電磁機器駆動装置および電磁機器の駆動方法
【課題】電磁機器の累積使用量が多くなっても少ないと同じ一定時間で電磁機器を動作状態から停止状態に移行させる。
【解決手段】電磁機器駆動装置は、励磁用電源から電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路と、フリーホイール回路によってクランプされた電圧が、電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、フリーホイール回路の動作を制御するコントローラーと、を備える。
【解決手段】電磁機器駆動装置は、励磁用電源から電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路と、フリーホイール回路によってクランプされた電圧が、電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、フリーホイール回路の動作を制御するコントローラーと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチやソレノイドなどの電磁機器を駆動する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流励磁式の電磁クラッチが各種機器における動力の伝達制御に用いられている。例えば、用紙に画像を印刷するプリンターにおいて、用紙を搬送するローラーに電磁クラッチを介してモーターの回転駆動力が伝達される。電磁クラッチによって回転駆動力の伝達を断続させることにより、一つのモーターを搬送用のローラーの駆動だけでなく、回転すべき期間がローラーとは異なる他の駆動対象の駆動にも用いることができる。
【０００３】
電磁クラッチの駆動においては、電磁クラッチに組み付けられている電磁コイルと直列に駆動用のスイッチング素子としてトランジスタが接続され、このトランジスタのオンオフの切替えによって直流電源から電磁コイルへの通電が制御される。一般に、電磁クラッチは、通電によって電磁コイルが励磁されたときに動力を伝達する動作状態になり、通電が停止されると動力を伝達しない停止状態になる。
【０００４】
電磁コイルにおいて、通電が停止されたときに逆起電力が発生する。逆起電力によって駆動用のトランジスタにその耐圧を超える過大な電圧が加わるのを防ぐため、電磁コイルと並列にダイオードが接続される。フリーホイールダイオードと呼ばれるこのダイオードと電磁コイルとで形成される閉ループを逆起電力による電流（慣性電流）が流れることにより、通電時に電磁コイルに蓄えられた電磁エネルギーが減衰する。このとき、電磁コイルの両端間の電圧はダイオードの順方向電圧降下分の電圧に抑えられる。閉ループを流れる電流が所定値まで小さくなって実質的に励磁が終了した時点で、電磁クラッチは停止状態になる。つまり、逆起電力に起因して、電磁コイルへの電源からの通電を停止した時点から電磁クラッチが停止状態になるまでに、電磁エネルギーの減衰速度に依存する遅れが生じる。
【０００５】
電磁コイルにおける励磁停止の遅れに関して次の先行技術がある。特許文献１では、遅れ時間を短縮する手法として、電磁コイルと並列に複数個のツェナーダイオードを直列接続すること、すなわち電磁エネルギーを減衰させるときの電磁コイルの両端間の電圧をシリコンダイオードの順方向電圧降下分よりも高くすることが開示されている。特許文献２では、遅れ時間を可変にする手法として、降伏電圧の異なる複数のツェナーダイオードを電磁コイルと並列に接続し、これら複数のツェナーダイオードを選択的に導通させて閉ループを形成することが提案されている。また、特許文献３では、内燃機関の燃料噴射のための電磁アクチュエーターにおいて、内燃機関の運転状態に応じて、電磁コイルへの通電の電流波形を緩やかに減少する波形としたり速やかに減少する波形としたりすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０７０１８号公報
【特許文献２】特開昭６３−１０２１３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電磁機器において、使用回数（動作回数）がある程度以上になると、電磁コイルへの通電の停止から電磁機器が上述の停止状態になるまでの時間（以下、これを「停止時間」と呼称する）が使用回数の増大に伴って長くなる、という傾向がある。この応答性の変化の一因として、励磁によって移動する可動部を元の位置に復帰させる付勢部材の劣化が考えられる。
【０００８】
停止時間が一定でなければ支障の生じる場合がある。例えば、プリンターにおける給紙に電磁クラッチを用いた場合、搬送路内で用紙を若干撓ませて搬送方向に対する用紙の傾きを正すスキュー補正において、撓み量（ループ量）の差異による補正のバラツキが生じる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、電磁機器の累積使用量が多くなっても少ないときと同じ一定時間で電磁機器を動作状態から停止状態に移行させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する装置は、電磁コイルを有する電磁機器を駆動する電磁機器駆動装置であって、励磁用電源から前記電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって前記電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路と、前記フリーホイール回路によってクランプされた前記電圧が、前記電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、前記フリーホイール回路の動作を制御するコントローラーと、を備える。
【００１１】
好ましい態様において、前記フリーホイール回路は、前記電圧のクランプのために前記電磁コイルに並列に接続される能動素子を有し、前記電磁コイルへの前記通電が停止したときに前記コントローラーによる設定に従って前記能動素子が動作状態となるように前記能動素子をバイアスし、前記コントローラーは、前記能動素子が動作状態であるときの前記能動素子に対するバイアス電圧の設定を、前記電磁機器の累積使用量に応じて変更する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、累積使用量の多少にかかわらず停止時間が一定である機器動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る電磁クラッチ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】電磁クラッチ駆動装置の要部の回路図である。
