[发明专利]马达控制装置、片材输送装置、文档馈送装置、文档读取装置和图像形成装置

说明书

技术领域

公开的信息涉及马达驱动控制，特别是涉及可用作诸如复印机和打印机之类的图像形成装置中的负载的驱动源的步进马达等的马达驱动控制。

背景技术

诸如复印机和打印机之类的静电照相类型的图像形成装置在用于输送其上形成图像的诸如片材之类的记录介质的输送系统中使用步进马达作为驱动源。可通过控制施加于马达的脉冲的脉冲循环和数量，来执行步进马达的速度控制和步进马达的位置(相位)控制。当执行上述的控制时，需要向马达供给与通过向马达旋转所需要的负载转矩添加预定余量获得的转矩对应的驱动电流，以防止马达进入失步(step-out)状态。因此，由于剩余转矩，存在能量消耗增加以及在装置中产生振动和噪声的可能性。

作为应对这些问题的技术，讨论被称为矢量控制(或场定向控制(FOC))的方法。矢量控制是用于控制驱动电流的振幅和相位以使得在使用旋转坐标系的马达中产生适当转矩的控制方法，该旋转坐标系将转子的磁通方向定义为d轴，并且将与磁通方向垂直的方向定义为q轴。在旋转坐标系中，驱动电流的q轴成分(q轴电流)是用于产生有助于转子旋转的转矩的转矩电流成分，并且驱动电流的d轴成分(d轴电流)是影响转子的磁通强度的激励电流成分。特别地，与步进马达一样对转子使用永磁体的马达可仅使用q轴电流来执行转矩控制，而不需要d轴电流。因此，可以以优异的功率效率实现驱动控制，并且，也可以抑制由于上述剩余转矩引起的装置的振动和噪声。

上述矢量控制需要检测马达的转子的旋转相位。美国专利No.8970146描述了一种用于在不使用旋转编码器的情况下估计转子的相位的方法。更具体地，检测马达的驱动电流，并且，基于检测到的驱动电流估计马达的A相中的感应电压和马达的B相中的感应电压。并且，基于A相中的感应电压与B相中的感应电压之间的比率估计(确定)转子的相位。

作为用于驱动诸如步进马达之类的马达的驱动电路，例如，全桥电路被使用，该全桥电路包括由与马达的驱动电压对应的脉冲宽度调制(PWM)信号驱动的多个切换元件(场效应晶体管(FET))。全桥电路向马达供给与由PWM信号驱动的FET的切换对应的驱动电流。为了通过上述矢量控制实现马达驱动控制，需要检测从这种驱动电路向马达供给的驱动电流，并且估计(确定)转子的旋转相位。

然而，当在在时间上接近PWM信号电平变化的定时的定时处检测驱动电流时，切换元件的切换噪声包含于驱动电流的检测结果中，并且，会在检测结果中引起误差。当在驱动电流的检测结果中引起误差时，转子的旋转相位的估计精度可能劣化，并且，在马达驱动控制中可能发生故障。

发明内容

公开的信息针对提供用于在通过矢量控制执行马达驱动控制的马达控制装置中防止供给到马达的驱动电流的检测精度由于切换元件的切换噪声而劣化的技术。

根据本发明的一个方面，一种马达控制装置包括：被配置为包含H桥电路的多个第一切换元件并且与马达的第一相的绕组连接的第一驱动电路；被配置为包含H桥电路的多个第二切换元件并且与马达的第二相的绕组连接的第二驱动电路；被配置为产生用于控制多个第一切换元件的ON操作和OFF操作的第一脉冲宽度调制(PWM)信号的第一脉冲产生器，其中，第一PWM信号由作为高电平和低电平中的一个的第一电平的信号和作为高电平和低电平中的另一个的第二电平的信号构成；被配置为产生用于控制多个第二切换元件的ON操作和OFF操作的第二PWM信号的第二脉冲产生器，其中，第二PWM信号由第一电平的信号和第二电平的信号构成并且具有与第一PWM信号相同的循环；被配置为检测流过第一相的绕组的驱动电流的检测器；被配置为通过使用在过去的PWM循环中流过第一相的绕组的驱动电流的电流值估计流过第一相的绕组的驱动电流的估计器，其中，PWM循环是由第一脉冲产生器产生的第一PWM信号的循环；以及，被配置为在各PWM循环上基于作为第一PWM信号的占空比的第一占空比以及第二PWM信号中的高电平与低电平的改变定时与检测定时之间的相对关系选择是在PWM循环内预定的检测定时上检测流过第一相的绕组的驱动电流还是通过使用过去的PWM循环中流过第一相的绕组的驱动电流的电流值估计流过第一相的绕组的驱动电流的选择器，其中，第一脉冲产生器基于从检测器或估计器输出的驱动电流的电流值产生第一PWM信号。

参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1示出了图像形成装置的总体配置的示例。

图2是示出了图像形成装置的控制配置的示例的框图。

图3是示出了马达控制单元的配置的示例的框图。