(57)【要約】【課題】  直流モータの立上がり時の回転オーバーシュートを防止して素早く安定回転させる直流モータ制御装置を提供する。【解決手段】  ＣＰＵ１は駆動回路２を介して直流モータ３を回転させ、回転数検出回路５で検出された回転数が規定回転数よりも予め定める回転数だけ低い値に達したことに応じて、直流モータ３に供給している電流を遮断し、惰性回転によって規定回転数で回転させた後、規定回転数で回転を維持できるように駆動電流を直流モータ３に供給して、直流モータ３の立上がり時の回転オーバーシュートを小さくして素早く安定回転させる。【選択図】      図１
2007037236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流モータの回転数を制御する直流モータ制御装置であって、
前記直流モータに電流を供給する電流供給手段と、
前記直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記直流モータを回転させ、前記回転数検出手段によって検出された回転数が規定回転数よりも低い所定値に達したことに応じて、前記電流供給手段から前記直流モータに供給している電流を遮断させる制御手段とを備える、直流モータ制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電流供給手段から前記直流モータへの電流供給を遮断した後、所定時間経過後に前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記規定回転数に達していることに応じて、前記規定回転数で回転を維持するように前記電流供給手段から電流を供給する、請求項１に記載の直流モータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電流供給手段から前記直流モータへの電流供給を遮断した後、所定時間経過後に前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記規定回転数に達していないことに応じて、前記規定回転数に達するように前記電流供給手段から電流を供給する、請求項１に記載の直流モータ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電流供給手段から前記直流モータに供給している電流を遮断した後、所定の時間が経過しても前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記規定回転数に達していないことに応じて、前記直流モータを停止させる、請求項１に記載の直流モータ制御装置。
【請求項５】
さらに、表示手段を含み、
前記制御手段は、前記所定の時間が経過しても前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記規定回転数に達していないことに応じて前記表示手段に警報を表示する、請求項４に記載の直流モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は直流モータ制御装置に関し、例えば画像形成装置に含まれる現像器に用いられる直流モータの回転数を制御する直流モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合機などの画像形成装置は、感光ドラムの回転駆動を直流モータによって行っている。このような直流モータは、モータトルクが大きくなるほど消費電流が増加するという特性がある。このため、直流モータに所定値以上の電流が流れないように、電流制限値が設定される。一般に、大トルクを必要とする場合、流せる電流設定を大きくしたモータ仕様で必要なトルクを得ることができる。
【０００３】
しかし、モータに大きな電流が流れると、回転の立ち上がり時に所望の回転数到達付近で発生トルクの慣性力により、図６に示すような回転数制御にオーバーシュートが発生する。このようなオーバーシュートが発生すると、安定な回転数域に達するまでの安定時間が例えば１００〜３００ｍｓｅｃ程度まで長くなってしまうという問題がある。このような現象は、例えば、画像形成にトナーを用いたプリンタなどの現像器におけるシーケンス制御において、現像器のスリーブ回転印字というような状況で画像先端部分の画像むらなどの不具合を発生させる要因になっていた。
【０００４】
そこで、特開２００１-２３５９７５号公報（特許文献１）には、画像形成装置において、直流モータにかかる負荷トルクの大きさをトナー残量から推定し、推定した負荷トルクの大きさに応じて、直流モータを制御する制御ループの各パラメータを変化させることについて記載されている。
