(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動装置であって、
複数相のコイルと、ロータの回転に応じて電圧を出力する複数の検出手段とを有するブラシレスモータと、
制御信号に基づいて前記複数相のコイルに対する電流の供給先を切り替えることによって、前記ブラシレスモータを駆動する駆動手段と、
前記複数の検出手段から出力される検出信号と、前記ロータの回転角に応じた予め求めた電圧と前記複数の検出手段から得られる前記ロータの回転角に応じた電圧との差に基づいた補正信号との加算結果に基づいて、前記制御信号を生成する生成手段とを備え、
前記ブラシレスモータは前記検出手段を少なくとも３つ有し、
前記複数の検出手段のうち、前記ロータの回転方向に沿って隣り合う２つの検出手段からそれぞれ出力された電圧の差分値を取得し、前記差分値を第２の閾値電圧に基づく２値化処理を行い、前記第２の閾値電圧に基づく２値化処理の結果に基づいて前記制御信号を生成することを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記複数の検出手段は、ホール素子を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
インクを吐出して記録を行なう記録ヘッドを更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの駆動装置及び前記装置を備える記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年記録装置の高画質化要求が高まっており、その対策として記録媒体の搬送精度、記録ヘッドの記録精度（例えばインクジェットプリンタの場合、インクの吐出量や吐出タイミング等）、記録ヘッドの搭載したキャリッジの動作精度を向上することなどがある。
【０００３】
これらの対策の中で、キャリッジの動作精度について着目する。インクジェットプリンタ等は通常、キャリッジを動作させながら記録ヘッドが記録を行うため、キャリッジの動作制御と記録ヘッドの記録制御を同時に行っている。したがって、コントローラからの制御信号に対するキャリッジの動作精度が記録精度に影響する。
【０００４】
現在、キャリッジは、駆動源としてノイズが小さく長寿命であるＤＣブラシレスモータが用いられていることが多い。そのため、ＤＣブラシレスモータの動作精度向上によりキャリッジの動作精度が向上し、ひいては記録装置の画質が向上する。
【０００５】
一般的なＤＣブラシレスモータとして、例えば図３のような構成がある。マグネット（ロータ）の周りに複数（例えば１２０°ごとに３個）配設されたホール素子が回転するマグネットの磁極を検出し、得られた電圧をモータドライバに出力し、ホール素子からの出力をもとにコイルを介して回転子の駆動を制御する。この構成においては、ホール素子の実装位置誤差の他に、ホール素子自体の不平衡電圧、ホール素子自体のヒステリシス、差動アンプ入力のオフセット、マグネットの着磁精度、ロータの機械偏芯など、多くの誤差要因がある。この問題を解決するため、例えば、特許文献１及び２が提案されている。
【０００６】
特許文献１の発明では、ホール素子自体の不平衡電圧の誤差に着目し、ホール素子の差動出力の片側出力をＧＮＤもしくは電源ラインに接続し、不平衡電圧を小さく補正するものである。
【０００７】
また、特許文献２の発明では、コイルに発生する誘起電圧のタイミングからホール素子切り替え位置を推定していくものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭６１−２０２３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２４００４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＤＣブラシレスモータには、構成する各部品間の寸法公差や、ロータの着磁誤差等の誤差は当然生じるものである。それに対して、特許文献１の発明のように、ホール素子の不平衡電圧を補正するだけでは、ホール素子自体の実装位置がずれている場合等における動作の補正は不可能である。
【００１０】
また、記録装置において、キャリッジは加減速を頻繁に繰り返しながら記録を行うため、ＤＣブラシレスモータは、加減速時においても正確に駆動することが要求される。それに対して、特許文献２の発明では、コイルに発生する誘起電圧のタイミングからホール素子切り替え位置を推定していくものでは、加減速を頻繁に繰り返す駆動形態では推定から得られた補正の精度が低くなる。
【００１１】
