CN110196538B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像形成装置，其不使用转矩传感器且以比以往高的精度来判定由电机驱动的旋转体的状态。图像形成装置(1)具有：旋转体，用于形成图像；电机(3)，对旋转体进行旋转驱动；电流测量部(211)，在测量定时对在包括电机的绕组的通电路径(63)中流动的电机电流(Im)进行测量，测量定时是电机(3)被启动后的定时；转矩获取部(212B)，基于电机电流(Im)的测量值(DIm)来获取电机的转矩值(DT)；以及修正部(212)，在通过转矩获取部获取转矩值时进行修正，以抵消基于与测量定时处的电机的温度状态对应的特性变化的电流变化量。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置。

背景技术

打印机、复印机、复合机等图像形成装置具备输送片材的辊之外的各种旋转体、以及驱动这些旋转体的电机。已知在这种图像形成装置中，测量电机产生的转矩来判定旋转体的状态。

在专利文献1中公开了：在电子照片方式的图像形成装置中，改变感光体的温度来多次形成图像，此时通过转矩传感器测量驱动感光体的电机的转矩，并基于转矩的变化来判定感光体的劣化状态。

另外，在专利文献2中公开了：在具备自动原稿输送装置的复合机中，基于供给至驱动原稿输送辊的电机的电机电流来检测该电机的转矩，并基于检测出的转矩来判定是否是正在输出活页原稿的状态。

另一方面，作为用于抑制伴随着旋转驱动而产生的电机的升温的现有技术，有专利文献3、4所记载的技术。在专利文献3中公开了在连续打印时为了防止电机的过热，基于走纸张数来预测电机的温度，并根据预测出的温度来使片材的输送速度变化。在专利文献2中公开了对电机设置温度传感器，在由温度传感器检测出的温度为阈值以上的情况下使电机的旋转速度降低。

专利文献1：日本特开2014－2233号公报

专利文献2：日本特开2011－102853号公报

专利文献3：日本特开2007－62250号公报

专利文献4：日本特开平9－138531号公报

在如以上所述的专利文献1的技术那样对转矩的测量使用转矩传感器的情况下，必须确保配置转矩传感器的空间，所以产生图像形成装置的小型化较困难，并且导致部件成本的上升这样的问题。

这样的问题能够通过如专利文献2的技术那样测量电机电流作为转矩来解决。

然而，由于电机的转矩依赖于温度，所以存在根据测量时的温度，转矩的测量产生误差，因而有可能误判定旋转体的状态的问题。专利文献3、4的技术是为了防止电机的过度的升温，而并不是将温度保持为恒定，所以不能够解决该问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供能够不使用转矩传感器且比以往更准确地判定由电机驱动的旋转体的状态的图像形成装置。

本发明的实施方式所涉及的图像形成装置是在片材上形成图像的图像形成装置，其具有：旋转体，用于形成上述图像；电机，对上述旋转体进行旋转驱动；电流测量部，在测量定时对在包括上述电机的绕组的通电路径中流动的电机电流进行测量，上述测量定时是上述电机被启动后的定时；转矩获取部，基于上述电机电流的测量值来获取上述电机的转矩值；以及修正部，在通过上述转矩获取部获取上述转矩值时进行修正，以抵消基于与上述测量定时处的上述电机的温度状态对应的特性变化的电流变化量。

另外，具有判定部，该判定部基于获取到的上述转矩值来判定上述旋转体的状态。

根据本发明，能够不使用转矩传感器且以比以往高的精度来判定由电机驱动的旋转体的状态。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像形成装置的示意性结构的图。

图2是表示多个电机的各自的驱动对象的图。

图3是表示电机的安装的例子以及控制电路的主要部分的功能构成的图。

图4是表示绕组的电阻值的温度依赖性以及启动后的绕组的温度变化的趋势的图。

图5是表示修正信息的一个例子的图。

图6是表示基于启动时的驱动电流来确定测量定时处的绕组的温度的顺序的图。

图7是表示电机控制装置的功能构成的图。

图8是表示修正信息的其它例子的图。

图9是表示旋转体的状态的判定的例子的图。

图10是表示图像形成装置中的旋转体的状态的判定相关的处理的流程的图。

图11是表示测量定时设定处理的流程的一个例子的图。

图12是表示转矩检测处理的流程的图。

图13是表示状态判定处理的流程的图。

图14是表示修正信息的其它例子的图。

附图标记说明：1…图像形成装置；2…片材；3、3a、3b、3c…电机；5…感光体(旋转体、部件)；15…中间转印带(旋转体、部件)；18A、18B…排纸辊(旋转体、辊)；21…电机控制装置(电机控制部)；31…电气电路(电机控制部)；63…通电路径；70a…修正信息(信息)；y2…测量定时；211…电流测量部；212…测量值修正部(修正部)；212A…电流修正部(修正部)；212B…转矩换算部(转矩获取部)；213…状态判定部(判定部)；ADIm…修正后的测量值；DIm…测量值；Im…驱动电流(电机电流)；Vq＊…电压指令值(电机电流)；Iq＊…电流指令值(电机电流)；Iq…估计电流值(电机电流)；Y…经过时间；Δ…电流变化量(电流变化量)；ωm…估计速度(旋转速度的估计值)；ω＊…目标速度；ω…旋转速度；θm…估计角度；θ＊…位置指令(目标位置)；θ…旋转角度位置；Δθ…偏差量。

