JPH11146690A - 画像形成装置のスキャナ制御における過電流保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイコンの関与なく過電流検知動作が行わ
れ、一定時間を超えた過電流の検知で、駆動素子保護動
作を確実に行うことができる画像形成装置のスキャナに
おける過電流保護回路を得る。 【解決手段】 スキャナをモータで往復移動させる画像
形成装置。モータを正逆回転駆動するＨ型ブリッジ回
路、エンコーダの検出信号によりモータの回転速度検
出、速度演算及び速度制御を行うマイコン、モータ電流
値の検出部、予め設定されている二つの保護電流値に対
してモータ電流値を比較する二つの比較手段ＩＣ５１，
ＩＣ５２を有する。第１比較手段ＩＣ５１によりモータ
に過電流が流れていると判断されるときは過電流制限を
行い、第２比較手段ＩＣ５２により、第１比較手段によ
り過電流が検知され過電流が流れている状態が所定時間
継続していると判断されるとモータ制御を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿画像に沿って
走行し原稿画像から画像データを読み取るスキャナを有
し、このスキャナをモータにより往復移動させる画像形
成装置の上記スキャナ制御における過電流保護回路に関
するもので、例えば、ＤＣサーボモータを使った速度制
御、位置制御等を行う技術全般に応用可能なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機などの画像形成装置では、コンタ
クトガラス上におかれた原稿に、光源からの照明光をス
キャナを走査させながら照射し、原稿画像からの反射光
を画像データとして読み取り、読み取られた画像データ
に応じて感光体上に結像させて露光処理を行い、感光体
上に原稿の画像を形成する。この画像形成装置の概略を
図７に示す。図７において、原稿２を載置するコンタク
トガラス１の下方には、光源３と第１ミラー４とが一体
に取り付けられた第１スキャナ、第２ミラー５と第３ミ
ラー６が一体に取り付けられた第２スキャナが設けら
れ、第３ミラー６による反射光路上には結像レンズ７、
固定の第４ミラー８、第５ミラー９、第６ミラー１０が
この順に設けられ、第６ミラー１０による反射光路上に
は保護ガラス１１、感光体ドラム１２がこの順に設けら
れている。

【０００３】上記第１スキャナは一定速度Ｖでコンタク
トガラス１上の原稿２に沿い図７において左から右に向
かい原稿２の面に対し平行に移動しながら光源３が原稿
２をスリット状に照明し、その反射光を第１ミラー４が
水平方向に反射する。第２スキャナの第２ミラー５と第
３ミラー６によって、第１ミラー４からの反射光を水平
方向に折り返す。折り返された反射光は、結像レンズ
７、第４、第５、第６ミラー８、９、１０で反射され、
感光体ドラム１２上に収束し、原稿２の像が感光体ドラ
ム１２上に結ばれる。上記のように第１スキャナは一定
速度Ｖで原稿２に沿って移動し、これに同期して第２ス
キャナはＶ／２の速度で左から右に向かい移動し、原稿
２の面から感光体ドラム表面までの光路長が常に一定に
保たれる。第１、第２スキャナの移動に同期させて感光
体ドラム１２を回転させることにより、原稿画像から画
像データを読み取って感光体ドラム１２上に原稿画像と
同じ画像を形成する。第１、第２スキャナはモータによ
って駆動され、１回のスキャンが終了すると元のホーム
ポジションに戻される。

【０００４】このような画像データの読み取りを行うた
めに、ＤＣサーボモータを使用してスキャナを正逆方向
に駆動するようになっている。図８は従来の画像形成装
置のスキャナにおけるサーボ制御装置の一例を示す。図
８において、ＤＣサーボモータＭ２１は、４個のＭＯＳ
・ＦＥＴＱ２１〜Ｑ２４（以下単に「Ｑ２１」「Ｑ２
２」のように表示する）からなるＨ型ブリッジ回路の中
点に接続されている。より具体的には、電源ＶＭＭとア
ースとの間にはＱ２１、Ｑ２３からなる直列回路とＱ２
２、Ｑ２４からなる直列回路が接続され、Ｑ２１、Ｑ２
３の接続点とＱ２２、Ｑ２４の接続点の間にモータＭ２
１が接続されている。各Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２
４には、これらＱ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２４に流れ
る電流方向とは逆向きの電流を流すダイオードＤ２１，
Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４（以下単に「Ｄ２１」「Ｄ２
２」のように表示する）が並列に接続されている。各Ｑ
２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２４は後述のマイクロコント
ローラ（以下「マイコン」という）２０からの指令によ
ってオン・オフ制御され、正逆回転制御、速度制御、停
止の各制御が行われる。

【０００５】上記マイコン２０は、モータＭ２１の回転
方向を設定するための２つの出力ポートＰ０、Ｐ１と、
速度制御を行うためのパルス幅変調（以下「ＰＷＭ」と
いう）信号出力ポートを有する。出力ポートＰ０、Ｐ１
からの出力はそれぞれ上記Ｑ２１、Ｑ２２をオン・オフ
制御する。出力ポートＰ０、Ｐ１からの出力はまたそれ
ぞれインバータ２１、２２とバァッファを介して上記Ｑ
２２、Ｑ２４のゲートに入力され、これらＱ２２、Ｑ２
４をオン・オフ制御するようになっている。

