(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、
前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、
前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、
前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の何れか１つの近傍に設けられ、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えたときに異常温度検出信号を出力する電圧検出回路と、
前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記電圧検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ＤＣモータが正転動作又は逆転動作している場合に、前記電圧検出回路の検出結果として前記異常温度検出信号が入力されたときに、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子が短時間に繰り返しオンしたことによる異常発熱状態、又は長時間オンしたことによる異常発熱の状態にあると判定し、前記リレーをオフすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、
前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、
前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、
前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の何れか１つの近傍に設けられ、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えたときに異常温度検出信号を出力する電圧検出回路と、
前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記電圧検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ＤＣモータがブレーキ動作している場合に、前記電圧検出回路の検出結果として異常温度検出信号が入力されときに、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子が継続してオンしたことによる異常発熱状態と判定し、前記リレーをオフすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、
前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、
前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、
前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の何れか１つの近傍に設けられ、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えたときに異常温度検出信号を出力する電圧検出回路と、
前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記電圧検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ＤＣモータが停止している場合に、前記電圧検出回路の検出結果として異常温度検出信号が入力されたときに、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子が使用環境により異常高温状態になっていると判定し、前記リレーをオフすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、
前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、
前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、
前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の何れか１つの近傍に設けられ、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えたときに異常温度検出信号を出力する電圧検出回路と、
前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記電圧検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御部と、を備え、
前記電圧検出回路を複数備え、
前記制御部は、前記ＤＣモータの動作モードに応じて前記電圧検出回路の前記基準温度を設定し、前記各電圧検出回路の検出結果として異常温度検出信号が入力された場合に、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子が使用環境により異常高温状態になっていると判定し、前記リレーをオフすることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１記載のモータ制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、
前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、
前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、
前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の何れか１つの近傍に設けられ、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えたときに異常温度検出信号を出力する電圧検出回路と、を備えたモータ制御装置によるモータ制御方法であって、
前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記電圧検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御ステップを実行し、
前記制御ステップは、前記ＤＣモータがブレーキ動作している場合に、前記電圧検出回路の検出結果として異常温度検出信号が入力されたときに、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子が継続してオンしたことによる異常発熱状態と判定し、前記リレーをオフすることを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣモータが異常状態になった場合にＤＣモータへの給電を遮断するのに好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタや複写機等の画像形成装置において、駆動源として用いられるＤＣモータの異常検出方法として、スイッチング素子の故障、断線、地絡、ＤＣモータの拘束、ＤＣモータの巻線短絡等により重大障害が発生した場合でも、発煙、焼損にならないように防止するＤＣモータの異常検出方法が既に知られている。
