(57)【要約】【課題】  ステッピングモータ加速／減速の制御内容が複雑になってもステッピングモータの回転を高精度に制御する。【解決手段】  モータ制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成され、ＣＰＵ１１０の命令（回転角度、スタート、ＨＰ検知有無など）や演算結果などを一時記憶するレジスタ１２１と、回転角度信号に基づいて回転加速度及びステップ回数を制御する加速度／ステップ回数制御部１２２と、ステッピングモータ１３０に供給すべき制御パルスを生成するパルス生成部１２３と、制御パルスをカウントするパルスカウンタ１２４と、を有している。【選択図】        図３
2005328681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御回路によって指示されたステッピングモータの制御内容を設定するレジスタと、
前記レジスタに設定された制御内容に基づいて、前記ステッピングモータの回転加速度と、その回転加速度を得るための制御パルスのパルス数と、を決定する回転加速度決定回路と、
前記回転加速度決定回路により決定された回転加速度を得るような制御パルスを生成して前記ステッピングモータに供給するパルス生成回路と、
前記制御パルス生成手段により生成された制御パルスのパルス数をカウントするカウンタと、を備え、
前記回転加速度決定回路は、決定されたパルス数と、前記カウンタによりカウントされたパルス数に基づいて、前記回転加速度及び前記パルス数を切り換えるステッピングモータ制御装置。
【請求項２】
前記レジスタは、前記制御内容として、ステッピングモータの回転角度又はステッピングモータの初期位置への回転を設定する
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項３】
前記ステッピングモータの所定の回転位置を検知する回転位置検知手段と、
前記回転位置検知手段により所定の回転位置が検知された時までに前記カウンタによりカウントされたパルス数と、エラー判定閾値と、を比較することでエラーが発生したか否かを判定するエラー判定手段と、
前記エラー判定手段によりエラーが発生したと判定されたときに、前記ステッピングモータの回転を停止させる回転停止手段と、
を更に備えた請求項１または請求項２に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項４】
前記ステッピングモータの所定の回転位置を検知する回転位置検知手段を更に備え、
前記回転加速度決定回路は、前記回転位置検出手段により前記所定の回転位置が検出されたときを基準にして前記カウンタによりカウントされたパルス数に基づいて、前記回転加速度及び前記パルス数を切り換える
請求項１または請求項２に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項５】
前記エラー判定手段は、前記回転位置検知手段の設置位置のずれ量に応じて補正された前記エラー判定閾値と、前記回転位置検知手段により所定の回転位置が検知された時までに前記カウンタによりカウントされたパルス数と、を比較することでエラーが発生したか否かを判定する
請求項３に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項６】
感光体ドラムと、
前記感光体ドラム上を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
前記感光体ドラムの周面上に接すると共に、前記感光体ドラム上に形成された静電潜像を各々所定の色で現像する現像器が周方向に沿って配置された回転式現像装置と、
前記回転式現像装置を回転させるステッピングモータを制御する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のステッピングモータ制御装置と、
を備えた画像形成装置。
【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制御装置及び画像形成装置に係り、特に電子写真方式を適用した複写機やプリンタ等に用いて好適なステッピングモータ制御装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置について、種々の方式のものが提案されている。上記画像形成装置のうち、特にフルカラーの画像を形成するカラー画像形成装置としては、大別して、中間転写体を用いたタイプと、中間転写体を用いないタイプに分けることができる。中間転写体を用いた画像形成装置は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、一旦、中間転写体上に一次転写するので、記録媒体の材質に関係なく一次転写を実施でき、フルカラー画像の高画質化に有利であるという特徴を有している。
【０００３】
また、上記中間転写体を用いたカラー画像形成装置としては、いわゆる４サイクル方式のものと、いわゆるタンデム方式のものがある。４サイクル方式のカラー画像形成装置は、単一の感光体ドラム上に順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各色のトナー像を、中間転写体上に互いに重ね合わせた状態で一次転写した後、当該中間転写体上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等のトナー像を、二次転写ロールによって記録媒体上に二次転写することにより、カラー画像を形成するように構成されている。
【０００４】
従来、ステッピングモータを最適な駆動パターンで駆動させると共に、駆動前および駆動処理中のＣＰＵの処理負荷を低減し、かつモータ制御回路側での過大な記憶領域を必要としないモータ駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
