JPH0775389A - Step motor drive method and image forming device by drive method - Google Patents

Step motor drive method and image forming device by drive method

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JPH0775389A
JPH0775389A JP5217356A JP21735693A JPH0775389A JP H0775389 A JPH0775389 A JP H0775389A JP 5217356 A JP5217356 A JP 5217356A JP 21735693 A JP21735693 A JP 21735693A JP H0775389 A JPH0775389 A JP H0775389A
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JP
Japan
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step motor
drive
frequency
driving
phase excitation
Prior art date
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JP5217356A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Tominaga
英和 富永
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce time required for drive by increasing the acceleration even in a range where the drive torque of a stepping motor is not sufficient for achieving a rapid acceleration when driving an object with a large inertia moment using the step motor. CONSTITUTION:An object with a large inertia moment is driven by a step motor. At a low-torque region closer to the natural frequency of a step motor 105, first drive controls 101, 106, 109, and 104 for driving after shifting the natural frequency to a lower frequency are provided. Further, at a high torque region of the step motor, second drive controls 101, 109, and 104 for driving at a frequency with a large acceleration of the step motor and a switching control 107 for switching between the first and second drive controls as required are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の画像形成
装置に関するものであり、特に、複数の現像器よりなる
回転現像器を備えた画像形成装置のステップモータによ
る回転切替制御に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to a rotation switching control by a step motor of an image forming apparatus having a rotary developing device including a plurality of developing devices. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば、異なる色の4個の現
像器を回転体に設けておき、これをステップモータを動
力源として駆動することにより、適宜移動させて現像器
を選択的に切り替える回転式現像器切機を内蔵した電子
写真方式の画像形成装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, four developing devices of different colors are provided on a rotating body, and by driving the stepping motor with a step motor as a power source, the developing devices are appropriately moved to selectively switch the developing devices. 2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus incorporating a rotary developing device cutting machine is known.

【0003】この種の装置においては、入力した情報に
応じて変調されたレーザ光を用いて感光体を露光走査す
ることにより静電潜像を形成して、これを現像材で現像
して記録紙に像転写するいわゆるレーザビームプリンタ
として構成されている。
In this type of apparatus, an electrostatic latent image is formed by exposing and scanning a photosensitive member using laser light modulated according to input information, and the electrostatic latent image is developed with a developing material and recorded. It is configured as a so-called laser beam printer that transfers an image onto paper.

【0004】更に、最近では、Y(イエロー),M(マ
ゼンタ),C(シアン),Bk(ブラック)の4色を印
字し、カラー印字するカラーレーザプリンタを実現する
ためにこれらの色の現像器を回転体に設けた機種が発表
されている。
Further, recently, in order to realize a color laser printer which prints four colors of Y (yellow), M (magenta), C (cyan) and Bk (black) and develops these colors, A model in which the container is installed on the rotating body has been announced.

【0005】そして、この種のプリンタ装置において、
回転体の回転駆動用として比較的にその駆動制御が容易
に実現可能となるステップモータが多用されている。こ
のステップモータの回転駆動制御において、回転体の回
転速度を上げるために回転体を90度単位で所定回転し
て、迅速に所望の色の現像器を確実に所定位置に回転さ
せ、停止させるすることが重要となる。
In this type of printer device,
Step motors are often used for rotationally driving a rotating body, because the drive control thereof can be relatively easily realized. In the rotation drive control of the step motor, the rotating body is rotated by a predetermined amount in 90 degree units in order to increase the rotation speed of the rotating body, and the developing device of the desired color is swiftly and surely rotated to a predetermined position and stopped. Is important.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ステップモータ駆動制御によれば、迅速に所定量分、回
転体を回転駆動させるために等加速度で速度をスルーア
ップ/スルーダウンするように制御していた。このよう
に、回転体を迅速に90度回転させて、停止させ、振動
を押えた状態で感光ドラムの近傍に所望の色の現像器が
当接するように駆動制御を行なうと、回転体に不要な振
動が発生することになり、振動が停止するまでに多くの
時間を要してしまう。
However, according to the conventional step motor drive control, the speed is controlled to slew up / down at a constant acceleration in order to rapidly drive the rotating body by a predetermined amount. Was there. In this way, if the rotating body is quickly rotated 90 degrees, stopped, and the vibration is suppressed, the drive control is performed so that the developing device of the desired color comes into contact with the vicinity of the photosensitive drum. Vibration will be generated, and it will take a long time before the vibration stops.

