JP2017009355A - 信号レベル調整装置、位相検出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び信号レベル調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転位相検出精度を上げる信号レベル調整装置を提供する。
【解決手段】信号レベル調整装置１０が、正弦波若しくは正弦波に準じた入力信号のピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出し、検出手段が検出した入力信号の複数回のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、入力信号の所定区間でレベル調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号レベル調整装置、位相検出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び信号レベル調整方法に関する。

従来、ＤＣモータの制御において、回転子の回転位置の検出を行う技術が知られている。

特許文献１では、回転位相に応じて出力される複数のセンサ信号を用いて、このセンサ信号のレベルが所望の回転位相に応じた閾値に達した場合と、センサのゼロクロス点に達した場合とに回転位置を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１等）。

しかしながら、特許文献１の技術では、製造過程の取り付け位相誤差又は着磁ばらつきによる位相誤差が検出位相の誤差になるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、モータの回転位相検出精度を上げることができる信号レベル調整装置を提供することを目的とする。

一態様における、信号レベル調整装置は、正弦波若しくは正弦波に準じた入力信号のピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記入力信号の複数回のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、前記入力信号の所定区間でレベル調整を行うレベル調整手段とを備える。

本発明の各実施形態によれば、モータの回転位相検出精度を上げることができる信号レベル調整装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置の一例を示す全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置による検出及び調整の一例を示す波形図である。 本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態の一実施形態に係る信号レベル調整装置の一例を示す全体構成図である。 本発明の第２実施形態の一実施形態に係る信号レベル調整装置による検出及び調整の一例を示す波形図である。 本発明の第３実施形態の一実施形態に係る信号レベル調整装置による位相検出信号の出力の一例を示す波形図である。 本発明の一実施形態に係るモータに対して設置されるセンサによる出力の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置及び信号レベル調整装置による処理結果の一例を示すタイミングチャート及び波形図である。 本発明の一実施形態に係る位相検出装置の一例を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る搬送装置の一例を示す画像形成装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複した説明を省く。

［第１実施形態］
＜信号レベル調整装置例＞
はじめに、本実施形態に係る信号レベル調整装置の一例について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置の一例を示す全体構成図である。図１において、本実施形態に係るモータ駆動制御装置１は、モータＭ１を有する。また、モータＭ１は、回転子を有し、回転子の周囲には、回転子の回転角を検出するため、複数の磁気センサ（以下単に「センサ」という。）ＳＲ１乃至ＳＲ３（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）がそれぞれ設置される。各センサＳＲ１乃至ＳＲ３は、複数のコイルを有するモータＭ１が持つ回転子の磁束密度の変化に応じて、連続的に変化する複数の信号に基づいて位相を示すセンサ信号をそれぞれ出力する。

各センサＳＲ１乃至ＳＲ３には、例えば、ホール素子等が使用される。ホール素子が使用される各センサＳＲ１乃至ＳＲ３から出力されるそれぞれのセンサ信号は、正弦波又は正弦波に準じた波形の信号となる。また、モータＭ１がブラシレスＤＣモータであるとすると、各センサＳＲ１乃至ＳＲ３は、例えば、電気角が１２０ｄｅｇとなる間隔でそれぞれ設置される。なお、ホール素子による出力については、後述する。

モータ駆動制御装置１は、信号レベル調整装置１０を有し、信号レベル調整装置１０は、モータ駆動制御装置１は、例えば、図示するように、それぞれ接続される。この例では、信号レベル調整装置１０は、各センサＳＲ１乃至ＳＲ３が出力するそれぞれのセンサ信号を入力信号として入力する。即ち、入力信号は、例えば、正弦波ＳＩＧ１である。なお、入力信号は、正弦波ＳＩＧ１に、正弦波ＳＩＧ１より低周波な成分が含まれる正弦波等の正弦波に準じた信号でもよい。以下、入力信号が、正弦波ＳＩＧ１である例で説明する。また、入力信号は、センサ信号に含まれるノイズをローパスフィルタ等で減衰させた信号又はアンプで増幅させた信号等のセンサ加工信号でもよい。

