JP6642107B2 - Stepping motor drive device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この開示は、ステッピングモーター駆動装置、およびこのステッピングモーターで駆動される用紙搬送部を備えた画像形成装置に関する。 The present disclosure relates to a stepping motor driving device and an image forming apparatus including a sheet transport unit driven by the stepping motor.
プリンター、ファクシミリ装置、およびコピー機などの画像形成装置では、効率良くメンテナンスを実行するために、できるだけ正確に部品交換時期を判定できること望ましい。たとえば、特開2002−290650号公報(特許文献1)に記載の技術では、画像形成装置は、画像形成を行う際に各構成部品について使用されたか否かを判断し、使用された場合には、その使用された構成部品の使用回数カウンターのカウント値を増加させる。そして、画像形成装置は、過去一定期間の各構成部品の使用状況により、各構成部品が耐用回数に達する時期を予測する。 2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copier, it is desirable that a component replacement time can be determined as accurately as possible in order to perform maintenance efficiently. For example, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-290650 (Patent Document 1), the image forming apparatus determines whether or not each component has been used when forming an image, and when the component is used, Then, the count value of the usage counter of the used component is increased. Then, the image forming apparatus predicts a time when each component reaches the endurance count based on the usage status of each component during a certain period in the past.
特開2007−114291号公報(特許文献2)は、画像形成装置に装着された各ユニットが寿命に到達したか、あるいは各ユニットに異常が発生していないか、等の各ユニットの状態を早期かつ容易に把握するための技術を開示する。具体的に、この文献の画像形成装置は、ユニットに備えられた回転体を駆動するためのDC(直流)モーターと、DCモーターの回転数を検出する検出手段と、差分算出手段と、変調パルス生成手段と、駆動手段と、判断手段とを備える。差分算出手段は、検出されたモーターの回転数と目標回転数との差分を算出する。変調パルス生成手段は、差分算出手段で算出された回転数の差分に基づいて変調したパルス幅のパルスを生成する。駆動手段は、変調パルス生成手段で生成されたパルスに基づいてDCモーターを駆動する。判断手段は、変調パルス生成手段で生成されたパルスのパルス幅と閾値とを比較することによって、ユニットの状態(交換の要否)を判定する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-114291 (Patent Document 2) discloses an early state of each unit such as whether each unit attached to the image forming apparatus has reached the end of its life or whether any abnormality has occurred in each unit. In addition, a technique for easily grasping is disclosed. Specifically, the image forming apparatus disclosed in this document includes a DC (direct current) motor for driving a rotating body provided in the unit, a detecting unit for detecting the number of rotations of the DC motor, a difference calculating unit, and a modulation pulse. The apparatus includes a generating unit, a driving unit, and a determining unit. The difference calculating means calculates a difference between the detected rotation speed of the motor and the target rotation speed. The modulation pulse generation means generates a pulse having a pulse width modulated based on the difference between the number of revolutions calculated by the difference calculation means. The driving unit drives the DC motor based on the pulse generated by the modulated pulse generation unit. The determining means determines the state of the unit (whether replacement is necessary) by comparing the pulse width of the pulse generated by the modulated pulse generating means with a threshold.
ステッピングモーターの制御方法には、オープンループ制御とクローズドループ制御とがある。通常のオープンループ制御によってステッピングモーターを駆動する場合、負荷の増大によって、入力パルス信号にステッピングモーターの回転が追従できなくなった場合には脱調が生じる。たとえば、画像形成装置の用紙搬送機構において脱調が生じると、紙詰まり(jam)が生じるため、ダウンタイムの発生および無駄な用紙の消費という問題がある。 As a control method of the stepping motor, there are open loop control and closed loop control. When the stepping motor is driven by the normal open loop control, a step-out occurs when the rotation of the stepping motor cannot follow the input pulse signal due to an increase in load. For example, if a step-out occurs in a sheet transport mechanism of an image forming apparatus, a paper jam occurs, which causes a problem of downtime and wasteful consumption of paper.
一方、クローズドループ制御によってステッピングモーターを制御する方法では、ステッピングモーターに搭載された高分解能エンコーダーから位置および速度情報をフィードバックし、検出された位置および速度情報と動作指令(たとえば、クロック信号)との誤差を修正しながらモーターが回転する。クローズドループ制御によれば、モーターに想定を超える衝撃負荷がかかっても、瞬間的に定格を超えるモーター電流を流すことによってトルクを増大させ、モーターの発熱や過大な電力を消費せずに脱調を回避することができる。 On the other hand, in a method of controlling a stepping motor by closed loop control, position and speed information is fed back from a high-resolution encoder mounted on the stepping motor, and the detected position and speed information and an operation command (for example, a clock signal) are transmitted. The motor rotates while correcting the error. According to the closed loop control, even if an unexpected impact load is applied to the motor, the motor will instantaneously flow the motor current exceeding the rating to increase the torque and step out without consuming heat or excessive power of the motor. Can be avoided.
しかしながら、部品の経時劣化などによって、想定を超える負荷が連続してモーターにかかり続けた場合には、定格以上のモーター電流を連続して長時間流すことになってしまう。このような場合には、モーター制御部は最終的に異常状態と判断してモーターを停止することになるので、ダウンタイムが発生してしまうという問題がある。 However, if a load exceeding the expectation is continuously applied to the motor due to deterioration of components over time or the like, a motor current exceeding the rating will flow continuously for a long time. In such a case, the motor control unit finally determines that the motor is in an abnormal state and stops the motor, so that there is a problem that downtime occurs.
上記の特開2002−290650号公報(特許文献1)の場合、各構成部品の経時劣化の度合(交換の要否)を使用回数から判断するため、実際の劣化の度合と異なる場合がある。このため、継続使用可能な部品まで交換してしまうという無駄が生じる場合がある。 In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-290650 (patent document 1), the degree of deterioration over time (necessity of replacement) of each component is determined from the number of times of use, and thus may differ from the actual degree of deterioration. For this reason, there is a case where wasteful replacement of parts that can be used continuously occurs.
上記の特開2007−114291号公報(特許文献2)の技術は、DCモーターのフィードバック制御に限定されたものである。したがって、負荷が重くなっても入力パルスのパルス幅が変化しないステッピングモーターにこの文献の技術を適用することができない。現状のステッピングモーター駆動装置では、モーターが停止する前に重負荷を検知して通知するものは知られていない。 The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-114291 (Patent Document 2) is limited to feedback control of a DC motor. Therefore, the technique of this document cannot be applied to a stepping motor in which the pulse width of an input pulse does not change even when the load increases. There is no known stepping motor drive device that detects and notifies a heavy load before the motor stops.
