JP5780385B2 - Motor drive device and image forming apparatus having the same - Google Patents

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本願発明は、モータ駆動装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機といった各種のものが含まれる。   The present invention relates to a motor driving device and an image forming apparatus including the motor driving device. The image forming apparatus includes various apparatuses such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions in combination.

従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置は、例えば感光体、現像ローラ及び中間転写ベルトといった複数の回転体(負荷)を有している。これら回転体を駆動させる駆動源としては、回転安定性が高くて長寿命のブラシレスモータが一般的に用いられる。画像形成(印刷)に際しては、ブラシレスモータを起動させて各回転体が定格回転に至ってから、画像形成動作が開始される。ブラシレスモータの起動時は、慣性に起因して定格回転時よりも大きなトルク(起動トルク)が必要であり、起動トルクに比例した大きな起動電流が流れるため、従来の画像形成装置では、通常環境下でのピーク電流(起動電流)を考慮して、比較的容量の大きい電源装置を用いざるを得ず、電源装置が大型化する傾向にあった。   Conventionally, an image forming apparatus adopting an electrophotographic system has a plurality of rotating bodies (loads) such as a photosensitive member, a developing roller, and an intermediate transfer belt. As a driving source for driving these rotating bodies, a brushless motor having a high rotational stability and a long life is generally used. In image formation (printing), an image forming operation is started after the brushless motor is started and each rotating body reaches the rated rotation. When starting a brushless motor, a larger torque (starting torque) is required than at rated speed due to inertia, and a large starting current proportional to the starting torque flows. In view of the peak current (starting current) in the power source, a power supply device having a relatively large capacity has to be used, and the power supply device tends to increase in size.

この点、特許文献1には、ブラシレスモータの起動時に、PWM信号のデューティ比と電流印加時間とを固定した開ループ制御を行ってから閉ループ制御に切り換える技術が開示されている。当該技術によれば、ブラシレスモータに流れる起動電流を抑制でき、その結果、電源装置の大容量化・大型化の回避が可能になる。   In this regard, Patent Document 1 discloses a technique of performing open-loop control with a fixed PWM signal duty ratio and current application time and then switching to closed-loop control when a brushless motor is started. According to this technique, the starting current flowing through the brushless motor can be suppressed, and as a result, it is possible to avoid an increase in capacity and size of the power supply device.

特開2001−238482号公報JP 2001-238482 A

ところで、ブラシレスモータの起動トルクは、画像形成装置の使用環境の違いによって当然に変化する。例えば通常環境と異なる低温環境下では、摩擦抵抗等の負荷の影響で起動トルクが増大し、これに伴い起動電流、ひいては電源電流も増大する。しかし、特許文献1の構成では、環境の変化まで考慮されていないから、低温環境下でブラシレスモータを起動させた場合に、定格電流を超える大きさの電源電流が流れるおそれがある(図7(a)(b)参照)。そうすると、電源装置の過電流保護(OCP)が働いたり電源装置の劣化を招いたりするという問題があった。   Incidentally, the starting torque of the brushless motor naturally changes depending on the use environment of the image forming apparatus. For example, in a low temperature environment different from the normal environment, the starting torque increases due to the influence of a load such as a frictional resistance, and accordingly, the starting current and thus the power source current also increase. However, since the configuration of Patent Document 1 does not take into account changes in the environment, when the brushless motor is started in a low temperature environment, a power supply current having a magnitude exceeding the rated current may flow (FIG. 7 ( a) (b)). If it does so, there existed a problem that the overcurrent protection (OCP) of a power supply device worked or it caused deterioration of a power supply device.

ここで、従来例である図7(a)には、低温環境下でのモータの起動電流(チョッピング電流)波形図を示し、図7(b)には、低温環境下でのモータ起動時における電源電流の変化を説明する図を示している。図7(a)(b)の従来例では、電源装置の定格電流を1.8Aに設定している。この場合、低温環境下では起動電流の平均実効値が2.5Aまで増大し、定格電流を超える大きさの電源電流が流れている様子が見て取れる。   Here, FIG. 7A, which is a conventional example, shows a waveform diagram of a motor starting current (chopping current) in a low temperature environment, and FIG. 7B shows a motor starting time in a low temperature environment. The figure explaining the change of a power supply current is shown. 7A and 7B, the rated current of the power supply device is set to 1.8A. In this case, in a low temperature environment, the average effective value of the starting current increases to 2.5 A, and it can be seen that a power supply current having a magnitude exceeding the rated current flows.

本願発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電源容量を格別に増大させず且つ環境の変化に左右されずに、起動電流の抑制を図ったモータ駆動装置と、これを備えた画像形成装置とを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to drive a motor that suppresses the starting current without significantly increasing the power supply capacity and without being influenced by environmental changes. The present invention provides an apparatus and an image forming apparatus including the apparatus.

