(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを正転及び逆転駆動するＨブリッジ型駆動回路；
該Ｈブリッジ型駆動回路に接続され、前記モータの駆動電流が流れる電流検出抵抗；
該電流検出抵抗を短絡する切換え手段；及び
前記Ｈブリッジ型駆動回路を介して前記モータを逆転駆動し前記電流検出抵抗が検出する駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの逆転駆動を停止しそして前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段で前記電流検出抵抗を短絡して前記モータを正転駆動することにより前記モータの駆動電流を増加させ、モータが起動した後前記切換え手段による前記電流検出抵抗の短絡を解除する、制御手段；
を備える、モータ駆動装置。
【請求項２】
正転及び逆転するモータと、該モータで駆動されて所定区間の終端に往移動すると反転して復移動する負荷を有するモータ駆動装置において、
前記モータの駆動回路に接続され、該モータの駆動電流に応じた信号を出力する電流検出抵抗；
該電流検出抵抗で検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの回転方向を反転する反転制御手段；
前記電流検出抵抗を短絡する切換え手段；及び
前記モータの回転方向を反転した後の所定時間は、前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段を介して前記電流検出抵抗を短絡して前記モータの駆動電流を増加させ、少なくともモータの駆動電流を検出する時には前記切換え手段による前記電流検出抵抗の短絡を解除する、短絡制御手段；
を設けたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
部材Ａと部材Ｂとの間にコロナ放電ワイヤがあり前記部材Ａと部材Ｂの間を往復移動して前記チャージワイヤをクリーニングするクリーニング部材があり該クリーニング部材を往復駆動するためのモータがあるコロナ放電器の、前記モータを前記往復駆動のために正逆転するモータ駆動回路；
該モータ駆動回路に接続され、前記モータの駆動電流に応じた信号を出力する電流検出抵抗；
前記電流検出抵抗を短絡する切換え手段；および、
前記駆動回路を介して前記クリーニング部材が前記部材Ｂに向かう往方向に前記モータを回転駆動し前記電流検出抵抗で検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの回転駆動を停止しそして前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段で前記電流検出抵抗を短絡して前記モータの駆動電流を増加させて前記クリーニング部材が前記部材Ａに向かう復方向に前記モータを回転駆動し、モータが起動した後前記切換え手段による前記電流検出抵抗の短絡を解除する制御手段；
を備える、コロナ放電器のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記部材Ａに向かう復方向の前記モータの回転駆動を継続し前記電流検出抵抗で検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの回転駆動を停止しそして前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段で前記電流検出抵抗を短絡して前記モータの駆動電流を増加させて前記クリーニング部材が前記部材Ｂに向かう往方向に前記モータを設定時間回転駆動してから前記電流検出抵抗の短絡を解除し該回転駆動を停止する；請求項３に記載の、コロナ放電器のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータ駆動装置に関し、例えば、複写機やプリンターのような画像形成装置のチャージャーをクリーニングする装置に利用しうる。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複写機やプリンターのような画像形成装置には感光体を帯電させるための帯電チャージャー（コロナ放電器）などが備わっている。この種のチャ−ジャに設けられるチャ−ジワイヤには、画像形成時の放電によって汚れが付着する。この汚れによって、チャージャーの特性は経時的に劣化する。従って、形成する画像の品質を維持するためには、定期的にチャ−ジワイヤをクリーニングする必要がある。
