JP2832792B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JP2832792B2
JP2832792B2 JP5209185A JP20918593A JP2832792B2 JP 2832792 B2 JP2832792 B2 JP 2832792B2 JP 5209185 A JP5209185 A JP 5209185A JP 20918593 A JP20918593 A JP 20918593A JP 2832792 B2 JP2832792 B2 JP 2832792B2
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雅之 水野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、回転反射鏡
を定速回転させることによって回転反射鏡に入射するレ
ーザ光の光路を変化させ、レーザ光によって走査対象を
走査するためのレーザ走査装置において好適に用いら
れ、たとえば上記回転反射鏡を回転駆動するモータを制
御するためのモータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザビームプリンタ、レーザ記録方式
のファクシミリ装置およびレーザ記録方式のディジタル
複写機では、レーザビームで感光体の表面を走査するこ
とによって、形成すべき画像に対応した静電潜像が感光
体に書き込まれる。感光体の表面の静電潜像は、トナー
像に現像される。このトナー像が記録用紙に転写され、
さら定着されることによって画像の形成が達成され
る。
【0003】レーザビームによって感光体の表面を走査
するためのレーザ走査装置は、レーザ光源と、レーザ光
源からのレーザビームを感光体に向けて反射するための
回転反射鏡と、この回転反射鏡を定速回転させるための
モータとを備えている。回転反射鏡が定速回転されるこ
とにより、レーザビームの光路が変化し、感光体の走査
が達成される。
【0004】レーザビームによる画像の書き込みを正確
に行うためには、モータの回転が厳密に制御される必要
がある。すなわち、回転反射鏡を回転させるためのモー
タは、定速回転制御がなされる。モータの定速回転制御
を実現するための制御回路には、モータの回転数が所定
の目標回転数の近傍で安定したかどうかを検知するため
の回転安定検知回路が備えられている。回転安定検知回
路は、モータの回転数が目標回転数の近傍の所定範囲内
の回転数である規定回転数であるときに、回転安定信号
を出力する。
【0005】モータの起動時には、モータには比較的大
きな電力が供給され、その回転数は規定回転数に速やか
に立ち上げられる。しかし、モータの回転数を単調に増
加させて規定回転数で安定させることは実際上は不可能
である。すなわち、モータの回転数が規定回転数で安定
する以前には、オーバーシュートが生じる。したがっ
て、モータ起動直後の期間には、回転安定信号が断続的
に出力される。つまり、回転安定信号にはチャタリング
が生じる。
【0006】このようなモータの起動特性を考慮して、
レーザ記録方式の画像形成装置では、モータの起動後、
回転安定信号のチャタリングが安定するのに要する充分
な待機時間が経過した後に、レーザ光源の点灯制御を開
始して印字動作を開始するようにしている。モータは機
械装置であるから、個体間の特性のばらつきが比較的大
きい。そのため、上記の待機時間は、長めに設定される
のが通常である。
【0007】印字動作が開始された後に、上記の回転安
定信号が出力されなくなったときには、故障が発生した
ものと判定される。この判定に応答して、印字動作が停
止され、画像形成装置に備えられた所定の表示部には、
故障の発生が表示される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】制御回路やモータには
個体間に特性のばらつきがあり、モータの起動後その回
転が安定するまでに要する時間にはばらつきがある。ま
た、経時変化によって回転安定までに要する時間が長く
なる場合もある。このような場合には、印字動作には、
必ずしも支障はない。
【0009】ところが、上述の従来技術では、一定の待
機時間の経過後に印字動作が開始され、印字動作中に回
転安定信号出力されなくなったときには、故障が発生
したものと判定される。したがって、モータの回転が安
定化するのに要する時間が多少長いものの印字動作には
