特許 7484121 モーター駆動装置、画像形成装置および励磁周波数制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】モーター駆動装置、画像形成装置および励磁周波数制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 8/18 20060101AFI20240509BHJP

【ＦＩ】

H02P8/18

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019185836

(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公開番号】P2021061714

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-20

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張 光栄

(72)【発明者】

【氏名】吉田 一充

(72)【発明者】

【氏名】橘 優太

(72)【発明者】

【氏名】吉川 博之

(72)【発明者】

【氏名】宮島 聡司

【審査官】保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０９９７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２４５５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０９８２６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１３６１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１７３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２９８６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動周波数に基づいて回転する回転軸を有するステッピングモーターと、
前記ステッピングモーターの定電流制御のための励磁周波数を制御する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、
前記励磁周波数の設定値より大きい第１周波数であって、駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以上となる第１周波数と、前記設定値より小さい第２周波数であって、前記駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以下となる第２周波数とを決定し、
前記第１周波数と前記第２周波数との範囲を前記励磁周波数の変化範囲として決定し、
前記第２周波数に対応する回転速度から前記第１周波数に対応する回転速度までの範囲を、前記変化範囲に対応する、前記ステッピングモーターの回転速度の範囲として決定し、
決定した前記変化範囲において、前記励磁周波数を時間変化させる、
モーター駆動装置。

【請求項2】

前記駆動制御部は、前記励磁周波数の時間変化を一定周期で繰り返す、
請求項１に記載のモーター駆動装置。

【請求項3】

前記駆動制御部は、前記励磁周波数を時間変化させない場合における前記ステッピングモーターの振動時間に応じて前記一定周期を決定する、
請求項２に記載のモーター駆動装置。

【請求項4】

前記駆動制御部は、時間変化させた前記励磁周波数に基づく励磁周期が整数個分収まるように前記一定周期を決定する、
請求項２または請求項３に記載のモーター駆動装置。

【請求項5】

前記整数は、２のべき乗である、
請求項４に記載のモーター駆動装置。

【請求項6】

前記駆動制御部は、時間経過につれ前記励磁周波数を大きくするように変化させる第１周期と、時間経過につれ前記励磁周波数を小さくするように変化させる第２周期とを交互に繰り返す三角波を構成するように前記励磁周波数を制御する、
請求項２～５の何れか１項に記載のモーター駆動装置。

【請求項7】

前記駆動制御部は、時間経過につれ前記励磁周波数を大きくする、または、小さくするように変化するノコギリ波を構成するように前記励磁周波数を制御する、
請求項２～５の何れか１項に記載のモーター駆動装置。

【請求項8】

前記駆動制御部は、時間経過につれ前記励磁周波数を大きくするように変化させる第１周期と、時間経過につれ前記励磁周波数を小さくするように変化させる第２周期とを交互に繰り返す正弦波を構成するように前記励磁周波数を制御する、
請求項２～５の何れか１項に記載のモーター駆動装置。

【請求項9】

前記駆動制御部は、時間経過につれランダムに変化するように前記励磁周波数を制御する、
請求項２～５の何れか１項に記載のモーター駆動装置。

【請求項10】

請求項１～９の何れか１項に記載のモーター駆動装置を備える、
画像形成装置。

【請求項11】

駆動周波数に基づいて回転する回転軸を有するステッピングモーターを備えるモーター駆動装置の励磁周波数制御方法であって、
前記ステッピングモーターの定電流制御のための励磁周波数を制御し、
前記励磁周波数の設定値より大きい第１周波数であって、駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以上となる第１周波数と、前記設定値より小さい第２周波数であって、前記駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以下となる第２周波数とを決定し、
前記第１周波数と前記第２周波数との範囲を前記励磁周波数の変化範囲として決定し、
前記第２周波数に対応する回転速度から前記第１周波数に対応する回転速度までの範囲を、前記変化範囲に対応する、前記ステッピングモーターの回転速度の範囲として決定し、
決定した前記変化範囲において、前記励磁周波数を時間変化させる励磁周波数制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モーター駆動装置、画像形成装置および励磁周波数制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステッピングモーターを所定の速度領域で駆動させた場合、ステッピングモーターの振動が発生することが課題となっている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載の構成では、ステッピングモーターの回転速度に応じてチョッピング周波数（励磁周波数）の設定値を変化させる構成が開示されている。また、特許文献２に記載の構成では、モーターの駆動周波数を拡散する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平７－２９８６９１号公報

