KR20080088265A - 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 스텝모터의 구동시 스텝모터가 장착된 부품의 공진주파수를 고려하여 공진 현상이 예상되는 가감속테이블 대신에 공진 회피 가능한 가감속테이블을 이용하여 공진주파수와 일치하지 않는 구동주파수로 스텝모터를 가감속 제어함으로써 스텝모터와 부품간의 공진을 회피할 수 있어 진동 및 소음을 최소화할 수 있고, 부품의 오동작 및 수명단축을 방지할 수 있다.

이를 위해 본 발명은 스텝모터를 구비하는 화상형성장치에 있어서, 스텝모터가 장착된 부품의 공진주파수가 저장된 제1저장부와, 가감속 속도구간별 구동주파수가 서로 다르게 설정된 복수의 가감속테이블을 저장하는 제2저장부와, 스텝모터의 구동시 공진주파수에 대하여 공진 회피 가능한 구동주파수를 갖는 가감속테이블을 이용하여 스텝모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화상형성장치{Image forming apparatus}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서의 스텝모터의 구동제어장치에 대한 제어블록도이다.

도 2는 도 1에서 스텝모터의 각속도 및 구동주파수를 보인 도면이다.

도 3은 도 1의 제2저장부에 저장된 각 가감속테이블의 속도구간별 구동주파수를 보인 도면이다.

도 4는 공진회피를 위한 가감속테이블의 변경예를 보인 도면이다.

도 5는 공진회피를 위한 가감속테이블의 다른 변경예를 보인 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서의 스텝모터의 구동제어방법에 대한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 속도명령부 20 : 클럭발생부

30 : 제1저장부 40 : 제2저장부

50 : 제어부 60 : 모터구동부

70 : 스텝모터

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프린터, 복합기 등의 화상형성장치에 사용되는 스텝모터의 진동을 줄일수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 스텝모터는 외부의 DC전압 또는 전류를 모터의 각 상단자에 스위칭방식으로 입력시켜 줌에 따라 일정한 각도의 회전을 하는 모터이다.

이러한 스텝모터는 정밀 제어가 가능하여 프린터, 복합기 등의 화상형성장치의 주요 부품에 많이 사용되고 있다.

하지만, 스텝모터는 정밀제어가 가능한 장점이 있지만 구동주파수가 세트 내부의 주요 부품의 공진주파수와 일치할 경우 공진 현상이 쉽게 발생하는 단점이 있다. 즉, 모터자체의 기계적 특성과 전기적 특성이 어느 구동주파수영역에 이르게 되면 급격히 진동을 일으키거나 출력토크를 저하시키게 된다. 이러한 현상을 공진이라 한다. 공진 현상으로 인해 화상형성장치에서는 진동 소음이 발생할 뿐만 아니라, 주요 부품의 성능과 수명에 나쁜 영향을 미치게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스텝모터가 장착된 부품의 공진주파수를 고려하여 스텝모터와 부품간의 공진을 방지할 수 있는 화상형성장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치는 스텝모터를 구비하 는 화상형성장치에 있어서, 상기 스텝모터가 장착된 부품의 공진주파수가 저장된 제1저장부와, 가감속 속도구간별 구동주파수가 서로 다르게 설정된 복수의 가감속테이블을 저장하는 제2저장부와, 상기 스텝모터의 구동시 상기 공진주파수에 대하여 공진 회피 가능한 구동주파수를 갖는 가감속테이블을 이용하여 상기 스텝모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 부품은 레이저스캐닝유닛인 것을 특징으로 한다.

상기 부품은 스캔유닛인 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 가감속테이블은 풀 스텝방식에 의한 펄스수 및 펄스간격을 갖는 구동주파수가 저장된 가감속테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 가감속테이블은 하프 스텝방식에 의한 펄스수 및 펄스간격을 갖는 구동주파수가 저장된 가감속테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 가감속테이블은 마이크로 스텝방식에 의한 펄스수 및 펄스간격을 갖는 구동주파수가 저장된 가감속테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 가감속테이블에는 상기 스텝모터의 공진주파수가 제외된 구동주파수가 저장되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에서의 스텝모터의 구동제어장치에 대한 제어블록도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 속도명령부(10), 클럭발생부(20), 제1저장부(30), 제2저장부(40), 제어부(50), 모터구동 부(60)를 포함하여 이루어진다.

