JP7009756B2

JP7009756B2 - Drive device, motor system, image forming device, transfer device, and drive method

Info

Publication number: JP7009756B2
Application number: JP2017054918A
Authority: JP
Inventors: 英毅吉水
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: JP2018157731A

Description

本発明は、駆動装置、モータシステム、画像形成装置、搬送装置、および駆動方法に関する。 The present invention relates to a drive device, a motor system, an image forming device, a transfer device, and a drive method.

従来、画像形成装置や搬送装置等の各種装置において、各種駆動対象（例えば、搬送ローラ、搬送シート等）を駆動するためのステッピングモータが用いられている。このようなステッピングモータにおいては、コイル励磁位相とロータ磁極位相とが一致しないままスルーアップ動作を行ってしまうと、脱調してしまう。このため、従来、このような脱調を生じさせないように、ステッピングモータを駆動することが課題となっている。 Conventionally, in various devices such as an image forming device and a transport device, a stepping motor for driving various drive targets (for example, a transport roller, a transport sheet, etc.) has been used. In such a stepping motor, if the through-up operation is performed while the coil excitation phase and the rotor magnetic pole phase do not match, step-out occurs. Therefore, conventionally, it has been a problem to drive a stepping motor so as not to cause such a step-out.

例えば、下記特許文献１には、ステッピングモータによりレジローラやピックアップローラ等を駆動するように構成されたフルカラープリンタにおいて、ステッピングモータの初期化動作として、ステッピングモータの励磁電流がオフされた状態から、１００％励磁状態にして十分なホールド時間をとった後、ステッピングモータが十分に起動できる自起動領域内の周波数にてステッピングモータを駆動するようにした技術が開示されている。この技術によれば、安価なＰＭ型ステッピングモータを用いて、短い起動時間でも脱調することなく、ステッピングモータを回転させることができる、とされている。 For example, in Patent Document 1 below, in a full-color printer configured to drive a registration roller, a pickup roller, etc. by a stepping motor, as an initialization operation of the stepping motor, from a state where the exciting current of the stepping motor is turned off, 100 % A technique is disclosed in which the stepping motor is driven at a frequency within the self-starting region in which the stepping motor can be sufficiently started after a sufficient hold time is taken in the excited state. According to this technology, it is said that an inexpensive PM type stepping motor can be used to rotate the stepping motor even with a short start-up time without stepping out.

ここで、上記特許文献１の技術では、ステッピングモータの初期化動作において、相励磁の位置とモータ（ロータ）の相位相とを完全に一致させるために、８クロック分以上のクロックパルスで、ステッピングモータを回転させるようにしている。しかしながら、ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作の際に、入力パルス数をむやみに増加させてしまうと、各種不具合（例えば、異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）が発生してしまう虞がある。 Here, in the technique of Patent Document 1, in the initialization operation of the stepping motor, stepping is performed with a clock pulse of 8 clocks or more in order to completely match the position of phase excitation with the phase phase of the motor (rotor). I try to rotate the motor. However, if the number of input pulses is unnecessarily increased during the hold operation before the through-up of the stepping motor, various problems (for example, abnormal noise, increase in hold time, increase in hold current, increase in first print time, etc.) occur. It may occur.

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作の際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合の発生を抑制できるようにすることを目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to make it possible to suppress the occurrence of various problems due to an increase in the number of input pulses during the hold operation before the through-up of the stepping motor. ..

上述した課題を解決するために、本発明のドライバ回路は、ステッピングモータを駆動するドライバ回路であって、前記ステッピングモータのロータ位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相を設定する励磁設定部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the driver circuit of the present invention is a driver circuit for driving a stepping motor, the position estimation unit for estimating the rotor position of the stepping motor, and the position estimation unit estimated by the position estimation unit. It is provided with an excitation setting unit that sets the phase of the stepping motor to be excited first when the hold operation before the through-up of the stepping motor is performed based on the rotor position.

本発明によれば、ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作の際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合の発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of various problems due to an increase in the number of input pulses during the hold operation before the through-up of the stepping motor.

本発明の第１実施形態に係るモータシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る駆動装置による処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process by the drive device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの動作プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the operation profile of the stepping motor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 従来のステッピングモータにおいて生じ得る脱調現象について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the step-out phenomenon which may occur in the conventional stepping motor. 従来の脱調現象解消方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional method of eliminating a step-out phenomenon. 本発明の第２実施形態に係るモータシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る駆動装置による処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process by the drive device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第１実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the image forming apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施例に係る搬送装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the transfer apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（モータシステム１０の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータシステム１０の構成を示す図である。図１に示すモータシステム１０は、駆動装置１１およびステッピングモータ１２を備えている。 (Configuration of motor system 10)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor system 10 according to the first embodiment of the present invention. The motor system 10 shown in FIG. 1 includes a drive device 11 and a stepping motor 12.

駆動装置１１は、ステッピングモータ１２へ駆動電流を供給することにより、ステッピングモータ１２を駆動する。図１に示すように、駆動装置１１は、上位コントローラ１００およびドライバ回路１１０を備えている。上位コントローラ１００（本発明の「上位装置」の一例）は、制御信号および回転方向信号を、ドライバ回路１１０へ出力する。ドライバ回路１１０は、上位コントローラ１００から出力された制御信号および回転方向信号に基づいて、ステッピングモータ１２の各相（Ａ相およびＢ相）に駆動電流を供給することにより、ステッピングモータ１２を駆動する。 The drive device 11 drives the stepping motor 12 by supplying a drive current to the stepping motor 12. As shown in FIG. 1, the drive device 11 includes a host controller 100 and a driver circuit 110. The upper controller 100 (an example of the "upper device" of the present invention) outputs a control signal and a rotation direction signal to the driver circuit 110. The driver circuit 110 drives the stepping motor 12 by supplying a drive current to each phase (A phase and B phase) of the stepping motor 12 based on the control signal and the rotation direction signal output from the host controller 100. ..

ステッピングモータ１２は、ドライバ回路１１０から供給された駆動電流によって駆動される。具体的には、ステッピングモータ１２は、ロータ（回転子）と、２相（Ａ相およびＢ相）の励磁コイル（固定子）とを有している。Ａ相の励磁コイルは、Ａ＋端子およびＡ－端子を有している。また、Ｂ相の励磁コイルは、Ｂ相はＢ＋端子およびＢ－端子を有している。このように構成されたステッピングモータ１２は、２相（Ａ相およびＢ相）の励磁コイルの各々が、ドライバ回路１１０から供給された駆動電流によって励磁されることにより、ロータが回転する。 The stepping motor 12 is driven by a drive current supplied from the driver circuit 110. Specifically, the stepping motor 12 has a rotor (rotor) and two-phase (A-phase and B-phase) excitation coils (stator). The A-phase exciting coil has an A + terminal and an A- terminal. Further, in the B-phase exciting coil, the B-phase has a B + terminal and a B- terminal. In the stepping motor 12 configured in this way, each of the two-phase (A-phase and B-phase) excitation coils is excited by the drive current supplied from the driver circuit 110, so that the rotor rotates.

