(57)【要約】【課題】着磁パターンに関する着磁ムラ、ロータの中心とＦＧパターンの中心とのずれなどに起因するモータの回転速度ムラを低減する。【解決手段】複数の周波数発生手段は、モータを構成するロータに設けられた着磁パターンに対向してそれぞれ配置され、モータの回転に応じた周波数の信号を発生する。矩形波発生手段は、対応する周波数発生手段から出力される信号に応じた矩形波をそれぞれ発生する。取得手段は、対応する矩形波に応じてそれぞれモータの回転速度に関連するパラメータを取得する。演算手段は、複数の取得手段によりそれぞれ取得されたパラメータに基づいて、モータの回転速度を制御するためのパラメータを決定するための演算を実行する。制御手段は、モータの回転速度を制御するためのパラメータを用いてモータの回転速度を制御する。【選択図】図４
2008035643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを構成するロータに設けられた着磁パターンに対向してそれぞれ配置され、前記モータの回転に応じた周波数の信号を発生する複数の周波数発生手段と、
対応する前記周波数発生手段から出力される信号に応じた矩形波をそれぞれ発生する複数の矩形波発生手段と、
対応する前記矩形波に応じてそれぞれ前記モータの回転速度に関連するパラメータを取得する複数の取得手段と、
前記複数の取得手段によりそれぞれ取得された前記パラメータに基づいて、前記モータの回転速度を制御するためのパラメータを決定するための演算を実行する演算手段と、
前記決定されたパラメータを用いて前記モータの回転速度を制御する制御手段と
を含むことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記演算手段は、
前記着磁パターンに関する着磁ムラによる影響と、前記複数の周波数発生手段が設けられた基板面に対する前記着磁パターンの着磁面の平面度が不足していることに起因する影響とを低減するための低減処理を行う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】
各周波数発生手段は、前記ロータの回転方向に沿った円周を複数に分割されてなる各円周領域に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
各円周領域は、均等に分割されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記低減処理は、
前記複数の取得手段により取得された複数の前記パラメータの平均値を取得する平均化処理
を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記モータに対して指定されたターゲット速度に応じて、前記演算手段または前記制御手段が使用する前記パラメータの数を変更する変更手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記周波数発生手段が３つ以上設けられていることを特徴とする請求項１ないし６何れかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１ないし７の何れかに記載されたモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により制御されるモータと
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
モータの制御方法であって、
前記モータを構成するロータに設けられた着磁パターンに対向してそれぞれ配置された複数の周波数発生手段により、前記モータの回転に応じた周波数の信号を発生するステップと、
対応する前記周波数発生手段から出力される信号に応じた矩形波をそれぞれ発生するステップと、
対応する前記矩形波に応じてそれぞれ前記モータの回転速度に関連するパラメータを取得するステップと、
前記取得された各パラメータに基づいて、前記モータの回転速度を制御するためのパラメータを決定するための演算を実行するステップと、
前記決定されたパラメータを用いて前記モータの回転速度を制御するステップと
