JP7067064B2 - モータ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置及び画像形成装置に関する。

３相の電機子巻線を備えパルセータを駆動する直流ブラシレスモータと、３相に対応した３対のアームにそれぞれ接続された６個のスイッチング素子を備え入力直流電圧を直流ブラシレスモータのロータ位置に同期した３相交流に変換して直流ブラシレスモータの電機子巻線に供給する３相全波ブリッジ型インバータと、直流ブラシレスモータの停止の際６個のスイッチング素子のうち各相における何れか一方のアームに接続された３個のスイッチング素子を同時にオンさせるブレーキモードに設定するとともに停止時におけるブレーキモードへの移行の際及びブレーキモードから起動への移行の際に６個のスイッチング素子を一旦オフさせるモータ駆動手段とを有する洗濯機が知られている（特許文献１）。

目標速度信号と直流ブラシレスモータの回転速度信号を比較して速度制御信号を出力する速度制御回路と、直流ブラシレスモータの位置検出信号により直流ブラシレスモータの駆動コイルの通電を切り換える通電切換回路と、速度制御信号と通電切換信号を合わせて駆動コイルの通電を行うスイッチング回路とを有する直流ブラシレスモータの駆動回路において、スイッチング回路が駆動コイル通電用スイッチング素子を構成する全波駆動型スイッチング素子と、このスイッチング素子に接続され逆方向に電流を流すダイオードとを有し、通電切換回路が、起動停止信号により駆動コイルからの掃き出し電流を駆動コイルに通電するためのスイッチング素子をオンにするブレーキ回路を有する直流ブラシレスモータの駆動回路も知られている（特許文献２）。

特開平０４－１２９５９４号公報 特開平１０－０９８８９５号公報

本発明は、モータを回転停止制御するときの消費電力を小さくするともに回転方向に負荷が加わったときの振動の増大を抑制することができるモータ制御装置及び画像形成装置を提供する。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のモータ制御装置は、
制御対象のモータの巻線に接続されるスイッチング素子を含み前記スイッチング素子のスイッチングに応じた駆動電流を前記巻線へ供給することで前記モータを駆動する複数のハーフブリッジ回路と、
前記スイッチング素子をスイッチングさせるためのハイレベルとローレベルとの間で変化するＰＷＭ信号を生成し前記ハーフブリッジ回路へ供給する生成手段と、
前記モータの回転子の位置を検出する位置検出手段と、
前記ハーフブリッジ回路に対して設けられた電流検出素子に生じる電圧に基づいて、前記巻線に流れる前記駆動電流を検出する検出手段と、を備え、
前記モータの回転停止制御中に、前記位置検出手段で検出される前記回転子の位置のずれ量が閾値以下で、前記検出手段で検出される前記駆動電流が閾値以下である場合、少なくとも前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前記ハーフブリッジ回路に供給しない、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記モータの回転停止制御中に、前記位置検出手段で検出される前記回転子の位置のずれ量が閾値以下で、前記検出手段で検出される前記駆動電流が閾値を超えている場合、ハイレベルまたはローレベルの前記スイッチング素子の前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路に供給する、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記モータの回転停止制御中に、少なくとも前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前記ハーフブリッジ回路に供給しない状態で、前記位置検出手段で検出される前記回転子の位置のずれ量が閾値を超えた場合には、ハイレベルまたはローレベルの前記スイッチング素子の前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路に供給する、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記モータの回転停止制御中に、少なくとも前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前記ハーフブリッジ回路に供給しない場合、逆サイドの全ての前記スイッチング素子を常にオンにする、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項５記載のモータ制御装置は、
制御対象のモータの巻線に接続されるスイッチング素子を含み前記スイッチング素子のスイッチングに応じた駆動電流を前記巻線へ供給することで前記モータを駆動する複数のハーフブリッジ回路と、
前記スイッチング素子をスイッチングさせるためのハイレベルとローレベルとの間で変化するＰＷＭ信号を生成し前記ハーフブリッジ回路へ供給する生成手段と、
前記モータの回転子の位置を検出する位置検出手段と、
前記ハーフブリッジ回路に対して設けられた電流検出素子に生じる電圧に基づいて、前記巻線に流れる前記駆動電流を検出する検出手段と、を備え、
前記モータへ供給する駆動電流を、前記巻線に流れる前記駆動電流の検出値から決定される前記モータの回転子の回転位置と固定子の電気角度との対応を基準とした回転座標系の電流値によって制御するベクトル制御を行い、
前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前
記ハーフブリッジ回路に供給しない場合、ハイサイド又は、ローサイドの一方側の全てのスイッチング素子の前記ＰＷＭ信号をオンするレベルにする、
ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記モータが、３相のブラシレスモータである、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項７に記載の画像形成装置は、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
モータを含む駆動機構と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１、５に記載の発明によれば、モータの回転停止制御するときの消費電力を小さくするとともに、モータの回転停止制御するときに回転方向に負荷が加わったときの振動の増大を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、モータの回転停止制御するときに回転方向に負荷が加わったときの振動の増大を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、回転停止時の負荷に応じて、制御を切り替えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、モータの回転停止制御するときに回転子にブレーキ作用を付与することができる。

