馬達控制裝置、圖像形成裝置、馬達控制方法

2023-04-30 08:34:31 7

專利名稱：馬達控制裝置、圖像形成裝置、馬達控制方法
技術領域：
本說明書記載的實施方式涉及馬達驅動控制技術。
背景技術：
在現有技術中，考慮環境溫度的變化和產品波動等，假設對象物在最大負荷下可動，來設定作為對象物的驅動源的馬達的電流值。並且，如果從溫度信息計算扭矩等裝置負荷，則通過測定對象物附近或表面的溫度，計算出裝置負荷。前者的情況下，即使當環境溫度高驅動對象物的負荷不高時，供給馬達的電力也被同樣消耗，因此在能源消耗方面存在問題。後一種方法雖然是通過檢測到的溫度信息計算裝置的負荷，並設定與裝置負荷對應的電流值，但有時無法準確地檢測驅動對象物的表面溫度和內部溫度的溫度差，算出的裝置負荷與實際值不同，結果存在設定電流不是最適合的問題。

發明內容
本實施方式的馬達控制裝置具有測量未執行作業的期間的計時器；檢測對象物的溫度的傳感器；獲取計時器測量的時間信息和傳感器檢測的溫度信息的獲取部；以及驅動控制部，驅動控制部基於獲取部獲取的時間信息和溫度信息，確定對象物所具備的馬達的電流值，並將與該所確定的電流值相應的電壓電平施加給馬達的驅動元件來控制馬達電流值。


圖1是圖像形成裝置的結構示例圖；圖2是示出實施方式的圖像處理裝置所具有的馬達控制裝置的構成例的框圖；圖3是實施方式的馬達控制裝置的操作的示例流程圖；圖4是用於根據環境溫度和放置時間求得電機驅動電流值的表格的一個示例圖；圖5A、圖5B是放置時間和環境溫度的狀態的關係的示例
圖6是用於根據環境溫度和放置時間算出馬達驅動電流值的函數式的一個示例圖。
具體實施例方式圖1是示出本實施方式的圖像形成裝置(MFP =Multi Function Peripheral (多功能外設))的簡要構成的縱截面圖。如圖1所示，本實施方式的圖像形成裝置100具備讀取部R和圖像形成部P。讀取器R具有掃描讀取紙張原稿及書本原稿的圖像的功能。讀取器R具備包括多個反射鏡和攝像元件的掃描光學系統10，並具備可將原稿自動輸送到指定放置位置的自動原稿輸送裝置9 (ADF :Auto Document Feeder (自動原稿進給器))。經掃描光學系統10讀取放置在原稿託盤RT上、由自動原稿搬送裝置9自動搬送的原稿或放置在沒有圖示的原稿臺上的原稿的圖像。圖像形成部P具有根據通過讀取部R從原稿讀取的圖像和從 外部設備發送到圖像形成裝置100的圖像數據等在薄片上形成顯影劑圖像的功能。並且，圖像形成部P具備感光體2Y 2K、顯影輥3Y 3K、混合器4Y 4K、中間轉印帶6、定影裝置7和排出託盤8。並且圖像形成裝置100具有控制板800，控制板800包括作為運算處理裝置(例如 CPU (Central Processing Unit (中央處理器))、MPU (Micro Processing Unit (微處理器)) 的處理器 801、ASIC(Application Specific Integrated Circuit (專用集成電路))802 以及作為非易失性存儲裝置的FROM (Flash Read Only Memory (閃速只讀存儲器))803、作為易失性存儲裝置的SRAM (Static Random Access Memory (靜態隨機存取存儲器))806。處理器801具有進行圖像形成裝置100的各種處理的作用，還具有通過執行預先存儲在FROM 803中的程序以及把SRAM 806用作工作領域來實現各種功能的作用。