(57)【要約】【課題】利便性を向上することのできるモーター制御装置およびモーター制御装置の制御方法を提供することである。【解決手段】モーター制御装置１のモーター制御部２１は、モーター４の起動前に複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに印加する。複数の通電パターンは、コイル４１ｕに流れる電流値の絶対値が検出誤差よりも大きくなる第１の通電パターンと、コイル４１ｖに流れる電流値の絶対値が検出誤差よりも大きくなる第２の通電パターンと、コイル４１ｗに流れる電流値の絶対値が検出誤差よりも大きくなる第３の通電パターンとを含んでいる。複数の通電パターンは、複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に印加した場合にローター４３を回転させない通電パターンの組合せよりなる。モーター制御部２１は、上記電圧を印加した場合に検出した電流に基づいて異常の有無を判断する。【選択図】図１
2019140724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相のコイルと、前記３相のコイルを流れる電流の磁界により回転するローターとを含むセンサーレス方式のモーターを制御するモーター制御装置であって、
前記３相のコイルの各々に電圧を印加するスイッチング回路と、
前記３相のコイルのうち少なくとも２相のコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記スイッチング回路を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記モーターの起動前に複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に前記３相のコイルに印加し、前記複数の通電パターンを流すために必要な電圧の各々は、前記３相のコイルの各々に印加する電圧値の組合せであり、
前記複数の通電パターンは、
前記３相のコイルのうち第１の相のコイルが正常である場合に前記第１の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第１の通電パターンと、
前記３相のコイルのうち前記第１の相とは異なる第２の相のコイルが正常である場合に前記第２の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、前記検出誤差よりも大きくなる第２の通電パターンと、
前記３相のコイルのうち前記第１および第２の相とは異なる第３の相のコイルが正常である場合に前記第３のコイルに流れる電流値の絶対値が、前記検出誤差よりも大きくなる第３の通電パターンとを含み、
前記複数の通電パターンは、前記複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に前記３相のコイルに印加した場合に前記ローターを回転させない通電パターンの組合せよりなり、
前記制御手段にて前記複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に前記３相のコイルに印加した場合に前記電流検出手段にて検出した電流に基づいて、前記３相のコイルの各々と前記スイッチング回路との間のオープン状態、または前記スイッチング回路の異常の有無を判断する異常判断手段をさらに備えた、モーター制御装置。
【請求項２】
前記複数の通電パターンの各々を流すために必要な電圧を前記３相のコイルに印加した場合に前記ローターに発生するトルクの合計は、前記ローターを回転させるために必要な負荷トルクよりも小さい、請求項１に記載のモーター制御装置。
【請求項３】
前記制御手段にて前記第１の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合において、前記第１の相のコイルに流れる電流値が検出誤差よりも小さいときは、前記異常判断手段は、前記第１の相のコイルと、前記第１の相のコイルに電圧を印加する前記スイッチング回路の部分との間がオープン状態である、または前記第１の相のコイルに電圧を印加する前記スイッチング回路の部分が異常であると判断する、請求項１または２に記載のモーター制御装置。
【請求項４】
前記複数の通電パターンの各々は、前記モーターを駆動する際に使用する電気角を有する、請求項３に記載のモーター制御装置。
【請求項５】
前記複数の通電パターンのうち前記制御手段にて１回目に電圧を印加する通電パターンの電気角と、前記複数の通電パターンのうち前記制御手段にて２回目に電圧を印加する通電パターンの電気角とは１８０度異なる、請求項４に記載のモーター制御装置。
【請求項６】
前記複数の通電パターンは３つ以上であり、前記複数の通電パターンの各々の電気角は等間隔である、請求項４に記載のモーター制御装置。
【請求項７】
前記制御手段にて前記複数の通電パターンのうち少なくとも１つの通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合に前記電流検出手段にて検出した電流に基づいて、前記ローターの磁極位置を検出する磁極位置検出手段をさらに備えた、請求項４〜６のいずれかに記載のモーター制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記複数の通電パターンとは異なる磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を前記３相のコイルにさらに印加し、
前記磁極位置検出用の通電パターンは、前記磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を前記３相のコイルに印加した場合に前記ローターを回転させないものであり、
前記磁極位置検出手段は、前記制御手段にて前記磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を前記３相のコイルに印加した場合に前記電流検出手段にて検出した電流にさらに基づいて、前記ローターの磁極位置を検出する、請求項７に記載のモーター制御装置。
【請求項９】
前記モーター制御装置と前記モーターとの間を電気的に接続するワイヤーハーネスのコネクタが接続される少なくとも４つの装置側端子であって、直線状に配列した少なくとも４つの装置側端子を含む接続部をさらに備え、
前記少なくとも４つの装置側端子のうち一方の端部に配置された第１の端子は、前記第１、第２、および第３の相のコイルのうち１つのコイルと電気的に接続される端子であり、
前記少なくとも４つの装置側端子のうち他方の端部に配置された第２の端子は、前記第１、第２、および第３のコイルのうち１つのコイルであって、前記第１の端子と電気的に接続されたコイルとは異なるコイルと電気的に接続される端子である、請求項３〜８のいずれかに記載のモーター制御装置。
【請求項１０】
前記異常判断手段は、
前記制御手段にて前記第１の通電パターンを流すために必要な電圧を前記３相のコイルに印加した場合において、前記第１、第２、および第３の相のコイルに流れる電流値のうち１つのコイルに流れる電流値が前記検出誤差よりも小さいとき、前記コネクタの半差し、前記ワイヤーハーネスの断線、または前記スイッチング回路の故障と判断する第１の異常判断手段と、
前記制御手段にて前記第１の通電パターンを流すために必要な電圧を前記３相のコイルに印加した場合において、前記第１、第２、および第３の相のコイルに流れる全ての電流値が前記検出誤差よりも小さいとき、前記コネクタの抜け、または前記スイッチング回路内のヒューズの切れであると判断する第２の異常判断手段とを含む、請求項９に記載のモーター制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段にて前記複数の通電パターンのうち少なくともいずれか１つの通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合に前記電流検出手段にて検出した電流に基づいて、前記３相のコイルの各々の抵抗値を測定する抵抗値測定手段をさらに備えた、請求項１〜１０のいずれかに記載のモーター制御装置。
【請求項１２】
前記検出誤差は、前記電流検出手段の検出誤差、前記モーターに電力を供給する駆動電源回路の電圧値、および前記スイッチング回路と前記３相のコイルの各々との間の抵抗値のばらつきのうち少なくとも１つを考慮して決定される、請求項１〜１１のいずれかに記載のモーター制御装置。
【請求項１３】
３相のコイルと、前記３相のコイルを流れる電流の磁界により回転するローターとを含むセンサーレス方式のモーターを制御し、前記３相のコイルの各々に電圧を印加するスイッチング回路と、前記３相のコイルのうち少なくとも２相のコイルに流れる電流を検出する電流検出手段とを備えたモーター制御装置の制御方法であって、
前記制御方法は、
