(57)【要約】【課題】モータの各相の電流を検知する電流検知部の校正のためのダウンタイムを低減させる技術を提供する。【解決手段】モータ制御装置は、モータの複数のコイルの電流を検知する電流検知手段であって、前記複数のコイルの内の第１コイルの電流を検知する第１検知手段と、前記複数のコイルの内の第２コイルの電流を検知する第２検知手段と、を含む前記電流検知手段と、前記電流検知手段の検知結果により前記モータのロータの停止位置を判定する判定処理を行う判定手段と、前記判定処理において前記第１コイルと前記第２コイルとの直列接続に電流が流れているときの前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果とに基づき、前記第２検知手段を校正する校正手段と、を備えている。【選択図】図９
2019221075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの複数のコイルの電流を検知する電流検知手段であって、前記複数のコイルの内の第１コイルの電流を検知する第１検知手段と、前記複数のコイルの内の第２コイルの電流を検知する第２検知手段と、を含む前記電流検知手段と、
前記電流検知手段の検知結果により前記モータのロータの停止位置を判定する判定処理を行う判定手段と、
前記判定処理において前記第１コイルと前記第２コイルとの直列接続に電流が流れているときの前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果とに基づき、前記第２検知手段を校正する校正手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記校正手段は、前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果とに基づき、前記第２検知手段が検知する値を補正するための補正係数を求めることで、前記第２検知手段を校正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。
【請求項３】
前記第１検知手段の検知結果は、前記第１コイルから前記第２コイルに向けて電流が流れている間、或いは、前記第２コイルから前記第１コイルに向けて電流が流れている間に前記第１検知手段が検知した値の積算値であり、
前記第２検知手段の検知結果は、前記第１検知手段の検知結果の積算期間と同じ期間において前記第２検知手段が検知した値の積算値であることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記校正手段は、前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果との差をより小さくする前記補正係数を求めることで、前記第２検知手段を校正することを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記第１検知手段の検知結果は、前記第１コイルから前記第２コイルに向けて電流が流れているときの前記第１検知手段の第１検知結果と、前記第２コイルから前記第１コイルに向けて電流が流れているときの前記第１検知手段の第２検知結果と、を含み、
前記第２検知手段の検知結果は、前記第１コイルから前記第２コイルに向けて電流が流れているときの前記第２検知手段の第３検知結果と、前記第２コイルから前記第１コイルに向けて電流が流れているときの前記第２検知手段の第４検知結果と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記第１検知結果は、前記第１コイルから前記第２コイルに向けて電流が流れている間に前記第１検知手段が検知した値の積算値であり、
前記第３検知結果は、前記第１検知結果の積算期間と同じ期間において前記第２検知手段が検知した値の積算値であり、
前記第２検知結果は、前記第２コイルから前記第１コイルに向けて電流が流れている間に前記第１検知手段が検知した値の積算値であり、
前記第４検知結果は、前記第２検知結果の積算期間と同じ期間において前記第２検知手段が検知した値の積算値であることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記校正手段は、前記第１検知結果と前記第３検知結果との差がより小さくなる様に求めた前記補正係数の第１の値と、前記第２検知結果と前記第４検知結果との差がより小さくなる様に求めた前記補正係数の第２の値と、に基づき、前記第２検知手段が検知する値を補正するための前記補正係数を求めることを特徴とする請求項５又は６に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記校正手段は、前記第１の値と前記第２の値とを平均化することで前記第２検知手段が検知する値を補正するための前記補正係数を求めることを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記第２検知手段は、前記第２検知手段が検知する値に応じた複数の補正係数を使用し、
