JP7152875B2

JP7152875B2 - モータ制御装置及び画像形成装置

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Description

本発明は、モータの制御技術に関する。

画像形成装置における回転部材の駆動源として、ロータ位置を検知するためのセンサを搭載しないセンサレスＤＣブラシレスモータが使用されている。センサレスＤＣブラシレスモータに対しては、起動時の脱調や逆回転といった問題を回避するため、モータ停止時のロータの位置（以下、ロータ停止位置と呼ぶ。）を検知し、ロータ停止位置に応じた起動処理が行われる。特許文献１は、コイルに短時間だけ電圧を印加したときの励磁電流に基づきロータ停止位置を検知する構成を開示している。

特開２０１５－１０４２６３号公報

ロータ停止位置の検知は、一般的には、複数のコイルの組み合わせについて測定が行わる。ここで、正確にロータ停止位置を検知するためには、励磁電流が零の状態から測定を開始する必要がある。したがって、励磁電流の減衰が遅いと、励磁電流が零になるまでの待ち時間が長くなり、ロータ停止位置の検知に要する時間が長くなる。

本発明は、ロータ停止位置の検知処理に要する時間を短くする技術を提供するものである。

本発明の一態様によると、モータ制御装置は、複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルに前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、を備え、前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、前記第２電圧の電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記第１電圧の電圧波形に基づき決定されることを特徴とする。

本発明によると、ロータ停止位置の検知処理に要する時間を短くすることができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。一実施形態による画像形成装置の制御構成図。一実施形態によるモータ制御部の構成図。一実施形態によるモータの構成図。一実施形態による励磁相と合成インダクタンス及び合成抵抗との関係を示す図。一実施形態によるコイルへの印加電圧と、インダクタンス成分に印加する電圧と、当該電圧の積分波形と、を示す図。一実施形態によるデューティデータを示す図。一実施形態による励磁電流と、励磁電流の積算値とを示す図。一実施形態によるロータ停止位置の検知処理のフローチャート。一実施形態によるコイルへの印加電圧を示す図。一実施形態によるロータ停止位置の検知処理のフローチャート。一実施形態によるステッピングモータの構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリのいずれかであり得る。画像形成装置の給紙カセット２５に格納されたシートは、給紙ローラ２６及び搬送ローラ２７により搬送路に沿って搬送される。画像形成ユニット１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成し、搬送路を搬送されるシートにこれらトナー像を転写する。定着器２４は、加熱ローラ及び加圧ローラを有し、トナー像が転写されたシートを加熱・加圧して、シートにトナー像を定着させる。トナー像の定着処理が行われたシートは、画像形成装置外に排出される。モータ１５Ｆは、定着器２４のローラを回転させる駆動源である。

図２は、画像形成装置の制御構成を示している。プリンタ制御部１１は、通信コントローラ２１を介してホストコンピュータ２２から形成する画像の画像データを受信すると、画像形成ユニット１を制御してシートにトナー像を形成し、定着器２４を制御してシートにトナー像を定着させる。また、このとき、プリンタ制御部１１は、モータ制御部１４を制御して、モータ１５Ｆを含む各モータ１５を制御し、シートの搬送制御等を行う。また、プリンタ制御部１１は、表示部２０に画像形成装置の状態を表示する。なお、プリンタ制御部１１は、マイクロコンピュータ及びメモリを有する。メモリは、各種制御プログラムやデータを保持しており、マイクロコンピュータは、メモリに格納されている各種制御プログラムやデータ等に基づき画像形成装置の各部を制御する。

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

ＰＷＭポート５８の各端子は、ゲートドライバ６１に接続され、ゲートドライバ６１は、ＰＷＭ信号に基づき、３相のインバータ６０の各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。なお、インバータ６０は、各相についてハイ側３個、ロー側３個の計６つのスイッチング素子を有し、ゲートドライバ６１は、各スイッチング素子を対応するＰＷＭ信号に基づき制御する。スイッチング素子としては、例えばトランジスタやＦＥＴを使用することができる。本実施形態においては、ＰＷＭ信号がハイであると、対応するスイッチング素子がＯＮとなり、ローであると、対応するスイッチング装置がＯＦＦになるものとする。インバータ６０の出力６２は、モータのコイル７３（Ｕ相）、７４（Ｖ相）及び７５（Ｗ相）に接続されている。インバータ６０の各スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、各コイル７３、７４、７５の励磁電流を制御することができる。この様に、マイコン５１、ゲートドライバ６１及びインバータ６０は、複数のコイル７３、７４及び７５に印加する電圧を制御する電圧制御部として機能する。各コイル７３、７４、７５に流れた励磁電流は、抵抗６３により電圧に変換され、マイコン５１のＡＤコンバータ５３に入力される。この様に、抵抗６３とＡＤコンバータ５３は電流検知部を構成する。また、マイコン５１は、モータ１５Ｆの制御に使用する各種データ等を格納する不揮発性メモリ５５及びメモリ５７を有する。

