KR101638410B1 - 화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법 - Google Patents

화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법 Download PDF

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Abstract

화상형성장치가 개시된다. 본 화상형성장치는, 화상 형성 잡 수행에 사용되는 엔진부, 엔진부의 동작을 제어하는 엔진 제어부, 엔진부를 기동시키는 복수의 BLDC 모터, 엔진 제어부로부터 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하는 통신 인터페이스부, 복수의 BLDC 모터의 구동 정보를 감지하는 센서부, 복수의 BLDC 모터를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 신호부, 및, 수신된 디지털 제어 명령 및 센서부의 감지 결과에 따라 구동 신호부의 동작을 제어하는 속도 제어부를 포함한다.
모터, BLDC, 디지털 제어 명령, SPI, 화상형성장치

Description

화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법{IMAGE FORMING APPARATUS, MOTOR CONTROLLING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법에 관한 것으로서, 복수의 BLDC 모터를 효율적으로 구동 제어할 수 있는 화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법에 관한 것이다.

화상형성장치는 화상데이터의 생성, 인쇄, 수신, 전송 등을 수행하는 장치로서, 대표적인 예로서 프린터, 스캐너, 복사기, 팩스, 및 이들의 기능을 통합 구현한 복합기 등을 들 수 있다.

이와 같은 화상형성장치에서는 인쇄 용지를 이동시키거나, 인쇄 용지를 공급하는 등과 같이 다양한 기능을 수행하기 위한 모터들이 사용된다. 최근에는 화상형성장치에 ADF(Auto Document Feeder) 유닛, 피니셔(Finisher) 유닛, HCF(High Capacity Feeder) 유닛, DCF(Double Capacity Feeder) 유닛과 같은 다양한 기능을 수행하는 옵션 유닛을 화상형성장치에 부착할 수 있게 됨에 따라, 화상형성장치에서 사용될 수 있는 모터의 개수는 점점 더 증가하고 있다.

최근에는 화상형성장치의 구동시에 발생하는 소음을 방지하고자 BLDC 모터가 많이 이용되는 추세이다. BLDC 모터는 DC 모터에서 브러시 구조를 없애고 정류를 전자적으로 수행하는 모터로, 브러시와 정류자 간의 기계적인 마찰부가 없어지므로 고속화가 가능하고 수명이 길며 소음이 적다.

이와 같은 BLDC 모터는 상술한 바와 같이 브러시 구조가 존재하지 않기 때문에 회전자의 위치 정보를 홀 센서 등을 이용하여 감지하고, BLDC 모터의 각 상에 전원을 순차적으로 인가하여 제어하여야 한다는 점에서, 구동 회로가 이용되었다.

그러나, 종래에는 복수의 BLDC 모터를 제어하기 위하여, BLDC 모터의 개수에 대응하는 구동 회로를 구비하여야 하는바, 다수의 부품을 사용하여야하며, 조립 작업 공정에서 공수 및 작업 시간이 증가하게 되고, 다수의 부품 배치를 위한 PCB(Printed Circuit Board) 공간의 확보도 필요하였다.

본 발명은 화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법에 관한 것으로서, 복수의 BLDC 모터를 효율적으로 구동 제어할 수 있는 화상형성장치, 모터 제어 장치 및 그 모터 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치는, 화상 형성 잡 수행에 사용되는 엔진부, 상기 엔진부의 동작을 제어하는 엔진 제어부, 상기 엔진부를 기동시키는 복수의 BLDC 모터, 상기 엔진 제어부로부터 상기 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하는 통신 인터페이스부, 상기 복수의 BLDC 모터의 구동 정보 를 감지하는 센서부, 상기 복수의 BLDC 모터를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 신호부, 및, 상기 수신된 디지털 제어 명령 및 상기 센서부의 감지 결과에 따라 상기 구동 신호부의 동작을 제어하는 속도 제어부를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치는, 복수의 BLDC(Brushless DC) 모터, 상기 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하는 통신 인터페이스부, 및, 상기 수신된 디지털 제어 명령에 따라, 상기 복수의 BLDC 모터를 제어하는 구동 제어부를 포함한다.

