(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力するモータ過負荷異常検出装置であって、
前記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
該移動平均値算出手段が算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手段と、
該判定手段が過負荷異常なしと判定した場合は、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手段とを有し、
該指示値切替手段は、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。
【請求項２】
前記移動平均値算出手段は、前記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示
値を一定時間の区間ごとにその平均値を算出して取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の平均値の移動平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載のモータ過負荷異常検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータ過負荷異常検出装置において、
前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合にモータ停止可能タイミングでなかった区間数が予め設定した区間数を超えた場合には、前記モータを強制停止する手段を設けたことを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。
【請求項４】
モータ駆動電流値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力するモータ過負荷異常検出装置であって、
前記モータ駆動電流値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動電流値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
該移動平均値算出手段が算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手段と、
該判定手段が過負荷異常なしと判定した場合は、モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手段とを有し、
該指示値切替手段は、前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。
【請求項５】
前記移動平均値算出手段は、前記モータ駆動電流値を一定時間の区間ごとにその平均値を算出して取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動電流値の平均値の移動平均値を算出することを特徴とする請求項４に記載のモータ過負荷異常検出装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のモータ過負荷異常検出装置において、
前記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合にモータ停止可能タイミングでなかった区間数が予め設定した区間数を超えた場合には、前記モータを強制停止する手段を設けたことを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ過負荷異常検出装置において、
前記指示値切替手段が、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に初めて切り替えた場合に、過負荷状態であることを通知する手段を設けたことを特徴とするモータ過負荷異常検出装置。
【請求項８】
モータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記モータの駆動制御を行うモータ制御部と、
該モータ制御部に制御されて前記モータを駆動するモータ駆動回路とを備え、
前記モータ制御部が、
前記速度検出手段によって検出される前記モータの回転速度に基づいて、モータ駆動指示値を演算する指示値演算部と、
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ過負荷異常検出装置と、
該モータ過負荷異常検出装置の前記指示値切替手段から出力するモータ駆動指示値に応じて前記モータ駆動回路を制御する手段とを有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項９】
モータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記モータの駆動制御を行うモータ制御部と、
該モータ制御部に制御されて前記モータを駆動するモータ駆動回路と、
前記モータの駆動電流を検出するモータ駆動電流検出手段とを備え、
前記モータ制御部が、
前記速度検出手段によって検出される前記モータの回転速度に基づいて、モータ駆動指示値を演算する指示値演算部と、
請求項４から６のいずれか一項に記載のモータ過負荷異常検出装置と、
該モータ過負荷異常検出装置の前記指示値切替手段から出力するモータ駆動指示値に応じて前記モータ駆動回路を制御する手段とを有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のモータ駆動制御装置と該モータ駆動制御装置によって駆動制御されるモータとを備えた画像形成装置。
【請求項１１】
モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力するモータ過負荷異常検出方法であって、
前記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の移動平均値を算出する移動平均値算出手順と、
該移動平均値算出手順で算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手順と、
該判定手順で過負荷異常なしと判定した場合は、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手順とを有し、
該指示値切替手順では、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出方法。
【請求項１２】
モータ駆動電流値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力するモータ過負荷異常検出方法であって、
前記モータ駆動電流値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動電流値の移動平均値を算出する移動平均値算出手順と、
該移動平均値算出手順で算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手順と、
該判定手順で過負荷異常なしと判定した場合は、モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手順とを有し、