具体实施方式

在图1中示出本发明的一个实施方式所涉及的图像形成装置1的示意性结构，图2分别示出多个电机3a、3b、3c的各自的驱动对象。

在图1中，图像形成装置1是具备电子照片式的打印机引擎1A的彩色打印机。图像形成装置1根据经由网络从外部的主机装置输入的任务来形成彩色或者单色的图像。图像形成装置1具有控制其动作的控制电路20。控制电路20具备执行控制程序的处理器及其外围设备(ROM、RAM等)。

打印机引擎1A具有沿水平方向排列的四个成像站4y、4m、4c、4k。成像站4y～4k分别具有筒状的感光体5、带电辊6、打印头7、显影器8以及刀片式的清洁器9等。

在彩色打印模式中，四个成像站4y～4k并行形成Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)以及K(黑色)这四种颜色的调色剂像。四种颜色的调色剂像被依次一次转印至旋转中的中间转印带15。最初转印Y的调色剂像，再以与该Y的调色剂像重叠的方式依次转印M的调色剂像、C的调色剂像以及K的调色剂像。

一次转印后的调色剂像在与二次转印辊14对置时，被二次转印至从下方的收纳盒1B取出并输送来的片材(记录用纸)2。然后，在二次转印后，通过定影器16的内部并被送出到上部的排纸托盘19。在通过定影器16时，通过加热以及加压来将调色剂像定影于片材2。

参照图2，在图像形成装置1的内部中的片材2的通路亦即输送路10中，从上游侧起依次配置有拾取辊11、供纸辊12、对位辊13、二次转印辊14、定影辊17以及排纸辊18A、18B。通过这些辊的旋转来输出片材2。

图像形成装置1具备作为旋转驱动源的多个电机3a、3b、3c。电机3a主要用作驱动成像站4k的感光体5的感光体电机。电机3b是拾取辊11、供纸辊12、对位辊13、二次转印辊14以及中间转印带15共用的驱动源。电机3c是定影辊17以及排纸辊18A、18B共用的驱动源。

经由离合器51向拾取辊11以及供纸辊12传递电机3b的旋转驱动力，经由离合器52向对位辊13传递电机3b的旋转驱动力。通过离合器51、52的接合/分离，与二次转印辊14的驱动控制独立地进行这些辊的旋转/停止的控制。

以下，有时不区分这些电机3a～3c而记载为“电机3”。

此外，图像形成装置1除了电机3a～3c之外也具有多个电机。例如，有驱动成像站4y～4k的显影器8内的辊的显影电机、以及驱动从调色机瓶向显影器8补给调色剂的机构的调色剂补给电机等。

电机3是DC无刷电机，即是使用了永磁铁的转子旋转的永磁铁同步电机(PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor)。电机3的定子具有以电角120°间隔配置的U相、V相、W相的芯体、以及例如被Y接线的三个绕组(线圈)。通过使U相、V相以及W相的3相交流电流在绕组中流动来依次激励芯体来产生旋转磁场。转子与该旋转磁场同步地旋转。

转子的磁极数可以是2、4、6、8、10或者其以上。转子可以是外型，也可以是内型。另外，定子的槽数可以是3、6、9或者其以上。

在任何情况下，都对电机3进行使用以d－q坐标系为基本的控制模型来决定旋转磁场的磁通的方向以及大小的矢量控制。在电机3的矢量控制中，将在电机3的绕组中流动的3相交流电流转换为在与转子同步地旋转的2相绕组中流动的直流电流来简化控制。

另外，图像形成装置1具有测量(检测)电机3产生的转矩来判定作为电机3的驱动对象的各种旋转体的状态的功能。旋转体的状态包括磨损、变质、污垢等随时间变化的状态、片材的粘附或者卷附、清扫用的刀片的卷曲等与其它部件的抵接状态。

以下，以该功能为中心对图像形成装置1的结构以及动作进行说明。

图3示出电机3的安装的例子以及控制电路20的主要部分的功能构成。

作为电机3，能够使用与用于驱动电机的电气电路31一体化的出售的电机单元30。在电机单元30中，经由具有电气电路31的基板30A上所固定的连接器32来进行向电机3供给驱动电力以及向电机3输入控制信号。电气电路31由驱动电机3的逆变器以及矢量控制用的集成电路部件等构成。

