(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＤＣモータにより駆動される回転感光体と、
該回転感光体上に形成された静電潜像に基づいた可視像を第２のＤＣモータにより駆動される紙搬送手段により搬送される被記録材に転写する像形成手段と、
前記第１および／または第２のＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記第１および／または第２のＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記第１および／または第２のＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを含んでなる駆動制御回路と
を備えた画像形成装置において、
所望の印字品位に応じて前記回転数を通常の回転数よりも低く設定して前記第１および／または第２のＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記低く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、低減するバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が低減された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記第１および／または第２のＤＣモータを駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記バイアス可変手段は、
前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、
所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、
前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
第１のＤＣモータにより駆動される回転感光体と、
該回転感光体上に形成された静電潜像に基づいた可視像を第２のＤＣモータにより駆動される紙搬送手段により搬送される被記録材に転写する像形成手段と、
前記第１および／または第２のＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記第１および／または第２のＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記第１および／または第２のＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを含んでなる駆動制御回路とを備えた画像形成装置において、
所望の印字品位に応じて前記回転数を通常の回転数よりも高く設定して前記第１および／または第２のＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記高く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、増大させるバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が増大された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記第１および／または第２のＤＣモータを駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記バイアス可変手段は、
前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、
所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、
前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
ＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記ＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記ＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを備えたＤＣモータの駆動制御回路において、
前記回転数を通常の回転数よりも低く設定して前記ＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記低く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、低減するバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が低減された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記ＤＣモータを駆動することを特徴とするＤＣモータの駆動制御回路。
【請求項８】
請求項７に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、
前記バイアス可変手段は、
前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、
所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段と
を備えたことを特徴とするＤＣモータの駆動制御回路。
【請求項９】
請求項８に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、
前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、
前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなることを特徴とするＤＣモータの駆動制御回路。
【請求項１０】
ＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記ＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記ＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを備えたＤＣモータの駆動制御回路において、
