JP6668862B2 - Control device, motor drive device, sheet transport device, and image forming device - Google Patents

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Description

本発明は、制御装置、モータ駆動装置、シート搬送装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to a control device, a motor driving device, a sheet conveying device, and an image forming device.

従来、インナーロータ型ブラシレスDCモータに光学エンコーダを搭載してフィードバック制御で駆動することで、位置・速度の駆動精度をステッピングモータと同等に保ちながら省エネ・省資源・小型化を実現した技術が知られている。この技術では、光学エンコーダを使用するために、紙粉、ホコリ、インクミストなどにより不具合を発生し易いことや光学エンコーダの使用温度の上限がモータの使用時の温度の上限になるという制約が課される。この課題を解決し、コストダウンも狙って開発されたのが、ホール素子から出力されるホール信号から擬似エンコーダ信号を生成してモータ制御を行う、エンコーダレスモータ駆動装置である。   Conventionally, there is a known technology that realizes energy saving, resource saving, and miniaturization while maintaining the same position and speed driving accuracy as a stepping motor by mounting an optical encoder on an inner rotor type brushless DC motor and driving it by feedback control. Have been. In this technology, since an optical encoder is used, there is a restriction that defects easily occur due to paper dust, dust, ink mist, and the like, and that the upper limit of the operating temperature of the optical encoder becomes the upper limit of the temperature when the motor is used. Is done. An encoderless motor drive device that solves this problem and reduces costs by developing a pseudo encoder signal from a Hall signal output from a Hall element and performing motor control.

例えば特許文献1には、ホール素子から出力される、モータの磁極位相を表す磁極位相信号(ホール信号)に基づいて、2チャンネルのエンコーダ等価信号(擬似エンコーダ信号)を生成してモータ制御を行う技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a motor control is performed by generating a two-channel encoder equivalent signal (pseudo encoder signal) based on a magnetic pole phase signal (Hall signal) output from a Hall element and indicating a magnetic pole phase of a motor. Techniques are disclosed.

しかしながら、ホール素子から生成する擬似エンコーダ信号には、ホール素子とマグネットとの位置のばらつきやホール素子間の相対位置のずれ、ホール素子自身のセンシングポイントのばらつきに起因して、モータのマグネット極数に関連する信号の周期変動(周期ノイズ)が発生する。これにより、モータの回転ムラや騒音などを招くという問題がある。   However, the pseudo encoder signal generated from the Hall element includes the number of magnet poles of the motor due to variations in the positions of the Hall element and the magnet, deviations in the relative positions between the Hall elements, and variations in the sensing points of the Hall element itself. , A periodic fluctuation (periodic noise) of the signal related to the above occurs. As a result, there is a problem that the motor rotation unevenness and noise are caused.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータの磁極位相を表す磁極位相信号を変換して、前記モータの出力軸の回転量および回転方向を表し、該磁極位相信号に対して分解能の高い回転位置検出信号を出力する回転位置検出部を備えたモータ駆動部を制御する制御装置であって、前記回転位置検出信号と、目標信号とに基づいて、前記モータ駆動部が前記モータに供給すべき電力を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記モータの磁極の数を表す極数と、前記モータの回転数と、に応じて、特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部を含み、前記特定の周波数は、前記モータの極数をp、前記モータの目標回転数をNとしたとき、p/2×N/60の整数倍となる周波数であるIn order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention converts a magnetic pole phase signal representing a magnetic pole phase of a motor, represents a rotation amount and a rotating direction of an output shaft of the motor, and outputs the magnetic pole phase signal. A control device for controlling a motor drive unit including a rotation position detection unit that outputs a rotation position detection signal having a high resolution to the motor drive unit, based on the rotation position detection signal and a target signal. Comprises a control unit for controlling the power to be supplied to the motor, wherein the control unit responds to a specific frequency according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor and the number of rotations of the motor. There viewing including the control gain setting unit for setting a control gain to decrease, the specific frequency, the number of poles the motor p, when the target rotational speed of the motor was N, p / 2 × N / is an integer multiple become frequency of 60

本発明によれば、ホール信号から擬似エンコーダ信号を生成してモータ制御を行う構成におけるモータの回転ムラや騒音の発生を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the generation | occurrence | production of the rotation unevenness and noise of a motor in the structure which generates a pseudo encoder signal from a Hall signal and performs motor control can be suppressed.

図1は、画像形成装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the image forming apparatus. 図2は、プロセスカートリッジの部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the process cartridge. 図3は、原稿搬送装置の構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of the document conveying device. 図4は、モータ駆動装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the motor driving device. 図5は、位置・速度追従制御部の詳細な構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of the position / speed following control unit. 図6は、一巡伝達関数の周波数特性を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the frequency characteristic of the loop transfer function. 図7は、図6の一巡伝達関数でフィードバック制御を行った場合の相補感度関数を表す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a complementary sensitivity function when feedback control is performed using the loop transfer function of FIG. 図8は、ノッチフィルタの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the notch filter. 図9は、ノッチフィルタの一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a notch filter. 図10は、図6の一巡伝達関数と図9のノッチフィルタとを組み合わせた場合の相補感度関数を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a complementary sensitivity function when the loop transfer function of FIG. 6 and the notch filter of FIG. 9 are combined. 図11は、制御ゲイン設定部による処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a process performed by the control gain setting unit. 図12は、第2の実施形態の位置・速度追従制御部の詳細な構成の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of a position / speed following control unit according to the second embodiment. 図13は、第2の実施形態のモータ駆動装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the motor drive device according to the second embodiment. 図14は、変形例のモータ駆動装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a motor drive device according to a modification. 図15は、変形例の位置・速度追従制御部の詳細な構成の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of a position / speed following control unit according to a modification. 図16は、エンコーダパルス速度を測定する仕組みを説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining a mechanism for measuring the encoder pulse speed. 図17は、エンコーダが出力するパルスについて説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for describing pulses output by the encoder. 図18は、FIRフィルタを説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining the FIR filter. 図19は、移動平均化処理を行った効果を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the effect of performing the moving averaging process. 図20は、回転速度のムラの大きさを周波数ごとに測定した例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which the magnitude of the rotation speed unevenness is measured for each frequency. 図21は、6次、12次、18次成分に対し、3つのノッチフィルタを使って減衰させる事例を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating an example in which the 6th, 12th, and 18th order components are attenuated using three notch filters. 図22は、相補感度関数の一例を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the complementary sensitivity function. 図23は、6次、12次、18次成分と、それぞれの周辺周波数との応答性が同時に低下するようにノッチフィルタの減衰形状を設定した場合の一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating an example in which the attenuation shape of the notch filter is set such that the responsiveness of the sixth, twelfth, and eighteenth components and the respective peripheral frequencies is simultaneously reduced. 図24は、相補感度関数の一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the complementary sensitivity function. 図25は、駆動部分の構成の一例を示す図である。FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a configuration of a driving unit. 図26は、駆動部分の構成の一例を示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating an example of the configuration of the driving unit. 図27は、駆動部分の構成の一例を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a configuration of a driving unit. 図28は、変形例の実施形態の位置・速度追従制御部の詳細な構成の一例を示す図である。FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of the position / velocity tracking control unit according to the modified example. 図29は、変形例のモータ駆動装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a motor drive device according to a modification.

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る制御装置、モータ駆動装置、シート搬送装置および画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a control device, a motor drive device, a sheet conveying device, and an image forming device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態にかかる画像形成装置100の構成の一例を示す図である。図1に示すように、画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、それぞれ「Y」、「M」、「C」、「K」と記す。)のトナー像を生成するための4つのプロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 generates yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter, referred to as “Y”, “M”, “C”, and “K”) toner images, respectively. Are provided with the four process cartridges 6Y, 6M, 6C and 6K.

これらプロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは、画像形成剤として、互いに異なる色のYトナー、Mトナー、Cトナー、Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは、それぞれ画像形成装置
100本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっており、寿命到達時に交換される。
These process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K use different colors of Y toner, M toner, C toner, and K toner as image forming agents, but have the same configuration except for the above. Each of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K is detachable from the main body of the image forming apparatus 100, so that consumable parts can be replaced at a time, and are replaced when the life is reached.

プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは同様の構成であるので、Yトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ6Yを例に挙げて、画像形成装置100の概略構成を説明する。図2は、図1に示すプロセスカートリッジ6Yの近傍における部分拡大図で
ある。以下では、図1の参照に併せて、図2の参照を行う。
Since the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K have the same configuration, the schematic configuration of the image forming apparatus 100 will be described using the process cartridge 6Y for generating a Y toner image as an example. FIG. 2 is a partially enlarged view in the vicinity of the process cartridge 6Y shown in FIG. In the following, reference is made to FIG. 2 along with reference to FIG.

図2に示されるように、プロセスカートリッジ6Yは、潜像担持体としての感光体ドラム1Y、ドラムクリーニング装置2Y、除電装置(不図示)、帯電装置4Y、現像装置5Y等を備えている。   As shown in FIG. 2, the process cartridge 6Y includes a photosensitive drum 1Y as a latent image carrier, a drum cleaning device 2Y, a charge removing device (not shown), a charging device 4Y, a developing device 5Y, and the like.

帯電装置4Yは、感光体ドラム1Yの表面を一様に帯電する装置である。感光体ドラム1Yは、ドラム回転機構により図中時計回りに回転され、感光体ドラム1Yが回転することにより、帯電装置4Yは、感光体ドラム1Yの表面を一様に帯電する。   The charging device 4Y is a device that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1Y. The photoreceptor drum 1Y is rotated clockwise in the figure by a drum rotation mechanism, and the charging device 4Y uniformly charges the surface of the photoreceptor drum 1Y by rotating the photoreceptor drum 1Y.

一様に帯電された感光体ドラム1Yの表面は、レーザ光Lによって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。感光体ドラム1Yの表面上の静電潜像は、Yトナーを用いる現像
装置5YによってYトナー像に現像される。そして、感光体ドラム1Yの表面上のYトナー像は、中間転写ベルト8上に中間転写される。なお、この工程を中間転写工程という。
The uniformly charged surface of the photoreceptor drum 1Y is exposed and scanned by the laser light L to carry an electrostatic latent image for Y. The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1Y is developed into a Y toner image by a developing device 5Y using Y toner. Then, the Y toner image on the surface of the photosensitive drum 1Y is intermediately transferred onto the intermediate transfer belt 8. This step is called an intermediate transfer step.

ドラムクリーニング装置2Yは、中間転写工程を経た後の感光体ドラム1Yの表面に残
留したトナーを除去する装置である。また、除電装置は、クリーニング後の感光体ドラム1Yの残留電荷を除電する装置である。この除電により、感光体ドラム1Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
The drum cleaning device 2Y is a device that removes toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1Y after the intermediate transfer process. Further, the charge removing device is a device for removing charges remaining on the photosensitive drum 1Y after cleaning. By this charge elimination, the surface of the photoreceptor drum 1Y is initialized to prepare for the next image formation.

なお、他のプロセスカートリッジ6M,6C,6Kにおいても、同様にして各感光体ド
ラム1M,1C,1K上にそれぞれMトナー像、Cトナー像、Kトナー像が形成されて、中間転写ベルト8上に中間転写される。
In the other process cartridges 6M, 6C, and 6K, similarly, the M toner image, the C toner image, and the K toner image are formed on the photosensitive drums 1M, 1C, and 1K, respectively. Is transferred intermediately.

図1に示されるように、各プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの図中下方には、露光装置7が配設されている。   As shown in FIG. 1, an exposure device 7 is provided below each of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K.

露光装置7は、上記説明した各感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面上の静電潜像を形成するための装置である。露光装置7は、形成すべき画像の情報に基づいて発したレーザ光Lを、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kにおけるそれぞれの感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに照射して、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面を露光する。この露光により、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面上にそれぞれY静電潜像、M静電潜像、C静電潜像、K静電潜像が形成される。   The exposure device 7 is a device for forming an electrostatic latent image on the surface of each of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K described above. The exposure device 7 irradiates the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K with a laser beam L emitted based on information of an image to be formed. The surfaces of the drums 1Y, 1M, 1C and 1K are exposed. By this exposure, a Y electrostatic latent image, an M electrostatic latent image, a C electrostatic latent image, and a K electrostatic latent image are formed on the surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, respectively.