本発明の目的は、ホール素子自体の実装位置がずれている場合であっても、あるいは加減速を頻繁に繰り返す駆動形態においてもモータの駆動上の誤差を正確に補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、モータ駆動装置であって、複数相のコイルと、ロータの回転に応じて電圧を出力する複数の検出手段とを有するブラシレスモータと、制御信号に基づいて前記複数相のコイルに対する電流の供給先を切り替えることによって、前記ブラシレスモータを駆動する駆動手段と、前記複数の検出手段から出力される検出信号と、前記ロータの回転角に応じた予め求めた電圧と前記複数の検出手段から得られる前記ロータの回転角に応じた電圧との差に基づいた補正信号との加算結果に基づいて、前記制御信号を生成する生成手段とを備え、前記ブラシレスモータは前記検出手段を少なくとも３つ有し、前記複数の検出手段のうち、前記ロータの回転方向に沿って隣り合う２つの検出手段からそれぞれ出力された電圧の差分値を取得し、前記差分値を第２の閾値電圧に基づく２値化処理を行い、前記第２の閾値電圧に基づく２値化処理の結果に基づいて前記制御信号を生成することを特徴とするモータ駆動装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ホール素子自体の実装位置がずれている場合であっても、あるいは加減速を頻繁に繰り返す駆動形態においてもモータの駆動上の誤差を正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係わるインクジェット記録装置の斜視図。
【図２】記録装置の機能的な構成の一例を示す図。
【図３】従来例の概念図。
【図４】本発明の概念図。
【図５】現状のホール素子出力の波形図（１相分表示）。
【図６】現状のホール素子出力と発生トルクの波形図（３相表示）。
【図７】本発明の一実施形態によるホール素子出力の補正例（１相分表示）。
【図８】補正後のホール素子出力と発生トルクの波形図（３相表示）。
【図９】補正値決定のシーケンス図。
【図１０】本発明の他の実施形態の概念図。
【図１１】ホール素子の差動出力、各出力間の差動信号、及び目標とする３相合成補正値の波形を示した図。
【図１２】各出力間の差動出力を２値化した波形を示した図。
【図１３】本発明の実施形態の変形例の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、インクジェット記録方式を用いた記録装置を例に挙げて説明する。記録装置としては、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであってもよいし、また、例えば、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであってもよい。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であってもよい。
【００１６】
なお、以下の説明において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。更に人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する、又は媒体の加工を行なう場合も表す。
【００１７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表す。
【００１８】
更に、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表す。
【００１９】
以下の説明において、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【００２０】
＜インクジェット記録装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置１の外観構成の一例を示す斜視図である。
【００２１】
インクジェット記録装置（以下、記録装置と呼ぶ）１は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドと呼ぶ）３をキャリッジ２に搭載している。ガイドシャフトＧはキャリッジ２を所定方向（図中Ａ方向）に沿って往復移動を可能に支持している。キャリッジモータＭＣＲはキャリッジ２を駆動するＤＣブラシレスモータで、ガイドシャフトＧと直交する回転軸を有する。プーリー８は、キャリッジ２に接続され、かつキャリッジモータＭＣＲの軸部材７０の外周と当接している。そのため、キャリッジモータＭＣＲが回転するとプーリー８を介して駆動力がキャリッジ２に伝えられて移動する。
