CN110165958A - 马达控制装置、片材输送装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及马达控制装置、片材输送装置和图像形成装置。一种控制马达的装置包括检测器、相位确定器、生成器和控制器，检测器检测流过马达绕组的驱动电流，相位确定器基于检测到的驱动电流来确定马达转子的旋转相位，生成器生成指示相位。控制器包括第一模式和第二模式，在第一模式下，基于转矩电流分量值来控制流过马达绕组的驱动电流以使得所生成的指示相位和所确定的旋转相位之间的偏差减小来控制马达，在第二模式下，预定幅值的电流控制马达。转矩电流分量是基于所确定的旋转相位在旋转坐标系中表示的。当控制驱动电流模式从第二模式切换到第一模式时，生成器基于在执行第二模式时确定的旋转相位来生成第一模式下的指示相位。

Description

马达控制装置、片材输送装置和图像形成装置

技术领域

本公开涉及马达控制装置、片材输送装置和图像形成装置的马达的控制。

背景技术

矢量控制是用于通过基于马达的转子的旋转相位控制旋转坐标系中的电流值来控制马达的已知常规方法。具体地说，已知用于控制马达的如下方法：在该方法中，通过相位反馈控制来控制旋转坐标系中的电流值，使得转子的指示相位和旋转相位之间的偏差减小。此外，还已知用于控制马达的另一种方法：在该方法中，通过速度反馈控制来控制旋转坐标系中的电流值，使得转子的指示速度和旋转速度之间的偏差减小。

在矢量控制中，在马达的绕组线中流动的驱动电流由q轴分量和d轴分量表示。q轴分量(转矩电流分量)是产生使转子旋转的转矩的电流分量。d轴分量(激励电流分量)是影响通过马达的绕组线的磁通量的强度的电流分量。转矩电流分量的值是根据施加于转子的负荷转矩的变化而控制的，由此旋转所必要的转矩被有效地产生。这防止了由多余的转矩引起的马达声音和功耗的增大，并且还防止了施加于转子的负荷转矩超过与供应给转子的绕组线的驱动电流对应的输出转矩、从而转子不再与输入信号同步、由此使马达处于不可控状态(脱离同步状态)的情形。

在矢量控制中，用于确定转子的旋转相位的配置是必要的。美国专利No.8970146讨论了其中基于通过转子的旋转在马达的每个相的绕组线中产生的感应电压来确定转子的旋转相位的配置。

转子的旋转速度越低，在绕组线中产生的感应电压的幅值变得越小。如果绕组线中产生的感应电压的幅值没有大得足以使转子的旋转相位被确定，则旋转相位的精确确定可能是困难的。具体地说，转子的旋转速度越低，转子的旋转相位的确定的精确度很可能变得越低。

鉴于前面所述，日本专利申请公开No.2005-39955讨论了使用恒流控制(constantcurrent control)的系统，其中在转子的指示速度低于预定旋转速度的情况下，通过向马达的绕组线供应预定电流来控制马达。在恒流控制中，既不执行相位反馈控制也不执行速度反馈控制。日本专利申请公开No.2005-39955进一步讨论了在转子的指示速度高于或等于预定旋转速度的情况下使用矢量控制的配置。

图12例示了转子的指示相位和旋转相位之间的关系的例子。在图12中，实线表示关于马达的指示相位，而虚线表示转子的旋转相位。图12例示了在转子以恒定速度旋转的状态下转子的指示相位和旋转相位之间的关系。

如图12中所示，在恒流控制中，在转子的指示相位和旋转相位之间的相位差是与施加于转子的负荷转矩对应的相位差的状态下使转子旋转。另一方面，在矢量控制中，在转子的指示相位和旋转相位之间的相位差小于恒流控制中的相位差的状态下使转子旋转，因为马达被控制为使得转子的指示相位和旋转相位之间的偏差减小。

在马达控制从恒流控制切换到矢量控制时，马达的旋转速度可能瞬间波动。具体地说，如图12中所示，马达的旋转速度可能由于在马达控制从恒流控制切换到矢量控制时转子的指示相位和旋转相位之间的相位差减小而波动。

此外，在马达控制从矢量控制切换到恒流控制时，马达的旋转速度可能瞬间波动。具体地说，如图12中所示，马达的旋转速度可能由于在马达控制从矢量控制切换到恒流控制时转子的指示相位和旋转相位之间的相位差增大而波动。

如上所述，如果马达的旋转速度在马达控制从矢量控制切换到恒流控制时波动，则马达控制可能变得不稳定。

发明内容

本公开针对用于防止在切换马达控制的控制模式时马达控制变得不稳定的技术。

根据本公开的一方面，一种基于指示马达的转子的目标相位的指示相位来控制马达的马达控制装置包括：检测器，被配置为检测流过马达的绕组的驱动电流；相位确定器，被配置为基于由检测器检测的驱动电流来确定转子的旋转相位；生成器，被配置为生成指示相位；以及控制器，包括第一控制模式和第二控制模式，在第一控制模式下，通过基于转矩电流分量的值控制流过马达的绕组的驱动电流以使得由生成器生成的指示相位和由相位确定器确定的旋转相位之间的偏差减小来控制马达，在第二控制模式下，基于预定幅值的电流来控制马达，其中，所述转矩电流分量是基于由相位确定器确定的旋转相位、在旋转坐标系中表示的，其中，相位确定器被配置为即使在第二控制模式被执行时也确定旋转相位，并且其中，在用于控制驱动电流的控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式的情况下，生成器基于在第二控制模式被执行时由相位确定器确定的旋转相位来生成第一控制模式下的指示相位。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本公开的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示了图像形成装置的截面图。

图2是例示了图像形成装置的控制配置的框图。

图3是例示了包括A相和B相的马达和由d轴和q轴表示的旋转坐标系之间的关系的图。

图4是例示了根据第一实施例的马达控制装置的配置的框图。

图5是例示了命令生成器的配置的框图。

图6是例示了用于执行微步驱动方法(micro-step driving method)的方法例子的图。

图7是例示了旋转速度ω_ref’、阈值ωth和切换信号之间的关系的图。

图8是例示了第一实施例中的切换马达控制中的处理方法的图。

图9是例示了根据第一实施例的通过马达控制装置控制马达的方法的流程图。

图10是例示了根据第二实施例的马达控制装置的配置例子的框图。

图11是例示了根据第二实施例的切换马达控制中的处理方法的图。

图12是例示了切换马达控制中的旋转相位的行为的图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本公开的各种实施例。应注意，实施例中描述的部件的形状、相对位置等要视情况根据应用本公开的装置的配置和各种条件而改变，并且下面描述的实施例并非意图限制本公开的范围。此外，虽然下面描述了马达控制装置被提供给图像形成装置的情况，但是马达控制装置将被提供给的装置不限于图像形成装置。例如，马达控制装置也被用在被配置为输送记录介质、诸如文档等之类的片材的片材输送装置中。

[图像形成装置]

下面描述第一实施例。图1是例示了包括本实施例中使用的片材输送装置的单色电子照相复印机(以下，“图像形成装置”)100的配置的截面图。图像形成装置100不限于复印机，并且可以是例如传真装置、印刷机和打印机。此外，记录方法不限于电子照相方法，并且可以是例如喷墨方法。此外，图像形成装置100可以是单色图像形成装置和彩色图像形成装置中的任一个。

