JP7384004B2 - 異常検知装置、モータ制御システム、用紙搬送装置、画像形成装置、および異常検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、異常検知装置、モータ制御システム、用紙搬送装置、画像形成装置、および異常検知方法に関する。

下記特許文献１には、バイポーラ型ステッピングモータの回生電流の電流減衰方式に係るファーストディケイ期間で発生した、バイポーラ型ステッピングモータの回生電流により生じる電圧に基づいて、バイポーラ型ステッピングモータの接続異常（コネクタ抜け、ハーネスやモータ巻線の断線等）を判断する技術が開示されている。

しかしながら、従来技術では、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出することができない。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出できるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の異常検知装置は、バイポーラ型ステッピングモータにおいて、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する電圧検知部と、電圧検知部による回生電流によって生じる電圧の検知結果と、バイポーラ型ステッピングモータの電気角とに基づいて、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常を判断する異常判断部とを備える。

本発明によれば、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出することができる。

本発明の一実施形態に係るモータ制御システムの構成を示す図 本発明の一実施形態に係るドライバＩＣの構成を示す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおける電流経路の第１例を示す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおける電流経路の第２例を示す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおけるドライバＩＣの出力と電気角との関係の第１例を表す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおける電流経路と電気角との関係の第１例を表す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおけるドライバＩＣの出力と電気角との関係の第２例を表す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおける電流経路と電気角との関係の第２例を表す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおけるドライバＩＣの出力と電気角との関係の第３例を表す図 本発明の一実施形態に係るモータ制御システムにおける電流経路と電気角との関係の第３例を表す図 本発明の一実施形態に係るマイコンの機能構成を示す図 本発明の一実施形態に係るマイコンによる処理の手順の第１例を示すフローチャート 本発明の一実施形態に係るマイコンによる処理の手順の第２例を示すフローチャート 本発明の第１実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す図 本発明の第２実施例に係る用紙搬送装置の概略構成を示す図

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

（モータ制御システム１０の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０の構成を示す図である。

図１に示すように、モータ制御システム１０は、マイコン１２、ドライバＩＣ１４、およびバイポーラ型ステッピングモータ１６を備える。

マイコン１２は、「制御装置」および「異常検知装置」の一例である。マイコン１２は、ドライバＩＣ１４に対して、各種制御信号を供給することにより、ドライバＩＣ１４に、バイポーラ型ステッピングモータ１６の駆動制御を行わせる。マイコン１２は、タイマー出力端子TIMERと、３つの出力端子GPIOとを有している。マイコン１２は、タイマー出力端子TIMERから、クロック信号CLKをドライバＩＣ１４に供給する。また、マイコン１２は、３つの出力端子GPIOから、クロック信号CLK、回転方向信号CW_CCW、イネーブル信号ENABLE、およびリセット信号RESETを、ドライバＩＣ１４に供給する。

ドライバＩＣ１４は、「モータドライバ」の一例である。ドライバＩＣ１４は、マイコン１２から供給された各種制御信号に基づいて、４つの出力端子OUT1A，OUT1B，OUT2A，OUT2Bからバイポーラ型ステッピングモータ１６に電流を供給することにより、バイポーラ型ステッピングモータ１６の駆動制御を行う。

図１に示すように、第１の出力端子OUT1Aの電圧値は、抵抗R3、抵抗R4、およびコンデンサC1によって分圧および積分され、信号SC1として、マイコン１２に入力される。これにより、マイコン１２は、第１の出力端子OUT1Aの電圧値を検知できるようになっている。

また、第２の出力端子OUT1Bの電圧値は、抵抗R5、抵抗R6、およびコンデンサC2によって分圧および積分され、信号SC2として、マイコン１２に入力される。これにより、マイコン１２は、第２の出力端子OUT1Bの電圧値を検知できるようになっている。

また、第３の出力端子OUT2Aの電圧値は、抵抗R7、抵抗R8、およびコンデンサC3によって分圧および積分され、信号SC3として、マイコン１２に入力される。これにより、マイコン１２は、第３の出力端子OUT2Aの電圧値を検知できるようになっている。

