控制设备、驱动设备和图像形成装置制造方法
【专利摘要】提供了控制设备、驱动设备和图像形成装置。该控制设备包括：电机驱动单元，根据从电机输出的磁极相位信号而向电机提供电力；以及旋转位置检测单元，将磁极相位信号转换成旋转位置检测信号，并输出旋转位置检测信号。旋转位置检测信号指示电机的输出轴的旋转量和旋转方向，并具有比磁极相位信号高的分辨率。
【专利说明】控制设备、驱动设备和图像形成装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明总的来说涉及控制设备、驱动设备和图像形成装置。
【背景技术】
[0002]允许通过脉冲控制的位置控制、速度控制和位置保持(以下称为“保持”)的步进电机通常用作大部分图像形成装置的驱动源，所述图像形成装置例如是复印机、传真机和打印机。
[0003]步进电机的优势在于位置、速度和保持是通过脉冲控制可控的。然而，为了避免由于负荷波动或者随着时间的变化而失去同步，步进电机所需的转矩比必需的要大，这不利地使步进电机能量效率不高。而且，能够提供比实际负载所需更高的转矩的步进电机不利地较大并且较重。
[0004]与此相反，无电刷直流(DC)电机有利地是高效率的。这是因为，流过无刷DC电机的电流取决于负载。然而，与步进电机不同，无刷DC电机的缺点在于不能执行位置/保持控制。
[0005]在日本未公开专利申请N0.09-047056中公开解决这些缺陷的技术的已知示例，该技术通过将旋转编码器添加到无刷DC电机的输出轴上来控制无刷DC电机的旋转位置。对于另一示例，在日本未公开专利申请N0.2007-097365中公开一种技术，该技术通过将线性编码器添加到要由无刷DC电机驱动的对象上而控制无刷DC电机的旋转位置。
[0006]然而，在输出轴或要由无刷DC电机驱动的对象上提供检测设备可引起问题，所述检测设备例如是编码器或分解器(resolver)。该问题的示例包括:由于在检测设备的驱动单元中陷落的灰尘、污垢等的故障的发生、检测设备的热影响故障、以及部件数量的增加导致产品成本的增加。
[0007]因此，需要提供一种驱动设备和图像形成装置，即使不在无刷DC电机的输出轴或要由无刷DC电机驱动的对象上提供检测设备，也允许位置/保持控制。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是至少部分地解决现有技术中的问题。
[0009]根据实施例，提供了一种控制设备，包括:电机驱动单元，其根据从所述电机输出的磁极相位信号而向电机提供电力；以及旋转位置检测单元，其将该磁极相位信号转换成旋转位置检测信号，并输出该旋转位置检测信号。所述旋转位置检测信号指示电机的输出轴的旋转量和旋转方向，并具有比磁极相位信号更高的分辨率。
[0010]根据另一实施例，提供了一种驱动设备，其包括根据上述实施例的控制设备；以及电机。
[0011]根据又一实施例，提供了一种图像形成装置，其包括根据上述实施例的驱动设备。
[0012]当结合附图考虑时，通过阅读本发明当前优选实施例的以下详细描述将更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点和技术以及工业重要性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是根据实施例的图像形成装置的示意性配置的示意图；
[0014]图2是与处理盒的部分和附近的放大图；
[0015]图3是在图像形成装置中所用的文件传送设备的示意性配置的示意图；
[0016]图4是示出根据第一实施例的驱动设备的示意性配置的框图；
[0017]图5是从没有驱动轴的一侧观察的电机的俯视图；
[0018]图6是从没有驱动轴的一侧观察的电机的透视图；
[0019]图7是示出根据第二实施例的驱动设备的示意性配置的框图；
[0020]图8是示出采用切片方法的旋转位置检测电路的示意性配置的电路图；
[0021]图9是用于描述如何对选择信号进行选择的信号的时序图；
[0022]图10是由第二相位检测器电路使用的确定逻辑的示意图；
[0023]图11是示出由信号选择器电路使用的选择条件的示意图；
[0024]图12是用于描述第三相位检测器电路的操作的信号的时序图；
[0025]图13是示出采用向量方法的旋转位置检测电路的示意性配置的电路图；
[0026]图14是角搜索序列的时序图；
[0027]图15是示出在计数η = I的步骤的角搜索序列的示意图；
[0028]图16是示出在计数η = 2的步骤的角搜索序列的示意图；
[0029]图17是示出在计数η = 3的步骤的角搜索序列的示意图；
[0030]图18是示出在计数η = 4的步骤的角搜索序列的示意图；以及
