことを特徴とするステッピン速い速度で駆動を行い、該駆動後に最低速度に切り換えて順次加速していく駆動プロファイルにより前記ステッピングモータの加速・減速駆動を行い、減速領域の前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する最後のステップに対し直前の駆動速度よりも速い速度で駆動を行うようにしたことを特徴とし、モータの１パルスでのステップ角をθ_s、前記不感帯と弾性体による変位角をθとした場合に、前記速い速度で駆動を行うパルス数ｎとの関係は、
θ／２≦ｎθ_s≦θ
であり、前記駆動プロファイルは、ステッピングモータの回転角が目標角に達した時点に励磁切換を行うように設定されることを特徴とするものである。
【０００７】
また、所定の駆動プロファイルで加速・減速駆動を行うステッピングモータを備えた画像形成装置において、不感帯を有しかつ弾性体から構成される歯車伝達機構と、各色のトナーが充填された複数の現像器を搭載し前記歯車伝達機構を介して前記ステッピングモータにより加速・減速駆動を行い色換えを行って感光体上に像を形成する現像ロータリと、所定の駆動プロファイルにより前記ステッピングモータの加速・減速駆動を行う駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、少なくとも起動時に前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する加速領域では最低速度よりも速い速度で駆動を行い、該駆動後に最低速度に切り換えて順次加速していく駆動プロファイルにより前記ステッピングモータの加速・減速駆動を行い、減速領域の前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する最後のステップに対し直前の駆動速度よりも速い速度で駆動を行うようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
モータの１パルスでのステップ角をθ_s、前記不感帯と弾性体による変位角をθとした場合に、前記速い速度で駆動を行うパルス数ｎとの関係は、
θ／２≦ｎθ_s≦θ
であり、前記駆動プロファイルは、ステッピングモータの回転角が目標角に達した時点に励磁切換を行うように設定され、前記駆動制御手段は、前記トナーの残量のアンバランス量を検出して前記加速領域を求め、該加速領域に対し最低駆動速度よりも速い速度で駆動を行うことを特徴するものである。
【０００９】
前記駆動制御手段は、前記トナーの残量のアンバランス量を検出して前記減速領域を求め、該減速領域の前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する最後のステップに対し最低駆動速度よりも速い速度で駆動を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
前記現像ロータリは、ロータリフレームの所定位置に固定するロック機構を備え、前記歯車伝達機構は、前記不感帯の２分の１が前記弾性体による変位量より小さいものであることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の実施の形態を説明するための図、図２はステッピングモータの駆動制御回路を示す図である。１は現像ロータリ、２はロータリフレーム、３は供給ローラ、４は現像ローラ、５は感光体、６はステッピングモータ、７は歯車輪列、１１はロックピン、１２はロックレバー、１３はソレノイド、２１はＣＰＵ、２２はＲＯＭ、２３はＲＡＭ、２４は駆動回路、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは現像器を示す。
【００１２】
カラー電子写真プリンタを構成する画像形成装置の現像ロータリ駆動機構を示したのが図１であり、現像ロータリ１には、現像器Ｙ、現像器Ｃ、現像器Ｍ、現像器Ｋが搭載されている。現像器Ｙにはイエロー、現像器Ｃにはシアン、現像器Ｍにはマゼンタ、現像器Ｋにはブラックの各色のトナーが充填された４色の構成で、現像ロータリ１を１／４ずつ回転（９０度回転）することで色重ねを行なう方式である。トナーは、供給ローラ３、現像ロータ４を経て感光体５に運ばれて感光体５上に像を形成し、感光体５上に形成された像は、紙（図示せず）又は中間転写媒体（図示せず）に転写するように構成されている。現像ロータリ１は、９０度毎回転して色替えを行なうようになっており、現像ロータリ１とステッピングモータ６が歯車輪列７で連結され、色替えは、ステッピングモータ６を駆動することで行なう。
【００１３】
ロータリフレーム２には、４個所にロックピン１１があり、このロックピン１１にロックレバー１２が噛み合うことで所定位置に固定される。ロックレバー１２には、ロックピン１１と噛み合う凹状の溝が形成されており、ソレノイド１３により駆動されてロックレバー１２がロックピン１１に噛み合いまたは解除することで、ロータリフレーム２の固定と回転を可能にしている。現像時は、ロックレバー１２がロックピン１１に噛み合うことによりロータリフレーム２は固定されており、色替え時は、ソレノイド１３を駆動してロックレバー１２をロックピン１１から解除した後、ステッピングモータ６をＣＷ回転（モータ回転方向）させることでロータリフレーム２はＣＣＷ回転（ロータリ正転方向）させる。
【００１４】
歯車輪列７は、例えば後述する図６や図８に示す歯車構成のものであり、不感帯（以下、バックラッシュという）及び歯車剛性は後述する図９、図１０に示す特性のものである。ステッピングモータ６は、ステップ角１．８度のハイブリッド型２相ステッピングモータであり、ステッピングモータと制御駆動回路を示したのが図２である。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納されているステッピングモータ６の制御プログラムを呼び出し、命令に従ってステッピングモータ駆動信号を駆動回路２４に出力し、目標となるモータ６の回転数に相当する周波数でモータ６の相励磁を行ない、順次相励磁を切り換えていくことでモータ６を駆動する。モータ６から現像ロータリ１までの速度比を１／６に設定した場合、現像ロータリ１が９０度回転するためにはモータを５４０度回転させる必要があるので、ステップ角１．８度のモータでは３００パルス加えればよい。
【００１５】
図３は起動時のステッピングモータの起動〜加速駆動プロファイルを示す図、図４はステッピングモータの起動〜加速・減速〜停止駆動プロファイルを示す図である。
【００１６】