また、第４の出力端子OUT2Bの電圧値は、抵抗R9、抵抗R10、およびコンデンサC41によって分圧および積分され、信号SC4として、マイコン１２に入力される。これにより、マイコン１２は、第４の出力端子OUT2Bの電圧値を検知できるようになっている。

そして、マイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角の所定角度毎に、４つの出力端子OUT1A，OUT1B，OUT2A，OUT2Bの各々の電圧値に基づいて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）に異常を検知することができる。

本実施形態において、「バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常」とは、主に、ドライバＩＣ１４の異常のことである。但し、これに限らず、「バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常」は、ドライバＩＣ１４の外部の異常（例えば、バイポーラ型ステッピングモータ１６の異常等）を含む。

（ドライバＩＣ１４の構成）
図２は、本発明の一実施形態に係るドライバＩＣ１４の構成を示す図である。図２に示すように、ドライバＩＣ１４は、ロジック回路２２、第１のＨブリッジ回路２４、および第２のＨブリッジ回路２６を備える。

第１のＨブリッジ回路２４は、４つの電界効果型トランジスタS1～S4を備えて構成されている。第１のＨブリッジ回路２４は、第１の出力端子OUT1Aと、第２の出力端子OUT1Bとを介して、バイポーラ型ステッピングモータ１６の第１相１６Ａに接続されている。これにより、第１のＨブリッジ回路２４は、第１相１６Ａに対して、双方向の電流を供給することができる。

第２のＨブリッジ回路２６は、４つの電界効果型トランジスタS5～S8を備えて構成されている。第２のＨブリッジ回路２６は、第３の出力端子OUT2Aと、第４の出力端子OUT2Bとを介して、バイポーラ型ステッピングモータ１６の第２相１６Ｂに接続されている。これにより、第２のＨブリッジ回路２６は、第２相１６Ｂに対して、双方向の電流を供給することができる。

ロジック回路２２は、ドライバＩＣ１４が備える第１の電流検出端子RNF1から、電流検出抵抗Ｒ１とグラウンドとの間の電圧を検出することにより、バイポーラ型ステッピングモータ１６の第１相１６Ａを流れる電流の電流値を検知することができる。

また、ロジック回路２２は、ドライバＩＣ１４が備える第２の電流検出端子RNF2から、電流検出抵抗Ｒ２とグラウンドとの間の電圧を検出することにより、バイポーラ型ステッピングモータ１６の第２相１６Ｂを流れる電流の電流値を検知することができる。

そして、ロジック回路２２は、マイコン１２から供給された各種制御信号と、バイポーラ型ステッピングモータ１６を流れる電流の電流値とに基づいて、電界効果型トランジスタS1～S8のスイッチング制御を行うことにより、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御を行う。

（電流経路の第１例）
図３は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０における電流経路の第１例を示す図である。図３では、一実施形態に係るモータ制御システム１０において、ファーストディケイモードにおける出力ＯＮのときに、出力端子OUT1A/OUT2Aから出力端子OUT1B/OUT2B方向の電流値が、所定の値となるように電流チョッピング制御を行う場合の電流経路を表している。

図３において実線矢印で示されている電流経路1-1は、電流チョッピング制御における出力ＯＮ時の電流経路を表している。この時、電界効果型トランジスタS1/S5,S4/S8は、ＯＮに切り替えられ、電界効果型トランジスタS2/S6,S3/S7は、ＯＦＦに切り替えられる。この場合、出力端子OUT1A/OUT2Aに電圧が生じる。

図３において点線矢印で示されている電流経路1-2は、電流チョッピング制御における出力ＯＦＦ時（電流減衰時）の回生電流の電流経路を表している。この時、電界効果型トランジスタS1/S5,S4/S8は、ＯＦＦに切り替えられ、電界効果型トランジスタS2/S6,S3/S7は、ＯＮに切り替えられる。この場合、出力端子OUT1B/OUT2Bに電圧が生じる。

