(57)【要約】【課題】モータの起動時の特性を必要に応じて異ならせる。【解決手段】駆動機構１００のＣＰＵ１０１は、起動モードに応じた起動プロファイルをＲＯＭ１０２から読み出す。そして、ＣＰＵ１０１は読み出した起動プロファイルに従ってモータドライバ１０６にリミット信号を供給する。モータドライバ１０６は受信したリミット信号から電流のリミット値（上限値）を特定し、このリミット値に従った電流をモータ１０７に供給する。これにより、大きなリミット値を設定してモータ１０７を起動させた場合には短時間で定格回転数に達する一方、大きなリミット値を設定してモータ１０７を起動させた場合には騒音や摩耗を抑制させることが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
経過時間と、その経過時間に対応する供給電流のリミット値を表す起動プロファイルであって、複数の異なる起動プロファイルのいずれかに従って前記リミット値に対応するリミット信号を供給する起動制御手段と、
前記起動制御手段により供給されるリミット信号が表すリミット値に従った電流により画像形成に係る部材を回転させる駆動手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記起動制御手段は、
オンまたはオフを示す区別可能なｎ個（ただし、ｎは正整数）のリミット信号を前記駆動手段に供給し、
前記駆動手段は、
前記供給されたリミット信号の各々のオンまたはオフの組み合わせにより定められる２ｎ種類の前記リミット値のいずれかに従って前記部材を回転させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記起動制御手段は、
第１のリミット信号を供給する第１の出力部と、
第２のリミット信号を供給する第２の出力部とを備え、
前記駆動手段は、
前記第１の出力部から供給される第１のリミット信号を受信する第１の受信部と、
前記第２の出力部から供給される第２のリミット信号を受信する第２の受信部とを備え、
前記第１および第２のリミット信号を受信した場合と、前記第１のリミット信号を受信せずに前記第２のリミット信号を受信した場合と、前記第２のリミット信号を受信せずに前記第１のリミット信号を受信した場合と、前記第１および第２のリミット信号をいずれも受信しない場合とで、従うべき前記リミット値をそれぞれ異ならせる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記起動制御手段は、
決められた第１のリミット値を供給するための第１のプロファイルと、前記第１のリミット値よりも小である第２のリミット値を供給するための第２のプロファイルのいずれかを、前記起動制御手段が従うべき起動プロファイルとして選択する選択手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
経過時間と、その経過時間に対応する供給電流のリミット値を表す起動プロファイルであって、複数の異なる起動プロファイルのいずれかに従って前記リミット値に対応するリミット信号を供給する起動制御手段と、
前記起動制御手段により供給されるリミット信号が表すリミット値に従った電流によりモータを回転させるモータ駆動手段と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣモータが定常的な回転数で回転するまでに行うＤＣモータの駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータ（直流モータ）を用いた駆動系においては、ＤＣモータに供給する電流を異ならせることによってトルクや回転数の制御を行うことができる。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置（プリンタ）においては、ＤＣモータに供給する電流を何度か切り替えることによって、ＤＣモータがキャリッジを円滑に定速走行できるようにしている。この画像形成装置は、ＤＣモータを所望の速度パターンで駆動させるべく、速度パターンを記述したデータ（速度パターンデータＶＤ）をあらかじめ記憶しており、このデータに従って供給電流の制御を行っている。
【特許文献１】特開２００２−３６１９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば電子写真方式の画像形成装置においては、いわゆるＦＰＯＴ（First Print Out Time、すなわち１枚目の出力までに要する時間）の短縮化という観点からは、感光体ドラムや定着ロール等の部材はなるべく早く定常的な速度で回転させるのが望ましい。そのため、これらの部材を回転させるＤＣモータは、リミット値（上限値）ないしはそれに近い電流を供給されて駆動する必要がある。一方、これらの部材に高い負荷を与えて回転させると、各部が振動したり摩耗したりしやすくなるため、騒音の抑制や装置の安定的な動作という観点からは、ＤＣモータを少ない電流で徐々に加速させるのが望ましいと言える。しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置においては、速度パターンそのものは不変であるため、この速度パターンに従った１種類の駆動制御しか行うことができず、このような相反する要求を満たすことが不可能であった。