図４は、モータ１５Ｆの構成図である。モータ１５Ｆは、６スロットのステータ７１と、４極のロータ７２と、を有する。ステータ７１は、各相のコイル７３、７４、７５を有する。ロータ７２は、永久磁石により構成され、Ｎ極とＳ極との組を２つ有する。ロータ７２は励磁相に応じて停止する位置が決まる。なお、励磁相は、複数のコイル７３、７４及び７５のうちの２つのコイルの順列で示される。つまり、励磁相は、Ｕ－Ｖ、Ｕ－Ｗ、Ｖ－Ｕ、Ｖ－Ｗ、Ｗ－Ｕ、Ｗ－Ｖの計６つある。ここで、Ｕ－Ｖ相とは、Ｕ相のコイル７３から中性点７６を介してＶ相のコイル７４に励磁電流を流すことを意味する。例えば、Ｕ－Ｖ相を励磁すると、図４（Ａ）に示す回転位置にてロータ７２は停止する。なお、このとき、Ｕ相がＮ極となりＶ相がＳ極となるものとする。続いて、Ｕ－Ｗ相を励磁すると、図４（Ｂ）に示す回転位置にてロータ７２は停止する。

モータ１５Ｆの駆動を停止し、励磁電流を０にすると、ロータ７２をホールドする力が働かなくなり、ロータ７２に外部から回転力が加わればロータ７２は回転する。したがって、定着器２４を画像形成装置から脱着する際、或いは、ジャムにより定着器２４に挟まったシートを取り除く際、ロータ７２は回転することがある。このとき、モータ制御部１４は、ロータ７２の停止位置が判らなくなる。また、画像形成装置の電源投入直後においても、モータ制御部１４は、ロータ７２の停止位置が判らない。したがって、モータ制御部１４は、モータ１５Ｆを回転させる場合、まず、ロータ７２の停止位置の検知処理を行う。

ここで、一般的に、コイル７３、７４、７５の様なコイルは、電磁鋼板を積層したコアに銅線を巻いた構成となっている。また、電磁鋼板の透磁率は、外部磁界が有ると小さくなる。コイルのインダクタンスは、コアの透磁率に比例するため、コアの透磁率が小さくなると、コイルのインダクタンスも小さくなる。例えば、図４（Ａ）のＵ相のコイル７３には、ロータ７２のＳ極のみが対向しているため、ロータ７２のＳ極とＮ極の両方が対向しているＷ相のコイル７５よりインダクタンスの低下率が大きくなる。また、インダクタンスの変化量は、励磁電流によって生じる磁界の方向と、外部磁界の方向が同じ方向か逆方向かによって異なる。具体的には、図４（Ａ）の状態において、Ｕ相のコイル７３を、対向するロータ７２のＳ極により生じる磁界と同じ方向、つまり、Ｕ相をＮ極とする様に励磁電流を流すと、Ｕ相をＳ極とする方向に励磁電流を流した場合より、インダクタンスの低下量が大きくなる。この様に、ロータ７２の停止位置と励磁相に応じて、検出されるインダクタンスは異なる。また、インダクタンスが変化することによって、コイルの鉄損が変化するため、コイルの抵抗成分も変化する。