特許文献１には、スイッチング素子の故障、断線、地絡、ＤＣモータの拘束状態、ＤＣモータの巻線短絡の重大障害が発生しても、発煙、焼損にならないように防止するＤＣモータの異常検出方法を提供することを目的とし、ＤＣモータの動作モードに応じて、基準電流値を超える電流が流れるか否か、異常状態を判断して、異常状態である場合には直ぐにリレーをＯＦＦしてＨブリッジ回路及び、ＤＣモータへの給電を遮断することを特徴とした構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１にあっては、ＤＣモータの動作状態毎に電流値を検知することで異常状態を検出していた。
しかし、特許文献１にあっては、電流値の検出だけではＤＣモータの異常を判断しきれないといった問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の何れか１つの近傍に設けられ、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えたときに異常温度検出信号を出力する電圧検出回路と、前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記電圧検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御部と、を備え、前記制御部は、前記ＤＣモータが正転動作又は逆転動作している場合に、前記電圧検出回路の検出結果として前記異常温度検出信号が入力されたときに、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子が短時間に繰り返しオンしたことによる異常発熱状態、又は長時間オンしたことによる異常発熱の状態にあると判定し、前記リレーをオフすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明においては、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係わるモータ制御装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる制御部の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略的な機構構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、ＤＣモータの異常をより正確に判断するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明のモータ制御装置は、第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子とＤＣモータにより構成されたＨブリッジ回路と、前記Ｈブリッジ回路へリレーを介して電力を供給する電源と、前記Ｈブリッジ回路を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路と、前記第１スイッチング素子乃至第４スイッチング素子の温度が基準温度を超えるか否かを検出する温度検出回路と、を備え、前記ＤＣモータの動作状態に応じて、前記電流検出回路の検出結果、又は／及び前記温度検出回路の検出結果が、前記ＤＣモータの異常状態を表す場合に前記リレーをオフする制御部と、を備えたことを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができる。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の実施形態に係わるモータ制御装置１を示すブロック図である。
図１に示すように、モータ制御装置は、リレーＲＬ１、Ｈブリッジ回路５、電流検出抵抗Ｒ１、電流検出回路７、制御部８、電圧検出回路９、ＤＣモータ１０を備えている。
図１において、リレーＲＬ１は、ソレノイドコイルの一端が電源＋５Ｖに接続され、ソレノイドコイルの他端が制御部８に設けられたリレー制御端子Ｏ２に接続されており、接点Ｓ１が電源＋２４Ｖに接続され、接点Ｓ２がＨブリッジ回路５の設けられたスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３との接続点Ｐ１に接続されている。
Ｈブリッジ回路５は、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成された回路であり、第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２との接続点Ｐ３と、第３スイッチング素子Ｑ３と第４スイッチング素子Ｑ４との接続点Ｐ４との間にＤＣモータ１０の端子Ｐ３‘，Ｐ４’が接続されている。
ＤＣモータ１０は、端子Ｐ３‘，Ｐ４’に入力される電圧の極性に応じて、正転動作、逆転動作、ブレーキ動作を行い、また端子Ｐ３‘，Ｐ４’に入力される電圧が０Ｖになると停止する。
【０００９】
電流検出抵抗Ｒ１は、第２スイッチング素子Ｑ２のソース側と第４スイッチング素子Ｑ４のソース側との接続点Ｐ２とグランドとの間に接続され、電流検出抵抗Ｒ１を流れる電流値を電流検出抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧値に変換して、電流検出回路７に供給する。
電流検出回路７は、電流検出抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧値ＶＲ１と、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ５との分圧値が表す基準電圧値ＶｒｅｆとをコンパレータＣＰ１を用いて比較し、基準電圧値Ｖｒｅｆを超えた電圧値ＶＲ１が入力されたとき、コンパレータＣＰ１が異常電流検出信号をＯＮ（Ｈｉｇｈ）して制御部８の信号入力端子Ｉ１に出力する。
【００１０】
電圧検出回路９は、Ｈブリッジ回路５の近傍に設けられ、Ｈブリッジ回路５を流れる電流によってＨブリッジ回路５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が発熱し、これらの温度が上昇し続けて発熱温度が基準温度Ｔｒｅｆを超えたことを検出する。電圧検出回路９は、基準温度Ｔｒｅｆを超えた温度が発生したとき、電圧検出回路９の出力信号である異常温度検出信号がＯＮして制御部８の信号入力端子Ｉ２に出力される。
