JP7475157B2 - Image forming apparatus, motor control device for controlling a motor, and motor control method - Google Patents

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Description

本発明は、モータの制御技術に関する。 The present invention relates to motor control technology.

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。 A sensorless type motor (hereinafter, sensorless motor) that does not have a sensor for detecting the rotor position such as a Hall element is used as a drive source for the rotating member of an image forming device. Patent Document 1 discloses a configuration in which the rotor position of a sensorless motor is detected by the induced voltage generated in a coil.

特開平8-223970号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-223970

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。 In order to detect the rotor position (rotor rotation phase) of a sensorless motor in a stopped state where no induced voltage is generated, the characteristic that the coil's inductance value changes depending on the rotor position is used. Specifically, the rotor position can be determined by detecting the coil's inductance value based on the coil current that flows through the coil when a specified voltage is applied to the coil. The motor is then driven using forced commutation control until the rotor position can be detected from the induced voltage, at which point it switches to sensorless drive. Note that if the rotor rotation speed estimated from the coil current is not within a specified speed range after the motor starts to drive, start-up will fail.

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。 In this way, it is possible to determine whether the motor has failed to start from the rotor rotation speed, but it is not possible to determine from the rotor rotation speed whether the cause of the failure to start is a motor failure or an abnormality in the motor load.

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。 The present invention provides a technology that determines whether the cause of a motor's failure to start is due to a motor malfunction.

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、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
According to one aspect of the present invention, an image forming apparatus includes: an image forming means having a rotating member and forming an image on a sheet by using the rotating member; a motor having a plurality of coils and a rotor that rotates by a combination of excited coils among the plurality of coils ; a transmission mechanism that transmits a driving force of the motor to the rotating member included in the image forming means , the transmission mechanism having backlash ; and a control means that controls the motor to rotate the rotor in a first direction to rotate the rotating member , and the control means controls the rotation of the rotor by rotating the rotor in the first direction when starting the motor. The motor is determined to have failed if the detected rotational speed of the rotor is lower than a predetermined speed, and if the startup process fails, a first stop position of the rotor is detected from the detection results of the current flowing through the coil when a predetermined voltage is applied, the rotor is rotated a predetermined amount in a second direction opposite to the first direction, and after rotating the rotor a predetermined amount in the second direction, a predetermined voltage is again applied to detect a second stop position of the rotor, and if the first stop position and the second stop position match, it is determined that the motor has failed, and if they do not match, it is determined that the rotating member driven by the motor has failed .

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。 The present invention makes it possible to determine whether the cause of a motor's failure to start is due to a motor malfunction.

一実施形態による画像形成装置の構成図。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 一実施形態による感光体の駆動構成図。FIG. 2 is a diagram showing a driving configuration of a photoconductor according to an embodiment. 一実施形態によるモータの制御構成図。FIG. 2 is a control configuration diagram of a motor according to an embodiment. 一実施形態によるモータの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a motor according to an embodiment. 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。4A and 4B are diagrams showing the relationship between the excitation phase and the total inductance, and a method for detecting the total inductance. 一実施形態によるモータ起動処理の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a motor start-up process according to an embodiment. 一実施形態による原因特定処理のフローチャート。11 is a flowchart of a cause identification process according to an embodiment. 一実施形態による定着部の駆動構成図。FIG. 2 is a diagram illustrating a driving configuration of a fixing unit according to an embodiment. 一実施形態による原因特定処理のフローチャート。11 is a flowchart of a cause identification process according to an embodiment.

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。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.

<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。
First Embodiment
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus of FIG. 1 forms a full-color image by superimposing four toner images of yellow, magenta, cyan, and black. In FIG. 1, the suffixes Y, M, C, and K of the reference symbols indicate that the colors of the toner images formed by the members indicated by the reference symbols are yellow, magenta, cyan, and black, respectively. In the following description, when it is not necessary to distinguish the colors, the reference symbols are used without the suffixes Y, M, C, and K. During image formation, the photoconductor 13 is rotated clockwise in the drawing. The charging roller 15 charges the surface of the corresponding photoconductor 13 to a uniform potential. The exposure unit 11 exposes the surface of the corresponding photoconductor 13 to light to form an electrostatic latent image on the photoconductor 13. The development roller 16 of the development unit 12 develops the electrostatic latent image of the corresponding photoconductor 13 with toner to visualize it as a toner image. The primary transfer rollers 18 use a primary transfer bias to transfer the toner images formed on the corresponding photoconductors 13 onto the intermediate transfer belt 19. The cleaners 14 remove toner that has not been transferred to the intermediate transfer belt 19 and remains on the corresponding photoconductors 13. Note that a full-color image is formed on the intermediate transfer belt 19 by transferring the toner images formed on the respective photoconductors 13 onto the intermediate transfer belt 19 in an overlapping manner.

