JP2023133673A - モータ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータの種別を判定するために測定する測定値は、モータの種類の違いによる変化の他に測定した状況に応じた変化の影響もうけてしまう。それにより、モータの種別に応じた制御の精度が低下してしまう虞があった。
【解決手段】 コイル電流を検知する電流検知手段と、電圧印加手段により、複数のコイルに複数のパターンでコイル電流を流し、電流検知手段により、それぞれのパターンに応じたコイル電流を検知させる制御手段と、第１の電圧を複数のコイルに出力する第１の電源と、第２の電圧を制御手段に出力する第２の電源と、第１の電圧、及び第２の電圧を検知する電圧検知手段と、を有し、制御手段は、電圧検知手段の検知結果に基づき、電流検知手段が検知したコイル電流を補正し、補正したコイル電流に基づき、モータの種別を判定する。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、モータの制御技術に関する。

画像形成装置の各部材の駆動源としてモータが使用されている。このようなモータは種別の異なる複数のモータを選択的に使用できるように設計することがある。モータの特性は、その種別に応じて異なり得るため、画像形成装置は、駆動するモータの種別に応じて制御パラメータを変更する必要がある。したがって、画像形成装置は、駆動するモータの種別を判定する必要がある。特許文献１は、モータの加減速に要した時間を測定し、測定した時間からモータ種別を判定する方法を開示している。

特開２０２０－４４７４１号公報

モータの種別を判定するために測定する測定値は、モータの種類の違いによる変化の他に測定した状況に応じた変化の影響もうけてしまう。それにより、モータの種別に応じた制御の精度が低下してしまう虞があった。

本出願にかかる発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、モータの種別に応じた制御の精度の低下を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、複数のコイルを有するモータに第１の電圧を印加して前記複数のコイルにコイル電流を流す電圧印加手段と、前記コイル電流を検知する電流検知手段と、前記電圧印加手段により、前記複数のコイルに複数のパターンで前記コイル電流を流し、前記電流検知手段により、それぞれのパターンに応じた前記コイル電流を検知させる制御手段と、前記第１の電圧を前記複数のコイルに出力する第１の電源と、第２の電圧を前記制御手段に出力する第２の電源と、前記第１の電圧、及び前記第２の電圧を検知する電圧検知手段と、を有するモータ制御装置において、前記制御手段は、前記電圧検知手段の検知結果に基づき、前記電流検知手段が検知した前記コイル電流を補正し、補正した前記コイル電流に基づき、前記モータの種別を判定することを特徴とする。

本発明によれば、モータの種別に応じた制御の精度の低下を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成図 画像形成装置の制御構成図 モータ制御部の構成図 モータの構成図 ロータ停止位置の検知処理においてコイルに印加する電圧と、コイル電流の時間変化を示す図 コイル電流の各パターンについて、コイル電流の最大値を、異なるロータ停止位置それぞれについて示す図 コイル電流の各パターンについて、コイル電流の最大値を、異なるロータ停止位置それぞれについて示す図 テンプレートを示す図 １つのテンプレートに対する差分の算出方法の説明図 コイル電流の測定値と駆動用電源電圧／制御用電源電圧の関係の説明図 測定値Ｖと駆動用電源電圧／制御用電源電圧の関係の説明図 コイル電流の測定値と測定値Ｖの関係の説明図 コイル電流の測定値の変動を示した図 モータ種別の判定方法を示したフローチャート 測定値Ｖ１／Ｖ２と駆動用電源電圧／制御用電源電圧の関係の説明図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１０の構成図である。画像形成装置１０は、例えば、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ等である。カセット２５に格納されたシートは、給送ローラ２６によりシートの搬送路に給送される。搬送ローラ２７は、給送されたシートを下流側に搬送する。画像形成部１は、画像データに基づき内部の像担持体にトナー像を形成し、形成したトナー像をシートに転写する。トナー像が転写されたシートは、定着部２４に搬送される。定着部２４は、シートを加熱・加圧してトナー像をシートに定着させる。トナー像の定着後、シートは画像形成装置１０の外部に排出される。モータ１５Ｆは、定着部２４のローラを駆動する駆動源である。なお、画像形成装置１０は、他の部材を駆動する、モータ１５Ｆとは異なるモータも有し得る（図示せず）。

図２は、画像形成装置１０の制御構成を示している。プリンタ制御部１１は、前述した画像形成部１及び定着部２４を含む画像形成装置１０の全体を制御する。プリンタ制御部１１は、図示しないプロセッサと、プログラム及び各種制御用データを格納するメモリと、を有する。プリンタ制御部１１のプロセッサは、プリンタ制御部１１のメモリに格納されているプログラムを実行することで、画像形成装置１０を制御するための各種処理を行う。なお、その際、プリンタ制御部１１は、メモリに格納されている制御用データを使用する。通信コントローラ２１は、ホストコンピュータ２２と通信し、ホストコンピュータ２２から画像形成装置１０が形成する画像の画像データを受信する。モータ制御部１４は、プリンタ制御部１１による制御の下、モータ１５Ｆを制御する。

