JP2017011880A - 高調波成分抽出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び高調波成分抽出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高調波成分が重畳されても、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできることを目的とする。【解決手段】複数相のコイルを有するモータの回転子の回転位置に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号から高調波成分を抽出する高調波成分抽出装置が、前記複数のセンサ信号の信号レベルを検出し、前記複数のセンサ信号の頂点レベルに当たる第1信号、前記複数のセンサ信号のゼロクロスに当たる第2信号及び前記複数のセンサ信号のうち2つの信号の交点となる第3信号の3つの信号のうち、少なくとも2つの信号と、前記信号レベルとに基づいて、高調波成分を抽出することにより上記課題を解決する。【選択図】図1
Description
本発明は、高調波成分抽出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び高調波成分抽出方法に関する。
従来、モータの回転を制御する場合において、モータが有する回転子の磁束密度が変化すると、磁束密度の変化に応じて連続的に変化する複数のセンサ信号を用いて、回転位相を検出する技術が知られている。
また、まず、モータが有する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センサ信号を複数の閾値レベルと比較して、回転位相が検出される。次に、検出された回転位相を示す第1の位相情報信号と、複数のセンサ信号同士を比較して生成される第2の位相情報信号とがそれぞれ出力される。続いて、第1の位相情報信号と第2の位相情報信号とにそれぞれ含まれる検出された位相を所定の複数の位相空間に分け、所定の複数の位相空間において複数のセンサ信号の中から一つを選択する。さらに、選択されたセンサ信号の信号レベルが回転子の所定の位相に応じた所定の閾値レベルに到達したのが検出されると、検出した位相を示す位相上方信号を出力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、センサ信号に何らかの要因で高調波成分が重畳されてしまうと、位相を検出した際の検出位相誤差が大きくなってしまう場合がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高調波成分が重畳されても、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできる高調波成分抽出装置を提供することを目的とする。
一態様における、複数相のコイルを有するモータの回転子の回転位置に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号から高調波成分を抽出する高調波成分抽出装置は、前記複数のセンサ信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記複数のセンサ信号の頂点レベルに当たる第1信号、前記複数のセンサ信号のゼロクロスに当たる第2信号及び前記複数のセンサ信号のうち2つの信号の交点となる第3信号の3つの信号のうち、少なくとも2つの信号と、前記信号レベルとに基づいて、高調波成分を抽出する抽出手段とを備える。
本発明の各実施形態によれば、高調波成分が重畳されても、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできる高調波成分抽出装置を提供することができる。
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]
<高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置の例>
はじめに、本実施形態に係る高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置の全体構成の一例について説明する。
<高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置の例>
はじめに、本実施形態に係る高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置の全体構成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高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御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、複数相のコイルを有するモータM1を含む。また、モータM1は、回転子を有し、回転子の周囲には、その回転子の回転角を検出するため、磁気センサ(以下センサという。)S1乃至S3(U相、V相及びW相)が設置される。なお、各センサが出力する信号は、回転子の回転位置に応じた信号レベルとなる。それぞれのセンサから出力される差動信号であるセンサ信号(U1,U1−;V1,V1−;W1,W1−)は、センサIC内のそれぞれの信号増幅回路50により増幅される。信号増幅回路50によって増幅されたセンサ信号U1、V1及びW1は、それぞれ高調波成分抽出装置2に出力される。