前記校正手段は、前記判定処理において前記第１コイルと前記第２コイルとの直列接続に電流が流れているときの前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果とに基づき、前記複数の補正係数を求めることで、前記第２検知手段を校正することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記校正手段は、前記第１検知手段の第１検知結果と第２検知手段の第２検知結果とに基づき前記複数の補正係数の内の第１補正係数を求め、前記第１検知手段の第３検知結果と第２検知手段の第４検知結果とに基づき前記複数の補正係数の内の第２補正係数を求め、
前記第１検知結果は、前記第１検知手段が検知する、第１範囲内の値の積算値であり、
前記第２検知結果は、前記第１検知結果の積算期間と同じ期間において前記第２検知手段が検知した値の積算値であり、
前記第３検知結果は、前記第１検知手段が検知する、前記第１範囲とは重複しない第２範囲内の値の積算値であり、
前記第４検知結果は、前記第３検知結果の積算期間と同じ期間において前記第２検知手段が検知した値の積算値であり、
前記第２検知手段は、検知する値が前記第１範囲内であると、前記第１補正係数を使用し、検知する値が前記第２範囲内であると、前記第２補正係数を使用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。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記判定処理において前記校正手段が求めた前記補正係数に基づき前記第２検知手段の検知結果を補正して前記ロータの停止位置を判定することを特徴とする請求項２から１０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記第１検知手段は、前記第１コイルの電流に応じた第１出力値を出力する第１出力手段と、基準係数を使用して前記第１出力値を電流値に変換する第１変換手段と、を備え、
前記第２検知手段は、前記第２コイルの電流に応じた第２出力値を出力する第２出力手段と、前記基準係数及び前記補正係数を使用して前記第２出力値を電流値に変換する第２変換手段と、を備えていることを特徴とする請求項２から１１のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
前記第１出力手段は、前記第１コイルに流れた電流に応じた電圧を出力する第１電流センサと、前記第１電流センサが出力する電圧を増幅する第１増幅手段と、前記第１増幅手段が出力する電圧をデジタル値に変換する第１デジタルコンバータと、を備え、
前記第１変換手段は、前記第１デジタルコンバータが出力するデジタル値を前記基準係数により電流値に変換し、
前記第２出力手段は、前記第２コイルに流れた電流に応じた電圧を出力する第２電流センサと、前記第２電流センサが出力する電圧を増幅する第２増幅手段と、前記第２増幅手段が出力する電圧をデジタル値に変換する第２デジタルコンバータと、を備え、
前記第２変換手段は、前記第２デジタルコンバータが出力するデジタル値を前記基準係数及び前記補正係数により電流値に変換することを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記判定処理において前記第１コイルと前記第２コイルとの直列接続に流れる電流は励磁電流又は回生電流であ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。
【請求項１５】
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の電流を検知する電流検知手段であって、前記複数のコイルの内の第１コイルの電流を検知する第１検知手段と、前記複数のコイルの内の第２コイルの電流を検知する第２検知手段と、を含む前記電流検知手段と、
前記電流検知手段の検知結果により前記モータのロータの停止位置を判定する判定処理を行う判定手段と、
前記判定処理において前記第１コイルと前記第２コイルとの直列接続に電流が流れているときの前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果とに基づき、前記第２検知手段を校正する校正手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ブラシレスモータのロータが所定速度で回転している間、当該ロータの回転位置（回転位相）は、Ｕ、Ｖ及びＷの各相のコイルに流れる電流に基づき判定することができる。特許文献１は、ロータの回転位置を判定するため、各相のコイルに流れる電流を電流センサにより電圧に変換し、アンプで増幅後、ＡＤコンバータでデジタル値に変換して各相のコイルに流れる電流を検知する構成を開示している。
【０００３】
特許文献１の構成では、電流センサのばらつき、アンプのゲインのばらつき等により、電流測定値に誤差が生じ得る。各相の電流測定値に相対的な誤差が存在すると、判定されるロータの回転位置にも誤差が生じる。特許文献２は、各相のコイルに最大定格の直流電流を流すことで、各相の電流測定値の相対的な誤差を求め、これにより、電流検知部を校正、つまり、電流検知部による電流測定値を補正する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６４１９７号公報