이 경우, 상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터의 구동 신호를 생성하는 구동 신호부, 및, 상기 수신된 디지털 제어 명령에 따라, 상기 구동 신호부를 제어하는 속도 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 구동 정보를 감지하는 센서부를 더 포함하고, 상기 속도 제어부는, 상기 구동 정보를 입력받고, 상기 구동 정보에 따라 피드백 제어를 수행하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 센서부는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각에 부착된 홀 센서로부터 회전자 위치 정보를 수신하는 회전자 위치 감지부, 및, 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 회전 속도 정보를 수신하는 속도 감지부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각에 대해서 개별 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터를 동일하게 제어할 수 있다.

한편, 상기 통신 인터페이스부는, SPI(Serial Peripheral Interface), UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), 및, I2C 중 어느 하나의 방식으로 상기 디지털 제어 명령을 수신하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어 명령은, BLDC 모터에 대한 회전 개시/정지, 가속/감속, 회전방향, 회전 속도, 브레이크 작동 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 구동 제어부는 상기 복수의 BLDC 모터 각각에 대응되도록 복수개 구비되며, 상기 통신 인터페이스부는, 복수의 구동 제어부 중 상기 수신된 제어 명령에 대응되는 구동 제어부에 상기 수신된 제어 명령을 전달하는 것이 바람직하다.

한편, 본 모터 제어 장치는, 스텝 모터, 및, DC 모터를 더 포함하고, 상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터를 제어하면서, 상기 스텝 모터 및 상기 DC 모터 중 적어도 하나를 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 통신 인터페이스부, 및 상기 구동 제어부는 하나의 칩으로 실현되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 모터 제어 방법은, 상기 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하는 단계, 상기 수신된 디지털 제어 명령에서 상기 복수의 BLDC 모터에 대한 제어 신호를 독출하는 단계, 및, 상기 독출된 제어 신호에 따라, 상기 복수의 BLDC 모터의 구동 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

이 경우, 본 모터 제어 방법은, 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 구동 정보를 수신하는 단계, 및, 상기 수신된 구동 정보에 따라 상기 구동 신호를 제어하는 단 계를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 구동 정보는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 회전자 위치 정보 및 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 회전 속도 정보 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

한편, 상기 구동 신호를 생성하는 단계는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각에 대해서 별도의 구동 신호를 생성할 수 있다.

한편, 상기 구동 신호를 생성하는 단계는, 상기 복수의 BLDC 모터에 대해서 동일한 구동 신호를 생성할 수도 있다.

한편, 상기 구동 신호를 생성하는 단계는, 상기 복수의 BLDC 모터에 대한 구동 신호를 생성하면서, 스텝 모터 및 DC 모터 중 적어도 하나에 대한 구동 신호를 생성하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참고하면, 모터 제어 장치(600)는 하나의 ASIC 칩 내에 구비되는 통신 인터페이스부(100), 제1 내지 제4 구동 제어부(200, 300, 400, 500), 및 제1 내지 제4 스위칭 보조부(240, 340, 440, 540)를 포함한다. 도 1에서는 편의상 제1 스위칭 보조부에만 제1 모터(700)가 접속되어 있는 경우를 도시하였지만, 제2 스위칭 보조부 내지 제4 스위칭 보조부에도 모터가 접속될 수 있다.

통신 인터페이스부(100)는 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신한다. 구체적으로, 통신 인터페이스부(100)는 BLDC 모터의 동작을 제어하기 위해 사용되는 디지털 제어 명령을 엔진 제어부 등으로부터 전달받는다. 디지털 제어 명령은 BLDC 모터에 대한 회전 개시/정지, 가속/감속, 회전 방향, 회전 속도, 브레이크 작동 등과 같은 정보를 포함한다. 이와 같은 디지털 제어 명령은 범용 비동기화 송수신 방식인 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), 두 개의 장치 간의 직렬 통신으로 데이터를 교환할 수 있게 해주는 인터페이스인 SPI(Serial Peripheral Interface), 및 양방향 직렬 버스인 I2C 등의 시리얼 통신 인터페이스를 통해 엔진 제어부로부터 전달받을 수 있다.