なお、露光装置7は、光源から発したレーザ光Lを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラムに照射することにより、所望の静電潜像を感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面にそれぞれ形成する。   The exposure device 7 irradiates the photosensitive drum with a laser beam L emitted from a light source via a plurality of optical lenses and mirrors while scanning the laser beam L with a polygon mirror rotated by a motor, thereby obtaining a desired electrostatic charge. Latent images are formed on the surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, respectively.

図1に示されるように、露光装置7の図中下側には、給紙手段が配設されている。給紙手段は、紙収容カセット26、紙収容カセット26に組み込まれた給紙ローラ27、およびレジストローラ対28等を有している。   As shown in FIG. 1, a sheet feeding unit is provided below the exposure device 7 in the figure. The paper feeding means includes a paper storage cassette 26, a paper feed roller 27 incorporated in the paper storage cassette 26, a registration roller pair 28, and the like.

紙収容カセット26は、記録材としての用紙99を複数枚重ねて収納しており、一番上の用紙99には給紙ローラ27が当接している。給紙ローラ27が駆動機構によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の用紙99がレジストローラ対28のローラ間に向けて給紙される。   The paper storage cassette 26 stores a plurality of sheets of paper 99 as a recording material in an overlapping manner, and the paper feed roller 27 is in contact with the uppermost paper 99. When the paper feed roller 27 is rotated counterclockwise in the figure by the drive mechanism, the uppermost paper sheet 99 is fed between the rollers of the registration roller pair 28.

レジストローラ対28は、用紙99を挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、用紙99を適切なタイミングで後述の2次転写ニップに向けて送り出す。   The registration roller pair 28 rotates both rollers to pinch the sheet 99, but stops the rotation immediately after pinching. Then, the sheet 99 is sent out to a later-described secondary transfer nip at an appropriate timing.

一方、図1に示されるように、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの図中上方には、中間転写体である中間転写ベルト8を張架しながら無端移動させる中間転写ユニット15が配設されている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, above the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K, an intermediate transfer unit 15 for endlessly moving the intermediate transfer belt 8 as an intermediate transfer member while stretching the intermediate transfer belt 8 is provided. Have been.

中間転写ユニット15は、中間転写ベルト8のほか、ベルトクリーニング装置10等を備えている。また、4つの1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9K、2次転写バックアップローラ12、クリーニングバックアップローラ13、テンションローラ14等も備えている。   The intermediate transfer unit 15 includes the belt cleaning device 10 and the like in addition to the intermediate transfer belt 8. Further, four primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, 9K, a secondary transfer backup roller 12, a cleaning backup roller 13, a tension roller 14, and the like are also provided.

中間転写ベルト8は、上記7つのローラに張架されながら、少なくとも1つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動される。1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kは、それぞれ中間転写ベルト8を各感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。すなわち、1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kは、中間転写ベルト8を介して各感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの反対側に配置され、中間転写ベルト8に対してトナーとは逆極性(例えばプラス極性)の転写バイアスを印加する。   The intermediate transfer belt 8 is endlessly moved counterclockwise in the figure by the rotation of at least one of the rollers while being stretched by the seven rollers. The primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K sandwich the intermediate transfer belt 8 between the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, respectively, to form primary transfer nips. That is, the primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K are disposed on the opposite sides of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K via the intermediate transfer belt 8, and the toner is Applies a transfer bias of reverse polarity (for example, positive polarity).

1次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト8は、その無端移動に伴ってY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、各感光体ドラム1Y,1M,1C,1K上のYトナー像、Mトナー像、Cトナー像、Kトナー像が重ね合わされて1次転写される。これにより、中間転写ベルト8上に4色重ね合わせトナー像(以下、「4色トナー像」という。)が形成される。   The rollers except for the primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C and 9K are all electrically grounded. The intermediate transfer belt 8 sequentially passes through the primary transfer nips for Y, M, C, and K as the endless movement of the intermediate transfer belt 8 causes the Y toner image on each of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K. , M toner image, C toner image, and K toner image are superimposed and primary transferred. As a result, a four-color superimposed toner image (hereinafter, referred to as a “four-color toner image”) is formed on the intermediate transfer belt 8.

また、2次転写バックアップローラ12は、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。中間転写ベルト8上に形成された4色トナー像は、この2次転写ニップで用紙99に転写される。そして、用紙99の白色と相まって、フルカラートナー像となる。   Further, the secondary transfer backup roller 12 forms a secondary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 8 between the secondary transfer roller 19 and the secondary transfer roller 19. The four-color toner image formed on the intermediate transfer belt 8 is transferred to the sheet 99 at the secondary transfer nip. Then, combined with the white color of the paper 99, a full-color toner image is formed.

2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト8には、用紙99に転写されなかった転写残トナーが付着している。転写残トナーは、ベルトクリーニング装置10によってクリーニングされる。2次転写ニップにおいては、用紙99が互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト8と2次転写ローラ19との間に挟まれて、レジストローラ対28側とは反対方向に搬送される。   On the intermediate transfer belt 8 after passing through the secondary transfer nip, untransferred toner that has not been transferred onto the sheet 99 adheres. The transfer residual toner is cleaned by the belt cleaning device 10. In the secondary transfer nip, the paper 99 is sandwiched between the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer roller 19, which move in the forward direction, and is conveyed in the direction opposite to the registration roller pair 28 side.

2次転写ニップから送り出された用紙99は、画像形成装置100本体に対して着脱自在なユニットとしての定着ユニット20のローラ間を通過する際に、熱と圧力の影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、用紙99は、排紙ローラ対29のローラ間を経て画像形成装置100外へと排出される。   The paper 99 sent out from the secondary transfer nip is affected by heat and pressure when passing between the rollers of the fixing unit 20 as a detachable unit with respect to the main body of the image forming apparatus 100, and the surface of the paper 99 is full-colored. The toner image is fixed. Thereafter, the sheet 99 is discharged to the outside of the image forming apparatus 100 through the space between the pair of discharge rollers 29.

画像形成装置100本体の筺体の上面には、スタック部30が形成されており、上記排紙ローラ対29によって機外に排出された用紙99は、このスタック部30に順次スタックされる。   A stack unit 30 is formed on the upper surface of the housing of the main body of the image forming apparatus 100, and the sheets 99 discharged outside the apparatus by the discharge roller pair 29 are sequentially stacked on the stack unit 30.

なお、図1に示されるように、中間転写ユニット15と、これよりも上方にあるスタック部30との間には、ボトル支持部31が配設されている。このボトル支持部31には、各色トナーをそれぞれ収容する剤収容器としてのトナーボトル32Y,32M,32C,32Kがセットされている。   As shown in FIG. 1, a bottle supporting portion 31 is provided between the intermediate transfer unit 15 and the stack portion 30 located above the intermediate transfer unit 15. In the bottle support portion 31, toner bottles 32Y, 32M, 32C, and 32K are set as agent containers for accommodating the respective color toners.

各トナーボトル32Y,32M,32C,32K内の各色トナーは、それぞれトナー供給装置により、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの現像装置に適宜補給される。各トナーボトル32Y,32M,32C,32Kは、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kとは独立して画像形成装置100本体に対して脱着可能である。   The toners of the respective colors in the toner bottles 32Y, 32M, 32C, and 32K are appropriately supplied to the developing devices of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K by the toner supply devices. Each of the toner bottles 32Y, 32M, 32C, 32K is detachable from the main body of the image forming apparatus 100 independently of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, 6K.

図3は、上記説明した画像形成装置100に付加して利用される原稿搬送装置101(シート搬送装置の一例)の構成の一例を示す図である。原稿搬送装置101は、図1に示された画像形成装置100の上部に配置され、画像形成装置100および原稿搬送装置101が一体としてコピー装置、MFP等として機能する。したがって、原稿搬送装置101が付加された画像形成装置100も、区別することなく画像形成装置100という名で呼ぶこととする。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a document conveying device 101 (an example of a sheet conveying device) used in addition to the image forming apparatus 100 described above. The document feeder 101 is disposed above the image forming apparatus 100 shown in FIG. 1, and the image forming apparatus 100 and the document feeder 101 function integrally as a copy device, an MFP, and the like. Therefore, the image forming apparatus 100 to which the document feeder 101 is added is also referred to as the image forming apparatus 100 without distinction.

図3に示される原稿搬送装置101は、被読取原稿を固定された読取装置部に搬送し、所定の速度で搬送しながら画像読取を行う、被読取原稿処理装置(以下ADF)に適用されるものである。   The document feeder 101 shown in FIG. 3 is applied to a read document processor (hereinafter referred to as an ADF) that transports a document to be read to a fixed reading device and reads an image while transporting the document at a predetermined speed. Things.

原稿搬送装置101は、被読取原稿束をセットする原稿セット部A、セットされた原稿束から1枚毎原稿を分離して給送する分離給送部B、給送された原稿を突当整合し、整合後の原稿を引き出し搬送するレジスト部C、搬送される原稿をターンさせて、原稿面を読取り側(下方)に向けて搬送するターン部D、原稿の表面画像を、コンタクトガラスの下方より読取を行わせる第1読取搬送部E、読取後の原稿の裏面画像を読取る第2読取搬送部F、表裏の読取が完了した原稿を機外に排出する排紙部G、読取完了後の原稿を積載保持するスタック部Hを備える。原稿搬送装置101は、上記搬送動作の駆動を行う駆動源としてピックアップモータ、給紙モータ、読取モータ、排紙モータ、底板上昇モータ等を備えている。   The document feeder 101 includes a document setting unit A for setting a bundle of documents to be read, a separation feeding unit B for separating and feeding documents one by one from the set document bundle, and abutting alignment of the fed documents. Then, a registration section C for pulling out and feeding the aligned document, a turn section D for turning the fed document to feed the document surface toward the reading side (downward), and a front surface image of the document under the contact glass. A first reading / conveying unit E for performing further reading, a second reading / conveying unit F for reading the back side image of the read original, a paper discharging unit G for discharging the original whose front and back sides have been read out of the machine, A stack unit H for stacking and holding originals is provided. The document conveying device 101 includes a pickup motor, a sheet feeding motor, a reading motor, a sheet discharging motor, a bottom plate raising motor, and the like as driving sources for driving the above-described conveying operation.

原稿テーブル42は、可動原稿テーブル43を備えて構成され、読取られる用紙99がセットされる。用紙99は原稿テーブル42に原稿面を上向きの状態でセットされる。原稿テーブル42は、サイドガイドを備え、用紙99の幅方向を搬送方向と直交する方向に位置する。セットされた用紙99はセットフィラー44、セットセンサ45により検知され、本体制御部に送信される。   The document table 42 includes a movable document table 43, on which sheets 99 to be read are set. The paper 99 is set on the original table 42 with the original surface facing upward. The document table 42 includes a side guide, and is located in a direction perpendicular to the conveying direction in the width direction of the paper 99. The set sheet 99 is detected by the set filler 44 and the set sensor 45 and transmitted to the main body control unit.

原稿テーブル42には、原稿長さ検知センサ70、71(反射型センサまたは、用紙99枚にても検知可能なアクチエーター・タイプのセンサが用いられる)が配置される。原稿長さ検知センサ70、71は、原稿の搬送方向長さを判定する。このとき原稿長さ検知センサ70、71は少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能に配置される。   Document length detection sensors 70 and 71 (a reflection type sensor or an actuator type sensor capable of detecting even 99 sheets of paper) are arranged on the document table 42. Document length detection sensors 70 and 71 determine the length of the document in the transport direction. At this time, the document length detection sensors 70 and 71 are arranged so as to be able to determine at least whether the document size is vertical or horizontal.

可動原稿テーブル43は、底板上昇モータにより矢印a,b方向に上下動可能となっている。可動原稿テーブル43に原稿がセットされたことをセットフィラー44、セットセンサ45により検知すると、底板上昇モータを正転させて原稿束の最上面がピックアップローラ47と接触するように可動原稿テーブル43を上昇させる。なお、図3では、上昇状態が実線で記載されている。   The movable document table 43 can be moved up and down in the directions of arrows a and b by a bottom plate raising motor. When the set filler 44 and the set sensor 45 detect that a document has been set on the movable document table 43, the bottom plate raising motor is rotated forward to move the movable document table 43 so that the top surface of the document bundle contacts the pickup roller 47. To raise. In FIG. 3, the rising state is shown by a solid line.