この開示は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、その主な目的は、ステッピングモーターの駆動対象である部品の経時劣化を容易かつ正確に判定することが可能なステッピングモーター駆動装置を提供することである。 The present disclosure has been made in consideration of the above problems, and a main object of the disclosure is to provide a stepping motor driving device capable of easily and accurately determining deterioration with time of a component to be driven by the stepping motor. It is to provide.
この開示は一局面において、ステッピングモーター駆動装置であって、ステッピングモーターと、第1のパルス信号生成部と、第2のパルス信号生成部と、第1の判定部と、第2の判定部とを備える。第1のパルス信号生成部は、ステッピングモーターの回転角度の指令値を表す第1のパルス信号を生成する。第2のパルス信号生成部は、ステッピングモーターの実際の回転角度に対応した第2のパルス信号を生成する。第1の判定部は、第1のパルス信号と第2のパルス信号とを比較することによって、ステッピングモーターの負荷の程度を判定する。第2の判定部は、判定された負荷の程度に基づいて、ステッピングモーターの負荷に影響を与え得る部品の劣化の有無を判定する。第1の判定部は、ステッピングモーターの負荷の程度を判定する際に、第1のパルス信号の所定周期ごとに第2のパルス信号のパルス数をカウントし、カウントしたパルス数と所定周期ごとの第2のパルス信号のパルス数の目標値との差分値を算出し、所定周期ごとに算出された差分値を、ステッピングモーターの起動時から累計した累計値を算出し、算出した累計値に基づいてステッピングモーターの負荷の程度を判定するように構成される。 One aspect of the present disclosure is a stepping motor driving device, which includes a stepping motor, a first pulse signal generation unit, a second pulse signal generation unit, a first determination unit, and a second determination unit. Is provided. The first pulse signal generation unit generates a first pulse signal representing a command value of a rotation angle of the stepping motor. The second pulse signal generator generates a second pulse signal corresponding to the actual rotation angle of the stepping motor. The first determination unit determines the degree of the load on the stepping motor by comparing the first pulse signal with the second pulse signal. The second determination unit determines, based on the determined degree of the load, whether or not there is any deterioration of a component that can affect the load on the stepping motor. The first determination unit counts the number of pulses of the second pulse signal for each predetermined cycle of the first pulse signal when determining the degree of load on the stepping motor, and determines the number of pulses counted and the number of pulses for each predetermined cycle. A difference value between the number of pulses of the second pulse signal and a target value is calculated, a difference value calculated for each predetermined cycle is calculated as a cumulative value from the start of the stepping motor, and based on the calculated cumulative value. To determine the degree of load on the stepping motor.
好ましい一実施形態において、第2の判定部は、累計値の絶対値が第1の閾値を超えたか否か、または第1の閾値を所定回数超えたか否かに基づいて、ステッピングモーターの負荷に影響を与え得る部品の劣化の有無を判定する。 In a preferred embodiment, the second determination unit determines whether or not the absolute value of the cumulative value has exceeded the first threshold or whether or not the first threshold has exceeded the predetermined number of times. It is determined whether or not there is any deterioration of a component that may have an effect.
さらに好ましくは、第2の判定部は、累計値の絶対値が、第1の閾値よりも大きい第2の閾値を超えたときに、ステッピングモーターに脱調の可能性があると判定する。 More preferably, the second determination unit determines that the stepping motor has a possibility of step-out when the absolute value of the accumulated value exceeds a second threshold larger than the first threshold.
好ましい他の実施形態において、第1の判定部は、ステッピングモーターの所定の回転角あたりの複数の累計値の平均値を算出し、算出した累計値の平均値に基づいてステッピングモーターの負荷の程度を判定するように構成される。 In another preferred embodiment, the first determination unit calculates an average value of a plurality of cumulative values per predetermined rotation angle of the stepping motor, and determines a degree of load of the stepping motor based on the calculated average value of the cumulative values. Is determined.
さらに好ましくは、第2の判定部は、累計値の平均値の絶対値が第3の閾値を超えたか否か、または第3の閾値を所定回数超えたか否かに基づいて、ステッピングモーターの負荷に影響を与え得る部品の劣化の有無を判定する。 More preferably, the second determination unit is configured to determine whether or not the absolute value of the average value of the accumulated value has exceeded a third threshold value or whether or not the third threshold value has exceeded a predetermined number of times. It is determined whether or not there is any deterioration of a component that can affect the condition.
さらに好ましくは、第2の判定部は、累計値の平均値の絶対値が、第3の閾値よりも大きい第4の閾値を超えたときに、ステッピングモーターに脱調の可能性があると判定する。 More preferably, the second determination unit determines that the stepping motor has a possibility of step-out when the absolute value of the average value of the cumulative value exceeds a fourth threshold value larger than the third threshold value. I do.
上記の一実施形態および他の実施形態などにおいて、好ましくは、ステッピングモーターの起動時から所定期間の間は、所定期間の経過後よりも高いモーター電流がステッピングモーターに供給される。 In the above-described embodiment and other embodiments, preferably, a higher motor current is supplied to the stepping motor during a predetermined period from the start of the stepping motor than after the predetermined period has elapsed.
好ましくは、起動時から所定期間の間は、ステッピングモーターに供給されるモーター電流の大きさは、供給可能な最大値である。 Preferably, during a predetermined period from the start, the magnitude of the motor current supplied to the stepping motor is the maximum value that can be supplied.
好ましくは、ステッピングモーターは、オープンループ制御される。
好ましくは、第2の判定部によって部品の劣化が有ると判定された場合には、ステッピングモーターの連続動作時間が制限される。
Preferably, the stepper motor is open-loop controlled.
Preferably, when the second determination unit determines that the component is deteriorated, the continuous operation time of the stepping motor is limited.
好ましくは、第2の判定部は、負荷の程度の判定結果と部品の動作状態とを共通の時間軸に沿って対比させた状態で、表示部に表示させるかまたはプリンターに印刷可能に構成される。 Preferably, the second determination unit is configured to be displayed on the display unit or printable by a printer in a state where the determination result of the degree of the load and the operation state of the component are compared along a common time axis. You.
好ましくは、第2の判定部は、負荷の程度の判定結果と部品の動作状態とが相関している場合に、部品が劣化していると判定する。 Preferably, it is determined that the second determination unit, when the operating state of the determination results and part of the degree of load is correlation, parts is deteriorated.
この開示は他の局面において画像形成装置であって、画像を印刷するための用紙を搬送する用紙搬送部を備える。用紙搬送部は、上記のステッピングモーター駆動装置を含む。 Another embodiment of the present disclosure is an image forming apparatus that includes a sheet transport unit that transports a sheet for printing an image. The paper transport unit includes the above-described stepping motor driving device.