請求項６に記載の発明によれば、３相のブラシレスモータの回転停止制御するときの消費電力を小さくするともに回転方向に負荷が加わったときの振動の増大を抑制することができる。

請求項７に記載の発明によれば、画像形成装置の駆動機構を駆動制御するときの消費電力を小さくするともに振動の増大を抑制することができる。

画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 ブラシレスモータの全体構成を示す図である。 モータの構成の一例を示す図である。 第１実施形態に係るモータ制御装置の構成の一例を示す図である。 第１実施形態に係るモータ制御装置における第１の制御時の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。 第１実施形態に係るモータ制御装置における第２の制御時の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係るモータ制御装置の構成の一例を示す図である。 第２実施形態に係るモータ制御装置における停止制御時の動作の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係るモータ制御装置における駆動電流が閾値以下の場合の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係るモータ制御装置における駆動電流が閾値を越えている場合の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。 エンコーダのＡ相信号及びＢ相信号の状態の一例を示すタイミングチャートである。 第３実施形態に係るモータ制御装置における第２の制御時の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。 比較例に係るモータ制御装置の構成の一例を示す図である。 比較例に係るモータ制御装置における各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。 比較例に係るモータ制御装置４００における回転停止制御時の回転位置の誤差の一例を示すタイミングチャートである。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

「第１実施形態」
（１）画像形成装置の全体構成
（１．１）画像形成装置の構成
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
画像形成装置１は、制御部１０、画像形成部２０、操作表示部３０、記憶部４０を備えて構成されている。

制御部１０は、画像形成装置１の動作を制御する画像形成制御装置１１０と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ１２０から構成されている。画像形成制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置を備えており、画像形成装置１全体の動作制御を行う。ＲＯＭには画像形成装置１の制御のためのファームウェアが格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵが演算を実行する際のデータの記憶に用いられる。

画像形成部２０は、給紙装置２１、感光体ユニット２２、現像装置２３、転写装置２４、定着装置２５、駆動装置２６、電源装置２７、露光装置ＬＨを有し、記録媒体としての用紙に画像を形成する。駆動装置２６は、モータを含む駆動機構と、その駆動を制御するモータ制御装置を備え、画像形成を行う際に、給紙装置２１、感光体ユニット２２、現像装置２３、転写装置２４、定着装置２５を回転駆動する。

画像形成制御装置１１０は、コントローラ１２０から画像形成開始指示信号及び画像データを受け取り、画像形成部２０が備える給紙装置２１による用紙搬送、感光体ユニット２２、現像装置２３、転写装置２４、定着装置２５、駆動装置２６、露光装置ＬＨによる画像形成、電源装置２７による高電圧印加及び電力供給、操作表示部３０における表示、記憶部４０からのデータの受け取り及び情報の更新等の制御を行う。

コントローラ１２０は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像データに変換する。画像データは、画像形成制御装置１１０を介して、予め設定されたタイミングで駆動信号として露光装置ＬＨに出力され、感光体ユニット２２の感光体ドラム（不図示）上に潜像形成される。