【０００６】モータＭ２１の回転出力軸にはエンコーダ
ＥＣ２１が取り付けられており、このエンコーダＥＣ２
１からはモータＭ２１の回転速度に応じたパルス信号が
出力され、このパルス信号は回転速度信号として分周回
路２５で分周されたあとマイコン２０のカウンタ入力ポ
ートに入力される。また、上記エンコーダＥＣ２１から
のパルス信号は、正逆回転方向に応じた位相ずれをもっ
た複数相の信号からなり、位相ずれの向きによって反転
するフリップフロップ回路２６の出力によって回転方向
検出が行われ、回転方向信号がマイコン２０の入力ポー
トＰ２に入力されるようになっている。

【０００７】上記のように、Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、
Ｑ２４からなるＨ型ブリッジ回路は、モータＭ２１の電
流を切り替えるモータ駆動回路を構成し、全体の動作を
制御するマイコン２０からは、モータＭ２１の速度制御
を行うＰＷＭ信号と、回転方向を設定するための２つの
Ｐ０、Ｐ１信号が出力され、これらの信号によりモータ
Ｍ２１を駆動する。上記モータ駆動回路は、上記２つの
信号Ｐ０、Ｐ１による４通りの組合せで、図８中の真理
値表に記載されているように、正転方向、逆転方向、停
止状態、設定禁止状態を作ることができる。正転方向と
は、図７について説明したスキャナが原稿読み取り方向
（図７において左から右に向かう方向）であり、逆転方
向は、スキャナを元の位置に戻すリターン動作のことで
ある。

【０００８】Ｑ２３、Ｑ２４とアースとの間にはモータ
電流検出用抵抗Ｒ２１が付加されている。この抵抗Ｒ２
１に流れる電流を電圧に変換してモータ電流値に相当す
る電圧値を検出し、この電圧値に応じてＰＷＭ信号のデ
ューティ比を変化させモータ速度を制御する。より具体
的には、Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４からなるＨ型
ブリッジ回路とアースとの間にモータ電流検出用抵抗Ｒ
２１が付加され、抵抗Ｒ２１に流れるモータ電流はこの
抵抗Ｒ２１によって電圧に変換され、モータ電流値に相
当する電圧値が検出される。この検出電圧はアンプＩＣ
２１で増幅され、差動アンプＩＣ２３に入力される。マ
イコン２０は、予め設定したモータ速度と、エンコーダ
ＥＣ２１より検出されたモータＭ２１の速度との偏差に
より制御目標値を電流値として算出し、Ｄ／Ａ変換によ
り制御目標値である電流値をデジタル信号からアナログ
信号に変換して速度制御値とする。この速度制御値と検
出したモータ電流値との差を差動増幅器ＩＣ２３で演算
し、この差を、三角波発生回路２９から出力される三角
波を利用して比較器ＩＣ２４でＰＷＭ信号に変換し、こ
のＰＷＭ信号のデューティ比に対応してモータを駆動さ
せ速度制御を行うようになっている。

【０００９】図８に示す例では、正転時、Ｑ２４がオン
で、ＰＷＭ信号によりＱ２１がオンのとき、電流は電源
ＶＭＭからＱ２１を通りモータＭ２１に流れ、Ｄ２７、
Ｑ２４を通ってモータ電流検出用抵抗Ｒ２１に流れる。
よって抵抗Ｒ２１により電流を電圧に変換しモータ電流
値に相当する電圧値を検出することができる。ＰＷＭ信
号によりＱ２１がオフのときは、モータＭ２１の逆起電
力によりＤ２６がオンになり、回生電流はＤ２７、Ｑ２
４、Ｒ２１を通りアースに流れ、アースからＤ２６を通
りモータＭ２１に戻る。

【００１０】回転方向の指示は、マイコン２０の出力ポ
ートＰ０とＰ１により選択される。図９に示すように、
正転方向指示は、スキャナ立ち上げから原稿読み取り終
了時及びリターン減速時の反転ブレーキからスキャナ停
止まで、逆転方向指示は原稿読み取り終了時の反転ブレ
ーキからリターン加速及びリターン等速走行の終了まで
と予め決められている。前述のように、予め設定したモ
ータ速度と、エンコーダＥＣ２１より検出されたモータ
Ｍ２１の速度との偏差により制御目標値を電流値として
算出し、Ｄ／Ａ変換により制御目標値である電流値をデ
ジタル信号からアナログ信号に変換して速度制御目標値
とする。この制御目標値である電流値と検出したモータ
電流値との差を差動増幅器ＩＣ２３で演算し、この差か
ら三角波を使用して比較器ＩＣ２４でＰＷＭ信号を作
り、このＰＷＭ信号のデューティ比に対応してモータＭ
２１を駆動し速度制御を行っている。