前記スイッチング回路を制御する制御ステップを備え、
前記制御ステップにおいて、前記モーターの起動前に複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に前記３相のコイルに印加し、前記複数の通電パターンを流すために必要な電圧の各々は、前記３相のコイルの各々に印加する電圧値の組合せであり、
前記複数の通電パターンは、
前記３相のコイルのうち第１の相のコイルが正常である場合に前記第１の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第１の通電パターンと、
前記３相のコイルのうち前記第１の相とは異なる第２の相のコイルが正常である場合に前記第２の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、前記検出誤差よりも大きくなる第２の通電パターンと、
前記３相のコイルのうち前記第１および第２の相とは異なる第３の相のコイルが正常である場合に前記第３のコイルに流れる電流値の絶対値が、前記検出誤差よりも大きくなる第３の通電パターンとを含み、
前記複数の通電パターンは、前記複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に前記３相のコイルに印加した場合に前記ローターを回転させない通電パターンの組合せよりなり、
前記制御ステップにて前記複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に前記３相のコイルに印加した場合に前記電流検出手段にて検出した電流に基づいて、前記３相のコイルの各々と前記スイッチング回路との間のオープン状態、または前記スイッチング回路の異常の有無を判断する異常判断ステップをさらに備えた、モーター制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター制御装置およびモーター制御装置の制御方法に関する。より特定的には、本発明は、センサーレス方式のモーターを制御するモーター制御装置およびモーター制御装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。
【０００３】
画像形成装置は一般に、感光体上に形成した静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成し、このトナー像を用紙へ転写した後、定着器によってトナー像を用紙に定着させることにより、用紙に画像を形成する。また、画像形成装置の中には、感光体の表面の静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成し、一次転写ローラーを用いてトナー像を中間転写ベルトに転写し、二次転写ローラーを用いて中間転写ベルト上のトナー像を用紙へ二次転写するものも存在する。
【０００４】
画像形成装置は、感光体、現像装置、中間転写ベルト、定着装置などの主な駆動源として、ＤＣ（直流）ブラシレスモーターなどのモーターを備えている。モーターの回転不良に起因する異常が画像形成装置に発生した場合には、サービスマンは、画像形成装置の異常の原因を特定し、その修理を行う。しかし、モーターの回転不良の原因は、コネクタ抜けや断線など多岐にわたるため、サービスマンが修理に要する時間が長引き、サービスコストが上昇する傾向にある。また、サービスマンが修理する間、ユーザーは画像形成装置を使用することができない。
【０００５】
特に、画像形成装置には近年、コストダウンや小型化を目的として、センサーレス方式のモーターが採用されるケースが増えている。センサーレス方式のモーターにはローターの磁極位置を検出するホールセンサーが不要である。センサーレス方式のモーターを制御する制御回路は、画像形成装置のメイン基板上に実装され、モーターは３相コイルのみを含んでいる。このため、センサーレス方式のモーターに、コネクタ抜けや断線を検出するためのセンサーを付加すると、配線コストが増加し、装置が大型化する。
【０００６】
モーターにおけるコネクタ抜けや断線などの異常を検出する従来の技術として、モーターのコイルに通電し、電流が流れるか否かにより異常を検出する方法がある。しかし、モーターが３相モーターである場合には、通電パターンによっては異常が無くても電流が流れない相のコイルが存在するため、異常を検出することができない。
【０００７】
そこで、下記特許文献１には、３つの相のコイルがいずれも正常であれば３つの相のコイル全てに電流が流れるタイミングで、異常を検出する技術が開示されている。下記特許文献１には、ＰＷＭ方式のインバーター回路により３相モーターを駆動制御し、３相モーターが発生させる回転駆動力により洗濯運転を行う洗濯機が開示されている。この洗濯機は、３相モーターの相電流を個別に検出する電流検出手段と、３相モーターの各相巻線の断線を判定する断線判定手段とを備え、断線判定手段は、３相モーターの各相間の線間電圧が基準値以上であるタイミングにおいて、電流検出手段による各相の検出電流値がしきい値以下の状態が、所定時間継続した場合に断線と判定する。
【０００８】
モーターの異常を検出する従来の技術は、下記特許文献２および３にも開示されている。下記特許文献２には、コイルの中性点から流れる電流を検出して出力された電圧値と、各相の端子電圧の分圧値とを比較し、欠相（断線）と判定した場合にモーターを停止する技術が開示されている。
【０００９】
下記特許文献３には、検出した電動機の電流値の回転周期以上の所定時間における最大値と電流基準値とを比較し電流異常を判定する電流異常判定手段と、推定した回転数の所定時間における平均値と回転数基準値とを比較し電動機の回転数異常を判定する回転数異常判定手段と、電流異常判定手段と回転数異常判定手段の少なくとも１つにて異常と判定した時に電動機の回転異常を判定する回転異常判定手段とを備えた電動機制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１５−２１３６６６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１９９９２号公報
【特許文献３】特開２０１０−８１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の技術には利便性が低いという課題があった。
【００１２】
モーターの起動前に異常検出のために３相のコイルに通電を行うと、モーターのローターが回転する。特にセンサーレス方式のモーターにおいて、初期磁極位置を検出した後に異常検出のための通電が行われると、通電時のローターの回転によりローターの初期磁極位置がずれ、モーターの起動に失敗するおそれがある。また、ローターの初期磁極位置のずれを防ぐために、通電の後で初期磁極位置の検出を再度行う方法も考えられるが、この方法ではモーターの起動時間が増加する。
【００１３】
また、モーターの起動時間のさらなる短縮のために、モーターが停止した時に初期磁極位置を検出し、モーターの次の起動前には初期磁極位置の検出を行わずに停止時に検出した初期磁極位置を用いる制御が存在している。しかし、この制御が行われる場合にも、通電時のローターの回転によりローターの初期磁極位置がずれ、モーターの起動に失敗するおそれや、モーターの起動時間が増加するおそれがある。
【００１４】
上記課題は、画像形成装置に限らず、センサーレス方式のモーターを制御するモーター制御装置に共通する問題である。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、利便性を向上することのできるモーター制御装置およびモーター制御装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一の局面に従うモーター制御装置は、３相のコイルと、３相のコイルを流れる電流の磁界により回転するローターとを含むセンサーレス方式のモーターを制御するモーター制御装置であって、３相のコイルの各々に電圧を印加するスイッチング回路と、３相のコイルのうち少なくとも２相のコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、スイッチング回路を制御する制御手段とを備え、制御手段は、モーターの起動前に複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイルに印加し、複数の通電パターンを流すために必要な電圧の各々は、３相のコイルの各々に印加する電圧値の組合せであり、複数の通電パターンは、３相のコイルのうち第１の相のコイルが正常である場合に第１の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第１の通電パターンと、３相のコイルのうち第１の相とは異なる第２の相のコイルが正常である場合に第２の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第２の通電パターンと、３相のコイルのうち第１および第２の相とは異なる第３の相のコイルが正常である場合に第３のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第３の通電パターンとを含み、複数の通電パターンは、複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイルに印加した場合にローターを回転させない通電パターンの組合せよりなり、制御手段にて複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイルに印加した場合に電流検出手段にて検出した電流に基づいて、３相のコイルの各々とスイッチング回路との間のオープン状態、またはスイッチング回路の異常の有無を判断する異常判断手段をさらに備える。