从输出驱动用的电压(例如24伏特)的电力的电源电路60对电机单元30供给驱动电流Im。驱动电流Im是在包括电气电路31内的逆变器以及电机3内的绕组群3C的通电路径63中流动的电机电流的例子。

另外，从控制电路20对电机单元30输入表示启动、停止以及目标速度等指令的控制信号S3。电气电路31根据控制信号S3的指令来控制基于逆变器的电机3的驱动。

控制电路20具有电机控制指令部210、电流测量部211、测量值修正部212以及状态判定部213。这些功能通过控制电路20的硬件构成、或者由CPU执行控制程序、或者它们的组合来实现。

电机控制指令部210对多个电机单元30分别给予控制信号S3。由电机3a～3c驱动的旋转体需要在图像形成中以恒定的速度旋转。详细而言，感光体5需要至少从静电潜像的形成开始到调色剂像的一次转印结束为止恒速旋转，中间转印带15需要至少从最初的一次转印开始到二次转印结束为止恒速旋转。另外，定影辊17需要至少在片材2通过定影器16的期间恒速旋转。

因此，电机控制指令部210适时地指令电机3的启动，以便旋转稳定直至应恒速旋转的定时为止。应用于电机3的运转模式基本上是所谓的进行梯形驱动的加减速模式。换句话说，从停止状态起开始驱动并加速到目标速度，将目标速度维持规定的时间，之后减速而停止。

但是，根据处理速度来切换目标速度。处理速度是规定感光体的旋转速度以及片材2的输送速度等的图像形成条件。例如，在使用厚纸作为片材2的情况下，使处理速度比使用普通纸的情况低速。即，降低电机3的旋转速度。由此，片材2通过定影器16的时间变长，所以能够充分加热片材2而使调色剂像的定影性变得良好。

电流测量部211在规定的测量定时测量从电源电路60流向电机单元30的驱动电流Im，规定的测量定时是启动电机3后的定时。在驱动电流Im流动的通电路径63中的电源电路60与电机单元30之间设置有检测驱动电流Im的电流检测器250，电流检测器250的检测信号SIm被输入至电流测量部211。电流测量部211对检测信号SIm进行量子化，并作为电机电流的测量值DIm而输出。

测量值修正部212对测量值DIm进行修正，以抵消基于与测量定时处的电机3的温度状态对应的特性变化的电流变化量。此外，电机3因被驱动而升温，但此时的升温状态是本发明中的“温度状态”的例子。对于测量值修正部212中的修正，后面详细地进行说明。

在测量值修正部212中设置有电流修正部212A以及转矩换算部212B。电流修正部212A基于修正信息70来对来自电流测量部211的测量值DIm进行修正。转矩换算部212B将由电流修正部212A修正后的测量值DAIm换算为转矩值DT并获取。换句话说，转矩换算部212B将电机电流换算为转矩。

此外，在本实施方式的测量值修正部212中，将修正后的测量值DAIm变换为转矩值DT，但也可以与此相反，如下那样构成测量值修正部，即，在将来自电流测量部211的测量值DIm变换为转矩值后，对转矩值进行与升温状态对应的修正。

状态判定部213基于来自测量值修正部212的转矩值DT来判定由电机3驱动的旋转体的状态。基于转矩值DT来判定相当于基于测量值DAIm来判定。

图4示出绕组的电阻值R的温度依赖性以及启动后的绕组的温度变化的趋势。

如图4的(A)所示，电机3的绕组的电阻值R随着绕组的温度TC的上升而增大。电阻值R由下式表示。

R＝Rs[1+α1(TC－Ts)]

Rs：基准温度下的电阻值

Ts：基准温度

TC：绕组温度

α1：温度系数

另外，如图4的(B)所示，从电机3整体为基准温度Ts(例如20℃)的状态起进行旋转的情况下，绕组的温度TC随着自电机3的启动起的经过时间变长而增大，不久升温饱和。换句话说，在从启动到绕组的升温饱和为止的期间，绕组的电阻值R逐渐增大。

若电阻值R增大，则在绕组中流动的电流减少，所以电机3的转矩减少，旋转速度降低。因此，矢量控制提高向绕组施加的电压来增加驱动电流Im。由此，补偿转矩的减少而将旋转速度保持为恒定的目标速度。

这样的恒速旋转控制的结果是，即使在电机3的负载恒定且电机3的转矩与绕组的升温前没有改变的情况下，驱动电流Im也比升温前大。因此，若将驱动电流Im的测量值DIm直接用作转矩的测量值来判定旋转体的状态，则在判定中有可能产生错误。

因此，在本实施方式的图像形成装置1中，通过测量值修正部212对测量值DIm进行修正。

此外，由于绕组群3C的发热，在电机3的内部中，永磁铁也升温。若永磁铁升温，则交链磁通减少，转矩降低。即，若永磁铁升温，则与绕组升温的情况同样地，驱动电流Im通过使电机3恒速旋转的矢量控制而增大。测量值修正部212对测量值DIm进行修正，以减少绕组的电阻值以及永磁铁的磁通等那样的、升温等温度状态的变化所造成的特性变化的影响。