【００１１】速度制御は、予め定めたモータ速度と、モ
ータＭ２１に接続したエンコーダＥＣ２１より検出され
たモータＭ２１の速度との偏差により制御目標値を電流
値として算出し、Ｄ／Ａ変換により制御目標値である電
流値をデジタル信号に変換して制御値とする。この制御
目標値である電流値と検出したモータ電流値との差を差
動増幅器ＩＣ２３で演算し、この差を三角波を利用して
比較器ＩＣ２４でＰＷＭ信号を作り、このＰＷＭ信号の
デューティ比に応じてモータを駆動させ速度制御を行
う。逆転時は、Ｑ２３がオン、ＰＷＭ信号によりＱ２２
がオンのとき、電流はＶＭＭからＱ２２を通りモータＭ
２１に流れ、Ｄ２５、Ｑ２３を通ってモータ電流検出用
抵抗Ｒ２１に流れる。よって抵抗Ｒ２１により電流を電
圧に変換しモータ電流値に相当する電圧値を検出するこ
とができる。ＰＷＭ信号によりＱ２２がオフのときは、
モータＭ２１の逆起電力によりＤ２８がオンになり、回
生電流はＤ２５、Ｑ２３、Ｒ２１を通りアースに流れ、
アースからＤ２８を通りモータＭ２１に戻る。

【００１２】以上説明したような画像形成装置のスキャ
ナ制御回路においては、何らかの原因でモータがロック
状態になったとき、あるいは急加速、急減速を行ったと
きなど、モータが過負荷状態になったときモータに過電
流が流れる。特にモータのロック状態が一定時間以上継
続するとモータが過電流により加熱するので、モータに
過電流が流れたときはこれを検知し、モータの制御を停
止させるなどの保護策を講じる必要がある。

【００１３】過電流に対する保護策を講じるためには過
電流を検知する必要があるが、過電流検知方法として各
種考えられている。その一つは、ＰＷＭ信号のデューテ
ィ比が規定の値以上になったときを過電流と判断する方
法である。しかし、前述の従来のサーボ制御装置のよう
な電流帰還型の制御装置では、ＰＷＭ信号の可変はハー
ドウエアにより非常に高速で行われており、さらに、マ
イコンによる管理外にあるため、デューティ比で過電流
か否かを判断するのは難しい。デューティ比の計測をマ
イコン外部のロジック回路で行うことも可能であるが、
そうすると回路規模が大きくなり、コスト高の要因とな
る。

【００１４】過電流検知の別の方法として、モータ電流
値をマイコンによって常時監視させ、規定以上の電流値
を検知すると、その発生時又は発生から所定時間経過後
に、マイコンにモータ停止制御を行わせる方法がある。
しかし、この方法によれば、マイコンによって集中的に
監視し制御を行うので、マイコンの負担が大きく、マイ
コン異常時には過電流の検知が不可能になる難点があ
る。

【００１５】過電流検知のさらに別の方法として、モー
タ速度と目標速度との偏差によりＰＩ演算を行う中で、
この演算値から速度異常を判断する方法がある。これは
もともと速度異常検知であるが、過電流検知も可能であ
るため、過電流検知を兼ねさせたものである。しかし、
この方法もマイコンによって集中的に監視し制御を行う
ので、マイコンの負担が大きく、マイコン異常時には過
電流の検知が不可能になる難点がある。

【００１６】過電流検知のさらに別の方法として、特開
平６−３５１２９６号公報に記載されている過電流保護
回路がある。これは、インバータによる誘導モータの駆
動装置において、インバータの電流値を検出する電流セ
ンサと、この電流センサが検出する起動時の電流値と予
め設定されている保護電流値とを比較するコンパレータ
と、このコンパレータが過電流を検出したときから所定
時間の過電流を監視する過電流継続時間監視回路と、こ
の過電流継続時間監視回路の出力に基づいてインバータ
のスイッチング素子を保護する保護回路とを有し、過電
流が流れたまま所定時間経過することによって上記保護
回路を作動させるものである。この回路によれば、過電
流が流れているときは保護電流値で定電流制御されるた
め、インバータの電流は保護電流付近を高速でアップ・
ダウンし、コンパレータの出力が高速で変化する。ま
た、上記過電流継続時間監視回路は単安定マルチバイブ
レータと、フリップフロップ回路を有しているが、上記
マルチバイブレータによる一定時間経過後の信号のエッ
ジに対して上記のようにコンパレータの出力が高速で変
化すると、次段のフリップフロップ回路で確かな状態を
ラッチするのが難しく、よって、満足できる過電流保護
ができないという難点がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点に鑑み、マイコンを関与させることな
く過電流検知動作が行われ、短時間の過電流においては
保護電流値で設定された電流制限動作が行われ、さら
に、一定時間を超えて過電流を検知した場合は、駆動素
子を保護するためにモータ駆動を停止させ、かつ、この
過電流保護動作を確実に行うことができる画像形成装置
のスキャナにおける過電流保護回路を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
原稿画像に沿って走行し原稿画像から画像データを読み
取るスキャナを有し、このスキャナをモータにより往復
移動させる画像形成装置において、モータ速度を決める
パルス幅変調信号と回転方向を決める信号によりモータ
を正逆回転駆動するＨ型ブリッジ回路と、モータ軸に取
り付けられたエンコーダと、上記エンコーダの検出信号
によりモータの回転速度検出、速度演算及び速度制御を
行うマイクロコントローラと、モータに流れる電流値を
検出する検出部と、予め設定されている二つの保護電流
値に対してモータに流れる電流値を比較する二つの比較
手段を有し、第１の比較手段による比較結果から、モー
タに過電流が流れていると判断されるときは過電流制限
を行い、第２の比較手段による比較結果から、第１の比
較手段により過電流が検知されてから過電流が流れてい
る状態が所定時間継続していると判断されるときはモー
タ制御を停止させ、駆動素子を保護することを特徴とす
る。