【0007】このように、不要な振動を起こすステップ
モータの固有振動数は、例えば100Hz〜200Hz付近
であり、ステップモータの駆動方法により変化させるこ
とができるとされている。そこで、この固有周波数が制
御上問題になる場合は、この固有振動を発生する周波数
を避けてスルーアップ/スルーダウンを行なえば良い
が、このように制御すると今度は自起動周波数が問題に
なるので、例えば200Hzより高い周波数からスルーア
ップを開始して、停止させるときには、同様に200Hz
より高い周波数でスルーダウンを終了するという駆動方
法が採られる。
As described above, the natural frequency of the step motor which causes unnecessary vibration is, for example, in the vicinity of 100 Hz to 200 Hz, and can be changed by the method of driving the step motor. Therefore, if this natural frequency causes a problem in control, slewing up / down may be performed while avoiding the frequency that causes this natural vibration. However, if this control is performed, the self-starting frequency will become a problem this time. , For example, when starting the slew up from a frequency higher than 200Hz and stopping it,
A driving method is adopted in which the slew down is completed at a higher frequency.

【0008】ところで、慣性モーメントの大きい回転体
を駆動制御する場合において、自起動周波数が低くなる
ことから、制御上問題になる周波数を避けることが困難
であった。
By the way, in the case of controlling the driving of a rotating body having a large moment of inertia, the self-starting frequency becomes low, so that it is difficult to avoid the frequency which becomes a problem in control.

【0009】そこで、従来は、図9の駆動波形図に示す
ように、ステップモータ駆動の電流値を下げる方法が採
られていた。このように電流値を下げると固有振動数は
低い領域に移動するので、ステップモータを所望の駆動
周波数で駆動することができるようになる。
Therefore, conventionally, as shown in the drive waveform diagram of FIG. 9, a method of reducing the current value of the step motor drive has been adopted. When the current value is reduced in this way, the natural frequency moves to a low region, so that the step motor can be driven at a desired drive frequency.

【0010】また、別のステップモータ駆動方法は、回
転速度が同じ場合において、1−2相励磁は、2相励磁
の2倍の周波数であることから、2相励磁の時の2倍の
パルスレートにして1−2相励磁で駆動する方法があ
る。この1−2相励磁の場合も、固有振動数は2相励磁
と同じ、例えば100Hz〜200Hzであるので、1−2
相励磁によれば、制御上問題となる周波数を実質的に半
分の回転速度の領域に設定することが可能となる。この
結果、同じ速度からスルーアップ駆動を開始する場合に
おいて、1−2相励磁により、2相励磁の2倍の周波数
で駆動可能となるので、制御上問題になる周波数を避け
ることができる。
In another step motor driving method, when the rotational speed is the same, the 1-2 phase excitation has a frequency twice that of the two phase excitation. There is a method of driving at a rate of 1-2 phase excitation. Also in the case of this 1-2 phase excitation, the natural frequency is the same as that of the two phase excitation, for example, 100 Hz to 200 Hz, so 1-2
With phase excitation, it becomes possible to set the frequency that is a problem in control in the region of substantially half the rotational speed. As a result, when the slew-up drive is started from the same speed, it becomes possible to drive at a frequency twice as high as that of the two-phase excitation by the one-two phase excitation, so that it is possible to avoid a frequency which causes a problem in control.

【0011】しかしながら、上述のように慣性モーメン
トの大きい回転体をステップモータにより回転駆動する
場合において、駆動トルクが十分でない範囲において
は、加速度を大きくとれないことから、徐々に加速しな
ければならず、駆動時間が多くかかってしまい、装置全
体のプリント速度の低下を招く問題点があった。
However, as described above, when a rotary body having a large moment of inertia is rotationally driven by a step motor, the acceleration cannot be increased in a range where the driving torque is insufficient, and therefore the acceleration must be gradually increased. However, there is a problem that a long driving time is required and the printing speed of the entire apparatus is lowered.

【0012】即ち、ステップモータ駆動のために電流値
を引き下げる方法乃至2相励磁を1−2相励磁に置き換
える方法は、ステップモータの固有振動数を自起動周波
数から遠避けるには有効な手段ではあるが、同時に駆動
トルクをも引き下げることから、回転体駆動のための加
速度を大きくとれず、結局、駆動時間が多くかかってし
まい、装置全体のプリント速度の低下を招く問題点があ
った。
That is, the method of lowering the current value for driving the step motor or the method of replacing the two-phase excitation with the one-two phase excitation is an effective means for avoiding the natural frequency of the step motor from the self-starting frequency. However, since the driving torque is also reduced at the same time, the acceleration for driving the rotating body cannot be made large, resulting in a long driving time, resulting in a decrease in the printing speed of the entire apparatus.