該指示値切替手順では、前記判定手順で過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、前記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後前記カウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は前記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とするモータ過負荷異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ過負荷異常検出装置、モータ駆動制御装置、画像形成装置、およびモータ過負荷異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機器の駆動源としてモータが多用されている。モータは巻線温度の上昇に注意して使用しなければならない。モータ使用条件が想定使用条件の範囲外となり、過負荷状態になった場合は、巻線温度が上昇してモータが破損したり、安全規格上の温度規格を超える恐れがあることが知られている。
【０００３】
この問題に対処するため、モータの過負荷状態を検知して、モータの運転を停止したり、モータ駆動電圧のデューティを下げて実質的なモータ駆動電流を減少させることなどが行われている。
例えば、特許文献１には、モータが過負荷状態であると判定した場合は、モータの回転速度を所定の速度に低下させ、さらに危険な過電流状態と判定した場合には、所定の時間モータの回転を停止させることが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の方法では、モータの過負荷検知を巻線温度の上昇を抑制するために行う場合に、モータの駆動電流やモータへの電圧指示値がある閾値を超えたところで運転を停止したり、モータ駆動電流の制限を行っていた。そのため、モータの実際の巻線温度が温度規格を満足できない状態になる前に、異常として検知してしまうという問題があった。
ユーザが機器を使用できないダウンタイムを低減するためには、動作可能な範囲のぎりぎりまでモータの運転を継続することが望ましい。しかし、過負荷を検知してすぐにモータを停止したり、必要以上にモータ駆動電流を制限することにより、ダウンタイムが長くなる状況になっていた。
【０００５】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、モータが破損したり温度規格値を超えないように異常検知を行いつつ、使用可能条件の限界付近までモータの駆動を継続できるようにして、モータ使用機器のダウンタイムを短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるモータ過負荷異常検出装置は上記の目的を達成するため、モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力するモータ過負荷異常検出装置であって、
上記モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間を含む所定数の区間の該モータ駆動指示値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、その移動平均値算出手段が算出した移動平均値と予め設定された閾値とを比較して、過負荷異常の有無を判定する判定手段と、その判定手段が過負荷異常なしと判定した場合は、上記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力し、上記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合は、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は上記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替える指示値切替手段とを有し、その指示値切替手段は、上記判定手段が過負荷異常ありと判定した場合に、モータ停止可能タイミングでなかったときは、上記モータの回転速度に応じて演算されたモータ駆動指示値に相当するモータ駆動指示値を出力すると共に、その状態が継続した区間の数をカウントし、モータ停止可能タイミングになった後そのカウントした数の区間だけ、出力するモータ駆動指示値をゼロ又は上記演算されたモータ駆動指示値より低い値に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、モータが破損したり温度規格値を超えないように異常検知を行いつつ、使用可能条件の限界付近までモータの駆動を継続できるようにして、モータ使用機器のダウンタイムを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明によるモータ駆動制御装置及びそれによって駆動されるモータを備えた画像形成装置の一実施形態の概略構成を示す全体図である。
【図２】図１に示した画像形成装置内の給紙・搬送機構２１における搬送ローラとその駆動部の一例を示す斜視図である。
【図３】この発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の他の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】一定のトルク指示値を与えたときのモータの巻線温度上昇の推移を示す線図である。
【図６】この発明において使用する閾値とトルク平均値等のパラメータを説明するための線図である。
【図７】図３に示したモータ過負荷異常検出部４０による動作例を説明するための線図である。
【図８】図７に示した動作を実現するための図３におけるモータ過負荷異常検出部４０による処理のメインルーチンのフローチャートである。
【図９】図８におけるステップＳ２（過負荷判定処理）のサブルーチンのフローチャートである。
【図１０】図３に示したモータ過負荷異常検出部４０による他の動作例を説明するための線図である。
【図１１】図１０に示した動作を実現するための図３におけるモータ過負荷異常検出部４０による処理のメインルーチンのフローチャートである。
【図１２】図１１におけるステップＳ２′（過負荷判定処理）のサブルーチンのフローチャートである。
【図１３】図８に示したモータ過負荷異常検出動作に過負荷状態を通知するための処理を追加したメインルーチンのフローチャートである。
【図１４】図１１に示したモータ過負荷異常検出動作に過負荷状態を通知するための処理を追加したメインルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔画像形成装置の実施形態〕
図１は、この発明によるモータ駆動制御装置によって駆動されるモータを備えた画像形成装置の一実施形態の概略構成を示す全体図である。
この画像形成装置は、カラー複写機、スキャナ装置、カラープリンタ等の複数の機能を実現するデジタル複合機であり、画像形成部（プリンタ部）１、給紙部２、画像読取部（スキャナ部）３，および自動原稿給送装置（「ＡＤＦ」と略称する）４等からなる。
画像形成部１の一方の側面には排紙トレイ５が、他方の側面には手差し原稿を挿入するための手差しトレイ６が設けられている。
【００１０】
画像形成部１内には、カラー画像を形成するための４組の作像ユニットからなる作像部１０と、画像書き込みユニット１４、中間転写ベルト１５、位置決めローラ対１６、二次転写ローラ１７、搬送ベルト１８、および定着装置１９等が設けられている。
作像部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成するための４組の作像ユニットが、中間転写体である中間転写ベルト１５の移動方向に沿って配置されている。その各作像ユニットは、感光体ドラム１１とその周囲に配置された帯電ローラ１２及び現像器１３等によって構成されている。
各色用の作像ユニットは、現像器１３に収納されているトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと相違しているだけである。
【００１１】