詳しくは、電圧検出回路９は、基準温度Ｔｒｅｆを超えたことを検出するため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のジャンクション温度（Ｔｊ）が定格値を超えるとトランジスタＴｒ１の基準電圧（一定）のＯＮ状態において上昇した温度によって、トランジスタＴｒ１の温度特性により内部抵抗（ｒ）が低下する。そして、トランジスタＴｒ１のＶＢＥ１が低下してエミッタ電流ＩＥが増加し、抵抗Ｒ９，Ｒ１１との分圧箇所の電圧Ｖａが上昇し、温度特性によりトランジスタＴｒ２のＶＢＥ２が低下し、電圧ＶａがトランジスタＴｒ２と一致する動作電圧になるとトランジスタＴｒ２がＯＮする。すると、トランジスタＴｒ２が異常温度検出信号（Ｌｏｗ）を制御部８の信号入力端子Ｉ２に出力する。このように、電圧検出回路９は、過熱検知によるスイッチングがＯＦＦする保護動作が可能となる機能を有している。
【００１１】
電圧検出回路９の基準温度Ｔｒｅｆは、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の電気仕様及び使用条件、環境に応じて制御部８に設定が可能である。制御部８は、内部にＤ／Ａコンバータを有し、基準温度に設定値をデータ化しておき、Ｄ／Ａコンバータに与え、Ｄ／Ａ変換された電圧値を基準電圧出力端子Ｏ１に出力して、基準電圧としてトランジスタＴｒ１のベース端子に与えればよい。
電気仕様として、半導体のジャンクション温度（Ｔｊ）にディレーティング（８０％）を設け、マージンを考慮した温度（１２０℃）に設定が可能となり信頼性寿命の向上を図ることができる。
１５０℃（Ｔｊ）×０．８（２０％）＝１２０℃
使用条件として、ＤＣモータの供給電圧、巻線抵抗、巻線インダクタンス、ブラシ中心と固定子角度の偏差による電流の変化、放熱板の有無、強制空冷の有無を用いることとする。また、環境としては、温度を用いることとする。
【００１２】
電圧検出回路９を例えば、スイッチング素子Ｑ１〜スイッチング素子Ｑ４の夫々に備えてもよい。例えば、表１は、各スイッチング素子と基準温度の関係を示す。
制御部８は、スイッチング素子Ｑ１〜スイッチング素子Ｑ４の各ジャンクション温度のバラツキに応じて各電圧検出回路９の各基準温度を設定するように構成してもよい。
【００１３】
【表１】
0006631036.tif 000002
この場合、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の電気仕様及び使用条件、環境、各ジャンクション温度のバラツキに応じて基準温度を変更するように構成してもよい。
【００１４】
電圧検出回路９を複数備え、制御部８は、ＤＣモータ１０の動作モードに応じて電圧検出回路９の基準温度を設定するように構成してもよい。例えば、表２は、ＤＣモータ１０のモードと基準温度の関係を示す。
【００１５】
【表２】
0006631036.tif 000003
この場合、ＤＣモータ１０のモードとして、正転動作、逆転動作、ブレーキ動作、停止している場合に、表１を参照して、各電圧検出回路９に用いる各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の基準温度を変更するように構成してもよい。
【００１６】
このように、ＤＣモータ１０の動作モードに応じて電圧検出回路９の基準温度を設定し、又は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各ジャンクション温度のバラツキに応じて各電圧検出回路９の各基準温度を設定し、各電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各発熱温度の少なくとも１つが各基準温度を超えた場合に、リレーＲＬ１をオフすることで、ＤＣモータ１０の動作モード、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各ジャンクション温度のバラツキに合わせた基準温度を用いることで、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができ、さらに、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができる。
【００１７】
制御部８は、ＤＣモータ１０の正転動作、逆転動作、ブレーキ動作、停止するために、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をＯＮ−ＯＦＦする制御機能と、異常電流及び異常温度検出信号がＯＮしている経過時間を計時（カウント）するタイマ機能と、リレーＲＬ１をＯＮ−ＯＦＦする制御機能と、を有している。
制御部８は、リレーＲＬ１のソレノイドコイルの一端に接続されたリレー制御端子Ｏ２を有しており、このリレー制御端子Ｏ２にはリレーＲＬ１を駆動するため電流制限抵抗を介して駆動トランジスタのコレクタ端子が接続され、当該駆動トランジスタのエミッタ端子にはＧＮＤに接続され、この駆動トランジスタのベース端子には制御データが設定されるように構成されていればよい。これにより、制御部８はこの制御データを「０」に設定することで、駆動トランジスタがＯＦＦされてリレーＲＬ１がＯＦＦし、一方、制御部８はこの制御データを「１」に設定することで、駆動トランジスタがＯＮされてリレーＲＬ１がＯＮする。
制御部８は、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ及びＣＰＵを有し、ＲＯＭからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、ＲＯＭからプログラムを読み出し、図２に示すフローチャートに従ってモータ制御処理、電流検出処理及び温度検出処理を実行する。
【００１８】
次に、ＤＣモータ１０の正転動作、逆転動作、ブレーキ動作、停止について表３を用いて説明する。
【００１９】
【表３】
0006631036.tif 000004
【００２０】
ＤＣモータ１０の正転動作は、制御部８からのスイッチング素子ＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４がＯＮ、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦ状態であるため、スイッチング素子Ｑ１、ＤＣモータ１０、スイッチング素子Ｑ４を通じて電流が流れＤＣモータ１０は正転動作を行う。
【００２１】
ＤＣモータ１０の逆転動作は、制御部８からのスイッチング素子ＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３がＯＮ、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ状態であるためスイッチング素子Ｑ３、ＤＣモータ１０、スイッチング素子Ｑ２を通じて電流が流れＤＣモータ１０は逆転動作を行う。
【００２２】
ＤＣモータ１０のブレーキ動作は、制御部８からのスイッチング素子ＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４がＯＮ、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦ状態、又は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３がＯＮ、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ状態であり、ＤＣモータ１０の両端子Ｐ３‘，Ｐ４‘が短絡されるためブレーキ力が働きＤＣモータ１０は急停止する。