ここで、上位コントローラ１００およびドライバ回路１１０の機能について具体的に説明する。図１に示すように、上位コントローラ１００は、制御信号生成部２０１、方式決定部２０７、およびプリホールド実施制御部２０８を有している。また、ドライバ回路１１０は、駆動電流制御部２０２、増幅部２０３、高周波発生部２０４、電流検出部２０５、および位置推定部２０６を有している。 Here, the functions of the host controller 100 and the driver circuit 110 will be specifically described. As shown in FIG. 1, the host controller 100 has a control signal generation unit 201, a method determination unit 207, and a prehold execution control unit 208. Further, the driver circuit 110 includes a drive current control unit 202, an amplification unit 203, a high frequency generation unit 204, a current detection unit 205, and a position estimation unit 206.

制御信号生成部２０１は、ステッピングモータ１２を制御するための目標位置信号である制御信号および回転方向信号を生成して、当該制御信号および回転方向信号を、ドライバ回路１１０へ出力する。駆動電流制御部２０２は、制御信号生成部２０１から出力された制御信号および回転方向信号に応じて、ステッピングモータ１２を駆動するための駆動電流を出力する。増幅部２０３は、駆動電流制御部２０２から出力された駆動電流を増幅して、当該駆動電流をステッピングモータ１２の各相へ供給する。 The control signal generation unit 201 generates a control signal and a rotation direction signal which are target position signals for controlling the stepping motor 12, and outputs the control signal and the rotation direction signal to the driver circuit 110. The drive current control unit 202 outputs a drive current for driving the stepping motor 12 according to the control signal and the rotation direction signal output from the control signal generation unit 201. The amplification unit 203 amplifies the drive current output from the drive current control unit 202 and supplies the drive current to each phase of the stepping motor 12.

高周波発生部２０４は、所定の高周波電流を、駆動電流制御部２０２および増幅部２０３を介して、ステッピングモータ１２の各相に供給する。または、高周波発生部２０４は、所定の高周波電流を、駆動電流制御部２０２から出力される駆動電流に重畳して、ステッピングモータ１２の各相に供給する。 The high frequency generation unit 204 supplies a predetermined high frequency current to each phase of the stepping motor 12 via the drive current control unit 202 and the amplification unit 203. Alternatively, the high frequency generation unit 204 superimposes a predetermined high frequency current on the drive current output from the drive current control unit 202, and supplies the predetermined high frequency current to each phase of the stepping motor 12.

電流検出部２０５は、高周波発生部２０４から供給された高周波電流の応答信号を検出する。電流検出部２０５としては、公知の各種電流センサを用いることができる。位置推定部２０６は、電流検出部２０５によって検出された高周波成分の応答信号に応じて、ステッピングモータ１２のロータ位置を推定する。なお、高周波成分の応答信号に応じてステッピングモータ１２のロータ位置を推定する方法としては、例えば、特開２０１６－４６８５９号公報に開示されている技術を用いることができる。 The current detection unit 205 detects the response signal of the high frequency current supplied from the high frequency generation unit 204. As the current detection unit 205, various known current sensors can be used. The position estimation unit 206 estimates the rotor position of the stepping motor 12 according to the response signal of the high frequency component detected by the current detection unit 205. As a method for estimating the rotor position of the stepping motor 12 according to the response signal of the high frequency component, for example, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-46859 can be used.

方式決定部２０７は、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のスルーアップ前のホールド動作（以下、「プリホールド」と示す）に用いる方式を決定する。具体的には、方式決定部２０７は、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にあると判断した場合、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、複数パルスによる方式を決定する。一方、方式決定部２０７は、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にないと判断した場合、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、１パルスによる方式を決定する。「所定の閾値範囲」とは、ロータ磁極位相が、脱調を引き起こす逆位相（電気角の－１８０°）にある場合を含む、ロータ磁極位相の範囲である。例えば、「所定の閾値範囲」を、－１８０°±２２．５°とする。但し、これに限らず、「所定の閾値範囲」を、－１８０°±４５°等としてもよい。 The method determination unit 207 determines the method to be used for the hold operation (hereinafter referred to as “pre-hold”) before the through-up of the stepping motor 12 based on the rotor position estimated by the position estimation unit 206. Specifically, when the method determination unit 207 determines that the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 is within a predetermined threshold range based on the rotor position estimated by the position estimation unit 206, the stepping motor 12 is preliminarily used. As the method used for holding, a method using a plurality of pulses is determined. On the other hand, when the method determining unit 207 determines that the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 is not within a predetermined threshold range, the method determining unit 207 determines a one-pulse method as the method used for preholding the stepping motor 12. The “predetermined threshold range” is the range of the rotor magnetic pole phase including the case where the rotor magnetic pole phase is in the opposite phase (−180 ° of the electric angle) that causes step-out. For example, the “predetermined threshold range” is set to −180 ° ± 22.5 °. However, the present invention is not limited to this, and the “predetermined threshold range” may be set to −180 ° ± 45 ° or the like.

プリホールド実施制御部２０８は、方式決定部２０７によって決定された方式（１パルスによる方式または複数パルスによる方式）で、ステッピングモータ１２のプリホールドが行われるように制御する。具体的には、プリホールド実施制御部２０８は、方式決定部２０７によって決定された方式による、ステッピングモータ１２のプリホールドを行わせるための指令値が、制御信号生成部２０１が生成する制御信号の動作プロファイルに含まれるように、制御信号生成部２０１に方式に関する情報を送る。 The pre-hold execution control unit 208 controls the stepping motor 12 to be pre-held by a method determined by the method determination unit 207 (a method using one pulse or a method using a plurality of pulses). Specifically, in the pre-hold execution control unit 208, the command value for pre-holding the stepping motor 12 according to the method determined by the method determination unit 207 is the control signal generated by the control signal generation unit 201. Information about the method is sent to the control signal generation unit 201 so as to be included in the operation profile.

これにより、ステッピングモータ１２は、方式決定部２０７によって決定された方式で、プリホールドを行うようになる。すなわち、ステッピングモータ１２は、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、脱調を引き起こす可能性の高い所定の閾値範囲内にある場合、複数パルスによるプリホールドを行う。一方、ステッピングモータ１２は、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、脱調を引き起こす可能性の高い所定の閾値範囲内にない場合、１パルスによるプリホールドを行う。 As a result, the stepping motor 12 will perform prehold by the method determined by the method determination unit 207. That is, when the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 is within a predetermined threshold range that is likely to cause step-out, the stepping motor 12 performs prehold by a plurality of pulses. On the other hand, the stepping motor 12 performs prehold by one pulse when the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 is not within a predetermined threshold range that is likely to cause step-out.