【００２２】
さらに、記録装置１は、記録紙などの記録媒体を給紙機構を介して給紙し、記録位置まで搬送する。そして、その記録位置において、キャリッジ２に搭載された記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。
【００２３】
本実施形態に係わる記録ヘッド３は、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。そのため、記録ヘッド３は、発熱抵抗素子を備えている。発熱抵抗素子は、各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、対応する発熱抵抗素子に記録信号に応じたパルス電圧を印加する。これにより、対応する吐出口からインクが吐出される。なお、本実施形態においては、インクの吐出方式として、ヒータを用いてインクを吐出する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式など、様々なインクジェット方式を採用してもよい。
【００２４】
キャリッジ２には、記録ヘッド３の他、例えば、インクタンク６が搭載される。インクタンク６は、記録ヘッド３に供給するインクを貯留する。図１に示す記録装置１の場合、キャリッジ２には、マットブラック（ＭＢｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ収容する５つのインクタンク６が搭載されている。これら５つのインクタンク６は、それぞれ独立して着脱可能である。
【００２５】
＜インクジェット記録装置の機能的構成＞
図２は、図１に示す記録装置１の機能的な構成の一例を示す図である。
【００２６】
ここで、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などを具備して構成される。本実施形態ではコントローラ６００は、キャリッジモータの駆動を制御する駆動制御手段となる。
【００２７】
ＲＯＭ６０２は、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御を行なう。また、ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３を制御するための制御信号の生成も行なう。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられ、本実施形態では、キャリッジモータＭＣＲの駆動を補正するために生成された補正値（詳細は後述する）を格納する記憶手段となる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行なう。Ａ／Ｄ変換器６０６は、後述するセンサ群から入力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換し、変換後のデジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。
【００２８】
６２０は、スイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などを具備して構成される。６３０は、装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。
【００２９】
ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査に際して、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッド３に対して記録素子（ヒータ）を駆動するためのデータを転送する。
【００３０】
キャリッジモータドライバ６４０は、キャリッジモータＭＣＲを駆動する。搬送モータドライバ６４２は、搬送モータＭＬＦを駆動する。記録ヘッド３は、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（以下、走査方向と呼ぶ）に向けて走査される。具体的には、当該記録媒体に対して相対的に走査される。
【００３１】
また、６１０は、画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取用のリーダやデジタルカメラなど）であり、例えば、ホスト装置などと総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間では、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等の授受が行なわれる。
