JP7381316B2 - Motor control device and image forming device - Google Patents

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Description

本発明は、モータの制御技術に関する。 The present invention relates to motor control technology.

画像形成装置等の駆動源に使われるDCブラシレスモータでは、速度制御ループに加えて電流制御ループを設けることで制御性能を改善することができる。電流制御ループを設けるためには、モータのコイルに流れる電流(以下、コイル電流)を検知する必要がある。特許文献1は、コイル電流をシャント抵抗に流し、シャント抵抗の両端に生じる電圧に基づきコイル電流を検知する構成を開示している。 In a DC brushless motor used as a drive source for an image forming apparatus or the like, control performance can be improved by providing a current control loop in addition to a speed control loop. In order to provide a current control loop, it is necessary to detect the current flowing in the coil of the motor (hereinafter referred to as coil current). Patent Document 1 discloses a configuration in which a coil current is passed through a shunt resistor and the coil current is detected based on the voltage generated across the shunt resistor.

特開昭63-80774号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-80774

コイル電流を精度良く検知するには、コイル電流がシャント抵抗に流れている間に電流値を検知する必要がある。また、モータの総ての相のコイル電流を検知するには、各相のコイルへの電圧の印加を停止し、各相のコイルに回生電流が流れている間にコイル電流を検知する必要がある。なお、通常、コイル電流は、FET等のスイッチング素子のオン・オフをパルス幅変調(PWM)信号により制御することで制御される。ここで、PWM信号によりスイッチング素子をオン・オフするタイミングと、スイッチング素子の状態が変化するタイミングには、通常、ズレがある。 In order to accurately detect the coil current, it is necessary to detect the current value while the coil current is flowing through the shunt resistor. Additionally, in order to detect the coil currents of all phases of the motor, it is necessary to stop applying voltage to the coils of each phase and detect the coil currents while regenerative current is flowing through the coils of each phase. be. Note that the coil current is normally controlled by controlling on/off of a switching element such as an FET using a pulse width modulation (PWM) signal. Here, there is usually a lag between the timing at which the switching element is turned on and off by the PWM signal and the timing at which the state of the switching element changes.

したがって、例えば、回生電流によりコイル電流を検知するには、コイルへの電圧の印加を停止するオフ期間を十分に長くする必要がある。しかしながら、コイル電流の検知のためにオフ期間を長くすることは、モータに投入できる電力が減少することを意味する。つまり、モータの能力を最大限に使えなくなる。 Therefore, for example, in order to detect a coil current using a regenerative current, it is necessary to make the off period during which voltage application to the coil is stopped sufficiently long. However, increasing the off period for coil current sensing means that the power that can be input to the motor is reduced. In other words, the motor's full potential cannot be used.

本発明は、コイルへの電圧の印加を停止する期間を短くできるモータ制御技術を提供するものである。 The present invention provides a motor control technique that can shorten the period during which voltage application to the coil is stopped.

本発明の一態様によると、モータ制御装置は、モータの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、前記複数のコイルの電流値を検知する電流検知手段と、前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルの内の第1測定コイルに電流を流し、複数の候補タイミングそれぞれにおいて前記第1測定コイルの電流値を前記電流検知手段に検知させ、前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルの内の第2測定コイルに電流を流し、前記複数の候補タイミングそれぞれにおいて前記第2測定コイルの電流値を前記電流検知手段に検知させることで前記電流検知手段により電流値を検知させる検知タイミングを設定する設定処理と、設定した前記検知タイミングに応じて、前記複数のコイルの電流値を前記電流検知手段に検知させる検知処理と、を行う制御手段と、を備えていることを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, a motor control device includes voltage control means for controlling voltages applied to a plurality of coils of a motor, current detection means for detecting current values of the plurality of coils, and the voltage control means. controlling a current to flow through a first measuring coil among the plurality of coils, causing the current detecting means to detect a current value of the first measuring coil at each of a plurality of candidate timings, and controlling the voltage controlling means. A current value is detected by the current detection means by passing a current through a second measurement coil of the plurality of coils and causing the current detection means to detect a current value of the second measurement coil at each of the plurality of candidate timings. and a control means for performing a setting process for setting a detection timing to cause the detection timing to be detected, and a detection process for causing the current detection means to detect the current values of the plurality of coils according to the set detection timing. Features.

本発明によると、コイルへの電圧の印加を停止する期間を短くすることができる。 According to the present invention, the period during which voltage application to the coil is stopped can be shortened.

一実施形態による画像形成装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment. 一実施形態による画像形成装置の制御構成図。FIG. 1 is a control configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment. 一実施形態によるモータの制御構成図。FIG. 3 is a control configuration diagram of a motor according to an embodiment. 一実施形態によるインバータの動作説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of an inverter according to an embodiment. 一実施形態による検知処理の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of detection processing according to an embodiment. 一実施形態による設定処理の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of setting processing according to an embodiment. 一実施形態による設定処理における電流検知値を示す図。FIG. 7 is a diagram showing current detection values in setting processing according to an embodiment. 一実施形態による設定処理の結果を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the results of setting processing according to an embodiment. 一実施形態による停止位置検知処理の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of stop position detection processing according to an embodiment. 一実施形態による停止位置検知処理における候補タイミングの設定方法の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for setting candidate timings in stop position detection processing according to an embodiment.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the following embodiments do not limit the claimed invention. Although a plurality of features are described in the embodiments, not all of these features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

<第一実施形態>
以下では、モータ制御装置の一例として、画像形成装置を使用して、本実施形態の説明を行う。なお、本発明は、画像形成装置に限定されず、モータを制御する任意のモータ制御装置に対して適用することができる。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、ファクシミリ等であり得る。画像形成ユニット1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれに対応する4つの感光体を有し、各感光体に、対応する色のトナー像を感光体に形成する。このため、画像形成ユニット1は、4色それぞれについて、感光体を帯電させる帯電ユニット、感光体を露光して静電潜像を形成する露光ユニット、感光体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像ユニットを備えている。画像形成ユニット1は、カセット25から搬送路に沿って搬送されるシートに各感光体のトナー像を転写する。なお、各感光体のトナー像を重ねてシートに転写することでシートにフルカラーのトナー像を形成することができる。トナー像が転写されたシートは、定着器24に搬送される。定着器24は、加熱ローラ及び加圧ローラを有し、シートを加熱・加圧することでシートにトナー像を定着させる。トナー像の定着後、シートは画像形成装置の外部に排出される。モータ15Fは、定着器24のローラを回転駆動させる駆動源である。なお、画像形成装置は、ブラックのトナー像のみを形成してシートに転写するものであっても良い。
<First embodiment>
The present embodiment will be described below using an image forming apparatus as an example of a motor control apparatus. Note that the present invention is not limited to image forming apparatuses, but can be applied to any motor control device that controls a motor. FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to this embodiment. The image forming device may be, for example, a printing device, a printer, a copier, a multifunction device, a facsimile, or the like. The image forming unit 1 has four photoreceptors corresponding to yellow, magenta, cyan, and black, and forms a toner image of a corresponding color on each photoreceptor. Therefore, for each of the four colors, the image forming unit 1 includes a charging unit that charges the photoreceptor, an exposure unit that exposes the photoreceptor to form an electrostatic latent image, and a toner that transfers the electrostatic latent image formed on the photoreceptor. Equipped with a developing unit that performs development. The image forming unit 1 transfers the toner images of each photoreceptor onto a sheet conveyed from the cassette 25 along a conveyance path. Note that a full-color toner image can be formed on the sheet by overlapping the toner images on each photoreceptor and transferring them onto the sheet. The sheet onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 24. The fixing device 24 includes a heating roller and a pressure roller, and heats and presses the sheet to fix the toner image on the sheet. After the toner image is fixed, the sheet is discharged to the outside of the image forming apparatus. The motor 15F is a drive source that rotationally drives the roller of the fixing device 24. Note that the image forming apparatus may be one that forms only a black toner image and transfers it onto a sheet.