前記回転数を通常の回転数よりも高く設定して前記ＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記高く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、増大させるバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が増大された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記ＤＣモータを駆動することを特徴とするＤＣモータの駆動制御回路。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、
前記バイアス可変手段は、
前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、
所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段と
を備えたことを特徴とするＤＣモータの駆動制御回路。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、
前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなることを特徴とするＤＣモータの駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置およびＤＣモータの駆動制御回路に関し、特にＤＣモータを感光ドラムや搬送手段の駆動源として用いた画像形成装置および該駆動源としてのＤＣモータの駆動制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の技術のＤＣモータ駆動回路のブロック図である。
モータドライバ２は、３相ＤＣモータ１の振動を軽減するように巻き線Ｕ相３、巻き線Ｖ相４、巻き線Ｗ相５に正弦波状の電流を供給する。ＦＧパターン６は、３相ＤＣモータ１の回転数に比例した周波数の信号を出力する。ＦＧパターン６から出力された信号は、パルス状の信号に変換するためのＦＧアンプ７で波形整形されＦＧ信号８に変換される。
【０００３】
ＦＧ信号８は画像形成装置の制御を行っているＡＳＩＣ１０に設けられている速度ディスクリミネータ９へ入力される。速度ディスクリミネータ９は、ＦＧ信号８の周期とＡＳＩＣ１０内に予め設けられたＣＰＵ１１で設定された基準ＦＧ周期を比較して周期誤差を弁別し、予め設定された回転数が得られるように加速信号１２と減速信号１３を出力することで回転数制御を行う。前記基準となるＦＧ周期は基準ＦＧ周期信号１８により速度ディスクリミネータ９へ送られる。また、ＣＰＵ１１よりモータのオン／オフは１９により速度ディスクリミネータ９へ伝達される。
【０００４】
チャージポンプ回路１４は、加速信号１２と減速信号１３に従いチャージポンプ用コンデンサ１５，１６を充放電させ、設定された回転数に対するエラー量をＤＣ電圧に変換する。また、抵抗１７はＤＣモータ系の帰還量の位相調節用である。トルクアンプ２０は、ＤＣ変換された電圧と基準電圧５３との差を増幅し、増幅された信号を電流制限コンパレータ２１へ出力する。
【０００５】
電流制限コンパレータ２１は過負荷時の過電流を検出する。電流制限抵抗５１は電流値を電圧へ変換し、変換された電圧が電流制限コンパレータ２１の反転端子で検出され、基準電圧５２よりも大きい場合に電流を遮断する。つまり過大な電流がＤＣモータ１に印加された時、設定された電流値以下になるように電流を遮断する。電流制限コンパレータ２１は、過負荷時以外はトルクアンプ２０の出力をそのまま、ホールアンプ２２とＰＷＭ駆動回路（ＰＷＭ発振器）２３へ出力する。
【０００６】
ホールアンプ２２は、トルクアンプ２０の出力ＤＣ電圧レベルに従って、ホール素子Ｕ相２４、ホール素子Ｖ相２５、ホール素子Ｗ相２６からの出力を増幅し、ＰＷＭコンパレータＵ相２７、ＰＷＭコンパレータＶ相２８、ＰＷＭコンパレータＷ相２９へ出力する。ホール素子２４，２５，２６は２４Ｖ電源３０とホール素子バイアス用抵抗３１，３２により電流を供給され、ロータの位置情報を電圧波形として出力する。
【０００７】
ＰＷＭ駆動回路２３は、ＤＣモータ１のスイッチング駆動を行うための基準信号であるＰＷＭ信号３３を生成する。ＰＷＭ信号３３の周波数は、ＰＷＭ周波数設定抵抗３４とＰＷＭ周波数設定コンデンサ５４により設定される。
【０００８】
ホールアンプ２２の出力とＰＷＭ駆動回路２３の出力は、各相のＰＷＭコンパレータ２７，２８，２９に出力される。各相ＰＷＭコンパレータはホールアンプ２２の出力とＰＷＭ駆動回路２３の出力を比較し、ホールアンプ２２の出力がＰＷＭ駆動回路２３の出力よりも大きい時に、Ｈレベルを出力してＤＣモータ１に通電を行なう。逆の場合はＬレベルを出力して通電を遮断する。すなわち、ＤＣモータ１をスイッチング駆動するオンデューティ比を決定する。
【０００９】
プリドライバ３５は、各相ＰＷＭコンパレータの出力に従い、上側ＦＥＴ＿Ｕ相３６、上側ＦＥＴ＿Ｖ相３７、上側ＦＥＴ＿Ｗ相３８、下側ＦＥＴ＿Ｕ相３９、下側ＦＥＴ＿Ｖ相４０、下側ＦＥＴ＿Ｗ相４１を駆動するためのものである。ツェナーダイオードＵ相４２、ツェナーダイオードＶ相４３、ツェナーダイオードＷ相４４は、各相がハイインピーダンス状態になった時にゲート−ソース間の耐圧保護を行うものである。
【００１０】
昇圧回路４５は、上述した各相の上側ＦＥＴ３６，３７，３８をスイッチングするためのものであり、昇圧用オシレータ４６により出力された電圧波形はバイパスコンデンサ４７により次段へバイパスされて整流ダイオード４８により整流され、直流バイアスダイオード４９により電源電圧までバイアスされて昇圧コンデンサ５０により平滑される。
【００１１】
図２は、モータ巻き線３，４，５に正弦波状の電流を供給し、負荷の大小に従ってモータへの供給電力を制御する原理を説明するタイミングチャートである。
【００１２】
