JP2014030330A - モータ制御装置、モータ制御方法およびプログラム、並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ位置を保持しつつ停止制御がなされる状態におけるモータのロック誤検知を回避し、モータ位置を保持したまま停止することを可能とする。
【解決手段】モータ５がロック状態であるかをモータ５の回転情報により判断するモータロック状態判断部２３と、位置ホールド状態であるかを判断する位置ホールド状態判断部２４と、位置ホールド状態で、予め定めた所定の条件を満たす場合にモータ５のロック状態の判断を無効とするロック検知無効化判断部２５と、ロック無効化時においてモータ５の回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する位置誤差補正部２６と、位置ホールド状態で、かつ前記誤差の補正後において、モータ５がロック状態であると判断される時間よりも短い時間に、モータ５の回転方向を変化させる制御を行なうモータ制御部２７と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、ＤＣモータの駆動状態を監視して、該駆動状態が設定された所望の駆動状態となるようにフィードバック制御を行うモータ制御装置、モータ制御方法およびプログラム、並びに画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写装置、これらの複合機等の画像処理装置として、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録媒体、記録材ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する電子写真方式の画像形成装置が知られている。

また、液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む装置を用いて、記録紙を搬送しながら、液体としてのインクを用紙に付着させて画像形成を行なう、いわゆるインクジェット方式の画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置において、用紙搬送部の駆動手段としてＤＣモータ（直流モータ、以下、単にモータともいう）が用いられ、このＤＣモータの回転速度を検知して当該回転速度を設定された目標速度となるようにフィードバック制御を行って、用紙搬送部を駆動させることが知られている。

ＤＣモータは、従来使用されていたステッピングモータに比べ、一般に、平均消費電力は小さいが最大電流は大きい。このため、何らかの不具合等が発生し、負荷が大きくなった場合、ＤＣモータに流れる電流が増加してＤＣモータが過発熱し、場合によっては破損する危険性も生じる。

特に、ＤＣモータに過剰な負荷がかかり、ＤＣモータがロック状態（回転不能となって停止した状態をいう）となると、ＤＣモータの制御回路における電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチング素子に多大な電流が流れ、スイッチング素子が破損する恐れがある。

このような問題に対し、ＤＣモータのホール素子（磁気センサ）からの信号等のパルス変化量からロック状態を検知し、ＤＣモータの出力を遮断することや、ＤＣモータあるいはモータにより駆動される負荷の状況から、ロック状態誤検知を回避する技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、インクジェットプリンタのインクキャリアの駆動に用いるＤＣモータに関することが開示されている。ここでは、まず、パルス信号のデューティを一定時間おきにコントロールするたびに、当該パルス信号のデューティが最大値になったか否かを判定する。デューティが最大値となった回数をカウンタに計数させ、当該カウンタの計数値が所定値に達するまでは、デューティが最大値であってもＤＣモータを停止せずにカウンタを増加させてゆく。その後、カウンタの計数値が所定値に達したときに、ＤＣモータがロック状態（回転不能となって停止した状態）であると判定して、ＤＣモータへの電圧印加を中断する技術が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、自動車のエンジン停止を検出し、バッテリ電圧が所定の下限値に達したら（電圧安定時間の経過）、ウィンドウガラスの挟みこみ有無に用いる判定閾値を変更することが開示されている。これにより、ウィンドウガラスを開閉動作させるＤＣモータのロック誤検知を回避する装置が開示されている。

ところで、画像形成装置では、ＤＣモータを通常の用紙搬送制御（加速／一定速／減速制御）を行う状態（以下、通常回転状態）に加えて、用紙の搬送中に、用紙にたるみをもたせるためにモータ位置を保持したまま停止させた状態（以下、位置ホールド状態という）とする必要がある。