통신 인터페이스부(100)는 수신된 디지털 제어 명령에서 제어 신호를 독출할 수 있다. 그리고, 수신된 디지털 제어 명령에 대응하는 채널(제1 내지 제4 구동 제어부)에 독출된 제어 신호를 분배할 수 있다. 구체적으로, 통신 인터페이스부(100)는 SCLK, SDATA, SLE 단자를 통해 수신된 디지털 제어 명령에서 채널 정보 및 해당 채널에 전달될 모터에 대한 각종 구동 명령(예를 들어, 회전 개시/정지, 가속/감속, 회전방향, 회전 속도, 브레이크 작동)을 독출하고, 해당 채널(제1 내지 제4 구동 제어부)에 대응되는 구동 제어부에 추출된 제어 신호를 전달할 수 있다.

한편, 통신 인터페이스부(100)는 복수의 모터의 상태 정보를 인쇄 엔진부 등에 전달할 수 있다. 구체적으로, 통신 인터페이스부(100)는 채널별 준비 상태, 채널별 온도 및 채널별 과전류 여부 등의 정보를 인쇄 엔진부에 전달할 수 있다. 예를 들어, 모터 제어 동작 중에 특정 BLDC 모터에 대해서 과전류가 감지된 경우, 이에 대한 정보를 인쇄 엔진부에 전달하여 모터에 대한 보호 방지 동작을 수행할 수 있다.

또한, 통신 인터페이스부(100)는 모터의 제어와 관련된 디지털 제어 정보뿐만 아니라, 모터 제어 장치(600) 내의 제어 방식과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, PWM 주파수, 각 채널별 듀티비(duty ratio), 각 채널별 Disciminator 분주비, 각 채널별 PLL 적용 유무, 채널별 shutdown time 등과 같은 제어 방식과 관련된 정보를 수신하고, 수신된 제어 방식과 관련된 정보를 기초로 복수의 모터를 제어할 수 있다.

제1 내지 제4 디지털 제어부(200, 300, 400, 500)의 구성 및 기능은 동일하며, 통신 인터페이스부(100)로부터 전달받은 제어 신호에 따라, BLDC 모터를 제어할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 디지털 제어부가 하나의 BLDC 모터를 제어하는 실시예만을 도시하였지만, 하나의 디지털 제어부가 2개의 BLDC 모터를 제어하는 형태로 구현될 수 있으며, 하나의 디지털 제어부가 4개의 BLDC 모터를 제어하는 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 4개의 디지털 제어부 모두가 BLDC 모터를 제어하는 형태에 대해서만 도시하였지만, 4개의 디지털 제어부 중 몇 개는 DC 모터 또는 스텝 모터를 제어할 수 있다. 디지털 제어부의 구체적인 구성 및 기능에 대해서는 도 2를 참고하여 후술한다.

제1 내지 제4 스위칭 보조부(240, 340, 440, 540)는 각각 모터에 연결되며, 구동 제어부(200, 300, 400, 500)에서 출력되는 구동 신호를 모터에 전달한다. 구체적으로, BLDC 모터를 제어하기 위해서는 BLDC 모터의 각 상에 순차적으로 전원을 인가하여 한다. 이에 따라, 제1 내지 제4 스위칭 보조부(240, 340, 440, 540)는 BLDC 모터의 상의 개수에 대응하는 스위치 소자를 각각 포함하며, 제1 내지 제4 스위칭 보조부(240, 340, 440, 540)는 내부의 각각의 스위치 소자는 구동 제어부(200, 300, 400, 500)로부터 구동 신호에 따라 순차적으로 온/오프 동작을 수행한다. 각각의 스위치 소자가 순차적으로 온/오프 동작함에 따라, 제1 BLDC 모터(700)는 순차적으로 온/오프 되는 3상 전원을 입력받게 된다.

