JP4170098B2

JP4170098B2 - Electric motor control device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP4170098B2
Application number: JP2003000835A
Authority: JP
Inventors: 琢磨野村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-01-07
Also published as: JP2004215427A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電動機の制御装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】
特開平９−１８３２６２号公報
【０００３】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置（或いは画像記録装置ともいう。）として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含むインク滴が付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。）にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
インクジェット記録装置としては、インク記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査電動機を用いて主走査方向に移動させるとともに、用紙を副走査電動機を用いて副走査方向に移動させて、用紙に画像を記録（形成）する。
【０００５】
このようなインクジェット記録装置において、記録速度は主走査と副走査の動きに大きく依存するが、高速な動作を実現するためには動力源である電動機として始動トルクの大きな電動機を用いること必要になり、この場合、電動機に対して大きな電流を流す必要がある。
【０００６】
しかしながら、他方で、電動機を大電流高トルク化すると、電動機自体が大きくなるとともに、電動機に電力を供給するための電源回路（電源装置）も大きくなり、ひいては冷却構造も大きくする必要が出てくるので、装置の大型化、高コスト化につながることになる。
【０００７】
そこで、容量が制限された電源装置を使用して複数の電動機を駆動する場合に、主副走査の始動タイミングを巧妙にずらすことで最適動作を実現したり、あるいは、【特許文献１】に開示されているように、ステップモータと直流モータとを使用する記録装置において、直流モータの回転の停止及びステップモータの回転の開始を行う場合に、直流モータへの制動電流の供給開始から所定期間はステップモータに駆動電流を供給しないモータ制御手段を備えたものなどもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録装置における主副走査の最適化、開発行程の低コスト化を図るためには、主走査電動機と副走査電動機の同時起動を可能にし、あるいは、主走査電動機と副走査電動機の始動タイミング制御の簡潔化が求められる。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、容量が制限された電源装置を用いて複数の電動機を最適に作動させることができる電動機の制御装置及びこの電動機の制御装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る電動機の制御装置は、
起動指令を受けて、容量に制限のある電源装置を使用して複数の電動機を制御する電動機の制御装置において、
前記起動指令について優先度を設定する優先度設定手段と、
前記起動指令を来歴として保持する来歴保持手段と、
この来歴保持手段に保持された起動指令に対して優先度の高い順に作動許可を与え、作動許可を与えると予め設定された各電動機で使用できる最大電流量の和が前記電源装置の容量を越える起動指令が現出した以降の起動指令に対しては作動許可を与えない作動許可手段と、
この作動許可手段からの作動許可が与えられた電動機を作動させ、作動許可が与えられない電動機を停止させる作動制御手段と、
前記来歴保持手段に保持された起動指令を到着時間に従って並び替える手段と、
を備えている構成とした。
【００１１】
本発明に係る電動機の制御装置は、
起動指令を受けて、容量に制限のある電源装置を使用して複数の電動機を制御する電動機の制御装置において、
前記起動指令について優先度を設定する優先度設定手段と、
前記起動指令を来歴として保持する来歴保持手段と、
この来歴保持手段に保持された起動指令に対して優先度の高い順に作動許可を与え、作動許可を与えると予め設定された各電動機で使用できる最大電流量の和が前記電源装置の容量を越える起動指令が現出した以降の起動指令に対しては作動許可を与えない作動許可手段と、
この作動許可手段からの作動許可が与えられた電動機を作動させ、作動許可が与えられない電動機を停止させる作動制御手段と、
前記起動指令毎に作動時間を算出する算出手段と、
前記来歴保持手段に保持された起動指令を前記算出手段の算出結果に基づいて並び替える手段と、
を備えている構成とした。
【００１６】
ここで、時間と共に変化する最大電流量が設定されていること、この場合、最大電流量は時間と共に単調に減少する値であることが好ましい。あるいは、電動機の起動後の回転量に対して単調に減少する最大電流量が設定されていることが好ましい。さらに、電動機が起動中である作動中最大電流量と、電動機が停止状態から起動されるときの起動時最大電流量が設定されていることが好ましい。
【００１７】
また、起動指令毎に作動時間を算出する算出手段と、前記来歴保持手段に保持された起動指令を算出手段の算出結果に基づいて並び替える手段を備えている場合、当該起動指令に基づいて起動したときに起動後の作動時間中により優先度の高い起動指令によって作動許可が与えられなくなるか否かを判別し、この判別結果に基づいて起動指令を並び替えることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、少なくとも２つの電動機と、容量に制限のある電源装置と、本発明に係る電動機の制御装置を備えているものである。
【００１９】
ここで、２つの電動機の一方が主走査機構を駆動する主走査電動機、他方が副走査機構を駆動する副走査電動機とすることができ、この場合、主走査電動機の最大電流値が副走査電動機の最大電流値よりも大きく設定されていることが好ましい。また、画像形成装置はインク滴を吐出して画像を形成する手段を備えたものとすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る電動機の制御装置を適用する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の作像機構部の概略構成図である。
【００２１】
このインクジェット記録装置は、主走査電動機１でタイミングベルト２を介してキャリッジ３を矢示方向に主走査し、このキャリッジ３には図示しないがインク滴を吐出するインクジェットヘッドを用いた記録ヘッドを搭載している。一方、副走査電動機１１で搬送ローラ１２を介して用紙１３を矢示方向に副走査する。
【００２２】
そして、主走査によってキャリッジ３を主走査方向に移動させながら用紙１３に印写し、印写した分だけ副走査によって用紙１３を搬送して、次の印写を行うという動作を繰り返すことによって用紙１３上に画像を形成する。
【００２３】
そこで、このようにインクジェット記録装置に適用する本発明に係る電動機の制御装置の第１実施形態について図２を参照して説明する。なお、図２は同実施形態のブロック説明図である。
この電動機の制御装置は、容量が制限された電源装置２１からの電力を用いて主走査電動機１と副走査電動機２の起動及び停止を制御するための装置であって、起動制御手段３１、最大電流量格納手段３２、電流制御手段３３、最大電流量格納手段３４、電流制御手段３５、来歴登録手段３６を備えている。
【００２４】
起動制御手段３１は、記録装置の上位システムから走査指令（起動指令）あるいは来歴登録手段３６に登録された走査指令（起動指令）と最大電流量格納手段３２、３４の格納データに基づいて、起動指令に対応する電動機の起動判断処理を行い、起動可能なときには電流制御手段３３又は電流制御手段３５に対して主走査電動機１又は副走査電動機１１の起動を指令する。
【００２５】
最大電流量格納手段３２には主走査電動機１の最大電流量が格納されている。電流制御手段３３は、起動制御手段３１からの起動指令を受けて、主走査電動機１に流れる電流を最大電流量格納手段３２に格納された最大電流量以下に制御しながら主走査電動機１を電源装置２１の電力を使用して起動する。
【００２６】
最大電流量格納手段３４には副走査電動機１１の最大電流量が格納されている。電流制御手段３５は、起動制御手段３１からの起動指令を受けて、副走査電動機１１に流れる電流を最大電流量格納手段３４に格納された最大電流量以下に制御しながら副走査電動機１１を電源装置２１の電力を使用して起動する。
【００２７】
来歴登録手段３６は登録手段（格納手段）３７と再送手段３８とを含み、起動指令（走査指令）に対応する電動機を起動できないときに当該起動不許可の起動指令を登録手段３７に登録される。再送手段３８は登録手段３７に登録された起動指令を登録順に読み出して、最大電流量格納手段３２、３４の格納データと起動制御手段３１から与えられる起動中の電動機の情報に基づいて、登録された起動指令を起動制御手段３１に再送する。
【００２８】
このように構成した電動機の制御装置の作用について図３を参照して説明する。
先ず、図３を参照して、起動制御手段３１は、記録装置の上位システムから走査指令が与えられたか否か（走査指令を受信したか否か）を監視しており、走査指令を受信すると、来歴登録手段３６に既に登録された来歴があるか否かを判別する。
【００２９】
このとき、来歴登録手段３６に既に登録された来歴があれば、当該走査指令に対する電動機を起動できない（起動不可）として来歴登録手段３６に来歴を登録する。
【００３０】
これに対して、来歴登録手段３６に既に登録された来歴がなければ、起動中電動機の最大電流量を最大電流量格納手段３２又は３４から取り込み、また走査指令に対応する電動機の最大電流量を最大電流量格納手段３４又は３２から取り込んで、起動中電動機の最大電流量の合計と起動する電動機の最大電流量とを加算して必要電源容量を算出する。
【００３１】
そして、算出した必要電源容量が電源装置３１の電源容量（電源装置容量）より大きいか否かを判別し、必要電源容量が電源装置容量より大きくなければ、起動許可（起動指令）を走査指令に対応する電動機の電流制限手段３３又は３５に与え、前述したように電流制限手段３３又は３５は主走査電動機１又は副走査電動機１１を最大電流容量以下に電流制限を行いながら起動する。
【００３２】
これに対して、算出した必要電源容量が電源装置容量より大きいときには、起動不可として当該走査指令(起動指令）を来歴として来歴登録手段３６の登録手段３７に登録する。
【００３３】