【特許文献２】特開平５−９１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電流検知部のアンプの線形性が理想的な場合、特許文献２の構成により電流検知部を校正して誤差を補正することができる。しかしながら、一般的には、アンプの線形性は理想的ではなく、この場合、補正が不十分になり得る。また、特許文献２の構成では、最大定格電流となる直流電流を流し、電流検知部の誤差及び補正値を求める動作が必要であり、ダウンタイムが増加する。
【０００６】
本発明は、モータの各相の電流を検知する電流検知部の校正のためのダウンタイムを低減させる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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の電流を検知する電流検知手段であって、前記複数のコイルの内の第１コイルの電流を検知する第１検知手段と、前記複数のコイルの内の第２コイルの電流を検知する第２検知手段と、を含む前記電流検知手段と、前記電流検知手段の検知結果により前記モータのロータの停止位置を判定する判定処理を行う判定手段と、前記判定処理において前記第１コイルと前記第２コイルとの直列接続に電流が流れているときの前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果とに基づき、前記第２検知手段を校正する校正手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、モータの各相の電流を検知する電流検知部の校正のためのダウンタイムを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図２】一実施形態による画像形成装置の制御構成図。
【図３】一実施形態によるモータ制御部の構成図。
【図４】一実施形態によるモータの構成図。
【図５】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。
【図６】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される電圧と、当該電圧の積分波形と、を示す図。
【図７】一実施形態によるデューティデータを示す図。
【図８】一実施形態による励磁電流と、電流測定値と、励磁電流積算値と、を示す図。
【図９】一実施形態による、補正係数を判定する処理を含むロータ停止位置の検知処理のフローチャート。
【図１０】一実施形態による電流測定値と、低域積算値と、高域積算値と、を示す図。
【図１１】一実施形態によるモータ制御部の構成図。
【図１２】一実施形態によるコイルへの印加電圧と、電流検知タイミングと、を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。カウント値は、入力されたパルスの周期の計測や、ＰＷＭ信号の生成等に使用される。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を有する。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。
【００１４】
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素子が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。
【００１５】
電流センサ６５は、各コイル７３、７４、７５に流れた励磁電流の値に応じた検出電圧を出力する。増幅部６４は、各相の検出電圧を増幅し、かつ、オフセット電圧の印加を行ってアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）５３に出力する。ＡＤコンバータ５３は、増幅後の検出電圧をデジタル値に変換する。電流値算出部６６は、ＡＤコンバータ５３の出力値（デジタル値）に基づき各相の励磁電流を判定する。例えば、電流センサ６５が、１Ａ当たり、０．０１Ｖの電圧を出力し、増幅部６４での増幅率（ゲイン）を１０倍とし、増幅部６４が印加するオフセット電圧を１．６Ｖとする。モータ１５Ｆに流れる励磁電流の範囲が−１０Ａ〜＋１０Ａであるとすると、増幅部６４が出力する電圧範囲は、０．６Ｖ〜２．６Ｖになる。例えば、ＡＤコンバータ５３が、０〜３Ｖの電圧を、０〜４０９５のデジタル値に変換して出力するのであれば、−１０Ａ〜＋１０Ａの励磁電流は、凡そ、８１９〜３５４９のデジタル値に変換される。なお、インバータ６０からモータ１５Ｆへの方向に励磁電流が流れているときを正の電流値とし、その逆を負の電流値とする。
【００１６】
電流値算出部６６は、デジタル値からオフセット電圧に対応するオフセット値を減じ、所定の変換係数を乗ずることで励磁電流を求める。本例では、オフセット電圧（１．６Ｖ）に対応するオフセット値は、約２１８４（１．６×４０９５／３）である。また、変換係数は、約０．０００７３３（３／４０９５）である。以下、理論的に求められるこの変換係数を基準係数と呼ぶ。基準係数については、予め、不揮発性メモリ５５に格納しておく。なお、オフセット値は、励磁電流を流していないときのデジタル値に対応するため、これを不揮発性メモリ５５に格納して使用する構成とすることができる。この様に、電流センサ６５と、増幅部６４と、ＡＤコンバータ５３と、電流値算出部６６は、電流検知部を構成する。また、電流検知部が検知（測定）した励磁電流を、以後、電流測定値と表記する。
