JP5862341B2 - モータ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｈブリッジ構成のモータ駆動回路を駆動してモータを回転制御するモータ駆動制御装置、及び、該モータ制御装置を搭載した画像形成装置に関する。

従来から、モータと複数のトランジスタでＨブリッジを構成し、そのトランジスタをＰＷＭ（パルス幅変調）信号でオン・オフ制御して、モータを正逆駆動するモータ駆動回路が知られている。このようなモータ駆動回路では、モータの停止時、モータが外部からの何らかの力で強制的に回転した場合、モータに逆起動圧が発生して電源電圧が上昇することにより、電源につながるデバイスにストレスを与え、最悪の場合にはデバイスが破損することがある。例えば、画像形成装置において、ＪＡＭ紙の処理の際に、ユーザがＪＡＭ紙を引っ張ると、紙搬送ローラを介してモータ（紙搬送ローラ駆動モータ）が回転する。この時、モータに逆起電圧が発生して、電源電圧が規定以上に上昇することがある。この電源電圧の上昇によって、電源に繋がるデバイスが破損する。

これに対して、例えば特許文献１には、Ｈブリッジを構成するモータ駆動回路において、モータに発生する逆起電圧が増加した際に、Ｈブリッジのグランド側トランジスタをオンにして、モータをブレーキ状態にすることで、電源電圧の上昇を防止することが開示されている。しかしながら、モータが高速回転した場合、モータに発生する逆起電圧も増加する。このような高速回転中に、Ｈブリッジのグランド側トランジスタをオンにしてモータをブレーキ状態にすると、該グランド側トランジスタに過電流が流れてトランジスタを破損しかねない問題が残る。

本発明が解決する課題は、Ｈブリッジ構成のモータ駆動回路を駆動してモータを回転制御するモータ制御装置において、モータが外力により強制的に回転した場合、Ｈブリッジのブレーキ機能によって電源電圧の上昇を防止するとともに、モータの高速回転時にブレーキ状態とすることで、Ｈブリッジのトランジスタが破損するのを防止することにある。

本発明は、Ｈブリッジ構成のモータ駆動回路を駆動してモータを回転制御するモータ制御装置において、モータが外力で回転する際の該モータの回転速度を検出する手段と、前記モータの回転速度が所定の閾値以下の場合に、Ｈブリッジのグランド側のトランジスタをオンして、前記モータが外力で回転することで発生する逆起電圧による電流を前記グランド側トランジスタを通して流して前記モータをブレーキ状態とし、前記モータの回転速度が所定の閾値以上になった場合には、前記Ｈブリッジのグランド側トランジスタをオフして、前記モータのブレーキ状態を解除する手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、モータが外部からの力で強制的に回転した際に、モータの回転速度が所定の閾値以下の場合にはモータにブレーキをかけるが、モータの回転速度が所定の閾値以上の場合にはモータのブレーキを解除することで、電源電圧の上昇を防止するとともに、Ｈブリッジを構成するトランジスタの破損を防止することができる。

本モータ制御装置が搭載される画像形成装置の全体構成例を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成例を示す図である。 モータ制御装置のハードウェア構成例を示す図である。 本実施形態に係るモータ制御装置とその周辺の全体構成例を示す図である。 モータに発生する逆起電圧でモータにブレーキを掛けることを説明する図である。 ジャム紙処理時におけるモータ制御装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。 ジャム紙処理時におけるモータ制御電圧生成回路の動作を説明するフローチャートである。 別の実施形態に係るモータ制御装置とその周辺の全体構成例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、画像処理装置において、ジャム紙処理の際に、ユーザがジャム紙を除去する時に紙搬送ローラを介してモータ（紙搬送ローラ駆動モータ）が回転して逆起電圧が発生する場合について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。

図１は、画像形成装置の全体構成図の一例を示す。図１において、画像形成装置１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１４０と、画像読み取り部１３０、書き込みユニット１１０、画像形成部１２０、及び、給紙ユニット１５０を有する。