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。低圧電源12は、モータ15に電力供給を行う。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。 FIG. 2 shows the control configuration of the image forming apparatus. When the printer control unit 11 receives image data of an image to be formed from the host computer 22 via the communication controller 21, it controls the image forming unit 1 to form a toner image on the sheet, and controls the fixing device 24 to form a toner image on the sheet. fix the toner image on the Further, at this time, the printer control unit 11 controls the motor control unit 14 to control each motor 15 including the motor 15F, and performs sheet conveyance control and the like. Further, the printer control unit 11 displays the status of the image forming apparatus on the display unit 20. Low voltage power supply 12 supplies power to motor 15 . Note that the printer control section 11 includes a microcomputer and a memory. The memory holds various control programs and data, and the microcomputer controls each part of the image forming apparatus based on the various control programs and data stored in the memory.

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、CPUコアを内蔵したFPGA51を有する。FPGA51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、FPGA51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。FPGA51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、FPGA51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。 FIG. 3 shows details of the control configuration of the motor 15F. The motor control unit 14 includes an FPGA 51 with a built-in CPU core. The FPGA 51 communicates with the printer control unit 11 via the communication port 52. Further, the reference clock generation unit 56 of the FPGA 51 is connected to the crystal oscillator 50 and generates a reference clock based on the output of the crystal oscillator 50. The counter 54 performs a counting operation based on the reference clock. The FPGA 51 outputs a pulse width modulation signal (PWM signal) from the PWM port 58. In this embodiment, the FPGA 51 generates high-side PWM signals (U-H, V-H, WH) and low-side PWM signals ( A total of six PWM signals (UL, VL, WL) are output. Therefore, the PWM port 58 has six terminals UH, VH, WH, UL, VL, and WL.

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信号がハイレベルであると、対応するスイッチング素子がオン状態となり、PWM信号がローレベルであると、対応するスイッチング装置がオフ状態になるものとする。インバータ60の出力62は、モータ15Fのコイル73(U相)、74(V相)及び75(W相)に接続されている。インバータ60の各スイッチング素子をオン/オフ制御することで、各コイル73、74、75に流れるコイル電流を制御することができる。この様に、FPGA51、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に流れたコイル電流は、各相それぞれに対応して設けられるシャント抵抗65により電圧に変換される。増幅部64は、各相のシャント抵抗65の両端の電圧を増幅し、各相のコイル電流を示す電圧値をFPGA51のADコンバータ53に出力する。ADコンバータ53は、各相のコイル電流を示す電圧値をデジタル値に変換する。電流値算出部59は、このデジタル値に基づき各相のコイル電流の値を判定する。この様に、シャント抵抗65、増幅部64及びFPGA51は、コイル電流の電流値を検出する電流検知部を構成している。また、FPGA51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。 Each terminal of the PWM port 58 is connected to a gate driver 61, and the gate driver 61 performs ON/OFF control of each switching element of the three-phase inverter 60 based on the PWM signal. Note that the inverter 60 has a total of six switching elements, three on the high side and three on the low side, for each phase, and the gate driver 61 controls each switching element based on a corresponding PWM signal. For example, a transistor or a FET can be used as the switching element. In this embodiment, when the PWM signal is at high level, the corresponding switching element is turned on, and when the PWM signal is at low level, the corresponding switching device is turned off. An output 62 of the inverter 60 is connected to coils 73 (U phase), 74 (V phase), and 75 (W phase) of the motor 15F. By controlling each switching element of the inverter 60 on/off, the coil current flowing through each coil 73, 74, 75 can be controlled. In this way, the FPGA 51, the gate driver 61, and the inverter 60 function as a voltage control section that controls the voltages applied to the plurality of coils 73, 74, and 75. The coil current flowing through each coil 73, 74, 75 is converted into a voltage by a shunt resistor 65 provided corresponding to each phase. The amplifying section 64 amplifies the voltage across the shunt resistor 65 of each phase, and outputs a voltage value indicating the coil current of each phase to the AD converter 53 of the FPGA 51. The AD converter 53 converts voltage values indicating the coil currents of each phase into digital values. The current value calculation unit 59 determines the value of the coil current of each phase based on this digital value. In this way, the shunt resistor 65, the amplification section 64, and the FPGA 51 constitute a current detection section that detects the current value of the coil current. Further, the FPGA 51 includes a nonvolatile memory 55 and a memory 57 that store various data used to control the motor 15F.

図4(A)は、U相のコイル73からV相のコイル74及びW相のコイル75に向けて電流を流すためのインバータ60の状態を示している。なお、U相、V相及びW相のハイ側のスイッチング素子を、それぞれ、UH、VH及びWHと表記する。同様に、U相、V相及びW相のロー側のスイッチング素子を、それぞれ、UL、VL及びWLと表記する。図4(A)に示す様に、U相のコイル73からV相のコイル74及びW相のコイル75に向けて電流を流すために、スイッチング素子UH、VL及びWLをオン状態にし、その他のスイッチング素子をオフ状態にする。図4(A)の状態は、U相のコイル73に低圧電源12が出力する電圧を印加している状態である。この状態において、U相のシャント抵抗65には電流が流れないため、U相のコイル電流を測定することはできない。 FIG. 4A shows the state of the inverter 60 for flowing current from the U-phase coil 73 to the V-phase coil 74 and the W-phase coil 75. Note that the high-side switching elements of the U-phase, V-phase, and W-phase are expressed as UH, VH, and WH, respectively. Similarly, the low-side switching elements of the U-phase, V-phase, and W-phase are expressed as UL, VL, and WL, respectively. As shown in FIG. 4(A), in order to flow current from the U-phase coil 73 to the V-phase coil 74 and the W-phase coil 75, switching elements UH, VL, and WL are turned on, and the other Turn off the switching element. The state shown in FIG. 4A is a state in which the voltage output from the low voltage power supply 12 is applied to the U-phase coil 73. In this state, no current flows through the U-phase shunt resistor 65, so the U-phase coil current cannot be measured.