【０００３】
チャ−ジワイヤのクリーニングを自動化するための技術が、特開昭６２−２４６０７９号公報および特開昭６３−２２９４６７号公報に開示されている。いずれにおいても、チャージャーに清掃部材を内蔵しており、この清掃部材を電気モータにより駆動して、清掃部材をチャ−ジワイヤに沿って往復移動させることによって、チャ−ジワイヤをクリ−ニングするように構成してある。また、特開昭６２−２４６０７９号公報においては、モータの負荷である清掃部材の位置を検出するために、検出フィラーを設けている。また特開昭６３−２２９４６７号公報では、モータの駆動電流を検出して、定常時とロック時との差から、負荷である摺動体（清掃部材）の位置を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６２−２４６０７９号公報のように検出フィラーを設けると、機構が複雑になるのは避けられない。また、特開昭６３−２２９４６７号公報の制御では、負荷をロックさせてからモータの駆動方向を反転することになるが、負荷がロックした後でそれを再び駆動する時には大きな起動トルクが必要であり、再起動時に起動に失敗することがある。
【０００５】
従って本発明は、検出フィラーなどの機械的なセンサーを用いることなく負荷の位置を検出すること，電源電圧が低い場合でもモータ起動を確実にすること，および簡単な構成で安価なモータ駆動装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１のモータ駆動装置は、
モータを正転及び逆転駆動するＨブリッジ型駆動回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）；
該Ｈブリッジ型駆動回路に接続され、前記モータの駆動電流が流れる電流検出抵抗（Ｒｓ）；
該電流検出抵抗を短絡する切換え手段（Ｑ５）；及び
前記Ｈブリッジ型駆動回路を介して前記モータを逆転駆動し前記電流検出抵抗が検出する駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの逆転駆動を停止しそして前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段で前記電流検出抵抗を短絡して前記モータを正転駆動することにより前記モータの駆動電流を増加させ、モータが起動した後前記切換え手段による前記電流検出抵抗の短絡を解除する、制御手段（ＣＰＵ）；
を備える。
【０００７】
また請求項２の、正転及び逆転するモータ（Ｍ）と、該モータで駆動されて所定区間の終端に往移動すると反転して復移動する負荷（ＣＬ）を有するモータ駆動装置は、
前記モータの駆動回路に接続され、該モータの駆動電流に応じた信号を出力する電流検出抵抗（Ｒｓ）；
該電流検出抵抗で検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの回転方向を反転する反転制御手段（ＣＰＵ，６２〜６４，７２〜７４，７６〜７８）；
前記電流検出抵抗を短絡する切換え手段（Ｑ５）；及び
前記モータの回転方向を反転した後の所定時間は、前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段を介して前記電流検出抵抗を短絡して前記モータの駆動電流を増加させ、少なくともモータの駆動電流を検出する時には前記切換え手段による前記電流検出抵抗の短絡を解除する、短絡制御手段（６４，７１，７４，７８）；を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また請求項３のコロナ放電器のモータ駆動装置は、