バックラッシュや弾性の無い剛体をステッピングモータで駆動する場合には、駆動周波数（駆動速度）を図１２に示すように最初は低い周波数で駆動を始め、その後徐々に駆動周波数を上げていく駆動プロファイルとなる。しかし、バックラッシュや弾性体から構成される歯車伝達機構を介してステッピングモータを駆動する場合には、先ずバックラッシュを詰め、そして弾性体の変形をさせてから歯車伝達機構の先にある負荷を回すことになる。つまりモータの最初の負荷はモータ自身を回転させるだけの負荷であり、次は弾性体を変形させる負荷であって、その後に実際の大きな負荷がかかるわけである。従って、図１２に示した駆動プロファイルをそのまま適応すると最初の１パルス目では負荷が小さく駆動周波数が低いため振動的となるが、大きな負荷がかかったところでは逆に駆動周波数が高すぎて同期できず脱調してしまう。
【００１７】
そこで、本発明は、起動時にバックラッシュ解消と弾性体変形のところまでの駆動周波数は高くし、その後に最も遅い駆動周波数に下げ、そこより徐々に周波数を上げ加速していくようにするものであり、その起動時の加速駆動プロファイルを示したのが図３である。ここで、１−２パルスはバックラッシュ解消と弾性体変形の駆動、３パルス目は歯車伝達機構の先にある実際の大きな負荷に対応する駆動パルスとなり、１−２パルスは負荷が小さい分速い周波数で駆動し、大きな負荷は駆動周波数を低くして駆動を始め、その後周波数を上げ加速をしていくようにしている。このように加速駆動プロファイルで示される加速領域には、その一部にバックラッシュと弾性体を詰める領域が存在し、この一部領域で最低速度よりも速い速度で駆動を行っている。なお、図３において駆動周波数が周期性を持って変動しながら上がっていくのは駆動系と負荷の固有振動数の影響によるものである。
【００１８】
図４に示したステッピングモータの起動〜加速・減速〜停止駆動プロファイルは、モータを２相励磁で３００パルス駆動して現像ロータリを９０度回転させるもので、駆動時間の約半分は起動〜加速、残りの約半分は減速〜停止を行なっている。起動時の第１、第２の駆動パルスは、第３の駆動パルスよりも速い駆動パルスでモータを駆動し始め、その後最も遅い駆動パルスから徐々に駆動周波数を増していき、駆動時間の約半分の時間で最高速に達し、その後順次減速していき３００パルス目で停止する。
【００１９】
第１、第２の駆動パルスが第３の駆動パルスよりも速い駆動パルスとなっている理由は、モータの２ステップでバックラッシュと歯車の剛性分を詰め、３ステップ目より実負荷を駆動し始めるためである。つまり、バックラシュがあるときは起動直後現像ロータリの負荷がモータには加わっていない状態であり、この時モータは自分自身の負荷を回すだけでよいから速い駆動でよい。また同様に、歯車の剛性によるたわみ分を詰めるのにも、大きな負荷はかからないので速い駆動でよい。
【００２０】
バックラッシュと歯車のたわみ分を詰めた後は、現像ロータリを駆動するのに大きな負荷が加わるため、この時は駆動速度を落し、現像ロータリが起動〜加速に移るのに合わせる。その後現像ロータリの加速に合わせてモータ駆動速度も立上げていく。なお、最後から２パルスは最後から３パルス目よりも速くなっているのは、モータを振動させること無く停止させるためである。
【００２１】
現像器内のトナーは印字により減っていくが、その減り方は一様でないため、トナー量のばらつきにより静止状態では、ロータリの正転方向に回転を始める場合と、逆転方向に回転を始める場合がある。例えば現像器Ｙと現像器Ｋに対し現像器Ｍと現像器Ｃが重ければ正転方向に回転してしまうし、逆に現像器Ｙと現像器Ｋに対し現像器Ｍと現像器Ｃが軽ければ逆転方向に回転してしまう。ロータリがトナーの重量のアンバランスで、正転方向に回転してしまうことは、モータから見れば歯車輪列のバックラッシュが最大となり、反対の逆転方向に回転することはバックラッシュが無い状態となる。これらの状態でロータリを駆動するには、ステッピングモータから見れば、バックラッシュの無い状態から最大のバックラッシュがある状態まで脱調せずに駆動できなければならない。
【００２２】
トナーの残量のアンバランスによりバックラッシュが最大の時と無い状態での説明をする。現像器Ｙと現像器Ｋに対し、現像器Ｍと現像器Ｃが重くロータリが正転方向に回転した場合にはモータから見るとバックラッシュが最大となり、本条件では２．５度となる。また、モータの発生トルクを０．５Ｎｍと仮定すると歯車の剛性による変形量は１．３度であるから合計３．８度分モータは負荷の無い状態で回転するため速い速度でよい。モータは１ステップ１．８度であるから、この３．８度はモータの約２ステップ分に当たることになる。
【００２３】
一方、逆に現像器Ｙと現像器Ｋに対し、現像器Ｍと現像器Ｃが軽く逆転方向に回転した場合には、モータから見るとバックラッシュが無い状態となるため、歯車の剛性による変形量分のみとなる。この量はモータの約１ステップ分となるので、２ステップの初期駆動では、残り１ステップ分で現像ロータリの負荷が加わり始める。しかし、最適励磁切換ポイントからは少しずれるが脱調までには至らず問題なく駆動できる。
【００２４】
図５はモータ駆動の目標角とモータの回転角の関係を示している。モータをホールド状態より１パルス目の励磁切換を行なった場合、目標角は１．８度、２パルス目は３．６度、……と１．８度刻みに増していく。モータは励磁されることで回転が始まり、順次角度を増していく。ちょうど最初の目標角（１．８度）に達した時点で励磁を切り換え、また次の目標角（３．６度）に達した時点に励磁を切り換えるということを繰り返していく。１パルス目の励磁切換から２パルス目の励磁切換までの時間ｔ１の逆数が駆動周波数となり、同様にｔ２、ｔ２、……と続けることにより駆動プロファイルを決める。ステッピングモータには振動がつきものであるが、図５からも分かる通り目標角に達した時点で励磁を切り換えるように励磁切換を設定することにより、振動もなくスムーズな回転を実現している。
【００２５】
次に、バックラッシュによるガタ量及び歯車の弾性変形量について説明する。図６は３段減速歯車機構の場合のバックラッシュによるガタ量を説明するための図、図７は３段減速歯車機構の場合の歯車の弾性変形量を説明するための図である。
【００２６】
図６において、Ｚ１歯車軸はモータ（図示せず）と直結され、Ｚ１−Ｚ２、Ｚ３−Ｚ４、Ｚ５−Ｚ６が噛み合い連結されているものとする。それぞれの歯車の速度比は、
ｉ₁＝Ｚ₁／Ｚ₂
ｉ₂＝Ｚ₃／Ｚ₄ ｉ₃＝Ｚ₅／Ｚ₆ であり、それぞれの歯車のバックラッシュとして、Ｚ１軸でのＺ１とＺ２のバックラッシュをθ_B1、Ｚ３軸でのＺ３とＺ４のバックラッシュをθ_B2、Ｚ５軸でのＺ５とＺ６のバックラッシュをθ_B3で示す。これらバックラッシュをモータ軸に換算すると、
モータ軸換算Ｚ３とＺ４のバックラッシュθ_B2′は
θ_B2′＝θ_B2／（Ｚ₁／Ｚ₂）＝θ_B2／ｉ₁
モータ軸換算Ｚ５とＺ６のバックラッシュθ_B3′は
θ_B3′＝θ_B3／（Ｚ₁／Ｚ₂）（Ｚ₃／Ｚ₄）＝θ_B3／ｉ₁ｉ₂
モータでの全バックラッシュθ_Bは
θ_B＝θ_B1＋θ_B2′＋θ_B3′＝θ_B1＋θ_B2／ｉ₁＋θ_B3／ｉ₁ｉ₂