入力信号に対して、信号レベル調整装置１０は、調整等を行い、補正後正弦波ＳＩＧ２を出力する。なお、補正後正弦波ＳＩＧ２は、信号レベル調整装置１０から出力信号Ｕ１、Ｖ１及びＷ１としてそれぞれ出力される。また、入力信号は、モータＭ１の動作に応じて定期的又は不定期に入力される。

さらに、モータ駆動制御装置１は、交点位相検出部を有し、交点位相検出部は、出力信号Ｕ１、Ｖ１及びＷ１の交点をそれぞれ検出する。なお、出力信号Ｕ１とＶ１との交点を示す信号を交点検出信号ＵＶとする。同様に、出力信号Ｖ１とＷ１との交点を示す信号を交点検出信号ＶＷとし、及び出力信号Ｗ１とＵ１との交点を示す信号を交点検出信号ＷＵとする。

さらにまた、モータ駆動制御装置１は、信号選択部を有し、信号選択部は、交点検出信号ＵＶ、ＶＷ及びＷＵに基づいて、出力信号Ｕ１、Ｖ１及びＷ１のうち、いずれかを選択信号Ｘとする。次に、選択信号Ｘは、モータ駆動制御装置１が有する位相検出部に送信される。

位相検出部は、モータＭ１の回転位置に応じた複数の閾値を設定する。位相検出部に送信される選択信号Ｘが設定されるいずれかの閾値となると、位相検出部は、閾値となったこと等を示す位相情報を出力する。なお、位相検出部における信号ＢｉａｓＡ及びＢｉａｓＢは、交点レベル又は交点レベルに基づく信号である。

なお、信号レベル調整装置１０及び図１に示す各部は、例えば、電子回路によって実現される。また、信号レベル調整装置１０は、モータに係るセンサ信号以外を入力信号として入力してもよい。

＜検出及び調整例＞
図２は、本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置による検出及び調整の一例を示す波形図である。図示するように、第１グラフＧ１は、信号レベル調整装置に入力される正弦波ＳＩＧ１（図１）の１周期を示した例である。具体的には、第１グラフＧ１は、複数のセンサ信号、即ち、各センサの磁束密度の変化に応じた信号同士の交点となる信号レベルを示す。一方、図２は、理想的な正弦波の例を第２グラフＧ２で示す。例えば、あるセンサを基準に電気角が３０ｄｅｇとなる点で交差した場合には、その交点の信号レベルは、理想的な正弦波では、正弦波振幅の１／２倍、即ち、ｓｉｎ３０ｄｅｇ倍となる。

また、図２では、コモンレベルＣｏｍは、グラウンド（ＧＮＤ）の信号レベル又はグラウンドに対して所定の電位となるオフセットを有する信号レベルである。即ち、コモンレベルＣｏｍと各センサ信号との交点が、ゼロクロス点ＺＣとなる。なお、オフセットは、あらかじめ設定される値等である。

信号レベル調整装置は、入力信号、即ち、第１グラフＧ１で示す信号を同相レベル調整して補正後正弦波ＳＩＧ２（図１）を生成し、出力する。なお、図２は、補正後正弦波ＳＩＧ２の例を第３グラフＧ３で示す。図示するように、信号レベル調整装置は、第１グラフＧ１に示す信号の信号レベルを検出し、検出される信号レベルに応じた低周波成分及びオフセット量をそれぞれ算出して調整を行う。即ち、信号レベル調整装置は、調整によって、「位相検出区間」等の所定区間において、低周波成分を除去し、位相を第２グラフＧ２で示す信号に近づける。