参照符号５５，５６，５７は、ホール素子Ｕ相２４，Ｖ相２５，Ｗ相２６の出力電圧をそれぞれの相においてチャージポンプ回路１４の出力電圧に比例した増幅率でホールアンプ２２により振幅増幅された擬似正弦波を示す。また、参照符号５８は、ＰＷＭ駆動回路２３により生成される三角波を示す。各相において、擬似正弦波５５，５６，５７とＰＷＭ三角波５８は、ＰＷＭコンパレータ２７，２８，２９により比較され、各相の巻き線印加電圧波形５９，６０，６１を生成し、各相の巻き線に電圧を印加する。参照符号６２，６３，６４は、これら巻き線印加電圧に従いＤＣモータ１の各巻き線３，４，５に通電される巻き線電流を示す。
【００１３】
以上、説明したようなＤＣモータが画像形成装置の紙搬送及び感光ドラム回転用の駆動源として使用されていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、画像形成装置において用いられている上記のＤＣモータは、電磁音を低減する構成になっているため、巻き線に通電される電流波形が正弦波状になっている必要がある。前記巻き線電流の波形は、ホール素子の出力電圧の波形に基いて生成されるため、前記ホール素子の出力電圧波形は正弦波状になっている必要がある。前記ホール素子の出力電圧波形を正弦波状にするためにはホール素子の周波数応答性を減少させることで、つまり、ホール素子へのバイアス電流を減少調整することで達成できる。
【００１５】
また、過剰にホール素子の周波数応答速度を遅くした領域で使用した場合は、前記ホール素子の出力電圧が過剰に低下してしまうため、前記ＤＣモータの最大同期トルクが減少し、かつ、外部からの電気的なノイズによる耐性が減少してしまう。したがって、前記ＤＣモータのホール素子の周波数応答速度は遅い領域で使用し、かつ、最大同期トルクが減少しない領域で使用することを前提とする。
【００１６】
一般的に、画像形成装置においては、印字速度を通常速度よりも低速にすることで、通常の印字品質よりも高精細な品質を得ることができる。このように印字速度を低く設定するには駆動源であるＤＣモータの回転数を下げればよいが、ホール素子の周波数応答速度が速くなってしまう。このため、擬似正弦波の立上がりおよび立下り波形が急峻になってしまうことから、電磁音が増大して耳障りになってしまう。
【００１７】
一般的に画像形成装置においては、上記構成とは逆に印字速度を上昇させて単位時間あたりの印字枚数を増大させることができる。前記構成においては、駆動源であるＤＣモータの回転数を上昇させることで印字枚数増大を達成できるが、ホール素子の出力電圧が低下することにより、擬似正弦波の振幅が不足する。このため、モータのゲインが低下して最大同期トルクが低下し、また、画像形成装置の外部からのノイズによる耐性が弱くなってしまう。
【００１８】
本発明は、ＤＣモータを紙送りや感光ドラム駆動用の駆動源として用いた画像形成装置において、印字速度が変化しても、電磁音の増大、最大同期トルクの低下、ノイズに対する耐性の低下を抑える必要性から案出されたものであって、その第１の目的は、ＤＣモータの回転数を通常回転数よりも低く設定した場合であっても電磁音が増大することのない画像形成装置およびＤＣモータの駆動制御回路を提供することである。
【００１９】
本発明の第２の目的は、ＤＣモータの回転数を通常回転数よりも高く設定した場合であっても最大同期トルクの低下やノイズに対する耐性の低下が生じることのない画像形成装置およびＤＣモータの駆動制御回路を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、第１のＤＣモータにより駆動される回転感光体と、該回転感光体上に形成された静電潜像に基づいた可視像を第２のＤＣモータにより駆動される紙搬送手段により搬送される被記録材に転写する像形成手段と、前記第１および／または第２のＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記第１および／または第２のＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記第１および／または第２のＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを含んでなる駆動制御回路とを備えた画像形成装置において、所望の印字品位に応じて前記回転数を通常の回転数よりも低く設定して前記第１および／または第２のＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記低く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、低減するバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が低減された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記第１および／または第２のＤＣモータを駆動することを特徴とする。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記バイアス可変手段は、前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段とを備えた形態の画像形成装置を実施した。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなる形態の画像形成装置を実施した。
【００２３】