【００１７】
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相の励磁とは、Ｕ相のコイル７３とＶ相のコイル７４との直列接続に対して、Ｕ相のコイル７３からＶ相のコイル７４に向けて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。
【００１８】
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必要がある。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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順に励磁し、各励磁相を励磁した際の励磁電流により各励磁相のインピーダンスの相対的な大小関係を判定することで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）に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。
【００２２】
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の絶対値が所定値以下、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。
【００２３】
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。励磁電流が流れている状態で次の２つのコイルの順列を励磁相とする測定を開始すると、当該測定における電流値に影響する。したがって、ロータ停止位置を正確に検知するためには、前の測定における励磁電流が十分に小さくなってから次の励磁相の測定を開始する必要がある。本実施形態では、Ｂ期間の終了時に励磁電流が凡そ零となるため、ロータ停止位置を精度良く検知すると共に、次の励磁相の測定までの待ち時間を短縮することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
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（電流測定値）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。以下の説明において、電流測定値を積算した値を、励磁電流積算値と表記する。各励磁相について図６で説明した様に電圧を印加し、励磁電流積算値を求めて比較することで、マイコン５１は、ロータの停止位置を判定することができる。例えば、図８（Ｂ）は、６つの励磁相と、対応する励磁相を励磁して求めた励磁電流積算値との関係を示している。図８（Ｂ）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、つまり、Ｕ−Ｖ相を励磁した際のインピーダンスが一番小さくなっている。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。これは、上述した様に、ロータ７２が、Ｕ−Ｖ相の位置で停止していると、Ｕ−Ｖ相を励磁した際のインピーダンスが一番小さくなるからである。
【００２６】
ここで、本実施形態において、電流センサ６５は、Ｕ、Ｖ及びＷ相それぞれについて、独立したセンサとなっている。通常、各相の電流センサ６５の電流−電圧変換特性にはばらつきがある。また、増幅部６４も、Ｕ、Ｖ及びＷ相それぞれについて、独立したアンプとなっている。通常、各相のアンプの増幅率にはばらつきがある。したがって、各相の電流検知部の検知特性（実際の励磁電流の値と電流測定値との乖離度合い）も互いに異なることとなり、よって、各相の電流測定値に相対誤差が生じることになる。
【００２７】
このため、本実施形態では、ロータの停止位置を検知する処理に、各相の電流検知部を校正する処理、つまり、各相の電流検知部の特性を補正する処理を含める。なお、本実施形態では、Ｕ相を基準相とし、Ｖ相及びＷ相について、補正係数を求める。Ｖ相の補正係数は、Ｖ相の電流検知部がデジタル値を電流値に変換する際に使用する変換係数を求めるための係数である。より、具体的には、Ｖ相の電流検知部がデジタル値を電流値に変換する際に使用する変換係数は、基準係数とＶ相の補正係数との積で求められる。Ｗ相についても同様である。なお、本実施形態において、Ｕ相の電流検知部は、基準係数を変換係数として使用するものとする。
【００２８】