このように、各電動機毎に使用できる電流量を最大電流量として設定しておき、起動中電動機の最大電流量と、起動する電動機の最大電流量の総計が、電源装置の電流容量を越えないように起動指令が与えられた電動機の起動を制御することで、複数の電動機の同時起動が可能となり、容量が制限された電源装置を用いて複数の電動機を制限された容量の範囲で最適に作動させることができる。
【００３４】
次に、この第１実施形態における来歴に基づく起動制御について図４及び図５を参照して説明する。
先ず、起動制御手段３１は、起動指令（走査指令）を受けたが、当該起動指令に対応する電動機の起動が不可のときには該起動指令を来歴登録手段３６の登録手段３７に登録する。例えば、図４に示すように、起動不許可の走査指令は来歴キュー３６ａに順次蓄えられて行き、起動可能であると判断される度にＦＩＦＯ方式（蓄えられた時間的順序）で読み出される。
【００３５】
この場合、蓄えられている走査指令に対して、特別な優先度を設定し、キューの並び順を入れ替える来歴操作を行うこともできる。例えば、逐次、キューの並びを監視し、何らかの原因で時間的な順番が逆転したときなどは、適切な順番に並べ替える処理を加えることもできる。
【００３６】
この来歴登録手段３６に登録された走査指令の再送手段３８による再送処理について図５を参照して説明する。
再送手段３８は、例えば所定の時間間隔（他のフラグでもよい。）で登録手段３７に登録されている走査指令を時間的順序が先のものから読み出し、起動中電動機の最大電流量を最大電流量格納手段３２又は３４から取り込み、また読み出した走査指令に対応する電動機の最大電流量を最大電流量格納手段３４又は３２から取り込んで、読み出した来歴中電動機の最大電流量の合計と起動する電動機の最大電流量とを加算して必要電源容量を算出する。
【００３７】
そして、算出した必要電源容量とともに起動制御手段３１に起動判定要求を送り、起動制御手段３１が起動許可を与えた場合には、登録手段３７から当該走査指令の来歴を消去する。
【００３８】
このように、同時起動を試みたときに起動できなかった電動機については、その起動指令を来歴として保持しておき、所要のタイミングで最優先で起動させることができるようになり、最適な動作を行わせることができるようになる。
【００３９】
この場合、来歴として登録された起動指令を優先度の高い順に並び替えるようにすることでより最適な動作を行うことができ、また、登録された順に優先的に起動するようにすることで、動作順序と指令の順序の整合性を保ちつつ最適な動作を行うことができる。
【００４０】
次に、本発明に係る電動機の制御装置の第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態のブロック説明図である。
この電動機の制御装置は、容量が制限された電源装置２１からの電力を用いて主走査電動機１と副走査電動機２の起動及び停止を制御するための装置であって、起動制御手段４１と、前述した第１実施形態と同様な最大電流量格納手段３２、電流制御手段３３、最大電流量格納手段３４、電流制御手段３５、来歴登録手段３６の登録手段３７と、再送手段４２とを備えている。
【００４１】
起動制御手段４１は、記録装置の上位システムから走査指令（起動指令）あるいは来歴登録手段３６に登録された走査指令（起動指令）に基づいて、起動指令に対応する電動機の起動判断処理を行い、起動中の電動機がないときには起動可能として、走査指令に対応する電流制御手段３３又は電流制御手段３５に対して主走査電動機１又は副走査電動機１１の起動を指令する。
【００４２】
このように構成した電動機の制御装置の作用について図７を参照して説明する。
起動制御手段４１は、記録装置の上位システムから走査指令が与えられたか否か（走査指令を受信したか否か）を監視しており、走査指令を受信すると、来歴登録手段３６に既に登録された来歴があるか否かを判別する。
【００４３】
このとき、来歴登録手段３６に既に登録された来歴があれば、当該走査指令に対する電動機を起動できない（起動不可）として来歴登録手段３６に来歴を登録する。
【００４４】
これに対して、来歴登録手段３６に既に登録された来歴がなければ、起動中の電動機があるか否かを判別する。そして、起動中の電動機がなければ、起動許可（起動指令）を走査指令に対応する電動機の電流制限手段３３又は３５に与え、前述したように電流制限手段３３又は３５は主走査電動機１又は副走査電動機１１を最大電流容量以下に電流制限を行いながら起動する。
【００４５】
これに対して、起動中の電動機があれば、起動不可として当該走査指令(起動指令）を来歴として来歴登録手段３６に登録する。
【００４６】
このように、起動中の電動機があるか否かに基づいて起動指令に対応する電動機の起動を制御することにより、電動機の起動条件が簡潔になり、複雑なタイミング制御をすることなく、電動機の同時始動を避けることができ、容量が制限された電源装置を用いて複数の電動機を制限された容量の範囲で最適に作動させることができる。
【００４７】
この場合の来歴登録手段に登録された来歴の起動指令を再送する再送手段４２は、図８に示すように、例えば所定の時間間隔（他のフラグでもよい。）で登録手段３７に登録されている走査指令を時間的順序が先のものから読み出し、起動制御手段４１に起動判定要求を送り（起動指令の再送をし）、起動制御手段４１が起動許可を与えた場合には、登録手段３７から当該走査指令の来歴を消去する処理を行う。
【００４８】
なお、上記各実施形態では来歴に登録された起動指令の再送を行うようにしているが、起動制御手段が登録手段に登録された来歴の起動指令を読み出して起動可能か否かを判別するようにすることもできる。
【００４９】
次に、本発明に係る電動機の制御装置の第３実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態のブロック説明図である。
この電動機の制御装置は、起動指令を受けて、容量に制限のある電源装置２１を使用して複数の電動機１、１１を制御する電動機の制御装置であって、優先度設定手段５１、来歴保持手段５２、来歴整列手段５３、作動許可手段５４、最大電流格納手段５５、作動制御手段５６、最大電流格納手段５７、作動制御手段５８を備えている。
【００５０】
優先度設定手段５１は記録装置の上位システムから与えられる起動指令について優先度を設定し、来歴保持手段５２に優先度情報を付加した起動指令（走査指令）を格納する。ここでは、副走査指令に対しては相対的に優先度を高く、主走査指令に対しては優先度を相対的に低く設定する。来歴保持手段５２には優先度が設定された走査指令が到着時間順に格納保持される。来歴整列手段５３は来歴保持手段５２に格納保持された来歴（走査指令）を時間順又は作動中断が予測される場合には逆順で整列する。
【００５１】
作動許可手段５４は来歴保持手段５２からの起動時間が過ぎた（起動時間になった）走査指令を取り込んで、起動中の走査指令と来歴の走査指令の優先度を比較して、優先度の高い走査指令に対しては作動許可を与え、優先度の低い走査指令に対しては、最大電流量格納手段５５、５７に格納された各電動機１、１１の最大電流量に基づいて作動許可を与えると最大電流量の和が電源装置２１の容量を越えるときには作動許可を与えず、越えないときに限り作動許可を与える。
【００５２】
作動制御手段５６、５８は作動許可手段５４から作動許可が与えられたときに主走査電動機１、副走査電動機１１を作動させ、作動許可が与えられない電動機１、１１を停止させる。
【００５３】
次に、このように構成した電動機の制御装置の作用について図１０を参照して説明する。
作動許可手段５４は、来歴保持手段５２に来歴として登録されている走査指令があるか否かを判別し、登録された来歴がないときにはそのまま起動中の電動機の作動を続行する処理をする（なければ、行わない）。
【００５４】
これに対して、来歴保持手段５２に来歴として登録されている走査指令があるときには、当該走査指令が起動時期か否かを判別し、同様に、起動時期でないときにはそのまま起動中の電動機の作動を続行する処理をする（なければ、行わない）。
【００５５】
そして、来歴保持手段５２に来歴として登録されている走査指令が起動時期であるときには、作動中の走査指令と来歴の走査指令との優先度を比較し、優先度の高い走査指令に対応する電動機について作動許可を与える。
【００５６】
その後、優先度の高い走査指令に対応する電動機の最大電流量の合計と優先度の低い走査指令に対応する電動機の最大電流量とを加算して、必要電源容量を算出する。そして、必要電源容量が電源装置２１の容量（電源装置容量）を越えているか否かを判別し、必要電源容量が電源装置容量を越えてときには優先度の低い走査指令に対しては作動禁止とし、必要電源容量が電源装置容量を越えていないときには優先度の低い走査指令に対しても作動許可を与える。
【００５７】
このように、起動指令の優先度を設定し、各電動機の最大電流量に基づいて作動する電動機の最大電流量の総和が電源装置の容量を越えないように作動することで、複数の電動機の同時起動と優先起動が可能になり、容量の制限された電源装置を用いて複数の電動機を制限された容量の範囲で最適に制御することができる。
【００５８】
次に、来歴保持手段５２に登録保持した来歴の整列について図１１を参照して説明する。
来歴保持手段５２には与えられた（発生した）走査指令又は作動停止となった走査指令が来歴キューに順次蓄えられる。蓄積中は常時発生時間順に並べ替える操作が来歴整列手段５３によって行われる。そして、走査指令が起動時間を経過するとＦＩＦＯ方式で順次読み出される。
【００５９】
また、来歴整列手段５３は走査指令毎に作動時間を算出し、この算出した作動時間に基づいて作動中断が事前に予測される場合には逆順に走査指令を並びかえる処理も行う。すなわち、前述したように主走査よりも副走査の優先度を高く設定した場合、主走査を起動させてもその直後の副走査によって結局主走査が中断されることが作動時間から判明したときには、その順序を逆にする処理を行う。
【００６０】
このように、当該起動指令に基づいて起動したときに起動後の作動時間中により優先度の高い起動指令によって作動許可が与えられなくなるか否かを判別し、この判別結果に基づいて起動指令を並び替えることで、より効率的な作動を制御することができる。
【００６１】
次に、上記各実施形態における最大電流量の設定に関して図１２以降を参照して説明する。
最大電流量は予め設定して最大電流量格納手段に格納される。これは、例えばテーブルを作成して格納しておけば良い。
【００６２】
まず、電動機が停止中のときと起動中（作動中）のときとでは必要な電流量が異なり、特に電動機の始動時（停止状態から起動を開始するとき）には、起動中よりも大きな電流が必要になる。そこで、図１２に示すように、電動機の動作状態を停止中と起動中とに分けて、停止中のときの最大電流量ａを起動中の最大電流量ｂよりも大きな値に設定している。
【００６３】
実際には、最大電流量ｂとして起動中の電動機に必要な電流量を設定し、最大電流量ａについては回路の性能や必要トルクの大きさなどにより計算で、又は実験的に決定して設定することができる。
【００６４】
最大電流量は時間関数で定義することができ、これにより、より実際の回路動作を再現することができて限界制御に近い動作を実現することができる。例えば、図１３（ａ）に示すように、最大電流量を起動後の経過時間に応じて逓減するように定義した場合の最大電流量は次の（１）式で表すことができる。ただし、（１）式中、Ａ、ｋは定数、ｔは起動後の経過時間である。
【００６５】
【数１】