給紙部２には、４種類のサイズや向きの転写紙（記録媒体、用紙）を収納するための４段の給紙カセット２０と、その各給紙カセット２０に収納された転写紙のいずれかを、順次繰り出して画像形成部１へ搬送する給紙・搬送機構２１が設けられている。
その給紙・搬送機構２１には、それぞれモータによって回転駆動される給紙ローラや搬送ローラが多数設けられている。
【００１２】
この画像形成装置の内部には、画像形成動作等をシーケンス制御するコントローラ及び各部に電源を供給する電源装置等も備えている。また、各感光体ドラム１１、中間転写ベルト１５の駆動ローラ、位置決めローラ対１６、搬送ベルト１８の駆動ローラ、定着装置１９内の各ローラ、給紙・搬送機構２１の給紙ローラや搬送ローラ等を駆動する各モータ及びそのモータ駆動制御回路も設けられている。
この画像形成装置の外部の見易い位置に、ユーザが各種機能の選択や動作指示等を入力したり、装置の状態、例えば後述する過負荷異常やモータ強制停止などが表示される操作パネルが設けられている。
【００１３】
ここで、この画像形成装置を複写機として機能させる場合の動作を簡単に説明する。
ユーザが複写したい原稿をＡＤＦ４にセットするか、ＡＤＦ４を開いて画像読取部３のコンタクトガラス上に原稿を載置して、ＡＤＦ４を閉じた後、操作パネルのスタートボタンを押すと、この画像形成装置が複写動作を開始する。
【００１４】
ＡＤＦ４に原稿がセットされている場合は、その原稿をＡＤＦ４が１枚ずつ画像読取部３の原稿読取位置を通して搬送する。そして、画像読取部３がその原稿に光を照射しながら走査して、原稿からの反射光により、その画像をカラー読み取り用のＣＣＤラインセンサによって読み取る。コンタクトガラス上に原稿が載置された場合は、画像読取部３がその原稿に光を照射しながら走査して、同様にその原稿の画像を読み取る。
【００１５】
ＣＣＤラインセンサによって読み取った画像データは、画像読取部３の画像処理ユニットでスキャナγ補正、ＲＧＢ３色からＹＭＣＢｋ４色への色変換、画像分離、階調補正処理等の画像処理がなされた後、画像形成部１の画像書き込みユニット１４へ送られる。
画像書き込みユニット１４では、ＹＭＣＢｋ４色の画像データに応じて各色用のＬＤ（レーザーダイオード）の駆動を変調する。
【００１６】
作像部１０の各色用の作像ユニットは、各感光体ドラム１１が図１で左回転しながら、その外周面が帯電ローラ１２によって一様に帯電され、画像書き込みユニット１４のＬＤから照射されるレーザービームによって露光走査され、静電潜像が書き込まれる。
その静電潜像が、各現像器１３によって各色のトナーが付着されて顕像化され、各感光体ドラム１１の外周面に各色のトナー像が形成される。その各色のトナー像が所定のタイミングで、一次転写部において中間転写ベルト１５上に順次重ねて転写され、フルカラーのトナー像が形成される。
【００１７】
その間に、原稿の大きさに応じて選択された転写紙が、給紙部２の給紙カセット２０のいずれかから、給紙・搬送機構２１によって画像形成部１へ搬送され、その転写紙の先端が位置決めローラ対１６に到達した状態で停止される。
そして、中間転写ベルト１５上のフルカラーのトナー像が二次転写ローラ１７と対向する二次転写部に到達するタイミングに合わせて、位置決めローラ対１６を起動させて転写紙を二次転写部へ送り込み、フルカラーのトナー像をその転写紙に一括転写する。
【００１８】
フルカラーのトナー像が転写された転写紙は、搬送ベルト１８によって定着装置１９へ送られ、そこで定着ローラと加圧ローラによってトナー像が熱定着された後、排紙トレイ５上へ排紙される。
白黒画像を形成する場合は、画像形成部１は作像部１０のブラック用の作像ユニットのみを動作させて、白黒画像を形成する。
【００１９】
この画像形成装置をプリンタとして機能させる場合は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信される印刷データをこの画像形成装置で受信して、その印刷データに基づいて画像形成部１が、上述と同様にカラー画像又は白黒画像を作成する。
この画像形成装置をスキャナとして動作させる場合は、画像読取部３とＡＤＦ４のみを動作させて、原稿の画像を読み取って、その画像データを内部のメモリに記憶し、必要に応じて外部のパーソナルコンピュータ等のホスト装置へ送信する。
【００２０】
図２は、図１に示した画像形成装置内の給紙・搬送機構２１における搬送ローラとその駆動部の一例を示す斜視図である。
図２に示す搬送ローラ２５は、モータ２２の回転力が小歯車２３と平歯車２４の噛み合いによって伝達されて、矢示Ａ方向に回転される。この搬送ローラ２５と平行に、且つ互いの外周面が一部接触するように従動ローラ２６が回転自在に設けられている。その搬送ローラ２５と従動ローラ２６とのニップ部で記録媒体である転写紙Ｐを挟んで、矢示Ｂ方向へ搬送する。
給紙・搬送機構２１には、このような搬送ローラ２５が多数設けられており、その各搬送ローラ２５を駆動するモータ２２は、この発明による後述するモータ駆動制御装置によって駆動制御される。
【００２１】
この発明を適用する画像形成装置は、上記実施形態に示したカラー複合機に限らず、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の単機能の画像形成装置でもよいし、モノクロの画像形成装置でもよい。カラーの場合も、フルカラーでなくてもよいし、タンデム方式や中間転写方式に限るものでもない。
また、以下に説明するこの発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置は、画像形成装置に限らず、モータによって回転駆動される部材を備えた各種の装置に適用可能である。
【００２２】
〔モータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の構成例〕
図３は、この発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
このモータ駆動制御装置は、モータＭの回転速度を検出する速度検出手段であるエンコーダ３５と、モータ制御部３２及びそのモータ制御部３２に制御されてモータＭを駆動するモータ駆動回路３３とを備えている。そのモータ制御部３２とモータ駆動回路３３とによって、モータ駆動制御ユニット３１を構成している。
【００２３】
この実施形態のモータ制御部３２には、指示値演算部３６とＰＷＭ変換部３７及びモータ過負荷異常検出部４０が設けられ、モータ過負荷異常検出部４０は、移動平均値算出部４１、判定部４２、および指示値切替部４３を有している。このモータ過負荷異常検出部４０が、この発明によるモータ過負荷異常検出装置の一実施形態である。
そして、モータＭは、例えば図２に示した搬送ローラ２５を回転駆動するモータ２２である。
【００２４】
メイン制御部３０は、モータ駆動制御ユニット３１によってモータＭを起動・停止（ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ）させると共に、このモータ駆動制御ユニット３１及びモータＭを搭載した画像形成装置全体の制御を行う制御部（コントローラ）である。
メイン制御部３０からモータ駆動制御ユニット３１のモータ制御部３２に起動信号（モータＳＴＡＲＴ信号）が送られると、モータ制御部３２がモータＭの起動を開始する。
モータＭの起動後は、エンコーダ３５によってモータＭの現在の回転速度を検出して、モータ制御部３２へフィードバックする。
【００２５】
そのフィードバックされた回転速度を、指示値演算部３６が目標速度と比較し、目標速度より遅い場合はトルク指示値を増加し、目標速度より速い場合はトルク指示値を減少するように、トルク指示値を演算して出力する。そのトルク指示値はモータ駆動指示値であり、モータＭへの電圧指示値に相当する。目標速度は、モータ制御部３２に保存しているか、もしくはメイン制御部３０から指示される。