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの起動時の特性を必要に応じて異ならせることを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明は、経過時間と、その経過時間に対応する供給電流のリミット値を表す起動プロファイルであって、複数の異なる起動プロファイルのいずれかに従って前記リミット値に対応するリミット信号を供給する起動制御手段と、前記起動制御手段により供給されるリミット信号が表すリミット値に従った電流により画像形成に係る部材を回転させる駆動手段とを備える画像形成装置を提供する。この画像形成装置によれば、所望の速度パターンを実現する起動プロファイルに従ったリミット信号を駆動手段に供給することができる。
【０００６】
また、この画像形成装置において、前記起動制御手段は、オンまたはオフを示す区別可能なｎ個（ただし、ｎは正整数）のリミット信号を前記駆動手段に供給し、前記駆動手段は、前記供給されたリミット信号の各々のオンまたはオフの組み合わせにより定められる２ｎ種類の前記リミット値のいずれかに従って前記部材を回転させる構成であってもよい。
【０００７】
あるいは、前記起動制御手段は、第１のリミット信号を供給する第１の出力部と、第２のリミット信号を供給する第２の出力部とを備え、前記駆動手段は、前記第１の出力部から供給される第１のリミット信号を受信する第１の受信部と、前記第２の出力部から供給される第２のリミット信号を受信する第２の受信部とを備え、前記第１および第２のリミット信号を受信した場合と、前記第１のリミット信号を受信せずに前記第２のリミット信号を受信した場合と、前記第２のリミット信号を受信せずに前記第１のリミット信号を受信した場合と、前記第１および第２のリミット信号をいずれも受信しない場合とで、従うべき前記リミット値をそれぞれ異ならせる構成であってもよい。
【０００８】
あるいは、前記起動制御手段は、決められた第１のリミット値を供給するための第１のプロファイルと、前記第１のリミット値よりも小である第２のリミット値を供給するための第２のプロファイルのいずれかを、前記起動制御手段が従うべき起動プロファイルとして選択する選択手段を備える構成であってもよい。
【０００９】
また、本発明は、モータ制御装置としても特定され得るものである。このモータ制御装置は、経過時間と、その経過時間に対応する供給電流のリミット値を表す起動プロファイルであって、複数の異なる起動プロファイルのいずれかに従って前記リミット値に対応するリミット信号を供給する起動制御手段と、前記起動制御手段により供給されるリミット信号が表すリミット値に従った電流によりモータを回転させるモータ駆動手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ここでは、本発明の実施の一態様として、電子写真方式の画像形成装置を挙げて説明する。ただし、以下の説明は、本発明の実施をかかる態様に限定する趣旨ではない。
【００１１】
［１．構成］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１の主要部を概略的に示した図である。同図に示すように、画像形成装置１は、用紙搬送ベルト１１と、感光体ドラム１２と、帯電器１３と、露光装置１４と、現像装置１５と、転写ロール１６と、ドラムクリーナ１７と、除電装置１８と、定着装置１９とを備える。なお、同図において、破線は記録用紙の搬送経路を示している。
【００１２】
用紙搬送ベルト１１は複数のロール部材により張架され、図中の矢印Ａの方向に回転されることによって記録用紙を搬送する。感光体ドラム１２は表面に電荷受容体としてＯＰＣ（Organic Photo Conductor：有機光導電体）からなる光導電層が形成された像担持体であり、図中の矢印Ｂの方向に回転される。帯電器１３は帯電ローラを備えており、感光体ドラム１２表面を一様に帯電させる。露光装置１４はレーザダイオードにより感光体ドラム１２に光を照射し、その表面に所定の電位の静電潜像を形成する。現像装置１５は所定の色のトナーを収容し、感光体ドラム１２表面との間に所定の電位差（現像バイアス）を生じさせる。トナーはこの電位差によって感光体ドラム１２表面に形成された静電潜像に付着し、感光体ドラム１２表面にはトナー像が形成される。転写ロール１６は用紙搬送ベルト１１が感光体ドラム１２と対向する位置において所定の電位差（一次転写バイアス）を生じさせ、用紙搬送ベルト１１に搬送されてきた記録用紙にトナー像を転写させる。
【００１３】
定着装置１９は、加熱ロール１９ａと加圧ロール１９ｂとを備える。加熱ロール１９ａは図示せぬ駆動部に駆動され、図中の矢印Ｃの方向に回転される。加圧ロール１９ｂは加熱ロール１９ａに従動して回転する。定着装置１９はこれらのロール部材により記録用紙を搬送しながら加熱および加圧し、転写されたトナー像を記録用紙表面に定着させる。
【００１４】
また、ドラムクリーナ１７は、トナー像を転写された後に感光体ドラム１２に残留している未転写のトナーを回収する。除電装置１８は感光体ドラム１２表面から電荷を除去する。すなわち、ドラムクリーナ１７および除電装置１８は、次の画像形成に備えて、感光体ドラム１２から不要なトナーや電荷を除去するためのものである。
【００１５】