請求項1の発明に係るモータ駆動装置は、筺体内にある負荷を駆動させるモータと、電源装置から前記モータに供給される駆動電流をPWM制御する電流制御手段と、前記電源装置からの電源電流を検出する電流検出手段と、前記筺体内の温度を検出する温度検出手段とを備えており、前記電流制御手段は、前記モータの起動時に、前記温度検出手段の検出結果が規定温度を下回っている場合、前記電源電流が定格電流に達するまでPWM信号のデューティ比を徐々に増加させるよう制御する一方前記モータの起動時に、前記温度検出手段の検出結果が規定温度を上回っている場合、前記デューティ比を100%に設定するというものである。 A motor driving device according to a first aspect of the present invention includes a motor for driving a load in a housing, current control means for PWM-controlling a driving current supplied from the power supply device to the motor, and a power supply current from the power supply device. Current detecting means for detecting the temperature of the housing, and temperature detecting means for detecting the temperature inside the housing, wherein the current control means is configured such that when the motor is started, the detection result of the temperature detecting means falls below a specified temperature. If the power supply current is controlled to gradually increase the duty ratio of the PWM signal until the current reaches the rated current, while the motor detection, when the detection result of the temperature detection means exceeds the specified temperature, The duty ratio is set to 100% .

請求項3の発明は、画像形成装置に係るものであり、請求項1又は2に記載したモータ駆動装置を備えているというものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the motor driving device according to the first or second aspect.

本願発明によると、モータの起動時において、温度検出手段の検出結果が規定温度を下回っている場合、電源電流が定格電流に達するまでPWM信号のデューティ比を徐々に増加させるよう制御するから、低温環境下でも、デューティ比を調整して前記モータに流れる起動電流を抑制して、定格電流を超える大きさの電源電流の発生を確実に防止できる。従って、前記電源装置の過電流保護(OCP)が働いたり前記電源装置の劣化を招いたりすることを回避でき、環境の変化に左右されずに、前記電源装置の小容量化・小型化を図れるという効果を奏する。 According to the present invention, at the time of startup of the motor, when the detection result of the temperature detection means is Tsu falls below a specified temperature, because the supply current is controlled to increase gradually the duty ratio of the PWM signal to reach the rated current Even in a low-temperature environment, the start-up current flowing through the motor can be suppressed by adjusting the duty ratio, and generation of a power supply current having a magnitude exceeding the rated current can be reliably prevented. Accordingly, it is possible to avoid overcurrent protection (OCP) of the power supply device or cause deterioration of the power supply device, and to reduce the capacity and size of the power supply device without being influenced by environmental changes. There is an effect.

また、本願発明によると、通常環境下では、従来通りにデューティ比100%の起動電流を前記モータに印加することになるから、従来通りの起動時間で前記モータを起動でき、ファーストコピータイム(電源投入から最初の印刷終了までの時間)の遅延を抑制できるという効果を奏する。 In addition, according to the present invention, in a normal environment, a starting current having a duty ratio of 100% is applied to the motor as usual, so that the motor can be started with a conventional starting time, and a first copy time (power supply) There is an effect that it is possible to suppress a delay in the time from the insertion to the end of the first printing.

プリンタの内部構造を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the internal structure of a printer. 制御部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a control part. モータ起動制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining motor starting control. (a)は通常環境下でのモータの起動電流波形図、(b)は通常環境下でのモータ起動時における電源電流の変化を説明する図である。(A) is a motor startup current waveform diagram in a normal environment, and (b) is a diagram for explaining a change in power supply current at the time of motor startup in a normal environment. (a)は第1例における低温環境下でのモータの起動電流波形図、(b)は低温環境下でのモータ起動時における電源電流の変化を説明する図である。(A) is a motor start current waveform diagram in a low temperature environment in the first example, and (b) is a diagram for explaining a change in power supply current at the time of motor start in a low temperature environment. (a)は第2例における低温環境下でのモータの起動電流波形図、(b)は低温環境下でのモータ起動時における電源電流の変化を説明する図である。(A) is a motor starting current waveform diagram in a low temperature environment in the second example, and (b) is a diagram for explaining a change in power supply current at the time of motor starting in a low temperature environment. (a)は従来例における低温環境下でのモータのチョッピング電流波形図、(b)は低温環境下でのモータ起動時における電源電流の変化を説明する図である。(A) is a chopping current waveform diagram of a motor under a low temperature environment in a conventional example, and (b) is a diagram for explaining a change in power supply current when the motor is started under a low temperature environment.

以下に、本願発明を画像形成装置の一例であるタンデム方式のカラーデジタルプリンタ(以下、プリンタと称する)に適用した実施形態を、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a tandem color digital printer (hereinafter referred to as a printer), which is an example of an image forming apparatus, will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、プリンタ1は、作動部としての画像プロセス部10、給送部20及び定着部30と、制御部60とを備えている。これら各部10,20,30,60は、プリンタ1の筺体9内に配置されている。図示は省略するが、プリンタ1は、例えばLANといったネットワークに接続されていて、外部端末(図示省略)等からの印刷指令を受け付けると、当該印刷指令に基づいて印刷ジョブを実行するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the printer 1 includes an image processing unit 10 as an operation unit, a feeding unit 20, a fixing unit 30, and a control unit 60. These units 10, 20, 30, 60 are arranged in the housing 9 of the printer 1. Although not shown, the printer 1 is connected to a network such as a LAN, and is configured to execute a print job based on the print command when a print command is received from an external terminal (not shown) or the like. ing.