[0031]图19是示出用于产生双信道编码器等效信号的逻辑的示意图。
【具体实施方式】
[0032]如下参照附图描述本发明的示例性实施例。虽然具体的示例性实施例可提供图像形成装置，该装置是复印机、打印机、扫描仪、传真机等，本实施例并非限制性的，而只是说明性的，并且例如可应用于例如具有复印机功能、打印机功能、扫描仪功能以及传真功能中至少两种功能的多功能外围设备(MFP)。
[0033]图1是根据本发明实施例的图像形成装置100的示意性配置的示意图。如图1所示，图像形成装置100包括四个处理盒，它们是处理盒6Y、6M、6C和6K，用于分别形成黄色(Y)墨粉图像、品红色(M)墨粉图像、青色(C)墨粉图像和黑色⑷墨粉图像。
[0034]处理盒6Y、6M、6C和6K在配置上是等同的，除了用于图像形成的显影剂的颜色，它们是Y墨粉、M墨粉、C墨粉和K墨粉。每个处理盒6Y、6M、6C和6K可拆卸地附于图像形成装置100的主体，以便当处理盒已达到其可用寿命终点时耗材可以被一体地替换。
[0035]因为处理盒6Y、6M、6C和6K在配置上是相似的，采用用于形成Y-墨粉图像的处理盒6Y作为示例描述图像形成装置100的示意性配置。图2是图1所示的处理盒6Y的部分和附近的放大图。如下参考图1和图2描述该配置。
[0036]如图2所示，处理盒6Y包括用作潜像载体的感光鼓1Y、鼓清洁设备2Y、静态中和器(未示出)、静电充电器4Y和显影设备5Y。
[0037]静电充电器4Y被配置为均勻地静电充电感光鼓IY的表面。更具体而言，感光鼓IY在图1中由鼓旋转机构顺时针旋转。该旋转允许静电充电器4Y均匀地对感光鼓IY的表面进行静电充电。
[0038]感光鼓IY的均勻充电的表面暴露于扫描表面的激光L。结果,该表面在其上带有黄色(Y)的静电潜像。显影单元5Y将具有Y墨粉的感光鼓IY的表面上的静电潜像显影为Y墨粉图像。感光鼓IY的表面上的Y墨粉图像被转印(作为初级转印)到中间转印带8上。这个处理被称为初级转印处理。
[0039]在初级转印处理之后，鼓清洁设备Ti被配置为除去残留在感光鼓IY的表面上的剩余墨粉。静态中和器是在清洗后中和感光鼓IY上的剩余电荷的设备。通过该中和，感光鼓IY的表面被初始化以准备好下一个成像作业。
[0040]其它处理盒6M、6C和6K分别以类似方式形成感光鼓1M、1C和IK上的M墨粉图像、C墨粉图像和K墨粉图像。墨粉图像被转印(作为初级转印)到中间转印带8上。
[0041]参照图1，在图1中，曝光设备7布置在处理盒6Y、6M、6C和6K的下面。
[0042]曝光设备7经配置以形成在上述感光鼓1Y、1M、1C和IK的表面上的静电潜像。更具体而言，曝光设备7用激光L照射处理盒6Y、6M、6C和6K的表面,该激光L根据表不要形成的图像而发出，从而执行曝光。通过该曝光，Y-静电潜像、M-静电潜像和C-静电潜像以及K-静电潜像分别形成于感光鼓1Y、1M、1C和IK的表面上。
[0043]通过以从光源经由多个光学透镜和反射镜发出的激光L照射感光鼓，同时使得激光L利用由电机旋转的多角反射镜扫描该表面，曝光设备7分别在感光鼓1Y、1M、1C和IK的表面上形成静电潜像。
[0044]参照图1，纸张供给单元设置在图1中曝光设备7的下面。纸张供给单元包括纸盒26、组装到纸盒26上的送纸辊27和一对定位辊28。
[0045]纸盒26包括记录介质的多个纸张99。送纸辊27与纸张99的最上面一张接触。当送纸辊27在图1中由驱动机构逆时针方向旋转时，朝着该对定位辊28之间供给最上面的纸张99。
[0046]该对定位辊28旋转以保持在其间的纸张99，并在该对定位辊28保持在其间的纸张99之后立即暂时停止。在合适的定时，该对定位辊28将纸张99朝向次级转印夹区域递送，这将在后面描述。
[0047]参照图1，中间转印单元15设置在图1中处理盒6Y、6M、6C和6K的上面。中间转印单元15以循环和拉伸的方式支撑用作中间转印部件的中间转印带8，并转动中间转印带8。
[0048]中间转印单元15不仅包括中间转印带8，而且包括带清洁设备10。中间转印单元15进一步包括四个初级转印偏压辊，它们是初级转印偏压辊9Y、9M、9C和9K，次级转印备用辊12、清洁备用辊13和张力辊14。
[0049]中间转印带8在这七个辊上循环和拉伸，并由图1中的七个辊的至少一个逆时针转动。中间转印带8分别夹在初级转印偏压辊9Y、9M、9C和9K与感光鼓1Y、1M、1C和IK之间，以形成初级夹区域。更具体而言，初级转印偏压辊9Y、9M、9C以及9K被布置在与光导鼓1Y、1M、IC和IK关于中间转印带8相对的一侧上，并在中间转印带8两端施加(例如正极性的)转印偏压，该转印偏压与墨粉极性相反。