【0013】したがって、本発明は上述の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、慣性
モーメントの大きい物体をステップモータにより駆動す
る場合において、ステップモータの駆動トルクが十分で
ない範囲においても、加速度を大きくとれるようにし
て、急速な加速を可能にして、駆動に要する時間短縮を
図ることにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an insufficient driving torque of the step motor when an object having a large moment of inertia is driven by the step motor. Even in the range, the acceleration can be made large to enable rapid acceleration and shorten the time required for driving.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】及び[Means for Solving the Problems] and

【作用】上述の課題を解決し、目的を達成するために、
本発明は、制御上問題となるステップモータの固有振動
数を実質的に低い周波数領域に移動させる駆動方法と、
ステップモータの加速度を大きくとれる駆動方法の、い
づれかを駆動系のもつ固有振動数に合わせて選択的に採
用することで、低振動でかつ、駆動時間を最短できる制
御を可能としている。
In order to solve the above problems and achieve the purpose,
The present invention is a driving method for moving the natural frequency of a step motor which is a problem in control to a substantially low frequency range,
By selectively adopting one of the driving methods capable of increasing the acceleration of the step motor according to the natural frequency of the driving system, it is possible to achieve control with low vibration and the shortest driving time.

【0015】即ち、高トルク駆動条件下におけるステッ
プモータの固有振動数から定められる予め設定された周
波数の例えば固有振動数の約1.5倍より低い領域では
固有振動数を避けるために、例えは電流値を下げること
で固有振動数を低い周波数に移動させ、そして、固有振
動数が例えば約1.5倍より高い領域では、加速トルク
を大きくとれる電流値を上げた駆動方法に切り替えて駆
動することにより、慣性モーメントの大きな物体を短時
間にステップモータ駆動するように働く。
That is, in order to avoid the natural frequency in a region lower than about 1.5 times the natural frequency of the preset frequency determined from the natural frequency of the step motor under high torque driving condition, for example, in order to avoid the natural frequency. By lowering the current value, the natural frequency is moved to a lower frequency, and in a region where the natural frequency is higher than, for example, about 1.5 times, the driving method is switched to a driving method in which the current value can be increased to obtain a large acceleration torque. As a result, an object having a large moment of inertia is driven to drive the step motor in a short time.

【0016】[0016]

【実施例】[第1実施例]以下に本発明の好適な実施例
であってステップモータ駆動方法をカラーレーザプリン
タ装置に適用した事例につき、図面を参照して述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A preferred embodiment of the present invention, in which a step motor driving method is applied to a color laser printer, will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、カラーレーザビームプリンタの構
成例を示しており、本図において、ハウジングH内に回
動可能に指示されたセレンもしくは硫化カドミウム等の
半導体層を表面にもつ感光ドラム1が、図中の矢印A方
向に回転される。また、レーザ光Lを射出する半導体レ
ーザ2から射出されたレーザ光Lはビームエキスパンダ
3に入射されて所定のビーム径をもったレーザ光とな
る。このレーザ光は鏡面を複数個有する多面体ミラー4
に入射される。多面体ミラー4は定速モータ5により所
定速度で回転しているので、ビームエキスパンダ3より
射出されたレーザ光Lは、この所定回転する多面体ミラ
ー4により反射されて実質的に水平になるように走査さ
れる。
FIG. 1 shows an example of the structure of a color laser beam printer. In this figure, a photosensitive drum 1 having a semiconductor layer such as selenium or cadmium sulfide rotatably instructed in a housing H on its surface is shown. , Is rotated in the direction of arrow A in the figure. The laser light L emitted from the semiconductor laser 2 that emits the laser light L is incident on the beam expander 3 and becomes a laser light having a predetermined beam diameter. This laser light is a polyhedral mirror 4 having a plurality of mirror surfaces.
Is incident on. Since the polyhedral mirror 4 is rotated at a predetermined speed by the constant speed motor 5, the laser light L emitted from the beam expander 3 is reflected by the polyhedral mirror 4 rotating by a predetermined amount so that it becomes substantially horizontal. To be scanned.

【0018】これに続いて、レーザ光Lはf−θ特性を
有する結像レンズ6を通り、降り返しミラー11を通
り、帯電器13により所定の極性に帯電されている感光
ドラム1上にスポット光として結像される。
Following this, the laser beam L passes through the imaging lens 6 having the f-θ characteristic, the return mirror 11, and the spot on the photosensitive drum 1 charged by the charger 13 to a predetermined polarity. It is imaged as light.

【0019】ビーム検出用反射ミラー8によって反射さ
れたレーザ光Lはビーム検出器7により検出される。一
方、感光ドラム1上に所望の光情報を得るための半導体
レーザ2の変調動作のタイミングを、このビーム検出器
7の検出信号に基づいて決定するように構成されてい
る。
The laser light L reflected by the beam detecting reflection mirror 8 is detected by the beam detector 7. On the other hand, the timing of the modulation operation of the semiconductor laser 2 for obtaining the desired optical information on the photosensitive drum 1 is determined based on the detection signal of the beam detector 7.