【図３】電磁コイルの流れるクラッチ電流の減衰特性を定性的に示すグラフである。
【図４】電磁クラッチの累積使用回数と停止時間との関係を定性的に示すグラフである。
【図５】電磁クラッチ駆動装置が組み込まれた画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図６】画像形成装置における給紙に電磁クラッチを用いた場合の停止時間のバラツキの影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に例示される電磁クラッチ駆動装置１は、給紙のためのソレノイド型の電磁クラッチ５を備えた画像形成装置１００に組み込まれている。電磁クラッチ駆動装置１は、電磁機器としての電磁クラッチ５に直流電力を供給する駆動回路１２、電磁クラッチ５を停止させるときに電磁コイルに蓄積されているエネルギーを消耗させるフリーホイール回路１３、およびこれら回路の動作を制御するコントローラー１４を有する。駆動回路１２は、コントローラー１４から入力されるオンオフ制御信号Ｓ１に従って電磁クラッチ５への通電を開始したり停止したりする。フリーホイール回路１３は、コントローラー１４から入力される電圧設定信号Ｓ２に従って、電磁コイルの両端間に逆起電力によって生じる電圧をクランプする。コントローラー１４は、クランプ電圧の設定に関わる電圧設定テーブル１５および累積使用量１７を制御情報として記憶する不揮発性メモリ１５を備えている。累積使用量１７は、電磁クラッチ５の動作回数（耐久回数ともいう）のカウント値であり、電磁クラッチ５による給紙が行なわれるごとにカウントアップされる動作実績データである。
【００１５】
なお、累積使用量１７の更新の形態としては、コントローラー１４が動作回数をカウントして更新する形態、画像形成装置１内の他のコントローラーまたは外部の管理サーバーからコントローラー１４が最新のカウント値を取得して更新する形態がある。
【００１６】
画像形成装置１００において、電磁クラッチ５が動作状態であるとき、電磁クラッチ５のシャフト５ａと搬送ローラー７２の支持軸７２ａとが連結されて一体に回転する。すなわち、モーター８１から複数のギヤーを介して電磁クラッチ５に伝わる回転駆動力によって搬送ローラー７２が回転し、用紙が印刷位置へ給紙される。電磁クラッチ５が停止状態であるとき、シャフト５ａと支持軸７２ａとの連結が解除されているので、モーター８１が回転しても搬送ローラー７２は回転しない。画像形成装置１００では、電磁クラッチ駆動装置１のフリーホイール回路１３の制御によって、電磁クラッチ５への通電を停止した時点から電磁クラッチ５が実際に停止状態に移行するのに要する時間である停止時間が一定化される。
【００１７】
図２は駆動回路１２およびフリーホイール回路１３の回路構成の一例を示している。
【００１８】
電磁クラッチ５の電磁コイル２０は、駆動回路１２における電源ライン２１と通電のオンオフ制御のためのｎｐｎ型のトランジスタＱ１のコレクタとに接続される。トランジスタＱ１のエミッタは接地ライン（ＧＮＤ）２２に接続されているので、励磁用の直流電源としての電源ライン２１と接地ライン２２との間に、電磁コイル２０とトランジスタＱ１とが直列に接続される。本例の励磁用の電源電圧、すなわち電源ライン２２の電位は２４ボルトである。トランジスタＱ１のベースには、オンオフ制御信号Ｓ１がインバーター２４および抵抗Ｒ６を介して入力される。
【００１９】
また、電磁クラッチ５の電磁コイル２０は、フリーホイール回路１３に設けられた能動素子であるｐｎｐ型のトランジスタＱ２と並列に接続される。詳しくは、電磁コイル２０の電源ライン２１側の端ａにはトランジスタＱ２のコレクタが接続され、他端ｂにはトランジスタＱ２のエミッタが接続される。つまり、トランジスタＱ２がカットオフ状態のときには、電磁コイル２０に対してフリーホイール回路１３は実質的に機能せず、トランジスタＱ２が動作状態のときに電磁コイル２０と並列の電流路がトランジスタＱ２によって形成される。
【００２０】
フリーホイール回路１３において、トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ４を介してオペレーショナル・アンプリファイア（以下、オペアンプという）２７の出力端子に接続されている。このオペアンプ２７の出力端子とマイナス入力端子とを直結することによってボルテージフォロア回路が形成されており、オペアンプ２７の出力電圧はプラス入力端子の入力電圧に等しい。オペアンプ２７のプラス入力端子には、設定電圧（Ｖｒｅｆ）を示す電圧設定信号Ｓ２が抵抗Ｒ３を介して入力される。また、オペアンプ２７のプラス入力端子は、トランジスタＱ２に対するバイアスを切り替えるために設けられたｐｎｐ型のトランジスタＱ３のコレクタに抵抗Ｒ５を介して接続されており、トランジスタＱ３のエミッタはバイアス用の電源ライン２６に接続されている。電源ライン２６の電位は、励磁用の電源ライン２１の電位よりも高い３６ボルトとされている。トランジスタＱ３のベースとエミッタとに抵抗Ｒ１の一端と他端とが接続されており、トランジスタＱ３のベースには抵抗Ｒ２を介してオンオフ制御信号Ｓ１の入力端子が接続されている。
【００２１】
図２の回路の動作は次のとおりである。
【００２２】
まず、電磁クラッチ５を動作させるときには、オンオフ制御信号Ｓ１はＬ（ローレベル）とされる。駆動回路１２のインバーター２４の出力はＨ（ハイレベル）となり、抵抗Ｒ６を介してトランジスタＱ１にベース電流が流れてトランジスタＱ１が動作状態（ＯＮ状態）になる。これにより、電源ライン２１から電磁コイル２０へ励磁電流が流れ、電磁クラッチ５は動作状態になる。このとき、フリーホイール回路１３では、オンオフ制御信号Ｓ１がＬであるので、トランジスタＱ３から抵抗Ｒ２へベース電流が流れてトランジスタＱ３が動作状態になる。そのため、オペアンプ２７のプラス入力端子の入力電圧は電源ライン２６に加わっている電圧（３６ボルト）に近い電圧になるので、オペアンプ２７の出力電圧も同じく約３６ボルトになる。トランジスタＱ２のベース電位はオペアンプ２７の出力端子電位とほぼ同じ電位となるが、トランジスタＱ１がＯＮ状態であるので、トランジスタＱ２のエミッタ電位は接地電位（０ボルト）に近い電位となって、トランジスタＱ２はカットオフ状態になる。
【００２３】
