(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号に基づいてモーターを駆動させると共に、電流切り替え信号に基づいて前記モーターに印加する電流を切り替えるモータードライバーを有するモーター制御装置であって、
前記クロック信号を出力するモーター制御部と、
前記モーター制御部から出力される前記クロック信号の有無に応じてレベルが異なる前記電流切り替え信号を生成して出力する電流切り替え信号生成回路とを具備し、
前記電流切り替え信号生成回路は、前記モーター制御部から前記クロック信号が出力される状態では、前記クロック信号のオフ時に充電される充電電圧が基準電圧を超えることなく前記クロック信号のオン時に放電され、前記モーター制御部から前記クロック信号が出力されない状態では、充電電圧が前記基準電圧を超える充放電回路と、
前記基準電圧と前記充放電回路の充電電圧とを比較する比較回路とを具備し、
前記比較回路の出力レベルに応じた前記電流切り替え信号を出力させることを特微とするモーター制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモーター制御装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターの駆動を制御するモーター制御装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置には、イメージスキャニングユニットとして原稿画像を読み取る原稿読取部が搭載されている。一般に、原稿読取部におけるスキャン動作は、冷陰極管ランプ等の光源の光をプラテンガラスに載置された原稿の画像面に照射し、画像面からの反射光をＣＣＤセンサー等の撮像素子に入射させ、撮像素子で反射光を電気信号に変換している。また、このスキャン動作では、光源の光を原稿の画像面に導くと共に、画像面からの反射光を撮像素子に導く移動枠体を原稿の画像面に沿って移動させながら照射位置を変え、原稿の画像面全体をスキャンするように構成されている。
【０００３】
この移動枠体の移動量は、ホームポジション基準で管理されるため、スキャン開始指示から速やかにスキャン動作を開始するために、待機状態では移動枠体がホームポジションにある必要がある。待機状態に移動枠体がホームポジションから移動してしまった場合には、スキャン動作開始前に移動枠体をホームポジションに移動させる位置決め動作を実行しなければならないため、速やかにスキャン動作を開始することができない。従って、スキャン動作の所要時間がその分余計にかかり、利便性が低くなってしまう。そこで、移動枠体を駆動するモーターに対してホールド電流を供給し続けることで、移動枠体をホームポジションに固定することが行われている。また、このホールド電流は、スキャン動作時にモーターに供給する電流（以下、スキャン電流と称す）を流すとモーター及びモータードライバーの発熱でそれらが破損に至ることがあるため、スキャン電流の半分程度に設定して使用することが一般的である（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１９０９４号公報
【特許文献２】特開２００２−０４４９９６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、モーターに印加する電流をスキャン電流とホールド電流とで切り替えるためには、図４に示すように、モータードライバー１１のクロック信号入力端子Ｔ１に対してモーター２４を駆動するためのクロック信号を、モータードライバー１１の電流切り替え信号入力端子Ｔ２に対して電流の切り替えを指示する電流切り替え信号をそれぞれモーター制御部１００から供給する必要がある。従って、マイコンで構成されるモーター制御部１００には、クロック信号を出力するクロック信号出力ポートＰ１の他に、電流切り替え信号を出力する電流切り替え信号出力ポートＰ２が必要になる。このように、従来技術では、マイコンで構成されるモーター制御部１００において電流切り替え用のポートが1つ消費されるため、マイコンのポートの数に余裕がない場合には、ポートの数が多い1クラス上のマイコンをモーター制御部１００として選定しなければならず、大幅なコストアップになってしまうという問題点があった。なお、図４に示す電流切り替えポートＰ２は、マイコン内蔵のＤ／Ａ出力をイメージしているが、場合によっては抵抗分圧などの方法で切り替えることもある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイコンで構成されるモーター制御部において電流切り替え用のポートを消費することなく、モーターに印加する電流をスキャン電流とホールド電流とで切り替えることができるモーター制御装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のモーター制御装置は、クロック信号に基づいてモーターを駆動させると共に、電流切り替え信号に基づいて前記モーターに印加する電流を切り替えるモータードライバーを有するモーター制御装置であって、前記クロック信号を出力するモーター制御部と、前記モーター制御部から出力される前記クロック信号の有無に応じてレベルが異なる前記電流切り替え信号を生成して出力する電流切り替え信号生成回路とを具備し、前記電流切り替え信号生成回路は、前記モーター制御部から前記クロック信号が出力される状態では、前記クロック信号のオフ時に充電される充電電圧が基準電圧を超えることなく前記クロック信号のオン時に放電され、前記モーター制御部から前記クロック信号が出力されない状態では、充電電圧が前記基準電圧を超える充放電回路と、前記基準電圧と前記充放電回路の充電電圧とを比較する比較回路とを具備し、前記比較回路の出力レベルに応じた前記電流切り替え信号を出力させることを特微とする。
