7587476 モータ制御装置及び画像形成装置

(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】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】モータ制御装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/18 20160101AFI20241113BHJP

【ＦＩ】

H02P6/18

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021092510

(22)【出願日】2021-06-01

(65)【公開番号】P2022184571

(43)【公開日】2022-12-13

【審査請求日】2024-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】亀山 滋

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２０７２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０１４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１２０７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５００１４０５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ６／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルにコイル電流を流すため、前記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、
前記複数のコイルに流れたコイル電流を検知する電流検知手段と、
前記複数のコイルの内の２つのコイルのセットそれぞれに対して測定処理を実行することで前記モータのロータの停止位置を判定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、セットに対する前記測定処理において、前記電圧制御手段を制御することにより当該セットの内の第１コイルから第２コイルに向けてコイル電流を流して前記電流検知手段による第１検知結果を取得し、続いて、前記電圧制御手段を制御することにより前記セットの内の前記第２コイルから前記第１コイルに向けてコイル電流を流して前記電流検知手段による第２検知結果を取得し、前記セットそれぞれに対して取得した前記第１検知結果及び前記第２検知結果に基づき前記モータのロータの停止位置を判定し、
前記測定処理は、第１期間と、前記第１期間に続く第２期間と、前記第２期間に続く第３期間と、を含み、
前記第２期間の途中までの期間においては前記第１コイルから前記第２コイルに向けて前記コイル電流が流れ、前記第２期間の前記途中より後の期間においては前記第２コイルから前記第１コイルに向けて前記コイル電流が流れることを特徴とするモータ制御装置。

【請求項2】

前記制御手段は、
前記第１期間において、前記第１コイルの前記第２コイルに接続する端子とは異なる第１端子の電位が、前記第２コイルの前記第１コイルに接続する端子とは異なる第２端子の電位より高くなる様に前記電圧制御手段を制御し、
前記第２期間において、前記第２端子の電位が、前記第１端子の電位より高くなる様に前記電圧制御手段を制御し、
前記第３期間において、前記第１端子の電位が、前記第２端子の電位より高くなる様に前記電圧制御手段を制御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】

前記制御手段は、前記第１期間及び前記第３期間において、パルス幅変調信号が前記第１端子に印加され、前記第２期間において、前記パルス幅変調信号が前記第２端子に印加される様に前記電圧制御手段を制御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4】

前記制御手段は、前記第１期間及び前記第３期間において、前記第１端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティを変化させ、前記第２期間において、前記第２端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティを変化させ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】

前記制御手段は、前記第１期間において、前記第１端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティを正弦波状、三角波状又は台形波状に変化させ、前記第２期間において、前記第２端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティを正弦波状、三角波状又は台形波状に変化させ、前記第３期間において、前記第１端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティを正弦波状、三角波状又は台形波状に変化させることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。

【請求項6】

前記第１期間において前記第１端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティは、前記第１期間の終了タイミングにおいて０であり、
前記第２期間において前記第２端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティは、前記第２期間の終了タイミングにおいて０であり、
前記第３期間において前記第１端子に印加される前記パルス幅変調信号のデューティは、前記第３期間の開始タイミングと終了タイミングにおいて０であ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。

【請求項7】

前記第１期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値を示す第１最大値と、前記第２期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値を示す第２最大値と、前記第３期間における前記パルス幅変調信号のデューティの最大値を示す第３最大値と、を示す情報を保持する保持手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１最大値、前記第２最大値及び前記第３最大値に従い、前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間それぞれにおける前記パルス幅変調信号のデューティを変化させることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

【請求項8】

前記第２最大値は前記第１最大値より大きい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コイルに向けて流れたコイル電流の最大値であり、
前記第２検知結果は、前記第２コイルから前記第１コイルに向けて流れたコイル電流の最大値であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

【請求項10】

前記制御手段は、前記電圧制御手段を制御することにより前記第２コイルから前記第１コイルに向けてコイル電流を流し、続いて、前記電圧制御手段を制御することにより前記第１コイルから前記第２コイルに向けてコイル電流を流したときの前記電流検知手段による第３検知結果が前記第１検知結果に近づく様に前記第２最大値を更新する更新処理を実行することを特徴とする請求項７又は８に記載のモータ制御装置。

【請求項11】

前記更新処理は、第１処理と第２処理と、を含み、
前記第１処理は、第４期間と、前記第４期間に続く第５期間と、を含み、
前記第２処理は、第６期間と、前記第６期間に続く第７期間と、を含み、
前記制御手段は、
前記第４期間及び前記第６期間において、前記第２端子には前記第１最大値に従い変化する前記パルス幅変調信号が印加される様に前記電圧制御手段を制御し、
前記第５期間において、前記第１端子には第４最大値に従い変化する前記パルス幅変調信号が印加される様に前記電圧制御手段を制御して第４検知結果を取得し、
前記第６期間において、前記第１端子には前記第４最大値とは異なる第５最大値に従い変化する前記パルス幅変調信号が印加される様に前記電圧制御手段を制御して第５検知結果を取得し、
前記第４最大値、前記第５最大値、前記第４検知結果及び前記第５検知結果に基づき前記第１検知結果が得られる前記パルス幅変調信号のデューティの最大値を判定し、前記第２最大値を、判定した前記最大値に更新することを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御装置。

【請求項12】

前記第１検知結果、前記第４検知結果及び前記第５検知結果は、前記第１コイルから前記第２コイルに向けて流れたコイル電流の最大値であり、
前記第２検知結果は、前記第２コイルから前記第１コイルに向けて流れたコイル電流の最大値であることを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。

【請求項13】

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、請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
を備えている画像形成装置。

【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ブラシレスモータに対しては、起動時の脱調や逆回転を防ぐため、ロータの停止位置（以下、ロータ停止位置）を検知し、ロータ停止位置に応じた起動処理を行う。特許文献１は、コイルに所定の電圧を印加したときの励磁電流（コイル電流）に基づきロータ停止位置を検知する構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１０４２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロータ停止位置の検知精度を向上させるには、コイル電流を大きくする必要がある。しかしながら、コイル電流を大きくし過ぎると、コイル電流によってロータが回転し、検知精度が低下し得る。

【0005】

本発明は、ロータ停止位置の検知精度の低下を抑え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】

【0006】

本発明の一態様によると、モータ制御装置は、複数のコイルを含むモータの前記複数のコイルにコイル電流を流すため、前記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、前記複数のコイルに流れたコイル電流を検知する電流検知手段と、前記複数のコイルの内の２つのコイルのセットそれぞれに対して測定処理を実行することで前記モータのロータの停止位置を判定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、セットに対する前記測定処理において、前記電圧制御手段を制御することにより当該セットの内の第１コイルから第２コイルに向けてコイル電流を流して前記電流検知手段による第１検知結果を取得し、続いて、前記電圧制御手段を制御することにより前記セットの内の前記第２コイルから前記第１コイルに向けてコイル電流を流して前記電流検知手段による第２検知結果を取得し、前記セットそれぞれに対して取得した前記第１検知結果及び前記第２検知結果に基づき前記モータのロータの停止位置を判定し、前記測定処理は、第１期間と、前記第１期間に続く第２期間と、前記第２期間に続く第３期間と、を含み、前記第２期間の途中までの期間においては前記第１コイルから前記第２コイルに向けて前記コイル電流が流れ、前記第２期間の前記途中より後の期間においては前記第２コイルから前記第１コイルに向けて前記コイル電流が流れることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、ロータ停止位置の検知精度の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【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ピーダンスとの関係を示す図。

【図6】一実施形態によるコイルへの印加電圧及びコイル電流と、インダクタンス成分に印加される電圧及び当該電圧の積分波形と、を示す図。

【図7】一実施形態による時系列データを示す図。

【図8】一実施形態による励磁相と、最大測定値とを示す図。

【図9】一実施形態によるロータ停止位置の判定処理のフローチャート。

【図10】一実施形態による係数の更新処理のフローチャート。

【図11】一実施形態によるコイルへの印加電圧及びコイル電流を示す図。

【図12】一実施形態によるコイルへの印加電圧及びコイル電流を示す図。

【図13】一実施形態による時系列データを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、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。

【0010】

＜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。画像形成装置のカセット２５に格納されたシートは、給送ローラ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。

【0011】

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を介して形成する画像の画像データをホストコンピュータ２２より受信すると、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。

【0012】

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。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相のコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）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。

【0013】

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になり、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）の第１端子に接続されている。なお、コイル７３、７４及び７５の第１端子とは異なる第２端子は、相互に接続され、中性点７６を形成している。

【0014】

したがって、ある相のハイ側のスイッチング素子をＯＮにし、当該相のロー側のスイッチング素子をＯＦＦにすると、当該相のコイルの第１端子の電位は、所定の第１電位となる。一方、ある相のハイ側のスイッチング素子をＯＦＦにし、当該相のロー側のスイッチング素子をＯＮにすると、当該相のコイルの第１端子の電位は、第１電位より低い第２電位となる。なお、本例において第２電位は接地電位である。したがって、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のコイル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。各コイル７３、７４、７５に流れたコイル電流は、抵抗６３により電圧に変換され、マイコン５１のＡＤコンバ－タ５３に入力される。ＡＤコンバータ５３は、コイル電流に対応する電圧をデジタル値に変換し、マイコン５１は、このデジタル値からコイル電流の電流値を検知する。この様に、抵抗６３と、ＡＤコンバ－タ５３を含むマイコン５１は電流検知部を構成する。また、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及びメモリ５７を有する。

【0015】

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の内の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つである。ここで、Ｕ－Ｖ相とは、Ｕ相のコイル７３から中性点７６を介してＶ相のコイル７４にコイル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。

【0016】

モータ１５Ｆの駆動を停止し、コイル電流を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の停止位置の判定処理を行う。

【0017】

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。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、コイル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極とする様にコイル電流を流すと、Ｕ相をＳ極とする方向にコイル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。つまり、ロータ７２の停止位置と励磁相に応じて、コイルのインピーダンスが変化する。

【0018】

図５は、ロータ７２が停止しているときに各励磁相を励磁した際の合成インピーダンスの一例を示している。なお、図５では、ロータ７２が、Ｕ－Ｖ相を励磁した場合に停止する位置で停止しているものとする。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ピーダンスは、他の相を励磁した際の合成インピーダンスより小さくなる。合成インピーダンスは、６つの励磁相それぞれを励磁した際のコイル電流の大きさや、コイル電流の立ち上がりの早さにより判定することができる。したがって、６つの励磁相それぞれを励磁して合成インピーダンスの相対的な大小関係を判定することによりロータ７２の停止位置を判定することができる。

【0019】

ここで、本実施形態では６つの励磁相の内、２つの相が同じである２つの励磁相を１つのセットとする。そして、１セット内の２つの励磁相については、１つの測定処理において続けて励磁する。つまり、"Ｘ－Ｙ相"と"Ｙ－Ｘ相"が１セットであり、Ｘ－Ｙ相と、Ｙ－Ｘ相の励磁を１つの測定処理において行う。なお、本実施形態のモータ１５Ｆは３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）であるため、セット数は３である。したがって、ロータ停止位置を判定するために、本実施形態では、セットに対する測定処理を３回行う。

【0020】

以下では、Ｕ－Ｖ相及びＶ－Ｕ相のセットを例にして１つの測定処理について図６を用いて説明する。なお、図６では、Ｕ－Ｖ相の励磁後に、Ｖ－Ｕ相を励磁している。また、図６（Ａ）のコイル電流は、Ｕ相のコイル７３からＶ相のコイル７４に向けてコイル電流が流れている状態を正の電流値としている。まず、Ａ期間においては、ＰＷＭポート５８のＶ－Ｈ端子をローレベルに固定し、Ｕ－Ｈ端子からデューティが時間的に変化するＰＷＭ信号を出力する。なお、Ａ期間においては、Ｖ－Ｌ端子をハイレベルに固定し、その他の端子をローレベルに固定する。したがって、Ａ期間において、Ｕ相のコイル７３の第１端子は、ＰＷＭ信号がハイレベルの間、第１電位になる。一方、Ａ期間において、Ｖ相のコイル７４の第１端子は、第１電位より低い第２電位（接地電位）になる。なお、詳細に述べると、抵抗６３に流れるコイル電流により、Ｖ相のコイル７４の第１端子の電位は、第２電位から変化するが、この変動は、第１電位と比較して十分小さいため無視することができる。なお、図６（Ａ）に示す様に、Ａ期間においてはＵ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティについては正弦波状に変化させる。この正弦波の半周期はＡ期間の長さに対応し、デューティの最大値は、本例では６５％である。

【0021】

Ａ期間に続くＢ期間においては、Ｕ－Ｈ端子をローレベルに固定し、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、Ｕ－Ｌ端子をハイレベルに固定する。この正弦波の半周期はＢ期間の長さに対応し、デューティの最大値は、本例では９０％である。したがって、Ｂ期間において、Ｖ相のコイル７４の第１端子の電位は、ＰＷＭ信号に従い時間的に変化する。一方、Ｂ期間において、Ｕ相のコイル７３の第１端子の電位は、時間的に変化しない。なお、Ｂ期間においては、上記以外の端子についてはローレベルに固定する。Ｃ期間においてＰＷＭポート５８の各ＰＷＭ端子から出力する信号は、Ａ期間と同様である。但し、Ｕ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティの最大値については、Ａ期間と同じでなくて良く、本例では６２％である。

【0022】

上記の通り励磁することで、Ａ期間においては、Ｕ相のコイル７３からＶ相のコイル７４に向けてコイル電流が流れる。なお、インダクタンス成分によりＡ期間の終了時点においてコイル電流は、依然、Ｕ相のコイル７３からＶ相のコイル７４に向けて流れる。Ｂ期間においては、Ｖ相のコイル７４からＵ相のコイル７３に向けてコイル電流を流す様に電圧を印加するため、Ｂ期間の途中において、コイル電流の方向が逆転し、Ｖ相のコイル７４からＵ相のコイル７３に向けてコイル電流が流れる。なお、インダクタンス成分によりＢ期間の終了時点においてコイル電流は、依然、Ｖ相のコイル７４からＵ相のコイル７３に向けて流れる。Ｃ期間は、Ｖ相のコイル７４からＵ相のコイル７３に向けて流れているコイル電流を０にするための期間である。この様に、Ａ期間の初めからＢ期間のコイル電流が０となるタイミングまでがＵ－Ｖ相の励磁を行っている期間であり、Ｂ期間の当該タイミングからＣ期間の終わりまでがＶ－Ｕ相の励磁を行っている期間となる。

【0023】

Ａ期間の時間長及びＡ期間におけるデューティ最大値は、ロータ７２が回転しないとの条件と、各励磁相を励磁した際に検知される合成インピーダンスの違いが区別できるとの条件を満たす様に決定される。本例では、Ａ期間の時間長及びデューティの最大値それぞれを１ｍｓ及び６５％としている。また、Ｂ期間のデューティの最大値は、Ａ期間のデューティの最大値に所定のオフセット値を加えた値とする。この所定のオフセット値は、Ａ期間において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を凡そ零にする様に設定される。つまり、Ｂ期間のデューティの最大値は、Ａ期間においてコイルのインダクタンス成分に印加される電圧波形に基づき決定される。本例では、オフセット値を２５％とし、よって、Ｂ期間のデューティの最大値を９０％としている。このオフセット値を加えることで、Ｖ－Ｕ相を励磁する前に流れているＵ相のコイル７３からＶ相のコイル７４の方向へのコイル電流の影響をキャンセルすることができる。なお、Ｂ期間の時間長は、本例では、Ａ期間の時間長と同じ１ｍｓとする。さらに、Ｃ期間の時間長及びデューティの最大値は、Ａ期間開始からＣ期間終了時点ま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を凡そ零にする様に設定する。つまり、Ｃ期間の時間長及びデューティの最大値は、Ａ期間及びＢ期間においてコイルに印加される電圧波形に基づき決定される。本例では、Ｃ期間の時間長及びデューティの最大値をそれぞれ０．５ｍｓ及び６２％としている。

【0024】

図６（Ｂ）の上側は、図６（Ａ）に示す様に電圧を印加した際の、Ｕ相とＶ相のコイル列に印加される電圧と、コイルのインダクタンス成分に加わる電圧ＶＬと、を示している。また、図６（Ｂ）の下側は、電圧ＶＬの波形を時間積分した波形を示している。なお、上側の電圧波形は、図６（Ａ）に示す様にＰＷＭ信号のデューティを正弦波状に変化させた場合にＵ相とＶ相のコイル列に印加される１パルス期間毎の平均電圧を示している。つまり、例えば、ＰＷＭ信号が１パルス期間において常にハイである場合、コイル列に印加される電圧は第１電位－第２電位であり、ＰＷＭ信号が１パルスの半分の期間だけハイである場合、コイル列に印加される電圧は、（第１電位－第２電位）／２である。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、コイルに印加される電圧から変化する。電圧ＶＬの時間積分波形は、Ａ期間において電圧ＶＬが正の間は増加する。そして、電圧ＶＬの時間積分波形は、Ａ期間において電圧ＶＬが負になった以降は、減少してＢ期間の途中において０になる。その後、電圧ＶＬの時間積分波形は、増加の後に減少し、Ｃ期間の終了時点で凡そ零となる。

【0025】

図６（Ａ）に示す様にコイル列に電圧を印加することで、１つの測定処理においてＵ－Ｖ相及びＶ－Ｕ相を励磁することができる。したがって、１つの測定処理においてＵ－Ｖ相とＶ－Ｕ相を励磁した際の合成インピーダンスを検知することができる。また、Ｕ－Ｖ相とＶ－Ｕ相の検知を１つの測定処理内において連続して行うため、Ｕ－Ｖ相の励磁で発生したロータ７２に働くトルクを、Ｖ－Ｕ相の励磁により打ち消すことができロータ７２が回転することを抑えることができる。上述した様に、本実施形態では励磁相のセットが３であるため、モータ制御部１４は、上記測定処理を３回行うことで、６つの励磁相それぞれを励磁した際の合成インピーダンスを検知することができる。

【0026】

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時系列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、時系列データの一例を示している。なお、図７の時系列データは、５０μｓ毎のデータである。図７の＃１は、Ａ期間及びＢ期間用の基本データである。Ａ期間及びＢ期間は１ｍｓであるため、２０個のデータとなる。一方、図７の＃２は、Ｃ期間用の基本データである。Ｃ期間は０．５ｍｓであるため、１０個のデータとなる。モータ制御部１４は、各期間において、対応する基本データに所定の係数（以下、デューティ係数と呼ぶ。）を乗じた値を使用する。本例において、デューティ係数は、デューティの最大値である。つまり、Ａ期間、Ｂ期間及びＣ期間のデューティ係数は、それぞれ、０．６５、０．９及び０．６２である。なお、デューティ係数を示す情報は、モータ制御部１４の不揮発性メモリ５５に予め格納されている。

【0027】

モータ制御部１４は、Ｘ－Ｙ相とＹ－Ｘ相のセットに対する測定処理の間、所定の期間毎にコイル電流を検知し、検知したコイル電流を電流測定値としてメモリ５７に保存する。例えば、所定の期間は５０μｓである。測定処理が終了すると、モータ制御部１４は、保存した複数の電流測定値から、測定処理における検知結果として最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙ及び最大測定値Ｍ_Ｙ―Ｘを判定する。最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙは、Ｘ相のコイルからＹ相のコイルに向けて流れるコイル電流の電流測定値（絶対値）の最大値である。同様に、最大測定値Ｍ_Ｙ―Ｘは、Ｙ相のコイルからＸ相のコイルに向けて流れるコイル電流の電流測定値（絶対値）の最大値である。上記の通り、励磁相の３つのセットそれぞれに対して測定処理を実行することで、モータ制御部１４は、６つの励磁相それぞれの測定結果である最大測定値Ｍ_Ｕ－Ｖ、Ｍ_Ｖ－Ｕ、Ｍ_Ｕ－Ｗ、Ｍ_Ｗ－Ｕ、Ｍ_Ｖ－Ｗ、Ｍ_Ｗ－Ｖを取得する。

【0028】

図８は、６つの励磁相それぞれの最大測定値の例を示している。図８に示す例では、Ｕ－Ｖ相を励磁した際の最大測定値が一番大きいことから、Ｕ－Ｖ相を励磁した際の合成インピーダンスが一番小さいことが判る。従って、ロータ７２は、Ｕ－Ｖ相の位置で停止していると判定することができる。

【0029】

図９は、モータ制御部１４が実行する、ロータ停止位置を判定する処理のフローチャートである。Ｓ１０において、モータ制御部１４は、図７に示す様な時系列データ及び各期間のデューティ係数を不揮発性メモリ５５から読み出して、測定処理においてＰＷＭポート５８から出力するＰＷＭ信号を判定する。Ｓ１１で、モータ制御部１４は、測定処理を実行する励磁相のセットを選択する。モータ制御部１４は、Ｓ１２において、選択したセットに対して測定処理を実行し、電流測定値をメモリ５７に保存する。選択したセットに対する測定処理が終了すると、モータ制御部１４は、Ｓ１３において、選択したセットの２つの励磁相それぞれの最大測定値を判定してそれぞれの値をメモリ５７に保存する。その後、モータ制御部１４は、総てのセットに対して測定処理を実行したかを判定し、実行していなければＳ１１から処理を繰り返す。一方、総てのセットに対して測定処理を実行していると、モータ制御部１４は、各励磁相の最大測定値に基づきロータ７２の停止位置を判定する。

【0030】

デューティ係数の初期値は、予めモータ１５Ｆの標準的なパラメ－タに基づき決定する。しかしながら、個々のモータ１５Ｆの特性のばらつきに応じて、より最適な値に補正することが望ましい。したがって、本実施形態では、Ｂ期間で使用するデューティ係数を補正・更新する更新処理を行う。

【0031】

まず、Ｘ－Ｙ相及びＹ－Ｘ相のセットに対する測定処理で使用するＢ期間のデューティ係数の補正・更新方法の考え方について説明する。まず、Ｘ－Ｙ相を先に励磁し、その後に、Ｙ－Ｘ相を励磁する様に上記の測定処理を行い、最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙ（以下、第１最大測定値）を判定する。続いて、Ｙ－Ｘ相を先に励磁し、その後に、Ｘ－Ｙ相を励磁する様に上記の測定処理を行い、最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙ（以下、第２最大測定値）を判定する。第１最大測定値は、それ以前のコイル電流の影響がない場合のコイル電流の最大値である。一方、第２最大測定値は、それ以前にＹ相のコイルからＸ相のコイルに向けて流れていたコイル電流の影響を受ける場合のコイル電流の最大値である。１つの測定処理において励磁する励磁相の順序に拘わらず、最大測定値は同じでなければならない。つまり、第１最大測定値と第２最大測定値は同じでなければならない。したがって、本実施形態では、第１最大測定値と第２最大測定値が等しくなる様に、Ｂ期間のデューティ係数を補正する。

【0032】

図１０は、モータ制御部１４が実行する、デューティ係数の更新処理のフローチャートである。Ｓ２０において、モータ制御部１４は、図７に示す様な時系列データ及び現時点での各期間のデューティ係数を不揮発性メモリ５５から読み出して、ＰＷＭポート５８から出力するＰＷＭ信号を判定する。Ｓ２１で、モータ制御部１４は、Ｘ－Ｙ相及びＹ－Ｘ相のセットに対して測定処理を実行する。なお、このとき、Ｘ－Ｙ相を先に励磁して、続いて、Ｙ－Ｘ相を励磁する。測定処理の終了後、モータ制御部１４は、Ｓ２２において、最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙを判定して保存する。

【0033】

続いて、Ｓ２３で、モータ制御部１４は、同じセットに対して測定処理を実行する。但し、先に励磁する励磁相については、Ｓ２１での順番とは反転させ、Ｙ－Ｘ相を先に励磁する。また、Ｂ期間のデューティ係数については、現時点のデューティ係数より小さくする。一例として、現時点でのＢ期間のデューティ係数を０．９５倍したデューティ係数をＢ期間において使用する。したがって、例えば、現時点でのＢ期間のデューティ係数が０．９であると、Ｓ２３で実行する測定処理においては、Ｂ期間のデューティ係数を０．８５とする。測定処理の終了後、モータ制御部１４は、Ｓ２４において、最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙを判定して保存する。

【0034】

続いて、Ｓ２５で、モータ制御部１４は、同じセットに対して測定処理を実行する。但し、先に励磁する励磁相については、Ｓ２１での順番とは反転させ、Ｙ－Ｘ相を先に励磁する。また、Ｂ期間のデューティ係数については、現時点のデューティ係数より大きくする。一例として、現時点でのＢ期間のデューティ係数を１．０５倍したデューティ係数をＢ期間において使用する。したがって、例えば、現時点でのＢ期間のデューティ係数が０．９であると、Ｓ２５で実行する測定処理においては、Ｂ期間のデューティ係数を０．９４５とする。測定処理の終了後、モータ制御部１４は、Ｓ２６において、最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙを判定して保存する。

【0035】

モータ制御部１４は、Ｓ２７において、Ｓ２２、Ｓ２４及びＳ２６での最大測定値に基づきＢ期間のデューティ係数を更新する。例えば、Ｓ２４での最大測定値をＭ１とし、Ｓ２６での最大測定値をＭ２とし、Ｓ２２での最大測定値をＭ３とする。また、Ｓ２３で使用したＢ期間のデューティ係数をＤ１として、Ｓ２５で使用したＢ期間のデューティ係数をＤ２とする。この場合、モータ制御部１４は、デューティ係数Ｄ１及びＤ２と、最大測定値Ｍ１及びＭ２に基づき、Ｂ期間のデューティ係数と最大測定値との関係を求める。そして、この関係から、最大測定値がＭ３となるＢ期間のデューティ係数Ｄ３を判定する。そして、モータ制御部１４は、Ｘ－Ｙ相及びＹ－Ｘ相のセットに対するＢ期間のデューティ係数をＤ３に更新する。

【0036】

この様に、デューティ係数を更新することで、励磁相のセットに含まれる２つの励磁相を連続して励磁しても、精度良くロータ７２の停止位置を判定することができる。なお、図１０のフローチャートのＳ２１～Ｓ２２の処理と、Ｓ２３～Ｓ２４の処理と、Ｓ２５～Ｓ２６の処理を行う順序は任意である。また、Ｓ２１～Ｓ２２の処理は、ロータ７２の停止位置の判定処理での結果を使用することができる。つまり、この場合、図１０に示す更新処理では、Ｓ２１～Ｓ２２を実行せず、最後に行ったロータ７２の停止位置の判定処理での結果を使用する。また、本実施形態では、Ｓ２３及びＳ２５でのＢ期間のデューティ係数として、現在のデューティ係数より小さい値と大きい値を使用していた。しかしながら、２つの内の１つを現在のデューティ係数と同じ値とすることもできる。また、例えば、Ｓ２５～Ｓ２６を省略し、Ｓ２３～Ｓ２４において、例えば、現在のデューティ係数を使用して１つの最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙを測定する構成とすることもできる。この場合、例えば、Ｓ２２で取得した最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙと、Ｓ２４で取得した最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙとの大小関係を判定し、大小関係に応じて所定値だけデューティ係数を増減させる構成とすることができる。また、大小関係に応じて増減させる値については、所定値ではなく、Ｓ２２で取得した最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙと、Ｓ２４で取得した最大測定値Ｍ_Ｘ－Ｙとの差に応じて決定する構成とすることもできる。さらに、本実施形態では、Ａ期間のデューティ係数を基準として、Ｂ期間のデューティ係数を更新したが、Ｂ間のデューティ係数を基準として、Ａ期間のデューティ係数を更新することもできる。