【００２３】
ＤＣモータ１０の停止動作は、制御部８からのスイッチング素子ＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がＯＦＦ状態であり、ＤＣモータ１０は何も繋がっていない状態であるため、回転中のＤＣモータ１０に対しては、惰性で少し回転続けてから停止する。
また、制御部８は、経過時間を計時するタイマを有し、電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子の発熱温度が基準温度を超えた場合に、タイマを用いて経過時間を計時し、経過時間が規定時間を越えたときに、リレーＲＬ１をオフしてもよい。
【００２４】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係わる制御部８の動作を示すフローチャートについて説明する。
まず、電源（＋５Ｖ、＋２４Ｖ）が投入されると、制御部８が起動される。制御部８はＲＯＭからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上にブートしてＯＳを起動する。次いで、制御部８は、ＯＳ管理下において、ＲＯＭからプログラムを読み出し、図２に示すフローチャートの処理内容を含むプログラムを起動する。
制御部８は、上述した制御データを「１」に設定して駆動トランジスタがＯＮさせ、リレーＲＬ１がＯＮする。これにより、リレーＲＬ１の両接点Ｓ１，Ｓ２が開放状態から閉結状態に移行し、電源＋２４ＶがリレーＲＬ１の両接点Ｓ１，Ｓ２を介してＨブリッジ回路５を構成する第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２との接続点Ｐ３に供給される。
【００２５】
次いで、電源が投入されると、電流検出回路７から入力される信号を監視して、ＤＣモータ１０の異常電流検出を開始し、表３に示す動作モードにおいて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のＯＮ−ＯＦＦ状態により、正転動作、逆転動作、ブレーキ動作、停止のどの動作モードにあるかをチェックする（Ｓ１〜Ｓ４）。
正転及び逆転動作において、制御部８からのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のＯＮ−ＯＦＦ制御信号によりＤＣモータ１０が正転動作（Ｓ１）又は、逆転動作（Ｓ２）するときＤＣモータ１０が動き出す瞬間には必ず起動電流により基準電流値を超える電流が電流検出抵抗Ｒ１に流れるため、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号が必ずＯＮする。制御部８は、このＤＣモータ１０が正転又は逆転方向に起動するときに、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしたか否かを判断（Ｓ５）する。
【００２６】
また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも１つに流れる電流による発熱温度が基準温度を超えた場合、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮする。
制御部８は、起動するときに、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮした場合は正常であると判断し、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしたか否かを判断（Ｓ６）する。
また、制御部８は、起動するときに、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしない場合、ＤＣモータ１０の電極端子Ｐ３‘，Ｐ４‘に接続されるケーブルが断線又は地絡しているため電流検出抵抗Ｒ１に電流が流れないと判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦし、Ｈブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
【００２７】
制御部８は、起動時に、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしない場合、タイマを用いて経過時間を計時し、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしている経過時間が規定時間より長いか否かを判断（Ｓ７）する。
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしている経過時間が規定時間より短い場合、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしたか否か判断（Ｓ８）する。電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしない場合、正常状態であると判断し最初の動作モード判別に戻る。
【００２８】
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮした場合、スイッチング素子Ｑが異常発熱している過熱状態と判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
制御部８は、正転動作（Ｓ１）中において、タイマを用いて経過時間を計時し、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしている経過時間が規定時間より長い場合、スイッチング素子Ｑ２が故障しスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２を貫通電流が流れている又はＤＣモータ１０が拘束状態、又はＤＣモータ１０の巻線が短絡により使用最大負荷時の電流以上の電流が流れていると判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
【００２９】
また、制御部８は、逆転動作（Ｓ２）中において、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしている経過時間が規定時間より長い場合、スイッチング素子Ｑ４が故障しスイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４を貫通電流が流れている又はＤＣモータ１０が拘束状態又はＤＣモータ１０の巻線が短絡により使用最大負荷時の電流以上の電流が流れていると判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