以下の説明において、Ｘ−Ｙ相を励磁する場合のＸ相を第１相と呼び、Ｙ相を第２相と呼ぶものとする。また、本実施形態では、Ｘ−Ｙ相を励磁して、Ｘ相の電流測定値の積算処理と、Ｙ相の電流測定値の積算処理を行うが、Ｙ相については、電流測定値の符号（正負）を反転させて積算処理を行うものとする。また、以下の説明において、励磁相における第１相の励磁電流積算値を、単に、「励磁相の電流積算値」とも表現する。図８（Ａ）は、Ｕ−Ｖ相を励磁した場合の励磁電流と、Ｕ相及びＶ相の電流測定値と、Ｕ相及びＶ相の励磁電流積算値の例を示している。なお、Ｕ相とＶ相で電流測定値及び励磁電流積算値が異なるのは、上述した様に、Ｕ相及びＶ相の電流検知部の検知特性が異なるからである。
【００２９】
図９は、モータ制御部１４が実行する、補正係数を求める処理を含む、ロータ停止位置の検知処理のフローチャートである。なお、以下の説明において、各相の電流検知部は、基準係数を使用して電流測定値を求めるものとする。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。なお、本実施形態では、励磁相が、Ｕ−Ｖ相、Ｕ−Ｗ相、Ｖ−Ｕ相及びＷ−Ｕ相のいずれかの場合には、第１相及び第２相それぞれについて励磁電流積算値を求める。なお、上述した様に、第２相については、励磁電流の正負を逆転させて励磁電流積算値を求める。また、励磁相が、Ｗ−Ｖ相及びＶ−Ｗ相のいずれかであると、第１相について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、励磁電流積算値を不揮発性メモリ５５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。
【００３０】
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、Ｓ１０７で、Ｖ相及びＷ相の補正係数を求める。具体的には、モータ制御部１４は、Ｕ−Ｖ相の励磁で取得したＵ相及びＶ相の励磁電流積算値に基づきＶ相の第１補正係数を求める。例えば、Ｕ−Ｖ相を励磁した際のＶ相の励磁電流積算値が、Ｕ相の励磁電流積算値より５％大きいものとする。この場合、Ｖ相について、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値を電流測定値に変換する際、基準係数の０．９５倍の変換係数を使用することで、Ｖ相の電流検知部の特性を、Ｕ相の電流検知部の特性に合わせることができる。つまり、この場合、第１補正係数は０．９５になる。モータ制御部１４は、Ｖ−Ｕ相の励磁で取得したＵ相及びＶ相の励磁電流積算値に基づきＶ相の第２補正係数を求める。なお、第２補正係数の求め方は、第１補正係数の求め方と同様である。そして、モータ制御部１４は、Ｖ相の第１補正係数とＶ相の第２補正係数とを平均化して、Ｖ相の電流検知部が使用する補正係数を求める。Ｗ相についても同様である。続いて、Ｓ１０４で求めた各励磁相の励磁電流積算値（基準係数を使用して算出）を、モータ制御部１４は、Ｓ１０８において、Ｓ１０７で求めた補正係数で補正し、補正後の励磁電流積算値を求める。具体的には、第１相がＵ相である場合、補正係数は１であり、実質的に補正はない。一方、励磁相がＶ相又はＷ相である場合、Ｓ１０７で求めた補正係数で補正後の励磁電流積算値を求める。その後、Ｓ１０９で、モータ制御部１４は、各励磁相の補正後の励磁電流積算値に基づきロータ７２の停止位置を判定する。
【００３１】
最後に、モータ制御部１４は、Ｓ１１０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で不揮発性メモリ５５に格納した、各励磁相の第１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。なお、Ｗ相及びＶ相が第１相である場合、不揮発性メモリ５５に格納された励磁電流を対応する補正係数で補正した後の値を使用する。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。Ｂ期間終了時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。したがって、Ｓ１０５における待ち時間を短くでき、ロータ停止位置の検知に要する時間を短くすることができる。
【００３２】
なお、ロータ７２を回転させている間において、ロータ７２の位置を各相の電流検知部による測定電流値で判定する際、Ｗ相及びＶ相についてはＳ１０７で求めた補正係数を使用する。
【００３３】
以上、ロータの停止位置の検知の際に、基準相に対する他の相の電流検知部の検出特性の相対的なばらつきを補正するため、他の相の電流検知部が使用する補正係数を求める。そして、ロータ停止位置の検知及びロータ７２が回転している際のロータ７２の回転位置（回転位相）の検出の両方においてこの補正係数を使用する。この構成により、ロータの位置の検知精度を高くすることができる。また、本実施形態では、ロータの停止位置の検知処理において、各相の電流検知部の校正を行うため、電流検知部の校正を独立して行う構成と比較して、画像形成装置のダウンタイムを削減することができる。
【００３４】
なお、回転しているロータ７２の停止後、再度、ロータ停止位置の検知を行う場合、既に求めた補正係数を使用する構成とすることができる。この場合、図９のＳ１０３及びＳ１０４においては、総ての励磁相において、第１相の励磁電流積算値のみを求めれば良く、Ｓ１０７の処理はスキップされる。また、回転しているロータ７２の停止後、再度、ロータ停止位置の検知を行う場合、既に求めた補正係数を削除し、図９の処理により新たに補正係数を求める構成とすることもできる。
