JP2016099232A - 位相検出装置及び方法、モータ駆動制御装置、モータ装置及びシート搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転位相に応じた信号レベルを有するセンサ信号を用いて位相を検出する検出精度を向上可能な位相検出装置を提供する。【解決手段】信号選択部４と、バイアスレベル生成回路２と、位相情報検出回路３とを備える。信号選択部４は、回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号Ｘとして選択する。バイアスレベル生成回路２は、選択センサ信号Ｘと他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を比ａ：ｂで分割して各バイアスレベルＬＵＰ，ＬＬＯを生成する。位相情報検出回路３は、各バイアスレベルＬＵＰ，ＬＬＯに基づいて回転子の位相に対応するしきい値レベルＬｖ（ｎ）を生成し、選択センサ信号Ｘの信号レベルがしきい値レベルＬｖ（ｎ）に到達したことを検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、位相検出装置及び方法、モータ駆動制御装置、モータ装置及びシート搬送装置に関する。

ブラシレスＤＣ（直流）モータの停止制御などのモータの回転位置を制御する場合に用いられる、回転子の回転位相を検出する技術がある。例えば、ロータリーエンコーダ方式は、ロータリーエンコーダを回転軸に接続して、回転位相に応じて変化する位相差を有する２相パルス信号に基づいて相対的な回転角度を検出する。

一般的にロータリーエンコーダ方式は、光学窓のスリットを外周部に等間隔に設けた円盤や、スリットピッチの１／４間隔で配置された２個のフォトインタラプタにより、追加部品が高額になる。特許文献１には、ロータリーエンコーダ方式を用いずに回転位相を検出して、モータを駆動制御するモータ駆動制御装置が開示されている。

特許文献１のモータ駆動制御装置は、モータの周囲に設けられたホール素子などの複数のセンサからの複数のセンサ信号どうしを比較して、センサ信号どうしの交点の位相を検出する。さらに、検出されたセンサ信号の位相から所定の複数の位相区間に分け、所定の複数の位相区間において複数のセンサ信号の中の一つを選択し、選択されたセンサ信号の信号レベルが所定のしきい値レベルに到達したことを検出する。

特許文献１では、選択されたセンサ信号の信号レベルを、回転子の所定の位相に応じて予め定められたしきい値レベルと比較している。この場合、ホール素子などのセンサからのセンサ信号は、温度上昇や取り付け誤差などの外部環境により変動する。この変動によって、各センサ信号の交点位相における信号レベルがずれるなど、センサ信号の信号レベルの回転子の位相に対する対応がずれてしまう。

従来の回転位相の検出技術では、外部環境によるセンサ信号の変動によって、位相を検出する検出精度が低下するという課題があった。

本発明の目的は、従来技術と比較して、回転位相に応じた信号レベルを有するセンサ信号を用いて位相を検出する検出精度を向上可能な位相検出装置を提供することにある。

本発明に係る位相検出装置は、信号選択手段と、バイアスレベル生成手段と、位相情報検出手段とを備える。信号選択手段は、回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号として選択する。バイアスレベル生成手段は、上記選択センサ信号と他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を所定の第１の比で分割して第１のバイアスレベルを生成する。位相情報検出手段は、上記第１のバイアスレベルに基づいて上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成し、上記選択センサ信号の信号レベルが上記しきい値レベルに到達したことを検出する。

本発明に係る位相検出装置によれば、従来技術と比較して、回転位相に応じた信号レベルを有するセンサ信号を用いて位相を検出する検出精度を向上することができる。

本発明の実施形態１に係る位相検出装置５の構成を示すブロック図である。 図１の位相検出装置５の動作状態を示す各信号のタイミングチャートである。 図１の各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の変動を示す波形図である。 図１の位相検出装置５の位相検出動作を示す各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の波形図である。 本発明の実施形態２に係る位相検出装置５Ａの構成を示すブロック図である。 図５の位相検出装置５Ａの位相検出動作を示す各センサ処理信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の波形図である。 本発明の実施形態３に係る位相検出装置５Ｂの構成を示すブロック図である。 図７の位相検出装置５Ｂの位相検出動作を示す各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の波形図である。 本発明の実施形態４に係るモータ装置８の構成を示すブロック図である。 図９のモータ駆動部１１０の構成を示すブロック図である。 図１０のモータ駆動部１１０の動作を示す各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施形態５に係るシート搬送装置２３０，２５０を備えた画像形成装置を示す側面断面図である。 図１２のシート搬送装置２５０を示す側面断面図である。 本発明の変型例に係る位相検出動作を示す各センサ信号Ｕ１，Ｖ１の波形図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る位相検出装置５の構成を示すブロック図である。図１において、位相検出装置５は、交点位相検出回路１と、バイアスレベル生成回路２と、位相情報検出回路３と、デジタル回路５０と、信号合成回路５１とを備えて構成される。交点位相検出回路１は、比較器１１，１２，１３を備える。バイアスレベル生成回路２は、分圧回路２０と、スイッチＳＷ２，ＳＷ３と、バッファアンプＡｍｐ１，Ａｍｐ２とを備える。分圧回路２０は、それぞれ抵抗値Ｒ２１〜２６を有する抵抗２１〜２６を備える。位相情報検出回路３は、比較器３１−１〜３１−Ｎと、抵抗３２−１〜３２−Ｎとを備える。

図１において、複数のセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は、例えばモータの周囲に設けられたホール素子などの複数のセンサによって生成され、それぞれモータの回転子の回転位相に応じた信号レベルを有する。センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は、各センサの取り付け位置に応じて、互いに所定の位相差（例えば１２０°）を有する。各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は、スイッチＳＷ１のａ，ｂ，ｃ端子にそれぞれ入力され、交点位相検出回路１の各比較器３１，３２，３３にそれぞれ入力され、さらにバイアスレベル生成回路２の分圧回路２０に入力される。

交点位相検出回路１において、比較器１１はセンサ信号Ｕ１の信号レベルをセンサ信号Ｖ１と比較して、センサ信号Ｕ１，Ｖ１の交点の位相（タイミング）を示す検出信号ＵＶを発生する。比較器１２は、比較器１１と同様にセンサ信号Ｖ１，Ｗ１を比較してセンサ信号Ｖ１，Ｗ１の交点位相を示す検出信号ＶＷを発生する。比較器１３は、比較器１１と同様にセンサ信号Ｗ１，Ｕ１を比較してセンサ信号Ｗ１，Ｕ１の交点位相を示す検出信号ＷＵを発生する。

本実施形態において、比較器１１は、センサ信号Ｕ１の信号レベルがセンサ信号Ｖ１の信号レベル以上のとき、ハイレベル（Ｈｉ）を有する検出信号ＵＶを発生する。一方、比較器１１はセンサ信号Ｕ１の信号レベルがセンサ信号Ｖ１の信号レベル未満のとき、ローレベル（Ｌｏｗ）を有する検出信号ＵＶを発生する。比較器１２，１３も、比較器１１と同様にして、それぞれ二値の検出信号ＶＷ，ＷＵを発生する（図２参照）。交点位相検出回路１の比較器１１〜１３はそれぞれ検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵをデジタル回路５０と信号合成回路５１に出力する。

デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて制御信号Ｓｓｗ１を生成して、以下に示すようにスイッチＳＷ１の端子ａ，ｂ，ｃを選択制御する。
（１）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ１の端子ａを選択する。
（２）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ１の端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ１の端子ｃを選択する。

以上の選択制御により、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を備えて構成される信号選択部４は、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１のうちのいずれか一つを選択したセンサ信号である選択センサ信号Ｘを、位相情報検出回路３の各比較器３１−１〜３１−Ｎに出力する。

バイアスレベル生成回路２の分圧回路２０において、抵抗２１〜２６は互いに直列に接続される。センサ信号Ｕ１は抵抗２２，２３の接点に入力され、センサ信号Ｖ１は抵抗２４，２５の接点に入力され、センサ信号Ｗ１は抵抗２６，２１の接点に入力される。分圧回路２０は、抵抗２３，２４間でセンサ信号Ｕ１，Ｖ１の信号レベル差を各抵抗値Ｒ２３，Ｒ２４に応じた比率で分圧し、分圧した分圧レベルＬｕｖをスイッチＳＷ２，ＳＷ３の各ａ端子に出力する。分圧レベルＬｕｖは、センサ信号Ｕ１の信号レベルとセンサ信号Ｖ１の信号レベルの間を比Ｒ２２：Ｒ２３で分割する信号レベルを有する。

分圧レベルＬｕｖと同様に、分圧回路２０はセンサ信号Ｗ１，Ｕ１の信号レベル間を比Ｒ２１：Ｒ２２で分割する分圧レベルＬｗｕ、及びセンサ信号Ｖ１，Ｗ１の信号レベル間を比Ｒ２５：Ｒ２６で分割する分圧レベルＬｖｗを生成する。分圧レベルＬｗｕはスイッチＳＷ２，ＳＷ３の各ｂ端子に出力され、分圧レベルＬｖｗはスイッチＳＷ２，ＳＷ３の各ｃ端子に出力される。

デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて制御信号Ｓｓｗ２を生成して、以下に示すようにスイッチＳＷ２の端子ａ，ｂ，ｃを選択制御する。
（１）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ２の端子ａを選択する。
（２）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ２の端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ２の端子ｃを選択する。

また、デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて制御信号Ｓｓｗ３を生成して、以下に示すようにスイッチＳＷ３の端子ａ，ｂ，ｃを選択制御する。
（１）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ３の端子ａを選択する。
（２）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ３の端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ３の端子ｃを選択する。

以上の選択制御により、信号選択部４は、各スイッチＳＷ２，ＳＷ３において分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕのうちの１つの分圧レベルをそれぞれ選択する。信号選択部４は、各スイッチＳＷ２，ＳＷ３において選択した分圧レベルをそれぞれ上端バイアスレベルＬ_ＵＰ及び下端バイアスレベルＬ_ＬＯとして、バッファアンプＡｍｐ１，Ａｍｐ２を介して位相情報検出回路３に出力する。

位相情報検出回路３において、複数の抵抗３２−１〜３２−（Ｎ−１）は、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯの間で互いに直列に接続される。各抵抗３２−１〜３２−（Ｎ−１）は、それぞれ上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯの間を各抵抗値に応じた所定の比率で分圧し、分圧した電圧をしきい値レベルＬｖ（１）〜Ｌｖ（Ｎ）として各比較器３１−１〜３１−Ｎに供給する。

比較器３１−ｎは、選択センサ信号Ｘをしきい値レベルＬｖ（ｎ）と比較して、選択センサ信号Ｘがしきい値レベル以上のときハイレベルの二値信号を出力する。一方、比較器３１−ｎは選択センサ信号Ｘがのしきい値レベルＬｖ（ｎ）未満のとき、ローレベルの二値信号を出力する。位相情報検出回路３は、全ての比較器３１−１〜３１−Ｎの比較結果の各二値信号を、位相情報信号ＰｈＣとして信号合成回路５１に出力する。このように、位相情報検出回路３は比較器３１−１〜３１−Ｎによって、選択センサ信号Ｘの信号レベルが所定の回転位相に対応するしきい値レベルＬｖ（１）〜Ｌｖ（Ｎ）に到達したことを検出する。

次いで、信号合成回路５１は、位相情報信号ＰｈＣと検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて、例えば各信号の排他的論理和を取ることによりトグル信号に合成して、合成した位相情報信号Ｐｈｓｙｎを出力する。

以上のように構成された位相検出装置５において、以下に示すように、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を用いて回転子の位相情報を検出することができる。

図２は、図１の位相検出装置５の動作状態を示す各信号のタイミングチャートである。図２において、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を正弦波（これに代えて、正弦波に実質的に同一な、準じた波形であってもよい。）で表しており、電気角において互いに位相差１２０°間隔で設定されている。

図１の交点位相検出回路１は、図２に示すセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を互いに比較することにより、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵを発生する。次いで、信号選択部４は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて、各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の交点間の位相区間毎にセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１のうちのいずれか一つを選択して選択センサ信号Ｘを得る。このようにして得られた選択センサ信号Ｘは連結されており、図２の下段の太線で示すように時間的に連続した信号となる。

選択センサ信号Ｘは、理想的には
（１）センサ信号Ｗ１の正弦波位相１５０°〜２１０°の位相区間Ｔ１の期間と、
（２）センサ信号Ｖ１の正弦波位相−３０°〜３０°の位相区間Ｔ２の期間と、
（３）センサ信号Ｕ１の正弦波位相１５０°〜２１０°の位相区間Ｔ３の期間と、
（４）センサ信号Ｗ１の正弦波位相−３０°〜３０°の位相区間Ｔ４の期間と、
（５）センサ信号Ｖ１の正弦波位相１５０°〜２１０°の位相区間Ｔ５の期間と、
（６）センサ信号Ｕ１の正弦波位相−３０°〜３０°の位相区間Ｔ６の期間とから構成される。

これらの各６０°区間の位相区間Ｔ１〜Ｔ６は正弦波位相３０°〜９０°，正弦波位相９０°〜１５０°，正弦波位相２１０°〜２７０°及び正弦波位相２７０°〜３１０°の位相６０°区間よりも高い線形性を有する。そのため、選択センサ信号Ｘを位相区間Ｔ１〜Ｔ６で構成することにより、位相検出において他の位相区間よりも高い検出精度を得ることができる。

ここで、各位相区間Ｔ１〜Ｔ６は、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の各一対の交点Ａ，Ｂの位相を境界として切り替わる。図２においては、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１が互いに位相差１２０°を有する理想的な正弦波としている。そのため、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の各交点の信号レベルは、交点レベルＬＡ又は交点レベルＬＡに一致することとなる。

図３は、図１の各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の変動を示す波形図である。図３において、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は外部環境による変動を有し、各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の間隔は位相差１２０°からずれている。センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は、信号間の位相ずれや高調波成分による歪みなどの種々の要因によって変動する。このような場合、図２に示すような理想的な正弦波の場合には一致していた各位相区間Ｔ１〜Ｔ６における交点Ａ，Ｂの交点レベルＬＡ，ＬＢが、図３に示す交点レベルＬＡ１，ＬＡ２及び交点レベルＬＢ１，ＬＢ２のようにずれる。そのため、各位相区間Ｔ１〜Ｔ６にわたって選択センサ信号Ｘに対する信号レベルの検出区間Ｌｄｅｔを固定すると、位相検出において誤差を生じてしまう。