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。 During image formation, the intermediate transfer belt 19 is driven to rotate in a counterclockwise direction in the figure. As a result, the toner image transferred to the intermediate transfer belt 19 is transported to a position opposite the secondary transfer roller 29. Meanwhile, the sheet 21 stored in the cassette 22 is fed from the cassette 22 to the transport path by the rotation of each roller provided along the transport path, and is transported to a position opposite the secondary transfer roller 29. The secondary transfer roller 29 transfers the toner image of the intermediate transfer belt 19 to the sheet 21 by the secondary transfer bias. The sheet 21 is then transported to the fixing unit 30. The fixing unit 30 heats and presses the sheet 21 to fix the toner image to the sheet 21. After the toner image is fixed, the sheet 21 is discharged outside the image forming apparatus. A control unit 31 that controls the entire image forming apparatus includes a CPU 32.

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。 Figure 2 shows the drive configuration of the photoreceptors 13Y, 13M, and 13C. The drive transmission gear of the motor 101 and the drive transmission gears of the photoreceptors 13Y, 13M, and 13C are connected at the couplings 17Y, 17M, and 17C, respectively. Thus, the drive force of the motor 101 is transmitted to the photoreceptors 13Y, 13M, and 13C via the couplings 17Y, 17M, and 17C. The photoreceptors 13Y, 13M, and 13C can be removed from the image forming apparatus by disconnecting the drive transmission gears at the couplings 17Y, 17M, and 17C. The couplings 17Y, 17M, and 17C are provided with backlash so that the gears can be smoothly connected when the photoreceptors 13Y, 13M, and 13C are attached.

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。 Figure 3 is a control configuration diagram of the motor 101. The motor control unit 120 has a microcomputer (hereinafter referred to as MCU) 121. A communication port 122 of the MCU 121 performs serial communication with the control unit 31. The control unit 31 controls the rotation of the motor 101 by controlling the motor control unit 120 via serial communication. The reference clock generation unit 125 generates a reference clock based on the output of the crystal oscillator 126. The counter 123 measures the pulse period based on this reference clock. The non-volatile memory 124 stores programs and various data used to control the motor. The MCU 121 outputs a pulse width modulation signal (PWM signal) from a PWM port 127. In this embodiment, the microcomputer 121 outputs a total of six PWM signals, including high-side PWM signals (U-H, V-H, W-H) and low-side PWM signals (U-L, V-L, W-L), for each of the three phases (U, V, W) of the motor 101. For this reason, the PWM port 127 has six terminals: U-H, V-H, W-H, U-L, V-L, and W-L.

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。 Each terminal of the PWM port 127 is connected to a gate driver 132, which controls the on/off of each switching element of the three-phase inverter 131 based on the PWM signal. The inverter 131 has a total of six switching elements, three on the high side and three on the low side for each phase, and the gate driver 132 controls each switching element based on the corresponding PWM signal. For example, a transistor or an FET can be used as the switching element. In this embodiment, when the PWM signal is high, the corresponding switching element is turned on, and when the PWM signal is low, the corresponding switching element is turned off. The output 133 of the inverter 131 is connected to coils 135 (U phase), 136 (V phase), and 137 (W phase) of the motor 101. By controlling the on/off of each switching element of the inverter 131, the excitation current (coil current) of each coil 135, 136, and 137 can be controlled. In this way, the microcontroller 121, the gate driver 132, and the inverter 131 function as a voltage control unit that controls the voltages applied to the multiple coils 135, 136, and 137.

