(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ回転の加速または減速を検知する検知手段と、
この検知手段で上記モータの加速または減速を検知した際、上記モータの回転を位相と速度で制御する第１の制御手段と、
この第１の制御手段の制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御する第２の制御手段と、
を具備したことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
モータの回転を制御する基準クロック信号の周波数変化を検知する検知手段と、
この検知手段で周波数変化が検知された際、上記モータの回転を位相と速度で制御する第１の制御手段と、
この第１の制御手段の制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御する第２の制御手段と、
を具備したことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
画像形成装置における画像を形成するためのレーザ光をスキャンするために高速に回転するポリゴンモータを制御するモータ制御装置において、
上記ポリゴンモータの回転を制御する基準クロック信号、ブレーキ信号、モータオン信号が入力された際、この基準クロック信号の周波数変化を検知する検知手段と、
この検知手段で周波数変化が検知された際、上記ポリゴンモータの回転を位相と速度で制御する第１の制御手段と、
この第１の制御手段の制御により上記ポリゴンモータが目標回転数に達した際、モータロック信号を出力して上記ポリゴンモータを位相のみで制御する第２の制御手段と、
を具備したことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
モータ回転の加速または減速を検知した際、上記モータの回転を位相と速度で制御し、この制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御するようにしたことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項５】
モータの回転を制御する基準クロック信号の周波数変化を検知した際、上記モータの回転を位相と速度で制御し、この制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御するようにしたことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項６】
画像形成装置における画像を形成するためのレーザ光をスキャンするために高速に回転するポリゴンモータを制御するモータ制御方法であって、
上記ポリゴンモータの回転を制御する基準クロック信号、ブレーキ信号、モータオン信号が入力され、この基準クロック信号の周波数変化を検知した際、上記ポリゴンモータの回転を位相と速度で制御し、この制御により上記ポリゴンモータが目標回転数に達した際、モータロック信号を出力して上記ポリゴンモータを位相のみで制御するようにしたことを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置における画像を形成するためのレーザ光をスキャンするために高速に回転するモータを制御するモータ制御装置とモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機能を有する画像形成装置において、画像を形成するためのレーザ光をスキャンするために高速に回転するモータを有しているものがある。そのモータは通常、回転の制御を１系統（位相制御）で行っているものが多かった。
【０００３】
しかしながら、高速で回転するモータは、回転の制御を１系統で行うと回転が安定しにくいため（特に起動時や、低速から高速に回転を加速する際、高速から低速に減速する際）、モータの回転エラーになりやすかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、複写機能を有する画像形成装置における画像を形成するレーザ光をスキャンするために高速に回転するモータにおいて、高速で回転するモータは、回転の制御を１系統で行うと加減速時の回転が安定しにくいため、モータの回転エラーになりやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、モータの加減速時の回転を安定して回転エラーの発生を防ぐことのできるモータ制御装置とモータ制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のモータ制御装置は、モータ回転の加速または減速を検知する検知手段と、この検知手段で上記モータの加速または減速を検知した際、上記モータの回転を位相と速度で制御する第１の制御手段と、この第１の制御手段の制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御する第２の制御手段とから構成されている。
【０００７】
この発明のモータ制御装置は、モータの回転を制御する基準クロック信号の周波数変化を検知する検知手段と、この検知手段で周波数変化が検知された際、上記モータの回転を位相と速度で制御する第１の制御手段と、この第１の制御手段の制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御する第２の制御手段とから構成されている。