[0050]次级转印备用辊12、清洁备用辊13和张力辊14电接地。在感光鼓1Y、1M、1C和IK上的Y-墨粉图像、M-墨粉图像、C-墨粉图像以及K-墨粉图像在处理期间被转印(作为初级转印)以彼此重叠在中间转印带8上，在该处理中，中间转印带8转动通过Y、M、C和K的初级转印夹区域。因此，四色重叠的墨粉图像(在下文中，四色墨粉图像)形成在中间转印带8上。
[0051]中间转印带8夹在次级转印备用辊12和次级转印辊19之间，形成次级夹区域。在中间转印带8上形成的四色墨粉图像在次级转印夹区域被转印到纸张99上。四色墨粉图像结合纸张99的背景白色以呈现全色图像。
[0052]不被转印到纸张99上的剩余墨粉可能留在从次级转印夹区域退出的中间转印带8上。剩余墨粉由带清洁设备10去除。在次级转印夹区域中，纸张99保持在中间转印带8与次级转印辊19之间，其表面以向前方向移动，并以远离该对定位辊28的方向传送。
[0053]从次级转印夹区域退出的纸张99被传递到定影单元20的辊之间，所述定影单元是可拆卸地附于图像形成装置100的主体的单元。当通过辊之间时，纸张99接收热量和压力，据此定影纸张99的表面上的全色墨粉图像。此后，通过一对纸张输出辊29传送纸张99以排出到图像形成装置100的外部。
[0054]图像形成装置100进一步包括在图像形成装置100的主体的壳体上的纸张堆叠单元30。由该对纸张输出辊29排出到图像形成装置100的外部的纸张99 一张一张地堆叠在纸张堆叠单元30中。
[0055]如图1所示，瓶支撑31放置在中间转印单元15和纸张堆叠单元30之间，所述纸张堆叠单元30在中间转印单元15的上面。用作显影剂容器的墨粉瓶32Y、32M、32C和32K被放置在瓶支撑31中，所述显影剂容器在其中分别含有相应颜色的墨粉。
[0056]每个墨粉瓶32Y、32M、32C和32K中的彩色墨粉在合适时由相应的墨粉供应设备提供给处理盒6Y、6M、6C和6K的相应一个的显影设备。墨粉瓶32Y、32M、32C和32K可独立于处理盒6Y、6M、6C和6K附于所述图像形成装置100，并且可从图像形成装置100拆下，。
[0057]图3是与图像形成装置100 —起使用的文件传送设备101的示意性配置的示意图。文件传送设备101放置在图1所示的图像形成装置100的顶部部分上。图像形成装置100和文件传送设备101合作以作为整体运行，作为复印机、MFP等。因此，文件传送设备101添加到的图像形成装置100也被称为“图像形成装置100”，而不互相区分。
[0058]图3所示的文件传送设备101可应用于文件处理装置(自动文件进纸器)，该装置向静止的读取部传送待读取的原始文件(在下文中的“文件”)并读取图像，同时以预设速度传送文件。
[0059]文件传送设备101包括文件容器单元A、分离和供给单元B、对准单元C、翻转单元D、第一读传送单元E、第二读传送单元F、纸张输出设备G和堆叠器单元H。文件纸张束将被放置在文件容器单元A中。分离和供给单元B从置于文件容器单元A中的束中一张一张地分离和供给文件。对准单元C通过与文件接触而对齐所供给的文件，然后拉出并传送对齐的文件。翻转单元D将所传送的文件倒置并传送文件，所述文件的第一侧(要读取的面)向下。第一读传送单元E使得文件的第一侧上的图像从曝光玻璃下面读取。第二读传送单元F读取已读取第一侧上的图像的文件的第二侧上的图像。纸张输出单元G将文件卸到设备的外侧，从该文件已读取了第一侧和第二侧上的图像。已从其读取图像的文件被堆叠并保持在堆叠器单元H中。作为用于驱动与上述传送相关的元件的驱动源，文件传送设备101包括拾取电机、纸张供给电机、读取电机、纸张输出电机和底板升降电机。
[0060]其上放置将被读取的纸张99的文件台42包括可移动文件台43。纸张99被放置在文件台42上，其第一侧(文件面)朝上。文件台42进一步包括侧引导，其定位纸张99以将纸张99的宽度方向定向垂直于传送方向。探头(feeler)44和位置传感器45检测放置在文件台42上的纸张99并向图像形成装置100的控制单元(以下称为“主控制单元”)传送检测信号。
[0061]文件台42进一步包括文件长度传感器70和71，它们是能够检测文件的长度的反射型传感器或致动器型传感器。文件长度传感器70和71确定传送方向上文件的长度。该文件长度传感器70和71被布置以便能够至少确定一定大小的文件以竖排和横排中的哪一个。
[0062]可移动文件台43在由图3中箭头a和b所指示的方向上可由底部盘升降电机移动。当探头44与位置传感器45检测到文件(束捆)被放置在可移动文件台43上时，底板升降电机前向旋转以提升所述可移动文件台43，以便使该文件(束)的顶部表面接触拾取辊47。图3由实线示出提升的状态。