次に、電磁クラッチ５を停止させるときには、オンオフ制御信号Ｓ１はＨ（ハイレベル）とされる。インバーター２４の出力はＬとなり、ベース電流の流れないトランジスタＱ１はカットオフ状態（ＯＦＦ状態）になる。同時に、オンオフ制御信号Ｓ１がＨであるので、トランジスタＱ３もカットオフ状態になり、オペアンプ２７はその時点の電圧設定信号Ｓ２の示す設定電圧（Ｖｒｅｆ）どおりの電圧を出力する。その一方で、電磁コイル２０において生じる逆起電力により、電磁コイル２０におけるトランジスタＱ１の側の端ｂの電位が電源ライン２１の電位よりも高くかつトランジスタＱ２のベース電位よりも高くなる。これによってトランジスタＱ２が動作状態になってエミッタフォロア回路が形成され、電磁コイル２０におけるトランジスタＱ１の側の端ｂの電位が、トランジスタＱ２のベース電位に対してトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧（ＶBE）の分だけ高い電位に固定される。例えば設定電圧（Ｖｒｅｆ）を３０ボルトとし、ベース・エミッタ間電圧（ＶBE）を０．６ボルトとすると、電磁コイル２０におけるトランジスタＱ１の側の端ｂの電位は３０．６ボルトに固定される。つまり、電磁コイル２０における電源ライン２１の側の端ａの電位は２４ボルトであるので、電磁コイル２０の両端間の電圧は６．６ボルトにクランプされる。
【００２４】
このようにして電磁コイル２０の両端間の電圧がクランプされたままの状態で、電磁コイル２０とトランジスタＱ２とで構成される閉ループをいわゆる慣性電流が流れ、電源ライン２１からの通電中に電磁コイル２０に蓄積された電磁エネルギーが消費される。この間も慣性電流によって電磁コイル２０の励磁が継続するので、電磁クラッチ５は動作状態に保たれる。電磁エネルギーが十分に消費されて電流値が所定値（これを停止電流値ＩＳと呼称する）まで小さくなれば、シャフト５ａを停止位置に戻そうとする付勢力が動作位置に保とうとする電磁力に打ち勝ってシャフト５ａが停止位置に戻り、電磁クラッチ５が停止状態になる。
【００２５】
電磁クラッチ５の停止時間ＴＳ、すなわち慣性電流の値が停止電流値ＩＳになるのに要する時間は、図３に示されるように、慣性電流が流れるときの電磁コイル２０の両端間のクランプ電圧に依存する。図３において、クランプ電圧に相当するトランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧（ＶCE）の値が小さい場合、電磁コイル２０を励磁する電流（クラッチ電流）は比較的に緩やかに減衰する。この場合の停止時間は、電源から電磁コイル２０への通電を停止した時点ｔ０からクラッチ電流の値が停止電流値になる時点ｔ２までの時間ＴＳ２である。これに対して、トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧（ＶCE）の値が大きい場合、クラッチ電流は比較的に速やかに減衰する。したがって、この場合の停止時間は時点ｔ０から時点ｔ１までの時間ＴＳ１であり、ＶCEの値が小さい場合の停止時間よりも短い。このようにクランプ電圧を高くするにつれて停止時間が短くなる。ここで、電磁エネルギーＥとその減衰に要する時間ｔとについてＥ＝Ｖ×Ｉ×ｔの関係がある。すなわち、インダクタンスをＬ、通電電流値をＩ、クランプ電圧をＶとすると、Ｅ＝（１／２）×Ｌ×Ｉ2＝Ｖ×Ｉ×ｔと表わされる。これにより導かれるｔ＝（Ｌ×Ｉ）／（２×Ｖ）の式から、停止時間がクランプ電圧に依存することがわかる。
【００２６】
ところで、実際には停止電流値に経時変化がある。変化の傾向としては、電磁クラッチ５の使用回数が多くなると、停止電流値が低下する。したがって、クランプ電圧を一定とすると、電磁クラッチ５の使用回数が少ない頃の停止時間と比べて、使用回数が多くなった段階の停止時間が長くなってしまう。本実施形態では、停止時間ＴＳが長くなれば、用紙の送り出し量が過大になって用紙が傾いたりジャムが発生し易くなったりする。そこで、電磁クラッチ５における停止電流値ＩＳが変化しても停止時間ＴＳが一定になるように、すなわち電磁エネルギーがより速く減衰するように、コントローラー１４はクランプ電圧の設定を変更する。
【００２７】
クランプ電圧の設定を変更しない場合の電磁クラッチ５の累積使用量と停止時間との関係を、予め推定することができる。例えば、電磁クラッチ５と同型のクラッチを実際に使用して停止時間を測定すればよい。図４は累積使用回数ＮＳと停止時間ＴＳとの典型的な関係を定性的に示している。図４において、累積使用回数ＮＳが所定値ＮＳｔｈより少ないときには、停止時間ＴＳは一定である。累積使用回数ＮＳが所定値ＮＳｔｈを超えると、累積使用回数ＮＳが増えるにつれて停止時間ＴＳが長くなる。コントローラー１４が参照する電圧設定テーブル１６(図１参照）は、図４のような予め推定される停止時間の変化を打ち消すように累積使用回数に対応づけられた設定電圧（Ｖｒｅｆ）を示す。したがって、コントローラー１４は、メモリ１５に格納されている累積使用量１７の示す累積使用回数ＮＳが所定値ＮＳｔｈに相当する閾値を超えるまでは設定電圧（Ｖｒｅｆ）を初期値のままとし、累積使用回数ＮＳが閾値を超えると、累積使用回数ＮＳの増加に合わせて設定電圧（Ｖｒｅｆ）を高くする。
【００２８】
上述のとおり、フリーホイール回路１３では、能動素子であるトランジスタＱ２を用いて電磁コイル２０の両端間の電圧をクランプするので、トランジスタＱ２のベースのバイアス設定によってクランプ電圧を無段階に変化させることができる。したがって、図４のように連続的に停止時間が変化すると推定される場合であっても、累積使用回数に応じてクランプ電圧を適切に微調整して停止時間の変化を打ち消すことができる。
【００２９】
図５は画像形成装置の概略の構成を示している。画像形成装置１００は、電子写真式のカラープリンタである。画像形成装置１００に対して、図示しないパーソナルコンピューターや他のホスト機器から画像のプリントが指示されると、給紙トレイ４０から用紙（記録媒体）Ｐが１枚ずつピックアップローラー７１により取り出され、搬送ローラー７２，７３によって上方のレジストローラー対７４へ向けて搬送される。この給紙と並行して、レーザーユニット５０が既に帯電された４個の感光体５１，５２，５３，５４を画像データに基づいて露光し、４個の現像ユニット５５，５６，５７，５８がそれぞれに対応する一つの感光体に所定色のトナーをそれぞれ付着させる。現像された４個の感光体上のトナー画像は、電圧を印加することで中間転写ベルト６６上に順に重ねて一次転写される。適切なタイミングでレジストローラー対７４から二次転写位置に用紙Ｐが送り出され、転写ローラー７５に電圧を印加することで中間転写ベルト６６上のトナー画像が用紙Ｐに二次転写される。二次転写されたトナー画像は熱と圧力とを加える定着ユニット９０を通過することにより用紙Ｐに定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは、排紙ローラー７６により排紙トレイに排出される。現像ユニット５５，５６，５７，５８内のトナーが少なくなると、トナーボトル６１，６２，６３，６４内に収納されているトナーが現像ユニット５５，５６，５７，５８に補給される。