で表される。
【００２７】
次に歯車の弾性変形量について説明する。図７に示すようにＺ１歯車にＴのトルクを与えＺ６を固定する。Ｚ１とＺ２では、それぞれθ_K1−θ_K2……と弾性変形する。それぞれの歯車の噛み合い歯剛性は、
Ｚ１の歯剛性ｋ₁＝ｋ₀ｒ₁ ²ｔ₁
Ｚ２の歯剛性ｋ₂＝ｋ₀ｒ₂ ²ｔ₂
Ｚ３の歯剛性ｋ₃＝ｋ₀ｒ₃ ²ｔ₃
Ｚ４の歯剛性ｋ₄＝ｋ₀ｒ₄ ²ｔ₄
Ｚ５の歯剛性ｋ₅＝ｋ₀ｒ₅ ²ｔ₅
Ｚ６の歯剛性ｋ₆＝ｋ₀ｒ₆ ²ｔ₆
で示される。尚、θ_k0は材料によって変わる剛性、ｒ_nはピッチ円半径、ｔ_nは噛み合い長さである。これらをモータ軸換算の各歯剛性は、

Ｚ１歯車にトルクＴをかけた場合の変位角は
Ｚ１の変位角 θ_K＝Ｔ／Ｋ
バックラッシュ及び変位角合計 θ＝θ_B＋θ_K
図８は具体的な歯車構成例を示す図、図９は図８に示す歯車構成でＺ１をモータ軸としＺ６を固定した場合のモータ軸換算バックラシュを示す図、図１０は同様にＺ１を鉄材、Ｚ２〜Ｚ６をポリアセタール樹脂で構成した場合のモータ軸換算全歯車剛性を示す図、図１１はバックラッシュ量を大きくしていった時のモータ駆動状況をまとめた図である。
【００２８】
本発明での駆動プロファイルの決め方としては、バックラッシュが正転方向と逆転方向にちょうど１／２づつ均等に配分された理想的な条件位置で考える。図８乃至図１０によれば、モータ軸換算の全バックラッシュは２．５度、モータ軸にＴ＝０．５Ｎｍのトルクを加えたときの変形はモータ軸換算で１．３度、バックラッシュと剛性分の合計で３．８度となる。また、モータ軸換算での全バックラッシュが２．５度、片側で１．２５度、歯車剛性による変位角はモータ軸換算で１．３度であるので、合計で２．５５度となっている。これは、通常よく使われている標準的なＨＢステッピングモータを２相駆動した場合、１ステップ１．８度であるからステッピングモータの約２ステップ分にあたり、モータの１パルスでのステップ角をθ_s、不感帯と弾性体による変位角をθ、速い速度で駆動を行うパルス数をｎとすると、
θ／２≦ｎθ_s≦θ
の関係になっている。
【００２９】
上記の条件で、バックラッシュ量を大きくしていった時のモータ駆動状況をみると、図１１に示すようにモータ軸換算で６度までは脱調することなく駆動することができる。歯車は、製作時のばらつきや組み立て誤差、使用中の摩耗などによりバックラッシュが大きくなることもあるが、本発明の駆動方法によれば図１１に示すようにバックラッシュが大きくなっても相当範囲で駆動可能である。
【００３０】
参考までにバックラッシュと歯車剛性を考慮しない図１２に示す駆動プロファイルで駆動した場合、現像ロータリが逆転方向に回転しバックラッシュが無い条件では何とか駆動ができたが、トナーや現像器にアンバランスが無くバックラッシュが正転方向と逆転方向にちょうど１／２づつ均等に配分された理想的な条件及び正転方向に回転しバックラッシュが最大になった条件では起動直後に脱調してしまった。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、２ステップを速い駆動周波数にしたが、ステップ数は、モータのタイプや歯車伝達機構のバックラッシュ、弾性体による変位量に応じて変えてもよいし、また、１−２パルスは、片側バックラッシュと歯車剛性変位角で目標角にモータの回転角が達した時に励磁切換を行うようにしたが、トナーの残量のアンバランスの検出情報を用いることによりバックラッシュの大きさを判定し、その大きさに応じて設定してもよい。また、本発明では、ステップ数をモータの２相励磁で説明したが、１−２相励磁などマイクロステップ駆動の場合でも同様である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、所定の駆動プロファイルで加速・減速駆動を行うステッピングモータを備えた画像形成装置において、不感帯を有しかつ弾性体から構成される歯車伝達機構と、各色のトナーが充填された複数の現像器を搭載し前記歯車伝達機構を介して前記ステッピングモータにより加速・減速駆動を行い色換えを行って感光体上に像を形成する現像ロータリと、所定の駆動プロファイルにより前記ステッピングモータの加速・減速駆動を行う駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、少なくとも起動時に前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する加速領域では最低速度よりも速い速度で駆動を行い、該駆動後に最低速度に切り換えて順次加速していく駆動プロファイルにより前記ステッピングモータの加速・減速駆動を行い、減速領域の前記不感帯及び弾性体による変位量に対応する最後のステップに対し直前の駆動速度よりも速い速度で駆動を行うようにしたので、起動時の振動や騒音の発生を防ぎ、脱調せず駆動を行うことができ、モータを振動させること無く停止させることができる。
【００３３】
起動時の速い加速領域は、バックラッシュの２分の１と弾性体による変位量を駆動するステップ数とし、駆動プロファイルは、ステッピングモータの回転角が目標角に達した時点に励磁切換を行うように設定され、駆動制御手段は、トナーの残量のアンバランス量を検出して加速領域を求め、該加速領域に対し最低駆動速度よりも速い速度で駆動を行うことにより、バックラッシュの無い状態から最大のバックラッシュがある状態まで脱調せずに駆動でき、ばらつきの大きなバックラッシュや弾性体による変位量にも対応可能で、信頼性を高めることができる。
【００３４】
減速領域のバックラッシュ及び弾性体による変位量に対応する最後のステップに対し直前の駆動速度よりも速い速度で駆動を行い、駆動制御手段は、トナーの残量のアンバランス量を検出して減速領域を求め、該減速領域のバックラッシュ及び弾性体による変位量に対応する最後のステップに対し最低駆動速度よりも速い速度で駆動を行うことにより、モータを振動させること無く停止させることができる。
【００３５】
さらに本発明によれば、モータ振動が抑えられ低騒音化が可能になり、脱調を防ぐことができ、駆動系の固有振動数の測定や駆動回路に工夫が要らないので、信頼性の高い安価な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態を説明するための図である。
【図２】ステッピングモータの駆動制御回路を示す図である。
【図３】起動時のステッピングモータの起動〜加速駆動プロファイルを示す図である。
【図４】ステッピングモータの起動〜加速・減速〜停止駆動プロファイルを示す図である。
【図５】モータ駆動の目標角とモータの回転角の関係を示す図である。
【図６】３段減速歯車機構の場合のバックラッシュによるガタ量を説明するための図である。
【図７】３段減速歯車機構の場合の歯車の弾性変形量を説明するための図である。