【0020】一方、感光ドラム1上には、入力情報に応
じて結像走査されたレーザ光により静電潜像が形成され
る。これらの潜像は、Y,M,C,Bkの各色現像器を
収めた回転現像器9において各色現像材により顕画化さ
れた後に、下カセット10に収納されている記録紙15
が転写ドラム14の外周面上に巻き付けられてから、
Y,M,C,Bkの各色現像材が転写される。このよう
に転写された記録紙15が定着器12内を通過するで潜
像が記録紙15上に定着されて、不図示の排出器に排出
されるように構成されている。
On the other hand, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 by the laser light image-formed and scanned according to the input information. These latent images are visualized by the color developing materials in the rotary developing device 9 containing the Y, M, C, and Bk color developing devices, and then the recording paper 15 stored in the lower cassette 10 is used.
Is wound around the outer peripheral surface of the transfer drum 14,
The Y, M, C, and Bk color developing materials are transferred. When the recording paper 15 thus transferred passes through the fixing device 12, the latent image is fixed on the recording paper 15 and is discharged to a discharging device (not shown).

【0021】また、回転現像器9にはステップモータ1
05がギアトレインを介して歯合されており、回転現像
器9を所定駆動するようにして、Y,M,C,Bkの各
色現像器を収めた回転現像器9を所定位置に回転駆動す
るように構成されている。
The rotary developing device 9 has a step motor 1
Reference numeral 05 is meshed via a gear train to drive the rotary developing device 9 in a predetermined manner so that the rotary developing device 9 accommodating the Y, M, C and Bk color developing devices is rotationally driven to a predetermined position. Is configured.

【0022】次に、回転現像器9のステップモータ駆動
装置の構成例を図2のブロック図において示す。
Next, a block diagram of FIG. 2 shows an example of the structure of the stepping motor driving device of the rotary developing device 9.

【0023】本図において、装置全体の制御を司るメイ
ンCPU101には、モータ励磁相切替時間テーブル、
制御プログラム等を格納しているROM102と、CP
U101の動作に必要なクロック等を作成する発振器1
03が接続されている。また、上述のステップモータ1
05には、これを駆動するためのモータドライバ104
が接続されている。このモータドライバ104には、励
磁デューティーを小さくすることで電流値を低く抑える
ためのPWM(Pulse Width Modulation)106と、ステ
ップモータの基本周波数の例えば約1.5倍を境に駆動
制御を切り替えるためのアナログスイッチ107と、こ
のアナログスイッチ107が解放されたときAND回路
109の片方の入力の論理を「High」にするための
プルアップ抵抗108とが上記のCPU101の間に図
示のように接続されている。
In the figure, the main CPU 101, which controls the entire apparatus, has a motor excitation phase switching time table,
ROM 102 storing control programs and the like, CP
Oscillator 1 that creates clocks and other components required for U101 operation
03 is connected. In addition, the step motor 1 described above
Reference numeral 05 denotes a motor driver 104 for driving this.
Are connected. The motor driver 104 has a PWM (Pulse Width Modulation) 106 for reducing the current value by reducing the excitation duty, and a drive control is switched at a boundary of, for example, about 1.5 times the fundamental frequency of the step motor. The analog switch 107 and the pull-up resistor 108 for setting the logic of one input of the AND circuit 109 to “High” when the analog switch 107 is released are connected between the CPU 101 as shown in the figure. ing.

【0024】以上により、各相駆動パターンと、アナロ
グスイッチ106を介してのPWM信号とのANDをと
り励磁デューティーを小さくした励磁パターン信号をモ
ータドライバ104に出力するように構成されている。
As described above, each phase drive pattern is ANDed with the PWM signal via the analog switch 106 to output an excitation pattern signal with a reduced excitation duty to the motor driver 104.

【0025】図3は図2に示した構成において、駆動方
法切替を行うタイミングの速度プロフィールを示したも
のである。本図において、速度Vf以下である0〜T1
(sec)までとT2以降は、基本振動を低周波の方に
移動させる基本振動数低周波移動領域と設定する一方、
T1〜T2(sec)間を高トルク領域と設定して、そ
れぞれに個別の駆動方法を使用するようにしている。こ
こで、速度Vfは高トルクの駆動法の固有振動数の例え
ば約1.5倍に対応した速度としてある。
FIG. 3 shows a speed profile at the timing of switching the driving method in the structure shown in FIG. In this figure, 0 to T1 which is less than or equal to the speed Vf
Up to (sec) and after T2, the basic vibration is set to the low-frequency moving region of the basic frequency that moves to the low frequency,
A high torque region is set between T1 and T2 (sec), and an individual driving method is used for each region. Here, the speed Vf is a speed corresponding to, for example, about 1.5 times the natural frequency of the high torque driving method.