具体的には、まず、信号レベル調整装置は、各周期の第１グラフＧ１において、ピークレベルをそれぞれ検出する。また、ピークレベルは、図示するように、電気角が９０ｄｅｇ±３０ｄｅｇとなる信号レベル検出区間、即ち、電気角が６０ｄｅｇ乃至１２０ｄｅｇとなる区間において、最も信号レベルが高くなった信号レベルである。したがって、１回の周期で１つピークレベルが検出される。なお、平均ピークレベルＰａは、各周期でそれぞれ検出される複数のピークレベルを平均又は移動平均して計算される信号レベルである。

同様に、信号レベル調整装置は、各周期の第１グラフＧ１において、ボトムレベルをそれぞれ検出する。また、ボトムレベルは、図示するように、電気角が２７０ｄｅｇ±３０ｄｅｇとなる信号検出区間、即ち、電気角が２４０ｄｅｇ乃至３００ｄｅｇとなる区間において、最も信号レベルが低くなった信号レベルである。したがって、１回の周期で１つボトムレベルが検出される。なお、平均ボトムレベルＢａは、各周期でそれぞれ検出される複数のボトムレベルを平均又は移動平均して計算される信号レベルである。

低周波成分は、例えば、平均ピークレベルＰａと、各ピークレベルとの差分ＰＤＩＦである。又は低周波成分は、平均ボトムレベルＢａと、各ボトムレベルとの差分ＢＤＩＦである。いずれかの低周波成分が演算されると、ゼロクロス点ＺＣにおける第１グラフＧ１と第２グラフＧ２とのオフセット量ＯＦＳが求まる。即ち、信号レベル調整装置は、まず、いずれかの低周波成分に基づいてゼロクロス点ＺＣにおけるオフセット量ＯＦＳを求める。次に、信号レベル調整装置は、求まるオフセット量ＯＦＳに基づいて、電気角が１８０ｄｅｇ±３０ｄｅｇとなる「位相検出区間」、即ち、電気角が１５０ｄｅｇ乃至２１０ｄｅｇとなる区間において、同相レベルを調整する。同相レベルが調整されると、信号レベル調整装置は、ゼロクロス点ＺＣで、位相を第２グラフＧ２に近づけることができる。

センサ信号には、磁束密度のばらつき、いわゆる着磁ばらつきがあると、ゼロクロス点において、位相誤差がある場合がある。図２では、ゼロクロス点ＺＣにおける第１グラフＧ１と、第２グラフＧ２との差が、位相誤差ＥＲＲの例である。これに対して、同相レベルが調整されると、ゼロクロス点ＺＣにおいて、位相が理想である第２グラフＧ２に近づくため、信号レベル調整装置は、位相誤差ＥＲＲを少なくすることができる。

また、あるセンサ信号と交差する信号との間に位相誤差が生じていた場合には、交点の信号レベルは、理想的な信号レベルから離れてしまう誤差、いわゆる取り付け位相誤差が生じる場合がある。これに対して、ゼロクロス点ＺＣにおいて、位相が理想である第２グラフＧ２に近づくと、信号レベル調整装置は、取り付け位相誤差を少なくすることができる。

さらに、ゼロクロス点ＺＣにおいて、位相が理想である第２グラフＧ２に近づくと、信号レベル調整装置は、ゼロクロス点ＺＣ以外の他の点でも、位相誤差が少なくできる。

信号レベル調整装置は、位相誤差ＥＲＲを少なくすることができると、検出する位相の精度をよくでき、モータの回転位相検出精度を上げることができる。

一方、ピークレベルが検出される電気角が６０ｄｅｇ乃至１２０ｄｅｇとなる区間と、ボトムレベルが検出される電気角が２４０ｄｅｇ乃至３００ｄｅｇとなる区間とでは、図示するように、第３グラフＧ３は、第１グラフＧ１となるようにされる。これは、第１グラフＧ１が有するピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出するためである。

＜全体処理例＞
図３は、本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ０１では、信号レベル調整装置は、ピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出する。例えば、図２で図示するように、信号レベル調整装置は、電気角が９０ｄｅｇ±３０ｄｅｇとなる信号レベル検出区間では、ピークレベルを検出する。同様に、信号レベル調整装置は、電気角が２７０ｄｅｇ±３０ｄｅｇとなる信号レベル検出区間では、ボトムレベルを検出する。

