JP2012223069A - モータ制御装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転数が低下した場合に、モータの状態の切り分けを行うことが可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置４ｃは、モータ１１の回転数を判断する回転数判断部２９ｂと、モータ１１の動作状態を判断するための複数の閾値を記憶する記憶部２７と、回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数と複数の閾値とに基づいて、モータ１１の動作状態を判断する状態判断部２９ｃとを備える。状態判断部２９ｃは、回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数が第１閾値を下回る場合に、モータ１１が故障状態であると判断し、回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数が第１閾値を上回る状態で第２閾値を下回る場合に、モータ１１の負荷が増大した状態であると判断する構成とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータを制御するモータ制御装置およびそのモータ制御装置を備える画像形成装置に関する。

従来、ロータを有するモータ本体部と、駆動回路部にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を供給するマイコンと、ＰＷＭ信号に基づいて生成した駆動信号をモータ本体部に送出する駆動回路部と、ロータの回転速度に対応するセンサ検出信号を生成してマイコンに送出するセンサ信号検出回路部とを備えたブラシレスＤＣモータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１のブラシレスＤＣモータでは、マイコンは、指示回転数と、その指示回転数に対してある程度満足できる最低許容周波数範囲と、エラー回転数とを対応させたレアロック判定テーブルを有する。そして、マイコンは、センサ信号検出回路部からの検出信号に基づいてロータの実回転数を算出し、実回転数がレアロック判定テーブルの最低許容周波数範囲の間はそのまま回転を維持させ、実回転数がエラー回転数のときにＰＷＭ信号の供給を停止する。

特開２０００−１８４７７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来のブラシレスＤＣモータでは、モータの実回転数がレアロック判定テーブルのエラー回転数のときに、ロータの回転を停止させることが可能であるが、モータ本体部の不調の原因を切り分けることができないという問題点がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、モータの回転数が低下した場合に、モータの状態の切り分けを行うことが可能なモータ制御装置およびそのモータ制御装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係るモータ制御装置は、モータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの回転数を判断する回転数判断部と、前記モータの動作状態を判断するための複数の閾値を記憶する記憶部と、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数と前記複数の閾値とに基づいて、前記モータの動作状態を判断する状態判断部とを備え、前記複数の閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも高い第２閾値とを含み、前記状態判断部は、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第１閾値を下回る場合に、前記モータが故障状態であると判断し、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第１閾値を上回る状態で前記第２閾値を下回る場合に、前記モータの負荷が増大した状態であると判断する構成とされていることを特徴とする。

この構成によって、モータの故障状態と、モータの負荷が増大した状態とを検出することができる。これにより、モータの回転数が低下した場合に、モータの状態の切り分け（仕分け）を行うことができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記モータの回転数の目標値に対応する指令値を設定する指令値設定部と、前記モータをオン状態またはオフ状態に設定する状態設定部と、前記モータがオフ状態からオン状態に設定されてから予め設定された第１マスク時間を計数する計数部とを備え、前記状態判断部は、前記第１マスク時間が経過した後に、前記モータの動作状態を判断する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、第１マスク時間の経過によりモータが立ち上がった後に、モータの状態を判断することができる。すなわち、モータが正常な回転数に達していると考えられるときに、モータの状態を判断することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記状態設定部は、前記第１マスク時間が経過した後に、前記状態判断部により前記モータが故障状態であると判断された場合に、前記モータをオン状態からオフ状態に設定する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、モータが故障状態であると判断された場合に、モータへの駆動命令を停止することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記指令値設定部は、前記第１マスク時間が経過した後に、前記状態判断部により前記モータの負荷が増大した状態であると判断された場合に、前記指令値を低下させる構成とされていることを特徴とする。

この構成により、モータの回転数を落としてトルクを大きくすることができるので、負荷の増大に起因してモータが停止するのを抑制することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記計数部は、前記指令値が低下されてから予め設定された第２マスク時間を計数する構成とされ、前記状態判断部は、前記第２マスク時間が経過した後に、前記モータの動作状態を判断する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、モータのトルクを大きくした後に、モータの状態を判断することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記状態判断部は、前記第２マスク時間が経過した後に、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第２閾値を下回る状態のままである場合に、前記モータが負荷により正常な回転数を得られない状態であると判断する構成とされていることを特徴とする。なお、正常な回転数とは、第２閾値を上回る回転数であり、指令値に対してモータが正常に駆動していると判断することが可能な回転数である。