しかしながら、上記に示されるような従来のロック誤検知回避の技術にあっては、次のような問題点があった。すなわち、従来のロック誤検知回避の技術では、通常回転状態か位置ホールド状態かを区別して制御するものではない。このため、位置ホールド状態に制御されているときに、ロック状態と誤検知し、モータの出力を遮断して、モータ位置（すなわち、用紙位置）を保持できなくなる場合が生じるという問題点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、モータ位置を保持しつつ停止制御がなされる状態におけるモータのロック誤検知を回避し、モータ位置を保持したまま停止することを可能とすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータが回転不能となるロック状態であるかを前記モータの回転情報により判断するモータロック状態判断部と、前記モータの回転位置を保持したまま停止させる位置ホールド状態であるかを判断する位置ホールド状態判断部と、前記位置ホールド状態であると判断され、予め定めた所定の条件を満たす場合に、前記モータロック状態判断部による前記モータのロック状態の判断を無効とするロック検知無効化部と、前記ロック検知無効化部により前記モータのロック状態の無効化時において前記モータの回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する位置誤差補正部と、前記位置ホールド状態で、かつ前記誤差の補正後において、前記モータがロック状態であると判断される時間よりも短い時間に、前記モータの回転方向を変化させる制御を行なうモータ制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、モータ位置を保持しつつ停止制御がなされる状態（位置ホールド状態）におけるモータのロック誤検知を回避し、モータ位置を保持したまま停止することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかるモータ制御装置の回路構成図である。 図２は、実施の形態にかかるモータ制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、モータの停止状態の説明図であって、（Ａ）負荷と用紙との模式図、（Ｂ）通常の停止状態の説明図、（Ｃ）位置ホールド状態の説明図である。 図４は、時間と目標速度の関係を示すグラフに、モータの制御状態およびロック検知有効／無効状態との関連を付した説明図である。 図５は、（Ａ）モータを減速制御から停止させる時における時間と目標速度の関係を示すグラフに、モータの制御状態およびモータの停止位置補正／ロック検知無効状態との関連を付した説明図、（Ｂ）時間と位置誤差との関係を示すグラフである。 図６は、位置ホールド状態におけるロック検知無効化処理を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態にかかる画像形成装置の一例を示す断面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるモータ制御装置、モータ制御方法およびプログラム、並びに画像形成装置の一実施の形態を詳細に説明する。

<実施の形態>
（モータ制御装置の構成）
図１は、本実施の形態にかかるモータ制御装置１０の回路構成図を示す。図１に示すように、モータ制御装置１０は、モータ制御装置１０全体を制御するコントローラ１、モータの制御を行うＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、モータドライバ３と、エンコーダ部６等を備えている。なお、図１に示す回路構成は一例であって、ＣＰＵ２０がコントローラ１からのモータ制御信号やエンコーダ部６から送られるエンコーダ信号等に基づいて、ＤＣモータ５を所望の駆動状態となるようにフィードバック制御を行うことが可能な構成であればよい。なお、ＤＣモータ５について以下、単にモータ５と記述する。

コントローラ１は、モータ制御装置１０の全体を制御する構成であって、その一部に後述するように各種の機能を有するＣＰＵ２０が構成されている。コントローラ１はＣＰＵ２０に対し、モータ制御信号（例えば、目標速度／位置、回転方向、起動要求、停止要求等の各信号）を送ることができる。なお、モータ制御信号は、電気信号、またはテーブル等のソフトウェア制御、としての処理が可能である。

ＣＰＵ２０は、コントローラ１から受けたモータ制御信号と、エンコーダ部６から送られるエンコーダ信号と、に基づいて、モータ５を所望の駆動状態となるようにフィードバック制御を行う。すなわち、モータドライバ３に対して、モータ駆動信号（ＰＷＭ（pulse width modulation）：ＰＷＭ制御信号、ＣＷ／ＣＣＷ（正転／逆転）：回転方向信号、ＢＲＡＫＥ：ブレーキ信号、等）を出力するものである。また、コントローラ１に対し、モータ５の各種のモニタリング結果、制御状態等を返すものである。

モータドライバ３では、ＣＰＵ２０から受けたモータ制御信号（ＰＷＭ，ＣＷ／ＣＣＷ，ＢＲＡＫＥ）に基づいてモータ５を駆動回転させる。例えば、ＰＷＭ信号の駆動デューティに基づいて、モータ５に電圧を印加する。また、モータ５がブラシレスモータの場合、モータドライバ３には、ホール素子信号９が入力され、各ＦＥＴ７のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御する。なお、ＦＥＴは、Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（電界効果トランジスタ）の略称である。

