JP7475157B2

JP7475157B2 - 画像形成装置、モータを制御するモータ制御装置及びモータの制御方法

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Publication number: JP7475157B2
Application number: JP2020023664A
Authority: JP
Inventors: 雅俊伊藤
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Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: JP2021056487A

Description

本発明は、モータの制御技術に関する。

画像形成装置の回転部材の駆動源として、ホール素子等のロータ位置を検知するセンサを搭載しないセンサレスタイプのモータ（以下、センサレスモータ）が使用されている。特許文献１は、コイルに生じる誘起電圧によりセンサレスモータのロータ位置を検出する構成を開示している。

特開平８－２２３９７０号公報

誘起電圧が生じない停止状態等において、センサレスモータのロータ位置（ロータの回転位相）を検知するため、ロータ位置に応じてコイルのインダクタンス値が変化する特性が利用されている。具体的には、コイルに所定電圧を印加した際にコイルに流れるコイル電流に基づきコイルのインダクタンス値を検出することでロータ位置を判定することができる。そして、誘起電圧からロータ位置を検出できる様になるまでは強制転流制御によりモータを駆動し、誘起電圧からロータ位置を検出できる様になると、センサレス駆動に切り替えを行う。なお、モータの駆動を開始した後、コイル電流から推定するロータの回転速度が所定の速度範囲内にない場合、起動失敗となる。

この様に、ロータの回転速度からモータの起動失敗を判定できるが、この起動失敗の原因が、モータ故障によるものか、モータ負荷の異常によるものかをロータの回転速度から判別することはできない。

本発明は、モータの起動失敗の原因が、モータ故障によるものか否かを判定する技術を提供するものである。

本発明の一態様によると、画像形成装置は、回転部材を有し、前記回転部材を用いて、画像をシートに形成する画像形成手段と、複数のコイルと、前記複数のコイルのうちの励磁されているコイルの組み合わせにより回転するロータとを有するモータと、前記画像形成手段に含まれる前記回転部材に対して前記モータの駆動力を伝達する伝達機構であって、バックラッシュを有する前記伝達機構と、前記回転部材を回転させるために前記ロータを第１方向に回転させる様に前記モータを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記モータを起動させる際、前記ロータを前記第１方向に回転させて前記ロータの回転速度を検出するとともに、検出した前記ロータの回転速度が所定速度より小さい場合は前記モータの起動処理に失敗したと判定し、前記起動処理に失敗した場合、所定の電圧を印加したときに前記コイルに流れる電流の検知結果から前記ロータの第１停止位置を検知し、前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に所定量だけ回転させ、前記第２方向に前記所定量だけ回転させた後に再び所定の電圧を印加して前記ロータの第２停止位置を検知し、前記第１停止位置と前記第２停止位置とが一致する場合は前記モータの故障と判定し、一致しない場合は、前記モータにより駆動される前記回転部材の故障と判定する。

本発明によると、モータの起動失敗の原因が、モータ故障によるものか否かを判定することができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。一実施形態による感光体の駆動構成図。一実施形態によるモータの制御構成図。一実施形態によるモータの構成図。励磁相と合成インダクタンスとの関係と、合成インダクタンスの検出方法を示す図。一実施形態によるモータ起動処理の説明図。一実施形態による原因特定処理のフローチャート。一実施形態による定着部の駆動構成図。一実施形態による原因特定処理のフローチャート。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。図１の画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせてフルカラーの画像を形成する。図１において、参照符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ及びＫは、参照符号により示される部材が形成に関わるトナー像の色が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。なお、以下の説明において、色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ、Ｍ、Ｃ及びＫを除いた参照符号を使用する。感光体１３は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電ローラ１５は、対応する感光体１３の表面を一様な電位に帯電させる。露光部１１は、対応する感光体１３の表面を光で露光して感光体１３に静電潜像を形成する。現像部１２の現像ローラ１６は、対応する感光体１３の静電潜像をトナーで現像してトナー像として可視化する。一次転写ローラ１８は、一次転写バイアスにより、対応する感光体１３に形成されたトナー像を中間転写ベルト１９に転写する。クリーナ１４は、中間転写ベルト１９に転写されず、対応する感光体１３に残留したトナーを除去する。なお、各感光体１３に形成されたトナー像を中間転写ベルト１９に重ねて転写することでフルカラーの画像が中間転写ベルト１９に形成される。

