(57)【要約】【課題】ステッピングモータの消費電力を低減すること。【解決手段】制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、ステッピングモータの励磁磁極を励磁するタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動する。【選択図】図６
2008253139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、
前記ステッピングモータの励磁磁極を励磁するタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動すること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御方法。
【請求項２】
制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、
前記ステッピングモータを停止するタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切ること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御方法。
【請求項３】
制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、
前記ステッピングモータの励磁磁極を励磁するタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動し、前記ステッピングモータを停止するタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切ること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御方法。
【請求項４】
請求項３記載のステッピングモータの電流制御方法において、
前記ステッピングモータの停止時間が前記第１の基準時間と前記第２の基準時間との加算時間よりも短い場合、該ステッピングモータの励磁状態を維持し続けること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のステッピングモータの電流制御方法のうち少なくとも１つを備えること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御方法。
【請求項６】
制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とが供給され、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御が行われるステッピングモータの電流制御装置において、
前記制御部は、前記ステッピングモータの励磁磁極が励磁されるタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動するように制御すること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御装置。
【請求項７】
制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とが供給され、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御が行われるステッピングモータの電流制御装置において、
前記制御部は、前記ステッピングモータが停止されるタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切るように制御すること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御装置。
【請求項８】
制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とが供給され、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御が行われるステッピングモータの電流制御装置において、
前記制御部は、前記ステッピングモータの励磁磁極が励磁されるタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動し、前記ステッピングモータが停止されるタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切るように制御すること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御装置。
【請求項９】
請求項８記載のステッピングモータの電流制御装置において、
前記ステッピングモータの停止時間が前記第１の基準時間と前記第２の基準時間との加算時間よりも短い場合、該ステッピングモータの励磁状態が維持し続けられること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御装置。
【請求項１０】
請求項６〜９に記載のステッピングモータの電流制御装置のうち少なくとも１つを備えること、
を特徴とするステッピングモータの電流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの電流制御方法及びステッピングモータの電流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、位置決め精度が良く、起動／停止、正転／逆転が容易で応答性が高く、停止時においても保持トルクを有し、ブラシなどによる機械的磨耗が無く、長寿命であるため、多くの装置の駆動源として用いられている。ステッピングモータの駆動制御は、ステッピングモータの駆動状態（停止、定速、加速、減速）に関係無く、一定電圧の駆動パルスを与えていたため、駆動電流不足による脱調、共振などが起こっていた。そこで、駆動状態に対応した駆動制御が必要となり、ステッピングモータの駆動状態に対応した電流量を指示したり、回転速度を指示する周波数変化（クロック周波数）に基づく定電流制御などが行われたりしている。
更に、ステッピングモータが一定の間隔をおいて回転されたり、停止されたりする間欠動作時において、停止期間中であっても回転期間中と同量の励磁電流が供給され、励磁状態が維持されている。停止期間中に供給されている励磁電流によって消費される電力や、温度上昇を低減するために、間欠タイミングに合わせてアナログ回路を用いた励磁電流の制限が試みられている。
【０００３】
例えば、特許文献１によれば、ステッピングモータの回転状態（駆動状態）に応じて供給される電流量を制御するステッピングモータの制御装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２によれば、パルスモータの回転を指令するパルス列の周波数（クロック周波数）により任意に選定した関数出力を、パルスモータの励磁電流の指令値とするパルスモータの駆動制御装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３によれば、モータの回転速度を制御するパルスの周波数（クロック周波数）の変化分に応じ、モータ電流の制御値を変化させるモータ制御装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４によれば、間欠動作タイミングに合わせて、ドライバ制御信号によってオペアンプ、トランジスタ、抵抗などの個別部品（ディスクリート素子）で形成されたアナログ回路で構成された電流制御回路がステッピングモータへの出力電流を制限するステッピングモータ制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３４６３９８号公報
【特許文献２】特開平７−１４３７９６号公報
【特許文献３】特開２０００−５０６９０号公報
【特許文献４】特開平５−３６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３は、駆動状態や回転速度に応じたクロック周波数に基づいて、ステッピングモータに供給される電流量を設定した電流制御が行われている。従来、ステッピングモータに供給される電流量の設定方法は、各駆動状態の最大トルク値に基づいて設定された電流量に所定の動作余裕電流量を加えた電流量を各駆動状態の電流設定量として決定されている。
しかしながら、加減速状態から定速状態に駆動状態が遷移した直後は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性等の影響を受け、比較的大きなトルクを必要とする。そのため、定速状態の電流量は、加減速状態から定速状態に駆動状態が遷移した直後の大きなトルクに基づいて設定された電流量に所定の動作余裕電流量を加えた電流量となる。一方、定速状態が安定している期間は小さなトルクのため、必要以上の無駄な電流が供給されていることとなり、近年求められている省エネルギー化を実現することは難しい。
また、特許文献４は、ディスクリート素子等で形成されたアナログ回路で構成された電流制御回路を用いて、ステッピングモータの間欠動作時の励磁電流の制限を行う構成となっている。しかしながら、停止期間の各コイルに供給される電流量は、一定の電流量に抑えられつつも供給され続けている。このため停止期間では、必要とされていない無駄な電力が消費されてしまう。
【０００８】
