JP5974519B2 - モータ制御装置、モータ制御方法、画像形成装置およびモータ制御システム - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、ＤＣモータの回転速度を検知して当該回転速度を設定された目標速度となるようにフィードバック制御を行うモータ制御装置、モータ制御方法および該モータ制御装置を備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写装置、これらの複合機等の画像処理装置として、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録媒体、記録材ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する電子写真方式の画像形成装置が知られている。

このような電子写真方式の画像形成装置において、用紙搬送部の駆動手段としてＤＣモータ（直流モータ）が用いられ、このＤＣモータの回転速度を検知して当該回転速度を設定された目標速度となるようにフィードバック制御を行って、用紙搬送部を駆動させることが知られている。

ＤＣモータは、従来使用されていたステッピングモータに比べ、一般に、平均消費電力は小さいが最大電流は大きい。このため、何らかの不具合等が発生し、負荷が大きくなった場合、ＤＣモータに流れる電流が増加してＤＣモータが過発熱し、場合によっては破損する危険性も生じる。

このようなＤＣモータの特性を鑑みて、ＤＣモータ制御中の異常を監視してＤＣモータの動作を停止させる技術が既に知られている。

例えば、特許文献１には、インクジェットプリンタのインクキャリアの駆動に用いるＤＣモータに関し、パルス信号のデューティを一定時間おきにコントロールするたびに、当該パルス信号のデューティが最大値になったか否かを判定し、デューティが最大値となった回数をカウンタに計数させ、当該カウンタの計数値が所定値に達するまでは、デューティが最大値であってもＤＣモータを停止せずにカウンタを増加させてゆき、カウンタの計数値が所定値に達したときに、ＤＣモータがロック状態（回転不能となって停止した状態）であると判定して、ＤＣモータへの電圧印加を中断する技術が開示されている。

特許文献１に記載の技術によれば、ＤＣモータがロック状態となった状態を検知してＤＣモータを停止させることが可能となる。しかしながら、上述のように、ＤＣモータは、ロック状態とならないでも負荷が大きくなった場合に、ＤＣモータに流れる電流が増加しＤＣモータが過発熱し、場合によっては破損する危険性があるが、特許文献１では、この状態を検知することはできないという問題があった。

そこで本発明は、モータがロック状態になる前の異常な状態を検知して、モータ制御中の異常検知精度を高めることができるモータ制御装置、モータ制御方法、該モータ制御装置を備えた画像形成装置およびモータ制御システムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係るモータ制御装置は、ＤＣモータの回転速度を検出する速度検出手段と、前記ＤＣモータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、前記目標速度および前記回転速度に基づいてＰＷＭ信号を生成する生成手段と、前記ＰＷＭ信号の駆動デューティに比例した電圧を前記ＤＣモータに印加するモータドライバと、前記ＤＣモータの異常を検知する異常検知手段と、を備えたモータ制御装置において、前記異常検知手段は、一連のプロセスにおける所定のタイミングにおいて前記速度検出手段によって検出された前記ＤＣモータの回転速度に応じたデューティ閾値を、該回転速度に基づいて生成された前記ＰＷＭ信号の駆動デューティと比較して前記ＤＣモータの異常を検知するものである。

本発明によれば、モータ制御中の異常検知精度を高めることができ、モータを安定して駆動させることができる。

本発明に係るモータ制御装置の一実施形態であるＤＣモータ制御装置の機能ブロック図である。 図１に示すＤＣモータ制御装置の各ブロックにおける伝達特性を示したブロック図である。 ＤＣモータの回転速度とＰＷＭ信号の駆動デューティとの関係を示すグラフである。 モータ制御装置が実行する異常検知処理の一例を示すフローチャートである。 ＰＷＭ変換手段への入力データとＰＷＭ信号の駆動デューティとの関係を表すグラフである。 モータ制御装置が実行する異常検知処理の他の例を示すフローチャートである。 モータ制御装置の他の実施形態であるＤＣモータ制御装置の機能ブロック図である。 図７に示すＤＣモータ制御装置の各ブロックにおける伝達特性を示したブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図９に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

[第１の実施形態]
（モータ制御装置の構成）
本実施形態に係るモータ制御装置（ＤＣモータ制御装置１０）は、ＤＣモータ（ＤＣモータ５）の回転速度を検出する速度検出手段（エンコーダ６および速度検出手段７）と、ＤＣモータの目標速度を設定する目標速度設定手段（目標速度設定手段１）と、目標速度および回転速度に基づいてＤＣモータの速度制御のための制御量を生成する制御手段（コントローラ２）と、制御量をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ変換手段（ＰＷＭ変換手段３）と、ＰＷＭ信号の駆動デューティに比例した電圧をＤＣモータに印加するモータドライバ（モータドライバ４）と、ＤＣモータの異常を検知する異常検知手段（コントローラ２）と、を備えたモータ制御装置において、異常検知手段は、ＤＣモータの回転速度に応じて異なるデューティ閾値を設定し、ＰＷＭ信号の駆動デューティがデューティ閾値を所定時間以上継続して超えた場合にＤＣモータの異常を検知するものである。

本発明に係るモータ制御装置の一実施形態であるＤＣモータ制御装置１０の機能ブロック図を図１に示す。

なお、本実施形態では、ＤＣモータ制御装置１０は、電子写真方式の画像形成装置において用紙を搬送する用紙搬送部（搬送ローラ等）の駆動源として用いるＤＣモータの制御を例に説明するが、本発明のモータ制御装置は、電子写真方式の画像形成装置における用紙搬送部への適用に限られるものではなく、インクジェット方式等の他の画像形成装置の用紙搬送部や、インクキャリッジの駆動手段、その他の電子機器が備える駆動部の駆動手段としても適用できることは勿論である。

本実施形態に係るＤＣモータ制御装置１０は、ＤＣモータ５の駆動制御を行う制御装置であって、目標速度設定手段１、制御手段および異常検知手段としてのコントローラ２、ＰＷＭ（pulse width modulation：パルス幅変調）変換手段３、モータドライバ４、エンコーダ６および速度検出手段７を備えている。また、ＤＣモータ５は、負荷１１の駆動手段として駆動する。なお、例えば、コントローラ２はＣＰＵ、目標速度設定手段１、ＰＷＭ変換手段３および速度検出手段７は、ＣＰＵからの指令に基づいて作動するＡＳＩＣとして構成することができる。

目標速度設定手段１は、ＤＣモータ５の目標回転速度（以下、単に、目標速度ともいう）を設定するものである。また、コントローラ２は、目標温度設定手段１で設定されたＤＣモータ５の目標速度と、エンコーダ６で検知され速度検出手段７から送られるＤＣモータ５の検出回転速度（以下、単に、回転速度ともいう）との差に基づいて、ＰＩＤ（比例制御、積分制御、微分制御）演算、ローパスフィルタ演算、等を行って、制御量を算出するフィードバック制御を行うものである。また、後述するように、トルク変動等の外乱に起因するＤＣモータ５の異常を検知する異常検知手段として機能する。

ＰＷＭ変換手段３は、コントローラ２で算出された制御量に比例したデューティの信号（ＰＷＭ信号の駆動デューティ、ＰＷＭ信号のデューティ値）への変換を行うものである。また、モータドライバ４は、ＰＷＭ変換手段３から出力される信号のデューティに比例した電圧を、ＤＣモータ５に印加してＤＣモータ５を駆動させるものである。

ＤＣモータ５は、モータドライバ４からの出力電圧により駆動され、目標速度設定手段１で設定される目標速度で回転するように制御される。また、エンコーダ６は、ＤＣモータ５の回転軸に装着されて、ＤＣモータ５の回転速度に比例した周波数の信号を生成するものである。エンコーダ６としては、種々のエンコーダを用いることができるが、例えば、円盤上の板にスリットが配置され、スリットの有無を光学的センサで検出することでＤＣモータ５の回転速度を検知するロータリエンコーダを用いることができる。

速度検出手段７は、エンコーダ６からのエンコーダ信号に基づいてＤＣモータ５の回転速度を検出するものである。

負荷１１は、画像形成装置において用紙の搬送に用いる用紙搬送部の駆動手段（搬送ローラ等）であって、ＤＣモータ５の駆動により回転し、用紙の搬送を実行する。

図２に図１に示した各ブロックにそれぞれの伝達特性を付加したＤＣモータ制御装置１０のブロック図を示す。図２を参照してＤＣモータ制御装置１０の基本的な制御について説明する。

コントローラ２は、目標速度設定手段１から送られる目標速度について、内部でＰＩＤ演算やローパスフィルタ演算等を実行して、制御量[ｌｓｂ]を算出してＰＷＭ変換手段３に渡す。なお、図２における各記号は、Ｐ：比例ゲイン、Ｉ：積分ゲイン、Ｄ：微分ゲイン、ＬＰＦ（ｓ）：ローパスフィルタの伝達特性、を示している。

また、ＰＷＭ変換手段３は、コントローラ２によって算出された制御量[ｌｓｂ]をデューティ[％]に変換するゲイン（図中のＧｐｗｍ[％／ｌｓｂ]）を有し、ＰＷＭ信号の駆動デューティをモータドライバ４へ出力する。

これを受けたモータドライバ４は、ＰＷＭ信号の駆動デューティからＤＣモータ５に印加する電圧に変換するゲイン（図中のＧｄ[Ｖ／％]）を有し、ＤＣモータ５へ当該電圧Ｖｍを印加する。

ＤＣモータ５および負荷１１の伝達特性は、図２において、Ｋｅ：誘起電圧定数、Ｒ：端子間抵抗、Ｌ：モータコイルインダクタンス、Ｋｔ：トルク定数、Ｊ：モータイナーシャ＋負荷イナーシャ、を示している。

エンコーダ６は、ＤＣモータ５の回転速度に比例した周波数の信号を生成するゲイン（図中のＧe[Ｈｚ／（ｒａｄ／ｓ）]）を有し、このゲインは、ＤＣモータ５のモータ軸が１周した時に発生するパルス数を２πで割った値である。

速度検出手段７は、例えば、エンコーダパルスのパルス周期を、高速クロックｆｃ[Ｈｚ]でカウントして周波数を検出する場合、エンコーダパルス周波数はｆｃをカウント値で割ることによって求まるため、ゲイン（Ｇｖ）は１［ｌｓｂ/Ｈｚ］である。

以上、ＤＣモータ制御装置１０の基本的な制御例について説明したが、外乱として負荷１１のトルク変動、例えば、負荷１１の異常による異常外乱トルク等が発生する場合がある。このような外乱が発生した場合でも、コントローラ２は、ＤＣモータ５が所定の速度になるように制御されるため、ＤＣモータ５に流れる電流が増加し、ＤＣモータ５が発熱または破損する可能性が生じてしまう。

（モータ駆動制御）
次に、ＤＣモータ５の回転速度とＰＷＭ信号の駆動デューティについて説明する。図３はＤＣモータ５の回転速度とＰＷＭ信号の駆動デューティとの関係を示すグラフである。

トルク変動等の外乱がない状態では、図２を用いて説明した伝達特性からモータドライバ４の平均出力電圧がＶｍの時、ＤＣモータ５の回転速度Ｖωは、次式（１）で表すことができる。

上記式（１）より、ＤＣモータ５が定速で回転している時は、回転速度Ｖωは、次式（２）で表すことができる。

上記式（２）に示されるように、モータドライバ４の平均出力電圧Ｖｍ、ＰＷＭ信号の駆動デューティと回転速度Ｖωは比例することがわかる。

ここで、負荷１１によるトルク変動がある場合、図３中に破線のグラフで示すように、ＰＷＭ信号の駆動デューティは、トルク変動量に応じて大きくなる。このため負荷１１のトルク変動が予め計算または測定等によってわかれば、各回転速度でのＰＷＭ信号の最大デューティを予測することができる。

そこで、本実施形態では、ＰＷＭ信号のデューティ閾値を回転速度に応じて可変的に設定することにより、異常な外乱トルクが発生したことを正確に判断するものである。

ここで、モータドライバ４の駆動用電源電圧をＶｈ、ＰＷＭ信号の駆動デューティをＤｐｗｍとすると、上記式（２）は次式（３），（４）で表すことができ、ＰＷＭ信号の駆動デューティは回転速度Ｖωに一定の係数をかけることにより予測できるといえる。

また、負荷変動が回転速度によらず一定であるとすれば、負荷変動によるＰＷＭ信号のデューティ増加量も回転速度によらず一定であるため、デューティ閾値Ｄｔｈは、次式（５）で示すように回転速度Ｖωと係数Ａ，Ｂで表される１次関数で予測することができるといえる。

（異常検知処理）
以上を踏まえ、次に、モータ制御装置１０が実行する外乱による異常を判断する処理の一例について、図４のフローチャートを参照して説明する。図４のフローチャートは、ＰＷＭ信号のデューティ値に基づいて異常を判断し、ＤＣモータの駆動を停止するまでの処理を示している。

異常検知処理は、ＤＣモータ５の制御開始と同時に開始される。なお、本実施形態では、異常検知処理を１ｍｓｅｃに１回実行するものとしているが、処理間隔はこれに限られるものではない。

先ず、コントローラ２は、速度検出手段７から、エンコーダ信号１周期間のカウント値、またはカウント値によって算出した周波数の値である速度情報Ｖｉを取得する（Ｓ１０１）。

次に、速度情報Ｖｉがいずれの速度範囲に該当するかを判断する（Ｓ１０２−１，Ｓ１０２−２）。ここで、速度範囲（周波数範囲）は、複数の段階に分けられている。なお、段階数およびその範囲は特に限られるものではないが、ここでは、説明の便宜上、速度範囲を３つのブロックに分けた場合を例に説明する。なお、f１[Ｈｚ]，f２[Ｈｚ]に対応する値は、コントローラ２が備える記憶部または処理プログラム内にパラメータとして予め設定されていれば良い。
速度範囲１：０[Ｈｚ]〜f１[Ｈｚ]未満
速度範囲２：f１[Ｈｚ]〜f２[Ｈｚ]未満
速度範囲３：f２[Ｈｚ]以上

次に、Ｓ１０２で判定された各速度範囲１〜３に応じたＰＷＭ信号のデューティ閾値Ｄｔｈが選択的に取得される（Ｓ１０３−１，Ｓ１０３−２，Ｓ１０３−３）。これにより、ＰＷＭ信号のデューティ閾値を回転速度に応じて可変的に設定することが可能となる。なお、各速度範囲におけるＰＷＭ信号のデューティ閾値Ｄｔｈ１〜３は、コントローラ２が備える記憶部または処理プログラム内にパラメータとして予め設定されていれば良い。
速度範囲１のデューティ閾値：Ｄｔｈ１
速度範囲２のデューティ閾値：Ｄｔｈ２
速度範囲３のデューティ閾値：Ｄｔｈ３

次に、ＰＷＭ変換手段３からＰＷＭ信号の駆動デューティに対応したデータ（デューティ値[％]）を取得する（Ｓ１０４）。なお、ＰＷＭ変換手段３は、図５のＰＷＭ変換手段３への入力データ（コントローラ２によって算出された制御量[ｌｓｂ]）とＰＷＭ信号の駆動デューティとの関係を表すグラフに示すように、入力データを変換して０〜ＦＦの範囲にリミットする。リミットした値に対応させてＰＷＭ信号の駆動デューティを設定する。このＰＷＭ変換手段３内で変換した値を取得することにより、ＰＷＭ信号のデューティ値が得られる。

次に、ＰＷＭ変換手段３から取得したデューティ値が選択されたデューティ閾値Ｄｔｈ以上であるかどうかを判断する（Ｓ１０５）。

デューティ値が選択したデューティ閾値以上でない場合（Ｓ１０５：Ｎ）は、カウンタがクリアされて（Ｓ１０６）、Ｓ１０１の処理に戻って、次回の処理（１ｍｓｅｃ後）となる。一方、デューティ値が選択したデューティ閾値以上である場合（Ｓ１０５：Ｙ）、カウンタをインクリメントする（Ｓ１０７）。Ｓ１０５〜Ｓ１０７の処理により、カウンタの値は連続してデューティ閾値を超えている時間を示すこととなる。

次に、カウンタの値がデューティ閾値を、所定時間Ｔｔｈ以上連続して超えているかどうかを判断し（Ｓ１０８）、所定時間Ｔｔｈ以上継続して超えている場合は（Ｓ１０８：Ｙ）、異常と検知して、ＤＣモータ５の駆動を停止させる。これにより、ＤＣモータに流れる電流が遮断され、ＤＣモータの発熱、破損等を未然に防止することができる。一方、所定時間Ｔｔｈに満たない場合は（Ｓ１０８：Ｎ）、Ｓ１０１の処理に戻って、次回の処理（１ｍｓｅｃ後）となる。

以上説明した本実施形態に係るＤＣモータ制御装置１０によれば、ＤＣモータ５の回転状態を検知するエンコーダ６からの信号をフィードバックして、ＤＣモータ５の回転状態が所定の状態になるように制御し、また、制御量をＰＷＭ信号のデューティで出力しＤＣモータ５にＰＷＭ信号のデューティに比例した電圧を与えて制御するＤＣモータ制御装置１０において、ＰＷＭ信号のデューティが所定の値になった時に異常と判断してＤＣモータを停止させる異常検知手段を有し、当該異常検知手段は、ＤＣモータ５の制御中の回転速度を検知し、異常と判断するＰＷＭデューティの閾値を回転速度の速度範囲に応じて段階的に設定しているので、従来よりもＤＣモータ５の制御中の異常検知精度を高めることができる。

なお、異常検知処理の判定に用いる判定時間Ｔｔｈは、少なくともＤＣモータ５が加速または減速に要する時間以上に設定することが好ましい。これにより、ＤＣモータ５の加速または減速時における異常を誤検知することを防止することができる。

[第２の実施形態]
以下、本発明に係るモータ制御装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。

次に、外乱による異常を判断する処理の他の例について、図６のフローチャートを参照して説明する。図６のフローチャートは、ＰＷＭ信号のデューティ値に基づいて異常を判断し、ＤＣモータ５の駆動を停止するまでの処理を示している。

上記第１の実施形態の異常検知処理（図４）では、Ｓ１０２とＳ１０３において、速度情報Ｖｉを区分した速度範囲毎に設定されたデューティ閾値Ｄｔｈを取得したが、本実施形態では、Ｓ２０２において、速度情報Ｖｉからデューティ閾値を算出するようにしている。なお、Ｓ２０１はＳ１０１に、Ｓ２０３〜Ｓ２０８はＳ１０４〜Ｓ１０９と同一の処理であるため説明は省略する。

Ｓ２０２におけるデューティ閾値の算出は、上記式（５）に示した一次関数を用いて算出することができる。なお、係数Ａ，Ｂはコントローラ２が備える記憶部または処理プログラム内にパラメータとして予め設定されていれば良い。

本実施形態によれば、速度情報から１次関数を用いてデューティ閾値が算出されるので、さらに高い精度で異常を検知することが可能となる。

[第３の実施形態]
本発明に係るモータ制御装置の他の実施形態であるＤＣモータ制御装置１０の機能ブロック図を図７に示す。また、図８に図７に示した各ブロックにそれぞれの伝達特性を付加したＤＣモータ制御装置１０のブロック図を示す。

図７に示すＤＣモータ制御装置１０では、第１の実施形態で説明したＤＣモータ制御装置１０に加え、ＤＣモータ５の目標位置を設定する目標位置設定手段８およびエンコーダ６からのエンコーダ信号からＤＣモータ５の回転位置を検出する位置検出手段９を備えている。

このＤＣモータ制御装置１０では、図８に示すように、位置フィードバック制御が追加される。すなわち、コントローラ２は、目標位置設定手段８が設定する目標位置と、位置検出９が検出する検出位置との差を算出し、位置フィードバックゲイン（Ｇｘ）を乗算し、その結果を速度誤差に加算するものである。

このように、目標位置設定手段８および位置検出手段９を備えて、位置フィードバック制御を併せて行うことにより、上述の効果に加えて、さらに、位置誤差が発生しないＤＣモータ５の制御を行うことが可能となる。

[第４の実施形態]
上記第１〜第３の実施形態で説明したモータ制御装置１０により制御されるＤＣモータ５を駆動源として備えた画像形成装置の一例について説明する。

図９は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。図９に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１００の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ，７４Ｋが並設されている。

各作像部７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ，７４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７３、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示）等が配設されている。そして、各感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋで、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋは、不図示の駆動モータによって図９中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７３の位置で、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、露光部１０３から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。

最後に、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、ローラ８２の回転駆動によって図９中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。

そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、画像形成装置１００の下方に配設された給紙部１０４から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。

詳しくは、給紙部１０４には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図９中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置９０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ９１及び加圧ローラ９２による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。

その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部９３上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

以上説明した画像形成装置１００の各ローラ等の負荷１１の駆動源として、ＤＣモータ５を用い、当該ＤＣモータ５を上記実施形態に係るモータ制御装置１０により制御することにより、モータ制御中のモータの異常検知精度を向上させた画像形成装置１００を構成することが可能となる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ 目標速度設定手段
２ コントローラ
３ ＰＷＭ変換手段
４ モータドライバ
５ ＤＣモータ
６ エンコーダ
７ 速度検出手段
８ 目標位置設定手段
９ 位置検出手段
１０ ＤＣモータ制御装置
１１ 負荷
１００ 画像形成装置

特開２００２−３４７２９６号公報

Claims (8)

1. ＤＣモータの回転速度を検出する速度検出手段と、
   前記ＤＣモータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、
   前記目標速度および前記回転速度に基づいてＰＷＭ信号を生成する生成手段と、
   前記ＰＷＭ信号の駆動デューティに比例した電圧を前記ＤＣモータに印加するモータドライバと、
   前記ＤＣモータの異常を検知する異常検知手段と、を備えたモータ制御装置において、
   前記異常検知手段は、一連のプロセスにおける所定のタイミングにおいて前記速度検出手段によって検出された前記ＤＣモータの回転速度に応じたデューティ閾値を、該回転速度に基づいて生成された前記ＰＷＭ信号の駆動デューティと比較して前記ＤＣモータの異常を検知することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記生成手段は、
   前記目標速度および前記回転速度に基づいて前記ＤＣモータの速度制御のための制御量を生成する制御手段と、
   前記制御量を前記ＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ変換手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記異常検知手段は、所定のタイミングにおいて前記速度検出手段によって検出された前記ＤＣモータの回転速度に応じたデューティ閾値が、該回転速度に基づいて生成された前記ＰＷＭ信号の駆動デューティを所定時間以上継続して下回った場合に前記ＤＣモータの異常を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記異常検知手段が、前記ＤＣモータの異常を検知するための前記所定時間を前記ＤＣモータの駆動開始から定常状態になるまでの時間、または定常状態から駆動停止になるまでの時間以上とすることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記ＤＣモータの目標位置を設定する目標位置設定手段と、
   前記ＤＣモータの回転位置を検出する位置検出手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記ＤＣモータの位置制御を行うことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のモータ制御装置。
6. ＤＣモータの回転速度を検出する速度検出処理と、
   前記ＤＣモータの目標速度を設定する目標速度設定処理と、
   前記目標速度および前記回転速度に基づいてＰＷＭ信号を生成する生成処理と、
   前記ＰＷＭ信号の駆動デューティに比例した電圧を前記ＤＣモータに印加するモータ制御処理と、
   前記ＤＣモータの異常を検知する異常検知処理と、を行うモータ制御方法において、
   前記異常検知処理は、一連のプロセスにおける所定のタイミングにおいて前記速度検出処理によって検出された前記ＤＣモータの回転速度に応じたデューティ閾値を、該回転速度に基づいて生成された前記ＰＷＭ信号の駆動デューティと比較して前記ＤＣモータの異常を検知するようにしたことを特徴とするモータ制御方法。
7. 請求項１から５までのいずれかに記載のモータ制御装置により駆動制御される前記ＤＣモータを駆動源として用紙搬送を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１から５までのいずれかに記載のモータ制御装置と、
   該モータ制御装置により駆動制御される前記ＤＣモータと、を備えることを特徴とするモータ制御システム。