【００１７】
上記モーター制御装置において好ましくは、複数の通電パターンの各々を流すために必要な電圧を３相のコイルに印加した場合にローターに発生するトルクの合計は、ローターを回転させるために必要な負荷トルクよりも小さい。
【００１８】
上記モーター制御装置において好ましくは、制御手段にて第１の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合において、第１の相のコイルに流れる電流値が検出誤差よりも小さいときは、異常判断手段は、第１の相のコイルと、第１の相のコイルに電圧を印加するスイッチング回路の部分との間がオープン状態である、または第１の相のコイルに電圧を印加するスイッチング回路の部分が異常であると判断する。
【００１９】
上記モーター制御装置において好ましくは、複数の通電パターンの各々は、モーターを駆動する際に使用する電気角を有する。
【００２０】
上記モーター制御装置において好ましくは、複数の通電パターンのうち制御手段にて１回目に電圧を印加する通電パターンの電気角と、複数の通電パターンのうち制御手段にて２回目に電圧を印加する通電パターンの電気角とは１８０度異なる。
【００２１】
上記モーター制御装置において好ましくは、複数の通電パターンは３つ以上であり、複数の通電パターンの各々の電気角は等間隔である。
【００２２】
上記モーター制御装置において好ましくは、制御手段にて複数の通電パターンのうち少なくとも１つの通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合に電流検出手段にて検出した電流に基づいて、ローターの磁極位置を検出する磁極位置検出手段をさらに備える。
【００２３】
上記モーター制御装置において好ましくは、制御手段は、複数の通電パターンとは異なる磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイルにさらに印加し、磁極位置検出用の通電パターンは、磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイルに印加した場合にローターを回転させないものであり、磁極位置検出手段は、制御手段にて磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイルに印加した場合に電流検出手段にて検出した電流にさらに基づいて、ローターの磁極位置を検出する。
【００２４】
上記モーター制御装置において好ましくは、モーター制御装置とモーターとの間を電気的に接続するワイヤーハーネスのコネクタが接続される少なくとも４つの装置側端子であって、直線状に配列した少なくとも４つの装置側端子を含む接続部をさらに備え、少なくとも４つの装置側端子のうち一方の端部に配置された第１の端子は、第１、第２、および第３の相のコイルのうち１つのコイルと電気的に接続される端子であり、少なくとも４つの装置側端子のうち他方の端部に配置された第２の端子は、第１、第２、および第３のコイルのうち１つのコイルであって、第１の端子と電気的に接続されたコイルとは異なるコイルと電気的に接続される端子である。
【００２５】
上記モーター制御装置において好ましくは、異常判断手段は、制御手段にて第１の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイルに印加した場合において、第１、第２、および第３の相のコイルに流れる電流値のうち１つのコイルに流れる電流値が検出誤差よりも小さいとき、コネクタの半差し、ワイヤーハーネスの断線、またはスイッチング回路の故障と判断する第１の異常判断手段と、制御手段にて第１の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイルに印加した場合において、第１、第２、および第３の相のコイルに流れる全ての電流値が検出誤差よりも小さいとき、コネクタの抜け、またはスイッチング回路内のヒューズの切れであると判断する第２の異常判断手段とを含む。
【００２６】
上記モーター制御装置において好ましくは、制御手段にて複数の通電パターンのうち少なくともいずれか１つの通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合に電流検出手段にて検出した電流に基づいて、３相のコイルの各々の抵抗値を測定する抵抗値測定手段をさらに備える。
【００２７】
上記モーター制御装置において好ましくは、検出誤差は、電流検出手段の検出誤差、モーターに電力を供給する駆動電源回路の電圧値、およびスイッチング回路と３相のコイルの各々との間の抵抗値のばらつきのうち少なくとも１つを考慮して決定される。
【００２８】
本発明の他の局面に従うモーター制御装置の制御方法は、３相のコイルと、３相のコイルを流れる電流の磁界により回転するローターとを含むセンサーレス方式のモーターを制御し、３相のコイルの各々に電圧を印加するスイッチング回路と、３相のコイルのうち少なくとも２相のコイルに流れる電流を検出する電流検出手段とを備えたモーター制御装置の制御方法であって、制御方法は、スイッチング回路を制御する制御ステップを備え、制御ステップにおいて、モーターの起動前に複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイルに印加し、複数の通電パターンを流すために必要な電圧の各々は、３相のコイルの各々に印加する電圧値の組合せであり、複数の通電パターンは、３相のコイルのうち第１の相のコイルが正常である場合に第１の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第１の通電パターンと、３相のコイルのうち第１の相とは異なる第２の相のコイルが正常である場合に第２の相のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第２の通電パターンと、３相のコイルのうち第１および第２の相とは異なる第３の相のコイルが正常である場合に第３のコイルに流れる電流値の絶対値が、検出誤差よりも大きくなる第３の通電パターンとを含み、複数の通電パターンは、複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイルに印加した場合にローターを回転させない通電パターンの組合せよりなり、制御ステップにて複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイルに印加した場合に電流検出手段にて検出した電流に基づいて、３相のコイルの各々とスイッチング回路との間のオープン状態、またはスイッチング回路の異常の有無を判断する異常判断ステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、利便性を向上することのできるモーター制御装置およびモーター制御装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の駆動回路３０周辺の回路図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるモーター４のセンサレスベクトル制御に関する部分のＡＳＩＣ２０の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるモーター４を駆動する際に使用するＶ相の通電パターンと異常検出用の通電パターンとの関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態においてモーター制御部２１が生成する異常検出用の複数の通電パターンの組合せの例を示す図である。
【図６】モーター４、ワイヤーハーネス５、およびスイッチング回路３１で発生し得る主な異常の種類を示す図である。
【図７】図２における接続部３７付近の構成の第１の例を示す拡大図である。
【図８】図２における接続部３７付近の構成の第２の例を示す拡大図である。