モータ制御部にモータ過負荷異常検出部を設けていない一般的なモータ駆動制御回路の場合は、指示値演算部３６が出力するトルク指示値（又は電圧指示値）がそのままＰＷＭ変換部３７に入力され、ＰＷＭ指示値に変換される。
【００２６】
そして、モータ駆動制御ユニット３１内のモータ駆動回路３３の６個のドライバ（図示の例出はＦＥＴ）Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦを、そのＰＷＭ指示値で制御することにより、モータＭの巻線であるステータコイルに三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の駆動電圧が与えられる。それによって、ステータコイルの２相ずつに順次駆動電流が流れ、モータＭが回転する。
そのモータＭの回転速度を、エンコーダ３５が検出してモータ制御部３２へフィードバックする。このようにして、モータＭの実際の回転速度に応じてモータの駆動電圧が変化し、フィードバック制御が行われ、モータＭを一定の目標速度で回転させる。モータ駆動回路３３の各ドライバはバイポーラトランジスタでもよい。
【００２７】
このモータ駆動回路３３は、インバータ回路とも称され、直流電源ＶDDとアースとの間に、２個ずつ直列接続したドライバＳ１とＳ２、Ｓ３とＳ４、Ｓ５とＳ６の３組を並列に接続している。そして、それぞれ２個のドライバの接続点を、モータＭのスター接続された３本の各ステータコイルの開放端に接続している。Ｒ１は、モータ駆動回路３３とアースとの間に介挿された保護抵抗である。
【００２８】
このように、速度検出手段であるエンコーダ３５によってモータＭの回転速度を検知し、その回転速度が一定の目標速度になるように制御するモータ駆動制御装置において、負荷が大きくなって回転速度が遅くなった場合は、モータ駆動指示値を大きくする。それによって、モータＭに流す駆動電流を増やすことになるが、モータ駆動指示値（トルク指示値又は電圧指示値）を大きくし過ぎると、モータＭの巻き線温度が上昇し、モータが発煙や破損したりする場合がある。それを防止するために、モータの過負荷状態を検出してモータ駆動指示値を制限し、駆動電流の増加を制限する手段を設ける必要がある。
【００２９】
この実施形態のモータ駆動制御装置では、そのためにモータ制御部３２にモータ過負荷異常検出部４０を設けている。
このモータ過負荷異常検出部４０は、モータの巻線温度を、モータＭの回転速度の検出値に応じて演算されるモータ駆動指示値（トルク指示値又は電圧指示値）の一定時間の区間ごとの演算値の移動平均値に基づいて推定し、モータ過負荷異常の有無を判定する。そして、モータ過負荷異常と判定した場合には、次の区間だけモータの駆動を停止するか駆動電流を低下させる。それによって、必要以上にモータを停止させたり、間欠時間を長くすることを防止し、使用可能条件の限界付近までモータを駆動できるようにする。
【００３０】
そこで、このモータ過負荷異常検出部４０の機能について、さらに詳細に説明する。
モータＭの回転速度に基いて、指示値演算部３６が算出したトルク指示値をモータ過負荷異常検出部４０へ入力して過負荷の判定を行い、その判定結果によって、電圧指示値を切り替えてＰＷＭ変換部３７へ出力する。前述したように、トルク指示値と電圧指示値はいずれもモータ駆動指示値であって対応しており、いずれでもよい。以下の説明では、モータ過負荷異常検出部４０に入力するモータ駆動指示値をトルク指示値とし、モータ過負荷異常検出部４０から出力するモータ駆動指示値を電圧指示値として区別して説明する。
【００３１】
そのモータ過負荷異常検出部４０には、移動平均値算出部４１と判定部４２と指示値切替部４３とが設けられている。移動平均値算出部４１は移動平均値算出手段、判定部４２は判定手段、指示値切替部４３は指示値切替手段である。
移動平均値算出部４１は、指示値演算部３６の演算結果であるトルク指示値を一定時間の区間ごとに取得し、最新の区間までの予め設定した区間数でのトルク指示値の移動平均値を演算する。その詳細については後述する。
判定部４２は、移動平均値算出部４１が算出したトルク指示値の移動平均値と、予め設定した閾値とを比較して過負荷異常の有無を判定する。その閾値についても後述する。
【００３２】
指示値切替部４３は、判定部４２が過負荷異常なしと判定した場合は、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力し、過負荷異常ありと判定した場合は電圧指示値を例えばゼロ（０）に切り替えて出力する。しかし、ゼロに切り替えずに、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値の例えば１／２にするなど所定の比率で低下させたり、上記電圧指示値より低い一定の小さい値に切り替えたりしてもよい。
また、判定部４２が異常ありと判定した場合は、メイン制御部３０へ過負荷異常が発生したことを通知することもできる。
【００３３】
モータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３から出力される電圧指示値がＰＷＭ変換部３７に入力し、ＰＷＭ指示値に変換される。そのＰＷＭ指示値によって、モータ駆動回路３３の６個のドライバＳ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦを制御して、モータＭを駆動する。
なお、この実施形態ではメイン制御部３０とモータ制御部３２が分離して構成されており、それぞれＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンビュータを備えている。しかし、メイン制御部３０とモータ制御部３２を、同じマイクロコンビュータ（ＣＰＵ）で動作する一体の制御部として構成してもよい。
また、ＰＷＭ変換部３７は、モータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３から出力される電圧指示値に応じてモータ駆動回路３３を制御する手段である。この手段はＰＷＭ変換部に限るものではなく、ＰＦＭ変換部でもよいし、その他の変換回路でもよい。
【００３４】
図４は、この発明によるモータ過負荷異常検出装置及びモータ駆動制御装置の他の実施形態の構成を示すブロック図である。
この図４に示すモータ駆動制御装置が、図３に示したモータ駆動制御装置と相違するのは、モータＭの駆動電流を検出するモータ駆動電流検出手段３８を備えており、そのモータ駆動電流の検出値もモータ過負荷異常検出部４０′に入力している点である。この実施形態では、図３における保護抵抗Ｒ１をモータ駆動電流検出手段３８に兼用している。その抵抗Ｒ１に流れる電流値に比例して発生する電圧を、モータ駆動電流の検出値（モータ駆動電流値）として、モータ制御部３２のモータ過負荷異常検出部４０′に入力する。
このモータ過負荷異常検出部４０′が、この実施形態におけるモータ過負荷異常検出装置である。
【００３５】
そして、このモータ過負荷異常検出部４０′の移動平均値算出部４１′は、モータ駆動電流検出手段３８によって検出されるモータ駆動電流値をＡ／Ｄ変換して一定区間（時間）ごとに取り込んで保存する。そして、最新の区間までの予め設定された区間数でのモータ駆動電流値の移動平均値を演算する。
また、判定部４２′は、移動平均値算出部４１′が算出したモータ駆動電流の移動平均値と、予め設定した閾値とを比較して過負荷異常の有無を判定する。
【００３６】
指示値切替部４３は、判定部４２′が過負荷異常なしと判定した場合は、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力し、異常ありと判定した場合は電圧指示値を例えばゼロ（０）に切り替えて出力する。その他の切り替え例も、図３におけるモータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３について説明したのと同様である。その他の変更例についても同様である。