を含むことを特徴とするモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転速度を制御する技術およびそれを適用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの回転速度を検出する手段として、全周積分型ＦＧ（ＦＧ：周波数発生器）が知られている。全周積分型ＦＧによれば、モータの回転部に多極の着磁パターンが形成されており、さらに着磁パターンに対向する基板面にジグザグ状の櫛歯コイルパターン（ＦＧパターン）が円環状に形成される。そして、着磁パターンがＦＧパターンを横切ることで、ＦＧパターンからは回転速度に応じた周波数を有する交流電流が出力される。
【０００３】
このような全周積分型ＦＧを用いたモータは、ビデオテープレコーダの回転ドラムヘッドの駆動に使用されている（特許文献１）。また、近年、画像形成装置の搬送装置にも使用されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平７-２１３０３６号公報
【特許文献２】特開２００１-２８２０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記技術では、ロータの着磁パターンに着磁ムラが発生したり、ロータの中心とＦＧパターンの中心とにずれが生じたりすると、ＦＧパターンがロータの回転速度を正確に検出できなくなる。もちろん、正確性が不足した回転速度を用いてモータを制御すれば、回転速度にムラが発生してしまう。同様に、ＦＧパターンが設けられた基板面に対する着磁パターンの着磁面の平面度（平行度）が不足していても、モータには回転速度ムラが発生してしまう。さらに、画像形成装置の感光体等の駆動に使用されるモータにこのような回転速度のムラが発生すると、画像ムラとなってしまうので好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明は、着磁パターンに関する着磁ムラ、ロータの中心とＦＧパターンの中心とのずれまたはＦＧパターンが設けられた基板面に対する着磁パターンの着磁面の平面度の不足に起因するモータの回転速度ムラを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法および画像形成装置において実現される。例えば、モータ制御装置は、複数の周波数発生手段、複数の矩形波発生手段、複数の取得手段、演算手段および制御手段を含む。各周波数発生手段は、モータを構成するロータに設けられた着磁パターンに対向してそれぞれ配置され、モータの回転に応じた周波数の信号を発生する。矩形波発生手段は、対応する周波数発生手段から出力される信号に応じた矩形波をそれぞれ発生する。取得手段は、対応する矩形波に応じてそれぞれモータの回転速度に関連するパラメータを取得する。演算手段は、複数の取得手段によりそれぞれ取得されたパラメータに基づいて、モータの回転速度を制御するためのパラメータを決定するための演算を実行する。制御手段は、モータの回転速度を制御するためのパラメータを用いてモータの回転速度を制御する。
なお、演算手段は、複数の取得手段によりそれぞれ取得されたパラメータに基づいて、着磁パターンに関する着磁ムラによる影響と、ロータの中心と複数の周波数発生手段の中心とのずれによる影響とを低減する手段であってもよい。また、制御手段は、上記影響の低減されたパラメータを用いてモータの回転速度を制御してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、着磁パターンに関する着磁ムラ、ロータの中心とＦＧパターンの中心とのずれまたはＦＧパターンが設けられた基板面に対する着磁パターンの着磁面における平面度の不足に起因するモータの回転速度ムラを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【０００９】
［関連技術］
図１は、本発明の関連技術に係る全周積分型ＦＧを用いたＤＣブラシレスモータの駆動制御回路を示す図である。このＤＣブラシレスモータ４０は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相がスター結線されてなるコイル４３とロータ４４を備えている。
【００１０】