このような位相検出誤差に対して、各位相区間Ｔ１〜Ｔ６に対する交点レベルＬＡ１，ＬＢ１及び交点レベルＬＡ２，ＬＢ２をそれぞれ検出して記憶し、位相区間Ｔ１〜Ｔ６毎に信号レベルの検出区間Ｌｄｅｔを切り替えるという対処方法も考えられる。このとき、しきい値レベルＬ（１）〜Ｌ（Ｎ）は、位相区間Ｔ１〜Ｔ６毎に固定値で設定されることとなる。しかしながら、このような方法によると、位相区間Ｔ１〜Ｔ６毎に検出区間Ｌｄｅｔを設定するため、例えば各バイアスレベルをそれぞれ記憶する回路などによる大規模な回路面積が必要となる。

また、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１のように入力信号が周期的である場合、過去の交点レベルを記憶することとなるので、交点レベルへの到達を検出するまでの位相検出誤差に対処できない。さらに、交点レベルを検出して記憶することにより信号レベルの検出区間Ｌｄｅｔを設定するので、検出した時点から信号振幅が変動すると、位相検出に誤差を生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、以下で説明するように、分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕによる各バイアレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯに基づいて、各しきい値レベルＬｖ（１）〜Ｌｖ（Ｎ）を生成する。

図４は、図１の位相検出装置５の位相検出動作を示す各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の波形図である。図４において、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１はそれぞれ正弦波であり、センサ信号Ｖ１はセンサ信号Ｕ１に対して位相差１２０°を有し、センサ信号Ｗ１はセンサ信号Ｕ１に対して位相差２４０°を有する。図４を用いて、選択センサ信号Ｘが位相区間−３０°〜３０°のセンサ信号Ｕ１である場合における位相検出装置５の位相検出動作について説明する。

図４において、各しきい値レベルＬｖ（１）〜Ｌｖ（Ｎ）は、選択センサ信号Ｘの位相が位相差６°間隔の検出位相θ_１〜θ_Ｎにそれぞれ到達したか否かを検出するために、検出区間Ｌｉｎｔの間でそれぞれ設定されている。検出区間Ｌｉｎｔは、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯの間の信号レベル区間で規定される。本実施形態では、バイアスレベル生成回路２により、上端バイアスレベルＬ_ＵＰを、選択センサ信号Ｘと選択センサ信号Ｘよりも大きい信号レベルを有するセンサ信号の間の信号レベルを比（内分比）ａ：ｂで分割して設定する。また、下端バイアスレベルＬ_ＬＯを、選択センサ信号Ｘと選択センサ信号Ｘよりも小さい信号レベルを有するセンサ信号の間の信号レベルを比ａ：ｂで分割して設定する。

図４では、選択センサ信号Ｘ＝Ｕ１でかつセンサ信号Ｖ１＜Ｕ１＜Ｗ１である。このとき、図１の信号選択部４は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて、分圧レベルＬｗｕを上端バイアスレベルＬ_ＵＰとして選択するとともに、分圧レベルＬｕｖを下端バイアスレベルＬ_ＬＯとして選択する。上述の内分比を実現するために、分圧回路２０における抵抗２１〜２４の抵抗値Ｒ２１〜Ｒ２４は、それぞれ比Ｒ２２：Ｒ２１＝Ｒ２３：Ｒ２４＝ａ：ｂに設定される。各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯは次式で表される。

［数１］
Ｌ_ＵＰ＝（ｂ×Ｕ１＋ａ×Ｗ１）／（ａ＋ｂ） （１）
Ｌ_ＬＯ＝（ｂ×Ｕ１＋ａ×Ｖ１）／（ａ＋ｂ） （２）

各しきい値レベルＬｖ（ｎ）（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯの間の検出区間Ｌｉｎｔを比αｎ：βｎで分割して設定される。各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯにより、信号レベルの検出区間Ｌｉｎｔはセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１とともに変化する。図４では、上述したようにセンサ信号Ｕ１＝ｓｉｎθ，Ｖ１＝ｓｉｎ（θ＋１２０°），Ｗ１＝ｓｉｎ（θ＋２４０°）としていることから、比αｎ：βｎは検出位相θ_ｎを用いて次式で表される。

［数２］
αｎ：βｎ＝Ｌ_ＵＰ（θ_ｎ）−ｓｉｎ（θ_ｎ）：ｓｉｎ（θ_ｎ）−Ｌ_ＬＯ（θ_ｎ） （３）
Ｌ_ＵＰ（θ_ｎ）＝（ｂ×ｓｉｎ（θ_ｎ）＋ａ×ｓｉｎ（θ_ｎ＋２４０°））／（ａ＋ｂ）
Ｌ_ＬＯ（θ_ｎ）＝（ｂ×ｓｉｎ（θ_ｎ）＋ａ×ｓｉｎ（θ_ｎ＋１２０°））／（ａ＋ｂ）

図１の位相情報検出回路３における各抵抗３２−ｎは、分圧回路２０と同様にして、所望の検出位相θ_ｎに対して式（３）に従う比αｎ：βｎをそれぞれ有するように抵抗値を設定される。比ａ：ｂは第１の比の一例であり、各比αｎ：βｎはそれぞれ第２の比の一例である。

上述した制御信号Ｓｓｗ２，Ｓｓｗ３によってスイッチＳＷ２，ＳＷ３を選択制御することにより、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯは図２の選択センサ信号Ｘの位相区間Ｔ１〜Ｔ６にわたって連続的に供給される。そのため、各位相区間Ｔ１〜Ｔ６において図４と同様に選択センサ信号Ｘの位相検出を行える。なお、実施形態１では、比ａ：ｂ＝１：１としており、これに応じて抵抗値Ｒ２１＝Ｒ２２，Ｒ２３＝Ｒ２４，Ｒ２５＝Ｒ２６である。

以上のように、バイアスレベル生成回路２からの各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯにより、各しきい値レベルＬｖ（ｎ）は検出区間Ｌｉｎｔを比αｎ：βｎでそれぞれ分割して生成される。センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の変動とともに検出区間Ｌｉｎｔが変化し、精度良く位相検出を行える。センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の信号振幅が変動しても、各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯはセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の各交点位相で交点レベルと一致するので、交点レベルを検出して記憶するための回路構成と比較して、大幅に回路面積を削減できる。

以上のように構成された位相検出装置５によると、信号選択部４と、バイアスレベル生成回路２と、位相情報検出回路３とを備える。信号選択部４は、回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号Ｘとして選択する。バイアスレベル生成回路２は、選択センサ信号Ｘと他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を比ａ：ｂで分割して各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯを生成する。位相情報検出回路３は、各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯに基づいて回転子の位相に対応するしきい値レベルＬｖ（ｎ）を生成し、選択センサ信号Ｘの信号レベルがしきい値レベルＬｖ（ｎ）に到達したことを検出する。

位相検出装置に５よれば、回転位相に応じた信号レベルを有するセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を用いて位相を検出する検出精度を向上することができる。