この構成により、モータが正常な回転数を得られない状態を検出することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記状態設定部は、前記第２マスク時間が経過した後に、前記状態判断部により前記モータが負荷により前記正常な回転数を得られない状態であると判断された場合に、前記モータをオン状態からオフ状態に設定する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、負荷により正常な回転数が得られないと判断された場合に、モータへの駆動命令を停止することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記複数の閾値は、前記第２閾値よりも高い第３閾値を含み、前記状態判断部は、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第２閾値および前記第３閾値の間である場合に、前記モータが正常に駆動している状態であると判断する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、モータが正常に駆動している状態を検出することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記状態判断部は、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第３閾値を上回る場合に、前記モータが異常回転している状態であると判断する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、モータの異常回転を検出することができる。

本発明に係るモータ制御装置では、前記状態設定部は、前記状態判断部により前記モータが異常回転している状態であると判断された場合に、前記モータをオン状態からオフ状態に設定する構成とされていることを特徴とする。

この構成により、モータが異常回転している場合に、モータへの駆動命令を停止することができる。

本発明に係る画像形成装置は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成された画像を用紙に定着させる定着部とを備える画像形成装置であって、前記定着部は、上記のいずれか一つに記載のモータ制御装置を含むことを特徴とする。

この構成によって、定着部に設けられたモータの状態の切り分けを行うことが可能な画像形成装置を得ることができる。

本発明に係るモータ制御装置および画像形成装置によれば、モータの回転数が低下した場合に、モータの状態の切り分けを行うことができる。

本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を備える画像形成装置の構成を示したブロック図である。 図１に示した画像形成装置に設けられたモータ装置およびモータ制御装置の構成を示したブロック図である。 図２に示したモータ装置の構造を示した平面図である。 図３に示したモータ装置からロータを取り外した状態を示した平面図である。 図３に示したモータ装置のロータを底面側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置に制御されるモータが正常に駆動されている場合の波形図である。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置に制御されるモータが故障している場合の波形図である。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置に制御されるモータがトルクを増大させることにより正常に駆動されている場合の波形図である。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置に制御されるモータが負荷により正常な回転数を得られない場合の波形図である。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置に制御されるモータが異常回転した場合の波形図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を備える画像形成装置の構成を示したブロック図である。図１を参照して、本実施の形態に係るモータ制御装置４ｃを備える画像形成装置１００の構成について説明する。

画像形成装置１００は、たとえば、スキャナ機能、ファクシミリ機能、およびプリンタ機能を有する複合機である。具体的には、画像形成装置１００は、画像読取部１と、通信部２と、画像形成部３と、定着部４と、操作部５と、表示部６と、制御部７とを備えており、これらがバス８を介して接続されている。

画像読取部１は、たとえば、スキャナであり、原稿などの読取対象物から画像を読み取る機能を有する。通信部２は、ファクシミリデータを送受信するために設けられている。画像形成部３は、画像読取部１により読み取られた画像データや、通信部２により受信したファクシミリデータに基づいて、画像を形成する機能を有する。

定着部４は、画像形成部３により形成された画像を用紙に定着させるために設けられている。定着部４は、ヒートローラおよび加圧ローラにより構成される定着ローラ４ａと、定着ローラ４ａを駆動するモータ装置４ｂと、モータ装置４ｂを制御するモータ制御装置４ｃとを有する。なお、モータ装置４ｂおよびモータ制御装置４ｃについては、後で詳細に説明する。

操作部５は、電源スイッチなどを含み、利用者が各種の操作指令を入力するために設けられている。表示部６は、たとえば、液晶ディスプレイであり、画像形成装置１００の動作状態などを表示するように構成されている。制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）などを含み、画像形成装置１００の動作を制御するために設けられている。

図２は、図１に示した画像形成装置に設けられたモータ装置およびモータ制御装置の構成を示したブロック図である。図２を参照して、モータ装置４ｂおよびモータ制御装置４ｃの構成について説明する。

モータ装置４ｂは、定着ローラ４ａ（図１参照）を駆動するモータ１１と、モータ１１を駆動するドライバ回路１２と、モータ１１の回転を検出する磁気検出パターン１３と、モータ１１の回転および位置を検出するホール素子１４と、ドライバ回路１２を制御するモータ制御回路１５とを含んでいる。