【００６６】
この最大電流量の定義はこれに限るものではなく、例えば、図１４に示すように、時間関数を近似的に表現することで演算の高速化が図れる。この場合の最大電流量は起動後時間ｔ０までは次の（２）式で、時間ｔ０以後は次の（３）式で表すことができる。ただし、（２）、（３）式中、Ｂ、ｍ、ｔ０は定数、ｔは起動後の経過時間である。
【００６７】
【数２】

【００６８】
【数３】

【００６９】
また、ここでは、起動後の経過時間に応じて単調に減少する（変化する）最大電流量を設定しているが、電動機を起動した後の回転量、すなわち電動機で駆動される被駆動手段（例えばキャリッジ、搬送ローラ又は用紙）の移動距離に応じて単調に減少する（変化する）最大電流量を設定することもできる。
【００７０】
このように、最大電流量の変化をより正確に設定することで、制限された容量の範囲内で複数の電動機の同時起動の可能性が高くなり、電動機の出力も増加することができて、より効率的な作動を行うことができる。
【００７１】
これを主走査電動機と副走査電動機について具体的に説明すると、一回の移動量は副走査よりも主走査の方が長い。このことを考慮すれば、図１５に示すように、副走査用電動機の最大電流量ｄよりも主走査用電動機の最大電流量ｃを大きく設定する（ｃ＞ｄ）ことによって、印刷動作全体としての高速化を図ることができる。
【００７２】
また、前述した図１３で説明した時間関数で最大電流量を定義した場合には図１６に示すように各変数を設定し、さらに図１４で説明した時間近似関数で最大電流量を定義した場合には図１７に示すように各変数を設定することで、副走査よりも主走査の方が速い動きが可能となり、印刷速度の向上を図ることができる。
【００７３】
このように本発明に係る電動機の制御装置を用いることで、電源装置の容量を増加させることなく、制限された容量の範囲内で複数の電動機を同時に、また高速に動作させることが可能となり、画像形成装置、例えばインクジェット記録装置の低コスト化、小型化を図れ、高速印刷も可能になる。
【００７４】
次に、インクジェット記録装置の具体的一例について図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８は本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する構成図、図１９は同記録装置の要部平面説明図である。
【００７５】
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とステー１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、電動機である主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図１９で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００７６】
このキャリッジ１０３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１０７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００７７】
記録ヘッド１０７を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００７８】
また、キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８を搭載している。このサブタンク１０８には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００７９】
一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した用紙１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１１３及び給紙コロ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備え、この分離パッド１１４は給紙コロ１１３側に付勢されている。
【００８０】
そして、この給紙部から給紙された用紙１１２を記録ヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。
【００８１】
ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、電動機である副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、矢示方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。
【００８２】
この搬送ベルト１２１は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００８３】
搬送ベルト１２１の絶縁層（表層）の厚みが誘電率に影響し、厚みが厚くなると誘電率が下がり帯電した際にベルトに載る電荷の量が減る。したがって、製造上ばらつく膜厚の範囲を考慮し、また、実機にてベルトに発生する傷によってもこの層厚みが０とならない範囲で、極力薄くすることで静電吸着力を向上させることができる。
【００８４】
また、搬送ベルト１２１の裏層（中抵抗層、アース層）の厚みは直接静電的な作用には影響しないが、ベルトの総厚みが厚くなると、剛性が増しベルトを実機上で張ったときにベルトの平面度を確保することが困難になり、一方所要の強度を確保する上ではあまり薄くできない。実験によると、裏層の厚みとしては５０〜２００μｍ程度が好ましい。
【００８５】
このように二層構成として搬送ベルト１２１の全面裏側に抵抗制御をした層を設けることで、予め絶縁層である表層に電荷を形成した後、ベルトに吸着させる用紙が接触すると電荷を更に供給し、用紙と搬送ベルト１２１との間の静電的な吸着力を増加させることができる。仮に、絶縁層単層の場合、その吸着力は二層の場合に比べて半減し、また、単層の場合には用紙がベルトに接触し始める位置がベルト内側に配置されるアースローラに対向する位置でなければならないが、二層にすることにより、このような制約がなくなる。
【００８６】
搬送ベルト１２１を用いた用紙搬送機構を採用することでより高精度な搬送が可能になって高画質記録が可能になるが、他方、単なる搬送ローラで用紙を搬送する機構に比べると副走査モータの負荷が大きくなり、その分大きなトルクを必要とする。この場合、副走査モータとして大電流高出力トルクのものを用いることは電源装置の大型化、大容量化による高コスト化を招くことになるが、本発明に係る電動機の制御装置を備えることによって、電源装置の容量が制限されている場合でも前述したように効率的に主走査モータと副走査モータの駆動制御を行なうことができるようになる。
【００８７】
帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ１２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト１２１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００８８】
また、搬送ベルト１２１の裏側には、記録ヘッド１０７による印写領域に対応してガイド部材１３６を配置している。このガイド部材１３６は、上面が搬送ベルト１２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８）の接線よりも記録ヘッド１０７側に突出している。これにより、搬送ベルト１２１は印写領域ではガイド部材１３６の上面にて押し上げられてガイドされる。
【００８９】
さらに、記録ヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１４２及び排紙コロ１４３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１４４とを備えている。また、背部には両面給紙ユニット１５１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１５１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。
【００９０】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００９１】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト１２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙１１２が搬送ベルト１２１に吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。
【００９２】
そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ１４４に排紙する。
【００９３】
なお、本発明に係る画像形成装置は、インクジェットプリンタ以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができる。さらに、インク以外の液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出させる画像記録装置にも適用することができる。さらに、インクジェット記録装置以外の電子写真方式で画像を形成する画像形成装置（感光体、中間転写部材、給紙機構、書き込み走査系など）にも適用することができる。
【００９４】
また、本発明に係る電動機の制御装置は、画像形成装置に限らず、電源容量が制限された条件下で複数の電動機を駆動するシステムに適用することができ、これにより電動機の出力を制限の範囲内で限界まで発揮させ、更にその制御を容易にし、製品の小型軽量化、低コスト化、高効率化を図ることができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動機の制御装置によれば、制限された容量の範囲内で複数の電動機を最適に制御することができる。
【００９６】
本発明に係る画像形成装置によれば、制限された容量の範囲内で複数の電動機を最適に制御することができるので、装置の低コスト化を図りつつより高速で画像形成を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動機の制御装置を適用する画像形成装置の一例を説明する模式的平面説明図
【図２】本発明に係る電動機の制御装置の第１実施形態を説明するブロック図
【図３】同制御装置の作用説明に供するフロー図
【図４】同制御装置の来歴の登録及び再送の説明に供する説明図
【図５】同制御装置の来歴の再送の説明に供するフロー図
【図６】本発明に係る電動機の制御装置の第２実施形態を説明するブロック図
【図７】同制御装置の作用説明に供するフロー図
【図８】同制御装置の来歴の再送の説明に供するフロー図
【図９】本発明に係る電動機の制御装置の第３実施形態を説明するブロック図
【図１０】同制御装置の作用説明に供するフロー図
【図１１】同制御装置の来歴の登録及び整列の説明に供する説明図
【図１２】最大電流量の設定の説明に供する説明図
【図１３】最大電流量を時間関数で設定する場合の説明に供する説明図
【図１４】最大電流量を時間近似関数で設定する場合の説明に供する説明図
【図１５】主走査と副走査の最大電流量の設定の説明に供する説明図
【図１６】主走査と副走査の最大電流量の設定の他の例の説明に供する説明図
【図１７】主走査と副走査の最大電流量の設定の更に他の例の説明に供する説明図
【図１８】本発明に係る画像形成装置の具体的構成の説明に供する構成図
【図１９】同装置の要部平面説明図
【符号の説明】
１…主走査電動機、１１…副走査電動機、２１…電源装置、３１…起動制御手段、３２、３４、５５、５７…最大電流量格納手段、３３、３５…電流制御手段、３６…来歴登録手段、５１…優先度設定手段、５２…来歴保持手段、５３…来歴整列手段、５４…作動許可手段、５６、５７…作動制御手段、１０３…キャリッジ、１０４…主走査モータ、１０７…記録ヘッド、１２１…搬送ベルト、１２７…搬送ローラ、１３１…副走査モータ。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a motor control device and an image forming apparatus.
[0002]
[Patent Document 1]
JP-A-9-183262
[0003]
[Prior art]
As an image forming apparatus (or image recording apparatus) such as a printer, a facsimile machine, and a copying apparatus, for example, an ink jet recording apparatus is known. The ink jet recording apparatus is a sheet from an ink recording head (it is not limited to paper, but means that ink droplets including OHP can be attached, and is also called a recording medium, a recording medium, or recording paper). It is possible to record by discharging ink to high-definition image at high speed, low running cost, low noise, and color image using multi-color ink It has the advantage that it is easy.
[0004]
As an ink jet recording apparatus, a carriage equipped with an ink recording head is moved in the main scanning direction using a main scanning motor, and the sheet is moved in the sub scanning direction using a sub scanning motor to record an image on the sheet ( Form.
[0005]
In such an ink jet recording apparatus, the recording speed largely depends on the movement of the main scanning and the sub scanning, but in order to realize a high speed operation, it is necessary to use an electric motor having a large starting torque as an electric motor as a power source. In this case, it is necessary to pass a large current to the electric motor.
[0006]
However, on the other hand, when the motor has a large current and high torque, the motor itself becomes large, and the power supply circuit (power supply device) for supplying electric power to the motor also becomes large, so that the cooling structure needs to be enlarged. This leads to an increase in the size and cost of the device.
[0007]
Therefore, when a plurality of electric motors are driven using a power supply device with a limited capacity, the optimum operation can be realized by skillfully shifting the start timing of the main and sub-scans, or disclosed in [Patent Document 1]. As described above, in a recording apparatus using a step motor and a DC motor, when stopping the rotation of the DC motor and starting the rotation of the step motor, a predetermined period from the start of supplying the braking current to the DC motor is Some have motor control means for supplying no drive current to the step motor.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to optimize the main / sub scanning in the printing apparatus and reduce the cost of the development process, it is possible to start the main scanning motor and the sub scanning motor simultaneously, or the start timing of the main scanning motor and the sub scanning motor. Simplification of control is required.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an electric motor control device that can optimally operate a plurality of electric motors using a power supply device with a limited capacity, and an image including the electric motor control device. An object is to provide a forming apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, an electric motor control device according to the present invention includes:
  In a motor control device that receives a start command and controls a plurality of motors using a power supply device with a limited capacity,