ステップＳ０２では、信号レベル調整装置は、検出される複数のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、平均ピークレベル及び平均ボトムレベルをそれぞれ算出する。

ステップＳ０３では、信号レベル調整装置は、平均ピークレベル及び平均ボトムレベルと、ピークレベル及びボトムレベルとの差分のうち、いずれかの差分に基づいて、オフセット量ＯＦＳ（図２）を算出する。

ステップＳ０４では、信号レベル調整装置は、ゼロクロス点ＺＣ（図２）を含む所定区間で、オフセット量ＯＦＳに基づいて、信号レベルを調整する。

＜機能構成例＞
図４は、本発明の一実施形態に係る信号レベル調整装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、信号レベル調整装置１０は、検出部１０Ｆ１と、レベル調整部１０Ｆ２とを含む。

検出部１０Ｆ１は、正弦波ＳＩＧ１等の入力信号が有するピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出する。また、検出される複数のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、平均ピークレベル及び平均ボトムレベルがそれぞれ算出される。なお、検出部１０Ｆ１は、電子回路等によって実現される。

レベル調整部１０Ｆ２は、検出部１０Ｆ１が検出した入力信号が有する複数のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、入力信号の所定区間でレベル調整を行う。具体的には、信号レベル調整装置は、図２に図示するように、ゼロクロス点を含む所定区間で、信号レベル等のレベル調整を行う。なお、レベル調整部１０Ｆ２は、電子回路等によって実現される。

［第２実施形態］
信号レベル調整装置は、ゲイン調整、即ち、信号増幅率を調整する構成でもよい。

図５は、本発明の第２実施形態の一実施形態に係る信号レベル調整装置の一例を示す全体構成図である。図１に示す構成と比較すると、図５に示す構成は、信号増幅率演算を行う構成が追加される点が異なる。以下、異なる点を中心に説明する。

＜検出及び調整例＞
図６は、本発明の第２実施形態の一実施形態に係る信号レベル調整装置による検出及び調整の一例を示す波形図である。

コモンレベルＣｏｍ、平均ピークレベルＰａ及び平均ボトムレベルＢａは、例えば、それぞれ第１実施形態と同様の方法で算出される。また、ある周期のピークレベルをＰ１とする。さらに、ある周期のボトムレベルをＢ１とする。

信号レベル調整装置は、下記（１）式によって信号増幅率Ｇａを計算する。

Ｇａ＝［｛（Ｐ１−Ｐａ）−（Ｂ１−Ｂａ）｝／２＋Ｐａ］／Ｐａ （１）

さらに、信号レベル調整装置は、上記（１）式で計算される信号増幅率Ｇａを用いて下記（２）式によってオフセット量ＯＦＳを計算する。

ＯＦＳ＝−｛（Ｇａ×Ｐ１−Ｐａ）＋（Ｇａ×Ｂ１−Ｂａ）｝／２−｛（Ｐａ＋Ｂａ）／２−Ｃｏｍ｝ （２）

ゼロクロス点ＺＣにおいて、位相と、理想である第２グラフＧ２との間に、差分があると、ゼロクロス点ＺＣから遠ざかるに伴って、誤差が生じる場合がある。これに対して、信号レベル調整装置は、上記（１）式及び上記（２）式でそれぞれ計算される信号増幅率Ｇａ及びオフセット量ＯＦＳに基づいてレベル調整を行う。信号増幅率Ｇａによってゲイン調整が行われると、第２グラフＧ２に近い傾きとなる第３グラフＧ３が生成できる。ゆえに、レベル調整が行われると、信号レベル調整装置は、ゼロクロス点ＺＣ以外の他の点でも、位相誤差が少なくできる。したがって、信号レベル調整装置は、信号増幅率Ｇａ及びオフセット量ＯＦＳに基づいてゲイン調整を行うと、ゼロクロス点ＺＣ以外の他の点でも、位相誤差が少なくでき、検出する位相の精度をよくできるので、モータの回転位相検出精度を上げることができる。