高調波成分抽出装置2は、センサ信号U1、V1及びW1に基づいて、モータM1の位相情報を検出して出力する装置である。また、高調波成分抽出装置2は、例えば、図示するように、モータ駆動制御装置1が有する各部と接続される。具体的には、モータ駆動制御装置1は、第1の位相検出回路10と、第2の位相検出回路120と、位相分割回路20と、信号選択回路21と、第3の位相検出回路30と、合成回路40と、位相検出レベル設定回路60とを有する。これに対して、高調波成分抽出装置2は、高調波成分抽出回路2Aを有し、高調波成分抽出回路2Aの入力側は、信号増幅回路50が出力する信号を入力できるように接続される。さらに、高調波成分抽出装置2の出力側は、位相検出レベル設定回路60に信号を出力できるように接続される。
なお、高調波成分抽出装置2及びモータ駆動制御装置1が有する各部は、例えば、電子回路等によって実現される。
<全体処理例>
図2は、本発明の第1実施形態に係るモータ駆動制御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。
図2は、本発明の第1実施形態に係るモータ駆動制御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S11では、高調波成分抽出装置は、第1電気角及び第1信号レベルをそれぞれ検出する。第1電気角は、入力されるセンサ信号において、頂点レベルとなる場合の電気角であり、第1信号によって定まる。また、第1信号レベルは、第1電気角となる場合の信号レベルである。
ステップS12では、高調波成分抽出装置は、第3電気角を検出する。第3電気角は、入力される複数のセンサ信号のうち、2つのセンサ信号が交わる点において、交点の電気角であり、第3信号によって定まる。
ステップS13では、高調波成分抽出装置は、第3電気角に基づいて第3信号レベルを検出する。第3信号レベルは、ステップS12で検出される第3電気角となる場合の信号レベルである。つまり、ステップS13では、高調波成分抽出装置は、第3電気角に対応する信号レベルを第3信号レベルとして検出する。
ステップS14では、高調波成分抽出装置は、1次の高調波に係る第1係数及び3次の高調波に係る第2係数をそれぞれ計算する。例えば、第1係数及び第2係数は、下記(1)式、下記(2)式及び下記(3)式のうち、いずれか2式を用いる連立方程式によって計算される。
図3は、本発明の一実施形態に係る高調波成分抽出装置によって抽出される信号レベル及び電気角の一例を示す波形図である。図3は、第1信号レベルがA、第3信号レベルがCとなり、センサ信号U1と、V1との位相差δが120°であり、3次の高調波がセンサ信号に重畳している例を示す。この例では、第1信号レベルAに対応する「90°」が第1電気角となり、第3信号レベルCに対応する「30°」が第3電気角となる。また、第2信号レベルBは、センサ信号V1の信号レベルが「0」となる、いわゆるゼロクロスの例である。したがって、この例では、上記(1)式は、下記(4)式のようになり、上記(3)式は、下記(5)式のようになる。
図2に戻り、ステップS15では、高調波成分抽出装置は、位相検出レベル設定を行う。位相検出レベル設定では、電気角ごとにそれぞれ振幅割合Fを計算し、第3の位相検出回路30(図1)が有するN個の位相検出装置31−1乃至31−Nにそれぞれ振幅割合Fを示す信号を出力する。3次の高調波がセンサ信号に重畳する図3に示す例では、振幅割合Fは、例えば、下記(6)式によって、計算される。
<機能構成例>
図4は、本発明の第1実施形態に係る高調波成分抽出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、高調波成分抽出装置2は、信号レベル検出部2F1と、抽出部2F2とを含む。
図4は、本発明の第1実施形態に係る高調波成分抽出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、高調波成分抽出装置2は、信号レベル検出部2F1と、抽出部2F2とを含む。
信号レベル検出部2F1は、複数のセンサ信号の信号レベルを検出する。なお、信号レベル検出部2F1は、電子回路等によって実現される。例えば、頂点となる信号レベルの検出は、いわゆるピークホールド回路等によって実現される。また、信号レベルは、A/D変換器等によって検出される。
抽出部2F2は、複数のセンサ信号の頂点レベルに当たる第1信号、複数のセンサ信号のゼロクロスに当たる第2信号及び複数のセンサ信号のうち2つの信号の交点となる第3信号の3つの信号のうち、少なくとも2つの信号と、各信号の信号レベルとに基づいて、高調波成分を抽出する。なお、抽出部2F2は、電子回路等によって実現される。例えば、交点は、2つの信号を比較する比較器等によって実現される。
例えば、図3に示すように、センサ信号V1及びU1が入力されると、信号レベル検出部2F1は、頂点の信号レベルになる第1電気角EA1と、第1信号レベルAとを信号レベル検出部2F1によってそれぞれ検出できる。一方、抽出部2F2は、センサ信号V1及びU1の交点の第3電気角EA3を検出する。第3電気角EA3が検出されると、第3電気角EA3に対する第3信号レベルCが信号レベル検出部2F1によって検出できる。
