(57)【要約】【課題】ロータ位置の検出のための磁気センサを要しないモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置は、モータの複数のコイルのそれぞれに励磁のための電流を供給する供給手段と、複数のコイルの少なくとも１つのコイルのインダクタンスの変化に応じて変化する物理量を検出する第１検出手段と、第１検出手段が検出する物理量によりモータのロータの回転位置を判定する判定手段と、を備えている。【選択図】図１
2015104263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの複数のコイルのそれぞれに励磁のための電流を供給する供給手段と、
前記複数のコイルの少なくとも１つのコイルのインダクタンスの変化に応じて変化する物理量を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段が検出する物理量により前記モータのロータの回転位置を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記複数のコイルそれぞれの誘起電圧を検出する第２検出手段をさらに備えており、
前記判定手段は、前記ロータが停止しているときと、前記ロータの回転速度が所定値以下のときには、前記第１検出手段が検出する物理量により前記ロータの回転位置を判定し、前記ロータの回転速度が前記所定値より大きいときには、前記第２検出手段が検出する誘起電圧により前記ロータの回転位置を判定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第２検出手段が検出する誘起電圧により、前記ロータの回転速度を判定することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記第１検出手段が検出する物理量は、コイルに流れる電流の立ち上がりの早さであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記第１検出手段は、コイルに電圧を印加してから所定時間後の電流値を測定することで、当該コイルに流れる電流の立ち上がりの早さを測定することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記第１検出手段がコイルに電圧を印加する期間は、前記ロータを回転させない期間であることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記ロータの回転位置と前記第１検出手段が検出する物理量との関係を示す情報を保持する保持手段をさらに備えており、
前記判定手段は、前記保持手段が保持する情報を使用して前記ロータの回転位置を判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記ロータの各回転位置において前記第１検出手段が検出する物理量を測定することで、前記ロータの回転位置と前記第１検出手段が検出する物理量との関係を示す情報を生成し、前記生成した情報を前記保持手段に保持させる測定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記第１検出手段が検出する物理量の変化により前記ロータの回転位置の変更を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記第１検出手段が検出する前記複数のコイルの内の所定のコイルについての物理量の変化により前記ロータの回転位置の変更を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記第１検出手段が検出する前記複数のコイルの内の所定のコイルについての物理量により前記ロータの回転位置の変更を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
モータの励磁相に電流を供給する供給手段と、
前記モータの励磁相に含まれるコイルのインダクタンスの変化に応じて変化する物理量を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段が検出する物理量により前記モータのロータの回転位置を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１３】