特に支障がないような場合であっても、故障が発生した
ものと誤って判定され、印字を行わせることができない
おそれがある。
【0010】この問題を解決するために上記の待機時間
を長くすることが考えられる。しかし、この場合には、
モータの起動から印字開始までの待ち時間が長くなると
いう新たな問題が生じることになる。そこで、モータの
立上り時間を考慮して、早めにモータを起動しておくこ
とが考えられる。しかし、このようにすると、モータの
駆動時間が必要以上に長くなるおそれがあり、モータの
寿命を短くするおそれがある。
【0011】たとえば、レーザビーム記録方式のファク
シミリ装置を例にとると、1頁の画像を受信する際に、
受信開始から受信終了までに要する時間が20分にも及
ぶ場合もある。したがって、受信開始直後にモータを起
動することにすると、約20分間に渡ってモータが無駄
に回転駆動されることになる。そのため、モータの実質
的な寿命が極めて短くなるおそれがある。
【0012】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、ポリゴンモータやその制御装置の部品等の
個体間の特性のばらつきや経時変化にも良好に対応する
ことができるとともに、必要以上に長い待ち時間を要す
ることなくモータの定速制御を良好に行えるモータ制御
装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するためのこの発明のモータ制御装置は、所定の目
標回転数の付近の所定範囲内の回転数である規定回転数
でモータを定速回転させるためのモータ制御装置であっ
て、モータの起動開始後所定の第1時間が経過する以前
の期間に、上記第1時間よりも短い第2時間が経過する
たびに、モータの回転数が上記第2時間よりも短い第3
時間以上継続して上記規定回転数であるかどうかを判定
する第1判定手段と、上記第1判定手段にて上記規定回
転数でないとされた出力の連続状態が、上記第1時間を
経過してもなお続く場合に、故障と判定する第2判定手
段と、上記第1時間が経過する以前に、上記第1判定手
段が、モータの回転数が上記第3時間以上継続して上記
規定回転数であると判定したときに、この判定が行われ
てから所定の第4時間の経過後におけるモータの回転数
が上記規定回転数であるかどうかを判定し、モータの回
転数が上記規定回転数であればモータの制御が正常に行
われているものと判定する第3判定手段と、この第3判
定手段がモータの回転数が上記規定回転数でないと判定
したときに、この判定が行われてから所定の第5時間の
経過後におけるモータの回転数が上記規定回転数である
かどうかを判定し、モータの回転数が上記規定回転数で
なければ、故障が発生しているものと判定し、モータの
回転数が上記規定回転数であれば、モータの制御が正常
に行われているものと判定する第4判定手段とを含むこ
とを特徴とする。
【0014】この構成によれば、モータの起動開始後所
定の第1時間が経過する以前の期間において、第2時間
が経過するたびに、モータの回転数が所定の第3時間以
上継続して規定回転数であるかどうかが判定される。す
なわち、モータの回転数が規定回転数で安定したかどう
かが判定される。上記第1時間が経過する以前にモータ
の回転数が安定しなければ、故障が発生したものと判定
される。一方、上記第1時間が経過する以前にモータの
回転数が安定したと判定されれば、さらにモータの回転
が安定しているかどうかの再確認が行われる。すなわ
ち、モータの回転が安定したと判定されたときには、さ
らに、所定の第4時間の経過後に、モータの回転数が規
定回転数であるかどうかが判定され、その結果、モータ
の回転数が規定回転数であれば、モータの制御が正常に
行われていると判定される。
【0015】したがって、モータを起動してからその回
転数が規定回転数で安定するまでの立上り時間が短い場
合には、モータの回転数が規定回転数で安定すると、モ
ータの制御が正常であるとの判定が速やかになされるこ
とになる。したがって、無駄な待ち時間が生じることが
ない。また、第1時間が経過する以前には、第2時間ご
とに、モータの回転数が規定回転数で安定したかどうか
が繰り返し判定される。そのため、モータおよびモータ
制御装置ならびにそれらに関連する部品の個体間の特性
のばらつきや経時変化のためにモータの立上り時間が長
くなった場合でも、モータの回転数が第1時間以内に規
定回転数で安定する限りにおいて、モータの制御が正常