画像プロセス部10は、像担持体の一例である感光体ドラム3上に形成されたトナー像を記録材Pに転写する役割を担うものであり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色に対応する計4つの作像部2、及び中間転写ベルト11等を備えている。4つの作像部2は、中間転写ベルト11の下方において、図1の左からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、中間転写ベルト11に沿って並べて配置されている。各作像部2は、図1の時計方向に回転駆動する感光体ドラム3を有している。感光体ドラム3の周囲には、その回転方向(図1の時計方向)に沿って順に、帯電部4、露光部5、現像部6、一次転写ローラ7、及び感光体クリーナ8が配置されている。なお、図1では説明の便宜上、各作像部2に、再現色に応じた符号Y,M,C,Kを添えている。また、イエロー用の作像部2Y以外の作像部2M−2Kでは、感光体ドラム3といった各構成要素の符号3−8を省略している。   The image processing unit 10 plays a role of transferring a toner image formed on a photosensitive drum 3 which is an example of an image carrier to a recording material P, and includes yellow (Y), magenta (M), cyan ( A total of four image forming units 2 corresponding to the respective colors C) and black (K), an intermediate transfer belt 11 and the like are provided. The four image forming units 2 are arranged below the intermediate transfer belt 11 along the intermediate transfer belt 11 in the order of yellow, magenta, cyan, and black from the left in FIG. Each image forming unit 2 includes a photosensitive drum 3 that is driven to rotate clockwise in FIG. Around the photosensitive drum 3, a charging unit 4, an exposure unit 5, a developing unit 6, a primary transfer roller 7, and a photoconductor cleaner 8 are arranged in this order along the rotation direction (clockwise in FIG. 1). Yes. In FIG. 1, for convenience of explanation, symbols Y, M, C, and K corresponding to reproduced colors are attached to each image forming unit 2. Further, in the image forming units 2M-2K other than the yellow image forming unit 2Y, reference numerals 3-8 of the respective components such as the photosensitive drum 3 are omitted.

中間転写ベルト11も像担持体の一例であり、駆動ローラ12、従動ローラ13及びテンションローラ14に巻き掛けられている。中間転写ベルト11は図1の反時計方向に回転駆動する。中間転写ベルト1のうち駆動ローラ12に巻き掛けられた部分の外側に、給送部20の構成要素である二次転写ローラ25が配置されている。中間転写ベルト11と二次転写ローラ25との当接部分は二次転写位置15である。中間転写ベルト11のうち従動ローラ13に巻き掛けられた部分の外側には、中間転写ベルト11上の未転写トナーを除去する転写ベルトクリーナ16が配置されている。   The intermediate transfer belt 11 is also an example of an image carrier, and is wound around a driving roller 12, a driven roller 13, and a tension roller 14. The intermediate transfer belt 11 is driven to rotate counterclockwise in FIG. A secondary transfer roller 25, which is a component of the feeding unit 20, is disposed outside the portion of the intermediate transfer belt 1 that is wound around the drive roller 12. A contact portion between the intermediate transfer belt 11 and the secondary transfer roller 25 is a secondary transfer position 15. A transfer belt cleaner 16 for removing untransferred toner on the intermediate transfer belt 11 is disposed outside the portion of the intermediate transfer belt 11 that is wound around the driven roller 13.

給送部20は、記録材Pを収容する給紙カセット21、給紙カセット21内の記録材Pを搬送路R0に向けて1枚ずつ繰り出す給紙ローラ対22、繰り出された記録材Pを二次転写位置15に記録材Pを送り出すタイミングをとるレジストローラ対24、及び、二次転写ローラ25等を備えている。給紙カセット21からの記録材Pは、給紙ローラ対22の回転駆動によって搬送路R0に送り出される。なお、プリンタ1の筺体9内部は、当該内部の雰囲気温度を検出する温度検出手段としての温度センサ59と、商用の交流電源(図示省略)から給電された50又は60Hzの電力を各作動部10,20,30に供給する電源装置58とが配置されている。   The feeding unit 20 includes a paper feed cassette 21 that accommodates the recording material P, a pair of paper feed rollers 22 that feeds the recording material P in the paper feed cassette 21 one by one toward the conveyance path R0, and the fed recording material P. A registration roller pair 24, a secondary transfer roller 25, and the like that take timing for feeding the recording material P to the secondary transfer position 15 are provided. The recording material P from the paper feed cassette 21 is sent out to the transport path R0 by the rotational drive of the paper feed roller pair 22. Note that the inside of the housing 9 of the printer 1 is supplied with a temperature sensor 59 as temperature detecting means for detecting the ambient temperature inside the printer 1 and 50 or 60 Hz electric power fed from a commercial AC power supply (not shown). , 20 and 30 are arranged.