除此以外，FROM 803、 SRAM 806的各存儲部還可以由DRAM (Dynamic Random Access Memory (動態隨機存取存儲器))、VRAM (Video RAM (視頻隨機存取存儲器))和硬碟驅動器等構成，具有保存圖像形成裝置100中使用的各種信息和程序的功能。並且，圖像形成裝置100具有控制面板810。控制面板810接受來自用戶的指示的同時，向用戶顯示處理內容。以下，作為本實施方式的圖像形成裝置100的處理的一個例子，對複印處理的概要進行說明。首先，由拾取輥51拾取的薄片供給至薄片輸送路徑內，供給至薄片輸送路線內的薄片藉助多個輥對向指定的搬送方向搬送。然後，由掃描光學系統10讀取由自動原稿搬送裝置9連續自動搬送來的多張薄片原稿的圖像。接著，控制板800對通過獲取部R從原稿讀取的圖像數據實施規定的圖像處理。然後，在用於將Y (黃色)、M (品紅色)、C (青色)和K (黑色)的顯影劑圖像轉印在薄片上的感光體2Y、2M、2C和2K的感光面上形成圖像處理後的數據的靜電潛像。隨後，經顯影器裡的混合器4Y 4K攪拌過的顯影劑通過顯影輥(所謂磁輥)3Y 3K供給到已如上述那樣形成靜電潛影的感光體2Y 2K上。這樣讓感光體的感光面上形成的靜電潛影顯影。這樣感光體上形成的顯影劑圖像轉印到中間轉印帶6的帶表面上(所謂的一次印刷)，通過中間轉印帶的旋轉搬送來的顯影劑圖像在指定的二次轉印位置T轉印到搬送來的薄片上。轉印到薄片上的顯影劑圖像由定影裝置7加熱定影在薄片上。顯影劑圖像加熱定影后的薄片被多個輸送輥對輸送到輸送路徑內，依次排出到排出託盤8上。
在本實施方式中，定影裝置7的附近設有溫度傳感器TEl。溫度傳感器TEl隨時測量定影裝置7的溫度和定影裝置7周邊的溫度(以下稱為環境溫度)。接下來 ，參照圖2的框圖說明圖像形成裝置100所具備的馬達控制裝置的構成例。 在本實施方式中，以控制對象物是定影裝置7進行說明。如圖2所示，定影裝置7包括具有加熱輥和加壓輥對的定影單元71、作為定影單元71的驅動源的馬達72和作為馬達72的驅動元件的馬達驅動器20，在以下的說明中，對設定並控制馬達72的電流值的方法進行說明。對象物並不局限於此，只要是通過馬達驅動的裝置，則可以是任何裝置。並且，馬達72 是由可以根據電壓電平改變驅動電流值的馬達驅動器20控制的步進馬達，這種作為驅動源的馬達優選是步進馬達。馬達控制裝置101具有檢測部30和驅動控制部31。檢測部30具有放置時間測定計時器82 (定時器)、溫度傳感器TEl (傳感器)和放置時間/溫度檢測模塊83 (獲取部)。放置時間測定計時器82測量從圖像形成裝置100 轉變為就緒狀態起到印刷作業執行開始為止的期間，也就是說測量還沒有執行作業的期間 (以下，放置時間)。放置時間測定計時器82在本實施方式中對應於處理器801的硬體時鐘。本實施方式中所謂的就緒狀態，是指接通畫像形成裝置100的主電源並初始化後的待機狀態等，是雖然印刷作業沒有執行但隨時可以進行印刷作業的狀態。溫度傳感器TEl檢測定影裝置7的環境溫度。放置時間/溫度檢測模塊83從放置時間測定計時器82和溫度傳感器TEl獲取放置時間數據和環境溫度數據，將這些數據輸出到驅動控制部31。放置時間/溫度檢測模塊83在本實施方式中通過程序安裝，並在處理器801中執行運算。驅動控制部31具有轉換表81、馬達控制模塊84和電壓電平輸出電路90。轉換表81是環境溫度和放置時間與馬達72的驅動電流值的關聯表，是用於從環境溫度和放置時間導出驅動電流值的表。轉換表81裡的各數據預先存儲在FROM 803內， 供處理器801使用。