电动机控制设备、片材传送设备、文档进给设备制造技术

本公开涉及一种电动机控制设备、片材传送设备、文档进给设备、文档读取设备和成像设备，所述电动机控制设备包括：检测器，其构造成检测驱动电流；相位确定器，其构造成确定电动机的转子的旋转相位；以及控制器，其设置有第一控制模式和第二控制模式，所述第一控制模式用于通过控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流来控制电动机以便减小指令相位与旋转相位之间的偏差，所述第二控制模式用于基于具有预定大小的电流来控制电动机。在在所述转子基于第一控制模式正以预定速度旋转的状态下将用于控制电动机的控制模式从第一控制模式切换到第二控制模式之后，所述控制器使转子减速。

Motor control equipment, sheet conveying equipment, document feeding equipment

【技术实现步骤摘要】
电动机控制设备、片材传送设备、文档进给设备
本专利技术涉及电动机控制设备中的电动机控制、片材传送设备、文档进给设备、文档读取设备和成像设备。
技术介绍
在已知的常规构造中，步进电动机(以下称为电动机)响应于根据从更高级设备(例如中央处理单元(CPU))输出的驱动脉冲而被磁化的绕组的相位之间的切换而被驱动。驱动脉冲的数量对应于电动机的转子的相位超前量，并且驱动脉冲的周期(频率)对应于表示转子的目标速度的指令速度。通常，称为矢量控制的控制方法被认为是用于控制电动机的方法。在矢量控制中，电流值在基于电动机的转子的旋转相位的旋转坐标系中被控制。更具体地，存在已知的控制方法，其通过执行其中电流值在旋转坐标系中被控制的相位反馈控制来控制电动机以便减小转子的指令相位与转子的旋转相位之间的偏差。更具体地，存在另一种已知的控制方法，其通过执行其中电流值在旋转坐标系中被控制的速度反馈控制来控制电动机以便减小转子的指令速度与转子的旋转速度之间的偏差。在矢量控制中，在电动机的绕组中流动的驱动电流由q轴分量(转矩电流分量)和d轴分量(励磁电流分量)表示，所述q轴分量作为用于产生用于使转子旋转的转矩的电流分量，所述d轴分量作为影响穿过电动机的绕组的磁通量的强度的电流分量。通过根据施加到转子的负载转矩的变化控制转矩电流分量的值，有效地产生使转子旋转所需的转矩。因此，抑制电动机声音的增加和由于残余转矩引起的功耗的增加。如果施加到转子的负载转矩超过与提供给电动机的绕组的驱动电流相对应的输出转矩，则转子变得与输入信号不同步，并且电动机变得失控(失步状态)。矢量控制可以防止电动机进入失步状态。在矢量控制中，需要用于确定转子的旋转相位的构造。美国专利No.8970146讨论用于基于通过转子的旋转在电动机的每相的绕组中产生的感应电压来确定转子的旋转相位的构造。绕组中产生的感应电压的大小随着转子的旋转速度的降低而降低。如果绕组中产生的感应电压的大小不足以确定转子的旋转相位，则旋转相位可能无法以足够的精度确定。这意味着用于确定转子的旋转相位的精度可能随着转子的旋转速度的降低而降低。日本专利申请公开No.2005-39955讨论一种构造，在所述构造中当转子的指令速度低于转子的预定旋转速度时，使用通过向电动机的绕组供应预定电流来控制电动机的恒定电流控制。在恒定电流控制中，既不执行相位反馈控制也不执行速度反馈控制。日本专利申请公开No.2005-39955进一步讨论一种构造，在所述构造中当转子的指令速度等于或高于转子的预定旋转速度时使用矢量控制。图11是示出指示针对电动机的转子的目标速度的指令速度ω_ref与电动机的转子的实际转速ω之间的示例关系的图。参考图11，单点划线表示指令速度ω_ref，并且实线表示旋转速度ω。在从电动机驱动开始时到电动机减速开始时的时间段中以及在从指令速度ω_ref减小到阈值ωth或更小到电动机驱动停止的时间段中，单点划线与实线重叠。例如，基于电动机的驱动顺序预设从电动机驱动开始时到电动机驱动停止时待从主机设备输出的指令速度ω_ref的波形和驱动脉冲的数量。更具体地，在从电动机控制方法从矢量控制切换到恒定电流控制到电动机停止的时间段中，预定数量的驱动脉冲从主机设备输出。如图11所示，当指令速度ω_ref开始减小时，旋转速度ω不会立即跟随指令速度ω_ref，并且因此旋转速度ω的值变得高于指令速度ω_ref的值。更具体地，转子的旋转相位超过转子的目标相位，因为以恒定速度旋转的转子将由于惯性将旋转维持在恒定速度。例如，当在矢量控制的执行期间指令速度ω_ref减小，转子的旋转相位可能超过目标相位时，电动机控制设备能够控制提供给电动机的驱动电流，以使得旋转相位与目标相位之间的差异减小，以使得旋转相位和目标相位彼此一致。