JP2007020313A - Motor drive controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動制御装置に関し、詳細には、モータの過熱の防止等の安全を確保しつつ利用性を向上させたモータ駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a motor drive control device, and more particularly to a motor drive control device that improves usability while ensuring safety such as prevention of overheating of a motor.
ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ等の画像形成装置及びスキャナ等の画像読取装置においては、各種モータを利用して各種の駆動部を駆動制御している。 In an image forming apparatus such as a facsimile apparatus, a copying apparatus, and a printer, and an image reading apparatus such as a scanner, various drive units are driven and controlled using various motors.
例えば、カラーの画像形成装置においては、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色の画像データに基づいて所定速度で回転駆動される感光体ベルトに静電潜像を形成して当該静電潜像を対応する色の現像ユニットで現像してトナー画像を形成し、当該感光体ベルト上のトナー画像を中間転写ベルトに転写する動作処理を各色について順次行って感光体ベルト上の各色のトナー画像を順次中間転写ベルトに重ね合わせて転写してカラーのトナー画像を形成する。画像形成装置は、この中間転写ベルト上のカラーのトナー画像を転写紙に転写して、カラーの画像を形成する。 For example, in a color image forming apparatus, a photosensitive belt electrostatically rotates at a predetermined speed based on image data of each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). A latent image is formed, the electrostatic latent image is developed with a developing unit of a corresponding color to form a toner image, and an operation process for transferring the toner image on the photosensitive belt to the intermediate transfer belt is sequentially performed for each color. Then, the toner images of the respective colors on the photosensitive belt are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt and transferred to form a color toner image. The image forming apparatus transfers a color toner image on the intermediate transfer belt onto a transfer sheet to form a color image.
画像形成装置は、上記画像形成動作において、例えば、現像ユニットの感光体ベルトへの接離動作をブラシレスモータを使用して行っており、このブラシレスモータの駆動制御を、従来、例えば、図10に示すような駆動制御回路1000により行っている。
In the above image forming operation, for example, the developing unit is in contact with and separated from the photosensitive belt using a brushless motor, and the drive control of the brushless motor is conventionally performed, for example, in FIG. This is performed by a
この駆動制御回路1000は、ブラシレスモータの巻線部1001への駆動電流の供給/停止を行うことで、ブラシレスモータの回転と回転停止を行う駆動トランジスタ回路1002、駆動トランジスタ回路1002の動作制御を行うモータドライバIC1000及び定常過負荷保護回路1004等を備えており、駆動トランジスタ回路1002は、電流検出抵抗Rxを備えている。
The
駆動制御回路1000は、START/STOP信号ラインに、Active信号が入力されると、モータドライバIC1003がこのSTART/STOP信号ラインのActive信号によって駆動トランジスタ回路1002を動作させ、駆動トランジスタ回路1002からブラシレスモータの巻線部1001に駆動電流を流してブラシレスモータの回転を開始する。モータドライバIC1003は、ブラシレスモータの回転が所定の回転数となって同期が取れると、ロック信号(LOCK信号)をActive出力し、また、START/STOP信号ラインに、Negative信号が入力されると、駆動トランジスタ回路1002の動作を停止させ、ブラシレスモータの巻線部1001への駆動電流の供給を停止する。モータドライバIC1003は、ブラシレスモータの巻線部1001への駆動電流の供給が停止されてブラシレスモータの回転が停止するとともに、所定の回転数から外れたことを受けて、ロック信号をNegative出力する。
When an Active signal is input to the START / STOP signal line, the
そして、ブラシレスモータの回転動作中に、過負荷トルクがかかったり、巻線部1001のショート等の理由で駆動トランジスタ回路1002の電流検出抵抗Rxに過電流が流れて電流検出抵抗Rxの電位が所定の電位よりも高くなると、モータドライバIC1003がこの電流検出抵抗Rxの電位が所定の電位よりも高くなったことを検知して、ロック信号をNegative出力し、定常負荷保護回路1004がこのロック信号のNegative出力を受けて、モータの起動時間、例えば、2〜3secでは動作しない程度の所定の保護回路作動時間、例えば、5sec後に、リミッタ信号をモータドライバIC1003に出力する。
During the rotation operation of the brushless motor, an overload torque is applied or the
モータドライバIC1003は、定常負荷保護回路1004からリミッタ信号が入力されると、駆動トランジスタ回路1002の動作を停止させ、ブラシレスモータの巻線部1001への駆動電流の供給を停止させて、ブラシレスモータを停止させる。
When the limiter signal is input from the steady load protection circuit 1004, the motor driver IC 1003 stops the operation of the drive transistor circuit 1002, stops the supply of drive current to the
したがって、過負荷トルクが継続して発生すると、適切にブラシレスモータの巻線部1001への駆動電流の供給を停止させて、ブラシレスモータを停止させ、安全を確保することができる。
Therefore, when the overload torque is continuously generated, the supply of the drive current to the
ところが、定常負荷保護回路1004は、モータドライバIC1003が駆動トランジスタ回路1102の電流検出抵抗Rxに過電流が流れたことを検出してロック信号をNgegative出力に切り換えた時点から保護回路作動時間(例えば、5sec等)以上の時間、過負荷が継続すると、ブラシレスモータの巻線部1001への駆動電流の供給を停止するようになっていたため、保護回路作動時間よりも短い時間、例えば、2sec程度継続する過負荷が想定以上の頻度で印加されると、定常負荷保護回路1004では過負荷とはならないため、ブラシレスモータの巻線部1001への通電を継続して、過電流が断続的に流れ、巻線部1001が温度上昇して、発煙・発火のおそれが生じる。
However, the steady load protection circuit 1004 detects that the
そして、従来、電動モータに過電流が流れている状態の継続時間が第1閾値を越えると、異常が発生していると判定し、電動モータに過電流が流れていない状態の継続時間が第2閾値以下であると、電動モータに過電流が流れている状態が継続していると見なす電動モータ駆動式転舵制御装置が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, when the duration of the state in which the overcurrent flows in the electric motor exceeds the first threshold, it is determined that an abnormality has occurred, and the duration of the state in which no overcurrent flows in the electric motor is first. There has been proposed an electric motor-driven steering control device that considers that a state in which an overcurrent is flowing in an electric motor is continued when the threshold value is 2 or less (see Patent Document 1).
