JP2007166780A - ブラシレスモータ駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブラシレスモータのトルク変動を低減させることができるブラシレスモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータ１と、ブラシレスモータ１の回転数検出器１ａの出力と基準速度を比較し速度制御をする速度制御手段２と、速度制御手段２が所定の回転数誤差範囲内になると回転数検出器１ａの出力と基準位相を比較し位相制御をする位相制御手段３と、回転数検出器１ａとローターマグネット位置検出器１ｂとの出力信号に応じて正弦波信号を出力する正弦波信号手段４と、ローターマグネット位置検出器１ｂの信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段５と、速度制御手段２が所定の回転数誤差範囲内になると正弦波信号手段４を選択しそれ以外は１２０°信号手段５を選択する信号選択手段６と、信号選択手段６の出力に応じたタイミングでブラシレスモータ１に通電し速度制御手段２と位相制御手段３の信号に応じた電流をブラシレスモータ１に出力する駆動手段７とを備えるようにした。
【選択図】図１
【解決手段】ブラシレスモータ１と、ブラシレスモータ１の回転数検出器１ａの出力と基準速度を比較し速度制御をする速度制御手段２と、速度制御手段２が所定の回転数誤差範囲内になると回転数検出器１ａの出力と基準位相を比較し位相制御をする位相制御手段３と、回転数検出器１ａとローターマグネット位置検出器１ｂとの出力信号に応じて正弦波信号を出力する正弦波信号手段４と、ローターマグネット位置検出器１ｂの信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段５と、速度制御手段２が所定の回転数誤差範囲内になると正弦波信号手段４を選択しそれ以外は１２０°信号手段５を選択する信号選択手段６と、信号選択手段６の出力に応じたタイミングでブラシレスモータ１に通電し速度制御手段２と位相制御手段３の信号に応じた電流をブラシレスモータ１に出力する駆動手段７とを備えるようにした。
【選択図】図１
Description
本発明は、ブラシレスモータ駆動装置及びそのブラシレスモータ駆動装置を搭載したレーザービームプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。
ブラシレスモータ駆動装置に関連して、例えば特許文献１には以下の技術が開示されている。停止状態からある設定回転数までは電気角１５０度幅の広角通電を行い、ある設定回転数を超えて駆動されると電気角１２０度幅で通電を行う。広角通電の生成は、位置検出信号の一つの一周期を電気的内挿処理した信号を利用して行う。
特開２００２−３５４８８７公報
前記従来技術では、設定回転数以上で広角通電している場合、設定回転数以上では回転数が変動するため、加速、減速時や負荷変動時に目標とする通電角と一致しない。また、位置検出信号の位置周期を内挿処理する場合、信号精度と処理の遅れにより安定した信号が出力されない。個々結果、速度、位相の変動により、トルクが安定しないという問題がある。
本発明は、ブラシレスモータのトルク変動を低減させることができるブラシレスモータ駆動装置を提供することを目的とする。
本発明は、ブラシレスモータのトルク変動を低減させることができるブラシレスモータ駆動装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、回転数検出器とローターマグネット位置検出器とを有するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの回転数検出器の出力と基準速度を比較し速度制御をする速度制御手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると前記ブラシレスモータの回転数検出器の出力と基準位相を比較し位相制御をする位相制御手段と、前記ブラシレスモータの回転数検出器とローターマグネット位置検出器との出力信号に応じて正弦波信号を出力する正弦波信号手段と、前記ブラシレスモータのローターマグネット位置検出器の信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると正弦波信号手段を選択しそれ以外は１２０°信号手段を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータに通電し前記速度制御手段と前記位相制御手段の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータに出力する駆動手段とを備えたブラシレスモータ駆動装置を特徴とする。