도면부호 70은 스텝모터(70)로서 예를 들면, 화상형성장치의 스캔유닛을 구동하는 스텝모터(70)이다. 이 스텝모터(70)의 구동구간은 도 2에 도시된 바와 같이, 정방향(ClockWise, CW)으로 스캔유닛을 라인단위로 구동하는 경우, 한 라인을 감지하기 위하여 속도가 가속되는 가속구간, 가속된 속도를 유지하는 등속구간, 정지를 위해 감속하는 감속구간을 구분할 수 있다.

속도명령부(10)는 스캔유닛의 이동을 위한 구동 또는 정위로의 복귀를 위한 구동 등의 스텝모터(70)의 동작조건을 명령한다.

제1저장부(30)에는 스텝모터(70)가 장착된 부품 일예로, 레이저스캐닝유닛과 스캔유닛 등의 공진주파수가 저장되어 있다.

제2저장부(40)에는 가속구간, 등속구간, 감속구간의 속도구간별 구동주파수가 서로 다르게 설정된 다수의 가감속테이블이 저장되어 있다. 각 가감속테이블에는 도 3에 도시된 바와 같이, 가속구간, 정속구간, 감속구간에 대한 각 속도구간별 서로 다른 구동주파수가 저장되어 있다. 이러한 구동주파수는 풀 스텝(Full step), 하프 스텝(Half step), 마이크로 스텝(Micro step)에 의해 서로 다른 주파수로 만들어진다. 풀 스텝은 기준클럭신호인 펄스를 1개다 이용한다는 의미이고, 펄스 1개에 대하여 스텝모터(70)의 한 스텝 회전한다. 하프 스텝은 펄스를 반만 이용한다는 의미이고, 두 개의 펄스가 입력되어야 스텝모터(70)가 한 스텝 회전한다. 마이크로 스텝은 1/4 마이크로 스텝, 1/8 마이크로 스텝으로 구분할 수 있는데, 1/4 마이크로 스텝은 펄스의 1/4만 이용한다는 의미이고, 4개의 펄스가 입력되어야 스텝모 터(70)가 한 스텝 회전한다. 1/8 마이크로 스텝은 펄스의 1/8만 이용한다는 의미이고, 8개의 펄스가 입력되어야 스텝모터(70)가 한 스텝 회전한다. 이때, 각 구동주파수는 스텝모터(70)의 공진주파수를 제외한 주파수이다.

클럭발생부(20)는 각 속도구간별 구동주파수에 대응하는 펄스 간격의 기준이 되는 기준클럭신호를 출력한다.

제어부(50)는 속도명령부(10)로부터의 명령에 따라 제2저장부(40)에 저장된 가감속테이블을 이용하여 가속구간, 등속구간, 감속구간에 대하여 각 구간별 구동주파수를 출력하여 모터구동부(60)를 통해 스텝모터(70)를 구동시킨다. 이때, 제어부(50)는 클럭발생부(20)로부터 출력된 기준클럭신호를 기준으로 하여 속도구간별 구동주파수에 맞게 펄스수 및 펄스간격이 조절된다. 펄스간격이 좁아지는 것은 스텝모터(70)의 각속도가 빨라지는 것을 의미하고, 펄스간격이 넓어지는 것은 스텝모터(70)의 각속도가 느리지는 것을 의미한다.

상술한 바와 같이, 스텝모터(70)는 정밀제어가 가능한 장점이 있지만 구동주파수가 세트 내부의 주요 부품의 공진주파수와 일치할 경우 급격히 진동을 일으키거나 출력토크를 저하시키는 공진 현상이 쉽게 발생하여 진동 및 소음이 발생할 뿐만 스텝모터(70)가 장착된 부품의 성능과 수명에 나쁜 영향을 미친다.

따라서, 제1저장부(30)에 저장된 공진주파수와 동일한 주파수로 스텝모터(70)를 구동할 경우, 공진이 발생한다.