並且，FROM 803內存儲了根據紙張搬送速度和對象物不同而不同的多個轉換表，根據預定義的模式(以下稱為驅動模式)從多個轉換表中選擇一個使用。用戶可以選擇驅動模式，並且，圖像形成裝置100自身可以切換驅動模式。驅動模式有諸如高溫且低速地將色調劑定影在薄片上的模式和在高速下執行印刷的模式等各種類型。馬達控制模塊84從放置時間/溫度檢測模塊83獲取放置時間數據和環境溫度數據，判斷定影裝置7的冷卻程度。即馬達控制模塊84根據存儲在轉換表81中的對應關係， 從放置時間數據、環境溫度數據導出馬達驅動電流值。馬達控制模塊84通過程序安裝，在處理器801中執行運算。馬達控制模塊84根據導出的馬達驅動電流值，將三種信號(本實施方式中稱A C信號)中的僅一種信號或者A和B、B和C等組合信號輸出到電壓電平輸出電路90。信號的數量以及組合有無的方式不限於此。電壓電平輸出電路90把與從馬達控制模塊84輸出的A C信號對應的電壓電平輸出到馬達驅動器20的設定端子。如圖2所示，電壓電平輸出電路90具有多個電阻。以根據A C各信號或A C的各信號組合使輸出至馬達傳動器20的電壓電平不同的方式設定各電阻的電阻值。馬達驅動器20從馬達控制模塊84獲取控制信號，並以該控制信號為觸發，將取決於從設定端子獲取的電壓的驅動電流施加給馬達72。雖然馬達驅動器20採用的是能夠通過改變設定端子的電源電壓使馬達驅動電流變化的形式，但不限於此方式，也可以是其它形式。馬達控制裝置101安裝在包括FROM 803,SRAM 806和處理器801的控制板800中。接著，參照圖3的流程圖，說明馬達控制裝置101的操作示例。處理器801判斷圖像形成裝置100是否成為就緒狀態(ACTl)。由圖中未示出的其他機構控制圖像形成裝置100的各狀態(就緒狀態、休眠狀態和作業執行狀態等)，處理器 801來判斷狀態的變遷。當變成就緒狀態時(ACT1中的是)，放置時間測定計時器82通過放置時間/溫度檢測模塊83的控制開始計時(ACT2)。接著，由處理器801進行印刷作業有無的判定(ACT3)。在直到印刷作業生成為止的期間內(ACT3中否的循環)，溫度傳感器TEl的溫度測量按照指定間隔隨時進行，放置時間/溫度檢測模塊83從溫度傳感器TEl隨時獲取環境溫度的數據。當印刷作業生成時 (ACT3的是)，放置時間/溫度檢測模塊83停止放置時間測定計時器82 (ACT4)。放置時間/溫度檢測模塊83從放置時間測定計時器82獲取所測定的放置時間數據，獲取後，放置時間/溫度檢測模塊83使放置時間測定計時器82復位。放置時間/溫度檢測模塊83將獲取的放置時間數據和環境溫度數據的組合作為裝置負荷進行設定(將放置時間數據、環境溫度數據暫時存儲到SRAM 806中)(ACT5)。馬達控制模塊84選擇與驅動模式對應的轉換表(ACT6)，再根據所選擇的轉換表和裝置負荷設定馬達驅動電流(ACT7)。詳細說明從ACT5到ACT7的操作。首先，參照圖4來說明本示例所使用的轉換表 81的一個例子。在轉換表81中，環境溫度Tc(°C)分為小於等於5°C、大於5°C且小於等於 10°C的範圍以及大於10°C三種類型，放置時間t(h)分為小於等於0. 2小時、大於0. 2小時且小於等於1小時的範圍以及大於1小時三種類型。按照這些每個區分定義馬達驅動電流值(mA)。圖5A、圖5B示出了放置時間和環境溫度的狀態的關係示例圖。圖5A是放置時間 tl為0. 5小時，環境溫度Tcl總是7. 5°C時的例子。此時，放置時間/溫度檢測模塊83將放置時間數據0. 