[0063]拾取辊47经配置为在图3中箭头c和d所指示的方向上由拾取电机通过凸轮机构移动。此外，当可移动文件台43被提升时，拾取辊47被配置为在由箭头c所指示的方向上通过由可移动文件台42上的文件(束)的顶部表面推高而上升，从而提升的台检测传感器48可以检测上限。
[0064]纸张供给电机的前向旋转在纸张供给方向上转动送纸带49。相反，纸张供给电机的前向旋转以与纸张供给方向相反的方向旋转反向辊50。这种配置允许通过从其它文件纸张分离最上面的文件纸张而仅仅供给最上面的文件纸张。
[0065]用预定压力将反向辊50压在纸张供给带49上。在两个或更多的文件纸张应该进入纸张供给带49和反转辊50之间的夹区域的情况下，反向辊50防止文件由图3中的顺时针旋转多供给，该顺时针旋转是反向辊50的前向方向，从而推回除了最上面的文件纸张外的其它文件纸张。
[0066]由纸张供给带49和反向辊50分开的单独的文件纸张由纸张供给带49进一步传送。将该文件传送距检测位置预定的距离，在该检测位置，文件的前端由歪斜校正传感器51检测。距检测位置预定距离传送文件使得文件接触拉出辊52。纸张供给电机被停止以停止在文件压在拉出辊52上同时文件被偏斜预定量的状态下纸张供给带49的转动。
[0067]此时，拾取电机被旋转以使得拾取辊47从文件的上表面后撤，以便该文件仅由纸张供给带49的传送力传送。结果，文件的前端进入拉出辊52的上和下辊之间的夹区域，在该区域前端被对齐(即，执行歪斜校正)。
[0068]拉出辊52具有上述的歪斜校正功能，此外，传送被分离和歪斜校正的文件到中间辊54。拉出辊52由供纸电机的反向旋转驱动。注意的是，送纸电机的后向旋转驱动所述拉出辊52和中间辊54，但不驱动拾取辊47和送纸带49。
[0069]多个文件宽度传感器53沿文件深度方向配置。文件宽度传感器检测由拉出辊52传送的文件的宽度尺寸。由歪斜校正传感器51基于从文件的前端和末端的检测得出的电机的脉冲计数确定文件在传送方向上的长度。
[0070]对应通过拉出辊52和中间辊54从所述对准单元C向翻转单元D的文件的传送，对准单元C中的传送速度被设定得比第一读传送单元E中的传送速度快，以减少发送文件到读取单元所需的时间。
[0071]当文件的前端由读取进入传感器55检测到时，读取电机被前向旋转以驱动读取进入辊56、读取与出口辊63和接触式图像传感器(CIS)出口辊67。
[0072]当文件的前端由对准传感器57检测到时，传送速度在预定的传送距离上逐渐减小。该文件然后临时停止在紧接在读取位置60上游的位置，在该位置放置有第一读取单元(未示出)。同时，停止信号通过接口传输到主控制单元。
[0073]随后，一旦从主控制单元接收读取开始信号，暂时停止的文件以逐渐增加到预定传送速度的速度传送，直到该文件的前端到达读取位置。
[0074]从文件的前端到达读取单元的时刻，基于读取电机的脉冲计数、指示文件的第一侧上的子扫描方向上的有效图像区域的栅极信号而确定的计时被重复发送到主控制单元，直到文件的末端退出第一读取单元。
[0075]对于单一(一侧)读取，通过第一读传送单元E的文件经由第二读单元65而被传送到纸张输出单元G.。在此传送期间，当文件的前端由纸张输出传感器64检测到时，纸张输出电机被前向旋转以在图3中逆时针旋转纸张输出辊68。
[0076]此外，避免卸到纸张输出盘69的文件落出纸张输出盘69的控制操作将被如下执行。紧接在在文件的末端退出纸张输出辊68的上、下辊之间的夹区域之前，纸张输出电机减速，由纸张输出传感器64基于从文件前端检测得出的脉冲计数确定计时。
[0077]施加表面涂覆的涂覆构件被布置在第二读单元65的表面上，以防止当粘到文件的粘性物质被转印到读取行上时可能出现的垂直条纹。
[0078]通过应用能够分解污垢的已知涂覆材料或已知的亲水性涂覆材料到第二读单元65的读取表面，来形成涂覆构件。已知的涂覆材料可用作该涂覆材料。
[0079]第一实施例的驱动设备
[0080]图4是示出根据第一实施例的驱动设备200-1的示意性配置的框图。图4中示出的驱动设备200-1可以用于驱动机构中，该驱动机构驱动例如图1所示的图像形成装置100的送纸辊27等。对于另一示例，驱动设备200-1可以用于驱动机构中，该驱动机构驱动图3所示的文件传送设备101的读取进入辊56、读取出口辊63或CIS出口辊67。