상기한 제어부(50)는 이러한 공진을 회피하기 위해서 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 가감속테이블의 구동주파수가 공진주파수와 동일한 주파수인 경우에는 가감속테이블을 변경시켜 구동주파수가 공진주파수와 동일하지 않도록 스텝모터(70)를 가감속 제어함으로써 스텝모터(70)와 부품간의 공진을 회피시킨다.

도 4에 도시된 바와 같이, 공진주파수가 f_{2 -1}인 경우, 기준 가감속테이블로 사용된 제1가감속테이블에 따라 1차가속구간에서는 f_{1 -1}의 구동주파수를 이용하여 1차가속시킨다. 하지만, 2차가속구간에서 구동주파수 f_2-1이 공진주파수와 동일한 주파수이므로, f_2-1 대신에 공진 회피 가능한 가감속테이블(일예로, 제2가감속테이블)로 변경하여 구동주파수를 변경시킴으로써 공진을 회피시킨다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 공진주파수가 f_{4 -1}인 경우, 기준 가감속테이블로 사용된 제1가감속테이블에 따라 가속구간 및 등속구간에서는 제1가감속테이블의 가속구간 및 등속구간별 구동주파수를 이용하여 가속 및 등속시킨다. 하지만, 1차 감속구간에서 구동주파수 f_4-1이 공진주파수와 동일한 주파수이므로, f_4-1 대신에 공진 회피 가능한 가감속테이블(일예로, 제n가감속테이블)로 변경하여 구동주파수를 변경시킴으로써 공진을 회피시킨다.

이하에서는 상기한 제어부(50)의 작동을 도 6을 참조하여 좀더 자세히 설명한다.

먼저, 제어부(50)는 단계 S100에서 스텝모터(70)를 기준가감속테이블(일예로, 제1가감속테이블)을 적용하여 구동시킨다.

그리고, 단계 S101에서 제1저장부(30)에 저장된 공진주파수를 읽어들인다.

그런 후 단계 S102 내지 S111에서 1차가속구간, 2차가속구간, 등속구간, 1차감속구간, 2차감속구간에서 각각 해당 구동주파수가 공진주파수인지를 판단한다.

만약, 해당 구동주파수가 공진주파수가 아니면, 해당 구동주파수를 이용하여 각 속도구간에 맞게 가속, 등속 또는 감속시킨다.

한편, 해당 구동주파수가 공진주파수이면, 공진 회피를 위해 공진회피 가능한 가감속테이블로 변경하여 변경된 가감속테이블의 속도구간별 구동주파수를 이용하여 각 속도구간에 맞게 가속, 등속 또는 감속시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스텝모터의 구동시 스텝모터가 장착된 부품의 공진주파수를 고려하여 공진 현상이 예상되는 가감속테이블 대신에 공진 회피 가능한 가감속테이블을 이용하여 공진주파수와 일치하지 않는 구동주파수로 스텝모터를 가감속 제어함으로써 스텝모터와 부품간의 공진을 회피할 수 있어 진동 및 소음을 최소화할 수 있고, 부품의 오동작 및 수명단축을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 스텝모터를 구비하는 화상형성장치에 있어서,

   상기 스텝모터가 장착된 부품의 공진주파수가 저장된 제1저장부와,

   가감속 속도구간별 구동주파수가 서로 다르게 설정된 복수의 가감속테이블을 저장하는 제2저장부와,

   상기 스텝모터의 구동시 상기 공진주파수에 대하여 공진 회피 가능한 구동주파수를 갖는 가감속테이블을 이용하여 상기 스텝모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 부품은 레이저스캐닝유닛인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 부품은 스캔유닛인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 가감속테이블은 풀 스텝방식에 의한 펄스수 및 펄스간격을 갖는 구동주파수가 저장된 가감속테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 가감속테이블은 하프 스텝방식에 의한 펄스수 및 펄스간격을 갖는 구동주파수가 저장된 가감속테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 가감속테이블은 마이크로 스텝방식에 의한 펄스수 및 펄스간격을 갖는 구동주파수가 저장된 가감속테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 가감속테이블에는 상기 스텝모터의 공진주파수가 제외된 구동주파수가 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

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