に行われているものと判定される。その結果、モータの
回転数を安定させることができる場合には、故障が発生
したものと誤って判定されることが防止される。
【0016】さらに、本発明では、第2時間が経過する
たびにモータの回転数が安定したかどうかが判定されて
おり、このような判定が終始継続的に行われるわけでは
ない。そのため、この判定をマイクロコンピュータが実
行するソフトウェア処理によって行う場合には、マイク
ロコンピュータが判定処理を実行する時間が短いから、
マイクロコンピュータの全体に処理に対する判定処理の
負担を比較的軽くすることができる。
【0017】
【0018】しかも、この発明では、第3判定手段によ
ってモータの制御が正常に行われているものと判定され
た後に、さらにモータの回転が安定しているかどうかの
再確認が行われる。すなわち、モータの制御が正常に行
われていると判定されたときには、さらに、所定の第4
時間の経過後に、モータの回転数が規定回転数であるか
どうかが判定される。その結果、モータの回転数が規定
回転数であれば、モータの制御が正常に行われているこ
とが再確認される。
【0019】一方、上記所定の第4時間の経過後の判定
においてモータの回転数が規定回転数でないと判定され
たときであっても、直ちには故障が生じているものとは
判定されない。すなわち、さらに所定の第5時間が経過
した後に、モータの回転数が規定回転数であるかどうか
が再度判定される。このときにモータの回転数が規定回
転数であれば、モータの回転が安定したものとされ、モ
ータの制御が正常に行われているとの判定がなされる。
上記第5時間の経過後にもモータの回転数が規定回転数
でない場合には、故障であると判定される。
【0020】このようにして、第判定手段によってモ
ータの回転が安定していると判定されたときには、第4
時間経過後または(第4時間+第5時間)経過後におけ
るモータの回転数が規定回転数であることを条件に、
ータの回転が安定していることが再確認され、モータの
制御が正常に行われているとの判定がなされる。このよ
うに、2段階で再確認処理を行っていることにより、モ
ータおよびモータ制御装置ならびにそれらに関連する部
品の特性のばらつきや経時変化にも、良好に対応するこ
とができ、故障であるとの判定が誤ってなされることが
ない。
【0021】
【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例が組
み込まれたレーザビームプリンタの電気的構成を示すブ
ロック図である。レーザビームプリンタでは、一様に帯
電された感光体の表面がレーザビームによって走査さ
れ、感光体の表面に静電潜像が書き込まれる。この静電
潜像がトナー像に現像される。このトナー像が記録用紙
に転写され、さらに定着される。
【0022】レーザビームを発生するためのレーザ光源
1は、マイクロコンピュータを内部に備えた主制御部3
によって制御される。主制御部3には、感光体の表面を
帯電させるための帯電装置(図示せず)などに接続され
た高圧ユニット5、装置の各部に駆動力を与えるための
メインモータ7、故障発生などを使用者に報知するため
の表示部10、および各種のスイッチ9が接続されてい
る。主制御部3には、ポリゴンミラー(図示せず)を定
速で回転駆動するためのポリゴンモータ15の駆動制御
を行うモータ制御部20が接続されている。
【0023】ポリゴンミラーは、多角柱の各側面を反射
面とした回転反射鏡であり、レーザ光源1から発生され
るレーザビームを感光体に向けて反射するためのもので
ある。ポリゴンミラーがその軸線まわりに回転駆動され
ることによって、このポリゴンミラーから感光体に至る
レーザビームの光路が等速的に変化する。これによっ
て、感光体の表面の走査が達成される。
【0024】ポリゴンモータ15に関連して、このポリ
ゴンモータ15の回転速度に対応した周波数の信号を発
生するロータリエンコーダ17が配置されている。この
ロータリエンコーダ17の出力は、ポリゴンモータ15
が所定の目標回転数の近傍の所定範囲内の規定回転数で
安定しているかどうかを検出するための回転安定検知回
路21に与えられている。この回転安定検知回路21
は、ポリゴンモータ制御部20内に設けられており、ポ
リゴンモータ15の回転数が規定回転数の範囲内の値で
あるときに、所定の回転安定信号を出力する。この回転
安定信号は、ポリゴンモータ制御部20内においてポリ
ゴンモータ15の定速制御のために用いられるほか、ポ