ＡＤＦ１４０は、原稿給紙台上に積載された原稿を、ＡＤＦモータで１枚ずつ画像読み取り部のコンタクトガラス上に搬送し、原稿の画像データを読み取った後にＡＤＦモータが原稿を排紙トレイ上に排出する。なお、１つのＡＤＦには複数のＡＤＦモータが搭載されている。

原稿読み取り部１３０は、原稿を載置するためのコンタクトガラス１１と、光学走査系を有し、光学走査系は、露光ランプ４１、第１ミラー４２、第２ミラー４３、第３ミラー４４、レンズ４５及びフルカラーＣＣＤ４６を備える。露光ランプ４１及び第１ミラー４２は、第１キャリッジに装備され、第１キャリッジは、原稿を読み取る際に、スキャナモータによって一定速度で副走査方向に移動する。第２ミラー４３及び第３ミラー４４は、第２キャリッジに装備され、第２キャリッジは、原稿を読み取る際に、スキャナモータによって第１キャリッジのほぼ１／２の速度で移動する。そして、第１キャリッジ及び第２キャリッジが移動することによって、原稿の画像面が光学的に走査され、読み取られたデータがレンズによってフルカラーＣＣＤ４６の受光面に結像され、光電変換される。

次に、フルカラーＣＣＤ（又はフルカラーラインＣＣＤ）４６によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色に光電変換された画像データは、不図示の画像処理回路でＡ／Ｄ変換された後に画像処理回路によって各種の画像処理（γ補正、色変換、画像分離、階調補正等）が施される。

ユーザが複写する操作を指示した場合や、画像形成装置１００をプリンタとして利用する場合、書き込みユニット１１０が各色毎に感光体ドラムに潜像を形成する。図では、４つの感光体ユニット１３（イエロー用の１３ｙ、マゼンダ用の１３ｍ、シアン用の１３ｃ，ブラック用の１３ｋ）が、中間転写ベルト１４の搬送方向に沿って並設されている。各感光体ユニット１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｋには、像担持体であるドラム状の感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋと、感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋを帯電させる帯電装置４８ｙ，４８ｍ，４８ｃ，４８ｋ、露光装置４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋ、現像装置１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｋ及びクリーニング装置４９ｙ，４９ｍ，４９ｃ，４９ｋが設けられている。

露光装置４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋは、例えば、図示の例では感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋの軸方向（主走査方向）に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイとレンズアレイからなるＬＥＤ書込み方式にて露光する。露光装置４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋは、各色毎に光電変換された画像データに応じてＬＥＤを発光して感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋ上に静電潜像を形成する。現像装置１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｋは、現像剤を担持して回転する現像ローラが、感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋ上に形成された静電潜像をトナーで可視化することで各色毎にトナー像を形成する。

感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋに形成されたトナー像は、感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋと中間転写ベルト１４とが接する位置（以下、一次転写位置という）で、中間転写ベルト１４上に転写される。感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋには、中間転写ベルト１４を介して中間転写ローラ２６ｙ，２６ｍ，２６ｃ，２６ｋが感光体ユニット１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｋと対にそれぞれ対向配置されている。各中間転写ローラ２６ｙ，２６ｍ，２６ｃ，２６ｋは、それぞれ中間転写ベルト１４の内周面に当接され中間転写ベルト１４を各感光体の表面に接触させる。中間転写ローラ２６ｙ，２６ｍ，２６ｃ，２６ｋにそれぞれに電圧が印可されることで、感光体ドラム２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋのトナー像が中間転写ベルト１４に転写されるための中間転写電界が発生する。中間転写電界の作用により、中間転写ベルト１４上にトナー画像が形成される。各色のトナー画像は重畳して転写され、フルカラーのトナー画像が中間転写ベルト１４に形成される。

全ての色の作像と転写が終了した時点で、中間転写ベルト１４とタイミングを合わせて給紙トレイ２２から、給紙ロータが記録紙５３を給紙し、二次転写部５０で中間転写ベルト１４から４色同時に記録紙５３へトナー像が二次転写される。