【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、過電流が流れている状態が所定時間継続し
ているかどうかの判断のための所定時間の設定手段とし
てリトリガブル・モノステーブル・マルチバイブレータ
を用い、所定のクロック信号が入力されるゲートを第２
の比較手段による比較結果によって開閉し、上記ゲート
の出力を上記リトリガブル・モノステーブル・マルチバ
イブレータのクロック入力とし、予め設定されたパルス
幅よりある長い期間にクロックが入力しなかった場合に
上記リトリガブル・モノステーブル・マルチバイブレー
タの状態が遷移することを特徴とする。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、過電流検知回路による一度の状態遷移を固
定する手段を有し、この固定手段によりモータへの電流
供給を停止させることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照しながら
本発明にかかる画像形成装置のスキャナにおけるサーボ
制御装置の実施の形態について説明する。なお、本発明
の実施の形態を示す図１、図２の回路の多くの構成部分
は図８に示す従来例の構成部分と同じであるため、同じ
構成部分には共通の符号を付した。図１において、４個
のＭＯＳ・ＦＥＴＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４（以
下単に「Ｑ２１」「Ｑ２２」のように表示する）からな
るＨ型ブリッジ回路は、複写機等の画像形成装置のスキ
ャナを駆動するＤＣサーボモータＭ２１に通電する電流
を切り替えるもので、上記Ｈ型ブリッジ回路の中間にモ
ータＭ２１が接続されている。より具体的には、電源Ｖ
ＭＭとアースとの間にはＱ２１、Ｑ２３からなる直列回
路とＱ２２、Ｑ２４からなる直列回路が接続され、Ｑ２
１、Ｑ２３の接続点とＱ２２、Ｑ２４の接続点間にモー
タＭ２１が接続されている。各Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２
３、Ｑ２４には、これらＱ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２
４に流れる電流方向とは逆向きの電流を通すダイオード
Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４（以下単に「Ｄ２１」
「Ｄ２２」のように表示する）が並列に接続されてい
る。各Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２４はマイコン２０
からの指令によってオン・オフ制御され、正逆回転制
御、速度制御、停止の各制御が行われる。

【００２２】上記マイコン２０は、モータＭ２１の回転
方向を設定するための２つの出力ポートＰ０、Ｐ１と、
速度制御を行うためのパルス幅変調（以下「ＰＷＭ」と
いう）信号出力ポートを有する。出力ポートＰ０、Ｐ１
からの出力はそれぞれ上記Ｑ２１、Ｑ２２をオン・オフ
制御する。出力ポートＰ０、Ｐ１からの出力はまたそれ
ぞれインバータ２１、２２とバァッファを介して上記Ｑ
２２、Ｑ２４のゲートに入力されこれらＱ２２、Ｑ２４
をオン・オフ制御するようになっている。

【００２３】モータＭ２１の回転出力軸にはエンコーダ
ＥＣ２１が取り付けられており、このエンコーダＥＣ２
１からはモータＭ２１の回転速度に応じたパルス信号が
出力され、このパルス信号は回転速度信号として分周回
路２５で分周されたあとマイコン２０のカウンタ入力ポ
ートに入力される。また、上記エンコーダＥＣ２１から
のパルス信号は、正逆回転方向に応じた位相ずれをもっ
た複数相の信号からなり、位相ずれの向きによって反転
するフリップフロップ回路２６の出力によって回転方向
検出が行われ、回転方向信号がマイコン２０の入力ポー
トＰ２に入力されるようになっている。

【００２４】上記のように、Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、
Ｑ２４からなるＨ型ブリッジ回路は、モータＭ２１の電
流を切り替えるモータ駆動回路を構成し、全体の動作を
制御するマイコン２０からは、モータＭ２１の速度制御
を行うＰＷＭ信号と、回転方向を設定するための２つの
Ｐ０、Ｐ１信号が出力され、これらの信号によりモータ
Ｍ２１を駆動する。上記モータ駆動回路は、上記２つの
信号Ｐ０、Ｐ１による４通りの組合せで、図１中の真理
値表に記載されているように、正転方向、逆転方向、停
止状態、設定禁止状態を作ることができる。正転方向と
は、図７について説明したスキャナが原稿読み取り時に
移動する方向（図７において左から右に向かう方向）で
あり、逆転方向は、スキャナを元の位置に戻すリターン
動作のことである。

【００２５】Ｑ２３、Ｑ２４とアースとの間にはモータ
電流検出用抵抗Ｒ２１が付加されている。この抵抗Ｒ２
１に流れる電流を電圧に変換してモータ電流値に相当す
る電圧値を検出し、この電圧値に応じてＰＷＭ信号のデ
ューティ比を変化させモータ速度を制御する。より具体
的には、Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４からなるＨ型
ブリッジ回路とアースとの間にモータ電流検出用抵抗Ｒ
２１が付加され、この抵抗Ｒ２１に流れるモータ電流は
この抵抗Ｒ２１によって電圧に変換され、モータ電流値
に相当する電圧値が検出される。この検出電圧はアンプ
ＩＣ２１で増幅され、差動アンプＩＣ２３に入力され
る。マイコン２０は、予め設定したモータ速度と、エン
コーダＥＣ２１より検出されたモータＭ２１の速度との
偏差により制御目標値を電流値として算出し、Ｄ／Ａ変
換により制御目標値である電流値をデジタル信号からア
ナログ信号に変換して速度制御値とする。この速度制御
値と検出したモータ電流値との差を差動増幅器ＩＣ２３
で演算し、この差を、三角波発生回路２９から出力され
る三角波を利用して比較器ＩＣ２４でＰＷＭ信号に変換
し、このＰＷＭ信号のデューティ比に対応してモータを
駆動させ速度制御を行うようになっている。

【００２６】正転時、Ｑ２４がオンで、ＰＷＭ信号によ
りＱ２１がオンのとき、電流は電源ＶＭＭからＱ２１を
通りモータＭ２１に流れ、Ｄ２７、Ｑ２４を通ってモー
タ電流検出用抵抗Ｒ２１に流れる。よって抵抗Ｒ２１に
より電流を電圧に変換しモータ電流値に相当する電圧値
を検出することができる。ＰＷＭ信号によりＱ２１がオ
フのときは、モータＭ２１の逆起電力によりＤ２６がオ
ンになり、回生電流はＤ２７、Ｑ２４、Ｒ２１を通りア
ースに流れ、アースからＤ２６を通りモータＭ２１に戻
る。

【００２７】回転方向の指示は、マイコン２０の出力ポ
ートＰ０とＰ１により選択される。前述のように、予め
設定したモータ速度と、エンコーダＥＣ２１より検出さ
れたモータＭ２１の速度との偏差により制御目標値を電
流値として算出し、Ｄ／Ａ変換により制御目標値である
電流値をデジタル信号からアナログ信号に変換して速度
制御目標値とする。この制御目標値である電流値と検出
したモータ電流値との差を差動増幅器ＩＣ２３で演算
し、この差から三角波を使用して比較器ＩＣ２４でＰＷ
Ｍ信号を作り、このＰＷＭ信号のデューティ比に対応し
てモータＭ２１を駆動し速度制御を行っている。

【００２８】速度制御は、予め定めたモータ速度と、モ
ータＭ２１に接続したエンコーダＥＣ２１より検出され
たモータＭ２１の速度との偏差により制御目標値を電流
値として算出し、Ｄ／Ａ変換により制御目標値である電
流値をデジタル信号に変換して制御値とする。この制御
目標値である電流値と検出したモータ電流値との差を差
動増幅器ＩＣ２３で演算し、この差を三角波を利用して
比較器ＩＣ２４でＰＷＭ信号を作り、このＰＷＭ信号の
デューティ比に応じてモータを駆動させ速度制御を行
う。逆転時は、Ｑ２３がオン、ＰＷＭ信号によりＱ２２
がオンのとき、電流はＶＭＭからＱ２２を通りモータＭ
２１に流れ、Ｄ２５、Ｑ２３を通ってモータ電流検出用
抵抗Ｒ２１に流れる。よって抵抗Ｒ２１により電流を電
圧に変換しモータ電流値に相当する電圧値を検出するこ
とができる。ＰＷＭ信号によりＱ２２がオフのときは、
モータＭ２１の逆起電力によりＤ２８がオンになり、回
生電流はＤ２５、Ｑ２３、Ｒ２１を通りアースに流れ、
アースからＤ２８を通りモータＭ２１に戻る。

【００２９】ここまでの説明は，図８について説明した
従来例と同じである。図１に示す実施の形態が図８に示
す従来例と異なる点は、比較器ＩＣ４１を付加し、モー
タ電流を電圧に変換した後のアンプＩＣ２１の出力電圧
値と、予め所定値に設定した過電流保護電流値を電圧値
に変換した値とを比較器ＩＣ４１で比較し、この比較結
果を、前記ＰＷＭ信号を生成する比較器ＩＣ２４の出力
に加えるようになっている点である。上記過電流保護電
流値は比較器ＩＣ４１に入力される参照電圧ｒｅｆ０で
あって、この参照電圧ｒｅｆ０は電源電圧を抵抗Ｒ４１
と抵抗Ｒ４２で分圧して比較器ＩＣ４１に入力される。
比較器ＩＣ２４、ＩＣ４１はオープンコレクタ出力にな
っていて、双方の出力端子が直接ワイヤード接続されて
いる。