特許文献１に記載されたモータ駆動装置は、特許文献１の図１に示すように、ステッピングモータ２１と、ステッピングモータ２１を駆動するモータ駆動回路２２と、このモータ駆動回路２２を駆動するために必要モータ制御信号を出力するモータ制御回路２３と、モータ駆動装置を制御するＣＰＵ２４と、を有している。モータ制御回路２３は、ステッピングモータ２１の駆動パターンに対応する参照テーブルを備え、ＣＰＵ２４からモータ制御回路２３の記憶領域に送出された加減速パルスデータおよび前記参照テーブルに送出されたデータに基づいて前記モータ制御信号を出力する。
【特許文献１】特開２００２−２７２１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたモータ駆動装置は、ステッピングモータ２１の加速／減速プロファイルをソフトウェア制御している。加速／減速プロファイルが簡単な場合、メモリ容量は少なくて済む。
【０００７】
しかし、ステッピングモータが脱調したような場合でも対応可能にすべく、加速／減速プロファイルを複雑にすると、膨大なメモリ容量が必要になってしまう。このため、ソフトウェア制御が非常に複雑になってしまい、ステッピングモータを高精度に制御できなくなる問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、ステッピングモータ加速／減速の制御内容が複雑になってもステッピングモータの回転を高精度に制御することができるステッピングモータ制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係るステッピングモータ制御装置は、制御回路によって指示されたステッピングモータの制御内容を設定するレジスタと、前記レジスタに設定された制御内容に基づいて、前記ステッピングモータの回転加速度と、その回転加速度を得るための制御パルスのパルス数と、を決定する回転加速度決定回路と、前記回転加速度決定回路により決定された回転加速度を得るような制御パルスを生成して前記ステッピングモータに供給するパルス生成回路と、前記制御パルス生成手段により生成された制御パルスのパルス数をカウントするカウンタと、を備え、前記回転加速度決定回路は、決定されたパルス数と、前記カウンタによりカウントされたパルス数に基づいて、前記回転加速度及び前記パルス数を切り換えるものである。
【００１０】
レジスタは、制御回路によって指示されたステッピングモータの制御内容を設定する。前記制御内容としては、ステッピングモータの回転角度、ステッピングモータの初期位置への回転などがある。
【００１１】
回転加速度決定回路は、レジスタに設定された制御内容に基づいて、ステッピングモータの回転加速度と、その回転加速度を得るための制御パルスのパルス数と、を決定する。
【００１２】
パルス生成回路は、回転加速度決定回路により決定された回転加速度を得るような制御パルスを生成する。パルス生成回路で生成された制御パルスは、ステッピングモータに供給される。これにより、ステッピングモータは、制御パルスのパルス周波数に応じて回転駆動される。
【００１３】
カウンタは、制御パルスのパルス数をカウントする。そして、回転加速度決定回路は、決定されたパルス数と、前記カウンタによりカウントされたパルス数に基づいて、回転加速度及び前記パルス数を切り換える。これにより、
したがって、本発明に係るステッピングモータ制御装置は、ハードウェアで構成されたレジスタ、回転加速度決定回路、パルス生成回路及びカウンタを備えることにより、ソフトウェアのメモリ容量や負荷を軽減することができる。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラム上を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムの周面上に接すると共に、前記感光体ドラム上に形成された静電潜像を各々所定の色で現像する現像器が周方向に沿って配置された回転式現像装置と、前記回転式現像装置を回転させるステッピングモータを制御する上記ステッピングモータ制御装置と、を備えている。
【００１５】
したがって、本発明に係るステッピングモータ制御装置は、ハードウェアで構成されたステッピングモータ制御装置を備えることにより、ソフトウェアのメモリ容量や負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るステッピングモータ制御装置及び画像形成装置は、ハードウェアで構成されたレジスタ、回転加速度決定回路、パルス生成回路及びカウンタを備えることにより、ソフトウェアのメモリ容量や負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［全体構成］
図１は、フルカラープリンタ１の構成を示す断面図である。フルカラープリンタ本体１の内部には、画像形成エンジンとしてのエンジン部１Ａが配設されている。
【００１８】
エンジン部１Ａの中央よりもやや右上部に、像担持体としての感光体ドラム２が回転可能に配設されている。感光体ドラム２は、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられる。感光体ドラム２は、図示しない駆動手段により、矢印方向に沿って約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。
【００１９】
感光体ドラム２の表面は、図１に示すように、当該感光体ドラム２の略直下に配置された帯電器としての帯電ロール３によって所定の電位に帯電された後、ＲＯＳ（Raster Output Scanner）４によって、レーザービーム（LB）による画像露光が施される。これにより感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。
【００２０】
回転式現像装置５は、周方向に沿ってそれぞれ配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを有している。感光体ドラム２上に形成された静電潜像は、回転式現像装置５によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００２１】
その際、感光体ドラム２の表面には、形成する画像の色毎に、帯電・露光・現像の一連の工程が繰り返される。例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返される。その結果、当該感光体ドラム２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。