定着部30は、ハロゲンランプ等の定着ヒータ33を内蔵した定着ローラ31と、定着ローラ31に対峙する加圧ローラ32とを備えている。定着ローラ31と加圧ローラ32との当接部分が定着位置である。制御部60にて定着ヒータ33への通電が制御され、定着ヒータ33が定着に必要な温度に維持される。定着部30の搬送下流側には、印刷済の記録材Pを排出するための排出ローラ対41が配置されている。プリンタ1の上部には、排出ローラ対41に対する排紙トレイ51が設けられている。搬送路R0の終端側は排出ローラ対41に向けて延びている。印刷済の記録材Pは、排出ローラ対41の回転駆動にて排紙トレイ51上に排出される。   The fixing unit 30 includes a fixing roller 31 including a fixing heater 33 such as a halogen lamp, and a pressure roller 32 facing the fixing roller 31. A contact portion between the fixing roller 31 and the pressure roller 32 is a fixing position. The controller 60 controls the energization of the fixing heater 33 so that the fixing heater 33 is maintained at a temperature necessary for fixing. A discharge roller pair 41 for discharging the printed recording material P is disposed on the conveyance downstream side of the fixing unit 30. A paper discharge tray 51 for the discharge roller pair 41 is provided at the top of the printer 1. The terminal end side of the transport path R0 extends toward the discharge roller pair 41. The printed recording material P is discharged onto the paper discharge tray 51 by the rotation of the discharge roller pair 41.

記録材Pの印刷動作は以下のように行われる。すなわち、作像部2Y−2K毎に、感光体クリーナ8にて清掃後の感光体ドラム3を帯電部4にて一様に帯電させ、露光部5からの露光にて感光体ドラム3の表面に静電潜像を形成する。静電潜像は、現像部6からのトナーにて反転現像され、各色のトナー像として顕像化される。各色のトナー像は、一次転写ローラ7によって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体ドラム3から中間転写ベルト11上に一次転写されて重ねられる。   The printing operation of the recording material P is performed as follows. That is, for each image forming unit 2Y-2K, the photosensitive drum 3 cleaned by the photosensitive member cleaner 8 is uniformly charged by the charging unit 4, and the surface of the photosensitive drum 3 is exposed by exposure from the exposure unit 5. An electrostatic latent image is formed on the surface. The electrostatic latent image is reversely developed with toner from the developing unit 6 and is visualized as a toner image of each color. The toner images of the respective colors are primarily transferred from the photosensitive drum 3 onto the intermediate transfer belt 11 in the order of yellow, magenta, cyan, and black by the primary transfer roller 7 and are superimposed.

一方、中間転写ベルト11の回転駆動にて二次転写位置15に向かう各色トナー像の移動タイミングに合わせて、記録材Pがレジストローラ対24の回転駆動にて二次転写位置15に搬送される。記録材Pが二次転写位置15を通過する際に、重なった4色のトナー像が記録材Pの片面に一括して二次転写される。二次転写後の中間転写ベルト11上は転写ベルトクリーナ12にて清掃される。二次転写位置15を通り過ぎて片面に未定着トナー像を載せた記録材Pは、定着部30を通過する際に加熱・加圧され、未定着トナー像を定着される。片面定着後(印刷済)の記録材Pは、排出ローラ対42の回転駆動にて排紙トレイ52上に排出される。   On the other hand, the recording material P is conveyed to the secondary transfer position 15 by the rotational drive of the registration roller pair 24 in accordance with the movement timing of each color toner image toward the secondary transfer position 15 by the rotational drive of the intermediate transfer belt 11. . When the recording material P passes through the secondary transfer position 15, the overlapping four color toner images are collectively transferred onto one side of the recording material P. The intermediate transfer belt 11 after the secondary transfer is cleaned by a transfer belt cleaner 12. The recording material P which has passed the secondary transfer position 15 and has an unfixed toner image on one side is heated and pressurized when passing through the fixing unit 30 to fix the unfixed toner image. The recording material P after single-sided fixing (printed) is discharged onto the paper discharge tray 52 by the rotational drive of the discharge roller pair 42.

さて、制御部60は、外部端末(図示省略)から送信された画像信号を受信して、これをデジタル化したY−K色用の画像データに変換し、画像プロセス部10や給送部20等の各作動部を制御して、印刷動作を実行するものである。実施形態の制御部60は、筺体9内における画像プロセス部10の上方に配置されている。図2に示すように、制御部60は、プリンタ1の制御全般を統括するコントローラ61と、画像プロセス部10を駆動させる主モータ73の起動、停止及び増減速等の速度制御を司る主モータ制御部71と、給送部20及び定着部30を駆動させる副モータ74の起動、停止及び増減速等の速度制御を司る副モータ制御部72とを備えている。   The control unit 60 receives an image signal transmitted from an external terminal (not shown), converts it into digitized image data for YK colors, and performs image processing unit 10 or feeding unit 20. The printing operation is executed by controlling each operation unit such as. The control unit 60 of the embodiment is disposed above the image processing unit 10 in the housing 9. As shown in FIG. 2, the control unit 60 has a controller 61 that controls the overall control of the printer 1 and main motor control that controls speed control such as activation, stop, and acceleration / deceleration of the main motor 73 that drives the image processing unit 10. And a sub-motor control unit 72 that controls speed control such as starting, stopping, and increasing / decreasing of the sub-motor 74 that drives the feeding unit 20 and the fixing unit 30.