本発明の課題は、ステッピングモータの消費電力を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、前記ステッピングモータの励磁磁極を励磁するタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動すること、を特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、前記ステッピングモータを停止するタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切ること、を特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とを供給し、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御を行うステッピングモータの電流制御方法において、前記ステッピングモータの励磁磁極を励磁するタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動し、前記ステッピングモータを停止するタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切ること、を特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載のステッピングモータの電流制御方法において、前記ステッピングモータの停止時間が前記第１の基準時間と前記第２の基準時間との加算時間よりも短い場合、該ステッピングモータの励磁状態を維持し続けること、を特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載のステッピングモータの電流制御方法のうち少なくとも１つを備えること、を特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とが供給され、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御が行われるステッピングモータの電流制御装置において、前記制御部は、前記ステッピングモータの励磁磁極が励磁されるタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動するように制御すること、を特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とが供給され、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御が行われるステッピングモータの電流制御装置において、前記制御部は、前記ステッピングモータが停止されるタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切るように制御すること、を特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、制御部からステッピングモータの巻線コイルを励磁する励磁信号と起動及び停止とを指示する制御信号とが供給され、前記制御信号を受けて駆動部により定電流制御が行われるステッピングモータの電流制御装置において、前記制御部は、前記ステッピングモータの励磁磁極が励磁されるタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後に該ステッピングモータを起動し、前記ステッピングモータが停止されるタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後に該ステッピングモータの励磁を切るように制御すること、を特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８記載のステッピングモータの電流制御装置において、前記ステッピングモータの停止時間が前記第１の基準時間と前記第２の基準時間との加算時間よりも短い場合、該ステッピングモータの励磁状態が維持し続けられること、を特徴としている。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９に記載のステッピングモータの電流制御装置のうち少なくとも１つを備えること、を特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜３、６〜８記載の発明によれば、ステッピングモータを励磁するタイミングから予め定められた第１の基準時間経過後にステッピングモータを起動し、ステッピングモータを停止するタイミングから予め定められた第２の基準時間経過後にステッピングモータの励磁を切ることにより、ステッピングモータの停止期間中に消費されている無駄な消費電力を低減することができる。
【００２０】
請求項４及び９記載の発明によれば、請求項３及び８と同様の効果を得られるのは勿論のこと、ステッピングモータの停止期間が、第１の基準時間と第２の基準時間との加算時間よりも短い場合、励磁電流を切らずに励磁状態を維持することができるため、ステッピングモータが励磁されていないにも関らず回転されることが無いため、安定した駆動制御を行うことができる。
【００２１】
請求項５及び１０記載の発明によれば、請求項１〜４、６〜９と同様の効果を得られることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態は、画像形成装置の紙搬送系にステッピングモータを使用した例を説明する。
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
〔実施の形態１〕
〈画像形成装置１の構成〉
図１に、本実施の形態１における画像形成装置１の内部構成の断面図を示す。
図１に示すように画像形成装置１は、画像読取部１０と、プリント部２０とから構成される。
【００２４】
画像読取部１０は、光源、レンズ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等からなるスキャナを備えて構成され、原稿に照射した光の反射光を結像して光電変換することにより原稿画像を読み取り、プリント部２０に出力する。ここで、原稿画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
【００２５】
プリント部２０は、画像形成部３０と、クリーニング部４０と、中間転写ベルト５０と、紙搬送部６０と、定着部７０とを備えて構成される。
【００２６】
画像形成部３０は、感光体である感光体ドラム３１と、帯電装置３２と、露光装置３３と、現像装置３４と、クリーニング装置３５とを備える。
【００２７】
中間転写ベルト５０は、複数のローラにより回転可能に支持され、各ローラの回転にともなって回転する。この中間転写ベルト５０は、一次転写ローラ５１によりそれぞれ感光体ドラム３１に圧着される。これにより感光体ドラム３１の表面に現像された各トナーは、一次転写ローラ５１による圧着位置で中間転写ベルト５０に転写され、トナーが順次重ねて転写される。
【００２８】
紙搬送部６０は、第１給紙部６１０、第２給紙部６２０、搬送部６３０、ＡＤＵ（Automatic Duplex Copy Unit）部６４０等から構成されている。
第１給紙部６１０は、用紙トレイ６１、６２、６３内に収容された記録材Ｐを、１枚ずつ送り出すために重送防止機構を搭載している。
第２給紙部６２０は、第１給紙部６１０から送られてきた記録材Ｐの曲がり補正、及びドラム上の画像を記録材Ｐの所定の位置に転写（先端タイミング合わせ）させるための機構であり、駆動ローラと従動ローラ一対で構成されており、クラッチ等を介してモータによって駆動されている。
搬送部６３０は、紙ガイド板と搬送ローラを一対で構成されている。記録材Ｐを搬送するだけではなく、記録材Ｐを１枚ずつ裏返して排出する反転機能、記録材Ｐのカールを補正するデカーラ機能も有している。
【００２９】
ＡＤＵ部６４０は、表面に画像形成された記録材Ｐを反転し、再度搬送部６３０に送り込み、裏面に画像形成を行うことを可能にした反転搬送ユニットである。表面に画像形成された記録材Ｐが搬送部６３０により反転部に搬送され、記録材Ｐ後端が完全に反転部に収納されると、再給紙されることなく反転ローラが逆転し、搬送経路に記録材Ｐを送り込む。このとき、後端から送り込まれるため、転写部での表と裏が反転する。
【００３０】
紙搬送部６０内での搬送ローラ及び反転ローラなど位置決め精度や起動／停止、正転／逆転が求められるローラを駆動させるために、ステッピングモータが多く用いられる。
【００３１】
記録材Ｐは、第１給送部６１０、第２給紙部６２０により給紙され、搬送部６３０の複数の搬送ローラ及びレジストローラを経て二次転写ローラ５２へと搬送する。この二次転写ローラ５２により、中間転写ベルト５０に転写されたトナー画像が記録材Ｐ面に転写される。そして、記録材Ｐは、定着部７０において、記録材Ｐに転写されたトナー像を熱定着させる。定着処理された記録材Ｐは、排紙ローラ５３に挟持されて排紙トレイ５４上に載置される。
【００３２】
一方、二次転写ローラ５２により記録材Ｐにトナー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写ベルト５０は、クリーニング部４０により残留トナーが除去される。
【００３３】
〈ステッピングモータの回転制御装置の構成〉
図２に、本実施の形態１に係るステッピングモータＭの電流制御装置の構成例を示す。
ステッピングモータＭの電流制御装置は、管理部１００と、制御部２００ａと、ドライブ回路部３００と、を備え、管理部１００からの電流指令信号を受けて制御部２００ａからドライブ回路部３００に対し具体的な電流制御信号を出力してステッピングモータＭの電流制御を行う構成である。
【００３４】
管理部１００は、電流指令信号を制御部２００ａへ出力し、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号をドライブ回路部３００へ出力する。制御部２００ａは、管理部１００からの電流指令信号を受け、電流制御信号として励磁方式信号、Ｆ／Ｒ信号、ＣＬＫ信号、電流設定信号等の電流制御信号をドライブ回路部３００へ出力する。ドライブ回路部３００は、制御部２００からの電流制御信号に基づいてステッピングモータＭを駆動させる。
【００３５】
励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号は、巻線コイルを励磁させるための信号であり、ステッピングモータＭの回転子と固定子との磁極が所定の角度に合わされる。励磁方式信号は、ステッピングモータＭの駆動方法によって決定される励磁方式（例えば、２相励磁モードから１−２相励磁モードへの切替など）を切替る信号である。
Ｆ／Ｒ信号は、ステッピングモータＭの回転方向、即ち正回転又は逆回転かを指示する信号である。
ＣＬＫ信号は、起動又は停止を指示し、ＣＬＫ信号の周波数は回転速度を決定する信号である。