モータと、
画像形成のために前記モータにより回転される回転部材と、
前記モータを制御する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の回転部材の駆動源には、直流（ＤＣ）ブラシレスモータや、ブラシ付きＤＣモータや、ステッピングモータ等が用いられている。このうち、ＤＣブラシレスモータは、ロータ位置を検出するセンサであるホール素子を有するものが一般的であるが、特許文献１に記載されている様にホール素子を有さないセンサレスタイプのものも使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７９１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
センサレスタイプのＤＣブラシレスモータでは、誘起電圧によりロータ位置を検出しているため、誘起電圧が発生しない停止中や、誘起電圧が低い低速回転中には、ロータ位置を検出できず、オープンループ制御を行う。特許文献１は、ＤＣブラシレスモータに１つの磁気センサを設け、起動時等においては磁気センサの出力に基づき駆動制御を行うことを開示している。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、ＤＣブラシレスモータに、磁気センサと、磁気センサのための着磁パターンを必要としコスト高になる。
【０００５】
本発明は、ロータ位置の検出のための磁気センサを要しないモータ制御装置と、当該モータ制御装置を有する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、モータの複数のコイルのそれぞれに励磁のための電流を供給する供給手段と、前記複数のコイルの少なくとも１つのコイルのインダクタンスの変化に応じて変化する物理量を検出する第１検出手段と、前記第１検出手段が検出する物理量により前記モータのロータの回転位置を判定する判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
モータにロータ位置を検出するための磁気センサを設けることなく、ロータ位置を検出することができる。 
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態によるモータの制御構成を示す図。
【図２】一実施形態によるモータの構造を示す図。
【図３】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図４】一実施形態による停止中又は低速回転中のロータ位置検出の説明図。
【図５】一実施形態による高速回転中のロータ位置検出の説明図。
【図６】一実施形態による位置制御モードでの制御部における処理のフローチャート。
【図７】一実施形態による位置制御モードでのモータ制御部における処理のフローチャート。
【図８】一実施形態による速度制御モードでの制御部における処理のフローチャート。
【図９】一実施形態による速度制御モードでのモータ制御部における処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の実施形態は例示であり、本発明を以下に説明する実施形態に限定するものではない。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図３（Ａ）は、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリといった、本実施形態による、画像形成装置１０を示している。画像形成装置１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれのトナー像を形成するための形成部を含む画像形成部１を備えている。各色に対応する形成部は、感光体、露光部、現像部等を有し、帯電された感光体を露光部が光で走査することで静電潜像を形成し、現像部が静電潜像をトナーで現像することで対応する色のトナー像を形成する。一方、カセット２５の記録材は、給紙ローラ２６により搬送路２７に送り出される。画像形成部１は、この搬送路２７を搬送される記録材に各感光体に形成したトナー像を転写する。なお、各感光体のトナー像を重ねて記録材に転写することで多色のトナー像が形成される。記録材はその後、加熱ローラ２４１及び加圧ローラ２４２を含む定着部２４へと搬送され、定着部２４は、記録材を加熱及び加圧して、トナー像を記録材に定着させる。なお、モータ１５１は、定着部２４の加熱ローラ２４１及び加圧ローラ２４２の回転駆動等を行う。