【００３２】
＜従来のモータ駆動装置の構成＞
従来のモータ（ＤＣブラシレスモータ）駆動装置の構成について、図３を参照しながら説明する。
【００３３】
ロータ７は回転軸となる軸部材７０とマグネット７１が一体的に形成されており、ステータ（不図示）により、軸部材７０の方向を中心に回転自在に支持されている（すなわち、軸部材７０はロータ７の回転軸上にある）。全体構成でも述べたとおり、インクジェット記録装置ではベルトを介してキャリッジ２を往復自在に駆動すべく、キャリッジモータＭＣＲの軸部材７０の外周とプーリー８が当接している。このキャリッジモータＭＣＲの内部では、複数のコイルが、回転軸の周りに等間隔に配置されている。なお、ここ例示するモータは３相で構成されるコイル７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃを有しており、これらのコイルの通電先を順次切り替えてロータを回転させる。また、このマグネット７１（ロータ）の回転に伴って変化する磁場を検出し、電圧に変換して出力する検出手段として、３つのホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃがロータの回転軸の周りに等間隔に配設されている。ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、それぞれ、アナログ電圧を出力する。それぞれのホール素子は＋と−出力から電圧は、モータドライバを介して複数のコイルに供給する電流の通電タイミングを変化させる通電制御手段７４に備えられた２値化手段である差動アンプ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃに出力される。なお、ホール素子の数は複数であれば３つに限らず２あるいは４つ以上でもよい。
【００３４】
差動アンプにおいて＋と−の出力が比較演算出力され、例えば、＋の出力が−の出力より大きければ、値Ｈを、−の出力が＋の出力より大きければ、値Ｌを出力する（すなわち＋出力と−出力の電圧の差（差動出力）が０Ｖ（第１の閾値）で２値化される）。この値はモータドライバ６４０に入力され、この３つの差動アンプ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃの出力（Ｈ又はＬ）の組み合わせ（たとえば、Ｈ、Ｌ、Ｌの場合には、コイルＵ相からＶ相に通電されるなど）が判断される。モータドライバ６４０は、複数のコイルのうちの１つに常に電流を供給し、この組み合わせに対応させて、モータ内部のコイル７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃに通電する相を切り替え、ロータ７を回転させる。すなわちモータドライバ６４０は、各相において＋と−の出力が等しくなる回転角においてコイルへの通電先を切り替える（以下、「コイルに通電する電流を切り替える」ことを「転流する」と記載する。）。なお、差動アンプ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃは構成によっては、モータドライバ６４０の内部に構成されている場合もある。
【００３５】
また、モータドライバの構成によっては、この差動アンプ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃが、ドライバ６４０に内蔵されている場合や、コイルへの出力段が外付け回路で構成されている場合もある。そしてモータドライバ６４０は記録装置全体を制御するコントローラ６００に接続され、コントローラ６００からスタートストップ・回転方向切り替え・異常検知・ホール信号よる簡易速度信号・ＰＷＭ指令信号などの信号を通信する。すなわちコントローラ６００により、記録装置の各種の他の動作（例えば、搬送モータＭＬＦなど）と協調して、キャリッジモータＭＣＲの速度が制御されている。
【００３６】
上記のとおり、ホール素子はロータとの相対的な回転位置を検出するものであり、絶対的な位置を検出するものではない。したがって、この構成では、ホール素子の実装位置がずれると、転流するタイミングずれ、その結果、大きなトルクの不連続が発生する。また、ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃの差動出力を２値化する差動アンプ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃの入力オフセット電圧ばらつきも大きく影響する。これらのばらつきから生じるコイルの転流タイミングのズレをキャンセルし、モータ動作精度の向上をするための本実施形態のキャリッジモータについて以下に説明する。