中間転写ベルト１９は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動される。これにより中間転写ベルト１９に転写されたトナー像は、二次転写ローラ２９の対向位置へと搬送される。一方、カセット２２に格納されたシート２１は、搬送路に沿って設けられた各ローラの回転によりカセット２２から搬送路に給送され、二次転写ローラ２９の対向位置へと搬送される。二次転写ローラ２９は、二次転写バイアスにより中間転写ベルト１９のトナー像をシート２１に転写する。その後、シート２１は、定着部３０へと搬送される。定着部３０は、シート２１を加熱・加圧してトナー像をシート２１に定着させる。トナー像の定着後、シート２１は、画像形成装置の外部に排出される。画像形成装置の全体を制御する制御部３１は、ＣＰＵ３２を備えている。

図２は、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃの駆動構成を示している。モータ１０１の駆動伝達ギアと、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃの駆動伝達ギアは、それぞれ、カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃにおいて連結される。よって、モータ１０１の駆動力は、カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃを介して、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃに伝達される。カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃにおける駆動伝達ギアの連結を解除することによって、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃを画像形成装置から取り外すことができる。カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃには、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃを装着した際にスムーズにギア連結できる様に、バックラッシュが設けられている。

図３は、モータ１０１の制御構成図である。モータ制御部１２０は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと表記）１２１を有する。マイコン１２１の通信ポート１２２は、制御部３１とシリアル通信を行う。制御部３１は、シリアル通信を介してモータ制御部１２０を制御することで、モータ１０１の回転を制御する。基準クロック生成部１２５は、水晶発振子１２６の出力に基づき基準クロックを生成する。カウンタ１２３は、この基準クロックに基づきパルスの周期の計測等を行う。不揮発性メモリ１２４は、モータの制御に使用するプログラム及び各種データ等を格納する。マイコン１２１は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）をＰＷＭポート１２７から出力する。本実施形態において、マイコン１２１は、モータ１０１の３つの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）それぞれについて、ハイ側のＰＷＭ信号（Ｕ－Ｈ、Ｖ－Ｈ、Ｗ－Ｈ）と、ロー側のＰＷＭ信号（Ｕ－Ｌ、Ｖ－Ｌ、Ｗ－Ｌ）の計６つのＰＷＭ信号を出力する。このため、ＰＷＭポート１２７は、６つの端子Ｕ－Ｈ、Ｖ－Ｈ、Ｗ－Ｈ、Ｕ－Ｌ、Ｖ－Ｌ、Ｗ－Ｌを有する。

ＰＷＭポート１２７の各端子は、ゲートドライバ１３２に接続され、ゲートドライバ１３２は、ＰＷＭ信号に基づき、３相のインバータ１３１の各スイッチング素子のオン・オフ制御を行う。なお、インバータ１３１は、各相についてハイ側３個、ロー側３個の計６つのスイッチング素子を有し、ゲートドライバ１３２は、各スイッチング素子を対応するＰＷＭ信号に基づき制御する。スイッチング素子としては、例えばトランジスタやＦＥＴを使用することができる。本実施形態においては、ＰＷＭ信号がハイであると、対応するスイッチング素子がオンとなり、ローであると、対応するスイッチング素子がオフになるものとする。インバータ１３１の出力１３３は、モータ１０１のコイル１３５（Ｕ相）、１３６（Ｖ相）及び１３７（Ｗ相）に接続されている。インバータ１３１の各スイッチング素子をオン・オフ制御することで、各コイル１３５、１３６、１３７の励磁電流（コイル電流）を制御することができる。この様に、マイコン１２１、ゲートドライバ１３２及びインバータ１３１は、複数のコイル１３５、１３６及び１３７に印加する電圧を制御する電圧制御部として機能する。

電流センサ１３０は、各コイル１３５、１３６、１３７に流れたコイル電流の値に応じた検出電圧を出力する。増幅部１３４は、各相の検出電圧を増幅し、かつ、オフセット電圧の印加を行ってアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）１２９に出力する。ＡＤコンバータ１２９は、増幅後の検出電圧をデジタル値に変換する。電流値算出部１２８は、ＡＤコンバータ１２９の出力値（デジタル値）に基づき各相のコイル電流を判定する。例えば、電流センサ１３０が、１Ａ当たり、０．０１Ｖの電圧を出力し、増幅部１３４での増幅率（ゲイン）を１０倍とし、増幅部１３４が印加するオフセット電圧を１．６Ｖとする。モータ１０１に流れるコイル電流の範囲が－１０Ａ～＋１０Ａであるとすると、増幅部１３４が出力する電圧範囲は、０．６Ｖ～２．６Ｖになる。例えば、ＡＤコンバータ１２９が、０～３Ｖの電圧を、０～４０９５のデジタル値に変換して出力するのであれば、－１０Ａ～＋１０Ａの励磁電流は、凡そ、８１９～３５４９のデジタル値に変換される。なお、インバータ１３１からモータ１０１への方向に励磁電流が流れているときを正の電流値とし、その逆を負の電流値とする。