第1信号レベルA及び第3信号レベルCがそれぞれ定まると、抽出部2F2は、上記(1)式及び上記(3)式がそれぞれ計算できる。上記(1)式及び上記(3)式が連立方程式によって計算されると、高調波成分を示す第1係数α及び第2係数βがそれぞれ計算でき、高調波成分が重畳されても、高調波成分を抽出できる。したがって、高調波成分抽出装置2は、高調波成分を抽出できるため、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできる。
[第2実施形態]
第2実施形態では、例えば、第1実施形態と同様の高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置が用いられる。したがって、ハードウェア構成及び全体構成については、説明を省略する。第2実施形態は、第1実施形態と比較すると、全体処理及び機能構成がそれぞれ異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
第2実施形態では、例えば、第1実施形態と同様の高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置が用いられる。したがって、ハードウェア構成及び全体構成については、説明を省略する。第2実施形態は、第1実施形態と比較すると、全体処理及び機能構成がそれぞれ異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
<全体処理例>
図5は、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動制御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。なお、図5では、図2と同様の処理には、同じ符号を付し、説明を省略する。
図5は、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動制御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。なお、図5では、図2と同様の処理には、同じ符号を付し、説明を省略する。
ステップS22では、高調波成分抽出装置は、第2電気角を検出する。第2電気角は、入力される複数のセンサ信号のうち、例えば、図3に示すセンサ信号V1がゼロクロスとなる電気角であり、第2信号によって定まる。
ステップS23では、高調波成分抽出装置は、第2電気角に基づいて第2信号レベルを検出する。第2信号レベルは、ステップS22で検出される第2電気角となる場合の信号レベルである。つまり、ステップS23では、高調波成分抽出装置は、第2電気角に対応する信号レベルを第2信号レベルとして検出する。
ステップS24では、高調波成分抽出装置は、1次の高調波に係る第1係数及び3次の高調波に係る第2係数をそれぞれ計算する。例えば、第1係数及び第2係数は、上記(1)式、上記(2)式及び上記(3)式のうち、上記(1)式及び上記(2)式の2つの式を用いる連立方程式によって計算される。
例えば、図3に示す例では、第1信号レベルAに対応する「90°」が第1電気角となり、第2信号レベルBに対応する「60°」が第2電気角となる。したがって、この例では、上記(1)式は、下記(7)式のようになり、上記(2)式は、下記(8)式のようになる。
<機能構成例>
図6は、本発明の第2実施形態に係る高調波成分抽出装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、第2実施形態に係る高調波成分抽出装置は、例えば、第1実施形態と同様の機能構成である。
図6は、本発明の第2実施形態に係る高調波成分抽出装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、第2実施形態に係る高調波成分抽出装置は、例えば、第1実施形態と同様の機能構成である。
例えば、図3に示すように、センサ信号V1及びU1がそれぞれ入力されると、信号レベル検出部2F1は、頂点の信号レベルになる第1電気角EA1と、第1信号レベルAとを信号レベル検出部2F1によってそれぞれ検出できる。一方、抽出部2F2は、センサ信号V1がゼロクロスとなる第2電気角EA2を検出する。第2電気角EA2が検出されると、第2電気角EA2に対する第2信号レベルBが信号レベル検出部2F1によって検出できる。
第1信号レベルA及び第2信号レベルBがそれぞれ定まると、抽出部2F2は、上記(1)式及び上記(2)式がそれぞれ計算できる。上記(1)式及び上記(2)式が計算されると、高調波成分を示す第1係数α及び第2係数βがそれぞれ計算でき、高調波成分が重畳されても、高調波成分を抽出できる。したがって、高調波成分抽出装置2は、高調波成分を抽出できるため、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできる。
[第3実施形態]
第3実施形態では、例えば、第1実施形態と同様の高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置が用いられる。したがって、ハードウェア構成及び全体構成については、説明を省略する。第3実施形態は、第1実施形態と比較すると、全体処理及び機能構成がそれぞれ異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