リゴンミラーなどを含むレーザ走査装置に故障が生じて
いるかどうかを判定するために、主制御部3にも与えら
れている。
【0025】図2は、回転安定検知回路21の内部構成
を示すブロック図である。ロータリエンコーダ17の出
力信号は、周波数−電圧(F−V)変換器25によって
電圧信号に変換される。すなわち、周波数−電圧変換器
25からは、ポリゴンモータ15の回転数に対応した電
圧信号が出力される。この電圧信号は、比較器26Aの
反転入力端子、および比較器26Bの非反転入力端子に
それぞれ入力される。比較器26Aおよび26Bはウイ
ンドウコンパレータを構成している。すなわち、比較器
26Aの非反転入力端子には上限規定電圧VUが与えら
れており、比較器26Bの反転入力端子には下限規定電
圧VD(VD<VU)が入力されている。周波数−電圧
変換器25の出力電圧が下限規定電圧VDと上限規定電
圧VUとの間の値をとる場合に限り、比較器26Aおよ
び26Bの出力がいずれもハイレベルになる。
【0026】一対の比較器26Aおよび26Bの各出力
信号は、ANDゲート28に入力される。ANDゲート
28の出力は、比較器26Aおよび26Bの出力がいず
れもハイレベルの場合に、ハイレベルとなる。このAN
Dゲート28のハイレベルの出力信号が、上記の回転安
定信号となる。比較器26Aに与えられている上限規定
電圧VUと、比較器26Bに与えられている下限規定電
圧VDとは、ポリゴンモータ15の目標回転数を中心と
した所定の規定回転数の範囲の上限と下限とにそれぞれ
対応している。すなわち、ポリゴンモータ15が規定回
転数の上限の回転数で回転しているときの周波数−電圧
変換器25の出力電圧は、上限規定電圧VUに等しい。
同様に、ポリゴンモータ15が規定回転数の下限の回転
数で回転しているときの周波数−電圧変換器25の出力
電圧は、下限電圧VDに等しい。したがって、ポリゴン
モータ15の回転数が、規定回転数の範囲内の回転数で
ある場合に限り、回転安定信号(ANDゲート28のハ
イレベルの出力信号)が出力されることになる。
【0027】図3は、ポリゴンモータ15の起動直後の
動作を説明するための波形図である。図3(a) は、ポリ
ゴンモータ15の回転数の立上り波形を示し、図3(b)
は回転安定検知回路21の出力信号(ANDゲート28
の出力信号)の波形を示している。ポリゴンモータ15
の起動直後には、ポリゴンモータ制御部20は、比較的
大きな電力をポリゴンモータ15に供給する。そのた
め、ポリゴンモータ15の回転数は速やかに上昇する。
そして、参照符号51,52,53で示すオーバーシュ
ートを生じさせながら、ポリゴンモータ15の回転数
は、次第に規定回転数範囲ΔR内の値に収束していく。
【0028】回転安定検知回路21の出力信号は、図3
(b) に示されているように、ポリゴンモータ15の回転
数が規定回転数範囲内ΔR内の値である期間にはハイレ
ベルとなり、残余の期間にはローレベルとなる。ポリゴ
ンモータ15の回転数が規定回転数範囲ΔR内の値に収
束していくに従って、回転安定信号のパルス幅(ハイレ
ベルである期間の長さ)は次第に長くなっていく。
【0029】図4は、レーザ走査装置が正常かどうかを
判定するために主制御部3においてポリゴンモータ15
の起動直後に実行される処理を説明するためのフローチ
ャートである。ポリゴンモータ15が起動されると、所
定の第1時間T1(たとえば10秒)が経過するまでの
期間において、所定の第2時間T2(たとえば2秒)お
きに、所定の第3時間T3(たとえば300ミリ秒)に
渡って継続して規定回転数である状態が継続したかどう
かが判定される(ステップS1,S2,S3)。すなわ
ち、起動後10秒間の期間には、2秒おきに、回転安定
信号のパルス幅が300ミリ秒以上であるかどうかが判
定される。第1時間T1が経過する以前に300ミリ秒
以上のパルス幅の回転安定信号が検出されなければ(ス
テップS3)、故障処理が行われる(ステップS1
0)。故障処理とは、印字動作を行わずに、たとえば表
示部10に故障の発生を表示して使用者に報知したりす
る処理である。
【0030】ステップS2においてポリゴンモータ15
の回転数が規定回転数である状態が第3時間T3だけ継
続したと判定されると、ポリゴンモータ15の回転が安
定したものとされる。そして、ステップS4において、
所定の第4時間T4(たとえば3秒)の経過が待機され
る。そして、ステップS5において、ポリゴンモータ1