【００１１】
なお、印刷中、つまり記録材の画像形成を行う際、加熱ローラ２４１及び加圧ローラ２４２は、所定の圧力で当接され、搬送路２７の搬送方向に従い正回転される。一方、印刷中以外の状態において、加熱ローラ２４１及び加圧ローラ２４２は、離間する様に制御される。この加熱ローラ２４１及び加圧ローラ２４２の当接離間は、モータ１５１を印刷中とは逆方向に回転させ、これにより、ワンウェイクラッチ経由で、図示しない当接離間カムを駆動することにより行う。この当接離間動作のために、モータ１５１の逆回転制御、及び、当接離間カムの位置センサの出力に基づくモータ１５１の位置制御が行われる。
【００１２】
図３（Ｂ）は、本実施形態による画像形成装置１０の制御構成を示している。制御部１１は、画像形成装置１０全体の制御を行う。制御部１１は、例えば、プロセッサを有し、制御部１１内のメモリに格納されている制御プログラムやデータ等に従い各種制御を実行する。高圧電源１６は、感光体の帯電バイアスや、現像のための現像バイアス等の比較的高い電圧を生成して画像形成部１等に供給する。一方、低圧電源１２は、画像形成装置１０の各部に必要な比較的低い電圧の生成及び供給を行う。センサ１３は、画像形成装置１０内の各部の状況を検出する１つ以上のセンサを示している。また、モータ制御部１４は、制御部１１の指示により各モータ１５の制御を行う。なお、モータ１５は、モータ１５１を含む、画像形成装置１０に含まれる１つ以上のモータを示している。表示部２０は、画像形成装置１０の動作状況をユーザに表示する。通信コントローラ２１は、印刷する画像データを画像形成装置１０に転送するホストコンピュータ２２との通信処理を行う。
【００１３】
続いて、モータ１５１等を制御するモータ制御部１４の構成について図１を用いて説明する。なお、画像形成装置１０の一構成要素であるため以下の説明ではモータ制御部１４と呼ぶが、モータ制御部１４を１つの装置としてモータ制御装置と呼ぶこともできる。また、制御部１１及びモータ制御部１４を含む装置をモータ制御装置と呼ぶこともできる。モータ制御部１４は、例えば、マイコン等で実現する処理部５１を備えている。処理部５１の基準クロック生成部５６は、水晶発振子５０からの信号に基づき基準クロックを生成する。処理部５１のカウンタ５４は、基準クロックにより、制御部１１からのパルス信号をカウントし、カウントした値により、入力パルスの周期や、時間を管理する。また、処理部５１は、割り込みポート５７に信号が入力された場合、それをトリガとして、割り込みポート５７に応じた割り込み処理を実行する。通信ポート５２は、制御部１１とシリアルデータ通信を行う。パルス幅変調（ＰＷＭ）ポート５８は、３相インバータ６０の各スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する。
【００１４】
３相インバータ６０のスイッチング素子は、例えば、ＦＥＴであり、ＰＷＭ信号により駆動されることで、モータ１５１の複数のコイル７３（Ｕ相）、７４（Ｖ相）及び７５（Ｗ相）に励磁のための電流を供給する。この様に、３相インバータ６０は、モータ１５１を駆動する電流の供給部として動作する。また、各コイル７３、７４、７５に供給された電流は、抵抗６３で電圧に変換され、処理部５１のＡＤコンバータ５３に、励磁電流を示す値として入力される。また、モータ制御部１４のコンパレータ６４は、各コイル７３、７４、７５が共に接続される接続点である中性点７６と、各コイル７３、７４、７５の他端の電圧とを比較して比較結果を処理部５１の割り込みポート５７に出力する。つまり、コンパレータ６４は、各コイル７３、７４、７５の誘起電圧の方向を示す信号を処理部５１に出力する。なお、コンパレータ６４の入力部分には、適宜、フィルタを設けることができる。また、コンパレータ６４を使用するのではなく、処理部５１において、各コイル７３、７４、７５の両端の電圧を比較しても良い。さらに、不揮発性メモリ５５は、処理部５１がその処理に使用するデータ等を保持する保持部である。
【００１５】