【図９】本発明の一実施の形態においてモーター４の起動前にモーター制御部２１が行う異常検出動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施の形態において画像形成装置のサービスマンが行うモーター４の回転不良の原因を調査する作業のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００３２】
以下の実施の形態では、モーター制御装置が画像形成装置に搭載される場合について説明する。画像形成装置としては、たとえばＭＦＰ、プリンター、複写機、またはファクシミリなどが挙げられる。また記録材判別装置は、画像形成装置以外の機器に搭載されてもよい。
【００３３】
［画像形成装置の構成］
【００３４】
図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置は、装置メイン基板１（モーター制御装置の一例）と、モーター４と、ワイヤーハーネス５と、操作パネル６とを備えている。装置メイン基板１は、センサーレス方式のモーター４を制御するモーター制御装置である。ワイヤーハーネス５は、装置メイン基板１とモーター４との間を電気的に接続している。モーター４は、センサーレス方式のモーターであり、たとえばＤＣブラシレスモーターよりなっている。モーター４は、画像形成装置内の各種ローラーや各種ベルトなどの負荷を駆動する役割を果たす。操作パネル６は、異常検出の結果などの各種情報を表示し、異常検出動作の実行指示などの各種操作を受け付ける。
【００３６】
装置メイン基板１は、上位制御部１０と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０と、駆動回路３０とを含んでいる。
【００３７】
上位制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３とを含んでいる。ＣＰＵ１１は、制御プログラムに従って画像形成装置全体を制御する。ＲＯＭ１２は、制御プログラムなどの各種データを記憶する。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１のメインメモリである。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が制御プログラムを実行するときに必要なデータや画像データを一時的に記憶する。
【００３８】
ＡＳＩＣ２０は、上位制御部１０との間で通信を行い、上位制御部１０の制御の下で動作を行う。ＡＳＩＣ２０は、モーター制御部２１（制御手段、異常判断手段、磁極位置検出手段、および抵抗値測定手段の一例）と、電流検出部２２（電流検出手段の一例）とを含んでいる。モーター制御部２１は、駆動回路３０に制御信号を出力することにより、駆動回路３０（後述するスイッチング回路３１）を制御する。またモーター制御部２１は、モーター４の起動前に異常検出のための通電制御も行う。電流検出部２２は、駆動回路３０に流れた電流（言い換えれば、Ｕ相およびＶ相に流れた電流）を検出し、検出した電流をＡＤ（アナログ／デジタル）変換した後、モーター制御部２１に出力する。
【００３９】
電流検出部２２が検出する値は電流値（単位：アンペア）である場合の他、ＡＤ変換器から得られる値、ＡＤ変換器から得られる値に対してスケーリングまたはオフセットを施した値（一次式で関連付けられる値）、または絶対値に変換した値などであってもよい。
【００４０】
駆動回路３０は、３相インバーター回路である。
【００４１】
図２は、図１の駆動回路３０周辺の回路図である。
【００４２】
図２を参照して、装置メイン基板１は、接続部３７（接続部の一例）をさらに含んでいる。接続部３７は端子３７ｕ、３７ｖ、および３７ｗを含んでいる。接続部３７は他の端子をさらに含んでいてもよい。モーター４は、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗ（３相のコイルの一例）と、接続部４２と、ローター４３とを含んでいる。接続部４２は端子４２ｕ、４２ｖ、および４２ｗを含んでいる。接続部４２は他の端子をさらに含んでいてもよい。ワイヤーハーネス５は、コネクタ５１と、コネクタ５２と、ケーブル５３ｕ、５３ｖ、および５３ｗとを含んでいる。ワイヤーハーネス５は、他のケーブルをさらに含んでいてもよい。コネクタ５１は、接続部３７に対して着脱可能に嵌合されている。コネクタ５２は接続部４２に対して着脱可能に嵌合されている。
【００４３】
端子３７ｕは、コネクタ５１、ケーブル５３ｕ、およびコネクタ５２、ならびにモーター４の端子４２ｕを通じて、コイル４１ｕと電気的に接続されている。端子３７ｖは、コネクタ５１、ケーブル５３ｖ、およびコネクタ５２、ならびにモーター４の端子４２ｖを通じて、コイル４１ｖと電気的に接続されている。端子３７ｗは、コネクタ５１、ケーブル５３ｗ、およびコネクタ５２、ならびにモーター４の端子４２ｗを通じて、コイル４１ｗと電気的に接続されている。
【００４４】
駆動回路３０は、スイッチング回路３１と、電源３３（駆動電源回路の一例）と、ヒューズ３４と、プリドライブ回路３５と、電流計３６ｕおよび３６ｖとを含んでいる。
【００４５】
スイッチング回路３１は、モーター制御部２１からの制御信号によりモーター４の３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々に電圧を印加する。スイッチング回路３１は、ｎ型ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）よりなるスイッチング素子３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ、３２ｕ、３２ｖ、および３２ｗを含んでいる。スイッチング素子３１ｕ、３１ｖ、３１ｗの各々のドレインは、ヒューズ３４を介して電源３３に電気的に接続されている。スイッチング素子３１ｕ、３１ｖ、３１ｗの各々のソースは、スイッチング素子３２ｕ、３２ｖ、３２ｗの各々のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子３２ｕおよび３２ｖの各々のソースは、電流計３６ｕおよび３６ｖの各々を介して接地されている。スイッチング素子３２ｗのソースは直接接地されている。スイッチング素子３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ、３２ｕ、３２ｕ、および３２ｗの各々のゲートは、プリドライブ回路３５を介してＡＳＩＣ２０に電気的に接続されている。
【００４６】
スイッチング素子３１ｕのソースおよびスイッチング素子３２ｕのドレインは、端子３７ｕに電気的に接続されている。スイッチング素子３１ｖのソースおよびスイッチング素子３２ｖのドレインは、端子３７ｖに電気的に接続されている。スイッチング素子３１ｗのソースおよびスイッチング素子３２ｗのドレインは、端子３７ｗに電気的に接続されている。
【００４７】
電源３３は、スイッチング回路３１を通じてモーター４に電力（たとえば２４Ｖの電圧）を供給する。ヒューズ３４は、モーター４に過大な電流が流れた場合に電流を遮断する。
【００４８】
モーター制御部２１は、制御信号Ｕ＋、Ｕ−、Ｖ＋、Ｖ−、Ｗ＋、およびＷ−をスイッチング回路３１に出力する。モーター制御部２１は、制御信号Ｕ＋によりスイッチング素子３１ｕのオンオフを制御し、制御信号Ｕ−によりスイッチング素子３２ｕのオンオフを制御する。これにより、Ｕ相のコイル４１ｕに印加される電圧が制御される。モーター制御部２１は、制御信号Ｖ＋によりスイッチング素子３１ｖのオンオフを制御し、制御信号Ｖ−によりスイッチング素子３２ｖのオンオフを制御する。これにより、Ｖ相のコイル４１ｖに印加される電圧が制御される。モーター制御部２１は、制御信号Ｗ＋によりスイッチング素子３１ｗのオンオフを制御し、制御信号Ｗ−によりスイッチング素子３２ｗのオンオフを制御する。これにより、Ｗ相のコイル４１ｗに印加される電圧が制御される。ローター４３は、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗを流れる電流の磁界により回転する。
【００４９】
電流計３６ｕは、コイル４１ｕに流れる電流値Ｉｕに応じた信号を電流検出部２２に出力する。電流計３６ｖは、コイル４１ｖに流れる電流値Ｉｖに応じた信号を電流検出部２２に出力する。電流検出部２２は、電流計３６ｕおよび３６ｖの各々から出力された信号に基づいて、電流値ＩｕおよびＩｖの各々を検出する。また電流検出部２２は、電流計３６ｕおよび３６ｖの各々から出力された信号に基づいて、下記式（１）を用いてコイル４１ｗに流れる電流値Ｉｗを算出（検出）する。式（１）は、電流Ｉｕ、Ｉｖ、およびＩｗの和がゼロとなる事実を用いている。
【００５０】
電流値Ｉｗ＝−（電流値Ｉｕ＋電流値Ｉｖ）  ・・・（１）
【００５１】