画像形成装置１には、例えば感光体ドラム１２や加熱ロール１９ａのように、駆動力を与えられて回転する部材（以下、「回転部材」という。）が存在する。続いて、この回転部材を回転させる駆動機構について、図２を参照して説明する。図２は、駆動機構１００の構成を示したブロック図である。同図に示すように、駆動機構１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、ＩＦ（InterFace）１０４と、ＤＣユニット１０５と、モータドライバ１０６と、モータ１０７とを備える。
【００１６】
ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、駆動機構１００の各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ１０１は所定の時間からの時間経過を計測可能なタイマ機能を実現する。ＲＯＭ１０２はＣＰＵ１０１が実行するプログラムや、後述する起動プロファイルなどの各種データを記憶している。ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１のワークエリアとして利用される。ＩＦ１０４は画像形成装置１の他の各部とデータの送受信を行う。ＤＣユニット１０５はモータドライバ１０６に直流電圧を供給する。モータドライバ１０６はモータ１０７を駆動する駆動回路である。モータ１０７は例えばＤＣブラシレスモータであり、モータドライバ１０６からの指示に従って上述の回転部材を駆動する。
【００１７】
ＣＰＵ１０１とモータドライバ１０６は、複数本の信号線を介して接続されている。そして、このうちの２つの信号線が電流値の切替制御のために割り当てられている。すなわち、ＣＰＵ１０１はこれらの信号線に対応する出力部（コネクタ）を有し、モータドライバ１０６はこの出力部に対応する入力部（コネクタ）を有する。これらの信号線に入力される入力信号を、以下ではそれぞれ「第１リミット信号」および「第２リミット信号」という。ＣＰＵ１０１は第１リミット信号または第２リミット信号をモータドライバ１０６に供給し、モータドライバ１０６はこの信号に基づいてモータ１０７を駆動するための電流のリミット値を決定する。
【００１８】
図３は、リミット信号の有無とリミット値の対応関係を示した表である。モータドライバ１０６は、この対応関係に基づいてリミット値を特定している。すなわち、第１リミット信号と第２リミット信号がいずれも「ＯＦＦ（０）」であった場合には、モータドライバ１０６はリミット値を「Ｉ１」とする。また、第１リミット信号が「ＯＦＦ」で第２リミット信号が「ＯＮ（１）」であった場合には、モータドライバ１０６はリミット値を「Ｉ２」とし、第１リミット信号が「ＯＮ」で第２リミット信号が「ＯＦＦ」であった場合には、モータドライバ１０６はリミット値を「Ｉ３」とし、第１リミット信号と第２リミット信号がいずれも「ＯＮ」であった場合には、モータドライバ１０６はリミット値を「Ｉ４」とする。なお、リミット値Ｉ１〜Ｉ４の具体的な値は任意であるが、ここでは、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４とする。
【００１９】
［２．動作］
以上の構成のもと、画像形成装置１は記録用紙にトナーによって画像を形成する。この画像形成装置１は、起動時のモード（以下「起動モード」という。）を選択可能であり、この起動モードに従って所定の時間内に回転部材を所定の速度（すなわち定格回転数）で回転させる。
【００２０】
起動モードとしては、回転部材の回転数を標準的な時間で定格回転数にまで上昇させる「標準モード」と、回転部材の回転数をより短時間で定格回転数にまで上昇させる「高速モード」とがある。「高速モード」は高速な起動が可能であり、ＦＰＯＴを短縮し、画像形成をより高速に行うための起動モードである。一方、「標準モード」は、起動時間は「高速モード」よりも長くなるものの、装置内で発生する騒音や装置内の部品の摩耗を抑制する効果がある起動モードである。画像形成装置１は、ユーザがこれらの起動モードの切り替えを行えるように構成されている。起動モードの切り替えは、画像形成装置１が備えるタッチパネルディスプレイ等の入力装置を用いて行うことができる。
【００２１】
図４は、上述のそれぞれの起動モードを表す起動プロファイルを模式的に示した図である。なお、同図においては、実線で示したグラフが「高速モード」を意味しており、破線で示したグラフが「標準モード」を意味している。また、グラフの縦軸は回転数Ｒ（ｒｐｍ）であり、横軸は時間ｔ（秒）である。ここで起動プロファイルとは、回転部材が定格回転数で回転するまでの回転数の時間的な変化を示したグラフである。
【００２２】
また、図５は、この起動プロファイルの縦軸を電流Ｉ（Ａ）に変更したものである。なお、同図においては、起動プロファイルをリミット値に対応付けて示しているが、実際にＣＰＵ１０１が供給するのはリミット信号であるから、ＲＯＭ１０２に記憶されているのは図５に示したリミット値に対応するリミット信号（の組み合わせ）である。
【００２３】