（１．２）駆動装置の構成
図２はブラシレスモータ１００の全体構成を示す図、図３はモータ１０１の構成の一例を示す図、図４は第１実施形態に係るモータ制御装置３００の構成の一例を示す図である。
ブラシレスモータ１００は、図２に示すように、モータ１０１と、エンコーダ２００と、モータ制御装置３００とを備えている。モータ１０１は、４極に着磁された永久磁石であるロータマグネット１１ａがロータ軸１１ｂに同軸に一体化されて形成された回転子１１と、回転子１１を取り囲むように配置された固定子１２から構成される。
固定子１２は、６つのステータ鉄心１２Ａ～１２Ｆが等間隔（６０度間隔）で配置され、各ステータ鉄心１２Ａ～１２Ｆには、それぞれ巻線が施されることによりコイル１３（１３Ａ～１３Ｆ）が形成されている。

これによりモータ１０１においては、１８０度対向する２つのコイル１３Ａ及び１３Ｄ、１３Ｂ及び１３Ｅ、１３Ｃ及び１３Ｆの組（合計３組）をそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相として、これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル１３にそれぞれ１２０度ずつ位相差を有して駆動電流を印加して各コイル１３に磁界を発生させ、回転子１１を介して駆動電流の電流値に応じた大きさの回転トルクを発生させるようになされている。

エンコーダ２００は、円周に沿って等間隔に並んだスリットを有する円板を回転子１１とともに回転させ、スリットを通過する光を受光した光センサがＡ相及びＢ相の２系統のチャネルから回転方向及び回転量を表すパルスを回転信号として出力する好学透過型のエンコーダである。エンコーダ２００では、Ａ相、Ｂ相の何れが先に立ち上がるかによって回転子１１の回転方向が表され、モータ1回転で規定数のパルスが出力され、パルス数、またはパルスのエッジ数が回転量を表す。

モータ制御装置３００は、モータ駆動回路３１０及びモータ制御部３２０によって構成され、エンコーダ２００から出力される回転信号を用いて、モータ１０１の回転子１１の回転を制御する。

モータ駆動回路３１０は、駆動対象のモータ１０１の各コイル１３に駆動電流（相電流）Ｉを流すことでモータ１０１を駆動する。モータ制御部３２０は、モータ駆動回路３１０
へ供給するＰＷＭ信号を制御することで、モータ１０１の駆動制御を行う。モータ制御部３２０は、例えば、画像形成制御装置１１０に設けられる。この場合、モータ制御部３２０は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを読み出して実行する処理によって実現される。尚、モータ制御部３２０は、図４に示す各ブロックの機能を実現する１つ以上の回路であるＡＳＩＣによって実現されてもよい。

図４に示すように、モータ駆動回路３１０は、スイッチング素子の一例としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）Ｑ１～Ｑ６と、電流検出素子Ｒからなり、ＦＥＴ Ｑ１～Ｑ６は、モータ１０１を駆動するハーフブリッジ回路を構成している。ハーフブリッジ回路は、ＦＥＴＱ１～Ｑ６のスイッチングに応じた駆動電流をモータ１０１の各コイル１３に供給することで、モータ１０１を駆動する。電流検出素子Ｒは、ハーフブリッジ回路に接続されて接地されている。

モータ駆動回路３１０では、モータ制御部３２０から供給されるＰＷＭ（Pluse Width Modulation）信号によってＦＥＴＱ１～Ｑ６のそれぞれのスイッチングが行われる。ＦＥＴＱ１～Ｑ3は、ゲートに与えられる駆動用のＰＷＭ信号がローレベル（ＶＬ）である場合にはオン状態となり、ＰＷＭ信号がハイレベル（ＶＨ）である場合にはオフ状態となる。ＦＥＴＱ4～Ｑ6は、ゲートに与えられる駆動用のＰＷＭ信号がハイレベル（ＶＨ）である場合にはオン状態となり、ＰＷＭ信号がローレベル（ＶＬ）である場合にはオフ状態となる。

ＦＥＴＱ１～Ｑ６についてのオン状態とオフ状態との間のスイッチングに依存して、モータのコイル１３に流れる駆動電流が変化する。モータ制御部３２０は、モータ駆動回路３１０へ供給するＰＷＭ信号（ＰＷＭ＋及びＰＷＭ－）を制御することで、モータ１０１の各コイル１３に流れる駆動電流Ｉを制御することで、モータ１０１の駆動制御が行われる。