この開示によれば、ステッピングモーターの駆動対象である部品の経時劣化を容易かつ正確に判定することができる。 According to this disclosure, it is possible to easily and accurately determine deterioration with time of a component to be driven by a stepping motor.
以下、実施形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.
<第1の実施形態>
[ステッピングモーター駆動装置の構成]
図1は、第1の実施形態によるステッピングモーター駆動装置のハードウェア構成図である。図1を参照して、ステッピングモーター駆動装置10は、ステッピングモーター14と、ドライバー13と、エンコーダー15と、コントローラー12とを含む。なお、以下では、コントローラー12とドライバー13とを併せて駆動制御部11と称する場合がある。
<First embodiment>
[Configuration of stepping motor drive device]
FIG. 1 is a hardware configuration diagram of the stepping motor drive device according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, a stepping
ドライバー13は、コントローラー12から入力された制御パルス信号CS(たとえば、クロック信号)に基づいて、ステッピングモーターのステーターに供給する駆動パルス信号DSを生成する。駆動パルス信号DSは、ステッピングモーター14の相数に応じた複数のパルス信号によって構成される。各パルス信号の位相差は相数に応じて異なる。ステッピングモーター14は、この駆動パルス信号DSに従って回転動作する。
The
エンコーダー15は、ステッピングモーター14のローターの実際の回転角に応じたパルス信号であるエンコーダー信号ESを生成する。一般に、エンコーダー信号ESは、互いに1/4周期ずれたA相およびB相の2つのパルス信号を含む。A相およびB相のパルス信号に基づいて、モーターの回転方向、回転位置、および回転速度を検知することができる。
The
コントローラー12は、制御パルス信号CSを生成して出力することによって、ステッピングモーター14の回転角度および回転速度などを制御する。コントローラー12によるステッピングモーター14の制御方式はオープンループ制御である。
The
コントローラー12は、さらに、エンコーダー15から受信したエンコーダー信号ESと制御パルス信号CSとを比較することによって、ステッピングモーター14にかかる負荷の大きさの程度を判定する。この判定結果によって、ステッピングモーター14の駆動対象50の経時劣化の度合(部品交換の要否)が判定される。ここで、駆動対象50とは、ステッピングモーター14によって直接駆動される部品だけでなく、ステッピングモーター14の負荷に影響を与え得る全ての部品を含むものとする。負荷の大きさの判定方法ならびに駆動対象50の劣化状態の判定方法の詳細については後述する。
The
図2は、図1のコントローラーの構成例を示すブロック図である。図2には、コントローラー12に接続された他のブロックも併せて示されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the controller in FIG. FIG. 2 also shows other blocks connected to the
図2を参照して、コントローラー12は、一例として、CPU(Central Processing Unit)20、RAM(Random Access Memory)21、およびROM(Read Only Memory)22を含むマイクロコンピューターをベースに構成される。CPU20、RAM21、およびROM22は、バス26を介して相互に接続される。図1のドライバー13およびエンコーダー15は、インターフェイス(I/F:Interface)回路23,24をそれぞれ介してバス26に接続される。
Referring to FIG. 2, the
さらに、コントローラー12は、インターフェイス回路25を介して制御装置110、表示部120、および操作部121などと接続される。制御装置110は、ステッピングモーター駆動装置10とその駆動対象50を含めた機器全体を制御する。表示部120はユーザーに文字、画像などの情報を表示するために用いられ、操作部121はユーザーの入力操作のために用いられる。
Further, the
なお、図2の場合と異なるが、コントローラー12は、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの論理回路によって構成することも可能である。コントローラー12およびドライバー13の全体(図1の駆動制御部11)を1つの回路ユニットとして構成してもよい。
Note that, although different from the case of FIG. 2, the
[ローターとステーターの構成例]
図3は、ステッピングモーターのローターおよびステーターの構成例を模式的に示す図である。図3には、ローター−30のN極歯33の磁極数が50個、S極歯34(図中でハッチングが付されている)の磁極数が50個、相数が2相(A相、B相)の場合が示されている。さらに、励磁モードがフルステップモードの場合が示されている。この場合のステップ角(1ステップごとの回転角)は1.8°であり、ステップ数(モーター1回転の分割数)は200である。
[Example of rotor and stator configuration]
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a rotor and a stator of the stepping motor. In FIG. 3, the number of magnetic poles of the north pole teeth 33 of the
さらに図3には、A相コイル32Aが励磁されることによって、A相のステーター歯31AとN極歯33とが噛み合った状態が示されている。次に、B相コイル32Bが励磁されることによって、ローター30が1.8°回転し、B相ステーター歯31BとS極歯34とが噛み合うようになる。
Further, FIG. 3 shows a state in which the
以下では、図3に示すステッピングモーターの構成を例に挙げて説明するが、この図の例は一例に過ぎない。たとえば、ステッピングモーターの磁極数および相数は図3の場合と異なっていてもよいし、励磁モードはフルステップモードに代えてハーフステップモードであってもよいし、マイクロステップモードであってもよい。 Hereinafter, the configuration of the stepping motor shown in FIG. 3 will be described as an example, but the example in FIG. 3 is merely an example. For example, the number of magnetic poles and the number of phases of the stepping motor may be different from those in FIG. 3, and the excitation mode may be a half step mode instead of the full step mode or a micro step mode. .