モータ１１は、たとえば、３相ブラシレスモータである。モータ１１の駆動力は、ギヤなどを介して定着ローラ４ａに伝達されている。ドライバ回路１２は、モータ制御回路１５から供給されるＰＷＭ信号に基づいて、モータ１１を駆動する駆動信号を生成するように構成されている。また、ドライバ回路１２は、生成した駆動信号をモータ１１に供給するように構成されている。

磁気検出パターン１３は、モータ１１が回転することにより磁気パルス信号が生成され、その磁気パルス信号がモータ制御回路１５に出力されるように構成されている。モータ制御回路１５には、モータ制御装置４ｃからオン／オフ信号および速度指示信号が入力されている。なお、速度指示信号（回転数指示信号）は、たとえば、モータ１１の回転数の目標値に対応する指令値を示すパルス信号である。モータ制御回路１５は、オン／オフ信号がオン状態のときに、速度指示信号および磁気パルス信号に基づいてＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号をドライブ回路１２に出力するように構成されている。これにより、モータ制御回路１５がモータ１１の回転を制御する。

また、モータ制御回路１５は、速度指示信号および磁気パルス信号が同期するようにＰＷＭ信号を生成するように構成されている。具体的には、モータ制御回路１５は、速度指示信号の周期が磁気パルス信号の周期よりも短い場合、すなわち、モータ１１の回転速度が目標値よりも遅い場合には、モータ１１の回転速度が加速するようなＰＷＭ信号を生成する。その一方、モータ制御回路１５は、速度指示信号の周期が磁気パルス信号の周期よりも長い場合、すなわち、モータ１１の回転速度が目標値よりも速い場合には、モータ１１の回転速度が減速するようなＰＷＭ信号を生成する。また、モータ制御回路１５は、モータ１１の回転信号をモータ制御装置４ｃに供給するように構成されている。なお、回転信号は、たとえば、モータ１１の回転数を示すパルス信号である。

モータ制御装置４ｃは、モータ装置４ｂからの回転信号が入力される変換部２１と、オン／オフ信号および速度指示信号をモータ装置４ｂに出力するモータ制御部２２と、モータ制御装置４ｃの動作を制御する制御部２３とを含んでいる。

変換部２１は、周波数を電圧に変換するＦ／Ｖ（Frequency/Voltage）変換器であり、回転信号をパルス信号から直流電圧に変換する機能を有する。また、変換部２１は、直流電圧に変換された回転信号を制御部２３に供給する機能を有する。モータ制御部２２は、オン／オフ信号をオン状態にすることによりモータ１１を回転可能な状態に制御するとともに、速度指示信号によりモータ１１の回転速度（回転数）を制御するように構成されている。

制御部２３は、入力部２４と、出力部２５と、計数部２６と、記憶部２７と、通信部２８と、演算部２９とを含んでいる。

入力部２４には、変換部２１から直流電圧に変換された回転信号がアナログで入力される。出力部２５は、モータ制御部２２を制御する制御信号を出力する機能を有する。計数部２６は、カウンタであり、経過時間を計数するために設けられている。

記憶部２７は、モータ１１の動作状態を判断するための複数の閾値を記憶している。具体的には、記憶部２７に記憶される複数の閾値には、第１閾値Ｔｈ１（図７Ａ参照）と、第１閾値Ｔｈ１よりも高い第２閾値Ｔｈ２（図７Ａ参照）と、第２閾値Ｔｈ２よりも高い第３閾値Ｔｈ３（図７Ａ参照）とが含まれている。通信部２８は、モータ制御装置４ｃがバス８（図１参照）を介して画像形成装置１００の制御部７（図１参照）と通信するために設けられている。

演算部２９は、指令値設定部２９ａと、回転数判断部２９ｂと、状態判断部２９ｃと、状態設定部２９ｄとを有する。

指令値設定部２９ａは、モータ１１の回転数の目標値に対応する指令値を設定する機能を有する。この指令値は、出力部２５からモータ制御部２２に出力され、速度指示信号としてモータ制御部２２からモータ装置４ｂに出力される。すなわち、指令値設定部２９ａａは、モータ制御部２２から出力される速度指示信号を制御する機能を有する。