【００３０】
ピックアップローラー７１、搬送ローラー７２，７３、レジストローラー対７４、中間転写ベルト６６および黒の像形成に係る感光体５４は、メインモーターであるモーター８１によって駆動される。定着ユニット９０の加熱ローラー９１および加圧ローラー９２は定着モーター８５によって駆動される。黒の像形成に係る現像ユニット５８は黒現像モーター８２によって駆動される。イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの像形成に係る現像ユニット５５，５６，５７は、カラー現像モーター８３によって駆動される。イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの像形成に係る感光体５１，５２，５３はカラー感光体モーター８４によって駆動される。
【００３１】
図６は電磁クラッチ５における停止時間のバラツキの影響を示している。例示では、レジストローラー対７４のニップ部に突き当てて用紙Ｐ１，Ｐ２を撓ませる。電磁クラッチ５の停止時間が適正である場合の用紙Ｐ１と比べて、停止時間が適正値よりも長い場合の用紙Ｐ２は過剰に送り出される。このため、用紙Ｐ１と用紙Ｐ２とでループ量および撓み形状に差異が生じる。この差異によってスキュー補正の精度や搬送の円滑性の損なわれるおそれがある。電磁クラッチ５の使用回数に応じてクランプ電圧を変更して停止時間を一定にすることにより、安定した用紙搬送を実現することができる。
【００３２】
以上の実施形態において、電圧設定テーブル１６の内容は、駆動の対象とする電磁クラッチの耐久特性に応じて、停止時間の変化を打ち消すように設定電圧（Ｖｒｅｆ）を定めたものであればよい。図４の例示とは違って、停止時間が長くなったり短くなったりする特性、または停止時間が段階的に変化する特性をもつ電磁クラッチを駆動する場合には、それに応じた内容の電圧設定テーブル１６を作成しておけばよい。
【００３３】
上述の実施形態において、駆動回路１２およびフリーホイール回路１３の回路構成を適宜変更することができる。フリーホイール回路１３におけるクランプ用の能動素子はｐｎｐトランジスタに限らず、駆動回路１２の構成およびフリーホイール回路１３のバイアスの極性に適合する素子であればよい。ツェナーダイオードといった他の素子とトランジスタとを組み合わせてもよいし、ダーリントン接続のように複数のトランジスタを組み合わせてもよい。トランジスターは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）であってもよい。
【００３４】
電磁クラッチ５は電磁力を作用させる可動部が往復運動をするソレノイド型に限らない。また、電磁クラッチ５の用途はプリンターの用紙搬送の制御に限らない。電磁クラッチ、ソレノイド、電磁弁、電磁直線作動器、または電磁回転作動器など、任意の電磁機器の駆動に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 電磁クラッチ駆動装置（電磁機器駆動装置）
５ 電磁クラッチ
１３ フリーホイール回路
１４ コントローラー
１５ 不揮発性メモリ
１７ 累積使用量
２０ 電磁コイル
２１ 電源ライン（励磁用電源）
Ｑ２ トランジスタ（能動素子）
Ｓ２ 電圧設定信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチやソレノイドなどの電磁機器を駆動する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流励磁式の電磁クラッチが各種機器における動力の伝達制御に用いられている。例えば、用紙に画像を印刷するプリンターにおいて、用紙を搬送するローラーに電磁クラッチを介してモーターの回転駆動力が伝達される。電磁クラッチによって回転駆動力の伝達を断続させることにより、一つのモーターを搬送用のローラーの駆動だけでなく、回転すべき期間がローラーとは異なる他の駆動対象の駆動にも用いることができる。
【０００３】
電磁クラッチの駆動においては、電磁クラッチに組み付けられている電磁コイルと直列に駆動用のスイッチング素子としてトランジスタが接続され、このトランジスタのオンオフの切替えによって直流電源から電磁コイルへの通電が制御される。一般に、電磁クラッチは、通電によって電磁コイルが励磁されたときに動力を伝達する動作状態になり、通電が停止されると動力を伝達しない停止状態になる。
【０００４】
電磁コイルにおいて、通電が停止されたときに逆起電力が発生する。逆起電力によって駆動用のトランジスタにその耐圧を超える過大な電圧が加わるのを防ぐため、電磁コイルと並列にダイオードが接続される。フリーホイールダイオードと呼ばれるこのダイオードと電磁コイルとで形成される閉ループを逆起電力による電流（慣性電流）が流れることにより、通電時に電磁コイルに蓄えられた電磁エネルギーが減衰する。このとき、電磁コイルの両端間の電圧はダイオードの順方向電圧降下分の電圧に抑えられる。閉ループを流れる電流が所定値まで小さくなって実質的に励磁が終了した時点で、電磁クラッチは停止状態になる。つまり、逆起電力に起因して、電磁コイルへの電源からの通電を停止した時点から電磁クラッチが停止状態になるまでに、電磁エネルギーの減衰速度に依存する遅れが生じる。
【０００５】
電磁コイルにおける励磁停止の遅れに関して次の先行技術がある。特許文献１では、遅れ時間を短縮する手法として、電磁コイルと並列に複数個のツェナーダイオードを直列接続すること、すなわち電磁エネルギーを減衰させるときの電磁コイルの両端間の電圧をシリコンダイオードの順方向電圧降下分よりも高くすることが開示されている。特許文献２では、遅れ時間を可変にする手法として、降伏電圧の異なる複数のツェナーダイオードを電磁コイルと並列に接続し、これら複数のツェナーダイオードを選択的に導通させて閉ループを形成することが提案されている。また、特許文献３では、内燃機関の燃料噴射のための電磁アクチュエーターにおいて、内燃機関の運転状態に応じて、電磁コイルへの通電の電流波形を緩やかに減少する波形としたり速やかに減少する波形としたりすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０７０１８号公報