一方、図4(B)は、図4(A)の状態に続く状態であり、スイッチング素子UL、VL、WLをオン状態にし、スイッチング素子UH、VH、WHをオフ状態にしている。図4(B)の状態は、低圧電源12が出力する電圧のコイル73、74及び75への印加を停止し、スイッチング素子ULからコイル73を介してコイル74及び75に回生電流を流している状態である。この状態においては、総ての相のコイル電流を測定することができる。 On the other hand, FIG. 4(B) is a state following the state of FIG. 4(A), in which switching elements UL, VL, and WL are turned on, and switching elements UH, VH, and WH are turned off. In the state shown in FIG. 4(B), the application of the voltage output by the low-voltage power supply 12 to the coils 73, 74, and 75 is stopped, and a regenerative current is flowing from the switching element UL to the coils 74 and 75 via the coil 73. state. In this state, the coil currents of all phases can be measured.

したがって、本実施形態において、FPGA51は、図4(B)の状態において、電流制御ループで使用するU相、V相及びW相のコイル電流の電流値を検知する検知処理を行う。図5は、各PWM信号と検知処理を行うタイミングとの関係を示している。本実施形態において、PWM信号は50μs単位で繰り返される。FPGA51は、内部的にPWM基準信号を50μs毎に生成し、このPWM基準信号に基づき各PWM信号を生成して出力する。また、FPGA51は、PWM基準信号の生成後、スイッチング素子UL、VL及びWLが総てのオン状態であり、回生電流が流れているタイミングにおいて開始信号を生成する。図5において、U相ハイ側のPWM信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングは、PWM基準信号の生成から22.5μsが経過したときであり、開始信号を生成するタイミングは、PWM基準信号の生成後、23.5μsが経過したときである。 Therefore, in this embodiment, the FPGA 51 performs a detection process to detect the current values of the U-phase, V-phase, and W-phase coil currents used in the current control loop in the state shown in FIG. 4(B). FIG. 5 shows the relationship between each PWM signal and the timing at which detection processing is performed. In this embodiment, the PWM signal is repeated every 50 μs. The FPGA 51 internally generates a PWM reference signal every 50 μs, and generates and outputs each PWM signal based on this PWM reference signal. Further, after generating the PWM reference signal, the FPGA 51 generates a start signal at a timing when all of the switching elements UL, VL, and WL are in an on state and a regenerative current is flowing. In FIG. 5, the timing at which the PWM signal on the high side of the U phase changes from high level to low level is when 22.5 μs has elapsed since the generation of the PWM reference signal, and the timing at which the start signal is generated is the timing at which the PWM signal on the high side of the U phase changes from high level to low level. This is when 23.5 μs has elapsed after the generation of .

電流値算出部59は、開始信号の生成から所定期間の間、U相、V相及びW相のコイル電流を測定する(検知処理)。なお、ADコンバータ53は、不図示のマルチプレクサ(アナログスイッチ)を備えており、増幅部64が出力する各相のコイル電流に対応する電圧値を順に選択してデジタル値への変換を行う。つまり、電流値算出部59は、同時に3つの相のコイル電流を測定するのではなく、ADコンバータ53の出力順に応じて順にコイル電流を測定する。以下の説明においては、U相、V相、W相の順でコイル電流の測定を行うものとする。なお、ADコンバータにおけるデジタル値への変換時間を1μsとする。よって、U相、V相、W相の3つの相の変換に要する時間は3μsになる。したがって、図5に示す様に、開始信号が生成されると、電流値算出部59は、3μsの間にU相、V相、W相の順でコイル電流を測定する。 The current value calculation unit 59 measures the U-phase, V-phase, and W-phase coil currents for a predetermined period from generation of the start signal (detection process). Note that the AD converter 53 includes a multiplexer (analog switch) not shown, and sequentially selects the voltage values corresponding to the coil currents of each phase output by the amplifying section 64 and converts them into digital values. That is, the current value calculation unit 59 does not measure the coil currents of the three phases at the same time, but measures the coil currents in order according to the order of the outputs of the AD converter 53. In the following description, it is assumed that the coil current is measured in the order of U phase, V phase, and W phase. Note that the conversion time to a digital value in the AD converter is 1 μs. Therefore, the time required to convert the three phases, U phase, V phase, and W phase, is 3 μs. Therefore, as shown in FIG. 5, when the start signal is generated, the current value calculation unit 59 measures the coil currents in the order of U phase, V phase, and W phase for 3 μs.

図5に示す様にコイル電流を測定するため、U相のコイル73への電圧の印加は、PWM信号の1周期において少なくとも3μsの間、停止させる必要がある。実際には、タイミングのマージンを見込む必要があるため、U相のコイル73への電圧の印加の停止時間は、PWM信号の各周期において少なくとも3μsにマージンを加えた値だけ確保する必要がある。本例では、このマージンを2μsとする。したがって、本例では、PWM信号の1周期当たり、U相のコイル73への電圧の印加の停止時間を少なくとも5μsとする。本例においてPWM信号の周期は50μsであるため、PWM信号1周期当たりの電圧印加期間の割合は、最大で90%となる。 In order to measure the coil current as shown in FIG. 5, the application of voltage to the U-phase coil 73 needs to be stopped for at least 3 μs in one cycle of the PWM signal. In reality, since it is necessary to allow for a timing margin, the time period for which voltage application to the U-phase coil 73 is stopped must be at least 3 μs plus the margin in each cycle of the PWM signal. In this example, this margin is set to 2 μs. Therefore, in this example, the time during which voltage application to the U-phase coil 73 is stopped is at least 5 μs per cycle of the PWM signal. In this example, the period of the PWM signal is 50 μs, so the ratio of the voltage application period per period of the PWM signal is 90% at maximum.

この様に、FPGA51は、PWM基準信号を生成してから所定期間が経過すると開始信号を生成する。以下、開始信号を生成するタイミングを検知タイミングと呼ぶ。検知タイミングは、PWM基準信号の生成からの経過時間により示される。検知タイミングが適切に設定されておらず、よって、開始信号を生成するタイミングが適切でないと、コイル電流を適切に測定することができなくなる。このため、モータ制御部14は、適切な検知タイミングを設定する設定処理を行う。 In this manner, the FPGA 51 generates the start signal when a predetermined period of time has elapsed since generating the PWM reference signal. Hereinafter, the timing at which the start signal is generated will be referred to as detection timing. The detection timing is indicated by the elapsed time from generation of the PWM reference signal. If the detection timing is not set appropriately, and therefore the timing for generating the start signal is not appropriate, it will not be possible to properly measure the coil current. For this reason, the motor control unit 14 performs a setting process to set an appropriate detection timing.

まず、本例では、U相、V相、W相の順にコイル電流を検出する。したがって、最初に検知するU相のコイル73のコイル電流と、最後に電流を検知するW相のコイル75のコイル電流が適切に検出できれば、V相についてはコイル電流が適切に検出できると判定できる。したがって、本実施形態の設定処理では、U相のコイル73とW相のコイル75を測定コイルとする。そして、FPGA51は、複数の候補タイミング(検知タイミングの候補)それぞれで測定コイルのコイル電流が適切に検出できたか否かを判定する。 First, in this example, coil currents are detected in the order of U phase, V phase, and W phase. Therefore, if the coil current of the U-phase coil 73, which is detected first, and the coil current of the W-phase coil 75, which is detected last, can be properly detected, it can be determined that the coil current of the V-phase can be appropriately detected. . Therefore, in the setting process of this embodiment, the U-phase coil 73 and the W-phase coil 75 are used as measurement coils. Then, the FPGA 51 determines whether the coil current of the measurement coil can be appropriately detected at each of a plurality of candidate timings (detection timing candidates).