モータ制御部３２０は、位置制御部３２１、速度ＰＩ制御部３２２、ベクトル制御部３２３、ＰＷＭ変換部３２４、ＰＷＭ切替部３２５を備えている。

位置制御部３２１は、モータ１０１の回転速度を指定する指令パルス信号、エンコーダ２００から出力されるＡ相信号及びＡ相信号よりも１／４周期ずれてエンコーダ２００から出力されるＢ相信号、これらＡ相信号及びＢ相信号に基づいて判定されるモータ回転方向を示すＣＷ（Clock Wise）／ＣＣＷ（Counter Clock Wise）信号に応じて、モータ１０１の回転速度を補正するための速度補正信号を速度ＰＩ制御部３２２に出力してモータ１０１の回転子１１の回転位置である角度θを基準とした回転子１１の位置制御を行う。

速度ＰＩ制御部３２２は、指令パルス信号、Ａ相信号及びＢ相信号、ＣＷ（Clock Wise）／ＣＣＷ（Counter Clock Wise）信号、及び位置制御部３２１から入力される速度補正信号に応じて、モータ１０１の回転方向を指定する駆動（回転）方向信号及びモータ１０１に電力を供給するためのＰＷＭ信号をベクトル制御部３２３に出力することで回転子１１の回転速度ωを基準とした回転子１１の速度制御を行う。

ベクトル制御部３２３は、モータ１０１の各コイル１３の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力する。ベクトル制御では、モータ１０１の各コイル１３に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル１３に対応したα軸、β軸及びγ軸で表される静止座標系から、回転子１１の磁束方向に沿ったｄ軸と、ｄ軸から９０度進んだ方向に沿ったｑ軸とで表されるモータ１０１の回転位置θを基準とした回転座標系に変換される。

このような座標変換の結果、モータ１０１に供給される駆動電流は、回転座標系において、直流のｄ軸成分（ｄ軸電流）及びｑ軸成分（ｑ軸電流）によって表され、ｑ軸電流は、モータ１０１にトルクを発生させるトルク電流成分に相当し、回転子１１の回転に寄与する電流である。ｄ軸電流は、モータ１０１の回転子１１の磁束強度に影響する励磁電流成分に相当する。モータ制御部３２０は、回転座標系におけるｑ軸電流及びｄ軸電流を独立して制御することでモータ１０１のベクトル制御を行う。

ＰＷＭ変換部３２４は、ＰＷＭの１周期ごとに、ベクトル制御部３２３によって決定されたモータ１０１の各コイル１３の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに対して、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）と、ローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）とを生成する。ハイサイドのPWM信号は、ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３（ハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３）を駆動するために用いられ、ローサイドのPWM信号は、ＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６（ローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６）を駆動するために用いられる。ハーフブリッジ回路のハイサイド、ローサイドのペア毎に、ハイサイドFETがオン状態のとき、ローサイドFETはオフ状態とし、ローサイドFETがオン状態のとき、ハイサイドFETはオフ状態とする。

ＰＷＭ切替部３２５は、モータ１０１が回転状態から停止する際に、位置制御部３２１から入力されるモータ１０１の停止信号に応じて、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）またはローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給する第１の制御と、全てのハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）又は全てのローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給しない第２の制御と、を切り替えることで、モータ１０１の回転停止制御するときに通常制御モードと消費電力を小さくする省電力モードとを切り替える。

（２）モータの回転停止制御
図５は本実施形態に係るモータ制御装置３００における第１の制御時の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャート、図６は本実施形態に係るモータ制御装置３００における第２の制御時の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャート、図１３は比較例に係るモータ制御装置４００の構成の一例を示す図、図１４は比較例に係るモータ制御装置４００における各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャート、図１５は比較例に係るモータ制御装置４００における回転停止制御時の回転位置の誤差の一例を示すタイミングチャートである。
以下、モータ１０１の回転停止時の制御について本実施形態における実施例を比較例とともに説明する。