電流値算出部１２８は、デジタル値からオフセット電圧に対応するオフセット値を減じ、所定の変換係数を乗ずることで励磁電流を求める。本例では、オフセット電圧（１．６Ｖ）に対応するオフセット値は、約２１８４（１．６×４０９５／３）である。また、変換係数は、約０．０００７３３（３／４０９５）である。この様に、電流センサ１３０と、増幅部１３４と、ＡＤコンバータ１２９と、電流値算出部１２８は、電流検知部を構成する。

図４は、モータ１０１の構成図である。モータ１０１は、センサレスモータである。モータ１０１は、６スロットのステータ７１と、４極のロータ７２からなり、ステータ７１はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル１３５、１３６、１３７を備える。ロータ７２は、永久磁石により構成され、２組のＮ極／Ｓ極を備える。ロータ７２は、励磁されているコイル１３５、１３６及び１３７の組み合わせ、すなわち励磁相に応じて、停止する位置が決まる。なお、ロータ７２は、回転するものであるため、ロータ７２の位置は、ロータ７２の回転位相でもある。例えば、Ｕ相のコイル１３５からＶ相のコイル１３６にコイル電流が流れるように励磁すると、ロータ７２は、図４（Ａ）に示す位置で停止する。なお、Ｕ相のコイル１３５からＶ相のコイル１３６にコイル電流を流すと、Ｕ相がＮ極になり、Ｖ相がＳ極になるものとする。その後、Ｕ相のコイル１３５からＷ相のコイル１３７にコイル電流が流れるように励磁すると、Ｕ相がＮ極、Ｗ相がＳ極となり、ロータ７２は、図４（Ｂ）に示す位置で停止する。

以下の説明において、励磁する２つの相を励磁相と表記する。なお、励磁相がＸ－Ｙ相である場合、Ｘ相のコイルからＹ相のコイルにコイル電流を流して励磁する。なお、この際、Ｘ相がＮ極となり、Ｙ相がＳ極となるものとする。モータ１０１の駆動を停止し、コイル電流が流れない様にすると、ロータ７２をホールドする力が働かなくなる。この状態において、ロータ７２に外部から力が加わるとロータ７２は回転する。また、画像形成装置の電源投入時、画像形成装置は、ロータ７２の停止位置が判らない。したがって、強制転流制御によりモータ１０１の回転を開始する際、画像形成装置は、まず、ロータ７２の停止位置を検知する必要がある。

一般的に、コイルは、電磁鋼板を積層したコアに銅線を巻いた構成となっている。ここで、電磁鋼板の透磁率は、外部磁界が有る場合には小さくなる。したがって、コアの透磁率に比例するコイルのインダクタンスは、外部磁界が有ると小さくなる。例えば、図４（Ａ）の、Ｕ相のコイル１３５の様に、ロータ７２のＳ極のみが対向している状態では、ロータ７２による外部磁界の影響が大きいため、Ｕ相のコイル１３５のインダクタンスの低下率は大きくなる。なお、外部磁界が有る場合においては、コイル電流によって生じる磁界の方向が、外部磁界の方向と同じ場合、逆方向の場合よりもインダクタンスの低下量が大きくなる。図４（Ａ）の状態において、Ｕ相にはロータ７２のＳ極が対向しているため、Ｕ相をＮ極とする方向にコイル電流を流した場合のインダクタンスの低下量は、Ｕ相をＳ極とする方向にコイル電流を流した場合より大きくなる。

一方、図４（Ａ）の状態において、Ｗ相のコイル１３７には、ロータ７２のＳ極とＮ極の中間部分が対向しているため、ロータ７２による外部磁界の影響が小さく、インダクタンスの低下率は小さくなる。この様に、ロータ７２の停止位置に応じて、Ｕ相のコイル１３５、Ｖ相のコイル１３６及びＷ相のコイル１３７のインダクタンスが変化する。ロータ７２が図４（Ａ）の状態で停止している場合において、各励磁相を励磁した際の合成インダクタンスの一例を図５（Ａ）に示す。なお、以下の説明において、Ｘ－Ｙ相を励磁した場合にロータ７２が停止する位置を"Ｘ－Ｙ相の位置"と表記する。