5、環境溫度數據7. 5輸出到馬達控制模塊84。馬達控制模塊84參照轉換表81根據獲取的放置時間數據、環境溫度數據的值導出馬達驅動電流值450mA。圖5B是溫度降低直到一定值為止的示例圖。在圖5B的例子中，在0. 4小時以前， 環境溫度大於等於5°C，之後環境溫度持續下降直到一定值。圖5B是從變為不足5°C開始 0. 7小時後印刷作業產生的例子。在該例子的情況下，放置時間/溫度檢測模塊83從在放置時間t2(共計1. 1小時)的期間內隨時獲取的環境溫度算出平均值Tc (ave)，把平均值 Tc (ave)輸出到馬達控制模塊84。由於平均值Tc(ave)小於等於5°C，放置時間t2是比1 小時長的時間，所以馬達控制模塊84參照轉換表81導出馬達驅動電流600mA。如同上述，針對每個驅動模式定義轉換表，馬達控制模塊84選擇各驅動模式下參照用的轉換表(ACT6)，利用所選擇的轉換表設定馬達驅動電流(ACT7)。接著說明馬達控制裝置101的操作示例。馬達控制模塊84將與所導出的馬達驅動電流對應的信號、即A C中任一信號或A C信號的組合輸出到電壓電平輸出電路90。 並且馬達控制模塊84向馬達驅動器20輸出控制開始的信號。電壓電平輸出電路90根據所輸入的A C信號，將與該信號對應的電壓電平輸出到馬達傳動器20。馬達驅動器20以通過該電壓電平確定的電流值讓馬達72驅動，定影單元71開始操作(ACT8)。並且，印刷作業結束時，馬達72停止(ACT9)，圖像形成裝置100的狀態從印刷作業執行狀態轉變為就緒狀態(根據需要返回ACT1)。上述例子以外，也可以用環境溫度和放置時間的函數式算出馬達驅動電流值。參照圖6說明該實施例。本例是根據環境溫度值切換所使用的函數式。馬達控制模塊84在環境溫度Tc為5°C到10°C之間使用式Imot = Al/Tc+Bl X t+Cl 進行計算，在環境溫度Tc為10°C到30°C之間使用式Imot = A2/Tc-B2 X t+C2進行計算。在此Imot是馬達驅動電流值(mA)、t是放置時間(h)、Al、A2、Bi、B2、Cl、C2是常
數值(常數的具體值參照圖6)。在這個實施的情況下，從Al到C2的常數值和函數式存儲在FROM 803中，馬達控制模塊84根據環境溫度Tc切換並從FROM 803獲取函數式和常數。 並且，也可以是函數式、常數針對各驅動模式存儲在多個FROM 803中、根據驅動模式切換函數式和常數的組裝。圖6說明的函數式和常數僅是一個例子，並不僅限於此。在本實施方式中，說明了使用溫度傳感器的例子，但也可以是溫溼度傳感器等其它傳感器。並且，在本實施方式中，說明了將溫度傳感器放在對象物附近、測量周邊溫度的安裝例子，但是溫度傳感器也可以配置在對象物的表面和內部等，也可以是測量表面溫度和內部溫度的安裝。並且放置時間/溫度檢測模塊83以一定間隔從溫度傳感器TEl獲取溫度信息，計算出放置時間內所獲取的溫度信息的平均值，把平均值傳給馬達控制模塊84，但也不限定此形式。比如放置時間開始時的溫度和結束時的溫度等在規定的定時獲取的溫度數據原封不動傳給馬達控制模塊84也可以。在本實施方式中，以放置時間測定計時器的啟動基準點為變為就緒狀態時進行了說明，其它基準也可以，例如以變為休眠狀態時或圖像形成裝置100的電源接通、初始化完成時等作為啟動的基準點也可以。並且，根據本實施方式，也可以根據驅動模式將放置時間的基點變更成就緒狀態開始時、休眠狀態開始時及電源接通、初始化後的狀態等。這種情況下，馬達控制模塊84根據驅動模式來確定是否在轉變為任一狀態時開始放置時間的測量。