【００３５】
また、図９のフローチャートにおいては、総ての相について、基準係数を使用して電流測定値を求めていたが、既に補正係数を求めている場合、基準係数と補正係数を乗じた変換係数により電流測定値を求める構成とすることもできる。この場合、例えば、第１相と第２相の励磁電流積算値の差が小さくなる様に、例えば、０となる様に、既に求めた補正係数を更新する。
【００３６】
なお、上記実施形態では、Ｕ−Ｖ相を励磁することで、Ｖ相の第１補正係数を求め、Ｖ−Ｕ相を励磁することで、Ｖ相の第２補正係数を求め、第１補正係数と第２補正係数の平均値をＶ相の補正係数として使用していた。しかしながら、Ｕ−Ｖ相の励磁で求められる第１補正係数をＶ相の補正係数として使用する構成とすることができる。この場合、Ｖ−Ｕ相の励磁において、Ｕ相の励磁電流積算値を求める必要はない。同様に、Ｖ−Ｕ相の励磁で求められる第２補正係数をＶ相の補正係数として使用する構成とすることができる。この場合、Ｕ−Ｖ相の励磁において、Ｖ相の励磁電流積算値を求める必要はない。Ｗ相についても同様である。また、上記実施形態では、Ｕ相を基準相とし、よって、Ｕ相の補正係数は常に１としていた。しかしながら、補正係数が１、つまり、電流検知部の特性の補正を行わない基準相を設けるのではなく、総ての相について電流検知部の特性の差が小さくなる様に、補正係数を求める構成とすることもできる。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、Ａ期間及びＢ期間に渡る励磁電流積算値により補正係数を判定していた。しかしながら、Ａ期間及びＢ期間のうちのある所定の期間に渡る励磁電流積算値により補正係数を求める構成とすることもできる。具体的には、Ｕ−Ｖ相の励磁の際の、同じ積算期間に渡るＵ相の励磁電流積算値とＶ相の励磁電流積算値に基づきＶ相の補正係数を算出する構成とすることもできる。Ｖ相の補正係数を、Ｕ−Ｖ相の励磁とＶ−Ｕ相の励磁により求める場合も同様である。また、積算値ではなく、同じタイミングにおけるＵ相の電流測定値とＶ相の電流測定値に基づきＶ相の補正係数を算出する構成とすることもできる。さらに、変換係数（基準係数を含む）により変換した電流測定値ではなく、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値を使用して補正係数を算出し、各相の電流検知部が使用する変換係数を判定する構成とすることもできる。
【００３８】
なお、上記説明において、補正係数と基準係数を乗ずることで変換係数を求め、電流値算出部６６は、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値と変換係数により電流測定値を求めるとしていた。しかしながら、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値を基準係数により電流値に変換し、その後、補正係数で電流値を補正する構成も当然に可能である。
【００３９】
また、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。
【００４０】
＜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。本実施形態では、モータ１５Ｆを、２０００ｒｐｍ又は１０００ｒｐｍで回転させる。なお、モータ１５Ｆを２０００ｒｐｍで回転させる場合の励磁電流は１Ａより大きく、モータ１５Ｆを１０００ｒｐｍで回転させる場合の励磁電流は１Ａより小さいものとする。第一実施形態では、モータ１５Ｆが回転している間、モータ１５Ｆの回転数、つまり、励磁電流の大きさに拘わらず、１つの補正値で基準係数を補正していた。本実施形態では、モータ１５Ｆの回転数が２０００ｒｐｍの場合と１０００ｒｐｍの場合とで使用する補正係数を異ならせる。以下では、モータ１５Ｆの回転数が２０００ｒｐｍの場合に使用する補正係数を高域補正係数とし、モータ１５Ｆの回転数が１０００ｒｐｍの場合に使用する補正係数を低域補正係数とする。
【００４１】
高域補正係数と低域補正係数とを求めるため、本実施形態では、図１０に示す様に、基準係数で求めた励磁電流が閾値より小さいときの積算値である低域積算値と、閾値より大きいときの励磁電流の積算値である高域積算値と、を求める。なお、閾値は、モータ１５Ｆの回転数が２０００ｒｐｍの場合の励磁電流と１０００ｒｐｍの場合の励磁電流の間の値、例えば、１Ａとすることができる。本実施形態による補正係数の算出処理を含むロータの回転位置の判定処理の基本的な流れは第一実施形態（図９）と同様である。以下では、図９のフローチャートを用いて、本実施形態による補正係数の算出処理を含むロータの回転位置の判定処理について説明する。
【００４２】
本実施形態でも、Ｓ１０３において、励磁相が、Ｕ−Ｖ相、Ｕ−Ｗ相、Ｖ−Ｕ相及びＷ−Ｕ相のいずれかの場合には、第１相及び第２相それぞれについて励磁電流積算値を求め、励磁相がそれ以外であると、第１相の励磁電流積算値を求める。しかしながら、本実施形態では、低域積算値及び高域積算値と、をそれぞれ求める。なお、Ａ期間及びＢ期間に渡る励磁電流積算値は、低域積算値と高域積算値との和で求められる。