  Priority setting means for setting a priority for the activation command;
  History holding means for holding the activation command as a history;
  The operation permission is given to the starting commands held in the history holding means in the order of priority, and when the operation permission is given, the sum of the maximum currents that can be used in each electric motor exceeds the capacity of the power supply device. An operation permission means that does not give an operation permission to the start command after the start command appears,
  An operation control means for operating the electric motor to which the operation permission is given from the operation permission means and stopping the electric motor to which the operation permission is not given;
  Means for rearranging the activation commands held in the history holding means according to the arrival time;
It was set as the structure equipped with.
[0011]
  An electric motor control device according to the present invention includes:
  In a motor control device that receives a start command and controls a plurality of motors using a power supply device with a limited capacity,
  Priority setting means for setting a priority for the activation command;
  History holding means for holding the activation command as a history;
  The operation permission is given to the starting commands held in the history holding means in the order of priority, and when the operation permission is given, the sum of the maximum currents that can be used in each electric motor exceeds the capacity of the power supply device. An operation permission means that does not give an operation permission to the start command after the start command appears,
  An operation control means for operating the electric motor to which the operation permission is given from the operation permission means and stopping the electric motor to which the operation permission is not given;
  Calculating means for calculating an operating time for each start command;
  Means for rearranging the activation command held in the history holding means based on the calculation result of the calculation means;
It was set as the structure equipped with.
[0016]
Here, it is preferable that a maximum current amount that changes with time is set, and in this case, the maximum current amount is a value that decreases monotonously with time. Alternatively, it is preferable that a maximum current amount that monotonously decreases with respect to the rotation amount after the motor is started is set. Furthermore, it is preferable that a maximum current amount during operation during which the motor is being started and a maximum current amount during startup when the motor is started from a stopped state are set.
[0017]
  Also,A calculation unit that calculates an operation time for each activation command; and a unit that rearranges the activation command held in the history holding unit based on a calculation result of the calculation unit.PlaceIn this case, when starting based on the start command, it is determined whether the operation permission is not given by the start command having higher priority during the operation time after the start, and the start commands are rearranged based on the determination result It is preferable.
[0018]
An image forming apparatus according to the present invention includes at least two electric motors, a power supply device having a limited capacity, and a motor control device according to the present invention.
[0019]
Here, one of the two motors can be a main scanning motor that drives the main scanning mechanism, and the other can be a sub scanning motor that drives the sub scanning mechanism. In this case, the maximum current value of the main scanning motor is the sub scanning motor. Preferably, it is set larger than the maximum current value. Further, the image forming apparatus may include a unit that forms an image by ejecting ink droplets.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming mechanism portion of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus to which an electric motor control device according to the present invention is applied.
[0021]
This inkjet recording apparatus is equipped with a recording head using an inkjet head (not shown) that ejects ink droplets while main scanning motor 1 scans carriage 3 in the direction of the arrow via timing belt 2. is doing. On the other hand, the paper 13 is sub-scanned in the direction of the arrow by the sub-scanning motor 11 via the conveying roller 12.
[0022]
Then, printing is performed on the paper 13 while moving the carriage 3 in the main scanning direction by main scanning, and the paper 13 is conveyed by sub-scanning by the amount of printing, and the next printing is repeated, thereby repeating the paper 13. Form an image on top.
[0023]
A first embodiment of the motor control apparatus according to the present invention applied to the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block explanatory diagram of the embodiment.
This motor control device is a device for controlling the start and stop of the main scanning motor 1 and the sub-scanning motor 2 using the power from the power supply device 21 whose capacity is limited. Current amount storage means 32, current control means 33, maximum current amount storage means 34, current control means 35, and history registration means 36 are provided.
[0024]
The activation control means 31 is activated based on the scanning command (activation instruction) from the host system of the recording apparatus or the scanning command (activation instruction) registered in the history registration means 36 and the stored data of the maximum current amount storage means 32 and 34. A motor start determination process corresponding to the command is performed, and when it can be started, the current control means 33 or the current control means 35 is instructed to start the main scanning motor 1 or the sub scanning motor 11.
[0025]
The maximum current amount storage means 32 stores the maximum current amount of the main scanning motor 1. The current control unit 33 receives the start command from the start control unit 31 and supplies power to the main scanning motor 1 while controlling the current flowing through the main scanning motor 1 to be equal to or less than the maximum current amount stored in the maximum current amount storage unit 32. It starts using the power of the device 21.
[0026]
The maximum current amount storage means 34 stores the maximum current amount of the sub-scanning motor 11. The current control unit 35 receives the activation command from the activation control unit 31 and supplies power to the sub-scanning motor 11 while controlling the current flowing through the sub-scanning motor 11 to be equal to or less than the maximum current amount stored in the maximum current amount storage unit 34. It starts using the power of the device 21.
[0027]
The history registration unit 36 includes a registration unit (storage unit) 37 and a retransmission unit 38. When the motor corresponding to the startup command (scanning command) cannot be started, the startup prohibiting startup command is registered in the registration unit 37. . The re-sending means 38 reads the start command registered in the registration means 37 in the order of registration, and is registered based on the stored data in the maximum current amount storage means 32 and 34 and the information on the motor being started provided from the start control means 31. The start command is retransmitted to the start control means 31.
[0028]
The operation of the thus configured motor control device will be described with reference to FIG.
First, referring to FIG. 3, the activation control means 31 monitors whether or not a scanning command is given from the host system of the printing apparatus (whether or not a scanning command is received), and receives the scanning command. Then, it is determined whether or not there is a history already registered in the history registration means 36.
[0029]
At this time, if there is a history already registered in the history registration means 36, the history is registered in the history registration means 36 as an electric motor corresponding to the scanning command cannot be started (cannot be started).
[0030]
On the other hand, if there is no history already registered in the history registration means 36, the maximum current amount of the starting motor is fetched from the maximum current amount storage means 32 or 34, and the maximum current amount of the motor corresponding to the scanning command is obtained. The required power capacity is calculated by taking in the maximum current amount storage means 34 or 32 and adding the sum of the maximum current amounts of the starting motor and the maximum current amount of the starting motor.