［第３実施形態］
信号レベル調整装置は、位相検出信号を更に出力する構成でもよい。

図７は、本発明の第３実施形態の一実施形態に係る信号レベル調整装置による位相検出信号の出力の一例を示す波形図である。図７は、例えば、第１実施形態又は第２実施形態に係る方法と同様の同相レベル調整によって、同相レベル調整が行われる状態を示す。即ち、図７は、第１グラフＧ１に示す入力信号が検出されるピークレベル及びボトムレベルに基づいてレベル調整され、第３グラフＧ３に示す出力信号を信号レベル調整装置が出力する例を示す。

第３実施形態では、信号レベル調整装置は、位相検出信号ＳＩＧ３を出力する。具体的には、まず、第３実施形態では、「位相検出区間」、即ち、電気角が１５０ｄｅｇ乃至２１０ｄｅｇとなる区間で、スライスレベルＳＬＶが設定される。例えば、「位相検出区間」において、第３グラフＧ３の信号レベルが、コモンレベルＣｏｍより高い信号レベル及びコモンレベルＣｏｍより低い信号レベルでそれぞれ５等分となる間隔で、スライスレベルＳＬＶがそれぞれ設定される。

信号レベル調整装置は、それぞれのスライスレベルＳＬＶを閾値として、位相検出信号ＳＩＧ３のハイレベル及びローレベルを切り替えて出力する。具体的には、図示するように、信号レベル調整装置は、第３グラフＧ３の信号レベルがそれぞれのスライスレベルＳＬＶが示すレベルになると、位相検出信号ＳＩＧ３のハイレベルＨＬＶと、ローレベルＬＬＶとを切り替える。

例えば、位相検出信号ＳＩＧ３がハイレベルＨＬＶであって、第３グラフＧ３の信号レベルが、スライスレベルＳＬＶが示すレベルになると、信号レベル調整装置は、位相検出信号ＳＩＧ３をローレベルＬＬＶとする。次に、第３グラフＧ３の信号レベルが、次のスライスレベルＳＬＶが示すレベルになると、信号レベル調整装置は、位相検出信号ＳＩＧ３をハイレベルＨＬＶとする。

第１実施形態又は第２実施形態に係る方法によって、ゼロクロス点ＺＣにおいて、位相が理想に近づくようにレベル調整されると、信号レベル調整装置は、ゼロクロス点ＺＣ以外の他の点でも、位相誤差が少なくできる。したがって、信号レベル調整装置は、信号レベルが各スライスレベルＳＬＶとなったことを示す位相検出信号ＳＩＧ３を精度よく出力することができる。

＜ホール素子による出力例＞
図８は、本発明の一実施形態に係るモータに対して設置されるセンサによる出力の一例を示す図である。図示するように、センサＳＲ１乃至ＳＲ３は、例えば、それぞれモータの外側に実装される。この場合には、位相誤差は、センサを実装する精度によって決定される。なお、図８は、８極インナーロータの例を示す。即ち、図８に示す例では、モータが１回転すると、８極の磁極が切り替わる。

また、電気角の３６０ｄｅｇは、モータ角の９０ｄｅｇに相当する。例えば、直径２０ｍｍの回転子に対して各ホール素子がそれぞれ設置されると、電気角の３６０ｄｅｇは、３６０ｄｅｇ＝２０×π／４＝１５．７ｍｍの長さに相当する。したがって、電気角の１ｄｅｇは、４３．６μｍに相当する。即ち、センサを実装する精度が、４３．６μｍ以下であると、位相誤差は、電気角が１ｄｅｇ以内に収まるが、センサを実装する精度が、４３．６μｍより大きいと、位相誤差が生じる場合が多い。