【００２２】
回転式現像装置５は、１つの色について一連の工程が終了すると、所定のタイミングで回転駆動され、現像する色に対応した現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが、感光体ドラム２と対向する現像位置に移動する。
【００２３】
図２は、回転式現像装置５に設けられた現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと感光体ドラム２との位置関係を回転式現像装置５の回転軸方向からみたときの要部断面図である。
【００２４】
回転式現像装置５は、ホームポジションを検知するホームポジションセンサ１００を有している。ここで、ホームポジションとは、回転式現像装置５が現像を行わない待機状態の位置をいい、具体的には図２に示すように、感光体ドラム２と回転式現像装置５が接する位置（現像位置）に対して現像器５Ｙが１０度ずれている位置をいう。
【００２５】
回転式現像装置５が１０度回転すると、現像器５Ｙは感光体ドラム２に接する。このとき、イエローのトナー像が形成される。さらに、回転式現像装置５が回転することで、現像器５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが順に現像位置に配置され、マゼンダ、シアン、黒のトナー像が形成される。
【００２６】
トナー像が形成されるにあたって感光体ドラム２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なる。例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム２が３回転することによって、１色の画像が形成される。
【００２７】
つまり、感光体ドラム２の表面には、感光体ドラム２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。なお、感光体ドラム２上に順次形成されるトナー像は、一次転写位置を通過する際に、中間転写ベルト６上に互いに重ね合わされた状態で一次転写される。
【００２８】
感光体ドラム２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム２の外周に中間転写体としての中間転写ベルト６が巻き付けられた一次転写位置において、当該中間転写ベルト６上に互いに重ね合わされた状態で、一次転写ロール７によって一次転写される。この中間転写ベルト６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、二次転写ロール８によって、所定のタイミングで給紙される記録用紙９上に一括して二次転写される。
【００２９】
二次転写ロール８は、中間転写ベルト６に従動するように構成しても良いが、図示しない駆動源からギアを介して回転駆動されるように構成しても良い。その際、二次転写ロール８は、中間転写ベルト６との間に移動速度の差が生じないように、当該二次転写ロール８の回転速度の方が速くなった場合に空回転するように、トルクリミッターを介して回転駆動するように構成するのが望ましい。
【００３０】
記録用紙９は、フルカラープリンタ本体１の下部に配置された給紙部１０から、ピックアップロール１１によって送り出されるとともに、フィードロール１２及びリタードロール１３によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール１４によって中間転写ベルト６上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト６の二次転写位置へと搬送される。二次転写ロール８は、所定のタイミングで中間転写ベルト６の表面に接離するように構成されている。
【００３１】
この負荷ユニットとしての二次転写ロール８は、中間転写ベルト６の周上における距離が、感光体ドラムの下流側に近い位置に配置されており、当該負荷ユニットが中間転写ベルト６に当接するタイミングに呼応して、前記感光体の駆動速度を低減もしくは増加するように構成されている。
【００３２】
中間転写ベルト６は、複数のロールによって張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、感光体ドラム２の回転に伴って従動されるように構成されている。この中間転写ベルト６としては、弾性層のヤング率が３０ＭＰａ以下であるクロロプレン、ウレアゴム、シリコンゴム等の伸縮性を有する弾性ベルトからなるものが用いられる。
【００３３】
また、この中間転写ベルト６は、感光体ドラム２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト６のラップ位置を特定するラップインロール１５と、感光体ドラム２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト６上に転写する一次転写ロール７と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト６のラップ位置を特定するラップアウトロール１６と、二次転写ロール８に中間転写ベルト６を介して当接するバックアップロール１７と、中間転写ベルト６のクリーニング装置１８に対向する第１のクリーニングバックアップロール１９と、第２のクリーニングバックアップロール２０とによって、所定の張力で張架されている。
【００３４】
また、中間転写ベルト６は、複数のロール７、１５〜１７、１９、２０によって張架されているが、この実施の形態では、フルカラープリンタ本体１の小型化を図るため、その張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。
【００３５】