[負荷の大きさの検出方法について]
図4は、ローターとステーターの位置関係について説明するための図である。図4(A)は軽負荷の場合を示し、図4(B)は重負荷の場合を示す。図中の矢印は、ローター30の磁極とステーター31の磁極との間に働く磁力を表わしている。
[How to detect the size of load]
FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship between the rotor and the stator. FIG. 4A shows a case of light load, and FIG. 4B shows a case of heavy load. The arrows in the figure represent the magnetic force acting between the magnetic pole of the
図4(A)に示すように、モータートルクに対して負荷が軽い場合、ローター30の磁極と励起相のステーター31の磁極とは、互いの中心位置(理想位置)で相ごとに順次噛み合いながら回転していく。一方、図4(B)に示すように、モータートルクに対して負荷が重くなってくると、ローター30の磁極の中心位置と励起相のステーター31の磁極の中心位置とにずれが生じる。たとえば、ステップ角が1.8°のステッピングモーターの場合、0.9°以上のずれが生じると脱調が発生する。したがって、ローター30の磁極の中心位置と励起相のステーター31の磁極の中心位置とのずれ量は、ステッピングモーター14のローター30にかかる負荷の大きさの目安になる。このずれ量は、次に示すようにエンコーダー信号ESによって検出することができる。
As shown in FIG. 4A, when the load is light relative to the motor torque, the magnetic poles of the
図5は、エンコーダー信号の一例について示す図である。図5(A)は、図1のコントローラー12から出力される制御パルス信号CSの波形の一例を示す。この図の例では、制御パルス信号CSの1周期(時刻t1から時刻t2まで)で、ローター30は1ステップ角(1.8°)回転するものとする。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an encoder signal. FIG. 5A shows an example of the waveform of the control pulse signal CS output from the
図5(B)および(C)は、図1のエンコーダー15から出力されるエンコーダー信号ESの波形の一例を示す。図5(B)は、軽負荷時の理想的な場合のエンコーダー信号ESの波形の例を示す。設計上では、制御パルス信号CSの1周期あたり(時刻t1から時刻t2まで)、エンコーダー15は、80個のパルスを出力するものとする。
FIGS. 5B and 5C show examples of the waveform of the encoder signal ES output from the
一方、図5(C)は、重負荷時の場合のエンコーダー信号ESの波形の例を示す。ローターにかかる負荷が比較的大きい場合にはローターの回転量が不足するために、制御パルス信号CSの1周期に対応するパルス数が、理想的なパルス数(80パルス)よりも少なくなる場合が生じる。例えば、図5(C)の場合には、時刻t1から時刻t2までの制御パルス信号CSの1周期に対応するパルス数が70パルスまで減少している。 On the other hand, FIG. 5C shows an example of the waveform of the encoder signal ES in the case of a heavy load. When the load on the rotor is relatively large, the amount of rotation of the rotor is insufficient, so that the number of pulses corresponding to one cycle of the control pulse signal CS may be smaller than the ideal number of pulses (80 pulses). Occurs. For example, in the case of FIG. 5C, the number of pulses corresponding to one cycle of the control pulse signal CS from time t1 to time t2 has been reduced to 70 pulses.
このように、制御パルス信号CSの所定周期(例えば1周期)ごとに、エンコーダー信号ESのパルス数の設計値(目標値)と実測されたエンコーダー信号ESのパルス数とのずれを検出することによって、負荷の大きさを推定することができる。以下、具体例を挙げて説明する。 As described above, by detecting the deviation between the design value (target value) of the number of pulses of the encoder signal ES and the actually measured number of pulses of the encoder signal ES for each predetermined period (for example, one period) of the control pulse signal CS. , The magnitude of the load can be estimated. Hereinafter, a specific example will be described.
[負荷検出の例:軽負荷時]
図6は、軽負荷時の場合における、エンコーダー信号のパルス数の設計値と実測値とのずれ量の一例を表形式で示す図である。図6の表では一番左側の列から順に、図1のドライバー13の入力パルス数(制御パルス信号CSのパルス数の累計値)、入力パルス毎のエンコーダーパルス信号の設計値(理想値)およびその実測値、設計値と実測値とのずれ量(差分)、ならびにそのずれ量の累計値が示されている。図3〜図5で説明したように、入力パルス1個(1.8°の回転角に対応する)に対してエンコーダーパルスが理想的には80個生成されるものとする。
[Example of load detection: light load]
FIG. 6 is a diagram illustrating, in a table form, an example of a shift amount between a design value and an actually measured value of the number of pulses of the encoder signal at the time of light load. In the table of FIG. 6, in order from the leftmost column, the number of input pulses (the cumulative value of the number of pulses of the control pulse signal CS), the design value (ideal value) of the encoder pulse signal for each input pulse, and The actual measured value, the deviation amount (difference) between the design value and the actual measurement value, and the cumulative value of the deviation amount are shown. As described with reference to FIGS. 3 to 5, it is assumed that 80 encoder pulses are ideally generated for one input pulse (corresponding to a rotation angle of 1.8 °).
ここで、初期状態では、ローター30の磁極の中心位置と励起相のステーター31の磁極の中心位置とが一致しているものとする。この初期状態でのエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量は0である。ステッピングモーターが回転した場合にステッピングモーターが脱調するか否かは、ローターの中心位置とステーターの中心位置とのずれ量(すなわち、初期状態からのずれ量)に依存する。この初期状態からのずれ量は、1ステップ角ごとのエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量を累計することによって得られる。
Here, in the initial state, it is assumed that the center position of the magnetic pole of the
図7は、図6におけるエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値の時間変化を示す図である。図7の横軸は経過時間に対応する入力パルス数を表す。図7の縦軸はエンコーダーパルス数の設計値と実測値とのずれ量(差分)の累計値を表す。 FIG. 7 is a diagram showing a time change of the cumulative value of the deviation amount between the design value and the actually measured value of the encoder pulse in FIG. The horizontal axis in FIG. 7 represents the number of input pulses corresponding to the elapsed time. The vertical axis in FIG. 7 represents the accumulated value of the amount of deviation (difference) between the design value of the encoder pulse number and the actually measured value.
設計上は、1入力パルスあたりローターは1.8°回転し、このときのエンコーダーパルスのカウント数は80であるとする。ローターとステーターとの角度のずれが0.9°になったときに脱調が生じるが、この脱調が生じたときのエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累積値は±40カウントに相当する。 By design, it is assumed that the rotor rotates 1.8 ° per input pulse, and the number of encoder pulse counts at this time is 80. Step-out occurs when the angle difference between the rotor and the stator becomes 0.9 °. When the step-out occurs, the accumulated value of the difference between the designed value and the measured value of the encoder pulse is ± 40. Equivalent to counting.
そこで、本実施形態のステッピングモーター駆動装置は、脱調が生じないようにするために、ずれ量の累積値が±40カウントに達する前の段階で閾値を設けて、この閾値を超えたときにユーザーに通知するようにする。具体的に、設計値と実測値とのずれ量の累計値が±20カウント(第1の閾値:±TH1)を超えた場合に、過負荷であると判定される。設計値と実測値のずれ量の累計値が±35カウント(第2の閾値:±TH2)を超えた場合に、脱調の危険性があると判定される。 Therefore, the stepping motor drive device according to the present embodiment sets a threshold value before the accumulated value of the deviation amount reaches ± 40 counts in order to prevent the step-out from occurring. Notify users. Specifically, when the cumulative value of the deviation between the design value and the actually measured value exceeds ± 20 counts (first threshold value: ± TH1), it is determined that an overload has occurred. If the accumulated value of the deviation between the design value and the measured value exceeds ± 35 counts (second threshold value: ± TH2), it is determined that there is a risk of step-out.