（比較例）
比較例に係るモータ制御装置４００は、モータ駆動回路４１０及びモータ制御部４２０によって構成され、エンコーダ２００から出力される回転信号を用いて、モータ１０１の回転子１１の回転を制御する。
モータ駆動回路４１０は、本実施形態に係るモータ駆動回路３１０と同様の構成であり、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）Ｑ１～Ｑ６はハーフブリッジ回路を構成し、ＦＥＴＱ１～Ｑ６のスイッチングに応じた駆動電流をモータ１０１の各コイル１３に供給することで、モータ１０１を駆動する。
モータ制御部４２０は、図１３に示すように、位置制御部４２１、速度ＰＩ制御部４２２、ベクトル制御部４２３、ＰＷＭ変換部４２４を備えている。

このように構成されるモータ制御装置４００において、モータ１０１を回転停止制御する場合、図１４に示すように、ハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３それぞれと、ローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６それぞれが、約５０％の周期でオンオフを繰り返し、モータ１００のコイル１３に電流を供給しないように制御するが、各コイル１３（１３Ａ～１３Ｆ）のばらつき、ＦＥＴＱ１～Ｑ６のオン抵抗のばらつきなどにより、モータ１０１には僅かに電流が流れる。

このとき、スイッチングの切り替わり時にフライホイールダイオードまたは、寄生ダイオードに回生の電流が流れる。そして、ハイサイドのダイオードＤＨｕ、ＤＨｖ、ＤＨｗに回生電流が流れている状態から、ローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６がオンすると、ダイオードの逆回復時間の間でダイオードの逆極性の電流が流れ、モータ１０１をオフしているときより、停止制御時に消費電力が多くなる虞があった（図１４ ＤＨｗの順方向電流参照）。

また、一方、モータ１０１の停止制御中に、回転子１１を回すように負荷から回転トルクを受けると、回転子１１の位置に位置誤差が発生し、偏差方向とは逆方向に回転子１１を回転させて位置誤差をなくすように回転子１１を回転させるが、位置誤差がなくなれば、駆動電流をオフとする。この制御を繰り返すことで振動が発生する虞があった（図１５ 回転位置の誤差参照）。

（実施例）
モータ制御装置３００は、モータ制御部３２０が、位置制御部３２１、速度ＰＩ制御部３２２、ベクトル制御部３２３、ＰＷＭ変換部３２４、ＰＷＭ切替部３２５を備えている。
ＰＷＭ切替部３２５は、モータ１０１が回転状態から停止する際に、位置制御部３２１から入力されるモータ１０１の停止信号に応じて、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）またはローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給する第１の制御と、全てのハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）又は全てのローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給しない第２の制御と、を切り替えることで、モータ１０１の回転停止制御するときに通常制御モードと消費電力を小さくする省電力モードとを切り替える。

図５には、モータ１０１の停止信号に応じて、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）またはローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給する第１の制御を行うときの各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号の一例を示す。
図５のタイミングチャートに示す第１の制御においては、停止制御中に、ハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６それぞれのスイッチングを継続することで、回転子１１に回転方向の負荷がかかった場合であっても、発振することなく振動の発生を抑制することができる。

図６には、モータ１０１の停止信号に応じて全てのハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）又は全てのローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給しない第２の制御を行うときの各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号の一例（すべてのハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３をオフ）を示す。
図６のタイミングチャートに示す第２の制御においては、停止制御中に、ハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３のスイッチングをオフにすることで、回転停止制御するときの消費電力を小さくすることができる。
尚、図６には、回転停止制御時にすべてのハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３をオフするＰＷＭ信号の一例を示しているが、すべてのローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６をオフにしても良い。

（変形例）
モータ制御装置３００は、位置制御部３２１から入力されるモータ１０１の停止信号に応じて、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）またはローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給する第１の制御としての通常制御モードと、全てのハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）又は全てのローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給しない第２の制御としての省電力モードを切り替えるが、第２の制御の途中で第１の制御に戻すモードを有する。これにより、停止制御中に、回転子１１に回転方向の負荷がかかった場合であっても、発振することなく振動の発生を抑制することができる。

モータ制御装置３００における第１の制御としての通常制御モードと、第２の制御としての省電力モードとは、画像形成装置１の操作表示部３０を介してモード設定してもよく、モータ制御装置３００のモータ制御部３２０に設けられた切り替えスイッチ（不図示）によって切り替えてもよい。