請求項４の発明は、第１のＤＣモータにより駆動される回転感光体と、該回転感光体上に形成された静電潜像に基づいた可視像を第２のＤＣモータにより駆動される紙搬送手段により搬送される被記録材に転写する像形成手段と、前記第１および／または第２のＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記第１および／または第２のＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記第１および／または第２のＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを含んでなる駆動制御回路とを備えた画像形成装置において、所望の印字品位に応じて前記回転数を通常の回転数よりも高く設定して前記第１および／または第２のＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記高く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、増大させるバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が増大された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記第１および／または第２のＤＣモータを駆動することを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記バイアス可変手段は、前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段とを備えた形態の画像形成装置を実施した。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなる形態の画像形成装置を実施した。
【００２６】
請求項７の発明は、ＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記ＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記ＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを備えたＤＣモータの駆動制御回路において、前記回転数を通常の回転数よりも低く設定して前記ＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記低く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧出力されるように、低減するバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が低減された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記ＤＣモータを駆動することを特徴とすることを特徴とする。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項７に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、前記バイアス可変手段は、前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段とを備えた形態のＤＣモータの駆動制御回路を実施した。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項８に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなる形態のＤＣモータの駆動制御回路を実施した。
【００２９】
請求項１０の発明は、ＤＣモータの回転数に応じた回転速度検出信号の周期を基準周期と比較して該回転数と予め設定した回転数との誤差に応じたエラー信号を発生する誤差検出手段と、前記ＤＣモータのステータに配置され、バイアス電流に応じた感度で動作するホール素子により検出及び出力された前記ＤＣモータのロータが発生する磁力に応じた検出信号を前記エラー信号に従い増幅して疑似正弦波電圧を出力する増幅手段と、該疑似正弦波電圧を一定周期の三角波と比較することで前記ステータの巻線への通電パターンを作成して該通電パターンに応じた正弦波駆動電流を前記巻線に供給するモータ駆動手段とを備えたＤＣモータの駆動制御回路において、前記回転数を通常の回転数よりも高く設定して前記ＤＣモータの回転制御を行なう際に前記バイアス電流を、前記高く設定された回転数での前記回転数とホール素子出力の応答特性によって前記増幅手段での増幅前の前記検出信号において疑似正弦波電圧が出力されるように、増大させるバイアス可変手段を備え、前記バイアス電流が増大された前記ホール素子からの前記検出信号に基づいた前記正弦波駆動電流により前記ＤＣモータを駆動することを特徴とする。
【００３０】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、前記バイアス可変手段は、前記バイアス電流を切り替えるための切り替え信号を出力する手段と、所定のＤＣ電圧とグランドの間に前記ホール素子と直列に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される可変抵抗手段とを備えた形態のＤＣモータの駆動制御回路を実施した。
【００３１】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載のＤＣモータの駆動制御回路において、前記可変抵抗手段は、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第１の可変抵抗手段と、前記グランドと前記ホール素子間に接続され、前記切り替え信号を入力されて抵抗値が可変される第２の可変抵抗手段とを備え、前記第１および第２の可変抵抗手段はそれぞれ、前記所定のＤＣ電圧と前記ホール素子間に直列接続された複数の抵抗および前記グランドと前記ホール素子間に直列接続された別の複数の抵抗からなり、それぞれの複数の抵抗の少なくとも一つを前記切り替え信号に応じて短絡することで全体の抵抗値を可変する構成とされてなる形態のＤＣモータの駆動制御回路を実施した。
【００３２】
【作用】
上記構成とされた請求項１〜３に係る画像形成装置、および上記構成とされた請求項７〜９に係るＤＣモータの駆動制御回路を用いることにより、印字速度を通常よりも低く設定する場合、つまり、ＤＣモータの回転数を通常よりも低く設定する場合、ホール素子バイアス電流の値を低減させることでホール素子の応答速度を低下させ前記ホール素子の出力電圧の急峻な変化を抑制することができる。つまり、各相電流の立ち上がり立下りを緩やかにすることが出来ることから電磁音が抑制され、第１の目的を達成することができる。
【００３３】
上記構成とされた請求項４〜６に係る画像形成装置、および上記構成とされた請求項１０〜１２に係るＤＣモータの駆動制御回路を用いることにより、印字速度を通常よりも高く設定する場合、つまり、ＤＣモータの回転数を通常よりも大きく設定する場合、ホール素子バイアス電流の値を増大させることでホール素子の出力電圧を増大させ、最大同期トルクの低下やノイズに対する耐性の低下が抑制され、第２の目的を達成することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第ｌの実施形態）