また、モータドライバ３では、各種制御信号およびホール素子信号９を監視し、ホール素子信号９が変化するたびに内部のロック検知カウンタをクリアする（後述する）。ロック検知カウンタ３ａが所定の閾値Ａに達した場合には、ロック状態と判断し、モータ５への通電が遮断される。

本実施の形態では、ロック状態の判断をモータドライバ３がホール素子信号９の変化に基づいて行う例について説明した。この他に、エンコーダセンサ（エンコーダ部６）の検出結果に基づいてＣＰＵ２０でモータ５のロック状態を検知してもよい。また、ホール素子信号９に基づく判断主体をＣＰＵ２０としてもよい。

モータ５は、ＤＣモータであって、画像形成装置（図７参照）の搬送ローラ等の負荷１１の駆動手段として駆動する。モータ５がブラシレスモータの場合は、モータ５のホール素子からホール素子信号９をモータドライバ３へ出力する。また、Ｖｄｄ４はモータ５の駆動電圧である。なお、モータ５はブラシモータであってもよい。ホール素子は、一般に知られているように、モータ５の回転子（ロータ）の位置（回転角度）を検出する位置検出素子である。

エンコーダ部（エンコーダセンサ、ロータリエンコーダ）６はモータ５の回転軸に設けられ、モータ５の回転量、回転速度、回転方向等を検出する。エンコーダ部６から出力される２相エンコーダ信号（Ａ相／Ｂ相）はＣＰＵ２０でモニタリングされる。なお、エンコーダ部６はモータ５の回転軸上でなく、負荷１１、または、これと同期して作動するものに設けられる構成であっても良い。

また、モータ５の回転速度の検出手段として、モータ５のホール素子を用いて、ＣＰＵ２０にホール素子信号９を送るようにしてもよい。この場合、モータ５の回転速度検出用のセンサを搭載しない分、コストの低減を図ることが可能となる。

ＦＥＴ７（Ｑ１〜Ｑ４）は、モータ５を駆動するためにＨブリッジ回路構成を有している。なお、本実施の形態では、２相の例を示しているが、これに限られるものではなく、例えば、３相の場合は上下にＦＥＴペアが１組追加される構成となる。

また、モータ制御回路にはシャント抵抗８が接続されており、モータ５に流れる合成電流をＣＰＵ２０でモニタリング可能となっている。

図２は、実施の形態にかかるモータ制御装置の機能構成を示すブロック図である。モータ制御装置１０は後述するようにＤＣモータ５を制御するものである。このモータ制御装置１０全体を制御するコントローラ１を備える。コントローラ１は、制御プログラムに基づいて制御するＣＰＵ２０、制御プログラムが記憶されちるＲＯＭ２１、ワーキングメモリとして用いられるＲＡＭ２１、カウンタ３０などのマイクロコンピュータシステムを有する。

ＣＰＵ２０は、モータロック状態判断部２３、位置ホールド状態判断部２４、ロック検知無効化判断部２５、位置誤差補正部２６、モータ制御部２７の機能を備える。

モータロック状態判断部２３は、モータ５が回転不能となるロック状態であるかを前記モータの回転情報により判断する。位置ホールド状態判断部２４は、モータ５の回転位置を保持したまま停止させる位置ホールド状態であるかを判断する。ロック検知無効化判断部２５は、位置ホールド状態判断部２４により位置ホールド状態であると判断され、後述するように予め定めた所定の条件を満たす場合に、モータロック状態判断部２３によるモータ５のロック状態の判断を無効とする。位置誤差補正部２６は、ロック検知無効化判断部２５によりモータ５のロック状態の無効化時においてモータ５の回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する。

モータ制御部２７は、位置ホールド状態判断部２４による判断が位置ホールド状態で、かつ誤差の補正後において、モータロック状態判断部２３によりモータ５がロック状態であると判断する時間よりも短い時間に、モータ５の回転方向を変化させる制御を行なう。

また、モータ制御部２７は、モータ５の回転位置を保持しつつ停止制御がなされる状態であって、かつ、誤差の補正後の所定時間経過時において、モータ５の出力を現在の回転方向に対して反転させる。