ピックアップローラ47は、ピックアップモータによりカム機構で矢印c、dの方向に動作すると共に、可動原稿テーブル43が上昇し可動原稿テーブル43上の原稿上面により押されてc方向に上がりテーブル上昇検知センサ48により上限を検知可能となっている。   The pick-up roller 47 is moved in the directions of arrows c and d by a cam mechanism by a pick-up motor, and at the same time, the movable document table 43 is raised and pushed by the upper surface of the document on the movable document table 43 and rises in the c direction. Allows the upper limit to be detected.

給紙ベルト49は給紙モータの正転により給紙方向に駆動され、リバースローラ50は給紙モータの正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。   The paper feed belt 49 is driven in the paper feeding direction by the normal rotation of the paper feeding motor, and the reverse roller 50 is driven to rotate in the direction opposite to the paper feeding by the normal rotation of the paper feeding motor, so that the uppermost document and the document below it are moved. It is configured so that only the top document can be fed separately.

リバースローラ50は、給紙ベルト49と所定圧で接し、2枚以上の原稿が給紙ベルト49とリバースローラ50との間に侵入したとき、本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをし、原稿の重送を防止する。   The reverse roller 50 comes into contact with the paper feed belt 49 at a predetermined pressure, and when two or more documents enter between the paper feed belt 49 and the reverse roller 50, rotate in the clockwise direction which is the original driving direction, and It works to push back the original and prevent double feeding of the original.

給紙ベルト49とリバースローラ50との作用により1枚に分離された原稿は給紙ベルト49によって更に送られ、突き当てセンサ51によって先端が検知され更に進んで停止しているプルアウトローラ52に突き当たる。その後前出の突き当てセンサ51の検知から所定量の定められた距離だけ送られ、結果的には、プルアウトローラ52に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータを停止させることにより、給紙ベルト49の駆動が停止する。   The document separated into one sheet by the action of the paper feed belt 49 and the reverse roller 50 is further fed by the paper feed belt 49, the leading edge of which is detected by the abutment sensor 51, and further abuts against the pull-out roller 52 which is stopped. . Thereafter, the paper feed motor is fed by a predetermined amount and a predetermined distance from the detection of the abutment sensor 51, and as a result, the paper feed motor is stopped in a state where the pull-out roller 52 is pressed with a predetermined amount of bending. As a result, the driving of the paper feed belt 49 is stopped.

このとき、ピックアップモータを回転させることでピックアップローラ47を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト49の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ52の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合(スキュー補正)が行われる。   At this time, the pickup roller 47 is retracted from the upper surface of the document by rotating the pickup motor, and the document is fed only by the conveying force of the paper feed belt 49, so that the leading end of the document enters the nip between the pair of upper and lower rollers of the pullout roller 52. Then, the tip alignment (skew correction) is performed.

プルアウトローラ52は、スキュー補正機能を有すると共に、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ54まで搬送するものであり、給紙モータの逆転により駆動される。なお、給紙モータ逆転時、プルアウトローラ52と中間ローラ54は駆動されるが、ピックアップローラ47と給紙ベルト49は駆動されていない。   The pull-out roller 52 has a skew correction function, and also conveys the skew-corrected document after separation to the intermediate roller 54, and is driven by the reverse rotation of the sheet feeding motor. When the paper feed motor rotates in the reverse direction, the pull-out roller 52 and the intermediate roller 54 are driven, but the pickup roller 47 and the paper feed belt 49 are not driven.

原稿幅センサ53は、奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ52により搬送された原稿の搬送方向に直行する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは原稿の先端後端を突き当てセンサ51で読取ることにより、モータパルスから原稿の長さを検知する。   A plurality of document width sensors 53 are arranged in the depth direction, and detect the size of the document conveyed by the pull-out roller 52 in the width direction orthogonal to the conveyance direction. Further, the length of the document in the transport direction is detected from the motor pulse by reading the trailing end of the document with the abutment sensor 51.

プルアウトローラ52および中間ローラ54の駆動によりレジスト部Cからターン部Dに原稿が搬送される際には、レジスト部Cでの搬送速度を第1読取搬送部Eでの搬送速度よりも高速に設定して原稿を読取部へ送り込む処理時間の短縮が図られている。   When a document is conveyed from the registration unit C to the turn unit D by driving the pull-out roller 52 and the intermediate roller 54, the conveyance speed in the registration unit C is set to be higher than the conveyance speed in the first reading conveyance unit E. The processing time for sending the original to the reading unit is shortened.

原稿の先端が読取入口センサ55により検出されると、読取モータを正転駆動して読取入口ローラ56、読取出口ローラ63、CIS出口ローラ67を駆動する。   When the leading edge of the document is detected by the reading entrance sensor 55, the reading motor is driven to rotate forward to drive the reading entrance roller 56, the reading exit roller 63, and the CIS exit roller 67.

原稿の先端をレジストセンサ57にて検知すると、所定の搬送距離をかけて減速し、図示していない第1読取部が配置される読取位置60の手前で一時停止すると共に、本体制御部にI/Fを介して停止信号を送信する。   When the leading edge of the document is detected by the registration sensor 57, the document is decelerated over a predetermined transport distance, temporarily stopped just before the reading position 60 where the first reading unit (not shown) is arranged, and is controlled by the main body control unit. A stop signal is transmitted via / F.

続いて本体制御部より読取り開始信号を受信すると、停止していた原稿は、読取位置に原稿先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように増速されて搬送される。   Subsequently, when a reading start signal is received from the main body control unit, the stopped document is transported at an increased speed so as to rise to a predetermined transport speed until the leading edge of the document reaches the reading position.

読取モータのパルスカウントにより検出された原稿先端が読取部に到達するタイミングで、本体制御部に対して第1面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が、第1読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。   At the timing when the leading edge of the document detected by the pulse count of the reading motor reaches the reading unit, a gate signal indicating the effective image area in the sub-scanning direction on the first surface is sent to the main body control unit. The message is transmitted until is lost.

片面原稿の読取の場合には、第1読取搬送部Eを通過した原稿は第2読取部65を経て排紙部Gへ搬送される。この際、排紙センサ64により原稿の先端を検知すると、排紙モータを正転駆動して排紙ローラ68を反時計方向に回転させる。   In the case of reading a single-sided original, the original that has passed through the first reading and conveying unit E is conveyed to the paper discharge unit G via the second reading unit 65. At this time, when the leading edge of the document is detected by the paper ejection sensor 64, the paper ejection motor is driven to rotate forward to rotate the paper ejection roller 68 counterclockwise.

また、排紙センサ64による原稿の先端検知からの排紙モータパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラ68の上下ローラ対のニップから抜ける直前に排紙モータ駆動速度を減速させて、排紙トレイ69上に排出される原稿が飛び出さないように制御される。   The discharge motor driving speed is reduced just before the trailing edge of the document comes out of the nip between the upper and lower roller pairs of the discharge roller 68 based on the discharge motor pulse count from the detection of the leading edge of the document by the discharge sensor 64. The document discharged onto the tray 69 is controlled so as not to fly out.

第2読取部65表面は、原稿に付着した糊状のものが読取ライン上に転写することにより発生する画像不良を示す縦スジを防止するため、コーティング処理が施されたコーティング部材が配置されている。   The surface of the second reading unit 65 is provided with a coating member that has been subjected to a coating process in order to prevent a vertical streak indicating an image defect caused by the transfer of the paste attached to the document onto the reading line. I have.

このコーティング部材は、第2読取部65の読取面に汚れ分解機能を有するコーティング材、または、親水性を有するコーティング材を塗布して形成したものである。これらのコーティング材は公知のものを使用することができる。   This coating member is formed by applying a coating material having a dirt decomposition function or a hydrophilic coating material to the reading surface of the second reading unit 65. Known materials can be used for these coating materials.

図4は、本実施形態のモータ200を駆動するモータ駆動装置210のハードウェア構成(回路構成)の一例を示す図である。モータ200は、例えば、図1に示された画像形成装置100本体の給紙ローラ27等の駆動に利用することができる。また、例えば、図3に示された原稿搬送装置101の読取入口ローラ56、読取出口ローラ63、またはCIS出口ローラ67などの駆動に利用することができる。これらのローラ(搬送ローラ)は、シート(この例では用紙であるが、これに限られない)を搬送するための搬送部材の一例である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration (circuit configuration) of the motor driving device 210 that drives the motor 200 according to the present embodiment. The motor 200 can be used, for example, for driving the paper feed roller 27 and the like of the main body of the image forming apparatus 100 shown in FIG. Further, for example, it can be used for driving the reading entrance roller 56, the reading exit roller 63, the CIS exit roller 67, etc. of the document feeder 101 shown in FIG. These rollers (transport rollers) are an example of a transport member for transporting a sheet (in this example, paper, but not limited to).

本実施形態のモータ200は、三相駆動のブラシレスDCモータである。すなわち、モータ200は、整流子を有さず、モータ駆動装置210から供給される直流電流がFET(半導体スイッチの一例)201で切り換えられることにより磁極の方向が切り換えられる電動機である。モータ200は、モータ200の磁極位相を表す磁極位相信号(「ホール信号」と称する場合もある)を出力するホール素子202を備えている。この例では、モータ200は、三相駆動であるので、磁極位相信号をフィードバックするために、3つのホール素子202を備えている。   The motor 200 of the present embodiment is a three-phase drive brushless DC motor. That is, the motor 200 has no commutator, and is a motor in which the direction of the magnetic pole is switched by switching the direct current supplied from the motor driving device 210 by the FET (an example of a semiconductor switch) 201. The motor 200 includes a Hall element 202 that outputs a magnetic pole phase signal indicating the magnetic pole phase of the motor 200 (sometimes referred to as a “Hall signal”). In this example, the motor 200 is a three-phase drive, and thus includes three Hall elements 202 for feeding back a magnetic pole phase signal.

図4に示すように、モータ駆動装置210は、モータ200に電力を供給するモータ駆動部220と、モータ駆動部220を制御する制御装置230と、を備える。   As shown in FIG. 4, the motor driving device 210 includes a motor driving unit 220 that supplies electric power to the motor 200, and a control device 230 that controls the motor driving unit 220.

まず、モータ駆動部220について説明する。図4に示すように、モータ駆動部220は、電力供給部221と回転位置検出部222とを備える。   First, the motor drive unit 220 will be described. As shown in FIG. 4, the motor drive unit 220 includes a power supply unit 221 and a rotation position detection unit 222.

電力供給部221は、制御装置230の制御の下、モータ200に電力を供給する。より具体的には、電力供給部221は、制御装置230から供給される制御信号(PWM出力、回転方向、スタート、ストップ、ブレーキなどを指示する制御信号)に従って、モータ200に電力を供給する。   The power supply unit 221 supplies power to the motor 200 under the control of the control device 230. More specifically, the power supply unit 221 supplies power to the motor 200 in accordance with a control signal (a control signal instructing a PWM output, a rotation direction, a start, a stop, a brake, and the like) supplied from the control device 230.

回転位置検出部222は、モータ200の磁極を表す磁極位相信号を変換して、モータ200の出力軸の回転量および回転方向を表し、該磁極位相信号に対して分解能の高い回転位置検出信号を出力する。より具体的には、回転位置検出部222は、ホール素子202から得られたホール信号(磁極位相信号)から、モータ200の出力軸の回転位置を表す信号を生成する。この信号は、モータ200の出力軸にロータリエンコーダを設けた場合の2チャンネルのエンコーダ信号と等価の信号(以下、「エンコーダ等価信号」と称する場合がある)である。回転位置検出部222は、例えば特開2015−19563号公報に開示された技術を利用して、2チャンネルのエンコーダ等価信号を生成することができる。   The rotation position detection unit 222 converts a magnetic pole phase signal representing the magnetic pole of the motor 200 to indicate the rotation amount and the rotation direction of the output shaft of the motor 200, and outputs a rotation position detection signal having a high resolution with respect to the magnetic pole phase signal. Output. More specifically, the rotation position detection unit 222 generates a signal indicating the rotation position of the output shaft of the motor 200 from the Hall signal (magnetic pole phase signal) obtained from the Hall element 202. This signal is a signal equivalent to a 2-channel encoder signal when a rotary encoder is provided on the output shaft of the motor 200 (hereinafter, may be referred to as an “encoder equivalent signal”). The rotational position detection unit 222 can generate a two-channel encoder equivalent signal using, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-19563.