図３は、モータ１５Ｆの制御構成の詳細を示している。モータ制御部１４は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと表記）５１を有する。マイコン５１は、通信ポート５２を介してプリンタ制御部１１と通信を行う。また、マイコン５１の基準クロック生成部５６は、水晶発振子５０に接続され、水晶発振子５０の出力に基づき基準クロックを生成する。カウンタ５４は、基準クロックに基づきカウント動作を行う。マイコン５１は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）をＰＷＭポート５８から出力する。本実施形態において、マイコン５１は、モータ１５Ｆの３つの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）それぞれについて、ハイ側のＰＷＭ信号（Ｕ－Ｈ、Ｖ－Ｈ、Ｗ－Ｈ）と、ロー側のＰＷＭ信号（Ｕ－Ｌ、Ｖ－Ｌ、Ｗ－Ｌ）の計６つのＰＷＭ信号を出力する。このため、ＰＷＭポート５８は、６つの端子Ｕ－Ｈ、Ｖ－Ｈ、Ｗ－Ｈ、Ｕ－Ｌ、Ｖ－Ｌ、Ｗ－Ｌを有する。

ＰＷＭポート５８の各端子は、ゲートドライバ６１に接続され、ゲートドライバ６１は、ＰＷＭ信号に基づき、３相のインバータ６０の各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。なお、インバータ６０は、各相についてハイ側３個、ロー側３個の計６つのスイッチング素子を有し、ゲートドライバ６１は、各スイッチング素子を対応するＰＷＭ信号に基づき制御する。スイッチング素子としては、例えばトランジスタやＦＥＴを使用することができる。本実施形態においては、ＰＷＭ信号がハイであると、対応するスイッチング素子がＯＮとなり、ローであると、対応するスイッチング装置がＯＦＦになるものとする。インバータ６０の出力６２は、モータ１５Ｆのコイル７３（Ｕ相）、７４（Ｖ相）及び７５（Ｗ相）に接続される。インバータ６０の各スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、各コイル７３、７４、７５のモータ電流（励磁電流）を制御することができる。この様に、ゲートドライバ６１及びインバータ６０は、複数のコイル７３、７４及び７５にコイル電流を流すために複数のコイル７３、７４及び７５に電圧を印加する電圧印加部として機能する。各コイル７３、７４、７５に流れたモータ電流は、抵抗６３によりその電流値に応じた電圧値の電圧に変換される。抵抗６３の電圧値は、マイコン５１のＡＤコンバータ５３に入力される。ＡＤコンバータ５３は、抵抗６３の電圧値（アナログ値）をデジタル値に変換（ＡＤ変換とも称する）する。マイコン５１は、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値に基づきコイル電流の電流値を検出する。この様に、抵抗６３とＡＤコンバータ５３はコイル電流の電流値を測定する測定部を構成する。また、マイコン５１は、モータ１５Ｆの制御に使用する各種データ等を保持・格納する不揮発性メモリ５５及びメモリ５７を有する。

図４は、モータ１５Ｆの構成図である。モータ１５Ｆは、６スロットのステータ７１と、４極のロータ７２と、を有する。ステータ７１は、各相のコイル７３、７４、７５を有する。ロータ７２は、永久磁石により構成され、Ｎ極とＳ極との組を２つ有する。

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。電磁鋼板の透磁率は、外部磁界が有ると小さくなる。コイルのインダクタンスは、コアの透磁率に比例するため、コアの透磁率が小さくなると、コイルのインダクタンスも小さくなる。例えば、図４のＵ相のコイル７３には、ロータ７２のＳ極のみが対向しているため、ロータ７２のＳ極とＮ極の両方が対向しているＷ相のコイル７５よりインダクタンスの低下率が大きくなる。

また、インダクタンスの変化量は、コイル電流によって生じる磁界の方向と、ロータ７２の磁極による磁界の方向が同じ方向か逆方向かによって異なる。具体的には、図４の状態において、Ｕ相のコイル７３を、対向するロータ７２のＳ極により生じる磁界と同じ方向、つまり、Ｕ相をＮ極とする様にコイル電流を流すと、Ｕ相をＳ極とする様にコイル電流を流した場合より、インダクタンスの低下量が大きくなる。また、インダクタンスが変化することによって、コイルの鉄損が変化するため、コイルの抵抗成分も変化する。