回転数判断部２９ｂは、入力部２４に入力される回転信号に基づいて、モータ１１の回転数を判断する機能を有する。状態判断部２９ｃは、回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数に基づいて、モータ１１の動作状態を判断する機能を有する。

状態設定部２９ｄは、モータ１１をオン状態またはオフ状態に設定する機能を有する。状態設定部２９ｄの設定情報は、出力部２５からモータ制御部２２に出力され、オン／オフ信号としてモータ制御部２２からモータ装置４ｂに出力される。すなわち、状態設定部２９ｄは、モータ制御部２２から出力されるオン／オフ信号を制御する機能を有する。

すなわち、制御部２３は、状態設定部２９ｄによりモータ１１がオン状態に設定された場合に、指令値設定部２９ａにより設定される指令値でモータ１１が回転するように、モータ装置４ｂのモータ１１に対して駆動命令をし、状態設定部２９ｄによりモータ１１がオフ状態に設定された場合に、モータ装置４ｂのモータ１１に対する駆動命令を停止するように構成されている。

図３は、図２に示したモータ装置の構造を示した平面図である。図４は、図３に示したモータ装置からロータを取り外した状態を示した平面図である。図５は、図３に示したモータ装置のロータを底面側から見た斜視図である。図３〜図５を参照して、モータ装置４ｂの構造について説明する。

モータ装置４ｂは、モータ１１およびドライバ回路１２が配置される基板１６を含んでいる。モータ１１は、ステータ１１ａと、ステータ１１ａに対して回転するロータ１１ｂとを有する。ステータ１１ａには、ロータ１１ｂの回転軸からラジアル方向に延びるコア１１ｃが回転方向に沿って所定の間隔を隔てて複数（たとえば、１２個）設けられている。そして、各コア１１ｃには、電機子コイル１１ｄが巻き付けられている。

ロータ１１ｂは、円筒状に形成されており、一方端（下端）が開口し、他方端（上端）が塞がれるように形成されている。ロータ１１ｂは、コア１１ｃおよび電機子コイル１１ｄを覆うように配置されている。すなわち、モータ１１は、アウタロータ型のモータである。

ロータ１１ｂの内周面および下端部には、複数（たとえば、８個）の永久磁石１１ｅが設けられている。複数の永久磁石１１ｅは、回転方向に沿って異なる極性が交互に表面に現れるように配置されている。なお、永久磁石１１ｅにおいてロータ１１ｂの内周面に設けられた部分は、ロータ１１ｂを回転させるために設けられ、永久磁石１１ｅにおいてロータ１１ｂの下端部に設けられた部分は、磁気検出パターン１３が磁気パルス信号を生成するために設けられている。

また、基板１６の表面には、ロータ１１ｂの下端部と対応するように磁気検出パターン１３が形成されている。磁気検出パターン１３は、回転方向に沿って矩形波状に形成されている。

図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。図７Ａ〜図７Ｅは、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の動作を説明するための波形図である。図６Ａ、図６Ｂおよび図７Ａ〜図７Ｅを参照して、モータ制御装置４ｃ（図２参照）の動作について説明する。

ステップＳ１：
制御部２３（図２参照）により、モータ１１（図２参照）の駆動開始がされたか否かが判断される。具体的には、通信部２８（図２参照）により、画像形成装置１００の制御部７（図１参照）から送信される定着ローラ４ａ（図１参照）の駆動開始を指示する指令を受け付けたか否かが判断される。そして、制御部２３により、モータ１１の駆動開始がされていないと判断された場合には、ステップＳ１が繰り返し行われる。すなわち、モータ制御装置４ｃは、駆動開始がされるまで待機する。そして、制御部２３により、モータ１１の駆動開始がされたと判断された場合には、ステップＳ２に移る。

ステップＳ２：
制御部２３の指令値設定部２９ａ（図２参照）により、モータ１１の回転数の目標値に対応する指令値Ｐ（図７Ａ参照）が設定される。この指令値Ｐは、出力部２５（図２参照）からモータ制御部２２（図２参照）に出力される。そして、指令値Ｐに対応する速度指示信号がモータ制御部２２からモータ装置４ｂ（図２参照）に出力される。

ステップＳ３：
制御部２３の状態設定部２９ｄ（図２参照）により、モータ装置４ｂのモータ１１の状態がオン状態に設定される。状態設定部２９ｄの設定情報は、出力部２５からモータ制御部２２に出力される。これにより、モータ制御部２２からモータ装置４ｂに出力されるオン／オフ信号がオン状態にされる。