次に、制御装置230について説明する。図4に示すように、制御装置230は、制御部231を備える。制御部231は、モータ駆動部220の回転位置検出部222が出力したエンコーダ等価信号(回転位置検出信号)と、外部の目標信号生成部240が出力した目標信号とに基づいて、モータ駆動部220がモータ200に供給すべき電力を制御する。   Next, the control device 230 will be described. As illustrated in FIG. 4, the control device 230 includes a control unit 231. The control unit 231 controls the motor driving unit 220 based on the encoder equivalent signal (rotational position detection signal) output by the rotation position detection unit 222 of the motor driving unit 220 and the target signal output by the external target signal generation unit 240. Controls the power to be supplied to the motor 200.

図4に示すように、制御部231は、モータ位置・速度計算部232と、目標位置・速度計算部233と、位置・速度追従制御部234とを備える。本実施形態では、モータ位置・速度計算部232、目標位置・速度計算部233、および、位置・速度追従制御部234は専用のハードウェア回路(例えば半導体集積回路等)で構成されるが、これに限らず、例えばソフトウェア的に実現することもできる。例えば制御装置230は、CPU、ROM、RAM等のコンピュータ装置と同等のハードウェア構成を有し、CPUがROM等に格納されたプログラムを実行することにより、モータ位置・速度計算部232、目標位置・速度計算部233、および、位置・速度追従制御部234の各々の機能を実現することもできる。   As shown in FIG. 4, the control unit 231 includes a motor position / speed calculation unit 232, a target position / speed calculation unit 233, and a position / speed follow-up control unit 234. In the present embodiment, the motor position / speed calculation unit 232, the target position / speed calculation unit 233, and the position / speed follow-up control unit 234 are configured by dedicated hardware circuits (for example, a semiconductor integrated circuit). However, the present invention is not limited to this, and can be realized by software, for example. For example, the control device 230 has a hardware configuration equivalent to a computer device such as a CPU, a ROM, and a RAM. The CPU executes a program stored in the ROM or the like, so that the motor position / speed calculation unit 232, the target position The functions of the speed calculation unit 233 and the position / speed follow-up control unit 234 can also be realized.

モータ位置・速度計算部232は、モータ駆動部220内の回転位置検出部222から2チャンネルのエンコーダ等価信号(回転位置検出信号)を受信し、モータ200の出力軸の回転方向および移動パルス数を取得する。2チャンネルのエンコーダ等価信号は、モータ200の出力軸の回転角度に応じて出力が変化する定位相差(本実施形態では90°)の2チャンネルの信号であるので、モータ位置・速度計算部232は、この位相差を利用して、モータ200の出力軸の回転方向および移動パルス数を取得することができる。モータ位置・速度計算部232は、モータ200の出力軸の回転方向および移動パルス数と、制御装置230が有するオシレータの時間信号とから、モータ200の回転位置および回転速度(回転数)を導出し、その導出した回転位置を示す回転位置情報、および、その導出した回転速度を示す速度情報を位置・速度追従制御部234へ伝達する。   The motor position / speed calculation unit 232 receives the two-channel encoder equivalent signal (rotation position detection signal) from the rotation position detection unit 222 in the motor drive unit 220, and determines the rotation direction of the output shaft of the motor 200 and the number of movement pulses. get. Since the two-channel encoder equivalent signal is a two-channel signal having a constant phase difference (90 ° in this embodiment) whose output changes according to the rotation angle of the output shaft of the motor 200, the motor position / speed calculation unit 232 Using this phase difference, the rotation direction and the number of movement pulses of the output shaft of the motor 200 can be obtained. The motor position / speed calculation unit 232 derives the rotation position and rotation speed (rotation speed) of the motor 200 from the rotation direction and the number of movement pulses of the output shaft of the motor 200 and the time signal of the oscillator included in the control device 230. The rotation position information indicating the derived rotation position and the speed information indicating the derived rotation speed are transmitted to the position / speed following control unit 234.

目標位置・速度計算部233は、外部の目標信号生成部240から、目標信号として、モータ200の回転方向を表す回転方向情報と、移動パルス数を表すパルス情報を取得する。そして、目標位置・速度計算部233は、得られた目標信号と、制御装置230が有するオシレータの時間信号とから、モータ200の目標位置および目標速度(目標回転数)を導出し、目標位置を示す目標位置情報および目標速度を示す目標速度情報を位置・速度追従制御部234へ伝達する。   The target position / velocity calculation unit 233 acquires, from the external target signal generation unit 240, rotation direction information indicating the rotation direction of the motor 200 and pulse information indicating the number of movement pulses as target signals. Then, the target position / speed calculation unit 233 derives the target position and the target speed (target rotation speed) of the motor 200 from the obtained target signal and the time signal of the oscillator included in the control device 230, and calculates the target position. The target position information and the target speed information indicating the target speed are transmitted to the position / speed following control unit 234.

位置・速度追従制御部234は、目標位置・速度計算部233から取得した目標位置情報および目標速度情報とモータ位置・速度計算部232から取得した回転位置情報および速度情報とがそれぞれ一致するように、PWM出力を指示するPWM信号を生成する。また、本実施形態では、位置・速度追従制御部234は、制御ゲイン設定部235を含む。制御ゲイン設定部235は、モータの磁極の数を表す極数と、目標信号に基づくモータの目標回転数と、に応じた特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する。この例では、制御ゲイン設定部235は、制御装置230内のメモリまたは外部から、極数を示す極数情報を取得するとともに、目標位置・速度計算部233から目標速度情報(目標回転数を示す情報)を取得する。そして、取得した極数情報が示す極数と、目標速度情報が示す目標回転数と、に応じた特定の周波数を決定する。具体的な内容については後述する。   The position / speed following control unit 234 controls the target position information and the target speed information acquired from the target position / speed calculation unit 233 to coincide with the rotational position information and the speed information acquired from the motor position / speed calculation unit 232, respectively. , A PWM signal instructing a PWM output. In the present embodiment, the position / velocity tracking control section 234 includes a control gain setting section 235. The control gain setting unit 235 sets the control gain so that the responsiveness of a specific frequency according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor and the target rotation speed of the motor based on the target signal is reduced. In this example, the control gain setting unit 235 acquires pole number information indicating the number of poles from a memory in the control device 230 or from the outside, and sets target speed information (indicating the target rotation speed) from the target position / speed calculation unit 233. Information). Then, a specific frequency corresponding to the number of poles indicated by the acquired pole number information and the target rotation speed indicated by the target speed information is determined. Specific contents will be described later.

図5は、位置・速度追従制御部234の詳細な構成の一例を示す図である。図5に示すように、位置・速度追従制御部234は、比較部251と、乗算部252と、微分部253と、比較部254と、PID演算部255と、微分部256と、加算部257と、制御ゲイン設定部235と、PWM信号生成部236とを備える。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of the position / velocity tracking control unit 234. As shown in FIG. 5, the position / velocity tracking control unit 234 includes a comparison unit 251, a multiplication unit 252, a differentiation unit 253, a comparison unit 254, a PID calculation unit 255, a differentiation unit 256, and an addition unit 257. And a control gain setting unit 235 and a PWM signal generation unit 236.

比較部251は、目標位置・速度計算部233から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)された目標位置情報と、モータ位置・速度計算部232から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)された回転位置情報との差分を示す位置偏差情報を生成し、生成した位置偏差情報を乗算部252へ出力する。乗算部252は、比較部251から入力された位置偏差情報に一定のゲインを乗算して(P制御)、位置フィードバック情報(位置FB)を生成し、生成した位置フィードバック情報を比較部254へ出力する。   The comparison unit 251 receives the target position information input from the target position / speed calculation unit 233 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency) and the input from the motor position / speed calculation unit 232 (input according to the predetermined sampling frequency). It generates position deviation information indicating a difference from the rotational position information input at a period, and outputs the generated position deviation information to the multiplication unit 252. The multiplication unit 252 multiplies the position deviation information input from the comparison unit 251 by a constant gain (P control), generates position feedback information (position FB), and outputs the generated position feedback information to the comparison unit 254. I do.

また、微分部253は、目標位置・速度計算部233から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)された目標位置情報を微分して、位置フィードフォワード情報(位置FF)を生成し、生成した位置フィードフォワード情報を比較部254へ出力する。また、図5の例では、比較部254には、モータ位置・速度計算部232からの速度情報も入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)される。   The differentiator 253 differentiates the target position information input from the target position / velocity calculator 233 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency) to generate position feedforward information (position FF). The generated position feedforward information is output to the comparing unit 254. In the example of FIG. 5, the speed information from the motor position / speed calculating unit 232 is also input to the comparing unit 254 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency).

比較部254は、乗算部252から入力された位置フィードバック情報と、微分部253から入力された位置フィードフォワード情報とを加算した結果から、モータ位置・速度計算部232から入力された速度情報を減算することで、速度偏差を示す速度偏差情報を生成し、生成した速度偏差情報をPID演算部255へ出力する。PID演算部255は、入力された速度偏差情報に対してPID演算(P:比例、I:積分、D:微分)を施して、速度フィードバック情報(モータ200の加速度を表す情報、換言すると、モータ200のトルクを表す情報であると考えることもできる)を生成し、生成した速度フィードバック情報(速度FB)を加算部257へ出力する。   Comparing section 254 subtracts the speed information input from motor position / speed calculating section 232 from the result of adding the position feedback information input from multiplying section 252 and the position feedforward information input from differentiating section 253. By doing so, speed deviation information indicating the speed deviation is generated, and the generated speed deviation information is output to the PID calculation unit 255. The PID calculation unit 255 performs PID calculation (P: proportional, I: integral, D: derivative) on the input speed deviation information, and performs speed feedback information (information indicating the acceleration of the motor 200, in other words, the motor (Which may be considered to be information representing the torque of 200) and outputs the generated speed feedback information (speed FB) to the adding unit 257.

一方、微分部256は、目標位置・速度計算部233から入力された目標速度情報を微分して速度フィードフォワード情報(モータ200の加速度を表す情報、換言すると、モータ200のトルクを表す情報であると考えることもできる)を生成し、生成した速度フィードフォワード情報(速度FF)を加算部257へ出力する。   On the other hand, the differentiator 256 differentiates the target speed information input from the target position / speed calculator 233 to obtain speed feedforward information (information indicating the acceleration of the motor 200, in other words, information indicating the torque of the motor 200). Is generated, and the generated speed feedforward information (speed FF) is output to the adding unit 257.

加算部257は、入力された速度フィードバック情報と速度フィードフォワード情報とを加算して、制御偏差(見方を変えれば、制御装置230に入力される目標信号と回転位置検出信号とに基づく制御偏差であると考えることができる)をゼロにするためのモータ制御情報を生成する。この例では、加算部257による加算で得られたモータ制御情報は、制御偏差をゼロにするためのモータ200の出力指令値(電力指令値)を表す情報であると考えることができる。加算部257は、生成したモータ制御情報を、制御ゲイン設定部235へ出力する。   The adding unit 257 adds the input speed feedback information and the speed feedforward information to obtain a control deviation (in other words, a control deviation based on the target signal and the rotational position detection signal input to the control device 230). (Which can be considered to be present) is generated to generate motor control information. In this example, the motor control information obtained by the addition by the adding unit 257 can be considered to be information indicating an output command value (power command value) of the motor 200 for reducing the control deviation to zero. The adding unit 257 outputs the generated motor control information to the control gain setting unit 235.

制御ゲイン設定部235は、加算部257から入力されたモータ制御情報に対して、特定の周波数の成分を減衰させる処理(例えば特定の周波数の成分を除去する処理も含まれる)を行う。具体的な内容については後述する。制御ゲイン設定部235による処理が施されたモータ制御情報は、PWM信号生成部236へ出力される。PWM信号生成部236は、制御ゲイン設定部235から入力されたモータ制御情報に応じて、モータ200を駆動するための電圧を示す信号(PWM信号)を生成し、生成したPWM信号をモータ駆動部220へ出力する。   The control gain setting unit 235 performs a process of attenuating a component of a specific frequency (for example, a process of removing a component of a specific frequency) from the motor control information input from the adding unit 257. Specific contents will be described later. The motor control information processed by the control gain setting unit 235 is output to the PWM signal generation unit 236. The PWM signal generation unit 236 generates a signal (PWM signal) indicating a voltage for driving the motor 200 according to the motor control information input from the control gain setting unit 235, and outputs the generated PWM signal to the motor driving unit. Output to 220.