由于控制延迟，这可能导致旋转相位超过目标相位360度或更大的电角度的状态。在从电动机控制方法从矢量控制切换到恒定电流控制到电动机停止时的时间段中预定数量的驱动脉冲从主机设备输出的构造中，当电动机控制方法从矢量控制切换到恒定电流控制时可能出现以下问题。更具体地，当在旋转相位超过目标相位360度或更大的电角度的状态下电动机控制方法从矢量控制切换到恒定电流控制时，转子停止所处的旋转相位可能超过转子需要被停止所处的相位，或者旋转相位停止在所期望的停止相位或位置之前的相位或位置处。例如，在步进电动机用于驱动设置在用于传送片材的片材传送设备中的传送辊的情况下，如果转子停止所处的旋转相位超过转子需要被停止所处的相位，则可能无法正确控制片材传送量。本专利技术旨在以高精度执行电动机控制。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，用于基于指示电动机的转子的目标相位的指令相位来控制所述电动机的电动机控制设备包括：检测器，所述检测器构造成检测在所述电动机的绕组中流动的驱动电流；相位确定器，所述相位确定器构造成基于由所述检测器检测的驱动电流来确定所述转子的旋转相位；以及控制器，所述控制器设置有第一控制模式和第二控制模式，所述第一控制模式用于通过控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流来控制所述电动机以便减小所述指令相位与由所述相位确定器确定的旋转相位之间的偏差，所述第二控制模式用于基于具有预定大小的电流来控制所述电动机。在在所述转子基于所述第一控制模式正以预定速度旋转的状态下将用于控制所述电动机的控制模式从所述第一控制模式切换到所述第二控制模式之后，所述控制器使所述转子减速。参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本专利技术的其他特征将变得显而易见。附图说明图1是示出成像设备的剖视图。图2是示出成像设备的控制构造的框图。图3是示出包括相A和B的两相电动机与由d轴和q轴表示的旋转坐标系之间的关系的图。图4是示出根据第一实施例的电动机控制设备的构造的框图。图5是示出指令生成器的构造的框图。图6示出用于实现微步驱动系统的方法的示例。图7是示出用于校正记录介质的前边缘侧的歪斜的构造的图。图8示出电动机控制方法之间的切换。图9是示出由电动机控制设备执行的电动机控制处理的流程图。图10示出电动机驱动序列的示例。图11示出常规电动机控制中的指令速度ω_ref与实际旋转速度ω之间的关系。具体实施方式以下将参考附图描述本专利技术的实施例。然而，在实施例中所描述的元件的形状和相对布置不限于此，并且可以根据需要按照根据本专利技术的设备的构造和其他各种条件进行修改。本专利技术的范围不限于下面描述的实施例。尽管在下面描述的情况下，成像设备设置有电动机控制设备，但是设置有电动机控制设备的设备不限于成像设备。例如，电动机控制设备也用于用于传送片材(例如记录介质和文档)的片材传送设备。[成像设备]以下将描述第一实施例。图1是示出包括根据本实施例的片材传送设备的单色电子照相复印机(成像设备)100的构造的剖视图。成像设备不限于复印机，并且可以是例如传真机、印刷机或打印机。记录系统不限于电子照相系统，并且还可以是喷墨系统。成像设备可以是单色或彩色类型。以下将参考图1描述成像设备100的构造和功能。如图1所示，成像设备100包括文档进给设备201、读取设备202以及图像打印设备301。堆叠在文档进给设备201的文档堆叠单元203上的文档由进给辊204进给。随后，文档沿着传送引导件206传送直到读取设备202的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制设备，所述电动机控制设备用于基于指示电动机的转子的目标相位的指令相位来控制所述电动机，所述电动机控制设备包括：检测器(508)，所述检测器构造成检测在所述电动机的绕组中流动的驱动电流；相位确定器(513)，所述相位确定器构造成基于由所述检测器检测的驱动电流来确定所述转子的旋转相位；以及控制器，所述控制器构造成根据第一控制模式控制所述电动机，以及构造成根据第二控制模式控制所述电动机，在所述第一控制模式中，控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流以减小所述指令相位与由所述相位确定器确定的旋转相位之间的偏差，在所述第二控制模式中，基于具有预定大小的电流来控制所述电动机，其中所述控制器构造成在所述转子在所述第一控制模式中以预定速度旋转的情况下将控制模式从所述第一控制模式改变为所述第二控制模式，并且构造成在所述控制模式改变之后使所述转子的速度降低。