（ステッピングモータ駆動装置による処理の手順）
図２は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１１による処理の手順を示すフローチャートである。 (Procedure for processing by stepping motor drive device)
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure by the drive device 11 according to the first embodiment of the present invention.

まず、ステッピングモータ１２の回転が停止している状態（励磁がＯＦＦの状態）で、高周波発生部２０４が、ステッピングモータ１２の各相に高周波電流を供給する（ステップＳ２０１）。このとき、電流検出部２０５が、ステップＳ２０１で供給された高周波電流の応答信号を検出する（ステップＳ２０２）。そして、位置推定部２０６が、ステップＳ２０２で検出された応答信号に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ位置を推定する（ステップＳ２０３）。 First, in a state where the rotation of the stepping motor 12 is stopped (a state in which the excitation is OFF), the high frequency generating unit 204 supplies a high frequency current to each phase of the stepping motor 12 (step S201). At this time, the current detection unit 205 detects the response signal of the high frequency current supplied in step S201 (step S202). Then, the position estimation unit 206 estimates the rotor position of the stepping motor 12 based on the response signal detected in step S202 (step S203).

次に、方式決定部２０７が、ステップＳ２０３で推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、脱調の可能性がある所定の閾値範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。 Next, the method determining unit 207 determines whether or not the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 is within a predetermined threshold range where step-out may occur, based on the rotor position estimated in step S203. (Step S204).

ステップＳ２０４において、ロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にあると判定された場合、方式決定部２０７が、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、複数パルスによる方式を決定する（ステップＳ２０５）。そして、駆動装置１１は、ステップＳ２０７へ処理を進める。 When it is determined in step S204 that the rotor magnetic pole phase is within a predetermined threshold range, the method determining unit 207 determines a method using a plurality of pulses as the method used for preholding the stepping motor 12 (step S205). Then, the drive device 11 advances the process to step S207.

一方、ステップＳ２０４において、ロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にないと判定された場合、方式決定部２０７が、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式として、１パルスによる方式を決定する（ステップＳ２０６）。そして、駆動装置１１は、ステップＳ２０７へ処理を進める。 On the other hand, when it is determined in step S204 that the rotor magnetic pole phase is not within a predetermined threshold range, the method determining unit 207 determines a one-pulse method as the method used for preholding the stepping motor 12 (step S206). ). Then, the drive device 11 advances the process to step S207.

ステップＳ２０７では、プリホールド実施制御部２０８が、ステップＳ２０５またはステップＳ２０６で決定された方式による、ステッピングモータ１２のプリホールドの実施指令を、制御信号生成部２０１が生成する制御信号の動作プロファイルに含める。これに応じて、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２をプリホールドさせる（ステップＳ２０８）。 In step S207, the pre-hold execution control unit 208 includes the pre-hold execution command of the stepping motor 12 by the method determined in step S205 or step S206 in the operation profile of the control signal generated by the control signal generation unit 201. .. In response to this, the driver circuit 110 pre-holds the stepping motor 12 according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S208).

その後、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２をスルーアップさせる（ステップＳ２０９）。そして、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２を等速回転させる（ステップＳ２１０）。さらに、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２をスルーダウンさせる（ステップＳ２１１）。 After that, the driver circuit 110 causes the stepping motor 12 to pass through according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S209). Then, the driver circuit 110 rotates the stepping motor 12 at a constant speed according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S210). Further, the driver circuit 110 causes the stepping motor 12 to go through and down according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S211).

続いて、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、スルーダウン後のホールド動作をステッピングモータ１２に行わせる（ステップＳ２１２）。また、ドライバ回路１１０が、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、ステッピングモータ１２の励磁をＯＦＦにする（ステップＳ２１３）。そして、駆動装置１１は、図２に示す一連の処理を終了する。 Subsequently, the driver circuit 110 causes the stepping motor 12 to perform a hold operation after through-down according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S212). Further, the driver circuit 110 turns off the excitation of the stepping motor 12 according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S213). Then, the drive device 11 ends a series of processes shown in FIG.

（ステッピングモータ１２の動作プロファイル）
図３は、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ１２の動作プロファイルを示す図である。図３に示すように、本実施形態のステッピングモータ１２は、上位コントローラ１００から供給された制御信号（動作プロファイル）に基づいて、ドライバ回路１１０の制御により、励磁がＯＦＦの状態（図中状態１）から、順次、プリホールド（図中状態２Ｂ）、スルーアップ（図中状態３）、定常回転（図中状態４）、スルーダウン（図中状態５）、スルーダウン後ホールド（図中状態６）を行い、その後、励磁がＯＦＦの状態（図中状態７）となる。 (Operation profile of stepping motor 12)
FIG. 3 is a diagram showing an operation profile of the stepping motor 12 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the stepping motor 12 of the present embodiment is in a state where the excitation is OFF (state 1 in the figure) under the control of the driver circuit 110 based on the control signal (operation profile) supplied from the host controller 100. ), Pre-hold (state 2B in the figure), through-up (state 3 in the figure), steady rotation (state 4 in the figure), through-down (state 5 in the figure), hold after through-down (state 6 in the figure). ), After that, the excitation is turned off (state 7 in the figure).

ここで、図３に示すように、本実施形態のステッピングモータ１２では、プリホールド（図中状態２Ｂ）の前に、センサレスによるロータ位置検出（図中状態２Ａ）が追加で設けられている。そして、プリホールド（図中状態２Ｂ）では、ロータ位置検出結果に応じて、適切な方式（１パルスによる方式または複数パルスによる方式）が選択的に用いられて、ロータとステータとの位相合わせが行われるようになっている。なお、図３の例では、ロータ位置検出（図中状態２Ａ）は、ステッピングモータ１２の励磁がＯＦＦの状態で行われるようにしているが、ロータが回転しない程度にステッピングモータ１２が励磁された状態で行われてもよい。 Here, as shown in FIG. 3, in the stepping motor 12 of the present embodiment, a sensorless rotor position detection (state 2A in the figure) is additionally provided before the pre-hold (state 2B in the figure). Then, in the pre-hold (state 2B in the figure), an appropriate method (one-pulse method or multiple-pulse method) is selectively used according to the rotor position detection result, and the phase matching between the rotor and the stator is performed. It is supposed to be done. In the example of FIG. 3, the rotor position detection (state 2A in the figure) is performed in a state where the excitation of the stepping motor 12 is OFF, but the stepping motor 12 is excited to the extent that the rotor does not rotate. It may be done in a state.