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。 The current sensor 130 outputs a detection voltage according to the value of the coil current flowing through each of the coils 135, 136, and 137. The amplifier 134 amplifies the detection voltage of each phase and applies an offset voltage to output the voltage to the analog-digital converter (AD converter) 129. The AD converter 129 converts the amplified detection voltage into a digital value. The current value calculation unit 128 determines the coil current of each phase based on the output value (digital value) of the AD converter 129. For example, the current sensor 130 outputs a voltage of 0.01 V per 1 A, the amplification factor (gain) of the amplifier 134 is set to 10 times, and the offset voltage applied by the amplifier 134 is set to 1.6 V. If the range of the coil current flowing through the motor 101 is -10 A to +10 A, the voltage range output by the amplifier 134 is 0.6 V to 2.6 V. For example, if the AD converter 129 converts a voltage of 0 to 3 V into a digital value of 0 to 4095 and outputs it, then an excitation current of -10 A to +10 A is converted into a digital value of approximately 819 to 3549. Note that when the excitation current flows from the inverter 131 to the motor 101, the current value is positive, and when it flows in the opposite direction, the current value is negative.

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。 The current value calculation unit 128 calculates the excitation current by subtracting an offset value corresponding to the offset voltage from the digital value and multiplying it by a predetermined conversion coefficient. In this example, the offset value corresponding to the offset voltage (1.6 V) is approximately 2184 (1.6 x 4095/3). The conversion coefficient is approximately 0.000733 (3/4095). In this way, the current sensor 130, the amplifier unit 134, the AD converter 129, and the current value calculation unit 128 constitute a current detection unit.

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。 Figure 4 is a configuration diagram of the motor 101. The motor 101 is a sensorless motor. The motor 101 is composed of a 6-slot stator 71 and a 4-pole rotor 72, and the stator 71 is provided with U-phase, V-phase, and W-phase coils 135, 136, and 137. The rotor 72 is made of a permanent magnet and has two sets of N poles and S poles. The position at which the rotor 72 stops is determined according to the combination of excited coils 135, 136, and 137, i.e., the excitation phase. Since the rotor 72 rotates, the position of the rotor 72 is also the rotation phase of the rotor 72. For example, when the rotor 72 is excited so that a coil current flows from the U-phase coil 135 to the V-phase coil 136, the rotor 72 stops at the position shown in Figure 4 (A). When a coil current flows from the U-phase coil 135 to the V-phase coil 136, the U-phase becomes an N pole and the V-phase becomes an S pole. Then, when excitation is applied so that coil current flows from the U-phase coil 135 to the W-phase coil 137, the U-phase becomes a north pole and the W-phase becomes a south pole, and the rotor 72 stops in the position shown in FIG. 4(B).

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。 In the following description, the two phases to be excited are referred to as excitation phases. When the excitation phase is X-Y phase, a coil current is passed from the X-phase coil to the Y-phase coil to excite it. In this case, the X-phase becomes the north pole and the Y-phase becomes the south pole. When the motor 101 is stopped and the coil current is no longer flowing, the force holding the rotor 72 is no longer applied. In this state, when an external force is applied to the rotor 72, the rotor 72 rotates. When the image forming apparatus is powered on, the image forming apparatus does not know the stopping position of the rotor 72. Therefore, when starting the rotation of the motor 101 by forced commutation control, the image forming apparatus must first detect the stopping position of the rotor 72.

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。 In general, a coil is constructed by winding copper wire around a core made of laminated electromagnetic steel sheets. Here, the magnetic permeability of the electromagnetic steel sheets is small when there is an external magnetic field. Therefore, the inductance of the coil, which is proportional to the magnetic permeability of the core, is small when there is an external magnetic field. For example, as in the U-phase coil 135 in FIG. 4(A), in a state in which only the S pole of the rotor 72 faces, the influence of the external magnetic field caused by the rotor 72 is large, so the rate of decrease in inductance of the U-phase coil 135 is large. Note that when there is an external magnetic field, if the direction of the magnetic field generated by the coil current is the same as the direction of the external magnetic field, the amount of decrease in inductance is larger than when it is in the opposite direction. In the state of FIG. 4(A), since the S pole of the rotor 72 faces the U-phase, the amount of decrease in inductance when the coil current flows in a direction that makes the U-phase the N pole is larger than when the coil current flows in a direction that makes the U-phase the S pole.