図４におけるモータ駆動制御ユニット３１及びモータ制御部３２は、図３に示したモータ駆動制御ユニット３１及びモータ制御部３２とはその構成が幾分異なることになるが、同様な機能を果すので便宜上同一の符号を付している。
【００３７】
〔モータ過負荷異常検出部の動作例〕
以下に、図３に示したモータ過負荷異常検出部４０の動作例について、図５以降の各図によって説明する。
図５は、一定のトルク指示値を与えたときのモータの巻線温度上昇の推移を示す線図である。図５における横軸はモータ起動時からの経過時間、縦軸はトルク指示値（電圧指示値）及び巻線の温度を示している。
【００３８】
この例では、太線で示す一定のトルク指示値Ａを図３に示したＰＷＭ変換部３７に与え続けている。このときの巻線の温度上昇は曲線で示すような上昇カーブとなり、最終的にＸ℃で一定になる。
これは、一般的な温度上昇の式１からも明らかである。
〔式１〕
温度上昇＝熱輸送量（熱流量）［Ｗ］・Ｒ・｛１−ｅｘｐ｛−ｔ／（ＲＣ）｝｝
（Ｒ：熱抵抗（℃／Ｗ）  Ｃ：熱容量（Ｊ／℃）  ｔ：時間（Ｓ））
【００３９】
上記の式１で現わされる温度上昇の特性を簡単に説明する。
モータの巻線温度が低いときは周囲温度との温度差が小さいため、周囲に放出される熱流が小さいので巻線温度がどんどん上昇していく。しかし、巻線温度の上昇に伴って周囲温度との温度差が大きくなり、周囲に放出される熱流が大きくなるため、最終的に巻線に与えられる熱量と周囲に放出される熱量とが平衡するところで、巻線温度は一定になる。
【００４０】
図６は、この発明において使用する閾値とトルク平均値等のパラメータを説明するための線図である。横軸はモータ起動時からの経過時間、縦軸はトルク指示値（電圧指示値）の区間ごとの平均値であるトルク平均値（電圧平均値）及び巻線の温度を示している。
図６のＡは、通常使用条件の最大負荷でのトルク平均値である。このトルク平均値Ａが継続した場合に、式１に基づいてモータの巻線温度が最終的に一定となる温度をＺ℃とする。一方、安全規格の規格値や巻線の仕様等により、絶対に超えてはならない温度をＷ℃とする。
【００４１】
ここで、この発明の前提となるトルク平均値の閾値Ａ、Ｂ、温度Ｗ℃、トルク指示値の平均値ΔＵについて説明する。
まず、ΔＴの時間内でＺ℃からＷ℃に到達しない範囲に閾値Ｂを設定する。この状態は通常使用条件の最大負荷でのトルク指示値Ａ（閾値Ａ）を超えた値であり、平均的に閾値Ｂを超えている場合は過負荷状態を示すことになる。
各ΔＴの区間内においては、その区間内のトルク指示値を累積して累積数で割ることにより、トルク指示値の平均値であるトルク平均値ΔＵ（ΔＵ１，ΔＵ２，ΔＵ３，・・・・・・，ΔＵｍ，ΔＵｍ＋１，・・・・・）を取得する。
【００４２】
各区間データにおいて、トルク指示値の瞬時値を取らずΔＴの区間平均値を取る理由は、モータへの電圧指示値に相当するトルク指示値は瞬時的なばらつきが大きく、瞬時値では負荷の状態を正しく判定できない恐れがあるためである。
また、巻線温度がＺ℃の状態から、区間内のトルク指示値の平均値であるトルク平均値ΔＵが閾値Ｂとなる状況が継続した場合に、温度がＷ℃になるまでの時間を予め導出しておく。
熱流量、熱抵抗、熱容量が分かっている場合は、前述の式１からその時間ｔを求められる。それらのパラメータが分かっていない場合は、温度測定によりその時間ｔを求めておく。
【００４３】
図７は、図３に示したモータ過負荷異常検出部４０による動作例を説明するための線図であり、トルク平均値（電圧平均値）ΔＵと巻線温度の推移を示す。
これは、図３に示したモータ制御部３２のモータ過負荷異常検出部４０において、以下の演算及び判定を行う。
まず、モータ過負荷異常検出部４０が図６で説明したトルク平均値（電圧平均値）ΔＵを取得する。そのトルク平均値ΔＵの取得は、移動平均値算出部４１によってなされる。
【００４４】
モータＭの起動時から、図３に示した速度検出手段であるエンコーダ３５によって検出されるモータＭの回転速度に基づいて、指示値演算部３６がモータＭに対するトルク指示値を演算してモータ過負荷異常検出部４０に入力させる。そのトルク指示値を、移動平均値算出部４１が受け取って、時間ΔＴ毎にその区間でのトルク指示値の平均値であるトルク平均値ΔＵを算出し、それを各区間用の格納バッファに順次格納していく。
【００４５】
そして、その格納バッファに格納した平均値ΔＵの移動平均値を算出する。例えば、最新区間のトルク平均値の取得データがΔＵｍのとき、その最新区間までの所定数の区間分の移動平均を求める。ここでは、４区間分の移動平均値を求める場合の例を示し、（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−1＋ΔＵｍ−２＋Ｕｍ−３）／４で移動平均値Ｕｍを算出する。
その算出ごとに、判定部４２が移動平均値Ｕｍ＋αと閾値Ｂを比較して、過負荷による異常の有無を判定する。
【００４６】
その判定部４２が、移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを超えていない（過負荷異常なし）と判定した場合は、指示値切替部４３が指示値演算部３６から入力するトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力する。判定部４２が、移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを超えた（過負荷異常あり）と判定した場合は、電圧指示値を０に切り替て出力する。すなわち、次のΔＴ時間の区間は、間欠区間としてモータＭを停止させる。
【００４７】
そして、停止している期間のΔＴも含めて引き続き、４区間分ずつのトルク平均値の移動平均値（Ｕｍ＋１，Ｕｍ＋２，Ｕｍ＋３，・・・・）を算出し、移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを下回ったら、再び電圧指示値を出力してモータＭを駆動させる。
図７の場合は移動平均値Ｕｍ＋１、Ｕｍ＋４、Ｕｍ＋６が閾値Ｂを超えた状態となっており、次の区間でモータを停止させている。
【００４８】
このようにすることによって、巻線温度は図７に実線の曲線で示す鋸歯波状に推移し、移動平均値が閾値Ｂを超えた状態でも、巻線温度が規格値及び仕様を超えない範囲でモータの駆動を継続させることができる。点線の曲線は、トルク平均値が閾値Ｂを維持した場合の巻線温度の上昇カーブを示している。
詳細な制御処理は、図８及び図９のフローチャートによって説明する。
【００４９】
〔図７の動作を実現するためのフローチャートの説明〕
図８及び図９は、図７に示した動作を実現するための図３におけるモータ過負荷異常検出部４０による処理のフローチャートである。図８はメインルーチン、図９は図８におけるステップＳ２（過負荷判定処理）のサブルーチンである。
このフローチャートに示す処理は、図３に示したモータ制御部３２が備えているマイクロコンピュータを、モータ過負荷異常検出部４０の移動平均値算出部４１、判定部４２及び指示値切替部４３として機能させるためのプログラムによる処理である。以下の説明では、そのマイクロコンピュータを「ＣＰＵ」と略称する。
【００５０】
画像形成装置の電源が投入されると、ＣＰＵは図８のメインルーチンの処理を開始し、まずステップＳ１でモータ起動中か否かを判断する。これは、図３に示したメイン制御部３０からモータ制御部３２にモータ起動（ＳＴＡＲＴ）信号が入力されてモータＭを起動しているか、モータ停止（ＳＴＯＰ）信号が入力されてモータＭを停止するかを判断する。
モータ制御部３２によるモータ起動処理については、従来と同様であるので説明は省略する。そして、ＣＰＵがステップＳ１でモータ起動中と判断すると、ステップＳ２で図９に示す過負荷判定処理を実行する。