続いて、モータ１５１の構造について図２を用いて説明する。本実施形態において、モータ１５１は、６スロットのステータ７１と、４極のロータ７２を有し、ステータ７１には３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の各コイル７３、７４、７５が設けられている。ロータ７２は、永久磁石により構成され、Ｎ極とＳ極をそれぞれ２つ有する。ロータ７２の停止位置（停止時の回転位相）は、励磁されているコイル７３、７４、７５の組み合わせ、つまり、励磁相により決まる。ここで、以下の説明において、Ｘ−Ｙ相を励磁するとは、Ｘ相がＮ極、Ｙ相がＳ極となる様に励磁することを意味するものとする。例えば、Ｕ−Ｖ相を励磁するとＵ相（コイル７３）がＮ極、Ｖ相（コイル７４）がＳ極となり、ロータ７２は、図２（Ａ）に示す位置で停止する。次に、Ｕ−Ｗ相を励磁すると、Ｕ相（コイル７３）がＮ極、Ｗ相（コイル７５）がＳ極となり、ロータ７２は、図２（Ｂ）に示す位置で停止する。以下の説明において、ロータ７２を、ある位置から１つ隣の位置、例えば、図２（Ａ）の位置から、図２（Ｂ）の位置に移動させることを、１ステップ移動させる、或いは、１ステップ進めると表現する。
【００１６】
続いて、モータ１５１が停止している場合のロータ７２の停止位置（回転位置）の検出について説明する。本実施形態では、ロータ７２の停止位置により、各コイル７３、７４、７５のインダクタンスが変化することを利用して、ロータ７２の停止位置を検出する。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。また、電磁鋼板の透磁率は外部磁界が有る場合には小さくなり、よって、コアの透磁率に比例するコイルのインダクタンスも小さくなる。
【００１７】
例えば、図２（Ａ）に示す様に、Ｕ相のコイル７３の対向位置には、ロータ７２のＳ極のみが存在する様にロータ７２が停止しているものとする。この場合、ロータ７２による外部磁界の影響が大きいため、コイル７３のインダクタンスの低下率が大きくなる。また、このインダクタンスの低下率は、Ｕ相のコイル７３に流す電流の向きによっても変化する。具体的には、コイル７３に流す電流による磁界の方向をロータ７２からの外部磁界と同じ方向にすると、逆方向にするよりインダクタンスの低下率が大きくなる。よって、図２（Ａ）の場合、Ｕ相（コイル７３）をＮ極に励磁した場合と、Ｕ相（コイル７３）をＳ極に励磁した場合とを比較すると、Ｕ相（コイル７３）をＮ極に励磁した場合の方がインダクタンスの低下率が大きくなる。
【００１８】
一方、図２（Ａ）の状態において、Ｗ相（コイル７５）には、ロータ７２のＳ極とＮ極の両方が対向している。よって、ロータ７２による外部磁界の影響が小さく、コイル７５の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の停止位置によって、各コイル７３、７４、７５のインダクタンスは異なる値となる。図４（Ａ）は、ロータ７２の停止位置と、励磁相の１つであるＵ−Ｖ相の合成インダクタンスの関係を示している。なお、図４（Ａ）及び以後の説明において、ロータ７２の停止位置をその励磁相により示すものとする。また、Ｕ−Ｖ相の合成インダクタンスとは、Ｕ相をＮ極、Ｖ相をＳ極とする様に電流を流して測定したコイル７３とコイル７４の合成インダクタンスを意味するものとする。
【００１９】
本実施形態では、インダクタンスの変化に応じて変化する物理量を検出することでインダクタンスを検出する。例えば、インダクタンスの値により、コイルに電流を流した時の電流の立ち上がりの早さは異なるため、この立ち上がりの早さを測定する。具体的には、図４（Ｂ）に示す様に、処理部５１は、ＰＷＭ信号を所定の期間ＴｓｏｎだけＯＮにする。そして、処理部５１は、ＰＷＭ信号をＯＮにし、コイルに電圧を印加したタイミングから所定時間後（時間Ｔｓｎｓ後）に、図１の抵抗６３に生じる電圧をＡＤコンバータ５３（第１検出部）で検出することで、立ち上がりの早さを測定することができる。なお、所定期間Ｔｓｏｎは、発生したトルクによりロータ７２が動くことがない期間とする。
【００２０】