【0026】また、速度V(rad/sec)とステッ
プモータ駆動周波数N(pps)の間には次式の関係が
ある。
Further, there is the following relationship between the speed V (rad / sec) and the step motor drive frequency N (pps).

【0027】V=2πN/n (但し、nはステップモ
ータ1回転あたりのステップ数)次に、図4にステップ
モータ駆動の具体例を示す。図4(a)は2相ユニポー
ラステップモータの動作説明図である。図4(b)は2
相励磁方式の励磁パターンで、例えば図のように励磁パ
ターンを変えていくと図4(a)の矢印の向きに回転す
ることを表している。また、固有振動数低周波移動領域
における励磁パターンを、図4(c)に示しているが、
このように変調された信号を得るには、図2において、
CPU101の指令によりアナログスイッチ107を短
絡して、PWM回路106で作成した変調信号と、駆動
パターン信号とのANDをとることにより変調した信号
を得ることができる。
V = 2πN / n (where n is the number of steps per rotation of the step motor) Next, FIG. 4 shows a specific example of driving the step motor. FIG. 4A is an operation explanatory view of the two-phase unipolar step motor. 2 in FIG.
In the excitation pattern of the phase excitation method, for example, when the excitation pattern is changed as shown in the figure, the rotation is performed in the direction of the arrow in FIG. 4A. Further, the excitation pattern in the natural frequency low frequency movement region is shown in FIG.
To obtain a signal modulated in this way, in FIG.
It is possible to obtain a modulated signal by short-circuiting the analog switch 107 according to a command from the CPU 101 and ANDing the modulation signal created by the PWM circuit 106 and the drive pattern signal.

【0028】このようにして変調された駆動パターン信
号をモータドライバ104に送ることにより、駆動電流
を下げることができ、同時に固有振動数を下げることが
可能となる。即ち、このようにステップモータを駆動す
ることにより、自起動周波数を固有振動数から遠避ける
ことが可能になり、不要な振動が減少するようにでき
る。
By sending the drive pattern signal thus modulated to the motor driver 104, the drive current can be reduced and at the same time the natural frequency can be reduced. That is, by driving the step motor in this way, the self-starting frequency can be kept away from the natural frequency, and unnecessary vibration can be reduced.

【0029】続いて、高トルク領域では変調パターン信
号をアナログスイッチ107を介し解放することによ
り、CPU101からの励磁パターン信号が直接モータ
ドライバ109に入力されるので、電流値が増すること
から、高トルク領域における駆動を行うことができる。
Subsequently, in the high torque region, the modulation pattern signal is released via the analog switch 107, so that the excitation pattern signal from the CPU 101 is directly input to the motor driver 109, so that the current value increases, so that It is possible to drive in the torque range.

【0030】この高トルク領域ではトルクが大きくなる
ので、加速度を大きくとれ、速度プロフィールにおい
て、固有振動数低周波移動領域に較べ速度の傾きを上げ
ることが可能となり、ステップモータ105に歯合され
た回転現像器9の駆動時間の短縮が可能となる。
Since the torque becomes large in this high torque region, the acceleration can be made large, and in the velocity profile, the inclination of the velocity can be made higher than that in the low frequency moving region of natural frequency, and the step motor 105 is meshed. The driving time of the rotary developing device 9 can be shortened.

【0031】尚、図4(a)、及び図4(b)におい
て、励磁切替時間を一定にした様子の定速領域の図とし
て示したが、加速領域では切替時間は徐々に短くなり、
減速領域では徐々に長くなることはいうまでもない。
4 (a) and 4 (b) are shown as a diagram of the constant velocity region in which the excitation switching time is constant, the switching time gradually decreases in the acceleration region.
Needless to say, it gradually becomes longer in the deceleration region.

【0032】[第2実施例]次に、本発明の第2実施例
の回路構成図を図5に示す。本図において、この実施例
においては、上述した変調信号を用いる代わりに、直
接、定電流制御手段を切替える方式である。
[Second Embodiment] FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of a second embodiment of the present invention. In this figure, in this embodiment, instead of using the above-mentioned modulation signal, the constant current control means is directly switched.

【0033】図5において、110はステッピングモー
タのモータコイルで、111はスイッチングトランジス
タ、112は電流検出用抵抗、113は比較器、114
はAND回路、115は電流回生用ダイオード、116
は比較電流切替用トランジスタ、117は比較電流作成
用抵抗である。図5の回路図における動作を図6のタイ
ミングチャートとともに説明する。
In FIG. 5, 110 is a motor coil of a stepping motor, 111 is a switching transistor, 112 is a current detection resistor, 113 is a comparator, and 114.
Is an AND circuit, 115 is a diode for current regeneration, 116
Is a transistor for switching comparison current, and 117 is a resistor for generating comparison current. The operation in the circuit diagram of FIG. 5 will be described with the timing chart of FIG.