下面参照图1来描述图像形成装置100的配置和功能。如图1中所示，图像形成装置100包括文档馈送装置201、读取装置202和图像形成装置301。

堆叠在文档馈送装置201的文档堆叠部203上的文档由片材馈送辊204馈送，并且沿着输送引导件206被输送到读取装置202的文档玻璃板214上。此外，文档由输送带208输送，并然后由片材排放辊205排放到片材排放托盘(未例示)上。来自在读取装置202的读取位置处被照明系统209照明的文档图像的反射光被由反射镜210、211和212形成的光学系统引导到图像读取单元111，并且被图像读取单元111转换为图像信号。图像读取单元111包括透镜、作为光电转换元件的电荷耦合器件(CCD)传感器和CCD驱动电路。图像处理单元112对从图像读取单元111输出的图像信号执行各种类型的校正处理，并且经处理的图像信号然后被输出到图像打印装置301，图像处理单元112包括诸如专用集成电路(ASIC)之类的硬件设备。如上所述那样执行文档读取。具体地说，文档馈送装置201和读取装置202均用作文档读取装置。

此外，文档读取模式包括第一读取模式和第二读取模式。第一读取模式是固定在预定位置处的照明系统209和光学系统读取以恒定的速度输送的文档的图像的模式。第二读取模式是以恒定的速度移动的照明系统209和光学系统读取放置在读取装置202的文档玻璃板214上的文档的图像的模式。一般来说，片状文档的图像是以第一读取模式读取的，而装订的文档(诸如书籍或小册子)的图像是以第二读取模式读取的。

在图像打印装置301的内部提供片材存放托盘302和304。不同类型的记录介质可以被存放在相应的片材存放托盘302和304中。例如，A4大小的普通纸被存放在片材存放托盘302中，而A4大小的厚纸被存放在片材存放托盘304中。记录介质是图像形成装置100将在其上形成图像的那些介质，记录介质的例子包括纸、树脂片材、布、高架投影仪(OHP)片材和标签。

存放在片材存放托盘302中的记录介质由拾取辊303馈送，并且被输送辊306输送到配准辊308。此外，存放在片材存放托盘304中的记录介质由拾取辊305馈送，并且被输送辊307和306输送到配准辊308。

从读取装置202输出的图像信号被输入到光学扫描装置311，光学扫描装置311包括半导体激光器和多面镜。此外，感光鼓309的外表面被充电器310充电。在感光鼓309的外表面被充电之后，与从读取装置202输入到光学扫描装置311的图像信号对应的激光从光学扫描装置311行进通过多面镜以及反射镜312和313，并且被辐射在感光鼓309的外表面上。结果，在感光鼓309的外表面上形成静电潜像。

然后，静电潜像被用存放在显影器314中的调色剂显影，经显影的调色剂图像被形成在感光鼓309的外表面上。形成在感光鼓309上的调色剂图像被设在面对感光鼓309的位置(转印位置)处的转印充电器315转印到记录介质上。与转印定时同步地，配准辊308将记录介质输送到转印位置。

如上所述地被转印了调色剂图像的记录介质被输送带317送到定影设备318，然后被定影设备318加热和加压以使得调色剂图像被定影到记录介质。这样，图像形成装置100在记录介质上形成图像。

在以单面打印模式执行图像形成的情况下，已经通过定影设备318的记录介质被片材排放辊319和324排放到片材排放托盘(未例示)上。在以双面打印模式执行图像形成的情况下，定影设备318对记录介质的第一表面执行定影处理，之后记录介质被片材排放辊319、输送辊320和反转辊321输送到反转路径325。之后，记录介质再次被输送辊322和323输送到配准辊308，并且图像通过上述方法被形成在记录介质的第二表面上。之后，记录介质被片材排放辊319和324排放到片材排放托盘(未例示)。

此外，在其第一表面上形成有图像的记录介质在该表面面朝下的状态下被排放到图像形成装置100的外部的情况下，已经过定影设备318的记录介质通过片材排放辊319被朝向输送辊320输送。然后，在记录介质的后边缘经过输送辊320和对置辊之间的压合部的前一刻，输送辊320的旋转被反转，使得第一表面面朝下的记录介质通过片材排放辊324被排放到图像形成装置100的外部。

上面已经描述了图像形成装置100的配置和功能。在本实施例中，术语“负荷”是指将被马达驱动的目标。例如，诸如片材馈送辊204、303和305、配准辊308以及片材排放辊319之类的各种辊(输送辊)对应于本实施例中的负荷。本实施例中的马达控制装置适用于被配置为驱动负荷的马达。

图2是例示了图像形成装置100的控制配置的例子的框图。如图2中所示，系统控制器151包括中央处理单元(CPU)151a、只读存储器(ROM)151b和随机存取存储器(RAM)151c。此外，系统控制器151连接到图像处理单元112、操作单元152、模拟/数字(A/D)转换器153、高压控制单元155、马达控制装置157、传感器159和交流(AC)驱动器160。系统控制器151能够针对每个连接的构件发送和接收数据及命令。

CPU 151a读取存储在ROM 151b中的各种程序，并且执行所读取的程序以执行与预定的图像形成序列相关的各种序列。

RAM 151c是存储设备。RAM 151c存储各种数据，诸如对于高压控制单元155的设置值、对于马达控制装置157的命令值以及从操作单元152接收的信息。

系统控制器151将关于图像形成装置100中提供的各种装置的、由图像处理单元112执行的图像处理所必需的设置值数据发送到图像处理单元112。此外，系统控制器151从传感器159接收信号，并且基于接收的信号来设置高压控制单元155的设置值。

高压控制单元155基于系统控制器151设置的设置值来供应高压单元156(充电器310、显影器314、转印充电器315等)所需的电压。

马达控制装置157根据从CPU 151a输出的命令来控制被配置为驱动负荷的马达509。虽然在图2中只有马达509被示为图像形成装置100的马达，但是图像形成装置100包括两个或更多个马达。可替代地，单个马达控制装置157可以控制多个马达509。此外，虽然在图2中仅提供了一个马达控制装置157，但是图像形成装置100实际上包括两个或更多个马达控制装置157。

A/D转换器153接收由被配置为检测定影加热器161的温度的热敏电阻154检测的检测信号，将检测信号从模拟信号转换为数字信号，并且将该数字信号发送到系统控制器151。系统控制器151基于从A/D转换器153接收的数字信号来控制AC驱动器160。AC驱动器160控制定影加热器161以使得定影加热器161的温度被调整为执行定影处理所需的温度。定影加热器161是用于在定影处理使用的加热器并且被包括在定影设备318中。

系统控制器151控制操作单元152在为操作单元152提供的显示单元上显示供用户设置诸如待使用的记录介质的类型(以下，“片材类型”)之类的设置的操作屏幕。系统控制器151从操作单元152接收用户设置的信息，并且基于用户设置的信息来控制图像形成装置100的操作序列。此外，系统控制器151将指示图像形成装置100的状态的信息发送到操作单元152。指示图像形成装置100的状态的信息的例子包括关于其上将形成图像的片材的数量的信息、关于图像形成操作的进度的信息以及关于文档馈送装置201和图像打印装置301中的片材堵塞或双重馈送(double-feeding)的信息。操作单元152在显示单元上显示从系统控制器151接收的信息。

如上所述，系统控制器151控制图像形成装置100的操作序列。

[马达控制装置]

接下来，将描述根据本实施例的马达控制装置157。本实施例中的马达控制装置157能够通过使用作为第一控制模式的矢量控制和作为第二控制模式的恒流控制中的任一个来控制马达。虽然在下面的描述中，控制被描述为是基于作为电角度(electric angle)的旋转相位θ、指示相位θ_ref和电流相位而执行的，但是下面描述的控制可以基于例如通过将电角度转换为机械角度而获得的机械角度来执行。