【文献】特開２０１０－２２４４７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、モーターの振動を検出する装置が必要になる。また、装置の負荷等の要素変動に起因して、モーター振動時の励磁周波数がずれた場合、変化後の励磁周波数で振動が発生するおそれがある。

【0006】

また、特許文献２に記載の構成では、モーターの駆動周波数を拡散させて変更すると、モーターの回転速度が変動して位置精度が悪化するおそれがある。

【0007】

本発明の目的は、ステッピングモーターの回転速度を変動させることなく、ステッピングモーターにおける振動の発生を抑制することが可能なモーター駆動装置、画像形成装置および励磁周波数制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るモーター駆動装置は、
駆動周波数に基づいて回転する回転軸を有するステッピングモーターと、
前記ステッピングモーターの定電流制御のための励磁周波数を制御する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、
前記励磁周波数の設定値より大きい第１周波数であって、駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以上となる第１周波数と、前記設定値より小さい第２周波数であって、前記駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以下となる第２周波数とを決定し、
前記第１周波数と前記第２周波数との範囲を前記励磁周波数の変化範囲として決定し、
前記第２周波数に対応する回転速度から前記第１周波数に対応する回転速度までの範囲を、前記変化範囲に対応する、前記ステッピングモーターの回転速度の範囲として決定し、
決定した前記変化範囲において、前記励磁周波数を時間変化させる。

【0009】

本発明に係る画像形成装置は、
上記のモーター駆動装置を備える。

【0010】

本発明に係る励磁周波数制御方法は、
駆動周波数に基づいて回転する回転軸を有するステッピングモーターを備えるモーター駆動装置の励磁周波数制御方法であって、
前記ステッピングモーターの定電流制御のための励磁周波数を制御し、
前記励磁周波数の設定値より大きい第１周波数であって、駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以上となる第１周波数と、前記設定値より小さい第２周波数であって、前記駆動周波数を変化させて前記ステッピングモーターの振動が所定の振動レベル以下となる第２周波数とを決定し、
前記第１周波数と前記第２周波数との範囲を前記励磁周波数の変化範囲として決定し、
前記第２周波数に対応する回転速度から前記第１周波数に対応する回転速度までの範囲を、前記変化範囲に対応する、前記ステッピングモーターの回転速度の範囲として決定し、
決定した前記変化範囲において、前記励磁周波数を時間変化させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ステッピングモーターの回転速度を変動させることなく、ステッピングモーターにおける振動の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。

【図2】本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。

【図3】励磁周波数の時間変化を示す図である。

【図4】励磁周波数に基づくパルス信号を示す図である。

【図5】回転速度の振動の様子を示す図である。

【図6】励磁周波数を設定値とした場合における回転速度の周波数解析結果を示す図である。

【図7】励磁周波数を時間変化させた場合における回転速度の周波数解析結果を示す図である。

【図8】励磁周波数の時間変化を一定周期毎に繰り返す様子を示す図である。

【図9】励磁周波数の変化範囲の決定方法について説明するための図である。

【図10】励磁周波数の一定周期の決定方法について説明するための図である。

【図11】励磁周波数の時間変化の変形例を示す図である。

【図12】励磁周波数の時間変化の変形例を示す図である。

【図13】励磁周波数の時間変化の変形例を示す図である。

【図14】励磁周波数の時間変化の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

【0014】

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

【0015】

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

【0016】

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、制御部１０１およびモーター駆動装置２００を備える。

【0017】

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

【0018】

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

【0019】

図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

【0020】

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

【0021】

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

【0022】

図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

【0023】

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

【0024】

図１に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

【0025】

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

【0026】

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

【0027】

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

【0028】

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

【0029】

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

【0030】

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

【0031】

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

【0032】

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

【0033】

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

【0034】

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

【0035】

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

【0036】

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

【0037】

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

【0038】

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

【0039】

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

【0040】

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

【0041】

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

【0042】

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

【0043】

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

【0044】

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

【0045】

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

【0046】

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。

【0047】

給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

【0048】

また、用紙搬送部５０における複数の搬送ローラー対は、モーター駆動装置２００によって駆動される。モーター駆動装置２００は、ステッピングモーター２１０と、駆動制御部２２０とを有する。