[0031]
Then, it is determined whether or not the calculated required power supply capacity is larger than the power supply capacity (power supply capacity) of the power supply 31. If the required power supply capacity is not larger than the power supply capacity, the start permission (start command) is set as the scan command. The current limiting means 33 or 35 is applied to the current limiting means 33 or 35 of the corresponding motor, and as described above, the current limiting means 33 or 35 starts up the main scanning motor 1 or the sub scanning motor 11 while limiting the current below the maximum current capacity.
[0032]
On the other hand, when the calculated necessary power supply capacity is larger than the power supply apparatus capacity, the scanning command (startup command) is registered in the registration unit 37 of the history registration unit 36 as a history so that the startup is impossible.
[0033]
In this way, the amount of current that can be used for each motor is set as the maximum current amount, and the sum of the maximum current amount of the starting motor and the maximum current amount of the starting motor does not exceed the current capacity of the power supply device. In this way, by controlling the start-up of motors given start-up commands, it is possible to start multiple motors at the same time, and using a power supply device with limited capacity, optimally operate multiple motors within a limited capacity range. Can be operated.
[0034]
Next, activation control based on the history in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
First, the activation control unit 31 receives the activation command (scan command), but registers the activation command in the registration unit 37 of the history registration unit 36 when the activation of the electric motor corresponding to the activation command is not possible. For example, as shown in FIG. 4, scan commands that are not permitted to be activated are sequentially stored in the history queue 36a, and read out in the FIFO method (accumulated time order) each time it is determined that activation is possible.
[0035]
In this case, it is also possible to perform a history operation for setting a special priority for the stored scanning commands and changing the queue order. For example, when the queue order is monitored sequentially and the time order is reversed for some reason, a process of rearranging in an appropriate order can be added.
[0036]
The resending process by the resending means 38 of the scanning command registered in the history registering means 36 will be described with reference to FIG.
For example, the retransmission means 38 reads the scanning command registered in the registration means 37 at a predetermined time interval (other flags may be used) from the previous one in time order, and determines the maximum current amount of the motor during startup as the maximum current. The motor that starts from the amount storage means 32 or 34 and that reads the maximum current amount of the motor corresponding to the read scanning command from the maximum current amount storage means 34 or 32 and starts the sum of the maximum current amounts of the motors that have been read. To calculate the required power capacity.
[0037]
Then, when the activation control request is sent to the activation control unit 31 together with the calculated necessary power capacity, and the activation control unit 31 gives the activation permission, the history of the scanning command is deleted from the registration unit 37.
[0038]
In this way, for motors that could not be started when attempting simultaneous startup, the startup command is retained as a history, and it can be started with the highest priority at the required timing, and optimal operation is performed. Can be made to do.
[0039]
In this case, it is possible to perform a more optimal operation by rearranging the activation commands registered as the history in descending order of priority, and by preferentially starting in the registered order, Optimum operation can be performed while maintaining consistency between the operation sequence and the command sequence.
[0040]
Next, a second embodiment of the motor control device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block explanatory diagram of the embodiment.
This motor control device is a device for controlling the start and stop of the main scanning motor 1 and the sub-scanning motor 2 using the power from the power supply device 21 whose capacity is limited, and includes a start control means 41, Similar to the first embodiment described above, the maximum current amount storage means 32, the current control means 33, the maximum current amount storage means 34, the current control means 35, the registration means 37 of the history registration means 36, and the retransmission means 42 are provided. Yes.
[0041]
The start control means 41 performs start determination processing of the motor corresponding to the start command based on the scan command (start command) from the host system of the recording apparatus or the scan command (start command) registered in the history registration means 36, When there is no motor being activated, the activation is possible, and the activation of the main scanning motor 1 or the sub-scanning motor 11 is commanded to the current control means 33 or the current control means 35 corresponding to the scanning command.
[0042]
The operation of the thus configured motor control device will be described with reference to FIG.
The activation control means 41 monitors whether or not a scanning command has been given from the host system of the printing apparatus (whether or not a scanning command has been received). When the scanning command is received, it is already registered in the history registration means 36. It is determined whether there is a history.
[0043]
At this time, if there is a history already registered in the history registration means 36, the history is registered in the history registration means 36 as an electric motor corresponding to the scanning command cannot be started (cannot be started).
[0044]
On the other hand, if there is no history already registered in the history registration means 36, it is determined whether or not there is an activated motor. If there is no motor being activated, activation permission (activation command) is given to the current limiting means 33 or 35 of the motor corresponding to the scanning command, and as described above, the current limiting means 33 or 35 is the main scanning motor 1 or sub-motor. The scanning motor 11 is started up while limiting the current below the maximum current capacity.
[0045]
On the other hand, if there is an activated motor, the scanning command (startup command) is registered in the history registering unit 36 as a history so that the startup is impossible.
[0046]
Thus, by controlling the start of the motor corresponding to the start command based on whether or not there is a motor that is being started, the start condition of the motor is simplified, and without performing complicated timing control, Simultaneous starting can be avoided, and a plurality of electric motors can be optimally operated within a limited capacity range by using a power supply device having a limited capacity.
[0047]
In this case, as shown in FIG. 8, the retransmission means 42 for retransmitting the history activation command registered in the history registration means is registered in the registration means 37, for example, at a predetermined time interval (other flags may be used). When the start command is read from the previous one, the start determination request is sent to the start control means 41 (the start command is retransmitted), and the start control means 41 gives the start permission, the registration means 37 The process of deleting the history of the scanning command is performed.
[0048]
In each of the above embodiments, the activation command registered in the history is retransmitted. However, the activation control unit reads the history activation command registered in the registration unit to determine whether the activation is possible. It can also be.
[0049]
Next, a third embodiment of the motor control device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory block diagram of the embodiment.
This motor control device is a motor control device that receives a start command and controls a plurality of