（電流経路の第２例）
図４は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０における電流経路の第２例を示す図である。図４では、一実施形態に係るモータ制御システム１０において、ファーストディケイモードにおける出力ＯＮのときに、出力端子OUT1B/OUT2Bから出力端子OUT1A/OUT2A方向の電流値が、所定の値となるように電流チョッピング制御を行う場合の電流経路を表している。

図４において実線矢印で示されている電流経路2-1は、電流チョッピング制御における出力ＯＮ時の電流経路を表している。この時、電界効果型トランジスタS1/S5,S4/S8は、ＯＦＦに切り替えられ、電界効果型トランジスタS2/S6,S3/S7は、ＯＮに切り替えられる。この場合、出力端子OUT1B/OUT2Bに電圧が生じる。

図４において点線矢印で示されている電流経路2-2は、電流チョッピング制御における出力ＯＦＦ時（電流減衰時）の回生電流の電流経路を表している。この時、電界効果型トランジスタS1/S5,S4/S8は、ＯＮに切り替えられ、電界効果型トランジスタS2/S6,S3/S7は、ＯＦＦに切り替えられる。この場合、出力端子OUT1A/OUT2Aに電圧が生じる。

図１を用いて説明したように、マイコン１２は、図３および図４に示す各電流経路で電流が流れるときに生じる、第１の出力端子OUT1A、第２の出力端子OUT1B、第３の出力端子OUT2A、および第４の出力端子OUT2Bの各々の、電圧値を検知できるようになっている。

（ドライバＩＣ１４の出力とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第１例）
図５は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０におけるドライバＩＣ１４の出力とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第１例を表す図である。図６は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０における電流経路とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第１例を表す図である。図５および図６は、バイポーラ型ステッピングモータ１６を２相励磁駆動する際の、電気角とドライバＩＣ１４の出力および電流経路との関係を表す。

（ドライバＩＣ１４の出力とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第２例）
図７は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０におけるドライバＩＣ１４の出力とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第２例を表す図である。図８は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０における電流経路とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第２例を表す図である。図７および図８は、バイポーラ型ステッピングモータ１６を１－２相励磁駆動する際の、電気角とドライバＩＣ１４の出力および電流経路との関係を表す。

（ドライバＩＣ１４の出力とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第３例）
図９は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０におけるドライバＩＣ１４の出力とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第３例を表す図である。図１０は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システム１０における電流経路とバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角との関係の第３例を表す図である。図９および図１０は、バイポーラ型ステッピングモータ１６をＷ１－２相励磁駆動する際の、電気角とドライバＩＣ１４の出力および電流経路との関係を表す。

図５～図１０に示すように、ドライバＩＣ１４は、電気角単位で、ドライバＩＣ１４における電流経路を制御することにより、ドライバＩＣ１４の出力を制御して、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御を行う。

なお、図５，図７，図９において、出力端子OUT1A/OUT2Aの電圧値が"＋"であり、出力端子OUT1B/OUT2Bの電圧値が"－"である電気角は、図３に示す電流経路1-1,1-2で、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御を行う期間である。

また、図５，図７，図９において、出力端子OUT1A/OUT2Aの電圧値が"－"であり、出力端子OUT1B/OUT2Bの電圧値が"＋"である電気角は、図４に示す電流経路2-1,2-2で、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御を行う期間である。

また、図５，図７，図９において、出力端子OUT1A/OUT2Aの電圧値が"０"であり、出力端子OUT1B/OUT2Bの電圧値が"０"である電気角は、電界効果型トランジスタS1～S8を全てＯＦＦにし、バイポーラ型ステッピングモータ１６に電流を流さない期間である。

また、図６，図８，図１０において、「第１の電流経路」は、図３に示す電流経路1-1,1-2を意味する。また、「第２の電流経路」は、図４に示す電流経路2-1,2-2を意味する。

図５，図７，図９に示すように、ドライバＩＣ１４は、マイコン１２から供給されるリセット信号RESETによってリセット解除状態になると、必ず電気角（１）から、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御を開始する。

また、図５，図７，図９に示すように、ドライバＩＣ１４は、マイコン１２からクロック信号CLKの立ち上がりエッジが入力されると、電気角を１ステップ進める制御を行う。また、マイコン１２は、クロック信号CLKの立ち上がりエッジの出力回数を記憶できるようになっている。