さらに、この実施の形態では、図１に示すように、フルカラープリンタの全体が可能な限り小型化されているが、フルカラープリンタ本体１の大きなスペースを回転式現像装置５が占めている。そのため、フルカラープリンタ本体１は、装置の小型化を達成しつつ、中間転写ベルト６や回転式現像装置５などのメンテナンス性を向上させるように設計されている。具体的に、中間転写ベルト６は、感光体ドラム２や帯電ロール３、二次転写ロール８を含めて、一体的に画像形成ユニット２１を構成しており、フルカラープリンタ本体１の上部カバー２２を開くことによって、画像形成ユニット２１の全体がフルカラープリンタ本体１に着脱自在となるように構成されている。また、中間転写ベルト６の上部には、当該中間転写ベルト６上に形成されたトナーのパッチ濃度を検出する反射型フォトセンサからなる濃度センサ２３が配設されている。
【００３６】
また、中間転写ベルト６のクリーニング装置１８は、図１に示すように、第１のクリーニングバックアップロール１９によって張架された中間転写ベルト６の表面に当接するように配置されたスクレーパ２４と、第２のクリーニングバックアップロール２０によって張架された中間転写ベルト６の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ２５とを備えている。これらのスクレーパ２４やクリーニングブラシ２５によって除去された残留トナーや紙粉は、クリーニング装置１８の内部に回収されるようになっている。なお、クリーニング装置１８は、揺動軸２６を中心にして、図中反時計周り方向に揺動可能に支持されており、中間転写ベルト６の表面から離間した位置に退避しているとともに、所定のタイミングで中間転写ベルト６の表面に当接するように構成されている。
【００３７】
さらに、中間転写ベルト６からトナー像が転写された記録用紙９は、図１に示すように、定着器２７へと搬送され、この定着器２７によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙９上に定着される。片面プリントの場合には、記録用紙９は、排出ロール２８によってプリンタ本体１の上部に設けられた排出トレイ２９上にそのまま排出される。
【００３８】
一方、両面プリントの場合には、定着器２７によりトナー像が定着された記録用紙９は、排出ロール２８によって排出トレイ２９上にそのまま排出されずに、排出ロール２８によって当該記録用紙９の後端部を挟持した状態で、当該排出ロール２８を逆転させる。このとき、記録用紙９の搬送径路を両面用の用紙搬送路３０に切り替え、この両面用の用紙搬送路３０に配設された搬送ロール３１によって、記録用紙９の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト６の二次転写位置へ搬送して、記録用紙９の裏面に画像を形成するようになっている。
【００３９】
さらに、フルカラープリンタ１には、図１に示すように、オプションによって、プリンタ本体１の側面に手差しトレイ３２が開閉自在に装着可能となっている。手差しトレイ３２上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙９は、給紙ロール３３によって給紙され、搬送ロール３１及びレジストロール１４を介して、中間転写ベルト６の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙９にも画像を形成することが可能となっている。
【００４０】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム２の表面は、当該感光体ドラム２が１回転する毎に、感光体ドラム２の斜め下方に配置されたクリーニング装置３４のクリーニングブレード３５によって、残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００４１】
本実施の形態に係るフルカラープリンタ１では、感光体ドラム２がステッピングモータ等からなる駆動源（図示省略）によって、直接又は複数枚のギア等を介して所定の周速（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動されるように構成されている。また、中間転写ベルト６は、感光体ドラム２の表面に巻き付けられた状態で、当該感光体ドラム２に従動回転するように構成されている。
【００４２】
［回転式現像装置５の制御系］
図３は、フルカラープリンタ１における回転式現像装置５の制御系を示すブロック図である。
【００４３】
フルカラープリンタ１は、回転式現像装置５のホームポジション（ＨＰ）を検知するホームポジションセンサ１００と、ステッピングモータの制御を指示するＣＰＵ１１０と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であるモータ制御回路１２０と、モータ制御回路１２０で生成される制御パルスのパルス周波数に基づいて回転式現像装置５を回転させるステッピングモータ１３０と、を備えている。
【００４４】
ＣＰＵ１１０は、モータ制御回路１２０に対して、回転式現像装置５（ステッピングモータ１３０）の回転角度を表す回転角度信号や制御開始を指示するスタート信号などを供給する。このような構成により、回転式現像装置５の回転速度は、次のようにリニアに変化する。
【００４５】
図４は、通常動作モードにおけるステッピングモータ１３０の回転速度の変化を示す図である。ステッピングモータ１３０は、所定回転角度回転する際には、加速領域では数段階のリニアな加速度により加速し（加速域Ａ，Ｂ）、一定速度まで加速した後に定速になり（定速域Ｃ）、数段階のリニアな減速度で減速する（減速域Ｄ，Ｅ）。以下、加速域Ａにおける加速度及びステップ回数をそれぞれ加速度Ａ及びステップ回数Ａという。加速域Ｂ、定速域Ｃ、減速域Ｄ、Ｅについても同様にする。
【００４６】
加速域Ａ、Ｂ、定速域Ｃ、減速域Ｄ、Ｅは、それぞれスタート時を基準にしてカウントされたステップ回数（パルス数）によって決定される。例えば、パルス生成がスタートすると、回転速度は加速域Ａになる。ステップ回数がＡを超えると、回転速度は加速域ＡからＢに変わる。さらに、ステップ回数がＢを超えると加速域Ｂから定速域Ｃに、ステップ回数がＣを超えると定速域Ｃから減速域Ｄに、ステップ回数がＤを超えると定速域Ｄから減速域Ｅに変わる。そして、ステップ回数がＥに達すると、ステッピングモータ１３０の回転が停止する。
【００４７】