モーター制御部２１は、モーター４の起動前に次の異常検出動作を行う。モーター制御部２１は、モーター４を駆動する際に使用する通電パターンに基づいて異常検出用の複数の通電パターンを生成し、生成した複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに印加する。通電パターンを流すために必要な電圧とは、３相のコイルの各々に印加する電圧値の組合せである。
【００５２】
モーター制御部２１は、異常検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に印加した場合に電流検出部２２で検出した電流値に基づいて異常の有無を判断する。判断される異常は、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々とスイッチング回路３１との間のオープン状態、またはスイッチング回路３１の異常である。
【００５３】
以降の説明において、特に断りが無い限り、通電パターンとは異常検出用の通電パターンを指すものとする。
【００５４】
図３は、本発明の一実施の形態におけるモーター４のセンサレスベクトル制御に関する部分のＡＳＩＣ２０の機能的構成を示すブロック図である。
【００５５】
図３を参照して、センサレスベクトル制御部としてのＡＳＩＣ２０は、速度制御部２１１と、電流制御部２１２と、座標変換部２１３と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変換部２１４と、座標変換部２１５と、初期位置推定部２１６と、磁極位置推定部２１７とを含んでいる。
【００５６】
上位制御部１０は速度制御部２１１に対して指令角速度ω＊を出力する。
【００５７】
速度制御部２１１は、指令角速度ω＊と実際の角速度ωＭとに基づいて、磁極に対して垂直な方向の電流成分である指令電流値Ｉｑ＊と、磁極に対して平行な方向の電流成分である指令電流値Ｉｄ＊とを決定し、電流制御部２１２に出力する。
【００５８】
電流制御部２１２は、指令電流値Ｉｑ＊およびＩｄ＊と、実際の電流値ＩｑおよびＩｄとを比較し、それらの間の誤差を無くすように、磁極に対して垂直な方向の電圧成分である指令電圧値Ｖｑ＊と、磁極に対して平行な方向の電圧成分である指令電圧値Ｖｄ＊とを決定し、座標変換部２１３と、初期位置推定部２１６および磁極位置推定部２１７とに出力する。
【００５９】
座標変換部２１３は、電気角θＭに基づいて、指令電圧値Ｖｑ＊およびＶｄ＊を３相の指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、およびＶｗ＊に変換し、ＰＷＭ変換部２１４に出力する。
【００６０】
ＰＷＭ変換部２１４は、３相の指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、およびＶｗ＊に基づいて、制御信号Ｕ＋、Ｕ−、Ｖ＋、Ｖ−、Ｗ＋、およびＷ−を生成し、駆動回路３０に出力する。
【００６１】
座標変換部２１５は、駆動回路３０からの出力に基づいて、３相のコイルを流れる実際の電流値Ｉｕ、Ｉｖ、およびＩｗを決定する。座標変換部２１５は、電気角θＭに基づいて、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、およびＩｗを、磁極に対して垂直な方向の電流成分である電流値Ｉｑと、磁極に対して平行な方向の電流成分である電流値Ｉｄとに変換し、電流制御部２１２と、初期位置推定部２１６および磁極位置推定部２１７とに出力する。
【００６２】
初期位置推定部２１６は、モーター４の起動前のローターの位置（初期磁極位置）の電気角θＭを推定し、座標変換部２１３および座標変換部２１５に出力する。
【００６３】
磁極位置推定部２１７は、モーター４の駆動中のローターの位置（磁極位置）の電気角θＭを推定し、座標変換部２１３および座標変換部２１５に出力する。また磁極位置推定部２１７は、ローターの実際の角速度ωＭを推定し、上位制御部１０および速度制御部２１１に出力する。
【００６４】
［画像形成装置の異常検出動作］
【００６５】
続いて、画像形成装置が行う異常検出動作について説明する。
【００６６】
図４は、本発明の一実施の形態におけるモーター４を駆動する際に使用するＶ相の通電パターンと異常検出用の通電パターンとの関係を示す図である。
【００６７】
図４を参照して、モーター制御部２１は、モーター４を駆動する際に、Ｕ相のコイル４１ｕ、Ｖ相のコイル４１ｖ、およびＷ相のコイル４１ｗの各々に、互いに１２０度だけ位相の異なる正弦波の電流Ｉｕ、Ｉｖ、およびＩｗの各々を流す。
【００６８】
モーター制御部２１は、異常検出動作を行う場合に、モーター４を駆動する際に使用する通電パターンに基づいて異常検出用の複数の通電パターンを生成し、生成した複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに印加する。生成される複数の通電パターンの各々は、ここではモーター４の駆動時に使用する電気角を有しているが、モーター４の駆動時に使用する電気角を有するものに限られるものではない。
【００６９】
モーター制御部２１は、複数の通電パターンが次の第１および第２の条件を満たすように、複数の通電パターンを生成する。
【００７０】
第１の条件：複数の通電パターンは、Ｕ相の有効パターンと、Ｖ相の有効パターンと、Ｗ相の有効パターンとを含む。
【００７１】
モーター４を駆動する際に使用する通電パターンは正弦波であるため、電流値がゼロとなる電気角が存在する。たとえばＶ相のコイル４１ｖに流れる電流値Ｉｖに着目した場合、電流値Ｉｖは電気角が３０度および２１０度の場合にゼロとなる。したがって、電気角が３０度付近または２１０度付近である場合には、Ｖ相がたとえ正常であっても電流値Ｉｖは検出誤差ＲＧ以下の大きさとなり、Ｖ相が異常であるか否かを判断することができない。そこで、Ｖ相の異常の検出には、３０度付近および２１０度付近を除く範囲内の電気角が採用される。
【００７２】
以降、ある相のコイルが正常である場合にその相のコイルに流れる電流値の絶対値が検出誤差ＲＧよりも大きくなる電気角を、その相の有効パターンと記すことがある。具体的には、Ｕ相の有効パターンＥｕは、９０度付近および２７０度付近を除く範囲内の電気角である。Ｖ相の有効パターンＥｖは、３０度付近および２１０度付近を除く範囲内の電気角である。Ｗ相の有効パターンＥｗは、１５０度付近および３３０度付近を除く範囲内の電気角である。
【００７３】
第１の条件を言い換えると、複数の通電パターンは、Ｕ相のコイル４１ｕが正常である場合にＵ相のコイル４１ｕに流れる電流値Ｉｕの絶対値が検出誤差よりも大きくなる第１の通電パターンと、Ｖ相のコイル４１ｖが正常である場合にＶ相のコイル４１ｖに流れる電流値Ｉｖの絶対値が検出誤差よりも大きくなる第２の通電パターンと、Ｗ相のコイル４１ｗが正常である場合にＷ相のコイル４１ｗに流れる電流値Ｉｗの絶対値が検出誤差よりも大きくなる第３の通電パターンとを含んでいる。
【００７４】
第１の条件を満たす具体例として、複数の通電パターンのうち少なくとも１つの通電パターンが、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のいずれでも有効パターンとなる電気角（たとえば０度、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度）を有していてもよい。また、複数の通電パターンのうち１つがＵ相で有効パターンとならない電気角（たとえば３０度）を有しており、別の１つが、Ｕ相で有効パターンとなる電気角（たとえば９０度）を有していてもよい。
【００７５】
なお、検出誤差ＲＧは、電流検出部２２の検出誤差、モーター４に電力を供給する電源３３の電圧値、およびスイッチング回路３１と３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々との間の抵抗値のばらつきのうち少なくとも１つを考慮して決定されることが好ましい。
【００７６】
第２の条件：複数の通電パターンは、複数の通電パターンを流すために必要な電圧を順番に３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに印加した場合にローター４３を回転させない通電パターンの組合せよりなっている。
【００７７】
３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに電圧を印加すると、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに磁界が発生し、ローター４３を回転させるトルクが発生する。第２の条件は、このトルクによりローター４３が回転しないような複数の通電パターンを採用するというものである。
【００７８】