【0037】

また、本実施形態では、図６（Ａ）に示す様に、測定処理においてＰＷＭ信号のデューティを正弦波状に変化させていた。しかしながら、本発明は、ＰＷＭ信号のデューティを正弦波状に変化させることに限定されない。例えば、図１１（Ａ）に示す様に、デューティを三角波状に変換させることができる。或いは、図１１（Ｂ）に示す様にデューティを台形波状に変化させることもできる。さらに、図示してないが、デューティを矩形波状に変化させることもできる。より一般的には、コイルに印加する電圧波形の形状は、各期間の開始及び終了時において０であり、各期間において、最大値に向けて増加し、最大値に到達したときや、その後の任意のタイミングにおいて０に向けて減少するものであれば良い。また、Ａ期間、Ｂ期間、Ｃ期間におけるＰＷＭ信号のデューティ比の変化の形状は同じでなくとも良い。

【0038】

＜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。本実施形態においては、コイルへの電圧印加方法が第一実施形態とは異なる。図１２は、Ｕ－Ｖ相及びＶ－Ｕ相のセットを励磁する測定処理においてＰＷＭポート５８から出力するＰＷＭ信号のデューティの時間変化を示している。Ａ期間及びＢ期間は０．８ｍｓである。Ａ期間の開始タイミングにおいて、Ｕ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティを最大値に立ち上げ、その後、所定期間の間、ＰＷＭ信号のデューティを最大値に維持する。所定期間が経過すると、Ｕ－Ｈ端子から出力するＰＷＭ信号のデューティがＡ期間の終了タイミングにおいて０となる様にデューティを減少させる。また、Ｂ期間においては、Ａ期間におけるＵ－Ｈ端子と同様のＰＷＭ信号をＶ－Ｈ端子から出力する。Ｃ期間は０．４ｍｓであり、第一実施形態と同様に正弦波状にデューティが変化するＰＷＭ信号をＵ－Ｈ端子から出力する。なお、本例において、Ａ期間、Ｂ期間及びＣ期間のデューティの最大値は、それぞれ、６５％、９０％、８７％である。Ａ期間からＣ期間において、図示しない他の端子から出力する信号は第一実施形態と同様である。

【0039】

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、Ａ、Ｂ期間を０．８ｍｓとしている。また、Ｃ期間の時間長およびデューティの最大値は、第一実施形態と同様に、Ａ期間及びＢ期間及びＣ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。Ａ、Ｂ、Ｃ期間で使用するデューティの時系列データを図１３に示す。Ａ、Ｂ、Ｃ期間用のデューティ係数は、それぞれ、０．６５、０．９、０．８７である。

【0040】

本実施形態によるロータ停止位置の検知処理およびデューティ係数の補正方法は、第一実施形態と同様なので説明を省略する。

【0041】

以上、本実施形態では、Ａ、Ｂ期間のデューティを矩形波状に立ち上げることで、検知精度を満足するために必要な電流値に、短時間で立ち上げることができる。また、デューティを所定の傾きを持って立ち下げることで、電流の変化をなだらかにする。この構成により、ロータ停止位置の検知処理に必要な時間を短縮させると共に、異音の発生を抑制することが可能になる。

【0042】

［その他の実施形態］
なお、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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【符号の説明】

【0045】

５１：マイクロコンピュータ、６１：ゲートドライバ、６０：インバータ、６３：抵抗、５３：ＡＤコンバータ、１４：モータ制御部、１１：プリンタ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】