【特許文献２】特開昭６３−１０２１３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電磁機器において、使用回数（動作回数）がある程度以上になると、電磁コイルへの通電の停止から電磁機器が上述の停止状態になるまでの時間（以下、これを「停止時間」と呼称する）が使用回数の増大に伴って長くなる、という傾向がある。この応答性の変化の一因として、励磁によって移動する可動部を元の位置に復帰させる付勢部材の劣化が考えられる。
【０００８】
停止時間が一定でなければ支障の生じる場合がある。例えば、プリンターにおける給紙に電磁クラッチを用いた場合、搬送路内で用紙を若干撓ませて搬送方向に対する用紙の傾きを正すスキュー補正において、撓み量（ループ量）の差異による補正のバラツキが生じる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、電磁機器の累積使用量が多くなっても少ないときと同じ一定時間で電磁機器を動作状態から停止状態に移行させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する装置は、電磁コイルを有する電磁機器を駆動する電磁機器駆動装置であって、励磁用電源から前記電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって前記電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路と、前記フリーホイール回路によってクランプされた前記電圧が、前記電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、前記フリーホイール回路の動作を制御するコントローラーと、を備える。
【００１１】
好ましい態様において、前記フリーホイール回路は、前記電圧のクランプのために前記電磁コイルに並列に接続される能動素子を有し、前記電磁コイルへの前記通電が停止したときに前記コントローラーによる設定に従って前記能動素子が動作状態となるように前記能動素子をバイアスし、前記コントローラーは、前記能動素子が動作状態であるときの前記能動素子に対するバイアス電圧の設定を、前記電磁機器の累積使用量に応じて変更する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、累積使用量の多少にかかわらず停止時間が一定である機器動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る電磁クラッチ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】電磁クラッチ駆動装置の要部の回路図である。
【図３】電磁コイルの流れるクラッチ電流の減衰特性を定性的に示すグラフである。
【図４】電磁クラッチの累積使用回数と停止時間との関係を定性的に示すグラフである。
【図５】電磁クラッチ駆動装置が組み込まれた画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図６】画像形成装置における給紙に電磁クラッチを用いた場合の停止時間のバラツキの影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に例示される電磁クラッチ駆動装置１は、給紙のためのソレノイド型の電磁クラッチ５を備えた画像形成装置１００に組み込まれている。電磁クラッチ駆動装置１は、電磁機器としての電磁クラッチ５に直流電力を供給する駆動回路１２、電磁クラッチ５を停止させるときに電磁コイルに蓄積されているエネルギーを消耗させるフリーホイール回路１３、およびこれら回路の動作を制御するコントローラー１４を有する。駆動回路１２は、コントローラー１４から入力されるオンオフ制御信号Ｓ１に従って電磁クラッチ５への通電を開始したり停止したりする。フリーホイール回路１３は、コントローラー１４から入力される電圧設定信号Ｓ２に従って、電磁コイルの両端間に逆起電力によって生じる電圧をクランプする。コントローラー１４は、クランプ電圧の設定に関わる電圧設定テーブル１５および累積使用量１７を制御情報として記憶する不揮発性メモリ１５を備えている。累積使用量１７は、電磁クラッチ５の動作回数（耐久回数ともいう）のカウント値であり、電磁クラッチ５による給紙が行なわれるごとにカウントアップされる動作実績データである。
【００１５】
なお、累積使用量１７の更新の形態としては、コントローラー１４が動作回数をカウントして更新する形態、画像形成装置１内の他のコントローラーまたは外部の管理サーバーからコントローラー１４が最新のカウント値を取得して更新する形態がある。
【００１６】
画像形成装置１００において、電磁クラッチ５が動作状態であるとき、電磁クラッチ５のシャフト５ａと搬送ローラー７２の支持軸７２ａとが連結されて一体に回転する。すなわち、モーター８１から複数のギヤーを介して電磁クラッチ５に伝わる回転駆動力によって搬送ローラー７２が回転し、用紙が印刷位置へ給紙される。電磁クラッチ５が停止状態であるとき、シャフト５ａと支持軸７２ａとの連結が解除されているので、モーター８１が回転しても搬送ローラー７２は回転しない。画像形成装置１００では、電磁クラッチ駆動装置１のフリーホイール回路１３の制御によって、電磁クラッチ５への通電を停止した時点から電磁クラッチ５が実際に停止状態に移行するのに要する時間である停止時間が一定化される。
【００１７】
図２は駆動回路１２およびフリーホイール回路１３の回路構成の一例を示している。
【００１８】
電磁クラッチ５の電磁コイル２０は、駆動回路１２における電源ライン２１と通電のオンオフ制御のためのｎｐｎ型のトランジスタＱ１のコレクタとに接続される。トランジスタＱ１のエミッタは接地ライン（ＧＮＤ）２２に接続されているので、励磁用の直流電源としての電源ライン２１と接地ライン２２との間に、電磁コイル２０とトランジスタＱ１とが直列に接続される。本例の励磁用の電源電圧、すなわち電源ライン２２の電位は２４ボルトである。トランジスタＱ１のベースには、オンオフ制御信号Ｓ１がインバーター２４および抵抗Ｒ６を介して入力される。
【００１９】
また、電磁クラッチ５の電磁コイル２０は、フリーホイール回路１３に設けられた能動素子であるｐｎｐ型のトランジスタＱ２と並列に接続される。詳しくは、電磁コイル２０の電源ライン２１側の端ａにはトランジスタＱ２のコレクタが接続され、他端ｂにはトランジスタＱ２のエミッタが接続される。つまり、トランジスタＱ２がカットオフ状態のときには、電磁コイル２０に対してフリーホイール回路１３は実質的に機能せず、トランジスタＱ２が動作状態のときに電磁コイル２０と並列の電流路がトランジスタＱ２によって形成される。
【００２０】