具体的には、FPGA51は、U相のコイル73のコイル電流を適切に検知できるタイミングを複数の候補タイミングから選択する第1処理と、W相のコイル75を適切に検知できるタイミングを複数の候補タイミングから選択する第2処理と、を行う。そして、第1処理と第2処理とに基づきU相のコイル73とW相のコイル75の両方を適切に検知できるタイミングを検知タイミングに設定する。なお、第1処理と第2処理の内容は同様であるため、以下では、主に第1処理について説明する。 Specifically, the FPGA 51 performs a first process of selecting a timing at which the coil current of the U-phase coil 73 can be appropriately detected from a plurality of candidate timings, and a first process of selecting a timing at which the W-phase coil 75 can be appropriately detected from a plurality of candidate timings. A second process of selecting based on timing is performed. Then, based on the first process and the second process, a timing at which both the U-phase coil 73 and the W-phase coil 75 can be appropriately detected is set as the detection timing. Note that since the contents of the first process and the second process are the same, the first process will mainly be described below.

図6は、第1処理におけるPWM信号を示している。第1処理においてU相のコイル電流を適切に検知できているかを判定するためにU相のコイルとは異なるV相のコイル74又はW相のコイル75を参照コイルとして使用する。本例では、V相のコイル74を参照コイルとしている。まず、U相ハイ側のPWM信号については、PWM基準信号から所定タイミングまではハイレベルとし、所定タイミングにおいてローレベルとする。つまり、所定タイミングにおいてU相のコイル73への電圧の印加を停止する。本例では、この所定タイミングを、PWM基準信号の生成から22.5μsが経過したときとしている。そして、所定タイミングから所定期間が経過すると、U相ハイ側のPWM信号をハイレベルとする。つまり、所定タイミングにおいてU相のコイル73への電圧の印加を停止した後、所定期間が経過すると、U相のコイル73への電圧の印加を再開する。なお、所定期間は、コイルへの電圧の印加を停止する最小期間である5μsとする。なお、U相ロー側のPWM信号については、U相ハイ側のPWM信号のレベルを反転させたものとする。また、参照コイルであるV相ハイ側のPWM信号は常にローレベルとし、V相ロー側のPWM信号は常にハイレベルとする。さらに、残りのコイル(本例ではW相)については、ハイ側及びロー側とも常にローレベルとする。 FIG. 6 shows the PWM signal in the first process. In the first process, the V-phase coil 74 or the W-phase coil 75, which is different from the U-phase coil, is used as a reference coil to determine whether the U-phase coil current can be detected appropriately. In this example, the V-phase coil 74 is used as the reference coil. First, the U-phase high-side PWM signal is set to high level from the PWM reference signal to a predetermined timing, and set to low level at the predetermined timing. That is, the application of voltage to the U-phase coil 73 is stopped at a predetermined timing. In this example, this predetermined timing is when 22.5 μs has elapsed since the generation of the PWM reference signal. Then, when a predetermined period of time has elapsed from the predetermined timing, the U-phase high side PWM signal is set to high level. That is, after stopping the application of voltage to the U-phase coil 73 at a predetermined timing, the application of voltage to the U-phase coil 73 is restarted after a predetermined period of time has elapsed. Note that the predetermined period is 5 μs, which is the minimum period during which the application of voltage to the coil is stopped. Note that the level of the U-phase low-side PWM signal is inverted from that of the U-phase high-side PWM signal. Further, the PWM signal on the V-phase high side, which is the reference coil, is always at a low level, and the PWM signal on the V-phase low side is always at a high level. Furthermore, the remaining coils (W phase in this example) are always kept at low level on both the high side and the low side.

したがって、U相ハイ側のPWM信号がローレベルの間、コイル電流(回生電流)は、測定コイルであるU相のコイル73から参照コイルであるV相のコイル74に流れる。第2処理においては、W相のコイル75が測定コイルとなり、V相のコイル74又はU相のコイル73が参照コイルとなる。 Therefore, while the U-phase high-side PWM signal is at a low level, the coil current (regenerative current) flows from the U-phase coil 73, which is the measurement coil, to the V-phase coil 74, which is the reference coil. In the second process, the W-phase coil 75 serves as a measurement coil, and the V-phase coil 74 or U-phase coil 73 serves as a reference coil.

FPGA51は、複数の候補タイミングを有する。本例においては、FPGA51は、22.5μs、23.5μs、24.5μs、25.5μs、26.5μs及び27.5μsの6つの候補タイミングを有しているものとする。なお、候補タイミングの最小値を22.5μsとしているのは、U相ハイ側のPWM信号をローレベルにする所定タイミングを22.5μsとしているからである。また、候補タイミングの最大値を27.5μsとしているのは、U相ハイ側のPWM信号をハイレベルに戻すタイミングがPWM基準信号の生成後、27.5μsが経過したときであるからである。そして、FPGA51は、6つの候補タイミングから1つを選択し、PWM基準信号から選択した候補タイミングの期間が経過すると開始信号を生成する。開始信号を生成すると、FPGA51は、電流値算出部59により測定コイル(U相)と参照コイル(V相)のコイル電流値を検知する。なお、本例では、図6に示す様に、PWM信号の生成を3周期だけ繰り返し、3周期目においてU相のコイル電流とV相のコイル電流をそれぞれ検知する。 The FPGA 51 has multiple candidate timings. In this example, it is assumed that the FPGA 51 has six candidate timings: 22.5 μs, 23.5 μs, 24.5 μs, 25.5 μs, 26.5 μs, and 27.5 μs. Note that the minimum value of the candidate timing is set to 22.5 μs because the predetermined timing for setting the U-phase high side PWM signal to low level is 22.5 μs. Further, the maximum value of the candidate timing is set to 27.5 μs because the timing for returning the U-phase high side PWM signal to the high level is when 27.5 μs has elapsed after the generation of the PWM reference signal. Then, the FPGA 51 selects one of the six candidate timings, and generates a start signal when the period of the selected candidate timing from the PWM reference signal has elapsed. After generating the start signal, the FPGA 51 detects the coil current values of the measurement coil (U phase) and the reference coil (V phase) using the current value calculation unit 59. In this example, as shown in FIG. 6, the generation of the PWM signal is repeated for three cycles, and in the third cycle, the U-phase coil current and the V-phase coil current are respectively detected.