また、各磁極の強さにばらつきが生じると、いわゆる着磁ばらつきが生じる。着磁ばらつきが生じることによって、Ｎ極とＳ極との切り替わり点、即ち、センサ信号の信号レベルがコモンレベルとなるゼロクロス点で、位相誤差が生じる場合が多い。具体的には、磁極の強さが強い極は、振幅が大きくなる。一方、磁極の強さが弱い極は、振幅が小さくなる。これら磁極の強さのばらつきが、低周波成分として入力され、センサ信号に重畳する。このため、ゼロクロス点では、位相誤差が生じることが多い。また、振幅が大きい極と、振幅が小さい極とがそれぞれあると、振幅の大小によって、信号レベルの傾きは、理想的な状態と比較して異なることが多い。

回転子磁極は、１周で着磁ばらつきがある場合でも、不平衡電圧がないと、入力されるセンサ信号の振幅の平均は、着磁ばらつきがない場合の理想的なセンサ信号の振幅と一致する場合が多い。

不平衡電圧は、ホール素子が出力する電圧にオフセット量として重畳されて出力される。なお、不平衡電圧は、無磁界の場合に、出力端子間に生じる電圧である。例えば、不平衡電圧は、ホール素子に電流又は電圧を流すと生じる残留電圧又はオフセット電圧等である。また、不平衡電圧は、ホール素子のパターンがアンバランス又は不均一であることが要因で生じる場合が多い。即ち、不平衡電圧が生じると、平均ピークレベル及び平均ボトムレベルには、コモンレベルに対して、正側又は負側に、オフセット量がある場合が多い。

本実施形態では、不平衡電圧を含む低周波成分を演算して、オフセット量を定める。１周の平均ピークレベル及び平均ボトムレベルに対して、不平衡電圧分のオフセット量が考慮されると、センサ信号は、理想的なセンサ信号に近づくことができる。

なお、低周波成分の演算及び信号増幅率の計算等に用いられる係数は、外部から設定されてもよい。また、説明では、位相差１２０ｄｅｇかつ３相センサ信号を利用する例で説明したが、実施形態は、これに限られず、例えば、位相差９０ｄｅｇかつ２相センサ信号を利用する等でもよい。

＜処理結果例＞
図９は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置及び信号レベル調整装置による処理結果の一例を示すタイミングチャート及び波形図である。

図９では、信号レベル調整装置に入力信号として入力されるセンサＳＲ１乃至ＳＲ３（図１）が出力するセンサ信号をＵ、Ｖ及びＷとする。即ち、図９では、センサ信号Ｕ、Ｖ及びＷは、それぞれ原波形を示す。また、センサ信号Ｕ、Ｖ及びＷには、位相誤差ＥＲＲが含まれる。一方、信号レベル調整装置によって同相レベル調整が行われると、出力信号Ｕ１、Ｖ１及びＷ１がそれぞれ生成される。

さらに、図９は、交点検出信号ＵＶ、ＶＷ及びＷＵの例を示す。なお、図９では、Ｕ１＞Ｖ１であると、交点検出信号ＶＵは、ハイレベルとされる。また、Ｕ１＜Ｖ１であると、交点検出信号ＶＵは、ローレベルとされる。さらに、交点検出信号ＶＷ及びＷＵも同様とする。なお、センサ信号Ｕ、Ｖ及びＷは、図１で示すように、それぞれ差動信号であるが、図９では、簡単に示すため、センサ信号Ｕ、Ｖ及びＷは、それぞれの差動信号の差分を示す信号とする。

また、選択信号Ｘ（図１）には、交点検出信号ＵＶ、ＶＷ及びＷＵに基づいて、例えば、（Ｗ１＜Ｕ１＜Ｖ１）又は（Ｗ１＞Ｕ１＞Ｖ１）であると、出力信号Ｕ１が選択される。また、（Ｖ１＜Ｗ１＜Ｕ１）又は（Ｖ１＞Ｗ１＞Ｕ１）であると、出力信号Ｗ１が選択される。さらに、（Ｕ１＜Ｖ１＜Ｗ１）又は（Ｕ１＞Ｖ１＞Ｗ１）であると、出力信号Ｖ１が選択される。即ち、各信号の大小は、交点検出信号ＵＶ、ＶＷ及びＷＵによって判定できるため、モータ駆動制御装置は、交点検出信号ＵＶ、ＶＷ及びＷＵに基づいて、選択信号Ｘを選択することができる。