【００５１】
この過負荷判定処理では、ＣＰＵはまずステップＳ２０１で、Ｔａ＝Ｔｘ（時間ΔＴが経過した）か否かを判断する。Ｔａは、図７に示した各区間の時間ΔＴを計測するための時間計測カウンタのカウント値であり、Ｔｘは１区間の時間ΔＴに相当するカウント値（Ｔｘ＝ΔＴ）である。
始めは当然Ｔａ＝Ｔｘにはなっていないので、ＣＰＵはＮＯと判断してステップＳ２０２へ進み、指示値演算部３６から入力するトルク指示値の累積値Ｕａ（最初は０）に今回のトルク指示値を加算して、新たな累積値Ｕａとする。その後、ステップＳ２０３で、時間計測カウンタをカウントアップし、カウント値Ｔａを＋１して、ステップＳ２０１へ戻る。ＣＰＵがステップＳ２０１でＴａ＝Ｔｘと判断するまで、このＳ２０２，Ｓ２０３の処理を繰り返して、毎回のトルク指示値を１区間分累積加算していく。
【００５２】
ＣＰＵがステップＳ２０１でＴａ＝Ｔｘと判断すると、１区間の時間ΔＴが経過したので、ステップＳ２０４へ進み、ΔＵ＝Ｕａ／Ｔｘを演算する。この演算は、トルク指示値の累積値Ｕａをこの区間の時間ΔＴに相当するカウント値Ｔｘで除して、この区間のトルク平均値ΔＵを求めることである。
そして、ＣＰＵはステップＳ２０５で、ステップＳ２０４で求めたトルク平均値ΔＵを格納バッファΔＵｍに格納し、ステップＳ２０６で格納バッファカウンタをカウントアップし、そのカウント値ｍをｍ＋１にする。
【００５３】
次に、ＣＰＵはステップＳ２０７で、今回の区間を含む所定区間分の格納バッファに格納したトルク指示値の平均値ΔＵの移動平均値を算出する。その区間数は装置の設計時に予め決めてメモリに設定しておく。
例えば、最新の格納バッファに格納した今回のトルク平均値をΔＵｍとして、それまでの４区間分の移動平均値を求める場合は、ステップＳ２０７に括弧書きで示すように、
（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−１＋ΔＵｍ−２＋ΔＵｍ−３）／４
の演算によってトルク平均値ΔＵの移動平均値Ｕｍを算出する。
【００５４】
なお、モータ起動直後の初期段階における移動平均値は、４区間移動平均の場合次の演算によって求める。
最初の１区間では他の３区間は０として（ΔＵｍ＋０＋０＋０）／４、２区間目では２つ前と３つ前の区間は０として（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−１＋０＋０）／４の演算を行う。３区間目では３つ前の区間は０として（ΔＵｍ＋ΔＵｍ−１＋ΔＵｍ−２＋０）／４の演算を行う。このように、モータ起動前の区間はトルク平均値を「０」として演算する。
ここまでが、図３における移動平均値算出部４１の機能又は手順に相当する処理である。
【００５５】
その後、ＣＰＵはステップＳ２０８で、今回算出した移動平均値Ｕｍが図７に示した閾値Ｂを超えたか否かを判断する。その結果、ＣＰＵが移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えた（過負荷異常あり）と判断すると、ステップＳ２０９で間欠停止中フラグをセットする。また、ＣＰＵが移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えていない（過負荷異常なし）と判断すると、ステップＳ２１０で間欠停止中フラグをクリアする。
このステップＳ２０８〜Ｓ２１０の処理が、図３に示した判定部４２の機能又は手順に相当する処理である。
【００５６】
そして、いずれの場合も次のステップＳ２１１で、時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアして、図８のメインルーチンへリターンする。
なお、トルク平均値ΔＵの移動平均をとる区間数（時間）は、負荷の最悪条件でも移動平均値算出中にモータＭの巻線温度が、図７に示したＺ℃からＷ℃に到達しない範囲で設定する。
この移動平均値を算出するための区間数は、予め設定しておくが、その後変更可能にしてもよい。例えば、画像形成装置の使用後に、設置条件や使用状況等に応じてサービスマンが変更できるようにしてもよい。
【００５７】
ＣＰＵが図８のフローチャートの処理にリターンすると、ステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされているか否かを判断する。その結果、間欠停止中フラグがセットされていたら、ステップＳ４でモータへの電圧指示値を、指示値演算部３６からのトルク指示値に関わらず０にセットする。間欠停止中フラグがセットされていない場合は、ステップＳ５でモータへの電圧指示値として、指示値演算部３６からのトルク指示値に対応する値をセットする。このステップＳ３〜Ｓ５の処理が、図３に示した指示値切替部４３の機能又は手順に相当する処理である。
【００５８】
ＣＰＵがステップＳ１でモータ起動中でない（停止中）と判断した場合は、ステップＳ６で間欠停止中フラグをクリアする。さらに、ステップＳ７で時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアし、ステップＳ８でバッファΔＵｍ等をすべて０にクリアする。
ＣＰＵは、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ８の処理を行った後、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
【００５９】
このようにして、ＣＰＵがセットした電圧指示値をモータ過負荷異常検出部４０の指示値切替部４３からＰＷＭ変換部３７へ出力し、そこでＰＷＭ指示値に変換してモータ駆動回路３３を制御し、モータＭを駆動する。
それによって、図７によって説明した動作を実現でき、温度の規格値及び仕様を超えない範囲で、使用可能条件の限界付近までモータの駆動を継続させることができるようになる。
【００６０】
〔モータ過負荷異常検出部の他の動作例〕
図３に示したモータ過負荷異常検出部による他の動作例を図１０〜図１２によって説明する。
前述の動作例では、所定区間数のトルク平均値の移動平均値Ｕｍ＋αが閾値Ｂを超えたら、次の区間のモータへの電圧指示値を０に設定して間欠停止区間としていた。しかし、このモータ駆動制御装置で駆動制御しているモータの使用状況によっては、すぐに間欠停止できない場合も考えられる。例えば、画像形成装置の搬送ローラを回転させるモータの場合、その搬送ローラが現に転写紙を搬送中であるときには、間欠停止させることはできない。
【００６１】
このような場合には、モータＭを停止してもよいタイミング（例えば、モータＭが図２に示した搬送ローラを回転駆動する場合、その搬送ローラが転写紙を搬送中でなくなった後）までモータＭの駆動を継続させる。その後、モータＭへの電圧指示値を０に設定して、規格値を超えない温度まで間欠的に停止させる。このようにすることによって、巻線温度の規格値及び製品仕様を満足させつつ、モータＭを使用している装置を異常停止させずに、限界付近まで動作を継続させることが可能になり、画像形成装置のダウンタイムを短くすることができる。
なお、モータＭが画像形成装置における転写紙（用紙ともいう）の搬送に係わる部材を駆動する場合、その停止可能なタイミングを、機内から用紙搬出後、もしくは機内で用紙を一時的に停止させることができる退避位置まで搬送させた後などにするとよい。
【００６２】
図１０は、その動作例を説明するための図７と同様な線図である。
図７によって説明した動作例の場合は、時間ΔＴの区間ごとのトルク指示値の平均値であるトルク平均値の４区間分の移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えると、常に次の区間は電圧指示値を０にしてモータＭを間欠停止させた。