図7の例では、初期状態においてエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累積値は0カウントである。すなわち、初期状態では、ローター30の磁極の中心位置と励起相のステーター31の磁極の中心位置とが一致している。なお、初期状態においてローターとステーターの磁極中心のずれ量を0にするように、ステッピングモーターの起動後の所定時間内は、この所定時間の経過後よりもモーター電流を増加させた状態で駆動する。望ましくは、供給可能な最大の電流値をステーターに供給するようにする。
In the example of FIG. 7, in the initial state, the accumulated value of the deviation amount between the designed value and the measured value of the encoder pulse is 0 count. That is, in the initial state, the center position of the magnetic pole of the
一方、ステッピングモーターの回転中は、ローターの位置は理想的な位置を基準に振動する。負荷が比較的軽い正常な場合には、エンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値(絶対値)は、設定された第1の閾値TH1よりも十分に小さい。図6および図7の場合には、このずれ量の累計値は±10カウント以内である。 On the other hand, during the rotation of the stepping motor, the position of the rotor vibrates based on the ideal position. When the load is normal and the load is relatively light, the accumulated value (absolute value) of the deviation amount between the designed value and the measured value of the encoder pulse is sufficiently smaller than the set first threshold value TH1. In the case of FIG. 6 and FIG. 7, the total value of the shift amount is within ± 10 counts.
[負荷検出の具体例:重負荷時]
図8は、重負荷時の場合における、エンコーダー信号のパルス数の設計値と実測値とのずれ量の一例を表形式で示す図である。図9は、図8におけるエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値の時間変化を示す図である。図8の表および図9のグラフは、図6の表および図7のグラフにそれぞれ対応するものである。
[Example of load detection: heavy load]
FIG. 8 is a diagram illustrating, in a table form, an example of a deviation amount between the design value and the measured value of the number of pulses of the encoder signal in the case of a heavy load. FIG. 9 is a diagram showing a temporal change in the cumulative value of the amount of deviation between the design value of the encoder pulse and the actually measured value in FIG. The table in FIG. 8 and the graph in FIG. 9 correspond to the table in FIG. 6 and the graph in FIG. 7, respectively.
図8および図9に示すように、入力パルス数が5カウントに達したときに、エンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値が−22となり、第1の閾値である±20を超える。これによって、図1のコントローラー12は、ステッピングモーター14のローターにかかる負荷が増大していることを検知する。このような負荷の増大の原因は、ステッピングモーター14の駆動対象50となっている部品の経時劣化もしくは部品の故障が考えられる。したがって、図1のコントローラー12または図2の制御装置110は、部品交換が必要であることをユーザーに通知する。
As shown in FIGS. 8 and 9, when the number of input pulses reaches 5 counts, the accumulated value of the deviation between the design value and the actually measured value of the encoder pulse becomes −22, and the first threshold value ± 20. Exceeds. Thereby, the
なお、交換が必要な劣化部品の使用が一時的な場合などには、負荷の増大も一時的になる。したがって、図8に示すように、エンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値が第1の閾値(±TH1=±20)を超えた後に第1の閾値以下に戻ったとしても、ユーザーへの部品交換要の通知は継続される。なお、第1の閾値(±TH1)を超えただけでは、脱調を起こす可能性は低いので、ステッピングモーターの動作はそのまま継続される。もしくは、ステッピングモーターの連続動作時間を制限するなど一部の動作を制限するようにしてもよい。 When the deteriorated parts that need to be replaced are temporarily used, the load increases temporarily. Therefore, as shown in FIG. 8, even if the accumulated value of the deviation amount between the design value of the encoder pulse and the measured value exceeds the first threshold value (± TH1 = ± 20), and returns to the first threshold value or less. The notification of the necessity of parts replacement to the user is continued. It is to be noted that the stepping motor operation is continued as it is unlikely that the step-out will occur if the value exceeds the first threshold value (± TH1) alone. Alternatively, some operations may be limited, such as limiting the continuous operation time of the stepping motor.
上記では、エンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値が第1の閾値を1回でも超えたときにユーザーに部品交換要の通知がなされた。これに代えて、ずれ量の累計値が第1の閾値を超えた回数が所定回数に達したらユーザーに部品交換が必要であるとの通知を行うようにしてもよい。 In the above description, the user is notified that component replacement is required when the cumulative value of the deviation between the design value of the encoder pulse and the actually measured value exceeds the first threshold even once. Alternatively, the user may be notified that component replacement is necessary when the number of times the accumulated value of the deviation exceeds the first threshold reaches a predetermined number.
[負荷検出の具体例:重負荷時(他の例)]
図10は、重負荷時の場合において、図8の場合とは異なる例を表形式で示す図である。図10の表は、図6および図8の表に対応するものであり、エンコーダー信号のパルス数の設計値と実測値とのずれ量の一例を示している。図11は、図10におけるエンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値の時間変化を示す図である。図11のグラフは、図7および図9のグラフに対応するものである。
[Specific example of load detection: heavy load (other examples)]
FIG. 10 is a diagram showing, in the form of a table, an example different from the case of FIG. 8 in the case of a heavy load. The table in FIG. 10 corresponds to the tables in FIGS. 6 and 8, and shows an example of the amount of deviation between the design value and the measured value of the number of pulses of the encoder signal. FIG. 11 is a diagram showing a time change of the cumulative value of the deviation amount between the design value and the actually measured value of the encoder pulse in FIG. The graph of FIG. 11 corresponds to the graphs of FIGS. 7 and 9.
図10および図11に示す例では、エンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値は、第1の閾値(±TH1=±20)を超えていない。しかしながら、累計値の平均値の絶対値は、図6および図7で示した正常な場合よりも増大している。したがって、所定の回転角度(たとえば、1回転)ごとの、エンコーダーパルスの設計値と実測値とのずれ量の累計値の平均値を算出し、算出された平均値が閾値を超えている場合に、負荷が増大していると判定するようにしてもよい。 In the examples shown in FIGS. 10 and 11, the accumulated value of the deviation amount between the design value and the measured value of the encoder pulse does not exceed the first threshold value (± TH1 = ± 20). However, the absolute value of the average of the accumulated values is larger than that in the normal case shown in FIGS. Therefore, the average value of the accumulated values of the deviation amounts between the design value of the encoder pulse and the measured value for each predetermined rotation angle (for example, one rotation) is calculated, and when the calculated average value exceeds the threshold value, Alternatively, it may be determined that the load is increasing.
[ステッピングモーターの負荷の検出手順]
これまでの説明を総括して、ステッピングモーターのローターにかかる負荷の程度を検出する手順について説明する。
[Step detection procedure for stepping motor load]
The procedure for detecting the degree of the load applied to the rotor of the stepping motor will be described generally.