記録紙５３は、第１トレイ２２ａ、第２トレイ２２ｂ、第３トレイ２２ｃ、第４トレイ２２ｄ、又は、両面ユニット（ＳＴＭである両面モータで記録紙を反転させる）のいずれかから選択される。各給紙トレイ２２ａ〜２２ｄは、内部に収容された記録紙５３を一番上のものから順次送り出す給紙ローラ２８、給紙ローラ２８によって重送されてしまった複数の記録紙５３を個々に分離してから搬送路２３に送り出す分離ローラ３１を有している。これにより、記録紙５３は、搬送路２３に向けて搬送開始される。この一連の給紙ローラ２８は給紙モータにより駆動されている。

給紙ユニット１５０は、搬送路２３の途中に適宜設けられた複数の搬送ローラ対２９等を備えている。給紙モータ（ＳＴＭ）により駆動される搬送ローラ対２９は、給紙トレイ２２から搬送された記録紙５３を後段の搬送ローラ対２９、書き込みユニット１１０の給紙路３２に向けて送り出す。給紙路３２に送り込まれた記録紙５３は、その先端がレジストセンサ５１によって検出された後、所定時間が経過すると、レジストローラ３３に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ３３は、レジストモータにより駆動され、挟み込んだ記録紙５３を所定のタイミング（副走査有効期間信号（ＦＧＡＴＥ）に同期して）で二次転写ローラ１８の位置まで送り込む。所定のタイミングは、中間転写ベルト１４の回転によりフルカラーの重ね合わせトナー画像が二次転写ローラ１８の位置まで搬送されたタイミングである。

二次転写ローラ１８は、斥力ローラ１７と対向配置される。画像形成装置１００は、印刷時に二次転写ローラ１８を中間転写ベルト１４に当接させる。二次転写ローラ１８は二次転写モータにより二次転写モータの外周の速度が中間転写ベルト１４の表面速度と同じになるよう制御されている。

記録紙５３は、中間転写ベルト１４から分離器（不図示）により分離された後に、搬送ベルト２４によって定着装置１９まで搬送され、定着装置１９は記録紙５３にトナー像を定着させる。片面印刷の場合、定着後の記録紙５３は、排紙モータにより駆動される排紙ローラにより排紙トレイ２１上に排出される。

図１では、電子写真方式で画像を記録紙５３に形成する画像形成装置を例示したが、インク滴を吐出して画像を形成するインクジェット方式、昇華型熱転写方式、ドットインパクト方式の画像形成装置でも、種々のモータが使用される。

図２は、画像形成装置１００のハードウェア構成図の一例を示す。画像形成装置１００は、例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写機、スキャナ、又は、これらのうち複数の機能を備えたＭＦＰ（Multifunction Peripheral）である。

画像形成装置１００は、コントローラ８０、スキャナエンジン７３，プリントエンジン７４、ＰＳＵ（Power Supply Unit）７５、及び、操作パネル７１を有する。コントローラ８０は、バスで相互に接続された、モータ制御装置２００、主ＣＰＵ６１、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）６２、スキャナ処理部６３、プリント処理部６４、タイマ６５、ＨＤＤ６６、メモリ６７、ネットワークＩ／Ｆ６８及びＦＡＸ Ｉ／Ｆ６９を有する。

操作パネル７１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）をタッチパネルと一体に有する。また、操作パネル７１に隣接してテンキー、スタートボタン、リセットボタン、アプリ切り替えボタン等を有することが多い。

スキャナエンジン７３は、原稿を光学的に読み取る読み取り部であり、図１の画像読み取り部１３０に対応する。プリントエンジン７４は、用紙に画像を印刷する印刷部であり、図１の書き込みユニット１１０、画像形成部１２０及び給紙部１３０に対応する。