[0081]如图4所示，驱动设备200-1包括作为驱动源的电机210、将电力供给到电机210的驱动器电路220、以及经由驱动器电路220控制电机210的控制电路230-1。虽然驱动器电路220和控制电路230-1在图4中被描绘为分开，但这两个电路例如优选地布置在如图5和图6中所示的同一电路板上，或者在同一芯片上。图5是从没有驱动轴(驱动轴的相对面)的一侧观察的电机210的俯视图，图6是从没有驱动轴的一侧观察的电机210的透视图。在图5和图6中，连接器300、霍尔元件211、212和213、每个都用作开关的FET 301,302和303。在相同电路板上布置要被供给相同信号的电路220和230-1导致电路板的有效利用。尽管驱动器电路220被描绘为未被安装在电机210上，优选地在电机210上的电路板上安装驱动器电路220，以便线束的数量可以减少，以便降低成本。虽然控制电路230-1被描绘为通过单个驱动器电路220驱动单个电机210，可替换地，可以使用其中控制电路230-1通过多个驱动器电路220驱动多个电机210的配置。当使用可替换的配置时，驱动器电路220和控制电路230-1可以布置在同一电路板上；然而，优选地在不同的独立的电路板上布置驱动器电路220和控制电路230-1。其原因如下:因为在同一电路板上布置被放置在电机210的绕组附近的霍尔元件211、212和213和驱动器电路220是优选的，在同一电路板上布置多个驱动器电路220和控制电路230-1是困难的或不可行的。
[0082]电机210是三相无刷DC电机。更具体而言，电机210不包括换向器。每次从驱动器电路220提供的直流电流的方向由半导体开关反转时，电机210的磁极方向变化。
[0083]因为电机210不包括换向器，有必要使用除了使用换向器之外的方法来改变磁极的方向。为此，电机210具有反馈磁极相位信号的机构，该磁极相位信号指示电机210的磁极的相位。图4中示出的电机210是三相电机。因此，电机210包括三个霍尔元件211、212和213来反馈磁极相位信号。每个霍尔元件211、212和213通过利用霍尔效应来检测电机210s中的磁场。从霍尔兀件211、212和213输出的磁极相位信号有时被称为“霍尔信号”。
[0084]图4所示的电机210包括霍尔元件211、212和213以反馈磁极相位信号。可替换地，电机210可以是被称为无传感器无刷DC电机的电机，其例如检测反向电动势。尽管驱动器电路220和霍尔元件211、212和213在图4中被描绘为分开，这些元件优选地布置在同一电路板上，例如如图5和图6所不。其理由如下:如果这些兀件布置在同一电路板上，与其中这些元件通过导线线束连接的配置相比，由于外部噪声的信号干扰不太可能发生；此外，由于导线线束的数量减少，可以实现成本降低。更具体而言，在图5和图6所示的示例中，连接器300连接到之后所述的外部目标驱动信号产生单元240，以便提供这样一种简单配置:从目标驱动信号产生单元240接收之后所述的目标驱动信号。该配置导致导线线束数量的减少。此外，该目标驱动信号产生单元240的输出是指示旋转方向和脉冲数量的信号，该信号和输出到常规的步进电机的信号相同，如后所述。这允许替换关于常规的步进电机的驱动设备200-1 (图5和图6中所示的部件)。
[0085]该驱动器电路220包括电机驱动器电路221和旋转位置检测电路222。
[0086]驱动器电路220中的电机驱动电路221根据从电机210输出的磁极相位信号而将电力供给到电机210。具体而言，电机驱动电路221被配置为四象限的驱动器。电机驱动电路221基于从控制电路230-1供给的控制信号和从霍尔元件211、212和213供给的霍尔信号而独立地控制要施加到电机210的电流和电压。
[0087]驱动器电路220中的旋转位置检测电路222将从电机210输出的磁极相位信号转换成旋转位置信号，并输出旋转位置信号，该旋转位置信号指示电机的输出轴的旋转量和旋转方向并具有比磁极相位信号更高的分辨率。具体而言，旋转位置检测电路222基于从霍尔元件211、212和213供给的霍尔信号而产生指示电机210的输出轴的旋转位置的旋转位置信号。旋转位置信号是等效于两个信道的信号的信号(以下称为“双信道编码器等效信号”)，并且可以被称为“旋转位置检测信号”，如果旋转编码器布置在电机210的输出轴上，可以从旋转编码器输出该两个信道的信号。旋转位置检测电路222产生双信道编码器等效信号的方法的示例包括切片方法和向量方法。稍后将详细描述这些方法。
[0088]控制电路230-1基于从旋转位置检测电路222输出的旋转位置检测信号和从上级设备接收的目标驱动信号而发送控制信号到电机驱动电路221。驱动器电路220和控制电路230-1的组合可以被称为控制设备。该驱动器电路220单独可以被称为控制设备。具体而言，控制电路230-1比较从旋转位置检测电路222输出的旋转位置信号与从目标驱动信号产生单元240供给的目标驱动信号，并控制从驱动器电路220向电机210提供的DC电源。在此实施例中，所述目标驱动信号产生单元240对应于上级设备。