ステップＳ４：
制御部２３により、計数部２６（図２参照）を用いて、第１マスク時間Ｔ１（図７Ａ参照）のカウントが開始される。具体的には、オン／オフ信号がオン状態にされてから予め設定された第１マスク時間Ｔ１が計数される。すなわち、状態設定部２９ｄによりモータ１１の状態がオン状態に設定されてから予め設定された第１マスク時間Ｔ１が計数される。

ステップＳ５：
制御部２３により、第１マスク時間Ｔ１が経過したか否かが判断される。そして、制御部２３により、第１マスク時間Ｔ１が経過していないと判断された場合には、ステップＳ５が繰り返し行われる。すなわち、モータ制御装置４ｃは、第１マスク時間Ｔ１が経過するまで待機する。そして、制御部２３により、第１マスク時間Ｔ１が経過したと判断された場合には、ステップＳ６に移る。

ステップＳ６：
制御部２３の回転数判断部２９ｂ（図２参照）により、モータ１１の回転数が判断される。具体的には、入力部２４（図２参照）に入力される直流電圧に変換された回転信号に基づいて判断される。なお、回転信号は、モータ装置４ｂのモータ制御回路１５（図２参照）から変換部２１（図２参照）を介して入力部２４に入力される。また、モータ制御回路１５は、磁気検出パターン１３（図２参照）から出力される磁気パルス信号に基づいて回転信号を生成する。

このように、第１マスク時間Ｔ１が経過した後にモータ１１の回転数を判断することにより、第１マスク時間Ｔ１の経過によりモータ１１が立ち上がった後に、モータ１１の状態を判断することができる。すなわち、モータ１１が正常な回転数（所望の回転数）に達していると考えられるときに、モータ１１の状態を判断することができる。なお、正常な回転数とは、指令値Ｐを含む第２閾値Ｔｈ２および第３閾値Ｔｈ３（図７Ａ参照）の間の範囲の回転数であり、指令値Ｐに対してモータ１１が正常に駆動していると判断することが可能な回転数である。

ステップＳ７：
制御部２３により、ステップＳ６において回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１（図７Ａ参照）を上回るか否かが判断される。そして、制御部２３により、モータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１を上回ると判断された場合に、ステップＳ８に移る。その一方、制御部２３により、モータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１を上回らないと判断された場合に、ステップＳ１３に移る。すなわち、モータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１を下回る場合に、ステップＳ１３に移る。

ステップＳ８：
制御部２３により、ステップＳ６において回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を上回るか否かが判断される。そして、制御部２３により、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を上回ると判断された場合に、ステップＳ９に移る。その一方、制御部２３により、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を上回らないと判断された場合に、ステップＳ１４に移る。すなわち、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回る場合に、ステップＳ１４に移る。

ステップＳ９：
制御部２３により、ステップＳ６または後述するステップＳ１７において回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数が第３閾値Ｔｈ３を上回るか否かが判断される。そして、制御部２３により、モータ１１の回転数が第３閾値Ｔｈ３を上回らないと判断された場合に、ステップＳ１０に移る。すなわち、モータ１１の回転数が第３閾値Ｔｈ３を下回る場合に、ステップＳ１０に移る。その一方、制御部２３により、モータ１１の回転数が第３閾値Ｔｈ３を上回ると判断された場合に、ステップＳ２０に移る。

ステップＳ１０：
制御部２３により、モータ１１の駆動停止がされたか否かが判断される。具体的には、通信部２８により、画像形成装置１００の制御部７から送信される定着ローラ４ａの駆動停止を指示する指令を受け付けたか否かが判断される。そして、制御部２３により、モータ１１の駆動停止がされたと判断された場合には、ステップＳ１１に移る。その一方、制御部２３により、モータ１１の駆動停止がされていないと判断された場合には、ステップＳ６に戻る。したがって、第１マスク時間Ｔ１が経過した後からモータ１１の駆動停止がされるまで、モータ１１の回転数に基づいてモータ１１の動作状態が判断される。そして、図７Ａに示すように、第１マスク時間Ｔ１を経過した後、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２および第３閾値Ｔｈ３の間に位置する場合には、ステップＳ６〜ステップＳ１０が繰り返し行われる。このとき、モータ１１の回転数は指令値Ｐの近傍であり、状態判断部２９ｃ（図２参照）により、モータ１１が正常に駆動している状態であると判断される。