ロータ７２の停止位置と、電流を流す励磁相と、抵抗６３に発生する電圧との関係は、予め求めて不揮発性メモリ５５に保持させておくことができる。また、制御部１１は、モータ制御部１４を制御して、この関係を測定して不揮発性メモリ５５に保持させることもできる。以下、この関係の測定方法について説明する。処理部５１は、現在のロータ７２の回転位置に対応した第１励磁相を所定の期間Ｔｄｏｎだけ励磁し、続いて、第１励磁相から、ロータ７２を１ステップだけ移動させる第２励磁相を所定の期間Ｔｄｏｎだけ励磁する。ここで、期間Ｔｄｏｎは、ロータ７２が移動した際の振動が十分におさまる期間以上とする。以上の動作によりロータ７２は、第２励磁相に対応した位置で停止する。その状態において、各励磁相（Ｕ−Ｖ、Ｕ−Ｗ、Ｖ−Ｗ、Ｖ−Ｕ、Ｗ−Ｕ、Ｗ−Ｖ）について、上述した様に抵抗６３に発生する電圧を測定する。つまり、各励磁相について、ＰＷＭ信号を期間ＴｓｏｎだけＯＮにし、ＰＷＭ信号をＯＮにしたタイミングから期間Ｔｓｎｓ後の抵抗６３の電圧を測定する。
【００２１】
続いて、処理部５１は、ロータ７２をさらに１ステップ進めて、各励磁相について抵抗６３に発生する電圧を測定する。この処理を、ロータ７２の総ての停止位置、本例では、６つの停止位置のそれぞれで行うことで、ロータ７２の停止位置と、励磁相と、抵抗６３の電圧との関係を測定することができる。なお、測定した関係は、処理部５１の不揮発性メモリ５５に保持させる。図４（Ｃ）は、各ロータ７２の各停止位置と、Ｕ−Ｖ相に電流を流した際に抵抗６３に生じる電圧との関係を示している。図４（Ｃ）に示す様に、Ｕ−Ｖ相に電流を流した際に抵抗６３に生じる電圧は、ロータ７２の停止位置がＵ−Ｖ相の位置である場合に最大となる。この様に、ロータ７２の停止位置に応じて抵抗６３に生じる電圧が異なるため、処理部５１は、抵抗６３の電圧によりロータ７２の停止位置を判定することができる。具体的には、例えば、１つ以上の励磁相に電流を流したときの所定時間後の抵抗６３の電圧をそれぞれ測定し、不揮発性メモリ５５に保持した情報からロータ７２の現在の停止位置を判定できる。この様に、処理部５１は、ロータ７２の回転位置を判定する判定部として動作する。また、処理部５１は、ロータ７２の停止位置と、励磁相と、抵抗６３の電圧との関係を測定する測定部としても動作できる。
【００２２】
なお、上記関係の測定は、例えば、画像形成装置の電源投入後の初期化シーケンス中に行うことができる。また、環境温度や、モータ１５１の温度や、画像形成装置の各部の電圧等が変化することで、モータ１５１への電流値が変わる可能性があるため、所定期間の経過や所定枚数を印刷する度に関係の測定を行うことができる。さらに、環境温度が、所定温度以上変化した場合に測定を実行することもできる。また、ロータ７２の位置を検出する度に、検出結果を用いてロータ７２の位置と、抵抗６３に生じる電圧との関係を更新してもよい。
【００２３】
続いて、モータ１５１が各コイル７３、７４及び７５に誘起電圧を十分に発生させる回転速度で回転している場合のロータ７２の位置検出について図５を用いて説明する。図５のインバータ出力−中性点間電圧は、１２０度通電を行った場合の各コイル７３（Ｕ相）、７４（Ｖ相）、７５（Ｗ相）それぞれの両端の電圧の時間変化の概略を示している。また、コンパレータ出力は、図１のコンパレータ６４の出力である。処理部５１は、コンパレータ６４（第２検出部）の出力の立ち上がり及び立下り点によりロータ７２の回転位置を判定することができる。
【００２４】
続いて、本実施形態のモータ制御方法について説明する。本実施形態において、制御部１１は、シリアル通信を用いてモータ制御部１４に動作モードを指示する。本実施形態において、制御部１１が指示する動作モードは、位置制御モードと速度制御モードの２種類を含んでいる。位置制御モードの場合、モータ制御部１４は、制御部１１から基準パルスを受信する度に位置制御を実行する。また、速度制御モードの場合、モータ制御部１４は、制御部１１から受信する基準パルスの周期に応じた回転速度となる様にモータ１５１を制御する。
【００２５】
まず、位置制御モード時の制御部１１及びモータ制御部１４での処理を図６及び図７のフローチャートを用いて説明する。まず図６のＳ１０１において、制御部１１は、シリアル通信によりモータ制御部１４に位置制御モードを指示する。このとき、制御部１１は、回転方向と、ホールドトルクと、駆動トルクについてもモータ制御部１４に通知する。なお、ホールドトルクは、ロータ７２を動かさない程度のトルクであり、駆動トルクは、ロータ７２を回転させるのに必要なトルクである。その後、制御部１１は、Ｓ１０２で移動ステップの数をカウントするカウンタをクリアし、Ｓ１０３でモータ制御部１４にパルス信号を送信する。