また、本発明の画像形成装置は、上述のモーター制御装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モーター制御部から出力されるクロック信号の有無に応じてレベルが異なる電流切り替え信号を生成して出力する電流切り替え信号生成回路を備えることにより、マイコンで構成されるモーター制御部において電流切り替え用のポートを消費することなく、モーターに印加する電流をスキャン電流とホールド電流とで切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態の内部構成を示す概略模式断面図である。
【図２】本発明に係るモーター制御装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す電流切り替え回路における波形を示す波形図である。
【図４】従来のモーター制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の画像形成装置１は、電子写真方式を利用した複写機であり、図１を参照すると、原稿読取部２と、原稿給送部３と、本体部４とを備えている。原稿給送部３は、原稿読取部２の上部に配設されていると共に、原稿読取部２は、本体部４の上部に配設され、原稿読取部２と本体部４との間には、排紙空間６が形成されている。
【００１１】
原稿読取部２は、冷陰極管ランプ等の光源の光を原稿の画像面に導くと共に、画像面からの反射光をＣＣＤセンサー等の撮像素子に導く移動枠体２１と、プラテンガラス２２と、原稿読取スリット２３とを備える。移動枠体２１は、モーター２４とプーリー２５との間に架け渡された歯付きベルト２６に固定されており、モーター２４を駆動することで、移動枠体２１がプラテンガラス２２に載置された原稿の画像面に沿って移動され、原稿の画像面をスキャンするように構成されている。なお、本実施の形態では、移動枠体２１に光源と撮像素子とが備えられているものとする。プラテンガラス２２は、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット２３は、原稿給送部３による原稿の搬送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。
【００１２】
プラテンガラス２２に載置された原稿を読み取る場合には、移動枠体２１は、プラテンガラス２２に対向する位置に移動され、プラテンガラス２２に載置された原稿を走査しながら原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部４に出力する。また、原稿給送部３により搬送された原稿を読み取る場合には、移動枠体２１は、原稿読取スリット２３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット２３を介し、原稿給送部３による原稿の搬送動作と同期して原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部４に出力する。
【００１３】
原稿給送部３は、原稿載置部３１と、原稿排出部３２と、原稿搬送機構３３とを備えている。原稿載置部３１に載置された原稿は、原稿搬送機構３３によって、１枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット２３に対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部３２に排出される。なお、原稿給送部３は、可倒式に構成され、原稿給送部３を上方に持ち上げることで、プラテンガラス２２の上面を開放させることができる。
【００１４】
本体部４には、電子写真プロセス部材として、感光体ドラム４０、帯電器４１、光走査部４２、現像部４３、転写ローラー４４、クリーニング部４５が配設されている。転写ローラー４４は、感光体ドラム４０の表面に接触するよう配置され、記録紙の搬送路４６が、感光体ドラム４０と転写ローラー４４とのニップ部を通って上下方向に延在するよう配設されている。
【００１５】
本体部４の下部には、記録紙を収納する給紙カセット４７と、給紙カセット４７から記録紙を１枚ずつ繰り出すピックアップローラー４８とが配設されている。搬送路４６は、ピックアップローラー４８の下流側に接続され、ピックアップローラー４８によって記録紙を１枚ずつ搬送路４６に繰り出される。搬送路４６の、ピックアップローラー４８よりも下流側には、レジストローラー４９、転写ローラー４４、定着部５０、搬送ローラー５１、排出ローラー５２の順に配設されている。
【００１６】
画像形成装置１による画像形成は、まず、帯電器４１により感光体ドラム４０の表面を一様に帯電させ、原稿読取部２で読み取った画像データに基づいて、光走査部４２によって感光体ドラム４０の表面を走査することで静電潜像を形成させる。次に、感光体ドラム４０の表面に形成された静電潜像を現像部４３によって現像することでトナー像を形成させる。感光体ドラム４０の表面に形成されたトナー像は、給紙カセット４７から繰り出された記録紙が、感光体ドラム４０と転写ローラー４４とのニップ部を通過する間に記録紙に転写される。該用紙Ｐに転写されたトナー像は、定着部５０を通過する間に記録紙に熱定着される。トナー像が定着された記録紙は、搬送ローラー５１及び排出ローラー５２によって、排紙空間６の排出トレイ６１に排出される。
【００１７】
原稿読取部２は、図２を参照すると、スイッチングモーターであるモーター２４の駆動を制御するモーター制御装置１０を備えている。モーター制御装置１０は、モーター２４を駆動するモータードライバー１１と、モータードライバー１１を制御するモーター制御部１２と、電流切り替え回路１３とを備えている。
【００１８】