コントローラ61は、各種演算処理や制御を実行するCPU62のほか、外部端末との接続用の通信インターフェイス(I/F)部63、EEPROMやフラッシュメモリ等の記憶手段64、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるRAM65、記録材Pの搬送枚数等を計測するカウンタ66、時間を計測するタイマ67、及び入出力インターフェイス等を有している。コントローラ61には、例えば筺体9内部の雰囲気温度を測定する温度センサ59、筺体9の外面側に装着された操作パネル57等が電気的に接続されている。主モータ制御部71及び副モータ制御部72も、コントローラ61に電気的に接続されている。   In addition to the CPU 62 that executes various arithmetic processes and controls, the controller 61 temporarily stores a communication interface (I / F) unit 63 for connection with an external terminal, storage means 64 such as an EEPROM or flash memory, control programs and data. RAM 65 to be stored, a counter 66 for measuring the number of conveyed recording materials P, a timer 67 for measuring time, an input / output interface, and the like. For example, a temperature sensor 59 for measuring the ambient temperature inside the housing 9, an operation panel 57 mounted on the outer surface side of the housing 9, and the like are electrically connected to the controller 61. The main motor control unit 71 and the sub motor control unit 72 are also electrically connected to the controller 61.

電源装置58は、コントローラ61と、主及び副モータ制御部71,72とに電気的に接続されている。電源装置58には、これからコントローラ61等に供給される電源電流を検出する電流検出手段としての電流検知部75が内蔵されている。電流検知部75の検出結果はコントローラ61に伝送される。   The power supply device 58 is electrically connected to the controller 61 and the main and sub motor control units 71 and 72. The power supply device 58 incorporates a current detection unit 75 as current detection means for detecting a power supply current to be supplied to the controller 61 and the like. The detection result of the current detection unit 75 is transmitted to the controller 61.

制御部60(コントローラ61と主及び副モータ制御部71,72)は、電源装置58から各モータ73,74に供給される駆動電流をPWM制御(パルス幅変調制御)する電流制御手段としての役割を担うものである。コントローラ61からの指令に基づき、各モータ制御部71,72がそれぞれ対応するモータ73,74を駆動させる。実施形態では、主モータ73が感光体ドラム3や駆動ローラ12等を回転駆動させ、副モータ74が給紙ローラ対22や定着ローラ31等を回転駆動させる。なお、各モータ73,74の回転状態情報は、それぞれ対応する各モータ制御部71,72を介してコントローラ61に伝送される。感光体ドラム3、駆動ローラ12、給紙ローラ対22及び定着ローラ31等が負荷を構成している。この場合の各モータ73,74はブラシレスモータである。   The control unit 60 (the controller 61 and the main and sub motor control units 71 and 72) serves as a current control unit that performs PWM control (pulse width modulation control) on the drive current supplied from the power supply device 58 to the motors 73 and 74. Is responsible for. Based on the command from the controller 61, the motor control units 71 and 72 drive the corresponding motors 73 and 74, respectively. In the embodiment, the main motor 73 rotates the photosensitive drum 3, the driving roller 12, and the like, and the sub motor 74 rotates the paper feed roller pair 22, the fixing roller 31, and the like. The rotation state information of the motors 73 and 74 is transmitted to the controller 61 via the corresponding motor control units 71 and 72, respectively. The photosensitive drum 3, the driving roller 12, the paper feed roller pair 22, the fixing roller 31, and the like constitute a load. In this case, the motors 73 and 74 are brushless motors.

実施形態の制御部60は、各モータ73,74の起動時に、温度センサ59の検出結果C(筺体9内の雰囲気温度)が予め設定された規定温度Clw未満(下回る場合)であれば、電流検知部75の検出結果I(電源電流の実効値)を定格電流Irt以下に制限するように、PWM信号のデューティ比を設定して、各モータ73,74の起動を制御する。すなわち、コントローラ61から前記デューティ比のPWM信号を各モータ制御部71,72に伝送し、これを受けた各モータ制御部71,72が、制限された起動電流をそれぞれ対応する各モータ73,74に印加して、各モータ73,74を起動させる(図5(a)(b)参照)。   The control unit 60 according to the embodiment is configured such that, when the motors 73 and 74 are started, if the detection result C (atmosphere temperature in the housing 9) of the temperature sensor 59 is less than a preset specified temperature Clw (if below), the current The duty ratio of the PWM signal is set so as to limit the detection result I (effective value of the power supply current) of the detection unit 75 to be equal to or less than the rated current Irt, and the activation of the motors 73 and 74 is controlled. That is, the PWM signal of the duty ratio is transmitted from the controller 61 to the motor control units 71 and 72, and the motor control units 71 and 72 receiving the PWM signal respectively correspond to the motors 73 and 74 corresponding to the limited starting current. To start the motors 73 and 74 (see FIGS. 5A and 5B).