한편, 제1 내지 제4 스위칭 보조부(240, 340, 440, 540)는 통신 인터페이스부(100) 및 제1 내지 제4 구동 제어부와 함께 ASIC 칩 내에 구비될 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따른 모터 제어 장치(600)는 하나의 ASIC 칩을 이용하여, 4개 혹은 그 이상의 채널의 출력을 제어하는 것이 가능하므로, 용이하게 복수의 BLDC 모터를 제어할 수 있다.

제1 모터(700)는 화상형성장치 내부에 구비되는 BLDC 모터로, 제1 스위칭 보조부(240)의 스위칭 동작에 따라 순차적으로 입력되는 3상 전원을 입력받으며, 입력되는 3상 전원에 따라 등속 또는 가속 구동을 수행할 수 있다. 또한, 제1 모터(700)는 입력되는 3상 전원의 상 순서에 따라 정방향 구동 또는 역방향 구동을 수행할 수 있다. 도 1에서는 편의상 제1 모터(700)만을 도시하였지만, 제2 내지 제4 스위칭 보조부(340, 440, 540) 각각에도 BLDC 모터가 연결될 수 있다.

그리고, 제1 모터(700)는 브레이크 구성을 포함할 수 있으며, 모터 제어 장치(600)의 제어에 따라, 브레이크 동작을 수행할 수 있다.

또한, 제1 모터(700)는 모터 내부의 회전자 위치를 감지하는 홀 센서 및 회전 속도를 감지하는 속도 감지 센서를 포함할 수 있다. 구체적으로, 홀 센서는 BLDC 모터에 부착되어 DC 모터 내부의 회전자 위치를 감지하는 센서이고, 속도 감지 센서는 BLDC 모터의 구동 속도 정보를 주파수 형태로 출력하는 센서이다. 홀 센서 및 속도 감지에서 감지된 회전자 위치 정보 및 구동 속도 정보는 제1 구동 제어부(200)에 전달되며, 제1 구동 제어부(200)는 전달된 회전자 위치 정보 및 구동 속도 정보에 기초하여 제1 모터(700)에 대한 피드백 제어를 수행할 수 있다. 본 실시예에서는 홀 센서 및 속도 감지 센서만을 설명하였지만, 이외의 센서를 이용하여 모터의 구동 동작을 감지할 수도 있다.

이와 같은 구성에 의해, 엔진 제어부 등에서 전달되는 디지털 제어 명령에 따라 모터 제어 장치(600)는 각 채널에 연결된 복수의 BLDC 모터를 제어할 수 있다.

도 1을 설명함에 있어서, 4 채널(channel)을 제어할 수 있는 모터 제어 장치(600)를 설명하였지만, 4채널 이상을 지원하는 형태로 구현할 수 있으며, 복수의 채널 중 몇몇의 채널에 대해서는 BLDC 모터 이외의 DC 모터 또는 스텝 모터 등을 제어하는 형태로도 구현할 수 있다. 그리고, 구현시에는 모터 제어 장치(600)는 각각의 채널에 대해서 개별적인 제어를 수행할 수 있으며, 4채널에 대해서 동일한 제어를 수행할 수도 있다.

도 2는 도 1의 구동 제어부의 구성을 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참고하면, 구동 제어부(200)는 센서부(210), 속도 제어부(220), 구동 신호부(230) 및 스위칭 보조부(240)를 포함한다.

센서부(210)는 BLDC 모터의 구동 정보를 감지할 수 있다. 구체적으로, 센서부(210)는 홀신호 비교부(211, 이하에서는 '회전자 위치 감지부'라 칭한다), FG R검출부(212, 이하에서는 속도 감지부'라 칭한다) 및 전류 검출부(213)를 포함할 수 있다.