上記の通り、ロータ７２の停止位置（停止時の回転位相）と、コイル電流のパターンによって、コイルのインダクタンス及び抵抗、つまり、インピーダンスが変化する。なお、本実施形態において、コイル電流のパターンとは、コイル電流を流して励磁する２つの相（以下、励磁相）と、コイル電流を流す方向によって特定されるパターンを意味する。具体的には、本実施形態において、モータ１５Ｆは３相であるため、“Ｕ－Ｖ”、“Ｕ－Ｗ”、“Ｖ－Ｗ”、“Ｖ－Ｕ”、“Ｗ－Ｕ”、“Ｗ－Ｖ”の６つのパターンが存在する。ここで、“Ｘ－Ｙ”とは、Ｘ相及びＹ相を励磁相とし、かつ、Ｘ相のコイルからＹ相のコイルの方向に電流を流すとの意味である。なお、本実施形態では、コイル電流のパターンが“Ｘ－Ｙ”の場合、Ｘ相がＮ極となり、Ｙ相がＳ極となるものとする。

モータ制御部１４は、モータ１５Ｆの起動前、つまり、モータ１５Ｆの回転を開始する際、ロータの停止位置（回転位相）を検知する必要がある。本実施形態において、モータ制御部１４は、上記６つのパターンのコイル電流を順に流し、各パターンにおけるコイル電流の最大値をそれぞれ比較することでロータの停止位置を検知する。まず、各パターンのコイル電流を流すためのＰＷＭ信号について説明する。

図５は、上記６つのパターンの内のパターン“Ｕ－Ｖ”のコイル電流を流す場合にＵ－Ｈ端子及びＶ－Ｈ端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ（ｄｕｔｙ）比の時間変化と、コイル電流の時間変化と、を示している。図５のＡ区間においては、Ｕ－Ｈ端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を正弦波状に変化させる。なお、Ａ区間は、正弦波の半波期間に対応し、Ａ区間の開始時と終了時においては、Ｕ－Ｈ端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を０％にする。また、図示していないが、Ａ区間においては、Ｖ－Ｌ端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を常に１００％、つまり、ハイレベルとする。さらに、Ａ区間において、その他の端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比は常に０％、つまり、ローレベルとする。これにより、Ｕ相のコイル７３からＶ相のコイル７４に向けて電流が流れる。続くＢ区間においては、Ｖ－Ｈ端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を、Ａ区間においてＵ－Ｈ端子に印加するＰＷＭ信号と同様に正弦波状に変化させる。また、図示していないが、Ｂ区間においては、Ｕ－Ｌ端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を常にハイレベルとする。さらに、Ｂ区間において、その他の端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比は常にローレベルとする。これにより、Ｕ相のコイル７３からＶ相のコイル７４への電流をＢ区間の終了時において０に近づく様に減衰させることができる。図５に示す様にＰＷＭ信号を印加することで、コイル電流は正弦波状になる。コイル電流を正弦波状とすることで、コイルの振動により発生する騒音を抑えることができる。その他のパターンのコイル電流を流すために各端子に印加するＰＷＭ信号についても同様である。

図６及び図７は、上記６つのパターンのコイル電流を流したときの、コイル電流の最大値を示している。なお、図６（Ａ）～図６（Ｃ）及び図７（Ａ）～図７（Ｃ）において、ロータ７２の停止位置はそれぞれ異なる。具体的には、図６（Ａ）のロータ７２は、図４に示す様に、そのＳ極が、Ｕ相のコイル７３に対向し、そのＮ極がＶ相のコイル７４に対向して停止している状態である。図６（Ｂ）のロータ７２は、そのＳ極が、Ｕ相のコイル７３に対向し、そのＮ極がＷ相のコイル７５に対向して停止している状態である。図６（Ｃ）のロータ７２は、そのＳ極が、Ｖ相のコイル７４に対向し、そのＮ極がＷ相のコイル７５に対向して停止している状態である。図７（Ａ）のロータ７２は、そのＳ極が、Ｖ相のコイル７４に対向し、そのＮ極がＵ相のコイル７３に対向して停止している状態である。図７（Ｂ）のロータ７２は、そのＳ極が、Ｗ相のコイル７５に対向し、そのＮ極がＵ相のコイル７３に対向して停止している状態である。図７（Ｃ）のロータ７２は、そのＳ極が、Ｗ相のコイル７５に対向し、そのＮ極がＶ相のコイル７４に対向して停止している状態である。

例えば、図６（Ａ）において、パターン“Ｕ－Ｖ”のコイル電流の最大値が、他のパターンのコイル電流の最大値より大きい。これは、図４の状態において、パターン“Ｕ－Ｖ”のコイル電流を流すと、Ｕ相のコイル７３及びＶ相のコイル７４の合成インピーダンスが最も小さくなるからである。したがって、図６（Ａ）の結果が得られた場合、モータ制御部１４は、ロータ７２が、図４の状態、つまり、そのＳ極が、Ｕ相のコイル７３に対向し、そのＮ極がＶ相のコイル７４に対向して停止していると判定することができる。そして、モータ制御部１４は、判定したロータ７２の停止位置に従い、コイル電流を制御してモータ１５Ｆを起動する。