【図８】具体的な歯車構成例を示す図である。
【図９】図８に示す歯車構成でＺ１をモータ軸としＺ６を固定した場合のモータ軸換算バックラシュを示す図である。
【図１０】同様にＺ１を鉄材、Ｚ２〜Ｚ６をポリアセタール樹脂で構成した場合のモータ軸換算全歯車剛性を示す図である。
【図１１】バックラッシュ量を大きくしていった時のモータ駆動状況をまとめた図である。
【図１２】ステッピングモータの従来の駆動方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…現像ロータリ、２…ロータリフレーム、３…供給ローラ、４…現像ローラ、５…感光体、６…ステッピングモータ、７…歯車輪列、１１…ロックピン、１２…ロックレバー、１３…ソレノイド、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…駆動回路、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ…現像器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stepping motor driving method and an image forming apparatus that perform acceleration / deceleration driving with a predetermined driving profile via a gear transmission mechanism having a dead zone and made of an elastic body.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional driving method of a stepping motor. Conventionally, a stepping motor is driven with a driving profile in which driving frequency (driving speed) is first started at a low frequency and then gradually increased as shown in FIG. In this way, the stepping motor has the feature that speed control and position control can be performed simply by controlling the drive frequency and the number of pulses. However, since it rotates in synchronization with the drive pulse, it is suitable for the torque and load of the motor. It is necessary to decide a proper driving frequency. For example, if a motor with a small load is driven at a slow speed relative to the motor torque, the motor vibrates. If the load is large and the driving frequency is fast, the motor cannot synchronize and step out.
[0003]
For example, as a stepping motor driving method, an acceleration / deceleration curve is obtained by driving the natural frequency of the driving system disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-251897 and 11-89291, and Japanese Patent Laid-Open No. 10-150800. There is a method of using a quadratic function for the acceleration / deceleration curve disclosed in the publication. However, when a gear is used for the power transmission mechanism, the gear always has a dead zone.Therefore, vibration and noise caused by the dead zone are not obtained in the method of driving the acceleration / deceleration curve based on the natural frequency and the method using the quadratic function. When the dead zone is large, it may not synchronize with the drive signal and step out.
[0004]
As an improvement on this point, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-98597 proposes a method in which an excitation delay circuit is configured in the drive circuit to synchronize the synchronization timing. However, this method has problems that the circuit becomes complicated and that the dead zone condition cannot be easily dealt with.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-described problem, and prevents generation of vibrations and noises caused by a dead zone and an amount of displacement by an elastic body, and enables driving without step-out.