また、実施形態１に係る位相検出装置５は、図１の交点位相検出回路１と信号合成回路５１を備えて構成されたが、交点位相検出回路１と信号合成回路５１を備えずに構成されてもよい。例えば、位相情報検出回路３からの位相情報信号ＰｈＣを位相検出結果の信号として出力してもよい。

また、図４において、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は正弦波であったが、正弦波に限らず、例えば略正弦波又は略台形波などの正弦波に準ずる波形であってもよい。例えばセンサ信号の高調波成分の寄与を式（３）に反映させて、所望の検出位相θ_ｎに対して比αｎ：βｎを設定してもよい。

実施形態２．
図５は、本発明の実施形態２に係る位相検出装置５Ａの構成を示すブロック図である。実施形態１では、分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを検出区間Ｌｉｎｔの両端の各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯとして用いたが、いずれか一方のみとして用いてもよい。実施形態２では、分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを上端バイアスレベルのみに用いる。実施形態２に係る位相検出装置５Ａは、実施形態１に係る位相検出装置５と比較して、全波整流回路５２をさらに備え、バイアスレベル生成回路２ＡにおいてスイッチＳＷ３に代えてコモンレベル生成回路５３を備えたことを特徴とする。この相違点について、以下説明する。

図５において、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は位相検出装置５Ａの全波整流回路５２に入力される。全波整流回路５２は、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の振幅中心レベルなどのコモンレベルにおいて、コモンレベルよりも小さい信号レベルを反転するように、センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を全波整流する。全波整流回路５２は全波整流したセンサ処理信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を交点位相検出回路１と分圧回路２０とコモンレベル生成回路５３に出力する。

コモンレベル生成回路５３は、センサ処理信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２からコモンレベルを生成して、下端バイアスレベルＬ_ＬＯとしてバッファアンプＡｍｐ２を介して位相情報検出回路３に出力する。交点位相検出回路１は、センサ処理信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に基づいて、図２と同様にして検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵを生成してデジタル回路５０に出力する。

デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて制御信号Ｓｓｗ１を生成して、以下に示すようにスイッチＳＷ１の端子ａ，ｂ，ｃを選択制御する。
（１）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ１の端子ａを選択する。
（２）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ１の端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ１の端子ｃを選択する。

また、デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて制御信号Ｓｓｗ２を生成して、以下に示すようにスイッチＳＷ２の端子ａ，ｂ，ｃを選択制御する。
（１）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ２の端子ａを選択する。
（２）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ２の端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、及び検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、スイッチＳＷ２の端子ｃを選択する。

以上の選択制御により、信号選択部４Ａは、スイッチＳＷ２において分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕのうちの１つの分圧レベルをそれぞれ選択し、上端バイアスレベルＬ_ＵＰとして、バッファアンプＡｍｐ１を介して位相情報検出回路３に出力する。

図６は、図５の位相検出装置５Ａの位相検出動作を示す各センサ処理信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の波形図である。図６を用いて、図４と同様に、センサ処理信号Ｕ２の位相区間−３０°〜３０°における位相検出装置５Ａの位相検出動作を一例として説明する。

図６において、センサ処理信号Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２は全波整流されており、それぞれ位相区間１８０°〜３６０°において、センサ処理信号Ｕ２＝−ｓｉｎθ，Ｖ２＝−ｓｉｎ（θ＋１２０°），Ｗ２＝−ｓｉｎ（θ＋２４０°）となっている。そのため、センサ処理信号Ｕ２は、位相区間−３０°〜３０°において位相０°で反転する。これに対して、本実施形態では、上述したスイッチＳＷ２の選択制御により、位相区間−３０°〜０°の上端バイアスレベルＬ_ＵＰ＝Ｌｕｐ１と位相区間０°〜３０°の上端バイアスレベルＬ_ＵＰ＝Ｌｕｐ２を選択する。各バイアスレベルＬｕｐ１，Ｌｕｐ２は、次式で表される。

［数３］
Ｌｕｐ１＝（ｂ×Ｕ２＋ａ×Ｖ２）／（ａ＋ｂ） （４）
Ｌｕｐ２＝（ｂ×Ｕ２＋ａ×Ｗ２）／（ａ＋ｂ） （５）

また、下端バイアスレベルＬ_ＬＯは各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１のコモンレベルＬｃｏｍであり、図６において下端バイアスレベルＬ_ＬＯ＝０である。各しきい値レベルＬｖ（ｎ）（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、図４と同様に、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯの間を比αｎ：βｎで分割して設定される。比αｎ：βｎは検出位相θ_ｎを用いて次式で表される。

［数４］
αｎ：βｎ＝Ｌ_ＵＰ（θ_ｎ）−ｓｉｎ（θ_ｎ）：ｓｉｎ（θ_ｎ） （６）

以上のように構成された位相検出装置５Ａによると、上端バイアスレベルＬ_ＵＰ及び下端バイアスレベルＬ_ＬＯのうちの一方のみに分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを用いて他方を固定値にするので、回路構成が簡単化される。センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に対して全波整流して信号レベルを折り返すため、各しきい値レベルと比較する比較器３１−ｎの個数を半減して、回路面積を削減できる。また、回路面積を増大させずに検出精度を向上できる。

なお、バイアスレベル生成回路２Ａは、分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを用いて上端バイアスレベルＬ_ＵＰを生成したが、これに代えて、下端バイアスレベルＬ_ＬＯを生成してもよい。また、バイアスレベル生成回路２Ａは、コモンレベル生成回路５３によってコモンレベルを生成したが、コモンレベル生成回路５３を備えなくてもよい。

実施形態３．
図７は、本発明の実施形態３に係る位相検出装置５Ｂの構成を示すブロック図である。実施形態１では、内分比ａ：ｂ＝１：１において分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを生成したが、内分比ａ：ｂ＝１：１でなくてもよい。本実施形態では、比重ａ＞ｂにおいて分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを生成する。実施形態３に係る位相検出装置５Ｂは、実施形態１に係る位相検出装置５と比較して、しきいレベルバイアス回路２に代えて、しきいレベルバイアス回路２Ｂを備えたことを特徴とする。この相違点について、以下説明する。

図７において、しきいレベルバイアス回路２Ｂは、図１のしきいレベルバイアス回路２と比較して、分圧回路２０及びスイッチＳＷ２，ＳＷ３に代えて分圧回路２０Ａ及びスイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ３Ａを備える。分圧回路２０Ａは、それぞれ抵抗値Ｒ２１〜Ｒ２９を有する抵抗２１〜２９を備える。分圧回路２０Ａにおいて、抵抗２７は抵抗２１，２２間に接続され、抵抗２６は抵抗２３，２４間に接続され、抵抗２９は抵抗２５，２６に接続される。

分圧回路２０Ａは、抵抗２３，２８の接点からセンサ信号Ｕ１，Ｖ１の信号レベル間を比Ｒ２３：Ｒ２８＋Ｒ２４で分割する分圧レベルＬｕｖ１を、スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ３Ａの各ａ端子に出力する。また、分圧回路２０Ａは、抵抗２８，２４の接点からセンサ信号Ｕ１，Ｖ１の信号レベル間を比Ｒ２３＋Ｒ２８：Ｒ２４で分割する分圧レベルＬｕｖ２を、スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ３Ａの各ｂ端子に出力する。