[0089]控制电路230-1包括目标位置/速度计算电路231、位置/速度跟踪控制器232和电机位置/速度计算电路233。
[0090]该目标位置/速度计算电路231从外部目标驱动信号产生单元240获得作为目标驱动信号的旋转方向信号以及指示给出的驱动电机的脉冲数量(下文中的“驱动脉冲计数”)的信号。目标位置/速度计算电路231从获得的目标驱动信号和从振荡器输出的时间信号来计算电机210的目标位置和目标速度，并向位置/速度跟踪控制器232发送目标位置和目标速度，该振荡器包括在控制电路230-1中。
[0091]该电机位置/速度计算电路233从驱动器电路220中的旋转位置检测电路222接收旋转位置信号，并计算电机210的输出轴的旋转方向和驱动脉冲计数。更具体而言，如上所述，旋转位置信号是等效于两个信道的信号的信号，如果旋转编码器布置在电机210的输出轴上，可从旋转编码器输出两个信道的信号。旋转位置信号是双信道信号，具有固定的相位差(在此实施例中为90度)，其输出根据电机的输出轴的旋转角度而变化。因此，通过利用该相位差，电机位置/速度计算电路233可以计算电机210的输出轴的旋转方向和驱动脉冲计数。
[0092]该电机位置/速度计算电路233然后基于电机210的输出轴的旋转方向和驱动脉冲计数以及从振荡器输出的时间信号而计算电机210的旋转位置和旋转速度，并向位置/速度跟踪控制器232发送所计算的旋转位置和旋转速度。
[0093]合适时，通过供给诸如脉冲宽度调制(PWM)输出信号、旋转方向信号、启动信号、停止信号或制动信号的信号，位置/速度跟踪控制器232控制电机驱动电路221，以便使得从电机位置/速度计算电路233供给的旋转位置和旋转速度达到从目标位置/速度计算电路231供给的目标位置和目标速度。
[0094]如上所述，电机驱动电路221被配置为四象限的驱动器。因此，控制电路230-1被配置为以如下方式控制电机210的旋转。控制电路230-1从目标驱动信号计算AXt，即每单位时间的目标旋转量、以及Xt，即目标总旋转量。控制电路230-1从旋转位置信号计算Δ Xm,即每单位时间的电机旋转量、以及Xm，即总电机旋转量。此后，控制电路230-1改变要供给到电机驱动电路221的控制信号,使总电机旋转量Xm达到目标总旋转量Xt ( = Xm),以及每单位时间的电机旋转量Δ Xm达到每单位时间的目标旋转量AXt(= AXm)。
[0095]如上所述，第一实施例的驱动设备200-1通过利用霍尔信号检测电机210的输出轴的旋转位置，该霍尔信号通常由电机驱动电路221使用以反转向电机210提供的电力的极性。为此目的，第一实施例的驱动设备200-1在驱动器电路220中包括旋转位置检测电路，该旋转位置检测电路通过转换霍尔信号而输出指示电机210的输出轴的旋转量和旋转方向的旋转位置信号。即使在电机210的输出轴上或由电机210驱动的对象上既不提供编码器也不提供分解器，如上所述配置的第一实施例的驱动设备200-1也可以执行位置/保持控制。
[0096]此外，第一实施例的驱动设备200-1中利用的旋转位置检测信号等效于两个信道的信号，并因此与常规驱动设备高度兼容，如果旋转编码器布置在电机210的输出轴上可从旋转编码器输出两个信道的信号。应当指出的是，第一实施例的驱动设备200-1可由传统上已用于图像形成装置100的驱动机构的步进电机替换而不需要改变其他配置。双信道编码器等效信号通常由彼此具有90电角度相位差的两个矩形波信号组成。可替换地，除了矩形波信号，双信道编码器等效信号可以由波形信号组成，例如正弦波信号或三角波信号。
[0097]第二实施例的驱动设备
[0098]图7是示出根据实施例的第二实施例的驱动设备200-2的示意性配置的框图。在图7中所示的驱动设备200可用于驱动机构中，该驱动机构例如驱动图3所示的文件传送设备101的读取进入辊56、读取出口辊63或CIS出口辊67。对于另一示例，驱动设备200-2可用于驱动图1所示的图像形成装置100的送纸辊27等的驱动机构。第二实施例的驱动设备200-2包括与第一实施例的驱动设备200-1的元件相同的许多元件。下文适当地省略关于相同兀件的重复描述。
[0099]电机210是无刷DC电机。更具体而言，电机210不包括换向器。每次从驱动器电路220提供的直流电流的方向由半导体开关反转时，磁极的方向变化。
[0100]驱动器电路220包括电机驱动电路221和旋转位置检测电路222。
[0101]驱动器电路220中的电机驱动电路221被配置为四象限的驱动器。电机驱动电路221基于从控制电路230-2供给的控制信号和从霍尔元件211、212和213供给的霍尔信号而独立地控制要施加到电机210的电流和电压。