主ＣＰＵ６１は、画像形成装置１００の全体を統括的に制御する。ＡＳＩＣ６２は、スキャナ処理やプリント処理において必要な各種の画像処理を提供する画像処理用途向けのＬＳＩである。ＤＣモータ（ＤＣＭ）は、給紙モータ、レジストモータ、スキャナモータ、両面モータ、周辺機器のモータ（ＡＤＦモータ、フィニッシャ等）の総称であり、モータ制御装置２００で制御される。

ＡＳＩＣ６２には、ＤＣモータに置き換えられる前にステッピングモータ（ＳＴＭ）を制御していたステッピングコントローラ（ＳＴＭＣ）７６が変更を加えられることなく搭載されていてもよい。ＳＴＭＣ７６はＡＳＩＣ６２と一体に構成されているので、ＳＴＭをＤＣＭに置き換えてもＳＴＭＣ７６をＤＣＭＣに置き換えることは容易でないが、コントローラ８０にモータ制御装置２００を搭載することで、ＳＴＭＣ７６がＤＣＭを制御することが可能になる（例えば、特許文献２参照）。

メモリ６７は、ＣＰＵ６１が実行する各種アプリケーションや当該アプリケーションの実行の際に用いられる種々のデータを記憶する。また、ＨＤＤ６６は、画像データ、各種のプログラム、フォントデータ、各種のファイル等を記憶するための不揮発メモリである。ＨＤＤ６６の一部又は全てにＳＳＤ（Solid State Drive）を実装してもよい。

なお、ネットワークＩ／Ｆ６８はＬＡＮに接続されている。ネットワークＩ／Ｆ６８は例えばＮＩＣ（Network Interface Card）であり、所定のプロトコルにより、画像形成装置１００とサーバ等との通信を実現する。また、ＦＡＸ Ｉ／Ｆ６９は電話回線に接続されている。ＦＡＸ Ｉ／Ｆ６９は電話回線からのファクシミリデータを復調して画像データを生成し、ＦＡＸアプリ４４が起動している際はスキャナエンジン７３で読み取った画像データをファクシミリ用に処理して変調して電話回線に出力する。また、ＰＳＵ７５は、コントローラ８０、操作パネル７１、スキャナエンジン７３及びプリントエンジン７４への電力の供給を制御する。

図３はモータ制御装置２００のハードウェア構成の一例を示す図である。モータ制御装置２００はマイコン又はＩＣを実体とし、バスで互いに接続されたＣＰＵ２０１、入出力インターフェイス２０２、主記憶装置２０３、補助記憶装置２０４及びその他回路２０５を有する。

モータ制御装置２００が行う処理は、一部がハード的なその他回路２０５により受け持たれ、一部がソフト的に処理により受け持たれる。ソフト的な処理は、ＣＰＵが補助記憶装置２０４に記憶されたプログラムを実行することで提供される。このプログラムは、組み込み式として画像形成装置の出荷時に補助記憶装置２０４に記憶されているが、記憶媒体７２に記憶された状態で配布され、記憶媒体Ｉ／Ｆ７０が読み出したプログラムをＡＳＩＣ６２からモータ制御装置２００の補助記憶装置２０４に転送してもよい。なお、プログラムは、記録媒体７２により配布される他に、不図示のサーバからダウンロードにより配布されてもよい。

主記憶装置２０３は、ＲＡＭなどからなるワークメモリである。補助記憶装置２０４は、例えばフラッシュメモリで構成されるＲＯＭであり、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムを格納すると共に、必要なテーブルやデータ等を格納する。入出力インターフェイス２０２は、ＳＴＭＣ７６からパルスレート信号（又はプロファイルデータ）の入力やエンコーダパルスを受け付け、また、モータ駆動回路にＰＷＭ信号やその他の信号（回転方向等）を出力するＩＯポートである。