部材Ａと部材Ｂとの間にコロナ放電ワイヤがあり前記部材Ａと部材Ｂの間を往復移動して前記チャージワイヤをクリーニングするクリーニング部材（ＣＬ）があり該クリーニング部材を往復駆動するためのモータがあるコロナ放電器の、前記モータを前記往復駆動のために正逆転するモータ駆動回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）；
該モータ駆動回路に接続され、前記モータの駆動電流に応じた信号を出力する電流検出抵抗（Ｒｓ）；
前記電流検出抵抗を短絡する切換え手段（Ｑ５）；および、
前記駆動回路を介して前記クリーニング部材が前記部材Ｂに向かう往方向に前記モータを回転駆動し前記電流検出抵抗で検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの回転駆動を停止しそして前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段で前記電流検出抵抗を短絡して前記モータの駆動電流を増加させて前記クリーニング部材が前記部材Ａに向かう復方向に前記モータを回転駆動し、モータが起動した後前記切換え手段による前記電流検出抵抗の短絡を解除する制御手段（ＣＰＵ）；
を備える。
【０００９】
さらに請求項４のコロナ放電器のモータ駆動装置では、請求項３の前記制御手段が、前記部材Ａに向かう復方向の前記モータの回転駆動を継続し前記電流検出抵抗で検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したロック時に前記モータの回転駆動を停止しそして前記ロック時よりも大きいトルクを出力するように前記切換え手段で前記電流検出抵抗を短絡して前記モータの駆動電流を増加させて前記クリーニング部材が前記部材Ｂに向かう往方向に前記モータを設定時間回転駆動してから前記電流検出抵抗の短絡を解除し該回転駆動を停止する、ものである。
【００１０】
なお上記括弧内に示した記号は、後述する実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したものであるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要素のみに限定されるものではない。
【００１１】
【作用】
（１）請求項１のモータ駆動装置では、モータはＨブリッジ型駆動回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を介して通電され駆動される。電流検出抵抗（Ｒｓ）は、Ｈブリッジ型駆動回路を流れるモータの駆動電流を検出する。制御手段（ＣＰＵ）は、電流検出抵抗が検出する駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したときにモータの回転方向を逆転から正転に反転する。駆動電流の検出の際には、電流検出抵抗に電圧降下が生じる。この電圧降下の分だけ、モータの印加電圧は下がり、その分だけモータトルクが小さくなる。制御手段（ＣＰＵ）が、モータの回転方向を反転した後の所定時間は切換え手段で電流検出抵抗を短絡するので、その時には駆動電流の検出ができなくなるが、モータの印加電圧は上がり、モータトルクが増大するので、起動の失敗が生じにくくなる。
【００１２】
（２）また請求項２のモータ駆動装置では、負荷（ＣＬ）は、正転及び逆転するモータ（Ｍ）に駆動されて、所定区間の終端に往移動すると反転して復移動する。モータの駆動回路には、該モータの駆動電流に応じた信号を出力する電流検出抵抗（Ｒｓ）が接続されている。反転制御手段（ＣＰＵ，６２〜６４，７２〜７４，７６〜７８）は、検出されるモータの駆動電流が所定値を越えさらに所定時間継続したときに前記モータの回転方向を正転から逆転に反転するように制御する。また、短絡制御手段（６４，７１，７４，７８）は、前記モータの回転方向を反転した後の所定時間は前記電流検出抵抗を短絡し、少なくともモータの駆動電流を検出する時には短絡を解除する。制御手段（ＣＰＵ）が、モータの回転方向を反転した後の所定時間は切換え手段で電流検出抵抗を短絡するので、その時には駆動電流の検出ができなくなるが、モータの印加電圧は上がり、モータトルクが増大するので、起動の失敗が生じにくくなる。