【0034】まず、図3における高トルク領域では制御
信号Cは「Low」のままである。ここでコイル110
に電流iを流したい場合、「A」を「High」として
AND回路114のゲートを開く。最初はモータ電流i
は「ゼロ」であるので電流検知用抵抗の電圧効果は「ゼ
ロ」であり、比較器113の出力は「High」となり
スイッチングトランジスタ111を「ON」にして電流
iが流れ始める。
First, in the high torque region in FIG. 3, the control signal C remains "Low". Coil 110 here
When it is desired to pass the current i through the gate, the gate of the AND circuit 114 is opened by setting “A” to “High”. Initially the motor current i
Is "zero", the voltage effect of the current detection resistor is "zero", the output of the comparator 113 is "High", the switching transistor 111 is "ON", and the current i starts to flow.

【0035】そのまま電流iが流れ続けるとやがて、電
流検知用抵抗の電圧値が比較電流作成用抵抗の電圧値を
上回り、比較器113の出力を「Low」にして、スイ
ッチングトランジスタ111を「OFF」にして、電流
iが遮断される。
As soon as the current i continues to flow, the voltage value of the current detection resistor exceeds the voltage value of the comparison current generating resistor, the output of the comparator 113 is set to "Low", and the switching transistor 111 is "OFF". Then, the current i is cut off.

【0036】図示しない遅延回路時間だけ経過すると、
比較器113は電流検知用の電圧値と比較電流作成用抵
抗の電圧値を比較し直し、電流値iが下がっていること
を知ると再び「High」となり、電流が流れ出す。
When a delay circuit time (not shown) elapses,
The comparator 113 re-compares the voltage value for current detection with the voltage value of the resistance for creating the comparison current, and when it knows that the current value i has decreased, it becomes “High” again, and the current starts to flow.

【0037】以上のことを繰り返し、定電流制御が成立
する。このような回路において、電流値を小さくしたい
場合、制御信号「C」を「Low」から「High」に
切替えることにより比較電流作成用の抵抗値がRcから
RbとRcの並列抵抗になった分だけ比較電流の設定値
が減少して、定電流動作が低い電流値で成立するように
なる。
By repeating the above, constant current control is established. In such a circuit, when it is desired to reduce the current value, the control signal “C” is switched from “Low” to “High” to change the resistance value for creating the comparison current from Rc to the parallel resistance of Rb and Rc. Only the set value of the comparison current is decreased, and the constant current operation is established at a low current value.

【0038】以上の回路構成により、図6に示すような
電流値iの切替動作が可能になり、ステップモータの固
有振動数低周波移動領域では、電流値が小さくなるよう
に動作させ、高トルク領域では、電流値を大きくなるよ
うに動作させることができるようになる。
With the above circuit configuration, the switching operation of the current value i as shown in FIG. 6 is possible, and the stepping motor is operated so that the current value becomes small in the low frequency movement region of the natural frequency, and the high torque is increased. In the region, it becomes possible to operate so as to increase the current value.

【0039】[第3実施例]続いて、本発明の第3実施
例について、図7と図8に基づいて述べる。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

【0040】両図において、本実施例では、2相励磁を
1−2相励磁、或はW1−2相励磁に切替えるようにし
ている。また、本実施例では、直接固有振動数を低周波
領域に移動させないが、速度領域において振動する速度
を低速度に移動する点で、前述した第1実施例、第2実
施例と同様である。
In both figures, in this embodiment, two-phase excitation is switched to 1-2-phase excitation or W1-2-phase excitation. Further, in this embodiment, the natural frequency is not directly moved to the low frequency region, but the speed of vibration in the speed region is moved to the low speed, which is the same as the above-described first and second embodiments. .

【0041】先ず、図8において、図8(a)は2相励
磁のタイミング図で、図8(b)は1−2相励磁のタイ
ミング図、図8(c)はW1−2相励磁のタイミング図
であり、1−2相励磁のタイミングに更に電流値を2種
類持たせることで1−2相励磁の半分の分解能を実現し
ている。
First, in FIG. 8, FIG. 8A is a timing diagram of two-phase excitation, FIG. 8B is a timing diagram of 1-2-phase excitation, and FIG. 8C is a W1-2-phase excitation. It is a timing diagram, and the half of the resolution of the 1-2 phase excitation is realized by further adding two kinds of current values to the timing of the 1-2 phase excitation.