また、モータ制御部は、モータ５の出力を反転させる際にモータ５に印加するＰＷＭ値を、モータ５が制御される駆動デューティに基づく出力予定のＰＷＭ値以下の値とする。

また、モータロック状態判断部２３が用いるモータ５の回転情報としては、モータ５に設けられたエンコーダ部６からの出力信号を用いる。また、モータロック状態判断部２３が用いるモータ５の回転情報として、モータ５の内部のホール素子信号９を用いることでも実現する。

また、モータ制御部２７は、位置誤差補正部２６による前記誤差の補正の完了を、該誤差が所定の値以下の状態が所定時間以上継続したかどうかにより判断する。また、モータ制御部２７は、位置誤差補正部２６による前記誤差の補正の完了を、該誤差が０となったかどうかにより判断する。

また、モータ制御部２７は、モータ５の目標速度、目標位置の変化の有無、または該モータ制御部２７の内部ステートに基づいて、モータ５の回転停止位置を保持しつつ停止制御がなされる状態に制御状態を変える。

モータドライバ３はコントローラ１（ＣＰＵ２０）からの指示にしたがってモータ５を駆動する。モータドライバ３はロック検知カウンタ３ａを有する。カウンタ３０は、安定時間カウンタ３１、ロック状態回避カウンタ３２を有する。これらのカウンタの機能については後述する図６のフローチャートにおいて説明する。

エンコーダ部６は、モータ５の主軸あるいは負荷１１の同軸に設けられる。このエンコーダ部６は、例えば、等間隔の微小のスリットを有するエンコーダディスク６ａと、そのエンコーダディスク６ａのスリットを跨ぐように設置される受発光部を有するエンコーダセンサ６ｂで構成される。モータ５の主軸に取り付けられたエンコーダディスク６ａは、回転するとエンコーダセンサ６ｂが回転するスリットを光学的に読み取り、これを電気信号として出力するものである。なお、このエンコーダ部６の構成は一例であり、モータ５の回転角度を検出可能であれば他の構成であってもよい。例えば、エンコーダディスク６ａにスリットの代わりに反射材とし、これに光をあて、その反射光を受光するエンコーダセンサ６ｂの構成であってもよい。

モータ５と搬送ローラなどの負荷１１とは、例えば図示するように、モータ５の出力軸に設けられたタイミングプーリと負荷１１の軸に設けられたタイミングプーリとをタイミングベルトで駆動を伝達する機構となっている。

（モータ停止状態）
次に、モータ５の停止状態について説明する。図３において、図３（Ａ）はモータ５により駆動される負荷１１（搬送ローラ等）および用紙１２を示している。また、図３（Ｂ）は通常の停止状態の説明図、（Ｃ）は位置ホールド状態の説明図である。

上述のように、画像形成装置では、用紙１２を搬送中に、たるみをもたせるためにモータ位置を保持制御したまま停止させた状態（位置ホールド状態）とする必要があり、通常の停止状態とは区別される。

図３（Ｂ）に示す通常の停止状態では、モータ制御部２７からモータドライバ３に対しＰＷＭ信号は出力されず、無制御状態である。したがって、この通常の停止状態では、（１）外乱（負荷のトルク変動など）が加わって、（２）停止位置が変化し用紙１２が移動して、（３）停止した、としてもモータ５および用紙１２の位置は保持されない。このように、通常の停止状態では、モータ５および用紙１２の位置は保持されない。なお、ＰＷＭ信号の出力を遮断することに替えて、ＢＲＡＫＥ信号を有効とし、ブレーキ停止状態とするようにしてもよい。

これに対し、図３（Ｃ）に示す位置ホールド状態では、ＣＰＵ２０からモータドライバ３に対し、ＰＷＭ信号が出力されて、制御状態である。したがって、この位置ホールド状態では、（１）外乱が加わって、（２）停止位置が変化し用紙１２が移動しても、（３）位置制御がなされてモータを逆転させて停止位置を戻す制御がされる。位置ホールド状態では、モータ５および用紙１２の位置は最終的に保持される。