続いて、モータ制御部１４がモータ種別を判定する理由について説明する。モータ制御部１４は、一般的にＰＩ制御により、モータ１５Ｆの回転速度や、コイル電流を制御する。ＰＩ制御の際、モータ制御部１４は、モータ１５Ｆの特性、つまり、モータ種別に最適なゲインを制御パラメータとして決定する。決定された制御パラメータが適切ではない場合、モータ１５Ｆの回転速度にムラが生じ得る。モータ１５Ｆの回転速度にムラが生じると、画像形成装置１０が形成する画像の画像不良等を生じさせる。このため、モータ制御部１４は、モータ種別を判定し、判定したモータ種別に適した制御パラメータを設定する必要がある。

以下では、２つの種別Ａ及び種別Ｂのモータが画像形成装置１０のモータ１５Ｆとして使用される可能性がある場合を例にして、モータ種別の判定方法について説明する。種別Ａ及び種別Ｂは、インダクタンスや抵抗等のモータ特性値が異なる。なお、本発明は、３つ以上の種別のモータが使用される得る場合にも適用可能である。

まず、図６及び図７で示した様に、コイル電流の各パターンの最大値は、ロータ７２の停止位置に応じて異なる。しかしながら、あるロータ７２の停止位置で得られる６つのパターンのコイル電流の最大値を降順又は昇順に並べ変えた結果は、ロータ７２の停止位置に拘わらず略同じとなる。したがって、本実施形態では、画像形成装置１０で使用され得る各種別のモータについて、６つのパターンのコイル電流の最大値を降順に並べたものを各種別のテンプレートとする。図８は、種別Ａ及び種別Ｂのテンプレートの例を示している。種別Ａのテンプレートは種別Ａのモータであるか否かを判定するための基準情報である。同様に、種別Ｂのテンプレートは、種別Ｂのモータであるか否かを判定するための基準情報である。各種別のテンプレートは、降順に並べられた６つの基準値を有する。

種別Ａのテンプレートは、例えば、以下の様に生成することができる。まず、種別Ａのモータのロータ７２を上記６つの停止位置のいずれかで停止させ、各パターンのコイル電流を流して最大値を測定する。そして、各パターンの最大値を降順に並べ替える。上記処理を、種別Ａの複数のモータに対して、６つの停止位置それぞれで行う。そして、同じ順位の測定値の平均値を求めることで種別Ａのテンプレートを生成することができる。また、種別Ａのテンプレートは、種別Ａのモータの特性に基づき計算により生成することができる。種別Ｂについても同様である。

モータ制御部１４は、上述した様に、モータ１５Ｆの起動前に、ロータ７２の停止位置を判定するために、６つのパターンのコイル電流を流し、その最大値を測定値とし測定する（以降、コイル電流の測定値とも称する）。つまり、モータ制御部１４は、６つの測定値を測定する。モータ制御部１４は、６つの測定値を、テンプレートと同じ降順に並べかえて測定情報とする。モータ制御部１４は、測定情報とテンプレートとの差分を求める。本実施形態において、測定情報とテンプレートとの差分は、テンプレートの基準値と、測定情報の６つのコイル電流の測定値の中の当該基準値と同じ順位のコイル電流の測定値との差の二乗の積算値として定義される。図９は、図８に示す種別Ａのテンプレートに対する測定情報の差分の演算方法の説明図である。

図９に示す様に、モータ制御部１４は、テンプレートのｋ番目（ｋは１から６までの整数）の基準値と、測定情報のｋ番目の測定値との差をΔＥｋとして求める。そして、モータ制御部１４は、種別Ａのテンプレートに対する測定情報の差分ΔＥを、ΔＥ＝Σ（Ｅｋ^２）として求める。なお、Σは、ｋ＝１～６までの積算を示す。モータ制御部１４は、各テンプレートそれぞれとの差分ΔＥを求め、モータ１５Ｆは差分ΔＥの最も小さいテンプレートに対応する種別であると判定する。上記の通り、ΔＥを２乗誤差とすることで、差が大きく演算され、各テンプレートのΔＥの比較が容易になる。しかしながら、測定情報の測定値とテンプレートの対応する順位の基準値との差の絶対値の積算値をΔＥとすることもできる。言い換えると、ΔＥ＝Σ｜Ｅｋ｜として定義することもできる。なお、測定情報と基準情報との乖離の程度を評価できる他の値を差分に関する値とすることもできる。

また、不揮発性メモリ５５には、コイル電流異常を判定するための閾値を予め格納しておく。例えば、モータ１５Ｆのコイル等に外来ノイズが重畳することで、想定を超えた電流が流れることが生じ得る。また、回路故障により過大なコイル電流が流れ得る。閾値は、この様なコイル電流の異常を検知するために設定されている。