以下、本実施形態のモータ制御装置２００について説明する。

図４は、本実施形態に係るモータ制御装置２００とその周辺の全体構成図を示している。図４において、モータ制御装置２００は制御部２１０とモータ制御電圧生成回路２２０を有している。例えば、制御部２１０にソフト的に実現され、モータ制御電圧生成回路２２０がハード的に実現される。モータ駆動回路３００は、紙搬送ローラ駆動モータであるモータ（ＤＣモータ）４００と４個のＦＥＴなどのトランジスタＱ１〜Ｑ４とでＨブリッジ回路を構成している。該モータ駆動回路３００は電源（直流電源）６００から電力の供給を受ける。該電源６００の電圧Ｖddは、通常は例えば２４Ｖである。なお、モータ制御電圧生成回路２２０も電源６００から電力の供給を受けるが、図４では省略してある。

ここで、ジャム紙処理の際に、ユーザがジャム紙を引っ張ることでモータ４００が回転した時（すなわち、モータが外力で回転した時）、制御部２１０とモータ制御電圧生成回路２２０とが協働して、モータ４００の回転速度が所定の閾値以下の場合には、Ｈブリッジのグランド側のトランジスタ（Ｑ３，Ｑ４）をオンして、モータ４００が外力で回転することで発生する逆起電圧による電流を該グランド側トランジスタを通して流してモータ４００をブレーキ状態とし、モータ４００の回転速度が所定の閾値以上になった場合には、Ｈブリッジのグランド側トランジスタをオフして、モータ４００のブレーキ状態を解除する手段として機能する。

モータ４００の回転軸にはエンコーダ５００が取り付けられている。該エンコーダ５００がモータ４００と同期して回転することで、エンコーダ信号（パルス信号）を出力する。エンコーダ信号は２相（Ａ相／Ｂ相）からなり、モータ４００の回転量、回転速度及び回転方向を検出することができる。なお、エンコーダ５００は、モータ４００の制御対象物である被回転体に取り付けられることでもよい。

モータ４００を回転駆動する通常の動作時、モータ制御装置２００の制御部２１０に対して、モータ４００の目標位置／速度、回転方向等の指令信号が与えられる。また、制御部２１０は、エンコーダ５００のエンコーダ信号（パルス信号）を入力し、それをカウントすることでモータ４００の実際の回転位置を検出し、位置信号を微分することでモータ４００の実際の回転速度を検出する。なお、モータ４００の回転速度は、エンコーダ信号のエッジ間隔時間から算出することでもよい。制御部２１０は、モータ４００の目標位置／速度と、エンコーダ信号から検出されたモータ４００の実際の回転位置／速度とに基づいてフィードバック／フィードフォワード演算を行い、モータ制御電圧生成回路２２０に偏差信号を出力する。さらに回転方向信号も出力する。

モータ制御電圧生成回路２２０は、生成部２１０から出力される偏差信号、回転方向信号に基づいて、モータ４００を駆動する制御電圧を生成する。具体的には、モータ制御電圧生成回路２２０は、偏差信号に応じてデューティ比を変化させたＰＷＭ信号を生成する。例えば、偏差信号がプラスに大きければモータ４００の実位置が遅れているので、ＰＷＭ信号のデューティ比を大きくし、逆にマイナスに大きければ、実位置が進んでいるので、ＰＷＭ信号のデューティ比を小さくする。そして、モータ制御電圧生成回路２２０は、回転方向信号に応じ、例えばモータ４００を正回転させる場合にはＰＷＭ２とＰＷＭ３のＰＷＭ信号を出力し、モータ４００を逆回転させる場合にはＰＷＭ１とＰＷＭ４のＰＷＭ信号を出力する。

モータ駆動回路３００は、モータ制御電圧生成回路２２０からＰＷＭ信号を受け取ってトランジスタＱ１〜Ｑ４をオン・オフしてモータ５００を回転駆動する。例えば、モータ制御電圧生成回路２２０からＰＷＭ２とＰＷＭ３のＰＷＭ信号を受け取ったならば、トランジスタＱ２とＱ３をオンして、モータ５００を正方向に回転駆動する。また、モータ制御電圧生成回路２２０からＰＷＭ１とＰＷＭ４のＰＷＭ信号を受け取ったならば、トランジスタＱ１とＱ４をオンして、モータ５００を逆方向に回転駆動する。