ロータ４４の内側（主着磁面）には、磁極ＳとＮが交互に着磁されている。コイル４３により発生した磁界によりロータ４４が回転する。さらにロータの位置を検出するための手段として、ロータの磁極を検知する３個のホール素子４２が設けられている。
【００１１】
周波数発生器（以下、ＦＧパターン）４５は、ロータの回転速度を検知するために使用される。ＦＧパターン４５は、基板に円環状に形成された櫛歯コイルパターンである。また、主着磁面とは別に、ＦＧパターンと対向する面（ＦＧ着磁面）にも等間隔で磁極ＳとＮが交互に着磁されている。ロータ４４が回転することで、電磁誘導によりＦＧパターン４５に微小交流電流が発生する。
【００１２】
ＦＧパルス発生器１３は、ＦＧパターン４５から出力される信号に応じた矩形波を発生する。ＦＧパルス発生器１３は、ＦＧアンプ１４、ヒステリシスアンプ１５、抵抗１６、１９、コンデンサ１７、２０、および、基準電源１８を含む。
【００１３】
ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）１０は、速度検出部５１と速度制御部５２を含む。１２はＣＰＵである。２１はチャージポンプ回路である。２２、２３はコンデンサである。２４は抵抗である。２５はＰＷＭ発生器である。２６はプリドライバ回路である。２７はモータ駆動回路である。モータ駆動回路２７は、コイル４３の各相を駆動するための上段トランジスタ２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗと、下段トランジスタ２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗを含む。
【００１４】
次にこれらの動作について詳細に説明する。ＣＰＵ１２は、ＡＳＩＣ１０にモータのターゲット速度を示すターゲット速度信号を出力する。ターゲット速度信号が速度制御部５２に入力されると、速度制御部５２は、速度検出部５１により検出されたモータ回転速度とターゲット速度とを比較する。モータ回転速度がターゲット速度より遅い場合、速度制御部５２は、加速信号（ＡＣＣ）をチャージポンプ回路２１に出力するチャージポンプ回路２１に出力する。一方、モータ回転速度がターゲット速度よりも速い場合、速度制御部５２は、減速信号（ＤＥＣ）をチャージポンプ回路２１に出力する。
【００１５】
チャージポンプ回路２１は、ＡＣＣが入力されると、コンデンサ２２及びコンデンサ２３と抵抗２４の直列接続回路を充電する。一方、ＤＥＣが入力されると、チャージポンプ回路２１は、これらに充電された電荷を放電する。
【００１６】
ＰＷＭ発生器２５は、コンデンサ２２の電圧値に応じてＯＮ-ＤＵＴＹを変化させたＰＷＭ信号を発生し、プリドライバ２６へ出力する。ＯＮ-ＤＵＴＹは、ＯＮとなっている区間の幅と、ＯＦＦとなっている区間との幅を意味する。プリドライバ２６は、各ホール素子４２からの出力信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷに基づいて、モータ駆動回路２７へ出力するモータ駆動信号（ＵＵ、ＵＶ、ＵＷ、ＬＵ、ＬＶ、ＬＷ）の切換タイミングを制御することで、ロータ４４を回転させる。なお、プリドライバ２６は、ＰＷＭ発生器２５から出力されるＰＷＭ信号に応じてモータ駆動信号のＯＮ-ＤＵＴＹを制御する。これにより、モータ４０の出力トルクが制御される。
【００１７】
ロータ４４が回転すると、ＦＧパターン４５に微小交流電流が発生する。この交流電流は、コンデンサ１７、２０、抵抗１６、１９を通じて、ＦＧアンプ１４の差動入力端子に、基準電源１８の電圧を基準とした交流電圧を発生させる。ＦＧアンプ１４は、交流電圧と基準電源１８の電圧とを比較し、交流電圧の周波数に応じた矩形波（ＦＧパルス）を出力する。ヒステリシスアンプ１５は、ＦＧパルスに重畳しているノイズを除去する。ロータ４４の回転速度に比例した周波数を有するＦＧパルスをＡＳＩＣ１０内の速度検出部５１へ出力する。
【００１８】
速度検出部５１は、例えば、ＦＧパルス発生器１３の出力パルスの立下りエッジの間隔をカウントすることでモータ回転速度に関連するパラメータ（ここでは、モータ回転速度そのものとする。）を算出する。速度検出部５１は、算出した回転速度の値を速度制御部５２へ出力する。速度制御部５２は、前述した通り、モータ回転速度とＣＰＵ１２から入力されたターゲット速度を比較する。以上のようにモータ制御装置が動作することで、モータ４０の負荷トルクが変動しても、モータ４０を一定速度で回転させることが可能となる。