（マイコン１２による正常および異常の判断）
本実施形態のマイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角の所定角度毎に、電流チョッピング制御時における出力端子OUT1A，OUT2A，OUT1B，OUT2Bの各々の電圧値に基づいて、ドライバＩＣ１４の正常および異常を判断することができる。

例えば、図５および図６に示すように、バイポーラ型ステッピングモータ１６を２相励磁駆動する際には、電気角（１）～（４）のいずれにおいても、２つのＨブリッジ回路２４，２６に電流が流れるため、出力端子OUT1A，OUT2A，OUT1B，OUT2Bの各々に電圧が生じる。よって、例えば、マイコン１２は、各電気角において、出力端子OUT1A，OUT2A，OUT1B，OUT2Bのいずれかに電圧が生じた場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が正常であると判断する。反対に、マイコン１２は、各電気角（１）～（４）において、出力端子OUT1A，OUT2A，OUT1B，OUT2Bのいずれにも電圧が生じない場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、図７～図１０に示すように、バイポーラ型ステッピングモータ１６の２相励磁駆動以外の励磁駆動（１－２相励磁駆動、Ｗ１－２相励磁駆動等）を行う際には、第１のＨブリッジ回路２４または第２のＨブリッジ回路２６に電流が流れず、出力端子OUT1A，OUT1B、または、出力端子OUT2A，OUT2Bに電圧が生じない場合がある。

マイコン１２は、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれにも電圧が生じない電気角においては、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれかに電圧が生じた場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、マイコン１２は、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれにも電圧が生じない電気角においては、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれかに電圧が生じた場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

例えば、図７および図８に示す例では、電気角（１），（３），（５），（７）の各々において、第１のＨブリッジ回路２４に電流が流れるため、出力端子OUT1A，OUT1Bに電圧が生じ、第２のＨブリッジ回路２６にも電流が流れるため、出力端子OUT2A，OUT2Bにも電圧が生じる。この場合、マイコン１２は、電気角（１），（３），（５），（７）の各々において、出力端子OUT1A，OUT1B，OUT2A，OUT2Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ１以上の電圧が生じなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、例えば、図７および図８に示す例では、電気角（２），（６）の各々において、第１のＨブリッジ回路２４に電流が流れず、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれにも電圧が生じない。一方で、第２のＨブリッジ回路２６には電流が流れるため、出力端子OUT2A，OUT2Bには電圧が生じる。この場合、マイコン１２は、電気角（２），（６）の各々において、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ２（但し、Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２）以上の電圧が生じた場合、または、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ１以上の電圧が生じなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、例えば、図７および図８に示す例では、電気角（４），（８）の各々において、第２のＨブリッジ回路２６に電流が流れず、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれにも電圧が生じない。一方で、第１のＨブリッジ回路２４には電流が流れるため、出力端子OUT1A，OUT1Bには電圧が生じる。この場合、マイコン１２は、電気角（４），（８）の各々において、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ２以上の電圧が生じた場合、または、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ１以上の電圧が生じなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、例えば、図９および図１０に示す例では、電気角（１），（２），（４），（５），（６），（８），（９），（１０），（１２），（１３），（１４），（１６）の各々において、第１のＨブリッジ回路２４に電流が流れるため、出力端子OUT1A，OUT1Bに電圧が生じ、第２のＨブリッジ回路２６にも電流が流れるため、出力端子OUT2A，OUT2Bにも電圧が生じる。この場合、マイコン１２は、電気角（１），（２），（４），（５），（６），（８），（９），（１０），（１２），（１３），（１４），（１６）の各々において、出力端子OUT1A，OUT1B，OUT2A，OUT2Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ１以上の電圧が生じなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、例えば、図９および図１０に示す例では、電気角（３），（１１）の各々において、第１のＨブリッジ回路２４に電流が流れず、出力端子OUT1A，OUT1Bに電圧が生じない。一方で、第２のＨブリッジ回路２６には電流が流れるため、出力端子OUT2A，OUT2Bには電圧が生じる。この場合、マイコン１２は、電気角（３），（１１）の各々において、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ２以上の電圧が生じた場合、または、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ１（但し、Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２）以上の電圧が生じなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