第3実施形態では、例えば、第1実施形態と同様の高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置が用いられる。したがって、ハードウェア構成及び全体構成については、説明を省略する。第3実施形態は、第1実施形態と比較すると、全体処理及び機能構成がそれぞれ異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
<全体処理例>
図7は、本発明の第3実施形態に係るモータ駆動制御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。なお、図7では、図2及び図5と同様の処理には、同じ符号を付し、説明を省略する。
図7は、本発明の第3実施形態に係るモータ駆動制御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。なお、図7では、図2及び図5と同様の処理には、同じ符号を付し、説明を省略する。
ステップS33では、高調波成分抽出装置は、第2電気角に基づいて第2信号レベルを検出し、第3電気角に基づいて第3信号レベルを検出する。具体的には、第2信号レベルは、例えば、図5に示すステップS23と同様の方法によって検出される。また、第3信号レベルは、例えば、図2に示すステップS13と同様の方法によって検出される。
ステップS34では、高調波成分抽出装置は、1次の高調波に係る第1係数及び3次の高調波に係る第2係数をそれぞれ計算する。例えば、第1係数及び第2係数は、上記(1)式、上記(2)式及び上記(3)式のうち、上記(2)式及び上記(3)式の2つの式を用いる連立方程式によって計算される。
例えば、図3に示す例では、第2信号レベルBに対応する「60°」が第2電気角となり、第3信号レベルCに対応する「30°」が第3電気角となる。したがって、この例では、上記(2)式は、下記(9)式のようになり、上記(3)式は、下記(10)式のようになる。
<機能構成例>
図8は、本発明の第3実施形態に係る高調波成分抽出装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、第3実施形態に係る高調波成分抽出装置は、例えば、第1実施形態と同様の機能構成である。
図8は、本発明の第3実施形態に係る高調波成分抽出装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、第3実施形態に係る高調波成分抽出装置は、例えば、第1実施形態と同様の機能構成である。
例えば、図3に示すように、まず、抽出部2F2は、センサ信号V1がゼロクロスとなる第2電気角EA2と、センサ信号V1及びU1の交点の第3電気角EA3とをそれぞれ検出する。第2電気角EA2及び第3電気角EA3がそれぞれ検出されると、第2電気角EA2及び第3電気角EA3に対する第2信号レベルB及び第3信号レベルCが信号レベル検出部2F1によってそれぞれ検出できる。
第2信号レベルB及び第3信号レベルCがそれぞれ定まると、抽出部2F2は、上記(2)式及び上記(3)式がそれぞれ計算できる。上記(2)式及び上記(3)式が計算されると、高調波成分を示す第1係数α及び第2係数βがそれぞれ計算でき、高調波成分が重畳されても、高調波成分を抽出できる。したがって、高調波成分抽出装置2は、高調波成分を抽出できるため、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできる。
[第4実施形態]
第4実施形態では、例えば、第1実施形態と同様の高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置が用いられる。したがって、ハードウェア構成及び全体構成については、説明を省略する。第4実施形態は、第1実施形態と比較すると、全体処理及び機能構成がそれぞれ異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
第4実施形態では、例えば、第1実施形態と同様の高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置が用いられる。したがって、ハードウェア構成及び全体構成については、説明を省略する。第4実施形態は、第1実施形態と比較すると、全体処理及び機能構成がそれぞれ異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
図9は、本発明の第4実施形態に係るモータ駆動制御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。なお、図9では、図2、図5及び図7と同様の処理には、同じ符号を付し、説明を省略する。
ステップS44では、高調波成分抽出装置は、1次の高調波に係る第1係数、3次の高調波に係る第2係数及び5次の高調波に係る第3係数をそれぞれ計算する。例えば、第1係数、第2係数及び第3係数は、下記(11)式、下記(12)式及び下記(13)式の3つの式を用いる連立方程式によって計算される。
図10は、本発明の第4実施形態の一実施形態に係る高調波成分抽出装置によって抽出される信号レベル及び電気角の一例を示す波形図である。図10は、図3と同様に、第1信号レベルがA、第2信号レベルがB、第3信号レベルがC、センサ信号U1と、V1との位相差δが120°であるとする。また、図10では、3次及び5次の高調波がセンサ信号にそれぞれ重畳している例を示す。この例では、第1信号レベルAに対応する「90°」が第1電気角となり、第2信号レベルBに対応する「60°」が第2電気角となり、第3信号レベルCに対応する「30°」が第3電気角となる。したがって、この例では、上記(11)式は、下記(14)式のようになり、上記(12)式は、下記(15)式のようになり、上記(13)式は、下記(16)式のようになる。