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。 In the state shown in FIG. 4(A), the W-phase coil 137 faces the midpoint between the south and north poles of the rotor 72, so the effect of the external magnetic field from the rotor 72 is small, and the rate of inductance decrease is small. In this way, the inductance of the U-phase coil 135, the V-phase coil 136, and the W-phase coil 137 changes depending on the stopping position of the rotor 72. An example of the combined inductance when each excitation phase is excited when the rotor 72 is stopped in the state shown in FIG. 4(A) is shown in FIG. 5(A). In the following explanation, the position where the rotor 72 stops when the X-Y phases are excited is referred to as the "X-Y phase position."

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。 Since the rotor 72 is stopped at the U-V phase position, as shown in FIG. 5(A), the combined inductance of the U-V phase is smallest when the U-V phase is excited. Therefore, by exciting each excitation phase and finding and comparing the combined inductance of each excitation phase, the stopping position of the rotor 72 can be determined. In the following explanation, the process of exciting an excitation phase, finding the combined inductance of that excitation phase, and determining the relative magnitude relationship is referred to as relative value detection processing.

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。 In this embodiment, the composite inductance is determined by exciting each of the six excitation phases in sequence and measuring the coil current after a predetermined time. The smaller the composite inductance, the faster the coil current rises. Therefore, when the rotor 72 is stopped at the U-V phase position, the coil current after a predetermined time when the U-V phase is excited is larger than when the other excitation phases are excited. It is assumed that the rotor 72 is stopped midway between two excitation phases adjacent in terms of electrical angle, that is, for example, midway between the U-V phase position and the U-W phase position. In this case, the coil current after a predetermined time when the U-V phase is excited and when the U-W phase is excited are approximately the same value, and are larger than when the other excitation phases are excited. In this embodiment, if the coil current when any one excitation phase is excited is larger than the coil current when the other excitation phases are excited, it is determined that the rotor 72 is stopped at the position of that one excitation phase. In addition, if the coil current when two excitation phases that are adjacent in electrical angle are excited is approximately the same value and is greater than when the other excitation phase is excited, it is determined that the rotor 72 is stopped at the midpoint between the two excitation phases.

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。 The relative value detection process of this embodiment will be described in detail below. For example, when exciting the U-V phase, a PWM signal with a changing duty is output from the U-H terminal and the V-H terminal of the PWM port 127 as shown in FIG. 5B. Specifically, in the A section (0.5 ms), the duty of the PWM signal output from the U-H terminal is changed to a half-wave sine wave. The maximum value of the duty is, for example, 80%. During this period, the V-L terminal is set to a high level (duty 100%), and the other terminals are set to a low level (duty 0%). In the B section (0.5 ms) following the A section, the duty of the PWM signal output from the V-H terminal is changed to a half-wave sine wave. During this period, the U-L terminal is set to a high level (duty 100%), and the other terminals are set to a low level (duty 0%). The durations of section A and section B are determined so as to ensure detection accuracy while not rotating the rotor 72, and in this embodiment, are each set to 0.5 ms. The maximum value of the duty in section A is determined so that a coil current flows that provides sufficient detection accuracy. The maximum value of the duty in section B is set so that the sum of the voltage-time products generated in the coil inductance components in sections A and B is approximately zero. By setting it in this manner, as shown in FIG. 5(B), the coil current decreases smoothly during section B, and the coil current becomes approximately zero at the end of section B.

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。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the start-up process of the motor 101. In the following description, the rotation direction of the rotor 72 for rotating the photoconductors 13Y, 13M, and 13C in the rotation direction during image formation is called the forward direction, and the direction opposite to the forward direction is called the reverse direction. First, the control unit 31 performs a relative value detection process to detect the stop position of the rotor 72. When the stop position of the rotor 72, that is, the initial position at the start of rotation, is detected, the control unit 31 performs forced commutation control based on the initial position to rotate the rotor 72 in the forward direction. In the forced commutation control, the control unit 31 gradually speeds up the switching of the excitation phase, thereby increasing the rotation speed of the rotor 72. When the rotation speed of the rotor 72 reaches a predetermined threshold, the motor control unit 120 switches from the forced commutation control to sensorless driving. In the sensorless driving, the position and rotation speed of the rotor 72 are estimated based on the induced voltage. In the forced commutation control period, the control unit 31 determines the rotation speed of the rotor 72 based on the switching speed of the excitation phase. The control unit 31 detects the rotation speed of the rotor 72 at the timing of abnormality determination, and if the detected rotation speed of the rotor 72 is lower than a predetermined speed, the control unit 31 determines that the start of the motor 101, that is, the control to rotate the rotor 72 in the forward direction, has failed. Note that, at the timing of abnormality determination, the control unit 31 is performing control so that the rotor 72 rotates at a rotation speed higher than the predetermined speed.