電流設定信号は、モータの駆動状態（例えば、停止、定速、加速、減速）に基づいて決定されるモータを駆動させるための電流量を指示する信号である。
【００３６】
図３に管理部１００の構成ブロック図を示す。
管理部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３０、記憶部１４０、Ｉ／Ｆ１５０などから構成され、各部は通信手段１６０により接続されている。通信手段１６０としては、バスやシリアル信号を用いることができ、各部の信号の送受信が行われる。
【００３７】
ＣＰＵ１１０は、本実施の形態１を実現するために、記憶部１４０に記憶されているプログラムやデータを読み出して、ＲＡＭ１２０内に展開し、展開されたプログラムに従って、ステッピングモータＭの停止時間が後述する第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間（Ｔ１+Ｔ２）より短いかの判断を行う。加算時間より短い場合、ステッピングモータＭの励磁状態を維持する電流制御を行う。加算時間以上の場合、ステッピングモータＭの励磁磁極を励磁してから第１基準時間Ｔ１経過後にステッピングモータＭを起動し、ステッピングモータＭを停止してから第２基準時間Ｔ２経過後にステッピングモータＭの励磁を切る電流制御を行う。
また、ＲＯＭ１３０や記憶部１４０内に記憶されているシステムプログラムや各処理プログラム及びデータを読み出して、ＲＡＭ１２０内に展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成装置１各部の動作を集中制御する。システム全体のタイミング制御、画像情報データの記憶及び蓄積制御、スキャナ部（図示せず）などから送られてきた画像データの画像処理、プリンタ部（図示せず）に対する画像情報データの出力、操作表示部（図示せず）の入出力制御、他のアプリケーション（ＦＡＸ、プリンタ、スキャナ等）とのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）や動作制御を行うものである。
【００３８】
ＲＡＭ１２０は、ＣＰＵ１１０により制御実行される各種処理において、ＲＯＭ１３０や記憶部１４０から読み出されたプログラム、入力、若しくは出力データ及びパラメータなどの一時的な格納領域となる。
【００３９】
ＲＯＭ１３０は、画像形成装置１に対応するプログラムやデータなどがあらかじめ記憶されており、システムプログラム、当該システムに対応する各種処理プログラム、各種処理プログラムで処理するのに必要なデータを記憶している。
【００４０】
記憶部１４０は、本実施の形態１を実現するため、タイマ１４１と、予め定められた第１基準時間Ｔ１と、予め定められた第２基準時間Ｔ２と、ステッピングモータＭの停止時間が第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間（Ｔ１+Ｔ２）以上の場合、ステッピングモータＭの励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号の制御を行うためのプログラムやデータを有している。
【００４１】
第１基準時間Ｔ１は、停止時のステッピングモータＭの回転子と固定子との磁極がずれた状態から駆動可能な所定の角度に磁極が合うために要する励磁の立ち上がり時間である。第１基準時間Ｔ１は、予め励磁の立ち上がり時間を測定することで設定することができる。
【００４２】
第２基準時間Ｔ２は、ステッピングモータＭの停止精度に要する時間である。
ローラ停止中に搬送されてきた記録材Ｐ等によってローラが回転してしまうと不都合な場合、ステッピングモータＭの励磁を維持した状態でステッピングモータＭを停止（即ち、ローラを停止）する必要がある。そのため、第２基準時間Ｔ２は、所定時間ローラが回転しないようステッピングモータＭの停止状態を維持するために要する時間である。
【００４３】
第１基準時間Ｔ１は、１０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下が好ましく、第２基準時間Ｔ２は、１０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下が好ましい。
【００４４】
タイマ１４１は、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮされてからＣＬＫ信号がＯＮされるまでの第１基準時間Ｔ１を計時する機能と、ＣＬＫ信号がＯＦＦされてから励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦされるまでの第２基準時間Ｔ２を計時する機能を有する。
【００４５】
なお、記憶部１０４は、書き込み可能な不揮発性の記憶媒体が好ましく、ＨＤＤ（Hard
Disk Drive）、ＭＲＡＭ（Magnetic Random Access Memory）又はフラッシュメモリなどで構成されていても良く、この限りではない。
【００４６】
図４に、制御部２００ａの構成ブロック図を示す。
制御部２００ａは、ＣＰＵ２１０ａ、ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、記憶部２４０ａ、Ｉ／Ｆ２５０、Ｉ／Ｏ制御部２７０が一つの半導体チップに封入されたマイクロコンピュータを用いて構成されている。各部は通信手段２６０により接続されている。通信手段２６０としては、バスやシリアル信号を用いることができ、各部の信号の送受信が行われる。
【００４７】
ＣＰＵ２１０ａは、本実施の形態１を実現するために、記憶部２４０ａに記憶されているプログラムやデータを読み出して、ＲＡＭ２２０内に展開し、展開されたプログラムやデータにしたがって、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから後述する延長時間の間、加減速状態の電流設定信号を維持するよう電流制御を行う。
また、ＲＯＭ２３０や記憶部２４０ａ内に記憶されているシステムプログラムや各処理プログラム及びデータを読み出してＲＡＭ２２０内に展開し、展開されたプログラム及び管理部１００からの電流指令信号に従って、ステッピングモータＭの動作を集中制御する。ステッピングモータＭの励磁方式、起動／停止制御、回転方向制御、速度制御などの回転制御や、電流制御を行うものである。
【００４８】
ＲＡＭ２２０は、ＣＰＵ２１０ａにより制御実行される各種処理において、ＲＯＭ２３０や記憶部２４０ａから読み出されたプログラム、入力、若しくは出力データ及びパラメータ、管理部１００からの電流指令信号などの一時的な格納領域となる。
【００４９】
ＲＯＭ２３０は、読出し専用のメモリであり、ステッピングモータＭを駆動する制御プログラムやシステムプログラム、当該システムに対応する各種処理プログラム、各種処理プログラムで処理するのに必要なデータが記憶されている。
【００５０】
記憶部２４０ａは、本実施の形態１を実現するため、延長時間データ２４１ａ、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから延長時間データ２４１ａに基づいた所定時間の間、加減速状態の電流設定信号を保持するためのプログラムやデータを有している。
【００５１】
延長時間データ２４１ａは、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから予め定められた所定時間である。延長時間データ２４１ａは、ステッピングモータＭの各駆動状態に加減速状態から定速状態に遷移したときのトルクの測定結果に基づいて設定された延長時間のデータである。加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから、延長時間データ２４１ａに設定された延長時間の間、定速状態の直前の加減速状態の電流制御信号である電流設定信号が維持される。
加減速状態から定速状態に遷移したときの遷移パターン毎に複数の延長時間が設定されることが好ましい。
【００５２】
Ｉ／Ｆ２５０は、通信手段２６０を介して管理部１００からのステッピングモータＭを駆動させる電流指令信号などの信号の送受信を行う。
【００５３】
Ｉ／Ｏ制御部２７０は、ドライブ回路部３００にステッピングモータＭを駆動させるための電流制御信号を出力する。
【００５４】
なお、制御部２００ａは、本発明の機能を有していればステッピングモータＭ固有の制御部である必要はなく、また、画像形成装置１内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続されており、各部からの情報を受信し、受信した情報を判断して、判断結果である動作指示等の情報を各部に出力し、各部を統括している管理部１００内に含まれるものでもよい。本発明において、かかる性質のある制御部２００ａであればこの限りではない。
【００５５】
〈ステッピングモータＭの駆動時の電流制御１〉
図５に、本実施の形態１に係るステッピングモータＭの駆動時の電流制御のタイムチャートを示す。
図５に示すように、本実施の形態１では、停止、定速、加速、減速の各駆動状態に電流設定信号（即ち、電流量）を切り替える電流制御を行う。ステッピングモータＭに供給される電流量は、制御部２００ａからの電流設定信号に基づいて供給される。
【００５６】
図５（ａ）は、ステッピングモータＭの回転速度のイメージを示し、図５（ｂ）は、ステッピングモータＭの駆動状態に対応したトルク量のイメージを示す。
また図５（ｃ）は、従来のステッピングモータＭに供給される電流量を示し、図５（ｄ）は、本発明のステッピングモータＭに供給される電流量を示す。
図５に示すステッピングモータＭは、停止状態から正回転で加速され、正回転で定速に一定時間回転される。そして一定時間正回転された後、正回転で減速後、逆回転で加速され、逆回転で定速に一定時間回転される。更に一定時間逆回転された後、逆回転で減速され停止するよう電流制御されている。
【００５７】
従来との比較のため、まず、従来のステッピングモータＭに供給される電流量の例を説明する。