並且，環境溫度、放置時間、馬達驅動電流的計算也可以採用其它計算基準。本實施方式的數據控制裝置不僅將紙張輸送速度等模式條件作為步進馬達等馬達的驅動電流價值設定條件，還具有根據對象物的環境溫度、放置時間掌握對象物的冷卻程度，從而計算並設定驅動馬達所需的馬達電流值的功能。這樣，能夠抑制驅動馬達的電流而不供應過量的扭矩，從而可以提供不消耗過量的電力的圖像形成裝置。正如以上詳細敘述的，根據說明書記載的技術，可以控制減少馬達的耗電量。雖然上述描述了本發明的某些實施方式，但是，這些實施方式僅是對本發明進行示例性說明，而不是旨在限制本發明的範圍。實際上，本說明書中所描述的各種新穎的裝置和方法可以通過其他各種形式體現。並且，在不脫離本發明的精神的前提下，可以對本說明書中所描述的方法和系統的形式作各種省略、替換和改變。實際上，所附的權利要求及其等同物應該涵蓋這些落入本發明的範圍和精神的形式或修改。
權利要求
1.一種馬達控制裝置，具有 測量未執行作業的期間的計時器； 檢測對象物的溫度的傳感器；獲取所述計時器測量的時間信息和所述傳感器檢測的溫度信息的獲取部；以及驅動控制部，所述驅動控制部基於所述獲取部獲取的所述時間信息和所述溫度信息， 確定所述對象物所具備的馬達的電流值，並將與該所確定的電流值相應的電壓電平施加給所述馬達的驅動元件來控制馬達電流值。
2.根據權利要求1所述的馬達控制裝置，其中，所述獲取部還按一定間隔從所述傳感器獲取所述溫度信息，計算在所述期間內獲取的溫度信息的平均值，所述驅動控制部從所述溫度信息的平均值和所述時間信息確定所述馬達的電流值。
3.根據權利要求1所述的馬達控制裝置，其中，所述驅動控制部參照預先存儲在存儲裝置內的將溫度信息、時間信息與電流值對應的轉換表，根據所述獲取部獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述馬達的電流值。
4.根據權利要求1所述的馬達控制裝置，其中，所述驅動控制部使用從溫度信息和時間信息計算電流值的公式，根據所述獲取部獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述馬達的電流值。
5.根據權利要求1所述的馬達控制裝置，其中，所述驅動控制部還根據預定義的模式確定所述馬達的電流值。
6.根據權利要求5所述的馬達控制裝置，其中， 所述馬達控制裝置設置在圖像形成裝置上，未執行所述作業的期間的開始基點是所述圖像形成裝置轉變為未執行印刷作業但隨時都能執行印刷作業的狀態的就緒狀態時、所述圖像形成裝置轉變為休眠狀態時、以及所述圖像形成裝置的電源接通、所述圖像形成裝置變成初始化後的狀態時中的任一， 所述驅動控制部還根據所述模式將各狀態轉變中的任一確定為所述開始基點。
7.根據權利要求1所述的馬達控制裝置，其中， 所述對象物所具備的馬達是步進馬達。
8.根據權利要求1所述的馬達控制裝置，其中，所述馬達控制裝置設置在圖像形成裝置上，所述對象物是所述圖像形成裝置所具備的定影裝置。
9.一種圖像形成裝置，具有測量所述圖像形成裝置未執行印刷作業的期間的計時器； 檢測所述圖像形成裝置所具備的對象物的溫度的傳感器；獲取所述計時器所測量的時間信息和所述傳感器所檢測的溫度信息的獲取部；以及驅動控制部，所述驅動控制部根據所述獲取部獲取的所述時間信息和所述溫度信息， 確定所述對象物所具備的馬達的電流值，並將與所確定的電流值相應的電壓電平施加給所述馬達的驅動元件來控制馬達電流值。