それと同様に制御すると、図１０では移動平均値がＵｍ＋１で閾値Ｂを超えるため、次の斜線を施して示す区間は電圧指示値を０にしてモータＭを間欠停止させることになる。
しかし、その区間が「停止禁止タイミング」であるため、図３における指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に応じた電圧指示値にして、モータＭの駆動を継続する。
【００６３】
その後、「停止可能タイミング」となった区間でモータＭへの電圧指示値を０にする。図１０の例では、「停止可能タイミング」になるまでに移動平均値が３回（Ｕｍ＋１、Ｕｍ＋２、Ｕｍ＋３）閾値Ｂを超えていたが、「停止禁止タイミング」であったため電圧指示値を０にできなかった。そのため、その区間数（３区間）に亘ってモータへの電圧指示値を０にする。その後、移動平均値Ｕｍ＋６が閾値Ｂを超えなくなり、電圧指示値を指示値演算部３６から入力されるトルク指示値に応じた通常の値に復帰させ、モータＭを駆動する。
それによって、モータＭの巻線温度は図１０に実線に示す鋸歯波状に推移し、移動平均値が閾値Ｂを超えた状態でも、巻線温度が規格値及び仕様を超えない範囲でモータの駆動を継続させることができる。点線の曲線は、トルク平均値が閾値Ｂを維持した場合の巻線温度の上昇カーブを示している。
【００６４】
〔図１０の動作を実現するためのフローチャートの説明〕
図１１は、図１０に示した動作を実現するための図３におけるモータ過負荷異常検出部４０による処理のメインルーチンのフローチャートであり、図１２は、図１１におけるステップＳ２′（過負荷判定処理）のサブルーチンのフローチャートである。
このフローチャートに示す処理も、図３に示したモータ制御部３２が備えているマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を、モータ過負荷異常検出部４０の移動平均値算出部４１、判定部４２及び指示値切替部４３として機能させるためのプログラムによる処理である。
図１１及び図１２において、図８及び図９と同じ判断又は処理を行うステップには同じステップ符号を付し、それらの説明は簡単にするか省略する。
【００６５】
ＣＰＵが図１１に示すフローチャートの処理を開始し、ステップＳ１でモータ起動中と判断すると、ステップＳ２′で図１２のサブルーチンに示す過負荷判定処理を行う。
そのステップＳ２０１〜Ｓ２０８の判断及び処理は、図９のサブルーチンの場合と同じである。図９では、ＣＰＵがステップＳ２０８の判断で今回の移動平均値Ｕｍが閾値Ｂを超えたと判断したら、次のステップＳ２０９で間欠停止中フラグをセットしていた。
【００６６】
しかし、図１２の場合は、ＣＰＵはまずステップＳ２２１で、間欠停止をキャンセルする区間の数Ｎｃをカウントする間欠停止キャンセル数カウンタをカウントアップし、Ｎｃを＋１する。最初はＮｃは０であるからＮｃ＝１にする。
その後、ＣＰＵはステップＳ２２２で、モータ停止可能タイミングか否かを判断し、停止可能タイミングであれば、ステップＳ２０９へ進んで間欠停止中フラグをセットする。
そして、次のステップＳ２１１で、時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアして、図１１のメインルーチンへリターンする。
【００６７】
ＣＰＵがステップＳ２２２でモータ停止可能タイミングではない（モータ停止禁止タイミングである）と判断した場合は、ステップＳ２２３へ進む。そこでは間欠停止キャンセル数カウンタのカウント数Ｎｃが、予め設定した最大値Ｎmaxを超えた（Ｎｃ＞Ｎmax）かどうかを判断する。その結果、Ｎｃ＞Ｎmax であると判断した場合は、ステップＳ２２４でモータ強制停止フラグをセットして、図１１のメインルーチンへリターンする。
ＣＰＵがステップＳ２２３で、Ｎｃ＞Ｎmax ではない（Ｎｃ≦Ｎmax ）と判断すると、ステップＳ２１１で、時間計測カウンタのカウント値Ｔａ及びトルク指示値の累積値Ｕａを０にクリアして、図１１のメインルーチンへリターンする。
【００６８】
ＣＰＵはメインルーチンへリターンすると、ステップＳ９でモータ強制停止フラグがセットされているか否かを判断する。その結果、モータ強制停止フラグがセットされていれば、ステップＳ１０でモータを強制停止させ、モータ強制停止を図３におけるメイン制御部３０へ通知（異常通知）して、このフローチャートの処理を終了する。
モータ強制停止がメイン制御部３０に通知されると、メイン制御部３０は、操作パネルに「モータ強制停止」の文字やマークを表示したり、警報音を発生したりして、ユーザにそれを知らせることができる。
【００６９】
このようにするのは、システム的にモータ停止禁止タイミングであっても、モータを止めないままでいると、温度規格もしくは巻線の部品仕様を越える状況が発生する恐れがあるので、それを防止するためである。図１２のステップＳ２２３で使用する間欠停止キャンセル数カウンタのカウント数Ｎｃ（間欠停止をキャンセルする区間の数）の最大値Ｎmax は、巻線温度が図１０に示したＷ℃を超えない範囲のカウント値を、予め温度試験を行って求めておく。
【００７０】
ＣＰＵがステップＳ９でモータ強制停止フラグがセットされていないと判断した場合は、次にステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされているか否かを判断する。そして、セットされていれば、ステップＳ４で電圧指示値を０にセットし、ステップＳ１１で間欠停止キャンセル数カウンタをカウントダウンし、そのカウント数ＮｃをＮｃ−１にする。
その後、ＣＰＵはステップＳ１２でＮｃ＝０か否かを判断し、Ｎｃ＝０であればステップＳ１３で間欠停止中フラグをクリアした後、ステップＳ１２でＮｃ＝０でなければそのまま、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
【００７１】
ＣＰＵがステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされていないと判断した場合は、ステップＳ５でモータへの電圧指示値として、指示値演算部３６からのトルク指示値に対応する値をセットする。そして、ステップＳ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
ＣＰＵがステップＳ１でモータ起動中ではないと判断すると、ステップＳ１４で間欠停止キャンセル数カウンタをクリア（Ｎｃ＝０）し、その後、図８の場合と同様にステップＳ６〜Ｓ８の各クリア処理を行った後、ステップＳ１へ戻る。
こうすることによって、図１２のステップＳ２２１で間欠停止キャンセル数カウンタのカウント数Ｎｃがカウントアップされた区間数だけの時間、モータ停止可能タイミング範囲でモータの電圧指示値を０にセットし、モータを間欠停止させることができる。
【００７２】
この動作例においても、間欠停止中フラグがセットされているときに、電圧指示値を０にセットせずに、図３の指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値の例えば１／２にするなど所定の比率で低下させた値をセットしてもよい。あるいは、入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値より低い一定の小さい値をセットして、出力する電圧指示値を切り替えるようにしてもよい。その場合のフラグは、「間欠停止中フラグ」と云うよりは「指示値低下中フラグ」とでも称した方がよい。
【００７３】
〔過負荷状態通知機能を追加したフローチャートの説明〕
次に、上述した各動作例に、過負荷状態をメイン制御部３０へ通知するための処理を追加した動作例を、図１３及び図１４によって説明する。