モータ制御部１４は、ΔＥの最小値と閾値とを比較し、ΔＥが閾値より大きいか否かを判断する。ΔＥの最小値が閾値より小さい場合、モータ制御部１４はモータの種別の判定を行う。ΔＥの最小値が閾値より大きい場合、モータ制御部１４はコイル電流が異常であると判定する。コイル電流が異常であると、モータ制御部１４は正しくモータの種別を判定することができない虞があるため、コイル電流を再取得する。なお、所定回数繰り返し判定を行っても、ΔＥの最小値が閾値より大きくなる場合、モータ制御部１４は、モータ１５Ｆに過渡的な異常ではなく定常的な異常が発生していると判定する。そして、モータ制御部１４は、モータ種別判定の処理を終了し、モータ１５Ｆに異常が発生していることを報知する。

図１０は、コイル電流の測定値を検知する構成、コイル電流の測定値と電源との関係を示した図である。図１０に示すように、インバータ６０を含むモータ駆動回路１００には、例えば２４Ｖのモータ駆動用の電源電圧（駆動用電源電圧とも称する）が印加されている。また、ＡＤコンバータ５３には、例えば３．３Ｖの制御用の電源電圧（制御用電源電圧とも称する）が印加されている。モータ１５Ｆからのコイル電流を電流検知手段としてのＡＤコンバータ５３によって検知する。抵抗６３により電圧変換されたコイル電流の測定値は、駆動用電源電圧と正の相関があるため、駆動用電源電圧が大きい場合、コイル電流の測定値は大きくなり、駆動用電源電圧が小さい場合、コイル電流の測定値は小さくなる。また、コイル電流の測定値は、制御用電源電圧と負の相関があるため、制御用電源電圧が大きい場合、コイル電流の測定値は小さくなり、制御用電源電圧が小さい場合、コイル電流の測定値は大きくなる。

これにより、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧が異なる画像形成装置にモータ１５Ｆが取り付けられた場合、コイル電流の測定値は、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧のバラつきの影響を受ける。つまり、同じモータ１５Ｆであったとしても、コイル電流の測定値が変わってしまう虞がある。よって、後述する駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧に応じた、電圧バラつき補正を行う。

図１１は、測定値Ｖを検知する構成、駆動用電源電圧と測定値Ｖ、制御用電源電圧と測定値Ｖの関係を示した図である。図１１に示すように、測定値Ｖは、駆動用電源電圧を電圧検知手段としてのＡＤコンバータ５３によって変換することで測定する。ＡＤコンバータ５３は、制御用電源電圧によって駆動される。電圧検知手段の検知結果としての測定値Ｖは、駆動用電源電圧と正の相関があるため、駆動用電源電圧が大きい場合、測定値Ｖは大きくなり、駆動用電源電圧が小さい場合、測定値Ｖは小さくなる。また、測定値Ｖは、制御用電源電圧と負の相関があるため、駆動用電源電圧が大きい場合、測定値Ｖは小さくなり、駆動用電源電圧が小さい場合、測定値Ｖは大きくなる。

図１２は、図１０にて説明したコイル電流の測定値と図１１にて説明した測定値Ｖの関係を示した図である。図１０、図１１からコイル電流の測定値と測定値Ｖは、共に駆動用電源電圧と正の相関、制御用電源電圧と負の相関がある。つまり、コイル電流の測定値と測定値Ｖには正の相関があり、コイル電流の測定値が大きい場合は測定値Ｖも大きくなり、コイル電流の測定値が小さい場合は測定値Ｖも小さくなる。

続いて、図１３を用いて、コイル電流の測定値の補正方法について説明する。図１３は、図６のように６つのパターンのコイル電流を種別Ａのモータに対して流したときのコイル電流の測定値の最大値を〇印で示している。同様に種別Ｂのモータのコイル電流の測定値の最大値を×印で示している。それぞれのモータで測定したコイル電流の測定値が、モータの種別を判定する場合の基準値となる。

一方、△印で示している値は、モータの種別を判定するために、モータで測定したコイル電流の測定値である。△印で示している値は、駆動用電源電圧や制御用電源電圧のばらつきのない場合の値である。一方、駆動用電源電圧や制御用電源電圧が低くなる方向にばらついてしまった場合、コイル電流の測定値は、△印で示した値より小さく測定されて□印で示した値となる。つまり、ばらつきのない△印の値を測定できれば種別Ａのモータであると判別できる。しかし、ばらつきの影響をうけて□印で示した値を測定してしまうと、種別Ａのモータを誤って種別Ｂのモータであると判別してしまう。