【００１９】
図２は、ロータのＦＧ着磁面に着磁ムラが発生し、かつロータの中心とＦＧパターンの中心とにずれが生じた場合の回転速度ムラを説明するための図である。具体的には、ロータ４４とＦＧパターン４５とが拡大されて示されている。
【００２０】
６１は、ＦＧパターン４５の中心位置を示している。６２は、ロータ４４の回転中心を示している。回転中心は、回転軸または着磁パターンの中心であってもよい。図２によれば、ＦＧパターン４５の中心とロータ４４の回転中心とがずれている。そのため、ＦＧパターン４５とロータ４４のＦＧ着磁面との交差面積が大きい領域と小さい領域とが存在する。また、ロータ４４のＦＧ着磁面には着磁ムラにより、着磁間隔の狭いところ（密）と、着磁間隔の広いところ（粗）とが存在する。
【００２１】
図３は、関連技術に係る交流電流波形とＦＧパルス波形との一例を示す図である。より具体的には、図２に記載の状態を０°としてロータを矢印方向に１回転させた場合のＦＧパルス波形と、ＦＧパターン４５を３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃに分割した場合の各々の領域での交流電流波形とが示されている。
【００２２】
交流電流波形の波高値は、ＦＧパターン４５とロータ４４のＦＧ着磁面との交差面積が大きいほど高くなる。よって、交差面積の大きい領域Ａの波高値は相対的に高くなる。一方、交差面積の小さい領域Ｂ、Ｃの波高値は相対的に低くなる
次に、各領域における交流電流波形について説明する。領域Ａは０°から９０°にかけてＦＧ着磁面の着磁間隔が密な部分が通過し、１８０°から２７０°にかけて粗な部分が通過する。一方、領域Ｂは１２０°から２１０°にかけてＦＧ着磁面の着磁間隔が密な部分が通過し、３００°から３０°にかけて粗な部分が通過する。ただし、領域Ａと比較し、領域Ｂの波高値は低い。領域Ｃも同様で、２４０°から３３０°にかけてＦＧ着磁面の着磁間隔が密な部分が通過し、６０°から１５０°にかけて粗な部分が通過する。ただし、領域Ａと比較し、領域Ｃの波高値は低い。
【００２３】
ＦＧパターン４５全体の交流電流波形は、領域Ａ、Ｂ、Ｃの交流電流波形の合成波形となる。ただし、領域Ａの波高値に対し領域Ｂ、Ｃの波高値が低いため、合成波形はほぼ領域Ａの波形と相似となる。その結果、モータ４０は、一定速度で回転しているにも関わらず、ＦＧパルス発生器１３より発生するＦＧパルスは、図３が示すように粗密のあるパルス波形となる。
【００２４】
ＡＳＩＣ１０にこのような粗密のあるパルス波形が入力されると、ＡＳＩＣ１０は、粗密を打ち消すようにモータの速度制御を行うため、モータ４０に回転速度ムラが発生してしまうのである。
【００２５】
通常、このような回転ムラを低減するには、モータの製造時にＦＧ着磁面の着磁ムラを防止したり、ロータとＦＧパターンとの中心ずれを防止したりするなど、高精度な生産工程が必要となる。しかし、生産工程の高精度化は、モータの製造効率を低下させるため好ましくないだろう。
【００２６】
［実施形態１］
図４は、第１の実施形態に係るモータ制御装置の回路構成を示すブロック図である。本実施形態に係るモータ制御装置は、例えば、感光体の駆動に用いられるＤＣブラシレスモータの駆動回路として応用されよう。なお、関連技術の構成と同一または類似の個所には、同一の参照符号を付すことで説明を簡潔にする。
【００２７】
関連技術と比較するとわかるように、モータの回転に応じた周波数の信号を発生する複数の周波数発生手段として、３つのＦＧパターン４５Ａ、ＢおよびＣが設けられている。３つのＦＧパターン４５Ａ、ＢおよびＣは、ロータの回転方向に沿った円周を複数に分割されてなる各円周領域に配置されている。図４によれば、各円周領域は、均等に分割されている。また、３つのＦＧパターン４５Ａ、ＢおよびＣに対応して、３つのＦＧパルス発生器１３Ａ、Ｂ、Ｃが設けられている。ＦＧパルス発生器１３Ａ、Ｂ、Ｃは、対応するＦＧパターン４５Ａ、ＢおよびＣから出力される信号に応じた矩形波をそれぞれ発生する。なお、共通事項について説明するときは、添え字のＡ、Ｂ、Ｃは省略されるものとする。