【００３７】
＜本実施形態のモータ駆動装置の構成＞
図４に本実施形態のモータ駆動装置の構成を示す。図３に示した従来のモータ駆動装置の構成に対する本実施形態の構成の相違点について説明する。
【００３８】
ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、それぞれ、アナログ電圧を出力する。ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃはそれぞれ、両極の出力が別々の加算用オペアンプ（加算手段）の入力に抵抗を介して接続されている。例えば、図４において、ホール素子７３Ａの＋及び−出力は、それぞれ加算用オペアンプ７５Ａ１、７５Ａ２の入力に接続されている。他の２相のホール素子７３Ｂ、７３Ｃも７３Ａと同様に接続されており、これらの２相について以下、構成の説明及び図示は省略する。
【００３９】
一方、機器の各制御をつかさどるコントローラ６００には、２チャンネル以上のアナログ出力を有するＤＡコンバータ７６が接続され、ＤＡコンバータ７６の出力は加算用オペアンプ７５Ａ１及び７５Ａ２の入力端子に接続される。
【００４０】
コントローラ６００の指令により、加算用オペアンプ７５Ａ１には基準電圧が、７５Ａ２にはこの基準電圧にＲＡＭ６０４に格納された補正値（求める方法については＜補正値の算出方法＞で述べる。）が加算された電圧が入力される。したがって、加算用オペアンプ７５Ａ１には元のホール素子の＋出力に基準電圧が反転加算され、加算用オペアンプ７５Ａ２には元のホール素子の−出力に基準電圧＋補正値が反転加算される。
【００４１】
さらに、加算用オペアンプ７５Ａ１、７５Ａ２は差動アンプ７４Ａの＋及び−入力端子に接続されている。この構成により、加算された同じ基準電圧はキャンセルされ、補正値のみ、片側のホール素子出力に重畳された状態で、差動出力される。
【００４２】
＜従来のモータにおけるホール素子の出力＞
まず、従来のモータについて説明する。以下の説明において、ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃの（＋、−）出力をそれぞれ（Ｈｕ＋、Ｈｕ−）、（Ｈｖ＋、Ｈｖ−）、（Ｈｗ＋、Ｈｗ−）とする。
【００４３】
図５において、横軸がロータ７の回転角であり、この例ではマグネットは８極の構成なので、ロータ７は４５°回転すると、Ｎ極とＳ極が入れ替わる。このタイミングでＨｕ＋とＨｕ−の比較演算出力ＵのＨとＬ（本図ではＨｕ＋＞Ｈｕ−のときＨ、Ｈｕ＋＜Ｈｕ−のときＬ）が変化する。ここで、Ｈｕ＋、Ｈｕ−の波形は横軸方向に−２．５°ずれており、本来はロータ回転角が４５°と９０°で比較演算出力Ｕが変化するはずであるが、図５では、４２．５°と８７．５°の位置で変化している。これは、ホール素子の実装位置ずれや回路基板の固定位置ずれなど、様々な誤差が積み重なった状態を考慮している。
【００４４】
さらに、他のホール素子についてもずれて実装されている場合の−側の各出力の波形図を図６に示す。図中、実線はホール素子７３Ａの出力Ｈｕ−であり、上記のとおり、本来の波形に対して実際の波形が横軸方向にずれている。破線はホール素子７３Ｂの出力Ｈｖ−、一点鎖線はホール素子７３Ｃの出力Ｈｗ−であり、これらの波形も理想的な波形からずれている。この例においては、ホール素子の＋及び−の元出力は＋２．０Ｖについて上下対称な波形であるため、比較演算出力Ｕ、Ｖ、Ｗは＋２．０Ｖとのクロス位置でコンパレートされることとする。
【００４５】
モータドライバ６４０では、２値化された信号Ｕ、Ｖ、Ｗの組み合わせで、流すべきコイルに電流を流していくため、この値の変化する位置がずれると、コイルへの転流タイミングがずれる。その結果、下段のトルク発生概念図のように、大きな不連続部があるトルクが発生する。これがキャリッジの低減しきれない振動の一因となっている。なお、本図では分かりやすくするために、ＰＷＭの駆動Ｄｕｔｙ１００％の状態で説明している。実際の駆動では、この基本転流波形に、ＰＷＭの駆動が重畳される。
【００４６】
＜本実施形態におけるホール素子の出力＞