このような誤判別を抑制するために、コイル電流の測定値の補正を行う。以下、コイル電流の測定値の具体的な補正方法について説明する。予め用意された基準となる基準電圧としての測定値Ｖの値（Ｖｓ）と、モータの種別を判定するために測定した測定値Ｖ（Ｖｍ）との割合を補正係数Ｘとする。補正係数Ｘは、基準となる測定値Ｖｓと測定した測定値Ｖｍの割合であることから、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧が基準の値に対してどれだけ変動しているかを表す補正値である。

また、図１２に示した通り、コイル電流の測定値と測定値Ｖには正の相関がある。そのため、補正係数Ｘをコイル電流の測定値と乗算することは、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧の基準に対する変動率をコイル電流の測定値と乗算することと同義となる。つまり、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧のばらつきの影響を抑制したコイル電流の測定値を得るための補正を行う。

補正係数Ｘとコイル電流の測定値を乗算し、補正後のコイル電流を算出する。そして、補正後のコイル電流の測定値を用いて、基準となるコイル電流の測定値との差分ΔＥを算出する。これにより、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧が変動した場合であっても、補正後のコイル電流の測定値は、変動の影響を抑制できる。よって、モータ種別の判定の精度の低下も抑制することができる。

図１４は、モータ種別の判定方法を示したフローチャートである。モータ制御部１４は、モータ１５Ｆの起動前に、モータ種別の判定を実行する。Ｓ１０において、モータ制御部１４はロータ７２の停止位置を判定するために、各パターンのコイル電流を流して、最大値を測定値として測定し、測定情報を取得する。Ｓ１１において、モータ制御部１４は基準となる測定値Ｖｓと測定した測定値Ｖｍとから補正係数Ｘを求める。そして、補正係数Ｘをコイル電流の測定値と乗算し補正を行う。これにより、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧のばらつきの影響を抑制する。モータ制御部１４は、各パターンのコイル電流の測定値を補正した測定値に基づき、ロータ７２の停止位置を判定する。

Ｓ１２において、モータ制御部１４は補正した複数のコイル電流の測定値を降順に並べ替える。Ｓ１３において、モータ制御部１４は、各種別のテンプレートと、補正した測定値との差分ΔＥを求める。Ｓ１４において、モータ制御部１４は差分ΔＥの最小値が閾値を超えているか否かを判断する。差分ΔＥの最小値が閾値より大きい場合は、Ｓ１０に戻る。差分ΔＥの最小値が閾値より小さい場合は、Ｓ１４に進む。

差分ΔＥの最小値が閾値より大きい場合、モータ制御部１４はコイル電流の測定値が異常であると判定する。コイル電流の測定値が異常である場合は、正しくモータ１５Ｆの種別を判定できないため、Ｓ１０から処理を繰り返して測定値を求め直す。なお、所定回数繰り返しても、Ｓ１４で差分ΔＥの最小値が閾値より大きくなる場合は、過渡的な異常ではなく、定常的な異常が生じていると判定し、モータ制御部１４は図１４の処理を終了する。この場合、モータ制御部１４は、モータ１５Ｆに異常が生じていることを報知する。なお、Ｓ１４がＹｅｓである場合、直ちにモータ１５Ｆに異常が発生していると判断してもよい。

Ｓ１４において、モータ制御部１４は各種別のテンプレートそれぞれに対する差分ΔＥを比較することで、モータ１５Ｆの種別を判定する。より詳しくは、モータ制御部１４は、モータ１５Ｆの種別が差分ΔＥの最も小さいテンプレートの種別であると判定する。Ｓ１６において、モータ制御部１４はＳ１５で判定した種別に適した制御パラメータを設定する。なお、種別と制御パラメータの関係は予め不揮発性メモリ５５に格納されている。その後、モータ制御部１４は、モータ１５Ｆの回転制御を開始する。

以上、本実施形態では、モータ１５Ｆの起動前にモータ種別を判定することができる。また、モータ種別の判定を、モータ制御部１４がロータ７２の停止位置を判定するために測定した測定値を利用して行う。この様に、モータ種別の判定のための追加の測定を必要としないため、モータの起動までの時間が長くなることはない。また、１つのモータ種別に対して予め不揮発性メモリ５５に設定しておく情報は、１つのテンプレートと閾値であり、モータ種別の判定のために必要なデータ量は小さい。さらに、テンプレートと測定情報との簡易な比較処理でモータ種別を判定できるため、マイコン５１が実行するプログラムの規模を小さく抑え、実行時間も短い。したがって、モータの起動までの時間が長くなることを抑えることができる。