また、制御部60は、各モータ73,74の起動時に、温度センサ59の検出結果Cが規定温度Clw以上(上回る場合)であれば、前記デューティ比を100%に設定して各モータ73,74の起動を制御する。すなわち、コントローラ61からデューティ比100%のPWM信号を各モータ制御部71,72に伝送し、これを受けた各モータ制御部71,72がそれぞれ対応する各モータ73,74に、制限なしの起動電流を印加して、各モータ73,74を起動させる(図4(a)(b)参照)。ここで、PWM信号のデューティ比とは、スイッチングの1周期に占めるオン時間(通電時間)の割合である。なお、基準値である規定温度Clw自体は下回る側に含めてもよいし、上回る側に含めてもよい。実施形態は上回る側に含めた場合であり、具体的にはClw=15℃を採用している。電源装置58の定格電流は、従来例と同様に1.8Aに設定されている。   In addition, when the detection result C of the temperature sensor 59 is equal to or higher than the specified temperature Clw when the motors 73 and 74 are started up, the control unit 60 sets the duty ratio to 100% and sets the motors 73 and 74. The activation of 74 is controlled. That is, a PWM signal having a duty ratio of 100% is transmitted from the controller 61 to the motor control units 71 and 72, and the motor control units 71 and 72 that have received the PWM signal start up the motors 73 and 74 corresponding thereto without restriction. A current is applied to start each of the motors 73 and 74 (see FIGS. 4A and 4B). Here, the duty ratio of the PWM signal is a ratio of on-time (energization time) in one switching cycle. The specified temperature Clw itself that is the reference value may be included on the lower side or included on the higher side. The embodiment is a case where it is included on the higher side, and specifically, Clw = 15 ° C. is adopted. The rated current of the power supply device 58 is set to 1.8 A as in the conventional example.

図3には、制御部60によるモータ起動制御の第1例を示している。以下に開示のフローチャートに示すアルゴリズムは、コントローラ61の記憶手段64にプログラムとして予め記憶されていて、RAM65に読み出されてからCPU62にて実行される。ここで、主モータ73に対するモータ起動制御と、副モータ74に対するモータ起動制御とは、基本的に同様の制御態様にて実行される。そこで、図3には、主モータ73に対するモータ起動制御のフローチャートを例示し、これを代表例として以下に説明する。   In FIG. 3, the 1st example of the motor starting control by the control part 60 is shown. The algorithm shown in the flowchart disclosed below is stored in advance in the storage unit 64 of the controller 61 as a program, and is read by the RAM 65 and then executed by the CPU 62. Here, the motor start control for the main motor 73 and the motor start control for the sub motor 74 are basically executed in the same control mode. Therefore, FIG. 3 illustrates a flowchart of motor activation control for the main motor 73, which will be described below as a representative example.

第1例のモータ起動制御では、例えば操作パネル57等からの起動指令をコントローラ61が取得すると制御を開始し、温度センサ59の検出結果Cを読み込んで(S01)、当該検出結果Cが予め設定された規定温度Clw未満か否かを判別する(S02)。温度センサ59の検出結果Cが規定温度Clw以上であれば(S02:NO)、低温環境に起因した負荷が主モータ73に作用するおそれは低いので、PWM信号のデューティ比を100%に設定して主モータ73の起動を制御する(S03)。すなわち、コントローラ61からデューティ比100%のPWM信号を主モータ制御部71に伝送し、これを受けた主モータ制御部71が、制限なしの起動電流を主モータ73に印加して、主モータ73を起動させる。   In the motor start control of the first example, for example, when the controller 61 obtains a start command from the operation panel 57 or the like, the control is started, the detection result C of the temperature sensor 59 is read (S01), and the detection result C is set in advance. It is determined whether the temperature is lower than the specified temperature Clw (S02). If the detection result C of the temperature sensor 59 is equal to or higher than the specified temperature Clw (S02: NO), the load caused by the low temperature environment is unlikely to act on the main motor 73, so the duty ratio of the PWM signal is set to 100%. The start of the main motor 73 is controlled (S03). That is, a PWM signal with a duty ratio of 100% is transmitted from the controller 61 to the main motor control unit 71, and the main motor control unit 71 that receives the PWM signal applies an unrestricted start-up current to the main motor 73. Start up.

ステップS03を実行する場合は、筺体9内の雰囲気温度が規定温度Clw以上の通常環境下である。図4(a)(b)によれば、デューティ比100%の起動電流を主モータ73に印加しても、起動電流の平均実効値が1.7A程度で収まり、電源電流が定格電流Irtを超えない様子が見て取れる。   When step S03 is executed, the ambient temperature in the housing 9 is in a normal environment that is equal to or higher than the specified temperature Clw. According to FIGS. 4A and 4B, even when a starting current having a duty ratio of 100% is applied to the main motor 73, the average effective value of the starting current is kept at about 1.7 A, and the power source current is equal to the rated current Irt. You can see how it does not exceed.

