特許 7009756 駆動装置、モータシステム、画像形成装置、搬送装置、および駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-17

(45)【発行日】2022-02-10

(54)【発明の名称】駆動装置、モータシステム、画像形成装置、搬送装置、および駆動方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 8/04 20060101AFI20220203BHJP

   G03G 15/00 20060101ALN20220203BHJP

   B65H 5/06 20060101ALN20220203BHJP

【ＦＩ】

H02P8/04

G03G15/00 420

B65H5/06 J

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017054918

(22)【出願日】2017-03-21

(65)【公開番号】P2018157731

(43)【公開日】2018-10-04

【審査請求日】2020-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】吉水 英毅

【審査官】三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０４６８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６４５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６０７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２８７４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０１１６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ８／０４

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｂ６５Ｈ ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステッピングモータを駆動するドライバ回路と、該ドライバ回路に制御信号を送信する上位コントローラとを備える駆動装置であって、
前記ドライバ回路は、
前記ステッピングモータのロータ位置を推定する位置推定部と、
上位装置から受ける信号に含まれる動作プロファイルに基づく方式で、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うように制御する駆動電流制御部と、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相を設定する励磁設定部と
を有し、
前記上位コントローラは、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作に用いる方式を決定する方式決定部と、
前記方式決定部によって決定された前記ホールド動作に用いる方式に基づいて前記制御信号を生成する制御信号生成部と
を有し、
前記制御信号生成部は、
前記方式決定部によって決定された方式により、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うようにするための指令値を、前記ドライバ回路に供給される、前記ステッピングモータの目標位置を指定するための制御信号に含める
駆動装置。

【請求項2】

前記励磁設定部は、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置の最寄りの位置にある前記ステッピングモータの相を、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相として設定する
請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記方式決定部は、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づく、前記ステッピングモータのロータ磁極位相が、予め定められた所定の閾値範囲内にあるか否かに応じて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作に用いる方式として、複数パルスによる方式、または、１パルスによる方式を決定する
請求項１または２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記ステッピングモータと、
請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動装置と
を備えるモータシステム。

【請求項5】

請求項４に記載のモータシステム
を備える画像形成装置。

【請求項6】

請求項４に記載のモータシステム
を備える搬送装置。

【請求項7】

ステッピングモータを駆動する駆動方法であって、
前記ステッピングモータのロータ位置を推定する位置推定工程と、
上位装置から受ける信号に含まれる動作プロファイルに基づく方式で、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うように制御する駆動電流制御工程と、
前記位置推定工程において推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相を設定する励磁設定工程と、
前記位置推定工程において推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作に用いる方式を決定する方式決定工程と、
前記方式決定工程において決定された前記ホールド動作に用いる方式に基づいてドライバ回路に送信する制御信号を生成する制御信号生成工程と
を含み、
前記制御信号生成工程では、
前記方式決定工程において決定された方式により、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うようにするための指令値を、前記ドライバ回路に供給される、前記ステッピングモータの目標位置を指定するための制御信号に含める
駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置、モータシステム、画像形成装置、搬送装置、および駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、画像形成装置や搬送装置等の各種装置において、各種駆動対象（例えば、搬送ローラ、搬送シート等）を駆動するためのステッピングモータが用いられている。このようなステッピングモータにおいては、コイル励磁位相とロータ磁極位相とが一致しないままスルーアップ動作を行ってしまうと、脱調してしまう。このため、従来、このような脱調を生じさせないように、ステッピングモータを駆動することが課題となっている。

【0003】

例えば、下記特許文献１には、ステッピングモータによりレジローラやピックアップローラ等を駆動するように構成されたフルカラープリンタにおいて、ステッピングモータの初期化動作として、ステッピングモータの励磁電流がオフされた状態から、１００％励磁状態にして十分なホールド時間をとった後、ステッピングモータが十分に起動できる自起動領域内の周波数にてステッピングモータを駆動するようにした技術が開示されている。この技術によれば、安価なＰＭ型ステッピングモータを用いて、短い起動時間でも脱調することなく、ステッピングモータを回転させることができる、とされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記特許文献１の技術では、ステッピングモータの初期化動作において、相励磁の位置とモータ（ロータ）の相位相とを完全に一致させるために、８クロック分以上のクロックパルスで、ステッピングモータを回転させるようにしている。しかしながら、ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作の際に、入力パルス数をむやみに増加させてしまうと、各種不具合（例えば、異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）が発生してしまう虞がある。

【0005】

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作の際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合の発生を抑制できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明のドライバ回路は、ステッピングモータを駆動するドライバ回路であって、前記ステッピングモータのロータ位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相を設定する励磁設定部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作の際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係るモータシステムの構成を示す図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る駆動装置による処理の手順を示すフローチャートである。

【図3】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの動作プロファイルを示す図である。

【図4】従来のステッピングモータにおいて生じ得る脱調現象について説明するための図である。

【図5】従来の脱調現象解消方法について説明するための図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係るモータシステムの構成を示す図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る駆動装置による処理の手順を示すフローチャートである。

【図8】本発明の第１実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

【図9】本発明の第２実施例に係る搬送装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

【0010】

（モータシステム１０の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータシステム１０の構成を示す図である。図１に示すモータシステム１０は、駆動装置１１およびステッピングモータ１２を備えている。

【0011】

駆動装置１１は、ステッピングモータ１２へ駆動電流を供給することにより、ステッピングモータ１２を駆動する。図１に示すように、駆動装置１１は、上位コントローラ１００およびドライバ回路１１０を備えている。上位コントローラ１００（本発明の「上位装置」の一例）は、制御信号および回転方向信号を、ドライバ回路１１０へ出力する。ドライバ回路１１０は、上位コントローラ１００から出力された制御信号および回転方向信号に基づいて、ステッピングモータ１２の各相（Ａ相およびＢ相）に駆動電流を供給することにより、ステッピングモータ１２を駆動する。

【0012】

ステッピングモータ１２は、ドライバ回路１１０から供給された駆動電流によって駆動される。具体的には、ステッピングモータ１２は、ロータ（回転子）と、２相（Ａ相およびＢ相）の励磁コイル（固定子）とを有している。Ａ相の励磁コイルは、Ａ＋端子およびＡ－端子を有している。また、Ｂ相の励磁コイルは、Ｂ相はＢ＋端子およびＢ－端子を有している。このように構成されたステッピングモータ１２は、２相（Ａ相およびＢ相）の励磁コイルの各々が、ドライバ回路１１０から供給された駆動電流によって励磁されることにより、ロータが回転する。

【0013】

ここで、上位コントローラ１００およびドライバ回路１１０の機能について具体的に説明する。図１に示すように、上位コントローラ１００は、制御信号生成部２０１、方式決定部２０７、およびプリホールド実施制御部２０８を有している。また、ドライバ回路１１０は、駆動電流制御部２０２、増幅部２０３、高周波発生部２０４、電流検出部２０５、および位置推定部２０６を有している。

【0014】

制御信号生成部２０１は、ステッピングモータ１２を制御するための目標位置信号である制御信号および回転方向信号を生成して、当該制御信号および回転方向信号を、ドライバ回路１１０へ出力する。駆動電流制御部２０２は、制御信号生成部２０１から出力された制御信号および回転方向信号に応じて、ステッピングモータ１２を駆動するための駆動電流を出力する。増幅部２０３は、駆動電流制御部２０２から出力された駆動電流を増幅して、当該駆動電流をステッピングモータ１２の各相へ供給する。

【0015】

高周波発生部２０４は、所定の高周波電流を、駆動電流制御部２０２および増幅部２０３を介して、ステッピングモータ１２の各相に供給する。または、高周波発生部２０４は、所定の高周波電流を、駆動電流制御部２０２から出力される駆動電流に重畳して、ステッピングモータ１２の各相に供給する。

【0016】

電流検出部２０５は、高周波発生部２０４から供給された高周波電流の応答信号を検出する。電流検出部２０５としては、公知の各種電流センサを用いることができる。位置推定部２０６は、電流検出部２０５によって検出された高周波成分の応答信号に応じて、ステッピングモータ１２のロータ位置を推定する。なお、高周波成分の応答信号に応じてステッピングモータ１２のロータ位置を推定する方法としては、例えば、特開２０１６－４６８５９号公報に開示されている技術を用いることができる。

【0017】

方式決定部２０７は、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のスルーアップ前のホールド動作（以下、「プリホールド」と示す）に用いる方式を決定する。具体的には、方式決定部２０７は、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にあると判断した場合、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、複数パルスによる方式を決定する。一方、方式決定部２０７は、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にないと判断した場合、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、１パルスによる方式を決定する。「所定の閾値範囲」とは、ロータ磁極位相が、脱調を引き起こす逆位相（電気角の－１８０°）にある場合を含む、ロータ磁極位相の範囲である。例えば、「所定の閾値範囲」を、－１８０°±２２．５°とする。但し、これに限らず、「所定の閾値範囲」を、－１８０°±４５°等としてもよい。

【0018】

プリホールド実施制御部２０８は、方式決定部２０７によって決定された方式（１パルスによる方式または複数パルスによる方式）で、ステッピングモータ１２のプリホールドが行われるように制御する。具体的には、プリホールド実施制御部２０８は、方式決定部２０７によって決定された方式による、ステッピングモータ１２のプリホールドを行わせるための指令値が、制御信号生成部２０１が生成する制御信号の動作プロファイルに含まれるように、制御信号生成部２０１に方式に関する情報を送る。

【0019】

これにより、ステッピングモータ１２は、方式決定部２０７によって決定された方式で、プリホールドを行うようになる。すなわち、ステッピングモータ１２は、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、脱調を引き起こす可能性の高い所定の閾値範囲内にある場合、複数パルスによるプリホールドを行う。一方、ステッピングモータ１２は、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、脱調を引き起こす可能性の高い所定の閾値範囲内にない場合、１パルスによるプリホールドを行う。

【0020】

（ステッピングモータ駆動装置による処理の手順）
図２は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１１による処理の手順を示すフローチャートである。

【0021】

まず、ステッピングモータ１２の回転が停止している状態（励磁がＯＦＦの状態）で、高周波発生部２０４が、ステッピングモータ１２の各相に高周波電流を供給する（ステップＳ２０１）。このとき、電流検出部２０５が、ステップＳ２０１で供給された高周波電流の応答信号を検出する（ステップＳ２０２）。そして、位置推定部２０６が、ステップＳ２０２で検出された応答信号に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ位置を推定する（ステップＳ２０３）。

【0022】

次に、方式決定部２０７が、ステップＳ２０３で推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、脱調の可能性がある所定の閾値範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

【0023】

ステップＳ２０４において、ロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にあると判定された場合、方式決定部２０７が、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、複数パルスによる方式を決定する（ステップＳ２０５）。そして、駆動装置１１は、ステップＳ２０７へ処理を進める。

【0024】

一方、ステップＳ２０４において、ロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にないと判定された場合、方式決定部２０７が、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、１パルスによる方式を決定する（ステップＳ２０６）。そして、駆動装置１１は、ステップＳ２０７へ処理を進める。

【0025】

ステップＳ２０７では、プリホールド実施制御部２０８が、ステップＳ２０５またはステップＳ２０６で決定された方式による、ステッピングモータ１２のプリホールドの実施指令を、制御信号生成部２０１が生成する制御信号の動作プロファイルに含める。これに応じて、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２をプリホールドさせる（ステップＳ２０８）。

【0026】

その後、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２をスルーアップさせる（ステップＳ２０９）。そして、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２を等速回転させる（ステップＳ２１０）。さらに、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２をスルーダウンさせる（ステップＳ２１１）。

【0027】

続いて、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、スルーダウン後のホールド動作をステッピングモータ１２に行わせる（ステップＳ２１２）。また、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２の励磁をＯＦＦにする（ステップＳ２１３）。そして、駆動装置１１は、図２に示す一連の処理を終了する。

【0028】

（ステッピングモータ１２の動作プロファイル）
図３は、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ１２の動作プロファイルを示す図である。図３に示すように、本実施形態のステッピングモータ１２は、上位コントローラ１００から供給された制御信号（動作プロファイル）に基づいて、ドライバ回路１１０の制御により、励磁がＯＦＦの状態（図中状態１）から、順次、プリホールド（図中状態２Ｂ）、スルーアップ（図中状態３）、定常回転（図中状態４）、スルーダウン（図中状態５）、スルーダウン後ホールド（図中状態６）を行い、その後、励磁がＯＦＦの状態（図中状態７）となる。

【0029】

ここで、図３に示すように、本実施形態のステッピングモータ１２では、プリホールド（図中状態２Ｂ）の前に、センサレスによるロータ位置検出（図中状態２Ａ）が追加で設けられている。そして、プリホールド（図中状態２Ｂ）では、ロータ位置検出結果に応じて、適切な方式（１パルスによる方式または複数パルスによる方式）が選択的に用いられて、ロータとステータとの位相合わせが行われるようになっている。なお、図３の例では、ロータ位置検出（図中状態２Ａ）は、ステッピングモータ１２の励磁がＯＦＦの状態で行われるようにしているが、ロータが回転しない程度にステッピングモータ１２が励磁された状態で行われてもよい。

【0030】

（従来のステッピングモータにおいて生じ得る脱調現象）
図４は、従来のステッピングモータにおいて生じ得る脱調現象について説明するための図である。図４の上段は、従来のステッピングモータの正常動作を示す。図４の下段は、従来のステッピングモータの異常動作（脱調）を示す。なお、図４では、ステッピングモータを簡略化して表している。図４に示すモータは、ステータ１２ａと、ステータの内部空間に配置されたロータ１２ｂとを備えている。ステータ１２ａの内周面には、９０°間隔で、４つの突起が形成されている。各突起には、ステータコイルが巻設されている。各突起は、ステータコイルを電流が流れることで電磁石となり、電流の流れる方向に応じて、Ｎ極またはＳ極が発生する。ここで、ロータ１２ｂを挟んで対向する一対の突起が異なる磁極となるように、各ステータコイルに電流が供給される。ロータ１２ｂの外周面は、半周ずつ、Ｎ極とＳ極とに着磁されている。

【0031】

図４の上段において、（ａ）は、ステータコイルに電流が流れていない無励磁状態を示す。このとき、ロータ１２ｂの磁極位置は、不定状態である。この例では、ロータ１２ｂのＮ極の中心は、上方に対して、右側に４５°傾いた状態となっている。この状態から、最初のパルスを入力し、（ｂ）に示すように、ステータ１２ａの上側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの下側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂが時計回りに回転し、（ｃ）に示すように、ロータ１２ｂのＳ極の中心が、ステータ１２ａの上側の突起（Ｎ極）を向いた状態となり、コイル励磁位相とロータ磁極位相とが一致した状態（ホールド状態）となる。その後、次のパルスを入力し、（ｄ）に示すように、ステータ１２ａの右側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの左側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂがさらに時計回りに４５°回転し、（ｅ）に示すように、ロータ１２ｂのＳ極の中心が、ステータ１２ａの右側の突起（Ｎ極）を向いた状態となる。以降、順次、パルスを入力することにより、励磁する突起を時計回りに４５°ずつ変更してゆくことで、ロータ１２ｂが、これに追従して時計回りに回転することとなる。

【0032】

図４の下段において、（ａ'）は、ステータコイルに電流が流れていない無励磁状態を示す。このとき、ロータ１２ｂの磁極位置は、不定状態である。この例では、ロータ１２ｂのＮ極の中心は、上方を向いた状態となっている。この状態から、最初のパルスを入力し、（ｂ'）に示すように、ステータ１２ａの上側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの下側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂのＮ極とステータ１２ａのＮ極、ロータ１２ｂのＳ極とステータ１２ａのＳ極が互いに釣りあってしまい、（ｃ'）に示すように、ロータ１２ｂは静止したままである。その後、次のパルスを入力し、（ｄ'）に示すように、ステータ１２ａの右側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの左側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂが反時計回りに４５°回転（すなわち、逆回転）し、それ以降、順次、パルスを入力しても、ロータ１２ｂは、これに追従することができず、脱調状態となる。なお、コイル励磁位相とロータ磁極位相とが逆位相になる事は、理論上極めてまれであるが、モータ駆動を用いた実際の装置では、機械的負荷（例えば、摩擦負荷やタイミングベルトテンション等）が有るため、完全な逆位相（－１８０°）位置でなくても、ある回転角幅でこのような釣り合い現象が発生する。

【0033】

（従来の脱調現象解消方法）
図５は、従来の脱調現象解消方法について説明するための図である。ここでは、２相励磁方式のバイポーラ型ステッピングモータを用いた、従来の脱調現象解消方法について説明する。

【0034】

図５の上段に示す表は、一般的なステッピングモータにおける２相励磁のパターンを表す。この表に示すように、一般的なステッピングモータでは、初めに、Ａ相およびＢ相を励磁し、それ以降、順次、Ｂ相およびＡ（－）相、Ａ（－）相およびＢ（－）相、Ａ相およびＢ（－）相を励磁する。このような順序で各相を励磁することにより、ロータが正回転することとなる。

【0035】

図５の下段は、ステッピングモータの４つのステータコイル相（Ａ相，Ｂ相，Ａ（－）相，Ｂ（－）相）を、電気角の３６０°で表現した図である。ここで、一般的なＰＭ型ステッピングモータの、機械的なステップ角は７．５°であるため、この場合、電気角３６０°が機械角３０°に相当する。

【0036】

従来、無励磁状態の不定ロータ位置とステータコイル位置を一致させるために、最初のパルスを、Ａ相およびＢ相に入力し、十分安定した状態（ロータハンチングが収束した状態）となった後に、以降のパルスを、順次、Ｂ相およびＡ（－）相、Ａ（－）相およびＢ（－）相、Ａ相およびＢ（－）相に入力していた。

【0037】

ここで、脱調が発生するのは、ロータのＮ極が、Ａ相およびＢ相を励磁することによって発生するＳ極の合力方向近傍に位置している場合である。この場合、１回の励磁だけでは、脱調の発生をゼロにすることは困難である。このため、従来、複数パルス（例えば、特許文献１の技術では８パルス以上）を使って、コイル励磁位相とロータ磁極位相とを一致させる方法が用いられている。

【0038】

しかしながら、入力パルス数をむやみに増加させてしまうと、各種不具合（例えば、異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）が発生してしまことは、既に説明したとおりである。

【0039】

本実施形態のモータシステム１０では、これまでに説明したとおり、入力パルス数を増加させることなく、ステッピングモータ１２のプリホールドを行い、コイル励磁位相とロータ磁極位相とを一致させることができる。

【0040】

以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、位置推定部２０６によって推定されたステッピングモータ１２のロータ位置に基づく、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、所定の閾値範囲内にあるか否かに応じて、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式（１パルスによる方式または複数パルスによる方式）を決定する。ここで、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にあるケースは、極めて稀である。このため、本発明の第１実施形態によれば、殆どのケースにおいて、１パルスによるステッピングモータ１２のプリホールドを行うことができる。したがって、本発明の第１実施形態によれば、ステッピングモータ１２のプリホールドの際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合（異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）の発生を抑制することができる。

【0041】

〔第２実施形態〕
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態からの変更点について説明する。

【0042】

（モータシステム１０Ａの構成）
図６は、本発明の第２実施形態に係るモータシステム１０Ａの構成を示す図である。図６に示すモータシステム１０Ａは、駆動装置１１の代わりに駆動装置１１Ａを備える点で、第１実施形態のモータシステム１０と異なる。駆動装置１１Ａは、上位コントローラ１００およびドライバ回路１１０の代わりに、上位コントローラ１００Ａおよびドライバ回路１１０Ａを備える点で、第１実施形態の駆動装置１１と異なる。

【0043】

上位コントローラ１００Ａは、方式決定部２０７およびプリホールド実施制御部２０８を有していない点で、第１実施形態の上位コントローラ１００と異なる。ドライバ回路１１０Ａは、駆動電流制御部２０２に励磁設定部２０９が設けられている点で、第１実施形態のドライバ回路１１０と異なる。