【００１３】
（３）また請求項３のコロナ放電器のモータ駆動装置では、制御手段（ＣＰＵ）によって、コロナ放電器のクリーニング部材（ＣＬ）が部材Ｂに向かう往方向に移動し、そして部材Ｂに達したことによるクリーニング部材（ＣＬ）の駆動負荷の増大が電流検出抵抗（Ｒｓ）を用いて検出されてそこで往方向の駆動が停止される。そして引き続いて切換え手段（Ｑ５）で電流検出抵抗（Ｒｓ）を短絡してクリーニング部材（ＣＬ）が部材Ａに向かう復方向にモータが駆動され、電流検出抵抗（Ｒｓ）の短絡によりモータトルクが大きく、モータが起動する。モータが起動した後切換え手段による電流検出抵抗の短絡は解除される。
【００１４】
このようにクリーニング部材（ＣＬ）の部材Ｂへの到達が電流検出抵抗（Ｒｓ）を用いて検出できると共に、クリーニング部材（ＣＬ）が部材Ｂへ到達してロックするときには電流検出抵抗（Ｒｓ）によってモータ電流が下がっているのでロックの力は弱く、反転してロックした部材Ｂから離れる駆動のときには電流検出抵抗（Ｒｓ）が短絡されているのでモータ電流があがるので上記ロックから脱出するためのモータトルクが大きいので、起動の失敗が生じにくくなる。
【００１５】
（４）さらに請求項４のコロナ放電器のモータ駆動装置では、制御手段（ＣＰＵ）によってクリーニング部材（ＣＬ）が、部材Ａから部材Ｂに向かう往方向に設定時間（ｎ秒間）移動したホームポジションから部材Ｂに向かって往移動し、部材Ｂに到達して反転して今度は部材Ａに向けて復移動し、そして部材Ａに到達して反転して設定時間（ｎ秒間）移動してホームポジションで停止する。このホームポジションは、部材Ａに達したときのロックから脱出した位置であるので、クリーニング部材（ＣＬ）の上記往復駆動の開始時の起動の失敗が生じにくくなる。
【００１６】
【実施例】
一実施例のモータ駆動装置について、以下に説明する。この実施例のモータ駆動装置は、画像形成装置の帯電チャージャー（コロナ放電器）のチャ−ジワイヤの自動クリーニングに用いられるものであり、駆動源であるＤＣモータ（以下、モータと称す）Ｍの駆動軸には、チャ−ジワイヤをクリーニングする部材ＣＬを含む負荷が連結されている。クリーニング部材（ＣＬ）は、図４に示すように、部材Ａと部材Ｂの間を直線的に往復移動する。また、クリーニング部材は部材Ａより左側及び部材Ｂより右側には移動できない。つまり、クリーニング部材の左側の限界位置は、それが部材Ａと当接する位置であり、クリーニング部材の右側の限界位置は、それが部材Ｂと当接する位置である。
【００１７】
このモータ駆動装置の電気回路の構成を図１に示す。図１を参照して説明する。モータＭは、Ｈブリッジ型駆動回路を構成するトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３及びＱ４に接続してある。トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３及びＱ４のベース端子は、それぞれバッファＢ１，Ｂ２，Ｂ３及びＢ４を介して、制御手段であるマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）ＣＰＵのポートＰＡ，ＰＢに接続してある。
【００１８】
このＨブリッジ型駆動回路と直列に、駆動電流を検出するための検出抵抗Ｒｓが接続されている。直流電源Ｅのプラス側はトランジスタＱ１及びＱ３のエミッタ端子に接続され、直流電源Ｅのマイナス側は、検出抵抗Ｒｓに接続されている。また、検出抵抗Ｒｓを短絡するために用いるトランジスタＱ５が、検出抵抗Ｒｓと並列に接続してある。トランジスタＱ５のベ−ス端子は、バッファＢ５を介して、マイコンＣＰＵの出力ポ−トＰＣと接続されている。検出抵抗Ｒｓの一端は、マイコンＣＰＵのアナログ入力ポートＡＮ（内蔵のＡ／Ｄ変換器の入力端子）に接続されている。