【００４３】
本実施形態では、Ｕ−Ｖ相を励磁した際のＵ相及びＶ相の低域積算値と、Ｖ−Ｕ相を励磁した際のＵ相及びＶ相の低域積算値と、に基づき、Ｖ相の低域補正係数を求める。また、Ｕ−Ｖ相を励磁した際のＵ相及びＶ相の高域積算値と、Ｖ−Ｕ相を励磁した際のＵ相及びＶ相の高域積算値と、に基づき、Ｖ相の高域補正係数を求める。なお、補正係数の求め方の考え方は第一実施形態と同様である。また、Ｗ相についても同様である。
【００４４】
また、本実施形態では、Ｓ１０９において、Ｖ相を第１相とする励磁相の補正後の励磁電流積算値については、当該励磁相におけるＶ相の低域積算値とＶ相の低域補正係数の積と、Ｖ相の高域積算値とＶ相の高域補正係数の積との和として求められる。Ｗ相を第１相とする励磁相についても同様である。なお、Ｕ相を第１相とする励磁相の補正後の励磁電流積算値については、Ｕ相の補正係数は１であるため、当該励磁相におけるＵ相の低域積算値とＵ相の高域積算値とを加算することで求める。
【００４５】
本実施形態では、モータ１５Ｆを２０００ｒｐｍで回転させている際には、高域補正係数を使用してＶ相及びＷ相の励磁電流を求め、１０００ｒｐｍで回転させている際には、低域補正係数を使用してＶ相及びＷ相の励磁電流を求める。この様に、励磁電流の大きさに応じた係数の補正値を使用することで、ロータの停止位置の検出精度を高くすることができる。
【００４６】
なお、本実施形態においても第一実施形態と同様に、Ｕ−Ｖ相、又は、Ｖ−Ｕ相の励磁によりＶ相の補正係数を求めることができる。また、励磁電流に代えて、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値を使用して補正係数を求めることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、低域補正係数と高域補正係数の２つの補正係数を求めていた。しかしながら、３つ以上の補正係数を、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値、或いは、基準係数を使用して得られた電流測定値に応じて使い分ける構成とすることもできる。例えば、ＡＤコンバータ５３が出力するデジタル値、或いは、基準係数を使用して得られた電流測定値を、互いに重複しない複数の連続範囲に分割する。モータ制御部１４は、励磁相の第１相と第２相それぞれについて、ある連続範囲内のデジタル値又は電流測定値を積算することで、当該連続範囲内で使用する補正係数を求める。
【００４８】
＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１１は、本実施形態によるモータ制御部１４の構成図である。本実施形態では、電流測定構成が第一実施形態とは異なる。具体的には、各相に流れた電流は、各相に対応する抵抗６３により電圧に変換される。各相に対応する反転増幅部６７は、対応する抵抗６３の電圧を増幅し、かつ、オフセット電圧を印加してＡＤコンバータ５３に出力する。
【００４９】
図１２に示す様に、本実施形態では、Ｕ−Ｖ相励磁の場合、Ａ期間においては、Ｖ−Ｈ端子をローに固定し、Ｖ−Ｌ端子をハイに固定する。一方、Ｕ−Ｖ相励磁の場合、Ａ期間においては、Ｕ−Ｈ端子とＵ−Ｌ端子を交互にハイにする。ここで、Ｕ−Ｈ端子をハイにし、Ｕ−Ｌ端子をローとした後、Ｕ−Ｈ端子をローにし、Ｕ−Ｌ端子をハイにすると、Ｖ相の抵抗６３には回生電流が流れる。本実施形態では、Ｕ−Ｖ相励磁の場合、Ａ期間においてはこの回生電流を検出する。同様に、本実施形態では、Ｕ−Ｖ相励磁の場合、Ｂ期間においては、Ｕ−Ｈ端子をローに固定し、Ｕ−Ｌ端子をハイに固定する。一方、Ｕ−Ｖ相励磁の場合、Ｂ期間においては、Ｖ−Ｈ端子とＶ−Ｌ端子を交互にハイにする。ここで、Ｖ−Ｈ端子をハイにし、Ｖ−Ｌ端子をローとした後、Ｖ−Ｈ端子をローにし、Ｖ−Ｌ端子をハイにすると、Ｕ相の抵抗６３には回生電流が流れる。本実施形態では、Ｕ−Ｖ相励磁の場合、Ｂ期間においてはこの回生電流を検出する。図１２には、回生電流の検知タイミングも示している。
【００５０】
なお、ロータ停止位置の検知及び補正係数の算出については第一実施形態と同様である。
【００５１】
［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。
【符号の説明】
【００５２】
６５：電流センサ、６４：増幅部、５３：ＡＤコンバータ、６６：電流値算出部、５１：マイクロコンピュータ
【図１】
2019221075.tif 000003
【図２】
2019221075.tif 000004
【図３】
2019221075.tif 000005
【図４】
2019221075.tif 000006
【図５】
2019221075.tif 000007
【図６】
2019221075.tif 000008
【図７】
2019221075.tif 000009
【図８】
2019221075.tif 000010
【図９】
2019221075.tif 000011
【図１０】
2019221075.tif 000012
【図１１】
2019221075.tif 000013
【図１２】
2019221075.tif 000014