【0044】

励磁設定部２０９は、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のプリホールド時のロータの回転量が最小となるように、ステッピングモータ１２のプリホールド時に最初に励磁する２つの相を設定する。例えば、通常、ステッピングモータ１２のプリホールド時に最初にＡ相とＢ相とを励磁するように構成されている場合において、ロータ磁極位相がＡ（－）相とＢ（－）相との間にある場合（すなわち、逆位相にある場合）、Ａ相とＢ相とを励磁してプリホールドを行ってもロータが回転できない場合がある。そこで、このような場合、励磁設定部２０９は、プリホールド時に最初にＡ（－）相とＢ（－）相とを励磁するように設定を変更する。この変更に伴い、駆動電流制御部２０２は、ステッピングモータ１２のプリホールドを行う際に、励磁設定部２０９によって設定されたステッピングモータ１２の２つの相を、最初に励磁するようになる。

【0045】

（ステッピングモータ駆動装置による処理の手順）
図７は、本発明の第２実施形態に係る駆動装置１１Ａによる処理の手順を示すフローチャートである。

【0046】

まず、ステッピングモータ１２の回転が停止している状態（励磁がＯＦＦの状態）で、高周波発生部２０４が、ステッピングモータ１２の各相に高周波電流を供給する（ステップＳ７０１）。このとき、電流検出部２０５が、ステップＳ７０１で供給された高周波電流の応答信号を検出する（ステップＳ７０２）。そして、位置推定部２０６が、ステップＳ７０２で検出された応答信号に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ位置を推定する（ステップＳ７０３）。

【0047】

次に、励磁設定部２０９が、ステップＳ７０３で推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のプリホールド時のロータの回転量が最小となるように、ステッピングモータ１２のプリホールド時に最初に励磁する２つの相を設定する（ステップＳ７０４）。そして、ドライバ回路１１０Ａが、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、１パルスによるプリホールドを、ステッピングモータ１２に実施させる（ステップＳ７０５）。

【0048】

ステップＳ７０６以降の処理は、第１実施形態（図２）のステップＳ２０９以降の処理と同様であるため、説明を省略する。

【0049】

以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置の最寄りの位置にあるステッピングモータ１２の相を、ステッピングモータ１２のプリホールドを行う際の、最初に励磁するステッピングモータ１２の相として設定する。これにより、本発明の第２実施形態によれば、常に、１パルスによるステッピングモータ１２のプリホールドを行うことができる。したがって、本発明の第２実施形態によれば、ステッピングモータ１２のプリホールドの際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合（異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）の発生を抑制することができる。

【0050】

〔第１実施例〕
図８は、本発明の第１実施例に係る画像形成装置８００の概略構成を示す図である。図８に示す画像形成装置８００は、プリントサーバ８１０および本体８２０を備えている。プリントサーバ８１０には、印刷データが記憶されている。プリントサーバ８１０に記憶されている印刷データは、ユーザからの指示により、本体８２０へと送信される。

【0051】

本体８２０は、光学装置８２１、感光体ドラム８２２、現像ローラ８２３、転写ローラ８２４、転写ベルト８２５、転写ローラ８２６、定着装置８２７、搬送装置８３１、用紙トレイ８３２、搬送路８３３、排紙トレイ８３４、および記録紙８３５を備えている。

【0052】

本体８２０は、印刷データに色補正、濃度変換、小値化等の処理を行う。そして、本体８２０は、最終的に２値となった印刷データを、光学装置８２１に送る。

【0053】

光学装置８２１は、レーザダイオード等をレーザ光源として用いている。光学装置８２１は、一様に帯電した状態の感光体ドラム８２２に対して、印刷データに応じたレーザ光の照射を行う。

【0054】

感光体ドラム８２２は、一様に帯電した状態で、印刷データに応じたレーザ光が表面に照射されることにより、レーザ光が照射された部分だけ電荷が消失する。これにより、感光体ドラム８２２の表面には、印刷データに応じた潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム８２２の回転に伴って、対応する現像ローラ８２３の方向へと移動する。

【0055】

現像ローラ８２３は、回転しながら、トナーカートリッジから供給されたトナーを、その表面に付着させる。そして、現像ローラ８２３は、その表面に付着されたトナーを、感光体ドラム８２２の表面に形成された潜像に付着させる。これにより、現像ローラ８２３は、感光体ドラム８２２の表面に形成された潜像を顕像化して、感光体ドラム８２２の表面にトナー像を形成する。

【0056】

感光体ドラム８２２の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム８２２と転写ローラ８２４との間において、転写ベルト８２５上に転写される。これにより、転写ベルト８２５上に、トナー画像が形成される。

【0057】

図８に示す例では、光学装置８２１、感光体ドラム８２２、現像ローラ８２３、および転写ローラ８２４は、４つの印刷色（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の各々に対して設けられている。これにより、転写ベルト８２５上には、各印刷色のトナー画像が形成される。

【0058】

搬送装置８３１は、用紙トレイ８３２から搬送路８３３へ、記録紙８３５を送出する。搬送路８３３に送出された記録紙８３５は、転写ベルト８２５と転写ローラ８２６との間に搬送される。これにより、転写ベルト８２５と転写ローラ８２６との間において、転写ベルト８２５上に形成された各印刷色のトナー画像が、記録紙８３５に転写される。その後、記録紙８３５は、定着装置８２７によって熱および圧力が加えられることにより、トナー画像が定着される。そして、記録紙８３５は、排紙トレイ８３４に搬送される。

【0059】

例えば、このように構成された画像形成装置８００において、上記実施形態のモータシステム１０（またはモータシステム１０Ａ）を適用して、各種ローラ（例えば、給紙ローラ、紙搬送ローラ等）を駆動するステッピングモータの動作を制御することにより、当該ステッピングモータのプリホールド時の各種不具合の発生を抑制することができる。

【0060】

〔第２実施例〕
図９は、本発明の第２実施例に係る搬送装置９００の概略構成を示す図である。図９に示す搬送装置９００は、用紙Ｐを搬送するための装置である。図９に示すように、搬送装置９００は、ステッピングモータ１２Ａ、ステッピングモータ１２Ｂ、搬送ローラ９０１、および搬送ローラ９０２を備えている。搬送ローラ９０１は、ステッピングモータ１２Ａの駆動により回転する。搬送ローラ９０２は、ステッピングモータ１２Ｂの駆動により回転する。この搬送装置９００は、搬送ローラ９０１と搬送ローラ９０２とが互いに同一の方向に回転することにより、ステッピングモータ１２Ａの出力トルクとステッピングモータ１２Ｂの出力トルクとの合成トルクにより、用紙Ｐを搬送方向に搬送することができる。例えば、このように構成された搬送装置９００において、上記実施形態のモータシステム１０（またはモータシステム１０Ａ）を適用して、ステッピングモータ１２Ａおよびステッピングモータ１２Ｂの各々の動作を制御することにより、当該ステッピングモータ１２Ａ，１２Ｂのプリホールド時の各種不具合の発生を抑制することができる。

【0061】

以上、本発明の好ましい実施形態および実施例について詳述したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【0062】

例えば、上記第１，第２実施例では、本発明のモータシステムを画像形成装置，搬送装置に適用する例を説明したが、本発明のモータシステムは、モータによって何らかの駆動対象を駆動する構成を採用しているものであれば、如何なる装置にも適用することが可能である。

【0063】

一例として、本発明のモータシステムは、シート状のプリプレグや、紙幣等を搬送する搬送装置において、搬送ローラを駆動する構成に適用することができる。その他、本発明のモータシステムは、例えば自動車やロボットやアミューズメント機器等において、モータによって駆動される回転軸の回転運動により、動力を得ることを目的とする構成に適用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１０ モータシステム
１１ 駆動装置
１２ ステッピングモータ
１００ 上位コントローラ
１１０ ドライバ回路
２０１ 制御信号生成部
２０２ 駆動電流制御部
２０３ 増幅部
２０４ 高周波発生部
２０５ 電流検出部
２０６ 位置推定部
２０７ 方式決定部
２０８ プリホールド実施制御部
８００ 画像形成装置
９００ 搬送装置

【先行技術文献】

【特許文献】

【0065】

【文献】特開２００２－３６６００１号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】