「第２実施形態」
図７は本実施形態に係るモータ制御装置３００Ａの構成の一例を示す図、図８は本実施形態に係るモータ制御装置３００Ａにおける停止制御時の動作の流れを示すフローチャート、図９は本実施形態に係るモータ制御装置３００Ａにおける駆動電流が閾値以下の場合の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャート、図１０は本実施形態に係るモータ制御装置３００における駆動電流が閾値を越えている場合の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。
本実施形態に係るモータ制御装置３００Ａは、モータ駆動回路３１０及びモータ制御部３２０Ａによって構成され、モータ制御部３２０Ａが電流検出部３２６を備えている点で、第１実施形態に係るモータ制御装置３００と異なる。そのために、第１実施形態に係るモータ制御装置３００と共通の構成要素には同一の符号を付して説明する。

モータ制御部３２０Ａは、位置制御部３２１、速度ＰＩ制御部３２２、ベクトル制御部３２３、ＰＷＭ変換部３２４、ＰＷＭ切替部３２５、電流検出部３２６を備えている。
電流検出部３２６による電流検知には、図９に示すように、ローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６のソース端子とＧＮＤとの間に接続された電流検出素子Ｒが用いられる。

電流検出素子Ｒに電流が流れた場合に電流検出素子Ｒに生じる電圧（両端電圧）は、オペアンプ（不図示）等で増幅された後Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換されて、ベクトル制御部３２３、電流検出部３２６へ入力される。

モータ制御装置３００Ａは、停止制御の開始となるＳＴＯＰ＿ＵＶＷ信号を受けると（Ｓ１０１）、図１１に示すように、停止制御時の位置誤差がないか任意の値以下で、電流検出部３２６で検出される駆動電流が閾値以下の場合にはＰＷＭ切り替え部はＩＬＯＷ＿ＳＴＯＰ＿ＵＶＷ信号を受け付け（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、全てのハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）又は全てのローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給しない（Ｓ１０３）ようにして第２の制御を行う。すなわち、回転停止制御時にすべてのハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３をオフにすることで、回転停止制御するときの消費電力を小さくすることができる。

モータ制御装置３００Ａは、図１０に示すように、停止制御時の位置誤差が任意の値以下で電流検出部３２６で検出される駆動電流が閾値を超えている場合にはＰＷＭ切り替え部はＩＬＯＷ＿ＳＴＯＰ＿ＵＶＷ信号を受け付けることなく（Ｓ１０２：Ｎｏ）、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）またはローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給する（Ｓ１０６）第１の制御を行う。すなわち、停止制御中に、ハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６それぞれのスイッチングを継続することで、回転子１１に回転方向の負荷がかかった場合であっても、発振することなく振動の発生を抑制することができる。

（変形例）
図１１はエンコーダ２００のＡ相信号及びＢ相信号の状態の一例を示すタイミングチャートである。
モータ制御装置３００Ａは、図１１に示すように、停止制御時のエンコーダ２００のＡ相信号、Ｂ相信号のパルス周期Ｔが任意の値よりも短いときは、回転子１１を回すように負荷から回転トルクを受けていると判断され、ＰＷＭ切り替え部は、ハイサイドのＰＷＭ信号（ＶＨｕ、ＶＨｖ、ＶＨｗ）またはローサイドのＰＷＭ信号（ＶＬｕ、ＶＬｖ、ＶＬｗ）をハーフブリッジ回路に供給する第１の制御を行う。これにより、停止制御中に、ハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６それぞれのスイッチングを継続することで、回転子１１に回転方向の負荷がかかった場合であっても、発振することなく振動の発生を抑制することができる。