ここで、モータ制御回路１２０は、具体的には図３に示すように、ＣＰＵ１１０の命令（回転角度、スタート、ＨＰ検知有無など）や演算結果などを一時記憶するレジスタ１２１と、回転角度信号に基づいて回転加速度及びステップ回数を制御する加速度／ステップ回数制御部１２２と、ステッピングモータ１３０に供給すべき制御パルスを生成するパルス生成部１２３と、制御パルスをカウントするパルスカウンタ１２４と、を備えている。
【００４８】
レジスタ１２１は、ＣＰＵ１１０から指示された回転角度１０度及びホームポジション検知オフを設定した後、これらの情報を加速度／ステップ回数制御部１２２に供給する。また、レジスタ１２１は、ＣＰＵ１１０から指示されたスタート信号をパルス生成部１２３に供給する。
【００４９】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、レジスタ１２１で設定された回転角度に基づいて、回転加速度及びステップ回数を決定する。このため、加速度／ステップ回数制御部１２２は、回転加速度を決定するための加速度テーブルと、ステップ回数を決定するためのステップ回数テーブルを記憶している。
【００５０】
図５は、加速度／ステップ回数制御部１２２に記憶されている加速度テーブルを示す図である。
【００５１】
角度「１０」，「８０」，「９０」，「３５０」及び「ＨＰ」は、ＣＰＵ１１０がステッピングモータ１３０に対して制御する内容を表している。例えば、角度「１０」はステッピングモータ１３０を１０度回転させ、角度「８０」はそれを８０度回転させることを表している。「ＨＰ」は、ステッピングモータ１３０をホームポジションに回転させることを表している。
【００５２】
「速度初期値」は、加速域Ａにおける最初の制御パルスのパルス周期［ｍｓ］を表している。これにより、例えば、速度初期値が３．３３３［ｍｓ］のときは、最初のパルス周波数は３００［Ｈｚ］（＝１／（３．３３３×１０-3））になる。
【００５３】
「加速度Ａ」，「加速度Ｂ」，「加速度Ｃ」，「加速度Ｄ」，「加速度Ｅ」は、それぞれパルス周期の変動幅を表している。例えば、「−０．１７」は、パルス周期が１ステップ毎に０．１７［ｍｓ］小さくなることを表している。このとき、パルス周波数は次第に高くなる。「０」は、パルス周期が一定であることを表している。「０．０２」は、パルス周期が１ステップ毎に０．０２［ｍｓ］大きくなることを表している。このとき、パルス周波数は次第に低くなる。
【００５４】
図６は、加速度／ステップ回数制御部１２２に記憶されているステップ回数テーブルを示す図である。
【００５５】
角度「１０」，「８０」，「９０」，「３５０」及び「ＨＰ」は、図５と同様に、ＣＰＵ１１０がステッピングモータ１３０に対して制御する内容を表している。「ＨＰ検知」は、ホームポジションセンサ１００によりホームポジション検知を行う（図中「有」）か行わない（図中「無」）かを表している。「ステップ回数Ａ」、「ステップ回数Ｂ」、「ステップ回数Ｃ」、「ステップ回数Ｄ」、「ステップ回数Ｅ」は、加速域Ａ、Ｂ、低速域Ｃ、減速域Ｄ、Ｅにそれぞれ必要なステップ回数（パルス数）を表している。
【００５６】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、このような加速度テーブル及びステップ回数テーブルを用いることによって、１パルス毎の周波数を予め設定することなく、リニアに加速度が変化するパルス生成部１２３に指示することができる。
【００５７】
また、加速度／ステップ回数制御部１２２は、ホームポジションセンサ１００によるホームポジション検知、及びパルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数に基づいて、エラーが発生したか否かを判定して、エラー発生時にはエラービットを立てることも行う。
【００５８】
パルス生成部１２３は、レジスタ１２１からスタート信号が供給されると、加速度／ステップ回数制御部１２２からのパルスＨ／Ｌ切り替え信号（速度初期値、加速度）に基づいて、制御パルスの生成を開始する。なお、制御パルスのパルス変動幅は、加速度／ステップ回数制御部１２２によって変更される。そして、パルス生成部１２３は、制御パルスをステッピングモータ１３０及びパルスカウンタ１２４に供給する。これにより、ステッピングモータ１３０は、制御パルスのパルス周波数に応じた回転速度でステッピングモータ１３０を回転駆動させる。
【００５９】
一方、パルスカウンタ１２４は、パルス生成部１２３で生成された制御パルスのステップ回数をカウントし、このステップ回数を加速度／ステップ回数制御部１２２に供給する。また、パルスカウンタ１２４は、ホームポジションセンサ１００によってホームポジションが検知されると、その検知時を基準にして制御パルスのステップ回数（以下「検知ステップ回数」という。）をカウントし、この検知ステップ回数を加速度／ステップ回数制御部１２２に供給する。
【００６０】
なお、パルスカウンタ１２４は、図３に示すように、ステップ回数と検知ステップ回数を異なる経路で加速度／ステップ回数制御部１２２に供給しているが、これらをまとめてもよい。
【００６１】
以上のように構成されたフルカラープリンタ１では、ＣＰＵ１１０は、モータ制御回路１２０に回転角度を指示することで、次のようにしてステッピングモータ１３０を所定角度に回転させることができる。
【００６２】
［通常動作モード］
通常動作モードとは、ホームポジションを検知することなく、ステッピングモータ１３０の回転速度を加速域、定速域、減速域に分けてステッピングモータ１３０を回転させる動作モードをいう。以下では、ステッピングモータ１３０を１０度回転させる例を挙げて説明するが、８０度、９０度、３５０度回転させる場合も同様である。
【００６３】
ＣＰＵ１１０は、ステッピングモータ１３０を１０度回転させるときは、回転角度信号（角度１０度）、スタート信号、及びホームポジション検知オフ信号をシリアルにモータ制御回路１２０に供給する。なお、ホームポジション検知オフ信号は、ホームポジションセンサ１００の検知を必要としないことを表す信号である。
【００６４】
モータ制御回路１２０のレジスタ１２１は、回転角度１０度及びホームポジション検知オフを設定した後、これらの情報を加速度／ステップ回数制御部１２２に供給する。レジスタ１２１は、その一方で、スタート信号をパルス生成部１２３に供給する。