5の回転数が規定回転数であるかどうか(すなわち、回
転安定信号が出力されているかどうか)が再度判定され
る。これにより、ポリゴンモータ15の回転数が規定回
転数で安定しているかどうかが再確認される。ポリゴン
モータ15の回転数が規定回転数であると判定される
と、印字処理が開始される(ステップS6)。印字処理
とは、レーザ光源1の駆動、感光体の駆動および用紙の
供給などの処理である。
【0031】一方、ステップS5においてポリゴンモー
タ15の回転数が規定回転数でないと判定されたときに
は、所定の第5時間T5(たとえば3秒)だけ待機した
後に(ステップS7)、ポリゴンモータ15の回転数が
規定回転数であるかどうかが再度判定される(ステップ
S8)。この判定によってもポリゴンモータ15の回転
数が規定回転数でないと判定されたときには、故障処理
が行われる(ステップS10)。また、ポリゴンモータ
15の回転数が規定回転数であると判定されると、印字
処理(ステップS6)が行われることになる。
【0032】たとえば、ポリゴンモータ15の駆動を開
始してからその回転数が規定回転数で安定するまでの立
上り時間が短い場合には、回転安定信号のパルス幅が速
やかに長くなる。そのため、主制御部3が実行する処理
は、ステップS1〜S3のループを速やかに抜け出し、
ステップS4およびS5の処理を経て、印字処理が開始
される。
【0033】一方、ポリゴンモータ15の回転数が規定
回転数で安定するまでの立上り時間が比較的長い場合で
も、10秒以内に回転安定信号のパルス幅が300ミリ
秒に達すれば、故障であるとは判定されない。そして、
3秒間の経過の後に、ポリゴンモータ15の回転数が規
定回転数で安定していれば、印字処理が行われる。さら
に、回転安定信号のパルス幅が300ミリ秒に達してか
ら、3秒以内に回転数が規定回転数で安定しない場合で
も、さらに3秒間待機され(ステップS7)、もう一度
ポリゴンモータ15の回転数が規定回転数であるかどう
かを調べたうえで、印字処理を行うか故障処理を行うか
が決定される。
【0034】さらに、回転安定信号のパルス幅が300
ミリ秒に達するのに10秒以上を要する場合や、回転安
定信号のパルス幅が300ミリ秒に達してからポリゴン
モータ15の回転数が規定回転数で安定するまでに6秒
(T4+T5)以上を要するような場合には、レーザ走
査装置に異常が発生したものとして、故障処理が行われ
る。
【0035】このようにして、本実施例によれば、ポリ
ゴンモータ15の回転数が規定回転数に立ち上がるまで
の立上り時間が短い場合には、速やかに印字動作を開始
させることができる。そして、ポリゴンモータ15およ
びその他の部品の個体間の特性のばらつきや経時変化の
ために立上り時間が比較的長くなった場合でも、ポリゴ
ンモータ15の回転を安定させることができる限りにお
いて、印字動作が行われる。これにより、印字動作を開
始するまでに無駄な待ち時間が生じたり、不必要な故障
処理が行われたりすることを防止することができる。
【0036】また、本実施例では、ポリゴンモータ15
の回転数が規定回転数であるかどうかの判定は、終始継
続して行われるわけではない。すなわち、ステップS2
における判定は、2秒ごとに行われ、ステップS5およ
びステップS8における判定は、3秒の時間間隔をおい
て行われる。したがって、主制御部3が上記の判定処理
を実行する時間は極めて短い時間で足りる。そのため、
上記の判定処理が主制御部3にとって大きな負担となる
ことはない。これにより、主制御部3に大きな負担をか
けることなく、ポリゴンモータ15を良好に制御するこ
とができる。
【0037】本発明の実施例の説明は以上のとおりであ
るが、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。たとえば、上記の実施例では、レーザビームプリン
タを例にとって説明したが、本発明は、レーザビームプ
リンタ以外にも、レーザ記録方式のファクシミリ装置や
ディジタル複写機のようなレーザ走査装置を用いた画像
形成装置に対しても容易に適用することができる。ま
た、本発明は、画像形成装置だけでなく、モータを規定
回転数で定速制御する必要がある任意の装置に対して適
用することが可能である。
【0038】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々の設計変更を施すことができる。