図７は、上記の場合と同様、元出力Ｈｕ＋、Ｈｕ−の波形は横軸方向に−２．５°ずれている場合を示している。ここで、本実施形態ではコントローラ６００がモータドライバ６４０の転流タイミングをモニタすることにより、実際の波形の、理想的な波形に対するずれが演算される。この演算の結果、理想的な回転角（４５°と９０°）で比較演算出力Ｕを変化させるためにＨｕ−に加算すべき補正値（求める方法については＜補正値の算出方法＞で述べる。）がコントローラ６００で算出される。算出された補正値はＲＡＭ６０４に格納され、ＲＡＭ６０４からＤＡコンバータ７６にデジタル信号として出力される。このＤＡコンバータ７６からの２つの出力のうち、一方（本実施形態ではＨｕ＋側）にはある基準電圧（本実施形態では１Ｖ）ΔＨｕ＋が出力される。また、他方（本実施形態ではＨｕ−側）には基準電圧に補正値が加算された電圧ΔＨｕ−として出力される。これらの値はそれぞれ演算手段である加算用オペアンプ７５Ａ１、７５Ａ２に入力、ホール素子の元出力Ｈｕ＋、Ｈｕ−と反転加算され、Ｈｕ＋´、Ｈｕ−´が出力値として出力される。すなわち、（Ｈｕ＋´）＝−{（Ｈｕ＋）＋（ΔＨｕ＋）}、（Ｈｕ−´）＝−{（Ｈｕ＋）＋（ΔＨｕ−）}となる。そして出力値Ｈｕ＋´とＨｕ−´の差動をとることにより、元にホール素子の差動出力のゼロクロス位置は、ロータ回転角で４２．５°が４５°に、８７．５°が９０°にそれぞれ変化する。得られた加算結果の出力は理想的な回転角で比較演算出力ＵをＨ（本実施形態ではＨｕ−´＞Ｈｕ＋´）とＬ（本実施形態ではＨｕ＋´＞Ｈｕ−´）で変化させることができるようになる。モータドライバ６４０はここで得られた比較演算出力Ｕの値により転流する。なお、ここではＤＡコンバータ出力として、一方を基準電圧とし、他方を基準電圧＋補正値としているが、補正値を両方に配分して転流タイミングを調整することも可能である。また、補正値は差動出力の各々のゼロクロス位置（差動出力が第１の閾値（図７において、−３ボルト）となる回転角、モータ回転角は45deg）を含む区間において加算される。例えば、補正値は予め定められた角度の範囲（４０deg〜５０deg）で加算される。しかし、それ以外の区間においては補正値を加算しなくてもよい。なお、この補正の値は、一定値である。
【００４７】
なお、転流タイミングをモニタする方法としては、本実施形態の他に、ドライバ６４０の出力で、２値化されたホール出力信号の３相分から合成された合成出力により、転流タイミングを演算することが可能である。また、２値化されたホール素子信号をコントローラ６００が直接取り込み、演算することも可能である。
【００４８】
次に図８において、Ｕ、Ｖ、Ｗのための補正信号が重畳される３相の例を示す。各ホール素子のコンパレートされる位置は、電気角で１２０°ずつ離れており、かつ補正値に対しホール素子出力の絶対値が大きい。そのため、３つのホール素子への加算値ΔＨ−をロータ位置により適宜切り替えることができる。つまり、ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃに対するそれぞれの差動出力の理想のゼロクロス位置と最も近い実際のゼロクロス位置を含む区間において、対応する補正値を適用することができる。さらに、３つのホール素子からの出力に対して１本の信号線で同時に同じ補正値を加算する構成が可能である。これにより、ＤＡコンバータの個数を減らせる利点がある。
【００４９】
図８の太線が３相を合成した加算値ΔＨ−を示す線である。これは約７．５°、２２．５°、３７．５°、５２．５°、６７．５°、８２．５°の位置で、補正値が変化しており、それぞれロータ位置で１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°でのホール素子の補正値を切り替えるものである。加算用オペアンプ７５Ａ２において、−側の元出力Ｈｕ−、Ｈｖ−、Ｈｗ−の出力に対し、３相合成加算値ΔＨ−が反転加算され、加算後の出力値Ｈｕ−´、Ｈｖ−´、Ｈｗ−´が出力される。図示しないが、加算用オペアンプ７５Ａ１において、＋側の元出力Ｈｕ＋、Ｈｖ＋、Ｈｗ＋は、ＤＡコンバータの基準電圧（この例では１Ｖで一定）が同様に反転加算される。そのため、−、＋側の両者の出力は−３Ｖ付近であるが、差動演算され、ＤＡコンバータのふたつの出力の差分のみが、ホール素子差動出力に加算され、検出位置が補正される。これにより、本図下段の発生トルク概念図に示すように、発生トルクはロータ位置に対して均一な位置間隔で発生し、トルクリップルは小さくなり、低振動化が可能となる。
【００５０】
なお、図示しないが、ＤＡコンバータを個別に複数用意し、それぞれ、各ホール素子に補正していくことも可能である。
【００５１】
＜補正値の算出方法＞
次に、図９において装置として補正値を算出し、補正する工程を、シーケンス図にて説明する。
【００５２】