すなわち、この従来技術は、電動モータへの所定の短い継続時間の過電流が所定の短い周期で流れているか否かをソフトウェア処理で判断し、所定の短い継続時間の過電流が所定の短い周期で流れていると判断すると、過電流が継続しているとして、安全処理を行えるようにしている。 In other words, this prior art determines whether or not an overcurrent of a predetermined short duration to the electric motor flows at a predetermined short cycle by software processing, and the overcurrent of the predetermined short duration is a predetermined short cycle. If it is determined that the current is flowing, it is assumed that overcurrent continues and safety processing can be performed.
しかしながら、上記従来技術にあっては、電動モータへの所定の短い継続時間の過電流が所定の短い周期で流れているか否かをソフトウェア処理で判断しているため、コストが高くつくとともに、ソフトウェアの暴走等による危険を防止して、安全を確実に確保する上で、改良の必要があるとともに、所定の短い継続時間の過電流が電動モータに流れても、電動モータが温度上昇で発煙・発火等を発生しない程度の周期であるときに、電動モータを停止させると、利用性が悪化するため、改良の必要があった。 However, in the above prior art, since it is determined by software processing whether or not an overcurrent of a predetermined short duration to the electric motor is flowing in a predetermined short cycle, the cost is high and the software is expensive. In order to prevent dangers caused by runaway, etc., and to ensure safety, it is necessary to improve, and even if an overcurrent of a predetermined short duration flows to the electric motor, the electric motor generates smoke and When the electric motor is stopped when the cycle is such that no ignition or the like occurs, the usability is deteriorated, so that improvement is necessary.
そこで、本発明は、所定の短い継続時間の過電流が所定の短い周期でモータに流れても、モータが温度上昇で発煙・発火等を発生しない程度の周期であるときには、モータへの通電を安価にかつ適切に継続するとともに、発煙・発火等の発生のおそれのある温度にモータ温度が上昇すると、確実にモータへの通電停止して、モータの安全性を向上させつつ、モータの利用性を向上させるモータ駆動制御装置を提供することを目的としている。 In view of the above, when the overcurrent of a predetermined short duration flows to the motor at a predetermined short cycle, the present invention does not energize the motor if the motor has a cycle that does not generate smoke or ignition due to temperature rise. When the motor temperature rises to a temperature where smoke and fire may occur, while continuing inexpensively and appropriately, the motor's usability can be improved while the motor is reliably de-energized to improve motor safety. An object of the present invention is to provide a motor drive control device that improves the above.
請求項1記載の発明のモータ駆動制御装置は、供給電源を利用してモータの巻線への駆動電流を制御して当該モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、前記モータの巻線に流れる過電流を検出し、当該過電流が所定の待ち時間連続して流れると、前記巻線への前記駆動電流の供給を停止する過負荷保護手段と、前記巻線部の温度を検出し、当該巻線部の温度が所定の限界温度を超えると、前記巻線への前記駆動電流の供給を停止する温度過上昇防止手段と、を備えていることにより、上記目的を達成している。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor drive control device for controlling a drive of a motor by controlling a drive current to the motor winding by using a power supply. Detecting an overcurrent that flows, and when the overcurrent flows continuously for a predetermined waiting time, detects overload protection means for stopping the supply of the drive current to the winding, and detects the temperature of the winding portion, When the temperature of the winding portion exceeds a predetermined limit temperature, the above object is achieved by including an over-temperature rise prevention means for stopping the supply of the drive current to the winding.
この場合、例えば、請求項2に記載するように、前記温度過上昇防止手段は、前記巻線部の温度が前記限界温度を超えると、前記供給電源を遮断して、前記巻線への駆動電流の供給を停止するものであってもよい。
In this case, for example, as described in
また、例えば、請求項3に記載するように、前記モータ駆動制御装置は、前記温度過上昇防止手段による前記巻線への駆動電流の供給停止が発生すると、当該巻線への駆動電流の供給停止が発生したことを示す報知信号を出力するものであってもよい。 For example, as described in claim 3, the motor drive control device supplies the drive current to the winding when the supply of the drive current to the winding is stopped by the excessive temperature rise prevention unit. A notification signal indicating that a stop has occurred may be output.
本発明のモータ駆動制御装置によれば、過負荷保護手段が待ち時間を超える過電流がモータの巻線に流れたことを検出するか、温度過上昇防止手段がモータの巻線部の温度が限界温度を超えたことを検出すると、モータの巻線への駆動電流の供給を停止するので、過電流がモータの巻線に流れても、モータが温度上昇で発煙・発火等を発生しない程度の短い周期の過電流であるときには、モータへの通電を安価にかつ適切に継続することができるとともに、発煙・発火等の発生のおそれのある温度にモータ温度が上昇すると、確実にモータへの通電を停止することができ、モータの安全性を向上させることができるとともに、モータの利用性を向上させることができる。 According to the motor drive control device of the present invention, the overload protection means detects that an overcurrent exceeding the waiting time has flowed into the motor winding, or the temperature over-rise prevention means causes the temperature of the winding portion of the motor to increase. When it is detected that the limit temperature has been exceeded, the supply of drive current to the motor winding is stopped, so that even if an overcurrent flows through the motor winding, the motor does not generate smoke or fire due to temperature rise. If the overcurrent has a short period of time, the motor can be energized at low cost and appropriately, and if the motor temperature rises to a temperature that may cause smoke or ignition, The energization can be stopped, the safety of the motor can be improved, and the usability of the motor can be improved.