制御部８は、ブレーキモードにおいては、制御部８からスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に出力されるＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、正転動作からのブレーキ動作（Ｓ３）中に、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしたか否かを判断（Ｓ９）する。
【００３０】
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしない場合、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしたか否か判断（Ｓ１０）する。
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしない場合、正常状態であると判断し最初の動作モード判別に戻る。
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮした場合、スイッチング素子Ｑが異常発熱している過熱状態と判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮした場合、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも１つが故障によりＯＦＦしないため、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２を貫通電流が流れていると判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
【００３１】
制御部８は、スイッチング素子Ｑ３が故障によりＯＦＦしない場合は、正転動作の時点でスイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４に貫通電流が流れるため正転動作での異常検知フローで異常を検出できる。
制御部８は、スイッチング素子Ｑ１〜４のＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、逆転動作からのブレーキ動作（Ｓ３）中に、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしたか否かを判断（Ｓ９）する。
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしない場合、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしたか否か判断（Ｓ１０）する。
【００３２】
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしない場合、正常状態であると判断し最初の動作モード判別に戻る。
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮした場合、スイッチング素子Ｑが異常発熱している過熱状態と判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮした場合、第３スイッチング素子Ｑ３が故障によりＯＦＦしないため、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４を貫通電流が流れていると判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
制御部８は、スイッチング素子Ｑ１が故障によりＯＦＦしない場合は、逆転動作の時点でスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２に貫通電流が流れるため、逆転動作での異常検知フローで異常を検出できる。
停止モードにおいては、制御部８からスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に出力されるＯＮ−ＯＦＦ制御信号により、ＤＣモータ１０が停止しているとき（Ｓ４）、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしたか否かを判断（Ｓ９）する。
【００３３】
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮしない場合、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしたか否か判断（Ｓ１０）する。
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮしない場合、正常状態であると判断し最初の動作モード判別に戻る。
制御部８は、電圧検出回路９から入力される異常温度検出信号がＯＮした場合、スイッチング素子Ｑが異常発熱している過熱状態と判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
【００３４】
制御部８は、電流検出回路７から入力される異常電流検出信号がＯＮした場合、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２、又はスイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４が故障して貫通電流が流れていると判断し、上述した制御データを「０」に設定して直ぐにリレーＲＬ１をＯＦＦしてＨブリッジ回路５への給電を遮断する（Ｓ１１）。
このように、制御部８は、ＤＣモータ１０の動作状態に応じて、電流検出回路７の検出結果、又は／及び電圧検出回路９（温度検出回路）の検出結果が、ＤＣモータ１０の異常状態を表す場合にリレーＲＬ１をオフするので、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができ、さらに、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができる。
詳しくは、ＤＣモータの全ての動作モードにおいて、スイッチング素子の故障、断線、地絡、ＤＣモータの巻線短絡の何れかが発生しても、発熱による温度の異常を検出でき、直ぐに給電を遮断するため、スイッチング素子やＤＣモータ、ケーブルの発煙や焼損などの重大障害の発生を防止することができる。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０１の概略的な機構構成を示す断面図である。
画像形成装置１０１は、ＡＤＦ１０２、画像読み取り装置１０３、書き込みユニット１０４、プリンタユニット１０５、感光体ドラム１０６、現像装置１０７、搬送ベルト１０８、定着装置１０９を備えている。
図１に示す画像形成装置１０１は、デジタル複合機として、複写機能と、プリンタ機能、およびファクシミリ機能等を搭載している。
この画像形成装置１０１においては、操作部に設けられたアプリケーション切り替えキーにより、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能となっており、複写機能が選択された場合には複写モードとなり、プリンタ機能が選択された場合にはプリンタモードとなり、ファクシミリモードが選択された場合にはファクシミリモードとなる。