図５（ｃ）に示すように、ステッピングモータＭが停止状態から正回転方向に加速されている時刻ｔ１から時刻ｔ２のとき、時刻ｔ１から時刻ｔ２間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【００５８】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で正回転方向に定速回転されている時刻ｔ２から時刻ｔ４のとき、時刻ｔ２から時刻ｔ４間の最大トルクＢに基づいて設定された電流量ＩｂがステッピングモータＭに供給される。
加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ２から時刻ｔ３は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性力等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流を必要とする。一方、時刻ｔ３から時刻ｔ４間は、定速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ２から時刻ｔ３程の多くの電流は必要とされないため、過剰な電流が供給されている。
【００５９】
次に、定速状態から正回転方向に減速されている時刻ｔ４から時刻ｔ５のとき、時刻ｔ４から時刻ｔ５間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。更にステッピングモータＭが正回転から逆回転方向に回転方向が切り替えられ、逆回転方向に加速されている時刻ｔ５から時刻ｔ６のとき、時刻ｔ５から時刻ｔ６間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【００６０】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で逆回転方向に定速回転されている時刻ｔ６から時刻ｔ８のとき、時刻ｔ６から時刻ｔ８間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量ＩｃがステッピングモータＭに供給される。
加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ６から時刻ｔ７は、時刻ｔ２から時刻ｔ３間と同様に、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性力等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流を必要とする。一方、時刻ｔ７から時刻ｔ８は、定速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ６から時刻ｔ７程の多くの電流は必要とされないため、過剰な電流が供給されている。
【００６１】
そして、定速状態から逆回転方向に減速されている時刻ｔ８から時刻ｔ９のとき、時刻ｔ８から時刻ｔ９間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【００６２】
本実地の形態１では、時刻ｔ３から時刻ｔ４間、及び時刻ｔ７から時刻ｔ８間での過剰に供給されている電流量の低減を行う。
【００６３】
次に、本発明に係るステッピングモータＭに供給される電流量の例を説明する。
図５（ｄ）に示すように、ステッピングモータＭが停止状態から正回転方向に加速されている時刻ｔ１から時刻ｔ２のとき、時刻ｔ１から時刻ｔ２間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【００６４】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で正回転方向に定速回転されている時刻ｔ２から時刻ｔ４のとき、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ２から時刻ｔ３は、延長時間データ２４１ａ内に記憶されている延長時間Ｔａ１の間、定速状態の直前の加速状態の電流量が維持されステッピングモータＭに供給される。そして、定速状態が安定している時刻ｔ３から時刻ｔ４に供給される電流量は、時刻ｔ３から時刻ｔ４間の最大トルクＤに基づいて設定された電流量Ｉｄが供給される。
【００６５】
次に、定速状態から正回転方向に減速されている時刻ｔ４から時刻ｔ５のとき、時刻ｔ４から時刻ｔ５間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。更にステッピングモータＭが正回転から逆回転方向に回転方向が切り替えられ逆回転方向に加速されている時刻ｔ５から時刻ｔ６のとき、時刻ｔ５から時刻ｔ６間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【００６６】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で逆回転方向に定速回転されている時刻ｔ６から時刻ｔ８のとき、時刻ｔ２から時刻ｔ４のときと同様に、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ６から時刻ｔ７は、延長時間データ２４１内に記憶されている延長時間Ｔａ２の間、定速状態の直前の加速状態の電流量が維持されステッピングモータＭに供給される。一方、定速状態が安定している時刻ｔ７から時刻ｔ８に供給される電流量は、時刻ｔ７から時刻ｔ８間の最大トルクＤに基づいて設定された電流量Ｉｄが供給される。
【００６７】
定速状態から逆回転方向に減速されている時刻ｔ８から時刻ｔ９のとき、時刻ｔ８から時刻ｔ９間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【００６８】
図５（ｄ）中で網掛線部は、図５（ｃ）の従来例に対して電流量が増加した部分を示し、斜線部は電流量が減少した部分を示す。本実施の形態１では、従来例に比べて網掛線部の電流量が増加するが、それ以上に斜線部の電流量の減少分が大きいため、全体としてステッピングモータＭに供給される電流量を低減することができる。
【００６９】
本実施の形態１では、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した場合において説明したが、減速状態から定速状態に駆動状態が遷移した場合においても同様に電流量を低減することができる。
【００７０】
〈ステッピングモータＭの間欠動作時の電流制御〉
図６に、実施の形態１に係るステッピングモータＭの間欠動作時の電流制御例のタイムチャートを示す。
図６に示すように、本実施の形態１では、画像形成装置１の動作シーケンス中に、ステッピングモータＭが駆動状態である回転期間と、停止期間とを繰り返す間欠動作時の励磁電流の電流制御を行う。
【００７１】
図６（ａ）は、ステッピングモータＭの動作を示し、図６（ｂ）は、制御部２００ａからドライブ回路部３００へ入力されるＣＬＫ信号を示す。
また図６（ｃ）は、従来の励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号を示し、図６（ｄ）は、本発明の励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号を示す。
【００７２】
ステッピングモータＭは、ＣＬＫ信号に基づいて起動及び停止、回転速度の制御が行われる。ＣＬＫ信号が出力されたときステッピングモータＭの起動が指示され、ＣＬＫ信号が停止されたときステッピングモータＭの停止が指示される。また、ＣＬＫ信号周波数に基づいてステッピングモータＭの回転速度が制御されている。
【００７３】
従来との比較のため、まず、従来の励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号の例を説明する。
画像形成装置１の動作シーケンス中の間欠動作が行われているステッピングモータＭは、動作シーケンスが終了するまでステッピングモータＭの磁極は励磁状態が維持されるよう励磁電流が供給されている。
【００７４】
まず、ステッピングモータＭの励磁の立ち上がり時間を考慮し、ステッピングモータＭが起動される時刻ｔ１２より前の時刻ｔ１１のとき、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮされる。励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮされると、ステッピングモータＭの回転子と固定子との磁極が駆動可能な所定角度の状態に励磁される。
【００７５】
ステッピングモータＭが励磁されると、時刻ｔ１２のとき、ＣＬＫ信号が出力されステッピングモータＭの起動が指示されると、ステッピングモータＭが回転される。
そして時刻ｔ１３のとき、ＣＬＫ信号が停止されステッピングモータＭが停止される。
時刻ｔ１２から時刻ｔ１３間は、ステッピングモータＭがＣＬＫ信号に基づいて回転される回転期間である。
【００７６】
そして、時刻ｔ１６までＣＬＫ信号は停止されておりステッピングモータＭが停止される。時刻ｔ１３から時刻ｔ１６間は、ステッピングモータＭがＣＬＫ信号に基づいて停止されている停止期間である。この停止期間中も、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号はＯＮされており、ステッピングモータＭの磁極が一定の励磁状態を維持するよう励磁電流が供給されている。
【００７７】
ステッピングモータＭが励磁状態であるため、時刻ｔ１６のとき、ＣＬＫ信号が出力されステッピングモータＭの起動が指示されると、ステッピングモータＭが回転される。そして時刻ｔ１７のとき、ＣＬＫ信号が停止されステッピングモータＭの停止が指示されると、ステッピングモータＭが停止される。
時刻ｔ１６から時刻ｔ１７間は、ステッピングモータＭがＣＬＫ信号に基づいて回転される回転期間である。
【００７８】
また、時刻ｔ１７から時刻ｔ１８は、ＣＬＫ信号に基づいてステッピングモータＭが停止されている。この停止期間中も、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号はＯＮされており、ステッピングモータＭの磁極が一定の励磁状態を維持するよう励磁電流が供給されている。
【００７９】