[0006]
To this end, the present invention provides a stepping motor driving method in which acceleration / deceleration driving is performed with a predetermined driving profile via a gear transmission mechanism having a dead zone and made of an elastic body. The stepping motor is driven at a speed higher than the minimum speed in the acceleration region corresponding to the amount, and the stepping motor is accelerated / decelerated by a drive profile that is sequentially accelerated after switching to the minimum speed. perform driving at a high speed, sequentially have row driving acceleration and deceleration of the by the acceleration to continue driving profile stepping motor is switched to the lowest speed after the drive, corresponding to the displacement amount by the dead zone and the elastic body deceleration region last of that it has to perform drive at a higher speed than the immediately preceding driving speed to step And symptoms, step angle theta _s at 1 pulse motor, when the displacement angle by the dead zone and the elastic member theta, the relationship between the pulse number n for driving the fast speed,
θ / 2 ≦ nθ _s ≦ θ
The drive profile is set such that excitation switching is performed when the rotation angle of the stepping motor reaches the target angle.
[0007]
In addition, in an image forming apparatus including a stepping motor that performs acceleration / deceleration driving with a predetermined driving profile, a gear transmission mechanism having a dead zone and formed of an elastic body, and a plurality of developing units filled with toner of each color And a development rotary that forms an image on a photoconductor by changing the color by acceleration / deceleration driving by the stepping motor via the gear transmission mechanism, and acceleration / deceleration driving of the stepping motor by a predetermined driving profile Drive control means for performing at least a speed higher than a minimum speed in an acceleration region corresponding to a displacement amount due to the dead zone and the elastic body at the time of activation, and switching to the minimum speed after the drive. successively by the acceleration to continue driving profiles have line acceleration and deceleration drive of the stepping motor Te, before the deceleration range It is characterized in that to the last step corresponding to the displacement amount of the dead zone and the elastic body and to perform driving at a faster rate than the immediately preceding driving speed.
[0008]
When the step angle at one pulse of the motor is θ _s and the displacement angle by the dead zone and the elastic body is θ, the relationship between the number of pulses n driven at the high speed is as follows:
θ / 2 ≦ nθ _s ≦ θ
The drive profile is set so as to perform excitation switching when the rotation angle of the stepping motor reaches the target angle, and the drive control means detects the unbalance amount of the remaining amount of toner and An acceleration region is obtained, and the acceleration region is driven at a speed higher than the minimum driving speed.
[0009]
The drive control means detects the unbalance amount of the remaining amount of toner to obtain the deceleration region, and is less than the minimum drive speed for the last step corresponding to the displacement amount of the dead zone and the elastic body in the deceleration region. The driving is performed at a high speed.
[0010]
The developing rotary is provided with a lock mechanism for fixing to a predetermined position of a rotary frame, and the gear transmission mechanism is characterized in that one half of the dead zone is smaller than a displacement amount by the elastic body. is there.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a drive control circuit for a stepping motor. 1 is a development rotary, 2 is a rotary frame, 3 is a supply roller, 4 is a development roller, 5 is a photoreceptor, 6 is a stepping motor, 7 is a tooth wheel train, 11 is a lock pin, 12 is a lock lever, 13 is a solenoid, Reference numeral 21 denotes a CPU, 22 denotes a ROM, 23 denotes a RAM, 24 denotes a drive circuit, and Y, M, C, and K denote developing devices.
[0012]
FIG. 1 shows a developing rotary drive mechanism of an image forming apparatus constituting a color electrophotographic printer. The developing rotary 1 includes a developing unit Y, a developing unit C, a developing unit M, and a developing unit K. Yes. The developing unit 1 is rotated by a quarter of a four-color configuration in which the developing unit Y is filled with yellow, the developing unit C is filled with cyan, the developing unit M is filled with magenta, and the developing unit K is filled with black toner. This is a method of performing color superposition by rotating 90 degrees. The toner is conveyed to the photoconductor 5 through the supply roller 3 and the developing rotor 4 to form an image on the photoconductor 5, and the image formed on the photoconductor 5 is paper (not shown) or an intermediate transfer medium. It is configured to transfer to (not shown). The development rotary 1 is rotated every 90 degrees to change the color. The development rotary 1 and the stepping motor 6 are connected by a toothed wheel train 7, and the color change is performed by driving the stepping motor 6. .
[0013]
The rotary frame 2 has lock pins 11 at four locations, and a lock lever 12 is engaged with the lock pins 11 to be fixed at a predetermined position. The lock lever 12 is formed with a concave groove that meshes with the lock pin 11, and the rotary frame 2 can be fixed and rotated when the lock lever 12 is engaged with or released from the lock pin 11 by being driven by a solenoid 13. I have to. At the time of development, the rotary frame 2 is fixed by engaging the lock lever 12 with the lock pin 11, and at the time of color change, the solenoid 13 is driven to release the lock lever 12 from the lock pin 11, and then the stepping motor 6 Is rotated CW (motor rotation direction) to cause the rotary frame 2 to CCW rotation (rotary forward rotation direction).
[0014]
The toothed wheel train 7 has, for example, a gear configuration shown in FIGS. 6 and 8 described later, and a dead zone (hereinafter referred to as backlash) and a gear rigidity have characteristics shown in FIGS. 9 and 10 described later. The stepping motor 6 is a hybrid two-phase stepping motor with a step angle of 1.8 degrees, and FIG. 2 shows a stepping motor and a control drive circuit. The CPU 21 calls a control program for the stepping motor 6 stored in the ROM 22, outputs a stepping motor drive signal to the drive circuit 24 in accordance with the command, and performs phase excitation of the motor 6 at a frequency corresponding to the target rotational speed of the motor 6. The motor 6 is driven by sequentially switching the phase excitation. When the speed ratio from the motor 6 to the development rotary 1 is set to 1/6, it is necessary to rotate the motor 540 degrees in order for the development rotary 1 to rotate 90 degrees. Add 300 pulses.
[0015]
FIG. 3 is a diagram showing the start-up acceleration drive profile of the stepping motor at the time of startup, and FIG. 4 is a diagram showing the start-up acceleration / deceleration-stop drive profile of the stepping motor.