図9に戻り、ステップS45では、高調波成分抽出装置は、位相検出レベル設定を行う。位相検出レベル設定では、電気角ごとにそれぞれ振幅割合Fを計算し、第3の位相検出回路30(図1)が有するN個の位相検出装置31−1乃至31−Nにそれぞれ振幅割合Fを示す信号を出力する。3次及び5次の高調波がセンサ信号にそれぞれ重畳している例では、振幅割合Fは、例えば、下記(17)式によって、計算される。
信号レベル検出部2F1は、複数のセンサ信号の信号レベルを検出する。なお、信号レベル検出部2F1は、電子回路等によって実現される。例えば、頂点となる信号レベルの検出は、いわゆるピークホールド回路等によって実現される。また、信号レベルは、A/D変換器等によって検出される。
抽出部2F2は、複数のセンサ信号の頂点レベルに当たる第1信号、複数のセンサ信号のゼロクロスに当たる第2信号及び複数のセンサ信号のうち2つの信号の交点となる第3信号の3つの信号と、各信号の信号レベルとに基づいて、高調波成分を抽出する。なお、抽出部2F2は、電子回路等によって実現される。例えば、交点は、2つの信号を比較する比較器等によって実現される。
例えば、図10に示すように、センサ信号V1及びU1が入力されると、信号レベル検出部2F1は、頂点の信号レベルになる第1電気角EA1と、第1信号レベルAとを信号レベル検出部2F1によってそれぞれ検出できる。
一方、抽出部2F2は、センサ信号V1がゼロクロスとなる第2電気角EA2と、センサ信号V1及びU1の交点の第3電気角EA3とをそれぞれ検出する。第2電気角EA2及び第3電気角EA3がそれぞれ検出されると、第2電気角EA2及び第3電気角EA3に対する第2信号レベルB及び第3信号レベルCが信号レベル検出部2F1によってそれぞれ検出できる。
第1信号レベルA、第2信号レベルB及び第3信号レベルCがそれぞれ定まると、抽出部2F2は、上記(11)式、上記(12)式及び上記(13)式がそれぞれ計算できる。上記(11)式、上記(12)式及び上記(13)式が計算されると、高調波成分を示す第1係数α、第2係数β及び第3係数γがそれぞれ計算でき、高調波成分が重畳されても、高調波成分を抽出できる。したがって、高調波成分抽出装置2は、高調波成分を抽出できるため、位相を検出した際の検出位相誤差を少なくできる。
図12は、本発明の第4実施形態に係るモータ駆動制御装置による全体処理の処理結果例を示す波形図である。まず、図9に示すステップS44によって、第1係数α、第2係数β及び第3係数γがそれぞれ計算される。次に、ステップS45のように、上記(表2)に示すテーブルを利用すると、位相検出レベルLvが設定できる。このように、位相検出レベルLvが設定されると、3次及び5次に係る高調波による位相誤差が少ない位相検出情報を出力できる。
<比較例>
図13は、第1比較例に係るモータ駆動制御装置による全体処理の処理結果例を示す波形図である。図13では、U相、V相及びW相のセンサ信号がそれぞれ入力される例である。また、V相のセンサ信号Vは、U相のセンサ信号Uに対して120°の位相差があり、W相のセンサ信号Wは、U相のセンサ信号Uに対して240°の位相差があるとする。さらに、図13では、位相検出は、6°ごとに行われるとする。さらにまた、図13では、3次及び5次の高調波が各センサ信号にそれぞれ重畳される例である。
図13は、第1比較例に係るモータ駆動制御装置による全体処理の処理結果例を示す波形図である。図13では、U相、V相及びW相のセンサ信号がそれぞれ入力される例である。また、V相のセンサ信号Vは、U相のセンサ信号Uに対して120°の位相差があり、W相のセンサ信号Wは、U相のセンサ信号Uに対して240°の位相差があるとする。さらに、図13では、位相検出は、6°ごとに行われるとする。さらにまた、図13では、3次及び5次の高調波が各センサ信号にそれぞれ重畳される例である。
第1比較例に係る高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置は、理想的な1次の第1正弦波COM1を抽出する。そのため、位相検出レベルは、U相のセンサ信号Uと−90°及び90°でそれぞれ交わる(頂点が一致する)下記(18)式を6°ごとに区間に分割したレベルとなる。
図14は、第2比較例に係るモータ駆動制御装置による全体処理の処理結果例を示す波形図である。図13と同様に、図14は、U相、V相及びW相のセンサ信号がそれぞれ入力され、同様の位相差があるとする。また、位相検出も同様に行われるとする。さらに、各センサ信号も同様であるとする。
第2比較例に係る高調波成分抽出装置及びモータ駆動制御装置は、理想的な1次の第2正弦波COM2を抽出する。そのため、位相検出レベルは、U相のセンサ信号Uと−30°及び30°でそれぞれ交わる(頂点が一致する)下記(19)式を6°ごとに区間に分割したレベルとなる。
<モータ制御装置例>
図15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に示す高調波成分抽出装置2及び位相検出レベル設定回路60が用いられる場合には、高調波成分抽出装置2及び位相検出レベル設定回路60が出力する出力信号は、位相検出回路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。