ロータ７２はＵ－Ｖ相の位置に停止しているため、図５（Ａ）に示す様に、Ｕ－Ｖ相を励磁した際のＵ－Ｖ相の合成インダクタンスが最も小さくなっている。したがって、各励磁相を励磁することで各励磁相の合成インダクタンスを求めて比較することで、ロータ７２の停止位置を判定することができる。以下の説明において、励磁相を励磁して、当該励磁相の合成インダクタンスを求め、相対的な大小関係を判定することを、相対値検知処理と表記する。

本実施形態では、全６つの励磁相それぞれを順に励磁し、所定時間後のコイル電流を測定することで合成インダクタンスを判定する。合成インダクタンスが小さくなる程、コイル電流の立ち上がりは速くなるため、ロータ７２がＵ－Ｖ相の位置に停止している場合、Ｕ－Ｖ相を励磁した際の所定時間後のコイル電流は、他の励磁相を励磁した場合より大きくなる。なお、ロータ７２が、電気角的に隣接する２つの励磁相の中間、つまり、例えば、Ｕ－Ｖ相の位置とＵ－Ｗ相の位置との中間に停止しているものとする。この場合、Ｕ－Ｖ相を励磁した際と、Ｕ－Ｗ相を励磁した際の所定時間後のコイル電流は同程度の値であり、かつ、他の励磁相を励磁した際より大きくなる。本実施形態では、いずれか１つの励磁相を励磁した際のコイル電流が、他の励磁相を励磁した際のコイル電流より大きいと、当該１つの励磁相の位置にロータ７２が停止していると判定する。また、電気角的に隣り合う２つの励磁相を励磁した際のコイル電流が同程度の値であり、かつ、他の励磁相を励磁した際より大きい場合、当該２つの励磁相の中間位置にロータ７２が停止していると判定する。

以下、本実施形態の相対値検知処理について具体的に説明する。例えば、Ｕ－Ｖ相を励磁する場合、ＰＷＭポート１２７のＵ－Ｈ端子及びＶ－Ｈ端子から、図５（Ｂ）に示す様にデューティ（ｄｕｔｙ）が変化するＰＷＭ信号を出力する。具体的には、Ａ区間（０．５ｍｓ）において、Ｕ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティを半波の正弦波状に変化させる。なお、デューティの最大値は、例えば８０％とする。この間、Ｖ－Ｌ端子はハイレベル（デューティ１００％）とし、その他の端子はローレベル（デューティ０％）とする。Ａ区間に続くＢ区間（０．５ｍｓ）において、Ｖ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティを半波の正弦波状に変化させる。この間、Ｕ－Ｌ端子はハイレベル（デューティ１００％）とし、その他の端子はローレベル（デューティ０％）とする。Ａ区間及びＢ区間の期間は、検知精度を確保し、かつ、ロータ７２を回転させない様に決定され、本実施形態においてはそれぞれ０．５ｍｓとしている。Ａ区間のデューティの最大値は、十分な検知精度となるコイル電流が流れる様に決定する。また、Ｂ区間のデューティの最大値は、Ａ区間及びＢ区間でのコイルのインダクタンス成分に生じたそれぞれの電圧時間積の和が、凡そ零となる様に設定する。このように設定することで、図５（Ｂ）に示すように、Ｂ区間の間、コイル電流は滑らかに減少し、Ｂ区間の終了時点においてコイル電流が略０となる。