ステッピングモータＭが励磁状態であるため、時刻ｔ１８から時刻ｔ１９は、ＣＬＫ信号に基づいてステッピングモータＭが回転されている。時刻ｔ１９のとき、ＣＬＫ信号が停止されたときステッピングモータＭの停止が指示され、ステッピングモータＭが停止される。
【００８０】
ステッピングモータＭが停止した後、時刻ｔ２０のとき、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦされ、励磁が切られる。
【００８１】
従来、画像形成装置１の動作シーケンス中でステッピングモータＭが間欠動作されている場合には、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号をＯＮの状態を維持したままである。このため、間欠動作時の励磁状態を維持する必要が無い停止期間中にも励磁状態を維持しているため、励磁電流が無駄に供給されている。
本実地の形態１では、停止期間中の無駄に供給されている励磁電流の低減を行う。
【００８２】
次に、本発明に係る励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号の例を説明する。
図６（ｄ）に示すように、ステッピングモータＭの励磁の立ち上がり時間を考慮し、ステッピングモータＭが起動される時刻ｔ１２より第１基準時間Ｔ１前の時刻ｔ１１のとき、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮされる。励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮされると、ステッピングモータＭの回転子と固定子との磁極が起動可能な所定角度の状態に励磁される。
【００８３】
第１基準時間Ｔ１経過後の時刻ｔ１２のとき、ＣＬＫ信号が出力されステッピングモータＭの起動が指示されると、ステッピングモータＭが回転される。
そして時刻ｔ１３のとき、ＣＬＫ信号が停止されステッピングモータＭの停止が指示されると、ステッピングモータＭが停止される。
【００８４】
管理部１００は、時刻ｔ１３から時刻ｔ１６のステッピングモータＭの停止期間が、第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間（Ｔ１+Ｔ２）より短いかを判定する。
時刻ｔ１３から時刻ｔ１６の停止期間は、第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間以上であるため、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号の電流制御を行う。
【００８５】
ステッピングモータＭが停止された時刻ｔ１３から第２基準時間Ｔ２経過後の時刻ｔ１４のとき、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦされ、ステッピングモータＭの励磁が切られる。
【００８６】
次にステッピングモータＭが起動される時刻ｔ１６より第１基準時間Ｔ１前の時刻ｔ１５のとき、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮされ、ステッピングモータＭが励磁される。
【００８７】
時刻ｔ１５から第１経過時間Ｔ１経過後の時刻ｔ１６のとき、ＣＬＫ信号が出力されステッピングモータＭの起動が指示されると、ステッピングモータＭが回転される。
そして時刻ｔ１７のとき、ＣＬＫ信号が停止されステッピングモータＭの停止が指示されると、ステッピングモータＭが停止される。
【００８８】
管理部１００は、時刻ｔ１７から時刻ｔ１８のステッピングモータＭの停止期間が、第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間（Ｔ１+Ｔ２）より短いかを判定する。
時刻ｔ１７から時刻ｔ１８の停止期間は、第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間より短いため、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号による励磁電流の電流制御は行われず、励磁状態を維持しつづける。
【００８９】
時刻ｔ１８から時刻ｔ１９のとき、ＣＬＫ信号に基づいてステッピングモータＭが回転される。時刻ｔ１９のとき、ＣＬＫ信号が停止されステッピングモータＭの停止が指示されると、ステッピングモータＭが停止される。
【００９０】
ステッピングモータＭが停止された時刻ｔ１９から第２基準時間Ｔ２経過後の時刻ｔ２０のとき、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦされ、ステッピングモータＭの励磁が切られる。
【００９１】
ステッピングモータを励磁するタイミングから予め定められた第１基準時間Ｔ１経過後にステッピングモータを起動し、ステッピングモータを停止するタイミングから予め定められた第２基準時間Ｔ２経過後にステッピングモータの励磁を切ることにより、ステッピングモータの停止期間中に消費されている無駄な消費電力を低減することができる。
また、ステッピングモータの停止期間が、第１基準時間Ｔ１と第２基準時間Ｔ２との加算時間よりも短い場合、励磁電流を解かずに励磁状態を維持することができ、ステッピングモータが励磁されていないにも関らず回転されることが無いため、安定した駆動制御を行うことができる。
第１基準時間Ｔ１及び第２基準時間Ｔ２を適切な値に設定することにより、最適な電流制御を行うことができる。
【００９２】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の実施の形態２について、図面に基づいて説明する。
この実施の形態２における画像形成装置１の構成、管理部１００の構成、ステッピングモータＭの間欠動作時の電流制御のタイムチャートは、実施の形態１と同様な構成及び動作であるので、その図示及び説明は省略する。
また、ステッピングモータＭの電流制御装置の構成は、制御部２００ａが制御部２００ｂとなる以外は実施の形態１と同様な構成であるため、その図示及び説明は省略する。
【００９３】
図７に、制御部２００ｂの構成ブロック図を示す。
制御部２００ｂは、ＣＰＵ２１０ｂ、ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、記憶部２４０ｂ、Ｉ／Ｆ２５０、Ｉ／Ｏ制御部２７０が一つの半導体チップに封入されたマイクロコンピュータを用いて構成されている。各部は通信手段としての通信手段２６０により接続されている。
ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、Ｉ／Ｆ２５０、通信手段２６０、Ｉ／Ｏ制御部２７０は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００９４】
ＣＰＵ２１０ｂは、本実施の形態２を実現するために、記憶部２４０ｂに記憶されているプログラムやデータを読み出して、ＲＡＭ２２０内に展開し、展開されたプログラムやデータにしたがって、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから後述するタイマを用いて遷移時間を計時し、遷移時間計時後に電流設定信号を切り替えるよう電流制御を行う。
また、ＲＯＭ２３０や記憶部２４０内に記憶されているシステムプログラムや各処理プログラム及びデータを読み出してＲＡＭ２２０内に展開し、展開されたプログラム及び管理部１００からの電流指令信号に従って、ステッピングモータＭの動作を集中制御する。ステッピングモータＭの励磁方式、起動／停止制御、回転方向制御、速度制御などの回転制御や、電流制御を行うものである。
【００９５】
記憶部２４０ｂは、本実施の形態２を実現するため、遷移時間データ２４１ｂ、タイマ２４２ｂ、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングからタイマ２４２ｂを用いて遷移時間データ２４１ｂに基づいた所定時間を計時し、所定時間経過後に、電流設定信号を切り替えるためのプログラムやデータを有している。
【００９６】
遷移時間データ２４１ｂ内には、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから計時される予め定められた所定時間（遷移時間）が複数格納されている。遷移時間データ２４１ｂ内の複数の遷移時間は、ステッピングモータＭの駆動状態毎に加減速状態から定速状態に遷移したときのトルクの測定結果に基づいて複数設定される。加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから、遷移時間データ２４１ｂに設定された遷移時間経過後に、定速状態の電流制御信号である電流設定信号が切り替えられる。
加減速状態から定速状態に遷移する遷移パターン毎に複数の遷移時間が設定されることが好ましい。
【００９７】
タイマ２４２ｂは、ステッピングモータＭの駆動状態が加減速状態から定速状態に遷移したタイミングから遷移時間データ２４１ｂに記憶されている時間を計時する機能を有する。
【００９８】
なお、制御部２００ｂは、本発明の機能を有していればステッピングモータＭ固有の制御部である必要はなく、また、画像形成装置１内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続されており、各部からの情報を受信し、受信した情報を判断して、判断結果である動作指示等の情報を各部に出力し、各部を統括している管理部１００内に含まれるものでもよい。本発明において、かかる性質のある制御部２００ｂであればこの限りではない。
【００９９】
〈ステッピングモータＭの駆動時の電流制御２〉
図８に、本実施の形態２に係るステッピングモータＭの駆動時の電流制御のタイムチャートを示す。
図８に示すように、本実施の形態２は、停止、定速、加速、減速の各駆動状態により電流設定信号（即ち、電流量）を切り替える電流制御を行う。ステッピングモータＭに供給される電流量は、制御部２００ｂからの電流設定信号に基づいて供給される。
【０１００】
図８（ａ）は、ステッピングモータＭの回転速度のイメージを示し、図８（ｂ）は、ステッピングモータＭの駆動状態に対応したトルク特性を示す。