（従来のステッピングモータにおいて生じ得る脱調現象）
図４は、従来のステッピングモータにおいて生じ得る脱調現象について説明するための図である。図４の上段は、従来のステッピングモータの正常動作を示す。図４の下段は、従来のステッピングモータの異常動作（脱調）を示す。なお、図４では、ステッピングモータを簡略化して表している。図４に示すモータは、ステータ１２ａと、ステータの内部空間に配置されたロータ１２ｂとを備えている。ステータ１２ａの内周面には、９０°間隔で、４つの突起が形成されている。各突起には、ステータコイルが巻設されている。各突起は、ステータコイルを電流が流れることで電磁石となり、電流の流れる方向に応じて、Ｎ極またはＳ極が発生する。ここで、ロータ１２ｂを挟んで対向する一対の突起が異なる磁極となるように、各ステータコイルに電流が供給される。ロータ１２ｂの外周面は、半周ずつ、Ｎ極とＳ極とに着磁されている。 (Detachment phenomenon that can occur in conventional stepping motors)
FIG. 4 is a diagram for explaining a step-out phenomenon that may occur in a conventional stepping motor. The upper part of FIG. 4 shows the normal operation of the conventional stepping motor. The lower part of FIG. 4 shows an abnormal operation (step-out) of a conventional stepping motor. In FIG. 4, the stepping motor is simplified and shown. The motor shown in FIG. 4 includes a stator 12a and a rotor 12b arranged in the internal space of the stator. Four protrusions are formed on the inner peripheral surface of the stator 12a at intervals of 90 °. A stator coil is wound around each protrusion. Each protrusion becomes an electromagnet when a current flows through the stator coil, and N pole or S pole is generated depending on the direction in which the current flows. Here, a current is supplied to each stator coil so that the pair of protrusions facing each other across the rotor 12b have different magnetic poles. The outer peripheral surface of the rotor 12b is magnetized to the north pole and the south pole by half a circumference.

図４の上段において、（ａ）は、ステータコイルに電流が流れていない無励磁状態を示す。このとき、ロータ１２ｂの磁極位置は、不定状態である。この例では、ロータ１２ｂのＮ極の中心は、上方に対して、右側に４５°傾いた状態となっている。この状態から、最初のパルスを入力し、（ｂ）に示すように、ステータ１２ａの上側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの下側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂが時計回りに回転し、（ｃ）に示すように、ロータ１２ｂのＳ極の中心が、ステータ１２ａの上側の突起（Ｎ極）を向いた状態となり、コイル励磁位相とロータ磁極位相とが一致した状態（ホールド状態）となる。その後、次のパルスを入力し、（ｄ）に示すように、ステータ１２ａの右側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの左側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂがさらに時計回りに４５°回転し、（ｅ）に示すように、ロータ１２ｂのＳ極の中心が、ステータ１２ａの右側の突起（Ｎ極）を向いた状態となる。以降、順次、パルスを入力することにより、励磁する突起を時計回りに４５°ずつ変更してゆくことで、ロータ１２ｂが、これに追従して時計回りに回転することとなる。 In the upper part of FIG. 4, (a) shows a non-excited state in which no current is flowing through the stator coil. At this time, the magnetic pole position of the rotor 12b is in an indefinite state. In this example, the center of the north pole of the rotor 12b is tilted 45 ° to the right with respect to the upper side. From this state, when the first pulse is input, the upper protrusion of the stator 12a is excited to the N pole and the lower protrusion of the stator 12a is excited to the S pole as shown in (b), the rotor 12b clocks. Rotating around, as shown in (c), the center of the S pole of the rotor 12b faces the protrusion (N pole) on the upper side of the stator 12a, and the coil excitation phase and the rotor magnetic pole phase coincide with each other. (Hold state). After that, when the next pulse is input and the protrusion on the right side of the stator 12a is excited to the N pole and the protrusion on the left side of the stator 12a is excited to the S pole as shown in (d), the rotor 12b is further clockwise. After rotating 45 °, as shown in (e), the center of the S pole of the rotor 12b faces the protrusion (N pole) on the right side of the stator 12a. After that, by sequentially inputting a pulse, the protrusion to be excited is changed clockwise by 45 °, and the rotor 12b is rotated clockwise following this.

図４の下段において、（ａ'）は、ステータコイルに電流が流れていない無励磁状態を示す。このとき、ロータ１２ｂの磁極位置は、不定状態である。この例では、ロータ１２ｂのＮ極の中心は、上方を向いた状態となっている。この状態から、最初のパルスを入力し、（ｂ'）に示すように、ステータ１２ａの上側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの下側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂのＮ極とステータ１２ａのＮ極、ロータ１２ｂのＳ極とステータ１２ａのＳ極が互いに釣りあってしまい、（ｃ'）に示すように、ロータ１２ｂは静止したままである。その後、次のパルスを入力し、（ｄ'）に示すように、ステータ１２ａの右側の突起をＮ極に励磁し、ステータ１２ａの左側の突起をＳ極に励磁すると、ロータ１２ｂが反時計回りに４５°回転（すなわち、逆回転）し、それ以降、順次、パルスを入力しても、ロータ１２ｂは、これに追従することができず、脱調状態となる。なお、コイル励磁位相とロータ磁極位相とが逆位相になる事は、理論上極めてまれであるが、モータ駆動を用いた実際の装置では、機械的負荷（例えば、摩擦負荷やタイミングベルトテンション等）が有るため、完全な逆位相（－１８０°）位置でなくても、ある回転角幅でこのような釣り合い現象が発生する。 In the lower part of FIG. 4, (a') shows a non-excited state in which no current is flowing through the stator coil. At this time, the magnetic pole position of the rotor 12b is in an indefinite state. In this example, the center of the north pole of the rotor 12b is in a state of facing upward. From this state, the first pulse is input, and as shown in (b'), the upper protrusion of the stator 12a is excited to the N pole, and the lower protrusion of the stator 12a is excited to the S pole. The N pole and the N pole of the stator 12a, the S pole of the rotor 12b and the S pole of the stator 12a are balanced with each other, and as shown in (c'), the rotor 12b remains stationary. After that, when the next pulse is input, the protrusion on the right side of the stator 12a is excited to the N pole and the protrusion on the left side of the stator 12a is excited to the S pole as shown in (d'), the rotor 12b rotates counterclockwise. Even if the rotor 12b is rotated by 45 ° (that is, counterclockwise) and the pulse is sequentially input thereafter, the rotor 12b cannot follow the rotation and is in a step-out state. It is extremely rare in theory that the coil excitation phase and the rotor magnetic pole phase are out of phase, but in an actual device using motor drive, a mechanical load (for example, friction load, timing belt tension, etc.) Therefore, such a balancing phenomenon occurs at a certain rotation angle width even if the position is not completely opposite phase (−180 °).

（従来の脱調現象解消方法）
図５は、従来の脱調現象解消方法について説明するための図である。ここでは、２相励磁方式のバイポーラ型ステッピングモータを用いた、従来の脱調現象解消方法について説明する。 (Conventional method for eliminating the step-out phenomenon)
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional method for eliminating the step-out phenomenon. Here, a conventional method for eliminating the step-out phenomenon using a two-phase excitation type bipolar stepping motor will be described.