図１、図２、図３、図４、図５、図６は本発明の第１実施形態を示すものであり、画像形成装置の印字速度を通常速度よりも低く設定した場合（感光ドラムの回転数を通常よりも低く設定した場合、ＤＣモータにより紙搬送手段を駆動して該感光ドラム上に形成された静電潜像に基づいた可視像を該紙搬送手段により搬送される被記録材に転写するときの搬送速度を通常よりも低く設定した場合）でも、ホール素子のバイアス電流を減少させることで電磁音の増大を抑制することを説明する図である。
【００３５】
図１は、第１実施形態のＤＣモータ駆動回路のブロック図である。
モータドライバ２は、３相ＤＣモータ１の振動を軽減するように巻き線Ｕ相３、巻き線Ｖ相４、巻き線Ｗ相５に正弦波状の電流を供給する。３相ＤＣモータ１は感光ドラムおよび／または紙搬送手段の駆動源である。ＦＧパターン６は、３相ＤＣモータ１の回転数に比例した周波数の信号を出力する。ＦＧパターン６から出力された信号は、パルス状の信号に変換するためのＦＧアンプ７で波形整形されＦＧ信号８に変換される。
【００３６】
ＦＧ信号８は画像形成装置の制御を行っているＡＳＩＣ１０に設けられている速度ディスクリミネータ９へ入力される。速度ディスクリミネータ９は、ＦＧ信号８の周期とＡＳＩＣ１０内に予め設けられたＣＰＵ１１で設定された基準ＦＧ周期を比較して周期誤差を弁別し、予め設定された回転数が得られるように加速信号１２と減速信号１３を出力することで回転数制御を行う。上述の基準となるＦＧ周期は基準ＦＧ周期信号１８により速度ディスクリミネータ９へ送られる。また、ＣＰＵ１１よりモータのオン／オフは１９により速度ディスクリミネータ９へ伝達される。
【００３７】
チャージポンプ回路１４は、加速信号１２と減速信号１３に従いチャージポンプ用コンデンサ１５，１６を充放電させ、設定された回転数に対するエラー量をＤＣ電圧に変換する。また、抵抗１７はＤＣモータ系の帰還量の位相調節用である。トルクアンプ２０は、ＤＣ変換された電圧と基準電圧５３との差を増幅し、増幅された信号を電流制限コンパレータ２１へ出力する。
【００３８】
電流制限コンパレータ２１は過負荷時の過電流を検出する。電流制限抵抗５１は電流値を電圧へ変換し、変換された電圧が電流制限コンパレータ２１の反転端子で検出され、基準電圧５２よりも大きい場合に電流を遮断する。つまり過大な電流がＤＣモータ１に印加された時、設定された電流値以下になるように電流を遮断する。電流制限コンパレータ２１は、過負荷時以外はトルクアンプ２０の出力をそのまま、ホールアンプ２２とＰＷＭ駆動回路（ＰＷＭ発振器）２３へ出力する。
【００３９】
ホールアンプ２２は、トルクアンプ２０の出力ＤＣ電圧レベルに従って、ホール素子Ｕ相２４、ホール素子Ｖ相２５、ホール素子Ｗ相２６からの出力を増幅し、ＰＷＭコンパレータＵ相２７、ＰＷＭコンパレータＶ相２８、ＰＷＭコンパレータＷ相２９へ出力する。ホール素子２４，２５，２６は２４Ｖ電源３０とホール素子可変バイアス抵抗部７０，７１により電流を供給され、ロータの位置情報を電圧波形として出力する。ホール素子可変バイアス抵抗部７０，７１は、バイアス電流切り換え信号Ｂswによりモータの回転数が変化すると上述のホール素子へのバイアス電流を切り換える回路構成を備えている。
【００４０】
ＰＷＭ駆動回路２３は、ＤＣモータ１のスイッチング駆動を行うための基準信号であるＰＷＭ信号３３を生成する。ＰＷＭ信号３３の周波数は、ＰＷＭ周波数設定抵抗３４とＰＷＭ周波数設定コンデンサ５４により設定される。
【００４１】
ホールアンプ２２の出力とＰＷＭ駆動回路２３の出力は、各相のＰＷＭコンパレータ２７，２８，２９に出力される。上述のＰＷＭコンパレータは、ホールアンプ２２の出力とＰＷＭ駆動回路２３の出力を比較し、ホールアンプ２２の出力がＰＷＭ駆動回路２３の出力よりも大きい時に、Ｈレベルを出力してＤＣモータ１に通電を行なう。逆の場合はＬレベルを出力して通電を遮断する。すなわち、ＤＣモータ１をスイッチング駆動するオンデューティ比を決定する。
【００４２】
プリドライバ３５は、上述のＰＷＭコンパレータの出力に従い、上側ＦＥＴ＿Ｕ相３６、上側ＦＥＴ＿Ｖ相３７、上側ＦＥＴ＿Ｗ相３８、下側ＦＥＴ＿Ｕ相３９、下側ＦＥＴ＿Ｖ相４０、下側ＦＥＴ＿Ｗ相４１を駆動するためのものである。ツェナーダイオードＵ相４２、ツェナーダイオードＶ相４３、ツェナーダイオードＷ相４４は、各相がハイインピーダンス状態になった時にゲート−ソース間の耐圧保護を行うものである。
【００４３】
昇圧回路４５は、上述の各相の上側トランジスタ（３６，３７，３８）をスイッチングするためのものであり、昇圧用オシレータ４６により出力された電圧波形はバイパスコンデンサ４７により次段へバイパスされて整流ダイオード４８により整流され、直流バイアスダイオード４９により電源電圧までバイアスされて昇圧コンデンサ５０により平滑される。
【００４４】
図２は、モータ巻き線３，４，５に正弦波状の電流を供給し、負荷の大小に従ってモータへの供給電力を制御する原理を説明するタイミングチャートである。
【００４５】
参照符号５５，５６，５７は、ホール素子Ｕ相２４，Ｖ相２５，Ｗ相２６の出力電圧をそれぞれの相においてチャージポンプ回路１４の出力電圧に比例した増幅率でホールアンプ２２により振幅増幅された擬似正弦波を示す。また、参照符号５８は、ＰＷＭ駆動回路２３により生成される三角波を示す。各相において、擬似正弦波５５，５６，５７とＰＷＭ三角波５８は、ＰＷＭコンパレータ２７，２８，２９により比較され、各相の巻き線印加電圧波形５９，６０，６１を生成し、各相の巻き線に電圧を印加する。参照符号６２，６３，６４は、上述の巻き線印加電圧によりＤＣモータ１の巻き線３，４，５に通電される巻き線電流を示す。
【００４６】
図３は、ホール素子の原理を説明する図である。
ホール素子７２には、バイアス電圧７３により電荷量ｑの電荷Ｑが注入される。電荷Ｑは、電荷Ｑの速度をｖとした場合、磁束密度Ｂの中ではローレンツ力ｆ（ｆ＝ｑ×ｖ×Ｂ）を発生させる。また、電子も同様にローレンツ力が発生し電荷Ｑとは逆の方向に同じ力を発生させる。