フリーホイール回路１３において、トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ４を介してオペレーショナル・アンプリファイア（以下、オペアンプという）２７の出力端子に接続されている。このオペアンプ２７の出力端子とマイナス入力端子とを直結することによってボルテージフォロア回路が形成されており、オペアンプ２７の出力電圧はプラス入力端子の入力電圧に等しい。オペアンプ２７のプラス入力端子には、設定電圧（Ｖｒｅｆ）を示す電圧設定信号Ｓ２が抵抗Ｒ３を介して入力される。また、オペアンプ２７のプラス入力端子は、トランジスタＱ２に対するバイアスを切り替えるために設けられたｐｎｐ型のトランジスタＱ３のコレクタに抵抗Ｒ５を介して接続されており、トランジスタＱ３のエミッタはバイアス用の電源ライン２６に接続されている。電源ライン２６の電位は、励磁用の電源ライン２１の電位よりも高い３６ボルトとされている。トランジスタＱ３のベースとエミッタとに抵抗Ｒ１の一端と他端とが接続されており、トランジスタＱ３のベースには抵抗Ｒ２を介してオンオフ制御信号Ｓ１の入力端子が接続されている。
【００２１】
図２の回路の動作は次のとおりである。
【００２２】
まず、電磁クラッチ５を動作させるときには、オンオフ制御信号Ｓ１はＬ（ローレベル）とされる。駆動回路１２のインバーター２４の出力はＨ（ハイレベル）となり、抵抗Ｒ６を介してトランジスタＱ１にベース電流が流れてトランジスタＱ１が動作状態（ＯＮ状態）になる。これにより、電源ライン２１から電磁コイル２０へ励磁電流が流れ、電磁クラッチ５は動作状態になる。このとき、フリーホイール回路１３では、オンオフ制御信号Ｓ１がＬであるので、トランジスタＱ３から抵抗Ｒ２へベース電流が流れてトランジスタＱ３が動作状態になる。そのため、オペアンプ２７のプラス入力端子の入力電圧は電源ライン２６に加わっている電圧（３６ボルト）に近い電圧になるので、オペアンプ２７の出力電圧も同じく約３６ボルトになる。トランジスタＱ２のベース電位はオペアンプ２７の出力端子電位とほぼ同じ電位となるが、トランジスタＱ１がＯＮ状態であるので、トランジスタＱ２のエミッタ電位は接地電位（０ボルト）に近い電位となって、トランジスタＱ２はカットオフ状態になる。
【００２３】
次に、電磁クラッチ５を停止させるときには、オンオフ制御信号Ｓ１はＨ（ハイレベル）とされる。インバーター２４の出力はＬとなり、ベース電流の流れないトランジスタＱ１はカットオフ状態（ＯＦＦ状態）になる。同時に、オンオフ制御信号Ｓ１がＨであるので、トランジスタＱ３もカットオフ状態になり、オペアンプ２７はその時点の電圧設定信号Ｓ２の示す設定電圧（Ｖｒｅｆ）どおりの電圧を出力する。その一方で、電磁コイル２０において生じる逆起電力により、電磁コイル２０におけるトランジスタＱ１の側の端ｂの電位が電源ライン２１の電位よりも高くかつトランジスタＱ２のベース電位よりも高くなる。これによってトランジスタＱ２が動作状態になってエミッタフォロア回路が形成され、電磁コイル２０におけるトランジスタＱ１の側の端ｂの電位が、トランジスタＱ２のベース電位に対してトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧（ＶBE）の分だけ高い電位に固定される。例えば設定電圧（Ｖｒｅｆ）を３０ボルトとし、ベース・エミッタ間電圧（ＶBE）を０．６ボルトとすると、電磁コイル２０におけるトランジスタＱ１の側の端ｂの電位は３０．６ボルトに固定される。つまり、電磁コイル２０における電源ライン２１の側の端ａの電位は２４ボルトであるので、電磁コイル２０の両端間の電圧は６．６ボルトにクランプされる。
【００２４】
このようにして電磁コイル２０の両端間の電圧がクランプされたままの状態で、電磁コイル２０とトランジスタＱ２とで構成される閉ループをいわゆる慣性電流が流れ、電源ライン２１からの通電中に電磁コイル２０に蓄積された電磁エネルギーが消費される。この間も慣性電流によって電磁コイル２０の励磁が継続するので、電磁クラッチ５は動作状態に保たれる。電磁エネルギーが十分に消費されて電流値が所定値（これを停止電流値ＩＳと呼称する）まで小さくなれば、シャフト５ａを停止位置に戻そうとする付勢力が動作位置に保とうとする電磁力に打ち勝ってシャフト５ａが停止位置に戻り、電磁クラッチ５が停止状態になる。
【００２５】
電磁クラッチ５の停止時間ＴＳ、すなわち慣性電流の値が停止電流値ＩＳになるのに要する時間は、図３に示されるように、慣性電流が流れるときの電磁コイル２０の両端間のクランプ電圧に依存する。図３において、クランプ電圧に相当するトランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧（ＶCE）の値が小さい場合、電磁コイル２０を励磁する電流（クラッチ電流）は比較的に緩やかに減衰する。この場合の停止時間は、電源から電磁コイル２０への通電を停止した時点ｔ０からクラッチ電流の値が停止電流値になる時点ｔ２までの時間ＴＳ２である。これに対して、トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧（ＶCE）の値が大きい場合、クラッチ電流は比較的に速やかに減衰する。したがって、この場合の停止時間は時点ｔ０から時点ｔ１までの時間ＴＳ１であり、ＶCEの値が小さい場合の停止時間よりも短い。このようにクランプ電圧を高くするにつれて停止時間が短くなる。ここで、電磁エネルギーＥとその減衰に要する時間ｔとについてＥ＝Ｖ×Ｉ×ｔの関係がある。すなわち、インダクタンスをＬ、通電電流値をＩ、クランプ電圧をＶとすると、Ｅ＝（１／２）×Ｌ×Ｉ2＝Ｖ×Ｉ×ｔと表わされる。これにより導かれるｔ＝（Ｌ×Ｉ）／（２×Ｖ）の式から、停止時間がクランプ電圧に依存することがわかる。
【００２６】
ところで、実際には停止電流値に経時変化がある。変化の傾向としては、電磁クラッチ５の使用回数が多くなると、停止電流値が低下する。したがって、クランプ電圧を一定とすると、電磁クラッチ５の使用回数が少ない頃の停止時間と比べて、使用回数が多くなった段階の停止時間が長くなってしまう。本実施形態では、停止時間ＴＳが長くなれば、用紙の送り出し量が過大になって用紙が傾いたりジャムが発生し易くなったりする。そこで、電磁クラッチ５における停止電流値ＩＳが変化しても停止時間ＴＳが一定になるように、すなわち電磁エネルギーがより速く減衰するように、コントローラー１４はクランプ電圧の設定を変更する。
【００２７】