「第３実施形態」
図１２は第３実施形態に係るモータ制御装置３００Ｂにおける第２の制御時の各信号の状態と回転停止制御時のＰＷＭ信号を示すタイミングチャートである。
モータ制御装置３００Ｂは、停止制御の開始となるＳＴＯＰ＿ＵＶＷ信号を受けると（Ｓ１０１）、図１２に示すように、停止制御時の位置誤差がないか任意の値以下で、電流検出部３２６で検出される駆動電流が閾値以下の場合には、ＰＷＭ切り替え部はすべてのハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３又はすべてのローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６をオフにし、逆サイドのすべてのＦＥＴを常にオンにする。例えば、すべてのハイサイドＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３にして、ローサイドＦＥＴＱ４、Ｑ５、Ｑ６を常にオンにする。
これにより、モータ１０１の停止制御中に、電流をモータ１０１側に帰還させてモータ１０１で発生するエネルギーをモータ１０１内部で消費することになり、回転子１１の回転方向とは逆方向に回転力が作用してブレーキ効果を付与することができる。

１・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
２０・・・画像形成制御部
３０・・・操作表示部
４０・・・記憶部
１００・・・ブラシレスモータ
１０１・・・モータ
２００・・・エンコーダ
３００、３００Ａ、３００Ｂ・・・モータ制御装置
３１０・・・駆動制御部
３２０、３２０Ａ・・・モータ制御部
３２１・・・位置制御部
３２２・・・速度ＰＩ制御部
３２３・・・ベクトル制御部
３２４・・・ＰＷＭ変換部
３２５・・・ＰＷＭ切替部
３２６・・・電流検知部

Claims (7)

1. 制御対象のモータの巻線に接続されるスイッチング素子を含み前記スイッチング素子のスイッチングに応じた駆動電流を前記巻線へ供給することで前記モータを駆動する複数のハーフブリッジ回路と、
   前記スイッチング素子をスイッチングさせるためのハイレベルとローレベルとの間で変化するＰＷＭ信号を生成し前記ハーフブリッジ回路へ供給する生成手段と、
   前記モータの回転子の位置を検出する位置検出手段と、
   前記ハーフブリッジ回路に対して設けられた電流検出素子に生じる電圧に基づいて、前記巻線に流れる前記駆動電流を検出する検出手段と、を備え、
   前記モータの回転停止制御中に、前記位置検出手段で検出される前記回転子の位置のずれ量が閾値以下で、前記検出手段で検出される前記駆動電流が閾値以下である場合、少なくとも前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前記ハーフブリッジ回路に供給しない、
   ことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記モータの回転停止制御中に、前記位置検出手段で検出される前記回転子の位置のずれ量が閾値以下で、前記検出手段で検出される前記駆動電流が閾値を超えている場合、ハイレベルまたはローレベルの前記スイッチング素子の前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路に供給する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記モータの回転停止制御中に、少なくとも前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前記ハーフブリッジ回路に供給しない状態で、前記位置検出手段で検出される前記回転子の位置のずれ量が閾値を超えた場合には、ハイレベルまたはローレベルの前記スイッチング素子の前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路に供給する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 前記モータの回転停止制御中に、少なくとも前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前記ハーフブリッジ回路に供給しない場合、逆サイドの全ての前記スイッチング素子を常にオンにする、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
5. 制御対象のモータの巻線に接続されるスイッチング素子を含み前記スイッチング素子のスイッチングに応じた駆動電流を前記巻線へ供給することで前記モータを駆動する複数のハーフブリッジ回路と、
   前記スイッチング素子をスイッチングさせるためのハイレベルとローレベルとの間で変化するＰＷＭ信号を生成し前記ハーフブリッジ回路へ供給する生成手段と、
   前記モータの回転子の位置を検出する位置検出手段と、
   前記ハーフブリッジ回路に対して設けられた電流検出素子に生じる電圧に基づいて、前記巻線に流れる前記駆動電流を検出する検出手段と、を備え、
   前記モータへ供給する駆動電流を、前記巻線に流れる前記駆動電流の検出値から決定される前記モータの回転子の回転位置と固定子の電気角度との対応を基準とした回転座標系の電流値によって制御するベクトル制御を行い、
   前記スイッチング素子の全てのハイサイド又は全てのローサイドの前記ＰＷＭ信号を前
   記ハーフブリッジ回路に供給しない場合、ハイサイド又は、ローサイドの一方側の全てのスイッチング素子の前記ＰＷＭ信号をオンするレベルにする、
   ことを特徴とするモータ制御装置。
6. 前記モータが、３相のブラシレスモータである、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
   モータを含む駆動機構と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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