ここで、本実施形態のように、エンコーダを搭載せずに、ホール素子202が出力するホール信号を元にエンコーダ等価信号を生成してモータ200を駆動する構成においては、3相に対応する3つのホール信号の波形は、ホール素子202間の配置ずれにより位相がずれることになる。ホール素子202は、モータマグネットの磁力を検知するセンサなので、例えば6対のNSの組み合わせを構成する12極のモータ200では、6周期の波になる。結果として、3相12極のモータ200ではモータ200の1回転が完了するときの6次、12次、18次、36次の周波数成分において、センサノイズ(エンコーダ等価信号の周期変動)に起因した回転ムラや騒音が発生する。   Here, as in the present embodiment, in a configuration in which an encoder equivalent signal is generated based on a Hall signal output from the Hall element 202 and the motor 200 is driven without mounting an encoder, 3 The phases of the waveforms of the two Hall signals are shifted due to the displacement between the Hall elements 202. Since the Hall element 202 is a sensor for detecting the magnetic force of the motor magnet, for example, in a 12-pole motor 200 forming a combination of six pairs of NS, the wave has six cycles. As a result, in the three-phase, twelve-pole motor 200, the sixth, twelfth, eighteenth, and thirty-sixth frequency components when one rotation of the motor 200 is completed are caused by sensor noise (period variation of the encoder equivalent signal). Uneven rotation and noise occur.

本実施形態では、モータ200の極数をp、目標回転数をNとしたとき、p/2×N/60の整数倍となる周波数において、センサノイズに起因した回転ムラが顕著に発生することに着目し、制御ゲイン設定部235は、モータの磁極の数を表す極数と、モータの目標回転数(目標速度)と、に応じた特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する(換言すれば、特定の周波数に対する制御ゲインを減衰させる制御を行う)。より具体的には、制御ゲイン設定部235は、p/2×N/60の整数倍となる周波数(特定の周波数)の応答性が低下するように制御ゲインを設定する。これにより、センサノイズに起因した回転ムラや騒音の発生を抑制することができる。   In the present embodiment, when the number of poles of the motor 200 is p and the target rotation speed is N, rotation unevenness due to sensor noise is remarkably generated at a frequency that is an integral multiple of p / 2 × N / 60. Focusing on, the control gain setting unit 235 sets the control gain so that the response at a specific frequency according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor and the target rotation speed (target speed) of the motor is reduced. Set (in other words, control is performed to attenuate the control gain for a specific frequency). More specifically, the control gain setting unit 235 sets the control gain so that the responsiveness of a frequency (specific frequency) that is an integral multiple of p / 2 × N / 60 is reduced. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of rotation unevenness and noise caused by the sensor noise.

上述したように、制御ゲイン設定部235は、制御偏差をゼロにするためのモータ200の出力指令値を表すモータ制御情報に対して、特定の周波数(p/2×N/60の整数倍となる周波数)の成分を減衰させる処理を行う。すなわち、制御ゲイン設定部235は、モータ200の磁極の数を表す極数と、モータ200の目標回転数とに応じて、特定の周波数を可変に設定し、加算部257から入力されたモータ制御情報に対して、設定した特定の周波数の成分を減衰させるフィルタ(ノッチフィルタ)の機能を実現するようなデータ処理をソフトウェア的に行う。   As described above, the control gain setting unit 235 determines that the motor control information indicating the output command value of the motor 200 for reducing the control deviation to zero has a specific frequency (an integer multiple of p / 2 × N / 60 and (A frequency). That is, the control gain setting unit 235 variably sets a specific frequency according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor 200 and the target rotation speed of the motor 200, and sets the motor control input from the addition unit 257. Data processing is performed on the information by software to realize a function of a filter (notch filter) for attenuating a specific frequency component that has been set.

したがって、従来のようなアナログのPLL制御とは異なり、複数の回転速度ごとに対応するアナログの電子回路や、複数の回転速度ごとにゲインを選択するためのハーネスを設ける必要は無いので、構成の複雑化やコストアップを抑制することができる。なお、本実施形態の制御ゲイン設定部235は、加算部257から入力されるモータ制御情報をデータ処理の対象としているが、制御ゲイン設定部235によるデータ処理の対象はこれに限られるものではない。要するに、制御ゲイン設定部235は、モータの磁極の数を表す極数と、モータの目標回転数(目標速度)と、に応じた特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲイン(制御装置230への入力と出力との比であると考えることができる)を設定する形態であればよい。   Therefore, unlike the conventional analog PLL control, there is no need to provide an analog electronic circuit corresponding to each of a plurality of rotation speeds or a harness for selecting a gain for each of the plurality of rotation speeds. Complexity and cost increase can be suppressed. Although the control gain setting unit 235 of the present embodiment targets the motor control information input from the adding unit 257 for data processing, the target of data processing by the control gain setting unit 235 is not limited to this. . In short, the control gain setting unit 235 controls the control gain (the control device) such that the response at a specific frequency according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor and the target rotation speed (target speed) of the motor is reduced. (Which can be considered to be the ratio of input to output to 230).

なお、ここでは、モータ200の極数は変数pで規定しているが、モータ200が固定の場合は極数を変更することは無いので、制御ゲイン設定部235内に極数情報を定数として計算式に組み込んでもよい。また、ノッチフィルタ(ノッチフィルタの機能を実現するようなデータ処理)の対象は、回転ムラ・騒音寄与が大きな6次、12次、18次の3つを対象としてもよく、18次以降はローパスフィルタ(ローパスフィルタの機能を実現するようなデータ処理)により減衰させる方法でもよい。ノッチフィルタの数が増えると、計算時間の負荷が増えるためである。また、デジタルでノッチフィルタを形成する場合、デジタル誤差により狙いの周波数からずれることがあるため、ノッチには幅を持たせた形状とするのが良い。さらに、ノッチフィルタの適応回転数は、回転数依存で全ての回転数に適用しても良いし、特定の回転数に適用してもよい。なお、ノッチフィルタの減衰率の設定は対応する周波数成分に応じて任意に可能である。減衰率は各周波数成分のもつ回転ムラと減衰後の目標回転ムラから必要な減衰率を求め、位相余裕などを考慮して決定する。   Here, the number of poles of the motor 200 is defined by the variable p. However, when the motor 200 is fixed, the number of poles is not changed. It may be incorporated in the calculation formula. Also, the notch filter (data processing for realizing the function of the notch filter) may target three orders of 6th order, 12th order, and 18th order that have a large rotation unevenness / noise contribution, and a lowpass after the 18th order. A method of attenuating by a filter (data processing that realizes the function of a low-pass filter) may be used. This is because an increase in the number of notch filters increases a load of calculation time. Further, when a notch filter is formed digitally, the notch may have a shape having a width because the frequency may deviate from a target frequency due to a digital error. Furthermore, the adaptive rotation speed of the notch filter may be applied to all rotation speeds depending on the rotation speed, or may be applied to a specific rotation speed. The setting of the attenuation rate of the notch filter can be arbitrarily made according to the corresponding frequency component. The required attenuation rate is determined from the rotation unevenness of each frequency component and the target rotation unevenness after attenuation, and is determined in consideration of the phase margin and the like.

図6は、制御ゲイン設定部235が設けられない場合において、制御部231への入力と出力との関係を表す一巡伝達関数の周波数特性を表す図であり、図7は、図6の一巡伝達関数でフィードバック制御を行った場合の相補感度関数を表す図である。つまり、図7は、目標値やセンサノイズに対する応答性を表す図であると考えることができる。この例では、一巡伝達関数の絶対値が1(入力と出力との比が1、つまりゲイン0)となる周波数を示す交差周波数(制御帯域)は60Hzであり、それを超える周波数帯域では応答性が低下することが分かる。この交差周波数を下げることで、交差周波数を超える周波数帯域の応答性を低下させるという手法も考えられるが、この方法では、目標追従性や外乱負荷に対する応答性の悪化を招く。そのため、本実施形態の制御ゲイン設定部235は、交差周波数を変更することはせず、交差周波数以下の周波数帯域に含まれる特定の周波数の応答性は低下させないように制御ゲインを設定する(換言すれば、交差周波数以下の周波数帯域に含まれる特定の周波数に対する制御ゲインを0以上に設定する)。交差周波数は制御対象のシステム要求(目標追従性、外乱抑制性など)で設計的に決めるため、結果として交差周波数が60Hzの場合もあれば30Hzの場合もあり、様々である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a frequency characteristic of a loop transfer function indicating a relationship between an input and an output to the control unit 231 when the control gain setting unit 235 is not provided. FIG. It is a figure showing the complementary sensitivity function when performing feedback control with a function. That is, FIG. 7 can be considered to be a diagram showing the responsiveness to the target value and the sensor noise. In this example, the crossover frequency (control band) indicating the frequency at which the absolute value of the loop transfer function is 1 (the ratio between the input and the output is 1, that is, the gain is 0) is 60 Hz, and the responsiveness is higher in the frequency band beyond that. It can be seen that is reduced. A method of reducing the responsiveness in a frequency band exceeding the crossover frequency by lowering the crossover frequency may be considered. However, this method causes deterioration of the target tracking performance and the responsiveness to a disturbance load. Therefore, the control gain setting unit 235 of the present embodiment does not change the crossover frequency, and sets the control gain so that the responsiveness of a specific frequency included in a frequency band equal to or lower than the crossover frequency is not reduced (in other words, the control gain is not changed). Then, the control gain for a specific frequency included in the frequency band equal to or less than the crossover frequency is set to 0 or more. Since the crossover frequency is determined by design according to the system requirement (target followability, disturbance suppression, etc.) of the control object, the crossover frequency may be 60 Hz or 30 Hz as a result.

なお、交差周波数とノッチフィルタの周波数とが近いと位相が回り、交差周波数近傍でゲインは1以上に盛り上がるため、ノッチフィルタの周波数は交差周波数の1.5倍以上離すのが良い。   If the crossover frequency is close to the frequency of the notch filter, the phase turns, and the gain rises to 1 or more near the crossover frequency. Therefore, it is preferable that the frequency of the notch filter is 1.5 times or more the crossover frequency.

なお、複数個のモータ200および搬送部材(搬送ローラ)を利用した紙搬送では、交差周波数を共通に設定することが一般的である。そうしないと、加減速での目標追従性が異なり、独立で駆動する搬送ローラ間にある紙が、撓んだり、引っ張られたりして騒音の発生や紙へのダメージが発生するため、その回避のために交差周波数は共通にしている。なお、一定のたわみを形成した状態で搬送するローラ間搬送では交差周波数が違っても、たわみが目標追従性の差分を吸収するバッファの役割をするため使用可能である。   In a paper conveyance using a plurality of motors 200 and a conveyance member (conveyance roller), it is general to set a common intersection frequency. Otherwise, the target followability during acceleration and deceleration will be different, and the paper between the independently driven transport rollers will bend or be pulled, causing noise and damage to the paper. Therefore, the crossover frequency is common. Note that, even if the crossing frequency is different, the deflection can be used because the deflection serves as a buffer that absorbs the difference in the target followability even if the crossing frequency is different in the transport between the rollers that transports in a state in which a certain deflection is formed.

ここで、一例として、3相12極のモータ200の目標回転数が2400rpmである場合を想定する。この場合、p=12、N=2400になるので、特定の周波数は、12/2×2400/60=240Hzの整数倍の周波数となり、制御ゲイン設定部235は、加算部257から入力されたモータ制御情報に対して、図8に示すような特性のノッチフィルタの機能を実現するようなデータ処理を行う。   Here, as an example, it is assumed that the target rotation speed of the three-phase 12-pole motor 200 is 2400 rpm. In this case, since p = 12 and N = 2400, the specific frequency is a frequency that is an integral multiple of 12/2 × 2400/60 = 240 Hz, and the control gain setting unit 235 outputs the motor input from the adding unit 257. Data processing is performed on the control information so as to realize the function of a notch filter having characteristics as shown in FIG.