motors

1 and 11 using a power supply device 21 with a limited capacity. Means 52, history alignment means 53, operation permission means 54, maximum current storage means 55, operation control means 56, maximum current storage means 57, and operation control means 58 are provided.
[0050]
The priority setting means 51 sets the priority for the start command given from the host system of the recording apparatus, and stores the start command (scan command) with priority information added to the history holding means 52. Here, the priority is set relatively high for the sub-scanning command, and the priority is set relatively low for the main scanning command. The history holding means 52 stores and holds scanning commands with priorities set in order of arrival time. The history aligning means 53 aligns the histories (scanning commands) stored and held in the history holding means 52 in time order or in reverse order when operation interruption is predicted.
[0051]
The operation permission means 54 takes in the scan command whose start time has passed from the history holding means 52 (becomes the start time), compares the priority of the scan command being activated with the scan command of the history, An operation permission is given to a high scanning command, and an operation permission is given to a scanning command having a low priority based on the maximum current amount of each of the

motors

1 and 11 stored in the maximum current amount storage means 55 and 57. If given, the operation permission is not given when the sum of the maximum current amounts exceeds the capacity of the power supply device 21, and the operation permission is given only when it does not exceed the capacity.
[0052]
The operation control units 56 and 58 operate the main scanning motor 1 and the sub-scanning motor 11 when the operation permission is given from the operation permission unit 54, and stop the

motors

1 and 11 to which the operation permission is not given.
[0053]
Next, the operation of the thus configured motor control device will be described with reference to FIG.
The operation permission unit 54 determines whether or not there is a scanning command registered as a history in the history holding unit 52, and when there is no registered history, the operation permission unit 54 performs a process of continuing the operation of the activated motor as it is (not required). If not)
[0054]
On the other hand, when there is a scanning command registered as history in the history holding means 52, it is determined whether or not the scanning command is at the starting time. Similarly, when the starting time is not at the starting time, the operation of the motor being started is continued. Process to continue (if not, do not).
[0055]
Then, when the scanning command registered as history in the history holding means 52 is the start time, the priority of the scanning command in operation and the scanning command of history is compared, and the electric motor corresponding to the scanning command with high priority Give permission to operate.
[0056]
Thereafter, the required maximum power capacity is calculated by adding the sum of the maximum current amounts of the motors corresponding to the scanning commands with high priority and the maximum current amounts of the motors corresponding to the scanning commands with low priority. Then, it is determined whether or not the necessary power capacity exceeds the capacity of the power supply device 21 (power supply capacity). When the necessary power capacity exceeds the power supply capacity, the operation is prohibited for a scan command with a low priority. When the required power supply capacity does not exceed the power supply capacity, an operation permission is given to a scan command with a low priority.
[0057]
In this way, by setting the priority of the start command and operating so that the sum of the maximum current amounts of the motors that operate based on the maximum current amount of each motor does not exceed the capacity of the power supply device, Simultaneous activation and priority activation are possible, and a plurality of electric motors can be optimally controlled within a limited capacity range using a power supply device with a limited capacity.
[0058]
Next, the arrangement of the history registered and held in the history holding means 52 will be described with reference to FIG.
In the history holding means 52, the given (generated) scanning command or the scanning command whose operation has been stopped is sequentially stored in the history queue. During the accumulation, the history sorting means 53 performs an operation of always sorting in the order of occurrence time. Then, when the scanning command passes the activation time, it is sequentially read out by the FIFO method.
[0059]
Further, the history aligning means 53 calculates an operation time for each scanning command, and performs a process of rearranging the scanning commands in reverse order when an operation interruption is predicted in advance based on the calculated operation time. That is, when the sub-scan priority is set higher than the main scan as described above, it is found from the operation time that the main scan is eventually interrupted by the sub-scan immediately after starting the main scan. The process which reverses the order is performed.
[0060]
In this way, when starting based on the start command, it is determined whether the operation permission is not given by the start command having a higher priority during the operation time after the start, and the start command is determined based on the determination result. By rearranging, more efficient operation can be controlled.
[0061]
Next, the setting of the maximum current amount in each of the above embodiments will be described with reference to FIG.
The maximum current amount is set in advance and stored in the maximum current amount storage means. For example, a table may be created and stored.
[0062]
First, the amount of current required is different between when the motor is stopped and when it is starting (operating), especially when starting the motor (when starting from a stopped state), a larger current than when starting. Is required. Therefore, as shown in FIG. 12, the operating state of the electric motor is divided into stopped and started, and the maximum current amount a when stopped is set to a value larger than the maximum current amount b during startup. .
[0063]
In practice, the maximum amount of current b is set to the amount of current required for the starting motor, and the maximum amount of current a is set by calculation or experimentally determined by the circuit performance and the required torque. can do.
[0064]
The maximum amount of current can be defined by a time function, whereby more actual circuit operation can be reproduced and operation close to limit control can be realized. For example, as shown in FIG. 13A, the maximum current amount when the maximum current amount is defined so as to decrease in accordance with the elapsed time after startup can be expressed by the following equation (1). In the formula (1), A and k are constants, and t is an elapsed time after activation.
[0065]
[Expression 1]

[0066]
The definition of the maximum current amount is not limited to this. For example, as shown in FIG. 14, the calculation can be speeded up by approximately expressing the time function. The maximum current amount in this case can be expressed by the following equation (2) until time t0 after startup, and by the following equation (3) after time t0. However, in the expressions (2) and (3), B, m, and t0 are constants, and t is an elapsed time after activation.
[0067]
[Expression 2]

[0068]
[Equation 3]