【0039】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、モータを
起動してからその回転数が規定回転数で安定するまでの
立上り時間が短い場合には、モータの制御が正常である
との判定が速やかになされる。したがって、無駄な待ち
時間が生じることがない。また、モータの回転数が規定
回転数で安定したかどうかの判定は、第1時間が経過す
る以前の期間において、第2時間ごとに繰り返し行われ
る。そのため、モータおよびモータ制御装置ならびにそ
れらに関連する部品の個体間の特性のばらつきまたは経
時変化のためにモータの立上り時間が長くなった場合で
も、モータの回転数を安定させることができる限りにお
いて、モータの制御が正常に行われているものと判定さ
れ、故障が発生したものと誤って判定されることがな
い。
【0040】さらに、本発明では、第2時間が経過する
たびに、モータの回転数が安定したかどうかを判定して
いるので、このような判定を終始継続的に行う必要はな
い。そのため、この判定をマイクロコンピュータが実行
するソフトウェア処理によって行う場合には、マイクロ
コンピュータに大きな負担を課すことがない。さらに、
本発明によれば、一旦モータの回転が安定しているもの
と判定された後に、さらにモータの回転が安定している
かどうかの再確認が行われる。すなわち、第1判定手段
によってモータの回転が安定していると判定されたとき
には、第4時間経過後または(第4時間+第5時間)経
過後にモータの回転数が規定回転数であることを条件
に、モータの回転が安定していることが再確認されたう
えで、モータの制御が正常に行われていると判定され
。このように、2段階で再確認処理を行っていること
により、モータおよびモータ制御装置ならびにそれらに
関連する部品の特性のばらつきや経時変化にも良好に対
応することができ、故障であるとの判定が誤ってなされ
ることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例が組み込まれたレーザビーム
プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図2】回転安定検知回路の内部構成を示すブロック図
である。
【図3】モータ起動直後の動作を説明するための波形図
である。
【図4】モータ起動直後に主制御部において行われる処
理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 レーザ光源 3 主制御部 15 ポリゴンモータ 17 ロータリエンコーダ 20 ポリゴンモータ制御部 21 回転安定検知回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の目標回転数の付近の所定範囲内の回
    転数である規定回転数でモータを定速回転させるための
    モータ制御装置であって、 モータの起動開始後所定の第1時間が経過する以前の期
    間に、上記第1時間よりも短い第2時間が経過するたび
    に、モータの回転数が上記第2時間よりも短い第3時間
    以上継続して上記規定回転数であるかどうかを判定する
    第1判定手段と、上記第1判定手段にて上記規定回転数でないとされた出
    力の連続状態が、上記第1時間を経過してもなお続く場
    合に、故障と判定する 第2判定手段と、 上記第1時間が経過する以前に、上記第1判定手段が、
    モータの回転数が上記第3時間以上継続して上記規定回
    転数であると判定したときに、この判定が行われてから
    所定の第4時間の経過後におけるモータの回転数が上記
    規定回転数であるかどうかを判定し、モータの回転数が
    上記規定回転数であればモータの制御が正常に行われて
    いるものと判定する第3判定手段と、 この第3判定手段がモータの回転数が上記規定回転数で
    ないと判定したときに、この判定が行われてから所定の
    第5時間の経過後におけるモータの回転数が上記規定回
    転数であるかどうかを判定し、モータの回転数が上記規
    定回転数でなければ、故障が発生しているものと判定
    し、モータの回転数が上記規定回転数であれば、モータ
    の制御が正常に行われているものと判定する第4判定手
    段とを含むことを特徴とするモータ制御装置。
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