【技术特征摘要】
2018.04.09 JP 2018-0749651.一种电动机控制设备，所述电动机控制设备用于基于指示电动机的转子的目标相位的指令相位来控制所述电动机，所述电动机控制设备包括：检测器(508)，所述检测器构造成检测在所述电动机的绕组中流动的驱动电流；相位确定器(513)，所述相位确定器构造成基于由所述检测器检测的驱动电流来确定所述转子的旋转相位；以及控制器，所述控制器构造成根据第一控制模式控制所述电动机，以及构造成根据第二控制模式控制所述电动机，在所述第一控制模式中，控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流以减小所述指令相位与由所述相位确定器确定的旋转相位之间的偏差，在所述第二控制模式中，基于具有预定大小的电流来控制所述电动机，其中所述控制器构造成在所述转子在所述第一控制模式中以预定速度旋转的情况下将控制模式从所述第一控制模式改变为所述第二控制模式，并且构造成在所述控制模式改变之后使所述转子的速度降低。2.根据权利要求1所述的电动机控制设备，其还包括生成器，所述生成器用于在所述电动机的驱动开始之后的预定时间直到所述电动机的驱动停止的时间段中产生预定数量的脉冲，其中所述第一控制模式是用于通过控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流来控制所述电动机，以便减小基于由所述生成器产生的脉冲的指令相位与由所述相位确定器确定的旋转相位之间的偏差的控制模式。3.根据权利要求2所述的电动机控制设备，其中，当在所述第二控制模式中，与包括从所述生成器输出的脉冲的脉冲序列的频率相对应的值从小于预定值的值变为大于所述预定值的值时，所述控制器构造成将所述控制模式从所述第二控制模式改变为所述第一控制模式，并且其中，与预定速度相对应的脉冲的频率大于所述预定值。4.根据权利要求3所述的电动机控制设备，其还包括感应电压确定器(512)，所述感应电压确定器构造成确定由所述转子的旋转在第一相绕组和第二相绕组中感应的感应电压的大小，其中所述相位确定器(513)基于由所述感应电压确定器确定的针对第一相和第二相的感应电压的大小来确定所述转子的旋转相位，并且其中所述预定值被设置为如下旋转速度，在所述旋转速度下，所述相位确定器能够基于由所述感应电压确定器确定的针对第一相和第二相的感应电压的大小来确定所述电动机的转子的旋转相位。5.根据权利要求3所述的电动机控制设备，其中当所述控制模式从所述第一控制模式改变为所述第二控制模式时，所述控制器构造成不执行与所述脉冲序列的频率相对应的值与所述预定值之间的比较。6.根据权利要求1所述的电动机控制设备，其中所述电动机是步进电动机。7.根据权利要求1所述的电动机控制设备，其还包括指令生成器(500)，所述指令生成器构造成每当脉冲从所述生成器输出时通过向所述指令相位添加预定变化来更新所述指令相位。8.根据权利要求1所述的电动机控制设备，其中，在所述第一控制模式中，所述电动机控制设备构造成通过基于作为在基于由所述相位确定器确定的旋转相位的旋转坐标系中表示的电流分量和用于在所述转子中产生转矩的电流分量的转矩电流分量控制驱动电流来控制所述电动机。9.根据权利要求1所述的电动机控制设备，其还包括：第一控制电路，所述第一控制电路构造成在执行所述第一控制模式的情况下向所述电动机的第一相绕组和第二相绕组供应驱动电流；第二控制电路，所述第二控制电路构造成在执行所述第二控制模式的情况下向所述电动机的第一相绕组和第二相绕组供应驱动电流；以及切换器，所述切换器构造成在通过使用所述第一控制电路来控制所述电动机与通过使用所述第二控制电路来控制所述电动机之间切换。10.一种电动机控制设备，所述电动机控制设备用于基于指示电动机的转子的目标相位的指令相位来控制所述电动机，所述电动机控制设备包括：检测器(508)，所述检测器构造成检测在所述电动机的绕组中流动的驱动电流；相位确定器(513)，所述相位确定器构造成基于由所述检测器检测的驱动电流来确定所述转子的旋转相位；以及控制器(518)，所述控制器构造成根据第一控制模式控制所述电动机，以及构造成根据第二控制模式控制所述电动机，在所述第一控制模式中，控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流以减小所述指令相位与由所述相位确定器确定的旋转相位之间的偏差，在所述第二控制模式中，基于具有预定大小的电流来控制所述电动机，其中，所述控制器构造成在所述偏差在执行所述第一控制模式并且所述转子正在减速的期间的时间段中变得等于或大于与360度的电角度相对应的值之前的预定时刻将所述控制模式从所述第一控制模式改变为所述第二控制模式。11.一种片材传送设备，所述片材传送设备包括：传送辊(306)，所述传送辊构造成传送片材；电...

【专利技术属性】
技术研发人员：须田健之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP