JP2017041995A - モーターロック検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定常時のモーター電流が小さい場合でも、モーターの急激な変化に対し、いち早くモーターロックを検出することができるモーターロック検出装置を提供する。
【解決手段】リフトモーター７ｂを流れるモーター電流を検出するモーター電流検出部として機能する抵抗１１と、定常時のモーター電流に基づく可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を設定する可変ロック閾値設定部として機能すると共に、モーター電流が可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を上回るとモーターロックを検出するモーターロック検出部８１とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、モーターのロックを検出するモーターロック検出装置に関する。

複写機、スキャナー、複合機等の画像形成装置は、原稿や記録紙の搬送等に使用される各種のモーターを備えている。これらのモーターは、原稿や記録紙の引っ掛かりによって、回転がロックされてしまうことがある。ロック状態が継続すると、モーター破損に至ってしまう。そこで、モーター電流を基準値と比較して、モーター電流が基準値を越えているときにモーターロックを検出し、モーターへの通電を遮断する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２２３７８６号公報

しかしながら、従来技術では、定常時のモーター電流の変化について考慮されていない。すなわち、原稿や記録紙の状態によってモーター電流が変化する場合、モーター電流と比較する基準値は、ノイズ等に起因する誤検出を防止するため、定常時のモーター電流が最も大きい場合を想定して設定されている。従って、定常時のモーター電流が小さい場合には、モーターの急激な変化に対応することができず、モーター電流が基準値に到達してモーターロックが検出されるまでに時間がかかってしまい、モーター破損に至ってしまうことがあるという問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、定常時のモーター電流が小さい場合でも、モーターの急激な変化に対し、いち早くモーターロックを検出することができるモーターロック検出装置を提供することにある。

本発明のモーターロック検出装置は、モーターを流れるモーター電流を検出するモーター電流検出部と、定常時の前記モーター電流に基づく可変ロック閾値を設定するロック閾値設定部と、前記モーター電流が前記可変ロック閾値を上回るとモーターロックを検出するモーターロック検出部とを具備することを特徴とする。
さらに、本発明のモーターロック検出装置において、定常時の前記モーター電流は、前記モーターの始動後、所定時間が経過して突入電流の影響がなくなる時刻に検出された前記モーター電流であっても良い。
さらに、本発明のモーターロック検出装置において、前記ロック閾値設定部は、定常時の前記モーター電流に振れ幅を加算して前記可変ロック閾値を設定しても良い。
さらに、本発明のモーターロック検出装置において、前記ロック閾値設定部は、定常時の前記モーター電流が大きいほど、小さい値の前記振れ幅を定常時の前記モーター電流に加算して前記可変ロック閾値を設定しても良い。
さらに、本発明のモーターロック検出装置において、固定ロック閾値が予め設定されており、前記モーターロック検出部は、前記モーター電流が前記可変ロック閾値もしくは前記固定ロック閾値のいずれかを上回るとモーターロックを検出しても良い。

本発明によれば、定常時のモーター電流が小さい場合でも、モーターの急激な変化に対し、いち早くモーターロックを検出することができるという効果を奏する。

本発明に係るモーターロック検出装置を備えた画像形成装置の実施の形態の内部構成を示す概略模式断面図である。 図１に示す給紙部の構成を示す斜視図である。 図１に示す画像形成装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 図３に示すモーターロック検出部による可変ロック閾電圧の設定例を示す波形図である。 図３に示すモーターロック検出部による可変ロック閾電圧の他の設定例を示す波形図である。

次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の画像形成装置１は、複写機であり、図１及び図２を参照すると、原稿読取部２と、原稿給送部３と、本体部４と、操作部５とを備えている。原稿読取部２は、本体部４の上部に配設され、原稿給送部３は、原稿読取部２の上部に配設されている。操作部５は、画像形成装置１の手前側に配設されている。また、原稿給送部３と原稿読取部２とは、画像形成装置１の奥側でヒンジ機構によって接続されており、原稿給送部３を手前側から上方に開くことで、原稿読取部２上面を開放可能な構成になっている。なお、本件の画像形成装置１は、複写機で説明したが、スキャナー、複合機等が含まれるのは、言うまでもない。

画像形成装置１の手前側には、画像形成装置１の設定や動作指示を行う操作部５が配設されている。操作部５は、液晶表示部５１、操作ボタン５２が設けられている。ユーザーは操作部５を操作して指示を入力することで、画像形成装置１の各種の設定を行い、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部５１は、画像形成装置１の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。操作ボタン５２としては、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン、テンキー等が設けられている。

原稿読取部２は、スキャナー２１と、プラテンガラス２２と、原稿読取スリット２３とを備えている。スキャナー２１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた光源２４と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）ラインセンサー等からなる受光部２５とを備えており、原稿給送部３による原稿の搬送方向に移動可能に構成されている。

原稿給送部３は、原稿載置部３１と、原稿排出部３２と、原稿搬送機構３３とを備えている。原稿載置部３１に載置された原稿は、原稿搬送機構３３によって、１枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット２３に対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部３２に排出される。

原稿給送部３は、プラテンガラス２２上面を開閉するプラテンカバーとして機能し、原稿給送部３を上方に開くことで、プラテンガラス２２上面が開放され、プラテンガラス２２に原稿をセットできる状態となる。また、原稿給送部３におけるプラテンガラス２２との対向面は、白色の原稿押さえ面となっている。

原稿載置部３１に原稿が載置されていない状態や、原稿給送部３（プラテンカバー）が開いた開状態で、操作部５の操作ボタン５２によって原稿の読み取りが指示されると、プラテンガラス２２に載置された原稿が読み取られる。プラテンガラス２２に載置された原稿を読み取る場合には、スキャナー２１は、プラテンガラス２２に対向する位置に移動され、プラテンガラス２２に載置された原稿を主走査方向と直交する副走査方向に走査しながら読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部４に出力する。

原稿載置部３１に原稿が載置された状態で、操作部５の操作ボタン５２によって原稿の読み取りが指示されると、原稿給送部３により搬送された原稿が読み取られる。原稿給送部３により搬送された原稿を読み取る場合には、スキャナー２１は、原稿読取スリット２３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット２３を介し、原稿給送部３による原稿の搬送動作と同期して原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部４に出力する。

本体部４は、記録部６を備えると共に、給紙部７と、給紙ローラー４１と、用紙搬送路４２と、搬送ローラー４３と、排出ローラー４４とを備えている。給紙部７は、複数枚の記録紙が収納される給紙カセットであり、給紙ローラー４１は、給紙部７から記録紙を１枚ずつ用紙搬送路４２に送り出す。給紙ローラー４１によって用紙搬送路４２に繰り出された記録紙は、搬送ローラー４３によって記録部６に搬送される。そして、記録部６によって記録が施された記録紙は、排出ローラー４４によって、原稿読取部２と本体部４との間に形成された排出空間４５に排出される。このように、給紙ローラー４１、搬送ローラー４３及び排出ローラー４４は、記録紙の搬送部として機能する。

給紙部７は、図２を参照すると、記録紙が積載される給紙カセット７ａと、給紙カセット７ａが挿脱可能に装着されるカセット装着部に設けられたリフトモーター７ｂとで構成される。給紙カセット７ａは、底面に設けられ、給紙方向の後端において支持部Ｘに回動可能に軸支されたリフト板７１と、図示しない駆動シャフトに軸支され、駆動シャフトを中心とする回動によってリフト板７１の先端を給紙ローラー４１に対して昇降させる押し上げ板７２とを備えている。

リフトモーター７ｂは、給紙カセット７ａがカセット装着部に装着されることにより、ウォームギア等の連結機構を介して押し上げ板７２の駆動シャフトと連結される。押し上げ板７２は、リフトモーター７ｂの回転力によって回動されるが、リフトモーター７ｂが回転していない状態では押し上げ板７２の回動は制限される。リフトモーター７ｂとしては、通電方向に応じて正逆転可能なＤＣモーターが用いられる。

図３には、画像形成装置１の概略構成を示すブロック図が示されている。上述の原稿読取部２、原稿給送部３、搬送部（給紙ローラー４１、搬送ローラー４３、排出ローラー４４）、操作部５、記録部６、給紙部７は、制御部８に接続され、制御部８によって動作制御される。また、制御部８には、画像処理部９と、記憶部１０とが接続されている。

画像処理部９は、画像データに対して所定の画像処理を行う手段であり、例えば、拡大縮小処理や、階調調整、濃度調整等の画像改善処理が行われる。

記憶部１０は、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段であり、原稿読取部２によって原稿を読み取ることで取得された画像データが記憶されると共に、各種の管理情報が記憶されている。

制御部８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピューター等の情報処理部である。ＲＯＭには画像形成装置１の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部８は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、操作部５から入力された所定の指示情報に応じて装置全体の制御を行う。また、制御部８は、リフトモーター７ｂのロックを検出するモーターロック検出部８１として機能する。

リフトモーター７ｂを駆動するリフトモーター駆動部７ｃは、リフトモーター７ｂを流れるモーター電流を検出するモーター電流検出端子ＩＳＥＮを備えている。モーター電流検出端子ＩＳＥＮと接地端子との間には、モーター電流検出端子ＩＳＥＮから出力されるモーター電流をモーター電圧値として検出するモーター電流検出部として機能する抵抗１１が接続されている。モーター電流検出端子ＩＳＥＮから出力されるモーター電流は、モーター電流検出端子ＩＳＥＮに接続された抵抗１１によって電圧に変換され、モーター電圧値としてコンパレータ１２の非反転入力端子に入力される。コンパレータ１２の反転入力端子には、基準電圧Ｖ１が接続されている。これにより、コンパレータ１２では、モーター電圧値と基準電圧Ｖ１とが比較され、その比較結果が制御部８に入力される。また、抵抗１１によって電圧に変換されたモーター電圧値は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１３によってデジタル値に変換されて制御部８に入力される。

基準電圧Ｖ１は、モーターロックを検出するために予め設定された固定ロック閾電圧である。モーターロック検出部８１は、モーター電圧値が固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）を上回り、コンパレータ１２の出力がＨｉレベルになると、モーターロックを検出する。

また、モーターロック検出部８１は、図４を参照すると、リフトモーター７ｂの始動後、所定時間ＴＡが経過した時刻ｔ１のモーター電圧値を初期モーター電圧値として読み取る。そして、モーターロック検出部８１は、可変ロック閾値設定部として機能し、初期モーター電圧値に予め設定された振れ幅ΔＶを加算した値である基準電圧Ｖ２を、モーターロックを検出するための可変ロック閾電圧として設定する。モーター電圧値、すなわちリフトモーター７ｂに流れるモーター電流は、図４に示すように、始動後に流れる突入電流（一時的な大電流）よって上昇し、その後に減少して落ち着く。リフトモーター７ｂの始動後、初期モーター電圧値を読み取るまでの所定時間ＴＡは、突入電流の影響がなくなってモーター電圧値が落ち着く時間よりも長く設定されている。これにより、定常時のモーター電圧値を初期モーター電圧値として読み取ることができる。

モーターロック検出部８１は、入力されるモーター電圧値と、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）とを比較し、モーター電圧値が可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）を上回ると、モーターロックを検出する。

リフト板７１に積載された記録紙の残量が多いほど、負荷（トルク）が大きくなるため、初期モーター電圧値は大きくなる。従って、初期モーター電圧値に振れ幅ΔＶを加算して設定される可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）も、記録紙の残量が多いほど大きくなる。図４（ａ）には、記録紙残量が比較的少ない場合のモーター電圧値の変化が、図４（ｂ）には、記録紙残量が比較的多い場合のモーター電圧値の変化がそれぞれ示されている。

図４（ａ）に示すように、記録紙の残量が比較的少ない場合、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）は、固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）よりも低く設定される。従って、リフトモーター７ｂがロックしてモーター電圧値が上昇すると、モーターロック検出部８１によって、モーター電圧値が固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）を上回る時刻ｔ３よりも早い、モーター電圧値が可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）を上回る時刻ｔ２にモーターロックが検出される。すなわち、固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）は、記録紙の残量に関わらず、固定された値であるため、初期モーター電圧値が低い場合には、モーターロック検出までに時間がかかる。これに対し、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）は、記録紙の残量によって変化する初期モーター電圧値に応じて設定される値であり、初期モーター電圧値からの振れ幅ΔＶでモーターロックを検出することができるため、初期モーター電圧値が低い場合でも、リフトモーター７ｂの急激な変化に対し、いち早く異常を検出することができる。

図４（ｂ）に示すように、記録紙の残量が比較的多い場合、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）は、固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）よりも高く設定される。従って、リフトモーター７ｂがロックしてモーター電圧値が上昇すると、モーターロック検出部８１によって、モーター電圧値が可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）を上回る前に、モーター電圧値が固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）を上回る時刻ｔ４でモーターロックが検出される。このように、固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）と、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）とで２重にモーターロックを検出することで、モーターの破損確率を削減させることかできる。

なお、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）を設定するために、初期モーター電圧値に加算する振れ幅ΔＶは、初期モーター電圧値に応じて変化させるように構成しても良い。図５に、予め設定された基準電圧Ｖ０と初期モーター電圧値の差分の１／２を振れ幅ΔＶとする例を示す。この場合には、初期モーター電圧値が大きいほど、振れ幅ΔＶが小さくなる。従って、初期モーター電圧値が大きいほど、少ない振れ幅ΔＶでモーターロックが検出される。

以上説明したように、本実施の形態は、リフトモーター７ｂを流れるモーター電流を検出するモーター電流検出部として機能する抵抗１１と、定常時のモーター電流に基づく可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を設定する可変ロック閾値設定部として機能すると共に、モーター電流が可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を上回るとモーターロックを検出するモーターロック検出部８１とを備えている。
この構成により、定常時のモーター電流の大きさに応じて可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）が設定されるため、定常時のモーター電流が小さい場合でも、リフトモーター７ｂの急激な変化に対し、いち早くモーターロックを検出することができる。

さらに、本実施の形態において、定常時のモーター電流は、リフトモーター７ｂの始動後、所定時間ＴＡが経過して突入電流の影響がなくなる時刻ｔ１に検出されたモーター電流である。
この構成により、突入電流に影響されることなく、定常時のモーター電流を正確に測定することができる。

さらに、本実施の形態において、モーターロック検出部８１は、定常時のモーター電流に振れ幅ΔＶを加算して可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を設定する。
この構成により、簡単な演算によって可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を設定することができる。

さらに、本実施の形態において、モーターロック検出部８１は、定常時のモーター電流が大きいほど、小さい値の振れ幅ΔＶを定常時のモーター電流に加算して可変ロック閾値（基準電圧Ｖ２）を設定する。
この構成により、定常時のモーター電流が大きいほど、素早くモーターロックを検出することができる。

さらに、本実施の形態において、固定ロック閾値（基準電圧Ｖ１）が予め設定されており、モーターロック検出部８１は、モーター電流が可変ロック閾値もしくは固定ロック閾値（基準電圧Ｖ１）のいずれかを上回るとモーターロックを検出する。
この構成により、固定ロック閾電圧（基準電圧Ｖ１）と、可変ロック閾電圧（基準電圧Ｖ２）とで２重にモーターロックを検出することで、モーターの破損確率を削減させることかできる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１ 画像形成装置
２ 原稿読取部
３ 原稿給送部
４ 本体部
５ 操作部
６ 記録部
７ 給紙部
７ａ 給紙カセット
７ｂ リフトモーター
７ｃ リフトモーター駆動部
８ 制御部
９ 画像処理部
１０ 記憶部
１１ 抵抗
２１ スキャナー
２２ プラテンガラス
２３ 原稿読取スリット
２４ 光源
２５ 受光部
３１ 原稿載置部
３２ 原稿排出部
３３ 原稿搬送機構
４１ 給紙ローラー
４２ 用紙搬送路
４３ 搬送ローラー
４４ 排出ローラー
４５ 排出空間
５１ 液晶表示部
５２ 操作ボタン
６１ 感光体ドラム
６２ 帯電部
６３ 露光部
６４ 画像形成部
６５ 転写部
６６ 定着部
６７ クリーニング部
７１ リフト板
７２ 押し上げ板
８１ モーターロック検出部

Claims (5)

1. モーターを流れるモーター電流を検出するモーター電流検出部と、
   定常時の前記モーター電流に基づく可変ロック閾値を設定するロック閾値設定部と、
   前記モーター電流が前記可変ロック閾値を上回るとモーターロックを検出するモーターロック検出部とを具備することを特徴とするモーターロック検出装置。
2. 定常時の前記モーター電流は、前記モーターの始動後、所定時間が経過して突入電流の影響がなくなる時刻に検出された前記モーター電流であることを特徴とする請求項１記載のモーターロック検出装置。
3. 前記ロック閾値設定部は、定常時の前記モーター電流に振れ幅を加算して前記可変ロック閾値を設定することを特徴とする請求項１又は２記載のモーターロック検出装置。
4. 前記ロック閾値設定部は、定常時の前記モーター電流が大きいほど、小さい値の前記振れ幅を定常時の前記モーター電流に加算して前記可変ロック閾値を設定することを特徴とする請求項３記載のモーターロック検出装置。
5. 固定ロック閾値が予め設定されており、
   前記モーターロック検出部は、前記モーター電流が前記可変ロック閾値もしくは前記固定ロック閾値のいずれかを上回るとモーターロックを検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモーターロック検出装置。

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