図５（Ａ）は、ロータ７２が停止している際の各励磁相の合成インダクタンスの一例を示し、図５（Ｂ）は、合成抵抗の一例を示している。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、ロータ７２がＵ－Ｖ相を励磁した場合に停止する位置にあるときの合成インダクタンス及び合成抵抗である。以下、Ｘ－Ｙ相を励磁した場合にロータ７２が停止する位置を"Ｘ－Ｙ相の位置"と表現する。ロータ７２は、Ｕ－Ｖ相の位置に停止しているため、Ｕ－Ｖ相を励磁した際の合成インダクタンス及び合成抵抗は、他の相を励磁した際の合成インダクタンス及び合成抵抗より小さくなる。したがって、各励磁相の合成インピーダンスの相対的な大小関係が判れば、ロータ７２の位置が判定できる。本実施形態では、以下に説明する様に、各励磁相それぞれを励磁し、その際の励磁電流によりロータ停止位置を検知する。

まず、Ｕ－Ｖ相を励磁する場合、ＰＷＭポート５８のＵ－Ｈ端子及びＶ－Ｈ端子から、図６（Ａ）示す様にデューティが時間的に変化するＰＷＭ信号を出力する。具体的には、Ａ期間（第１期間）においては、Ｕ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティを正弦波状に変化させる。なお、この正弦波の半周期はＡ期間の長さに対応し、振幅の最大値は、例えば、８０％とする。なお、Ａ期間において、Ｖ－Ｌ端子はハイレベル（デューティが１００％）とし、Ｖ相のコイルの一端を所定電位（グラウンド）に接続する。なお、その他の端子はロー（デューティが０％）とする。Ａ期間に続くＢ期間（第２期間）においては、Ｖ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティを正弦波状に変化させる。この正弦波の半周期もＢ期間の長さとし、振幅の最大値は、例えば、５０％とする。なお、Ｂ期間において、Ｕ－Ｌ端子はハイレベル（デューティが１００％）とし、Ｕ相のコイルの一端を所定電位（グラウンド）に接続する。なお、その他の端子はロー（デューティが０％）とする。Ａ期間及びＢ期間の時間長は、ロータ７２が回転しない期間を上限として、必要な検知精度に基づき決定される。本例では、それぞれ０．５ｍｓとしている。また、Ａ期間におけるデューティの最大値は、Ａ期間において流れる励磁電流により必要な検知精度が確保される様に決定する。また、Ｂ期間のデューティの最大値は、Ａ期間及びＢ期間でのコイルのインダクタンス成分に生じた電圧の時間積分値が、凡そ零となるように設定する。つまり、Ｂ期間のデューティの最大値は、Ａ期間にコイルに印加する電圧に基づき決定される。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す様に、ＰＷＭ信号を正弦波状に変化させた場合にコイルに印加される電圧Ｖｓｉｎと、コイルのインダクタンス成分に加わる電圧ＶＬと、電圧ＶＬの波形を時間積分した波形と、を示している。電圧ＶＬは、コイルの抵抗による電圧降下や逆起電圧により、電圧Ｖｓｉｎから変化する。電圧ＶＬの時間積分波形は、電圧ＶＬの振幅が正の間は上昇し、電圧ＶＬが負になった以降は、減少する。そして、Ｂ期間の終了時点での積分値が所定値以下、例えば、凡そ零となる様に、Ｂ期間のデューティの最大値を設定する。

このように設定することで、図６（Ａ）に示す様に、Ｂ期間中、励磁電流は滑らかに減少し、Ｂ期間の終了時に励磁電流は、凡そ零となる。したがって、磁歪による異音の発生を抑制すると共に、次の２つのコイルの順列を励磁相とする測定までの待ち時間を短縮することができる。

本実施形態では、デューティを正弦波状に変化させるための、デューティと時間との関係を示すデューティデータを予め作成して不揮発性メモリ５５に保存しておく。図７は、デューティデータの一例を示している。図７のデューティデータは、＃１～＃７の計７つのデューティの時系列データを示している。Ａ期間及びＢ期間は、それぞれ、０.５ｍｓであるため、マイコン５１は、２５μｓ毎にデューティを切り替える。図７に示す様に、時系列データ＃１のデューティの最大値は８０％であり、時系列データ＃３のデューティの最大値は５０％である。したがって、Ａ期間では、時系列データ＃１を使用し、Ｂ期間では、時系列データ＃３を使用する。なお、Ａ期間及びＢ期間で使用する時系列データ、つまり、Ａ期間及びＢ期間それぞれについて、時系列データ＃１～＃７のいずれを使用するかは、モータ１５Ｆの標準的なパラメータに応じて予め決定し、不揮発性メモリ５５に記憶しておく。