图5示出修正信息70的一个例子。图5所示的修正信息70a是表示在电机3整体为基准温度Ts的状态下启动电机3的情况下的、自启动起的经过时间亦即实验时的经过时间Y与电流变化量Δ之间的关系的数据。电流变化量Δ是实验时经过时间Y为0时的驱动电流Im的测量值DIm与实验时经过时间Y为0以外的测量值DIm之差。

修正信息70a是通过利用使用条件与图像形成装置1的电机3类似的结构的实验机，对电机3施加规定的负载(例如，100mNm)，并测量驱动电流Im的实验而获得的，是表示目标速度ω＊不同的多个动作条件各自的实验时经过时间Y与电流变化量Δ之间的关系的数据。在图5中，针对目标速度ω＊为500/min(500rpm)、2000/min(2000rpm)以及2500/min(2500rpm)的情况，示出各自的关系。

此外，在图5中示出在电机3的温度为基准温度Ts时启动的情况下的数据，但也针对电机3的环境温度即电机3的周边的温度或图像形成装置1的内部以及周边的温度，示出实验时的特定的状态的情况下的数据。然而，由于认为环境温度所造成的影响比较小，所以在此处的例子中，对于环境温度的不同，不予考虑。

另外，在图5中，用图表示出修正信息70a，但实际上作为表格或者运算式而存储至图像形成装置1内。

另外，在基于修正信息70a的情况下，测量值修正部212如下那样修正测量值DIm。

参照图3，将从电机控制指令部210对电机单元30指令了启动这一情况与目标速度ω＊一起通知给测量值修正部212。测量值修正部212在启动后的适当的定时y1从电流测量部211获取测量值DIm(y1)。该定时y1例如是从启动起经过若干的时间而电机3的旋转达到恒速并稳定的定时。

然后，计算初次获取到的测量值DIm(y1)和预先与修正信息70a一起存储的基准值(DIm0)的差，作为定时y1处的电流变化量Δy1。

接下来，依照与修正信息70a中的被通知的目标速度ω＊对应的数据，确定与计算出的电流变化量Δy1对应的实验时经过时间Y、即初次的定时y1。

在图5的例子中，例如在目标速度ω＊为2000/min的情况下，表示经过时间Y与电流变化量Δ之间的关系的曲线L上的点P1与电流变化量Δy1对应。而且，在图表的横轴的经过时间Y中，在点P1上对应定时y1。

设为以后电流变化量Δ以从点P1沿着曲线L的方式变化(在该例子中增大)，测量值修正部212对下次以后测量的测量值DIm进行修正。因此，测量值修正部212对从定时y1起的经过时间Y进行计时。

例如，在下次的驱动电流Im的测量定时y2为从初次的定时y1起经过了时间Y1的定时的情况下，确定曲线L上的与测量定时y2对应的点P2，求出纵轴的电流变化量Δ中的与点P2对应的电流变化量Δy2。然后，使用以下的式子来计算修正后的测量值DAIm。

DAIm＝DIm－Δy2

在以后，在再下下次的测量定时进行测量，并同样地修正其测量值DIm即可。

另外，以上所述的初次的启动与实验时不同，电机3不是基准温度Ts，而是在比基准温度Ts高的温度状态下的启动。例如，在上次的任务中升温后的电机3没有凉透时，本次再次开始任务的情况下等，产生这样的情况。

即，需要以上所述的初次的测量值DIm(y1)，用以在以任意的温度状态启动电机3的情况下，确定图5的图表的横轴中的定时y1，决定电机3的温度状态与图5所示的修正信息70a之间的关系。

因此，假如，在与获取到图5所示的修正信息70a时相同的温度状态、换句话说与基准温度Ts相同的温度时启动电机3的情况下，如果其它条件相同，则初次的测量值DIm(y1)成为与基准值(DIm0)一致或者接近基准值(DIm0)的值。换句话说，在该情况下，初次的测量定时y1成为图5的图表中的Y＝0的位置，所以能够省略以上所述的初次的测量。在该情况下，若在从启动起经过了时间Y2(例如，y1+Y1)的定时进行最初的测量，则该最初的测量定时为以上所述的下次的测量定时y2。换句话说，测量定时y2中的测量与之后说明的图12的步骤#502的判断中的最初的测量对应。