【００２６】
一方、モータ制御部１４は、制御部１１から位置制御モードを指示されると、位置制御モードに移行し、図７のＳ２０１において、指示された回転方向を設定する。さらに、モータ制御部１４は、Ｓ２０１において、指示されたホールドトルクとするためのＰＷＭ信号のデューティ比である第１デューティと、指示された駆動トルクとするための第２デューティを設定する。続いて、モータ制御部１４は、Ｓ２０２で、図４（Ｂ）を用いて説明したロータ７２の停止位置の検出を実行する。モータ制御部１４は、Ｓ２０３で、検出した停止位置にロータ７２を固定するための励磁相を決定し、Ｓ２０４で決定した励磁相に電流を流す。なお、このときのＰＷＭ制御は、ホールドトルクに対応する第１デューティに従う。その後、モータ制御部１４は、Ｓ２０５で制御部１１からパルス信号を受信するまで待機する。モータ制御部１４は、パルス信号を受信すると、設定した回転方向にロータ７２が１ステップ移動する様にＳ２０６で励磁相を設定し、駆動トルクに対応する第２デューティでＰＷＭ制御を行う。
【００２７】
モータ制御部１４は、所定期間Ｔｄｏｎが経過するまでＳ２０７で待機し、期間Ｔｄｏｎが経過すると、Ｓ２０８で、第１デューティに切り替えてロータ７２を固定し、ロータ位置の検出を行う。なお、所定期間Ｔｄｏｎは、ロータ７２が移動した際の振動が十分におさまる期間以上とする。モータ制御部１４は、ロータ７２の検出位置をＳ２０９で制御部１１に通知し、Ｓ２１０で、制御部１１からの指示を待つ。Ｓ２１０で、制御部１１からの指示を受信すると、Ｓ２１１で、指示に従い各設定を更新する。なお、ここでの制御部１１からの指示とは、位置制御モードの継続又は終了（モータ停止）や、回転方向、ホールドトルク、駆動トルクの変更等である。なお、モータ制御部１４は、Ｓ２１２で、位置制御モードの終了、つまり、モータの停止が指示されたかを判定し、指示された場合には、Ｓ２１３で励磁をオフとして処理を終了する。一方、位置制御モードの継続の場合、モータ制御部１４は、Ｓ２０５からの処理を繰り返す。
【００２８】
図６に戻り、制御部１１は、Ｓ１０３でのパルス信号の送信後、Ｓ１０４でモータ制御部１４からロータ位置を示す情報を受信するまで待機する。ロータ位置を示す情報を受信すると、制御部１１は、ロータ位置が１ステップ移動したかをＳ１０５で判定し、移動していると、Ｓ１０６でカウンタを更新する。その後、制御部１１は、Ｓ１０７で、モータ１５１を停止させるかを判定し、停止させる場合にはＳ１１１でモータ１５１の停止をモータ制御部１４に通知する。なお、制御部１１は、例えば、所望のステップ数だけロータ７２を回転させたかや、ロータ７２が所望の位置となったか等によりモータ１５１を停止させるかを判定する。移動を継続させる場合、制御部１１は、Ｓ１０８で位置制御モードの継続をモータ制御部１４に通知し、Ｓ１０３からの処理を繰り返す。
【００２９】
一方、Ｓ１０５でロータ７２が回転していない場合、制御部１１は、Ｓ１０９で既に所定回数のリトライを行ったかを判定する。リトライの回数が所定回数に達していない場合、Ｓ１１０で、既にモータ制御部１４に通知した駆動トルクを増加させる様に更新して、更新した駆動トルクをモータ制御部１４に通知する。そして、制御部１１は、Ｓ１０３からの処理を繰り返す（リトライ）。制御部１１は、ロータが移動しないことによる、Ｓ１１０での駆動トルクの更新を所定回数行ったと、Ｓ１０９で判定すると、制御部１１はモータ１５１の異常と判定し、Ｓ１１１でモータ停止をモータ制御部１４に通知する。
【００３０】
続いて、速度制御モード時の制御部１１及びモータ制御部１４での処理を図８及び図９のフローチャートを用いて説明する。まず図８のＳ３０１において、制御部１１は、速度制御モードをモータ制御部１４に指示する。また、このとき、制御部１１は、回転方向、ホールドトルク及び駆動トルクもモータ制御部１４に通知する。さらに、制御ループのゲイン設定等を通知することもできる。その後、制御部１１は、Ｓ３０２で、ロータ７２の回転速度に応じた周期のパルス信号を設定して出力し、Ｓ３０３で、タイムアウト用のカウンタＣＮＴ１に値Ｔ１を設定する。ここで、ＣＮＴ１に設定する値Ｔ１は、モータ１５１を目標とする回転速度まで加速するのに必要な時間以上の値とする。
【００３１】