図６は、モータ１０１の起動処理の説明図である。なお、以下の説明において、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃを画像形成時の回転方向に回転させるためのロータ７２の回転方向を正方向と呼び、正方向とは反対の方向を逆方向と呼ぶものとする。まず、制御部３１は、相対値検知処理を行って、ロータ７２の停止位置を検知する。ロータ７２の停止位置、つまり、回転開始時の初期位置を検知すると、制御部３１は、初期位置に基づき強制転流制御を行ってロータ７２を正方向に回転させる。強制転流制御において、制御部３１は、励磁相の切り替えを徐々に速くし、これにより、ロータ７２の回転速度を上げていく。ロータ７２の回転速度が所定の閾値に達すると、モータ制御部１２０は、強制転流制御からセンサレス駆動に切り替える。センサレス駆動においては、誘起電圧に基づきロータ７２の位置及び回転速度を推定する。なお、強制転流制御の期間において、制御部３１は、励磁相の切り替え速度に基づきロータ７２の回転速度を判定する。制御部３１は、異常判定タイミングにおいて、ロータ７２の回転速度を検出し、検出したロータ７２の回転速度が所定速度より小さいと、制御部３１は、モータ１０１の起動、つまり、ロータ７２を正方向に回転させる制御が失敗したと判定する。なお、異常判定タイミングにおいて、制御部３１は、ロータ７２が当該所定速度より速い回転速度で回転する様に制御を行っているものとする。

この様に、制御部３１は、ロータ７２の回転速度からモータ１０１の起動の失敗を検出できるが、起動失敗の原因が、モータ１０１の故障であるか、モータ１０１の負荷異常であるかを判別することができない。ここで、図２において説明した様に、カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃには、バックラッシュが設けられている。したがって、バックラッシュ量以内であれば、モータ１０１の動力が負荷に伝達されない状態で、ロータ７２を逆方向に回転させることができる。つまり、モータ１０１が正常であれば、バックラッシュ量以内の回転量でロータ７２を逆方向に回転させることができる。なお、モータ１０１が故障している場合、ロータ７２を逆回転方向に回転させることはできない。本実施形態では、異常判定タイミングにおいて、モータ１０１の起動が失敗すると、上記特性を利用して以下に説明する原因特定処理を実行する。

図７は、本実施形態による原因特定処理のフローチャートである。制御部３１は、Ｓ１０において、相対値検知処理を行って、ロータ７２の停止位置Ａを検知する。制御部３１は、Ｓ１１で、強制転流制御により、ロータ７２を所定量だけ逆方向に回転させる。逆方向への回転量は、カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃにおけるバックラッシュ量以下である。つまり、逆方向への回転量は、負荷である感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃにモータ１０１の動力が伝わらず、よって、モータ１０１の負荷が略０となる量とする。また、逆方向への回転量は、逆方向への回転後のロータ７２の停止位置が、停止位置Ａにならない様に設定する。制御部３１は、Ｓ１２において、相対値検知処理を行って、ロータ７２の停止位置Ｂを検知する。制御部３１は、Ｓ１３において停止位置Ａと停止位置Ｂが同じであるか否かを判定する。停止位置Ａと停止位置Ｂが同じであることはロータ７２が回転していないことを意味するため、制御部３１は、Ｓ１４で、モータ１０１の故障と判定する。一方、停止位置Ａと停止位置Ｂとが同じではないと、モータ制御部１２０は、Ｓ１５において、負荷異常、つまり、感光体１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃの故障と判定する。

制御部３１は、図７の処理により、モータ１０１の起動失敗の原因がモータ１０１の故障によるものか、モータ１０１の負荷異常によるものかを判定することができる。制御部３１は、判定結果に応じて負荷である感光体１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃを交換すべきか、モータ１０１を交換すべきかをユーザに通知することができる。

以上、モータ１０１の動力を負荷に伝達する伝達機構にバックラッシュを設け、ロータ７２をこのバックラッシュ量だけ逆回転させても負荷に動力が伝わらない様にする。つまり、モータ１０１をバックラッシュ量だけ略無負荷で逆回転可能な様に構成する。そして、モータ１０１の起動が失敗すると、ロータ７２をバックラッシュ量以内の所定量だけ逆回転させ、ロータ７２が逆回転しているか否かを判定する。この構成により、モータ１０１の起動失敗が負荷異常によるものか、モータ１０１自体の故障によるものかを判定することができる。なお、本例においては、カップリング１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃにバックラッシュを設けていたが、本発明は、その様な構成に限定されない。具体的には、モータ１０１の動力を負荷（感光体）に伝達する伝達機構の中にバックラッシュが設けられていれば良い。

なお、図７のＳ１３において、停止位置Ａと停止位置Ｂが同じであるとモータ１０１の故障と判定し、それ以外の場合には負荷異常と判定していた。しかしながら、停止位置Ａと停止位置Ｂとの差（位相差）が所定値より小さいと、モータ１０１の故障と判定し、それ以外の場合には負荷異常と判定する構成であっても良い。なお、この場合、Ｓ１１での逆方向に回転させる所定量は、停止位置Ａと停止位置Ｂとの位相差を当該所定値以上にする量に設定する。