クランプ電圧の設定を変更しない場合の電磁クラッチ５の累積使用量と停止時間との関係を、予め推定することができる。例えば、電磁クラッチ５と同型のクラッチを実際に使用して停止時間を測定すればよい。図４は累積使用回数ＮＳと停止時間ＴＳとの典型的な関係を定性的に示している。図４において、累積使用回数ＮＳが所定値ＮＳｔｈより少ないときには、停止時間ＴＳは一定である。累積使用回数ＮＳが所定値ＮＳｔｈを超えると、累積使用回数ＮＳが増えるにつれて停止時間ＴＳが長くなる。コントローラー１４が参照する電圧設定テーブル１６(図１参照）は、図４のような予め推定される停止時間の変化を打ち消すように累積使用回数に対応づけられた設定電圧（Ｖｒｅｆ）を示す。したがって、コントローラー１４は、メモリ１５に格納されている累積使用量１７の示す累積使用回数ＮＳが所定値ＮＳｔｈに相当する閾値を超えるまでは設定電圧（Ｖｒｅｆ）を初期値のままとし、累積使用回数ＮＳが閾値を超えると、累積使用回数ＮＳの増加に合わせて設定電圧（Ｖｒｅｆ）を高くする。
【００２８】
上述のとおり、フリーホイール回路１３では、能動素子であるトランジスタＱ２を用いて電磁コイル２０の両端間の電圧をクランプするので、トランジスタＱ２のベースのバイアス設定によってクランプ電圧を無段階に変化させることができる。したがって、図４のように連続的に停止時間が変化すると推定される場合であっても、累積使用回数に応じてクランプ電圧を適切に微調整して停止時間の変化を打ち消すことができる。
【００２９】
図５は画像形成装置の概略の構成を示している。画像形成装置１００は、電子写真式のカラープリンタである。画像形成装置１００に対して、図示しないパーソナルコンピューターや他のホスト機器から画像のプリントが指示されると、給紙トレイ４０から用紙（記録媒体）Ｐが１枚ずつピックアップローラー７１により取り出され、搬送ローラー７２，７３によって上方のレジストローラー対７４へ向けて搬送される。この給紙と並行して、レーザーユニット５０が既に帯電された４個の感光体５１，５２，５３，５４を画像データに基づいて露光し、４個の現像ユニット５５，５６，５７，５８がそれぞれに対応する一つの感光体に所定色のトナーをそれぞれ付着させる。現像された４個の感光体上のトナー画像は、電圧を印加することで中間転写ベルト６６上に順に重ねて一次転写される。適切なタイミングでレジストローラー対７４から二次転写位置に用紙Ｐが送り出され、転写ローラー７５に電圧を印加することで中間転写ベルト６６上のトナー画像が用紙Ｐに二次転写される。二次転写されたトナー画像は熱と圧力とを加える定着ユニット９０を通過することにより用紙Ｐに定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは、排紙ローラー７６により排紙トレイに排出される。現像ユニット５５，５６，５７，５８内のトナーが少なくなると、トナーボトル６１，６２，６３，６４内に収納されているトナーが現像ユニット５５，５６，５７，５８に補給される。
【００３０】
ピックアップローラー７１、搬送ローラー７２，７３、レジストローラー対７４、中間転写ベルト６６および黒の像形成に係る感光体５４は、メインモーターであるモーター８１によって駆動される。定着ユニット９０の加熱ローラー９１および加圧ローラー９２は定着モーター８５によって駆動される。黒の像形成に係る現像ユニット５８は黒現像モーター８２によって駆動される。イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの像形成に係る現像ユニット５５，５６，５７は、カラー現像モーター８３によって駆動される。イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの像形成に係る感光体５１，５２，５３はカラー感光体モーター８４によって駆動される。
【００３１】
図６は電磁クラッチ５における停止時間のバラツキの影響を示している。例示では、レジストローラー対７４のニップ部に突き当てて用紙Ｐ１，Ｐ２を撓ませる。電磁クラッチ５の停止時間が適正である場合の用紙Ｐ１と比べて、停止時間が適正値よりも長い場合の用紙Ｐ２は過剰に送り出される。このため、用紙Ｐ１と用紙Ｐ２とでループ量および撓み形状に差異が生じる。この差異によってスキュー補正の精度や搬送の円滑性の損なわれるおそれがある。電磁クラッチ５の使用回数に応じてクランプ電圧を変更して停止時間を一定にすることにより、安定した用紙搬送を実現することができる。
【００３２】
以上の実施形態において、電圧設定テーブル１６の内容は、駆動の対象とする電磁クラッチの耐久特性に応じて、停止時間の変化を打ち消すように設定電圧（Ｖｒｅｆ）を定めたものであればよい。図４の例示とは違って、停止時間が長くなったり短くなったりする特性、または停止時間が段階的に変化する特性をもつ電磁クラッチを駆動する場合には、それに応じた内容の電圧設定テーブル１６を作成しておけばよい。
【００３３】
上述の実施形態において、駆動回路１２およびフリーホイール回路１３の回路構成を適宜変更することができる。フリーホイール回路１３におけるクランプ用の能動素子はｐｎｐトランジスタに限らず、駆動回路１２の構成およびフリーホイール回路１３のバイアスの極性に適合する素子であればよい。ツェナーダイオードといった他の素子とトランジスタとを組み合わせてもよいし、ダーリントン接続のように複数のトランジスタを組み合わせてもよい。トランジスターは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）であってもよい。
【００３４】
電磁クラッチ５は電磁力を作用させる可動部が往復運動をするソレノイド型に限らない。また、電磁クラッチ５の用途はプリンターの用紙搬送の制御に限らない。電磁クラッチ、ソレノイド、電磁弁、電磁直線作動器、または電磁回転作動器など、任意の電磁機器の駆動に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 電磁クラッチ駆動装置（電磁機器駆動装置）
５ 電磁クラッチ
１３ フリーホイール回路
１４ コントローラー
１５ 不揮発性メモリ
１７ 累積使用量
２０ 電磁コイル
２１ 電源ライン（励磁用電源）
Ｑ２ トランジスタ（能動素子）
Ｓ２ 電圧設定信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルを有する電磁機器を駆動する電磁機器駆動装置であって、
励磁用電源から前記電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって前記電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路と、
前記フリーホイール回路によってクランプされた前記電圧が、前記電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、前記フリーホイール回路の動作を制御するコントローラーと、を備える