図7(A)及び図7(B)は、それぞれ、各周期における電流検知結果を示している。なお、図7(A)は、U相のコイル電流を適切に検知できている場合の例を示し、図7(B)は、U相のコイル電流を適切に検知できていない場合の例を示している。本例においては、U相のコイル73からV相のコイル74にコイル電流を流しているため、U相のコイル電流とV相のコイル電流の検知値は、絶対値が同じであり、かつ、符号が反転することになる。言い換えると、U相のコイル電流とV相のコイル電流の和は0となる。したがって、本実施形態では、3周期目において検知したU相のコイル電流の絶対値とV相のコイル電流の絶対値との差が閾値より小さいと、U相のコイル電流を適切に測定できていると判定する。一方、3周期目の測定において検知したU相のコイル電流の絶対値とV相のコイル電流の絶対値との差が閾値以上であると、U相のコイル電流を適切に測定できていないと判定する。 FIGS. 7(A) and 7(B) each show the current detection results in each period. Note that FIG. 7(A) shows an example where the U-phase coil current is properly detected, and FIG. 7(B) shows an example where the U-phase coil current is not properly detected. It shows. In this example, since the coil current is flowing from the U-phase coil 73 to the V-phase coil 74, the detected values of the U-phase coil current and the V-phase coil current have the same absolute value, and The sign will be reversed. In other words, the sum of the U-phase coil current and the V-phase coil current is zero. Therefore, in this embodiment, if the difference between the absolute value of the U-phase coil current and the absolute value of the V-phase coil current detected in the third cycle is smaller than the threshold value, the U-phase coil current cannot be appropriately measured. It is determined that there is. On the other hand, if the difference between the absolute value of the U-phase coil current and the absolute value of the V-phase coil current detected in the third cycle of measurement is greater than the threshold, it is assumed that the U-phase coil current is not being measured properly. judge.

図7(A)及び図7(B)の例においては閾値を0.5としている。図7(A)では、3周期目の測定におけるU相のコイル電流とV相のコイル電流の絶対値の差分は0.07であるため、U相のコイル電流を適切に測定できていると判定される。一方、図7(B)では、3周期目の測定におけるU相のコイル電流とV相のコイル電流の絶対値の差分は1.5であるため、U相のコイル電流を適切に測定できていないと判定される。 In the examples of FIGS. 7(A) and 7(B), the threshold value is set to 0.5. In Fig. 7(A), the difference between the absolute values of the U-phase coil current and the V-phase coil current in the third cycle of measurement is 0.07, so the U-phase coil current can be measured appropriately. It will be judged. On the other hand, in Figure 7(B), the difference between the absolute values of the U-phase coil current and the V-phase coil current in the third cycle of measurement is 1.5, so the U-phase coil current cannot be measured properly. It is determined that there is no

なお、3周期目の電流検知結果に基づき判定するのは、図7に示す様に、周期毎にコイル電流が増加し、よって、コイル電流を適切に測定できているか否かの判定精度が高くなるからである。しかしながら、1周期目や2周期目の測定によりコイル電流を適切に測定できているか否かを判定する構成であっても良い。つまり、コイル電流を適切に測定できているか否かを判定するために何周期目の測定結果を使用するかは設計事項である。さらに、複数の周期の総てにおいて差分が閾値より小さい場合にコイル電流を適切に検知していると判定する構成とすることもできる。 Note that the judgment is made based on the current detection result of the third cycle, as shown in Fig. 7, because the coil current increases with each cycle, and therefore the judgment accuracy of whether or not the coil current has been appropriately measured is high. Because it will be. However, a configuration may be adopted in which it is determined whether the coil current can be appropriately measured by measuring the first cycle or the second cycle. In other words, it is a design matter which period of measurement results are used to determine whether or not the coil current has been appropriately measured. Furthermore, a configuration may be adopted in which it is determined that the coil current is being appropriately detected when the difference is smaller than a threshold value in all of a plurality of cycles.

FPGA51は、第1処理においては、候補タイミングを変更しながら上記U相のコイル電流を適切に測定できているか否かの判定を繰り返す。その後、FPGA51は、第2処理において、候補タイミングを変更しながらW相のコイル電流を適切に測定できているか否かの判定を繰り返す。 In the first process, the FPGA 51 repeatedly determines whether or not the U-phase coil current can be appropriately measured while changing the candidate timing. After that, in the second process, the FPGA 51 repeatedly determines whether the W-phase coil current can be appropriately measured while changing the candidate timing.

図8は、6つの候補タイミングについて行ったU相とW相のコイル電流の検知結果の例を示している。なお、OKとは、コイル電流を適切に測定できていることを示し、NGとは、コイル電流を適切に測定できていないことを示している。図8によると、U相のコイル電流とW相のコイル電流の両方を適切に測定できるのは、候補タイミングが23.5μsと24.5μsのときである。この場合、FPGA51は、例えば、その平均値である24μsを検知タイミングとして設定する。なお、U相のコイル電流とW相のコイル電流の両方を適切に測定できる候補タイミングが存在しないと、FPGA51は、モータ制御部14の異常と判定する。 FIG. 8 shows an example of the detection results of the U-phase and W-phase coil currents performed at six candidate timings. Note that OK indicates that the coil current has been appropriately measured, and NG indicates that the coil current has not been appropriately measured. According to FIG. 8, both the U-phase coil current and the W-phase coil current can be appropriately measured when the candidate timings are 23.5 μs and 24.5 μs. In this case, the FPGA 51 sets the average value of 24 μs as the detection timing, for example. Note that if there is no candidate timing at which both the U-phase coil current and the W-phase coil current can be appropriately measured, the FPGA 51 determines that the motor control unit 14 is abnormal.

なお、上記検知タイミングの設定処理は、モータ15Fの駆動を行っていない間に実行する。例えば、画像形成装置の電源オン後の初期化シーケンスの一つとして設定処理を行うことができる。また、モータ15Fの駆動を開始する際の、モータ起動シーケンスの一環として設定処理を行う構成とすることができる。 Note that the detection timing setting process is executed while the motor 15F is not being driven. For example, the setting process can be performed as one of the initialization sequences after the image forming apparatus is powered on. Further, the configuration may be such that the setting process is performed as part of the motor startup sequence when starting the drive of the motor 15F.

以上、本実施形態では、PWM信号の1周期(本例では、50μs)の内、コイルに電圧を印加しない期間の最小値を5μsとする。上述した様に、この5μsとの期間は、ADコンバータ53での3相の変換に要する3μsに2μsのマージンを加えたものである。本実施形態では、上記の設定処理により適切な検知タイミングを設定するため、この5μsの間に各相のコイル電流を精度良く検知することができる。一方、検知タイミングの設定処理を行わない従来の構成では、より長いマージン、例えば、4~5μsのマージンを見込む必要があった。つまり、PWM信号の1周期(本例では、50μs)の内、コイルに電圧を印加しない期間の最小値を7~8μsに設定する必要があった。この場合、PWM信号1周期当たりの電圧印加期間の割合は、最大で84~86%となる。つまり、本実施形態では、マージンを小さくすることができ、よって、PWM信号1周期当たりの電圧印加期間の割合を大きくすることができる。つまり、コイルへの電圧の印加を停止する期間を短くすることができる。 As described above, in this embodiment, the minimum value of the period during which no voltage is applied to the coil is 5 μs within one cycle of the PWM signal (50 μs in this example). As described above, this period of 5 μs is the 3 μs required for three-phase conversion in the AD converter 53 plus a margin of 2 μs. In this embodiment, since appropriate detection timing is set by the above setting process, the coil current of each phase can be detected with high accuracy during this 5 μs. On the other hand, in a conventional configuration that does not perform detection timing setting processing, it is necessary to allow for a longer margin, for example, a margin of 4 to 5 μs. In other words, it was necessary to set the minimum value of the period during which no voltage is applied to the coil within one cycle of the PWM signal (50 μs in this example) to 7 to 8 μs. In this case, the ratio of the voltage application period per period of the PWM signal is 84 to 86% at maximum. That is, in this embodiment, the margin can be reduced, and therefore the ratio of the voltage application period per period of the PWM signal can be increased. In other words, the period during which voltage application to the coil is stopped can be shortened.