接下来，列举测量值DIm的修正方法的其它例子。

图6示出基于启动时的驱动电流Im0来确定测量定时y3的绕组的温度TC的顺序。此处，为了使说明简单，设从电机3整体为基准温度Ts的温度状态开始旋转。

如以上所述那样，电机3的绕组因通电而升温，不久基本稳定为恒定的温度(饱和温度)。在该饱和温度中，如作为修正信息70b的一部分而存储的图6的右侧的图表所示，存在由电机3或者负载的个体差所造成的偏差。然而，如相同地作为修正信息70b的一部分而存储的图6的左侧的图表所示，饱和温度实质上与启动时的驱动电流Im0成比例。

因此，在启动时测量驱动电流Im0来确定该电机3中的饱和温度。即，确定该电机3的绕组的升温特性。之后，在旋转中的任意的测量定时y3，依照所确定出的升温特性来确定当前的绕组的温度TC(y3)。

而且，基于图4的(A)所示的绕组中的温度TC与电阻值R之间的关系来计算基准温度Ts和当前的温度TC(y3)之间的电阻值R的变化率β。变化率β由下式表示。

β＝(当前的温度TC(y3)下的电阻值R)/(基准温度Ts下的电阻值Rs)

在该例的情况下，测量值修正部212使用下式来计算修正后的测量值DAIm。

DAIm＝DIm×β

并且，如以下那样，也有对测量值DIm的修正使用矢量控制中的反馈信号或者其它信号的方法。

图7示出电机控制装置21的功能构成，图8示出修正信息70的其它例子。

电机3由电机控制装置21驱动且被进行无传感器矢量控制。在该矢量控制中，进行反馈电机3的旋转速度(ωm)来使其与目标速度ω＊一致的PID控制(比例积分微分控制)。

电机控制装置21具有向电机3供给电力的电机驱动部26、检测在电机3中流动的电流的电流检测部27、以及通过控制电机驱动部26来间接地控制电机3的旋转的矢量控制部25。

电机驱动部26是用于在电机3的绕组33～35中流动电流来驱动转子的逆变器电路。电机驱动部26通过根据来自矢量控制部25的控制信号U+、U－、V+、V－、W+、W－使多个晶体管接通/断开，从而对从直流电源线60A经由绕组33～35向接地线流动的驱动电流Im进行控制。详细而言，根据控制信号U+、U－来控制在绕组33中流动的电流Iu，根据控制信号V+、V－来控制在绕组34中流动的电流Iv，根据控制信号W+、W－来控制在绕组35中流动的电流Iw。

电流检测部27检测在绕组33、34中流动的电流Iu、Iv。由于Iu+Iv+Iw＝0，所以能够根据检测出的电流Iu、Iv的值通过计算来求出电流Iw。此外，也可以具有W相电流检测部。

电流检测部27对通过插入到电流Iu、Iv的流路的分流电阻所引起的电压下降而获得的信号进行A/D变换，并作为电流Iu、Iv的检测值而输出。即，进行双分流方式的检测。分流电阻的电阻值是1/10Ω量级的较小的值。

矢量控制部25具有速度控制部41、电流控制部42、输出坐标变换部43、PWM变换部44、输入坐标变换部45以及速度/位置估计部46。从控制电路20对矢量控制部25通过控制信号S3给予目标速度(速度指令值)ω＊。

速度控制部41进行用于使来自控制电路20的目标速度ω＊与来自速度/位置估计部46的估计速度(旋转速度)ωm之差接近零的比例积分控制(PI控制)的运算，决定d－q坐标系的电流指令值Id＊、Iq＊。周期性地输入估计速度ωm。每当输入估计速度ωm时，速度控制部41决定电流指令值Id＊、Iq＊。

电流控制部42进行用于使电流指令值Id＊与来自输入坐标变换部45的估计电流值(d轴电流值)Id之差、以及电流指令值Iq＊与同样地来自输入坐标变换部45的估计电流值(q轴电流值)Iq之差接近零的比例积分控制的运算。并且，决定d－q坐标系的电压指令值Vd＊、Vq＊。

输出坐标变换部43基于来自速度/位置估计部46的估计角度θm来将电压指令值Vd＊、Vq＊变换为U相、V相以及W相的电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊。换句话说，对于电压，进行从2相到3相的变换。

PWM变换部44基于电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊来生成施加至绕组33～35的与伪正弦波电压的振幅对应的控制信号U+、U－、V+、V－、W+、W－的图案，并向电机驱动部26输出。控制信号U+、U－、V+、V－、W+、W－是用于通过脉冲宽度调制(PWM:Pulse WidthModulation)来控制向电机3供给的三相交流电的频率以及振幅的信号。

输入坐标变换部45根据由电流检测部27检测出的U相的电流Iu以及V相的电流Iv的各值来计算W相的电流Iw的值。而且，基于来自速度/位置估计部46的估计角度θm和3相的电流Iu、Iv、Iw的值来计算d－q轴坐标系的估计电流值即d轴电流值Id以及q轴电流值Iq。换句话说，对电流进行从3相到2相的变换。q轴电流值Iq是在电机3的绕组33～35中流动来使旋转的转矩产生的电机电流的测量值的一个例子。