第２の条件を満たす通電パターンの組合せの一例として、１回目に通電する通電パターンにより３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに流れる電流の各々と同一の絶対値でありかつ逆極性である電流が、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々に流れるように、２回目に通電する通電パターンが採用されてもよい。この場合には、１回目の通電の際に発生するトルクと同一の大きさでありかつ逆方向であるトルクが、２回目の通電の際に発生する。その結果、１回目の通電の際に発生するトルクと２回目に発生するトルクとが互いに打ち消し合い、ローター４３は回転しない。
【００７９】
通電パターンがモーター４の駆動時に使用する電気角で通電パターンを生成する場合には、下記式（２）で表されるように、１回目の通電パターンの電気角θと２回目の通電パターンの電気角とは１８０度離れていればよい（下記式（２）、（３）、および（４）では角度がラジアンで示されている）。たとえば１回目の通電パターンの電気角を６０度とした場合、２回目の通電パターンの電気角として２４０度が採用されればよい。
【００８０】
ｓｉｎθ＋ｓｉｎ（θ＋π）＝ｓｉｎθ−ｓｉｎθ＝０  ・・・（２）
【００８１】
また、複数の通電パターンが４つ以上である場合には、奇数回目の通電パターンとその直後の偶数回目の通電パターンとが、ローター４３が回転しないような組合せであればよい。
【００８２】
第２の条件を満たす通電パターンの組合せの他の例として、複数の通電パターンが３つ以上である場合には、３つ以上の通電パターンの各々の電気角が等間隔となるような複数の通電パターンが採用されてもよい。具体的に、複数の通電パターンが３つである場合には、１回目の通電パターンの電気角を電気角θとすると、下記式（３）で表されるように、２回目の通電パターンの電気角として電気角（θ＋１２０度）が採用され、３回目の通電パターンの電気角として電気角（θ＋２４０度）または（θ−１２０度）が採用されればよい。
【００８３】
ｓｉｎθ＋ｓｉｎ（θ＋２π／３）＋ｓｉｎ（θ−２π／３）
＝ｓｉｎθ＋｛ｓｉｎθｃｏｓ（２π／３）＋ｃｏｓθｓｉｎ（２π／３）｝＋｛ｓｉｎθｃｏｓ（２π／３）−ｃｏｓθｓｉｎ（２π／３）｝
＝ｓｉｎθ＋２ｓｉｎθｃｏｓ（２π／３）
＝ｓｉｎθ−ｓｉｎθ＝０  ・・・（３）
【００８４】
式（３）からは、１回目の通電パターンの電気角θとしてどのような角度を採用したとしても、３つの通電パターンにより流れる電流の平均値は０となり、発生するトルクは互いに打ち消し合うことがわかる。
【００８５】
なお、複数の通電パターンが４つである場合には、１回目の通電パターンの電気角と２回目の通電パターンの電気角とが１８０度異なり、３回目の通電パターンの電気角と４回目の通電パターンの電気角とが１８０度異なる。その結果、４つの通電パターンにより流れる電流の平均値は０となり、発生するトルクは互いに打ち消し合う。
【００８６】
なお、第２の条件に関して、複数の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに印加した場合に発生するトルクの合計は、ゼロである必要はなく、ローター４３を回転させるために必要な負荷トルクよりも小さければよい。
【００８７】
図５は、本発明の一実施の形態においてモーター制御部２１が生成する異常検出用の複数の通電パターンの組合せの例を示す図である。
【００８８】
図５を参照して、組合せ例Ｅ１〜Ｅ３は、複数の通電パターンが２つである場合の例である。組合せ例Ｅ１〜Ｅ３では、２つの通電パターンの電気角が１８０度だけ異なっている。また組合せ例Ｅ１〜Ｅ３では、異常が無ければ、それぞれの通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合に３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに流れる電流値は、いずれも検出誤差以上となる。
【００８９】
組合せ例Ｅ４〜Ｅ６は、複数の通電パターンが４つである場合の例である。組合せ例Ｅ４〜Ｅ６では、１回目の通電パターンの電気角と２回目の通電パターンの電気角とが１８０度だけ異なっており、３回目の通電パターンの電気角と４回目の通電パターンの電気角とが１８０度だけ異なっている。また、組合せ例Ｅ４では、異常が無ければ、１回目および２回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｕおよび４１ｗに流れる電流値は、検出誤差以上となり、３回目および４回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｖおよび４１ｗに流れる電流値は、検出誤差以上となる。組合せ例Ｅ５では、異常が無ければ、１回目および２回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｖおよび４１ｗに流れる電流値は、検出誤差以上となり、３回目および４回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｕおよび４１ｖに流れる電流値は、検出誤差以上となる。組合せ例Ｅ６では、異常が無ければ、１回目および２回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｕおよび４１ｖに流れる電流値は、検出誤差以上となり、３回目および４回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｕおよび４１ｗに流れる電流値は、検出誤差以上となる。
【００９０】
組合せ例Ｅ７は、複数の通電パターンが３つである場合の例である。組合せ例Ｅ７では、１回目、２回目、および３回目の通電パターンの電気角が互いに１２０度だけ異なっている。
【００９１】
なお、発生するトルクが互いに打ち消されてモーター４が回転しないようにするために、複数の通電パターンを流すために必要な電圧は、モーターや負荷の応答性に対して十分短い時間（たとえば数ｍｓ以内）で印加される必要がある。
【００９２】
モーター制御部２１は、異常検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合に電流検出部２２で検出した電流値に基づいて、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々とスイッチング回路３１との間がオープン状態である異常またはスイッチング回路３１の異常の有無を判断することができる。
【００９３】
図６は、モーター４、ワイヤーハーネス５、およびスイッチング回路３１で発生し得る主な異常の種類を示す図である。
【００９４】
図６を参照して、モーター４では、過負荷または導電不良などの異常が起こり得る。過負荷とは、ローターを回転させる際の負荷が過大な状態である。導電不良とは、過昇温などによりコイルがショートした状態であり、比較的希な異常である。
【００９５】
ワイヤーハーネス５では、ハーネス断線、コネクタ半差し、またはコネクタ抜けなどの異常が起こり得る。ハーネス断線とは、ワイヤーハーネス５のケーブル５３ｕ、５３ｖ、および５３ｗの一部が断線した状態である（なお、ワイヤーハーネス５のケーブル５３ｕ、５３ｖ、および５３ｗの全てが断線する可能性が低いので、ケーブル５３ｕ、５３ｖ、および５３ｗの全てが断線した状態についてはここでは省略している）。コネクタ半差しとは、装置メイン基板１またはモーター４からコネクタ５１または５２の一部が抜けた状態である。コネクタ抜けとは、装置メイン基板１またはモーター４からコネクタ５１または５２が完全に抜けた状態である。
【００９６】
スイッチング回路３１では、駆動電源供給不良、ヒューズ切れ、または回路故障などの異常が起こり得る。駆動電源供給不良とは、電源３３からの電力が供給されない状態である。ヒューズ切れとは、ヒューズ３４が切れた状態である。回路故障とは、スイッチング回路３１の素子（スイッチング素子３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ、３２ｕ、３２ｖ、または３２ｗなど）が故障した状態である。
【００９７】
過負荷、導電不良、および駆動電源供給不良の異常は、上述の異常検出動作で検出不可能であり、サービスマンなどが個別に点検する必要がある。
【００９８】
ハーネス断線、コネクタ半差し、および回路故障の異常は、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗのうち１つの相のコイルに流れる電流値が検出誤差よりも小さい（導通がない）場合に、第１の異常ケースとして検出される。第１の異常ケースとは、１つの相のコイルと、そのコイルに電圧を印加するスイッチング回路３１の部分との間がオープン状態である（ハーネス断線もしくはコネクタ半差し）、またはその相のコイルに電圧を印加するスイッチング回路３１の部分が異常である（回路故障）というケースである。