次に、ジャム紙を除去する際の動作について説明する。

ＣＰＵ６１（図２）は、用紙搬送中にジャム（紙詰まり）が発生すると、モータ制御装置２００にジャム検出信号を送る。また、ＰＳＵ７５は、ジャムが発生して、ユーザがジャム紙を除去するためにカバーを開けるなどすると、電源６００の電圧Ｖddを低下させる。ここでは、Ｖddを２４Ｖから８Ｖ以下に低下させるとする。先に述べたように、モータ制御電圧生成回路２２０は、電源６００から電力の供給を受けている。ここで、該モータ制御電圧生成回路２２０は、Ｖddが８Ｖ以上で動作が可能であるとする。

モータ制御装置２００の制御部２１０は、用紙搬送中にジャムが発生してジャム検出信号を受け取ると、モータ制御電圧生成回路２２０にブレーキ・イネーブル信号を出力する。すなわち、ブレーキ・イネーブル信号をオンとする。具体的には、制御部２１０がモータ制御電圧生成回路２２０のブレーキ・イネーブル端子（ＢＬＡＫＥ＿Ｎ）を抵抗２１５を通してプルダウンすることで、ブレーキ・イネーブル信号を有効（オン）とする。

ユーザがジャム紙を除去するためにカバーを開けるなどすると、電源６００の電圧Ｖddは８Ｖ以下に低下する。この時、モータ制御電圧生成回路２２０は不動作で、モータ４００はフリー状態である。

ユーザがジャム紙の引き出しを開始すると、紙搬送ローラに連動しているモータ４００が回転して、モータ４００に逆起電圧が発生し、電源６００の電圧Ｖddが上昇する。その結果、電源６００の電圧Ｖddが８Ｖ以上になると、モータ制御電圧生成回路２２０は動作可能となる。この時、モータ制御電圧生成回路２２０は、ブレーキ・イネーブル信号がオンということで、モータ駆動回路３００のグランド側トランジスタＱ３，Ｑ４をオンすべく制御電圧を出力する。モータ駆動回路３００のグランド側トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、モータ４００に発生した逆起電圧による電流が該トランジスタＱ３，Ｑ４を通して流れ、モータ４００はブレーキ状態になる。これにより、電源６００の電圧上昇が抑止され、電源６００に繋がるデバイスの破損が防止される。図５はこの状態を示している。

ところで、モータ４００に発生する逆起電圧は、モータ４００の回転速度に比例する。ユーザが勢いよくジャム紙を引き出すと、モータ４００の回転速度が上昇して、瞬間的に大きな逆起電圧が発生する。この時、モータ駆動回路３００のグランド側トランジスタＱ３，Ｑ４に流れる電流も急激に上昇して、該トランジスタＱ３，Ｑ４を破損しかねない。

そのため、制御部２１０は、モータ４００の回転速度をモニタして、回転速度が所定の閾値以上になった場合、モータ制御電圧生成回路２２０に対するブレーキ・イネーブル信号をオフにする。先に述べたように、モータ４００の回転に連動してエンコーダ５００が回転するので、モータ４００の回転速度はエンコーダ４００のエンコーダ信号から検出することができる。モータ制御電圧生成回路２２０は、ブレーキ・イネーブル信号がオフになった場合、モータ駆動回路３００のグランド側トランジスタＱ３，Ｑ４をオフにする。その結果、モータ４００に発生した逆起電圧による電流がトランジスタＱ３，Ｑ４に流れるのが防止され、該トランジスタＱ３，Ｑ４の破損が防止される。

なお、モータ駆動回路３００のグランド側トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になると、モータ４００に発生した逆起電圧により、電源６００の電圧Ｖddが上昇する。しかしながら、上昇は瞬間的であり、電源６００に繋がるデバイスが破損に至ることはない。