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。 In this way, the control unit 31 can detect the failure of the motor 101 to start from the rotation speed of the rotor 72, but cannot determine whether the cause of the failure to start is a malfunction of the motor 101 or an abnormal load of the motor 101. Here, as described in FIG. 2, the couplings 17Y, 17M, and 17C are provided with backlash. Therefore, within the backlash amount, the rotor 72 can be rotated in the reverse direction without the power of the motor 101 being transmitted to the load. In other words, if the motor 101 is normal, the rotor 72 can be rotated in the reverse direction with an amount of rotation within the backlash amount. Note that if the motor 101 is malfunctioning, the rotor 72 cannot be rotated in the reverse direction. In this embodiment, if the motor 101 fails to start at the abnormality determination timing, the above characteristics are utilized to execute the cause identification process described below.

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。 Figure 7 is a flowchart of the cause identification process according to this embodiment. In S10, the control unit 31 performs a relative value detection process to detect the stop position A of the rotor 72. In S11, the control unit 31 rotates the rotor 72 in the reverse direction by a predetermined amount by forced commutation control. The amount of rotation in the reverse direction is equal to or less than the backlash amount in the couplings 17Y, 17M, and 17C. In other words, the amount of rotation in the reverse direction is an amount at which the power of the motor 101 is not transmitted to the photoconductors 13Y, 13M, and 13C, which are the loads, and therefore the load on the motor 101 is approximately zero. In addition, the amount of rotation in the reverse direction is set so that the stop position of the rotor 72 after rotating in the reverse direction is not the stop position A. In S12, the control unit 31 performs a relative value detection process to detect the stop position B of the rotor 72. In S13, the control unit 31 determines whether the stop position A and the stop position B are the same. If stop position A and stop position B are the same, this means that the rotor 72 is not rotating, so the control unit 31 determines in S14 that the motor 101 is broken. On the other hand, if stop position A and stop position B are not the same, the motor control unit 120 determines in S15 that there is a load abnormality, that is, that the photoconductors 13Y, 13M, and 13C are broken.

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。 By performing the process shown in FIG. 7, the control unit 31 can determine whether the cause of the failure to start the motor 101 is a malfunction of the motor 101 or an abnormal load on the motor 101. Depending on the result of the determination, the control unit 31 can notify the user whether the load, that is, the photoconductors 13Y, 13M, and 13C, should be replaced, or the motor 101 should be replaced.

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。 As described above, a backlash is provided in the transmission mechanism that transmits the power of the motor 101 to the load, so that the power is not transmitted to the load even if the rotor 72 is rotated in reverse by this backlash amount. In other words, the motor 101 is configured to be able to rotate in reverse by the backlash amount with almost no load. Then, if the start of the motor 101 fails, the rotor 72 is rotated in reverse by a predetermined amount within the backlash amount, and it is determined whether the rotor 72 is rotating in reverse. With this configuration, it is possible to determine whether the start failure of the motor 101 is due to a load abnormality or a malfunction of the motor 101 itself. In this example, the couplings 17Y, 17M, and 17C are provided with backlash, but the present invention is not limited to such a configuration. Specifically, it is sufficient that the backlash is provided in the transmission mechanism that transmits the power of the motor 101 to the load (photoconductor).

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。 In S13 of FIG. 7, if stop position A and stop position B are the same, it is determined that there is a failure of the motor 101, and otherwise it is determined that there is a load abnormality. However, it may be configured such that if the difference (phase difference) between stop position A and stop position B is smaller than a predetermined value, it is determined that there is a failure of the motor 101, and otherwise it is determined that there is a load abnormality. In this case, the predetermined amount of rotation in the reverse direction in S11 is set to an amount that makes the phase difference between stop position A and stop position B equal to or greater than the predetermined value.