図１３は、図８に示したモータ過負荷異常検出動作に過負荷状態を通知するための処理を追加したメインルーチンのフローチャートであり、図８のステップＳ４の後に、網掛けを施して示したステップＳ１５とＳ１６を追加しただけである。
【００７４】
この動作例では、ステップＳ３で間欠停止中フラグがセットされていて、ＣＰＵがステップＳ４で電圧指示値を０にセットしたとき、次のステップＳ１５で、モータ起動後初めての間欠動作か否かを判断する。その結果、モータ起動後初めての間欠動作であると判断すると、ステップＳ１６で過負荷状態であることを、図３のメイン制御部３０へ通知（異常通知）してステップＳ１へ戻る。
それによって、メイン制御部３０は、操作パネルに「過負荷状態」又は「モータ間欠動作中」等の文字やマークを表示したり、警告音を発生するなどして、ユーザにそれを知らせることができる。
ＣＰＵがステップＳ１５で、モータ起動後初めての間欠動作ではないと判断した場合は、そのままステップＳ１へ戻る。
【００７５】
図１４は、図１１に示したモータ過負荷異常検出動作に過負荷状態を通知するための処理を追加したメインルーチンのフローチャートであり、図１１のステップＳ４とステップＳ１１の間に、網掛けを施して示したステップＳ１５とＳ１６を追加しただけである。そのステップＳ１５の判断とステップＳ１６の処理は、上述した図１３のステップＳ１５，Ｓ１６と同じである。
【００７６】
過負荷状態を検出した場合は、モータを搭載しているシステム（この実施形態では画像形成装置）のメンテナンスが必要な状況と考えられる。そのため、過負荷状態を検知してモータが間欠動作を開始した場合に、それをユーザに通知することによって、モータがまだ動作可能な間欠動作を行っている間に、ユーザあるいはサービス担当者が修理の準備を行うことが可能になる。それによって、ダウンタイムの一層の低減を図ることができる。
【００７７】
〔図４のモータ過負荷異常検出部の動作〕
図４に示した他の実施形態のモータ駆動制御装置におけるモータ過負荷異常検出部４０′による動作も、上述した図３に示した実施形態のモータ駆動制御装置におけるモータ過負荷異常検出部４０の動作と殆ど同じである。
上述した実施形態の動作と異なる点は、図４の説明で述べたように、モータＭの駆動電流を検出するモータ駆動電流検出手段３８を備えており、そのモータ駆動電流の検出値をモータ過負荷異常検出部４０′に入力している点である。
【００７８】
そして、モータ過負荷異常検出部４０′の移動平均値算出部４１′は、モータ駆動電流検出手段３８によって検出されるモータ駆動電流値をＡ／Ｄ変換して短い周期で連続的に取り込み、その１区間（所定時間）ごとの平均値を算出して保存する。そして、最新の区間までの予め設定した区間数でのモータ駆動電流値の移動平均値を算出する。
判定部４２′は、移動平均値算出部４１′が算出したモータ駆動電流の移動平均値と、予め設定した閾値とを比較して過負荷異常の有無を判定する。
【００７９】
指示値切替部４３は、判定部４２′が過負荷異常なしと判定した場合は、指示値演算部３６から入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値をそのまま出力する。判定部４２′が過負荷異常ありと判定した場合は、指示値切替部４３は、電圧指示値を例えばゼロ（０）又は入力されたトルク指示値に対応する電圧指示値よりかなり低い値に切り替えて出力する。
【００８０】
したがって、この実施形態の動作を説明する場合は、図５における「トルク指示値（電圧指示値）」を「モータ駆動電流値」とし、図６、図７及び図１０における「トルク平均値（電圧平均値）」を「モータ駆動電流平均値」とする。したがって、図７及び図１０におけるΔＵは各区間ごとの「モータ駆動電流平均値」、Ｕｍは最新の区間を含むそれまでの所定数の区間（実施形態では４区間）のモータ駆動電流平均値の移動平均値である。
【００８１】
図４におけるモータ制御部３２のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を、モータ過負荷異常検出部４０′の各部として機能させるためのプログラムのフローチャートも、図８と図９、あるいは図１１と図１２の各フローチャートと同様である。また、図８に代えて図１３、図１１に代えて図１４の各フローチャートにしてもよい。
但し、これらの図において、ΔＵとＵｍについては上述のとおりとする。図９及び図１２のステップＳ２０２におけるＵａは、時間ΔＴの区間内のモータ駆動電流値の累積加算値であり、「今回のトルク指示値」は「今回のモータ駆動電流値」とする。また、ステップＳ２０８でモータ駆動電流の今回の移動平均値と比較する閾値Ｂは、モータ駆動電流の平均値及び移動平均値の閾値であり、図６、図７等に示したΔＴの時間内でＺ℃からＷ℃に到達しない範囲に設定する。
【００８２】
〔モータ過負荷異常検出方法〕
この発明によるモータ過負荷異常検出方法は、モータの回転速度に応じて演算されるモータ駆動指示値あるいは実際のモータ駆動電流値に基づいてモータの過負荷異常を検出し、その検出結果に応じたモータ駆動指示値を出力する方法である。
その実施形態は、上述したモータ過負荷異常検出部４０又は４０′の各部が実行する移動平均値算出手順、判定手順、および指示値切替手順を有している。その各手順は、モータ制御部３１のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）が、前述した各フローチャートで説明したように実行する。
モータ駆動電流値に基づいてモータの過負荷異常を検出する場合は、上述した図４に示したモータ駆動制御装置におけるモータ過負荷異常検出部４０′の各部による動作手順を有し、各フローチャートについて上述のように一部変更する。
【００８３】
〔補足説明〕
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１：画像形成部    ２：給紙部    ３：画像読取部（スキャナ部）    
４：自動原稿給送装置（ＡＤＦ）    ５：排紙トレイ    ６：手差しトレイ
１０：作像部    １１：感光体ドラム    １２：帯電ローラ    １３：現像器    
１４：画像書き込みユニット    １５：中間転写ベルト    １６：位置決めローラ対  
１７：二次転写ローラ    １８：搬送ベルト    １９：定着装置
２０：給紙カセット    ２１：給紙・搬送機構    ２２：モータ    ２３：小歯車    
２４：平歯車    ２５：搬送ローラ    ２６：従動ローラ    
３０：メイン制御部    ３１：モータ駆動制御ユニット    ３２：モータ制御部
３３：モータ駆動回路    ３５：エンコーダ（速度検知手段）    ３６：指示値演算部
３７：ＰＷＭ変換部    ３８：モータ駆動電流検出手段
４０，４０′：モータ過負荷異常検出部    ４１，４１′：移動平均値算出部
４２，４２′：判定部    ４３：指示値切替部
Ｍ：モータ    Ｐ：転写紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２０１５−３３２９８号公報
【図１】
0006641785.tif 000002
【図２】
0006641785.tif 000003
【図３】
0006641785.tif 000004
【図４】
0006641785.tif 000005
【図５】
0006641785.tif 000006
【図６】
0006641785.tif 000007
【図７】
0006641785.tif 000008
【図８】
0006641785.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006641785.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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