<矢量控制>

首先，将参照图3和4来描述本实施例中的马达控制装置157用来执行矢量控制的方法。以下描述中的马达未设有用于检测马达的转子的旋转相位的传感器，诸如旋转编码器。

图3是例示了包括两个相(A相(第一相)和B相(第二相))的步进马达(以下，“马达”)509和由d轴和q轴表示的旋转坐标系之间的关系的图。在图3中，α轴和β轴是在静止坐标系中定义的，α轴是与A相的绕组线对应的轴，β轴是与B相的绕组线对应的轴。此外，在图3中，d轴是沿着转子402中使用的永磁体的磁极产生的磁通量的方向定义的，q轴是沿着在逆时针方向上从d轴旋转90度的方向(与d轴正交的方向)定义的。由α轴和d轴形成的角度被定义为角度θ，转子402的旋转相位由角度θ指定。在矢量控制中，使用基于转子402的旋转相位θ的旋转坐标系。具体地说，在矢量控制中，使用q轴分量(转矩电流分量)和d轴分量(激励电流分量)。q轴分量在转子402中产生转矩，d轴分量影响通过绕线组的磁通量的强度，q轴分量和d轴分量都是与旋转坐标系中的绕组线中流动的驱动电流对应的电流矢量的电流分量。

矢量控制是通过以下方式来控制马达的方法，即，通过执行相位反馈控制以控制转矩电流分量和激励电流分量的值以使得表示转子的目标相位的指示相位和实际的旋转相位之间的偏差减小。此外，存在通过以下方式来控制马达的另一种方法，即，通过执行速度反馈控制以控制转矩电流分量和激励电流分量的值以使得表示转子的目标速度的指示速度和实际的旋转速度之间的偏差减小。

图4是例示了控制马达509的马达控制装置157的配置的例子的框图。马达控制装置157包括至少一个ASIC，并且执行下面描述的各种功能。

如图4中所示，马达控制装置157包括恒流控制器517和矢量控制器518。恒流控制器517执行恒流控制，并且矢量控制器518执行矢量控制。

马达控制装置157包括相位控制器502、电流控制器503、坐标逆变换器505、坐标变换器511和脉宽调制(PWM)反转器506作为用于执行矢量控制的电路，PWM反转器506被配置为向马达509的绕组线供应驱动电流。坐标变换器511对与在马达509的A相和B相的绕组线中的每个中流动的驱动电流对应的电流矢量执行从由α轴和β轴表示的静止坐标系到由q轴和d轴表示的旋转坐标系的坐标变换。因此，绕组线中流动的驱动电流由q轴分量的电流值(q轴电流)和d轴分量的电流值(d轴电流)来表示，这些电流值是旋转坐标系中的电流值。q轴分量对应于在马达509的转子402中产生转矩的转矩电流。此外，d轴电流对应于影响通过马达509的绕组线的磁通量的强度的激励电流。马达控制装置157能够分开控制q轴电流和d轴电流。因此，马达控制装置157能够通过根据施加于转子402的负荷转矩控制q轴电流来高效地产生使转子402旋转的必要转矩。换句话说，在矢量控制中，图3中指定的电流矢量的幅值根据施加于转子402的负荷转矩而改变。

马达控制装置157通过下面描述的方法来确定马达509的转子402的旋转相位θ，并且基于确定结果来执行矢量控制。CPU 151a基于马达509的操作序列将驱动脉冲作为用于驱动马达509的命令输出到命令生成器500。马达509的操作序列(马达驱动模式)被存储在例如ROM 151b中，并且CPU 151a基于存储在ROM 151b中的操作序列来输出驱动脉冲作为脉冲串。

命令生成器500基于从CPU 151a输出的驱动脉冲来生成表示转子402的目标相位的指示相位θ_ref，并且输出指示相位θ_ref。下面将描述命令生成器500的配置。

减法器101计算马达509的转子402的旋转相位θ和指示相位θ_ref之间的偏差，并且输出所计算的偏差。

相位控制器502获取具有周期T(例如，200μs)的偏差Δθ。相位控制器502以减小从减法器101输出的偏差的这种方式基于比例控制(P控制)、积分控制(I控制)和微分控制(D控制)来产生q轴电流指示值iq_ref和d轴电流指示值id_ref，并且输出q轴电流指示值iq_ref和d轴电流指示值id_ref。换句话说，相位控制器502以使从减法器101输出的偏差减小到零的这种方式基于P控制、I控制和D控制来产生q轴电流指示值iq_ref和d轴电流指示值id_ref，并且输出q轴电流指示值iq_ref和d轴电流指示值id_ref。P控制是基于与指示值和估计值之间的偏差成比例的值来控制控制目标值的方法。此外，I控制是基于与指示值和估计值之间的偏差的时间积分值成比例的值来控制控制目标值的方法。此外，D控制是基于与指示值和估计值之间的偏差的时间变化成比例的值来控制控制目标值的方法。虽然本实施例中的相位控制器502基于比例-积分-微分控制(PID控制)来产生q轴电流指示值iq_ref和d轴电流指示值id_ref，但是配置不限于上述配置。例如，相位控制器502可以基于PI控制来产生q轴电流指示值iq_ref和d轴电流指示值id_ref。在转子402中使用永磁体的情况下，影响通过绕线组的磁通量的强度的d轴电流指示值id_ref通常被设置为零，但是d轴电流指示值id_ref不限于零。

马达509的A相的绕组线中流动的驱动电流由电流检测器507检测，并且之后由A/D转换器510从模拟值转换为数字值。此外，马达509的B相的绕线组中流动的驱动电流由电流检测器508检测，并且之后由A/D转换器510从模拟值转换为数字值。电流检测器507和508进行的电流检测的周期(预定周期)例如是不长于相位控制器502获取偏差Δθ的周期T的周期(例如，25μs)。

由A/D转换器510从模拟值转换为数字值的驱动电流的电流值通过使用图3所示的电流矢量的相位θe的以下公式被表示为静止坐标系中的电流值iα和iβ。电流矢量的相位θe被定义为由α轴和电流矢量形成的角度。此外，I表示电流矢量的幅值。

iα＝I*cosθe (1)

iβ＝I*sinθe (2)

电流值iα和iβ被输入到坐标变换器511和感应电压确定器512。

坐标变换器511使用以下公式将静止坐标系中的电流值iα和iβ转换为旋转坐标系中的q轴电流的电流值iq和d轴电流的电流值id：

id＝cosθ*iα+sinθ*iβ (3)；以及

iq＝-sinθ*iα+cosθ*iβ (4)

从相位控制器502输出的q轴电流指示值iq_ref和从坐标变换器511输出的电流值iq被输入到减法器102。减法器102计算q轴电流指示值iq_ref和电流值iq之间的偏差，并且将所计算的偏差输出到电流控制器503。

此外，从相位控制器502输出的d轴电流指示值id_ref和从坐标变换器511输出的电流值id被输入到减法器103。减法器103计算d轴电流指示值id_ref和电流值id之间的偏差，并且将所计算的偏差输出到电流控制器503。

电流控制器503以减小从减法器102输出的偏差的这种方式、基于PID控制来产生驱动电压Vq。具体地说，电流控制器503以使从减法器102输出的偏差减小到零的这种方式来产生驱动电压Vq，并且将产生的驱动电压Vq输出到坐标逆变换器505。