マイコン５１は、Ａ期間及びＢ期間において、所定の期間毎、例えば、２５μｓ毎に、励磁電流を検知し、Ａ期間及びＢ期間に渡り、検知した励磁電流の積算処理を行う。積算値は、メモリ５７に保存しておく。以下の説明において、励磁電流を積算した値を、励磁電流積算値と表記する。図８（Ａ）は、励磁電流と、励磁電流積算値の例を示している。図８（Ａ）に示す様に、励磁電流は、励磁相に応じた合成インピーダンスの大きさにより変化し、よって、励磁電流積算値も、励磁相に応じた合成インピーダンスの大きさにより変化する。図８（Ｂ）は、Ｂ期間終了時点における各励磁相の励磁電流積算値の例を示している。

合成インピーダンスに応じて、励磁電流波形が決まるため、励磁電流積算値から各相の合成インピーダンスの相対的な大小を判別することができる。図８（Ｂ）に示す例では、Ｕ－Ｖ相を励磁した際の励磁電流積算値が一番大きいことから、Ｕ－Ｖ相の合成インピーダンスが一番小さいことが判る。従って、ロータ７２は、Ｕ－Ｖ相の位置にあると判定することができる。

図９は、モータ制御部１４が実行する、ロータ停止位置の検知処理のフローチャートである。Ｓ１０１において、モータ制御部１４は、Ａ期間及びＢ期間で使用するデューティの時系列データを不揮発性メモリ５５から読み出す。Ｓ１０２で、モータ制御部１４は、測定する励磁相を選択する。モータ制御部１４は、Ｓ１０３において、選択した励磁相に対して図６（Ａ）で説明した様にＰＷＭ信号を出力し、所定のタイミングで励磁電流を検知して、演算、つまり、励磁電流積算値を求める。Ｂ期間が終了すると、モータ制御部１４は、Ｓ１０４で、Ｂ期間終了時点での励磁電流と、演算結果、つまり、励磁電流積算値をメモリ５７に保存する。その後、モータ制御部１４は、Ｓ１０５で、励磁電流の絶対値が所定の閾値以下となるまで待機する。励磁電流の絶対値が所定の閾値以下となると、モータ制御部１４は、Ｓ１０６で、全励磁相について測定が終了したかを判定し、測定が終了していないと、Ｓ１０２に戻って次の励磁相に対する検知処理を開始する。一方、全励磁相について測定が終了していると、モータ制御部１４は、各励磁相についてＳ１０４でメモリ５７に格納した演算結果からロータ７２の停止位置を判定する。

最後に、モータ制御部１４は、Ｓ１０８で、Ｂ期間に使用する時系列データの番号を更新する。このため、モータ制御部１４は、Ｓ１０４でメモリ５７に格納した、各励磁相についてのＢ期間終了時点での励磁電流の平均値を求める。求めた平均値が、正の値（励磁相に対して順方向に電流が流れている）であり、かつ、正の第１閾値を超えていると、モータ制御部１４は、デューティの最大値がより大きくなる様に、Ｂ期間の時系列データを変更する。本例では、時系列データ＃３を使用しているため、求めた平均値が、正の値であり、かつ、正の第１閾値を超えていると、モータ制御部１４は、Ｂ期間に使用する時系列データを、例えば、時系列データ＃２に更新する。一方、求めた平均値が、負の値（励磁相に対して逆方向に電流が流れている）であり、かつ、負の第２閾値を超えていると、モータ制御部１４は、デューティの最大値がより小さくなる様に、Ｂ期間の時系列データを変更する。本例では、時系列データ＃３を使用しているため、求めた平均値が、負の値であり、かつ、負の第２閾値を超えていると、モータ制御部１４は、Ｂ期間に使用する時系列データを、例えば、時系列データ＃４に更新する。