また、例えば、図９および図１０に示す例では、電気角（７），（１５）の各々において、第２のＨブリッジ回路２６に電流が流れず、出力端子OUT2A，OUT2Bに電圧が生じない。一方で、第１のＨブリッジ回路２４には電流が流れるため、出力端子OUT1A，OUT1Bには電圧が生じる。この場合、マイコン１２は、電気角（７），（１５）の各々において、出力端子OUT2A，OUT2Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ２以上の電圧が生じた場合、または、出力端子OUT1A，OUT1Bのいずれかに、所定の電圧閾値Ｖｔｈ１以上の電圧が生じなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）が異常であると判断する。

（マイコン１２の機能構成）
図１１は、本発明の一実施形態に係るマイコン１２の機能構成を示す図である。図１１に示すように、マイコン１２は、電圧検知部１０１、電気角特定部１０２、異常判断部１０３、および異常通知部１０４を備える。

電圧検知部１０１は、バイポーラ型ステッピングモータ１６において、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する。

具体的には、電圧検知部１０１は、マイコン１２に入力される信号SC1,SC2により、バイポーラ型ステッピングモータ１６の第１相１６Ａにおいて、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する。

また、電圧検知部１０１は、マイコン１２に入力される信号SC3,SC4により、バイポーラ型ステッピングモータ１６の第２相１６Ｂにおいて、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する。

電気角特定部１０２は、初期電気角、励磁モード、およびバイポーラ型ステッピングモータ１６に出力したパルス数（クロック信号CLKの立ち上がりエッジの出力回数）に基づいて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角を特定する。

異常判断部１０３は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御時に、電圧検知部１０１による回生電流によって生じる電圧の検知結果と、電気角特定部１０２によって特定されたバイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角とに基づいて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常を判断する。

例えば、異常判断部１０３は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角に応じて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流を流して励磁する相（第１相１６Ａまたは第２相１６Ｂ）に対し、回生電流によって生じる電圧が検出されなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常と判断し、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流を流さずに励磁しない相（第１相１６Ａまたは第２相１６Ｂ）に対し、電圧が検出された場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常と判断する。

異常通知部１０４は、異常判断部１０３によってバイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常と判断された場合、当該異常をユーザに通知する。

（マイコン１２による処理の手順の第１例）
図１２は、本発明の一実施形態に係るマイコン１２による処理の手順の第１例を示すフローチャートである。図１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６を２相励磁駆動する際の、マイコン１２による処理の手順を表す。例えば、図１２に示す処理は、マイコン１２およびドライバＩＣ１４の電源がＯＮに切り替えることによって実行される。

まず、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４にリセット信号RESETを供給することにより、ドライバＩＣ１４をリセット解除状態にする（ステップＳ２０１）。次に、マイコン１２は、上位のコントローラからバイポーラ型ステッピングモータ１６の回転要求がなされたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の回転要求がなされていないと判断された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、マイコン１２は、ステップＳ２０２の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ２０２において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の回転要求がなされたと判断された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４にイネーブル信号ENABLEを供給することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６のホールド制御を開始する（ステップＳ２０３）。

そして、マイコン１２は、信号SC1～SC4の各々の電圧値（すなわち、出力端子OUT1A，OUT2A，OUT1B，OUT2Bの各々の電圧値）を読み出し（ステップＳ２０４）、信号SC1～SC4のいずれかの電圧値が所定の電圧閾値Ｖｔｈ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

ステップＳ２０５において、信号SC1～SC4のいずれかの電圧値が所定の電圧閾値Ｖｔｈ１よりも小さいと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、マイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）の異常をユーザに通知して（ステップＳ２０６）、図１２に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０５において、信号SC1～SC4のいずれの電圧値も所定の電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４にクロック信号CLKを供給することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６の回転制御を開始する（ステップＳ２０７）。