此外，电流控制器503以减小从减法器103输出的偏差的这种方式、基于PID控制来产生驱动电压Vd。具体地说，电流控制器503以使从减法器103输出的偏差减小到零的这种方式来产生驱动电压Vd，并且将产生的驱动电压Vd输出到坐标逆变换器505。

虽然在本实施例中电流控制器503基于PID控制来产生驱动电压Vq和Vd，但是配置不限于上述配置。例如，电流控制器503可以基于PI控制来产生驱动电压Vq和Vd。

坐标逆变换器505使用以下公式来将从电流控制器503输出的旋转坐标系中的驱动电压Vq和Vd逆变换为静止坐标系中的驱动电压Vα和Vβ：

Vα＝cosθ*Vd-sinθ*Vq (5)；以及

Vβ＝sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)

坐标逆变换器505将逆变换的驱动电压Vα和Vβ输出到感应电压确定器512和PWM反转器506。

PWM反转器506包括全桥电路。该全桥电路由基于从坐标逆变换器505输入的驱动电压Vα和Vβ的PWM信号驱动。因此，PWM反转器506产生与驱动电压Vα和Vβ对应的驱动电流iα和iβ，并且将驱动电流iα和iβ供应给马达509的各个相的绕组线，从而驱动马达509。换句话说，PWM反转器506用作将电流供应给马达509的各个相的绕组线的供应单元。虽然在本实施例中PWM反转器506包括全桥电路，但是PWM反转器506可以是半桥电路。

接着，将描述用于确定旋转相位θ的配置。在马达402的旋转相位θ的确定中，使用通过转子402的旋转而在马达509的A相和B相的绕组线中感应的感应电压Eα和Eβ的值。感应电压Eα和Eβ的值由感应电压确定器512确定(计算)。具体地说，感应电压Eα和Eβ是使用以下公式、根据从A/D转换器510输入到感应电压确定器512的电流值iα和iβ以及从坐标逆变换器505输入到感应电压确定器512的驱动电压Vα和Vβ确定的：

Eα＝Vα-R*iα-L*diα/dt (7)；以及

Eβ＝Vβ-R*iβ-L*diβ/dt (8)

在该公式中，R是绕组线电阻，L是绕组线电感。绕组线电阻R和绕组线电感L的值是所使用的马达509独有的值，并且事先被存储于在ROM 151b或马达控制装置157中提供的存储器(未例示)中。

由感应电压确定器512确定的感应电压Eα和Eβ被输出到相位确定器513。

相位确定器513使用以下公式、基于从感应电压确定器512输出的感应电压Eα和Eβ之间的比率来确定马达509的转子402的旋转相位θ：

θ＝tan^-1(-Eβ/Eα) (9)

虽然在本实施例中，相位确定器513通过基于公式(9)执行计算来确定旋转相位θ，但是配置不限于上述配置。例如，相位确定器513可以通过参考存储在ROM 151b中并且指定感应电压Eα、Eβ和与感应电压Eα、Eβ对应的旋转相位θ之间的关系的表格来确定旋转相位θ。

如上所述那样获取的转子402的旋转相位θ被输入到减法器101、命令生成器500、坐标逆变换器505和坐标变换器511。

马达控制装置157在执行矢量控制的情况下重复地执行上述控制。

如上所述，本实施例中的马达控制装置157通过使用相位反馈控制以减小指示相位θ_ref和旋转相位θ之间的偏差的这种方式控制旋转坐标系中的电流值，来执行矢量控制。矢量控制的执行防止马达509被置于脱离同步状态，并且防止由于多余的转矩而导致的马达声音增大和功耗增大。此外，执行相位反馈控制以使得马达的旋转相位被控制为期望的相位。因此，在图像形成装置100中，使用相位反馈控制的矢量控制被应用于需要准确地控制转子402的旋转相位的、用于驱动负荷(配准辊等)的马达509，以使得图像被适当地形成在记录介质上。

<恒流控制>

接着，将描述根据本实施例的恒流控制。

当预定电流被供应给马达509的绕组线时，恒流控制控制在绕组线中流动的驱动电流。具体地说，在恒流控制中，具有与通过将预定裕量与被认为使转子402旋转所必需的转矩相加而获得的转矩对应的振幅的驱动电流被供应给绕组线，以使得即使施加于转子402的负荷转矩改变，马达509也不丧失同步性。原因如下。在恒流控制中，用于基于所确定的(估计的)旋转相位和旋转速度控制驱动电流的幅值的配置不被使用(即，反馈控制不被执行)，使得驱动电流不可根据施加于转子402的负荷转矩来调整。电流的幅值越大，施加于转子402的转矩变得越大。此外，振幅对应于电流矢量的振幅。

虽然在下面的描述中，在恒流控制期间，预定幅值的电流被供应给马达509的绕组线以控制马达509，但是控制不限于下述控制。例如，在恒流控制中，可以通过在马达速度增大的时间段内供应预定幅值的电流或者在马达速度减小的时间段内供应预定幅值的电流来控制马达509。

在图4中，命令生成器500基于从CPU 151a输出的驱动脉冲来将指示相位θ_ref输出到恒流控制器517。恒流控制器517产生与从命令生成器500输出的指示相位θ_ref对应的、静止坐标系中的电流的指示值iα_ref和iβ_ref，并且输出所产生的指示值iα_ref和iβ_ref。在本实施例中，与静止坐标系中的电流的指示值iα_ref和iβ_ref中的每个对应的电流矢量的幅值总是恒定的。

在马达509的A相和B相的绕组线中流动的驱动电流由电流检测器507和508检测。如上所述，所检测的驱动电流均由A/D转换器510从模拟值转换为数字值。

从A/D转换器510输出的电流值iα和从恒流控制器517输出的电流指示值iα_ref被输入到减法器102。减法器102计算电流指示值iα_ref和电流值iα之间的偏差，并且将计算的偏差输出到电流控制器503。

此外，从A/D转换器510输出的电流值iβ和从恒流控制器517输出的电流指示值iβ_ref被输入到减法器103。减法器103计算电流指示值iβ_ref和电流值iβ之间的偏差，并且将计算的偏差输出到电流控制器503。

电流控制器503以减小待输入的偏差的这种方式、基于PID控制来输出驱动电压Vα和Vβ。具体地说，电流控制器503输出驱动电压Vα和Vβ以使得待输入的偏差被调整为接近零的值。

PWM反转器506使用上述方法、基于输入的驱动电压Vα和Vβ将驱动电流供应给马达509的各个相的绕组线以驱动马达509。

如上所述，在本实施例中的恒流控制中，既不执行相位反馈控制，也不执行速度反馈控制。具体地说，在本实施例中的恒流控制中，不根据转子402的旋转状态来调整将被供应给绕组线的驱动电流。因此，在恒流控制中，通过将预定裕量与使转子402旋转所必需的电流相加而获得的电流被供应给绕组线以防止马达509被置于脱离同步的状态。具体地说，静止坐标系中的电流的指示值iα_ref和iβ_ref各自包括使转子402旋转所必需的电流值和与预定裕量对应的电流值。

<命令生成器>

图5是例示了本实施例中的命令生成器500的配置的框图。如图5中所示，命令生成器500包括速度生成器500a和命令值生成器500b。速度生成器500a是被配置为生成旋转速度ω_ref’作为指示速度的替代的速度确定单元。命令值生成器500b基于从CPU 151a输出的驱动脉冲来生成指示相位θ_ref。