【0049】

ステッピングモーター２１０は、制御部１０１から指令された駆動周波数に基づいて回転する回転軸を有し、所定の搬送ローラー対における駆動軸を駆動させる。駆動軸は、回転軸のギヤと噛み合うギヤを有しており、ステッピングモーター２１０の駆動力によって回転駆動する。

【0050】

駆動制御部２２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えている。駆動制御部２２０は、予め設定されたプログラムに基づいて、ステッピングモーター２１０の駆動および励磁周波数を制御する。

【0051】

駆動制御部２２０は、制御部１０１から指令された駆動周波数の信号をステッピングモーター２１０に入力する。当該信号が入力されることでステッピングモーター２１０は回転駆動する。

【0052】

駆動制御部２２０は、ステッピングモーター２１０の定電流制御のための励磁周波数を制御する。駆動制御部２２０は、所定の設定値（例えば、４８ｋＨｚ）に設定された励磁周波数に基づくパルス信号を、ステッピングモーター２１０の図示しない駆動回路に入力する。当該パルス信号が入力されて駆動回路がオン／オフされることで、ステッピングモーター２１０の定電流制御が行われる。

【0053】

駆動制御部２２０は、励磁周波数を時間変化させる。具体的には、図３に示すように、駆動制御部２２０は、励磁周波数の設定値より大きい第１周波数から、設定値より小さい第２周波数までの変化範囲内において、一定周期の間、励磁周波数を時間変化させる。

【0054】

第１周波数は、例えば、設定値よりも所定値大きい値である。第２周波数は、例えば、設定値よりも所定値小さい値である。所定値は、例えば、設定値の２．４％程度の値であり、後述するステッピングモーター２１０の回転速度に基づく回転周波数の振動幅に応じて適宜設定される。

【0055】

図４に示すように、設定値のままの励磁周波数であると、同じ幅のパルス信号となるが、励磁周波数を時間変化させると、パルス信号の幅が徐々に変化していく。

【0056】

ステッピングモーター２１０が１回転する時間内において、上記のパルス信号は、設定値に応じた個数分、駆動回路に入力される。しかし、何らかの要因等により、ステッピングモーター２１０が１回転する時間と、上記のパルス信号のタイミングがずれて、当該時間内におけるパルス信号の個数が変動する場合がある。

【0057】

何らかの要因としては、モーター駆動装置２００にかかる負荷の変動、ステッピングモーター２１０への印加電圧、印加電流のバラツキ、モーター駆動装置２００の周囲の環境の変化等が挙げられる。

【0058】

ステッピングモーター２１０が中速で駆動される場合、ステッピングモーター２１０が１回転する時間内において、設定値である励磁周波数に基づくパルス信号の個数がばらつくと、ステッピングモーター２１０の振動が発生するおそれがある。

【0059】

ステッピングモーター２１０が中速で駆動される範囲は、ステッピングモーター２１０が１回転する時間内において、設定値の励磁周波数に基づくパルス信号が所定個（例えば、５個等）、駆動回路に入力されるような範囲である。

【0060】

例えば、ステッピングモーター２１０の回転速度が中速より遅い低速で駆動される場合、ステッピングモーター２１０の１回転毎の時間が長くなる分、当該時間内に上記のパルス信号が所定個より多くの数（例えば、２０個等）が駆動回路に入力される。

【0061】

そのため、設定値の励磁周波数に基づくパルス信号の個数がずれたとしても、パルス信号の変動率が、中速の場合と比較すると、十分に小さいものとなる。言い換えると、中速の場合、低速よりもパルス信号の変動率が十分に大きいものとなるので、ステッピングモーター２１０の振動の発生が顕著なものとなる。

【0062】

また、ステッピングモーター２１０の回転速度が中速より速い高速で駆動される場合、ステッピングモーター２１０の１回転毎の時間が短くなる分、当該時間内に上記のパルス信号が所定個より少ない数（例えば、１個等）が駆動回路に入力される。