図15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に示す高調波成分抽出装置2及び位相検出レベル設定回路60が用いられる場合には、高調波成分抽出装置2及び位相検出レベル設定回路60が出力する出力信号は、位相検出回路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16は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を有する画像形成装置の一例を示す断面図である。図示するシート搬送装置230及び250は、図15に示すモータ駆動制御装置1を有する。また、図16において、画像形成装置は、例えば、複写機等であり、給紙部200と、画像形成部220と、原稿読取部240と、原稿自動搬送装置としてのシート搬送装置(以下「ADF」という。)250とを有する。
図16は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を有する画像形成装置の一例を示す断面図である。図示するシート搬送装置230及び250は、図15に示すモータ駆動制御装置1を有する。また、図16において、画像形成装置は、例えば、複写機等であり、給紙部200と、画像形成部220と、原稿読取部240と、原稿自動搬送装置としてのシート搬送装置(以下「ADF」という。)250とを有する。
図16に示す画像形成装置において、ADF250は、原稿トレイ251に置かれる原稿等の複数のシートを1枚ずつ分離し、原稿読取部240に給紙する。次に、原稿読取部240は、ADF250から搬送される原稿を読み取る。
一方、給紙部200は、複数のシートを積層して収納するシート収納部201と、シート搬送装置230とを有する。シート搬送装置230によってシート収納部201に収納される複数のシートを1枚ずつ分離して搬送し、画像形成部220に給紙する。次に、画像形成部220は、原稿読取部240によって読み取った画像を給紙部200から給紙されたシートに対して形成する。
給紙部200において、シート搬送装置230は、モータ装置8と、ベルト231と、駆動ローラ232と、従動ローラ233及び234とを有する。また、モータ装置8は、図15に示すモータ駆動制御装置1によってモータM1(図1)の駆動制御を行い、駆動ローラ232を駆動する。さらに、ベルト231は、例えば、静電吸着式のベルトである。さらにまた、ベルト231は、駆動ローラ232、従動ローラ233及び234のそれぞれの3軸のローラに架け渡されている。
シート搬送装置230は、ベルト231によってシート収納部201に収納されるシートを吸着し、吸着したシートをモータ装置8による駆動ローラ232、従動ローラ233及び234の駆動によって搬送する。
シート搬送装置230によって分離され、給紙されるシートは、搬送経路210上を搬送される。具体的には、搬送経路210上を搬送されるシートは、搬送ローラ対211及びレジストローラ対212により搬送される。このように、搬送されるシートには、転写ローラ213によって画像形成部220で形成されたトナー画像が転写される。次に、このトナー画像が定着器214によって熱転写され、排紙ローラ対215により排紙トレイ216に排出される。
画像形成部220は、転写ベルトである中間転写ベルト225と、露光装置226と、複数の感光体227(227Y、227M、227C及び227BK)とを有する。また、各感光体227Y、227M、227C及び227BKは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色にそれぞれ対応し、回転駆動される像担持体である。さらに、露光装置は、原稿読取部240によって読み取られた原稿等の画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを出射する。
各感光体227は、円筒状にそれぞれ形成され、例えば、モータ装置8等の駆動源により回転駆動される。また、各感光体227のそれぞれの外周面部には、感光層がそれぞれ設けられており、露光装置226から出射された破線で示す光ビームが各感光体227の外周面にスポット照射されると、各感光体227の外周面には、画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。さらに、中間転写ベルト225は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成された無端状ベルトから構成され、各感光体227上に形成されるトナー像が転写され、転写されたトナー像が転写ローラ213によってシートに転写される。
図17は、本発明の一実施形態に係る搬送装置の一例を示す断面図である。具体的には、図17は、図16のADF250の一例を示す側面断面図である。図17において、ADF250は、モータ装置8によって駆動される各ローラによって、原稿トレイに置かれる複数の原稿を一枚ずつ分離して給送し、次に、給送された原稿を折り返しながら表裏を反転させる。続いて、ADF250は、モータ装置8によって駆動される各ローラで原稿を搬送しながら、イメージセンサ等を有する第1固定読取部261及び第2固定読取部263で、原稿の両面をそれぞれ読み取る。
まず、図17において、原稿は、原稿トレイ251上に置かれる。次に、ピックアップローラ252は、ユーザによる動作開始操作に応じてピックアップ搬送モータが駆動されることで回転駆動され、原稿トレイ251上の原稿をピックアップする。さらに、ピックアップローラ252によって送り出された原稿は、駆動ローラ254と、従動ローラ255とに架け渡された給紙ベルト253との当接位置に送り込まれる。
給紙ベルト253には、給紙モータによって回転駆動されるリバースローラ256が当接しており、リバースローラ256の当接部において給紙ベルト253の表面が給紙方向に移動する。これに対し、リバースローラ256の表面は、給紙方向とは逆方向に移動しようとする。一方、リバースローラ256の駆動伝達部には、トルクリミッタが設けられており、リバースローラ256は、給紙方向に向かう力がトルクリミッタのトルクよりも大きいと、給紙方向に表面移動するように回転する。
リバースローラ256は、給紙ベルト253に所定の圧力で当接しており、給紙ベルト253に直接当接している際、又は当接部に原稿が1枚だけ挟み込まれている際には、給紙ベルト253又は原稿に連れ回る。ただし、当接部に複数枚の原稿が挟み込まれた際には、連れ回り力がトルクリミッタのトルクよりも低くなるように設定されるため、リバースローラ256は、連れ回り方向とは逆の方向に回転駆動する。これにより、最上位よりも下の原稿には、リバースローラ256によって給紙方向とは反対方向の移動力が付与されて、数枚の原稿から最上位の原稿だけが分離され、いわゆる重送が抑制される。
給紙ベルト253又はリバースローラ256の作用によって、1枚に分離された原稿は、給紙ベルト253によって更に搬送され、プルアウトローラ対257に突き当たり、その後、所定時間だけ給紙モータを駆動させて停止する。これにより、原稿がプルアウトローラ対257に所定量の撓みをもって押し当てられた状態で給紙ベルト253による原稿の搬送が行われる。
プルアウトローラ対257及び中間ローラ対258の駆動によって搬送される原稿は、中間ローラ対258及び読取入口ローラ対259によって搬送される。また、中間ローラ対258には、プルアウトローラ対257の駆動源であるプルアウトモータと、読取入口ローラ対259の駆動源である読取入口モータとの両方のモータから駆動が伝達される。なお、各モータは、モータ装置8等で構成される。また、中間ローラ対258は、2つのモータのうち、回転速度が速くなる側のモータの駆動によって回転速度が決まる機構を有する。
読取入口ローラ対259が有する上下のそれぞれのローラによって形成されるニップに、原稿の先端が進入する前に原稿の搬送速度が調整される。具体的には、プルアウトモータの減速を開始するとともに読取入口モータ及び読取モータがそれぞれ正転方向に駆動される。読取入口モータが正転方向に駆動することで、読取入口ローラ対259が搬送方向に回転駆動する。一方、読取モータが正転方向に駆動することで、読取出口ローラ対262及び第2読取出口ローラ対266が、搬送方向にそれぞれ駆動する。これにより、原稿は、第1固定読取部261による読取位置に送られ、第1固定読取部261によって読み取られる。
第1固定読取部261を通過した原稿は、読取出口ローラ対262のニップを通過する。なお、原稿の一方の面のみを読み取る場合には、第2固定読取部263による原稿の他方の面の読取が不要である。また、そのような場合には、原稿は、第2固定読取部263によって読み取られることなく、排紙ローラ対264の回転駆動により排紙される。これに対して、原稿の両面を読み取る場合には、第2固定読取部263に到達するまでのタイミングが読取モータのパルスカウントに基づいて演算され、原稿は、第2固定読取部263によって読み取られる。
以上、図16及び図17に示すシート搬送装置230及び250では、図15に示すモータ駆動制御装置1が、シート搬送装置230及び250等に用いられる何れのモータの駆動に適用されてもよい。つまり、モータ駆動制御装置1(図1)は、図16及び図17にそれぞれ示す各ローラの駆動源として適用されてもよく、例えば、駆動ローラ254を駆動するためのモータとしてモータ駆動制御装置1が適用されてもよい。
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
2 高調波成分抽出装置
EA1 第1電気角
EA2 第2電気角
EA3 第3電気角
100 画像形成装置
2 高調波成分抽出装置
EA1 第1電気角
EA2 第2電気角
EA3 第3電気角
100 画像形成装置
Claims (10)
- 複数相のコイルを有するモータの回転子の回転位置に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号から高調波成分を抽出する高調波成分抽出装置であって、
前記複数のセンサ信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記複数のセンサ信号の頂点レベルに当たる第1信号、前記複数のセンサ信号のゼロクロスに当たる第2信号及び前記複数のセンサ信号のうち2つの信号の交点となる第3信号の3つの信号のうち、少なくとも2つの信号と、前記信号レベルとに基づいて、高調波成分を抽出する抽出手段と、