以上、本実施形態によると、励磁電流をなめらかに減衰させることで、ある励磁相の検知処理と次の励磁相の検知処理との間の待ち時間を少なくさせる。この構成により、ロータ停止位置の検知処理に要する時間を短縮でき、かつ、異音の発生を抑制することができる。また、Ｂ期間終了始点の励磁電流の検知結果に応じて、Ｂ期間に使用する時系列データを更新することで、Ｂ期間終了時点の励磁電流をより小さくする様に、動的に制御することができる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態においては、コイルへの電圧印加方法が第一実施形態とは異なる。図１０（Ａ）は、Ｕ－Ｖ相を励磁する場合に、ＰＷＭポート５８から出力するＰＷＭ信号のデューティの時間変化を示している。Ａ期間は、０．５ｍｓであり、Ｕ－Ｈ端子に出力するＰＷＭ信号のデューティを三角波状に変化させる。なお、デューティの最大値は、例えば、８０％とする。なお、Ａ期間における他の端子への印加電圧は第一実施形態と同様である。本実施形態において、Ｂ期間は、０．３２５ｍｓであり、Ｖ－Ｈ端子に出力するＰＷＭ信号のデューティを三角波状に変化させる。なお、デューティの最大値は、例えば、８０％とする。なお、Ｂ期間における他の端子への印加電圧も第一実施形態と同様である。

Ａ期間及びＢ期間の時間長は、ロータ７２が回転しない期間を上限として、必要な検知精度に基づき決定される。本例では、Ａ期間を０．５ｍｓとしている。また、Ｂ期間の長さは、Ａ期間及びＢ期間においてコイルのインダクタンス成分に生じた電圧の積分値が、凡そ零となるように設定する。本例では、Ｂ期間の長さを０．３２５ｍｓとしている。この様にＢ期間の長さを設定することで、Ｂ期間の間、励磁電流は滑らかに減少し、電流の減衰を早めることができる。したがって、磁歪による異音の発生を抑制するとともに、Ｂ期間の終了時点での励磁電流を略零にすることができる。

なお、コイルに印加するＰＷＭ信号のデューティ比の変化、つまり、コイルに印加する電圧波形の形状は、図１０（Ｂ）及び１０（Ｃ）に示す様に、正弦波状や台形波状であっても良い。さらに、コイルに印加するＰＷＭ信号のデューティ比の変化は、矩形波状とすることもできる。より一般的には、コイルに印加する電圧波形の形状は、各期間において、最大値に向けて増加し、最大値に到達したときや、その後の任意のタイミングにおいて０に向けて減少するものであれば良い。また、Ａ期間とＢ期間におけるＰＷＭ信号のデューティ比の変化の形状は同じでなくとも良い。例えば、Ａ期間においては正弦波状に変化させ、Ｂ期間においては三角波状、矩形波状又は台形波状に変化させたり、Ａ期間においては台形波状に変化させ、Ｂ期間においては正弦波状、三角波状又は矩形波状に変化させたりすることができる。本実施形態では、ＰＷＭ信号のデューティの時系列データについては、所定の計算式に従い求める。なお、所定の計算式及び所定の計算式より求められた時系列データは、不揮発性メモリ５５に記憶しておく。

図１１は、本実施形態によるロータ停止位置の検知処理のフローチャートである。Ｓ２０１において、モータ制御部１４は、Ａ期間及びＢ期間で使用するデューティの時系列データを不揮発性メモリ５５から読み出す。Ｓ２０２で、モータ制御部１４は、測定する励磁相を選択する。モータ制御部１４は、Ｓ２０３において、選択した励磁相に対して図１０（Ａ）で説明した様にＰＷＭ信号を出力し、Ａ期間及びＢ期間における励磁電流のピーク値を判定し、Ｓ２０３で、励磁電流のピーク値をメモリ５７に格納する。その後、Ｂ期間が終了すると、モータ制御部１４は、Ｓ２０４で、Ｂ期間終了時点での励磁電流をメモリ５７に保存する。その後、モータ制御部１４は、Ｓ２０５で、励磁電流の絶対値が所定の閾値以下となるまで待機する。励磁電流の絶対値が所定の閾値以下となると、モータ制御部１４は、Ｓ２０６で、全励磁相について測定が終了したかを判定し、測定が終了していないと、Ｓ２０２から処理を繰り返す。一方、全励磁相について測定が終了していると、モータ制御部１４は、各励磁相についてＳ２０３でメモリ５７に格納したＡ期間及びＢ期間の励磁電流のピーク値からロータ７２の停止位置を判定する。図８（Ａ）に示す様に、合成インピーダンスの大小は、Ａ期間における励磁電流のピーク値から判定できる。