また、別の例として、モータ200の極数とモータ200の目標回転数とに応じた特定の周波数(p/2×N/60の整数倍の複数の周波数)のうち、応答性を低下させるべき1つの周波数(特に回転ムラが顕著な周波数)を予め指定(例えば整数倍の数を指定)する指定情報を用意しておく(例えば制御装置230内のメモリに保存しておく)形態も考えられる。この場合、制御ゲイン設定部235は、制御装置230内のメモリまたは外部から取得した極数情報が示すモータ200の極数と、目標位置・速度計算部233から取得した目標速度情報が示す目標速度(目標回転数)と、上述の指定情報とに基づいて、特定の周波数として1つの周波数を選定し、その選定した周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定してもよい。なお、上述の指定情報は、特定の周波数として2以上の周波数を指定する情報であってもよい。   Further, as another example, among specific frequencies (a plurality of frequencies that are integral multiples of p / 2 × N / 60) corresponding to the number of poles of the motor 200 and the target rotation speed of the motor 200, the responsiveness is reduced. A form in which designation information for designating (for example, an integer multiple of) a power frequency (particularly, a frequency in which rotation unevenness is remarkable) is prepared (for example, stored in a memory in the control device 230) is also conceivable. Can be In this case, the control gain setting unit 235 determines the number of poles of the motor 200 indicated by the pole number information acquired from the memory in the control device 230 or from the outside, and the target speed indicated by the target speed information acquired from the target position / speed calculation unit 233. One frequency may be selected as a specific frequency based on the (target rotation speed) and the above-mentioned designation information, and the control gain may be set so that the responsiveness of the selected frequency is reduced. The above-mentioned specification information may be information for specifying two or more frequencies as a specific frequency.

例えばp=12、N=2400であり、かつ、上述の指定情報により整数倍が「2」であることが指定されていた場合、制御ゲイン設定部235は、12/2×2400/60×2=480Hzの周波数を特定の周波数として選定し、その選定した特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する。この場合、制御ゲイン設定部235は、加算部257から入力されたモータ制御情報に対して、図9に示すような特性のノッチフィルタの機能を実現するようなデータ処理を行う。この場合の相補感度関数は、図10のように表される。   For example, when p = 12, N = 2400, and the specification information specifies that the integral multiple is “2”, the control gain setting unit 235 determines that 12/2 × 2400/60 × 2. = 480 Hz is selected as a specific frequency, and the control gain is set so that the response of the selected specific frequency is reduced. In this case, the control gain setting unit 235 performs data processing on the motor control information input from the adding unit 257 so as to realize the function of a notch filter having characteristics as shown in FIG. The complementary sensitivity function in this case is represented as shown in FIG.

図11は、制御ゲイン設定部235による処理の一例を示すフローチャートである。制御ゲイン設定部235は、所定のサンプリング周波数に応じた周期で図11の処理を繰り返し実行する。図11に示すように、制御ゲイン設定部235は、目標位置・速度計算部233から入力された目標速度情報を取得する(ステップS1)。次に、制御ゲイン設定部235は、制御装置230内のメモリまたは外部から極数情報を取得する(ステップS2)。次に、制御ゲイン設定部235は、ステップS1で取得した目標速度情報が示す目標速度(目標回転数)と、ステップS2で取得した極数情報が示す極数とに応じて、特定の周波数を設定する(ステップS3)。具体的な内容は上述したとおりである。次に、制御ゲイン設定部235は、加算部257から入力されるモータ制御情報に対して、ステップS3で設定した特定の周波数の成分を減衰させる処理を行い(ステップS4)、その処理を施したモータ制御情報を後段のPWM信号生成部235へ出力する。   FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a process performed by the control gain setting unit 235. The control gain setting unit 235 repeatedly executes the processing in FIG. 11 at a cycle according to a predetermined sampling frequency. As shown in FIG. 11, the control gain setting unit 235 acquires the target speed information input from the target position / speed calculation unit 233 (Step S1). Next, the control gain setting unit 235 acquires pole number information from a memory in the control device 230 or from outside (step S2). Next, the control gain setting unit 235 sets a specific frequency according to the target speed (target rotation speed) indicated by the target speed information acquired in step S1 and the number of poles indicated by the pole number information acquired in step S2. Set (step S3). The specific contents are as described above. Next, the control gain setting unit 235 performs a process of attenuating the component of the specific frequency set in step S3 on the motor control information input from the adding unit 257 (step S4), and performs the process. The motor control information is output to the subsequent PWM signal generation unit 235.

以上に説明したように、本実施形態では、ホール信号を変換したエンコーダ等価信号(回転位置検出信号)と目標信号とに基づいて、モータ駆動部220がモータ200に供給すべき電力を制御する制御部231は、モータの磁極の数を表す極数と、目標信号に基づくモータ200の目標回転数と、に応じた特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部235を含む。上述したように、本実施形態では、モータ200の極数をp、目標回転数をNとしたとき、p/2×N/60の整数倍となる周波数において、センサノイズに起因した回転ムラが顕著に発生することに着目し、p/2×N/60の整数倍となる周波数(特定の周波数)の応答性が低下するように制御ゲインを設定する。これにより、センサノイズに起因した回転ムラや騒音の発生を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the control in which the motor drive unit 220 controls the power to be supplied to the motor 200 based on the encoder equivalent signal (rotational position detection signal) obtained by converting the Hall signal and the target signal. The unit 231 is a control gain setting unit that sets a control gain so that the responsiveness of a specific frequency according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor and the target rotation speed of the motor 200 based on the target signal is reduced. 235. As described above, in the present embodiment, when the number of poles of the motor 200 is p and the target rotation speed is N, rotation unevenness due to sensor noise is generated at a frequency that is an integral multiple of p / 2 × N / 60. Paying attention to the fact that this occurs remarkably, the control gain is set so that the responsiveness of a frequency (specific frequency) that is an integral multiple of p / 2 × N / 60 is reduced. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of rotation unevenness and noise caused by the sensor noise.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。上述の第1の実施形態と共通する部分については適宜に説明を省略する。本実施形態の制御ゲイン設定部235は、モータ200の磁極の数を表す極数と、モータ200の実際の回転数(実際の回転速度)と、に応じて、特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する。より具体的には、制御ゲイン設定部235は、モータ200の回転位置に同期したタイミングで、モータ200の回転位置を示す上述の回転位置情報あるいはモータ200の回転速度を示す上述の速度情報(上述の回転位置検出信号に基づく回転位置情報あるいは速度情報)をサンプリングし、上述の特定の周波数の成分を低減する。制御ゲイン設定部235は、サンプリングした回転位置情報あるいは速度情報の特定の周波数の成分を減衰させるフィルタ(ノッチフィルタ)の機能を実現するようなデータ処理をソフトウェア的に行う。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. A description of portions common to the first embodiment will be appropriately omitted. The control gain setting unit 235 of the present embodiment reduces the responsiveness of a specific frequency in accordance with the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor 200 and the actual rotation speed (actual rotation speed) of the motor 200. Set the control gain so that More specifically, at a timing synchronized with the rotation position of the motor 200, the control gain setting unit 235 outputs the rotation position information indicating the rotation position of the motor 200 or the speed information (rotation speed) indicating the rotation speed of the motor 200 (described above). (The rotational position information or the speed information based on the rotational position detection signal of the above) is sampled, and the above-mentioned specific frequency component is reduced. The control gain setting unit 235 performs data processing by software to realize a function of a filter (notch filter) for attenuating a specific frequency component of the sampled rotational position information or speed information.

図12に示すように、本実施形態では、モータ位置・速度計算部232から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)される回転位置情報は、制御ゲイン設定部235でフィルタ処理が行われた後に比較部251に入力される。また、本実施形態では、モータ位置・速度計算部232から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)される速度情報は、制御ゲイン設定部235でフィルタ処理が行われた後に比較部254に入力される。また、この例では、図13に示すように、制御ゲイン設定部235は、位置・速度追従制御部234の内部に設けられているが、これに限らず、例えば図14に示すように、制御ゲイン設定部235は、位置・速度追従制御部234の外部に設けられる形態であってもよい。   As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the rotation position information input from the motor position / speed calculation unit 232 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency) is subjected to filter processing by the control gain setting unit 235. After that, it is input to the comparison unit 251. Further, in the present embodiment, the speed information input from the motor position / speed calculation unit 232 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency) is subjected to the filtering process by the control gain setting unit 235, and then the comparison unit 254 Is input to In this example, as shown in FIG. 13, the control gain setting unit 235 is provided inside the position / velocity tracking control unit 234. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. The gain setting unit 235 may be provided outside the position / velocity tracking control unit 234.

また、例えば図15に示すように、モータ位置・速度計算部232から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)される回転位置情報は、そのまま比較部251に入力され、モータ位置・速度計算部232から入力(所定のサンプリング周波数に応じた周期で入力)される速度情報は、制御ゲイン設定部235でフィルタ処理が行われた後に比較部254に入力される形態であってもよい。   Further, as shown in FIG. 15, for example, the rotation position information input from the motor position / speed calculation unit 232 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency) is directly input to the comparison unit 251, and the motor position / speed The speed information input from the calculation unit 232 (input at a cycle corresponding to a predetermined sampling frequency) may be input to the comparison unit 254 after the control gain setting unit 235 performs a filtering process.

要するに、制御ゲイン設定部235は、モータ200の磁極の数を表す極数と、モータ200の回転数と、に応じて、特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する機能を有するものであればよい。「モータ200の回転数」は、上述の第1の実施形態のように、目標信号に基づくモータ200の目標回転数(目標回転速度)であってもよいし、本実施形態のように、上述の回転位置検出信号に基づくモータ200の実際の回転数(実際の回転速度)であってもよい。   In short, the control gain setting unit 235 has a function of setting the control gain so that the response at a specific frequency is reduced according to the number of poles indicating the number of magnetic poles of the motor 200 and the rotation speed of the motor 200. What is necessary is just to have. The “rotation speed of the motor 200” may be the target rotation speed (target rotation speed) of the motor 200 based on the target signal as in the above-described first embodiment, or as described in the present embodiment. May be the actual rotation speed (actual rotation speed) of the motor 200 based on the rotation position detection signal.

図16は、エンコーダパルス1つずつの速度を測定する仕組みを説明するための図である。図16の例では、エンコーダパルス幅に対し、より細かな基準クロック信号が何個入るかをカウントすることにより、該エンコーダパルスの速度を測定している。例えば一周100パルスのエンコーダがついたモータ200がN(rpm)で回転している場合の回転速度を求める場合を想定する。カウンタの基準クロックf2を100Mhz(基準時間t2=1/f2)、計測されたエンコーダ1パルス時間をt1、計測された基準クロックのカウント数をnとすると、n=t1/t2、N=60/(n×t2)×1/100(パルス)、t2=1/f2=10−8(s)となる。n=60000カウントと計測されたとすると、t1=n×t2=60000×1/f2=0.0006(s)、N=60/t1/100=1000(rpm)と求められる。 FIG. 16 is a diagram for explaining a mechanism for measuring the speed of each encoder pulse. In the example of FIG. 16, the speed of the encoder pulse is measured by counting the number of finer reference clock signals with respect to the encoder pulse width. For example, it is assumed that the rotation speed is obtained when the motor 200 having an encoder of 100 pulses per rotation is rotating at N (rpm). Assuming that the reference clock f2 of the counter is 100 Mhz (reference time t2 = 1 / f2), the measured encoder 1 pulse time is t1, and the measured reference clock count is n, n = t1 / t2, N = 60 / (N × t2) × 1/100 (pulse) and t2 = 1 / f2 = 10 −8 (s). Assuming that n = 60000 counts, t1 = n × t2 = 60000 × 1 / f2 = 0.0006 (s) and N = 60 / t1 / 100 = 1000 (rpm).

図17は、エンコーダが出力するパルスについて説明するための図である。通常、エンコーダは2種類のパルス列を出力する。CH AとCH Bである。2チャンネルあることで、方向の識別も可能なのがエンコーダの特徴である。CH Aの立ち上がりから次の立ち上がりまでの間隔がエンコーダパルスの基本パルス幅で1逓倍である。CH AとCH Bの立ち上がり立下りの組み合わせを使うと、最小パルス幅(4逓倍)が分かる。どちらを使うかについては任意であるが、例えば高速回転中は1逓倍、低速や停止・ホールドでは4逓倍を使うことが一般に行われている。したがって、モータ1回転でのパルス数をフィルタ計算で使う場合に、1逓倍での駆動なのか4逓倍での駆動なのかを留意する必要が有る。   FIG. 17 is a diagram for describing pulses output by the encoder. Usually, an encoder outputs two types of pulse trains. CH A and CH B. It is a feature of the encoder that the direction can be identified by having two channels. The interval from the rise of CH A to the next rise is a multiple of the basic pulse width of the encoder pulse. By using a combination of the rise and fall of CH A and CH B, the minimum pulse width (multiplied by 4) can be found. Although which one to use is arbitrary, for example, it is generally used to multiply by 1 during high-speed rotation, and to multiply by 4 during low-speed or stop / hold. Therefore, when the number of pulses in one rotation of the motor is used in the filter calculation, it is necessary to pay attention to whether the driving is performed by 1 or 4 times.