また図８（ｃ）は、従来のステッピングモータＭに供給される電流量を示し、図８（ｄ）は、本発明のステッピングモータＭに供給される電流量を示す。
図８に示すステッピングモータＭは、停止状態から正回転で加速され、正回転で定速に一定時間回転される。そして一定時間正回転された後、正回転で減速後、逆回転で加速され、逆回転で定速に一定時間回転される。更に一定時間逆回転された後、逆回転で減速され停止するよう電流制御されている。
【０１０１】
従来との比較のため、まず、従来のステッピングモータＭに供給される電流量の例を説明する。
図８（ｃ）に示すように、ステッピングモータＭが停止状態から正回転方向に加速されている時刻ｔ２１から時刻ｔ２２のとき、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【０１０２】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で正回転方向に定速回転されている時刻ｔ２２から時刻ｔ２４のとき、時刻ｔ２２から時刻ｔ２４間の最大トルクＢに基づいて設定された電流量ＩｂがステッピングモータＭに供給される。
加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ２２から時刻ｔ２３は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性力等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流が必要とされる。一方、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４は、定速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３程の多くの電流は必要とされないため、過剰な電流が供給されている。
【０１０３】
次に、定速状態から正回転方向に減速されている時刻ｔ２４から時刻ｔ２５のとき、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。更にステッピングモータＭが正回転から逆回転方向に回転方向が切り替えられ、逆回転方向に加速されている時刻ｔ２５から時刻ｔ２６のとき、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給されている。
【０１０４】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で逆回転方向に定速回転されている時刻ｔ２６から時刻ｔ２８のとき、時刻ｔ２６から時刻ｔ２８間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量ＩｃがステッピングモータＭに供給される。
加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ２６から時刻ｔ２７は、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３と同様に、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性力等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流が必要とされる。一方、時刻ｔ２７から時刻ｔ２８は、定速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ２６から時刻ｔ２７程の多くの電流は必要とされないため、過剰な電流が供給されている。
【０１０５】
そして、定速状態から逆回転方向に減速されている時刻ｔ２８から時刻ｔ２９のとき、時刻ｔ２８から時刻ｔ２９間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【０１０６】
本実地の形態２では、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４間、及び時刻ｔ２７から時刻ｔ２８間での過剰に供給されている電流量の低減を行う。
【０１０７】
次に、本発明に係るステッピングモータＭに供給される電流量の例を説明する。
図８（ｄ）に示すように、ステッピングモータＭが停止状態から正回転方向に加速されている時刻ｔ２１から時刻ｔ２２のとき、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【０１０８】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で正回転方向に定速回転されている時刻ｔ２２から時刻ｔ２４のとき、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ２２から時刻ｔ２３は、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３間の最大トルクＢに基づいて設定された電流量ＩｂがステッピングモータＭに供給される。
また、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ２２から、タイマ２４２ｂを用いて遷移時間データ２４１ｂ内に記憶されている遷移時間Ｔｂ１が計時される。タイマ２４２ｂにより遷移時間Ｔｂ１が計時された時刻ｔ２３から時刻ｔ２４は、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４間の最大トルクＤに基づいて設定された電流量Ｉｄが供給される。
【０１０９】
次に、定速状態から正回転方向に減速されている時刻ｔ２４から時刻ｔ２５のとき、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。更にステッピングモータＭが正回転から逆回転方向に回転方向が切り替えられ逆回転方向に加速されている時刻ｔ２５から時刻ｔ２６のとき、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【０１１０】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で逆回転方向に定速回転されている時刻ｔ２６から時刻ｔ２８のとき、時刻ｔ２２から時刻ｔ２４のときと同様に、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ２６から時刻ｔ２７間は、時刻ｔ２６から時刻ｔ２７間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量ＩｃがステッピングモータＭに供給される。
また、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ２６から、タイマ２４２ｂを用いて遷移時間データ２４１ｂ内に記憶されている遷移時間Ｔｂ２が計時される。タイマ２４２ｂにより遷移時間Ｔｂ２が計時された時刻ｔ２７から時刻ｔ２８は、時刻ｔ２７から時刻ｔ２８間の最大トルクＤに基づいて設定された電流量Ｉｄが供給される。
【０１１１】
定速状態から逆回転方向に減速されている時刻ｔ２８から時刻ｔ２９のとき、時刻ｔ２８から時刻ｔ２９間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
【０１１２】
図８（ｄ）中の斜線部は、図８（ｃ）の従来例に対して電流量が減少した部分を示す。本実施の形態では、ステッピングモータＭに供給される電流量は、従来例に比べて斜線部の電流量分低減することができる。
【０１１３】
本実施の形態２では、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した場合において説明したが、減速状態から定速状態に駆動状態が遷移した場合においても同様に電流量を低減することができる。
【０１１４】
〔実施の形態３〕
以下、本発明の実施の形態３について、図面に基づいて説明する。
この実施の形態３における画像形成装置１の構成、管理部１００の構成、ステッピングモータＭの間欠動作時の電流制御のタイムチャートは、実施の形態１と同様な構成及び動作であるので、その図示及び説明は省略する。
また、ステッピングモータＭの電流制御装置の構成は、制御部２００ａが制御部２００ｃとなる以外は実施の形態１と同様な構成であるため、その図示及び説明は省略する。
【０１１５】
図９に、制御部２００ｃの構成ブロック図を示す。
制御部２００ｃは、ＣＰＵ２１０ｃ、ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、記憶部２４０ｃ、Ｉ／Ｆ２５０、Ｉ／Ｏ制御部２７０が一つの半導体チップに封入されたマイクロコンピュータを用いて構成されている。各部は通信手段としての通信手段２６０により接続されている。
ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、Ｉ／Ｆ２５０、通信手段２６０、Ｉ／Ｏ制御部２７０は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【０１１６】
ＣＰＵ２１０ｃは、本実施の形態３を実現するために、記憶部２４０ｃに記憶されているプログラムやデータを読み出して、ＲＡＭ２２０内に展開し、展開されたプログラムやデータにしたがって、ステッピングモータＭの駆動状態が遷移したタイミングから後述するタイマを用いて遷移時間を計時し、遷移時間計時後に電流設定信号を切り替えるよう電流制御を行う。
例えば、ステッピングモータＭの駆動状態が遷移したタイミングとは、ステッピングモータＭの駆動状態が、停止状態から加速状態、加速状態から定速状態、定速状態から減速状態、減速状態から停止状態などに状態遷移したタイミングである。
【０１１７】
また、ＣＰＵ２１０ｃは、ＲＯＭ２３０や記憶部２４０内に記憶されているシステムプログラムや各処理プログラム及びデータを読み出してＲＡＭ２２０内に展開し、展開されたプログラム及び管理部１００からの電流指令信号に従って、ステッピングモータＭの動作を集中制御する。ステッピングモータＭの励磁方式、起動／停止制御、回転方向制御、速度制御などの回転制御や、電流制御を行うものである。
【０１１８】