【0042】即ち、図7に示すように、第一の駆動方法
である2相励磁による駆動法の固有振動数の例えば1.
5倍の周波数に相当する速度より遅い領域では、図8
(b)は1−2相励磁、図8(c)はW(ダブル)1−
2相励磁を用い、前述した2相励磁による駆動法の固有
振動数の例えば1.5倍の周波数に相当する速度より速
い領域では2相励磁による駆動を用いる。
That is, as shown in FIG. 7, the natural frequency of the driving method by two-phase excitation which is the first driving method is, for example, 1.
In the region slower than the speed corresponding to 5 times the frequency, FIG.
(B) is 1-2 phase excitation, FIG. 8 (c) is W (double) 1-
Two-phase excitation is used, and two-phase excitation is used in a region faster than a speed corresponding to, for example, 1.5 times the natural frequency of the above-described drive method using two-phase excitation.

【0043】図7からわかるように1ステップ進むのに
2相励磁では1ステート、1−2相励磁では2ステー
ト、W1−2相励磁では4ステート必要である。つま
り、同じ速度で回転するためには、1−2相励磁では2
相励磁の2倍、W1−2相励磁では2相励磁の4倍のス
テップモータ駆動周波数が必要になる。
As can be seen from FIG. 7, one step is required for two-phase excitation, two states are required for 1-2 phase excitation, and four states are required for W1-2 phase excitation to advance one step. That is, in order to rotate at the same speed, it is 2 in 1-2 phase excitation.
A step motor drive frequency that is twice that of phase excitation and four times that of two-phase excitation is required for W1-2 phase excitation.

【0044】また、不要振動を発する固有振動数は一定
であるので、逆に回転速度に注目すると1−2相励磁で
は2相励磁の1/2、W1−2相励磁では2相励磁の1
/4の回転速度のときに固有振動数による不要振動が発
生することになる。
Further, since the natural frequency for generating unnecessary vibration is constant, conversely, focusing attention on the rotation speed, 1/2 of 2-phase excitation is used for 1-2 phase excitation, and 1 of 2-phase excitation is used for W1-2 phase excitation.
At a rotation speed of / 4, unnecessary vibration due to the natural frequency is generated.

【0045】このことから、固有振動数の影響を受ける
立ち上げ時、及び停止直前時に、2相励磁を1−2相励
磁に置き換え、ステップ切替周波数を2倍にする、或は
W1−2相励磁に置き換え、ステップ切替周波数を4倍
にすることにより自起動領域から固有振動数を遠避ける
ことが可能となる。
From this, the two-phase excitation is replaced with the 1-2-phase excitation to double the step switching frequency at the time of start-up and immediately before the stop affected by the natural frequency, or with the W1-2-phase. By replacing with excitation and quadrupling the step switching frequency, the natural frequency can be kept away from the self-starting region.

【0046】尚、この実施例では、1ステップの分解能
が2相励磁に対して2倍,4倍になる1−2相励磁、W
1−2相励磁について説明したが、一般にN倍のマイク
ロステップ駆動でも構わないのはいうまでもない。
In this embodiment, the resolution of one step is twice or four times that of two-phase excitation, 1-2-phase excitation, W
Although the 1-2 phase excitation has been described, it goes without saying that generally N times microstep driving may be used.

【0047】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。以上詳細に説明したよう
に、本発明によれば、実質的に制御上問題となる固有振
動数を低い周波数領域に移動させる駆動方法と、加速度
を大きくとれる駆動方法を、駆動条件下の固有振動数に
合わせ選択的に採用することで、低振動でかつ、駆動時
間の最短な制御を可能としたステップモータ駆動装置が
可能となった。そして、このステップモータ駆動装置を
複数の現像器よりなる回転現像器を備えた電子写真方式
の画像形成装置の回転切替制御に適用すれば、プリント
速度の向上を高めることができ、また、高速なプリント
速度仕様要求を実現するためにむやみにパワーアップし
たモータを使う必要がなくなり、より小型で安価なステ
ップモータで構成することが可能になった。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to the case where it is achieved by supplying a program to a system or an apparatus. As described in detail above, according to the present invention, a driving method that substantially moves the natural frequency that is a problem in control to a low frequency region and a driving method that can take a large acceleration are By selectively adopting it according to the number, it became possible to realize a stepping motor driving device that has a low vibration and enables the control of the driving time as short as possible. If this step motor driving device is applied to the rotation switching control of the electrophotographic image forming apparatus including the rotary developing device including a plurality of developing devices, it is possible to enhance the printing speed and to increase the printing speed. It is no longer necessary to use an unnecessarily powered up motor to achieve the print speed specification requirement, and it is possible to configure with a smaller and cheaper step motor.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、慣
性モーメントの大きい物体をステップモータにより駆動
する場合において、ステップモータの駆動トルクが十分
でない範囲においても、加速度を大きくとれるようにし
て、急速な加速を可能にして、駆動に要する時間短縮を
図ることができる。
As described above, according to the present invention, when an object having a large moment of inertia is driven by the step motor, the acceleration can be made large even in the range where the driving torque of the step motor is insufficient. Therefore, it is possible to accelerate rapidly and reduce the time required for driving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】カラーレーザビームプリンタの構成例に係る外
観図である。
FIG. 1 is an external view of a configuration example of a color laser beam printer.