（モータ状態の検知）
次に、位置ホールド状態におけるロック状態の誤検知が生じるケースについて説明する。なお、本実施の形態では、モータ５のホール素子からのホール素子信号９の変化に基づいてモータドライバ３がロック状態を検知する場合を例として説明する。

上述のように、モータドライバ３では、各種制御信号およびホール素子信号９を監視し、ホール素子信号９が変化するたびにロック検知カウンタ３ａをクリアしている。また、各種制御信号が変化した場合にもロック検知カウンタ３ａをクリアしている。

このロック検知カウンタ３ａが、所定の閾値Ａに達した場合は、所定時間、各種制御信号、ホール素子信号９に変化がないといえるため、モータ５がロック状態と判断し、モータ５への通電を遮断するようにしている。

ここで、上述の位置ホールド状態（図３（Ｃ））において、外乱がなく、停止した状態のときは、モータ５のホール素子信号９は変化しないため、ロック検知カウンタ３ａがクリアされず、閾値Ａに達するため、ロック状態と誤検知されてしまうケースが生じ得る。

（ロック検知無効化制御）
そこで、本実施の形態にかかるモータ制御装置１０は、モータ５がロックされたロック状態であることを検知するモータロック状態判断部２３を有する。また、モータ５の停止時における停止位置誤差の補正を行う位置誤差補正部２６を有する。さらに、モータ位置を保持しつつ停止制御がなされる状態であって、かつ、停止位置誤差の補正後の所定時間（ロック状態回避用時間、閾値Ｄ）経過時において、モータ出力を変化させるモータ制御部２７を備える。上記所定時間は、モータ制御部２７がモータロック状態判断部２３からの検知結果に基づいてモータ５がロック状態であると判定する時間（ロック検出時間、閾値Ａ）よりも短い時間とするものである。以下、具体的な制御例について説明する。

モータロック状態判断部２３は、モータ５のホール素子またはエンコーダ部６と、モータドライバ３またはコントローラ１との組み合わせにより構成される検出部において、それらの各信号によりモータのロック状態を判断する。

図４に時間と目標速度の関係を示すグラフに、モータ５の制御状態およびロック検知有効／無効状態との関連を付した説明図を示す。本実施の形態では、図４に示すように、通常の用紙搬送制御を行っているモータ５の通常回転時（加速／一定速／減速制御）にはロック検知が有効状態であって過負荷等による破損を防止している。一方、位置ホールド状態では、後述するように、ロック状態が検知されないようにすることで、誤検知を防いで、モータ位置を保持したまま停止することを可能としている。

なお、モータ制御装置１０がロック検知を有効状態から無効状態にするトリガ（予め定めた所定の条件）としては、例えば、以下のような場合があげられ、いずれかの手段によればよい。
（１）ＣＰＵ２０（ロック検知無効化判断部２５）にて、目標速度が０に達したとき。
（２）ＣＰＵ２０（ロック検知無効化判断部２５）にて、目標位置が変化しなくなったとき。
（３）ＣＰＵ２０（ロック検知無効化判断部２５）にて、内部ステートが位置ホールドになったとき。
（４）ＣＰＵ２０（ロック検知無効化判断部２５）にて、内部ステートが停止位置補正になったとき。
（５）ＣＰＵ２０（ロック検知無効化判断部２５）へのモータ制御信号が入力されなくなったとき（制御信号としてテーブルを使用している場合）。

図５（Ａ）にモータ５を減速制御から停止させる時における時間と目標速度の関係を示すグラフに、モータ５の制御状態およびモータ５の停止位置補正／ロック検知無効状態との関係を示す。図５（Ｂ）に時間と位置誤差との関係を示すグラフを示す（目標速度に対する、位置誤差の変化を示す）。図５を参照して、モータ５の停止時の位置誤差補正制御について説明する。

画像形成装置（図７参照）における用紙搬送では、用紙の停止位置が重要となるが、モータ５の減速時の速度や、負荷１１の状態等によって、与えられた減速度での減速動作が終了した時点で、目標の停止位置に到達できない場合がある。