ここで、エンコーダの分解能n(パルス/周)とモータ200の極数pを考えると、タップ数a=n/(p/2)の1/整数倍で回転ムラが発生することがわかり、回転速度に依存しない。従って、このタップ数のタイミングでサンプリングすることが望ましい。モータ回転速度を任意とした(依存しない)ゲイン制御部235のパラメータ設計が出来るというメリットがある。例えば12極のモータの場合、p=12、エンコーダの分解能n=360パルスとすると、N=360/(12/2)=60パルスとなり、タップ数は、60パルス、30パルス、15パルス周期で発生する周波数が6次の周波数成分、12次の周波数成分、18次の周波数成分に相当することが分かる。よって、これらのタップ数を使ったタイミングで位置・速度情報をサンプリングするデジタルフィルタを構成することで、センサノイズに起因した回転ムラを抑制できる。最も単純な例は、60パルスごとに、移動平均化処理を行うことである。これにより、6次の周波数成分を、回転速度にかかわらずゼロにすることができる。同様に、30パルスごとに移動平均化処理を行うことにより、12次の周波数成分を減衰させることができる。例えばFIRフィルタを用いれば、減衰率や対応周波数、複数の周波数への対応が可能になるので、単純移動平均処理を行う場合よりも好適である。   Here, considering the encoder resolution n (pulses / period) and the number of poles p of the motor 200, it can be seen that rotation unevenness occurs at 1 / integer multiple of the tap number a = n / (p / 2). Independent of speed. Therefore, it is desirable to perform sampling at the timing of this number of taps. There is an advantage that the parameter of the gain control unit 235 can be designed with an arbitrary (independent) motor rotation speed. For example, in the case of a 12-pole motor, if p = 12 and the encoder resolution n = 360 pulses, N = 360 / (12/2) = 60 pulses, and the number of taps is 60 pulses, 30 pulses, and 15 pulse periods. It can be seen that the generated frequency corresponds to the sixth-order frequency component, the twelfth-order frequency component, and the eighteenth-order frequency component. Therefore, by configuring a digital filter that samples the position / velocity information at the timing using these tap numbers, it is possible to suppress rotation unevenness caused by sensor noise. The simplest example is to perform a moving average process every 60 pulses. Thereby, the sixth-order frequency component can be made zero regardless of the rotation speed. Similarly, by performing the moving averaging process every 30 pulses, the 12th-order frequency component can be attenuated. For example, if an FIR filter is used, it is possible to cope with the attenuation rate, the corresponding frequency, and a plurality of frequencies, and therefore, it is more suitable than the case of performing the simple moving average processing.

図18は、デジタルフィルタのFIRフィルタを説明するための図である。Dは1パルスごとのカウンタで計測されたデータを表し、N個ごとに処理される仕組みを表す。各データには重み付けのための係数a0〜a(n―1)が設定されている。この係数は、N個のデータを使う場合は1/Nに相当する値であり、順次N回加算される。   FIG. 18 is a diagram for explaining the FIR filter of the digital filter. D represents data measured by a counter for each pulse, and represents a mechanism for processing every N pulses. Coefficients a0 to a (n-1) for weighting are set in each data. This coefficient is a value corresponding to 1 / N when N data are used, and is sequentially added N times.

図19は移動平均化処理を行った効果を説明するための図である。図19の例では、係数1、N=30の場合を表している。元のデータは60パルスの周期で変化する6次の周波数成分、30パルスの周期で変化する12次の周波数成分、15パルスの周期で変化する18次の周波数成分を合成し、オフセットした波形である。これに対し、12次の周波数成分を取り除くための30パルスごとの平均化処理を加えた結果が示されている。一番大きな振幅の要因である12次の周波数成分が平均化フィルタの効果で大きく減衰しているのが分かる。エンコーダパルスをカウントした後の回転位置情報や速度情報に対してフィルタ処理を行うことで、位置・速度追従制御部234から独立させた上流側でデータ処理を行うことができるので、位置・速度追従制御部234の計算速度やメモリの容量に影響を受けずに、独立して設定できるというメリットがある。速度制御と位置制御の元となる情報にフィルタ処理を施すことで、速度制御と位置制御の両方に、フィルタ処理による効果を及ぼすことができる。   FIG. 19 is a diagram for explaining the effect of performing the moving averaging process. The example of FIG. 19 shows a case where the coefficient is 1 and N = 30. The original data is obtained by synthesizing a 6th-order frequency component that changes at a cycle of 60 pulses, a 12th-order frequency component that changes at a cycle of 30 pulses, and an 18th-order frequency component that changes at a cycle of 15 pulses, and has an offset waveform is there. On the other hand, the result of adding an averaging process for every 30 pulses to remove the 12th-order frequency component is shown. It can be seen that the twelfth order frequency component, which is the cause of the largest amplitude, is greatly attenuated by the effect of the averaging filter. By performing the filtering process on the rotational position information and the speed information after counting the encoder pulse, the data processing can be performed on the upstream side independent of the position / speed following control unit 234, so that the position / speed following can be performed. There is a merit that it can be set independently without being affected by the calculation speed of the control unit 234 or the memory capacity. By performing the filtering process on the information that is the basis of the speed control and the position control, the effect of the filtering process can be exerted on both the speed control and the position control.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を説明する。図20は、ある回転速度での擬似エンコーダ信号に対しFFT処理したときの回転速度のムラの大きさを周波数ごとに測定した例である。モータ200の一回転の周波数成分(1次成分)以外に、6次、12次、18次、24次成分での回転ムラが大きい。測定に使用したモータ200は極数p=12の12極モータのため、上述の第1の実施形態で説明したようにp/2の整数倍で回転ムラが大きい。それ以外にも1次成分の整数倍で小さな回転ムラ成分が認められる。これらの回転ムラも積み重なると大きな回転ムラや騒音の原因になる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. FIG. 20 is an example in which the magnitude of the rotation speed unevenness when the FFT processing is performed on the pseudo encoder signal at a certain rotation speed is measured for each frequency. In addition to the frequency component (first-order component) of one rotation of the motor 200, the rotation unevenness in the sixth, twelfth, eighteenth, and twenty-fourth components is large. Since the motor 200 used for the measurement is a 12-pole motor having the number of poles p = 12, the rotation unevenness is large at an integral multiple of p / 2 as described in the first embodiment. In addition, a small rotation unevenness component is found at an integral multiple of the primary component. If these rotation unevennesses are stacked, they cause large rotation unevenness and noise.

そこで、本実施形態では、制御ゲイン設定部235は、上述の特定の周波数と、該特定の周波数の周辺周波数との応答性が同時に低下するように制御ゲインを設定する。なお、制御ゲイン設定部235は、上述の第1の実施形態と同様に、モータ制御情報に対して、特定の周波数および周辺周波数の成分を同時に減衰させる処理(フィルタ処理)を行う形態であってもよいし、上述の第2の実施形態と同様に、回転位置検出信号に基づく回転位置情報あるいは速度情報に対して、特定の周波数および周辺周波数の成分を同時に減衰させる処理(フィルタ処理)を行う形態であってもよい。   Therefore, in the present embodiment, the control gain setting unit 235 sets the control gain so that the responsiveness of the above-described specific frequency and the peripheral frequency of the specific frequency simultaneously decreases. Note that the control gain setting unit 235 performs a process (filter process) of simultaneously attenuating components of a specific frequency and a peripheral frequency on the motor control information, as in the first embodiment described above. Alternatively, similarly to the above-described second embodiment, a process (filter process) of simultaneously attenuating a component of a specific frequency and a peripheral frequency is performed on rotational position information or speed information based on a rotational position detection signal. It may be in a form.

図21は、6次、12次、18次成分に対し、3つのノッチフィルタを使って減衰させる事例を示す図である。図21の例では、12次に対し11次と13次成分には減衰効果がほぼなく、6次に対し5次と7次成分には減衰効果がほぼなく、18次に対し17次と19次成分には減衰効果がほぼない。この場合の相補感度関数は、図22のように表される。   FIG. 21 is a diagram illustrating an example in which the 6th, 12th, and 18th order components are attenuated using three notch filters. In the example of FIG. 21, the eleventh and thirteenth components have almost no attenuation effect with respect to the twelfth order, the fifth and seventh order components have substantially no attenuation effect with respect to the sixth order, and the seventeenth and nineteenth components have eighteenth order. The next component has almost no damping effect. The complementary sensitivity function in this case is represented as shown in FIG.

図23は、本実施形態において、6次、12次、18次成分と、それぞれの周辺周波数との応答性が同時に低下するようにノッチフィルタの減衰形状を設定した場合の一例を示す図である。図23の例では、12次成分を減衰させるためのノッチフィルタの減衰形状を裾広がりの形状にすることで、隣接する複数の次数成分まで減衰効果を及ぼしている。図23の例では、6次成分を減衰させるためのノッチフィルタと18次成分を減衰させるためのノッチフィルタの減衰形状は変えていないが、これに限らず、必要に応じて変えることができることは勿論である。図23の例は、裾広がりで9次成分までの減衰を狙った事例である。すなわち、隣接する隣の次数だけでなく離れた次数までの減衰を狙うことができる。6次と12次のノッチフィルタの両方を裾広がりにすることで、9次成分をより大きく減衰させることも可能であるが、6次は交差周波数に近いために位相余裕が減少するので注意が必要である。従って、図23の例のように、交差周波数に近いノッチフィルタの減衰形状の幅は狭くし(裾を狭くし)、遠い方のノッチフィルタの減衰形状の幅を広くする(裾広がりの形状にする)ことで、必要な効果を狙うことができる。この場合の相補感度関数は、図24のように表される。図22の例に比べて、12次成分の周りで最終的な減衰効果が大きくなっていることが分かる。   FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a case where the attenuation shape of the notch filter is set so that the responsiveness of the sixth, twelfth, and eighteenth components and the respective peripheral frequencies is simultaneously reduced in the present embodiment. . In the example of FIG. 23, the notch filter for attenuating the 12th-order component has an attenuating shape with a wider skirt, thereby exerting an attenuation effect on a plurality of adjacent order components. In the example of FIG. 23, the attenuation shapes of the notch filter for attenuating the 6th-order component and the notch filter for attenuating the 18th-order component are not changed. However, the present invention is not limited to this. Of course. The example of FIG. 23 is an example of aiming for attenuation up to the ninth-order component in the skirt spread. That is, it is possible to aim at attenuation not only to the adjacent order but also to the distant order. It is possible to attenuate the ninth-order component more by expanding both the 6th and 12th-order notch filters. However, note that the phase margin decreases because the 6th-order component is close to the crossover frequency. is necessary. Therefore, as in the example of FIG. 23, the width of the attenuation shape of the notch filter close to the crossover frequency is narrowed (the skirt is narrowed), and the width of the attenuation shape of the far notch filter is widened (the width of the skirt is widened). The desired effect can be achieved. The complementary sensitivity function in this case is represented as shown in FIG. It can be seen that the final attenuation effect around the 12th order component is greater than in the example of FIG.

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Although the embodiment according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the gist thereof at the stage of implementation. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, components of different embodiments may be appropriately combined.