なお、上記各実施形態においてはモータ種別を判定するとしていたが、モータ制御部１４が行うのは制御対象のモータに適した制御パラメータを設定することである。つまり、モータ種別をモータ制御部１４が認識することなく、差分ΔＥの最も少ないテンプレートに対応する制御パラメータを設定する構成であっても良い。この場合、上記各実施形態における“種別のテンプレート”は、“制御パラメータのテンプレート”となる。また、テンプレートの基準値は、降順に並べられ、よって、測定情報の複数の測定値も降順に並べ替えるとしていたが、昇順に並べ替える構成であっても良い。

また、上記実施形態では、コイル電流の測定値と補正係数Ｘを用いて補正を行った。しかし、モータの種別の判定において、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧の変動の影響を抑制することができればよく、テンプレートと補正係数Ｘを用いてテンプレートを補正する構成であっても良い。

さらに、上記各実施形態では、画像形成装置１０の一構成要素であるためモータ制御部１４と表記したが、モータ制御部１４を１つの装置としてモータ制御装置とすることもできる。また、プリンタ制御部１１及びモータ制御部１４を含む装置をモータ制御装置とすることもできる。また、上記実施形態において、モータ１５Ｆは、定着部２４を駆動するためのモータであった。しかしながら、画像形成装置１０の回転部材等を駆動するための任意のモータ、例えば、シートを搬送するローラを駆動するモータや、画像形成部１の部材を駆動するモータに対しても本発明を適用できる。また、モータ１５Ｆの構成は、図４に示す構成に限定されず、他の極数や相数のモータであっても良い。

このように、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧の変動が発生したとしても、測定値に対する変動の影響を抑制することができる。つまり、モータの種別に応じた制御の精度が低下してしまうことを抑制することができる。

＜第二実施形態＞
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。前述した第一の実施形態においては、測定値Ｖｍと、基準となる測定値Ｖｓの割合を補正係数Ｘとしてコイル電流の測定値の補正を行った。本実施形態においては、駆動用電源電圧、制御用電源電圧のそれぞれを異なる電源電圧Ａ（例えば５Ｖ）で駆動するＡＤコンバータによって検知した測定値Ｖ１、測定値Ｖ２を用いて、コイル電流の測定値の補正を行う。つまり、駆動用電源電圧、又は制御用電源電圧どちらか片方の基準に対する変動率、もしくはその両方の変動率から、コイル電流の測定値の補正を行う。なお、画像形成装置など先の第一実施形態と同様の構成については、ここでの詳しい説明は省略する。

図１５は、駆動用電源電圧、制御用電源電圧、コイル電流の測定値と測定値Ｖ１、測定値Ｖ２の関係を示した図である。測定値Ｖ１は駆動用電源電圧を制御用電源電圧Ａで駆動するＡＤコンバータ１５３で検知される。測定値Ｖ２は制御用電源電圧を制御用電源電圧Ａで駆動するＡＤコンバータ２５３で検知される。

このとき、駆動用電源電圧、制御用電源電圧は測定値Ｖ１、測定値Ｖ２と正の相関があり、コイル電流の測定値は測定値Ｖ１、Ｖ２と正の相関がある。よって、駆動用電源電圧、制御用電源電圧、コイル電流の測定値が大きい場合、測定値Ｖ１、測定値Ｖ２は大きくなる。また、駆動用電源電圧、制御用電源電圧、コイル電流の測定値が小さい場合、測定値Ｖ１、測定値Ｖ２は小さくなる。そのため、コイル電流の測定値は駆動用電源電圧と制御用電源電圧と正の相関がある。

また、予め用意された駆動用電源電圧、制御用電源電圧それぞれの基準となる電圧と測定した駆動用電源電圧、制御用電源電圧の割合を算出することで駆動用電源電圧、制御用電源電圧の基準に対する変動率が分かる。それらの変動率のどちらか片方もしくは両方とコイル電流の測定値と乗算することで駆動用電源電圧、制御用電源電圧が変動した場合においても、その影響を抑制する様にコイル電流の測定値を補正することができる。

以上、本実施形態によると、駆動用電源電圧、制御用電源電圧のどちらか片方もしくはその両方を用いて、コイル電流の測定値の補正を行うことで、測定値に対する変動の影響を抑制することができる。つまり、モータの種別に応じた制御の精度が低下してしまうことを抑制することができる。

なお、上記各実施形態において、所定期間において正弦波状に増減するコイル電流を流した際の最大値をコイル電流の測定値とし、これにより、ロータ７２の停止位置と、モータ種別を判定していた。これは、コイルのインピーダンスに応じてコイル電流の最大値が異なるからである。しかしながら、本発明は、コイル電流の最大値を測定することに限定されず、モータのインダクタンス又はインピーダンスを判定できる他の任意の物理量を測定する構成とすることができる。例えば、インピーダンスにより、コイル電流の立ち上がりの速度は変化する。したがって、コイル電流を流し始めてから所定期間後のコイル電流の値を測定値とすることができる。また、コイル電流を流した所定期間のコイル電流の積分値を測定値とすることができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１４ モータ制御部
１５Ｆ モータ