このため、ＣＰＵ２０（位置誤差補正部２６）は、モータ停止位置の位置誤差補正制御を行う。位置誤差補正制御は、図５（Ｂ）に示すように、モータ５の正転／逆転を繰り返し実行することで行われる。また、位置誤差が所定範囲に収まると、位置誤差補正制御は終了して、ロック検知無効化制御に移る。なお、図３（Ｃ）に示した位置ホールド状態で外乱により位置誤差が生じた場合も、同様の位置誤差補正制御がなされる。

このモータ停止位置の位置誤差補正制御において、モータ５の出力を反転してロック検知回避を行うようにすると、振動が大きくなったり、停止位置が安定するための時間（位置誤差補正の終了までの時間）が増えたりする。このため、処理性能が低下する影響する可能性があるので好ましくない。

そこで、本実施の形態では、ロック検知無効化判断部２５によるロック無効化期間において、位置誤差補正部２６による位置誤差補正制御が終了し、モータ制御部２７がモータ５の回転が停止する位置が安定してからモータ５の出力の反転を行うようにしている。

以上説明したモータ制御装置１０が実行するロック検知無効化処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、ロック検知無効化判断部２５によるロック検知無効化処理は、例えば、１ｍｓｅｃに１回実行するものとしているが、処理間隔はこれに限られるものではない。

まず、ロック検知無効化判断部２５は、ロック検知無効化期間であるか否かについて判断を行う（ステップＳ１）。ここで、図４で示したように、ロック検知有効期間であれば（ステップＳ１：Ｎｏ）、通常の用紙搬送制御を行っているモータ５の通常回転時であるのでロック検知無効化処理は終了する。一方、ロック検知無効化期間であれば（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、次に、位置誤差補正制御（図５（Ｂ））が終了して、位置誤差が安定しているかどうかを確認する。

ここでは、ロック検知無効化判断部２５は位置誤差が所定の閾値Ｂ以下であるかどうかについて判断する（ステップＳ２）。閾値Ｂを超える場合は（ステップＳ２：Ｎｏ）、位置誤差補正制御中であると判断できるため、位置誤差が安定している時間（安定時間）の安定時間カウンタ３１をクリアし（ステップＳ４）、ロック検知無効化判断部２５によるロック検知無効化処理を終了する。

これに対し、ロック検知無効化判断部２５は閾値以下であると判断した場合は（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、位置誤差の補正制御は終了していると判断できるため、位置誤差が安定している時間を測定する。具体的には、安定時間カウンタ３１をインクリメントする（ステップＳ３）。これにより、位置誤差の補正制御後の安定時間を測定している。

つぎに、位置誤差が安定している安定時間カウンタ３１が閾値Ｃ以上であるかどうかについて判断する（ステップＳ５）。閾値Ｃ未満であれば（ステップＳ５：Ｎｏ）、ロック検知無効化処理は終了する。一方、閾値以上の場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）は、位置誤差の補正制御後に、所定時間以上安定していると判断できるので、ロック状態回避に移行する。

ロック状態の回避では、まず、ロック状態回避用カウンタ３２をカウントアップする（ステップＳ６）。次に、ロック状態回避用カウンタ３２が閾値Ｄ以上となっているかどうかについて判断する（ステップＳ７）。ここで、閾値Ｄは、ロック検出を回避するためにロック検出時間（閾値Ａ）よりも短い時間に設定される。

ロック検知無効化判断部２５の判断において閾値Ｄ未満の場合（ステップＳ７：Ｎｏ）は、ロック検知無効化処理は終了する。一方、ロック検知無効化判断部２５の判断において閾値以上の場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）は、まず、次回処理における検出回避のため、ロック状態回避用カウンタ３２をクリアする（ステップＳ８）。なお、ロック状態回避用カウンタ３２のクリア（ステップＳ８）は、モータ５の出力の反転制御（ステップＳ９）の後に行うようにしてもよい。

次に、ＣＰＵ２０のモータ制御部２７は、モータ出力の反転制御を行う。モータ５の出力を反転させる信号としては、例えば、ブレーキ信号、イネーブル信号、回転方向信号等がある。すなわち、モータロック状態判断部２３が参照している制御信号を変化させて、モータドライバ３のロック検出用カウンタ３ａをクリアさせるものである。