회전자 위치 감지부(211)는 BLDC 모터에 부착되는 홀 센서로부터 회전자 위치 정보를 수신하며, 이에 대한 정보를 속도 제어부(220) 또는 구동 신호부(230)에 전달할 수 있다.

속도 감지부(212)는 BLDC 모터에 부착되는 속도 감지 센서로부터 BLDC 모터의 회전 속도 정보를 주파수 형태로 수신하며, 수신된 주파수 형태의 회전 속도 정보를 속도 제어부(220)에 전달할 수 있다. 본 실시예에서는 BLDC 모터에 부착되는 속도 감지 센서를 이용하여 회전 속도 정보를 감지하는 것에 대해서 설명하였지만, 구현시에는 회전자 위치 정보를 갖는 홀 센서로부터 전달되는 회전자 위치 정보를 이용하여 BLDC 모터의 속도를 감지하는 형태로도 구현할 수 있다.

그리고, 전류 검출부(213)는 제1 모터(700)에 입력되는 전류의 크기를 감지할 수 있다. 구체적으로, 전류 검출부(213)는 도 2에 도시된 바와 같은 저항(11)의 양단의 전압을 측정함으로써 제1 모터(700)에 입력되는 전류의 크기를 감지할 수 있다. 그리고, 전류 검출부(213)는 감지된 전류의 크기가 기설정된 전류값 이상인 경우, 이를 속도 제어부(220)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 제1 모터(700)에 과전류가 입력되면, 전류 검출부(213)는 제1 모터(700)의 동작을 정지시킴으로써 모터에 대한 보호 동작을 수행할 수 있다. 구현시에 전류 검출부(213)는 제1 모터(700)에 입력되는 전류의 크기만을 감지하고, 과전류인지 여부 및 보호 동작은 속도 제어부(220)가 수행하는 형태로 구현할 수도 있다.

속도 제어부(220)는 수신된 디지털 제어 명령에 따라, 구동 신호부(230)의 구동 신호를 제어할 수 있다. 구체적으로, 속도 제어부(220)는 통신 인터페이스부(100)로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 따라, 제1 모터(700)가 제어되도록 구동 신호부(230)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스부(100)로부터 해당 채널에 대한 제어 신호(예를 들어, 회전 개시, 가속, 정방향, 특정 회전속도)를 수신한 경우, 수신된 제어 신호에 따라 BLDC 모터가 동작하도록 구동 신호부(230)를 제어할 수 있다.

그리고, 속도 제어부(220)는 주파수 분주기(221)를 포함할 수 있으며, 속도 감지부(212)로부터 수신된 회전 속도 정보와 주파수 분주기(221)의 주파수를 비교하여 피드백 제어를 수행할 수 있다. 여기서 주파수 분주기(221)는 통신 인터페이스부(110)로부터 수신된 제어 신호 중 회전 속도 정보에 대응하는 주파수를 생성할 수 있다.

구동 신호부(230)는 제1 모터(700)의 구동 신호를 생성한다. 구체적으로, 구동 신호부(230)는 속도 제어부(220)의 제어 및 회전자 위치 감지부(211)로부터의 회전자 위치 정보에 기초하여, 3상 구동 신호를 생성할 수 있다.

그리고, 구동 신호부(230)는 수신된 제어 신호가 브레이크 작동인 경우, 제1 모터(700)의 브레이크가 작동하도록 이에 대응하는 신호를 제1 모터(700)에 전달할 수 있다.

스위칭 보조부(240)는 구동 신호부(230)의 구동 신호에 따라 스위칭 소자의 온/오프 동작을 원활하게 한다. 이와 같이 구동 신호부(230)에서 발생하는 스위칭 신호에 따라 제1 모터(700)의 각 상에 연결된 스위칭 소자가 온/오프 동작함으로써, 제1 모터(700)의 각 상에 대한 입력 전원이 제어되며, 제1 모터(700)의 각 상에 대한 입력 전원이 제어됨에 따라 제1 모터(700)의 구동 동작을 제어할 수 있다.