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, since the Example described below is a suitable Example of this invention, various technically preferable restrictions are attached | subjected, However, The scope of the present invention limits this invention especially in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
図1〜図9は、本発明のモータ駆動制御装置の一実施例を示す図であり、図1は、本発明のモータ駆動制御装置の一実施例を適用したカラー画像形成装置1の正面概略構成図である。
1 to 9 are diagrams showing an embodiment of a motor drive control device of the present invention, and FIG. 1 is a schematic front view of a color
図1において、カラー画像形成装置1は、本体筐体2内に、給紙部10、プロッタ部20等が収納され、本体筐体2の上部に、スキャナ部110が配設されている。
In FIG. 1, the color
スキャナ部110は、原稿に読取光を照射して、当該原稿を主走査・副走査して、当該原稿の画像を読み取り、読み取った原稿の画像データをプロッタ部20に転送する。
The
給紙部10は、第1給紙トレイ11、第2給紙トレイ12、給紙ローラ13、14、分離パッド15、16、搬送ローラ17及びレジストローラ18等を備えており、各給紙トレイ11、12は、それぞれ各種用紙サイズの記録紙Pを複数枚収納する。給紙部10は、給紙トレイ11、12内の記録紙Pを給紙ローラ13、14と分離パッド15、16で1枚ずつ分離して、搬送ローラ17に送り出し、搬送ローラ17でレジストローラ18に搬送する。レジストローラ18は、搬送ローラ17により搬送されてきた記録紙Pをタイミング調整した後、プロッタ部20に搬送する。
The
プロッタ部20は、感光体ベルトユニット30、M(マゼンタ)、C(シアン)、Y(イエロー)、K(ブラック)の現像ユニット40M、40C、40Y、40K、中間転写ベルトユニット50、2次転写ユニット60、書込ユニット70、帯電ユニット80、定着ユニット90及び排紙ユニット100等を備えており、カラー画像形成装置1は、このプロッタ部20の上部の本体筐体2内に、排紙トレイ3が形成されている。
The
感光体ベルトユニット30は、ローラ31、32、33、これらのローラ31〜33に張り渡され環状に形成されたベルト状の感光体ベルト34、感光体クリーニング部35及び感光体廃トナーボトル36等を備えており、感光体ベルト34は、少なくともローラ31〜33の1つが回転駆動されることで、ローラ31〜33に沿って図1中の時計方向に回転駆動される。
The
帯電ユニット80は、ローラ32の近傍で感光体ベルト34に近接して配設されており、感光体ベルト34を一様に帯電させる。
The
書込ユニット70は、スキャナ部110からの各色の画像データに基づいて変調したレーザビームを帯電ユニット80で一様に帯電された感光体ベルト34上に、1色ずつ順次照射して、感光体ベルト34が1周する毎に、感光体ベルト34上に各色の静電潜像を順次形成する。
The
現像ユニット40M〜40Kは、下側からM(マゼンタ)、C(シアン)、Y(イエロー)、K(ブラック)の順に配設されており、それぞれMCYKの各色のトナーボトル41M、41C、41Y、41Kがカートリッジ42M、42C、42Y、42K内に収納されている。現像ユニット40M〜40Kは、各色のトナーボトル41M、41C、41Y、41Kから各色のトナーが供給され、順次、上記感光体ベルト34が1周する毎に、各色の画像データに基づいて書込ユニット70によって形成された感光体ベルト34上の当該色の静電潜像に対して当該色のトナーを供給することで、現像して各色のトナー画像を順次形成する。
The developing units 40M to 40K are arranged in the order of M (magenta), C (cyan), Y (yellow), and K (black) from the lower side, and the
この場合、プロッタ部20は、感光体ベルト34に対して、現像ユニット40M〜40Kを、現像ユニット40K→現像ユニット40C→現像ユニット40Y→現像ユニット40Mの順に接離させ、感光体ベルト34上の対応する色の静電潜像に対して対応する色の現像ユニット40M〜40Kからトナーを転写(1次転写)して、感光体ベルト34が周する毎に感光体ベルト34上に各色のトナー画像を順次形成する。
In this case, the
感光体ベルト34は、回転されることで、感光体ベルト34上に形成された各色のトナー画像を、1周する毎に、ローラ33部分で、中間転写ベルトユニット50の中間転写ベルト51に順次重ね合わせて転写し、中間転写ベルト51上にフルカラーのトナー画像を転写形成する。
The
転写の完了した感光体ベルト34は、残留するトナーが感光体クリーニング部35で除去され、当該除去された廃トナーが感光体廃トナーボトル36内に収納される。
After the transfer, the remaining toner is removed by the
中間転写ベルトユニット50は、複数のローラ52に中間転写ベルト51が架け渡されており、少なくとも1つのローラ52が回転駆動されることで、図1中の反時計方向に回転駆動される。中間転写ベルトユニット50は、中間転写ベルトクリーニング部53、中間転写廃トナーボトル54及び中間転写ローラ55等を備えており、中間転写ローラ55で、上記感光体ベルト34上の各色のトナー画像を中間転写ベルト51上に順次重ね合わせて転写させてカラーのトナー画像を形成する。
The intermediate
中間転写ベルト51には、感光体ベルト34と反対側の位置に、2次転写ユニット60が配設されており、この2次転写ユニット60と中間転写ベルト51との間に、上記給紙ユニット10の給紙トレイ11、12から送り出され、レジストローラ18でタイミング調整された記録紙Pが搬送されてくる。
The
2次転写ユニット60は、中間転写ベルト51との間に搬送されてきた記録紙Pに、中間転写ベルト51上のカラーのトナー画像を転写させる。
The
転写の完了した中間転写ベルト51は、残留するトナーが中間転写ベルトクリーニング部53で除去されて、当該除去された廃トナーが中間転写廃トナーボトル54内に収納される。 After the transfer is completed, the remaining toner is removed by the intermediate transfer belt cleaning unit 53 and the removed waste toner is stored in the intermediate transfer waste toner bottle 54.