一方、モータ制御部１４は、制御部１１から速度制御モードを指示されると、速度制御モードに移行し、図９のＳ４０１において、指示された回転方向を設定する。さらに、モータ制御部１４は、Ｓ４０１において、指示されたホールドトルクとするためのＰＷＭ信号のデューティ比である第１デューティと、指示された駆動トルクとするための第２デューティを設定する。続いて、モータ制御部１４は、Ｓ４０２で、図４（Ｂ）を用いて説明したロータ７２の停止位置の検出を実行する。モータ制御部１４は、Ｓ４０３で、検出した停止位置にロータ７２を固定するための励磁相を決定し、Ｓ４０４で決定した励磁相に電流を流す。なお、このときのＰＷＭ制御は、ホールドトルクに対応する第１デューティに従う。
【００３２】
モータ制御部１４は、Ｓ４０５で、制御部１１からパルス信号が入力されるまで待機し、パルス信号が入力されると、Ｓ４０６でパルス信号の周期を測定して、目標速度を判定し、判定した目標速度を設定する。その後、モータ制御部１４は、Ｓ４０７で、カウンタＣＮＴ２を所定の値Ｔ２１に設定する。ここで、値Ｔ２１は、ロータ７２が１ステップ移動するのに必要十分な時間とする。Ｓ４０８で、モータ制御部１４は、モータ１５１の停止が指示されていないかを判定し、指示されていると、Ｓ４１８で励磁をオフとする。一方、モータ１５１の停止が指示されていないと、Ｓ４０９で、ロータ７２を１ステップ、設定した回転方向に移動させる。その後、モータ制御部１４は、ＣＮＴ２を時間経過に応じて減じながらＳ４１０でＣＮＴ２が０となるまで待機し、ＣＮＴ２の値が０になると、ＣＮＴ２に値Ｔ２２を設定する。ここで、値Ｔ２２も、ロータ７２が１ステップ移動するのに必要十分な時間であるが、ロータ７２は加速により１ステップ移動するのに必要な時間が徐々に短くなるため、値Ｔ２２は値Ｔ２１より小さい値とする。その後、モータ制御部１４は、Ｓ４１１でＣＮＴ２に設定した値Ｔ２２が、所定の閾値Ｔｔｈ以下であるかを判定し、閾値Ｔｔｈ以下でなければ、Ｓ４０８からの処理を繰り返す。なお、Ｓ４０８からＳ４１２の繰り返しにおいて、Ｓ４１１でＣＮＴ２に設定する値Ｔ２ｋは、１回前のＳ４１１でＣＮＴ２に設定した値Ｔ２（ｋ−１）より小さい値である。また、閾値Ｔｔｈは、図５で説明した誘起電圧による位置検出が可能となる回転速度の所定値又は当該所定値より大きい値に決定し、予め不揮発性メモリ５５に保存しておく。さらに、ＣＮＴ２に設定する初期値Ｔ２１と、その後の、Ｓ４１１で設定する値の変化の割合は、モータ１５１のトルクが、負荷を駆動するのに十分であり、よって、ロータ７２を問題なく加速できる様に決定して予め不揮発性メモリ５５に保存しておく。
【００３３】
Ｓ４１２において、ＣＮＴ２に設定した値が閾値Ｔｔｈ以下になると、モータ制御部１４は、Ｓ４１３で、モータ１５１の位置検出を、コンパレータ６４の出力波形により行う様に切り替える。その後、モータ制御部１４は、ロータ７２の位置に応じて、Ｓ４１４で励磁相の切り替えを行い、Ｓ４１５でロータ７２の回転位置を検出し、その変化からロータ７２の回転速度を求め、回転速度が目標速度になる様にＰＷＭ制御を行う。さらに、モータ制御部１４は、Ｓ４１６で、ロータ７２の回転速度を制御部１１に通知する。モータ制御部１４は、Ｓ４１７で制御部１１から、モータ１５１の停止を指示されているかを判定し、停止を指示されている場合、Ｓ４１８で励磁をオフとする。一方、停止を指示されていない場合、モータ制御部１４は、Ｓ４１４からの処理を繰り返す。
【００３４】
なお、Ｓ４１４からＳ４１６の制御において、モータ制御部１４は、以下に述べる制御を並行して行うことができる。まず、パルス信号の周期を、励磁相切り替えの周期と合わせておく。そして、パルス信号のエッジ毎に、カウンタＣＮＴ３の値を１だけ増加させ、さらに、ロータ７２が１ステップ移動すると、ＣＮＴ３の値を１だけ減ずる。この様に構成することで、ＣＮＴ３の値は、位置誤差情報として使用できる。この位置誤差情報に、所定のゲインを乗じ、さらに目標速度に加えることで、目標速度は位置の誤差量に応じて変化する。具体的には、ＣＮＴ３の値が正であれば、これは、目標位置に対して実際の位置が遅れていることを示すが、この場合、目標速度が上昇するので、位置の遅れを解消するように作用する。逆に、ＣＮＴ３の値が負であれば、これは、目標位置に対して実際の位置が進んでいることを示すが、この場合、目標速度が下がるので、位置の進みを解消するように作用する。