その後、マイコン１２は、上位のコントローラからバイポーラ型ステッピングモータ１６の停止要求がなされたか否かを判断する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０８において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の停止要求がなされていないと判断された場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、マイコン１２は、ステップＳ２０８の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ２０８において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の停止要求がなされたと判断された場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４に対するクロック信号CLKの供給を停止することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６の回転制御を停止する（ステップＳ２０９）。

また、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４に対するイネーブル信号ENABLEの供給を停止することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６のホールド状態を解除する（ステップＳ２１０）。その後、マイコン１２は、ステップＳ２０２へ処理を戻す。

（マイコン１２による処理の手順の第２例）
図１３は、本発明の一実施形態に係るマイコン１２による処理の手順の第２例を示すフローチャートである。図１３は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の２相励磁駆動以外の励磁駆動を行う際の、マイコン１２による処理の手順を表す。例えば、図１３に示す処理は、マイコン１２およびドライバＩＣ１４の電源がＯＮに切り替えることによって実行される。

まず、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４にリセット信号RESETを供給することにより、ドライバＩＣ１４をリセット解除状態にする（ステップＳ２０１）。次に、マイコン１２は、上位のコントローラからバイポーラ型ステッピングモータ１６の回転要求がなされたか否かを判断する（ステップＳ３０２）。

ステップＳ３０２において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の回転要求がなされていないと判断された場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、マイコン１２は、ステップＳ３０２の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ３０２において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の回転要求がなされたと判断された場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４にイネーブル信号ENABLEを供給することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６のホールド制御を開始する（ステップＳ３０３）。

そして、マイコン１２は、信号SC1～SC4の各々の電圧値（すなわち、出力端子OUT1A，OUT2A，OUT1B，OUT2Bの各々の電圧値）を読み出す（ステップＳ３０４）。また、マイコン１２は、クロック信号CLKの立ち上がりエッジの出力回数に基づいて、現在の電気角を算出する（ステップＳ３０５）。さらに、マイコン１２は、現在の電気角に応じた判定基準を用いて、信号SC1～SC4の各々の電圧値が正常であるか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

ステップＳ３０６において、信号SC1～SC4のいずれかの電圧値が異常であると判断された場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、マイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系（主に、ドライバＩＣ１４）の異常をユーザに通知して（ステップＳ３０７）、図１３に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ３０６において、信号SC1～SC4の全ての電圧値が正常であると判断された場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４にクロック信号CLKを供給することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６の回転制御を開始する（ステップＳ３０８）。

その後、マイコン１２は、上位のコントローラからバイポーラ型ステッピングモータ１６の停止要求がなされたか否かを判断する（ステップＳ３０９）。

ステップＳ３０９において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の停止要求がなされていないと判断された場合（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、マイコン１２は、ステップＳ３０８の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ３０９において、バイポーラ型ステッピングモータ１６の停止要求がなされたと判断された場合（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４に対するクロック信号CLKの供給を停止することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６の回転制御を停止する（ステップＳ３１０）。

また、マイコン１２は、ドライバＩＣ１４に対するイネーブル信号ENABLEの供給を停止することにより、ドライバＩＣ１４によるバイポーラ型ステッピングモータ１６のホールド状態を解除する（ステップＳ３１１）。その後、マイコン１２は、ステップＳ３０２へ処理を戻す。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係るマイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６において、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する電圧検知部１０１と、電圧検知部１０１による回生電流によって生じる電圧の検知結果と、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角とに基づいて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常を判断する異常判断部１０３とを備える。

これにより、本発明の一実施形態に係るマイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角毎に異常の判断を行うことができるため、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出することができる。

また、本発明の一実施形態に係るマイコン１２において、異常判断部１０３は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角に応じて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流を流して励磁する相に対し、回生電流によって生じる電圧が検出されなかった場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常と判断し、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流を流さずに励磁しない相に対し、電圧が検出された場合、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常と判断する。

これにより、本発明の一実施形態に係るマイコン１２は、回生電流による電圧が生じる電気角と、回生電流による電圧が生じない電気角との各々について、適切に異常の判断を行うことができるため、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出することができる。

また、本発明の一実施形態に係るマイコン１２は、初期電気角、励磁モード、およびバイポーラ型ステッピングモータ１６に出力したパルス数に基づいて、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角を特定する電気角特定部１０２をさらに備える。