【００６５】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、加速度テーブル及びステップ回数テーブルを参照して、レジスタ１２１で設定された角度「１０」に対応する加速域Ａ、加速域Ｂ、定速域Ｃ、減速域Ｄ、減速域Ｅの情報を以下のように順に読み出す。
【００６６】
（加速域Ａ）
最初に、加速度／ステップ回数制御部１２２は、角度「１０」に対応する加速域Ａの情報（速度初期値「３．３３３」、加速度Ａ「−０．１７」、ステップ回数Ａ「１０」）を読み出す。速度／ステップ回数制御部１２２は、これらの情報に基づいて、加速域Ａにおける制御パルスの生成をパルス生成部１２３に指示する。
【００６７】
具体的には、加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、ステップ回数１について、パルス周期３．３３３［ｍｓ］の制御パルスを生成するように指示する。その後、ステップ回数２以降について、ステップ毎にパルス周期が０．１７［ｍｓ］ずつ小さくなるように指示する。
【００６８】
これにより、パルス生成部１２３によって生成される制御パルスは、ステップ回数１ではパルス周期３．３３３［ｍｓ］であり、ステップ回数２以降ではパルス周期が０．１７［ｍｓ］ずつ小さくなる。
【００６９】
そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数が１０（＝ステップ回数Ａ）を超えると、加速域Ｂの処理に移行する。
【００７０】
（加速域Ｂ）
次に、加速度／ステップ回数制御部１２２は、角度「１０」に対応する加速域Ｂの情報（加速度Ｂ「−０．０２」、ステップ回数Ｂ「４７」）を読み出す。加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、ステップ毎に制御パルスのパルス周期が０．０２［ｍｓ］ずつ小さくなるように指示する。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数が４７（＝ステップ回数Ｂ）を超えると、加速域Ｃの処理に移行する。
【００７１】
（定速域Ｃ）
加速度／ステップ回数制御部１２２は、次に、角度「１０」に対応する定速域Ｃの情報（加速度Ｃ「０」、ステップ回数Ｃ「６３」）を読み出す。加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、各ステップの制御パルスのパルス周期が一定になるように指示する。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数が６３（＝ステップ回数Ｃ）を超えると、減速域Ｄの処理に移行する。なお、加速度／ステップ回数制御部１２２は、減速域Ｄ及びＥについても同様の処理を行う。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数が１１１（＝ステップ回数Ｅ）に達すると、制御パルスの生成停止を各回路に指示する。
【００７２】
この結果、ステッピングモータ１３０は、モータ制御回路１２０で生成された制御パルスのパルス周波数に応じて回転駆動され、図４に示すように、５段階でリニアに回転速度が変化しながら１０度回転して停止する。
【００７３】
以上のように、本発明の実施形態に係るフルカラープリンタ１は、モータ制御回路１２０の簡単なハードウェア構成によってステッピングモータ１３０へ制御パルスを供給することで、ソフトウェアのメモリや負荷を大幅に低減することができる。
【００７４】
また、フルカラープリンタ１は、速度初期値及びパルス変動幅を記述した加速度テーブルを加速度／ステップ回数制御部１２２に記憶させることで、１パルス毎の周波数をセットする必要が無くなり、ステッピングモータ１３０のリニアな回転加速度を実現することができる。
【００７５】
また、加速度テーブルやステップ回数テーブルはハードウェアであるモータ制御回路１２０に記憶されており、必要なときのみソフトウェア設定を行えばよいので、ＣＰＵ１１０の制御負荷を軽減することができる。また、ソフトウェア制御によって、加速度テーブルやステップ回数テーブルから、複数のプロファイルを抽出して簡単に選択することができる。
【００７６】
［検知動作モード］
検知動作モードとは、ステッピングモータ１３０の回転速度を加速域、定速域、減速域に分けてステッピングモータ１３０を回転させる際に、ホームポジションを検知したときにプロファイルを切り換えて動作する動作モードをいう。以下では、回転式現像装置５（ステッピングモータ１３０）のホームポジションを検知すると共にステッピングモータ１３０を９０度回転させる例を挙げて説明する。なお、３５０度回転させる場合も同様である。
【００７７】
図７は、検知動作モードにおけるステッピングモータ１３０の回転速度の変化を示す図である。検知動作モードは、図４に示した通常動作モードと同様に、加速域、定速域及び減速域を有している。ただし、検知動作モードでは、定速域においてホームポジションが検知されると、検知時を基準にしてステップ回数Ｃ、Ｄ及びＥがカウントされる。以下、検知時を基準とするステップ回数を「検知ステップ回数」とする。
【００７８】
ＣＰＵ１１０は、回転式現像装置５を９０度回転させるときは、回転角度信号（角度９０度）、スタート信号、及びホームポジション検知オン信号をシリアルにモータ制回路１２０に供給する。ホームポジション検知オン信号は、ホームポジションセンサ１００の検知を用いることを表す信号である。
【００７９】
モータ制御回路１２０のレジスタ１２１は、回転角度９０度及びホームポジション検知オン（ＨＰ検知「有」）を設定した後、これらの情報を加速度／ステップ回数制御部１２２に供給する。レジスタ１２１は、その一方で、スタート信号をパルス生成部１２３に供給する。
【００８０】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、レジスタ１２１にホームポジション検知オンが設定されたことを確認すると、ホームポジションセンサ１００の検知を受け付けるようになる。