[0016]
When a rigid body without backlash or elasticity is driven by a stepping motor, the drive profile (drive speed) starts at a low frequency as shown in FIG. 12, and then gradually increases the drive frequency. It becomes. However, when driving a stepping motor via a gear transmission mechanism composed of a backlash or an elastic body, the backlash is first packed and the elastic body is deformed before the load ahead of the gear transmission mechanism. Will turn. That is, the initial load of the motor is a load that only rotates the motor itself, the next is a load that deforms the elastic body, and an actual large load is applied thereafter. Therefore, if the drive profile shown in FIG. 12 is applied as it is, the load is small and the drive frequency is low at the first pulse, but it becomes oscillating. However, when a large load is applied, the drive frequency is too high to synchronize. It will step out.
[0017]
Therefore, the present invention increases the driving frequency up to the point of eliminating the backlash and deforming the elastic body at the time of start-up, then lowering it to the slowest driving frequency, and gradually increasing the frequency from there to accelerate it. FIG. 3 shows an acceleration drive profile at the time of activation. Here, the 1-2 pulse is a drive pulse corresponding to the actual large load ahead of the gear transmission mechanism, and the 1-2 pulse is faster because the load is smaller. Driving at a frequency, a large load starts driving at a lower driving frequency, and then increases the frequency to accelerate. Thus, in the acceleration region indicated by the acceleration drive profile, there is a region where backlash and an elastic body are packed in a part thereof, and driving is performed at a speed higher than the minimum speed in this partial region. In FIG. 3, the drive frequency rises with periodicity varying due to the influence of the natural frequency of the drive system and the load.
[0018]
The starting-acceleration / deceleration-stop driving profile of the stepping motor shown in FIG. 4 is one in which the motor is driven by 300 pulses with two-phase excitation and the developing rotary is rotated 90 degrees, and about half of the driving time is startup-acceleration. The remaining half is decelerating to stopping. The first and second drive pulses at start-up start driving the motor with a drive pulse faster than the third drive pulse, and then gradually increase the drive frequency from the slowest drive pulse to about half of the drive time. The maximum speed is reached in the period of time, and then the speed is gradually reduced and stopped at the 300th pulse.
[0019]
The reason why the first and second drive pulses are faster than the third drive pulse is that the backlash and gear rigidity are reduced in two steps of the motor, and the actual load is driven in the third step. To get started. In other words, when there is a backlash, the load on the development rotary is not applied to the motor immediately after startup. At this time, the motor only needs to rotate its own load, so it can be driven quickly. Similarly, to reduce the deflection due to the rigidity of the gear, a large load is not applied, so that a fast drive is sufficient.
[0020]
After reducing the backlash and gear deflection, a large load is applied to drive the development rotary. At this time, the drive speed is reduced to match the development rotary from start to acceleration. Thereafter, the motor drive speed is also increased in accordance with the acceleration of the development rotary. The reason why the last two pulses are faster than the third pulse from the last is to stop the motor without vibrating.
[0021]
The toner in the developer is reduced by printing, but the reduction method is not uniform, so when the toner is stationary due to variations in the amount of toner, when rotating in the forward rotation direction and when rotating in the reverse direction There is. For example, if the developing unit M and the developing unit C are heavy with respect to the developing unit Y and the developing unit K, the developing unit M and the developing unit C rotate in the forward direction, and conversely, the developing unit M and the developing unit C are lighter than the developing unit Y and the developing unit K. Will rotate in the reverse direction. When the rotary rotates in the forward rotation direction due to the unbalance of the toner weight, the backlash of the tooth wheel train is maximized from the viewpoint of the motor, and when it rotates in the opposite reverse direction, there is no backlash. Become. In order to drive the rotary in these states, it must be possible to drive without step-out from the state without backlash to the state with the maximum backlash when viewed from the stepping motor.
[0022]
An explanation will be given of when the backlash is maximum and when there is no balance due to the unbalance of the remaining amount of toner. When the developing device M and the developing device C are heavy with respect to the developing device Y and the developing device K and the rotary rotates in the forward rotation direction, the backlash is maximized when viewed from the motor, and is 2.5 degrees under this condition. Further, assuming that the generated torque of the motor is 0.5 Nm, the deformation amount due to the rigidity of the gear is 1.3 degrees, so the motor rotates at a speed of 3.8 degrees in total, so that a high speed is sufficient. Since the motor is 1.8 degrees per step, this 3.8 degrees corresponds to about two steps of the motor.
[0023]
On the other hand, when the developing unit M and the developing unit C are slightly rotated in the reverse direction with respect to the developing unit Y and the developing unit K, there is no backlash when viewed from the motor. Only amount. Since this amount is about one step of the motor, in the initial driving of two steps, the load of the developing rotary starts to be applied in the remaining one step. However, although it deviates slightly from the optimum excitation switching point, it does not reach step-out and can be driven without any problem.
[0024]
FIG. 5 shows the relationship between the motor drive target angle and the motor rotation angle. When the motor is switched to the first pulse excitation from the hold state, the target angle increases to 1.8 degrees, the second pulse increases to 1.8 degrees, 3.6 degrees, and so on. When the motor is excited, it starts rotating and gradually increases its angle. Excitation is switched when the first target angle (1.8 degrees) is reached, and excitation is switched when the next target angle (3.6 degrees) is reached. The reciprocal of time t1 from the excitation switching of the first pulse to the excitation switching of the second pulse is the driving frequency, and similarly, the driving profile is determined by continuing t2, t2,. Although the stepping motor is accompanied by vibration, as can be seen from FIG. 5, by setting the excitation switching so that the excitation is switched when the target angle is reached, smooth rotation is realized without vibration.
[0025]
Next, the amount of backlash caused by backlash and the amount of elastic deformation of the gear will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the backlash caused by backlash in the case of the three-stage reduction gear mechanism, and FIG. 7 is a diagram for explaining the elastic deformation amount of the gear in the case of the three-stage reduction gear mechanism.