さらに、モータの回転位置に応じた複数の閾値が、例えば、スライスレベルＳＬＶのように設定されると、選択信号ＸがいずれかのスライスレベルＳＬＶとなると、モータ駆動制御装置は、選択信号Ｘに基づいて、位相信号としてＰｈｓｙｎ信号を出力し、モータ駆動制御信号とする。

＜位相検出装置例＞
図１０は、本発明の一実施形態に係る位相検出装置の一例を示す構成図である。図１０（Ａ）で図示するように、位相検出装置２０は、信号レベル調整装置１０に対して接続される位相検出部１１を有する。信号レベル調整装置１０がレベル調整して出力する出力信号を位相検出部１１が位相情報として出力するため、位相検出部１１には、複数の閾値が設定される。

また、図１０（Ｂ）で図示するように、位相検出装置２０は、第２実施形態の信号レベル調整装置１０、即ち、ゲイン調整を行う信号レベル調整装置１０と、位相検出部１１とを有する構成でもよい。

＜モータ制御装置例＞
図１１は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示す構成図である。モータ駆動制御装置１は、モータ制御コントローラ等を有する。例えば、図１に示す信号レベル調整装置１０が用いられる場合には、信号レベル調整装置１０が出力する出力信号は、位相検出部によって位相情報としてモータ制御コントローラに出力される。次に、モータ制御コントローラは、位相情報に基づいて、位置及び速度等を検出し、モータを制御する。モータの制御は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号をモータ駆動部に出力することで実現される。

＜搬送装置例＞
図１２は、本発明の一実施形態に係る搬送装置の一例を示す画像形成装置の断面図である。図１２は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置を搬送装置として画像形成装置１００に適用する例である。図１２に例示される画像形成装置１００は、いわゆるタンデム型カラープリンタである。具体的には、画像形成装置１００本体の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ及び１０２Ｋが着脱自在（交換自在）にそれぞれ設置される。

また、ボトル収容部１０１の下方には、中間転写ユニット８５が配設される。その中間転写ユニット８５が有する中間転写ベルト７８に対向するように、各色に対応する作像部７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ及び７４Ｋがそれぞれ並設される。

さらに、各作像部７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ及び７４Ｋには、それぞれ感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋが配設される。また、各感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、及び７５Ｋの周囲には、それぞれ帯電部７３、現像部７６、クリーニング部７７及び除電部等がそれぞれ配設される。そして、各感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋで、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及びクリーニング工程）がそれぞれ行われ、各感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋ上に、各色の画像が形成される。

感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋは、駆動モータによって時計方向にそれぞれ回転駆動される。そして、帯電部７３の位置で、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋの表面が一様にそれぞれ帯電される（帯電工程の例）。

帯電工程の後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋの表面には、露光部１０３から発せられるレーザ光の照射位置に、露光走査によって各色に対応する静電潜像がそれぞれ形成される（露光工程の例）。

露光工程の後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋの表面には、現像部７６との対向位置に、静電潜像が現像され、各色のトナー像がそれぞれ形成される（現像工程の例）。

現像工程の後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋの表面には、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ及び７９Ｋとの対向位置に、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋ上のそれぞれのトナー像が中間転写ベルト７８上にそれぞれ転写される（１次転写工程の例）。１次転写が行われると、それぞれの感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋ上には、未転写トナーが残存する場合がある。

１次転写工程の後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋの表面では、クリーニング部７７との対向位置で、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的にそれぞれ回収される（クリーニング工程の例）。

次に、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋの表面では、除電部との対向位置で、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ及び７５Ｋ上でそれぞれ行われる一連の作像プロセスが終了する。