[0102]驱动器电路220中的旋转位置检测电路222基于从霍尔元件211、212和213供给的霍尔信号而产生指示电机210的输出轴的旋转位置的旋转位置信号。该旋转位置信号是等效于双信道信号的双信道编码器等效信号，如果旋转编码器布置在电机210的输出轴上，可从旋转编码器输出该双信道信号。旋转位置检测电路222产生双信道编码器等效信号的方法的示例包括切片方法和向量方法。稍后将详细描述这些方法。
[0103]基于从外部目标驱动信号产生单元240供给的目标驱动信号与从旋转位置检测电路222输出的旋转位置信号之间的比较结果，控制电路230-2控制要从驱动器电路220提供到电机210的DC电源。
[0104]更具体而言，控制电路230-2包括:目标位置计算电路234、位置跟踪控制器235和电机位置计算电路236。
[0105]控制电路230-2中的目标位置计算电路234从外部目标驱动信号产生单元240获得作为目标驱动信号的旋转方向信号以及指示驱动脉冲计数的信号。目标位置计算电路234从所获得的目标驱动信号和从振荡器输出的时间信号中得出电机210的目标位置，并将目标位置发送给位置跟踪控制器235。
[0106]控制电路230-2中的电机位置计算电路236从驱动器电路220中的旋转位置检测电路222中接收旋转位置信号，由此获得电机210的输出轴的旋转方向和驱动脉冲计数。此夕卜，电机位置计算电路236基于电机210的输出轴的旋转方向和驱动脉冲计数以及从振荡器输出的时间信号而得出电机210的旋转位置，并发送旋转位置到位置跟踪控制器235。
[0107]位置跟踪控制器235在合适时通过供给信号而控制电机驱动电路221，以使得从电机位置计算电路236供给的旋转位置达到从目标位置计算电路234供给的目标位置，所述信号例如是PWM输出信号、旋转方向信号、启动信号、停止信号或制动信号。
[0108]如上所述，电机驱动电路221被配置为四象限的驱动器。因此，控制电路230-2被配置为以下面的方式控制电机210的旋转。控制电路230-2从目标驱动信号计算目标总旋转量Xt。控制电路230-2从旋转位置信号计算总电机旋转量Xm。此后，控制电路230-2改变要被供给到电机驱动电路221的控制信号,使得总电机旋转量Xm达到目标总旋转量Xt0
[0109]如上所述，第二实施例的驱动设备200-2通过利用霍尔信号检测电机210的输出轴的旋转位置，该霍尔信号通常由电机驱动电路221使用以反转提供给电机210的电力的极性。为此目的，第二实施例的驱动设备200-2在驱动器电路220中包括旋转位置检测电路，该旋转位置检测电路通过转换霍尔信号而输出指示电机210的输出轴的旋转量和旋转方向的旋转位置信号。即使在电机210的输出轴上或由电机210驱动的对象上既不提供编码器也不提供分解器，如上所述配置的第二实施例的驱动设备200-2也可以执行位置/保持控制。
[0110]此外，第二实施例的驱动设备200-2中利用的旋转位置检测信号等效于两个信道的信号，并因此与常规驱动设备高度兼容，如果旋转编码器布置在电机210的输出轴上可从旋转编码器输出两个信道的信号。应当指出的是，第二实施例的驱动设备200-2可由传统上已用于图像形成装置100的驱动机构中的步进电机替换而不需要改变其他配置。双信道编码器等效信号通常是由彼此具有90电角度相位差的两个矩形波信号组成。可替换地，除了矩形波信号，双信道编码器等效信号可以由波形信号组成，例如正弦波信号或三角波信号。
[0111]下面描述旋转位置检测电路222的示例性配置，其对于第一实施例的驱动设备200-1和第二实施例的驱动设备200-2是共同的。
[0112]切片方法
[0113]图8是示出采用切片方法的旋转位置检测电路222的示意性配置的电路图。如图8所示，旋转位置检测电路222接收来自U相霍尔元件211的霍尔信号，来自V相霍尔元件212的霍尔信号，和来自W相霍尔元件213的霍尔信号，并输出双信道编码器等效信号。
[0114]每个霍尔信号是差分信号对。来自U相霍尔元件211的差分信号对被称为“U1，U1-，，。来自V相霍尔元件212的差分信号对被称为“VI，V1-”。来自W相霍尔元件213的差分信号对被称为“Wl，W1-”。从旋转位置检测电路222输出的双信道编码器等效信号被称为 “ENCl，ENC2”。
[0115]如图8所示，旋转位置检测电路222包括第一相位检测器电路310、第二相位检测器电路320、第三相位检测器电路330、分相器电路340、信号选择器电路350和合成器电路360。
[0116]来自霍尔元件211、212和213的差分信号对(U1，U1_ ;V1，V1_，和W1，W1_)输入到第一相位检测器电路310、第二相位检测器电路320和信号选择器电路350中的每一个。