【００３６】
図３を参照して、画像形成装置１０１が複写機能（複写モード）を選択された場合における画像形成の流れについて例に挙げて、簡単に説明する。
複写モードでは、原稿束がＡＤＦ１０２により、順に画像読み取り装置１０３に給送され、画像読み取り装置１０３により、各原稿から画像情報が読み取られる。そして、画像情報は、画像処理手段を介して書き込みユニット１０４により光情報に変換される。感光体ドラム１０６は、帯電器（図示しない）により一様に帯電された後に書き込みユニット１０４からの光情報で露光され、静電潜像が形成される。この感光体ドラム１０６上の静電潜像は、現像装置１０７により現像されてトナー像となる。このトナー像は、搬送ベルト１０８により転写紙に転写され、定着装置１０９によりトナー像が転写紙に定着され、トナー像が転写された転写紙が排出される。
なお、図３では、画像形成装置１０１として、感光体ドラム１０６を１つだけ配置したモノクロタイプのものを示したが、感光体ドラム１０６は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナー像を形成する４つとし、各色を重ねて転写紙に転写するカラー画像形成装置とすることができる。
図１、図２に示すモータ制御装置１の制御対象となるモータは、例えば図３に示す画像形成装置１０１に用いる用紙を搬送する搬送ベルト１０８を回転するモータであればよい。
【００３７】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様のモータ制御装置は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４とＤＣモータ１０により構成されたＨブリッジ回路５と、Ｈブリッジ回路５へリレーＲＬ１を介して電力を供給する電源２４Ｖと、Ｈブリッジ回路５を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路７と、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の温度が基準温度を超えるか否かを検出する電圧検出回路９（温度検出回路）と、を備え、ＤＣモータ１０の動作状態に応じて、電流検出回路７の検出結果、又は／及び電圧検出回路９（温度検出回路）の検出結果が、ＤＣモータ１０の異常状態を表す場合にリレーＲＬ１をオフする制御部８と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、ＤＣモータ１０の動作状態に応じて、電流検出回路７の検出結果、又は／及び電圧検出回路９（温度検出回路）の検出結果が、ＤＣモータ１０の異常状態を表す場合にリレーＲＬ１をオフするので、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができ、さらに、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができる。
詳しくは、ＤＣモータの全ての動作モードにおいて、スイッチング素子の故障、断線、地絡、ＤＣモータの巻線短絡の何れかが発生しても、発熱による温度の異常を検出でき、直ぐに給電を遮断するため、スイッチング素子やＤＣモータ、ケーブルの発煙や焼損などの重大障害の発生を防止することができる。
【００３８】
＜第２態様＞
本態様の制御部８は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４のジャンクション温度を電圧検出回路９の基準温度として設定し、電圧検出回路９（温度検出回路）の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の何れか１つの温度が基準温度を超えた場合に、リレーＲＬ１をオフすることを特徴とする。
本態様によれば、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の何れか１つの温度がジャンクション温度を超えた場合に、リレーＲＬ１をオフすることで、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができ、さらに、スイッチング素子の故障、断線、地絡を防止することができる。
【００３９】
＜第３態様＞
本態様の基準温度は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の電気仕様及び使用条件、環境に応じて設定が可能なことを特徴とする。
本態様によれば、基準温度は、スイッチング素子の電気仕様及び使用条件、環境に応じて設定が可能となるので、回路設計や熱設計上の制約条件（電気仕様、使用条件、環境）下でも、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができ、さらに、スイッチング素子の故障、断線、地絡を防止することができる。
【００４０】
＜第４態様＞
本態様の制御部８は、時間を計時するタイマを有し、制御部８は、電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子の発熱温度が基準温度を超えた場合に、タイマを用いて経過時間を計時し、経過時間が規定時間を越えたときに（Ｓ７）、リレーＲＬ１をオフすることを特徴とする。
本態様によれば、スイッチング素子の発熱温度が基準温度を超えてからの経過時間が規定時間を越えたときに、リレーＲＬ１をオフすることで、規定時間以上に経過時間が経過することに起因して、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができ、さらに、スイッチング素子の故障、断線、地絡を防止することができる。
【００４１】
＜第５態様＞
本態様の制御部８は、ＤＣモータ１０が正転動作又は逆転動作している場合に、電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の発熱温度が基準温度を超えたときに、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が短時間に繰り返しオンしたことによる異常発熱状態、又は長時間オンしたことによる異常発熱の状態にあると判定し、リレーＲＬ１をオフすることを特徴とする。
本態様によれば、ＤＣモータ１０が正転動作又は逆転動作している場合に、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の発熱温度が基準温度を超えたときに、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が短時間に繰り返しオンしたことによる異常発熱状態、又は長時間オンしたことによる異常発熱の状態にあると見なして、リレーＲＬ１をオフする。これにより、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が短時間に繰り返しオンしたことによる異常発熱状態、又は長時間オンしたことによる異常発熱の状態にある場合において、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができ、さらに、スイッチング素子の故障、断線、地絡を防止することができる。