Claims (18)

1. 複数のコイルを有するモータに第１の電圧を印加して前記複数のコイルにコイル電流を流す電圧印加手段と、
   前記コイル電流を検知する電流検知手段と、
   前記電圧印加手段により、前記複数のコイルに複数のパターンで前記コイル電流を流し、前記電流検知手段により、それぞれのパターンに応じた前記コイル電流を検知させる制御手段と、
   前記第１の電圧を前記複数のコイルに出力する第１の電源と、
   第２の電圧を前記制御手段に出力する第２の電源と、
   前記第１の電圧、及び前記第２の電圧を検知する電圧検知手段と、を有するモータ制御装置において、
   前記制御手段は、前記電圧検知手段の検知結果に基づき、前記電流検知手段が検知した前記コイル電流を補正し、補正した前記コイル電流に基づき、前記モータの種別を判定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記第１の電圧、及び前記第２の電圧の基準電圧を保持する保持手段を備え、
   前記制御手段は、前記電圧検知手段の検知結果と前記基準電圧に基づき、前記電流検知手段が検知した前記コイル電流を補正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。
3. 前記制御手段は、前記電圧検知手段が検知した前記第１の電圧と前記第２の電圧の比と前記基準電圧に基づき、前記コイル電流を補正するための補正値を求めることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記電圧検知手段は、第２の電圧で駆動するＡＤコンバータであり、
   前記制御手段は、前記ＡＤコンバータによりＡＤ変換された前記第１の電圧と前記第２の電圧の比と前記基準電圧に基づき、前記補正値を求めることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記電圧検知手段は、第３の電圧で駆動するＡＤコンバータであり、
   前記制御手段は、前記ＡＤコンバータによりＡＤ変換された第１の電圧と第２の電圧の比と前記基準電圧に基づき、前記補正値を求めることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
6. 前記電圧検知手段は、第３の電圧で駆動するＡＤコンバータであり、
   前記制御手段は、前記ＡＤコンバータによりＡＤ変換された第１の電圧から第１の補正値を求め、前記ＡＤコンバータによりＡＤ変換された第２の電圧から第２の補正値を求めること特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
7. 前記制御手段は、前記第１の補正値、又は前記第２の補正値に基づき、前記コイル電流を補正することを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 前記制御手段は、前記第１の補正値、及び前記第２の補正値に基づき、前記コイル電流を補正することを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
9. 前記保持手段は、前記モータの種別に対応する基準値を示す基準情報を保持し、
   前記制御手段は、補正した前記コイル電流と前記基準情報に基づき、前記モータの種別を判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。
10. 前記制御手段は、複数の補正した前記コイル電流と対応する前記基準値との差分を求め、前記差分に基づき、前記モータの種別を判定することを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
11. 前記制御手段は、前記複数の補正した前記コイル電流それぞれについて、大きさの順位を判定し、複数の前記基準値それぞれについて、大きさの順位を判定し、前記コイル電流の順位と同じ順位の前記基準値を、当該コイル電流に対応する前記基準値であると判定することを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御装置
12. 前記制御手段は、前記コイル電流それぞれについて求めた差の２乗の積算値を、前記差分とすることを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
13. 前記制御手段は、前記コイル電流それぞれについて求めた差の絶対値の積算値を、前記差分とすることを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
14. 前記制御手段は、前記コイル電流それぞれについて求めた差分の最小値が閾値より大きいと、前記コイル電流を再取得することを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御装置
15. 前記制御手段は、複数の前記コイル電流に基づき前記モータのロータの停止位置をさらに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。
16. 前記制御手段は、前記モータの種別に基づき前記モータの制御パラメータを決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。
17. 搬送路に沿ってシートを搬送するための回転部材と、
    前記搬送路を搬送される前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
    前記回転部材又は前記画像形成手段を駆動するモータと
    請求項１から１６のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
18. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    複数のコイルを有するモータに第１の電圧を印加して前記複数のコイルにコイル電流を流す電圧印加手段と、
    前記コイル電流を検知する電流検知手段と、
    前記電圧印加手段により、前記複数のコイルに複数のパターンで前記コイル電流を流し、前記電流検知手段により、それぞれのパターンに応じた前記コイル電流を検知させる制御手段と、
    前記第１の電圧を前記複数のコイルに出力する第１の電源と、
    第２の電圧を前記制御手段に出力する第２の電源と、
    前記第１の電圧、及び前記第２の電圧を検知する電圧検知手段と、を有する画像形成装置であって、
    前記制御手段は、前記電圧検知手段の検知結果に基づき、前記電流検知手段が検知した前記コイル電流を補正し、補正した前記コイル電流に基づき、前記画像形成手段の制御パラメータを決定することを特徴とする画像形成装置。

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