これにより、本発明の一実施形態に係るマイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電気角をより高精度に特定できるため、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出することができる。

また、本発明の一実施形態に係るマイコン１２において、異常判断部１０３は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御時に、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常の判断処理を行う。

これにより、本発明の一実施形態に係るマイコン１２は、バイポーラ型ステッピングモータ１６の電流チョッピング制御時における電気角毎に異常の判断を行うことができるため、バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常をより高精度に検出することができる。

〔第１実施例〕
図１４は、本発明の第１実施例に係る画像形成装置９００の概略構成を示す図である。図１４に示す画像形成装置９００は、プリントサーバ９１０および本体９２０を備えている。プリントサーバ９１０には、印刷データが記憶されている。プリントサーバ９１０に記憶されている印刷データは、ユーザからの指示により、本体９２０へと送信される。

本体９２０は、光学装置９２１、感光体ドラム９２２、現像ローラ９２３、転写ローラ９２４、転写ベルト９２５、転写ローラ９２６、定着装置９２７、搬送装置９３１、用紙トレイ９３２、搬送路９３３、排紙トレイ９３４、および記録紙９３５を備えている。

本体９２０は、印刷データに色補正、濃度変換、小値化等の処理を行う。そして、本体９２０は、最終的に２値となった印刷データを、光学装置９２１に送る。

光学装置９２１は、レーザダイオード等をレーザ光源として用いている。光学装置９２１は、一様に帯電した状態の感光体ドラム９２２に対して、印刷データに応じたレーザ光の照射を行う。

感光体ドラム９２２は、一様に帯電した状態で、印刷データに応じたレーザ光が表面に照射されることにより、レーザ光が照射された部分だけ電荷が消失する。これにより、感光体ドラム９２２の表面には、印刷データに応じた潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム９２２の回転に伴って、対応する現像ローラ９２３の方向へと移動する。

現像ローラ９２３は、回転しながら、トナーカートリッジから供給されたトナーを、その表面に付着させる。そして、現像ローラ９２３は、その表面に付着されたトナーを、感光体ドラム９２２の表面に形成された潜像に付着させる。これにより、現像ローラ９２３は、感光体ドラム９２２の表面に形成された潜像を顕像化して、感光体ドラム９２２の表面にトナー像を形成する。

感光体ドラム９２２の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム９２２と転写ローラ９２４との間において、転写ベルト９２５上に転写される。これにより、転写ベルト９２５上に、トナー画像が形成される。

図１４に示す例では、光学装置９２１、感光体ドラム９２２、現像ローラ９２３、および転写ローラ９２４は、４つの印刷色（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の各々に対して設けられている。これにより、転写ベルト９２５上には、各印刷色のトナー画像が形成される。

搬送装置９３１は、用紙トレイ９３２から搬送路９３３へ、記録紙９３５を送出する。搬送路９３３に送出された記録紙９３５は、転写ベルト９２５と転写ローラ９２６との間に搬送される。これにより、転写ベルト９２５と転写ローラ９２６との間において、転写ベルト９２５上に形成された各印刷色のトナー画像が、記録紙９３５に転写される。その後、記録紙９３５は、定着装置９２７によって熱および圧力が加えられることにより、トナー画像が定着される。そして、記録紙９３５は、排紙トレイ９３４に搬送される。

例えば、このように構成された画像形成装置９００において、搬送装置９３１が備える用紙搬送用ローラの駆動モータ、感光体ドラム９２２の駆動モータ、および転写ベルト９２５の駆動モータの少なくともいずれか一つに、上記実施形態のバイポーラ型ステッピングモータ１６を用いて、当該バイポーラ型ステッピングモータ１６を、上記実施形態のマイコン１２およびドライバＩＣ１４によって制御することにより、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常を高精度に検出することができる。