도 2를 설명함에 있어서, 하나의 구동 제어부가 하나의 BLDC 모터를 제어하는 실시예에 대해서만 설명하였으나, 하나의 구동 제어부가 두 개 이상의 BLDC 모터를 제어하는 형태로 구현할 수 있으며, 하나의 구동 제어부가 BLDC 모터를 제어하면서, 스텝 모터 또는 DC 모터를 함께 제어하는 형태로도 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 화상형성장치(1000)는 모터 제어 장치(600) 및 엔진 제어부(800)를 포함한다.

엔진 제어부(800)는 화상 형성 잡 수행에 사용되는 엔진부(미도시)의 동작을 제어하며, 엔진부(미도시)를 기동시키는 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 모터 제어 장치(600)에 송신한다. 구체적으로, 엔진 제어부(800)는 인쇄 잡이 수신되면, 인쇄 잡이 수행되도록, 엔진부(미도시)를 제어하고, 엔진부(미도시)가 동작하도록 엔진부(미도시)를 기동시키는 복수의 BLDC 모터가 기동하도록 모터 제어 장치(600)에 디지털 제어 명령을 전송할 수 있다.

예를 들어, 엔진 제어부(800)는 'moter operation', 'PWM Frequency Control', 'PWM Max Duty Control', 'PLL Divider Control', 'PLL Bypass Control', 'Lock Time Control' 등과 같은 복수의 BLDC 모터의 기동과 관련된 디지털 제어 명령 및 모터 제어 장치(600)에서의 구체적인 제어 방식과 관련된 명령을 전송할 수 있다. 여기서, 'moter operation'는 모터 기동과 관련된 채널별 디지털 제어 명령이고, 'PWM Max Duty Control'는 모터 제어 장치(600) 내의 PWM 주파수 제어 명령이고, 'PWM Max Duty Control'는 각 채널별 max 듀티 비율의 제어 명령이고, 'PLL Divider Control'는 모터 제어 장치(600) 내의 채널별 Discriminator 분주비의 제어 명령이고, 'PLL Bypass Contorl'는 각 채널별 PLL 동작 여부의 제어 명령이고, 'Lock Time Control'는 각 채널별 shutdown time 여부의 제어 명령이다.

그리고, 엔진 제어부(800)는 'Motor operation State', 'Protection State'와 같은 모터 제어 장치(600)에서의 각 채널별 상태 정보를 모터 제어 장치(600)로부터 수신할 수 있다. 여기서, 'Motor operation State'는 각 채널별 준비 상태 및 Lock 상태를 알리는 정보이고, 'Protection State'는 모터 제어 장치(600)의 온도 상태와 각 채널별 과전류 여부를 알리는 정보이다.

그리고, 모터 제어 장치(600)는 엔진 제어부(800)로부터 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하며, 복수의 BLDC 모터에 대한 구동 신호를 생성할 수 있다. 모터 제어 장치(600)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 1 및 도 2와 관련하여 앞서 설명하였는바, 구체적인 설명은 생략한다.

이상과 같이, 모터 제어 장치(600)는 일 예로서 3개의 입력단자(SCLK, SDATA, SLE)를 통해 엔진 제어부(800)로부터 디지털 제어 정보를 수신한다. 이와 같이 엔진 제어부(800)는 3개의 단자만을 이용하여 복수의 BLDC 모터에 대한 제어명령을 전달할 수 있는바, 엔진 제어부(800) 내부의 리소스를 경감할 수 있다.

그리고, 3개의 단자만으로 모터 제어 장치(600)와 엔진 제어부(800)를 연결할 수 있는바, 화상형성장치 내의 회로 설계를 용이하게 할 수 있게 된다.