【００３０】上記実施の形態の動作、特に上記比較器Ｉ
Ｃ２４、ＩＣ４１の動作を図２を併せて参照しながら説
明する。図１、図２にＡで示すモータ電流の電圧値が、
上記比較器ＩＣ４１の参照電圧ｒｅｆ０である保護値よ
りも低い場合は図２の左側に示されている正常の動作で
あり、比較器ＩＣ４１の出力はオープン状態になり、比
較器ＩＣ２４からのＰＷＭ信号がＱ２１〜Ｑ２４などか
らなる駆動回路に供給される。何らかの原因で過電流が
流れると、比較器ＩＣ４１の出力がＬレベル（ＧＮＤレ
ベル）になり、モータへの電流供給が強制的にオフされ
る。モータへの電流供給がオフされるとモータ電流が低
下するため比較器ＩＣ４１の出力がＨレベルになり、再
び正常なＰＷＭ信号がが供給される。しかし、再び過電
流が流れて上記参照電圧ｒｅｆ０である保護値を超える
ため、すぐ強制的にオフになる。この過電流時の動作を
図２の中央部に示す。このように、過電流発生時はモー
タ電流が保護電流値に制限され、一見定電流動作である
かのような動作が続くことになる。

【００３１】モータ駆動上での異常ではなくても、モー
タの急激な加速、減速時に保護電流値以上にモータ電流
が流れることがある。この保護電流値以上のモータ電流
が流れる時間は短時間であり、この場合は保護回路を作
動させてモータの駆動を停止させる必要はない。そこ
で、過電流が流れている状態が所定時間継続していると
判断される場合に保護回路を動作させるようにする。そ
のための回路例を図３、図５、図６に示す。図６に示す
回路例の多くの部分は図８について説明した従来の回路
例または図１に示す本発明の実施の形態に係る回路例と
同じであり、図８に示す回路例に、図３に示す回路例を
付加し、また、図５に示す回路例を付加したものであ
る。

【００３２】図３に示す回路は、第１の比較器ＩＣ５１
と、第２の比較器ＩＣ５２と、この第２の比較器ＩＣ５
２の出力とクロック信号とを入力とするアンドゲートＩ
Ｃ５３と、このアンドゲートＩＣ５３の出力をＡ端子入
力とするリトリガブル・モノステーブル・マルチバイブ
レータ（以下「ＲＭＭ」という）ＩＣ５４と、このＲＭ
ＭＩＣ５４の出力を入力とするフリップ・フロップ回路
（以下「ＦＦ」という）ＩＣ５５と、ＦＦＩＣ５５の反
転出力端子に接続されたオープンコレクタのバッファＩ
Ｃ５６とを有してなる。

【００３３】上記第１、第２の比較器ＩＣ５１、ＩＣ５
２の各マイナス入力端子には、図１に示すモータ電流を
電圧に変換した後のアンプＩＣ２１の出力が入力され
る。第１の比較器ＩＣ５１のプラス入力には参照電圧ｒ
ｅｆ１が、第２の比較器ＩＣ５２のプラス入力には参照
電圧ｒｅｆ２が入力される。上記各参照電圧ｒｅｆ１、
ｒｅｆ２は電源電圧を分圧抵抗Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４
で分圧することによって生成される。参照電圧ｒｅｆ１
は前記保護電流値に対応した電圧値に設定され、参照電
圧ｒｅｆ２は、上記参照電圧ｒｅｆ１による一見定電流
駆動時のリップル状に変動する電圧の下限値よりも低い
値に設定されている。第１の比較器ＩＣ５１の出力端子
は図１に示す回路における比較器ＩＣ２４の出力端子に
接続されている。従って、図３の回路例における第１の
比較器ＩＣ５１は、図１の回路例における比較器ＩＣ４
１と同じである。図６の回路において、Ｑ２３とＱ２４
の各ゲートにはダイオードＤ５１、Ｄ５２のアノードが
接続されこれらダイオードＤ５１、Ｄ５２のカソードは
共通に接続され、この共通に接続されたダイオードＤ５
１、Ｄ５２のカソードに上記バッファＩＣ５６の出力端
子が接続されている。

【００３４】前記アンドゲートＩＣ５３の一方に入力さ
れるクロック信号の信号源は適宜のものを用いてよい
が、図６に示す回路には三角波発生回路２９があり、こ
の三角波発生回路２９は三角波を生成する前段階で矩形
波を生成するようになっているため、この矩形波をクロ
ック信号として用いることができる。こうすれば、クロ
ック発生回路を新たに付加する必要はない。上記三角波
発生回路を利用したクロック発生回路の例を図５に示
す。この三角波発生回路は周知の回路で、比較器ＩＣ５
９を有してなる。比較器ＩＣ５９のプラス入力端子には
参照電圧が印加され、マイナス入力端子には、比較器Ｉ
Ｃ５９の出力の抵抗ｒ１５とコンデンサＣ１１からなる
積分回路による積分値が入力される。比較器ＩＣ５９の
出力は矩形波で、これをクロック信号として図３のアン
ドゲートＩＣ５３に入力する。この矩形波信号の上記コ
ンデンサＣ１１による積分信号を三角波信号として用い
ることができる。