記憶部２４０ｃは、本実施の形態３を実現するため、遷移時間データ２４１ｃ、タイマ２４２ｃ、ステッピングモータＭの駆動状態が遷移したタイミングからタイマ２４２ｃを用いて遷移時間データ２４１ｃに基づいた所定時間を計時し、所定時間経過後に、電流設定信号を切り替えるためのプログラムやデータを有している。
【０１１９】
遷移時間データ２４１ｃ内には、ステッピングモータＭが停止状態から加速状態、加減速状態から定速状態、定速状態から加減速状態、減速状態から停止状態など駆動状態が遷移したタイミングから計時される予め定められた所定時間（遷移時間）が複数格納されている。遷移時間データ２４１ｃ内の複数の遷移時間は、ステッピングモータＭの各駆動状態に状態遷移した時のトルクの測定結果に基づいて設定される。駆動状態が遷移したタイミングから、遷移時間データ２４１ｃに設定された遷移時間経過後に、電流設定信号が切り替えられる。
【０１２０】
タイマ２４２ｃは、ステッピングモータＭの駆動状態が遷移したタイミングから遷移時間データ２４１ｃに記憶されている時間を計時する機能を有する。
【０１２１】
なお、制御部２００ｃは、本発明の機能を有していればステッピングモータＭ固有の制御部である必要はなく、また、画像形成装置１内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続されており、各部からの情報を受信し、受信した情報を判断して、判断結果である動作指示等の情報を各部に出力し、各部を統括している管理部１００内に含まれるものでもよい。本発明において、かかる性質のある制御部２００ｃであればこの限りではない。
【０１２２】
〈ステッピングモータＭの駆動時の電流制御３〉
図１０に、本実施の形態３に係るステッピングモータＭの駆動時の電流制御のタイムチャートを示す。
図１０に示すように、本実施の形態３は、停止、定速、加速、減速の各駆動状態により電流設定信号（即ち、電流量）を切り替える電流制御を行う。ステッピングモータＭに供給される電流量は、制御部２００ｃからの電流設定信号に基づいて供給される。
【０１２３】
図１０（ａ）は、ステッピングモータＭの回転速度のイメージを示し、図１０（ｂ）は、ステッピングモータＭの駆動状態に対応したトルク量のイメージを示す。
また図１０（ｃ）は、従来のステッピングモータＭに供給される電流量を示し、図１０（ｄ）は、本発明のステッピングモータＭに供給される電流量を示す。
図１０に示すステッピングモータＭは、停止状態から正回転で加速され、正回転で定速に一定時間回転される。そして一定時間正回転された後、正回転で減速後、逆回転で加速され、逆回転で定速に一定時間回転される。更に一定時間逆回転された後、逆回転で減速され停止するよう電流制御されている。
【０１２４】
従来との比較のため、まず、従来のステッピングモータＭに供給される電流量の例を説明する。
図１０（ｃ）に示すように、ステッピングモータＭが停止状態から正回転方向に加速されている時刻ｔ３１から時刻ｔ３４のとき、時刻ｔ３１から時刻ｔ３４間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
停止状態から加速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３１から時刻ｔ３２は、負荷の静止摩擦や慣性力等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流が必要とされる。一方、時刻ｔ３２から時刻ｔ３４は、加速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２程の多くの電流は必要とされないため、無駄な電流が供給されている。
【０１２５】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で正回転方向に定速回転されている時刻ｔ３４から時刻ｔ３６のとき、時刻ｔ３４から時刻ｔ３６間の最大トルクＢに基づいて設定された電流量ＩｂがステッピングモータＭに供給される。
加速状態から定速状態に回転状態が遷移した時刻ｔ３４から時刻ｔ３５は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流を必要とする。一方、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６は、定速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５程の多くの電流は必要とされないため、過剰な電流が供給されている。
【０１２６】
次に、定速状態から正回転方向に減速されている時刻ｔ３６から時刻ｔ３９のとき、時刻ｔ３６から時刻ｔ３９間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
定速状態から減速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３６から時刻ｔ３７は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性等の影響を受けて大きなトルクとなり、多くの電流が必要とされる。一方、時刻ｔ３７から時刻ｔ３８は、減速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ３６から時刻ｔ３７程の多くの電流は必要とされないため、無駄な電流が供給されている。
【０１２７】
更にステッピングモータＭが正回転から逆回転方向に回転方向が切り替えられ、逆回転方向に加速されている時刻ｔ３９から時刻ｔ４２のとき、時刻ｔ３９から時刻ｔ４２間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
減速状態から加速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３９から時刻ｔ４０は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性等の影響を受けて大きなトルクとなり、多くの電流が必要とされる。一方、時刻ｔ４０から時刻ｔ４２は、加速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ３９から時刻ｔ４０程の多くの電流は必要とされないため、無駄な電流が供給されている。
【０１２８】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で逆回転方向に定速回転されている時刻ｔ４２から時刻ｔ４４のとき、時刻ｔ４２から時刻ｔ４４間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量ＩｃがステッピングモータＭに供給される。
加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ４２から時刻ｔ４３は、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５と同様に、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性力等の影響を受け大きなトルクとなり、多くの電流を必要とする。一方、時刻ｔ４３から時刻ｔ４４は、定速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ４２から時刻ｔ４３程の多くの電流は必要とされないため、過剰な電流が供給されている。
【０１２９】
そして、定速状態から逆回転方向に減速されている時刻ｔ４４から時刻ｔ４６のとき、時刻ｔ４４から時刻ｔ４６間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
定速状態から減速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ４４から時刻ｔ４５は、ギアのバックラッシュ、負荷の慣性力等の影響を受けて大きなトルクとなり、多くの電流が必要とされる。一方、時刻ｔ４５から時刻ｔ４６は、減速状態が安定しているため小さなトルクとなり、時刻ｔ４４から時刻ｔ４５程の多くの電流は必要とされないため、無駄な電流が供給されている。
本実地の形態３では、駆動状態毎の過剰に供給されている電流量の低減を行う。
【０１３０】
次に、本発明に係るステッピングモータＭに供給される電流量の例を説明する。
図１０（ｄ）に示すように、本実施の形態３のステッピングモータＭの駆動状態が遷移したタイミングは、ステッピングモータＭは停止状態から加速状態に遷移する時刻ｔ３１、加速状態から定速状態に遷移する時刻ｔ３４、定速状態から減速状態に遷移する時刻ｔ３６、減速状態から停止状態になり停止状態から加速状態に遷移する時刻ｔ３９、加速状態から定速状態に遷移する時刻ｔ４２、定速状態から減速状態に遷移する時刻ｔ４４、減速状態から停止状態に遷移する時刻ｔ４６を示す。
【０１３１】
本実施の形態３では、各駆動状態の各遷移タイミングから計時を行い各駆動状態の電流量の制御行う例を説明するが、所定の遷移タイミングから計時を行い他の駆動状態の電流量の制御を行ってもよく、計時を開始する遷移タイミングは駆動状態が遷移したタイミングであればこの限りではない。
【０１３２】
図１０（ｄ）に示すように、ステッピングモータＭが停止状態から正回転方向に加速されている時刻ｔ３１から時刻ｔ３４のとき、停止状態から加速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３１から時刻ｔ３２は、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量Ｉａが供給される。
また、停止状態から加速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３１から、タイマ２４２ｃを用いて遷移時間データ２４１ｃ内に記憶されている遷移時間Ｔｃ１が計時される。タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ１が計時された時刻ｔ３２から時刻ｔ３３は、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量Ｉｃが供給される。