また、このモータ５の出力の反転制御（ステップＳ９）において、ＰＷＭ信号の駆動デューティに基づいてモータ５に印加されるＰＷＭ値を、出力予定のＰＷＭ値よりも小さな値に設定することが好ましい。例えば、該当周期にて出力する値として算出された制御電圧値（出力予定のＰＷＭ値）をＣｄ、反転制御時に出力する制御電圧値をＣｒとした場合、制御電圧値Ｃｒは、Ｃｒ≦Ｃｄ、を満たしていることが好ましい。制御電圧値Ｃｒを０に近づけるほど、逆回転方向へ移動しようとする力を小さくすることができるため、モータ５の微小な振動を抑制することができるからである。

以上のように本実施の形態に係るモータ制御装置１０では、ロック状態を検出する時間よりも短い周期で、モータロック状態判断部２３が参照している制御信号等を変化させる。この制御により、ロック検出用カウンタ３ａをクリアさせて、位置ホールド状態におけるモータ５のロック誤検知を回避することができる。

なお、図６に示す処理は一例であってこれに限られるものではない。例えば、安定時間についての処理（ステップＳ３〜Ｓ５）に替えて、ステップＳ２で判断する位置誤差の閾値Ｂを「０」として、位置誤差が「０」になった時点でロック状態回避（ステップＳ６以降）へ移行する処理としてもよい。

（画像形成装置）
以上説明したモータ制御装置１０により制御されるＤＣモータ５を駆動源として備えた画像形成装置の一例について説明する。

図７は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す全体構成図である。図７に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置１００本体の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ，７４Ｋが並設されている。

各作像部７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ，７４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７３、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示）等が配設されている。そして、各感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋで、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋは、不図示の駆動モータによって図６中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７３の位置で、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、露光部１０３から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、現像部７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋとの対向位置に達する。この位置で感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達する。この位置で感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。

最後に、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上でおこなわれ、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ユニット８５は、以下のように構成される。すなわち、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、ローラ８２の回転駆動によって図７中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。

そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、画像形成装置１００の下方に配設された給紙部１０４から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。

詳しくは、給紙部１０４には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図７中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置９０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ９１及び加圧ローラ９２による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。

その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部９３上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

以上説明した画像形成装置１００の各ローラ等の負荷１１の駆動源として、モータ５を用い、当該モータ５を上記実施の形態にかかるモータ制御装置１０により制御する。これにより、モータ制御中のモータ５の異常検知精度を向上させた画像形成装置１００を構成することが可能となる。

ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ２１に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。たとえば、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本実施の形態で実行されるプログラムは、上述したモータロック状態判断部２３、位置ホールド状態判断部２４、ロック検知無効化判断部２５、位置誤差補正部２６、モータ制御部２７を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ２０（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ２２等の主記憶装置上にロードされる。そして、モータロック状態判断部２３、位置ホールド状態判断部２４、ロック検知無効化判断部２５、位置誤差補正部２６、モータ制御部２７が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、本発明は上記実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ コントローラ
３ モータドライバ
３ａ ロック検知カウンタ
４ Ｖｄｄ
５ モータ
６ エンコーダ部
７ ＦＥＴ
８ シャント抵抗
９ ホール素子信号
１０ モータ制御装置
１１ 負荷
１２ 用紙
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ モータロック状態判断部
２４ 位置ホールド状態判断部
２５ ロック検知無効化判断部
２６ 位置誤差補正部
２７ モータ制御部
３１ 安定時間カウンタ
３２ ロック状態回避用カウンタ
１００ 画像形成装置

特開２００２−３４７２９６号公報 特開２００４−３２４１０５号公報

Claims (11)