速度生成器500a基于连续的驱动脉冲的下降沿之间的时间间隔来生成旋转速度ω_ref’，并且输出旋转速度ω_ref’。具体地说，旋转速度ω_ref’以与驱动脉冲的周期对应的周期改变。

命令值生成器500b使用以下公式(10)基于从CPU 151a输出的驱动脉冲来生成指示相位θ_ref，并且输出所产生的指示相位θ_ref。θ_ref＝θini+θstep*n (10)

在公式(10)中，θini是转子402在马达509的驱动开始时的相位(初始相位)。此外，θstep是每个驱动脉冲的θ_ref的增大量(改变量)。此外，n是输入到命令值生成器500b的脉冲的数量。

{微步驱动方法}

在本实施例中，在恒流控制中使用微步驱动方法。恒流控制中使用的驱动方法不限于微步驱动方法，可以例如是全步驱动方法。

图6是例示了微步驱动方法的例子的图。在图6中，指定了从CPU151a输出的驱动脉冲、由命令值生成器500b生成的指示相位θ_ref和分别在A相和B相的绕组线中流动的电流。

将参照图5和6来描述根据本实施例的执行微步驱动的方法。图6中的驱动脉冲和指示相位指示使转子402以恒定速度旋转的状态。

微步驱动方法中的指示相位θ_ref的前进量(90°/N)是通过将90°(其为全步驱动方法中的指示相位θ_ref的前进量)分成1/N(N是正整数)而获得的量。因此，电流的波形在如图6所示的正弦波的形状中平滑地改变，因此，转子402的旋转相位θ是能更精确地控制的。

在执行微步驱动的情况下，命令值生成器500b使用以下公式(11)基于从CPU 151a输出的驱动脉冲来生成指示相位θ_ref，并且输出指示相位θ_ref：

θ_ref＝45°+90/N°*n (11)

如上所述，如果一个驱动脉冲被输入，则命令值生成器500b将90°/N与指示相位θ_ref相加，从而更新指示相位θ_ref。具体地说，从CPU 151a输出的驱动脉冲的数量对应于指示相位。从CPU 151a输出的驱动脉冲的周期(频率)对应于马达509的目标速度(指示速度)。

<矢量控制和恒流控制之间的切换>

接着，将描述矢量控制和恒流控制之间的切换方法。如图4所示，根据本实施例的马达控制装置157包括用于在恒流控制和矢量控制之间切换的配置。具体地说，马达控制装置157包括控制切换器515、选择器开关516a和516b以及延迟电路519。在执行恒流控制的时段期间，执行矢量控制的电路处于操作中。此外，在执行矢量控制的时段期间，执行恒流控制的电路可以要么处于操作中，要么被停止。

如图5中所示，从速度生成器500a输出的旋转速度ω_ref’被输入到控制切换器515。控制切换器515将旋转速度ω_ref’与作为预定值的阈值ωth进行比较，并且基于比较结果输出用于在恒流控制和矢量控制之间切换的切换信号。

图7是例示了旋转速度ω_ref’、阈值ωth和切换信号之间的关系的图。在图7中，时间点tc1指示旋转速度ω_ref’从小于阈值ωth的值变为大于阈值ωth的值的定时。同时，图7中的时间点tc2指示旋转速度ω_ref’从大于阈值ωth的值变为小于阈值ωth的值的定时。虽然本实施例中的阈值ωth被设置为能以良好的精确度确定旋转相位θ的旋转速度当中的最低旋转速度，但是阈值ωth不限于上述阈值。例如，阈值ωth可以被设置为大于或等于能以良好的精确度确定旋转相位θ的旋转速度当中的最低旋转速度的值。此外，阈值ωth例如被预先存储于在控制切换器515中提供的存储器515a中。

如图7中所示，在执行恒流控制的情况下，控制切换器515将切换信号设置为“H”，而在执行矢量控制的情况下，控制切换器515将切换信号设置为“L”。如图4中所示，从控制切换器515输出的切换信号被输入到命令生成器500和延迟电路519。控制切换器515例如以与旋转速度ω_ref’被输入的周期相同的周期输出切换信号。

延迟电路519在自从控制切换器515输出切换信号的时间起的预定延迟时间之后输出所输入的切换信号。预定延迟时间长于从控制切换器515输出切换信号和响应于切换信号从命令生成器500输出指示相位θ_ref之间的时间。下面将描述相位控制器502响应于切换信号输出指示相位θ_ref的配置。

如果在恒流控制器517执行控制时旋转速度ω_ref’达到阈值ωth或更大(ω_ref’≥ωth)，则控制切换器515切换用于控制马达509的控制器。具体地说，控制切换器515以将用于控制马达509的控制器从恒流控制器517切换为矢量控制器518的这种方式将切换信号从“H”切换到“L”并且输出经切换的切换信号。在从控制切换器515输出切换信号的时间起的预定延迟时间之后，延迟电路519将输入的切换信号输出到选择器开关516a和516b。因此，选择器开关516a、516b和516c中的每个的状态根据切换信号而改变，并且矢量控制器518执行矢量控制。

此外，在恒流控制器517执行控制时旋转速度ω_ref’小于阈值ωth(ω_ref’<ωth)的情况下，控制切换器515不切换用于控制马达509的控制器。具体地说，控制切换器515以维持马达509由恒流控制器517控制的状态的这种方式来输出切换信号“H”。在从控制切换器515输出切换信号的时间起的预定延迟时间之后，延迟电路519将输入的切换信号输出到选择器开关516a和516b。因此，选择器开关516a、516b和516c中的每个的状态得以维持，并且恒流控制器517继续进行恒流控制。

如果在矢量控制器518执行控制时旋转速度ω_ref’变得小于阈值ωth(ω_ref’<ωth)，则控制切换器511改变用于控制马达509的控制器。具体地说，控制切换器515以将用于控制马达509的控制器从矢量控制器518切换为恒流控制器517的这种方式将切换信号从“L”切换到“H”，并且输出经切换的切换信号。在从控制切换器515输出切换信号的时间起的预定延迟时间之后，延迟电路519将输入的切换信号输出到选择器开关516a和516b。因此，选择器开关516a、516b和516c中的每个的状态改变，并且恒流控制器517执行恒流控制。

此外，在矢量控制器518执行控制时旋转速度ω_ref’达到阈值ωth或更大(ω_ref’≥ωth)的情况下，控制切换器515不切换用于控制马达509的控制器。具体地说，控制切换器515以维持马达509由矢量控制器518控制的状态的这种方式输出切换信号“L”。在从控制切换器515输出切换信号的时间起的预定延迟时间之后，延迟电路519将输入的切换信号输出到选择器开关516a和516b。因此，选择器开关516a、516b和516c中的每个的状态得以维持，并且矢量控制器518继续进行矢量控制。

<切换控制时的处理>

接着，将描述在切换马达控制方法时由马达控制装置157执行的处理。在本实施例中，应用以下配置，从而防止当用于控制马达509的控制模式被切换时马达控制变得不稳定。

图8是例示了本实施例中的切换马达控制时的处理方法的示图。在图8中，实线表示马达509的指示相位θ_ref，虚线表示转子402的旋转相位θ。

如图8中所示，在恒流控制中，在转子402的指示相位和旋转相位之间的相位差是与施加于转子402的负荷转矩对应的相位差的状态下使转子402旋转。同时，在矢量控制中，由于马达509是以减小转子402的指示相位和旋转相位之间的偏差的这种方式控制的，所以在转子402的指示相位和旋转相位之间的相位差小于恒流控制中的相位差的状态下使转子402旋转。具体地说，在矢量控制中，由于马达509是以减小转子402的指示相位和旋转相位之间的偏差的这种方式控制的，所以在转子402的指示相位和旋转相位之间的相位差基本上为零的状态下使转子402旋转。