速度/位置估计部46基于来自输入坐标变换部45的估计电流值(Id、Iq)和来自电流控制部52的电压指令值Vd＊、Vq＊，按照所谓的电压电流方程式来求出速度估计值ωm以及估计角度θm。求出的速度估计值ωm被输入至速度控制部41。求出的估计角度θm被输入至输出坐标变换部43以及输入坐标变换部45。

能够测量这样的从矢量控制部25输出的控制信号U+、U－、V+、V－、W+、W－作为驱动电流Im。例如将控制信号U+、U－输入至控制电路20的电流测量部211b。

电流测量部211b从控制信号U+、U－的PWM调制的一周期量的图案求出向电机3施加的电压。而且，根据该电压和施加该电压时流动电流Iu的绕组的基准温度Ts下的已知的电阻值Rs来求出电流Iu的值，并将该值作为驱动电流Im的测量值DIm而输出。

另外，控制电路20的测量值修正部212b从矢量控制部25例如获取速度估计值ωm，按照图8所示的修正信息70b，根据速度估计值ωm与目标速度ω＊的偏差量Δω来修正驱动电流Im的测量值DIm。

此外，在该例子中，假设电机3的负载是恒定的，恒速控制期间中的速度变化起因于伴随着电机3的升温而产生的特性变化。

在图8中，修正信息70c是将与速度估计值ωm比目标速度ω＊快的正的偏差量Δω、以及速度估计值ωm比目标速度ω＊慢的负的偏差量Δω对应的电流修正量ΔIm建立对应的表格。但是，也可以是基于偏差量Δω来计算电流修正量ΔIm的运算式。

在该例子的情况下，测量值修正部212b使用以下的式子来计算修正后的测量值DAIm。

DAIm＝DIm+ΔIm

例如，在偏差量Δω为“－2”的情况下，电流修正量ΔIm为“－0.02”，所以修正后的测量值DAIm成为“DIm－0.02”，成为比修正前的测量值DIm小的值。

图9示出旋转体的状态的判定的例子。在图9的(A)的例子中，将输送片材2的辊的劣化状态量化为直到该辊的寿命耗尽为止的剩余寿命(残余寿命)ΔM。在图9的(B)的例子中，将如感光体5或者中间转印带15那样清扫用的刀片抵接的旋转体的劣化状态量化为直至其寿命耗尽为止的剩余寿命ΔN。

关于图9的(A)，例如排纸辊18A、18B的圆周表面因使用而磨损。因此，变得容易滑动，对片材2的输送力缓缓降低。作为判断是否需要更换排纸辊18A、18B的标准，能够使用剩余寿命ΔN。

若排纸辊18A、18B滑动，则从电机3c来看，负载变轻，所以对电机3c进行减少转矩的控制。换句话说，电机3c的转矩根据辊的磨损的程度而变化。因此，能够根据转矩的测量值来判定辊的状态。

在图9的(A)中，辊的行进距离(累积输送距离)M为M1时的转矩值DT是DT1，同样地，行进距离为M2时的转矩值DT是DT2。此外，决定获取转矩值DT的测量定时的指标并不局限于行进距离M。例如也可以是打印张数(累积打印次数)N。

基于转矩值DT1、DT2来求出从行进距离M为M1的测量定时到行进距离为M2的测量定时的期间的转矩值DT的变化率。该变化率由(DT2－DT1)/(M2－M1)表示。

假设以后也是转矩值DT以求出的变化率变化(在该情况下为减少)，则计算转矩值DT将变为预先决定的阈值DTth的定时处的行进距离Me。而且，计算Me与M2之差作为剩余寿命ΔM。

能够如在剩余寿命ΔM少于设定值的情况下显示建议辊的更换的消息那样，根据剩余寿命ΔM进行预先决定的处理。

关于图9的(B)，例如清洁器9所具备的由弹性部件构成的刀片的边缘沿与感光体5的旋转对置的相反方向与感光体5抵接。由于感光体5的圆周表面的劣化或者刀片的磨损等，感光体5与刀片的摩擦力逐渐增加。若摩擦力变得过大，则刀片的边缘被感光体5拖拽而折回，变成所谓的卷曲状态。若刀片卷曲，则不仅不能清扫，感光体5的旋转也变得不好，根据情况而也有时感光体5会破损。

若感光体5与刀片的摩擦力增加，则从电机3a来看，负载变重，所以对电机3a进行增大转矩的控制。换句话说，电机3a的转矩根据与刀片的摩擦力而变化。因此，能够根据转矩的测量值来判定感光体5中的与刀片的抵接的状态。对于中间转印带15，也是同样的。

在图9的(B)中，从开始感光体5的使用时起的打印张数N为N1时的转矩值DT是DT1，同样地，打印张数为N2时的转矩值DT是DT2。此外，决定获取转矩值DT的测量定时的指标也可以是感光体5的行进距离M。