【００２８】
同様に、３つの速度検出部５１Ａ、ＢおよびＣが設けられている。速度検出部５１Ａ、ＢおよびＣは、対応する矩形波（ＦＧパルスＡ、Ｂ、Ｃ）に応じてそれぞれモータの回転速度に関連するパラメータ（例：パルスの幅や角速度など）を検出または取得する。
【００２９】
平均値演算部６５は、上記パラメータの一部または全てに基づいて、着磁パターンに関する着磁ムラによる影響と、ロータ４４の中心と複数のＦＧパターン４５の中心とのずれによる影響とを低減するための演算を実行する。例えば、平均値演算部６５は、演算対象のパラメータの平均値を取得し、取得した平均値を速度制御部５２へ出力する。
【００３０】
図５は、実施形態に係る三相ＤＣブラシレスモータの一部を例示した図である。図５を用いて、ＦＧ着磁面に着磁ムラが発生し、かつロータの中心とＦＧパターンの中心とにずれが生じた場合のモータ回転速度検出動作についてより詳細に説明する。
【００３１】
図５からわかるように、ロータ４４の回転中心６２は、ＦＧパターン４５Ａ、ＢおよびＣの中心６１から相対的にずれて配置されている。その結果、ＦＧパターン４５Ａに関してはロータ４４のＦＧ着磁面との交差面積が相対的に大きくなるが、ＦＧパターン４５Ｂ、４５Ｃに関してはＦＧ着磁面との交差面積が相対的に小さくなっている。また、ロータ４４のＦＧ着磁面には着磁ムラにより、着磁間隔の狭いところ（密）と、着磁間隔の広いところ（粗）が存在する。なお、図２に示した関連技術と比較すると、ＦＧパターン４５が、１つから３つに変更されていることを理解できよう。
【００３２】
図６は、実施形態に係る交流電流波形とＦＧパルス波形との一例を示す図である。具体的には、図３に示した状態を０°としてロータ４４を矢印方向に１回転させた場合の各ＦＧパターン４５の交流電流波形、各ＦＧパルス発生器１３より出力されるＦＧパルス波形、および各ＦＧパルスのパルス幅を平均したパルス波形とが示されている。
【００３３】
すでに図３に関して説明したように、交流電流波形の波高値は、ＦＧパターン４５とロータ４４のＦＧ着磁面との交差面積が大きいほど高くなる。よって、交差面積の大きいＦＧパターン４５Ａで発生する交流電流波形の波高値は高くなり、交差面積の小さいＦＧパターン４５Ｂ、４５Ｃの波高値は低くなる。
【００３４】
次に、各ＦＧパターンにおける交流電流波形とＦＧパルス波形について説明する。ＦＧパターン４５Ａに関しては、０°から９０°にかけてＦＧ着磁面の着磁間隔が密な部分が通過し、１８０°から２７０°にかけて粗な部分が通過する。ＦＧパターン４５Ａで発生した交流電流はＦＧパルス発生器１３Ａに入力される交流電圧に変換される。ＦＧパルス発生器１３ＡのＦＧアンプ１４は、交流電圧と基準電源１８の電圧とを比較し、交流電圧の周波数に応じたパルス信号を出力する。そして、ヒステリシスアンプ１５によってノイズが除去されたパルス信号（ＦＧパルスＡ）が、ＡＳＩＣ１０内の速度検出部５１Ａに出力される。
【００３５】
一方、ＦＧパターンＢに関しては、１２０°から２１０°にかけてＦＧ着磁面の着磁間隔が密な部分が通過し、３００°から３０°にかけて粗な部分が通過する。そしてＦＧパルス発生器１３Ｂは、ＦＧパルスＢを速度検出部５１Ｂへ出力する。ＦＧパターンＣも同様で、２４０°から３３０°にかけてＦＧ着磁面の着磁間隔が密な部分が通過し、６０°から１５０°にかけて粗な部分が通過する。そしてＦＧパルス発生器１３Ｃは、ＦＧパルスＣを速度検出部５１Ｃへ出力する。
【００３６】
各速度検出部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、例えば、入力されたＦＧパルスＡ、Ｂ、Ｃの立下りエッジの間隔をカウンタ等により測定する。この測定された間隔がモータ回転速度に関連するパラメータである。各速度検出部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃから出力されたモータ回転速度の値は、平均値演算部６５に入力される。平均値演算部６５は、低減処理として、各モータ回転速度の値から平均値を算出し、算出した平均値を速度制御部５２へ出力する。
【００３７】