【００１９】
この実施例においては、マイコンＣＰＵの２つの出力ポートＰＡ，ＰＢは、制御上どちらか一方だけが、オンするようになっている。そして、出力ポートＰＡがオンのときには、トランジスタＱ３とＱ２がオンし、トランジスタＱ１とＱ４がオフするので、トランジスタＱ３とＱ２を通って駆動電流ＩＢがモータＭに流れ、モータＭは正転する。また、ポートＰＢがオンのときには、トランジスタＱ１とＱ４がオンし、トランジスタＱ３とＱ２がオフするので、トランジスタＱ１とＱ４を通って駆動電流ＩＡがモータＭに流れ、モータＭは逆転する。
【００２０】
マイコンＣＰＵの出力ポートＰＡがオンする時には、負荷ＣＬは図４のａ方向に移動し、出力ポートＰＢがオンする時には、逆に図４のｂ方向に移動するようになっている。
【００２１】
モータＭに流れる駆動電流に比例する電圧降下が検出抵抗Ｒｓに生じ、この電圧が、マイコンＣＰＵのＡ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮに検出信号Ｖｓとして入力される。マイコンＣＰＵは、検出信号Ｖｓ、即ちモータ駆動電流の大きさに応じてモータの動作を制御している。
【００２２】
モータの駆動電流は負荷の重さに比例的に変化するので、負荷ＣＬが部材Ａまたは部材Ｂに当接して動かなくなり、モータの駆動軸がロック状態となったときに、モータ駆動電流は最大値（ロック電流）になる。そこで、マイコンＣＰＵは、モータ駆動電流が所定値以上となったときに、負荷ＣＬが部材Ａまたは部材Ｂと当接する位置に居ると判断する。
【００２３】
マイコンＣＰＵの動作の主要部分を図６及び図７に示す。電源投入時には、マイコンＣＰＵは図６のフローに従ってホーミング動作を行う。まず、最初のステップ６１でポ−トＰＡをオンし、ａ方向に負荷ＣＬを駆動する。次のステップ６２では、検出信号Ｖｓをしきい値Ｉｓ（Ｖｓの定常値より大きい値：過負荷時の値）と比較して、負荷ＣＬと部材Ａとの当接の有無を調べる。所定時間ｔ０の間、Ｖｓ＞Ｉｓであると、ステップ６２から６３に進む。ステップ６３ではポ−トＰＡをオフしてａ方向の駆動を停止する。次のステップ６４では、ｎ秒間、ポ−トＰＢをオンし、ｂ方向に負荷ＣＬを移動した後、ポ−トＰＢをオフし、負荷ＣＬを停止する。この時の位置が負荷ＣＬのホ−ムポジションになる。そして次のステップ６５で所定のコピ−処理を実行する。つまり、コピ−処理を開始する時には、負荷ＣＬの位置は、常に、部材Ａの位置から部材Ｂ方向にｎ秒間駆動された時のホ−ムポジションにある。
【００２４】
画像形成を実行していない時には、例えば定期的に、図７に示す処理が実施され、負荷ＣＬの往復移動によってチャ−ジワイヤがクリ−ニングされる。図７を参照して説明する。ステップ７１では、ポ−トＰＢをオンし、ｂ方向に負荷ＣＬを駆動する。ステップ７２では、前記ステップ６２と同様に、検出信号Ｖｓを監視して、負荷ＣＬが部材Ｂと当接したか否かを識別する。ＹＥＳなら次にステップ７３に進む。ステップ７３では、ポ−トＰＢをオフし、次のステップ７４では、ポ−トＰＡをオンし、ａ方向に負荷ＣＬを駆動する。ステップ７５では、ａ方向の駆動を開始してからｎ秒間経過したか否かを識別する。ｎ秒間経過すると、ステップ７５から７６に進む。ステップ７６では、前記ステップ６２と同様に、検出信号Ｖｓを監視して、負荷ＣＬが部材Ａと当接したか否かを識別する。ＹＥＳなら次にステップ７７に進む。ステップ７７では、ポ−トＰＡをオフし、次のステップ７８では、ｎ秒間、ポ−トＰＢをオンし、ｂ方向に負荷ＣＬを駆動した後で停止する。
【００２５】
従って、図７のフロ−を実行する毎に、負荷ＣＬは１往復移動して、再びホ−ムポジションに停止する。この動作を実行する時の各部の状態を図５に示す。図７を参照して説明する。ポートＢがオンした直後には、駆動電流にはロック電流とほぼ等しいスパイク状の電流Ｉｐが流れる。そして、負荷ＣＬが部材Ｂの方向に動き出す。
【００２６】