最後に、モータ制御部１４は、Ｓ２０８で、Ｂ期間に使用する時系列データを更新する。更新の考え方は第一実施形態と同様である。本実施形態では、所定の計算式により、時系列データを求めるため、Ｂ期間の時系列データを求めるための計算式を変更することや、計算式の係数を変更する。変更後の計算式や係数は、不揮発性メモリ５５に格納される。また、変更後の計算式又は係数に従い、以後の測定においてＢ期間に使用する時系列データを更新し、更新後の時系列データも不揮発性メモリ５５に格納する。なお、時系列データを予め求めて不揮発性メモリ５５に格納するのではなく、計算式に基づきＰＷＭ信号を出力する構成とすることもできる。さらに、Ｂ期間のデューティの最大値を変更するのではなく、Ｂ期間の長さを変更する構成とすることもできる。この場合、Ｂ期間終了時の励磁電流の平均値が正の値であり、かつ、正の第１閾値を超えていると、モータ制御部１４は、Ｂ期間の長さを長くする。一方、Ｂ期間終了時の励磁電流の平均値が負の値であり、かつ、負の第２閾値を超えていると、モータ制御部１４は、Ｂ期間の長さを短くする。なお、Ａ期間及びＢ期間におけるピーク値の検出は、所定期間毎に励磁電流を測定してピーク値を判定する構成であっても、予め励磁電流がピーク値となるタイミングを求めて置き、そのタイミング近傍で励磁電流を測定する構成であっても良い。

以上、本実施形態では、Ａ期間よりＢ期間を短く設定することで電流を滑らかに、かつ、短時間で減衰させる。この構成により、ロータ停止位置の検知処理に必要な時間を短縮させると共に、異音の発生を抑制することが可能になる。

［その他の実施形態］
なお、上記モータ制御部１４は、モータ制御装置として実装することができる。また、上記モータ制御部１４とプリンタ制御部１１のモータ制御に係る部分を、モータ制御装置として実装することができる。さらに、本実施形態では、定着器２４を駆動するモータ１５Ｆの制御を例にして説明したが、本発明は、例えば、画像形成装置においてシートの搬送に係る各ローラを駆動するモータに対しても同様に適用できる。同様に、画像形成装置の画像形成ユニット１内の部材を駆動するモータに対しても同様に適用できる。

なお、図３に示す様に、スター結線された３相のコイルを有するモータを例にして各実施形態の説明を行った。しかしながら、本発明は、Δ結線を使用するモータや、図１２に示すステッピングモータに対しても適用することができる。図１２に示す様に、ステッピングモータは、２つのコイルＡ及びＢと、ロータ７２と、を備える。コイルＡは、接続用端子Ａ＋とＡ－とを有し、コイルＢは、接続用端子Ｂ＋とＢ－とを有する。接続用端子Ａ＋から接続用端子Ａ－に励磁電流を流すことを"Ａ相励磁"と呼び、接続用端子Ａ－から接続用端子Ａ＋に励磁電流を流すことを"／Ａ相励磁"と呼ぶ。同様に、接続用端子Ｂ＋から接続用端子Ｂ－に励磁電流を流すことを"Ｂ相励磁"と呼び、接続用端子Ｂ－から接続用端子Ｂ＋に励磁電流を流すことを"／Ｂ相励磁"と呼ぶ。この場合においても、モータ制御部１４は、４つの励磁相、つまり、Ａ相、／Ａ相、Ｂ相、／Ｂ相に対して順次、検知処理を行って、ロータ停止位置を検知する。

具体的には、検知処理においてＡ相を励磁する場合、Ａ期間においては、接続用端子Ａ－を例えばグラウンドに接続し、接続用端子Ａ＋の電圧を変化させる。また、Ｂ期間においては、接続用端子Ａ＋を例えばグラウンドに接続し、接続用端子Ａ－の電圧を変化させる。言い換えると、Ａ相励磁の場合、Ａ期間においては励磁相に対して正極性の電圧をコイルＡに印加し、Ｂ期間においては励磁相に対して負極性の電圧をコイルＡに印加する。つまり、Ａ期間及びＢ期間において、コイルＡに印加される電圧を互いに異なる極性とする。なお、上記実施形態で述べた、２つのコイルの順列を励磁相とする場合であっても、この点は同様である。また、励磁相が１つのコイルの場合、当該コイルのインピーダンスに基づきロータ停止位置が判定される。