時刻ｔ３３から時刻ｔ３４は、駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３１から、タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ２が計時されると、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４間の最大トルクＥに基づいて設定された電流量Ｉｅが供給される。
【０１３３】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で正回転方向に定速回転されている時刻ｔ３４から時刻ｔ３６のとき、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３４から時刻ｔ３５は、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５間の最大トルクＢに基づいて設定された電流量ＩｂがステッピングモータＭに供給される。
また、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３４から、タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ３が計時される。タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ３が計時された時刻ｔ３５から時刻ｔ３６は、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６間の最大トルクＤに基づいて設定された電流量Ｉｄが供給される。
【０１３４】
次に、定速状態から正回転方向に減速される時刻ｔ３６から時刻ｔ３９のとき、定速状態から減速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３６から時刻ｔ３７は、時刻ｔ３６から時刻ｔ３７間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩaがステッピングモータＭに供給
される。
また、定速状態から減速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３６から、タイマ２４２ｃを用いて遷移時間Ｔｃ４が計時される。タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ４が計時された時刻ｔ３７から時刻ｔ３８は、時刻ｔ３７から時刻ｔ３８間の最大トルクＥに基づいて設定された電流量Ｉｅが供給される。
時刻ｔ３８から時刻ｔ３９間は、駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３６から、タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ５が計時されると、時刻ｔ３８から時刻ｔ３９間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量Ｉａが供給される。
【０１３５】
更にステッピングモータＭが正回転から逆回転方向に回転方向が切り替えられ、逆回転方向に加速されている時刻ｔ３９から時刻ｔ４２のとき、減速状態から加速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ３９から時刻ｔ４０は、時刻ｔ３９から時刻ｔ４０間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
また、減速状態から加速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３９から、タイマ２４２ｃを用いて遷移時間Ｔｃ６が計時される。タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ６が計時された時刻ｔ４０から時刻ｔ４１は、時刻ｔ４０から時刻ｔ４１間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量Ｉｃが供給される。
時刻ｔ４１から時刻ｔ４２は、駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ３９から、タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ７が計時されると、時刻ｔ４１から時刻ｔ４２間の最大トルクＥに基づいて設定された電流量Ｉｅが供給される。
【０１３６】
ステッピングモータＭが所定の速度に達し、所定の速度で逆回転方向に定速回転されている時刻ｔ４２から時刻ｔ４４のとき、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ４２から時刻ｔ４３は、時刻ｔ４２から時刻ｔ４３間の最大トルクＣに基づいて設定された電流量ＩｃがステッピングモータＭに供給される。
また、加速状態から定速状態に駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ４２から、タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ８が計時されると、時刻ｔ４３から時刻ｔ４４間の最大トルクＤに基づいて設定された電流量Ｉｄが供給される。
【０１３７】
定速状態から逆回転方向に減速される時刻ｔ４４から時刻ｔ４６のとき、定速状態から減速状態に駆動状態が遷移した時刻ｔ４４から時刻ｔ４５は、時刻ｔ４４から時刻ｔ４５間の最大トルクＡに基づいて設定された電流量ＩａがステッピングモータＭに供給される。
時刻ｔ４５から時刻ｔ４６は、駆動状態が遷移したタイミングである時刻ｔ４４から、タイマ２４２ｃにより遷移時間Ｔｃ９が計時されると、時刻ｔ４５から時刻ｔ４６間の最大トルクＥに基づいて設定された電流量Ｉｅが供給される。
【０１３８】
図１０（ｄ）中の斜線部は、図１０（ｃ）の従来例に対して電流量が減少した部分を示す。本実施の形態では、ステッピングモータＭに供給される電流量は、従来例に比べて斜線部の電流量分低減することができる。
【０１３９】
本実施の形態３により、ステッピングモータの各駆動状態のトルクに基づいて設定された電流設定量を供給することができるため、無駄な消費電力を低減することができ、ステッピングモータの発熱量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明を適用した実施の形態１における画像形成装置１の内部構成の断面図である。
【図２】本実施の形態１におけるステッピングモータＭの電流制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態１における管理部１００の構成ブロック図である。
【図４】本実施の形態１における制御部２００ａの構成ブロック図である。
【図５】本実施の形態１におけるステッピングモータＭの駆動時の電流制御のタイムチャートである。
【図６】本実施の形態１におけるステッピングモータＭの間欠動作時の電流制御のタイムチャートである。
【図７】本実施の形態２における制御部２００ｂの構成ブロック図である。
【図８】本実施の形態２におけるステッピングモータＭの駆動時の電流制御のタイムチャートである。
【図９】本実施の形態３における制御部２００ｃの構成ブロック図である。
【図１０】本実施の形態３におけるステッピングモータＭの駆動時の電流制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１４１】
１  画像形成装置
１０  画像読取部
１００  管理部
１１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ  ＣＰＵ
１２０、２２０  ＲＡＭ
１３０、２３０  ＲＯＭ
１４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ  記憶部
１４１  タイマ
１５０、２５０  Ｉ／Ｆ
１６０、２６０  通信手段
２０  プリント部
２００  制御部
２４１ａ  延長時間データ
２４１ｂ、２４１ｃ  遷移時間データ
２４２ｂ、２４２ｃ  タイマ
２７０  Ｉ／Ｏ制御部
３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）  画像形成部
３００  ドライブ回路部
３１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）  感光体ドラム
３２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）  帯電装置
３３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）  露光装置
３４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）  現像装置
３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）  クリーニング装置
４０  クリーニング部
５０  中間転写ベルト
５１  一次転写ローラ
５２  二次転写ローラ
５３  排紙ローラ
５４  排紙トレイ
６０  紙搬送部
６１０  第１給紙部
６２０  第２給紙部
６３０  搬送部
６４０  ＡＤＵ部
６１、６２、６３  用紙トレイ
７０  定着部
Ｍ  ステッピングモータ
Ｐ  記録材
Ｔ１  第１基準時間
Ｔ２  第２基準時間
【図１】
2008253139.tif 000003
【図２】
2008253139.tif 000004
【図３】
2008253139.tif 000005
【図４】
2008253139.tif 000006
【図５】
2008253139.tif 000007
【図６】
2008253139.tif 000008
【図７】
2008253139.tif 000009
【図８】
2008253139.tif 000010
【図９】
2008253139.tif 000011
【図１０】
2008253139.tif 000012