ここで、搬送される記録媒体Ｐは、２次転写ニップの位置に、画像形成装置１００の下方に配設される給紙部１０４から、給紙ローラ９７又はレジストローラ対９８等によって搬送される。

詳しくは、給紙部１０４には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ９７が反時計方向に回転駆動すると、一番上の記録媒体Ｐが、レジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置９０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ９１及び加圧ローラ９２による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が、記録媒体Ｐ上に定着される。

続いて、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、スタック部９３上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置１００における、一連の画像形成プロセスが完了する。

実施形態に係るモータ駆動制御装置により制御されるモータは、上述したレジストローラ対９８等を駆動させる動力として用いることができる。例えば、記録媒体Ｐをレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止させる際のモータのモータ駆動モードを、位置ホールドモードとする。位置ホールドモードによりモータの回転駆動を停止させることで、モータ、即ち、レジストローラ対９８の回転位置が保持され、記録媒体Ｐの位置が保持される。

実施形態によれば、位置ホールド状態で記録媒体Ｐの位置を保持する期間は、モータが駆動周期ごとに反転制御される。そのため、ロック状態を検知するカウント値が駆動周期ごとにリセットされるため、閾値を超えることが無く、長時間、記録媒体Ｐの停止状態が継続しても、ロック状態と誤検知されることが少ない。

なお、実施形態に係るモータ駆動制御装置によって制御されるモータは、レジストローラ対９８の駆動源に限られず、画像形成装置１００において位置を保持する駆動制御が必要な他の動力源として適用してもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態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。

１ モータ駆動制御装置
１０ 信号レベル調整装置
２０ 位相検出装置
１００ 画像形成装置

特開２０１３−９９０２３号公報

Claims (10)

1. 正弦波若しくは正弦波に準じた入力信号のピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記入力信号の複数回のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、前記入力信号の所定区間でレベル調整を行うレベル調整手段と
   を備えた信号レベル調整装置。
2. 前記所定区間には、前記入力信号がコモンレベルとなるゼロクロス点が含まれる請求項１に記載の信号レベル調整装置。
3. 前記レベル調整手段は、前記複数回のピークレベルに基づいて計算される平均ピークレベルと、前記入力信号が有するピークレベルとの差分又は前記複数回のボトムレベルに基づいて計算される平均ボトムレベルと、前記入力信号が有するボトムレベルとの差分のうち、いずれかの差分に基づいて求まるオフセット量を用いて調整する請求項１又は２に記載の信号レベル調整装置。
4. 前記レベル調整手段は、ゲイン調整を更に行う請求項１乃至３のいずれか一項に記載の信号レベル調整装置。
5. 前記ゲイン調整には、前記複数回のピークレベルに基づいて計算される平均ピークレベルと、前記入力信号が有するピークレベルとの差分、前記複数回のボトムレベルに基づいて計算される平均ボトムレベルと、前記入力信号が有するボトムレベルとの差分及び前記平均ピークレベルに基づいて計算される信号増幅率が用いられる請求項４に記載の信号レベル調整装置。
6. 前記正弦波に準じた入力信号には、前記正弦波に、前記正弦波より低周波な成分が含まれる請求項１乃至５のいずれか一項に記載の信号レベル調整装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の信号レベル調整装置を有する位相検出装置。
8. 請求項７に記載の位相検出装置を有するモータ駆動制御装置。
9. 請求項８に記載のモータ駆動制御装置を有する搬送装置。
10. 信号レベル調整装置が行う信号レベル調整方法であって、
    前記信号レベル調整装置が、正弦波若しくは正弦波に準じた入力信号のピークレベル及びボトムレベルをそれぞれ検出する検出手順と、
    前記信号レベル調整装置が、前記検出手順で検出した前記入力信号の複数回のピークレベル及びボトムレベルに基づいて、前記入力信号の所定区間でレベル調整を行うレベル調整手順と
    を含む信号レベル調整方法。

Images