図６が示すように、各ＦＧパルスのパルス幅を平均して取得されたパルス（平均化ＦＧパルス）の波形は、元のＦＧパルスＡ、Ｂ、Ｃと比較して、パルス幅が比較的に安定していることを理解できよう。すなわち、ＦＧ着磁面に着磁ムラが発生し、かつロータの中心とＦＧパターンの中心とにずれが生じた場合でも、速度制御部５２へ入力されるモータ回転速度の情報は、粗密のない安定した速度情報となる。粗密のない安定した速度情報を用いることができれば、速度制御部５２は、モータ回転速度を安定化させることができる。
【００３８】
以上、本実施形態によれば、着磁パターンに関する着磁ムラや、ロータの中心とＦＧパターンの中心とのずれに起因する影響を低減する処理を実行することで、モータの回転速度ムラを抑制できる。
【００３９】
とりわけ、ロータの回転方向に沿った円周を複数に分割されてなる各円周領域に周波数発生させるための複数のＦＧパターンを配置することで、各円周領域の交差面積の大小に伴う影響などを好適に検出できる。もちろん、各円周領域は、均等に分割されていれば、各円周領域における影響をより好適に検出できるようになろう。
【００４０】
また、低減手段としては、複数のＦＧパターン、複数のパルス発生器および複数の速度検出部によってそれぞれ取得されたモータ回転速度（パルス幅）を平均化する演算部を採用すれば、比較的に簡単な構成によって、上記の悪影響を好適に低減できよう。なお、ＦＧパターン、パルス発生器および速度検出部の数は、物理的または論理的に３以上設けることが望ましい。ただし、結果的に各円周領域におけるパルス波形を独立して得られるのであれば、これらのユニットの数はどのような数であってもよい。例えば、ＦＧパターンだけが物理的に複数設けられるだけで、パルス発生器および速度検出部はそれぞれ物理的に１つだけ設けられてもよい。
【００４１】
［実施形態２］
実施形態１では、ＦＧ着磁面に着磁ムラが発生し、かつロータの中心とＦＧパターンの中心とにずれが生じた場合について説明した。そこで、実施形態２では、ＦＧ着磁面に着磁ムラが発生し、かつＦＧ着磁面がＦＧパターン（基板面）に対し平面度が保てない場合について説明する。なお、平面度は、平行度と呼ばれることもあろう。
【００４２】
図７は、実施形態に係る三相ＤＣブラシレスモータの一例を示す図である。すでに説明した個所には、同一の参照符号が付されている。
【００４３】
図７によれば、ロータ４４の回転中心とＦＧパターン４５Ａ、Ｂ、Ｃの中心とは一致している。しかしながら、ＦＧ着磁面とＦＧパターンが設けられた基板面とが完全に平行ではない。よって、ＦＧ着磁面とＦＧパターンとの距離が近いところ（近）と、遠いところ（遠）とが存在する。また、ロータ４４のＦＧ着磁面には着磁ムラにより、着磁間隔の狭いところ（密）と、着磁間隔の広いところ（粗）とが存在する。その結果、ＦＧ着磁面とＦＧパターンとの距離が近くかつ着磁間隔が密なところと、ＦＧ着磁面とＦＧパターンとの距離が遠くかつ着磁間隔が粗なところとが発生する。
【００４４】
図８は、実施形態に係る交流電流波形、ＦＧパルス波形および平均化ＦＧパルス波形の一例を示す図である。各波形は、図７に示した状態を０°としてロータを矢印方向に１回転させたときに得られた波形である。
【００４５】
交流電流波形の波高値は、ＦＧパターン４５とロータ４４のＦＧ着磁面との距離が近いほど高くなる。よって、図７の場合、距離が近く着磁間隔が密なところの交流電流波形の波高値が相対的に高くなる。一方、距離が遠くかつ着磁間隔が粗なところの波高値は相対的に低くなる。
【００４６】
次に、各ＦＧパターンにおける交流電流波形とＦＧパルス波形について説明する。ＦＧパターン４５Ａに関しては、０°から９０°にかけてＦＧ着磁面とＦＧパターンとの距離が近くかつ着磁間隔が密な部分が通過する。さらに、１８０°から２７０°にかけてＦＧ着磁面とＦＧパターンとの距離が遠くかつ着磁間隔が粗な部分が通過する。図７、図８からわかるように、ＦＧパターン４５Ｂ、４５Ｃに関しては、ＦＧパターン４５Ａとは位相がずれている。
【００４７】
仮に、関連技術により交流電流波形を検出すると、ＦＧ着磁面とＦＧパターンとの距離が近いところの着磁間隔に依存したＦＧパルスが出力されることになってしまう。よって、ＦＧパターンを１つしか設けない関連技術では、実際の回転速度よりも速く回転していると誤検知されてしまうおそれがある。