【００３５】次に、以上説明した回路例の動作を図４を
併せて参照しながら説明する。過電流発生時は、比較器
ＩＣ５１が図１に示す回路例の比較器ＩＣ４１と同様に
動作するとともに、図３における比較器ＩＣ５２が次の
ように動作する。比較器ＩＣ５２の出力はＬレベルに固
定され、そうでないときはＨレベルに固定されている。
この比較器ＩＣ５２の出力信号と、あるクロック信号と
のアンドをゲートＩＣ５３でとり、このアンドゲートの
出力をＲＭＭＩＣ５４のＡ端子に入力する。ＲＭＭＩＣ
５４は、Ａ端子に入力された信号のマイナスエッジをト
リガにして、抵抗Ｒ５５とコンデンサＣ５５によって決
まる時定数に応じた幅のパルスを出力するが、ここで上
記時定数よりも短い周期でＡ端子に信号のマイナスエッ
ジが入力されると、その時点から再度上記時定数に応じ
た幅のパルスを出力する。従って、上記時定数以下のパ
ルスが絶えずＡ端子に入力されると、ＲＭＭＩＣ５４は
その出力レベルをＨレベルに保持することになる。

【００３６】ＲＭＭＩＣ５４のＡ端子への上記時定数よ
りも短い周期のパルス信号の入力が途絶えると、図４に
示すように、最後に入力されたパルスから上記時定数に
対応した時間が経過したとき初めてＲＭＭＩＣ５４の出
力がＬレベルに変化する。このＲＭＭＩＣ５４の出力信
号の状態遷移を次段のＦＦＩＣ５５でラッチし、このＦ
ＦＩＣ５５のラッチ信号により、バッファＩＣ５６を介
して保護回路を動作させる。保護回路による動作は次の
通りである。過電流異常すなわち過電流が予め定められ
た所定時間を超えて流れると、上記のようにＦＦＩＣ５
５およびバッファＩＣ５６出力はＬレベルになるため、
図６に示すダイオードＤ５１，Ｄ５２はオンとなり、Ｑ
２３とＱ２４のゲートのレベルはＧＮＤレベルに近い値
となり、Ｑ２３とＱ２４はオフとなってモータＭ２１に
は電流が流れなくなる。ちなみに、正常動作中はＦＦＩ
Ｃ５５およびバッファＩＣ５６出力はオープンになるた
め、ダイオードＤ５１，Ｄ５２はオフとなり、Ｑ２３と
Ｑ２４は通常の動作をし、モータＭ２１は通常の駆動が
行われる。

【００３７】以上の説明から明らかなとおり、図３〜図
６に示すような実施の形態によれば、予め設定されてい
る二つの保護電流値ｒｅｆ１，ｒｅｆ２に対してモータ
Ｍ２１に流れる電流値を比較する二つの比較手段ＩＣ５
１，ＩＣ５２を有し、第１の比較手段ＩＣ５１による比
較結果から、モータＭ２１に過電流が流れていると判断
されるときは過電流制限を行い、第２の比較手段ＩＣ５
２による比較結果から、第１の比較手段ＩＣ５１により
過電流が検知されてから過電流が流れている状態が所定
時間継続していると判断されるときはモータ制御を停止
させ、駆動素子Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４を保護
するようにしたため、過電流が流れている状態が所定時
間継続しているかどうかによって、起動時等の短時間内
の問題のない過電流か、または本来の異常電流であるか
を判別することができ、これによって駆動素子Ｑ２１，
Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４の保護を的確に行うことができ
る。また、上記のように二つの比較手段ＩＣ５１，ＩＣ
５２によって問題のない過電流かまたは本来の異常電流
かを判別するようになっていて、この判別にはマイコン
が介在していないため、マイコンに負担がかからず、か
つ、仮にマイコンに異常があったとしても過電流保護回
路を正常に動作させることができるという利点もある。

【００３８】また、過電流が流れている状態が所定時間
継続しているかどうかの判断のための所定時間の設定手
段としてＲＭＭＩＣ５４を用い、所定のクロック信号が
入力されるゲートＩＣ５３を第２の比較手段にＩＣ５２
よる比較結果によって開閉し、上記ゲートＩＣ５３の出
力を上記ＲＭＭＩＣ５４のクロック入力とし、予め設定
されたパルス幅よりある長い期間にクロックが入力しな
かった場合に上記ＲＭＭＩＣ５４の状態が遷移し、この
状態遷移によりモータ制御を停止させて駆動素子を保護
するようにしたため、過電流が流れている時間を正確に
計測することができ、これによって、不用意な異常検知
処理の実行を防ぐことができる。さらに、上記ＲＭＭＩ
Ｃ５４の状態遷移をＦＦＩＣ５５で固定して駆動素子Ｑ
２３，Ｑ２４によるモータ制御を停止させ、駆動素子を
保護するようにしたため、過電流が流れている状態が所
定時間継続して本来の異常が一旦検知されるとこの異常
検知状態が保持されることになり、駆動素子の保護を確
実に行うことができる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、予め設定
されている二つの保護電流値に対してモータに流れる電
流値を比較する二つの比較手段を有し、第１の比較手段
による比較結果から、モータに過電流が流れていると判
断されるときは過電流制限を行い、第２の比較手段によ
る比較結果から、第１の比較手段により過電流が検知さ
れてから過電流が流れている状態が所定時間継続してい
ると判断されるときはモータ制御を停止させ、駆動素子
を保護するようにしたため、過電流が流れている状態が
所定時間継続しているかどうかによって、起動時等の短
時間内の問題のない過電流か、または本来の異常電流で
あるかを判別することができ、これによって駆動素子の
保護を的確に行うことができる。また、上記のように二
つの比較手段によって問題のない過電流かまたは本来の
異常電流かを判別するようになっていて、この判別には
マイコンが介在していないため、マイコンに負担がかか
らず、かつ、仮にマイコンに異常があったとしても過電
流保護回路を正常に動作させることができるという利点
もある。