図５の上段に示す表は、一般的なステッピングモータにおける２相励磁のパターンを表す。この表に示すように、一般的なステッピングモータでは、初めに、Ａ相およびＢ相を励磁し、それ以降、順次、Ｂ相およびＡ（－）相、Ａ（－）相およびＢ（－）相、Ａ相およびＢ（－）相を励磁する。このような順序で各相を励磁することにより、ロータが正回転することとなる。 The table shown in the upper part of FIG. 5 shows a pattern of two-phase excitation in a general stepping motor. As shown in this table, in a general stepping motor, the A phase and the B phase are first excited, and then the B phase and the A (-) phase, the A (-) phase and the B (-) are sequentially excited. Excite the phase, A phase and B (−) phase. By exciting each phase in this order, the rotor will rotate in the forward direction.

図５の下段は、ステッピングモータの４つのステータコイル相（Ａ相，Ｂ相，Ａ（－）相，Ｂ（－）相）を、電気角の３６０°で表現した図である。ここで、一般的なＰＭ型ステッピングモータの、機械的なステップ角は７．５°であるため、この場合、電気角３６０°が機械角３０°に相当する。 The lower part of FIG. 5 is a diagram showing four stator coil phases (A phase, B phase, A (−) phase, B (−) phase) of the stepping motor with an electric angle of 360 °. Here, since the mechanical step angle of a general PM type stepping motor is 7.5 °, in this case, the electric angle of 360 ° corresponds to the mechanical angle of 30 °.

従来、無励磁状態の不定ロータ位置とステータコイル位置を一致させるために、最初のパルスを、Ａ相およびＢ相に入力し、十分安定した状態（ロータハンチングが収束した状態）となった後に、以降のパルスを、順次、Ｂ相およびＡ（－）相、Ａ（－）相およびＢ（－）相、Ａ相およびＢ（－）相に入力していた。 Conventionally, in order to match the indefinite rotor position and the stator coil position in the non-excitation state, the first pulse is input to the A phase and the B phase, and after a sufficiently stable state (rotor hunting converged state), Subsequent pulses were sequentially input to the B phase and the A (−) phase, the A (−) phase and the B (−) phase, the A phase and the B (−) phase.

ここで、脱調が発生するのは、ロータのＮ極が、Ａ相およびＢ相を励磁することによって発生するＳ極の合力方向近傍に位置している場合である。この場合、１回の励磁だけでは、脱調の発生をゼロにすることは困難である。このため、従来、複数パルス（例えば、特許文献１の技術では８パルス以上）を使って、コイル励磁位相とロータ磁極位相とを一致させる方法が用いられている。 Here, step-out occurs when the north pole of the rotor is located near the resultant force direction of the south pole generated by exciting the A phase and the B phase. In this case, it is difficult to eliminate the occurrence of step-out by only one excitation. Therefore, conventionally, a method of matching the coil excitation phase and the rotor magnetic pole phase by using a plurality of pulses (for example, 8 pulses or more in the technique of Patent Document 1) has been used.

しかしながら、入力パルス数をむやみに増加させてしまうと、各種不具合（例えば、異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）が発生してしまことは、既に説明したとおりである。 However, as already explained, if the number of input pulses is increased unnecessarily, various problems (for example, abnormal noise, increase in hold time, increase in hold current, increase in first print time, etc.) occur. ..

本実施形態のモータシステム１０では、これまでに説明したとおり、入力パルス数を増加させることなく、ステッピングモータ１２のプリホールドを行い、コイル励磁位相とロータ磁極位相とを一致させることができる。 In the motor system 10 of the present embodiment, as described above, the stepping motor 12 can be pre-held without increasing the number of input pulses, and the coil excitation phase and the rotor magnetic pole phase can be matched.

以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、位置推定部２０６によって推定されたステッピングモータ１２のロータ位置に基づく、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が、所定の閾値範囲内にあるか否かに応じて、ステッピングモータ１２のプリホールドに用いる方式（１パルスによる方式または複数パルスによる方式）を決定する。ここで、ステッピングモータ１２のロータ磁極位相が所定の閾値範囲内にあるケースは、極めて稀である。このため、本発明の第１実施形態によれば、殆どのケースにおいて、１パルスによるステッピングモータ１２のプリホールドを行うことができる。したがって、本発明の第１実施形態によれば、ステッピングモータ１２のプリホールドの際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合（異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）の発生を抑制することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 based on the rotor position of the stepping motor 12 estimated by the position estimation unit 206 is within a predetermined threshold range. Depending on whether or not the stepping motor 12 is pre-held, the method (one-pulse method or multiple-pulse method) is determined. Here, it is extremely rare that the rotor magnetic pole phase of the stepping motor 12 is within a predetermined threshold range. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the stepping motor 12 can be pre-held by one pulse in most cases. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, there are various problems (abnormal noise, increase in hold time, increase in hold current, increase in first print time, etc.) due to an increase in the number of input pulses when preholding the stepping motor 12. Can be suppressed.

〔第２実施形態〕
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態からの変更点について説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Hereinafter, the changes from the first embodiment will be described.

（モータシステム１０Ａの構成）
図６は、本発明の第２実施形態に係るモータシステム１０Ａの構成を示す図である。図６に示すモータシステム１０Ａは、駆動装置１１の代わりに駆動装置１１Ａを備える点で、第１実施形態のモータシステム１０と異なる。駆動装置１１Ａは、上位コントローラ１００およびドライバ回路１１０の代わりに、上位コントローラ１００Ａおよびドライバ回路１１０Ａを備える点で、第１実施形態の駆動装置１１と異なる。 (Configuration of motor system 10A)
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a motor system 10A according to a second embodiment of the present invention. The motor system 10A shown in FIG. 6 is different from the motor system 10 of the first embodiment in that the drive device 11A is provided instead of the drive device 11. The drive device 11A differs from the drive device 11 of the first embodiment in that the upper controller 100A and the driver circuit 110A are provided in place of the upper controller 100 and the driver circuit 110.

上位コントローラ１００Ａは、方式決定部２０７およびプリホールド実施制御部２０８を有していない点で、第１実施形態の上位コントローラ１００と異なる。ドライバ回路１１０Ａは、駆動電流制御部２０２に励磁設定部２０９が設けられている点で、第１実施形態のドライバ回路１１０と異なる。 The host controller 100A is different from the host controller 100 of the first embodiment in that it does not have the method determination unit 207 and the prehold execution control unit 208. The driver circuit 110A is different from the driver circuit 110 of the first embodiment in that the drive current control unit 202 is provided with the excitation setting unit 209.