<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。第一実施形態においては、検知タイミングの設定処理を他の処理とは独立して行っていた。本実施形態では、モータ15Fのロータの停止位置(停止位相)の検知処理(以下、停止位置検知処理)の際に検知タイミングの設定処理を行う。より詳しくは、停止位置検知処理で取得するコイル電流の検知値に基づき適切な検知タイミングを決定して設定する。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, the detection timing setting process was performed independently from other processes. In this embodiment, detection timing setting processing is performed during detection processing (hereinafter referred to as stop position detection processing) of the stop position (stop phase) of the rotor of the motor 15F. More specifically, appropriate detection timing is determined and set based on the detected value of the coil current obtained in the stop position detection process.

まず、停止位置検知処理について説明する。モータ15Fのセンサレス駆動は、ロータの停止位置に応じて行われる。よって、モータ15Fの回転を開始する際、FPGA51は、停止位置検知処理を行う必要がある。ロータの停止位置は、ロータの停止位置によって各相のコイル73~75のインダクタンスが変化する現象を利用して行うことができる。具体的には、U-V、U-W、V-W、V-U、W-U、W-Vの各励磁相にコイル電流を流し、その際のコイル電流の大小により、各コイルのインダクタンスの大小を判定することで、ロータ停止位置を検知することができる。なお、X-Yとは、X相のコイルからY相のコイルに向けて電流を流すとの意味である。 First, the stop position detection process will be explained. The sensorless drive of the motor 15F is performed according to the stop position of the rotor. Therefore, when starting the rotation of the motor 15F, the FPGA 51 needs to perform a stop position detection process. The stopping position of the rotor can be determined by utilizing the phenomenon that the inductance of the coils 73 to 75 of each phase changes depending on the stopping position of the rotor. Specifically, coil current is passed through each excitation phase of UV, U-W, V-W, V-U, W-U, and W-V, and the magnitude of each coil current is determined by the magnitude of the coil current at that time. By determining the magnitude of the inductance, the rotor stop position can be detected. Note that XY means that current flows from the X-phase coil to the Y-phase coil.

図9(A)及び図9(B)は、停止位置検知処理においてX-Y相にコイル電流を流す場合のPWM信号のデューティの時間変化を示している。なお、指令値1は、X相ハイ側のPWM信号のオンデューティを示している。また、指令値2は、Y相ハイ側のオンデューティを示している。なお、X相ロー側のPWM信号は、X相ハイ側のPWM信号のレベルを反転させたものであり、Y相ロー側のPWM信号は、Y相ハイ側のPWM信号のレベルを反転させたものとなる。なお、残りの1相のPWM信号は、ハイ側及びロー側共、ローレベルに固定する。 FIGS. 9A and 9B show changes over time in the duty of the PWM signal when the coil current is passed through the XY phase in the stop position detection process. Note that the command value 1 indicates the on-duty of the PWM signal on the high side of the X phase. Further, the command value 2 indicates the on-duty on the high side of the Y phase. Note that the PWM signal on the low side of the X phase is the inverted level of the PWM signal on the high side of the X phase, and the PWM signal on the Y phase low side is the inverted level of the PWM signal on the high side of the Y phase. Become something. Note that the remaining one-phase PWM signal is fixed at a low level on both the high side and the low side.

図9(A)及び図9(B)の電流検知値は、X相のコイル電流の検知値を示している。コイル電流は、X相のハイ側のPWM信号のデューティが最大となった後、X相ハイ側のPWM信号のデューティを減少させている間に最大値となる。例えば、図9(A)及び図9(B)においては、X相ハイ側のPWM信号のデューティを減少させ、デューティが略0となったときにコイル電流は最大となっている。 The detected current values in FIGS. 9(A) and 9(B) indicate the detected values of the X-phase coil current. The coil current reaches its maximum value while the duty of the high-side PWM signal of the X-phase is decreasing after the duty of the high-side PWM signal of the X-phase reaches its maximum value. For example, in FIGS. 9A and 9B, the duty of the PWM signal on the high side of the X phase is decreased, and when the duty becomes approximately 0, the coil current becomes maximum.

なお、検知タイミングが適切に設定されていないと、X相ハイ側のPWM信号のデューティが最大(90%)となる付近において、X相のコイル電流を適切に検出できなくなり得る。図9(A)は、検知タイミングが適切であるため、X相のコイル電流を常に適切に測定できている場合を示している。一方、図9(B)は、検知タイミングが適切でないため、X相ハイ側のPWM信号のデューティが最大となる付近において、コイル電流を適切に測定できていない場合を示している。しかしながら、上述した様に、停止位置検知処理においては、コイル電流の最大値が測定できればよく、コイル電流は、X相ハイ側のPWM信号のデューティが最大値から減少している間に最大となる。つまり、検知タイミングを適切に設定できていないことは停止位置検知処理に影響を与えない。 Note that if the detection timing is not set appropriately, the X-phase coil current may not be properly detected near the time when the duty of the X-phase high-side PWM signal is maximum (90%). FIG. 9A shows a case where the X-phase coil current can always be appropriately measured because the detection timing is appropriate. On the other hand, FIG. 9B shows a case where the coil current cannot be appropriately measured near the maximum duty of the PWM signal on the high side of the X phase because the detection timing is not appropriate. However, as mentioned above, in the stop position detection process, it is only necessary to measure the maximum value of the coil current, and the coil current reaches its maximum while the duty of the PWM signal on the high side of the X phase decreases from the maximum value. . In other words, failure to set the detection timing appropriately does not affect the stop position detection process.

本実施形態では、停止位置検知処理を3回行う。1回の停止位置検知処理においては、U-V、U-W、V-W、V-U、W-U、W-Vの励磁相の順で、図9において説明した様にPWM信号を出力してコイル電流を流す。そして、図9で説明した様に、コイル電流の最大値を各励磁相(6つの励磁相)について検知し、6つのコイル電流の最大値を比較することでロータの停止位置を判定する。そして、3回行う停止位置検知処理それぞれでの判定結果に基づきロータの停止位置を多数決判定する。つまり、3回行う停止位置検知処理の内、少なくとも2回の停止位置検知処理でのロータ停止位置の判定結果が同じであれば、その判定結果が示すロータ停止位置にロータが停止していると判定する。一方、3回行う停止位置検知処理の判定結果がそれぞれ異なるものであると、再度、停止位置検知処理を3回行う。 In this embodiment, the stop position detection process is performed three times. In one stop position detection process, PWM signals are sent in the order of excitation phases UV, UW, VW, VU, WU, and WV as explained in FIG. Output and cause coil current to flow. Then, as explained in FIG. 9, the maximum value of the coil current is detected for each excitation phase (six excitation phases), and the stop position of the rotor is determined by comparing the maximum values of the six coil currents. Then, the stop position of the rotor is determined by a majority vote based on the determination results of each of the stop position detection processes performed three times. In other words, if the determination results of the rotor stop position in at least two of the three stop position detection processes are the same, it is assumed that the rotor is stopped at the rotor stop position indicated by the determination results. judge. On the other hand, if the determination results of the stop position detection process performed three times are different from each other, the stop position detection process is performed three times again.