【００９９】
コネクタ抜けおよびヒューズ切れの異常は、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗに流れる電流値が全て検出誤差よりも小さい（導通がない）場合に、第２の異常ケースとして検出される。第２の異常ケースは、コネクタ抜けまたはヒューズ切れが発生したケースである。
【０１００】
なお、上述の異常の種類の他に、ワイヤーハーネス５が接地電位に接触するハーネス地絡という異常も存在する。ハーネス地絡は、ヒューズ切れまたは回路故障を引き起こすため、上述の異常検出動作ではヒューズ切れまたは回路故障として検出される。一方、モーター４については出荷検査が既に行われているため、モーター４の特性不良や制御パラメータ間違いに起因する異常はここでは除外されている。
【０１０１】
［接続部における端子の好ましい配列］
【０１０２】
図７は、図２における接続部３７付近の構成の第１の例を示す拡大図である。図８は、図２における接続部３７付近の構成の第２の例を示す拡大図である。
【０１０３】
図７（ａ）を参照して、第１の例の接続部３７は、接続される５つの端子３７ｕ、３７ｖ、３７ｗ、３７ｘ、および３７ｙ（装置側端子の一例）を含んでいる。端子３７ｕ、３７ｖ、３７ｗ、３７ｘ、および３７ｙは図７中直線状に配列しており、図７中下側から上側に向かってこの順序で直線状に配列している。端子３７ｕ、３７ｖ、３７ｗ、３７ｘ、および３７ｙの各々は、ワイヤーハーネス５のケーブル５３ｕ、５３ｖ、５３ｗ、５３ｘ、および５３ｙの各々を通じてモーター４と電気的に接続されている。端子３７ｕ、３７ｖ、および３７ｗの各々は、ワイヤーハーネス５のケーブル５３ｕ、５３ｖ、および５３ｗの各々を通じてＵ相のコイル４１ｕ、Ｖ相のコイル４１ｖ、Ｗ相のコイル４１ｗの各々と電気的に接続される。端子３７ｘおよび３７ｙは任意の端子であり、装置メイン基板１とモーター４との間の信号の送受信などに使用される。なお、接続部３７の端子は少なくとも４つあればよい。
【０１０４】
第１の例の接続部３７においては、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々と電気的に接続される端子３７ｕ、３７ｖ、および３７ｗの各々は、互いに隣接した位置に配置されている。接続部３７の上端部に配置された端子は、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々と電気的に接続されない端子３７ｙとなっている。このため、図７（ｂ）に示すように、仮にコネクタ５１が接続部３７に対して半差しになっており、端子３７ｘおよび３７ｙの導通がオープン状態になっている場合であっても、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々と端子３７ｕ、３７ｖ、および３７ｗの各々との導通は確保される。この場合、上述の異常検出動作ではコネクタ５１の半差しが検出されないおそれがある。
【０１０５】
図８（ａ）を参照して、そこで、第２の例の接続部３７のように、両端部に配置された端子は、いずれも３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗのうちいずれかと電気的に接続される端子であることが好ましい。
【０１０６】
第２の例の接続部３７において、端子３７ｕ、３７ｖ、３７ｘ、３７ｙ、および３７ｗは図８中直線状に配列しており、図８中下側から上側に向かってこの順序で直線状に配列している。
【０１０７】
第２の例の接続部３７において、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々と電気的に接続される端子３７ｕ、３７ｖ、および３７ｗの各々は、両端部に配置されている。第２の例の接続部３７の下端部に配置された端子は、Ｕ相のコイル４１ｕと電気的に接続される端子３７ｕとなっており、第２の例の接続部３７の上端部に配置された端子は、Ｗ相のコイル４１ｗと電気的に接続される端子３７ｗとなっている。このため、図８（ｂ）に示すように、仮にコネクタ５１が接続部３７に対して半差しになっていた場合には、上述の異常検出動作により端子３７ｕ、３７ｖ、および３７ｗのうち少なくともいずれか１つの端子（ここでは端子３７ｗ）の導通無しが検出され、コネクタ５１の半差しを精度良く検出することができる。
【０１０８】
［異常検出動作のフローチャート］
【０１０９】
図９は、本発明の一実施の形態においてモーター４の起動前にモーター制御部２１が行う異常検出動作を示すフローチャートである。
【０１１０】
図９を参照して、モーター制御部２１は、ｄ軸の指令電流値Ｉｄ＊および通電回数（複数の通電パターンの数）ｎを決定し、変数ｉをゼロに設定する（Ｓ１）。次にモーター制御部２１は、変数ｉをインクリメントし、通電パターンの電気角θＭを下記式（４）を用いて決定する（Ｓ３）。
【０１１１】
通電パターンの電気角θＭ＝２π×（変数ｉ−１）／通電回数ｎ  ・・・（４）
【０１１２】
次にモーター制御部２１は、指令電流値Ｉｄ＊およびＩｑ＊（Ｉｑ＊は、ここではゼロ）に基づいて、指令電圧値Ｖｑ＊およびＶｄ＊を算出し、指令電圧値Ｖｑ＊およびＶｄ＊を３相の指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、およびＶｗ＊に変換する。指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、およびＶｗ＊は、出力すべきＰＷＭ信号のデューティー比に相当する。続いてモーター制御部２１は、指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、およびＶｗ＊をＰＷＭ変換部２１４（たとえば空間ベクトル変調によるＰＷＭ信号生成器）に入力することにより、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々に電圧を印加（通電）する（Ｓ７）。モーター制御部２１は、指令電流値Ｉｑ＊およびＩｄ＊と、実際の電流値ＩｑおよびＩｄとの誤差を無くすように、指令電圧値Ｖｑ＊およびＶｄ＊をフィードバック制御する。
【０１１３】
続いてモーター制御部２１は、電流が安定する所定の時間が経過したか否かを繰り返し判別する（Ｓ９）。ステップＳ９において、所定の時間が経過したと判別した場合（Ｓ９でＹＥＳ）、モーター制御部２１は、Ｕ相およびＶ相のコイル４１ｕおよび４１ｖの各々に流れる電流値を測定し、Ｗ相のコイル４１ｗに流れる電流値を算出する（Ｓ１１）。得られた電流値は、ｉ回目の通電パターンを流すために必要な電圧を印加した場合にコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々に流れる電流値に相当する。
【０１１４】
次にモーター制御部２１は、通電を停止し（Ｓ１３）、変数ｉが通電回数ｎ以上であるか否かを判別する（Ｓ１５）。
【０１１５】
ステップＳ１５において、変数ｉが通電回数ｎ以上であると判別した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、モーター制御部２１は、検出した３相の電流値をチェックし（Ｓ１７）、複数の通電パターンを流すために必要な電圧の印加時に一度も導通しなかった相（電流値が一度も検出誤差以上の値とならなかった相）が存在するか否かを判別する（Ｓ１９）。
【０１１６】
ステップＳ１９において、複数の通電パターンを流すために必要な電圧の印加時に一度も導通しなかった相が存在すると判別した場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、モーター制御部２１は異常を通知し（Ｓ２１）、処理を終了する。
【０１１７】
ステップＳ２１において、モーター制御部２１は、複数の通電パターンを流すために必要な電圧の印加時に一度も導通しなかった相が少なくとも１つ存在する場合に、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々とスイッチング回路３１との間がオープン状態である異常またはスイッチング回路３１の異常があることを検出する。
【０１１８】
またステップＳ２１において、モーター制御部２１は、第１の異常ケースを検出した場合に、コネクタ半差し、ハーネス断線、または回路故障と判断し、第２の異常ケースを検出した場合に、コネクタ抜けまたはヒューズ切れを検出してもよい。
【０１１９】
ステップＳ１９において、複数の通電パターンを流すために必要な電圧の印加時に一度も導通しなかった相が存在しないと判別した場合（Ｓ１９でＮＯ）、モーター制御部２１は異常を検出せずに処理を終了する。
【０１２０】
［サービスマンによる作業］
【０１２１】
図１０は、本発明の一実施の形態において画像形成装置のサービスマンが行うモーター４の回転不良の原因を調査する作業のフローチャートである。