請求項２記載の発明は、回転数検出器とローターマグネット位置検出器を備えたブラシレスモータと、クロック信号手段と、前記クロック信号手段の信号を分周して基準速度を設定する速度制御手段と、前記クロック信号手段の信号を分周して基準位相を設定する位相制御手段と、前記速度制御手段の速度制御信号が所定の回転数誤差範囲内になると前記クロック信号手段の信号を分周した信号と前記回転数検出器の出力信号に応じて正弦波信号を出力する前記正弦波信号手段と、前記ブラシレスモータのローターマグネット位置検出器の信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると正弦波信号手段を選択しそれ以外は１２０°信号手段を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータに通電し前記速度制御手段と前記位相制御手段の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータに出力する駆動手段と、を備えたブラシレスモータ駆動装置を特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のブラシレスモータ駆動装置において、前記正弦波信号手段は、前記駆動手段で検出した前記ブラシレスモータの電流値が最小になるように正弦波信号の位相を進めるブラシレスモータ駆動装置を特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ駆動装置において、前記ブラシレスモータを複数駆動する場合、前記正弦波信号手段の正弦波データを共有して使用するブラシレスモータ駆動装置を特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ駆動装置を搭載した画像形成装置を特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ駆動装置において、前記ブラシレスモータを複数駆動する場合、前記正弦波信号手段の正弦波データを共有して使用するブラシレスモータ駆動装置を特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ駆動装置を搭載した画像形成装置を特徴とする。
本発明のブラシレスモータ駆動装置は、回転数検出器とローターマグネット位置検出器を備えたブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの回転数検出器の出力と基準速度を比較し速度制御をする速度制御手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると前記ブラシレスモータの回転数検出器の出力と基準位相を比較し位相制御をする位相制御手段と、前記ブラシレスモータの回転数検出器とローターマグネット位置検出器との出力信号に応じて正弦波信号を出力する正弦波信号手段と、前記ブラシレスモータのローターマグネット位置検出器の信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると正弦波信号手段を選択しそれ以外は１２０°信号手段を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータに通電し前記速度制御手段と前記位相制御手段の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータに出力する駆動手段とを備えたので、ブラシレスモータのトルク変動を低減させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るブラシレスモータ駆動装置の構成図である。図１において、ブラシレスモータ１は、回転数検出器１ａとローターマグネット位置検出器（以下、位置検出器）１ｂを備える。速度制御手段２は、前記ブラシレスモータ１の回転数検出器１ａの出力と基準速度を比較し速度制御をする。位相制御手段３は、前記速度制御手段２が所定の回転数以内になると前記回転数検出器１ａの出力と基準位相を比較し位相制御をする。
正弦波信号手段４は、前記速度制御手段２の速度制御信号が所定の回転数以内になると前記回転数検出器１ａと位置検出器１ｂの出力信号に応じて正弦波信号を出力する。１２０°信号手段５は、前記位置検出器１ｂの信号から矩形波信号を出力する。
信号選択手段６は、前記速度制御手段２が所定の回転数以内になると正弦波信号手段４を選択し所定の回転数以外は１２０°信号手段５を選択する。駆動手段７は、前記信号選択手段６の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータ１に通電し、前記速度制御手段２と前記位相制御手段３の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータ１に出力する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るブラシレスモータ駆動装置の構成図である。図１において、ブラシレスモータ１は、回転数検出器１ａとローターマグネット位置検出器（以下、位置検出器）１ｂを備える。速度制御手段２は、前記ブラシレスモータ１の回転数検出器１ａの出力と基準速度を比較し速度制御をする。位相制御手段３は、前記速度制御手段２が所定の回転数以内になると前記回転数検出器１ａの出力と基準位相を比較し位相制御をする。