【００４７】
上述のローレンツ力により電荷と電子は互いに対向した面へ充電され、電界Ｅを発生させる。電界Ｅにより、電荷Ｑは力Ｆ（Ｆ＝ｑ×Ｅ）を発生させ、ローレンツ力ｆと電界Ｅによる力Ｆがつりあった状態で電荷Ｑは直進運動を行い、定電流が流れる。また、ホール素子７２の出力として、端子１００に正の電圧を、端子１０１に負の電圧を発生させる。
【００４８】
以上、説明したようにＤＣモータの主着磁付近の磁束密度が変化する磁場にホール素子を設置した場合、ＤＣモータ１のロータとステータの相対位置を検知することができる。
【００４９】
図４は、ホール素子の周波数応答特性とホール素子バイアス点を示した図である。
図３で説明したようにホール素子の出力は、ローレンツ力により、電荷の速度ベクトルと磁束密度の外積方向に電荷が力を受け、やがて電極にチャージされて電圧が生じる。つまり、チャージされるまでに過渡的な時間経過を必要とするため、上述の磁束密度が変化する磁場においては、その周波数が高いほど応答性が劣化する。また、上述のホール素子のバイアス電流が少ないほど応答周波数が低くなる。
【００５０】
したがって、図４において参照符号８０によりバイアス電流を標準値としたときのホール素子の周波数特性を表わすと、参照符号８１は、バイアス電流値を標準値よりも減少させたときの周波数特性となる。ＤＣモータ１は、ホール素子２４，２５，２６の出力波形を利用し電磁音の低減を図っているため、ホール素子のバイアス電流値と周波数の動作点をホール素子出力の波形が正弦波に近付く動作点８３の位置に設定している。
【００５１】
上述の画像形成装置の紙送り速度を、高精度印字等の目的により標準の速度よりも低くすると、つまり、ＤＣモータ１の回転速度を低く設定すると、動作点８４において動作することになる。動作点８４では、ホール素子の周波数特性が速く上述のホール素子の出力電圧波形が正弦波から歪んだ状態になり電磁音が大きくなり耳障りである。そこで、上述のホール素子のバイアス電流を減少させて周波数特性を低下させ、これにより動作点８５において駆動することにより、上述のホール素子の出力電圧波形を正弦波に近付けることができるため、電磁音の増大を抑制することができる。
【００５２】
図５は、動作点８３，８４，８５における上述のホール素子の出力電圧波形を示した図である。
参照符号６５は標準のバイアス電流値を示しており、その形状は正弦波に近い形状になっている。ＤＣモータ１の回転数を低くした場合は上述のホール素子の応答性が速くなるので、参照符号６６で示す台形波状の波形になる。そこで、上述の通りバイアス電流を低く設定することで、台形波状となった波形を正弦波状に近付けることができる。
【００５３】
図６は、ＤＣモータ１の回転数を通常回転数よりも低く設定したときに上述のホール素子のバイアス電流を減少させる切換えを行う回路図を示したものである。
【００５４】
トランジスタ８８，８９，９０は、ホール素子２４，２５，２６へのバイアス電流値の切換え用である。例えば高精細印字モード等を所望する場合において上述の画像形成装置の紙搬送速度を通常速度よりも低く設定したとき（ＤＣモータの回転数を減少させたとき）および／または感光ドラムの回転数を通常回転数よりも低く設定したときに、上述のバイアス電流切り換え信号ＢｓｗをＣＰＵ１１によってＨからＬに切換えることでトランジスタ８９，９０がターンオフする。さらに、トランジスタ８９がターンオフすることでトランジスタ８８をターンオフさせる。これにより、抵抗７０−２が抵抗７０−１と直列に接続され、抵抗７１−２が抵抗７１−１と直列に接続される。したがって、ホール素子２４，２５，２６に対する全体でのバイアス抵抗は、抵抗７０−１，７０−２，７１−１，７１−２が直列接続された値となり、バイアス電流が減少する。この結果、上述のホール素子の応答性は遅くなる。
【００５５】
以上、説明したようにＤＣモータの回転数が減少しても電磁音レベルが増大することを防ぐことができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図１、図２、図３、図６、図７、図８は本発明の第２実施形態を示すものであり、画像形成装置の印字速度を通常速度よりも大きく設定した場合（感光ドラムの回転数を通常よりも低く設定した場合、ＤＣモータにより紙搬送手段を駆動して該感光ドラム上に形成された静電潜像に基づいた可視像を該紙搬送手段により搬送される被記録材に転写するときの搬送速度を通常よりも低く設定した場合）でも、ホール素子のバイアス電流を減少させることで最大同期トルクの低減を抑制し、電気的なノイズに対する体制の低減を抑制することを説明する図である。
【００５７】
図１は、第２実施形態のＤＣモータ駆動回路のブロック図である。
モータドライバ２は、３相ＤＣモータ１の振動を軽減するように巻き線Ｕ相３、巻き線Ｖ相４、巻き線Ｗ相５に正弦波状の電流を供給する。３相ＤＣモータ１は感光ドラムおよび／または紙搬送手段の駆動源である。ＦＧパターン６は、３相ＤＣモータ１の回転数に比例した周波数の信号を出力する。ＦＧパターン６から出力された信号は、パルス状の信号に変換するためのＦＧアンプ７で波形整形されＦＧ信号８に変換される。
【００５８】
ＦＧ信号８は画像形成装置の制御を行っているＡＳＩＣ１０に設けられている速度ディスクリミネータ９へ入力される。速度ディスクリミネータ９は、ＦＧ信号８の周期とＡＳＩＣ１０内に予め設けられたＣＰＵ１１で設定された基準ＦＧ周期を比較して周期誤差を弁別し、予め設定された回転数が得られるように加速信号１２と減速信号１３を出力することで回転数制御を行う。上述の基準となるＦＧ周期は基準ＦＧ周期信号１８により速度ディスクリミネータ９へ送られる。また、ＣＰＵ１１よりモータのオン／オフは１９により速度ディスクリミネータ９へ伝達される。
【００５９】
チャージポンプ回路１４は、加速信号１２と減速信号１３に従いチャージポンプ用コンデンサ１５，１６を充放電させ、設定された回転数に対するエラー量をＤＣ電圧に変換する。また、抵抗１７はＤＣモータ系の帰還量の位相調節用である。トルクアンプ２０は、ＤＣ変換された電圧と基準電圧５３との差を増幅し、増幅された信号を電流制限コンパレータ２１へ出力する。
【００６０】