[0069]
Here, the maximum amount of current that monotonously decreases (changes) according to the elapsed time after startup is set, but the amount of rotation after startup of the motor, that is, driven means driven by the motor ( For example, the maximum amount of current that monotonously decreases (changes) can be set in accordance with the movement distance of the carriage, the conveyance roller, or the paper.
[0070]
Thus, by setting the change in the maximum current amount more accurately, the possibility of simultaneous activation of a plurality of electric motors within the limited capacity range is increased, and the output of the electric motor can also be increased. More efficient operation can be performed.
[0071]
This will be described in detail with respect to the main scanning motor and the sub scanning motor. The amount of movement at one time is longer in the main scanning than in the sub scanning. Considering this, as shown in FIG. 15, the maximum current amount c of the main scanning motor is set larger than the maximum current amount d of the sub-scanning motor (c> d), so that the entire printing operation is performed. Can be speeded up.
[0072]
When the maximum current amount is defined by the time function described with reference to FIG. 13 above, each variable is set as shown in FIG. 16, and when the maximum current amount is defined by the time approximation function described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, by setting each variable, the main scanning can move faster than the sub scanning, and the printing speed can be improved.
[0073]
Thus, by using the motor control device according to the present invention, it becomes possible to operate a plurality of electric motors simultaneously and at high speed within a limited capacity range without increasing the capacity of the power supply device. The cost and size of an image forming apparatus, for example, an ink jet recording apparatus can be reduced, and high-speed printing is also possible.
[0074]
Next, a specific example of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a configuration diagram for explaining the overall configuration of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 19 is a plan view of an essential part of the recording apparatus.
[0075]
In this ink jet recording apparatus, a carriage 103 is slidably held in a main scanning direction by a guide rod 101 and a stay 102 that are horizontally mounted on left and right side plates (not shown), and a timing is detected by a main scanning motor 104 that is an electric motor. It moves and scans in the direction indicated by the arrow (main scanning direction) in FIG.
[0076]
The carriage 103 is provided with a recording head 107 including four ink jet heads for ejecting ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk), and a plurality of ink ejection ports. They are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.
[0077]
As an inkjet head constituting the recording head 107, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of a liquid using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase change caused by a temperature change. A shape memory alloy actuator to be used, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like as an energy generating means for discharging ink can be used.
[0078]
The carriage 103 is also equipped with a sub-tank 108 for each color for supplying each color ink to the recording head 107. Ink is supplied to the sub tank 108 from a main tank (ink cartridge) through an ink supply tube (not shown).
[0079]
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding paper 112 stacked on a paper stacking unit (pressure plate) 111 such as a paper feeding cassette 110, a half-moon roller (separately feeding paper 112 one by one from the paper stacking unit 111) The sheet feeding roller 113 and the sheet feeding roller 113 are opposed to each other, and a separation pad 114 made of a material having a large friction coefficient is provided. The separation pad 114 is urged toward the sheet feeding roller 113 side.
[0080]
As a transport unit for transporting the paper 112 fed from the paper feed unit below the recording head 107, a transport belt 121 for electrostatically attracting and transporting the paper 112, and a paper feed unit A counter roller 122 for transporting the paper 112 fed through the guide 115 while sandwiching it between the transport belt 121 and the paper 112 fed substantially vertically upward is changed by about 90 ° and copied on the transport belt 121. A conveying guide 123 for adjusting the pressure and a tip pressure roller 125 urged toward the conveying belt 121 by a pressing member 124. In addition, a charging roller 126 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 121 is provided.
[0081]
Here, the conveyance belt 121 is an endless belt, is stretched between the conveyance roller 127 and the tension roller 128, and is conveyed from the sub-scanning motor 131 that is an electric motor via the timing belt 132 and the timing roller 133. By rotating 127, it is comprised so that it may circulate in an arrow direction (belt conveyance direction).
[0082]
The transport belt 121 is a surface layer that is a sheet adsorbing surface formed of a pure resin material having a thickness of about 40 μm that is not subjected to resistance control, such as ETFE pure material, and resistance control by carbon is performed using the same material as the surface layer. It has a back layer (medium resistance layer, ground layer).
[0083]
The thickness of the insulating layer (surface layer) of the conveyor belt 121 affects the dielectric constant. As the thickness increases, the dielectric constant decreases and the amount of charge on the belt decreases when charged. Therefore, in consideration of the range of film thickness that varies in manufacturing, and the thickness of this layer does not become zero even if scratches occur on the belt in the actual machine, the electrostatic adsorption force can be improved by making it as thin as possible. .
[0084]
Further, the thickness of the back layer (medium resistance layer, ground layer) of the conveyor belt 121 does not directly affect the electrostatic action, but when the total thickness of the belt increases, the rigidity increases and the belt is stretched on the actual machine. In addition, it is difficult to ensure the flatness of the belt, while it cannot be so thin in order to ensure the required strength. According to experiments, the thickness of the back layer is preferably about 50 to 200 μm.
[0085]
In this way, by providing a resistance-controlled layer on the entire back side of the conveyor belt 121 as a two-layer structure, after the charge is formed on the surface layer that is an insulating layer in advance, the charge is further supplied when the sheet adsorbed to the belt comes into contact with it. The electrostatic attractive force between the paper and the conveyor belt 121 can be increased. For example, in the case of a single insulating layer, the adsorption force is halved compared to the case of two layers, and in the case of a single layer, the position where the paper starts to contact the belt faces the ground roller located inside the belt. However, by using two layers, such a restriction is eliminated.
[0086]
Adopting a paper transport mechanism using the transport belt 121 enables more accurate transport and enables high-quality recording, but, on the other hand, a sub-scanning motor compared to a mechanism that transports paper with a simple transport roller. Load increases, and accordingly, a large torque is required. In this case, using a sub-scanning motor having a large current and a high output torque leads to an increase in cost due to an increase in the size and capacity of the power supply device, but by providing the motor control device according to the present invention. Even when the capacity of the power supply device is limited, the drive control of the main scanning motor and the sub scanning motor can be performed efficiently as described above.
[0087]
The charging roller 126 is arranged so as to contact the surface layer of the conveyor belt 121 and rotate following the rotation of the conveyor belt 121, and applies 2.5N to both ends of the shaft as a pressing force. The transport roller 127 also serves as an earth roller, and is in contact with the middle resistance layer (back layer) of the transport belt 121 and is grounded.
[0088]
In addition, a guide member 136 is disposed on the back side of the conveyance belt 121 so as to correspond to a printing area by the recording head 107. The upper surface of the guide member 136 protrudes toward the recording head 107 from the tangent line of two rollers (the conveyance roller 127 and the tension roller 128) that support the conveyance belt 121. Thereby, the conveyor belt 121 is pushed up and guided by the upper surface of the guide member 136 in the printing region.
[0089]
Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 112 recorded by the recording head 107, a separation unit for separating the paper 112 from the conveying belt 121, a paper discharge roller 142 and a paper discharge roller 143, and paper discharge A paper discharge tray 144 for stocking the paper 112 to be printed. A double-sided paper feeding unit 151 is detachably mounted on the back. The double-sided paper feeding unit 151 takes in the paper 112 returned by the reverse rotation of the transport belt 121, reverses it, and feeds it again between the counter roller 122 and the transport belt 121.
[0090]
In the ink jet recording apparatus configured as described above, the paper 112 is separated and fed one by one from the paper feed unit, and the paper 112 fed substantially vertically upward is guided by the guide 115, and includes the transport belt 121 and the counter roller 122. The leading end is guided by the conveying guide 123 and pressed against the conveying belt 121 by the leading end pressure roller 125, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.
[0091]
At this time, a positive voltage output and a negative output are alternately repeated from the high voltage power supply to the charging roller 126 by a control circuit (not shown), that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 121 alternates, that is, In the sub-scanning direction, which is the circumferential direction, plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the paper 112 is fed onto the positively and negatively charged conveying belt 121, the paper 112 is polarized to a charge opposite to the charged pattern in the paper 112, so that a capacitor connected in parallel is formed. 112 is attracted to the conveyance belt 121, and the paper 112 is conveyed in the sub-scanning direction by the circular movement of the conveyance belt 121.
[0092]
Therefore, by driving the recording head 107 according to the image signal while moving the carriage 103, ink droplets are ejected onto the stopped paper 112 to record one line, and after the paper 112 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 112 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 12 is discharged onto the paper discharge tray 144.
[0093]
The image forming apparatus according to the present invention can be applied to a facsimile machine, a copying machine, a printer / fax / copier multifunction machine, etc., in addition to an inkjet printer. Furthermore, the present invention can also be applied to an image recording apparatus that discharges a liquid other than ink, such as a resist or a DNA sample in the medical field. Further, the present invention can be applied to an image forming apparatus (photosensitive member, intermediate transfer member, paper feeding mechanism, writing scanning system, etc.) that forms an image by an electrophotographic method other than the ink jet recording apparatus.
[0094]
In addition, the motor control device according to the present invention is not limited to an image forming apparatus, and can be applied to a system that drives a plurality of motors under a condition where the power supply capacity is limited, thereby limiting the output of the motor. It is possible to achieve the limit within the range, further facilitate the control, and reduce the size, weight, cost, and efficiency of the product.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the motor control device of the present invention, it is possible to optimally control a plurality of motors within a limited capacity range.
[0096]
According to the image forming apparatus of the present invention, since a plurality of electric motors can be optimally controlled within a limited capacity range, it is possible to perform image formation at a higher speed while reducing the cost of the apparatus. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view illustrating an example of an image forming apparatus to which an electric motor control device according to the invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram for explaining a first embodiment of the motor control device according to the present invention;
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the control device.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining history registration and retransmission of the control device;
FIG. 5 is a flowchart for explaining the history resending of the control device;
FIG. 6 is a block diagram for explaining a second embodiment of the motor control apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the control device.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the history resending of the control device;
FIG. 9 is a block diagram for explaining a third embodiment of the motor control apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the control device.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining history registration and alignment of the control device;
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the setting of the maximum current amount.
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the case where the maximum current amount is set as a time function.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the case where the maximum current amount is set by a time approximation function.
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining setting of the maximum current amount for main scanning and sub-scanning;
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining another example of setting of the maximum current amount for main scanning and sub-scanning;
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining still another example of setting of the maximum current amount for main scanning and sub-scanning;
FIG. 18 is a configuration diagram for explaining a specific configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 19 is an explanatory plan view of the main part of the apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main scanning motor, 11 ... Sub scanning motor, 21 ... Power supply device, 31 ... Start-up control means, 32, 34, 55, 57 ... Maximum electric current amount storage means, 33, 35 ... Current control means, 36 ... History registration means , 51 ... priority setting means, 52 ... history holding means, 53 ... history alignment means, 54 ... operation permission means, 56, 57 ... operation control means, 103 ... carriage, 104 ... main scanning motor, 107 ... recording head, 121 ... Conveying belt, 127... Conveying roller, 131.