図12は、図1および図2のステッピングモーター駆動装置において、負荷量の検出に関連する部分の機能ブロック図である。図12を参照して、ステッピングモーター駆動装置10は機能的には、制御パルス信号生成部40と、負荷判定部41と、部品劣化判定部43と、ドライバー13と、ステッピングモーター14と、エンコーダー15とを含む。
FIG. 12 is a functional block diagram of a portion related to detection of a load amount in the stepping motor driving device of FIGS. 1 and 2. Referring to FIG. 12, the stepping
本実施形態の場合、制御パルス信号生成部40および負荷判定部41は、図1および図2のコントローラー12(CPU20)に対応し、これらの機能はCPU20がプログラムに従って動作することによって実現される。部品劣化判定部43の機能は図2の制御装置110によって実現される。
In the case of the present embodiment, the control
具体的に、制御パルス信号生成部40(第1のパルス信号生成部)は、ステッピングモーター14の回転角度の指令値を表す制御パルス信号CS(第1のパルス信号)を生成する。典型的には制御パルス信号CSの1パルスごとにステッピングモーター14は1ステップずつ回転する。エンコーダー15(第2のパルス信号生成部)は、ステッピングモーター14の実際の回転角度に対応したエンコーダー信号ES(第2のパルス信号)を生成する。
Specifically, the control pulse signal generator 40 (first pulse signal generator) generates a control pulse signal CS (first pulse signal) representing a command value of the rotation angle of the stepping
負荷判定部41(第1の判定部)は、制御パルス信号CSとエンコーダー信号ESとを比較することによって、ステッピングモーター14の負荷の程度を判定する。具体的に、負荷判定部41は、制御パルス信号CSの所定周期(通常は1周期)ごとにエンコーダー信号ESのパルス数をカウントし、カウントしたパルス数と所定周期ごとのエンコーダー信号ESのパルス数の目標値との差分値(ずれ量)を算出する。負荷判定部41は、所定周期ごとに算出された差分値を、ステッピングモーターの起動時から累計することによって累計値を算出し、算出した累計値に基づいてステッピングモーターの負荷の程度を判定する。
The load determining unit 41 (first determining unit) determines the degree of the load on the stepping
たとえば、負荷判定部41は、エンコーダー信号のずれ量の累計値の絶対値が第1の閾値TH1を超えたとき、または第1の閾値TH1を所定回数超えたときに、正常時よりも重負荷であると判定する。負荷判定部41は、さらに、第2の閾値TH2(ただし、TH2>TH1)を超えたときに脱調の危険性があると判定する。負荷判定部41によって脱調の危険性があると判定された場合には、制御パルス信号生成部40は、制御パルス信号CSの出力を停止することによってステッピングモーター14を停止するように制御してもよい。
For example, when the absolute value of the accumulated value of the amount of shift of the encoder signal exceeds the first threshold value TH1 or exceeds the first threshold value TH1 by a predetermined number of times, the
部品劣化判定部43(第2の判定部)は、負荷判定部41によって判定された負荷の程度に基づいて、ステッピングモーター14の駆動対象50である部品の劣化の有無を判定する。たとえば、部品劣化判定部43は、算出されたエンコーダー信号のずれ量の累計値の絶対値が第1の閾値TH1を超えているときには、駆動対象50である部品が劣化したことを報知する(たとえば、表示部120に警告表示がなされる)。
The component deterioration determining unit 43 (second determining unit) determines whether or not the component that is the driving
図13は、ステッピングモーターの負荷の程度を判定するための手順を示すフローチャートである。図12および図13を参照して、初期動作が開始された場合(ステップS100でYES)、コントローラー12は、ステッピングモーター14を起動してから所定期間が経過するまでの間、ドライバー13からステッピングモーター14に供給するモーター電流を供給可能な最大値に設定する(ステップS105)。これにより、初期状態において、ローターの磁極の中心位置と励起された相のステーターの磁極の中心位置とを一致させるようにする。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure for determining the degree of the load on the stepping motor. Referring to FIGS. 12 and 13, when the initial operation has been started (YES in step S100),
ステッピングモーター14が動作中の間(すなわち、モーター停止指令を制御装置110から受けるまでの間)、負荷判定部41は、制御パルス信号CSのエッジを基準にして所定周期ごとにエンコーダー信号ESのパルス数をカウントし(ステップS110)、カウントしたパルス数と目標値との差分を算出する(ステップS115)。さらに負荷判定部41は、算出した差分値の初期状態からの累計値を計算する(ステップS120)。
While the stepping
算出された累計値の絶対値が第1の閾値TH1を超えている場合に(ステップS130でYES)、負荷判定部41は、ステッピングモーター14の負荷量が正常状態よりも重負荷であると判定する(ステップS135)。もしくは、負荷判定部41は、算出された累計値の絶対値が第1の閾値TH1を所定回数超えた場合に、ステッピングモーター14の負荷量が重負荷であると判定してもよい。
If the absolute value of the calculated cumulative value exceeds the first threshold value TH1 (YES in step S130), the
この重負荷の判定結果を受けて、部品劣化判定部43は、ステッピングモーター14の駆動対象となっている部品が劣化したことを報知する(ステップS140)。負荷の増大によって脱調が生じないように、コントローラー12は、重負荷と判定した場合には、ステッピングモーターの連続動作時間を制限するようにしてもよい。
In response to the determination result of the heavy load, the component
複数の部品がステッピングモーター14の負荷に影響を与え得る場合には、部品劣化判定部43は、ある部品の動作状態と重負荷の判定結果とに相関があれば、当該部品が劣化したと判定する。この理由は、重負荷と判定されたときに動作状態でない部品は、劣化しているとは限らないからである(具体例については第2の実施形態で説明する)。
When a plurality of components can affect the load of the stepping
算出された累計値の絶対値が第2の閾値TH2(ただし、TH2>TH1)を超えている場合に(ステップS145でYES)、負荷判定部41は、ステッピングモーター14が脱調の危険性があると判定する(ステップS150)。この場合、コントローラー12は、ステッピングモーター14の動作を停止する(ステップS160)。なお、動作を停止せずに、部品交換の必要性のみを報知することも可能である。さらには、脱調を防止するために、モーター電流を通常時よりも一時的に増加させるようにしてもよい。
When the absolute value of the calculated cumulative value exceeds the second threshold value TH2 (though TH2> TH1) (YES in step S145), the
[負荷の検出手順の変形例]
図14は、図13の変形例のフローチャートである。図14のフローチャートは、図13のステップS120の後にステップS125を含む点で図13のフローチャートと異なる。ステップS125において、負荷判定部41は、算出されたエンコーダーパルスのずれ量の累積値に基づいて、ローター1回転分のあたり累計値の平均値を算出する。
[Modification of load detection procedure]
FIG. 14 is a flowchart of a modified example of FIG. The flowchart in FIG. 14 differs from the flowchart in FIG. 13 in that step S125 is included after step S120 in FIG. In step S125, the
さらに、図14の手順では、負荷判定部41は、ステップS125で算出された累計値の平均値の絶対値が第3の閾値TH3を超えている場合、もしくは第3の閾値TH3を所定回数超えた場合に(ステップS130AでYES)、ステッピングモーター14の負荷が正常状態よりも重負荷であると判定する(ステップS135)。また、負荷判定部41は、ステップS125で算出された累計値の平均値の絶対値が第4の閾値TH4(ただし、TH4>TH3)を超えている場合に(ステップS145AでYES)、ステッピングモーター14が脱調の危険性があると判定する(ステップS150)。
Further, in the procedure of FIG. 14, the
図14のその他のステップは図13の場合と同じであるので、同一または相当するステップには同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Since the other steps in FIG. 14 are the same as those in FIG. 13, the same or corresponding steps are denoted by the same reference characters and description thereof will not be repeated.