を備えることを特徴とする高調波成分抽出装置。 - 前記抽出手段は、前記第1信号によって定まる前記頂点レベルの第1電気角と、前記第1電気角に対応する第1信号レベルと、前記第3信号によって定まる前記交点の第3電気角と、前記信号レベル検出手段が検出する前記第3電気角に対する第3信号レベルとに基づいて、前記高調波成分を抽出する請求項1に記載の高調波成分抽出装置。
- 前記抽出手段は、前記第1信号によって定まる前記頂点レベルの第1電気角と、前記第1電気角に対応する第1信号レベルと、前記第2信号によって定まる前記ゼロクロスの第2電気角と、前記信号レベル検出手段が検出する前記第2電気角に対する第2信号レベルとに基づいて、前記高調波成分を抽出する請求項1に記載の高調波成分抽出装置。
- 前記抽出手段は、前記第2信号によって定まる前記ゼロクロスの第2電気角と、前記信号レベル検出手段が検出する前記第2電気角に対する第2信号レベルと、前記第3信号によって定まる前記交点の第3電気角と、前記信号レベル検出手段が検出する前記第3電気角に対する第3信号レベルとに基づいて、前記高調波成分を抽出する請求項1に記載の高調波成分抽出装置。
- 前記抽出手段は、前記第1信号によって定まる前記頂点レベルの第1電気角と、前記第1電気角に対応する第1信号レベルと、前記第2信号によって定まる前記ゼロクロスの第2電気角と、前記信号レベル検出手段が検出する前記第2電気角に対する第2信号レベルと、前記第3信号によって定まる前記交点の第3電気角と、前記信号レベル検出手段が検出する前記第3電気角に対する第3信号レベルとに基づいて、前記高調波成分を抽出する請求項1に記載の高調波成分抽出装置。
- 前記高調波成分は、1次の高調波及び3次の高調波にかかるそれぞれの係数を示す請求項2乃至4のいずれか一項に記載の高調波成分抽出装置。
- 前記高調波成分は、1次の高調波、3次の高調波及び5次の高調波にかかるそれぞれの係数を示す請求項5に記載の高調波成分抽出装置。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の高調波成分抽出装置を有するモータ駆動制御装置。
- 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。
- 複数相のコイルを有するモータの回転子の回転位置に応じた信号レベルを有する複数のセンサ信号から高調波成分を抽出する高調波成分抽出装置が行う高調波成分抽出方法であって、
前記高調波成分抽出装置が、前記複数のセンサ信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手順と、
前記高調波成分抽出装置が、前記複数のセンサ信号の頂点レベルに当たる第1信号、前記複数のセンサ信号のゼロクロスに当たる第2信号及び前記複数のセンサ信号のうち2つの信号の交点となる第3信号の3つの信号のうち、少なくとも2つの信号と、前記信号レベルとに基づいて、高調波成分を抽出する抽出手順と、
を含むことを特徴とする高調波成分抽出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015125112A JP2017011880A (ja) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | 高調波成分抽出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び高調波成分抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015125112A JP2017011880A (ja) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | 高調波成分抽出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び高調波成分抽出方法 |
Publications (1)
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JP2017011880A true JP2017011880A (ja) | 2017-01-12 |
Family
ID=57762003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015125112A Pending JP2017011880A (ja) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | 高調波成分抽出装置、モータ駆動制御装置、搬送装置及び高調波成分抽出方法 |
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JP (1) | JP2017011880A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110998244A (zh) * | 2018-05-11 | 2020-04-10 | 株式会社三共制作所 | 角度检测器 |
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2015
- 2015-06-22 JP JP2015125112A patent/JP2017011880A/ja active Pending
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