また、停止位置検知処理において、U-VとU-Wを励磁相としている際、U相ハイ側のPWM信号のデューティが90%(ローレベルの期間が5μs)のときの電流検知結果に基づきU相のコイル電流を正しく検知できているか否かを判定する。同様に、W-UとW-Vを励磁相としている際、W相ハイ側のPWM信号のデューティが90%(ローレベルの期間が5μs)のときの電流検知結果に基づきW相のコイル電流を正しく検知できているか否かを判定する。 In addition, in the stop position detection process, when UV and UW are used as excitation phases, based on the current detection results when the duty of the PWM signal on the high side of the U phase is 90% (low level period is 5 μs). Determine whether the U-phase coil current can be detected correctly. Similarly, when W-U and W-V are excitation phases, the W-phase coil current is calculated based on the current detection result when the duty of the W-phase high side PWM signal is 90% (the low-level period is 5 μs). Determine whether or not it is correctly detected.

そして、候補タイミングについては、図10に示す様に変化させる。図10によると、1回目の停止位置検知処理でU-Vを励磁相としている際の候補タイミングを22.5μとして、U-Wを励磁相としている際の候補タイミングを23.5μとする。そして、2回目の停止位置検知処理でU-Vを励磁相としている際の候補タイミングを24.5μとして、U-Wを励磁相としている際の候補タイミングを25.5μとする。さらに、3回目の停止位置検知処理でU-Vを励磁相としている際の候補タイミングを26.5μとして、U-Wを励磁相としている際の候補タイミングを27.5μとする。これにより、第一実施形態と同様に、6つの異なる候補タイミングに対して、U相のコイル電流が正しく検知できているかを判定することができる。W相についても同様である。そして、第一実施形態と同様に、U相とW相のコイル電流の両方を正しく検知できる候補タイミングに基づき検知タイミングを設定する。 Then, the candidate timings are changed as shown in FIG. According to FIG. 10, the candidate timing when UV is the excitation phase in the first stop position detection process is 22.5μ, and the candidate timing when UW is the excitation phase is 23.5μ. In the second stop position detection process, the candidate timing when UV is the excitation phase is set to 24.5μ, and the candidate timing when UW is the excitation phase is set to 25.5μ. Furthermore, in the third stop position detection process, the candidate timing when UV is the excitation phase is set to 26.5μ, and the candidate timing when UW is the excitation phase is set to 27.5μ. Thereby, similarly to the first embodiment, it is possible to determine whether the U-phase coil current is correctly detected for six different candidate timings. The same applies to the W phase. Then, similarly to the first embodiment, the detection timing is set based on candidate timings that can correctly detect both the U-phase and W-phase coil currents.

以上、本実施形態では、停止位置検知処理で測定するコイル電流に基づき検知タイミングを決定する。よって、マージンを小さくできることに加えて、画像形成装置のダウンタイムを短くすることができる。 As described above, in this embodiment, the detection timing is determined based on the coil current measured in the stop position detection process. Therefore, in addition to being able to reduce the margin, downtime of the image forming apparatus can be shortened.

なお、上記各実施形態において、モータ15Fは、定着器24のローラを回転駆動させるための動力源であった。しかしながら、制御対象のモータに制限はなく、画像形成装置の部材の動力源となる他のモータの制御に本発明を適用することができる。また、検知処理や設定処理をFPGA51が行うものとしたが、プリンタ制御部11が行う構成であっても良い。 Note that in each of the embodiments described above, the motor 15F is a power source for rotationally driving the roller of the fixing device 24. However, the motor to be controlled is not limited, and the present invention can be applied to control of other motors that serve as power sources for members of the image forming apparatus. Further, although the FPGA 51 performs the detection processing and the setting processing, the printer control unit 11 may perform the detection processing and the setting processing.

[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサ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。
[Other embodiments]
The present invention provides a system or device with a program that implements one or more of the functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the embodiments described above, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are hereby appended to disclose the scope of the invention.

61:ゲートドライバ、60:インバータ、51:FPGA、65:シャント抵抗、64:増幅部、53:ADコンバータ、59:電流値算出部 61: Gate driver, 60: Inverter, 51: FPGA, 65: Shunt resistor, 64: Amplification section, 53: AD converter, 59: Current value calculation section

Claims (12)