ステップＳ１１：
制御部２３により、モータ制御部２２からモータ装置４ｂへの速度指示信号の出力が停止される。

ステップＳ１２：
制御部２３の状態設定部２９ｄにより、モータ装置４ｂのモータ１１の状態がオフ状態に設定される。状態設定部２９ｄの設定情報は、出力部２５からモータ制御部２２に出力される。これにより、モータ制御部２２からモータ装置４ｂに出力されるオン／オフ信号がオフ状態にされる。これにより、モータ１１への駆動命令が停止される。

ステップＳ１３：
制御部２３により、モータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１を下回ると判断された場合（ステップＳ７：No）には、モータ１１が全く回転していないか、モータ１１の回転数が極めて小さい。したがって、図７Ｂに示すように、モータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１を下回る場合には、状態判断部２９ｃにより、モータ１１が故障状態であると判断される。なお、故障の原因としては、モータ１１の結線の短絡などの問題が考えられる。

このとき、制御部２３により、モータ１１が故障状態である旨を示すエラーメッセージが通信部２８から画像形成装置１００の制御部７に送信される。このため、画像形成装置１００では、制御部７により、モータ１１が故障状態である旨を示すエラーメッセージが表示部６に表示される。その後、ステップＳ１１に移ることにより、モータ１１への駆動命令が停止される。

ステップＳ１４：
制御部２３により、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回ると判断された場合（ステップＳ８：No）には、負荷が増大することにより正常な回転数が得られていない。このとき、状態判断部２９ｃにより、モータ１１の負荷が増大した状態であると判断される。この場合には、指令値設定部２９ａにより、指令値Ｐが低下される。なお、指令値Ｐは、第２閾値Ｔｈ２を下回らない範囲において低下される。これにより、モータ１１の回転数を落としてトルクを大きくすることができる。したがって、負荷の増大に起因してモータ１１が停止するのを抑制することができる。

ステップＳ１５：
制御部２３により、計数部２６を用いて、第２マスク時間Ｔ２（図７Ｃおよび図７Ｄ参照）のカウントが開始される。具体的には、指令値Ｐが低下されてから予め設定された第２マスク時間Ｔ２が計数される。

ステップＳ１６：
制御部２３により、第２マスク時間Ｔ２が経過したか否かが判断される。そして、制御部２３により、第２マスク時間Ｔ２が経過していないと判断された場合には、ステップＳ１６が繰り返し行われる。すなわち、モータ制御装置４ｃは、第２マスク時間Ｔ２が経過するまで待機する。そして、制御部２３により、第２マスク時間Ｔ２が経過したと判断された場合には、ステップＳ１７に移る。

ステップＳ１７：
制御部２３の回転数判断部２９ｂにより、モータ１１の回転数が判断される。具体的には、入力部２４に入力される直流電圧に変換された回転信号に基づいて判断される。

このように、第２マスク時間Ｔ２が経過した後にモータ１１の回転数を判断することにより、モータ１１のトルクを大きくした後に、モータ１１の状態を判断することができる。

ステップＳ１８：
制御部２３により、ステップＳ１７において回転数判断部２９ｂにより判断されたモータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を上回るか否かが判断される。そして、制御部２３により、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を上回ると判断された場合に、ステップＳ９に移る。この場合には、図７Ｃに示すように、モータ１１の回転数を落としてトルクを増大させることにより、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２および第３閾値Ｔｈ３の間に位置するので、モータ１１の駆動を継続することができる。その一方、制御部２３により、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を上回らないと判断された場合に、ステップＳ１９に移る。すなわち、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回る場合に、ステップＳ１９に移る。

ステップＳ１９：
制御部２３により、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回ると判断された場合（ステップＳ１８：No）には、モータ１１のトルクを増大させても負荷により正常な回転数が得られていない。したがって、図７Ｄに示すように、第２マスク時間Ｔ２が経過した後もモータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回る状態のままである場合には、状態判断部２９ｃにより、モータ１１が正常な回転数を得られない状態であると判断される。なお、正常な回転数が得られない原因として、定着ローラ４ａにトナーが付着するなどの問題が考えられる。