ステップS02に戻り、温度センサ59の検出結果Cが規定温度Clw未満であれば(S02:YES)、低温環境に起因した負荷が主モータ73に作用するおそれは高いので、ステップS03と同様に主モータ73を起動させれば、定格電流Irtを超える電源電流が流れる可能性は大である。ステップS04において、PWM信号のデューティ比を1%に設定して、デューティ比1%の起動電流を主モータ73に印加する。次いで、主モータ73の回転状態情報から、主モータ73が回転開始したか否かを判別する(S05)。主モータ73が停止していれば(S05:NO)、PWM信号のデューティ比を1%増加させて、当該増加したデューティ比の起動電流を主モータ73に印加し(S06)、ステップS05に戻る。   Returning to step S02, if the detection result C of the temperature sensor 59 is lower than the specified temperature Clw (S02: YES), there is a high possibility that the load caused by the low temperature environment will act on the main motor 73. If the motor 73 is started, there is a high possibility that a power supply current exceeding the rated current Irt flows. In step S04, the duty ratio of the PWM signal is set to 1%, and a starting current having a duty ratio of 1% is applied to the main motor 73. Next, it is determined from the rotation state information of the main motor 73 whether or not the main motor 73 has started rotating (S05). If the main motor 73 is stopped (S05: NO), the duty ratio of the PWM signal is increased by 1%, the starting current having the increased duty ratio is applied to the main motor 73 (S06), and the process returns to step S05. .

主モータ73が回転開始していれば(S05:YES)、電源装置58における電流検知部75の検出結果Iを読み込んで(S07)、当該検出結果Iが定格電流Irtに達したか否かを判別する(S08)。電流検知部75の検出結果Iが定格電流Irtに達していなければ(S08:NO)、ステップS06に移行して、1%増加させたデューティ比の起動電流を主モータ73に印加し、ステップS05に戻る。電流検知部75の検出結果Iが定格電流Irtに達していれば(S08:YES)、この段階でPWM信号のデューティ比を固定し、当該固定デューティ比の起動電流を主モータ73に印加して、主モータ73を起動させるのである(S09)。   If the main motor 73 has started rotating (S05: YES), the detection result I of the current detector 75 in the power supply device 58 is read (S07), and whether or not the detection result I has reached the rated current Irt. A determination is made (S08). If the detection result I of the current detection unit 75 does not reach the rated current Irt (S08: NO), the process proceeds to step S06, where the starting current with a duty ratio increased by 1% is applied to the main motor 73, and step S05 is performed. Return to. If the detection result I of the current detector 75 has reached the rated current Irt (S08: YES), the duty ratio of the PWM signal is fixed at this stage, and the starting current having the fixed duty ratio is applied to the main motor 73. The main motor 73 is started (S09).

ステップS09を実行する場合は、筺体9内の雰囲気温度が規定温度Clw未満の低温環境下である。第1例(図5(a)(b)参照)では、定格電流Irtに達する段階のデューティ比(固定デューティ比)を10%にしている。図5(a)(b)によれば、デューティ比を徐々に増加させ10%で固定した起動電流を主モータ73に印加することによって、起動電流の平均実効値が1.0A程度で収まり、電源電流が定格電流Irtを超えない様子が見て取れるのである。   When step S09 is executed, the ambient temperature in the housing 9 is in a low temperature environment lower than the specified temperature Clw. In the first example (see FIGS. 5A and 5B), the duty ratio (fixed duty ratio) at the stage of reaching the rated current Irt is set to 10%. According to FIGS. 5 (a) and 5 (b), the average effective value of the starting current is kept at about 1.0A by applying the starting current fixed at 10% by gradually increasing the duty ratio to the main motor 73, It can be seen that the power supply current does not exceed the rated current Irt.

上記の構成によれば、低温環境下でも、デューティ比を調整して各モータ73,74に流れる起動電流を抑制して、定格電流Irtを超える大きさの電源電流の発生を防止できる。従って、電源装置58の過電流保護(OCP)が働いたり電源装置58の劣化を招いたりすることを回避でき、環境の変化に左右されずに、電源装置58の小容量化・小型化を図れるという効果を奏する。また、通常環境下であれば、従来通りにデューティ比100%の起動電流を各モータ73,74に印加するから、従来通りの起動時間で各モータ73,74を起動でき、ファーストコピータイム(電源投入から最初の印刷終了までの時間)の遅延を抑制できるという効果もある。   According to the above configuration, even in a low temperature environment, the duty ratio is adjusted to suppress the starting current flowing through each of the motors 73 and 74, thereby preventing the generation of the power supply current having a magnitude exceeding the rated current Irt. Therefore, it is possible to avoid overcurrent protection (OCP) of the power supply device 58 and to cause deterioration of the power supply device 58, and to reduce the capacity and size of the power supply device 58 without being influenced by environmental changes. There is an effect. In a normal environment, since a starting current having a duty ratio of 100% is applied to each motor 73, 74 as usual, each motor 73, 74 can be started in the conventional starting time, and the first copy time (power supply There is also an effect that it is possible to suppress a delay in the time from the input to the end of the first printing.