在本实施例中，如图4中所示，由相位确定器513确定的旋转相位θ被输出到命令生成器500。在本实施例中，命令生成器500在将马达控制方法从恒流控制切换到矢量控制时调整要输出的指示相位θ_ref。具体地说，如果从控制切换器515输入的切换信号从“H”切换到“L”，则命令生成器500(命令值生成器500b)输出在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ作为指示相位θ_ref。之后，命令值生成器500b通过使用旋转相位θ作为初始值、基于从CPU 151a输入的驱动脉冲来生成指示相位θ_ref，并且输出所生成的指示相位θ_ref。命令值生成器500b将输出的指示相位θ_ref存储在存储器500c中，并且每当命令值生成器500b输出指示相位θ_ref时，命令值生成器500b就用新输出的指示相位θ_ref来更新存储在存储器500c中的指示相位θ_ref。

命令值生成器500b将在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ和在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输出的指示相位θ_ref(存储在存储器500c中的指示相位θ_ref)之间的相位差δ存储在存储器500c中。相位差δ(负荷角度)是与施加于马达509的转子402的负荷转矩对应的值，负荷转矩越大，相位差δ变得越大。

此外，在本实施例中，当马达控制方法从矢量控制切换到恒流控制时，命令生成器500调整指示相位θ_ref。具体地说，命令值生成器500b输出通过将存储在存储器500c中的相位差δ与在切换信号从“L”切换到“H”之前最后输出的指示相位θ_ref(存储在存储器500c中的指示相位θ_ref)相加而获得的相位作为指示相位θ_ref。相位差δ是将在马达控制方法从恒流控制切换到矢量控制时存储在存储器500c中的相位差。之后，命令值生成器500b通过使用指示相位θ_ref作为初始值、基于从CPU 151a输入的驱动脉冲来生成指示相位θ_ref，并且输出所生成的指示相位θ_ref。

延迟电路519使切换信号从控制切换器515输出切换信号时延迟的预定延迟时间长于命令值生成器500b执行上述处理的时间长度，并且短于从控制切换器515输出切换信号的时段。

图9是例示了通过马达控制装置157控制马达509的方法的流程图。下面参照图9描述本实施例中的马达509的控制。该流程图中所示的处理由已经从CPU 151a接收到指令的马达控制装置157执行。在该流程图中所示的处理被执行时，命令生成器500以与相位确定器513输出旋转相位θ的周期对应的周期获取旋转相位θ。

首先，如果使能信号“H”从CPU 151a输出到马达控制装置157，则马达控制装置157开始基于从CPU 151a输出的命令来驱动马达509。使能信号是使得马达控制装置157能够或不能够操作的信号。在使能信号指示“L(低电平)”的情况下，CPU 151a使得马达控制装置157不能够操作。换句话说，马达控制装置157对马达509的控制被结束。此外，在使能信号指示“H(高电平)”的情况下，CPU 151a使得马达控制装置157能够操作，并且马达控制装置157基于从CPU151a输出的命令来控制马达509。

接着，在步骤S1001中，控制切换器515输出切换信号“H”以使得马达509的驱动由恒流控制器517控制。因此，恒流控制器517执行恒流控制。

然后，在步骤S1002中，如果CPU 151a将使能信号“L”输出到马达控制装置157(在步骤S1002中为是)，则马达控制装置157结束马达509的驱动。

另一方面，在步骤S1002中，如果CPU 151a将使能信号“H”输出到马达控制装置157(在步骤S1002中为否)，则所述处理继续进行到步骤S1003。

接着，在步骤S1003中，如果旋转速度ω_ref’小于阈值ωth(在步骤S1003中为否)，则处理返回到步骤S1001。换句话说，恒流控制器517继续进行恒流控制。

另一方面，在步骤S1003中，如果旋转速度ω_ref’大于或等于阈值ωth(在步骤S1003中为是)，则在步骤S1004中，控制切换器515将切换信号从“H”切换到“L”，然后输出切换信号。

之后，在步骤S1005中，命令值生成器500b输出在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ作为指示相位θ_ref。

然后，在步骤S1006中，如果过去了预定延时时间(在步骤S1006中为是)，则在步骤S1007中，延迟电路519将切换信号“L”输出到选择器开关516a、516b和516c。因此，矢量控制器518执行矢量控制。

在步骤S1008中，如果旋转速度ω_ref’大于或等于阈值ωth(在步骤S1008中为否)，则处理返回到步骤S1007，并且矢量控制器518继续进行矢量控制。

另一方面，在步骤S1008中，如果旋转速度ω_ref’小于阈值ωth(在步骤S1008中为是)，则在步骤S1009中，通过将相位差δ与在切换信号从“L”切换到“H”之前最后输出的指示相位θ_ref相加而获得的相位被输出作为指示相位θ_ref。

之后，所述处理返回到步骤S1001，并且控制切换器515切换用于控制马达509的驱动的控制器。具体地说，控制切换器515以将用于控制马达509的控制器从矢量控制器518切换到恒流控制器517的这种方式来将切换信号从“L”切换到“H”，并且输出切换信号。在自从控制切换器515输出切换信号时起的预定延迟时间之后，延迟电路519将输入的切换信号输出到选择器开关516a、516b和516c。因此，选择器开关516a、516b和516c中的每个的状态被切换，并且恒流控制器517执行恒流控制。

之后，马达控制装置157重复地执行上述控制，直到CPU 151a将使能信号“L”输出到马达控制装置157为止。在CPU 151a将使能信号“L”输出到马达控制装置157的情况下，即使正在执行矢量控制，马达控制装置157也停止控制马达509。

如上所述，在本实施例中，命令生成器500在将马达控制方法从恒流控制切换到矢量控制时调整要输出的指示相位θ_ref。具体地说，如果从控制切换器515输入的切换信号从“H”切换到“L”，则命令生成器500(命令值生成器500b)输出在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ作为指示相位θ_ref。这样，防止了马达509的旋转速度由于在将马达控制方法从恒流控制切换到矢量控制时转子402的命令相位和旋转相位之间的相位差减小而波动。换句话说，防止了马达控制在切换用于马达控制的控制模式时变得不稳定。

此外，命令生成器500在将马达控制方法从矢量控制切换到恒流控制时调整指示相位θ_ref。具体地说，命令值生成器500b输出通过将相位差δ与在切换信号从“L”切换到“H”之前最后输出的指示相位θ_ref相加而获得的相位作为指示相位θ_ref。这样，防止了马达509的旋转速度由于将马达控制方法从矢量控制切换到恒流控制时转子402的指示相位和旋转相位之间的相位差增大而波动。具体地说，防止了马达控制在切换用于马达控制的控制模式时变得不稳定。