1. モータが回転不能となるロック状態であるかを前記モータの回転情報により判断するモータロック状態判断部と、
   前記モータの回転位置を保持したまま停止させる位置ホールド状態であるかを判断する位置ホールド状態判断部と、
   前記位置ホールド状態であると判断され、予め定めた所定の条件を満たす場合に、前記モータロック状態判断部による前記モータのロック状態の判断を無効とするロック検知無効化部と、
   前記ロック検知無効化部により前記モータのロック状態の無効化時において前記モータの回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する位置誤差補正部と、
   前記位置ホールド状態で、かつ前記誤差の補正後において、前記モータがロック状態であると判断される時間よりも短い時間に、前記モータの回転方向を変化させる制御を行なうモータ制御部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記モータ制御部は、前記モータの回転位置を保持しつつ停止制御がなされる状態であって、かつ、前記誤差の補正後の所定時間経過時において、前記モータの出力を現在の回転方向に対して反転させることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記モータ制御部は、前記モータの出力を反転させる際に前記モータに印加するＰＷＭ値を、該モータが制御される駆動デューティに基づく出力予定のＰＷＭ値以下の値とすることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記モータロック状態判断部が用いる前記モータの回転情報は、前記モータに設けられたエンコーダセンサからの出力信号であることを特徴とする請求項１、２または３に記載のモータ制御装置。
5. 前記モータロック状態判断部が用いる前記モータの回転情報は、前記モータの内部のホール素子からの出力信号であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
6. 前記モータ制御部は、前記位置誤差補正部による前記誤差の補正の完了を、該誤差が所定の値以下の状態が所定時間以上継続したかどうかにより判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
7. 前記モータ制御部は、前記位置誤差補正部による前記誤差の補正の完了を、該誤差が０となったかどうかにより判断することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
8. 前記モータ制御部は、前記モータの目標速度、目標位置の変化の有無、または該モータ制御部の内部ステートに基づいて、前記モータ位置を保持しつつ停止制御がなされる状態に制御状態を変えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
9. モータが回転不能となるロック状態であるかを前記モータの回転情報により判断するモータロック状態判断工程と、
   前記モータの回転位置を保持したまま停止させる位置ホールド状態であるかを判断する位置ホールド状態判断工程と、
   前記位置ホールド状態であると判断され、予め定めた所定の条件を満たす場合に、前記モータロック状態判断工程による前記モータのロック状態の判断を無効とするロック検知無効化工程と、
   前記ロック検知無効化工程により前記モータのロック状態の無効化時において前記モータの回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する位置誤差補正工程と、
   前記位置ホールド状態で、かつ前記誤差の補正後において、前記モータがロック状態であると判断される時間よりも短い時間に、前記モータの回転方向を変化させる制御を行なうモータ制御工程と、
   を含むこと特徴とするモータ制御方法。
10. モータが回転不能となるロック状態であるかを前記モータの回転情報により判断するモータロック状態判断ステップと、
    前記モータの回転位置を保持したまま停止させる位置ホールド状態であるかを判断する位置ホールド状態判断ステップと、
    前記位置ホールド状態であると判断され、予め定めた所定の条件を満たす場合に、前記モータロック状態判断ステップによる前記モータのロック状態の判断を無効とするロック検知無効化ステップと、
    前記ロック検知無効化ステップにより前記モータのロック状態の無効化時において前記モータの回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する位置誤差補正ステップと、
    前記位置ホールド状態で、かつ前記誤差の補正後において、前記モータがロック状態であると判断される時間よりも短い時間に、前記モータの回転方向を変化させる制御を行なうモータ制御ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
11. モータが回転不能となるロック状態であるかを前記モータの回転情報により判断するモータロック状態判断部と、前記モータの回転位置を保持したまま停止させる位置ホールド状態であるかを判断する位置ホールド状態判断部と、前記位置ホールド状態であると判断され、予め定めた所定の条件を満たす場合に、前記モータロック状態判断部による前記モータのロック状態の判断を無効とするロック検知無効化部と、前記ロック検知無効化部により前記モータのロック状態の無効化時において前記モータの回転が停止したときの目標とする停止位置に対する誤差を所定の範囲に収まるように補正する位置誤差補正部と、前記位置ホールド状態で、かつ前記誤差の補正後において、前記モータがロック状態であると判断される時間よりも短い時間に、前記モータの回転方向を変化させる制御を行なうモータ制御部と、を備えるモータ制御装置を有し、
    前記モータ制御装置により駆動が制御される前記モータを駆動源として用紙搬送を行うことを特徴とする画像形成装置。

Images