10.根據權利要求9所述的圖像形成裝置，其中，所述獲取部還按一定間隔從所述傳感器獲取所述溫度信息，計算所述期間內獲取的溫度信息的平均值，所述驅動控制部從所述溫度信息的平均值和所述時間信息確定所述馬達的電流值。
11.根據權利要求9所述的圖像形成裝置，其中，所述驅動控制部參照預先存儲在存儲裝置內的將溫度信息、時間信息與電流值對應的轉換表，根據所述獲取部獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述馬達的電流值。
12.根據權利要求9所述的圖像形成裝置，其中，所述驅動控制部使用從溫度信息和時間信息計算電流值的公式，根據所述獲取部獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述馬達的電流值。
13.根據權利要求9所述的圖像形成裝置，其中，所述驅動控制部還根據預定義的模式確定所述馬達的電流值。
14.根據權利要求13所述的圖像形成裝置，其中，所述未執行印刷作業的期間的開始基點是所述圖像形成裝置轉變為未執行印刷作業但隨時都能執行印刷作業的狀態的就緒狀態時、所述圖像形成裝置轉變為休眠狀態時、以及所述圖像形成裝置的電源接通、所述圖像形成裝置變成初始化後的狀態時中的任一， 所述驅動控制部還根據所述模式將各狀態轉變中的任一確定為所述開始基點。
15.根據權利要求9所述的圖像形成裝置，其中， 所述對象物所具備的馬達是步進馬達。
16.根據權利要求9所述的圖像形成裝置，其中， 所述對象物是所述圖像形成裝置所具備的定影裝置。
17.—種馬達控制方法，其中，通過具有測量未執行作業的期間的計時器以及檢測對象物的溫度的傳感器的馬達控制裝置執行以下操作獲取所述計時器所測量的時間信息和所述傳感器所檢測的溫度信息；根據獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述對象物所具備的馬達的電流值；以及通過將與所確定的電流值相應的電壓電平施加給所述馬達的驅動元件來控制馬達電流值。
18.根據權利要求17所述的馬達控制方法，其中，還通過所述馬達控制裝置按一定間隔從所述傳感器獲取所述溫度信息，算出所述期間內獲取的溫度信息的平均值，所述確定是所述馬達控制裝置從所述溫度信息的平均值和所述時間信息確定所述馬達的電流值。
19.根據權利要求17所述的馬達控制方法，其中，所述確定是所述馬達控制裝置參照預先存儲在存儲裝置內的將溫度信息、時間信息與電流值對應的轉換表根據獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述馬達的電流值。
20.根據權利要求17所述的馬達控制方法，其中，所述確定是所述馬達控制裝置使用從溫度信息和時間信息計算電流值的公式根據獲取的所述時間信息和所述溫度信息確定所述馬達的電流值。
全文摘要
本發明提供了馬達控制裝置、圖像形成裝置和馬達控制方法。該馬達控制裝置具有測量未執行作業的期間的計時器；檢測對象物的溫度的傳感器；獲取計時器測量的時間信息和傳感器檢測的溫度信息的獲取部；以及驅動控制部，驅動控制部基於獲取部獲取的時間信息和溫度信息，確定對象物所具備的馬達的電流值，並將與該所確定的電流值相應的電壓電平施加給馬達的驅動元件來控制馬達電流值。
文檔編號B65H79/00GK102398800SQ201110166928
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月20日 優先權日2010年7月2日
發明者森晉也 申請人:東芝泰格有限公司, 株式會社東芝