【0063】

そのため、設定値の励磁周波数に基づくパルス信号の個数がずれにくいので、ステッピングモーター２１０の振動が発生しない。

【0064】

このように、回転速度を、低速と高速との間である中速でステッピングモーター２１０を駆動する場合、ステッピングモーター２１０の振動が発生しやすい。

【0065】

このような振動は、例えば、図５に示すように、時間が経過するにつれ、振動が大きくなることが実験的に確認されている。図５では、ステッピングモーター２１０が中速に到達した時間Ｔ１以降、徐々に振動が大きくなっている例を示している。

【0066】

また、ステッピングモーター２１０の励磁周波数を変更すると、ステッピングモーター２１０の振動が発生する回転速度が変動することが実験的に確認されている。

【0067】

例えば、図６に示すように、ステッピングモーター２１０の回転速度の変動において周波数解析（ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析）を施した場合、励磁周波数を変動させることで、振動の発生を示すピークの位置が変わることが確認されている。

【0068】

図６に示す例では、励磁周波数を設定値よりも小さくした場合、回転速度（回転周波数）が小さい側でピークが発生し、励磁周波数を設定値よりも大きくした場合、回転速度（回転周波数）が大きい側でピークが発生している。つまり、励磁周波数を変化させることで、ピークの発生位置がずれる現象が実験的に確認されている。

【0069】

この現象に基づいて、本実施の形態では、ステッピングモーター２１０の励磁周波数を時間変化させることで、中速で回転する際の振動（ピーク）が大きくなる前に、励磁周波数が変化する。

【0070】

こうすることで、図７に示すように、ステッピングモーター２１０の振動レベルが大きくなる前に、励磁周波数が変化するので、当該振動レベルが大きくなることを抑制することができ、ひいてはステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0071】

また、励磁周波数の設定値が変化するだけだと、何らかの要因に起因して、変化後の励磁周波数において、ステッピングモーター２１０の振動が発生する場合がある。例えば、図６に示す破線部分のピークに対応する励磁周波数に設定値を変化させた際に、ピークの発生位置がずれることにより当該破線のピークが発生したような場合である。

【0072】

しかし、本実施の形態では、励磁周波数を時間変化させるので、振動の発生位置が変化した場合でも、当該発生位置で振動（ピーク）が大きくなる前に、励磁周波数が変化する。これにより、ステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0073】

また、図８に示すように、駆動制御部２２０は、上記の励磁周波数の時間変化を一定周期毎に繰り返す。具体的には、駆動制御部２２０は、時間経過につれ励磁周波数を小さくするように変化するノコギリ波を構成するように前記励磁周波数を制御する。

【0074】

このようにすることで、励磁周波数が特定の周波数で固定されることがなくなるので、振動の発生位置が変化しても、当該発生位置に対応する周波数に励磁周波数が設定されることがなくなる。その結果、ステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0075】

また、駆動制御部２２０は、ステッピングモーター２１０の回転数に基づく回転周波数の振動幅に基づいて、励磁周波数の変化範囲を決定する。振動幅は、例えば図９に示すように、ＦＦＴ解析に基づく振動レベルが所定レベル以上となる部分の周波数幅を示す。

【0076】

所定レベルは、例えば、ステッピングモーター２１０の振動をユーザーが認識可能な程度の振動レベルであり、適宜設定可能である。また、振動幅は、例えば、予め実験等で定められた値である。

【0077】

駆動制御部２２０は、上記の振動幅より広く、かつ、当該振動幅を含む範囲を励磁周波数の変化範囲に対応する回転速度の範囲として決定する。本実施の形態では、上記したように、変化範囲は、設定値より所定値大きい第１周波数から、設定値より所定値小さい第２周波数までの範囲である。

【0078】

第１周波数に対応する回転速度は、振動幅の上限よりも大きい回転周波数となり、第２周波数に対応する回転速度は、振動幅の下限よりも小さい回転周波数となる。

【0079】

こうすることで、ステッピングモーター２１０の振動が発生する可能性がある振動幅の外側に励磁周波数に対応する回転速度が位置する期間が確実に発生する。その結果、励磁周波数に対応する回転速度を振動幅の外側に確実に移動させることができ、ひいてはステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0080】

また、駆動制御部２２０は、励磁周波数を時間変化させない場合におけるステッピングモーター２１０の振動時間に応じて一定周期を決定する。駆動制御部２２０は、例えば、図１０におけるステッピングモーター２１０の振動の２回分に相当する時間よりも小さくなるように一定周期を決定する。なお、一定周期は、これに限定されず、適宜設定しても良い。