電流制限コンパレータ２１は過負荷時の過電流を検出する。電流制限抵抗５１は電流値を電圧へ変換し、変換された電圧が電流制限コンパレータ２１の反転端子で検出され、基準電圧５２よりも大きい場合に電流を遮断する。つまり過大な電流がＤＣモータ１に印加された時、設定された電流値以下になるように電流を遮断する。電流制限コンパレータ２１は、過負荷時以外はトルクアンプ２０の出力をそのまま、ホールアンプ２２とＰＷＭ駆動回路（ＰＷＭ発振器）２３へ出力する。
【００６１】
ホールアンプ２２は、トルクアンプ２０の出力ＤＣ電圧レベルに従って、ホール素子Ｕ相２４、ホール素子Ｖ相２５、ホール素子Ｗ相２６からの出力を増幅し、ＰＷＭコンパレータＵ相２７、ＰＷＭコンパレータＶ相２８、ＰＷＭコンパレータＷ相２９へ出力する。ホール素子２４，２５，２６は２４Ｖ電源３０とホール素子可変バイアス抵抗部７０，７１により電流を供給され、ロータの位置情報を電圧波形として出力する。ホール素子可変バイアス抵抗部７０，７１は、バイアス電流切り換え信号Ｂｓｗによりモータの回転数が変化すると上述のホール素子へのバイアス電流を切り換える回路構成を備えている。
【００６２】
ＰＷＭ駆動回路２３は、ＤＣモータ１のスイッチング駆動を行うための基準信号であるＰＷＭ信号３３を生成する。ＰＷＭ信号３３の周波数は、ＰＷＭ周波数設定抵抗３４とＰＷＭ周波数設定コンデンサ５４により設定される。
【００６３】
図２は、モータ巻き線３，４，５に正弦波状の電流を供給し、負荷の大小に従ってモータへの供給電力を制御する原理を説明するタイミングチャートである。
【００６４】
参照符号５５，５６，５７は、ホール素子Ｕ相２４，Ｖ相２５，Ｗ相２６の出力電圧をそれぞれの相においてチャージポンプ回路１４の出力電圧に比例した増幅率でホールアンプ２２により振幅増幅された擬似正弦波を示す。また、参照符号５８は、ＰＷＭ駆動回路２３により生成される三角波を示す。各相において、擬似正弦波５５，５６，５７とＰＷＭ三角波５８は、ＰＷＭコンパレータ２７，２８，２９により比較され、各相の巻き線印加電圧波形５９，６０，６１を生成し、各相の巻き線に電圧を印加する。参照符号６２，６３，６４は、上述の巻き線印加電圧によりＤＣモータ１の巻き線３，４，５に通電される巻き線電流を示す。
【００６５】
図３は、ホール素子の原理を説明する図である。
ホール素子７２には、バイアス電圧７３により電荷量ｑの電荷Ｑが注入される。電荷Ｑは、電荷Ｑの速度をｖとした場合、磁束密度Ｂの中ではローレンツ力ｆ（ｆ＝ｑ×ｖ×Ｂ）を発生させる。また、電子も同様にローレンツ力が発生し電荷Ｑとは逆の方向に同じ力を発生させる。
【００６６】
上述のローレンツ力により電荷と電子は互いに対向した面へ充電され、電界Ｅを発生させる。電界Ｅにより、電荷Ｑは力Ｆ（Ｆ＝ｑ×Ｅ）を発生させ、ローレンツ力ｆと電界Ｅによる力Ｆがつりあった状態で電荷Ｑは直進運動を行い、定電流が流れる。また、ホール素子７２の出力として、端子１００に正の電圧を、端子１０１に負の電圧を発生させる。
【００６７】
以上、説明したようにＤＣモータの主着磁付近の磁束密度が変化する磁場に設置した場合、ＤＣモータ１のロータとステータの相対位置を検知することができる。
【００６８】
図７は、ホール素子の周波数応答特性とホール素子バイアス点を示した図である。
図３で説明したようにホール素子の出力は、ローレンツ力により電荷が、電荷の速度ベクトルと磁束密度の外積方向に力を受け、やがて電極にチャージされ電圧が生じる。つまり、チャージされるまでに過渡的な時間経過を必要とするため、上述の磁束密度が変化する磁場においては、その周波数が高いほど応答性が劣化する。また、上述のホール素子のバイアス電流が少ないほど応答周波数が低くなる。
【００６９】
したがって、図４において参照符号８０によりバイアス電流を標準値としたときのホール素子の周波数特性を表わすと、参照符号８２は、バイアス電流値を標準値よりも増大させたときの周波数特性となる。ＤＣモータ１は、ホール素子２４，２５，２６の出力波形を利用し電磁音の低減を図っているため、ホール素子のバイアス電流値と周波数の動作点をホール素子出力の波形が正弦波に近付く動作点８３の位置に設定している。
【００７０】
上述の画像形成装置の紙送り速度を、高速印字等の目的により標準の速度よりも高くする、つまり、ＤＣモータ１の回転速度を増大させると、動作点８６においてで動作することになるが、ゲインが低下するため、上述のホール素子の出力電圧波形振幅が減少し、ＤＣモータ１の回路動作上最大同期トルクが減少し、更に、上述の画像形成装置外からのノイズの耐性が減少してしまう。そこで、上述のホール素子のバイアス電流を増大させることで、周波数特性を増大させ、動作点８７で駆動することにより上述のホール素子の出力電圧を増大させることで最大同期トルクの減少と上述のノイズ耐性の抑制を実現することができる。
【００７１】
図８は、動作点８３，８６，８７における上述のホール素子の出力電圧波形を示した図である。
【００７２】
参照符号６７は標準のバイアス電流値を示しており、その形状は正弦波に近い形状になっている。回転数を高くした場合、上述のホール素子の応答性が遅くなり、上述のホール素子の出力電圧波形振幅は参照符号６８で示すように小さくなってしまう（図７の動作点８６）。そこで、上述のバイアス電流を高くすることにより、上述の振幅を参照符号６９で示すように増大させることができる（図７の動作点８７）。
【００７３】
図６は、ＤＣモータ１の回転数が増大したときに上述のホール素子のバイアス電流を増大させる切換えを行う回路図を示したものである。
【００７４】
トランジスタ８８，８９，９０は、ホール素子２４，２５，２６へのバイアス電流値の切換えを行うためのものであり、上述の画像形成装置の紙搬送速度を例えば高速モード等において通常速度よりも高速に設定したとき（ＤＣモータの回転数を増大させたとき）および／または感光ドラムの回転数を通常回転数よりも大きく設定したときに、上述のバイアス電流を切り換え信号ＢｓｗをＣＰＵ１１によってＬからＨに切換えることでトランジスタ８９，９０がターンオンする。トランジスタ８９がターンオンするとトランジスタ８８をターンオンさせる。これにより、抵抗７０−２が短絡され、抵抗７１−２が短絡される。したがって、全体でのバイアス抵抗は、抵抗７０−１，７１−１だけが直列接続された値に減少し、バイアス電流が増大する。この結果、上述のホール素子の出力波形振幅は増大する。
【００７５】