[0026]
In FIG. 6, it is assumed that the Z1 gear shaft is directly connected to a motor (not shown), and Z1-Z2, Z3-Z4, and Z5-Z6 are meshed and connected. The speed ratio of each gear is
i ₁ = Z ₁ / Z ₂
i ₂ = Z ₃ / Z ₄ i ₃ = Z ₅ / Z ₆ , and the backlash of Z1 and Z2 on the Z1 axis is θ _B1 as the backlash of each gear, and the back of Z3 and Z4 on the Z3 axis The rush is represented by θ _B2 , and the backlash of Z5 and Z6 on the Z5 axis is represented by θ _B3 . When these backlashes are converted into motor shafts,
Motor shaft conversion Z3 and Z4 backlash θ _B2 ′ is θ _B2 ′ = θ _B2 / (Z ₁ / Z ₂ ) = θ _B2 / i ₁
Motor shaft conversion Z5 and Z6 backlash θ _B3 ′ is θ _B3 ′ = θ _B3 / (Z ₁ / Z ₂ ) (Z ₃ / Z ₄ ) = θ _B3 / i ₁ i ₂
The total backlash θ _B at the motor is θ _B = θ _B1 + θ _B2 '+ θ _B3 ' = θ _B1 + θ _B2 / i ₁ + θ _B3 / i ₁ i ₂
It is represented by
[0027]
Next, the elastic deformation amount of the gear will be described. As shown in FIG. 7, a torque of T is applied to the Z1 gear to fix Z6. Z1 and Z2 are elastically deformed as θ _K1 −θ _K2 . The meshing tooth rigidity of each gear is
Tooth stiffness of Z1 k ₁ = k ₀ r ₁ ² t ₁
Tooth rigidity of Z2 k ₂ = k ₀ r ₂ ² t ₂
Tooth rigidity of Z3 k ₃ = k ₀ r ₃ ² t ₃
Tooth rigidity of Z4 k ₄ = k ₀ r ₄ ² t ₄
Tooth rigidity of Z5 k ₅ = k ₀ r ₅ ² t ₅
Tooth rigidity of Z6 k ₆ = k ₀ r ₆ ² t ₆
Indicated by Incidentally, theta _k0 stiffness vary depending on the material, r _n is the pitch circle radius, t _n meshes length. Each tooth rigidity converted to motor shaft is

The displacement angle when torque T is applied to the Z1 gear is the displacement angle of Z1 θ _K = T / K
Total backlash and displacement angle θ = θ _B + θ _K
FIG. 8 is a diagram showing a specific gear configuration example, FIG. 9 is a diagram showing a motor shaft conversion backlash when Z1 is a motor shaft and Z6 is fixed in the gear configuration shown in FIG. 8, and FIG. , Z2 to Z6 are diagrams showing the total rigidity of the motor shaft equivalent when the polyacetal resin is configured, and FIG. 11 is a diagram summarizing the motor driving situation when the backlash amount is increased.
[0028]
As a method of determining the drive profile in the present invention, an ideal condition position where backlash is equally distributed by 1/2 in the forward direction and the reverse direction is considered. According to FIGS. 8 to 10, the total backlash in terms of motor shaft is 2.5 degrees, and the deformation when applying torque of T = 0.5 Nm to the motor shaft is 1.3 degrees in terms of motor shaft. The total stiffness is 3.8 degrees. Also, the total backlash in terms of motor shaft is 2.5 degrees, 1.25 degrees on one side, and the displacement angle due to gear rigidity is 1.3 degrees in terms of motor shaft, so the total is 2.55 degrees. Yes. This is because when a standard HB stepping motor, which is usually used, is driven in two phases, it is 1.8 degrees per step. Therefore, it corresponds to about two steps of the stepping motor, and the step angle of one pulse of the motor is θ. _s , where θ is the displacement angle due to the dead zone and the elastic body, and n is the number of pulses driven at a high speed,
θ / 2 ≦ nθ _s ≦ θ
It has become a relationship.
[0029]
Under the above conditions, looking at the motor driving situation when the backlash amount is increased, as shown in FIG. 11, the motor can be driven up to 6 degrees without being stepped out in terms of motor shaft. Gears may have a large backlash due to manufacturing variations, assembly errors, wear during use, and the like. However, according to the driving method of the present invention, a considerable range even if the backlash increases as shown in FIG. It can be driven with.
[0030]
For reference, when driving with the drive profile shown in FIG. 12 that does not take backlash and gear rigidity into consideration, the development rotary can rotate in the reverse direction and there is no backlash. In the ideal condition in which backlash is evenly distributed in half in the forward and reverse directions and in the condition in which the backlash is maximized by rotating in the forward direction, the step-out occurs immediately after startup. It was.
[0031]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, two steps are set to a fast driving frequency, but the number of steps may be changed according to the type of motor, the backlash of the gear transmission mechanism, the amount of displacement by the elastic body, or 1− For the two pulses, excitation switching is performed when the motor rotation angle reaches the target angle with one-side backlash and gear stiffness displacement angle. The size may be determined and set according to the size. In the present invention, the number of steps has been described by the two-phase excitation of the motor, but the same applies to the case of microstep driving such as 1-2 phase excitation.
[0032]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the image forming apparatus including a stepping motor that performs acceleration / deceleration driving with a predetermined driving profile, a gear transmission mechanism having a dead zone and configured by an elastic body. And a developing rotary that mounts a plurality of developing devices filled with toner of each color, performs acceleration / deceleration driving by the stepping motor via the gear transmission mechanism, and changes colors to form an image on the photosensitive member; Drive control means for accelerating and decelerating the stepping motor according to a predetermined drive profile, and the drive control means is faster than the minimum speed at least in an acceleration region corresponding to a displacement amount due to the dead zone and the elastic body at the time of activation. The stepping model is driven by a driving profile that drives at a speed, and after that driving, switches to the lowest speed and accelerates sequentially. There line drive acceleration and deceleration of the motor, since to carry out the drive at a higher speed than the driving speed of the immediately preceding to the last step corresponding to the displacement amount by the dead zone and the elastic body of the deceleration region, the vibration at the time of starting And noise can be prevented, the motor can be driven without stepping out, and the motor can be stopped without vibrating.