プロッタ部20は、2次転写ユニット60でカラーのトナー画像の転写された記録紙Pを定着ユニット90に搬送し、定着ユニット90で、記録紙Pを搬送しつつ加熱・加圧して、記録紙P上のトナー画像を記録紙Pに定着させる。
The
定着ユニット90は、定着の完了した記録紙Pを排紙ユニット100に搬送し、排紙ユニット100は、定着の完了した記録紙Pを排紙トレイ3上に排出する。また、定着ユニット90には、定着ユニット90にオイルを塗布することで、定着性・光沢性を維持するための定着オイル塗布ユニット91を備えている。
The fixing
そして、カラー画像形成装置1は、図2に示すようにブロック構成されており、CPU(Central Processing Unit )201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203、操作パネル204、I/O制御部205、各種センサ206、各種モータ207、読取制御部208、上記スキャナ部110、書込制御部209、上記プロッタ部20、通信制御部210及び網制御部211等を備えていて、上記各部は、バス212により接続されている。
The color
ROM202には、カラー画像形成装置1としての基本プログラム等の各種プログラム及びこれらの各種プログラムを実行する上で必要な各種データが格納されており、RAM203は、CPU201のワークメモリとして利用されてCPU201の動作に伴う各種データを記憶するとともに、その他の必要な各種データを記憶する。
The
CPU201は、ROM202内のプログラムに基づいて、RAM203をワークメモリとして利用しつつカラー画像形成装置1の各部を制御してカラー画像形成装置1としての基本処理等の各種処理を実行する。
The
操作パネル204は、カラー画像形成装置1の各種動作を行うための操作を行う操作キーや各種情報を表示出力するLCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイ等を備えている。
The
I/O制御部205は、各種センサ(例えば、給紙トレイ11、12内の記録紙Pの有無を検出する用紙センサ、記録紙Pの搬送状態を検出する給紙センサ、レジストローラ18への記録紙Pの搬送を検出するレジストセンサ等)207や各種モータ(例えば、感光体ベルト34を駆動する感光体ベルトモータ、給紙ローラ13、14を回転駆動させる給紙モータ等)208が接続され、CPU201の制御下で、各種センサ206からの信号を取り込んでCPU201に渡し、CPU201が、各種モータ207の駆動を制御する。
The I /
読取制御部208には、スキャナ部110が接続されており、読取制御部208は、CPU201の制御下で、スキャナ部110の動作を制御する。
The
書込制御部209には、プロッタ部20が接続されており、書込制御部209の制御下で、プロッタ部20の動作を制御する。
A
通信制御部210には、網制御部211が接続されており、網制御部211には、回線、例えば、公衆電話回線あるいは専用回線等が接続されている。網制御部211は、CPU201及び通信制御部210の制御下で動作して、回線からの発呼に対して自動着呼し、また、回線への自動発呼処理を行う。通信制御部210は、網制御部211に接続されている回線を介して接続された相手ファクシミリ装置との間でファクシミリ制御信号の交換を行うとともに、データ変換を行って、ファクシミリ通信手順を実行する。
A
そして、カラー画像処理装置1は、上述のように、プロッタ部20において、感光体ベルト34に対して、現像ユニット40M〜40Kを、駆動モータによって、現像ユニット40K→現像ユニット40C→現像ユニット40Y→現像ユニット40Mの順に接離させ、感光体ベルト34上の対応する色の静電潜像に対して対応する色の現像ユニット40M〜40Kからトナーを転写(1次転写)して、感光体ベルト34が周する毎に感光体ベルト34上に各色のトナー画像を順次形成する。
As described above, the color
そして、現像ユニット40M〜40Kにおいて、現像ユニット40Kと現像ユニット40Mとが距離的に離れているため、連続して複数枚画像形成する場合には、転写時間を短縮させて画像形成の動作時間を短縮するために、図3に示すように、例えば、現像ユニット40Mの動作が終了(OFF)する900msec前に、現像ユニット40Kの動作を開始(ON)する。また、カラー画像処理装置1では、一般的に、黒(K)の色を使用する頻度が高いため、現像ユニット40Kのトナー量が他の色のトナー量に比較して多い、すなわち、黒(K)のトナーボトル41Kが他の色のトナーボトル41M、41C、41Yに比較して大きい。その結果、現像ユニット40Kを駆動モータで駆動するときに、最も駆動トルクが大きくなり、これらの全ての現像ユニット40M〜40Kを1つの駆動モータで駆動する場合、現像ユニット40Mから現像ユニット40Kに移行する際の900msecの時間帯が正常動作範囲内での動作において最も厳しい動作状態となる。
In the developing units 40M to 40K, since the developing
そして、カラー画像処理装置1は、この現像ユニット40M〜40Kを駆動するのに、図4に示す巻線部300を有するブラシレスモータを用いており、このブラシレスモータを、図4に示すモータ駆動制御部400によって巻線部300への駆動電流を制御することで駆動制御する。
The color
モータ駆動制御部(モータ駆動制御装置)400は、駆動トランジスタ回路401、モータドライバIC402、定常過負荷保護回路403、モータ温度過上昇防止回路404及びモータ温度過上昇検出回路405等を備えており、駆動トランジスタ回路401は、電流検出抵抗Rxを備えている。
The motor drive control unit (motor drive control device) 400 includes a drive transistor circuit 401, a
駆動制御回路400は、START/STOP信号ラインがモータドライバIC402と定常負荷保護回路403に接続されており、モータドライバIC402からのLOCK信号ラインが定常過負荷保護回路403にも接続されている。
In the
定常過負荷保護回路(過負荷保護手段)403は、オペアンプOP11、抵抗R11〜R15、コンデンサC11、C12及びダイオードD11等を備えており、START/STOP信号ラインが抵抗R11を介してオペアンプOP11のマイナス入力端子に接続されている。このオペアンプOP11のマイナス入力端子には、さらに、+5Vの電源に接続されている抵抗R12と接地されているコンデンサC11が接続されており、オペアンプOP11のプラス入力端子には、+5Vの電源が抵抗R13と抵抗R14で分圧された電圧が入力されている。オペアンプOP11の出力端子は、抵抗R15を介して+5Vに接続されているとともに、コンデンサC12を介して接地されており、また、このオペアンプOP11の出力は、モータドライバIC402のリミッタ信号入力端子に接続されている。 