また、Ｂ期間の電圧波形の更新の考え方についても上記実施形態と同様である。例えば、Ａ相励磁の場合、Ａ期間において、接続用端子Ａ＋には接続用端子Ａ－に対して正極性（第１極性）の電圧が印加される。なお、Ｂ期間において、接続用端子Ａ－には接続用端子Ａ＋に対して正極性の電圧が印加されるため、接続用端子Ａ－を基準とすると、接続用端子Ａ＋に対しては負極性（第２極性）の電圧が印加される。ここで、Ｂ期間の終了時、第１極性に対して順方向に第１閾値より大きい励磁電流が流れていると、Ｂ期間におけるＰＷＭ信号のデューティをより大きく、或いは、Ｂ期間をより長くすれば、Ｂ期間終了時の励磁電流を０に近づけることができる。例えば、Ａ相励磁の場合、Ｂ期間の終了時に、接続用端子Ａ＋から接続用端子Ａ－の方向に第１閾値より大きい励磁電流が流れていると、ＰＷＭ信号のデューティをより大きく、或いは、Ｂ期間をより長くすれば、Ｂ期間終了時の励磁電流を０に近づけることができる。同様に、Ｂ期間の終了時、第１極性に対して逆方向に第２閾値より大きい励磁電流が流れていると、Ｂ期間におけるＰＷＭ信号のデューティをより小さく、或いは、Ｂ期間をより短くすれば、Ｂ期間終了時の励磁電流を０に近づけることができる。例えば、Ａ相励磁の場合、Ｂ期間の終了時に、接続用端子Ａ－から接続用端子Ａ＋の方向に第２閾値より大きい励磁電流が流れていると、ＰＷＭ信号のデューティをより小さく、或いは、Ｂ期間をより短くすれば、Ｂ期間終了時の励磁電流を０に近づけることができる。

また、上記実施形態では、全励磁相に対して検知処理を行った後、全励磁相のＢ期間終了時の励磁電流の平均値によりＢ期間に印加する電圧波形又はＢ期間の長さを更新していた。しかしながら、一部の励磁相のＢ期間終了時の励磁電流の平均値や、１つの励磁相のＢ期間終了時の励磁電流に基づき、Ｂ期間に印加する電圧波形又はＢ期間の長さを更新する構成とすることもできる。