このとき、制御部２３により、モータ１１が負荷により正常な回転数を得られない状態である旨を示すエラーメッセージが通信部２８から画像形成装置１００の制御部７に送信される。このため、画像形成装置１００では、制御部７により、モータ１１が負荷により正常な回転数を得られない状態である旨を示すエラーメッセージが表示部６に表示される。その後、ステップＳ１１に移ることにより、モータ１１への駆動命令が停止される。

ステップＳ２０：
制御部２３により、モータ１１の回転数が第３閾値Ｔｈ３を上回ると判断された場合（ステップＳ９：Yes）には、モータ１１が正常な回転数を超えて異常回転している。したがって、図７Ｅに示すように、モータ１１の回転数が第３閾値Ｔｈ３を上回る場合には、状態判断部２９ｃにより、モータ１１が異常回転している状態であると判断される。なお、異常回転の原因としては、ノイズの発生などの問題が考えられる。

このとき、制御部２３により、モータ１１が異常回転する状態である旨を示すエラーメッセージが通信部２８から画像形成装置１００の制御部７に送信される。このため、画像形成装置１００では、制御部７により、モータ１１が異常回転する状態である旨を示すエラーメッセージが表示部６に表示される。その後、ステップＳ１１に移ることにより、モータ１１への駆動命令が停止される。

本実施の形態では、上記のように、モータ１１の回転数が第１閾値Ｔｈ１を下回る場合に、モータ１１が故障状態であると判断し、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回る場合に、モータ１１の負荷が増大した状態であると判断する。

このように構成することによって、モータ１１の故障状態と、モータ１１の負荷が増大した状態とを検出することができるので、モータ１１の回転数が低下した場合に、モータ１１の状態の切り分け（仕分け）を行うことができる。すなわち、モータ１１の不調の原因を切り分けることができる。

また、本実施の形態では、モータ１１の負荷が増大した状態であると判断された場合に、指令値Ｐを低下させることによって、モータ１１の回転数を落としてトルクを大きくすることができるので、負荷の増大に起因してモータ１１が停止するのを抑制することができる。したがって、モータ１１の回転数が正常な回転数から外れた際にモータ１１への駆動命令を停止する場合に比べて、モータ１１が停止するのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、状態判断部２９ｃが、モータ１１が故障した状態と、モータ１１が負荷により正常な回転数を得られない状態と、モータ１１が異常回転する状態とを判断することによって、モータ１１の状態の切り分けを行うことができるので、モータ１１を修理する際に復旧するまでの時間を短縮することができる。

また、本実施の形態では、定着部４がモータ制御装置４ｃを含むことによって、定着部４に設けられたモータ１１の状態の切り分けを行うことが可能な画像形成装置１００を得ることができる。

また、本実施の形態では、モータ１１が不調であり、モータ１１への駆動命令が停止される際に、モータ１１が故障状態である旨を示すエラーメッセージ、モータ１１が負荷により正常な回転数を得られない状態である旨を示すエラーメッセージ、または、モータ１１が異常回転する状態である旨を示すエラーメッセージを表示部６に表示することによって、利用者がモータ１１の不調の原因を容易に知ることができる。

なお、今回開示した実施の形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施の形態では、定着ローラ４ａを駆動するモータ装置４ｂを制御するモータ制御装置４ｃに本発明を適用する例を示したが、これに限らず、搬送ローラを駆動するモータ装置を制御するモータ制御装置に本発明を適用してもよい。

また、本実施の形態では、モータ制御回路１５が磁気検出パターン１３から出力される磁気パルス信号に基づいて回転信号を生成する例を示したが、これに限らず、モータ制御回路１５がホール素子１４から出力される検出信号に基づいて回転信号を生成するようにしてもよい。すなわち、回転数判断部２９ｂが磁気検出パターン１３の検出結果に基づいてモータ１１の回転数を判断する例を示したが、これに限らず、回転数判断部２９ｂがホール素子１４の検出結果に基づいてモータ１１の回転数を判断するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２および第３閾値Ｔｈ３の３個の閾値を用いてモータ１１の状態を判断する例を示したが、これに限らず、第２閾値Ｔｈ２および第３閾値Ｔｈ３の２個の閾値を用いてモータ１１の状態を判断するようにしてもよいし、４個以上の閾値を用いてモータ１１の状態を判断するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ロータ１１ｂに複数の永久磁石１１ｅが設けられる例を示したが、これに限らず、ロータに１個の永久磁石が設けられ、その永久磁石が回転方向に沿って交互に着磁方向が切り替えられるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回ると判断された場合（ステップＳ８：No）に、指令値設定部２９ａにより、指令値Ｐを低下させる（ステップＳ１４）例を示したが、これに限らず、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回ると判断された場合（ステップＳ８：No）に、指令値Ｐを低下させることなく、モータ１１への駆動命令を停止するようにしてもよい。すなわち、モータ１１の回転数が第２閾値Ｔｈ２を下回ると判断された場合（ステップＳ８：No）に、ステップＳ１４〜ステップＳ１８を省略して、ステップＳ１９に移るようにしてもよい。