基于转矩值DT1、DT2来求出从打印张数N为N1的测量定时到打印张数为N2的测量定时的期间的转矩值DT的变化率。该变化率由(DT2－DT1)/(N2－N1)表示。

假设以后也是转矩值DT以求出的变化率变化(该情况下是增大)，计算转矩值DT将要变为预先决定的阈值DTth的定时处的打印张数Ne。而且，计算Ne与N2之差作为剩余寿命ΔN。

能够如在剩余寿命ΔN少于设定值的情况下显示建议感光体5以及刀片的更换的消息那样，根据剩余寿命ΔN来进行预先决定的处理。

图10示出与图像形成装置1中的旋转体的状态的判定相关的处理的流程，图11示出测量定时设定处理的流程的一个例子，图12示出转矩检测处理的流程，图13示出状态判定处理的流程。

如图10所示，进行在满足预先决定的条件时允许电机电流的测量的测量定时设定(#301)。根据测量定时设定来检查是否允许测量(#302)，在允许的情况下(#302：是)，依次执行转矩检测处理(#303)和状态判定处理(#304)。

在图11的例子中，假设每当进行规定张数的打印时便判定旋转体的状态这个条件被决定的情况。

每当进行打印时，更新上次的测量以后的打印张数N的计数值(#401)。检查更新后的打印张数N(#402)，若打印张数N达到规定张数n(#402：是)，则检查是否决定为对作为状态判定的对象的旋转体在任务结束时进行测量(#403)。

在没有决定为在任务结束时进行测量的情况下(#403：否)，作为允许测量的处理，设置测量允许标志(#405)。在决定为在任务结束时进行测量的情况下(#403：是)，等待任务的结束(#404)，并设置测量允许标志(#405)。

此外，根据作为状态判定的对象的旋转体、以及状态判定的目的来选定规定张数n。例如，在预测排纸辊18A、18B的寿命的目的下进行状态判定的情况下，能够将规定张数n例如设为5000～10000。在超过数百张的连续打印时，在任务执行的中途作为动作确认而进行状态判定的情况下，也可以例如将规定张数n设为100。

如图12那样，在转矩检测处理中，测量电机电流(#501)，检查是否是启动电机3后的最初的测量(#502)。在是启动后的最初的测量的情况下(#502：是)，使用修正信息70来求出与自启动起的经过时间对应的修正量来修正测量值DIm(#503、#506)。在不是启动后的最初的测量的情况下(#502：否)，求出与从上次的测量起的经过时间对应的修正量来修正测量值DIm(#504、#506)。而且，对修正后的测量值ADIm进行换算来获得转矩值DT。

如图13那样，在状态判定处理中，求出从上次起的转矩值DT的变化量(#601)，判定变化量是否是阈值以上(#602)。

在转矩值DT的变化量为阈值以上的情况下(#602：是)，判定为旋转体的寿命耗尽(寿命结束)(#604)。在这种情况下，也可以禁止以后的图像的形成。

在转矩值DT的变化量不是阈值以上的情况下(#602：否)，计算直至寿命结束为止的能够打印张数、即剩余寿命(#603)。如果计算出的剩余寿命在设定以上(#605：是)，则判定为旋转体能够继续使用(#606)。如果剩余寿命不在设定以上(#605：否)，则将剩余寿命较短的情况报告给用户或者维护人员(#607)。

根据以上的实施方式，对作为电机3的转矩而测量出的电机电流的测量值DIm进行修正，以抵消基于与电机3的温度状态对应的特性变化的电流变化量，所以能够基于修正后的测量值以比以往高的精度判定旋转体的状态。另外，不需要使用转矩传感器。

在以上所述实施方式中，也可以通过编码器或者分解器等速度检测单元等来检测电机3的实际的旋转速度ω。在这种情况下，测量值修正部212根据测量定时处的电机3的旋转速度ω与目标速度ω＊之差来求出基于与电机3的温度状态对应的特性变化的电流变化量，并使用电流变化量来进行修正。

在以上所述实施方式中，示出了根据目标速度ω＊与速度估计值ωm或者实际的旋转速度ω的偏差量Δω来修正测量值DIm的例子，但也能够如下那样实施。

即，通过霍尔元件或者编码器等旋转角度位置检测单元来检测或者测量电机3的旋转角度位置θ。而且，根据旋转角度位置θ与位置指令θ＊的偏差量Δθ来修正测量值DIm。即，在该情况下，测量值修正部212根据测量定时处的电机3的旋转位置的实际的测量值(旋转角度位置θ)与目标位置(位置指令θ＊)之差来求出基于电机3的特性变化的电流变化量，并使用电流变化量来进行修正。在该情况下的修正中，例如存储图14所示的修正信息70d即可。修正信息70d是表示与偏差量Δθ对应的电流修正量ΔIm的表格或者运算式。此外，该情况下的目标位置换句话说位置指令θ＊能够通过例如在电机控制指令部210或者速度控制部41中对目标速度ω＊进行积分而生成。