【0081】

例えば、一定周期を、ステッピングモーター２１０の振動開始から、振動が十分に大きくなる時間までの間とすると、励磁周波数を時間変化させても、励磁周波数の時間変化量が小さくなる。そのため、励磁周波数がステッピングモーター２１０の振動幅内に止まる時間も長くなるので、ステッピングモーター２１０の振動が発生するおそれがある。

【0082】

それに対し、本実施の形態では、一定周期を、ステッピングモーター２１０の振動開始から、振動がさほど大きくならない程度の時間までの間とするので、励磁周波数を時間変化させた場合の時間変化量が大きくなる。そのため、励磁周波数がステッピングモーター２１０の振動幅内に止まる時間も短くなるので、ステッピングモーター２１０の振動が発生することを抑制しやすくすることができる。

【0083】

また、駆動制御部２２０は、時間変化させた励磁周波数に基づく１周期分のパルス信号（励磁周期）が２のべき乗個（整数個）分収まるように一定周期を決定する。

【0084】

例えば、励磁周波数の設定値が４８ｋＨｚである場合、パルス信号の１周期に相当する時間は、１／４８ｋ＝０．０２０８３ｍｓｅｃとなる。

【0085】

ここで、パルス信号の数を２の６乗個である、６４個とすると、一定周期は、０．０２０８３ｍと６４の積である、１．３３３ｍｓｅｃとなる。

【0086】

このように一定周期を決定することで、１つのパルス信号の周期の途中で、一定周期が終わることを抑制することができる。また、パルス信号を２のべき乗個とすることで、ＣＰＵ等により処理しやすくすることができる。

【0087】

以上のように構成された本実施の形態によれば、励磁周波数を時間変化させることで、ステッピングモーター２１０の回転周波数における振動レベルのピークの発生位置から、設定される励磁周波数を変化させることができる。

【0088】

すなわち、ステッピングモーター２１０の振動レベルが大きくなる前に励磁周波数を変化させることができるので、ステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0089】

また、励磁周波数を時間変化させるので、ある特定の励磁周波数で固定されることがなくなる。その結果、何らかの要因によりステッピングモーター２１０の振動の発生位置が変化した場合でも、ステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0090】

なお、上記実施の形態では、時間経過につれ励磁周波数を小さくするように変化するノコギリ波を構成するように励磁周波数を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、時間経過につれ励磁周波数を大きくするように変化するノコギリ波を構成するように励磁周波数を制御しても良い。

【0091】

また、上記実施の形態では、時間経過につれノコギリ波を構成するように励磁周波数を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１２に示すように、駆動制御部２２０は、第１周期と、第２周期とを交互に繰り返す三角波を構成するように励磁周波数を制御しても良い。また、図１３に示すように、駆動制御部２２０は、第１周期と、第２周期とを交互に繰り返す正弦波を構成するように励磁周波数を制御しても良い。

【0092】

駆動制御部２２０は、第１周期においては、時間経過につれ励磁周波数を大きくするように変化させる。駆動制御部２２０は、第２周期においては、時間経過につれ励磁周波数を小さくするように変化させる。

【0093】

このようにしても、励磁周波数を時間変化させて、ステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0094】

また、図１４に示すように、駆動制御部２２０は、時間経過につれランダムに変化するように励磁周波数を制御しても良い。

【0095】

このようにしても、励磁周波数を時間変化させて、ステッピングモーター２１０の振動の発生を抑制することができる。

【0096】

また、上記実施の形態では、駆動制御部２２０がステッピングモーター２１０を駆動させていたが、本発明はこれに限定されず、制御部１０１がステッピングモーター２１０を駆動させても良い。

【0097】

また、上記実施の形態では、モーター駆動装置２００が用紙搬送部５０を駆動させていたが、本発明はこれに限定されず、その他の部分を駆動させても良い。

【0098】

また、上記実施の形態では、モーター駆動装置２００が画像形成装置１に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、画像形成装置以外の装置に設けられていても良い。

【0099】

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0100】

１ 画像形成装置
１０１ 制御部
２００ モーター駆動装置
２１０ ステッピングモーター
２２０ 駆動制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】