【００８１】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、加速度テーブル及びステップ回数テーブルを参照して、レジスタ１２１で設定された角度「９０」及び「ＨＰ検知」に対応する加速域Ａ、加速域Ｂ、定速域Ｃ、減速域Ｄ、減速域Ｅの情報を以下のように順に読み出す。
【００８２】
（加速域Ａ）
最初に、加速度／ステップ回数制御部１２２は、加速度テーブルを参照して、角度「９０」に対応する加速域Ａの情報（速度初期値「３．１２５」、加速度Ａ「−０．２」）を読み出す。さらに、ステップ回数テーブルを参照して、角度「９０」及びＨＰ検知「有」に対応する加速域Ａの情報（ステップ回数Ａ「１０」）を読み出す。速度／ステップ回数制御部１２２は、これらの情報に基づいて、加速域Ａにおける制御パルスの生成をパルス生成部１２３に指示する。
【００８３】
具体的には、加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、ステップ回数１について、パルス周期３．１２５［ｍｓ］の制御パルスを生成するように指示する。その後、ステップ回数２以降について、ステップ毎にパルス周期が０．２［ｍｓ］ずつ小さくなるように指示する。
【００８４】
これにより、パルス生成部１２３によって生成される制御パルスは、ステップ回数１ではパルス周期３．１２５［ｍｓ］であり、ステップ回数２以降ではパルス周期が０．２［ｍｓ］ずつ小さくなる。
【００８５】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数が１０（＝ステップ回数Ａ）を超えると、加速域Ｂの処理に移行する。
【００８６】
（加速域Ｂ）
次に、加速度／ステップ回数制御部１２２は、角度「９０」及びＨＰ検知「有」に対応する加速域Ｂの情報（加速度Ｂ「−０．００５」、ステップ回数Ｂ「１５１」）を読み出す。加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、ステップ毎にパルス周期が０．００５［ｍｓ］ずつ小さくなるように指示する。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、加速域Ｂにおいてパルスカウンタ１２４でカウントされたステップ回数が１５１（＝ステップ回数Ｂ）を超えると、加速域Ｃの処理に移行する。
【００８７】
（定速域Ｃ）
加速度／ステップ回数制御部１２２は、角度「９０」及びＨＰ検知「有」に対応する定速域Ｃの情報（加速度Ｃ「０」、検知ステップ回数Ｃ「５７０」）を読み出す。加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、各ステップのパルス周期が一定になるように指示する。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、加速域Ｃにおいてホームポジションセンサ１００によりＨＰが検知されるまで待機する。
【００８８】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、ホームポジションセンサ１００によりＨＰが検知されると、ＨＰ検知時からのステップ回数である検知ステップ回数を監視する。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、検知ステップ回数が５７０（＝検知ステップ回数Ｃ）を超えると、減速域Ｄの処理に移行する。
【００８９】
（減速域Ｄ）
加速度／ステップ回数制御部１２２は、次に、角度「９０」及びＨＰ検知「有」に対応する定速域Ｄの情報（加速度Ｄ「＋０．００６」、検知ステップ回数Ｄ「７１１」）を読み出す。加速度／ステップ回数制御部１２２は、パルス生成部１２３に対して、各ステップのパルス周期が０．００６［ｍｓ］ずつ大きくなるように指示する。そして、加速度／ステップ回数制御部１２２は、検知ステップ回数が７１１（＝検知ステップ回数Ｄ）を超えると、減速域Ｅの処理に移行する。
【００９０】
さらに、加速度／ステップ回数制御部１２２は、検知ステップ回数が７２２（＝検知ステップ回数Ｅ）を超えると、制御パルスの生成を停止する。
【００９１】
この結果、ステッピングモータ１３０は、モータ制御回路１２０で生成された制御パルスのパルス周波数に応じて回転駆動され、図７に示すように、５段階でリニアに回転速度が変化しながら１０度回転して停止する。
【００９２】
以上のように、本発明の実施形態に係るフルカラープリンタ１は、上述した通常動作モードの効果に加えて、ＨＰ検知時を基準にカウントされた検知ステップ回数に基づいて、ステッピングモータ１３０の回転を停止することによって、ステッピングモータ１３０の回転角度の位置決めを正確なタイミングで高精度に行うことができる。
【００９３】
［エラー検出］
上述したように検知動作モードにおいては、加速度／ステップ回数制御部１２２は、ＨＰ検知時を基準にカウントされた検知ステップ回数に基づいて定速域Ｃ、減速域Ｄ、Ｅへの切り換えを行う。このため、加速度／ステップ回数制御部１２２は、ＨＰが検知されない場合、定速域Ｃから減速域Ｄ、Ｅへの切り換えができなくなり、ステッピングモータ１３０の異常回転が生じるおそれがある。そこで、ステッピングモータ１３０の異常回転を回避するために、次のような２つの手法がある。
【００９４】
図８は、ホームポジションが検知されないときのステッピングモータの回転速度の変化とエラービットとの関係を示す図である。加速度／ステップ回数制御部１２２は、スタート時からのステップ回数を監視し、このステップ回数所定のステップ回数Ｃに達してもＨＰが検知されないときは、そのステップ回数Ｃのときにエラービットを立てて、このエラービットをレジスタ１２１に供給する。そして、レジスタ１２１は、エラービットが立ったことをセットすると、ステッピングモータ１３０の回転を停止するように各回路に働きかける。
【００９５】
これにより、フルカラープリンタ１は、ＨＰが検知されずエラーが発生したと判定したときはステッピングモータ１３０の回転を停止することにより、ステッピングモータ１３０の脱調や異常回転が生じるのを防止することができる。
【００９６】