〔第２実施例〕
図１５は、本発明の第２実施例に係る用紙搬送装置１０００の概略構成を示す図である。図１５に示す用紙搬送装置１０００は、用紙Ｐを搬送するための装置である。図１５に示すように、用紙搬送装置１０００は、モータ１６－１、モータ１６－２、搬送ローラ１００１、および搬送ローラ１００２を備えている。搬送ローラ１００１は、モータ１６－１の駆動により回転する。搬送ローラ１００２は、モータ１６－２の駆動により回転する。この用紙搬送装置１０００は、搬送ローラ１００１と搬送ローラ１００２とが互いに同一の方向に回転することにより、モータ１６－１の出力トルクとモータ１６－２の出力トルクとの合成トルクにより、用紙Ｐを搬送方向に搬送することができる。

例えば、このように構成された用紙搬送装置１０００において、上記実施形態のモータ制御システム１０を適用して、モータ１６－１およびモータ１６－２の各々に、上記実施形態のバイポーラ型ステッピングモータ１６を用いて、当該バイポーラ型ステッピングモータ１６を、上記実施形態のマイコン１２およびドライバＩＣ１４によって制御することにより、バイポーラ型ステッピングモータ１６の制御系の異常を高精度に検出することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

１０ モータ制御システム
１２ マイコン（制御装置、異常検知装置）
１４ ドライバＩＣ（モータドライバ）
１６ バイポーラ型ステッピングモータ
１６Ａ 第１相
１６Ｂ 第２相
２２ ロジック回路
２４ 第１のＨブリッジ回路
２６ 第２のＨブリッジ回路
１０１ 電圧検知部
１０２ 電気角特定部
１０３ 異常判断部
１０４ 異常通知部
９００ 画像形成装置
１０００ 用紙搬送装置

特開２０１７－１５６２４６号公報

Claims (7)

1. バイポーラ型ステッピングモータにおいて、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する電圧検知部と、
   前記電圧検知部による前記回生電流によって生じる電圧の検知結果と、前記バイポーラ型ステッピングモータの電気角とに基づいて、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常を判断する異常判断部と
   を備え、
   前記異常判断部は、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電気角に応じて、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電流を流して励磁する相に対し、前記回生電流によって生じる電圧が検出されなかった場合、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常と判断し、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電流を流さずに励磁しない相に対し、電圧が検出された場合、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常と判断する
   ことを特徴とする異常検知装置。
2. 初期電気角、励磁モード、および前記バイポーラ型ステッピングモータに出力したパルス数に基づいて、前記バイポーラ型ステッピングモータの電気角を特定する電気角特定部
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の異常検知装置。
3. 前記異常判断部は、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電流チョッピング制御時に、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常の判断処理を行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の異常検知装置。
4. 前記バイポーラ型ステッピングモータと、
   前記バイポーラ型ステッピングモータを駆動するモータドライバと、
   前記モータドライバに対して前記バイポーラ型ステッピングモータの駆動を制御するための制御信号を供給する制御装置と、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の異常検知装置と
   を備えることを特徴とするモータ制御システム。
5. 請求項４に記載のモータ制御システムを備えた用紙搬送装置であって、
   用紙搬送用ローラの駆動モータに、前記バイポーラ型ステッピングモータを用いた
   ことを特徴とする用紙搬送装置。
6. 請求項４に記載のモータ制御システムを備えた画像形成装置であって、
   用紙搬送用ローラの駆動モータ、感光体ドラムの駆動モータ、および転写ベルトの駆動モータの少なくともいずれか一つに、前記バイポーラ型ステッピングモータを用いた
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. バイポーラ型ステッピングモータにおいて、ファーストディケイ期間に回生電流によって生じる電圧を検知する電圧検知工程と、
   前記電圧検知工程における前記回生電流によって生じる電圧の検知結果と、前記バイポーラ型ステッピングモータの電気角とに基づいて、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常を判断する異常判断工程と
   を含み、
   前記異常判断工程では、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電気角に応じて、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電流を流して励磁する相に対し、前記回生電流によって生じる電圧が検出されなかった場合、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常と判断し、
   前記バイポーラ型ステッピングモータの電流を流さずに励磁しない相に対し、電圧が検出された場合、前記バイポーラ型ステッピングモータの制御系の異常と判断する
   ことを特徴とする異常検知方法。

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