JP2020124097A - モータ制御装置、シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1モータと前記第1モータとは異なる第2モータとのいずれか一方を取り付け可能なモータ制御装置において、
複数のスイッチング素子を備え、前記モータ制御装置に取り付けられたモータの巻線が接続される駆動回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン動作、オフ動作を制御するPWM信号であって、ハイレベルとローレベルの一方である第1レベルの信号とハイレベルとローレベルの他方である第2レベルの信号とで構成されるPWM信号を生成する生成手段と、
前記取り付けられたモータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される駆動電流と予め設定された制御値とを用いて、前記取り付けられたモータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相と前記取り付けられたモータの回転子の目標位相を表す指令位相との偏差が小さくなるように前記駆動電流を制御する制御手段と、
所定のデューティ比に設定された前記PWM信号に基づいて前記巻線に印加される電圧によって前記巻線に流れる駆動電流の極大値と極小値との少なくとも一方に基づいて、前記制御値を設定する設定手段と、
を有することを特徴とする。
図1は、本実施形態で用いられるシート搬送装置を有するモノクロの電子写真方式の複写機(以下、画像形成装置と称する)100の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置は複写機に限定されず、例えば、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等であっても良い。また、記録方式は、電子写真方式に限らず、例えば、インクジェット等であっても良い。更に、画像形成装置の形式はモノクロ及びカラーのいずれの形式であっても良い。
次に、本実施形態におけるモータ制御装置600について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置600は、ベクトル制御を用いてモータ509を制御する。なお、本実施形態では、モータ509として、モータA又はモータAとは種類が異なるモータBが画像形成装置100に取り付けられ得るが、以下の説明では、モータ509としてモータAが画像形成装置100に取り付けられた構成について説明する。
まず、図3及び図4を用いて、本実施形態におけるモータ制御装置600がベクトル制御を行う方法について説明する。なお、以下の説明におけるモータには、モータの回転子の回転位相を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていない。
iα=I*cosθe (1)
iβ=I*sinθe (2)
id= cosθ*iα+sinθ*iβ (3)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (4)
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (7)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (8)
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (9)
以上のように、モータの駆動制御においては、巻線に流れる駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に基づいて巻線に流れる駆動電流を制御する。即ち、モータの駆動制御においては、巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する構成、及び、駆動電流を巻線に供給する構成が必要となる。
まず、モータ駆動部158が巻線に駆動電流を供給する方法について説明する。
次に、モータ駆動部158が巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する方法について説明する。
次に、モータ制御装置600に取り付けられているモータの種類を判別する。本実施形態では、以下の構成が適用されることによって、モータの制御が不安定になることが抑制される。
図10は、抵抗値R及びインダクタンス値Lの温度依存性を示す図である。図10では、温度25℃の環境下における抵抗値R及びインダクタンス値Lの測定値が基準にされている。
i=V/R*(1−EXP(−R/L*t)) (10)
V=R*i+L*di/dt (11)
次に、本実施形態における画像形成装置100について説明する。なお、以下の説明において、画像形成装置の構成が第1実施形態と同様である部分については説明を省略する。
ω=dθ/dt (12)
50a 駆動回路
203 PWM生成器
402 回転子
502 位相制御器
507,508 電流検出器
509 ステッピングモータ
513 位相決定器
600 モータ制御装置
Claims (19)
- 第1モータと前記第1モータとは異なる第2モータとのいずれか一方を取り付け可能なモータ制御装置において、
複数のスイッチング素子を備え、前記モータ制御装置に取り付けられたモータの巻線が接続される駆動回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン動作、オフ動作を制御するPWM信号であって、ハイレベルとローレベルの一方である第1レベルの信号とハイレベルとローレベルの他方である第2レベルの信号とで構成されるPWM信号を生成する生成手段と、
前記取り付けられたモータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される駆動電流と予め設定された制御値とを用いて、前記取り付けられたモータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相と前記取り付けられたモータの回転子の目標位相を表す指令位相との偏差が小さくなるように前記駆動電流を制御する制御手段と、
所定のデューティ比に設定された前記PWM信号に基づいて前記巻線に印加される電圧によって前記巻線に流れる駆動電流の極大値と極小値との少なくとも一方に基づいて、前記制御値を設定する設定手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 第1モータと前記第1モータとは異なる第2モータとのいずれか一方を取り付け可能なモータ制御装置において、