The steady overload protection circuit (overload protection means) 403 includes an operational amplifier OP11, resistors R11 to R15, capacitors C11 and C12, a diode D11, and the like, and the START / STOP signal line is negative of the operational amplifier OP11 via the resistor R11. Connected to the input terminal. The negative input terminal of the operational amplifier OP11 is further connected to a resistor R12 connected to a + 5V power source and a grounded capacitor C11. The positive input terminal of the operational amplifier OP11 is connected to a + 5V power source. The voltage divided by the resistor R14 is input. The output terminal of the operational amplifier OP11 is connected to + 5V via the resistor R15 and grounded via the capacitor C12. The output of the operational amplifier OP11 is connected to the limiter signal input terminal of the motor driver IC402. ing.
定常過負荷保護回路403は、START/STOP信号ラインがダイオードD11を介してモータドライバIC402のLOCK信号ラインに接続されており、LOCK信号ラインのロック信号がNegative出力になると、抵抗R11とコンデンサC11の時定数で決定される所定の保護回路作動時間(待ち時間)後に、リミッタ信号をモータドライバIC402に出力する。この保護回路作動時間(待ち時間)は、モータの起動時間、例えば、2〜3secでは動作しない程度の時間、例えば、5sec程度に設定されている。
In the steady overload protection circuit 403, the START / STOP signal line is connected to the LOCK signal line of the
駆動制御回路400は、START/STOP信号ラインに、Active信号が入力されると、モータドライバIC402がこのSTART/STOP信号ラインのActive信号によって駆動トランジスタ回路401を動作させ、駆動トランジスタ回路401からブラシレスモータの巻線部300に駆動電流を流してブラシレスモータの回転を開始する。モータドライバIC402は、ブラシレスモータの回転が所定の回転数となって同期が取れると、ロック信号(LOCK信号)をActive出力し、また、START/STOP信号ラインに、Negative信号が入力されると、駆動トランジスタ回路401の動作を停止させ、ブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を停止する。モータドライバIC402は、ブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給が停止されてブラシレスモータの回転が停止するとともに、所定の回転数から外れたことを受けて、LOCK信号ラインのロック信号をNegative出力する。
In the
そして、ブラシレスモータの回転動作中に、過負荷トルクがかかったり、ソフトウェアの暴走や巻線部300のショート等の理由で駆動トランジスタ回路401の電流検出抵抗Rxに過電流が流れて電流検出抵抗Rxの電位が所定の電位よりも高くなると、モータドライバIC402がこの電流検出抵抗Rxの電位が所定の電位よりも高くなったことを検知して、ロック信号をNegative出力し、定常負荷保護回路403がこのロック信号のNegative出力を受けて、上記保護回路作動時間、例えば、5sec後に、リミッタ信号をモータドライバIC402に出力する。
During the rotation operation of the brushless motor, an overcurrent is applied to the current detection resistor Rx of the drive transistor circuit 401 due to an overload torque, a software runaway, a short circuit of the winding
モータドライバIC302は、定常負荷保護回路403からリミッタ信号が入力されると、駆動トランジスタ回路401の動作を停止させ、ブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を停止させて、ブラシレスモータを停止させる。
When the limiter signal is input from the steady load protection circuit 403, the motor driver IC 302 stops the operation of the drive transistor circuit 401, stops the supply of the drive current to the winding
モータ温度過上昇防止回路(温度過上昇防止手段)404は、ブラシレスモータの巻線部300の近傍に、配設された温度フューズ410を備えており、この温度フューズ410には、モータ駆動用の+24Vの電源ラインが接続されていて、この温度フューズ410を介して駆動トランジスタ回路401に+24VFの電源が供給されている。駆動トランジスタ回路401は、この+24VF電源によるブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給/供給停止をモータドライバIC402の制御下で行う。温度フューズ410は、ブラシレスモータの巻線部300の温度を検出して、当該巻線部300の温度が、巻線部300が発火・発煙を起こさない限界温度である100℃を越えると、オフ動作し、駆動トランジスタ回路401やモータ温度過上昇検出回路405への+24VFの電源の供給を遮断する。
The motor temperature excessive rise prevention circuit (temperature excessive rise prevention means) 404 includes a
モータ温度過上昇検出回路405は、トランジスタTr1、トランジスタTr1のベースに接続された抵抗R1と抵抗R2及びトランジスタTr1のコレクタに接続された抵抗R3等を備えており、トランジスタTr1のベースには、モータ温度過上昇防止回路404の温度フューズ410によってON/OFFされる+24VFの電源が抵抗R1と抵抗R2で分割されて入力されている。モータ温度過上昇検出回路405は、モータ温度過上昇防止回路404から+24VFの電源が供給されているときには、トランジスタTr1がONとなって、ブラシレスモータの温度が正常温度であることを示す信号であるロー(Low)のFUSE信号を出力し、モータの動作時に、モータ温度過上昇防止回路404の温度フューズ410が動作して、+24VFの電源の供給が停止されると、トランジスタTr1がOFFとなって、ブラシレスモータの温度が過上昇したことを示す信号であるハイ(High)のFUSE信号(報知信号)を出力する。