また、本実施の形態において、モータ１１の回転数の目標値に対応する指令値は、実際のモータ１１の回転数の目標値であってもよいし、モータ１１の回転数の目標値に対応する電流値などであってもよい。

３ 画像形成部
４ 定着部
４ｃ モータ制御装置
１１ モータ
２６ 計数部
２７ 記憶部
２９ａ 指令値設定部
２９ｂ 回転数判断部
２９ｃ 状態判断部
２９ｄ 状態設定部
１００ 画像形成装置

Claims (11)

1. モータを制御するモータ制御装置であって、
   前記モータの回転数を判断する回転数判断部と、
   前記モータの動作状態を判断するための複数の閾値を記憶する記憶部と、
   前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数と前記複数の閾値とに基づいて、前記モータの動作状態を判断する状態判断部とを備え、
   前記複数の閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも高い第２閾値とを含み、
   前記状態判断部は、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第１閾値を下回る場合に、前記モータが故障状態であると判断し、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第１閾値を上回る状態で前記第２閾値を下回る場合に、前記モータの負荷が増大した状態であると判断する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
   前記モータの回転数の目標値に対応する指令値を設定する指令値設定部と、
   前記モータをオン状態またはオフ状態に設定する状態設定部と、
   前記モータがオフ状態からオン状態に設定されてから予め設定された第１マスク時間を計数する計数部とを備え、
   前記状態判断部は、前記第１マスク時間が経過した後に、前記モータの動作状態を判断する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項２に記載のモータ制御装置であって、
   前記状態設定部は、前記第１マスク時間が経過した後に、前記状態判断部により前記モータが故障状態であると判断された場合に、前記モータをオン状態からオフ状態に設定する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のモータ制御装置であって、
   前記指令値設定部は、前記第１マスク時間が経過した後に、前記状態判断部により前記モータの負荷が増大した状態であると判断された場合に、前記指令値を低下させる構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項４に記載のモータ制御装置であって、
   前記計数部は、前記指令値が低下されてから予め設定された第２マスク時間を計数する構成とされ、
   前記状態判断部は、前記第２マスク時間が経過した後に、前記モータの動作状態を判断する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項５に記載のモータ制御装置であって、
   前記状態判断部は、前記第２マスク時間が経過した後に、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第２閾値を下回る状態のままである場合に、前記モータが負荷により正常な回転数を得られない状態であると判断する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項６に記載のモータ制御装置であって、
   前記状態設定部は、前記第２マスク時間が経過した後に、前記状態判断部により前記モータが負荷により前記正常な回転数を得られない状態であると判断された場合に、前記モータをオン状態からオフ状態に設定する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
8. 請求項２から請求項７までのいずれか一つに記載のモータ制御装置であって、
   前記複数の閾値は、前記第２閾値よりも高い第３閾値を含み、
   前記状態判断部は、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第２閾値および前記第３閾値の間である場合に、前記モータが正常に駆動している状態であると判断する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
9. 請求項８に記載のモータ制御装置であって、
   前記状態判断部は、前記回転数判断部により判断された前記モータの回転数が前記第３閾値を上回る場合に、前記モータが異常回転している状態であると判断する構成とされていること
   を特徴とするモータ制御装置。
10. 請求項９に記載のモータ制御装置であって、
    前記状態設定部は、前記状態判断部により前記モータが異常回転している状態であると判断された場合に、前記モータをオン状態からオフ状態に設定する構成とされていること
    を特徴とするモータ制御装置。
11. 画像データに基づいて画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部により形成された画像を用紙に定着させる定着部とを備える画像形成装置であって、
    前記定着部は、請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載のモータ制御装置を含むこと
    を特徴とする画像形成装置。

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