分圧レベルＬｕｖ１，Ｌｕｖ２と同様に、分圧回路２０Ａはセンサ信号Ｗ１，Ｕ１の信号レベル間を比Ｒ２１＋Ｒ２７：Ｒ２２で分割する分圧レベルＬｗｕ１を各ｃ端子に出力し、比Ｒ２１：Ｒ２２＋Ｒ２７で分割する分圧レベルＬｗｕ２を各ｄ端子に出力する。分圧レベルＬｖｗ１，Ｌｖｗ２についても同様に、スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ３Ａの各ｅ端子と各ｆ端子に出力される。

デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて、以下に示すようにスイッチＳＷ２Ａの端子ａ〜ｆを選択制御する。
（１）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、端子ａを選択する。
（２）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、端子ｃを選択する。
（４）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、端子ｄを選択する。
（５）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、端子ｅを選択する。
（６）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、端子ｆを選択する。

また、デジタル回路５０は、検出信号ＵＶ，ＶＷ，ＷＵに基づいて、以下に示すようにスイッチＳＷ３Ａの端子ａ〜ｆを選択制御する。
（１）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｌｏｗ，ＷＵ＝Ｈｉである場合、端子ａを選択する。
（２）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｈｉ，ＶＷ＝Ｌｏｗである場合、端子ｂを選択する。
（３）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｈｉ，ＵＶ＝Ｌｏｗである場合、端子ｃを選択する。
（４）検出信号ＷＵ，ＵＶ＝Ｌｏｗ，ＶＷ＝Ｈｉである場合、端子ｄを選択する。
（５）検出信号ＶＷ，ＷＵ＝Ｌｏｗ，ＵＶ＝Ｈｉである場合、端子ｅを選択する。
（６）検出信号ＵＶ，ＶＷ＝Ｈｉ，ＷＵ＝Ｌｏｗである場合、端子ｆを選択する。

図８は、図７の位相検出装置５Ｂの位相検出動作を示す各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の波形図である。図８を用いて、図４と同様に、センサ信号Ｕ１の位相区間−３０°〜３０°における位相検出装置５Ｂの位相検出動作を一例として説明する。

図８において、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯはそれぞれ式（１）と式（２）によって表される。これを満たすように、図４の場合と同様にして分圧回路２０Ａの各抵抗２１〜２９の各抵抗Ｒ２１〜Ｒ２９が設定される。また、上述したようにスイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ３Ａを選択制御することで、上端バイアスレベルＬ_ＵＰと下端バイアスレベルＬ_ＬＯは各位相区間の境界においてそれぞれ連結している。

図８に示すように、選択センサ信号Ｘと各しきい値レベルＬｖ（１）〜Ｌｖ（Ｎ）の接線のなす角度は、比重ａ＞ｂによって、図４の比重ａ＝ｂである場合の角度よりも大きくなっている。そのため、例えば選択センサ信号Ｘにノイズが生じた場合に、選択センサ信号Ｘがノイズ成分によってしきい値レベルＬｖ（ｎ）にまで到達しにくくなる。これにより、位相検出装置５Ｂの位相検出動作において、ノイズ耐性を向上することができる。

以上のように構成された位相検出装置５Ｂによると、比ａ：ｂは各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯが選択センサ信号Ｘの信号レベルよりも他のセンサ信号の信号レベルの近傍に位置するように設定されている。つまり、比重ａ＞ｂを有し、図１の位相検出装置５と比較して、位相検出動作におけるノイズ耐性を向上できる。

なお、図１の位相検出装置５は、位相検出装置５ＢのスイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ３Ａよりも少ない端子数を有するスイッチＳＷ２，ＳＷ３を備えて構成でき、その選択制御を簡単化して回路面積を削減することができる。

実施形態４．
図９は、本発明の実施形態４に係るモータ装置８の構成を示すブロック図である。図９において、実施形態４に係るモータ装置８は、モータＭ１と、センサ回路９と、モータ駆動制御装置１０とを備えて構成されることを特徴とする。

図１において、モータＭ１は例えばブラシレスＤＣモータで構成され、センサ回路９はモータＭ１の回転子の周囲に設けられる。センサ回路９はセンサＳ１〜Ｓ３を備え、各センサＳ１〜Ｓ３によって所定の電気角（例えば位相差１２０°）の間隔を設定したモータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の回転角をそれぞれ検出する。センサＳ１〜Ｓ３は、例えばホール素子で構成される磁気センサであってモータＭ１の回転に応じて変化する磁束密度を検出する。センサ回路９はセンサＳ１〜Ｓ３の検出結果のセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を位相検出装置５に出力する。

モータ駆動制御装置１０は、実施形態１に係る位相検出装置５と、モータコントローラ１００と、モータ駆動部１１０とを備えて構成される。モータコントローラ１００は、位相情報信号Ｐｈｓｙｎに基づいて、ＰＷＭ信号を発生してモータ駆動部１１０に出力する。モータ駆動部１１０は、モータコントローラ１００のＰＷＭ信号に基づいて、駆動電流を複数のモータコイルに選択的に流してモータＭ１の回転子を回転駆動させる。

図１０は、図９のモータ駆動部１１０の構成を示すブロック図である。図１０において、モータ駆動部１１０は、プリドライバ８０と、メインドライバ９０とを備えて構成される。例えばブラシレスＤＣモータであるモータＭ１を駆動するための３相コイルを、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とし、それぞれのコイルの一端はモータＭ１内でＹ結線されている。ここで、メインドライバ９０は、それぞれのコイルの他端には電源側に接続されたハイサイドのスイッチ素子９１，９３，９５と、接地側に接続されたローサイドのスイッチ素子９２，９４，９６とを備えて構成される。さらに、各相のスイッチ素子９１〜９６を駆動するためのスイッチの制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬが前段のプリドライバ８０より出力される。

図１０において、プリドライバ８０は、駆動相コントローラ８１と３個の駆動増幅器８２，８３，８４とを備えて構成される。駆動相コントローラ８１は各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に基づいて、モータコントローラ１００からのＰＷＭ信号を駆動増幅器８２，８３，８４のいずれか１つに選択的に順次出力する。駆動増幅器８２は、駆動相コントローラ８１からの出力に基づいて、一対の制御信号ＵＨ，ＵＬを生成して、制御信号ＵＨによりハイサイドのスイッチ素子９１をオン／オフ制御し、制御信号ＵＬによりローサイドのスイッチ素子９２をオン／オフ制御する。

また、駆動増幅器８３は、駆動相コントローラ８１からの出力に基づいて、一対の制御信号ＶＨ，ＶＬを生成して、制御信号ＶＨによりハイサイドのスイッチ素子９３をオン／オフ制御し、制御信号ＶＬによりローサイドのスイッチ素子９４をオン／オフ制御する。駆動増幅器８４は、駆動相コントローラ８１からの出力に基づいて、一対の制御信号ＷＨ，ＷＬを生成して、制御信号ＷＨによりハイサイドのスイッチ素子９５をオン／オフ制御し、制御信号ＷＬによりローサイドのスイッチ素子９６をオン／オフ制御する。