【０００８】
この発明のモータ制御装置は、画像形成装置における画像を形成するためのレーザ光をスキャンするために高速に回転するポリゴンモータを制御するモータ制御装置において、上記ポリゴンモータの回転を制御する基準クロック信号、ブレーキ信号、モータオン信号が入力された際、この基準クロック信号の周波数変化を検知する検知手段と、この検知手段で周波数変化が検知された際、上記ポリゴンモータの回転を位相と速度で制御する第１の制御手段と、この第１の制御手段の制御により上記ポリゴンモータが目標回転数に達した際、モータロック信号を出力して上記ポリゴンモータを位相のみで制御する第２の制御手段とから構成されている。
【０００９】
この発明のモータ制御方法は、モータ回転の加速または減速を検知した際、上記モータの回転を位相と速度で制御し、この制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
この発明のモータ制御方法は、モータの回転を制御する基準クロック信号の周波数変化を検知した際、上記モータの回転を位相と速度で制御し、この制御により上記モータが目標回転数に達した際、上記モータを位相のみで制御するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
この発明のモータ制御方法は、画像形成装置における画像を形成するためのレーザ光をスキャンするために高速に回転するポリゴンモータを制御するモータ制御方法であって、上記ポリゴンモータの回転を制御する基準クロック信号、ブレーキ信号、モータオン信号が入力され、この基準クロック信号の周波数変化を検知した際、上記ポリゴンモータの回転を位相と速度で制御し、この制御により上記ポリゴンモータが目標回転数に達した際、モータロック信号を出力して上記ポリゴンモータを位相のみで制御するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、この発明の画像形成装置の一例としてのデジタル複写機の内部構造を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、デジタル複写機は装置本体１０を備え、この装置本体１０内には、後述する読取手段として機能するスキャナ部４、および画像形成手段として機能するプリンタ部６が設けられている。このデジタル複写機のプリンタ部６は、レーザユニット４０を有している。このレーザユニット４０は、高速で回転するポリゴンモータ（約３３，５００ｒｐｍ）３７を有している。
【００１５】
装置本体１０の上面には、読取対象物、つまり原稿Ｄが載置される透明なガラスからなる原稿載置台１２が設けられている。また、装置本体１０の上面には、原稿載置台１２上に原稿を自動的に送る自動原稿送り装置７（以下、ＡＤＦと称する）が配設されている。このＡＤＦ７は、原稿載置台１２に対して開閉可能に配設され、原稿載置台１２に載置された原稿Ｄを原稿載置台１２に密着させる原稿押さえとしても機能する。
【００１６】
図２には、図１におけるデジタル複写機の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表わすブロック図が示されている。図２によれば、デジタル複写機において、主制御部９０内のメインＣＰＵ９１とスキャナ部４のスキャナＣＰＵ１００とプリンタ部６のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵで構成される。メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ９５を介して双方向通信を行うものであり、メインＣＰＵ９１は動作指示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナＣＰＵ１００はシリアル通信を行い、プリンタＣＰＵ１１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ステータスを返すようになっている。
【００１７】
操作パネル８０は、メインＣＰＵ９１に接続されている。
【００１８】
主制御部９０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＮＶＭ９４、共有ＲＡＭ９５、画像処理部９６、ページメモリ制御部９７、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９９、およびプリンタフォントＲＯＭ１２１によって構成されている。
【００１９】
メインＣＰＵ９１は、主制御部９０の全体を制御するものである。ＲＯＭ９２は、制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ９３は、一時的にデータを記憶するものである。
【００２０】
ＮＶＭ（持久ランダムアクセスメモリ：nonvolatile RAM）９４は、バッテリ（図示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであり、電源を切った時ＮＶＭ９４上のデータを保持するようになっている。
【００２１】
共有ＲＡＭ９５は、メインＣＰＵ９１とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行うために用いるものである。
【００２２】