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。 Also, it is possible to assume that the rotor 72 at stop position A has rotated in the reverse direction by a predetermined amount, calculate the calculated stop position Z of the rotor 72 after the reverse rotation, and compare the actual stop position B detected in S12 with the stop position Z to determine whether or not the motor 101 has failed. In this case, if the phase difference between stop position Z and stop position B is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the motor has failed, and if it is less than the predetermined value, it is determined that there is a load abnormality. In this case, the predetermined amount of rotation in the reverse direction in S11 is set to be equal to or greater than the predetermined value.

<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。
Second Embodiment
Next, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. FIG. 8 shows the drive configuration of the fixing unit 30. The fixing unit 30 has a heating roller and a pressure roller 203, and the heating roller rotates in accordance with the rotation of the pressure roller 203. The motor 102 transmits its power to the pressure roller 203 and the contact/separation mechanism 207 through a driving force transmission mechanism. The transmission mechanism is configured to transmit its power to the pressure roller 203 when the motor 102 rotates in the forward direction, and to transmit its power to the contact/separation mechanism 207 when the motor 102 rotates in the reverse direction. The contact/separation mechanism 207 is configured to operate a cam (not shown) in response to the rotation of the motor 102, and to set the fixing unit 30 to a contact state in which the pressure roller 203 contacts the heating roller, and a separation state in which the pressure roller 203 is separated from the heating roller. A sensor (not shown) detects whether the fixing unit 30 is in a contact state or a separation state. When the image forming apparatus is turned off or when the image forming apparatus transitions to a sleep mode, the fixing unit 30 is kept in a separated state to suppress deterioration of the heating roller and suppress the occurrence of image defects due to defects in the heating roller. Note that the configuration and control configuration of the motor 102 are similar to the configuration and control configuration of the motor 101, and therefore a description thereof will be omitted.

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。 Figure 9 is a flowchart of the cause identification process according to this embodiment. In S20, the control unit 31 performs a relative value detection process to detect the stop position C of the rotor 72. In S21, the control unit 31 rotates the rotor 72 in the reverse direction by forced commutation control, and when the rotation speed of the rotor 72 reaches or exceeds a threshold value, in S22, the control unit 31 rotates the rotor 72 in the reverse direction by sensorless drive. In S23, the control unit 31 determines whether the rotation speed of the rotor 72 is equal to or greater than a predetermined speed. In other words, the processes in S20 to S23 are the same as those for determining start failure when the rotor 72 is rotated in the forward direction, but are also performed in the reverse direction. Note that the predetermined speeds for determining start failure in the forward and reverse directions do not need to be the same.

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。 If the rotation speed of the rotor 72 is not equal to or greater than the predetermined speed in S23, the control unit 31 determines in S27 that the motor 102 is faulty. On the other hand, if the rotation speed of the rotor 72 is equal to or greater than the predetermined speed in S23, the control unit 31 determines in S24 that the fixing unit 30 is faulty. Furthermore, the control unit 31 determines in S25 whether the fixing unit 30 is in a separated state using a sensor (not shown). If it is in a separated state, the fixing unit 30 determines that the fixing unit 30 is faulty but that the contact/separation mechanism 207 is normal. On the other hand, if it is not in a separated state, the fixing unit 30 determines in S26 that not only the fixing unit 30 but also the contact/separation mechanism 207 is faulty.

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。 As described above, a transmission mechanism is configured so that power is transmitted to different loads depending on the rotation direction of the motor 102. If start-up fails in both directions, it is determined that the motor 102 has failed. In contrast, if start-up fails in one rotation direction but succeeds in the other rotation direction, it is determined that there is an abnormality in the load that would rotate if the motor 102 were rotated in that one rotation direction. With this configuration, it is possible to determine whether the failure to start the motor 102 is due to a load abnormality or a failure of the motor 102 itself.

<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。
<Other>
In the first embodiment, the load is a photoconductor, and in the second embodiment, the load is the fixing unit 30 and the contact/separation mechanism 207, but these are examples and the load is not limited to these. Specifically, if a transmission mechanism configured to rotate a predetermined amount in the reverse direction with almost no load is used, the configuration of the first embodiment can be applied to any load. Also, if a transmission mechanism configured to transmit power to different loads depending on the rotation direction is used, the configuration of the second embodiment can be applied to any load. Also, in each of the above embodiments, if a predetermined rotation speed is not reached at the abnormality determination timing, it is determined that the start-up has failed, but it may be determined that the start-up has failed based on other criteria.