【図2】第1実施例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the first embodiment.

【図3】ステップモータの加速方法を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of accelerating a step motor.

【図4】第1実施例のステップモータの駆動シーケンス
を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a driving sequence of a step motor according to the first embodiment.

【図5】第2実施例の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a second embodiment.

【図6】第2実施例の説明のためのタイミング図であ
る。
FIG. 6 is a timing diagram for explaining a second embodiment.

【図7】第3実施例のステップモータの加速方法を説明
する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of accelerating a step motor according to a third embodiment.

【図8】第3実施例を説明するタイミング図である。FIG. 8 is a timing diagram illustrating a third embodiment.

【図9】従来のステッピングモータ電流制御駆動の説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of conventional stepping motor current control drive.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 回転現像器 101 CPU 102 ROM 103 発振器 104 モータドライバ 105 ステップモータ 106 PWM回路 107 アナログスイッチ 108 ANDロジック 9 rotary developing device 101 CPU 102 ROM 103 oscillator 104 motor driver 105 step motor 106 PWM circuit 107 analog switch 108 AND logic

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 慣性モーメントの大きな物体をステップ
モータ駆動するステップモータ駆動法であって、 ステップモータの固有振動数に近い低トルク領域におい
ては、前記固有振動数をより低い周波数に移動させて駆
動する第一の駆動制御と、 ステップモータの高トルク領域においては、ステップモ
ータの加速度を大きくとれる周波数において駆動する第
二の駆動制御と、 前記第1の駆動制御と前記第二の駆動制御とに随時切り
替える切替制御と、 を具備することを特徴とするステップモータ駆動法。
1. A step motor driving method for driving an object having a large moment of inertia by a step motor, wherein the natural frequency is driven to a lower frequency in a low torque region close to the natural frequency of the step motor. In the high torque region of the step motor, the second drive control that drives the step motor at a frequency that allows a large acceleration, the first drive control, and the second drive control. A stepping motor driving method comprising: switching control for switching at any time.
【請求項2】 前記第一の駆動制御は、変調された駆動
信号を用いることを特徴とする請求項1に記載のステッ
プモータ制御装置。
2. The step motor control device according to claim 1, wherein the first drive control uses a modulated drive signal.
【請求項3】 前記一の駆動制御は、定電流制御手段の
電流値を下げる駆動であることを特徴とする請求項1に
記載のステップモータ駆動法。
3. The step motor drive method according to claim 1, wherein the one drive control is drive for reducing a current value of the constant current control means.
【請求項4】 前記一の駆動制御は、ステップモータの
低トルク領域では、1ステップの分解能を上げた周波数
を整数倍に割増した駆動を用い、また高トルク領域では
加速度を大きくした駆動方法を用いることを特徴とする
請求項1に記載のステップモータ駆動法。
4. The one drive control uses a drive method in which a step motor has a frequency increased with an increased resolution by an integer multiple in a low torque region and a drive method in which a acceleration is increased in a high torque region. The step motor driving method according to claim 1, which is used.
【請求項5】 前記1ステップの分解能を上げ周波数を
整数倍に割増した駆動は、1−2相励磁駆動であること
を特徴とする請求項4に記載のステップモータ駆動法。
5. The stepping motor driving method according to claim 4, wherein the driving in which the resolution of the one step is increased and the frequency is increased by an integral multiple is 1-2 phase excitation driving.
【請求項6】 前記1ステップの分解能を上げ周波数を
整数倍に割増した駆動は、ダブル1−2相励磁駆動であ
ることを特徴とする請求項4に記載のステップモータ駆
動法。
6. The step motor drive method according to claim 4, wherein the drive in which the resolution of the one step is increased and the frequency is increased by an integral multiple is double 1-2 phase excitation drive.
【請求項7】 前記物体を複数の現像器を保持した回転
体に適用するとともに、該回転体の回転制御に前記駆動
法を適用したことを特徴とする請求項第1項に記載のス
テップモータ駆動法による画像形成装置。
7. The step motor according to claim 1, wherein the object is applied to a rotating body holding a plurality of developing devices, and the driving method is applied to control rotation of the rotating body. Image forming apparatus using a driving method.
JP5217356A 1993-09-01 1993-09-01 Step motor drive method and image forming device by drive method Withdrawn JPH0775389A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697168B1 (en) * 1998-11-27 2007-03-21 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 Driving Method and Apparatus for Driven Body and Printer Using Thereof
JP2008206352A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Canon Inc Stepping motor drive controller and image forming apparatus therewith

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