ページメモリ制御部９７は、ページメモリ９８に画像データを記憶したり、読出したりするものである。ページメモリ９８は、複数ページ分の画像データを記憶できる領域を有し、スキャナ部４からの画像データを圧縮したデータを１ページ分ごとに記憶可能に形成されている。
【００２３】
プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデータに対応するフォントデータが記憶されている。
【００２４】
プリンタコントローラ９９は、パーソナルコンピュータ等の外部機器１２２からのプリントデータをそのプリントデータに付与されている解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用いて画像データに展開するものである。
【００２５】
スキャナ部４は、スキャナ部４の全体を制御するスキャナＣＰＵ１００、制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、ＣＣＤセンサ３４を駆動するＣＣＤドライバ１０３、露光ランプ２５およびミラー２６、２７、２８等を移動するモータの回転を制御するスキャンモータドライバ１０４、ＣＣＤセンサ３４からのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とＣＣＤセンサ３４のばらつきあるいは周囲の温度変化などに起因するＣＣＤセンサ３４からの出力信号に対するスレッショルドレベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路とシェーディング補正回路からのシェーディング補正されたディジタル信号を一旦記憶するラインメモリからなる画像補正部１０５によって構成されている。
【００２６】
プリンタ部６は、プリンタ部６の全体を制御するプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、半導体レーザ４１による発光をオン／オフするレーザドライバ１１３、レーザユニット４０のポリゴンモータ３７の回転を制御するポリゴンモータドライバ（モータ制御装置）１１４、搬送路５８による用紙Ｐの搬送を制御する紙搬送部１１５、帯電チャージャ４５、現像器４６、転写チャージャ４８を用いて帯電、現像、転写を行う現像プロセス部１１６、定着器６０を制御する定着制御部１１７、およびオプション部１１８によって構成されている。
【００２７】
また、画像処理部９６、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９９、画像補正部１０５、レーザドライバ１１３は、画像データバス１２０によって接続されている。
【００２８】
図３は、ポリゴンモータ３７の回転を制御するポリゴンモータドライバ１１４の概略構成を示すものである。すなわち、ポリゴンモータドライバ１１４は、モータ制御部２００、励磁相制御回路２１０、波形整形回路２２０、ゲート２３０、及びロック保護回路２４０とから構成されている。さらに、ポリゴンモータ３７に設けられたフォトインタラプタ２５０からＦＧパルス（モータＦＧ信号）が上記波形整形回路２２０に出力されている。
【００２９】
モータ制御部２００は、電圧検出回路２０１、励磁相切換部２０２、加算器２０３、回転制御部２０４、及び回転子位置検知部２０５から構成されている。
【００３０】
励磁相制御回路２１０は、位相比較回路２１１と速度比較回路２１２とから構成されている。
【００３１】
プリンタＣＰＵ１１０からの制御信号（基準クロック信号、ブレーキ信号、モータオン信号）がポリゴンモータドライバ１１４に入力されることにより、ポリゴンモータ３７の回転が制御されている。なお、ポリゴンモータ３７が目標回転に到達したとき、モータ制御部２００は、モータロック信号を出力する。
【００３２】
ポリゴンモータドライバ１１４は、位相比較回路２１１と速度比較回路２１２という２つのモータの励磁相制御回路２１０を用いて、ポリゴンモータ３７が基準クロック信号の周波数により回転数が変わること利用して位相と速度の両方の制御か、位相のみの制御かを判断している。
【００３３】
ポリゴンモータドライバ１１４は、基準クロック信号の変化を観測しており、図４に示すような急激な周波数変化があった場合、ポリゴンモータ３７が加速を開始していると判断し、ゲート２３０を開いて基準クロック信号を速度比較回路２１２に送る。
【００３４】
励磁相制御回路２１０における速度比較回路２１２の速度比較の結果と位相比較回路２１１の位相比較の結果とが、モータ制御部２００の加算器２０３で統合され、その信号が励磁相切換部２０２に送られ、ポリゴンモータ３７の励磁相が切り替えられてポリゴンモータ３７の回転が制御される。これによりポリゴンモータ３７の回転は、安定して加速され、オーバーシュート・アンダーシュートをおこさずに目標回転数まで到達する。
【００３５】
これに対して、従来の位相制御のみのままであると図５に示すように、モータ回転波形がハンチング（回転がオーバーシュート及びアンダーシュート）をおこし、モータＦＧ信号が乱れ、このときポリゴンモータドライバはモータの回転が乱れたと判断して回転エラーになりやすかった。
【００３６】
本発明のポリゴンモータドライバ１１４は、目標までモータ回転が到達するとモータＦＧ信号が安定し、ポリゴンモータ３７が目標回転に達したと判断して図３に示すようにモータロック信号をプリンタＣＰＵ１１０へ出力し、そのモータロック信号でゲート２３０は、速度比較回路２１２への基準クロック信号のゲートを閉じる。これにより定常回転時の回転制御が位相のみとなる。
【００３７】