正弦波信号手段４は、前記速度制御手段２の速度制御信号が所定の回転数以内になると前記回転数検出器１ａと位置検出器１ｂの出力信号に応じて正弦波信号を出力する。１２０°信号手段５は、前記位置検出器１ｂの信号から矩形波信号を出力する。
信号選択手段６は、前記速度制御手段２が所定の回転数以内になると正弦波信号手段４を選択し所定の回転数以外は１２０°信号手段５を選択する。駆動手段７は、前記信号選択手段６の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータ１に通電し、前記速度制御手段２と前記位相制御手段３の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータ１に出力する。
図２は図１に示すブラシレスモータ駆動装置の要部詳細図、図３は図２に示す各部の出力波形図である。ブラシレスモータ１の回転数検出器１ａの信号により速度制御手段２と位相制御手段３はそれぞれ制御を行う。速度制御手段２で検出した速度誤差が所定の範囲以内になり回転が安定すると位相制御手段３が動作し位相制御を行う。
正弦波信号手段４では、位置検出器の信号のエッジでリセットされ、回転数検出器１ａの信号４ｂをクロックとして、カウンタ４１が動作し、データ回路４２はカウンタ４１の値に対応したデータ４ａを信号選択手段６に出力する。信号選択手段６では、速度制御データと位相制御データを加算回路６１で加算し、さらに、正弦波データを乗算回路６２で乗算する。
また、正弦波データは矩形波回路６３で１８０度毎に矩形波６ａに変換される。選択回路Ａ６４は速度誤差が所定の範囲内の場合は、乗算回路６２の出力を選択しそれ以外は加算回路６１を選択する。ＤＡＣ回路６６は選択回路Ａ６４の信号をＤＡ変換する。選択回路Ｂ６５は速度誤差が所定の範囲内の場合は、矩形波回路６３の信号を選択し、それ以外は１２０°信号手段５の信号５ａを選択する。
駆動手段７は、ＰＷＭ変換回路７１でＤＡＣ回路６６の信号をＰＷＭ変換する。駆動合成回路７２はＰＷＭ変換回路７１の信号と選択回路Ｂ６５の信号を合成してブラシレスモータ１に駆動信号として出力する。
正弦波信号手段４では、位置検出器の信号のエッジでリセットされ、回転数検出器１ａの信号４ｂをクロックとして、カウンタ４１が動作し、データ回路４２はカウンタ４１の値に対応したデータ４ａを信号選択手段６に出力する。信号選択手段６では、速度制御データと位相制御データを加算回路６１で加算し、さらに、正弦波データを乗算回路６２で乗算する。
また、正弦波データは矩形波回路６３で１８０度毎に矩形波６ａに変換される。選択回路Ａ６４は速度誤差が所定の範囲内の場合は、乗算回路６２の出力を選択しそれ以外は加算回路６１を選択する。ＤＡＣ回路６６は選択回路Ａ６４の信号をＤＡ変換する。選択回路Ｂ６５は速度誤差が所定の範囲内の場合は、矩形波回路６３の信号を選択し、それ以外は１２０°信号手段５の信号５ａを選択する。
駆動手段７は、ＰＷＭ変換回路７１でＤＡＣ回路６６の信号をＰＷＭ変換する。駆動合成回路７２はＰＷＭ変換回路７１の信号と選択回路Ｂ６５の信号を合成してブラシレスモータ１に駆動信号として出力する。
図４は本発明の第２の実施形態に係るブラシレスモータ駆動装置の構成図である。図１に示す第１の実施形態の構成にクロック信号手段８を追加する。速度制御手段２はクロック信号手段８の信号を分周して基準速度を設定し、位相制御手段３はクロック信号手段８の信号を分周して基準位相を設定する。
速度制御手段２の速度制御信号が所定の回転数誤差の範囲以内になると、正弦波信号手段４は、クロック信号手段８の信号を分周した信号と回転数検出器１ａの出力信号に応じて正弦波信号を安定して出力する。
速度制御手段２の速度制御信号が所定の回転数誤差の範囲以内になると、正弦波信号手段４は、クロック信号手段８の信号を分周した信号と回転数検出器１ａの出力信号に応じて正弦波信号を安定して出力する。
本発明の画像形成装置は、第１の実施形態、または第２の実施形態のブラシレスモータ駆動装置を搭載しており、ブラシレスモータ１によって駆動される負荷の回転精度を高め、振動、騒音を低減することができる。
また、ブラシレスモータ１は負荷が大きい、または電流が大きい場合に通電の位相が遅れる。そこで、正弦波信号手段４は、駆動手段７で検出したブラシレスモータ電流値が最小になるように正弦波信号の位相を進めるようにする。これにより、ブラシレスモータ１によって駆動される負荷の回転精度を高め、振動、騒音を低減することができる。
ブラシレスモータ１を複数駆動する場合、正弦波信号手段４を共有して使用することで回路素子数を削減することができる。
また、ブラシレスモータ１は負荷が大きい、または電流が大きい場合に通電の位相が遅れる。そこで、正弦波信号手段４は、駆動手段７で検出したブラシレスモータ電流値が最小になるように正弦波信号の位相を進めるようにする。これにより、ブラシレスモータ１によって駆動される負荷の回転精度を高め、振動、騒音を低減することができる。