モータードライバー１１は、クロック信号入力端子Ｔ１と、電流切り替え信号入力端子Ｔ２とを備え、クロック信号入力端子Ｔ１に入力されるクロック信号に基づいてモーター２４を駆動させると共に、電流切り替え信号入力端子Ｔ２に入力される電流切り替え信号に基づいて、移動枠体２１を移動させるスキャン動作時にモーター２４に供給する電流（以下、スキャン電流と称す）と、移動枠体２１をホームポジションに固定するためにモーター２４に供給する電流（以下、ホールド電流と称す）とで切り替える。
【００１９】
モーター制御部１２は、マイコンで構成され、クロック信号を出力するクロック信号出力ポートＰ１を備えている。モーター制御部１２のクロック信号出力ポートＰ１から出力されたクロック信号は、モータードライバー１１のクロック信号入力端子Ｔ１に入力される。モーター制御部１２は、スキャン動作時には、周波数ｆ１のクロック信号を出力し、移動枠体２１をホームポジションに固定する際には、クロック信号の出力を停止させる。
【００２０】
電流切り替え回路１３は、モーター制御部１２から出力されるクロック信号を入力信号とし、電流切り替え信号を生成して出力する電流切り替え信号生成回路である。電流切り替え回路１３は、内部電圧Ｖｃｃと、トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、コンデンサーＣ１と、コンパレーターＵ１とで構成されている。内部電圧Ｖｃｃと接地端子との間には、抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１とが直列に接続されていると共に、ベース端子がモーター制御部１２のクロック信号入力端子Ｔ１に接続されているトランジスタＱ１がコンデンサーＣ１と並列に接続された充放電回路が形成されている。抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１との接続点は、コンパレーターＵ１の反転入力端子に接続され、コンパレーターＵ１の非反転入力端子には、内部電圧Ｖｃｃと接地端子との間に直列に接続されている抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点が接続されている。コンパレーターＵ１の出力端子は、内部電圧Ｖｃｃと接地端子との間に直列に接続されている抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点と、抵抗Ｒ６を介して接続され、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点は、モータードライバー１１の電流切り替え信号入力端子Ｔ２に接続されている。
【００２１】
トランジスタＱ１は、コンデンサーＣ１への充放電を制御するスイッチ素子として機能し、モーター制御部１２からクロック信号が出力されている状態では、モーター制御部１２から出力されるクロック信号によってオンオフされ、トランジスタＱ１のオフ時にコンデンサーＣ１が充電され、トランジスタＱ１のオン時にコンデンサーＣ１が放電される。コンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａは、比較回路であるコンパレーターＵ１において、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点の基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。本実施の形態では、モーター制御部１２からクロック信号が出力されている状態では、コンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆを超えないように、且つモーター制御部１２からクロック信号が出力されていない状態では、コンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆを超えるように、抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサーＣ１の値が設定されている。これにより、コンパレーターＵ１の出力端子は、モーター制御部１２からクロック信号が出力されている状態ではＨｉｇｈレベルとなり、モーター制御部１２からクロック信号が出力されていない状態ではＬｏｗレベルとなる。従って、電流切り替え信号としてモータードライバー１１の電流切り替え信号入力端子Ｔ２に入力される抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点の電圧Ｖｏｕｔも、モーター制御部１２から出力されるクロック信号の有無で切り替えられ、モーター制御部１２からクロック信号が出力されている状態ではＨｉｇｈレベルとなり、モーター制御部１２からクロック信号が出力されていない状態ではＬｏｗレベルとなる。
【００２２】
次に、抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサーＣ１１の設定方法について説明する。
モーター制御部１２から出力されるクロック信号の周波数ｆ１よりも所定のマージン分低い周波数ｆ２を設定し、周波数ｆ２のクロック信号が入力された際に、コンパレーターＵ１の出力端子がＬｏｗレベルとなる、抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサーＣ１の値を求める。
【００２３】
まず、計算を簡単にするため、基準電圧Ｖｒｅｆは抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１とで決まる時定数τの時間経過後に上昇する電圧とする。この電圧は、内部電源Ｖｃｃ＊０．６３で求められ、例えば、内部電源Ｖｃｃ＝３．３Ｖの場合に、基準電圧Ｖｒｅｆは、２．２Ｖとなる。また、基準電圧Ｖｒｅｆは、抵抗Ｒ２、Ｒ３の分圧により決まるため、抵抗Ｒ２、Ｒ３の比は、Ｒ３＝Ｒ２＊（Ｖｃｃ／Ｖｒｅｆ−１）で求めることができる。
【００２４】
抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１と周波数Ｆ２との値で決まるコンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａは、Ｖａ＝Ｖｃｃ＊（１−ｅ（−ｔ／τ））で表される。ここで、周波数ｆ２のクロック信号の入力時に充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆに到達するためには、クロック信号がＬｏｗの期間１／（２＊ｆ２）にコンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆに到達することを意味する。従って、基準電圧Ｖｒｅｆは、
Ｖｒｅｆ＝Ｖｃｃ＊（１−ｅ｛−１／（２＊ｆ２＊τ）｝）で表され、抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１との積で表される時定数τは、
τ＝Ｒ１＊Ｃ１＝１／｛２＊ｆ２＊Ｉｎ（１−Ｖｒｅｆ／Ｖｃｃ）で求められる。
【００２５】
図３には、電流切り替え回路１３において、内部電圧Ｖｃｃ＝３．３ｖ、抵抗Ｒ１＝９．１ｋΩ、抵抗Ｒ２＝４．７ｋΩ、抵抗Ｒ３＝１０ｋΩ、抵抗Ｒ４＝１．２ｋΩ、抵抗Ｒ５＝１．８ｋΩ、抵抗Ｒ６＝７５０Ω、コンデンサーＣ１＝１μＦとしたときの、（ａ）クロック信号と、（ｂ）コンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａと、（ｃ）出力電圧Ｖｏｕｔとのシミュレーション波形が示されている。なお、モーター制御部１２から出力されるクロック信号の周波数ｆ１＝５００Ｈｚとしている。
【００２６】
図３によると、（ａ）に示すクロック信号がオンの間は、（ｂ）に示すコンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａが、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とで決まる基準電圧Ｖｒｅｆを超えることがないため、（ｃ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔは２．１Ｖとなり、（ａ）に示すクロック信号がオフの間は、（ｂ）に示すコンデンサーＣ１の充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆを超えるため、（ｃ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔは１．０Ｖとなっている。これにより、（ｃ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔは、クロック信号のオンオフにより、異なるレベルとなり、出力電圧Ｖｏｕｔを電流切り替え信号として用いることができる。なお、出力電圧Ｖｏｕｔの値は、コンパレーターＵ１の漏れ電流のため計算値とのずれが生じている。
【００２７】
以上説明したように本実施の形態によれば、クロック信号に基づいてモーター２４を駆動させ、電流切り替え信号に基づいてモーター２４に印加する電流をスキャン電流とホールド電流とで切り替えるモータードライバー１１を有するモーター制御装置１０であって、クロック信号を出力するモーター制御部１２と、モーター制御部１２から出力されるクロック信号の有無に応じてレベルが異なる電流切り替え信号を生成して出力する電流切り替え回路１３とを備えている。マイコンで構成されるモーター制御部１２において電流切り替え用のポートを消費することなく、クロック信号から電流切り替え信号を生成することができるため、モーター２４に印加する電流をスキャン電流とホールド電流とで切り替えることができる。
【００２８】
さらに、本実施の形態によれば、電流切り替え回路１３は、モーター制御部１２からクロック信号が出力される状態では、クロック信号のオフ時に充電される充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆを超えることなく前記クロック信号のオン時に放電され、モーター制御部１２からクロック信号が出力されない状態では、充電電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆを超える充放電回路（トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサーＣ１）と、基準電圧Ｖｒｅｆと充放電回路の充電電圧Ｖａとを比較する比較回路（コンパレーターＵ１）とを具備し、比較回路（コンパレーターＵ１）の出力レベルに応じた電流切り替え信号を出力させる。
【００２９】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成 部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要 素には同一符号を付している。
【符号の説明】
【００３０】
１  画像形成装置
２  原稿読取部
３  原稿給送部
４  本体部
６  排紙空間
１０  モーター制御装置
１１  モータードライバー
１２  モーター制御部
１３  電流切り替え回路
２１  移動枠体
２２  プラテンガラス
２３  原稿読取スリット
２４  モーター
２５  プーリー
２６  歯付きベルト
３１  原稿載置部
３２  原稿排出部
３３  原稿搬送機構
４０  感光体ドラム
４１  帯電器
４２  光走査部
４３  現像部
４４  転写ローラー
４５  クリーニング部
４６  搬送路
４７  給紙カセット
４８  ピックアップローラー
４９  レジストローラー
５０  定着部
５１  搬送ローラー
５２  排出ローラー
６１  排出トレイ
１００  モーター制御部
【図１】
0005734911.tif 000002
【図２】
0005734911.tif 000003
【図３】
0005734911.tif 000004
【図４】
0005734911.tif 000005