【特許文献１】特開２００１-２３５９７５号公報（段落番号００４０〜００４８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている画像形成装置では、回転中の直流モータの負荷が変化した場合に、制御上のパラメータを変化させることにより安定した回転数を得ようとするものであるが、直流モータの立上がり時の過渡特性については考慮されていない。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、直流モータの立上がり時の回転オーバーシュートを小さくして素早く安定回転させる直流モータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、直流モータの回転数を制御する直流モータ制御装置であって、直流モータに電流を供給する電流供給手段と、直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、直流モータを回転させ、回転数検出手段によって検出された回転数が規定回転数よりも予め定める回転数だけ低い値に達したことに応じて、電流供給手段から直流モータに供給している電流を遮断させる制御手段とを備える。
【０００８】
より好ましくは、制御手段は、電流供給手段から直流モータへの電流供給を遮断した後、所定時間経過後に回転数検出手段によって検出された回転数が規定回転数に達していることに応じて、規定回転数で回転を維持するように電流供給手段から電流を供給する。
【０００９】
より具体的には、制御手段は、電流供給手段から直流モータへの電流供給を遮断した後、所定時間経過後に回転数検出手段によって検出された回転数が規定回転数に達していないことに応じて、規定回転数に達するように電流供給手段から電流を供給する。
【００１０】
また、制御手段は、電流供給手段から直流モータに供給している電流を遮断した後、所定の時間が経過しても回転数検出手段によって検出された回転数が規定回転数に達していないことに応じて、直流モータを停止させる。
【００１１】
さらに、表示手段を含み、制御手段は、所定の時間が経過しても回転数検出手段によって検出された回転数が規定回転数に達していないことに応じて表示手段に警報を表示する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、直流モータを回転させ、検出された回転数が規定回転数よりも予め定める回転数だけ低い値に達したことに応じて、直流モータに供給している電流を遮断するようにしたので、直流モータが惰性回転することで、直流モータの立上がり時の回転オーバーシュートを小さくして素早く安定回転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の一実施形態における直流モータ制御装置の概略ブロック図である。図１において、制御手段としてのＣＰＵ１はカウンタ機能を有しており、駆動回路２を介して直流モータ３を駆動制御する。駆動回路２で駆動される直流モータ３に流れる電流は、電流供給手段としての電流制限回路４によって制限される。この制限される電流値は、ＣＰＵ１によって電流制限回路４に設定される。
【００１４】
直流モータ３の回転数は、回転数検出回路５によって検出され、その検出信号はＣＰＵ１に与えられる。回転数は、直流モータ３の逆起電力，電流，発電信号，ホール素子出力などで検出することができる。ＣＰＵ１は回転数検出回路５から出力される直流モータ３の回転数と予め設定されている規定回転数との差をカウントする。ＣＰＵ１には表示器６が接続されており、直流モータ３が所定時間経過後に規定回転数に達しなかったときに、表示器６にエラー表示あるいは警報表示される。
【００１５】
図２はこの発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートであり、図３はこの発明の一実施形態における規定回転数に達していないときに規定回転数に達するための回転数と電流制限値との関係を示し、図４は直流モータの回転数と電流制限値との関係を示し、図５は規定回転数に達していないときのエラー処理を行うための回転数と電流制限値との関係を示す。
【００１６】
図２に示すステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、ＣＰＵ１は電流制限回路４に電流制限値を例えば０に設定する。ステップＳＰ２において、ＣＰＵ１は駆動回路２により直流モータ３を起動するのに十分な電流値Ｉｔを流し、直流モータ３のリモート信号をオンさせる。これにより直流モータ３は、図３に示すように、発生トルクに応じた電流を消費しながら設定回転数に達するまで回転数が上昇して行く。回転数検出回路５は、直流モータ３の回転数を検出してその検出信号をＣＰＵ１に与える。
【００１７】