モータの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、
前記複数のコイルの電流値を検知する電流検知手段と、
前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルの内の第1測定コイルに電流を流し、複数の候補タイミングそれぞれにおいて前記第1測定コイルの電流値を前記電流検知手段に検知させ、前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルの内の第2測定コイルに電流を流し、前記複数の候補タイミングそれぞれにおいて前記第2測定コイルの電流値を前記電流検知手段に検知させることで前記電流検知手段により電流値を検知させる検知タイミングを設定する設定処理と、設定した前記検知タイミングに応じて、前記複数のコイルの電流値を前記電流検知手段に検知させる検知処理と、を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
Voltage control means for controlling voltage applied to the plurality of coils of the motor;
current detection means for detecting current values of the plurality of coils;
controlling the voltage control means to cause a current to flow through a first measurement coil of the plurality of coils, causing the current detection means to detect a current value of the first measurement coil at each of a plurality of candidate timings, and controlling the voltage; The current detecting means controls the means to flow a current to a second measuring coil of the plurality of coils, and causes the current detecting means to detect a current value of the second measuring coil at each of the plurality of candidate timings. a control unit that performs a setting process of setting a detection timing for detecting a current value by a control unit; and a detection process of causing the current detection unit to detect current values of the plurality of coils according to the set detection timing;
A motor control device comprising:
前記電流検知手段は、前記検知処理において前記複数のコイルの電流値を順に検知し、
前記第1測定コイルは、前記検知処理において最初に電流値を検知するコイルであり、
前記第2測定コイルは、前記検知処理において最後に電流値を検知するコイル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。
The current detection means sequentially detects current values of the plurality of coils in the detection process,
The first measurement coil is a coil that first detects a current value in the detection process,
The motor control device according to claim 1, wherein the second measurement coil is a coil that detects the current value last in the detection process.
前記制御手段は、前記電圧制御手段が前記複数のコイルに電圧を印加せず、前記複数のコイルに回生電流が流れている間に前記検知処理が実行される様に前記検知タイミングを設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 The control means sets the detection timing such that the voltage control means does not apply voltage to the plurality of coils and the detection process is executed while a regenerative current is flowing through the plurality of coils. The motor control device according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記設定処理において、前記電圧制御手段は、前記第1測定コイルに電圧を印加することで前記第1測定コイルから前記複数のコイルの内の前記第1測定コイルとは異なる参照コイルに電流を流し、所定タイミングにおいて前記第1測定コイルへの電圧の印加を停止する制御を行うことで前記第1測定コイルから前記参照コイルに回生電流を流す第1処理を繰り返し、
前記制御手段は、前記第1処理それぞれにおいて、前記複数の候補タイミングの内の1つを順に選択し、選択した候補タイミングにおいて前記電流検知手段に前記第1測定コイルの電流値及び前記参照コイルの電流値を検知させることで、前記複数の候補タイミングから前記第1測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングを判定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
In the setting process, the voltage control means applies a voltage to the first measurement coil to cause a current to flow from the first measurement coil to a reference coil different from the first measurement coil among the plurality of coils. , repeating a first process of flowing a regenerative current from the first measuring coil to the reference coil by controlling to stop applying voltage to the first measuring coil at a predetermined timing;
The control means sequentially selects one of the plurality of candidate timings in each of the first processes, and transmits the current value of the first measurement coil and the reference coil to the current detection means at the selected candidate timing. The motor control according to any one of claims 1 to 3, wherein a candidate timing at which the current value of the first measuring coil can be detected is determined from the plurality of candidate timings by detecting a current value. Device.
前記第1処理それぞれにおいて、前記電圧制御手段は、前記第1測定コイルへの電圧の印加を停止する制御を行った後、所定期間が経過すると、前記第1測定コイルに電圧を印加するための制御を行うことを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。 In each of the first processes, the voltage control means performs control to stop applying voltage to the first measuring coil, and then, when a predetermined period of time has elapsed, controls to apply voltage to the first measuring coil. The motor control device according to claim 4, wherein the motor control device performs control. 前記制御手段は、前記第1処理それぞれにおいて、前記電流検知手段が検知した前記第1測定コイルの電流値と前記参照コイルの電流値を比較することで前記複数の候補タイミングから前記第1測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングを判定することを特徴とする請求項4又は5に記載のモータ制御装置。 In each of the first processes, the control means compares the current value of the first measurement coil detected by the current detection means with the current value of the reference coil, thereby determining the first measurement coil from the plurality of candidate timings. The motor control device according to claim 4 or 5, wherein candidate timings at which the current value of can be detected are determined. 前記制御手段は、前記電流検知手段が検知した前記第1測定コイルの電流値の絶対値と前記参照コイルの電流値の絶対値との差が閾値より小さいときの候補タイミングを前記第1測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングと判定することを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置。 The control means selects a candidate timing for the first measurement coil when a difference between the absolute value of the current value of the first measurement coil detected by the current detection means and the absolute value of the current value of the reference coil is smaller than a threshold value. 7. The motor control device according to claim 6, wherein the current value is determined to be a candidate timing at which the current value can be detected. 前記設定処理において、前記電圧制御手段は、前記第2測定コイルに電圧を印加することで前記第2測定コイルから前記複数のコイルの内の前記第2測定コイルとは異なる参照コイルに電流を流し、所定タイミングにおいて前記第2測定コイルへの電圧の印加を停止する制御を行うことで前記第2測定コイルから前記参照コイルに回生電流を流す第2処理を繰り返し、
前記制御手段は、前記繰り返し行われる第2処理それぞれにおいて、前記複数の候補タイミングの内の1つを順に選択し、選択した候補タイミングにおいて前記電流検知手段に前記第2測定コイルの電流値及び前記参照コイルの電流値を検知させることで、前記複数の候補タイミングから前記第2測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングを判定することを特徴とする請求項4から7のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
In the setting process, the voltage control means applies a voltage to the second measurement coil to cause current to flow from the second measurement coil to a reference coil different from the second measurement coil among the plurality of coils. , repeating a second process of causing a regenerative current to flow from the second measurement coil to the reference coil by controlling to stop applying voltage to the second measurement coil at a predetermined timing;
In each of the repeated second processes, the control means sequentially selects one of the plurality of candidate timings, and at the selected candidate timing, the current value of the second measurement coil and the 8. A candidate timing at which the current value of the second measurement coil can be detected is determined from the plurality of candidate timings by detecting a current value of a reference coil. motor control device.
前記制御手段は、前記第1測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングと前記第2測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングとに基づき前記検知タイミングを決定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。 9. The control means determines the detection timing based on a candidate timing at which the current value of the first measurement coil can be detected and a candidate timing at which the current value of the second measurement coil can be detected. The motor control device described. 前記制御手段は、前記第1測定コイルの電流値を検知でき、かつ、前記第2測定コイルの電流値を検知できる候補タイミングの平均値を前記検知タイミングとすることを特徴とする請求項9に記載のモータ制御装置。 10. The control means sets an average value of candidate timings at which the current value of the first measurement coil can be detected and the current value of the second measurement coil can be detected as the detection timing. The motor control device described. 前記制御手段は、前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルに順に電流を流し、前記電流検知手段に前記複数のコイルの電流を検知させることで前記モータのロータの停止位置を検知する処理を実行し、前記ロータの停止位置を検知する処理において前記電流検知手段が検知する前記第1測定コイル及び前記第2測定コイルの電流値に基づき前記設定処理を行うことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 The control means controls the voltage control means to cause current to flow through the plurality of coils in order, and causes the current detection means to detect the currents of the plurality of coils, thereby detecting a stop position of the rotor of the motor. 2. The setting process is performed based on the current values of the first measurement coil and the second measurement coil detected by the current detection means in the process of detecting the stop position of the rotor. 10. The motor control device according to any one of 10 to 10. シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段の部材の動力を生成するモータと、
前記モータの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、
前記複数のコイルの電流値を検知する電流検知手段と、
設定された検知タイミングから前記複数のコイルの電流値を前記電流検知手段に検知させる検知処理と、前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルの内の第1測定コイルに電流を流し、複数の候補タイミングそれぞれにおいて前記第1測定コイルの電流値を前記電流検知手段に検知させ、前記電圧制御手段を制御して前記複数のコイルの内の第2測定コイルに電流を流し、前記複数の候補タイミングそれぞれにおいて前記第2測定コイルの電流値を前記電流検知手段に検知させることで前記検知タイミングを設定する設定処理と、を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
an image forming means for forming an image on the sheet;
a motor that generates power for the members of the image forming means;
Voltage control means for controlling voltage applied to the plurality of coils of the motor;
current detection means for detecting current values of the plurality of coils;
a detection process of causing the current detection means to detect current values of the plurality of coils from a set detection timing; and controlling the voltage control means to flow a current to a first measurement coil of the plurality of coils; The current detection means detects the current value of the first measurement coil at each of the candidate timings, and the voltage control means is controlled to cause a current to flow through the second measurement coil of the plurality of coils. a control means that performs a setting process of setting the detection timing by causing the current detection means to detect the current value of the second measurement coil at each timing;
An image forming apparatus comprising:
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