[効果]
第1の実施形態によれば、ステッピングモーター駆動装置10は、ステッピングモーター14のローターにかかる負荷が初期状態から変動してきたことを、モーターに取り付けたエンコーダー15からのエンコーダー信号に基づいて判断する。重負荷であることが判定された場合には、ステッピングモーター駆動装置10は、ステッピングモーター14で駆動対象となっている部品(負荷に影響を与え得る部品)が経時劣化したこと(すなわち、交換時期であること)をユーザーに通知する。これによって、部品が経時劣化したか否かの判断を、ステッピングモーター14のローターにかかっている実負荷の検出結果に基づいて、正確かつ容易に判断することができる。
[effect]
According to the first embodiment, the stepping
<第2の実施形態>
第2の実施形態では、第1の実施形態のステッピングモーター駆動装置10を用紙搬送システムに適用した例について説明する。用紙搬送システムは、たとえば、プリンターまたはスキャナーなどにおける用紙または原稿の搬送に用いられる。
<Second embodiment>
In the second embodiment, an example in which the stepping
図15は、用紙搬送システムの構成を示す模式図である。図16は、図15の場合よりも用紙が移動した状態を示す図である。図17は、図16の場合よりもさらに用紙が移動した状態を示す図である。 FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration of the paper transport system. FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which the sheet has moved more than in the case of FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which the sheet has moved further than in the case of FIG. 16.
図15〜図17を参照して、用紙搬送システムは、第1の実施形態で説明したステッピングモーター駆動装置10と、用紙52を搬送するための搬送ローラー51A〜51Fと、ユニットUA,UBとを含む。搬送ローラー51A〜51Fは、ステッピングモーター駆動装置10によって駆動される。
Referring to FIGS. 15 to 17, the paper transport system includes the stepping
ユニットUAは、用紙を検出するためのセンサー70と、部材71,72とを含む。ユニットUAは、センサー70によって用紙を検出されたときに動作する。ユニットUBは、モーター60と、その駆動制御部62と、モーター60によって駆動される部材61とを含む。図16では、モーター60が動作することによって部材61が移動した状態、すなわち、ユニットUBが動作中の状態が示されている。図17では、センサー70によって用紙52の先端が検出された状態、すなわちユニットUAが動作中の状態が示されている。
Unit UA includes a
ユニットUA,UBは、たとえば、用紙52の印刷ために用いられる部品であり、これらの部品が動作中の場合には、用紙52および搬送ローラー51A〜51Fを介してステッピングモーター14にローターに負荷が与えられることになる。したがって、ユニットUA,UBが経時劣化した場合には、ステッピングモーター14の負荷の増大として検出される。
The units UA and UB are, for example, components used for printing the
図18は、用紙搬送システムの動作状態の一例を示すタイミング図である。図17では、ステッピングモーター14の動作状態、モーター60の動作状態、センサー70の動作状態、モーター14の負荷の程度の判定結果、モーター14の脱調の可能性の判定結果、およびエンコーダー信号のずれ量の累計値が、共通の時間軸に沿って対比させた状態で示されている。
FIG. 18 is a timing chart showing an example of the operation state of the paper transport system. In FIG. 17, the operation state of the stepping
図12、図15、および図18を参照して、ユニットUB(モーター60)の動作時(時刻t3)に、エンコーダー信号のずれ量の累積値が第1の閾値±TH1を超えたとする。これによって、負荷判定部41はステッピングモーター14の負荷が正常時よりも増大したと判定する(判定結果がHレベルに変化する)。部品劣化判定部43は、時刻t2において動作中であるユニットUBの経時劣化したことをユーザーに通知する。たとえば、表示部120にユニットUBの交換が必要である旨が表示される。さらに、負荷の増大によって脱調に至ることを防止するために、連続する用紙の搬送枚数を制限するようにしてもよい(したがって、ステッピングモーター14の連続動作時間が制限されることになる)。
Referring to FIG. 12, FIG. 15, and FIG. 18, it is assumed that the accumulated value of the shift amount of the encoder signal exceeds first threshold value ± TH1 at the time of operation of unit UB (motor 60) (time t3). As a result, the
次に、時刻t4において、ユニットUAのセンサー70が用紙の先端を検知し、さらにこのとき、エンコーダー信号のずれ量の累積値が第2の閾値±TH2を超えたとする。この結果、負荷判定部41はステッピングモーター14の負荷が正常時よりも増大したことによって脱調の危険性があると判定する(判定結果がHレベルに変化する)。部品劣化判定部43は、時刻t4において動作中であるユニットUAの経時劣化したことをユーザーに通知する。たとえば、表示部120にユニットUBの交換が必要である旨が表示される。この場合、負荷の増大によって脱調に至ることを防止するために、モーター電流を通常時よりも一時的に増加させるようにしてもよいし、新しい用紙の搬送を停止するようにしてもよい。
Next, at time t4, it is assumed that the
なお、用紙搬送システムは、図17に示したようなタイミング図を、表示部120に表示させたり、プリンター140で印刷したりすることが可能なように構成されているのが好ましい。表示部120の表示結果またはプリンター140の出力結果は、メンテナンス時に利用される。
It is preferable that the paper transport system is configured so that the timing chart as shown in FIG. 17 can be displayed on the
<第3の実施形態>
第3の実施形態では、第2の実施形態の用紙搬送システムを画像形成装置に適用した例について説明する。
<Third embodiment>
In the third embodiment, an example in which the paper transport system of the second embodiment is applied to an image forming apparatus will be described.