ＣＰＵ１は回転数の検出信号に基づいて、直流モータ３の回転数が、例えば毎分１０００ｒｐｍの目標とする規定回転数よりもｎ回転数だけ少ない値になっているか否かを判別する。回転数がその値になっていれば、ステップＳＰ４において、駆動電流を直流モータ３の立上がり時のオーバーシュートが生じないように、安定時間ｔ１だけ遮断し、その期間だけステップＳＰ１で設定された電流制限値に設定する。その結果、直流モータ３の駆動電流が遮断される。なお、ｎ回転数は予め設定されているが、規定回転数に対する％の回転数で設定しておいてもよい。
【００１８】
直流モータ３は駆動電流が遮断されても加速時のモータトルクによる慣性力により惰性で回転するので、立上がり時に生じる回転オーバーシュートを小さくでき、安定して目標とする規定回転数に達する。ＣＰＵ１はステップＳＰ５において、回転数検出回路５からの検出信号に基づいて、直流モータ３の回転数が規定回転数に達したか否かを判別する。
【００１９】
規定回転数に達していれば、ステップＳＰ６において、直流モータ３を規定回転数で回転を継続させるためにステップＳＰ１で設定された電流制限値を解除し、電流制限値を元の電流値Ｉｔに戻す。これにより、直流モータ３は目標とする規定回転数で回転を継続する。直流モータ３の回転を停止するときはステップＳＰ７において、駆動回路２から直流モータ３に与えているリモート信号をオフにする。
【００２０】
前述のステップＳＰ３において、図４に示すように、直流モータ３の回転数が規定回転数よりもｎ回転数だけ少ない回転数以下であれば、ステップＳＰ８において停止するか否かを判別する。ＣＰＵ１は直ちに停止することを判断せず、ステップＳＰ３に戻り、再度、直流モータ３の回転数が規定回転数よりもｎ回転数だけ少ない回転数以下であるかを判別し、ステップＳＰ８とＳＰ３の処理を数回繰返し、依然として直流モータ３の回転数が規定回転数よりもｎ回転数以下であれば、直流モータ３が異常であるとして動作を停止し、表示器６にサービスセンタをコールするように表示する。
【００２１】
また、ステップＳＰ５において、駆動電流遮断後に規定回転数に達していないことを判別したときには、ステップＳＰ１０においてエラー処理するか否かを判別する。ＣＰＵ１は直ちにエラー処理せずに、再度ステップＳＰ５で規定回転数に達しているか否かを判別し、この処理を数回繰返す。この処理を繰り返しても規定回転数に達していなければ、ステップＳＰ１０において、エラー処理することを決定し、ステップＳＰ１１において停止するか否かを判別する。停止することを判別したときにはステップＳＰ１２において直流モータ３を強制停止させ、表示器６にサービスセンタをコールするように表示する。
【００２２】
このとき、強制停止させることなく、ステップＳＰ６において、駆動電流を電流制限値から通常の電流値に設定して再駆動するようにしてもよい。この場合は、規定回転数への到達時には図５に示すように回転数にオーバーシュートを生じるが、最低直流モータ制御装置を停止させずに動作させることができる。
【００２３】
上述のごとく、この実施形態によれば、直流モータ３が規定回転数に達する直前に駆動電流を制限することで、回転数の立ち上がりにオーバーシュートが生じるのを避けて、惰性により規定回転数になるように制御し、規定回転数に達するとその回転数で回転するように駆動電流を流すことで、素早く安定回転させることができる。
【００２４】
この実施形態の直流モータ制御装置は、画像形成装置の現像器に用いられる直流モータに限ることなく、回転数の立上がり時にオーバーシュートを生じさせることなく、速やかに所定の規定回転数で回転させる直流モータを駆動させるものに適用できる。
【００２５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態におけるモータ制御装置の概略ブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明の一実施形態における直流モータの回転数と電流制限値との関係を示す図である。
【図４】規定回転数に達していないときに規定回転数に達するための回転数と電流制限値との関係を示す図である。
【図５】規定回転数に達していないときのエラー処理を行うための回転数と電流制限値との関係を示す図である。
【図６】回転の立上がり時にオーバーシュートを生じている状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ＣＰＵ、２  駆動回路、３  直流モータ、４  電流制限回路、５  回転数検出回路、６  表示器。
【図１】
2007037236.tif 000003
【図２】
2007037236.tif 000004
【図３】
2007037236.tif 000005
【図４】
2007037236.tif 000006
【図５】
2007037236.tif 000007
【図６】
2007037236.tif 000008