在本实施例中，命令生成器500在将马达控制方法从矢量控制切换到恒流控制时如下所述那样调整指示相位θ_ref。具体地说，虽然命令生成器500输出通过将存储在存储器500c中的相位差δ与在切换信号从“L”切换到“H”之前最后输出的指示相位θ_ref相加而获得的相位作为指示相位θ_ref，但是本实施例不限于前面所述。例如，命令生成器500可以基于在切换信号从“L”转换到“H”之前由坐标变换器511最后转换的当前值iq和由相位确定器513确定的旋转相位θ来生成指示相位θ_ref。具体地说，例如，指定指示相位θ_ref和旋转相位θ之间的相位差(负荷角度)与电流值iq之间的关系的表格被存储在ROM151b中，并且命令生成器500基于该表格和电流值iq来确定负荷角度。然后，命令生成器500可以通过将负荷角度与旋转相位θ相加来生成指示相位θ_ref，并且输出所生成的指示相位θ_ref。此外，命令生成器500可以通过将预先凭经验确定的相位θ0与在切换信号从“L”切换到“H”之前最后生成的指示相位θ_ref相加来生成指示相位θ_ref，并且输出所生成的指示相位θ_ref。相位θ0可以基于例如在执行恒流控制时施加于转子402的负荷转矩或在执行矢量控制时施加于转子402的负荷转矩来设置。

将描述第二实施例。与第一实施例中类似的图像形成装置和马达控制装置的配置的描述将被省略。

如上面在第一实施例中所描述的，相位差δ(负荷角度)是与施加于马达509的转子402的负荷转矩对应的值，负荷转矩越大，相位差δ变得越大。例如，在时间点tc2处的负荷转矩大于时间点tc1处的负荷转矩的情况下，时间点tc2处的相位差δ大于时间点tc1处的相位差δ。

在将控制方法从恒流控制切换到矢量控制时存储在存储器500c中的相位差δ被用作在将控制方法从矢量控制切换到恒流控制时的指示相位θ_ref的调整量的情况下，以下情形可能发生。具体地说，例如，如果时间点tc2处的负荷转矩大于时间点tc1处的负荷转矩，则马达控制可能变得不稳定，因为与紧接在控制方法从矢量控制切换到恒流控制之后的负荷角度对应的转矩小于负荷转矩。因此，在本实施例中，应用下面描述的配置，从而防止马达控制在切换用于马达控制的控制模式时变得不稳定。

图10是例示了本实施例中的马达控制装置157的配置的例子的框图。在本实施例中，如图10中所示，从坐标变换器511输出的电流值iq被输入到命令生成器500。

图11例示了本实施例中的切换马达控制中的处理方法。在图11中，实线表示马达509的指示相位θ_ref，而虚线表示转子402的旋转相位θ。

在本实施例中，如果切换信号从“H”切换到“L”，则命令值生成器500b输出在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ作为指示相位θ_ref。命令值生成器500b将在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ和在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输出的指示相位θ_ref之间的相位差δ存储在存储器500c中。此外，如果切换信号从“H”切换到“L”，则命令值生成器500b将在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的电流值iq作为电流值iq1存储在存储器500c中。

如果切换信号从“L”切换到“H”，则命令值生成器500b基于存储在存储器500c中的相位差δ和电流值iq1以及在切换信号从“L”切换到“H”之前最后输入的电流值iq2来生成相位θ’。然后，命令值生成器500b输出通过将相位θ’与在切换信号从“L”切换到“H”之前最后输出的指示相位θ_ref相加而获得的相位作为指示相位θ_ref。命令值生成器500b基于以下公式(12)来生成相位θ’：

θ’＝δ*iq2/iq1 (12)

之后，命令值生成器500b通过使用加上相位θ’的指示相位θ_ref作为初始值、基于从CPU 151a输入的脉冲信号来生成指示相位θ_ref，并且输出指示相位θ_ref。

延迟电路519使切换信号自从控制切换器515输出切换信号时起延迟的预定延迟时间长于命令值生成器500b执行上述处理的时间长度，并且短于从控制切换器515输出切换信号的时段。

在本实施例中，命令值生成器500b如上所述那样基于电流值iq1和iq2以及相位差δ来确定指示相位θ_ref的调整量(相位θ’)。具体地说，命令值生成器500b通过使指示相位θ_ref与通过将相位差δ乘以电流值iq2与电流值iq1的比率而获得的相位θ’相加来调整指示相位θ_ref。这样，即使在时间点tc2处的负荷转矩大于时间点tc1处的负荷转矩的情况下，也防止了马达控制在将控制方法从矢量控制切换到恒流控制时变得不稳定。具体地说，防止了马达控制在切换用于马达控制的控制模式时变得不稳定。

虽然在第一实施例和第二实施例中，在将控制方法从恒流控制切换到矢量控制时，命令值生成器500b输出在将切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ作为指示相位θ_ref，但是配置不限于前述配置。例如，命令值生成器500b可以输出与在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输出的指示相位θ_ref相比延后并且与在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ相比提前的相位作为指示相位θ_ref。此时输出的指示相位θ_ref是基于例如输入旋转相位θ确定的，以使得该相位与在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ相比提前预定量。

命令值生成器500b可以基于在切换信号从“H”切换到“L”之前最后检测到的驱动电流的转矩电流分量(电流值iq)来生成待输出的指示相位θ_ref，并且输出所生成的指示相位θ_ref。具体地说，例如，命令值生成器500b可以基于存储在ROM 151b中并且指定指示相位θ_ref和旋转相位θ之间的相位差(负荷角度)与电流值iq之间的关系的表格以及电流值iq来生成指示相位θ_ref，并且输出所生成的指示相位θ_ref。

此外，命令值生成器500b可以基于以下公式(13)来对指示相位θ_ref进行校正，并且输出经校正的相位θ_ref’作为指示相位θ_ref。

θ_ref’＝θ_ref-θc (13)

校正值θc是例如预先存储在ROM 151b中并且基于由于被马达509驱动的负荷而施加于马达509的转子402的负荷转矩预设的值。校正值θc被设置为使得例如经校正的相位θ_ref’是与在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输出的指示相位θ_ref相比延迟并且与在切换信号从“H”切换到“L”之前最后输入的旋转相位θ相比提前的相位。

虽然在第一实施例和第二实施例中，速度生成器500a基于连续的驱动脉冲的下降沿之间的时间间隔来生成旋转速度ω_ref’，但是配置不限于前面所述。例如，CPU 151a可以基于预定的马达操作序列来生成旋转速度ω_ref’，并且以预定周期将所生成的旋转速度ω_ref’输出到控制切换器515。

在第一实施例和第二实施例中使用矢量控制器518控制马达509的驱动的电路对应于本公开中的第一控制电路。此外，在第一实施例和第二实施例中使用恒流控制器517控制马达509的驱动的电路对应于本公开中的第二控制电路。

虽然在第一实施例和第二实施例中，使用步进马达作为驱动负荷的马达，但是可以使用任何其他的马达，诸如直流(DC)马达。此外，马达不限于两相马达，第一实施例和第二实施例适用于任何其他的马达，诸如三相马达。

虽然在第一实施例和第二实施例中，使用永磁体作为转子，但是转子不限于本文中描述的转子。

本公开的实施例能够防止马达控制在切换用于马达控制的控制模式时变得不稳定。

虽然已经参照实施例描述了本公开，但是应理解本公开不限于所公开的实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以便包含所有的这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (19)

1.一种基于表示马达的转子的目标相位的指示相位来控制马达的马达控制装置，该马达控制装置包括：

检测器，被配置为检测流过马达的绕组的驱动电流；

相位确定器，被配置为基于由检测器检测的驱动电流来确定转子的旋转相位；

生成器，被配置为生成指示相位；以及

控制器，包括第一控制模式和第二控制模式，在第一控制模式下通过基于转矩电流分量的值控制流过马达的绕组的驱动电流以使得由生成器生成的指示相位和由相位确定器确定的旋转相位之间的偏差减小来控制马达，在第二控制模式下基于预定幅值的电流来控制马达，其中，所述转矩电流分量是基于由相位确定器确定的旋转相位、在旋转坐标系中表示的，