【００４２】
＜第６態様＞
本態様の制御部８は、ＤＣモータ１０がブレーキ動作している場合に、電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子の発熱温度が基準温度を超えたときに、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が継続してオンしたことによる異常発熱状態と判定し、リレーＲＬ１をオフすることを特徴とする。
本態様によれば、ＤＣモータ１０がブレーキ動作している場合に、スイッチング素子の発熱温度が基準温度を超えたときに、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が継続してオンしたことによる異常発熱状態にあると見なして、リレーＲＬ１をオフする。これにより、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が継続してオンしたことによる異常発熱状態にある場合において、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができ、さらに、スイッチング素子の故障、断線、地絡を防止することができる。
【００４３】
＜第７態様＞
本態様の制御部８は、ＤＣモータ１０が停止している場合に、電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の発熱温度が基準温度を超えたときに、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が使用環境により異常高温状態になっていると判定し、リレーＲＬ１をオフすることを特徴とする。
本態様によれば、ＤＣモータ１０が停止している場合に、電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の発熱温度が基準温度を超えたときに、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が使用環境により異常高温状態になっていると見なして、リレーＲＬ１をオフする。これにより、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４が継続してオンしたことによる異常発熱状態にある場合において、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができ、さらに、スイッチング素子の故障、断線、地絡を防止することができる。
【００４４】
＜第８態様＞
本態様のモータ制御装置は、電圧検出回路９（温度検出回路）を複数備え、制御部８は、ＤＣモータ１０の動作モードに応じて電圧検出回路９の基準温度を設定（表２）し、又は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各ジャンクション温度のバラツキに応じて各電圧検出回路９の各基準温度を設定（表１）し、各電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各発熱温度の少なくとも１つが各基準温度を超えた場合に、リレーＲＬ１をオフすることを特徴とする。
本態様によれば、ＤＣモータ１０の動作モードに応じて電圧検出回路９の基準温度を設定し、又は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各ジャンクション温度のバラツキに応じて各電圧検出回路９の各基準温度を設定し、各電圧検出回路９の検出結果として、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各発熱温度の少なくとも１つが各基準温度を超えた場合に、リレーＲＬ１をオフすることで、ＤＣモータ１０の動作モード、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の各ジャンクション温度のバラツキに合わせた基準温度を用いることで、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができ、さらに、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができる。
【００４５】
＜第９態様＞
本態様の画像形成装置１０１は、第１態様乃至第８態様記載の何れか１つに記載のモータ制御装置１を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、画像形成装置１０１がモータ制御装置１を備えたことで、画像形成装置１０１に用いるＤＣモータの異常をより正確に判断することができ、さらに、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができる。
【００４６】
＜第１０態様＞
本態様のモータ制御方法は、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４とＤＣモータ１０により構成されたＨブリッジ回路５と、Ｈブリッジ回路５へリレーＲＬ１を介して電力を供給する電源２４Ｖと、Ｈブリッジ回路５を流れる電流が基準電流を超えるか否かを検出する電流検出回路７と、スイッチング素子Ｑ１乃至スイッチング素子Ｑ４の温度が基準温度を超えるか否かを検出する電圧検出回路９（温度検出回路）と、を備えたモータ制御装置１によるモータ制御方法であって、ＤＣモータ１０の動作状態に応じて、電流検出回路７の検出結果、又は／及び電圧検出回路９（温度検出回路）の検出結果が、ＤＣモータ１０の異常状態を表す場合にリレーＲＬ１をオフする制御ステップを実行することを特徴とする。
本態様によれば、ＤＣモータ１０の動作状態に応じて、電流検出回路７の検出結果、又は／及び電圧検出回路９（温度検出回路）の検出結果が、ＤＣモータ１０の異常状態を表す場合にリレーＲＬ１をオフするので、ＤＣモータの異常をより正確に判断することができ、さらに、スイッチング素子の温度が上昇して発煙、焼損となることを防止することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…モータ制御装置、５…Ｈブリッジ回路、７…電流検出回路、８…制御部、９…電圧検出回路、１０…ＤＣモータ、１０１…画像形成装置、１０２…ＡＤＦ、１０３…画像読み取り装置、１０４…書き込みユニット、１０５…プリンタユニット、１０６…感光体ドラム、１０７…現像装置、１０８…搬送ベルト、１０９…定着装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００９−２７８８０３公報
【図１】
0006631036.tif 000005
【図２】
0006631036.tif 000006
【図３】
0006631036.tif 000007