モータの起動後は、駆動電流は定常状態の電流Ｉｄ（Ｉｓより小）になる。そして負荷ＣＬが移動して部材Ｂに当接すると、駆動電流にはロック電流Ｉｐ（Ｉｓより大）が流れる。この駆動電流がｔ０時間継続すると、負荷が部材Ｂに当接したと判断し、ポートＰＢをオフしモータの駆動を一旦停止する。次に、ポートＰＡをオンすると、起動電流Ｉｐが流れ負荷ＣＬの駆動方向が反転する。このとき、ロックした時と起動する時の電流が同一であれば、両方の場合のモータ駆動トルクも同じである。しかし実際には、負荷ＣＬが部材Ｂに当接するときには、負荷の慣性（イナーシャ）があるため、起動時のモータトルクよりも強い力でロックする。このため、反転後に起動しないことがある。
【００２７】
そこでこの実施例では、モータの起動を確実にするため、起動時に一時的にＣＰＵの出力ポートＰＣをオンし、トランジスタＱ５により検出抵抗Ｒｓを短絡している。検出抵抗Ｒｓを短絡すると、その電圧降下分だけモータの印加電圧が増大するので、モータの駆動トルクも、ロック時に比べて増大する。モータが起動した後は、ＣＰＵの出力ポートＰＣをオフし、検出抵抗Ｒｓの短絡を解除している。これらの処理は、図示しないが、実際にはステップ７４，７５において実行している。
【００２８】
この後、負荷ＣＬが部材Ａ方向に移動し、負荷ＣＬが部材Ａに当接したのを検出すると、ポートＰＡをオフし負荷ＣＬを一旦停止する。それから初期時と同様に、ｎ秒間ｂ方向に負荷ＣＬを移動してホームポジションに復帰する。図７のステップ７７の部分においても、モータ起動時に一時的にＣＰＵの出力ポートＰＣをオンし、トランジスタＱ５により検出抵抗Ｒｓを短絡している。
【００２９】
モータの印加電圧を増やす手段について、図２および図３を参照して説明する。図２は、図１の駆動回路の一方向の駆動要素のみを抜き出したものである。モータＭには、電源Ｅの電圧から、トランジスタＱ３での電圧降下ＶＱ３と、トランジスタＱ２での電圧降下ＶＱ２と、検出抵抗Ｒｓでの電圧降下Ｖｓを差し引いた電圧Ｖｃが加わる。ここで、トランジスタＱ２とＱ３での電圧降下は、駆動電流ＩＢの大きさに係わらずほぼ一定値である。
【００３０】
検出抵抗Ｒｓでの電圧降下は、モータ駆動電流に比例し、駆動電流は前述のようにモータの負荷の大きさに比例するので、Ｒｓでの電圧降下Ｖｓはモータのロック時及び起動時に最も大きくなる。このためモータの印加電圧Ｖｃは、図３に示すように、定常時よりもロック時の方が印加電圧が低くなる。
【００３１】
そこで、起動時にロック時よりも大きいトルクを出力するために、起動時に検出抵抗Ｒｓを短絡する。これにより、Ｒｓでの電圧降下Ｖｓが下がり（ほぼ０Ｖになる）、その分だけモータＭの印加電圧Ｖｃが増加して駆動電流ＩＢが増大する。
【００３２】
検出抵抗Ｒｓを短絡するために、この実施例では、トランジスタＱ５とバッファＢ５からなる切換え手段が設けてある。この切換え手段は駆動回路とグランド間に接続してあるので、モータの回転方向に関わらず任意のタイミングで動作することができる。
【００３３】
【発明の効果】
モータのロック後の反転起動のトルクを、ロック時よりも大きくすることができ、ロック後でも確実にモータを反転起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のモータ駆動装置の電気回路を示すブロック図である。
【図２】図１の一部分を示すブロック図である。
【図３】図２の回路の動作を示すタイムチャ−トである。
【図４】モータが駆動する負荷を示す模式図である。
【図５】実施例の装置の動作を示すタイムチャ−トである。
【図６】ＣＰＵの処理を示すフロ−チャ−トである。
【図７】ＣＰＵの処理を示すフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５：トランジスタ
Ｍ：ＤＣモータ
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５：バッファ
Ｅ：電源
ＣＰＵ：マイクロコンピュ−タ
ＣＬ：負荷
【図１】
0003633655.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003633655.tif 000008