励磁設定部２０９は、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のプリホールド時のロータの回転量が最小となるように、ステッピングモータ１２のプリホールド時に最初に励磁する２つの相を設定する。例えば、通常、ステッピングモータ１２のプリホールド時に最初にＡ相とＢ相とを励磁するように構成されている場合において、ロータ磁極位相がＡ（－）相とＢ（－）相との間にある場合（すなわち、逆位相にある場合）、Ａ相とＢ相とを励磁してプリホールドを行ってもロータが回転できない場合がある。そこで、このような場合、励磁設定部２０９は、プリホールド時に最初にＡ（－）相とＢ（－）相とを励磁するように設定を変更する。この変更に伴い、駆動電流制御部２０２は、ステッピングモータ１２のプリホールドを行う際に、励磁設定部２０９によって設定されたステッピングモータ１２の２つの相を、最初に励磁するようになる。 The excitation setting unit 209 first excites the stepping motor 12 during the prehold so that the rotation amount of the rotor during the prehold of the stepping motor 12 is minimized based on the rotor position estimated by the position estimation unit 206. Set two phases. For example, when the stepping motor 12 is normally configured to first excite the A phase and the B phase during preholding, the rotor magnetic pole phase is between the A (−) phase and the B (−) phase. In some cases (ie, in opposite phase), the rotor may not rotate even if the A phase and the B phase are excited and pre-held. Therefore, in such a case, the excitation setting unit 209 changes the setting so as to first excite the A (−) phase and the B (−) phase at the time of prehold. With this change, the drive current control unit 202 first excites the two phases of the stepping motor 12 set by the excitation setting unit 209 when preholding the stepping motor 12.

（ステッピングモータ駆動装置による処理の手順）
図７は、本発明の第２実施形態に係る駆動装置１１Ａによる処理の手順を示すフローチャートである。 (Procedure for processing by stepping motor drive device)
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure by the drive device 11A according to the second embodiment of the present invention.

まず、ステッピングモータ１２の回転が停止している状態（励磁がＯＦＦの状態）で、高周波発生部２０４が、ステッピングモータ１２の各相に高周波電流を供給する（ステップＳ７０１）。このとき、電流検出部２０５が、ステップＳ７０１で供給された高周波電流の応答信号を検出する（ステップＳ７０２）。そして、位置推定部２０６が、ステップＳ７０２で検出された応答信号に基づいて、ステッピングモータ１２のロータ位置を推定する（ステップＳ７０３）。 First, in a state where the rotation of the stepping motor 12 is stopped (a state in which the excitation is OFF), the high frequency generating unit 204 supplies a high frequency current to each phase of the stepping motor 12 (step S701). At this time, the current detection unit 205 detects the response signal of the high frequency current supplied in step S701 (step S702). Then, the position estimation unit 206 estimates the rotor position of the stepping motor 12 based on the response signal detected in step S702 (step S703).

次に、励磁設定部２０９が、ステップＳ７０３で推定されたロータ位置に基づいて、ステッピングモータ１２のプリホールド時のロータの回転量が最小となるように、ステッピングモータ１２のプリホールド時に最初に励磁する２つの相を設定する（ステップＳ７０４）。そして、ドライバ回路１１０Ａが、制御信号生成部２０１から出力された動作プロファイルにより、１パルスによるプリホールドを、ステッピングモータ１２に実施させる（ステップＳ７０５）。 Next, the excitation setting unit 209 first excites the stepping motor 12 during the prehold so that the rotation amount of the rotor during the prehold of the stepping motor 12 is minimized based on the rotor position estimated in step S703. Two phases are set (step S704). Then, the driver circuit 110A causes the stepping motor 12 to perform pre-hold by one pulse according to the operation profile output from the control signal generation unit 201 (step S705).

ステップＳ７０６以降の処理は、第１実施形態（図２）のステップＳ２０９以降の処理と同様であるため、説明を省略する。 Since the processing after step S706 is the same as the processing after step S209 of the first embodiment (FIG. 2), the description thereof will be omitted.

以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、位置推定部２０６によって推定されたロータ位置の最寄りの位置にあるステッピングモータ１２の相を、ステッピングモータ１２のプリホールドを行う際の、最初に励磁するステッピングモータ１２の相として設定する。これにより、本発明の第２実施形態によれば、常に、１パルスによるステッピングモータ１２のプリホールドを行うことができる。したがって、本発明の第２実施形態によれば、ステッピングモータ１２のプリホールドの際に、入力パルス数の増加に伴う各種不具合（異音、ホールド時間増加、ホールド電流増加、ファーストプリント時間増加等）の発生を抑制することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, when the phase of the stepping motor 12 located at the position closest to the rotor position estimated by the position estimation unit 206 is pre-held by the stepping motor 12. , First set as the phase of the stepping motor 12 to be excited. Thereby, according to the second embodiment of the present invention, the stepping motor 12 can always be pre-held by one pulse. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, when the stepping motor 12 is pre-held, various problems (abnormal noise, increase in hold time, increase in hold current, increase in first print time, etc.) due to an increase in the number of input pulses are made. Can be suppressed.

〔第１実施例〕
図８は、本発明の第１実施例に係る画像形成装置８００の概略構成を示す図である。図８に示す画像形成装置８００は、プリントサーバ８１０および本体８２０を備えている。プリントサーバ８１０には、印刷データが記憶されている。プリントサーバ８１０に記憶されている印刷データは、ユーザからの指示により、本体８２０へと送信される。 [First Example]
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the image forming apparatus 800 according to the first embodiment of the present invention. The image forming apparatus 800 shown in FIG. 8 includes a print server 810 and a main body 820. Print data is stored in the print server 810. The print data stored in the print server 810 is transmitted to the main body 820 according to an instruction from the user.

本体８２０は、光学装置８２１、感光体ドラム８２２、現像ローラ８２３、転写ローラ８２４、転写ベルト８２５、転写ローラ８２６、定着装置８２７、搬送装置８３１、用紙トレイ８３２、搬送路８３３、排紙トレイ８３４、および記録紙８３５を備えている。 The main body 820 includes an optical device 821, a photoconductor drum 822, a developing roller 823, a transfer roller 824, a transfer belt 825, a transfer roller 826, a fixing device 827, a transfer device 831, a paper tray 832, a transfer path 833, and a paper output tray 834. And a recording paper 835 is provided.

本体８２０は、印刷データに色補正、濃度変換、小値化等の処理を行う。そして、本体８２０は、最終的に２値となった印刷データを、光学装置８２１に送る。 The main body 820 performs processing such as color correction, density conversion, and miniaturization on the print data. Then, the main body 820 sends the print data finally having a binary value to the optical device 821.