複数のスイッチング素子を備え、前記モータ制御装置に取り付けられたモータの巻線が接続される駆動回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン動作、オフ動作を制御するPWM信号であって、ハイレベルとローレベルの一方である第1レベルの信号とハイレベルとローレベルの他方である第2レベルの信号とで構成されるPWM信号を生成する生成手段と、
前記取り付けられたモータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される駆動電流と予め設定された制御値とを用いて、前記取り付けられたモータの回転子の回転速度を決定する速度決定手段と、
前記速度決定手段によって決定された回転速度と前記取り付けられたモータの回転子の目標位相を表す指令速度との偏差が小さくなるように前記駆動電流を制御する制御手段と、
所定のデューティ比に設定された前記PWM信号に基づいて前記巻線に印加される電圧によって前記巻線に流れる駆動電流の極大値と極小値との少なくとも一方に基づいて、前記制御値を設定する設定手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記設定手段は、前記PWM信号の1周期における前記極大値と前記極小値との少なくとも一方に基づいて、前記制御値を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、前記極大値が所定値より大きい場合は、前記第1モータに対応する制御値を前記制御値として設定し、前記極大値が前記所定値未満である場合は、前記第2モータに対応する制御値を前記制御値として設定することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、前記極小値が所定値より大きい場合は、前記第1モータに対応する制御値を前記制御値として設定し、前記極大値が前記所定値未満である場合は、前記第2モータに対応する制御値を前記制御値として設定することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、前記極大値と前記極小値との差分値が所定値より大きい場合は、前記第1モータに対応する制御値を前記制御値として設定し、前記差分値が前記所定値未満である場合は、前記第2モータに対応する制御値を前記制御値として設定することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、所定期間内における前記極大値と前記極小値との少なくとも一方に基づいて、前記制御値を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、前記所定期間内における複数の前記極大値の平均値が所定値より大きい場合は、前記第1モータに対応する制御値を前記制御値として設定し、前記平均値が前記所定値未満である場合は、前記第2モータに対応する制御値を前記制御値として設定することを特徴とする請求項7に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、前記所定期間内における複数の前記極小値の平均値が所定値より大きい場合は、前記第1モータに対応する制御値を前記制御値として設定し、前記平均値が前記所定値未満である場合は、前記第2モータに対応する制御値を前記制御値として設定することを特徴とする請求項7に記載のモータ制御装置。
- 前記設定手段は、前記所定期間内における複数の前記極大値の平均値と前記所定期間内における複数の前記極小値の平均値との差分値が所定値より大きい場合は、前記第1モータに対応する制御値を前記制御値として設定し、前記差分値が前記所定値未満である場合は、前記第2モータに対応する制御値を前記制御値として設定することを特徴とする請求項7に記載のモータ制御装置。
- 前記所定のデューティ比は50%に対応する値であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 前記位相決定手段は、前記検出手段によって検出される駆動電流と前記制御値としてのインダクタンス値とを用いて前記巻線に誘起される誘起電圧を決定し、前記決定された誘起電圧に基づいて前記回転位相を決定することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 前記複数のスイッチング素子はHブリッジ回路を構成することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 前記制御手段は、前記回転子の回転位相を基準とする回転座標系において表される電流成分であって前記回転子にトルクを発生させる電流成分であるトルク電流成分に基づいて、前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- シートを搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するモータを制御する請求項1乃至14のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を有することを特徴とするシート搬送装置。 - 原稿を積載する積載部と、
前記積載部に積載された原稿を搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラによって搬送された前記原稿を読み取る読取手段と、
負荷を駆動するモータと、
前記モータを制御する請求項1乃至14のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を有することを特徴とする原稿読取装置。 - 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
負荷を駆動するモータと、
前記モータを制御する請求項1乃至14のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記負荷は、前記記録媒体を搬送する搬送ローラであることを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
- 前記設定手段による前記制御値の設定は、前記画像形成装置の電源がOFF状態からON状態になったときに行われることを特徴とする請求項17又は18に記載の画像形成装置。
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