[画像形成装置の構成]
図19は、MFP(Multi-Functional Peripheral)として構成される画像形成装置100の外観を示す図である。図20は、画像形成装置100の構成を示すブロック図である。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 19 is a diagram illustrating an appearance of the
図19および図20を参照して、画像形成装置100は、表示部120と、操作部121と、スキャナー130と、プリンター140と、制御装置110と、記憶装置122と、ネットワークインターフェイス123とを含む。
Referring to FIGS. 19 and 20,
表示部120はたとえば液晶パネルとして構成され、操作部121はその液晶パネル上に取り付けられたタッチパッド(両者を併せてタッチパネルと称される)として構成される。
The
スキャナー130は、原稿に光を照射したときの反射光を読み取ることによって画像を検出する。スキャナー130は、第2の実施形態で説明したような用紙搬送部131を含む。用紙搬送部131は、原稿トレイ132に載置された原稿を一枚ずつ取り込み、画像の読み取り後の原稿を原稿排出トレイ133に排出する。
The
プリンター140は、スキャナー130で読み取られた文書などの画像、または外部装置から送信されたプリントデータを、たとえば電子写真方式により用紙に印刷する。プリンター140は、第2の実施形態で説明したような用紙搬送部141を含む。用紙搬送部141は、用紙トレイ142に格納された用紙を一枚ずつ取り込み、画像の印刷済みの用紙を用紙排出トレイ143に排出する。
The
制御装置110は、CPU111、RAM112、およびROM113などを含むマイクロコンピューターをベースに構成される。制御装置110は、画像形成装置100全体の動作を制御するとともに、第1および第2の実施形態で説明した部品劣化判定部43として動作する。
The
記憶装置122は、たとえば、ハードディスクおよび/または外付けの記憶装置などの記憶媒体である。記憶装置122は、制御装置110のCPU111で動作させるための制御プログラムなどを格納する。
The
ネットワークインターフェイス123には、アンテナ(不図示)などが接続される。画像形成装置100は、当該アンテナを介して、他の通信機器との間でデータをやり取りする。他の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置100は、制御装置110で動作させる制御プログラムを、アンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されていてもよい。
An antenna (not shown) and the like are connected to the
[効果]
上記の用紙搬送部131,141において、用紙搬送のための駆動機能として第1の実施形態で説明したステッピングモーター駆動装置10を適用することができる。これによって、第1の実施形態で説明したように、部品が経時劣化したか否かの判断を、ステッピングモーター14のローターにかかっている実負荷の検出結果に基づいて、正確かつ容易に判断することができる。この結果、ユーザーへの部品交換表示を、使用頻度に基づく予測によって行うのでなく実際の部品の寿命まで延ばすことができるので、サービスコストを低減できる。さらに、部品交換が必要となった場合も、脱調による紙詰まり(JAM)または過負荷検知による機械停止を発生させる前に、部品交換を促すことができるため、ダウンタイムおよび無駄な紙の消費を抑えることができる。
[effect]
In the above-described
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ステッピングモーター駆動装置、11 駆動制御部、12 コントローラー、13 ドライバー、14 ステッピングモーター、15 エンコーダー、20,111 CPU、30 ローター、31 ステーター、40 制御パルス信号生成部、41 負荷判定部、43 部品劣化判定部、50 駆動対象(部品)、52 用紙、100 画像形成装置、110 制御装置、120 表示部、121 操作部、130 スキャナー、131,141 用紙搬送部、140 プリンター、CS 制御パルス信号、DS 駆動パルス信号、ES エンコーダー信号、TH1〜TH4 閾値、UA,UB ユニット(部品)。
Claims (13)
前記ステッピングモーターの回転角度の指令値を表す第1のパルス信号を生成する第1のパルス信号生成部と、
前記ステッピングモーターの実際の回転角度に対応した第2のパルス信号を生成する第2のパルス信号生成部と、
前記第1のパルス信号と前記第2のパルス信号とを比較することによって、前記ステッピングモーターの負荷の程度を判定する第1の判定部と、
前記判定された負荷の程度に基づいて、前記ステッピングモーターの負荷に影響を与え得る部品の劣化の有無を判定する第2の判定部とを備え、
前記第1の判定部は、前記ステッピングモーターの負荷の程度を判定する際に、
前記第1のパルス信号の所定周期ごとに前記第2のパルス信号のパルス数をカウントし、
前記カウントしたパルス数と前記所定周期ごとの前記第2のパルス信号のパルス数の目標値との差分値を算出し、
前記所定周期ごとに算出された差分値を、前記ステッピングモーターの起動時から累計した累計値を算出し、
前記算出した累計値に基づいて前記ステッピングモーターの負荷の程度を判定するように構成される、ステッピングモーター駆動装置。 A stepper motor,
A first pulse signal generation unit that generates a first pulse signal representing a command value of a rotation angle of the stepping motor;
A second pulse signal generation unit that generates a second pulse signal corresponding to an actual rotation angle of the stepping motor;
A first determination unit that determines a degree of a load on the stepping motor by comparing the first pulse signal and the second pulse signal;
A second determination unit that determines whether or not there is any deterioration of a component that can affect the load on the stepping motor based on the degree of the determined load ,
The first determination unit is configured to determine a degree of a load on the stepping motor,
Counting the number of pulses of the second pulse signal for each predetermined cycle of the first pulse signal;
Calculating a difference value between the counted number of pulses and a target value of the number of pulses of the second pulse signal for each of the predetermined periods;
The difference value calculated for each of the predetermined periods is calculated as a cumulative value that is cumulative from the start of the stepping motor,
A stepping motor driving device configured to determine a degree of load of the stepping motor based on the calculated cumulative value .
前記ステッピングモーターの所定の回転角あたりの複数の前記累計値の平均値を算出し、
前記算出した累計値の平均値に基づいて前記ステッピングモーターの負荷の程度を判定するように構成される、請求項1に記載のステッピングモーター駆動装置。 The first determination unit includes:
Calculating an average value of the plurality of cumulative values per predetermined rotation angle of the stepping motor,
The stepping motor driving device according to claim 1 , wherein the degree of load of the stepping motor is determined based on an average value of the calculated accumulated values.
前記用紙搬送部は、請求項1〜12のいずれか1項に記載のステッピングモーター駆動装置を含む、画像形成装置。 A paper transport unit that transports paper for printing images is provided,
The paper conveyance unit includes a stepping motor driving apparatus according to any one of claims 1 to 1 2, the image forming apparatus.
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