Claims

起動指令を受けて、容量に制限のある電源装置を使用して複数の電動機を制御する電動機の制御装置において、
前記起動指令について優先度を設定する優先度設定手段と、
前記起動指令を来歴として保持する来歴保持手段と、
この来歴保持手段に保持された起動指令に対して優先度の高い順に作動許可を与え、作動許可を与えると予め設定された各電動機で使用できる最大電流量の和が前記電源装置の容量を越える起動指令が現出した以降の起動指令に対しては作動許可を与えない作動許可手段と、
この作動許可手段からの作動許可が与えられた電動機を作動させ、作動許可が与えられない電動機を停止させる作動制御手段と、
前記来歴保持手段に保持された起動指令を到着時間に従って並び替える手段と、
を備えていることを特徴とする電動機の制御装置。In a motor control device that receives a start command and controls a plurality of motors using a power supply device with a limited capacity,
Priority setting means for setting a priority for the activation command;
History holding means for holding the activation command as a history;
The operation permission is given to the starting commands held in the history holding means in the order of priority, and when the operation permission is given, the sum of the maximum currents that can be used in each electric motor exceeds the capacity of the power supply device. An operation permission means that does not give an operation permission to the start command after the start command appears,
An operation control means for operating the electric motor to which the operation permission is given from the operation permission means and stopping the electric motor to which the operation permission is not given ;
Means for rearranging the activation commands held in the history holding means according to the arrival time;
An electric motor control device comprising:

起動指令を受けて、容量に制限のある電源装置を使用して複数の電動機を制御する電動機の制御装置において、
前記起動指令について優先度を設定する優先度設定手段と、
前記起動指令を来歴として保持する来歴保持手段と、
この来歴保持手段に保持された起動指令に対して優先度の高い順に作動許可を与え、作動許可を与えると予め設定された各電動機で使用できる最大電流量の和が前記電源装置の容量を越える起動指令が現出した以降の起動指令に対しては作動許可を与えない作動許可手段と、
この作動許可手段からの作動許可が与えられた電動機を作動させ、作動許可が与えられない電動機を停止させる作動制御手段と、
前記起動指令毎に作動時間を算出する算出手段と、
前記来歴保持手段に保持された起動指令を前記算出手段の算出結果に基づいて並び替える手段と、
を備えていることを特徴とする電動機の制御装置。In a motor control device that receives a start command and controls a plurality of motors using a power supply device with a limited capacity,
Priority setting means for setting a priority for the activation command;
History holding means for holding the activation command as a history;
The operation permission is given to the starting commands held in the history holding means in the order of priority, and when the operation permission is given, the sum of the maximum currents that can be used in each electric motor exceeds the capacity of the power supply device. An operation permission means that does not give an operation permission to the start command after the start command appears,
An operation control means for operating the electric motor to which the operation permission is given from the operation permission means and stopping the electric motor to which the operation permission is not given ;
Calculating means for calculating an operating time for each start command;
Means for rearranging the activation command held in the history holding means based on the calculation result of the calculation means;
An electric motor control device comprising:

請求項１又は２に記載の電動機の制御装置において、時間と共に変化する前記最大電流量が設定されていることを特徴とする電動機の制御装置。 3. The motor control device according to claim 1, wherein the maximum current amount that changes with time is set.

請求項３に記載の電動機の制御装置において、前記最大電流量は時間と共に単調に減少する値であることを特徴とする電動機の制御装置4. The motor control device according to claim 3 , wherein the maximum current amount is a value that decreases monotonously with time.

請求項１又は２に記載の電動機の制御装置において、前記電動機の起動後の回転量に対して単調に減少する前記最大電流量が設定されていることを特徴とする電動機の制御装置。 3. The motor control device according to claim 1, wherein the maximum current amount that monotonously decreases with respect to a rotation amount after the motor is started is set. 4.

請求項１又は２に記載の電動機の制御装置において、前記電動機が起動中である作動中最大電流量と、前記電動機が停止状態から起動されるときの起動時最大電流量が設定されていることを特徴とする電動機の制御装置。The motor control device according to claim 1 or 2 , wherein a maximum current amount during operation in which the motor is being started and a maximum current amount during start-up when the motor is started from a stopped state are set. An electric motor control device.

請求項２に記載の電動機の制御装置において、当該起動指令に基づいて起動したときに起動後の作動時間中により優先度の高い起動指令によって作動許可が与えられなくなるか否かを判別し、この判別結果に基づいて起動指令を並び替えることを特徴とする電動機の制御装置。In the motor control device according to claim 2 , it is determined whether or not the operation permission is not given by the activation command having a higher priority during the operation time after the activation when activated based on the activation command. A control apparatus for an electric motor, wherein start commands are rearranged based on a determination result.

少なくとも２つの電動機と、容量に制限のある電源装置とを備える画像形成装置において、請求項１ないし７のいずれかに記載の電動機の制御装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising at least two motors, and a power supply device with limited capacity, the image forming apparatus characterized in that it comprises a control unit for an electric motor according to any one of claims 1 to 7.

請求項８に記載の画像形成装置において、前記２つの電動機の一方が主走査機構を駆動する主走査電動機、他方が副走査機構を駆動する副走査電動機であることを特徴とする画像形成装置。9. The image forming apparatus according to claim 8 , wherein one of the two motors is a main scanning motor that drives a main scanning mechanism, and the other is a sub scanning motor that drives a sub scanning mechanism.

請求項９に記載の画像形成装置において、前記主走査電動機の最大電流量が前記副走査電動機の最大電流量よりも大きく設定されていることを特徴とする画像形成装置。10. The image forming apparatus according to claim 9 , wherein the maximum current amount of the main scanning motor is set larger than the maximum current amount of the sub-scanning motor.

請求項８ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、インク滴を吐出する記録ヘッドを用いて画像を形成する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。11. The image forming apparatus according to claim 8, further comprising means for forming an image using a recording head that ejects ink droplets.