図９は、ホームポジションが検知されたときのステッピングモータ１３０の回転速度の変化とエラービットとの関係を示す図である。加速度／ステップ回数制御部１２２は、スタート時からのステップ回数を監視する。そして、ホームポジションが検知されたときのステップ回数が、下限ステップ回数Ｃ以上上限ステップ回数Ｄ以下の範囲にないときは、エラービットを立てて、このエラービットをレジスタ１２１に供給する。そして、レジスタ１２１は、エラービットが立ったことを検知すると、ステッピングモータ１３０の回転を停止するように各回路に働きかける。
【００９７】
これにより、フルカラープリンタ１は、ＨＰが検知されたにもかかわらずエラーが発生したと判定したときは、ステッピングモータ１３０の回転を停止することにより、ステッピングモータ１３０の脱調や異常回転が生じるのを防止することができる。
【００９８】
［ホームポジションセンサ１００の取り付け位置補正］
図１０（Ａ）は、ホームポジションセンサ１００の取り付け位置が正常であるときのステッピングモータ１３０の回転速度の変化とエラービットとの関係を示す図である。
【００９９】
ホームポジションセンサ１００の機械的な取り付け位置が正常な場合、加速度／ステップ回数制御部１２２は、スタート時を基準にしたときの下限ステップ回数Ｃから上限ステップ回数Ｃまでの範囲内で、ホームポジションを検知できる。このとき、加速度／ステップ回数制御部１２２は、ＨＰ検知後、ＨＰ検知時を基準にした検知ステップ回数Ｃ、Ｄ、Ｅに基づいて、定速域Ｃから減速域Ｄ、Ｅへの切り換えを行う。
【０１００】
しかし、ホームポジションセンサ１００の機械的取り付け位置に誤差がある場合、加速度／ステップ回数制御部１２２は、図９に示すように、必ずエラービットを立ててしまう問題がある。
【０１０１】
図１０（Ｂ）は、ホームポジションセンサ１００の取り付け位置の誤差を補正したときのステッピングモータ１３０の回転速度の変化を示す図である。ここでは、ホームポジションセンサ１００は、正常の取り付け位置に比べて、αずれて取り付けられているものとする。
【０１０２】
この場合、加速度／ステップ回数制御部１２２は、下限ステップ回数を（Ｃ−α）に、上限ステップ回数を（Ｃ−α）に補正すればよい。さらに、加速度／ステップ回数制御部１２２は、検知ステップ回数Ｃを（Ｃ＋α）、検知ステップ回数Ｄを（Ｄ＋α）、検知ステップ回数Ｅを（Ｅ＋α）に補正すればよい。
【０１０３】
これにより、加速度／ステップ回数制御部１２２は、ホームポジションセンサ１００の取り付け位置の誤差を補正して、常にステッピングモータ１３０の所定の回転位置を検出して、ステッピングモータ１３０回転角度を正確に制御することができる。
【０１０４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【０１０５】
例えば、ステッピングモータ１３０の加速域及び減速域では、２段階切り換えに限定されるものではなく、１段階でもよいし、３段階以上切り換えてもよい。また、ステッピングモータ１３０の定速域では、ステップ回数の異なるテーブルを複数設けてもよい。
【０１０６】
図１１（Ａ）乃至（Ｃ）は、定速域におけるステップ回数が異なるときのステッピングモータ１３０の回転速度の変化を示す図である。
【０１０７】
加速度／ステップ回数制御部１２２は、定速域におけるステップ回数が異なる様々なステップ回数テーブルを用意しておけば、同図（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、定速域の回転時間を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】フルカラープリンタの構成を示す断面図である。
【図２】回転式現像装置に設けられた現像器と感光体ドラムとの位置関係を回転式現像装置の回転軸方向からみたときの要部断面図である。
【図３】フルカラープリンタにおける回転式現像装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】通常動作モードにおけるステッピングモータの回転速度の変化を示す図である。
【図５】加速度／ステップ回数制御部に記憶されている加速度テーブルを示す図である。
【図６】加速度／ステップ回数制御部に記憶されているステップ回数テーブルを示す図である。
【図７】検知動作モードにおけるステッピングモータの回転速度の変化を示す図である。
【図８】ホームポジションが検知されないときのステッピングモータの回転速度の変化とエラービットとの関係を示す図である。
【図９】ホームポジションが検知されたときのステッピングモータの回転速度の変化とエラービットとの関係を示す図である。
【図１０】（Ａ）はホームポジションセンサの取り付け位置が正常であるとき、（Ｂ）はホームポジションセンサの取り付け位置の誤差を補正したときのステッピングモータの回転速度の変化を示す図である。
【図１１】（Ａ）乃至（Ｃ）は、定速域におけるステップ回数が異なるときのステッピングモータの回転速度の変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  フルカラープリンタ
２  感光体ドラム
５  回転式現像装置
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ  現像器
１００  ホームポジションセンサ
１１０  ＣＰＵ
１２０  モータ制御回路
１２１  レジスタ
１２２  加速度／ステップ回数制御部
１２３  パルス生成部
１２４  パルスカウンタ
１３０  ステッピングモータ
【図１】
2005328681.tif 000003
【図２】
2005328681.tif 000004
【図３】
2005328681.tif 000005
【図４】
2005328681.tif 000006
【図５】
2005328681.tif 000007
【図６】
2005328681.tif 000008
【図７】
2005328681.tif 000009
【図８】
2005328681.tif 000010
【図９】
2005328681.tif 000011
【図１０】
2005328681.tif 000012
【図１１】
2005328681.tif 000013