光学装置８２１は、レーザダイオード等をレーザ光源として用いている。光学装置８２１は、一様に帯電した状態の感光体ドラム８２２に対して、印刷データに応じたレーザ光の照射を行う。 The optical device 821 uses a laser diode or the like as a laser light source. The optical device 821 irradiates the photoconductor drum 822 in a uniformly charged state with a laser beam according to the print data.

感光体ドラム８２２は、一様に帯電した状態で、印刷データに応じたレーザ光が表面に照射されることにより、レーザ光が照射された部分だけ電荷が消失する。これにより、感光体ドラム８２２の表面には、印刷データに応じた潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム８２２の回転に伴って、対応する現像ローラ８２３の方向へと移動する。 The surface of the photoconductor drum 822 is uniformly charged and the surface is irradiated with the laser beam corresponding to the print data, so that the charge disappears only in the portion irradiated with the laser beam. As a result, a latent image corresponding to the print data is formed on the surface of the photoconductor drum 822. The latent image formed here moves in the direction of the corresponding developing roller 823 as the photoconductor drum 822 rotates.

現像ローラ８２３は、回転しながら、トナーカートリッジから供給されたトナーを、その表面に付着させる。そして、現像ローラ８２３は、その表面に付着されたトナーを、感光体ドラム８２２の表面に形成された潜像に付着させる。これにより、現像ローラ８２３は、感光体ドラム８２２の表面に形成された潜像を顕像化して、感光体ドラム８２２の表面にトナー像を形成する。 The developing roller 823 rotates and adheres the toner supplied from the toner cartridge to the surface thereof. Then, the developing roller 823 attaches the toner adhering to the surface thereof to the latent image formed on the surface of the photoconductor drum 822. As a result, the developing roller 823 visualizes the latent image formed on the surface of the photoconductor drum 822, and forms a toner image on the surface of the photoconductor drum 822.

感光体ドラム８２２の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム８２２と転写ローラ８２４との間において、転写ベルト８２５上に転写される。これにより、転写ベルト８２５上に、トナー画像が形成される。 The toner image formed on the surface of the photoconductor drum 822 is transferred onto the transfer belt 825 between the photoconductor drum 822 and the transfer roller 824. As a result, a toner image is formed on the transfer belt 825.

図８に示す例では、光学装置８２１、感光体ドラム８２２、現像ローラ８２３、および転写ローラ８２４は、４つの印刷色（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の各々に対して設けられている。これにより、転写ベルト８２５上には、各印刷色のトナー画像が形成される。 In the example shown in FIG. 8, the optical device 821, the photoconductor drum 822, the developing roller 823, and the transfer roller 824 are provided for each of the four printing colors (Y, C, M, K). As a result, a toner image of each print color is formed on the transfer belt 825.

搬送装置８３１は、用紙トレイ８３２から搬送路８３３へ、記録紙８３５を送出する。搬送路８３３に送出された記録紙８３５は、転写ベルト８２５と転写ローラ８２６との間に搬送される。これにより、転写ベルト８２５と転写ローラ８２６との間において、転写ベルト８２５上に形成された各印刷色のトナー画像が、記録紙８３５に転写される。その後、記録紙８３５は、定着装置８２７によって熱および圧力が加えられることにより、トナー画像が定着される。そして、記録紙８３５は、排紙トレイ８３４に搬送される。 The transport device 831 sends the recording paper 835 from the paper tray 832 to the transport path 833. The recording paper 835 sent out to the transport path 833 is conveyed between the transfer belt 825 and the transfer roller 826. As a result, the toner image of each print color formed on the transfer belt 825 is transferred to the recording paper 835 between the transfer belt 825 and the transfer roller 826. After that, the recording paper 835 is fixed with a toner image by applying heat and pressure by the fixing device 827. Then, the recording paper 835 is conveyed to the output tray 834.

例えば、このように構成された画像形成装置８００において、上記実施形態のモータシステム１０（またはモータシステム１０Ａ）を適用して、各種ローラ（例えば、給紙ローラ、紙搬送ローラ等）を駆動するステッピングモータの動作を制御することにより、当該ステッピングモータのプリホールド時の各種不具合の発生を抑制することができる。 For example, in the image forming apparatus 800 configured as described above, stepping to drive various rollers (for example, a paper feed roller, a paper transport roller, etc.) by applying the motor system 10 (or the motor system 10A) of the above embodiment. By controlling the operation of the motor, it is possible to suppress the occurrence of various problems during pre-holding of the stepping motor.

〔第２実施例〕
図９は、本発明の第２実施例に係る搬送装置９００の概略構成を示す図である。図９に示す搬送装置９００は、用紙Ｐを搬送するための装置である。図９に示すように、搬送装置９００は、ステッピングモータ１２Ａ、ステッピングモータ１２Ｂ、搬送ローラ９０１、および搬送ローラ９０２を備えている。搬送ローラ９０１は、ステッピングモータ１２Ａの駆動により回転する。搬送ローラ９０２は、ステッピングモータ１２Ｂの駆動により回転する。この搬送装置９００は、搬送ローラ９０１と搬送ローラ９０２とが互いに同一の方向に回転することにより、ステッピングモータ１２Ａの出力トルクとステッピングモータ１２Ｂの出力トルクとの合成トルクにより、用紙Ｐを搬送方向に搬送することができる。例えば、このように構成された搬送装置９００において、上記実施形態のモータシステム１０（またはモータシステム１０Ａ）を適用して、ステッピングモータ１２Ａおよびステッピングモータ１２Ｂの各々の動作を制御することにより、当該ステッピングモータ１２Ａ，１２Ｂのプリホールド時の各種不具合の発生を抑制することができる。 [Second Example]
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a transport device 900 according to a second embodiment of the present invention. The transport device 900 shown in FIG. 9 is a device for transporting the paper P. As shown in FIG. 9, the transfer device 900 includes a stepping motor 12A, a stepping motor 12B, a transfer roller 901, and a transfer roller 902. The transfer roller 901 is rotated by driving the stepping motor 12A. The transfer roller 902 is rotated by driving the stepping motor 12B. In this transfer device 900, the transfer roller 901 and the transfer roller 902 rotate in the same direction, and the combined torque of the output torque of the stepping motor 12A and the output torque of the stepping motor 12B causes the paper P to be conveyed in the transfer direction. Can be transported. For example, in the transport device 900 configured as described above, the stepping motor 12A and the stepping motor 12B are controlled by applying the motor system 10 (or the motor system 10A) of the above embodiment to control the operation of the stepping motor 12A and the stepping motor 12B. It is possible to suppress the occurrence of various problems during pre-holding of the motors 12A and 12B.

以上、本発明の好ましい実施形態および実施例について詳述したが、本発明はこれらの実施形態および実施例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。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and is within the scope of the gist of the present invention described in the claims. In, various modifications or changes are possible.