まず、コントローラ６００がモータドライバ６４０にキャリッジモータが所定の回転速度回転させるための制御信号を送り、モータドライバを介して、キャリッジモータを回転させる。Ｓ９０１において、制御信号に基づいてキャリッジモータが所定の回転速度で理想的に回転した場合において、モータドライバ６４０が転流する間隔を計算する。次にＳ９０２において、実際にモータドライバ６４０が転流する実際のロータの回転角を計測し、計測値を取得する。Ｓ９０３において、転流の１周期分、Ｈｕ−に偏差を加算し、転流間隔の変化を計測し、加算後の転流位置とサンプリングした転流位置の相対位置を検出する。Ｓ９０３で得られた結果をもとにＳ９０４において、目標間隔と切替間隔のズレから加算すべき３つホール素子についての仮補正値を求める。Ｓ９０５において、仮補正値を各ホール素子の出力Ｈｕ−、Ｈｖ−、Ｈｗ−に加算することで補正した後、再び転流間隔（切替間隔）を計測する。Ｓ９０６において、この目標間隔と切替間隔の差の絶対値が既定値以上であれば、Ｓ９０７において仮補正値を再計算し、再びＳ９０５において、補正し、モータドライバ６４０の切り替え間隔の計測値を取得し、上記差の絶対値が既定値以下になるまで繰り返す。この繰り返しが終了したら、Ｓ９０８に進み、このときの仮補正値を補正値として決定する。
【００５３】
すなわち、上記工程によって、制御信号に基いて理想的にキャリッジモータが回転したときに期待されるモータの回転角に応じたホール素子からの電圧変化（理想値）と実際に得られる電圧変化（実測値）の差をキャンセルする値（補正値）が得られたことになる。したがって、補正値の算出方法として、コントローラ６００が直接ホール素子からの電圧波形をモニタリングする構成も取りうる。
【００５４】
さらに、ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃに対する差動出力のそれぞれの理想のゼロクロス位置と最も近い実際のゼロクロス位置を含む区間において、理想のゼロクロス位置におけるホール素子からの電圧の理想値と実測値の差となる補正値とすることもできる。
【００５５】
得られた補正値はＲＡＭ６０４に格納され、キャリッジモータ動作時にＤＡコンバータ７６を介してホール素子からの出力に加算される。したがって、一度補正値が求められると、ロータの回転速度が変化しても再び上記の工程を経ずに補正値が得られる。
【００５６】
＜本実施形態の効果＞
上記構成により、一度補正値が得られると、回転速度が変化しても再度、転流タイミングを測定したり、補正値を予測する必要がない。また、この補正値はモータの回転角の関数となる。そのため、記録装置において、ホール素子自体の実装位置がずれている場合であっても、あるいは加減速を頻繁に繰り返す駆動形態においても駆動上の誤差を補正し、理想的な回転角で各コイルへの通電を切り替えることでモータの動作精度を向上させることができる。
【００５７】
＜他の実施形態について＞
図１０は、３相の加算すべき補正量をロータ回転角に基づいて切り替える構成について示した図である。本実施形態では、ＣＲモータ内臓の各ホール素子の＋及び−出力は一連の演算を行う演算手段である差動演算アンプ７７に入力される。差動演算アンプ７７では、上記の実施形態と同様にＤＡコンバータ７６の出力を各ホール素子７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃの出力に加算演算を行い、それらの差分値を２値化してモータドライバ６４０に出力する。
【００５８】
さらに、本実施形態においては各ホール素子間の差動演算（Ｈｕ−Ｈｖの差動、Ｈｖ−Ｈｗの差動、Ｈｗ−Ｈｕの差動）を行い、これを２値化した信号をコントローラ６００に入力する。コントローラ６００内部では、これら２値化された差動信号から、加算すべき補正値の切り替え位置が一意的に決定され、以下に詳細を述べる。
【００５９】
図１１に各ホール素子の＋と−の出力の差Ｈｕ,Ｈｖ,Ｈｗと、各出力間の差分値Ｈｕ−Ｈｖ、Ｈｖ−Ｈｗ、Ｈｗ−Ｈｕ、及び目標とする３相合成補正値の波形を示す。Ｈｕに着目すると、ゼロクロス位置は理想的には回転角で０°、４５°、９０°である。またＨｖでは、１５°と６０°、Ｈｗでは、３０°と７５°が理想的なゼロクロス位置となる。なお、ホール素子が４つ以上ある場合、隣り合う２つのホール素子の組において、所定の方向（ロータの回転方向あるいは逆回転方向）に対して、上流側の差動出力から下流側の差動出力を引いた値をそれぞれ差分値として算出する。
【００６０】