또한, 모터 제어 장치(600)는 하나의 ASIC 칩으로 구현되는바, 화상형성장치(100) 내부의 회로를 더욱 간단히 구현할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 복수의 BLDC(Brushless DC) 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하면(S410), 수신된 디지털 제어 명령에서 제어 신호를 독출할 수 있다(S420). 구체적으로, 범용 비동기화 송수신 방식인 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), 두 개의 장치 간의 직렬 통신으로 데이터를 교환할 수 있게 해주는 인터페이스인 SPI(Serial Peripheral Interface), 및 양방향 직렬 버스인 I2C 등의 시리얼 통신 인터페이스 등을 통해 디지털 제어 명령을 수신하면, 디지털 제어 명령에서 채널 정보 및 해당 채널에 전달될 모터에 대한 각종 제어 신호를 독출할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 BLDC 모터에 대한 회전 개시/정지, 가속/감속, 회전 방향, 회전 속도, 브레이크 작동 등과 같은 신호이다.

그리고, 독출된 제어 신호를 해당 채널에 분배할 수 있다(S430). 구체적으로, 디지털 제어 명령에서 독출된 채널 정보를 이용하여 해당 채널에 독출된 제어 신호를 전달할 수 있다.

그리고, 수신된 제어 신호에 따라, 복수의 BLDC 모터에 대한 구동 신호를 생성하여(S440), 각 채널에 대응하는 BLDC 모터를 제어할 수 있다. 여기서 생성되는 구동 신호는 복수의 BLDC 모터의 제어 방식에 따라, 각 채널별로 상이할 수 있으며, 모든 채널에 대해서 동일할 수 있다. 한편, 생성되는 구동 신호는 모두 BLDC 모터에 대한 구동 신호일 수 있으며, 연결되는 모터의 종류에 따라 스텝 모터 또는 DC 모터에 대한 구동 신호도 생성할 수 있다.

그리고, BLDC 모터 구동에 따라, 생성되는 구동 정보를 수신하며(S470), 수신된 구동 정보에 기초하여 구동 신호에 대한 피드백 제어를 수행할 수 있다(S460). 여기서 구동 정보는, 복수의 BLDC 모터 각각의 회전자 위치 정보 또는 복수의 BLDC 모터 각각의 회전 속도 정보이다. 구체적으로, BLDC 모터에 부착된 홀 센서로부터의 회전자 위치 정보 또는 BLDC 모터에 부착된 속도 감지 센서로부터의 주파수 형태의 회전 속도정보이며, 이와 같은 구동 정보에 따라 생성되는 구동 신호에 대해서 피드백 제어를 수행할 수 있다.

이상과 같은 단계(S410 내지 S460)는 하나의 ASIC 칩 내에서 수행될 수 있다. 하나의 ASIC 칩 내에서, 4개 또는 그 이상의 채널의 출력을 제어하는 것이 가능하므로, Mono LBP 뿐만 아니라 Tandem 방식의 Color-LBP에 대해서도 하나의 ASIC 칩을 이용하여 제어를 수행할 수 있게 된다. 도 4와 같은 모터 제어 방법은 도 1의 구성을 가지는 모터 제어 장치상에서 실행될 수 있으며, 그 밖의 다른 구성을 가지는 모터 제어 장치상에서도 실행될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러 한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 구동 제어부의 구성을 구체적으로 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치와 제어부 및 프로그램 장치의 접속관계를 도시한 도면, 그리고,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

1000: 화상형성장치 100: 통신 인터페이스부

700: 제1 모터 800: 엔진 제어부

200, 300, 400, 500: 제 1 내지 제4 구동 제어부

240, 340, 440, 540: 제1 내지 제4 스위칭 보조부

Claims (18)