【００４８】
一方、本実施形態では、図４に示したモータ制御装置を採用することで、各ＦＧパルスＡ、Ｂ、Ｃのパルス幅が平均化されたＦＧパルスが得られる。図８には、平均値演算部６５から出力される平均化ＦＧパルス波形も示されている。
【００４９】
図８からわかるように、平均化ＦＧパルス波形は、ＦＧ着磁面に着磁ムラが発生しかつＦＧ着磁面がＦＧパターン（基板面）に対し平面度が保たれてないことに起因する影響が低減されている。すなわち、速度制御部５２へ入力されるモータ回転速度の情報は、粗密が無くかつ実際のモータ回転速度に非常に近い速度情報となる。よって、実施形態２に係るモータ制御装置は、より正確かつ安定した回転速度でもってモータ４０を回転させることが可能となる。
【００５０】
［実施形態３］
一般に、レーザビームプリンタなどの画像形成装置は、用紙の材質や厚みにより画像形成速度を変更する。例えば、熱容量の大きいＯＨＴ（オーバヘッドトランスペアレンシー）シートに画像を形成する場合、画像形成速度が半分（１/２速）に変更される。これにより、熱定着装置にて充分な熱がシートと現像剤に付与されることになり、定着不良の発生が抑制される。なお、シートは、用紙、記録材、記録媒体、転写材、転写媒体などと呼ばれることもある。
【００５１】
ところで、上述したモータ制御装置の平均値演算部には、モータの回転速度が速い場合にはより高い処理能力が求められる。しかしながら、モータは、回転速度が速いほど慣性力が大きくなる。その結果、通常速度（１/１速）においては、ＦＧパルスに発生した粗密を打ち消すようにモータの速度制御を行ったとしても、慣性力が大きいためにモータ速度が追従できず、結果的にモータは一定速度で回転を続けることになろう。
【００５２】
そこで、本実施形態では、モータの回転速度に応じてモータの回転速度に関連するパラメータを取得する際に用いられるＦＧパルスの参照数を変更することで、平均値演算部の処理能力を軽減する構成について説明する。
【００５３】
図９は、実施形態に係るモータ制御装置の回路構成の一例を示す図である。すでに説明した個所と同一または類似の個所には同一の参照符号を付すことで、説明を簡潔にする。
【００５４】
図４と比較するとわかるように、ＣＰＵ１２は、平均値演算部６５へＦＧパルス参照数の切換信号を入力する。ＣＰＵ１２は、モータのターゲット速度に応じて切換信号を変更する。なお、ＣＰＵ１２は、画像形成速度に応じてモータのターゲット速度を決定する。
【００５５】
図１０は、実施形態に係るモータ制御方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００１において、ＣＰＵ１２は、画像形成速度、すなわちモータに対して指定されたターゲット速度が閾値（例：１/２速）以下であるか否かを判定する。
【００５６】
閾値以下であれば、ステップＳ１００２へ進み、ＣＰＵ１２は、全てのＦＧパルスを参照してモータの回転速度を算出するよう平均値演算部６５へ指示する。一方、閾値を超える場合（例：ターゲット速度が１/１速である場合など）、ステップＳ１００３へ進み、ＣＰＵ１２は、ＦＧパルスＡのみを参照してモータの回転速度を算出するよう平均値演算部６５へ指示する。
【００５７】
本実施形態に拠れば、モータの回転ムラが発生しやすい低速回転時に、モータ制御装置は、高速回転時の参照数よりも多くのＦＧパターンを参照してモータの回転速度を算出する。よって、低速回転時において発生しやすいモータの回転ムラが防止可能となる。
【００５８】
また、モータの回転ムラが発生しにくい通常速度（高速）回転時には、平均値演算を省略または停止させることで、平均値演算部に必要とする処理能力を軽減することが可能となる。
【００５９】
［実施形態４］
本発明に係るモータ制御装置の応用例として画像形成装置について説明する。なお、画像形成装置は単なる例示に過ぎない。
【００６０】
図１１は、実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置１０１は、次のような構成要素を備えている。
【００６１】