図6(a)(b)には、制御部60によるモータ起動制御の第2例を示している。第1例のモータ起動制御では、スイッチングの1周期に占めるオン時間(通電時間)の割合をデューティ比としていたが、第2例のモータ起動制御では、複数周期に跨る所定時間に対するチョッピング時間の割合をデューティ比としている。この場合、所定時間は、チョッピング時間とチョッピング停止時間との合計として表され、スイッチング1周期の整数倍になる。   6A and 6B show a second example of motor start control by the control unit 60. FIG. In the motor start control of the first example, the ratio of the on-time (energization time) occupying one switching cycle is set as the duty ratio. In the motor start control of the second example, the ratio of the chopping time to the predetermined time over a plurality of cycles. Is the duty ratio. In this case, the predetermined time is expressed as the sum of the chopping time and the chopping stop time, and is an integral multiple of one switching period.

第2例(図6(a)(b)参照)では、定格電流Irtに達する段階のデューティ比を50%にしている。この段階でのチョッピング時間は5ms、チョッピング停止時間は5msであり、合計の所定時間は10msである。第2例の制御態様は第1例と同様である。   In the second example (see FIGS. 6A and 6B), the duty ratio at the stage of reaching the rated current Irt is 50%. The chopping time at this stage is 5 ms, the chopping stop time is 5 ms, and the total predetermined time is 10 ms. The control mode of the second example is the same as that of the first example.

図6(a)(b)によれば、デューティ比を徐々に増加させ50%で固定した起動電流を主モータ73に印加することによって、第1例と同様に、起動電流の平均実効値が1.0A程度で収まり、電源電流が定格電流Irtを超えない様子が見て取れる。従って、第2例を採用した場合も、第1例と同様の作用効果を奏するのである。   According to FIGS. 6 (a) and 6 (b), the average effective value of the starting current is obtained by applying the starting current fixed at 50% by gradually increasing the duty ratio to the main motor 73 as in the first example. It can be seen that the power supply current is about 1.0 A and the power supply current does not exceed the rated current Irt. Therefore, even when the second example is adopted, the same operational effects as the first example are obtained.

本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、画像形成装置としてプリンタを例に説明したが、これに限らず、複写機、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等でもよい。転写方式は実施形態で採用した中間転写方式に限らず、直接転写方式でもよい。また、実施形態ではタンデム方式を採用したが、多回転方式を採用しても構わない。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms. For example, a printer has been described as an example of the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a copier, a facsimile, or a multifunction machine having these functions combined may be used. The transfer method is not limited to the intermediate transfer method employed in the embodiment, and may be a direct transfer method. Further, although the tandem method is adopted in the embodiment, a multi-rotation method may be adopted. In addition, the configuration of each unit is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 プリンタ(画像形成装置)
10 画像プロセス部
20 給送部
30 定着部
58 電源装置
59 温度センサ(温度検出手段)
60 制御部
61 コントローラ
71 主モータ制御部
72 副モータ制御部
73 主モータ
74 副モータ
75 電流検知部
1 Printer (image forming device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image process part 20 Feed part 30 Fixing part 58 Power supply device 59 Temperature sensor (temperature detection means)
60 Control Unit 61 Controller 71 Main Motor Control Unit 72 Sub Motor Control Unit 73 Main Motor 74 Sub Motor 75 Current Detection Unit

Claims (2)

筺体内にある負荷を駆動させるモータと、電源装置から前記モータに供給される駆動電
流をPWM制御する電流制御手段と、前記電源装置からの電源電流を検出する電流検出手
段と、前記筺体内の温度を検出する温度検出手段とを備えており、
前記電流制御手段は、前記モータの起動時に、前記温度検出手段の検出結果が規定温度
を下回っている場合、前記電源電流が定格電流に達するまでPWM信号のデューティ比を
徐々に増加させるよう制御する一方、
前記モータの起動時に、前記温度検出手段の検出結果が規定温度を上回っている場合、
前記デューティ比を100%に設定する、
モータ駆動装置
A motor for driving a load in the housing, current control means for PWM-controlling a drive current supplied from the power supply device to the motor, current detection means for detecting a power supply current from the power supply device, Temperature detecting means for detecting the temperature,
The current control means controls the duty ratio of the PWM signal to be gradually increased until the power supply current reaches a rated current when the detection result of the temperature detection means is below a specified temperature at the time of starting the motor. on the other hand,
When the detection result of the temperature detection means exceeds a specified temperature at the start of the motor,
Setting the duty ratio to 100%;
Motor drive device .
請求項1に記載したモータ駆動装置を備えている、
画像形成装置。
The motor drive device according to claim 1 is provided.
Image forming apparatus.
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