また、停止位置Ａにあるロータ７２が所定量だけ逆回転したと仮定して、逆回転後のロータ７２の計算上の停止位置Ｚを求め、Ｓ１２で検知した実際の停止位置Ｂと停止位置Ｚとを比較することでモータ１０１の故障であるか否かを判定する構成とすることもできる。この場合、停止位置Ｚと停止位置Ｂとの位相差が所定値以上であると、モータの故障と判定し、所定値より小さいと負荷異常と判定する。なお、この場合、Ｓ１１での逆方向に回転させる所定量は、当該所定値以上に設定する。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図８は、定着部３０の駆動構成を示している。定着部３０は、加熱ローラと、加圧ローラ２０３と、を有し、加熱ローラは、加圧ローラ２０３の回転に従属して回転する。モータ１０２は、駆動力の伝達機構を介して、その動力を加圧ローラ２０３及び当接離間機構２０７に伝達する。なお、伝達機構は、モータ１０２が正方向に回転すると、その動力を加圧ローラ２０３に伝達し、モータ１０２が逆方向に回転すると、その動力を当接離間機構２０７に伝達する様に構成される。当接離間機構２０７は、モータ１０２の回転に応じて不図示のカムを動作させ、加圧ローラ２０３を加熱ローラに当接させる当接状態と、加圧ローラ２０３を加熱ローラから離間させる離間状態に定着部３０を設定する様に構成される。なお、定着部３０の状態が、当接状態及び離間状態のいずれであるかは、不図示のセンサが検出する。画像形成装置は、電源ＯＦＦ時やスリープモードへの遷移時、定着部３０を離間状態にすることで、加熱ローラの劣化を抑え、加熱ローラの不良により画像不良が発生することを抑える。なお、モータ１０２の構成及びその制御構成は、モータ１０１の構成及びその制御構成と同様であり、その説明は省略する。

図９は、本実施形態による原因特定処理のフローチャートである。制御部３１は、Ｓ２０において、相対値検知処理を行って、ロータ７２の停止位置Ｃを検知する。制御部３１は、Ｓ２１で、強制転流制御により、ロータ７２を逆方向に回転させ、ロータ７２の回転数が閾値以上になると、Ｓ２２で、センサレス駆動によりロータ７２を逆方向に回転させる。制御部３１は、Ｓ２３で、ロータ７２の回転速度が所定速度以上であるかを判定する。つまり、Ｓ２０～Ｓ２３の処理は、ロータ７２を正方向に回転させる際の起動失敗の判定と同じ処理を、逆回転においても行うものである。なお、正方向と逆方向の起動失敗を判定するための所定速度は同じである必要はない。

Ｓ２３において、ロータ７２の回転速度が所定速度以上ではないと、制御部３１は、Ｓ２７で、モータ１０２の故障と判定する。一方、Ｓ２３において、ロータ７２の回転速度が所定速度以上であると、制御部３１は、Ｓ２４で、定着部３０の故障と判定する。さらに、制御部３１は、Ｓ２５において、不図示のセンサにより定着部３０が離間状態となったかを判定する。離間状態になっていると、定着部３０は、定着部３０は故障しているが、当接離間機構２０７は正常であると判定する。一方、離間状態にならないと、定着部３０は、Ｓ２６で、定着部３０に加えて当接離間機構２０７も故障と判定する。

以上、モータ１０２の回転方向に応じて異なる負荷に動力が伝わる様に伝達機構を構成する。そして、両方向において起動が失敗する場合、モータ１０２の故障と判定する。これに対して、一方の回転方向における起動が失敗するが、他方の回転方向における起動が成功する場合、当該一方の回転方向にモータ１０２を回転させた場合に回転する負荷の異常と判定する。この構成により、モータ１０２の起動失敗が負荷異常によるものか、モータ１０２自体の故障によるものかを判定することができる。

＜その他＞
なお、第一実施形態では負荷を感光体とし、第二実施形態では負荷を定着部３０及び当接離間機構２０７としたが例示であり、負荷は、これらに限定されない。具体的には、逆方向に所定量だけ略無負荷で回転できる様に構成された伝達機構を利用するのであれば、任意の負荷に対して第一実施形態の構成を適用できる。また、回転方向に応じて異なる負荷に動力が伝わる様に構成された伝達機構を利用するのであれば、任意の負荷に対して第二実施形態の構成を適用できる。また、上記各実施形態では、異常判定タイミングにおいて所定の回転速度に達していないと起動失敗と判定したが、他の基準による起動の失敗を判定する構成であっても良い。