モータ４０が給紙ローラ１０４、搬送ローラ対１０５、１０６を駆動することによって、用紙Ｐは、矢印の方向へ搬送される。また、モータ４０により感光体ドラム１１０を回転させながら、感光体ドラム１１０上に静電潜像が形成される。感光体ドラムの表面は予め帯電器１１１により帯電してある。感光体ドラム１１０に形成された静電潜像は、現像器１１２によって現像される。また、転写部１１３で現像剤（例：トナー）像が用紙Ｐへ転写される。この用紙Ｐ上の現像剤像は、熱定着装置１１４により用紙Ｐに定着される。
【００６２】
熱定着装置１１４から出力された用紙Ｐは、モータ４０により駆動される排紙ローラ対１１７により搬送される。最終的に、用紙Ｐは、モータ４０により駆動されるフェースダウン排紙ローラ対１１８によって機外へ排出される。
【００６３】
ここで、感光体ドラム１１０、帯電器１１１、現像器１１２または転写部１１３の少なくとも１つが駆動装置であるモータ４０により駆動されるようになっている。もちろん、モータ４０は、本発明に係るモータ制御装置により回転速度が制御されることは言うまでもない。モータ４０の回転速度が安定化するために、形成される画像の品質も向上することになる。
【００６４】
［他の実施形態］
上述した実施形態では、ロータの円周上に３等分して得られた各円周領域にＦＧパターンを配置するものとして説明したが、本発明はこれに限定されることはない。すなわち、分割数が多ければ多いほど、回転速度の検知精度は向上するであろう。
【００６５】
また、上述した実施形態では、各ＦＧパターンで検出されたモータ回転速度を平均値演算してモータ回転制御が実行された。しかしながら、低減のための演算方法は平均値の算出にのみ限定されることはない。例えば、モータ制御装置は、各ＦＧパターンにより検出された回転速度の和を用いてモータ４０の回転制御を実行してもよい。いずれにしても、上記の悪影響を低減できるのであれば、どのような演算処理が採用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の関連技術に係る全周積分型ＦＧを用いたＤＣブラシレスモータの駆動制御回路を示す図である。
【図２】ロータのＦＧ着磁面に着磁ムラが発生し、かつロータの中心とＦＧパターンの中心とにずれが生じた場合の回転速度ムラを説明するための図である。
【図３】関連技術に係る交流電流波形とＦＧパルス波形との一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るモータ制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る三相ＤＣブラシレスモータの一部を例示した図である。
【図６】実施形態に係る交流電流波形とＦＧパルス波形との一例を示す図である。
【図７】実施形態に係る三相ＤＣブラシレスモータの一例を示す図である。
【図８】実施形態に係る交流電流波形、ＦＧパルス波形および平均化ＦＧパルス波形の一例を示す図である。
【図９】実施形態に係るモータ制御装置の回路構成の一例を示す図である。
【図１０】実施形態に係るモータ制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０：ＡＳＩＣ
１２：ＣＰＵ
１３：ＦＧパルス発生器
１４：ＦＧアンプ
１５：ヒステリシスアンプ
１６、１９：抵抗
１７、２０：コンデンサ
１８：基準電源
２１：チャージポンプ回路
２２、２３：コンデンサ
２４：抵抗
２５：ＰＷＭ発生器
２６：プリドライバ回路
２７：モータ駆動回路
２８、２９：トランジスタ
４０：ＤＣブラシレスモータ
４２：ホール素子
４３：コイル
４４：ロータ
４５：周波数発生器（ＦＧパターン）
５１：速度検出部
５２：速度制御部
６５：平均値演算部
【図１】
2008035643.tif 000003
【図２】
2008035643.tif 000004
【図３】
2008035643.tif 000005
【図４】
2008035643.tif 000006
【図５】
2008035643.tif 000007
【図６】
2008035643.tif 000008
【図７】
2008035643.tif 000009
【図８】
2008035643.tif 000010
【図９】
2008035643.tif 000011
【図１０】
2008035643.tif 000012
【図１１】
2008035643.tif 000013