図６は、波形整形回路２２０の具体的な回路構成例を示すものである。波形整形回路２２０は、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、コンパレータCP、ＮＯＴ回路NOT１，NOT２，NOT３、排他的論理回路XORとから構成されている。
【００３８】
波形整形回路２２０は、まず、図７の（ａ）に示すようにモータＦＧ信号が入力されると、コンパレータCPで波形を２値化し、図７の（ｂ）に示すような２値化波形を出力する。波形整形回路２２０は、更に、その２値化波形をＮＯＴ回路NOT１，NOT２に通すものと通さないものとに分け、その２つの波形を排他的論理回路XORに通し、ＮＯＴ回路NOT１，NOT２での遅延により２値化波形を図７の（ｃ）に示すように微分し、さらに図７の（ｄ）に示すように全波整流する。波形整形回路２２０は、最後に、ＮＯＴ回路NOT３とコンデンサＣ３と抵抗Ｒ４との組み合わせにより積分し、図７の（ｅ）に示すような波形を出力する。
【００３９】
図３に示すように、励磁相制御回路２１０が、この波形を設定値と比較して差分をとり、モータ制御部２００が、この位相の差分と組み合わせて励磁相を切り換えている。
【００４０】
次に、ポリゴンモータ３７の制御動作を図８のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
デジタル複写機が電源オンされた際（ＳＴ１）、プリンタＣＰＵ１１０は、制御信号をポリゴンモータドライバ１１４に出力してポリゴンモータ３７の回転を開始して加速する（ＳＴ２）。ここで、ポリゴンモータドライバ１１４は、ポリゴンモータ３７の加速を検知し（ＳＴ３）、ポリゴンモータ３７の制御を位相と速度で行う（ＳＴ４）。さらに、ポリゴンモータドライバ１１４は、ポリゴンモータ３７が目標回転数に達しているかどうかを検知し（ＳＴ５）、目標に達していなければ、そのまま位相と速度でポリゴンモータ３７の制御を行い（ＳＴ４）、目標に達していれば位相だけの制御に切り替え（ＳＴ６）、ポリゴンモータ３７を待機回転にする（ＳＴ７）。
【００４２】
次にコピーが開始された際（ＳＴ８）、プリンタＣＰＵ１１０は、ポリゴンモータドライバ１１４を介してポリゴンモータ３７の回転を再び加速する（ＳＴ９）。ポリゴンモータドライバ１１４は、ポリゴンモータ３７の加速を検知し（ＳＴ１０）、ポリゴンモータ３７の制御を位相のみから位相と速度に変更する（ＳＴ１１）。そして、ポリゴンモータドライバ１１４は、ポリゴンモータ３７が目標回転数に達しているかどうかを検知し（ＳＴ１２）、目標に達していなければ、そのまま位相と速度でポリゴンモータ３７の制御を行い（ＳＴ１１）、目標に達していれば位相だけの制御に切り替え（ＳＴ１３）、ポリゴンモータ３７は高速回転になる（ＳＴ１４）。
【００４３】
コピーが終了した際、プリンタＣＰＵ１１０は、ポリゴンモータドライバ１１４を介してポリゴンモータ３７の回転を減速する（ＳＴ１６）。ポリゴンモータドライバ１１４は、ポリゴンモータ３７の減速を検知し（ＳＴ１７）、ポリゴンモータ３７の制御を位相と速度で行う（ＳＴ１８）。さらに、ポリゴンモータドライバ１１４は、ポリゴンモータ３７が目標回転数に達しているかどうかを検知し（ＳＴ１９）、目標に達していなければ、そのまま位相と速度でポリゴンモータ３７の制御を行い（ＳＴ１８）、目標に達していれば位相だけの制御に切り替え（ＳＴ２０）、ポリゴンモータ３７を待機回転にする（ＳＴ２１）。
【００４４】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、デジタル複写機のポリゴンモータの加減速時の回転が安定し、ポリゴンモータの回転エラーが発生しなくなる。
【００４５】
また、常時、位相と速度で制御を行っていないため、消費電力が少なくなる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、モータの加減速時の回転を安定して回転エラーの発生を防ぐことのできるモータ制御装置とモータ制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像形成装置の一例としてのデジタル複写機の内部構造を示す断面図。
【図２】デジタル複写機の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表わす図。
【図３】ポリゴンモータドライバの概略構成を示すブロック図。
【図４】この発明の信号波形を示す図。
【図５】従来の発明における信号波形を示す図。
【図６】波形整形回路の具体的な回路構成例を示す図。
【図７】波形整形回路による波形の変化を示す図。
【図８】ポリゴンモータの制御動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
４…スキャナ部
６…プリンタ部
３７…ポリゴンモータ
４０…レーザユニット
１１０…プリンタＣＰＵ
１１４…ポリゴンモータドライバ（検知手段、第１の制御手段、第２の制御手段）
２００…モータ制御部
２０１…電圧検出回路
２０２…励磁相切換部
２０３…加算器
２０４…回転制御部
２０５…回転子位置検知部
２１０…励磁相制御回路
２１１…位相比較回路
２１２…速度比較回路
２２０…波形整形回路
２３０…ゲート
２５０…フォトインタラプタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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