図１１は、図１０のモータ駆動部１１０の動作を示す各信号のタイミングチャートである。図１１では、各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の信号論理における各フェーズの切り換え例を示しており、ブラシレスＤＣモータを駆動する方法として一般的な駆動方法である。図９のモータコントローラ１００は回転しているモータＭ１のできるだけ正確な位相情報に基づいて、前述のＰＷＭ信号の然るべきデューティサイクルを制御し、ＰＷＭ信号をモータ駆動部１１０に出力する。

図１０の駆動相コントローラ８１は、各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に基づいて、各センサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の信号レベルがそれぞれコモンレベル以上であるか否かを示す転流信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを生成する。駆動相コントローラ８１は転流信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷに基づいて、駆動増幅器８２，８３，８４のうちの１つをＰＷＭ制御し、他の２つの駆動増幅器のうちの１つの一対の制御信号をローレベルにする。駆動相コントローラ８１は、残る１つの駆動増幅器のハイサイドのスイッチ素子の制御信号をローレベルにするとともに、ローサイドのスイッチ素子の制御信号をハイレベルにする。

これにより、駆動相コントローラ８１は、ＰＷＭデューティサイクルで同期整流する相と、ローサイドのスイッチ素子のみをオンする相と、ハイサイドのスイッチ素子及びローサイドのスイッチ素子を共にオフする相のいずれかの状態に振り分ける。

以上のように構成された実施形態４に係るモータ装置８によれば、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を、例えばブラシレスＤＣモータで構成されるモータＭ１の駆動に必要なコイル電流の転流用のセンサと共通化して使用することで、追加のセンサを省略できる。すなわち、モータ駆動制御装置１０において従来のモータ装置が有するセンサによるコイル電流の転流信号を用いることで、位相検出装置５による多数の位相情報の取得を実現できる。

なお実施形態４に係るモータ装置８及びモータ駆動制御装置１０を、位相検出装置５を備えて構成したが、本発明はこれに限らない。例えば、位相検出装置５に代えて位相検出装置５Ａ，５Ｂを備えて構成してもよい。また、センサ回路からの差動信号（検出信号及び逆相信号）によってゼロクロス位相を検出するように構成してもよい。

実施形態５．
図１２は、本発明の実施形態５に係るシート搬送装置２３０，２５０を備えた画像形成装置を示す側面断面図である。図１２において、実施形態５に係るシート搬送装置２３０，２５０は、実施形態４に係るモータ装置８を備えて構成されることを特徴とする。図１２において、画像形成装置は、例えば複写機であり、給紙部２００と、画像形成部２２０と、原稿読取部２４０と、原稿自動搬送装置としてのシート搬送装置（以下、ＡＤＦという）２５０とを備える。

図１２の画像形成装置において、ＡＤＦ２５０は原稿トレイ２５１に載置された原稿などの複数のシートを１枚ずつ分離して原稿読取部２４０に自動給紙し、原稿読取部２４０はＡＤＦ２５０から搬送された原稿を読み取る。給紙部２００は、複数のシートを積層して収納するシート収納部２０１と、シート搬送装置２３０とを備え、シート搬送装置２３０によってシート収納部２０１に収納された複数のシートを１枚ずつ分離搬送して、画像形成部２２０に給紙する。画像形成部２２０は、原稿読取部２４０によって読み取った画像を、給紙部２００から給紙されたシートにおいて形成する。

給紙部２００において、シート搬送装置２３０は、モータ装置８と、ベルト２３１と、駆動ローラ２３２と、従動ローラ２３３，２３４とを備えて構成される。モータ装置８は、図９のモータ駆動制御装置１０によってモータＭ１の駆動制御を行って駆動ローラ２３２を駆動する。ベルト２３１は、例えば静電吸着式のベルトで構成され、駆動ローラ２３２と従動ローラ２３３，２３４の３軸のローラに架け渡されている。シート搬送装置２３０は、ベルト２３１によってシート収納部２０１に収納されたシートを吸着し、吸着したシートをモータ装置８による各ローラ２３２〜２３４の駆動によって搬送する。

シート搬送装置２３０によって分離給紙されたシートは搬送経路２１０上を搬送され、搬送経路２１０上を搬送されるシートは搬送ローラ対２１１及びレジストローラ対２１２により搬送される。このように搬送されたシートは、転写ローラ２１３によって画像形成部２２０で形成されたトナー画像を転写され、このトナー画像が定着器２１４によって熱転写され、排紙ローラ対２１５により排紙トレイ２１６に排出される。

画像形成部２２０は、転写ベルトである中間転写ベルト２２５と、露光装置２２６と、複数の感光体２２７（２２７Ｙ，２２７Ｍ，２２７Ｃ，２２７ＢＫ）とを備えて構成される。各感光体２２７Ｙ，２２７Ｍ，２２７Ｃ，２２７ＢＫは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにそれぞれ対応して回転駆動される像担持体である。露光装置１２６は、原稿読取部２４０によって読み取られた原稿などの画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを出射する。

感光体２２７は、円筒状に形成され、例えばモータ装置８などの駆動源により回転駆動される。各感光体２２７の外周面部には感光層が設けられており、露光装置２２６から出射された破線で示す光ビームが各感光体２２７の外周面にスポット照射されることにより、各感光体２２７の外周面には画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。中間転写ベルト２２５は、樹脂フィルム、または、ゴムを基体として形成された無端状ベルトから構成されており、感光体２２７上に形成されたトナー像が転写され、転写されたトナー像が転写ローラ２１３によってシートに転写される。

図１３は、図１２のＡＤＦ２５０を示す側面断面図である。図１３において、ＡＤＦ２５０は、モータ装置８によって駆動される各ローラによって、原稿トレイに載置された複数の原稿を一枚ずつ分離して給送し、また給送された原稿を折り返しながら表裏を反転させる。ＡＤＦ２５０は、モータ装置８によって駆動される各ローラで原稿を搬送しながら、原稿の両面をそれぞれイメージセンサなどで構成される第１及び第２固定読取部２６１，２６３で読み取る。

図１３において、原稿は原稿トレイ２５１上に載置される。ピックアップローラ２５２は、ユーザによる動作開始操作に応じてピックアップ搬送モータが駆動されることで回転駆動され、原稿トレイ２５１上の原稿をピックアップする。ピックアップローラ２５２によって送り出された原稿は、駆動ローラ２５４と従動ローラ２５５に架け渡された給紙ベルト２５３との当接位置に送り込まれる。

給紙ベルト２５３には、給紙モータによって回転駆動されるリバースローラ２５６が当接しており、リバースローラ２５６の当接部において給紙ベルト２５３の表面が給紙方向に移動する。これに対し、リバースローラ２５６の表面は、給紙方向とは逆方向に移動しようとする。一方、リバースローラ２５６の駆動伝達部にはトルクリミッタが設けられており、リバースローラ２５６は、給紙方向に向かう力がトルクリミッタのトルクよりも大きいと給紙方向に表面移動するように回転する。