ブラシレスモータ１を複数駆動する場合、正弦波信号手段４を共有して使用することで回路素子数を削減することができる。
１ ブラシレスモータ、２ 速度制御手段、３ 位相制御手段、４ 正弦波信号手段、５ １２０°信号手段、６ 信号選択手段、７ 駆動手段
Claims (5)
- 回転数検出器とローターマグネット位置検出器とを有するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの回転数検出器の出力と基準速度を比較し速度制御をする速度制御手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると前記ブラシレスモータの回転数検出器の出力と基準位相を比較し位相制御をする位相制御手段と、前記ブラシレスモータの回転数検出器とローターマグネット位置検出器との出力信号に応じて正弦波信号を出力する正弦波信号手段と、前記ブラシレスモータのローターマグネット位置検出器の信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると前記正弦波信号手段を選択しそれ以外は１２０°信号手段を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータに通電し前記速度制御手段と前記位相制御手段の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータに出力する駆動手段とを備えたことを特徴とするブラシレスモータ駆動装置。
- 回転数検出器とローターマグネット位置検出器を備えたブラシレスモータと、クロック信号手段と、前記クロック信号手段の信号を分周して基準速度を設定する速度制御手段と、前記クロック信号手段の信号を分周して基準位相を設定する位相制御手段と、前記速度制御手段の速度制御信号が所定の回転数誤差範囲内になると前記クロック信号手段の信号を分周した信号と前記回転数検出器の出力信号に応じて正弦波信号を出力する前記正弦波信号手段と、前記ブラシレスモータのローターマグネット位置検出器の信号から矩形波信号を出力する１２０°信号手段と、前記速度制御手段が所定の回転数誤差範囲内になると正弦波信号手段を選択し、それ以外は１２０°信号手段を選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の出力に応じたタイミングで前記ブラシレスモータに通電し前記速度制御手段と前記位相制御手段の信号に応じた電流を前記ブラシレスモータに出力する駆動手段と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータ駆動装置。
- 請求項１または２記載のブラシレスモータ駆動装置において、前記正弦波信号手段は、前記駆動手段で検出した前記ブラシレスモータの電流値が最小になるように正弦波信号の位相を進めることを特徴とするブラシレスモータ駆動装置。
- 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ駆動装置において、前記ブラシレスモータを複数駆動する場合、前記正弦波信号手段の正弦波データを共有して使用することを特徴とするブラシレスモータ駆動装置。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ駆動装置を搭載した画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005359604A JP2007166780A (ja) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | ブラシレスモータ駆動装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005359604A JP2007166780A (ja) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | ブラシレスモータ駆動装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007166780A true JP2007166780A (ja) | 2007-06-28 |
Family
ID=38249053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005359604A Pending JP2007166780A (ja) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | ブラシレスモータ駆動装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007166780A (ja) |
-
2005
- 2005-12-13 JP JP2005359604A patent/JP2007166780A/ja active Pending
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