ここで各出力間の差分値を考えると、図１１の通り、Ｈｕ−Ｈｖは７．５°と５２．５°Ｈｖ−Ｈｗは２２．５°と６７．５°、Ｈｗ−Ｈｕは３７．５°と８２．５°がゼロクロス位置となる。本実施形態では、このゼロクロスのタイミングを補正値の切り替えに使用する。すなわち、目標とする３相合成補正値（加算値ΔＨ）はＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗのゼロクロス位置付近においてそれぞれＨｕ、Ｈｖ、Ｈｗについての補正値（加算値）となり、以下に３相合成補正値を得るための方法について述べる。
【００６１】
図１２に、図１１で示したホール素子同士の差分値Ｈｕ−Ｈｖ（実線）、Ｈｖ−Ｈｗ（破線）、Ｈｗ−Ｈｕ（一点鎖線）を閾値０Ｖ（第２の閾値）で２値化した波形を示す。ここで得られるＨとＬの組み合わせにより、どの組み合わせの場合に、加算値ΔＨｕ、ΔＨｖ、ΔＨｗのうち、何れを採用するかを決定しておく。例えば、図１１を見ると、Ｈｕのゼロクロス（立ち上がり）は０°である。一方、図１２を見ると８２．５°から７．５°の間でＨｕ−Ｈｖ：Ｈｖ−Ｈｗ：Ｈｗ−Ｈｕ＝Ｌ：Ｈ：Ｌとなっている。したがって、Ｈｕ−Ｈｖ：Ｈｖ−Ｈｗ：Ｈｗ−Ｈｕ＝Ｌ：Ｈ：Ｌのとき、Ｈｕについての加算値ΔＨｕを採用することで、補正後の出力Ｈｕ´は、本来の回転角（０°）をゼロクロス位置とすることができる。同様にＨｕ−Ｈｖ：Ｈｖ−Ｈｗ：Ｈｗ−Ｈｕ＝Ｈ：Ｈ：ＬでΔＨｖを、次にＨｕ−Ｈｖ：Ｈｖ−Ｈｗ：Ｈｗ−Ｈｕ＝Ｈ：Ｌ：ＬでΔＨｗを採用すれば、補正後の出力Ｈｖ´、Ｈｗ´もそれぞれ本来の回転角（１５°、３０°）をゼロクロス位置とすることができる。これらの差分値は６種類の組み合わせテーブルをもっており、以下省略する。このように、各ホール素子出力の差分値の組み合わせにより、補正値が有効なホール素子が一意的に決定できる。
【００６２】
本実施形態の効果について、一般にはロータは偏芯成分があるため、着磁精度がよくとも、ロータ１回転の１次の成分がある。従って、ロータ１周に渡り、補正値を変化させていくことにより、偏芯成分も対応できる。８極６コイルのＤＣブラシレスモータでは１周当たり２４回の転流するため、モータ１周あたり２４回補正値を切り替えることにより、ロータ１周にわたり、良好に補正可能となる。
【００６３】
＜上記実施形態の変形例＞
なお、図４において、ＤＡコンバータ出力として、一方を基準電圧とし、他方を基準電圧＋補正値としていた。変形例として、図１３に示すように、ＤＡコンバータ出力として、一方を基準電圧＋補正値１とし、他方を基準電圧＋補正値２として転流タイミングを調整する構成も可能である。
【００６４】
また、図４において、ＤＡコンバータ出力として、一方を基準電圧とし、他方を基準電圧＋補正値としていたが、信号を処理する回路に応じて基準電圧を加算するのを止めた形態でも構わない。
【００６５】
ホール素子自体にはヒステリシスがあり、差動アンプにもノイズ除去のため、ヒステリシスを持たせている。このためロータが正逆回転での転流するタイミングは異なる。従って、正方向回転、逆方向回転で個別に補正値を取得してくことで、両方向の回転に対しても良好な対応が可能である。
【００６６】
また、正確は補正量が決められている状態では、さらにその値をベースにして、コイルインダクタンスの影響を低減するために、進角化駆動が容易に可能となる。コイルインダクタンスの影響で、回転速度に応じて、ロータ回転角よりも、早い位置で転流している手段が、進角化である。通常は、駆動回路内部で進角分の位相を生成し、通電していくが、上記実施形態の変形例としては、ホール素子出力のゼロクロス位置を調節することにより、容易に実現可能である。つまり、回転速度に応じて、ホール素子への補正値を調節し、進角化する。
【００６７】
また、一般にブラシレスモータには、電機子反作用として、コイルに励磁された磁界がホール素子に影響し、本来、転流すべき位置がずれるという問題がある。これに対しても、コイル電流をモニタしておき、電流に応じ、補正量を変化させることにより、対応可能となる。
【００６８】
以上説明したように、本発明の実施形態には様々な変形例を採用することができるため、各種構成要素の特性に応じた補正により、構造の複雑化を回避しつつ、モータの動作精度の向上が可能となる。
【００６９】
＜上記実施形態の応用例＞
上記実施形態においては、インクジェットプリンタのキャリッジ駆動に関して説明したが、一般的な複数の相駆動のブラシレスモータにおいて、転流間隔を計測演算し、補正出力が可能な構成であれば、記録媒体の搬送用のモータ駆動装置にも適用できる。また、インクジェットプリンタに限らず電子写真方式のプリンタのほか、スキャナ（画像読取装置）等の機器にも応用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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