【００４０】請求項２記載の発明によれば、過電流が流
れている状態が所定時間継続しているかどうかの判断の
ための所定時間の設定手段としてリトリガブル・モノス
テーブル・マルチバイブレータを用い、所定のクロック
信号が入力されるゲートを第２の比較手段による比較結
果によって開閉し、上記ゲートの出力を上記リトリガブ
ル・モノステーブル・マルチバイブレータのクロック入
力とし、予め設定されたパルス幅よりある長い期間にク
ロックが入力しなかった場合に上記リトリガブル・モノ
ステーブル・マルチバイブレータの状態が遷移し、この
状態遷移によりモータ制御を停止させて駆動素子を保護
するようにしたため、過電流が流れている時間を正確に
計測することができ、これによって、不用意な異常検知
処理の実行を防ぐことができる。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、過電流検知
回路による一度の状態遷移を固定する手段を有し、この
固定手段によりモータへの電流供給を停止させ駆動素子
を保護するようにしたため、過電流が流れている状態が
所定時間継続して本来の異常が一旦検知されるとこの異
常検知状態が保持され、駆動素子の保護を確実に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像形成装置のスキャナ制御に
おける過電流保護回路の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】同上実施の形態の過電流保護動作を示すタイミ
ングチャートである。

【図３】本発明に用いることができる過電流検出回路の
例を示すブロック図である。

【図４】同上過電流検出回路を用いた本発明にかかる画
像形成装置のスキャナ制御における過電流保護回路の動
作を示すタイミングチャートである。

【図５】本発明に用いることができるクロック信号発生
回路の例を示す回路図である。

【図６】図３に示す過電流検出回路と図５に示すクロッ
ク信号発生回路を用いた本発明にかかる画像形成装置の
スキャナ制御における過電流保護回路の実施の形態を示
す回路図である。

【図７】画像形成装置のスキャナの例を概略的に示す正
面図である。

【図８】従来の画像形成装置のスキャナにおけるサーボ
制御装置の例を示す回路図である。

【図９】画像形成装置のスキャナの動作を示すタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

Ｍ２１ モータ Ｑ２１ Ｈ型ブリッジ回路を構成するＭＯＳ・ＦＥＴ Ｑ２２ Ｈ型ブリッジ回路を構成するＭＯＳ・ＦＥＴ Ｑ２３ Ｈ型ブリッジ回路を構成するＭＯＳ・ＦＥＴ Ｑ２４ Ｈ型ブリッジ回路を構成するＭＯＳ・ＦＥＴ ＥＣ２１ エンコーダ ＩＣ２６ 比較器 ２０ マイクロコントローラ ２３ 三角波発生回路 ＩＣ５１ 第１の比較手段 ＩＣ５２ 第２の比較手段 ＩＣ５４ リトリガブル・モノステーブル・マルチバイ
ブレータ ＩＣ５３ ゲート ＩＣ５５ 固定手段としてのフリップ・フロップ回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像に沿って走行し原稿画像から画
   像データを読み取るスキャナを有し、このスキャナをモ
   ータにより往復移動させる画像形成装置において、 モータ速度を決めるパルス幅変調信号と回転方向を決め
   る信号によりモータを正逆回転駆動するＨ型ブリッジ回
   路と、 モータ軸に取り付けられたエンコーダと、 上記エンコーダの検出信号によりモータの回転速度検
   出、速度演算及び速度制御を行うマイクロコントローラ
   と、 モータに流れる電流値を検出する検出部と、 予め設定されている二つの保護電流値に対して上記モー
   タに流れる電流値を比較する二つの比較手段を有し、 第１の比較手段による比較結果から、モータに過電流が
   流れていると判断されるときは過電流制限を行い、 第２の比較手段による比較結果から、第１の比較手段に
   より過電流が検知されてから過電流が流れている状態が
   所定時間継続していると判断されるときはモータ制御を
   停止させ、駆動素子を保護することを特徴とする画像形
   成装置のスキャナ制御における過電流保護回路。
2. 【請求項２】 過電流が流れている状態が所定時間継続
   しているかどうかの判断のための所定時間の設定手段と
   してリトリガブル・モノステーブル・マルチバイブレー
   タを用い、所定のクロック信号が入力されるゲートを第
   ２の比較手段による比較結果によって開閉し、上記ゲー
   トの出力を上記リトリガブル・モノステーブル・マルチ
   バイブレータのクロック入力とし、予め設定されたパル
   ス幅よりある長い期間にクロックが入力しなかった場合
   に上記リトリガブル・モノステーブル・マルチバイブレ
   ータの状態が遷移することを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置のスキャナ制御における過電流保護回路。
3. 【請求項３】 過電流検知回路による一度の状態遷移を
   固定する手段を有し、この固定手段によりモータへの電
   流供給を停止させることを特徴とする請求項２記載の画
   像形成装置のスキャナ制御における過電流保護回路。