【０１２２】
図１０を参照して、モーター４の回転不良が発生すると（Ｓ１０１）、サービスマンは、画像形成装置において上述の異常検出動作を実行する（Ｓ１０３）。モーター４の回転不良とは、モーター４が所定時間以内に目標回転数付近に到達しない状態や、モーター４が回転中に所定時間以上目標回転数から大きく外れる状態を意味している。
【０１２３】
上述の異常検出動作の結果、第１の異常ケースが検出された場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、サービスマンは、ハーネス断線、コネクタ半差し、およびスイッチング回路故障の異常のうちいずれの異常が発生したのかをさらに調査する（Ｓ１０７）。
【０１２４】
上述の異常検出動作の結果、第２の異常ケースが検出された場合（Ｓ１０５でＮＯ、Ｓ１０９でＹＥＳ）、サービスマンは、コネクタ抜けおよびヒューズ切れの異常のうちいずれの異常が発生したのかをさらに調査する（Ｓ１１１）。
【０１２５】
なお、ヒューズ３４よりも下流側で電源３３の電力を検出可能な構成である場合において、第２の異常ケースであるときは、サービスマンは、コネクタ抜けの確認のみを行ってもよい。
【０１２６】
一方、上述の異常検出動作の結果、異常が検出されなければ（Ｓ１０９でＮＯ）。サービスマンは、過負荷、導通不良、または駆動電源不良などの他の異常の有無を調査する（Ｓ１１３）。
【０１２７】
［実施の形態の効果］
【０１２８】
上述の実施の形態によれば、利便性を向上することができる。第１に、ローター４３の位置を移動させることなく異常検出が行われるため、モーター４の起動の失敗やモーター４の起動時間の増加を防止することができる。第２に、サービスマンが修理に要する時間を短縮することができ、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。すなわち、異常検出動作により３相全ての導通の有無が得られるので、サービスマンは、モーター４の回転不良の原因が、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの各々とスイッチング回路３１との間のオープン状態、またはスイッチング回路３１の異常を原因とするものか、それ以外の異常を原因とするものかを区別することができる。その結果、サービスマンは、図６に示す種類の異常の発生の有無を１つずつ順番に検査する従来の作業と比較して、モーター４の回転不良の原因を容易に絞り込むことができる。
【０１２９】
［その他］
【０１３０】
（１）  モーター制御部２１は、異常検出用の複数の通電パターンのうち少なくとも１つの通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗに印加した場合に電流検出部２２で検出した電流に基づいて、ローター４３の磁極位置（初期磁極位置）を推定（検出）してもよい。この場合、モーター制御部２１は、異常検出用の複数の通電パターンのみを用いてローター４３の磁極位置を推定してもよいし、異常検出用の通電パターンとは異なる磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗに追加で印加し、磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗに印加した場合に電流検出部２２で検出した電流にさらに基づいて、ローター４３の磁極位置を推定してもよい。磁極位置検出用の通電パターンは、磁極位置検出用の通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗに印加した場合にローター４３を回転させないものである必要がある。
【０１３１】
異常検出用の複数の通電パターンを流すために必要な電圧を利用して初期磁極位置を検出することにより、異常検出動作と初期磁極位置の推定動作とを並行して行うことができ、処理時間の短縮を図ることができる。
【０１３２】
（２）  モーター制御部２１は、異常検出用の複数の通電パターンのうち少なくともいずれか１つの通電パターンを流すために必要な電圧を３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗに印加した場合に電流検出部２２で検出した電流に基づいて、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗの各々の抵抗値を測定してもよい。
【０１３３】
モーター制御部２１は、モーター４の起動中や起動後の定常回転速度での駆動中に、ローター４３の磁極位置を推定する演算を行う。コイルの温度が上昇した場合には、コイルの抵抗値が変化し、パラメータとして保持している抵抗値と実際のコイルの抵抗値とが乖離する。その結果、推定される磁極位置に誤差が生じるおそれがある。上述の方法で実際の抵抗値を測定し、測定した抵抗値を用いてローター４３の磁極位置を推定することで、磁極位置の誤差を補正することができる。
【０１３４】
（３）  電流検出部２２は、２相のコイル４１ｕおよび４１ｗに流れる電流を計測し、その計測結果に基づいて他の１相のコイル４１ｗに流れる電流を算出する２シャント方式を採用する代わりに、３相のコイル４１ｕ、４１ｖ、および４１ｗの全てにおいて電流を計測してもよい。
【０１３５】
（４）  異常検出用の通電パターンをモーター制御部２１が生成する代わりに、異常検出用の通電パターンを上位制御部１０が生成しモーター制御部２１に指示してもよい。モーター制御部２１が異常を検出する代わりに、上位制御部１０（ＣＰＵ１１）が電流検出部２２の検出結果を読み出して異常を検出してもよい。
【０１３６】
（５）  モーター制御部２１、電流検出部２２、および上位制御部１０（ＣＰＵ１１）は、それぞれ別デバイスであってもよいし、１つのデバイス（ＡＳＩＣなど）であってもよい。
【０１３７】
上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアにより行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザーに提供することにしてもよい。プログラムは、ＣＰＵなどのコンピューターにより実行される。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。
【０１３８】
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【符号の説明】
【０１３９】
１  装置メイン基板（モーター制御装置の一例）
４  モーター
５  ワイヤーハーネス
６  操作パネル
１０  上位制御部
１１  ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）
１２  ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）
１３  ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）
２０  ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）
２１  モーター制御部（制御手段、異常判断手段、磁極位置検出手段、および抵抗値測定手段の一例）
２２  電流検出部（電流検出手段の一例）
３０  駆動回路
３１  スイッチング回路
３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ  スイッチング素子
３３  電源（駆動電源回路の一例）
３４  ヒューズ
３５  プリドライブ回路
３６ｕ，３６ｖ  電流計
３７，４２  接続部（接続部の一例）
３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ，３７ｘ，３７ｙ  端子（装置側端子の一例）
４１ｕ，４１ｖ，４１ｗ  コイル（３相のコイルの一例）
４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ  端子
４３  ローター
５１，５２  コネクタ
５３ｕ，５３ｖ，５３ｗ，５３ｘ，５３ｙ  ケーブル
２１１  速度制御部
２１２  電流制御部
２１３，２１５  座標変換部
２１４  ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変換部
２１６  初期位置推定部
２１７  磁極位置推定部
ＲＧ  検出誤差
Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗ  有効パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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