例えば、上記第１，第２実施例では、本発明のモータシステムを画像形成装置，搬送装置に適用する例を説明したが、本発明のモータシステムは、モータによって何らかの駆動対象を駆動する構成を採用しているものであれば、如何なる装置にも適用することが可能である。 For example, in the first and second embodiments described above, an example in which the motor system of the present invention is applied to an image forming apparatus and a transporting apparatus has been described, but the motor system of the present invention has a configuration in which some drive target is driven by a motor. It can be applied to any device as long as it is adopted.

一例として、本発明のモータシステムは、シート状のプリプレグや、紙幣等を搬送する搬送装置において、搬送ローラを駆動する構成に適用することができる。その他、本発明のモータシステムは、例えば自動車やロボットやアミューズメント機器等において、モータによって駆動される回転軸の回転運動により、動力を得ることを目的とする構成に適用することができる。 As an example, the motor system of the present invention can be applied to a configuration for driving a transport roller in a transport device for transporting a sheet-shaped prepreg, bills, or the like. In addition, the motor system of the present invention can be applied to a configuration for the purpose of obtaining power by the rotational movement of a rotating shaft driven by a motor, for example, in an automobile, a robot, an amusement machine, or the like.

１０モータシステム
１１駆動装置
１２ステッピングモータ
１００上位コントローラ
１１０ドライバ回路
２０１制御信号生成部
２０２駆動電流制御部
２０３増幅部
２０４高周波発生部
２０５電流検出部
２０６位置推定部
２０７方式決定部
２０８プリホールド実施制御部
８００画像形成装置
９００搬送装置 10 Motor system 11 Drive device 12 Stepping motor 100 Upper controller 110 Driver circuit 201 Control signal generation unit 202 Drive current control unit 203 Amplification unit 204 High frequency generation unit 205 Current detection unit 206 Position estimation unit 207 Method determination unit 208 Prehold execution control unit 800 image forming device 900 transfer device

特開２００２－３６６００１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-366001

Claims

ステッピングモータを駆動するドライバ回路と、該ドライバ回路に制御信号を送信する上位コントローラとを備える駆動装置であって、
前記ドライバ回路は、
前記ステッピングモータのロータ位置を推定する位置推定部と、
上位装置から受ける信号に含まれる動作プロファイルに基づく方式で、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うように制御する駆動電流制御部と、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相を設定する励磁設定部と
を有し、
前記上位コントローラは、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作に用いる方式を決定する方式決定部と、
前記方式決定部によって決定された前記ホールド動作に用いる方式に基づいて前記制御信号を生成する制御信号生成部と
を有し、
前記制御信号生成部は、
前記方式決定部によって決定された方式により、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うようにするための指令値を、前記ドライバ回路に供給される、前記ステッピングモータの目標位置を指定するための制御信号に含める
駆動装置。 A drive device including a driver circuit for driving a stepping motor and a host controller for transmitting a control signal to the driver circuit.
The driver circuit is
A position estimation unit that estimates the rotor position of the stepping motor,
A drive current control unit that controls the hold operation before the through-up of the stepping motor by a method based on the operation profile included in the signal received from the host device.
Based on the rotor position estimated by the position estimation unit, it has an excitation setting unit that sets the phase of the stepping motor to be excited first when the hold operation before the through-up of the stepping motor is performed.
The upper controller is
Based on the rotor position estimated by the position estimation unit, a method determination unit that determines a method to be used for the hold operation before the through-up of the stepping motor, and a method determination unit.
A control signal generation unit that generates the control signal based on the method used for the hold operation determined by the method determination unit.
Have,
The control signal generation unit is
To specify the target position of the stepping motor to be supplied to the driver circuit with a command value for performing the hold operation before the through-up of the stepping motor by the method determined by the method determining unit. Included in the control signal of
Drive device.

前記励磁設定部は、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置の最寄りの位置にある前記ステッピングモータの相を、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相として設定する
請求項１に記載の駆動装置。 The excitation setting unit is
The phase of the stepping motor located at the position closest to the rotor position estimated by the position estimation unit is set as the phase of the stepping motor to be excited first when the hold operation before the through-up of the stepping motor is performed. The drive device according to claim 1.

前記方式決定部は、
前記位置推定部によって推定された前記ロータ位置に基づく、前記ステッピングモータのロータ磁極位相が、予め定められた所定の閾値範囲内にあるか否かに応じて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作に用いる方式として、複数パルスによる方式、または、１パルスによる方式を決定する
請求項１または２に記載の駆動装置。 The method determination unit
Hold before through-up of the stepping motor depending on whether or not the rotor magnetic pole phase of the stepping motor is within a predetermined threshold range based on the rotor position estimated by the position estimation unit. The drive device according to claim 1 or 2 , wherein the method used for operation is determined by a method using a plurality of pulses or a method using one pulse.

前記ステッピングモータと、
請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動装置と
を備えるモータシステム。 With the stepping motor
A motor system including the drive device according to any one of claims 1 to 3 .

請求項４に記載のモータシステム
を備える画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the motor system according to claim 4 .

請求項４に記載のモータシステム
を備える搬送装置。 A transport device comprising the motor system according to claim 4 .

ステッピングモータを駆動する駆動方法であって、
前記ステッピングモータのロータ位置を推定する位置推定工程と、
上位装置から受ける信号に含まれる動作プロファイルに基づく方式で、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うように制御する駆動電流制御工程と、
前記位置推定工程において推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行う際の、最初に励磁する前記ステッピングモータの相を設定する励磁設定工程と、
前記位置推定工程において推定された前記ロータ位置に基づいて、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作に用いる方式を決定する方式決定工程と、
前記方式決定工程において決定された前記ホールド動作に用いる方式に基づいてドライバ回路に送信する制御信号を生成する制御信号生成工程と
を含み、
前記制御信号生成工程では、
前記方式決定工程において決定された方式により、前記ステッピングモータのスルーアップ前のホールド動作を行うようにするための指令値を、前記ドライバ回路に供給される、前記ステッピングモータの目標位置を指定するための制御信号に含める
駆動方法。 It is a drive method that drives a stepping motor.
A position estimation process for estimating the rotor position of the stepping motor, and
A drive current control process that controls the holding operation before the through-up of the stepping motor by a method based on the operation profile included in the signal received from the host device.
An excitation setting step of setting the phase of the stepping motor to be excited first when performing a hold operation before the through-up of the stepping motor based on the rotor position estimated in the position estimation step, and an excitation setting step .
Based on the rotor position estimated in the position estimation step, a method determination step for determining a method to be used for the hold operation before the through-up of the stepping motor, and a method determination step.
A control signal generation step of generating a control signal to be transmitted to the driver circuit based on the method used for the hold operation determined in the method determination step.
Including
In the control signal generation step,
To specify the target position of the stepping motor to be supplied to the driver circuit with a command value for performing the hold operation before the through-up of the stepping motor by the method determined in the method determining step. Included in the control signal of
Drive method.