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

５１：マイコン、６１：ゲートドライバ、６０：インバータ、６３：抵抗

Claims

複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルに前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、
前記第２電圧の電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記第１電圧の電圧波形に基づき決定されることを特徴とするモータ制御装置。
前記第１極性と前記第２極性は互いに異なる極性であることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果に基づき、前記第２電圧の電圧波形又は前記第２期間の長さを更新することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、パルス幅変調信号により前記複数のコイルそれぞれに対応するスイッチング素子を制御することで前記複数のコイルそれぞれに印加する電圧を制御し、
前記電圧制御手段は、前記第１期間及び前記第２期間において、それぞれ、前記パルス幅変調信号のデューティを正弦波状、三角波状、又は、台形波状に変化させることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第１極性に対して順方向に第１閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値をより大きくすることで前記第２期間の電圧波形を更新し、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第１極性に対して逆方向に第２閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値をより小さくすることで前記第２期間の電圧波形を更新することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第１極性に対して順方向に第１閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間の長さがより長くなる様に更新し、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第１極性に対して逆方向に第２閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間の長さがより短くなる様に更新することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルから第２コイルに向けて前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を前記複数のコイルの２つの順列それぞれについて行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、
前記第１期間において、前記電圧制御手段は、前記第２コイルを所定電位として前記第１コイルに印加する電圧を制御し、
前記第２期間において、前記電圧制御手段は、前記第１コイルを前記所定電位として前記第２コイルに印加する電圧を制御し、
前記第２期間において前記電圧制御手段が前記第２コイルに印加する電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記第１期間に前記電圧制御手段が前記第１コイルに印加する電圧波形に基づき決定されることを特徴とするモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、パルス幅変調信号により前記複数のコイルそれぞれに対応するスイッチング素子を制御することで前記複数のコイルそれぞれに印加する電圧を制御し、
前記電圧制御手段は、前記第１期間及び前記第２期間において、それぞれ、前記パルス幅変調信号のデューティを正弦波状、三角波状、又は、台形波状に変化させることを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果に基づき、前記第２期間に前記第２コイルに印加する電圧波形又は前記第２期間の長さを更新することを特徴とする請求項８に記載のモータ制御装置。
前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果は、前記複数のコイルの２つの順列それぞれについて行った前記検知処理の前記第２期間の終了時に前記電流検知手段が検出した前記励磁電流の平均値であることを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第１コイルから前記第２コイルへの方向に第１閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値をより大きくすることで前記第２期間の電圧波形を更新し、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第２コイルから前記第１コイルへの方向に第２閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値をより小さくすることで前記第２期間の電圧波形を更新することを特徴とする請求項９又は１０に記載のモータ制御装置。
前記電圧制御手段は、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第１コイルから前記第２コイルへの方向に第１閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間の長さがより長くなる様に更新し、前記第２期間の終了時の前記電流検知手段の検知結果が、前記第２コイルから前記第１コイルへの方向に第２閾値より大きい前記励磁電流が流れていることを示していると、前記第２期間の長さがより短くなる様に更新することを特徴とする請求項９又は１０に記載のモータ制御装置。
前記検知手段は、前記検知処理における前記電流検知手段の検知結果に基づき判定されるインピーダンスに基づき前記ロータの停止位置を検知することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
前記検知手段は、前記第１期間及び前記第２期間に渡る前記励磁電流の積算処理により前記ロータの停止位置を検知することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
前記検知手段は、前記第１期間及び前記第２期間における前記励磁電流のピーク値に基づき前記ロータの停止位置を検知することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
前記第２期間の電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記励磁電流が流れるコイルのインダクタンスに加わる電圧の前記第１期間及び前記第２期間に渡る積分値が所定値以下となる様に決定されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
前記検知手段は、前記検知処理が終了した際の前記励磁電流の絶対値が第３閾値より大きいと、前記励磁電流が前記第３閾値以下になるまで待機してから次の前記検知処理を開始することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
前記第２期間は、前記第１期間より短いことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルに前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、
前記検知手段は、前記検知処理における前記電流検知手段の検知結果に基づき判定されるインピーダンスに基づき前記ロータの停止位置を検知することを特徴とするモータ制御装置。
複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルに前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、
前記第２期間の電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記励磁電流が流れるコイルのインダクタンスに加わる電圧の前記第１期間及び前記第２期間に渡る積分値が所定値以下となる様に決定されることを特徴とするモータ制御装置。
搬送路に沿ってシートを搬送するための回転部材と、
前記搬送路を搬送される前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記回転部材又は前記画像形成手段を駆動するモータと、
前記モータを制御するモータ制御手段と、
を備えている画像形成装置であって、
前記モータ制御手段は、
前記モータの複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルに前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、
前記第２電圧の電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記第１電圧の電圧波形に基づき決定されることを特徴とする画像形成装置。
搬送路に沿ってシートを搬送するための回転部材と、
前記搬送路を搬送される前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記回転部材又は前記画像形成手段を駆動するモータと、
前記モータを制御するモータ制御手段と、
を備えている画像形成装置であって、
前記モータ制御手段は、
前記モータの複数のコイルに励磁電流を流すため、前記複数のコイルに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
前記複数のコイルに流れた励磁電流を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段により前記複数のコイルのうちの少なくとも第１コイルから第２コイルに向けて前記励磁電流を流し、前記電流検知手段により前記励磁電流を検知する検知処理を前記複数のコイルの２つの順列それぞれについて行うことで、前記モータのロータの停止位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知処理は、前記第１コイルに第１極性の第１電圧を印加する第１期間と、前記第１コイルに第２極性の第２電圧を印加する第２期間と、を含み、
前記第１期間において、前記電圧制御手段は、前記第２コイルを所定電位として前記第１コイルに印加する電圧を制御し、
前記第２期間において、前記電圧制御手段は、前記第１コイルを前記所定電位として前記第２コイルに印加する電圧を制御し、
前記第２期間において前記電圧制御手段が前記第２コイルに印加する電圧波形、又は、前記第２期間の長さは、前記第１期間に前記電圧制御手段が前記第１コイルに印加する電圧波形に基づき決定されることを特徴とする画像形成装置。