図４および図５に示す起動プロファイルは、まず、「標準モード」においては、時間ｔ０から時間ｔ１までの間にはリミット値Ｉ１に従った電流が供給され、次いで、時間ｔ１から時間ｔ３までの間にはリミット値Ｉ２に従った電流が供給され、その後、時間ｔ３から時間ｔ４までの間にはリミット値Ｉ３に従った電流が供給されて回転部材の回転数が定格回転数に達することを意味している。そして、「高速モード」においては、時間ｔ０からリミット値Ｉ４に従った電流が供給されることにより、時間ｔ２において回転部材の回転数が定格回転数に達することを意味している。つまり、「高速モード」の場合には、回転部材の回転数が定格回転数に達するまでの時間が「標準モード」のそれよりも「（ｔ４−ｔ２）−ｔ０」秒早くなるということである。
【００２４】
このような起動プロファイルに従った画像形成装置１の動作を説明する。はじめに、画像形成装置１の電源が投入されると、ＣＰＵ１０１は設定されている起動モードを判断し、起動モードに応じた起動プロファイルをＲＯＭ１０２から読み出す。そしてＣＰＵ１０１は、この起動プロファイルに記述された内容に従って第１リミット信号または第２リミット信号をモータドライバ１０６に供給していく。起動プロファイルに記述された所定の時間が経過したら、ＣＰＵ１０１は供給するリミット信号の種類を変化させる。モータドライバ１０６は、受信したリミット信号の組み合わせから電流のリミット値を判断し、この値に従った電流をモータ１０７に供給する。
【００２５】
以上のような処理を行うことで、本実施形態の画像形成装置１は、モータの起動時の特性を必要に応じて異ならせることが可能となる。これにより、この画像形成装置１は、高速な起動が要求される場合には高いリミット値を設定し、その他の場合には低いリミット値を設定して騒音や摩耗を抑制するといったように、ユーザが所望する動作を行うことが可能となり、使い勝手が向上する。
【００２６】
［３．変形例］
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、種々の態様にて実施することが可能である。本発明においては、例えば、上述した実施形態に対して以下のような変形を適用することができる。なお、これらの変形は、各々を適宜に組み合わせることも可能である。
【００２７】
上述の実施形態においては、リミット信号は２種類あり、これらのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせにより４種類のリミット値が定められていた。しかしながら、リミット信号は２種類である必要はなく、１種類でもよいし３種類以上でもよい。リミット信号が１種類の場合には、このリミット信号のＯＮ／ＯＦＦによって２種類のリミット値を定めることができる。また、リミット信号が３種類の場合には、これらのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによって最大８種類のリミット値を定めることができる。つまり、ｎ種類（ただし、ｎは正整数）の区別可能なリミット信号を設けることによって、最大２ｎ種類のリミット値を定めることが可能となる。
【００２８】
また、起動プロファイルのグラフ形状は、図４または図５のものに限定されない。起動プロファイルのグラフ形状は、リミット信号により定義可能なリミット値を適宜組み合わせることによってさまざまな形状とすることができる。例えば、上述した「標準モード」においては、定格回転数に達するまでにリミット値を順次大きくしていたが、定格回転数に近づいたらリミット値を再び小さな値に変更してもよい。
【００２９】
また、上述の実施形態においては、起動モードは２種類のみであったが、もちろん３種類以上あってもよい。例えば、上述の「高速モード」と「標準モード」に加え、これらよりもさらに騒音や摩耗を抑制可能な「低速モード」を設けてもよい。「低速モード」においては、例えば、最小のリミット値のみを用いるなどすればよい。
【００３０】
また、上述の駆動機構１００は、１の回転部材にのみ設けてもよいし、複数の回転部材に設けてもよい。また、駆動機構１００を設ける回転部材は特に限定されず、画像形成のための一連のプロセスにおいて何らかの回転を行う部材であればよい。また、本発明は、画像形成装置としての実施に限らず、駆動機構を独立した装置（モータ制御装置）として実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の主要部を概略的に示した図である。
【図２】同実施形態の画像形成装置の駆動機構を示した図である。
【図３】同実施形態のリミット信号とリミット信号の対応関係を示した表である。
【図４】同実施形態の起動プロファイルを模式的に示した図である。
【図５】同実施形態の起動プロファイルを模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…画像形成装置、１１…用紙搬送ベルト、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…露光装置、１５…現像装置、１６…転写ロール、１７…ドラムクリーナ、１８…除電装置、１９…定着装置、１９ａ…加熱ロール、１９ｂ…加圧ロール、１００…駆動機構、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…ＩＦ、１０５…ＤＣユニット、１０６…モータドライバ、１０７…モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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