The motor temperature rise detection circuit 405 includes a transistor Tr1, a resistor R1 connected to the base of the transistor Tr1, a resistor R2, a resistor R3 connected to the collector of the transistor Tr1, and the like. A +24 VF power source that is turned on / off by the
なお、上記説明では、現像ユニット40M〜40Kの駆動に、上記駆動制御回路400で駆動制御されるブラシレスモータを用いているが、駆動制御回路400と同様の駆動制御回路を用いて駆動制御するモータを他の駆動部分にも同様に用いることができる。また、モータとしては、ブラシレスモータに限るものではない。
In the above description, the brushless motor that is driven and controlled by the
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のカラー画像形成装置1は、ブラシレスモータの巻線部300に所定の短い継続時間の過電流が所定の短い周期で周期的に流れても、ブラシレスモータの巻線部300が温度上昇で発煙・発火等を発生しない程度の周期であるときには、巻線部300への通電を継続するとともに、巻線部300の温度が限界温度を超えると、巻線部300への駆動電流の供給を停止する。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the color
すなわち、カラー画像形成装置1は、上述のように、画像形成時、プロッタ部20において、感光体ベルト34に対して、現像ユニット40M〜40Kを、駆動モータであるブラシレスモータによって、現像ユニット40K→現像ユニット40C→現像ユニット40Y→現像ユニット40Mの順に接離させ、感光体ベルト34上の対応する色の静電潜像に対して対応する色の現像ユニット40M〜40Kからトナーを1次転写して、感光体ベルト34が周する毎に感光体ベルト34上に各色のトナー画像を順次形成する。
That is, as described above, in the color
そして、現像ユニット40M〜40Kにおいて、現像ユニット40Kと現像ユニット40Mが距離的に離れているため、連続して複数枚画像形成する場合には、転写時間を短縮させて画像形成の動作時間を短縮するために、図3に示したように、例えば、現像ユニット40Mの動作が終了(OFF)する900msec前に、現像ユニット40Kの動作を開始(ON)する。また、カラー画像処理装置1では、一般的に、黒(K)の色を使用する頻度が高いため、現像ユニット40Kのトナー量が他の色のトナー量に比較して多い、すなわち、黒(K)のトナーボトル41Kが他の色のトナーボトル41M、41C、41Yに比較して大きい。その結果、現像ユニット40Kを駆動モータで駆動するときに、最も駆動トルクが大きくなり、これらの全ての現像ユニット40M〜40Kを1つの駆動モータで駆動する場合、現像ユニット40Mから現像ユニット40Kに移行する際の900msecの時間帯が正常動作範囲内での動作において最も厳しい動作状態となる。
In the developing units 40M to 40K, since the developing
この場合、図4に示したモータ駆動制御部400によってブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の制御を行うことで、適切かつ安全にブラシレスモータの駆動制御を行うことができる。
In this case, the drive control of the brushless motor can be appropriately and safely performed by controlling the drive current to the winding
すなわち、複数枚連続して画像形成する場合、図3に示したように、転写時間を短縮させて画像形成の動作時間を短縮するために、例えば、現像ユニット40Mの動作が終了(OFF)する900msec前に、現像ユニット40Kの動作を開始(ON)し、また、一般的に、黒(K)の色を使用する頻度が高く、黒(K)のトナーボトル41Kが他の色のトナーボトル41M、41C、41Yに比較して大きいため、現像ユニット40Kを駆動モータで駆動するときに、最も駆動トルクが大きくなり、これらの全ての現像ユニット40M〜40Kを1つのブラシレスモータで駆動する場合、現像ユニット40Mから現像ユニット40Kに移行する際の900msecの時間帯が正常動作範囲内での動作において最も厳しい動作状態となって、駆動トランジスタ回路401の電流検出抵抗Rxに過電流が流れて電流検出抵抗Rxの電位が所定の電位よりも高くなる。
That is, when a plurality of images are continuously formed, as shown in FIG. 3, for example, the operation of the developing unit 40M is ended (OFF) in order to shorten the transfer time and the image forming operation time. The operation of the developing
そして、モータドライバIC402が、この電流検出抵抗Rxの電位が所定の電位よりも高くなったことを検知して、ロック信号をNegative出力し、定常負荷保護回路403は、このロック信号がNegative出力になると、待ち時間である上記保護回路作動時間(例えば、5sec)後に、リミッタ信号をモータドライバIC402に出力して、モータドライバIC402が、駆動トランジスタ回路401によるブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を停止させて、ブラシレスモータを停止させる。
Then, the
ところが、いま、過負荷状態、すなわち、電流検出抵抗Rxに過電流の流れている時間が保護回路作動時間の5secよりも短い900msecであるため、定常過負荷保護回路403は、リミッタ信号を出力することがなく、モータドライバIC402は駆動トランジスタ回路401にブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を継続させる。
However, since the overload state, that is, the time during which the overcurrent flows through the current detection resistor Rx is 900 msec, which is shorter than the protection circuit operating time of 5 sec, the steady overload protection circuit 403 outputs a limiter signal. The
また、このような場合には、図5に示すように、900msecの過負荷が所定の周期で発生してブラシレスモータの巻線部300の温度は上昇するが、巻線部300が発火・発煙を起こさない限界温度である100℃に達することがなく、いま、モータ温度過上昇防止回路404の温度フューズ410の動作温度がこの限界温度である100℃に設定されていると、温度フューズ410は動作しない。したがって、駆動トランジスタ回路401やモータ温度過上昇検出回路405等に+24VFの電源の供給が継続され、正常動作する。