以上、説明したようにＤＣモータの回転数が増大しても、最大同期トルクが低下することと、電気的なノイズによる耐性が低下することを防ぐことができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項１〜３に係る画像形成装置および請求項７〜９に係るＤＣモータの駆動制御回路によれば、印字速度を通常よりも低く設定する場合、つまり、第１および／または第２のＤＣモータの回転数を通常よりも低く設定する場合でも、ホール素子バイアス電流の値を低減させることでホール素子の応答速度を低下させホール素子の出力電圧の急峻な変化を抑制することができる。つまり、各相電流の立ち上がり立下りを緩やかにすることが出来るため、電磁音を抑制できる効果がある。
【００７７】
本発明の請求項４〜６に係る画像形成装置および請求項１０〜１２に係るＤＣモータの駆動制御回路によれば、印字速度を通常よりも高く設定する場合、つまり、第１および／または第２のＤＣモータの回転数を通常よりも大きく設定する場合でも、ホール素子バイアス電流の値を増大させることでホール素子の出力電圧を増大させ、最大同期トルクの低下やノイズに対する耐性の低下を抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２実施形態に係る画像形成装置を駆動するためのＤＣモータ駆動回路のブロック図である。
【図２】本発明の第１および第２実施形態、並びに従来例に係るＰＷＭ駆動を説明するタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１および第２実施形態に係るホール素子の駆動原理を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るホール素子の周波数応答性を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るホール素子の出力電圧を示したタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１および第２実施形態に係るホール素子へのバイアス電流を切り換える回路を示した回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るホール素子の周波数応答性を示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るホール素子の出力電圧を示したタイミングチャートである。
【図９】従来の技術におけるＤＣモータ駆動回路のブロック図である。
【符号の説明】
１  ３相ＤＣモータ
２  モータドライバ
３  巻き線Ｕ相
４  巻き線Ｖ相
５  巻き線Ｗ相
６  ＦＧパターン
７  ＦＧアンプ
８  ＦＧ信号
９  速度ディスクリミネータ
１０  ＡＳＩＣ
１１  ＣＰＵ
１２  加速信号
１３  減速信号
１４  チャージポンプ回路
１５，１６  チャージポンプ用コンデンサ
１７  チャージポンプ用位相調整抵抗
１８  基準ＦＧ周期信号
１９  モータのオン／オフ信号
２０  トルクアンプ
２１  電流制限コンパレータ
２２  ホールアンプ
２３  ＰＷＭ駆動回路（ＰＷＭ発振器）
２４  ホール素子Ｕ相
２５  ホール素子Ｖ相
２６  ホール素子Ｗ相
２７  ＰＷＭコンパレータ（Ｕ相）
２８  ＰＷＭコンパレータ（Ｖ相）
２９  ＰＷＭコンパレータ（Ｗ相）
３０  ２４Ｖ電源
３１，３２  ホール素子バイアス用抵抗
３３  ＰＷＭ信号
３４  ＰＷＭ周波数設定抵抗
３５  プリドライバ
３６  上側ＦＥＴ＿Ｕ相
３７  上側ＦＥＴ＿Ｖ相
３８  上側ＦＥＴ＿Ｗ相
３９  下側ＦＥＴ＿Ｕ相
４０  下側ＦＥＴ＿Ｖ相
４１  下側ＦＥＴ＿Ｗ相
４２  ツェナーダイオード（Ｕ相）
４３  ツェナーダイオード（Ｖ相）
４４  ツェナーダイオード（Ｗ相）
４５  昇圧回路
４６  昇圧用オシレータ
４７  バイパスコンデンサ
４８  整流ダイオード
４９  直流バイアスダイオード
５０  昇圧コンデンサ
５２，５３  基準電圧
５４  ＰＷＭ周波数設定コンデンサ
５５  ＰＷＭ駆動用Ｕ相擬似正弦波
５６  ＰＷＭ駆動用Ｖ相擬似正弦波
５７  ＰＷＭ駆動用Ｗ相擬似正弦波
５８  ＰＷＭ駆動用三角波
５９  巻き線印加電圧波形（Ｕ相）
６０  巻き線印加電圧波形（Ｖ相）
６１  巻き線印加電圧波形（Ｗ相）
６２  Ｕ相巻き線電流
６３  Ｖ相巻き線電流
６４  Ｗ相巻き線電流
６５  通常回転時のホール素子動作点出力波形
６６  回転数を減少させた場合のホール素子動作点出力波形
６７  回転数およびバイアス電流を減少させた場合のホール素子動作点出力波形
６８  回転数を増大させた場合のホール素子動作点出力波形
６９  回転数およびバイアス電流を増大させた場合のホール素子動作点出力波形
７０  電源側のホール素子可変バイアス抵抗部
７０−１，７０−２，７１−１，７１−２  バイアス抵抗
７１  ＧＮＤ側のホール素子可変バイアス抵抗部
７２  ホール素子（ホール素子半導体）
７３  バイアス電圧
８０  バイアス電流を標準値としたときのホール素子周波数応答特性
８１  バイアス電流を減少させた場合のホール素子周波数応答特性
８２  バイアス電流を増大させた場合のホール素子周波数応答特性
８３  通常回転時のホール素子周波数応答特性
８４  回転数を減少させた場合のホール素子周波数応答特性
８５  回転数およびバイアス電流を減少させた場合のホール素子周波数応答特性
８８，８９，９０  ホール素子バイアス切換え用トランジスタ
１００  ホール素子の正電圧出力端子
１０１  ホール素子の負電圧出力端子
Ｂ  磁束密度
Ｅ  電界
Ｆ  電荷が電界から受ける力
ｆ  ローレンツ力
Ｑ  電荷
ｖ  電荷の速度
【図１】
0004307004.tif 000002
【図２】
0004307004.tif 000003
【図３】
0004307004.tif 000004
【図４】
0004307004.tif 000005
【図５】
0004307004.tif 000006
【図６】
0004307004.tif 000007
【図７】
0004307004.tif 000008
【図８】
0004307004.tif 000009
【図９】
0004307004.tif 000010