図６及び図７に、ジャム紙処理時のモータ制御装置２００の処理フローを示す。図６はモータ制御装置２００の制御部２１０の処理フローであり、図７はモータ制御電圧生成回路２２０の処理フローである。

用紙搬送中にジャムが発生し、ユーザがシャム紙を除去するためにカバーを開けるになどすると、ＣＰＵ（図２）はモータ制御装置２００にジャム紙検出信号を送る。また、ジャム処理が終了し、ユーザがカバーを閉めるなどすると、ＣＰＵ６１はモータ制御装置２００にジャム処理終了信号を送る。ＰＳＵ７５は、ユーザがカバーを開けるなとすると、電源６００の電圧Ｖddを低下させて（例えば、８Ｖ以下）、ユーザをカバーを閉めると、電源６００の電圧Ｖddを規定値（例えば２４Ｖ）に戻す。

モータ制御装置２００の制御部２１０は、用紙搬送中にジャムが発生してジャム検出信号を受け取ると（ステップ１００１）、ブレーキ・イネーブル信号をオンとする（ステップ１００２）。その後、ジャム処理終了信号が到来するか、モニタする（ステップ１００３）。ジャム処理終了信号が到来しない場合、モータ４００の回転速度が所定の閾値以上に上昇するかモニタし（ステップ１００４）、モータ４００の回転速度が所定の閾値以下のままの場合にはステップ１００２に戻る。すなわち、ユーザがジャム紙の引き出しを開始し、ジャム紙を勢い良く引き出さない場合には、ブレーキ・イネーブル信号をオンのままとする。一方、ユーザが勢い良くジャム紙を引き出し、モータ４００の回転速度が所定の閾値以上に上昇した場合には、ブレーキ・イネーブル信号をオフとする（ステップ１００５）。そして、ジャム処理終了信号が到来するかモニタし（ステップ１００６）、到来しない場合、ステップ１００４に戻る。ここで、モータ４００の回転速度が所定の閾値以上のままの場合にはステップ１００４〜１００６をループし、モータ４００の回転速度が所定の閾値以下に落ちた場合には、再びステップ１００２に戻る。

以下、モータ制御装置２００の制御部２１０では、ユーザのジャム紙処理中、ステップ１００２〜１００６の動作を繰り返し、ステップ１００３あるいはステップ１００６でジャム処理終了信号を検知したならば、ジャム紙処理時の動作を終了とする。

一方、モータ制御装置２００のモータ制御電圧生成回路２２０は、ジャム発生時、電源６００の電圧Ｖddが８Ｖ以下に低下しているため、不動作状態にある（ステップ２００１をループ）。ユーザがジャム紙の引き出しを開始すると、紙搬送ローラに連動しているモータ４００が回転する。すると、モータ４００に逆起電圧が発生して、電源６００の電圧Ｖddが上昇し、該電圧Ｖddが８Ｖ以上になると、モータ制御電圧生成回路２２０が動作可能となる（ステップ２００２）。この時、モータ制御電圧生成回路２２０は、ブレーキ・イネーブル信号がオンかどうか判定する（ステップ２００３）。そして、ブレーキ・イネーブル信号がオンの場合には、モータ駆動回路３００のグランド側トランジスタＱ３，Ｑ４をオンしてモータ４００をブレーキ状態とする（ステップ２００４）。一方、ブレーキ・イネーブル信号がオフの場合には、トランジスタＱ３，Ｑ４をオフしてモータ４００をフリーにする（ステップ２００５）。すなわち、モータ４００のブレーキ状態を解除する。