In such a case, as shown in FIG. 5, an overload of 900 msec occurs at a predetermined period and the temperature of the winding
一方、例えば、図6に示すように、カラー画像形成装置1のソフトウェアの暴走や機械的な故障等により単色での現像動作中に、2〜4secの異常過負荷状態が短い周期間隔で繰り返し発生した場合、この2〜4secの異常過負荷による過電流が電流検出抵抗Rxに流れている時間は、定常過負荷保護回路403の保護回路作動時間の5secよりも短いため、定常過負荷保護回路403は、リミッタ信号を出力することがなく、モータドライバIC402は駆動トランジスタ回路401にブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を継続させる。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 6, an abnormal overload state of 2 to 4 sec is repeatedly generated at a short cycle interval during a single color developing operation due to a software runaway or a mechanical failure of the color
ところが、この2〜4secの異常過負荷状態が短い周期で繰り返される状態が継続されると、ブラシレスモータの巻線部300の温度は、図7に示すように、巻線部300が発火・発煙を起こさない限界温度である100℃を越え、発火・発煙のおそれが発生する。
However, when the state where the abnormal overload state of 2 to 4 seconds is repeated in a short cycle is continued, the temperature of the winding
この場合、本実施例のモータ駆動制御部400は、ブラシレスモータの巻線部300の近くにモータ温度過上昇防止回路404の温度フューズ410が配設されており、この温度フューズ410は、ブラシレスモータの巻線部300の温度を検出して、当該巻線部300の温度が、巻線部300が発火・発煙を起こさない限界温度である100℃を越えたことを検出すると、オフ動作して、駆動トランジスタ回路401やモータ温度過上昇検出回路405への+24VFの電源の供給を遮断する。
In this case, in the motor
駆動トランジスタ回路401への+24VFの電源の供給が遮断されることで、ブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給が停止され、ブラシレスモータが停止する。
When the supply of +24 VF power to the drive transistor circuit 401 is interrupted, the supply of drive current to the winding
したがって、定常過負荷保護回路403の保護回路作動時間よりも短い過負荷状態が短い周期で繰り返し発生して、定常過負荷保護回路403は作動しないが、ブラシレスモータの巻線部300の温度が限界温度を超える場合にも、適切かつ確実にブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を遮断することができ、巻線部300の発火・発煙等の危険の発生を未然に防止することができる。
Accordingly, an overload state shorter than the protection circuit operating time of the steady overload protection circuit 403 repeatedly occurs in a short cycle, and the steady overload protection circuit 403 does not operate, but the temperature of the winding
また、モータ温度過上昇検出回路405への+24VFの電源の供給が遮断されると、トランジスタTr1がOFFとなって、ブラシレスモータの温度が過上昇したことを示す信号であるハイ(High)のFUSE信号を、カラー画像形成装置1のCPU201に出力し、CPU201は、ハイのFUSE信号が入力されると、ブラシレスモータの温度が過上昇したと判断して、画像形成動作の停止に必要な各種動作処理を行うとともに、ブラシレスモータの温度が過上昇した旨の情報を操作パネル204のディスプレイに表示出力したり、ランプ点灯や点滅等の報知方法で、カラー画像形成装置1のユーザに通知する。
When the supply of the +24 VF power supply to the motor temperature rise detection circuit 405 is cut off, the transistor Tr1 is turned off, and a high FUSE signal indicating that the temperature of the brushless motor has risen excessively. When the high FUSE signal is input, the
したがって、カラー画像形成装置1のユーザは、必要なメンテナンス等の対応を適切かつ速やかに実施することができ、カラー画像形成装置1の利用性及び安全性を向上させることができる。
Accordingly, the user of the color
また、例えば、図8に示すように、カラー画像形成装置1のソフトウェアの暴走や機械的な故障等により、定常過負荷保護回路403の保護回路作動時間である5secよりも長い過負荷状態が発生する場合には、過負荷状態の保護回路作動時間の経過によって定常過負荷保護回路403がリミッタ信号をモータドライバIC402に出力して、モータドライバIC402が、駆動トランジスタ回路401によるブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を停止させて、ブラシレスモータを停止させるか、図9に示すように、過負荷が発生してから定常過負荷保護回路403の保護回路作動時間である5secよりも短い時間でブラシレスモータの巻線部300の温度が限界温度を超えると、ブラシレスモータの巻線部300の温度が限界温度を越えた時点で、モータ温度過上昇防止回路404の温度フューズ410がオフ動作して、駆動トランジスタ回路401やモータ温度過上昇検出回路405への+24VFの電源の供給を遮断する。
Further, for example, as shown in FIG. 8, an overload state longer than 5 sec which is the protection circuit operating time of the steady overload protection circuit 403 occurs due to a software runaway or a mechanical failure of the color