リバースローラ２５６は、給紙ベルト２５３に所定の圧力で当接しており、給紙ベルト２５３に直接当接している際、あるいは当接部に原稿が１枚だけ挟み込まれている際には、給紙ベルト２５３または原稿に連れ回る。但し、当接部に複数枚の原稿が挟み込まれた際には、連れ回り力がトルクリミッタのトルクよりも低くなるように設定されているため、連れ回り方向とは逆の方向に回転駆動する。これにより、最上位よりも下の原稿には、リバースローラ２５６によって給紙方向とは反対方向の移動力が付与されて、数枚の原稿から最上位の原稿だけが分離され、重送が抑制される。

給紙ベルト２５３やリバースローラ２５６の作用によって１枚に分離された原稿は、給紙ベルト２５３によってさらに送られ、プルアウトローラ対２５７に突き当たり、その後、所定時間だけ給紙モータを駆動させて停止する。これにより、原稿がプルアウトローラ対２５７に所定量の撓みをもって押し当てられた状態で給紙ベルト２５３による原稿の搬送が行われる。

プルアウトローラ対２５７および中間ローラ対２５８の駆動によって搬送される原稿は、中間ローラ対２５８および読取入口ローラ対２５９によって搬送される。中間ローラ対２５８には、プルアウトローラ対２５７の駆動源であるプルアウトモータと、読取入口ローラ対２５９の駆動源である読取入口モータとの両方のモータから駆動が伝達される。各モータは、モータ装置８で構成される。中間ローラ対２５８は、２つのモータのうちの回転速度が速くなる側のモータの駆動によって回転速度が決まる機構を備えている。

読取入口ローラ対２５９の上下のローラによって形成されるニップに原稿の先端が進入する前に原稿の搬送速度を調整するために、プルアウトモータの減速を開始するとともに読取入口モータおよび読取モータを正転駆動する。読取入口モータを正転駆動することで読取入口ローラ対２５９が搬送方向に回転駆動し、読取モータを正転駆動することで読取出口ローラ対２６２及び第２読取出口ローラ対２６６が搬送方向にそれぞれ駆動する。これにより、原稿は第１固定読取部２６１による読取位置に送られ、第１固定読取部２６１によって読取られる。

第１固定読取部２６１を通過した原稿は、読取出口ローラ対２６２のニップを通過する。原稿の一方の面のみを読み取る場合には、第２固定読取部２６３による原稿の他方の面の読取が不要である。そのような場合には、原稿は第２固定読取部２６３によって読み取られることなく、排紙ローラ対２６４の回転駆動により排紙される。これに対して、原稿の両面を読み取る場合には、第２固定読取部２６３に到達するまでのタイミングが読取モータのパルスカウントに基づいて演算され、原稿ＭＳは第２固定読取部２６３によって読み取られる。

以上のように構成されたシート搬送装置２３０，２５０において、第４の実施形態に係るモータ装置８を、シート搬送装置２３０，２５０に用いられる何れのモータの駆動に適用してもよい。例えば、モータ装置８は図１１及び図１２に示す各ローラの駆動源として適用されてもよく、たとえば駆動ローラ２５４を駆動するためのモータとしてモータ装置８が適用されてもよい。

変形例．
図１４は、本発明の変形例に係る位相検出動作を示す各センサ信号Ｕ１，Ｖ１の波形図である。上記各実施形態に係る位相検出装置５，５Ａ，５Ｂは、３つのセンサ信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を用いて位相検出動作を行ったが、本発明はこれに限らず、任意の複数のセンサ信号を用いて位相検出動作を行ってもよい。例えば、図１４（ａ）のように９０°間隔で設定された２つのセンサ信号Ｕ１，Ｖ１において図１４（ｂ）に示すように各センサ信号の逆相信号を生成して重ね合わせ、各センサ信号Ｕ１，Ｖ１および各逆相信号の交点に基づいて選択センサ信号Ｘを選択する。

各センサ信号Ｕ１，Ｖ１および各逆相信号のうちで、選択センサ信号Ｘよりも大きい信号レベルを有する信号又は小さい信号レベルを有する信号と選択センサ信号Ｘの信号レベル間を実施形態１と同様に分割して、各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯを設定する。このように設定した各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯにより、２相のセンサ信号Ｕ１，Ｖ１に対してしきい値レベルＬｖ（１）〜Ｌｖ（Ｎ）を変化させて、位相検出動作を行うことができる。

また、上記各実施形態に係る位相検出装置５，５Ａ，５Ｂは、バイアスレベル生成回路２，２Ａ，２Ｂを備えて構成されたが、バイアスレベル生成手段の回路構成はこれに限らない。例えば、分圧回路２０，２０Ａに代えてスイッチによって抵抗値を切り替えて、分圧レベルＬｕｖ，Ｌｖｗ，Ｌｗｕを生成してもよい。

また、上記各実施形態に係る位相検出装置５，５Ａ，５Ｂは、各バイアスレベルＬ_ＵＰ，Ｌ_ＬＯを検出区間Ｌｉｎｔの上端と下端として構成したが、本発明はこれに限らず、例えば上限と下限のしきい値レベルとして構成してもよい。

実施形態のまとめ．
本発明の第１の態様に係る位相検出装置は、信号選択手段と、バイアスレベル生成手段と、位相情報検出手段とを備える。信号選択手段は、回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号として選択する。バイアスレベル生成手段は、上記選択センサ信号と他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を所定の第１の比で分割して第１のバイアスレベルを生成する。位相情報検出手段は、上記第１のバイアスレベルに基づいて上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成し、上記選択センサ信号の信号レベルが上記しきい値レベルに到達したことを検出する。

本発明の第２の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１の態様に係る位相検出装置において、上記位相情報検出手段はしきい値レベルを生成する。上記位相情報検出手段は、上記第１のバイアスレベルに基づいて、上記一対のセンサ信号の交点の位相において上記第１のバイアスレベルが上記選択センサ信号の信号レベルに一致するように、上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成する。

本発明の第３の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１又は第２の態様に係る位相検出装置において、上記位相情報検出手段はしきい値レベルを生成する。上記位相情報検出手段は、上記第１のバイアスレベルである上端又は下端を有する信号レベル区間を、上記回転子の位相に対応する第２の比で分割して上記しきい値レベルを生成する。

本発明の第４の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１又は第２の態様に係る位相検出装置において、バイアスレベル生成手段は第１及び第２のバイアスレベルを生成する。上記バイアスレベル生成手段は、上記選択センサ信号の信号レベルと、上記選択センサ信号よりも大きい信号レベルを有するセンサ信号の信号レベルとの間を、上記第１の比で分割して上記第１のバイアスレベルを生成する。上記バイアスレベル生成手段は、上記選択センサ信号の信号レベルと、上記選択センサ信号よりも小さい信号レベルを有するセンサ信号の信号レベルとの間を、上記第１の比で分割して第２のバイアスレベルを生成する。

本発明の第５の態様に係る位相検出装置は、本発明の第４の態様に係る位相検出装置において、上記位相情報検出手段は上記しきい値レベルを生成する。上記位相情報検出手段は、それぞれ第１及び第２のバイアスレベルである上端及び下端を有する信号レベル区間を、上記回転子の位相に対応する第２の比で分割して上記しきい値レベルを生成する。