[0033]
The fast acceleration region at the time of start-up is one-half of the backlash and the number of steps to drive the amount of displacement by the elastic body, and the drive profile is such that excitation switching is performed when the rotation angle of the stepping motor reaches the target angle. The drive control means detects the unbalance amount of the remaining amount of toner, obtains an acceleration area, and drives the acceleration area at a speed faster than the minimum driving speed, thereby preventing backlash. It can be driven without step-out to the state where the maximum backlash is present, and it can cope with backlash with large variations and displacement due to an elastic body, thereby improving reliability.
[0034]
The last step corresponding to the backlash in the deceleration area and the amount of displacement by the elastic body is driven at a speed higher than the previous drive speed, and the drive control means detects the unbalance amount of the remaining amount of toner and decelerates. By obtaining the area and driving at the speed higher than the minimum driving speed for the last step corresponding to the backlash in the deceleration area and the displacement amount by the elastic body, the motor can be stopped without vibrating.
[0035]
Furthermore, according to the present invention, motor vibration is suppressed, noise reduction is possible, step-out can be prevented, and measurement of the drive system's natural frequency and drive circuit are not required, so the reliability is high. An inexpensive apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of an image forming apparatus according to the invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a drive control circuit of a stepping motor.
FIG. 3 is a diagram showing a startup-acceleration drive profile of a stepping motor at startup.
FIG. 4 is a diagram showing a start-up acceleration / deceleration-stop drive profile of a stepping motor.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a target angle of motor driving and a rotation angle of the motor.
FIG. 6 is a diagram for explaining a backlash amount due to backlash in the case of a three-stage reduction gear mechanism.
FIG. 7 is a diagram for explaining an elastic deformation amount of a gear in the case of a three-stage reduction gear mechanism.
FIG. 8 is a diagram showing a specific gear configuration example.
9 is a view showing a motor shaft equivalent backlash when Z1 is a motor shaft and Z6 is fixed in the gear configuration shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing motor shaft equivalent total gear rigidity when Z1 is made of iron and Z2 to Z6 are made of polyacetal resin.
FIG. 11 is a diagram summarizing the motor drive status when the backlash amount is increased.
FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional driving method of a stepping motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Development rotary, 2 ... Rotary frame, 3 ... Supply roller, 4 ... Development roller, 5 ... Photoconductor, 6 ... Stepping motor, 7 ... Tooth wheel train, 11 ... Lock pin, 12 ... Lock lever, 13 ... Solenoid, 21 ... CPU, 22 ... ROM, 23 ... RAM, 24 ... Drive circuit, Y, M, C, K ... Developer

Claims

In a stepping motor driving method that performs acceleration / deceleration driving with a predetermined driving profile via a gear transmission mechanism that has a dead zone and is made of an elastic body, at least an acceleration region corresponding to a displacement amount by the dead zone and the elastic body at the time of activation The stepping motor is driven at a high speed, which is driven at a speed higher than the minimum speed, and the stepping motor is accelerated and decelerated by a driving profile that is switched to the minimum speed and then sequentially accelerated after the driving. , have rows acceleration and deceleration driving of the stepping motor by sequentially accelerating to go driving profile is switched to the lowest speed after the drive, just prior to the last step corresponding to the displacement amount by the dead zone and the elastic body deceleration region It stepping characterized in that to perform the driving at a higher speed than the driving speed Motor driving method.

When the step angle at one pulse of the motor is θ _s and the displacement angle by the dead zone and the elastic body is θ, the relationship between the number of pulses n driven at the high speed is as follows:
θ / 2 ≦ nθ _s ≦ θ
The stepping motor driving method according to claim 1, wherein:

2. The stepping motor driving method according to claim 1, wherein the driving profile is set so as to perform excitation switching when the rotation angle of the stepping motor reaches a target angle.

In an image forming apparatus equipped with a stepping motor that performs acceleration / deceleration driving with a predetermined driving profile,
A gear transmission mechanism having a dead zone and composed of an elastic body;
A developing rotary that mounts a plurality of developing devices filled with toner of each color, performs acceleration / deceleration driving by the stepping motor through the gear transmission mechanism, and changes colors to form an image on the photosensitive member;
Drive control means for accelerating and decelerating the stepping motor according to a predetermined drive profile, and the drive control means is faster than the minimum speed at least in the acceleration region corresponding to the amount of displacement by the dead zone and the elastic body at the time of activation. perform driving at a speed, sequentially have row driving acceleration and deceleration of the by the acceleration to continue driving profile stepping motor is switched to the lowest speed after the drive, the last corresponding to the displacement amount by the dead zone and the elastic body deceleration region An image forming apparatus, wherein the step is driven at a speed higher than the immediately preceding driving speed .

When the step angle at one pulse of the motor is θ _s and the displacement angle by the dead zone and the elastic body is θ, the relationship between the number of pulses n driven at the high speed is as follows:
θ / 2 ≦ nθ _s ≦ θ
The image forming apparatus according to claim 4, wherein:

5. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the drive profile is set so that excitation switching is performed when a rotation angle of the stepping motor reaches a target angle.

Said drive control means, the determined acceleration region, according to claim 4, characterized in that for driving to the pressurized-speed region higher than the minimum driving speed velocity by detecting the unbalance amount of the remaining amount of the toner Image forming apparatus.

The drive control means detects the unbalance amount of the remaining amount of toner to obtain the deceleration region, and is less than the minimum drive speed for the last step corresponding to the displacement amount of the dead zone and the elastic body in the deceleration region. 5. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the image forming apparatus is driven at a high speed.

The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the developing rotary includes a lock mechanism that fixes the developing rotary at a predetermined position of the rotary frame.

5. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein in the gear transmission mechanism, a half of the dead zone is smaller than a displacement amount by the elastic body.