したがって、ブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給をより一層速やかにかつ確実に遮断することができ、巻線部300の発火・発煙等の危険の発生を未然にかつより一層確実に防止することができる。
Therefore, the supply of the drive current to the winding
また、カラー画像形成装置1の必要なメンテナンス等の対応を適切かつ速やかに実施することができ、カラー画像形成装置1の利用性及び安全性を向上させることができる。
In addition, it is possible to appropriately and promptly carry out necessary maintenance and the like of the color
このように、本実施例のカラー画像形成装置1は、モータ駆動制御部400の定常負荷保護回路403が保護回路作動時間(待ち時間)を超える過電流がブラシレスモータの巻線部300に流れたことを検出するか、モータ温度過上昇防止回路404がブラシレスモータの巻線部300が限界温度を超えたことを検出すると、ブラシレスモータの巻線部300への駆動電流の供給を停止している。
As described above, in the color
したがって、過電流がブラシレスモータの巻線部300に流れても、ブラシレスモータが温度上昇で発煙・発火等を発生しない程度の短い周期の過電流であるときには、ブラシレスモータへの通電を安価にかつ適切に継続することができるとともに、発煙・発火等の発生のおそれのある温度にモータ温度が上昇すると、確実にブラシレスモータへの通電を停止することができ、ブラシレスモータの安全性を向上させることができるとともに、ブラシレスモータの利用性を向上させることができる。
Therefore, even if an overcurrent flows through the winding
また、本実施例のカラー画像形成装置1のモータ駆動制御部400は、モータ温度過上昇防止回路404が、巻線部300の温度が限界温度を超えると、駆動トランジスタ回路401やモータ温度過上昇検出回路405等への供給電源を遮断して、巻線部300への駆動電流の供給を停止している。
In addition, the motor
したがって、簡単な構成で確実に巻線部300への駆動電流の供給を停止することができる。
Therefore, the supply of drive current to the winding
さらに、本実施例のカラー画像形成装置1のモータ駆動制御部400は、モータ温度過上昇検出回路405による巻線部300への駆動電流の供給停止が発生すると、モータ温度過上昇検出回路405が巻線部300への駆動電流の供給停止が発生したことを示すFUSE信号(報知信号)をCPU201に出力している。
Further, the motor
したがって、CPU201が、ハイのFUSE信号が入力されると、ブラシレスモータの温度が過上昇したと判断して、画像形成動作の停止に必要な各種動作処理を行うとともに、ブラシレスモータの温度が過上昇した旨の情報を操作パネル204のディスプレイに表示出力したり、ランプ点灯や点滅等の報知方法で、カラー画像形成装置1のユーザに通知することで、カラー画像形成装置1のユーザが、必要なメンテナンス等の対応を適切かつ速やかに実施することができるようにすることができ、カラー画像形成装置1の利用性及び安全性を向上させることができる。
Therefore, when a high FUSE signal is input, the
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 The invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
過負荷によるモータの巻線に流れる過電流を検出して駆動電流の供給停止を行うモータを安全かつ利用性よく駆動制御するモータ駆動制御装置及びこのモータ駆動制御装置を用いてモータの駆動制御を行う画像形成装置、画像読取装置等の機器一般に適用することができる。 A motor drive control device for driving and controlling a motor that stops supply of drive current by detecting an overcurrent flowing in the motor winding due to overload, and a motor drive control using the motor drive control device The present invention can be applied to general apparatuses such as an image forming apparatus and an image reading apparatus.
1 カラー画像形成装置
2 本体筐体
10 給紙部
11 第1給紙トレイ
12 第2給紙トレイ
13、14 給紙ローラ
15、16 分離パッド
17 搬送ローラ
18 レジストローラ
20 プロッタ部
30 感光体ベルトユニット
31、32、33 ローラ
34 感光体ベルト
35 感光体クリーニング部
36 感光体廃トナーボトル
40M、40C、40Y、40K 現像ユニット
41M、41C、41Y、41K トナーボトル
42M、42C、42Y、42K カートリッジ
50 中間転写ベルトユニット
51 中間転写ベルト
52 ローラ
53 中間転写ベルトクリーニング部
54 中間転写廃トナーボトル
55 中間転写ローラ
60 2次転写ユニット
70 書込ユニット
80 帯電ユニット
90 定着ユニット
91 定着オイル塗布ユニット
100 排紙ユニット
110 スキャナ部
P 記録紙
201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 操作パネル
205 I/O制御部
206 各種センサ
207 各種モータ
208 読取制御部
209 書込制御部
210 通信制御部
211 網制御部
212 バス
300 巻線部
400 モータ駆動制御部
401 駆動トランジスタ回路
402 モータドライバIC
403 定常過負荷保護回路
404 モータ温度過上昇防止回路
405 モータ温度過上昇検出回路
Rx 電流検出抵抗
410 温度フューズ
Tr1 トランジスタ
R1、R2、R3 抵抗
DESCRIPTION OF
202 ROM
203 RAM
204 Operation Panel 205 I /
403 Steady overload protection circuit 404 Motor temperature rise prevention circuit 405 Motor temperature rise detection circuit Rx
Claims (3)
When the supply of drive current to the winding is stopped by the over-temperature rise prevention means, the motor drive control device outputs a notification signal indicating that the stop of supply of drive current to the winding has occurred. A motor drive control device.
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