ことを特徴とする電磁機器駆動装置。
【請求項２】
前記フリーホイール回路は、前記電圧のクランプのために前記電磁コイルに並列に接続される能動素子を有し、前記電磁コイルへの前記通電が停止したときに前記コントローラーによる設定に従って前記能動素子が動作状態となるように前記能動素子をバイアスし、
前記コントローラーは、前記能動素子が動作状態であるときの前記能動素子に対するバイアス電圧の設定を、前記電磁機器の累積使用量に応じて変更する
請求項１記載の電磁機器駆動装置。
【請求項３】
前記フリーホイール回路は、前記励磁用電源から前記電磁コイルへの通電が行なわれているときには、前記能動素子がオフ状態となるように前記能動素子をバイアスする
請求項２記載の電磁機器駆動装置。
【請求項４】
前記コントローラーは、前記電磁コイルの累積使用量に応じた設定すべきバイアス電圧を示す制御情報に従って、前記フリーホイール回路における前記能動素子に対する前記バイアス電圧を設定する
請求項２または３記載の電磁機器駆動装置。
【請求項５】
前記コントローラーは、前記制御情報を記憶しかつ前記電磁機器の使用回数のカウント値を前記累積使用量として記憶する不揮発性メモリを有する
請求項４記載の電磁機器駆動装置。
【請求項６】
前記能動素子は、コレクタとエミッタとがそれぞれ前記電磁コイルの一端と他端とに接続されるトランジスタであり、
前記能動素子のベースのバイアス電位を変更することによって、前記逆起電力によって生じる前記電圧に対するクランプ電圧を変更する
請求項２ないし５のいずれかに記載の電磁機器駆動装置。
【請求項７】
直流電源によって励磁される電磁コイルを有する電磁機器の駆動方法であって、
前記直流電源から前記電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって前記電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路を前記電磁コイルに接続し、
前記フリーホイール回路によってクランプされた前記電圧が、前記電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、前記フリーホイール回路の動作を制御する
ことを特徴とする電磁機器の駆動方法。
【請求項８】
前記フリーホイール回路として、前記電圧のクランプのために前記電磁コイルに並列に接続される能動素子を有した回路を用い、
前記電磁コイルへの前記通電が停止したときに前記能動素子が動作状態となるように前記能動素子をバイアスし、
前記能動素子が動作状態であるときの前記能動素子に対するバイアス電圧を、前記電磁機器の累積使用量に応じて変更する
請求項７記載の電磁機器の駆動方法。
【請求項９】
前記累積使用量が閾値を超えるまでは前記バイアス電圧を変更しない
請求項８記載の電磁機器の駆動方法。
【請求項１】
電磁コイルを有する電磁機器を駆動する電磁機器駆動装置であって、
励磁用電源から前記電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって前記電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路と、
前記フリーホイール回路によってクランプされた前記電圧が、前記電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、前記フリーホイール回路の動作を制御するコントローラーと、を備える
ことを特徴とする電磁機器駆動装置。
【請求項２】
前記フリーホイール回路は、前記電圧のクランプのために前記電磁コイルに並列に接続される能動素子を有し、前記電磁コイルへの前記通電が停止したときに前記コントローラーによる設定に従って前記能動素子が動作状態となるように前記能動素子をバイアスし、
前記コントローラーは、前記能動素子が動作状態であるときの前記能動素子に対するバイアス電圧の設定を、前記電磁機器の累積使用量に応じて変更する
請求項１記載の電磁機器駆動装置。
【請求項３】
前記フリーホイール回路は、前記励磁用電源から前記電磁コイルへの通電が行なわれているときには、前記能動素子がオフ状態となるように前記能動素子をバイアスする
請求項２記載の電磁機器駆動装置。
【請求項４】
前記コントローラーは、前記電磁コイルの累積使用量に応じた設定すべきバイアス電圧を示す制御情報に従って、前記フリーホイール回路における前記能動素子に対する前記バイアス電圧を設定する
請求項２または３記載の電磁機器駆動装置。
【請求項５】
前記コントローラーは、前記制御情報を記憶しかつ前記電磁機器の使用回数のカウント値を前記累積使用量として記憶する不揮発性メモリを有する
請求項４記載の電磁機器駆動装置。
【請求項６】
前記能動素子は、コレクタとエミッタとがそれぞれ前記電磁コイルの一端と他端とに接続されるトランジスタであり、
前記能動素子のベースのバイアス電位を変更することによって、前記逆起電力によって生じる前記電圧に対するクランプ電圧を変更する
請求項２ないし５のいずれかに記載の電磁機器駆動装置。
【請求項７】
直流電源によって励磁される電磁コイルを有する電磁機器の駆動方法であって、
前記直流電源から前記電磁コイルへの通電が停止したときに逆起電力によって前記電磁コイルの両端間に生じる電圧をクランプするフリーホイール回路を前記電磁コイルに接続し、
前記フリーホイール回路によってクランプされた前記電圧が、前記電磁機器の累積使用量が少ないときよりも多いときの方が高くなるように、前記フリーホイール回路の動作を制御する
ことを特徴とする電磁機器の駆動方法。
【請求項８】
前記フリーホイール回路として、前記電圧のクランプのために前記電磁コイルに並列に接続される能動素子を有した回路を用い、
前記電磁コイルへの前記通電が停止したときに前記能動素子が動作状態となるように前記能動素子をバイアスし、
前記能動素子が動作状態であるときの前記能動素子に対するバイアス電圧を、前記電磁機器の累積使用量に応じて変更する
請求項７記載の電磁機器の駆動方法。
【請求項９】
前記累積使用量が閾値を超えるまでは前記バイアス電圧を変更しない
請求項８記載の電磁機器の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１０２１１（Ｐ２０１３−１１０２１１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２７６２（Ｐ２０１１−２５２７６２）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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