なお、ジャム処理時、ユーザはジャム紙を一定の速度で引き出すわけではない。ジャム紙を時々には強く引き出したり、弱く引き出したり、あるいは、一時引き出しを中止したりする。ジャム紙の引き出し速度が極端に落ちたり、一時引き出しを中止した場合には、電源６００の電圧Ｖddが８Ｖ以下に低下するため、再びモータ制御電圧生成回路２２０は不動作状態となる。その後、ジャム紙の引き出し速度が早くなると、電源６００の電圧Ｖddが上昇して、モータ制御電圧生成回路２２０が動作状態に戻る。これをジャム処理が終了するまで繰り返す。その間、ブレーキ・イネーブル信号のオンあるいはオフ状態に応じて、モータ４００にブレーキを掛けたり解除したりすることになる。

図８は、別の実施形態に係るモータ制御装置２００とその周辺の全体構成例を示した図である。図８において、図４と同一部分には同じ符号が付されている。

モータ４００がブラシレスモータの場合、モータ４００は、モータ位置検出手段としてロータの磁極を検知する複数のホール素子を内蔵している。モータ制御装置２００のモータ制御電圧生成回路２２０は、ホール素子が出力するホール検出信号４１０によりロータの位置を特定して、出力するＰＷＭ信号の切り替えを制御する。

本実施形態では、モータ４００に内蔵されているホール素子が出力するホール検出信号４１０を用いてモータ４００の回転速度を検出するようにする。すなわち、ジャム処理時、ユーザがジャム紙を引き出すと、紙搬送ローラと連動してモータ４００が回転する。この時、モータ４００内のホール素子がモータ４００の回転に応じてホール検出信号４１０を出力する。モータ制御装置２００の制御部２１０が、このホール検出信号４１０を入力して、ユーザがジャム紙を引き出す際のモータ４００の回転速度をモニタする。

本実施形態によれば、モータ４００の回転速度検出手段して、モータ４００に内蔵されているホール素子を用いることで、別途、モータ速度検出用のセンサを搭載しないですむため、コストが削減される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は図示の構成に限定されるものではない。例えば、実施形態では、モータ駆動回路は簡単に２相のＨブリッジ回路としたが、３相でも実質的に同じである。また、モータの速度検出手段としては、モータのロータ外周上に磁気パターンを設け、これを磁気センサで検出した信号（ＦＧ信号）を用いるようにしてもよい。また、一般にモータの回転速度を直接あるいは間接に検出できれば、その手段は何でもよい。

１００ 画像形成装置
２００ モータ制御装置
２１０ 制御部
２２０ モータ制御電圧生成回路
４００ モータ
５００ エンコーダ
６００ 電源

特開２００６−２６２６２８号公報 特開２０１１−１１４９５１号公報

Claims (6)

1. Ｈブリッジ構成のモータ駆動回路を駆動してモータを回転制御するモータ制御装置において、
   モータが外力で回転する際の該モータの回転速度を検出する手段と、
   前記モータの回転速度が所定の閾値以下の場合に、Ｈブリッジのグランド側のトランジスタをオンして、前記モータが外力で回転することで発生する逆起電圧による電流を前記グランド側トランジスタを通して流して前記モータをブレーキ状態とし、前記モータの回転速度が所定の閾値以上になった場合には、前記Ｈブリッジのグランド側トランジスタをオフして、前記モータのブレーキ状態を解除する手段と、
   を有することを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１記載のモータ制御装置において、
   前記モータと連動して回転するエンコーダを有し、
   前記モータが外力で回転する際の該モータの回転速度を検出する手段は、前記エンコーダの出力信号を用いて前記モータの回転速度を検出することを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１記載のモータ制御装置において、
   前記モータはブラシレスモータで、ロータの磁極を検知するホール素子を有し、
   前記モータが外力で回転する際の該モータの回転速度を検出手段は、前記ホール素子の出力信号を用いて前記モータの回転速度を検出することを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
   前記モータをブレーキ状態あるいはブレーキ状態を解除する手段は、前記モータに発生する逆起電圧に応じて動作あるいは不動作となることを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータ制御装置が搭載されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記モータが外力で回転する際の該モータの回転速度を検出する手段は、ユーザがジャム紙を除去する時に、紙搬送ローラを介してモータが回転する際の該モータの回転速度を検出することを特徴とする画像形成装置。

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