其中，相位确定器被配置为即使在第二控制模式被执行时也确定旋转相位，并且

其中，在用于控制驱动电流的控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式的情况下，生成器基于在第二控制模式被执行时由相位确定器确定的旋转相位来生成第一控制模式下的指示相位。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，还包括被配置为生成脉冲串的脉冲生成器，

其中，每当从脉冲生成器输出的脉冲串中的脉冲被输入时，所述生成器通过使预定改变量与指示相位相加来更新所述指示相位。

3.根据权利要求2所述的马达控制装置，其中，在用于控制驱动电流的控制模式将从第二控制模式切换到第一控制模式的情况下，基于在第二控制模式被执行时由相位确定器确定的旋转相位来设置第一控制模式下的指示相位的初始相位。

4.根据权利要求3所述的马达控制装置，

其中，所述检测器被配置为以预定周期检测驱动电流，

其中，所述相位确定器基于由检测器检测的驱动电流来确定旋转相位，并且

其中，基于在控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式之前由相位确定器最后确定的旋转相位来设置第一控制模式下的指示相位的初始相位。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的马达控制装置，

其中，所述控制器包括速度确定器，该速度确定器被配置为基于从脉冲生成器输出的脉冲串的频率来确定与转子的目标速度对应的旋转速度，并且

其中，在由速度确定器确定的旋转速度超过预定值的情况下，控制器将用于控制驱动电流的控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式。

6.根据权利要求5所述的马达控制装置，其中，所述速度确定器被配置为每当脉冲串中的脉冲从脉冲生成器输入时，确定与目标速度对应的旋转速度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的马达控制装置，还包括感应电压确定器，该感应电压确定器被配置为确定通过转子的旋转而在第一相的绕组和第二相的绕组中的每个中感应出的感应电压的幅值，

其中，在感应电压确定器确定第一相的感应电压的幅值和第二相的感应电压的幅值的情况下，相位确定器基于所确定的第一相的感应电压的幅值和所确定的第二相的感应电压的幅值来确定转子的旋转相位。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的马达控制装置，其中，在感应电压确定器确定第一相的感应电压的幅值和第二相的感应电压的幅值的情况下，所述预定值被设置为这样的旋转速度，即，相位确定器能够基于所确定的第一相的感应电压的幅值和所确定的第二相的感应电压的幅值、从该旋转速度确定马达的转子的旋转相位。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的马达控制装置，还包括存储单元，该存储单元被配置为存储在用于控制驱动电流的控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式之前由生成器最后生成的指示相位和由相位确定器确定的旋转相位之间的相位差，

其中，在用于控制驱动电流的控制模式将从第一控制模式切换到第二控制模式的情况下，基于在控制模式从第一控制模式切换到第二控制模式之前由生成器最后生成的指示相位和存储在存储单元中的相位差来设置第二控制模式下的指示相位的初始相位。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的马达控制装置，

其中，所述检测器被配置为以预定周期检测驱动电流，

其中，所述马达控制装置还包括第二存储单元，该第二存储单元被配置为存储在用于控制驱动电流的控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式之前由检测器最后检测的驱动电流的转矩电流分量的值，并且

其中，在用于控制驱动电流的控制模式将从第一控制模式切换到第二控制模式的情况下，基于在控制模式从第一控制模式切换到第二控制模式之前由检测器最后检测的驱动电流的转矩电流分量的值和存储在第二存储单元中的转矩电流分量的值来设置第二控制模式下的指示相位的初始相位。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的马达控制装置，其中，所述第一控制模式是通过控制由检测器检测的驱动电流的激励电流分量的值以使得该值被调整为零并且通过控制由检测器检测的驱动电流的转矩电流分量的值来控制马达的控制模式。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的马达控制装置，还包括：

第一控制电路，被配置为在第一控制模式被执行的情况下将驱动电流供应给马达的第一相的绕组和马达的第二相的绕组中的每个；

第二控制电路，被配置为在第二控制模式被执行的情况下将驱动电流供应给马达的第一相的绕组和马达的第二相的绕组中的每个；以及

切换单元，被配置为在使用第一控制电路的对于马达的控制和使用第二控制电路的对于马达的控制之间切换。

13.一种基于表示马达的转子的目标相位的指示相位来控制马达的马达控制装置，该马达控制装置包括：

检测器，被配置为检测流过马达的绕组的驱动电流；

相位确定器，被配置为基于由检测器检测的驱动电流来确定转子的旋转相位；

生成器，被配置为生成指示相位；以及

控制器，包括第一控制模式和第二控制模式，在第一控制模式下通过基于转矩电流分量的值控制流过马达的绕组的驱动电流以使得由生成器生成的指示相位和由相位确定器确定的旋转相位之间的偏差减小来控制马达，在第二控制模式下基于预定幅值的电流来控制马达，其中，所述转矩电流分量是基于由相位确定器确定的旋转相位、在旋转坐标系中表示的，

其中，在用于控制驱动电流的控制模式从第一控制模式切换到第二控制模式的情况下，生成器基于施加于转子的负荷转矩来生成第二控制模式下的指示相位。

14.根据权利要求13所述的马达控制装置，其中，在用于控制驱动电流的控制模式从第一控制模式切换到第二控制模式的情况下，生成器基于在第一控制模式被执行时由检测器检测的驱动电流的转矩电流分量的值来生成第二控制模式下的指示相位。

15.一种片材输送装置，包括：

输送辊，被配置为输送片材；

马达，被配置为驱动输送辊；以及

根据权利要求1至14中任一项所述的马达控制装置，

其中，所述马达控制装置被配置为控制驱动输送辊的马达的驱动。

16.一种文档馈送装置，包括：

片材输送装置，该片材输送装置具有：

输送辊，被配置为输送片材；

马达，被配置为驱动输送辊；以及

根据权利要求1所述的马达控制装置，

其中，所述马达控制装置被配置为控制驱动输送辊的马达的驱动；以及

文档堆叠部，文档将被堆叠在该文档堆叠部上，

其中，所述片材输送装置被配置为馈送堆叠在文档堆叠部上的文档。

17.一种文档读取装置，包括：

文档馈送装置，该文档馈送装置具有片材输送装置和文档堆叠部，文档将被堆叠在文档堆叠部上，

其中，所述片材输送装置包括：

输送辊，被配置为输送片材；

马达，马达被配置为驱动输送辊；以及

根据权利要求1所述的马达控制装置，

其中，所述马达控制装置被配置为控制驱动输送辊的马达的

驱动，并且

其中，所述片材输送装置被配置为馈送堆叠在文档堆叠部上的文档；以及

读取单元，被配置为读取由文档馈送装置馈送的文档。

18.一种图像形成装置，包括：

片材输送装置，该片材输送装置具有：

输送辊，被配置为输送片材；

马达，马达被配置为驱动输送辊；以及

根据权利要求1所述的马达控制装置，

其中，所述马达控制装置被配置为控制驱动输送辊的马达的驱动；以及

图像形成单元，被配置为在由片材输送装置输送的记录介质上形成图像。

19.一种在记录介质上形成图像的图像形成装置，该图像形成装置包括：

马达，被配置为驱动负荷；以及

根据权利要求1至14中任一项所述的马达控制装置，

其中，所述马达控制装置被配置为控制驱动负荷的马达的驱动。