  1. 화상형성장치에 있어서,
    화상 형성 잡 수행에 사용되는 엔진부;
    상기 엔진부의 동작을 제어하는 엔진 제어부;
    상기 엔진부를 기동시키는 복수의 BLDC 모터;
    상기 엔진 제어부로부터 상기 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하는 통신 인터페이스부;
    상기 복수의 BLDC 모터의 구동 정보를 감지하는 센서부;
    상기 복수의 BLDC 모터를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 신호부; 및
    상기 수신된 디지털 제어 명령 및 상기 센서부의 감지 결과에 따라 상기 구동 신호부의 동작을 제어하는 속도 제어부;를 포함하되,
    상기 디지털 제어 명령은,
    상기 복수의 BLDC 모터에 대한 채널 정보 및 상기 채널 정보에 관련된 제어 신호들을 포함하는 화상형성장치.
  2. 모터 제어 장치에 있어서,
    복수의 BLDC(Brushless DC) 모터;
    상기 복수의 BLDC 모터에 대한 채널 정보를 추출하기 위한 디지털 제어 명령을 수신하는 통신 인터페이스부; 및
    상기 수신된 디지털 제어 명령에 따라, 상기 복수의 BLDC 모터를 제어하는 구동 제어부;를 포함하되,
    상기 구동 제어부는,
    상기 통신 인터페이스부로부터 추출된 채널 정보에 따른 제어 신호를 수신하고, 상기 복수의 BLDC 모터 중 상응하는 BLDC 모터로 상기 제어 신호를 출력하며,
    상기 복수의 BLDC 모터 각각은,
    상기 구동 제어부로부터 상기 제어 신호의 수신이 가능한 모터 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 복수의 BLDC 모터의 구동 신호를 생성하는 구동 신호부; 및
    상기 수신된 디지털 제어 명령에 따라, 상기 구동 신호부를 제어하는 속도 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 복수의 BLDC 모터 각각의 구동 정보를 감지하는 센서부;를 더 포함하고,
    상기 속도 제어부는, 상기 구동 정보를 입력받고, 상기 구동 정보에 따라 피드백 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 복수의 BLDC 모터 각각에 부착된 홀 센서로부터 회전자 위치 정보를 수신하는 회전자 위치 감지부; 및
    상기 복수의 BLDC 모터 각각의 회전 속도 정보를 수신하는 속도 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각에 대해서 개별 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터를 동일하게 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스부는, SPI(Serial Peripheral Interface), UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), 및, I2C 중 어느 하나의 방식으로 상기 디지털 제어 명령을 수신하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어 명령은, BLDC 모터에 대한 회전 개시/정지, 가속/감속, 회전방향, 회전 속도, 브레이크 작동 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 구동 제어부는 상기 복수의 BLDC 모터 각각에 대응되도록 복수개 구비되며,
    상기 통신 인터페이스부는, 복수의 구동 제어부 중 상기 수신된 제어 명령에 대응되는 구동 제어부에 상기 수신된 제어 명령을 전달하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    스텝 모터; 및
    DC 모터;를 더 포함하고,
    상기 구동 제어부는, 상기 복수의 BLDC 모터를 제어하면서, 상기 스텝 모터 및 상기 DC 모터 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  12. 제2항 내지 제11항 중 한 항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스부, 및 상기 구동 제어부는 하나의 칩으로 구현되는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  13. 화상형성장치에 사용되는 복수의 BLDC(Brushless DC) 모터의 모터 제어 방법에 있어서,
    상기 복수의 BLDC 모터에 대한 디지털 제어 명령을 수신하여 채널 정보를 추출하는 단계;
    상기 수신된 디지털 제어 명령의 상기 추출한 채널 정보에서 각 BLDC 모터에 대한 제어 신호를 독출하는 단계; 및
    상기 독출된 제어 신호에 따라, 상기 복수의 BLDC 모터를 제어하는 구동 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 모터 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 BLDC 모터 각각의 구동 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 구동 정보에 따라 상기 구동 신호를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 구동 정보는, 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 회전자 위치 정보 및 상기 복수의 BLDC 모터 각각의 회전 속도 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 구동 신호를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 BLDC 모터 각각에 대해서 별도의 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 구동 신호를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 BLDC 모터에 대해서 동일한 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 구동 신호를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 BLDC 모터에 대한 구동 신호를 생성하면서, 스텝 모터 및 DC 모터 중 적어도 하나에 대한 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
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