【００３５】
図８に戻り、制御部１１は、Ｓ３０３でＣＮＴ１に値Ｔ１を設定後、Ｓ３０４でモータ１５１の回転を継続させるか停止させるかを判定し、停止させるのであれば、Ｓ３１４でパルス信号の出力を停止して、モータ制御部１４にモータ１５１の停止を通知する。一方、モータ１５１の回転を継続する場合、制御部１１は、モータ制御部１４から通知されるロータ７２の回転速度が目標速度に達したかをＳ３０５で判定する。ロータ７２の回転速度が目標速度に達していない場合、制御部１１は、Ｓ３０６でＣＮＴ１を経過時間だけ減じながら、ＣＮＴ１の値が０となるまで、Ｓ３０４からの処理を繰り返す。ＣＮＴ１が０となっても、ロータ７２の回転速度が目標速度に達しない場合、Ｓ３０７の判定が"Ｙｅｓ"となり、この場合、制御部１１は、モータ１５１の異常と判定して、Ｓ３１４でモータ１５１を停止させる。
【００３６】
一方、時間Ｔ１内に、ロータ７２の回転速度が目標速度に達すると、Ｓ３０５は"Ｙｅｓ"となり、この場合、制御部１１は、Ｓ３０８で、ＣＮＴ１に値Ｔ３を設定する。値Ｔ３は、故障等が発生した場合に、すみやかに動作を停止できる程度の値、例えば、１秒程度とする。制御部１１は、Ｓ３０９でモータ１５１の回転を継続させるか停止させるかを判定し、停止させるのであれば、Ｓ３１４でモータ１５１を停止させる。一方、モータ１５１の回転を継続する場合、制御部１１は、モータ制御部１４から通知されるロータ７２の回転速度と目標速度との誤差が所定値以下であるかをＳ３１０で判定する。誤差が所定値以下であれば、Ｓ３１３でＣＮＴ１に値Ｔ３を再設定してＳ３０９からの処理を繰り返す。一方、誤差が所定値を超えている場合、制御部１１は、Ｓ３１１でＣＮＴ１の値を減じながら、時間Ｔ３の間にロータ７２の回転速度の誤差が所定値以下になるかを判定する。時間Ｔ３の間、継続して誤差が所定値を超えていると、Ｓ３１２の判定が"Ｙｅｓ"となり、この場合、制御部１１は、モータ１５１の異常と判定し、Ｓ３１４でモータ１５１を停止させる。
【００３７】
以上、励磁相のコイルのインダクタンスの変化に応じて変化する物理量を検出することで、磁気センサを設けることなく、停止時及び低速回転時のロータ７２の位置検出を行うことができる。なお、上記実施形態では、定着部２４を駆動するモータ１５１を例にして説明を行ったが、画像形成装置の回転部材を回転させる他のモータに対しても同様に本発明を適用できる。また、図２に示すモータ１５１の構成は例示であり他の極数のモータを使用することができる。
【００３８】
＜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。例えば、ロータ７２が、図２（Ａ）に示す状態であると、Ｕ−Ｖ相の合成インダクタンスは最小となり、Ｕ−Ｖ相を所定期間だけ励磁した際の抵抗６３の電圧は最大となる。その後、ロータ７２を１ステップだけ移動させ、例えば、図２（Ｂ）に示す状態になると、Ｕ−Ｖ相を所定期間だけ励磁した際の抵抗６３の電圧は、図２（Ａ）の時より減少する。したがって、ある状態において、ある相を励磁した際の抵抗６３の検出電圧と、１ステップだけロータ７２を移動させた後にこの相を励磁した際の抵抗６３の検出電圧は異なるものとなる。したがって、同じ相を励磁した際の抵抗６３の検出電圧の変化を検出することでロータ７２が１ステップ移動したことを判定できる。
【００３９】
＜第三実施形態＞
第二実施形態は、同じ相を励磁した際の抵抗６３の電圧の変化によりロータ７２の移動を判定するものであった。図４（Ａ）に示す様に、励磁によりロータ７２を停止させた場合、この励磁した相の合成インダクタンスが最小となり、図４（Ｃ）に示す様に抵抗６３の電圧は最大となる。したがって、本実施形態では、抵抗６３の電圧値が、予め測定した最大値であるかを判定することでロータ７２の位置を検出する。なお、最大値以外の、予め測定した、他の値とは区別可能な特徴値であることを検出することでロータ７２の位置を検出することもできる。また、ロータ７２の移動毎に、所定の励磁相に電流を流して抵抗６３の電圧を測定し、その最大値に基づきロータ７２の位置を検出することもできる。
【００４０】
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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