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。 Furthermore, although the above embodiments have been described using an image forming apparatus as an example, the present invention can be applied to any apparatus that transmits the power of a motor to a load using the above-mentioned transmission mechanism. Furthermore, the present invention can also be realized as a motor control device that controls a motor that transmits power to a load using the above-mentioned transmission mechanism. The motor control device has the motor control unit 120 of FIG. 3 and a functional block related to motor control of the control unit 31. Furthermore, the present invention can also be realized as a method of controlling a motor in the motor control device.

[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。
[Other embodiments]
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.

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。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.

101:モータ、17Y、17M、17C:カップリング、31:制御部 101: Motor, 17Y, 17M, 17C: Coupling, 31: Control unit

Claims (7)

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、
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、
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。
an image forming means having a rotating member and forming an image on a sheet by using the rotating member;
a motor having a plurality of coils and a rotor that rotates by a combination of excited coils among the plurality of coils ;
a transmission mechanism for transmitting a driving force of the motor to the rotating member included in the image forming unit , the transmission mechanism having a backlash ;
a control means for controlling the motor to rotate the rotor in a first direction to rotate the rotating member ;
Equipped with
The control means
when starting the motor, rotating the rotor in the first direction to detect a rotation speed of the rotor, and determining that the start-up process of the motor has failed if the detected rotation speed of the rotor is lower than a predetermined speed;
If the startup process fails,
detecting a first stop position of the rotor from a detection result of a current flowing through the coil when a predetermined voltage is applied;
Rotating the rotor a predetermined amount in a second direction opposite to the first direction;
After rotating the rotor by the predetermined amount in the second direction, a predetermined voltage is applied again to detect a second stop position of the rotor;
When the first stop position and the second stop position match, it is determined that a failure has occurred in the motor, and when they do not match, it is determined that a failure has occurred in the rotating member driven by the motor.
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。 2. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the predetermined amount is equal to or smaller than the amount of backlash. 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。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control means detects the rotational speed of the rotor by controlling the rotor to rotate in the first direction at a rotational speed faster than the predetermined speed, and if the detected rotational speed of the rotor is lower than the predetermined speed, determines that the startup process has failed . 前記回転部材は、感光体である請求項1からのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the rotating member is a photoconductor. 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からのいずれか1項に記載の画像形成装置。
The transmission mechanism includes a coupling,
The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the backlash is provided in the coupling.
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。
A motor control device that controls a motor configured to transmit a driving force to a rotating member by a transmission mechanism including a backlash,
a control means for controlling the motor to rotate a rotor of the motor in a first direction to rotate the rotating member ;
The control means
when starting the motor, rotating the rotor in the first direction to detect a rotation speed of the rotor, and determining that the start-up process of the motor has failed if the detected rotation speed of the rotor is lower than a predetermined speed;
If the startup process fails,
detecting a first stop position of the rotor from a detection result of a current flowing through a coil of the motor when a predetermined voltage is applied;
Rotating the rotor a predetermined amount in a second direction opposite to the first direction;
After rotating the rotor by the predetermined amount in the second direction, a predetermined voltage is applied again to detect a second stop position of the rotor;
A motor control device that determines that a failure has occurred in the motor when the first stop position and the second stop position match, and determines that a failure has occurred in the rotating member driven by the motor when they do not match.
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。
A method for controlling a motor by a motor control device, comprising:
the motor is configured to transmit a driving force to a rotating member by a transmission mechanism including a backlash;
The control method includes:
when starting the motor, rotating a rotor of the motor in a first direction to detect a rotation speed of the rotor, and determining that a start-up process of the motor has failed if the detected rotation speed of the rotor is lower than a predetermined speed;
If the startup process fails,
detecting a first stop position of the rotor from a detection result of a current flowing through a coil of the motor when a predetermined voltage is applied;
Rotating the rotor a predetermined amount in a second direction opposite to the first direction;
After rotating the rotor by the predetermined amount in the second direction, a predetermined voltage is applied again to detect a second stop position of the rotor;
determining that a failure has occurred in the motor when the first stop position and the second stop position coincide, and determining that a failure has occurred in the rotating member driven by the motor when the first stop position and the second stop position do not coincide .
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