本発明の第６の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１〜５の態様のいずれか１つに係る位相検出装置において、上記信号選択手段は、上記選択センサ信号を生成する。上記信号選択手段は、所定の複数の位相区間において上記各センサ信号の中から１つのセンサ信号を上記選択センサ信号として選択し、上記各位相区間の選択センサ信号を、上記各位相区間の互いに隣接する境界において連結して上記選択センサ信号を生成する。上記バイアスレベル生成手段は、上記第１のバイアスレベルを上記各位相区間の互いに隣接する境界において連結して生成する。

本発明の第７の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１〜６の態様のいずれか１つに係る位相検出装置において、上記第１の比は、上記一対のセンサ信号の各信号レベルの間を二等分する比である。

本発明の第８の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１〜６の態様のいずれか１つに係る位相検出装置において、上記第１の比は、上記第１のバイアスレベルが選択センサ信号の信号レベルよりも他のセンサ信号の信号レベルの近傍に位置するように設定された。

本発明の第９の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１〜８の態様のいずれか１つに係る位相検出装置において、上記複数のセンサ信号のうちの２つのセンサ信号を互いに比較して当該２つのセンサ信号の交点の位相を検出する交点位相検出手段をさらに備える。上記信号選択手段は、上記交点位相検出手段によって交点の位相が検出されたときに、上記複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を上記選択センサ信号として選択する。

本発明の第１０の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１〜９の態様のいずれか１つに係る位相検出装置において、上記各センサ信号は、正弦波又は正弦波に準じた波形を有する。

本発明の第１１の態様に係る位相検出装置は、本発明の第１〜１０の態様のいずれか１つに係る位相検出装置において、上記センサ信号は、複数相のコイルを有する回転子の回転位相に応じた信号レベルを有する。

本発明の第１２の態様に係るモータ駆動制御装置は、本発明の第１〜１１の態様のいずれか１つに係る位相検出装置を備え、上記位相検出装置の位相検出手段の検出結果に基づいて、モータを駆動制御することを特徴とする。

本発明の第１３の態様に係るモータ装置は、本発明の第１２の態様に係るモータ駆動制御装置と、上記モータ駆動制御装置によって駆動制御されるモータとを備えることを特徴とする。

本発明の第１４の態様に係るシート搬送装置は、本発明の第１３の態様に係るモータ装置を備え、上記モータを駆動制御することによってシートを搬送することを特徴とする。

本発明の第１５の態様に係る位相検出方法は、位相検出装置によって実行される。位相検出方法は、回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号として選択するステップを備える。位相検出方法は、上記選択センサ信号と他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を所定の第１の比で分割して第１のバイアスレベルを生成するステップを備える。位相検出方法は、上記第１のバイアスレベルに基づいて上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成し、上記選択センサ信号の信号レベルが上記しきい値レベルに到達したことを検出するステップを備える。

１…交点位相検出回路、
２…バイアスレベル生成回路、
２０…分圧回路、
２１〜２９…抵抗、
３…位相情報検出回路、
３１−１〜３１−Ｎ…比較器、
３２−１〜３２−Ｎ…抵抗、
４…信号選択部、
５…位相検出装置、
５０…デジタル回路、
５２…反転回路、
５３…コモンレベル生成回路、
８…モータ装置、
９…センサ回路、
１０…モータ制御駆動回路。

特開２０１３−０９９０２３号公報

Claims (15)

1. 回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号として選択する信号選択手段と、
   上記選択センサ信号と他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を所定の第１の比で分割して第１のバイアスレベルを生成するバイアスレベル生成手段と、
   上記第１のバイアスレベルに基づいて上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成し、上記選択センサ信号の信号レベルが上記しきい値レベルに到達したことを検出する位相情報検出手段とを備えることを特徴とする位相検出装置。
2. 上記位相情報検出手段は、上記第１のバイアスレベルに基づいて、上記一対のセンサ信号の交点の位相において上記第１のバイアスレベルが上記選択センサ信号の信号レベルに一致するように、上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成することを特徴とする請求項１に記載の位相検出装置。
3. 上記位相情報検出手段は、上記第１のバイアスレベルである上端又は下端を有する信号レベル区間を、上記回転子の位相に対応する第２の比で分割して上記しきい値レベルを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の位相検出装置。
4. 上記バイアスレベル生成手段は、上記選択センサ信号の信号レベルと、上記選択センサ信号よりも大きい信号レベルを有するセンサ信号の信号レベルとの間を、上記第１の比で分割して上記第１のバイアスレベルを生成し、
   上記バイアスレベル生成手段は、上記選択センサ信号の信号レベルと、上記選択センサ信号よりも小さい信号レベルを有するセンサ信号の信号レベルとの間を、上記第１の比で分割して第２のバイアスレベルを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の位相検出装置。
5. 上記位相情報検出手段は、それぞれ上記第１及び第２のバイアスレベルである上端及び下端を有する信号レベル区間を、上記回転子の位相に対応する第２の比で分割して上記しきい値レベルを生成することを特徴とする請求項４に記載の位相検出装置。
6. 上記信号選択手段は、所定の複数の位相区間において上記各センサ信号の中から１つのセンサ信号を上記選択センサ信号として選択し、上記各位相区間の選択センサ信号を、上記各位相区間の互いに隣接する境界において連結して上記選択センサ信号を生成し、
   上記バイアスレベル生成手段は、上記第１のバイアスレベルを上記各位相区間の互いに隣接する境界において連結して生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の位相検出装置。
7. 上記第１の比は、上記一対のセンサ信号の各信号レベルの間を二等分する比であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の位相検出装置。
8. 上記第１の比は、上記第１のバイアスレベルが上記選択センサ信号の信号レベルよりも他のセンサ信号の信号レベルの近傍に位置するように設定されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の位相検出装置。
9. 上記位相検出装置は、上記複数のセンサ信号のうちの２つのセンサ信号を互いに比較して、当該２つのセンサ信号の交点の位相を検出する交点位相検出手段をさらに備え、
   上記信号選択手段は、上記交点位相検出手段によって交点の位相が検出されたときに、上記複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を上記選択センサ信号として選択することを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１つに記載の位相検出装置。
10. 上記各センサ信号は、正弦波又は正弦波に準じた波形を有することを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか１つに記載の位相検出装置。
11. 上記センサ信号は、複数相のコイルを有する回転子の回転位相に応じた信号レベルを有することを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれか１つに記載の位相検出装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載の位相検出装置を備え、
    上記位相検出装置の位相検出手段の検出結果に基づいて、モータを駆動制御することを特徴とするモータ駆動制御装置。
13. 請求項１２に記載のモータ駆動制御装置と、
    上記モータ駆動制御装置によって駆動制御されるモータとを備えることを特徴とするモータ装置。
14. 請求項１３に記載のモータ装置を備え、上記モータを駆動制御することによってシートを搬送するシート搬送装置。
15. 位相検出装置によって実行される位相検出方法であって、
    回転子の位相に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号の中から１つのセンサ信号を選択センサ信号として選択するステップと、
    上記選択センサ信号と他のセンサ信号からなる一対のセンサ信号の各信号レベルの間を所定の第１の比で分割して第１のバイアスレベルを生成するステップと、
    上記第１のバイアスレベルに基づいて上記回転子の位相に対応するしきい値レベルを生成し、上記選択センサ信号の信号レベルが上記しきい値レベルに到達したことを検出するステップとを備えることを特徴とする位相検出方法。

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