例えば図25に示すように、モータ基板204にモータ駆動部220が一体化した構造であってもよい。この構造によれば、ホール素子202のノイズの影響が少なくなるし、制御装置230が複数個のモータ200を駆動できるマルチ制御装置の場合、モータ集約化によるコストダウンとマルチ制御IC化により、モータ1個当たりの制御コストダウンが期待できる。また、例えば図26に示すように、モータ基板204にモータ駆動部220と制御部231(制御装置230)が一体化した構造であってもよい。この構造によれば、モータ200の取り扱いが容易になり、利便性が向上する。さらに図27に示すように、モータ駆動部220と制御装置230を1チップIC250としてモータ基板204に一体化した構造であってもよい。1チップ化したことでのコストダウンが期待できる。図25〜図27に示すFET201はモータ出力が小さい場合、モータ駆動部220の機能を果たすICと一体化することでコストダウンができる。   For example, as shown in FIG. 25, a structure in which the motor drive unit 220 is integrated with the motor substrate 204 may be employed. According to this structure, the influence of the noise of the Hall element 202 is reduced, and in the case of a multi-control device in which the control device 230 can drive a plurality of motors 200, the cost is reduced by consolidating the motors, and Control cost reduction per unit can be expected. Further, for example, as shown in FIG. 26, a structure in which the motor driving unit 220 and the control unit 231 (control device 230) are integrated with the motor substrate 204 may be used. According to this structure, handling of the motor 200 is facilitated, and convenience is improved. Further, as shown in FIG. 27, the motor drive unit 220 and the control device 230 may be integrated into the motor substrate 204 as a one-chip IC 250. Cost reduction can be expected by using one chip. When the motor output is small, the cost of the FET 201 shown in FIGS. 25 to 27 can be reduced by integrating it with an IC that functions as the motor drive unit 220.

また、例えば図28に示すように、制御ループ外に(制御部231の外に)、モータ200の回転数の所定倍周波数に応じた周波数成分(以上の各実施形態で説明した特定の周波数の成分)を低減させるフィルタ252が設けられる形態であってもよい。ホール素子202から生成される擬似エンコーダ信号には、ホール素子202とマグネットの位置ばらつきや、ホール素子202間の相対位置ずれ、ホール素子202自身のセンシングポイントばらつきなどに起因するモータマグネット極数に関連する信号の周期変動が発生する。また、その振幅はモータ200によってばらつくため大きく異なる。従って、精度よくモータ軸が回転していても、検出される速度信号にはノイズ成分が乗るため、この情報を特徴量検出に使うことは難しい。そこで、フィルタの設定制約条件のある制御ループ外で擬似エンコーダからの速度情報および回転位置情報の上述の特定の周波数の成分を減衰させることで、モータ回転数の所定倍周波数で発生するノイズ成分の無い速度情報および回転位置情報を得ることができる。このフィルタ252によるフィルタ処理(制御ループ外で行ったフィルタ処理)が行われた後の速度情報および回転位置情報は、センシング情報として、制御ループ外へ出力される。なお、例えば図29に示すように、フィルタ252によるフィルタ処理が行われた後の速度情報および回転位置情報に対して、用途に応じた様々な処理(特徴量を算出するための演算処理等)を行い、結果を記録(途中経過の情報も含めて記録してもよい)する処理/保存部253がさらに設けられていてもよい。図29の例では、処理/保存部253は、モータ200により駆動する相手メカ機構のメカ負荷変動や位置速度挙動の変化を特徴量として検出し、不具合等の判断を行い、上位のCPU(外部の目標信号生成部240)に通信する。   Further, as shown in FIG. 28, for example, a frequency component corresponding to a predetermined multiple frequency of the rotation speed of the motor 200 (outside the control unit 231) as shown in FIG. Component) may be provided in the form of a filter 252 for reducing the component. The pseudo encoder signal generated from the Hall element 202 relates to the position variation between the Hall element 202 and the magnet, the relative displacement between the Hall element 202, and the number of motor magnet poles caused by the variation in the sensing point of the Hall element 202 itself. The signal fluctuates periodically. Further, the amplitude varies greatly depending on the motor 200, and thus greatly differs. Therefore, even if the motor shaft is rotating with high accuracy, it is difficult to use this information for feature amount detection because the detected speed signal has a noise component. Therefore, by attenuating the above-mentioned specific frequency components of the speed information and the rotational position information from the pseudo encoder outside the control loop having the filter setting constraint condition, the noise component generated at a predetermined multiple frequency of the motor rotation speed is reduced. No speed information and no rotational position information can be obtained. The speed information and the rotational position information after the filter process (the filter process performed outside the control loop) by the filter 252 are output to the outside of the control loop as sensing information. Note that, as shown in FIG. 29, for example, various processes (operations for calculating a feature amount, etc.) corresponding to the application are performed on the speed information and the rotational position information after the filter process by the filter 252 is performed. And a processing / storing unit 253 for recording the result (may be recorded including information on the progress) may be further provided. In the example of FIG. 29, the processing / storing unit 253 detects a change in mechanical load or a change in position / velocity behavior of a partner mechanical mechanism driven by the motor 200 as a feature amount, determines a failure or the like, and determines a higher CPU (external CPU). To the target signal generation unit 240).

また、上述した実施形態の制御装置230で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)、USB(Universal Serial Bus)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。   The program executed by the control device 230 in the above-described embodiment is a file in an installable format or an executable format, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), It may be configured to be provided by being recorded on a computer-readable recording medium such as USB (Universal Serial Bus), or may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet. In addition, various programs may be configured to be provided by being incorporated in a ROM or the like in advance.

100 画像形成装置
200 モータ
201 FET
202 ホール素子
204 モータ基板
210 モータ駆動装置
220 モータ駆動部
221 電力供給部
222 回転位置検出部
230 制御装置
231 制御部
232 モータ位置・速度計算部
233 目標位置・速度計算部
234 位置・速度追従制御部
235 制御ゲイン設定部
236 PWM信号生成部
240 目標信号生成部
252 フィルタ
253 処理/保存部
100 Image forming apparatus 200 Motor 201 FET
202 Hall element 204 Motor substrate 210 Motor driving device 220 Motor driving unit 221 Power supply unit 222 Rotational position detection unit 230 Control unit 231 Control unit 232 Motor position / speed calculation unit 233 Target position / speed calculation unit 234 Position / speed follow-up control unit 235 Control gain setting unit 236 PWM signal generation unit 240 Target signal generation unit 252 Filter 253 Processing / storage unit

特開2015−19563号公報JP 2015-19563 A

Claims (9)

モータの磁極位相を表す磁極位相信号を変換して、前記モータの出力軸の回転量および回転方向を表し、該磁極位相信号に対して分解能の高い回転位置検出信号を出力する回転位置検出部を備えたモータ駆動部を制御する制御装置であって、
前記回転位置検出信号と、目標信号とに基づいて、前記モータ駆動部が前記モータに供給すべき電力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記モータの磁極の数を表す極数と、前記モータの回転数と、に応じて、特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部を含み、
前記特定の周波数は、前記モータの極数をp、前記モータの目標回転数をNとしたとき、p/2×N/60の整数倍となる周波数である、
制御装置。
A rotation position detection unit that converts a magnetic pole phase signal representing a magnetic pole phase of the motor, indicates a rotation amount and a rotation direction of an output shaft of the motor, and outputs a rotation position detection signal having a high resolution with respect to the magnetic pole phase signal. A control device for controlling a motor drive unit provided with:
The rotational position detection signal, based on the target signal, the motor drive unit includes a control unit that controls the power to be supplied to the motor,
The control unit includes:
And number of poles representing the number of poles of the motor, the rotation speed of the motor, in accordance with, viewed including the control gain setting unit which the responsiveness of the particular frequency setting control gains to decrease,
The specific frequency is a frequency that is an integral multiple of p / 2 × N / 60, where p is the number of poles of the motor and N is the target rotation speed of the motor.
Control device.
前記制御ゲイン設定部は、前記制御部への入力と出力との関係を表す一巡伝達関数の交差周波数以下の周波数帯域に含まれる前記特定の周波数の応答性は低下させないように前記制御ゲインを設定する、
請求項1に記載の制御装置。
The control gain setting unit sets the control gain so that the responsiveness of the specific frequency included in a frequency band equal to or less than a cross frequency of a loop transfer function representing a relationship between an input and an output to the control unit is not reduced. Do
The control device according to claim 1 .
前記モータの回転数は、前記目標信号に基づく前記モータの目標回転数である、
請求項1または2に記載の制御装置。
The rotation speed of the motor is a target rotation speed of the motor based on the target signal.
Control device according to claim 1 or 2.
前記モータの回転数は、前記モータの実際の回転数である、
請求項1または2に記載の制御装置。
The rotation speed of the motor is the actual rotation speed of the motor,
Control device according to claim 1 or 2.
前記制御ゲイン設定部は、前記目標信号と前記回転位置検出信号とに基づく制御偏差をゼロにするためのモータ制御情報に対して、前記特定の周波数の成分を減衰させる処理を行う、
請求項1乃至のうちの何れか1つに記載の制御装置。
The control gain setting unit performs a process of attenuating the component of the specific frequency with respect to motor control information for setting a control deviation based on the target signal and the rotational position detection signal to zero.
The control device according to any one of claims 1 to 3 .
前記モータ制御情報は、前記モータの出力指令値を表す情報である、
請求項に記載の制御装置。
The motor control information is information representing an output command value of the motor.
The control device according to claim 5 .
モータに電力を供給するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御する制御装置とを備えたモータ駆動装置であって、
前記モータ駆動部は、
モータの磁極位相を表す磁極位相信号を変換して、前記モータの出力軸の回転量および回転方向を表し、該磁極位相信号に対して分解能の高い回転位置検出信号を出力する回転位置検出部と、
前記モータに電力を供給する電力供給部と、を備え、
前記制御装置は、
前記回転位置検出信号と、目標信号とに基づいて、前記モータ駆動部が前記モータに供給すべき電力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記モータの極数と、前記モータの回転数とに応じて、特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部を含み、
前記特定の周波数は、前記モータの極数をp、前記モータの目標回転数をNとしたとき、p/2×N/60の整数倍となる周波数である、
モータ駆動装置。
A motor drive device that includes a motor drive unit that supplies power to a motor, and a control device that controls the motor drive unit,
The motor drive unit includes:
A rotation position detection unit that converts a magnetic pole phase signal representing a magnetic pole phase of the motor, represents a rotation amount and a rotation direction of an output shaft of the motor, and outputs a rotation position detection signal with high resolution with respect to the magnetic pole phase signal ,
A power supply unit that supplies power to the motor,
The control device includes:
The rotational position detection signal, based on the target signal, the motor drive unit includes a control unit that controls the power to be supplied to the motor,
The control unit includes:
And the number of poles of the motor, in accordance with the rotational speed of the motor, saw including a control gain setting unit which the responsiveness of the particular frequency setting control gains to decrease,
The specific frequency is a frequency that is an integral multiple of p / 2 × N / 60, where p is the number of poles of the motor and N is the target rotation speed of the motor.
Motor drive.
シートを搬送するための搬送部材と、
前記搬送部材を駆動するモータと、
前記モータに電力を供給するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部を制御する制御装置と、を備えたシート搬送装置であって、
前記モータ駆動部は、
モータの磁極位相を表す磁極位相信号を変換して、前記モータの出力軸の回転量および回転方向を表し、該磁極位相信号に対して分解能の高い回転位置検出信号を出力する回転位置検出部と、
前記モータに電力を供給する電力供給部と、を備え、
前記制御装置は、
前記回転位置検出信号と、目標信号とに基づいて、前記モータ駆動部が前記モータに供給すべき電力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記モータの極数と、前記モータの回転数とに応じて、特定の周波数の応答性が低下するように制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部を含み、
前記特定の周波数は、前記モータの極数をp、前記モータの目標回転数をNとしたとき、p/2×N/60の整数倍となる周波数である、
シート搬送装置。
A conveying member for conveying the sheet,
A motor for driving the transport member,
A motor drive unit for supplying power to the motor,
And a control device for controlling the motor drive unit, comprising:
The motor drive unit includes:
A rotation position detection unit that converts a magnetic pole phase signal representing a magnetic pole phase of the motor, represents a rotation amount and a rotation direction of an output shaft of the motor, and outputs a rotation position detection signal having a high resolution with respect to the magnetic pole phase signal; ,
A power supply unit that supplies power to the motor,
The control device includes:
The rotational position detection signal, based on the target signal, the motor drive unit includes a control unit that controls the power to be supplied to the motor,
The control unit includes:
And the number of poles of the motor, in accordance with the rotational speed of the motor, saw including a control gain setting unit which the responsiveness of the particular frequency setting control gains to decrease,
The specific frequency is a frequency that is an integral multiple of p / 2 × N / 60, where p is the number of poles of the motor and N is the target rotation speed of the motor.
Sheet transport device.
請求項に記載のシート搬送装置と、前記シート上に画像を形成する画像形成部と、を備えた画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: the sheet conveying device according to claim 8 ; and an image forming unit that forms an image on the sheet.
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