さらに、画像形成装置を例にして上記各実施形態を説明したが、本発明は、上記の伝達機構を利用してモータの動力を負荷に伝達する任意の装置に対して適用することができる。さらに、本発明は、上記の伝達機構を利用して負荷に動力を伝達するモータを制御するモータ制御装置として実現することもできる。モータ制御装置は、図３のモータ制御部１２０と、制御部３１のモータ制御に係る機能ブロックと、を有する。さらに、本発明は、当該モータ制御装置におけるモータの制御方法として実現することもできる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０１：モータ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ：カップリング、３１：制御部

Claims

回転部材を有し、前記回転部材を用いて、画像をシートに形成する画像形成手段と、
複数のコイルと、前記複数のコイルのうちの励磁されているコイルの組み合わせにより回転するロータとを有するモータと、
前記画像形成手段に含まれる前記回転部材に対して前記モータの駆動力を伝達する伝達機構であって、バックラッシュを有する前記伝達機構と、
前記回転部材を回転させるために前記ロータを第１方向に回転させる様に前記モータを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記モータを起動させる際、前記ロータを前記第１方向に回転させて前記ロータの回転速度を検出するとともに、検出した前記ロータの回転速度が所定速度より小さい場合は前記モータの起動処理に失敗したと判定し、
前記起動処理に失敗した場合、
所定の電圧を印加したときに前記コイルに流れる電流の検知結果から前記ロータの第１停止位置を検知し、
前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に所定量だけ回転させ、
前記第２方向に前記所定量だけ回転させた後に再び所定の電圧を印加して前記ロータの第２停止位置を検知し、
前記第１停止位置と前記第２停止位置とが一致する場合は前記モータの故障と判定し、一致しない場合は、前記モータにより駆動される前記回転部材の故障と判定する、画像形成装置。
前記所定量は、前記バックラッシュのバックラッシュ量以下である、請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記ロータを前記第１方向に前記所定速度より速い回転速度で回転させる制御を行って前記ロータの回転速度を検出し、検出した前記ロータの回転速度が前記所定速度より小さい場合、前記起動処理に失敗したと判定する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記回転部材は、感光体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記伝達機構は、カップリングを有し、
前記バックラッシュは、前記カップリングに設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
バックラッシュを含む伝達機構により駆動力を回転部材に伝達する様に構成されたモータを制御するモータ制御装置であって、
前記回転部材を回転させるために前記モータのロータを第１方向に回転させる様に前記モータを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記モータを起動させる際、前記ロータを前記第１方向に回転させて前記ロータの回転速度を検出するとともに、検出した前記ロータの回転速度が所定速度より小さい場合は前記モータの起動処理に失敗したと判定し、
前記起動処理に失敗した場合、
所定の電圧を印加したときに前記モータのコイルに流れる電流の検知結果から前記ロータの第１停止位置を検知し、
前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に所定量だけ回転させ、
前記第２方向に前記所定量だけ回転させた後に再び所定の電圧を印加して前記ロータの第２停止位置を検知し、
前記第１停止位置と前記第２停止位置とが一致する場合は前記モータの故障と判定し、一致しない場合は、前記モータにより駆動される前記回転部材の故障と判定する、モータ制御装置。
モータ制御装置によるモータの制御方法であって、
前記モータは、バックラッシュを含む伝達機構により駆動力を回転部材に伝達する様に構成され、
前記制御方法は、
前記モータを起動させる際、前記モータのロータを第１方向に回転させて前記ロータの回転速度を検出するとともに、検出した前記ロータの回転速度が所定速度より小さい場合は前記モータの起動処理に失敗したと判定することと、
前記起動処理に失敗した場合、
所定の電圧を印加したときに前記モータのコイルに流れる電流の検知結果から前記ロータの第１停止位置を検知し、
前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に所定量だけ回転させ、
前記第２方向に前記所定量だけ回転させた後に再び所定の電圧を印加して前記ロータの第２停止位置を検知し、
前記第１停止位置と前記第２停止位置とが一致する場合は前記モータの故障と判定し、一致しない場合は、前記モータにより駆動される前記回転部材の故障と判定することと、を含むモータの制御方法。