另外，也可以根据利用与以上所述方法不同的方法检测或者测量电机3的旋转位置而得到的测量值或者估计值与目标位置(位置指令θ＊)之差来修正测量值DIm。

在这种情况下，在矢量控制部25中，与以上所述同样地对电机3进行矢量控制即可。

在以上所述实施方式中，也可以按照对假设的环境温度范围进行区分而得到的多个温度范围的每个温度范围设定图5所示的修正信息70a，使用与图像形成装置1的实际的环境温度对应的修正信息70a来确定测量定时处的电流变化量Δ。换句话说，通过传感器检测环境温度，考虑基准温度Ts与环境温度之差来修正测量值DIm。由此，能够更准确地修正测量值DIm。

另外，也可以在电机3中内置检测电机3的内部的温度即电机温度的温度传感器，基于表示电机温度与电流变化量之间的关系的修正信息70，根据检测出的电机温度，来修正电机电流的测量值DIm。

也可以在任务结束时测量电机电流的情况下，基于该任务的图像形成张数，估计基准温度Ts与电机温度之差，确定电流变化量Δ，并对测量值DIm进行修正。

在以上所述的实施方式中，也可以在与电机单元30的电气电路31不同地安装能够取出q轴电流值Iq的矢量控制用的电路部件的情况下，将q轴电流值Iq或者q轴电流指令值Iq＊用作表示电机3的转矩的电机电流的测量值DIm。在该情况下，考虑到由电机3的升温所引起的变化量有可能包含在q轴电流值Iq中，优选对测量值DIm进行修正。

在以上所述的实施方式中，矢量控制并不局限于无传感器矢量控制。也可以是使利用霍尔元件、编码器或者分解器等传感器所测量出的旋转速度ω与目标速度ω＊一致的矢量控制。

此外，图像形成装置1的整体或者各部的结构、处理的内容、顺序、或者定时、电机3的结构、电机控制装置21的结构等，能够沿着本发明的主旨适当地变更。

Claims (10)

1.一种图像形成装置，是在片材上形成图像的图像形成装置，其特征在于，具有：

旋转体，用于形成所述图像；

电机，对所述旋转体进行旋转驱动；

电流测量部，在测量定时对在包括所述电机的绕组的通电路径中流动的电机电流进行测量，所述测量定时是所述电机被启动后的定时；

修正部，对所述电流测量部测量出的所述电机电流的测量值进行修正，以抵消基于与所述测量定时处的所述电机的温度状态对应的特性变化的电流变化量；

转矩获取部，基于由所述修正部进行修正而得到的修正后的电机电流的测量值来获取所述电机的转矩值；以及

判定部，基于所述转矩获取部获取到的所述转矩值来判定所述旋转体的状态。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述修正部基于表示电机动作时间与所述电流变化量之间的关系的信息，根据从所述电机的启动到所述测量定时为止的经过时间来进行修正。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

作为所述信息，所述修正部预先存储有表示在特定的温度状态下启动了所述电机的情况下的自启动起的经过时间与所述电流变化量之间的关系的修正信息，

所述修正部基于所述经过时间和在所述测量定时测量出的电机电流的测量值来进行修正。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置具有电机控制部，所述电机控制部进行矢量控制，所述矢量控制进行控制以使所述电机以目标速度进行旋转，

所述修正部根据所述测量定时处的所述电机的旋转速度的测量值或者估计值与所述目标速度之差，来求出基于所述电机的特性变化的电流变化量，并使用所述电流变化量来进行修正。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置具有电机控制部，所述电机控制部进行矢量控制，所述矢量控制进行控制以使所述电机的旋转位置成为目标位置，

所述修正部根据所述测量定时处的所述电机的旋转位置的测量值或者估计值与所述目标位置之差，来求出基于所述电机的特性变化的电流变化量，并使用所述电流变化量来进行修正。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述修正部基于启动所述电机时的所述电机电流的测量值来确定所述电机的绕组的温度特性，根据该温度特性来确定所述测量定时处的所述绕组的温度，使用表示所述绕组的温度与电阻值之间的关系的信息来求出从启动到所述测量定时为止的所述电阻值的变化率，使用所述变化率来进行修正。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述电机具备检测电机温度的温度传感器，

所述修正部基于表示所述电机温度与所述电流变化量之间的关系的信息，根据所述电机温度来进行修正。

8.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述旋转体是输送所述片材的辊，

所述判定部判定所述旋转体的圆周表面的磨损状态。

9.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述旋转体是在清扫其圆周表面的刀片抵接的状态下旋转的部件，

所述判定部判定所述旋转体与所述刀片的滑动状态。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述判定部判定或者预测所述旋转体的寿命。

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