[0117]第一相位检测器电路310包括三个比较器，它们是比较器311、312和313。比较器311、312和313通过比较相应的输入差分信号对的幅度与预定的参考电平Ref而分别产生相位比较信号U2、V2和W2，U2、V2和W2中的每一个或者是高(Hi)电平或者是低(Low)电平，并向合成器电路360输出相位比较信号U2、V2和W2。来自第一相位检测器电路310的相位比较信号U2、V2和W2组成第一相位信息信号phA。之后将参照图9描述第一相位检测器电路310如何做出上述确定。
[0118]第二相位检测器电路320包括三个比较器，它们是比较器是321、322和323。比较器321、322和323分别生成二进制相位比较信号U3、V3和W3，并向分相器电路340和合成器电路360中的每一个输出相位比较信号U3、V3和W3。来自第二相位检测器电路320的相位比较信号U3、V3和W3组成第二相位信息信号phB。之后将参照图9描述第二相位检测器电路320如何做出上述确定。
[0119]分相器电路340基于相位比较信号U2、V2、W2、U3、V3和W3产生信号选择命令，并输出该信号选择命令到信号选择器电路350。信号选择器电路350根据从分相器电路340供给的信号选择命令而从供给到信号选择器电路350的差分信号U1、U1-、V1、V1-、W1、W1-中选择选择信号X，并向第三相位检测器电路330输出该选择信号X。之后将参照图9描述信号选择器电路350如何做出选择。
[0120]图9是用于描述如何对选择信号X进行选择的信号的时序图。因为差分信号对源自霍尔元件211、212和213，每个差分信号对(Ul，Ul- ；V1, Vl- ；ffl, Wl-)具有120度的相位差。
[0121]如图9所示，(I)第一相位检测器电路310获得相位比较信号U2，作为用于确定传感器信号Ul和传感器信号Ul-中哪一个较低的比较结果，(2)第一相位检测器电路310获得相位比较信号V2，作为用于确定传感器信号Vl和传感器信号Vl-中哪一个较低的比较结果。(3)第一相位检测器电路310获得相位比较信号W2，作为用于确定传感器信号Wl和传感器信号Wl-中哪一个较低的比较结果。
[0122]相比之下，第二相位检测器电路320根据图10所示的确定逻辑，通过比较差分信号U1、V1和Wl而获得相位比较信号U3、V3和W3。第二相位检测器电路320可以类似的方式，通过比较差分信号Ul-、Vl-和Wl-而获得相位比较信号U3、V3和W3。
[0123]信号选择器电路350通过向相位比较信号似、￥2、12、仍、￥3和13应用图11所示的选择条件而选择差分信号(U1、U1-、V1、V1-、W1和Wl-)之一,并输出该选择信号,作为选择信号X。
[0124]如上所述，选择信号X每个30度的分相部分由信号选择器电路350选中，并且在分相部分之间的每个边界两端是连续的。正弦波在相位为150度到180度的部分以及从O度到30度的部分中是高度线性的。因此，这些部分是相当有利于由下游第三相位检测器电路330的相位等级的检测。
[0125]第三相位检测器电路330包括N-1个电压源332-1至332-(N-1)，以及N个相位检测器331-1至331-N(N是大于I的整数)。第三相位检测器电路330比较从信号选择器电路350供给的选择信号X与由N-1个电压源332-1至332-(N-1)产生的多个阈值电平中的每一个，并向合成器电路360输出相位信息信号ph(l)至pH(4)。相位信息信号ph⑴至Ph (4)组成第三相位信息信号phC，其允许通过检测选择信号X已达到预定阈值电平而检测电机210已经旋转过预定角度。
[0126]合成器电路360合成来自第一相位信息信号phA、第二相位信息信号phB以及第三相位信息信号PhC的双信道编码器等效信号，并输出该双信道编码器等效信号。
[0127]下面就信号的相位而言描述上述信号和合成。图12是用于描述第三相位检测器电路330的操作的信号的时序图。更具体而言，图12是时序图，其中布置从信号选择器电路350输出的选择信号X、从第一相位检测器电路310和第二相位检测器电路320输出的相位比较信号U2、V2、W2、U3、V3和W3，以及从第三相位检测器电路330输出的相位信息信号ph(l)至 ph (4) ο
[0128]如上所述，相位比较信号U2、V2和W2组成第一相位信息信号phA。相位比较信号U3、V3和W3组成第二相位信息信号phB。相位信息信号ph(l)至ph(4)组成第三相位信息信号PhC。将30电角度的每一部分划分成相等的5部分的阈值电平LV(I)至LV(4)用于上述示例中。
[0129]正如图12中所示，合成器电路360产生双信道编码器等效信号，该双信道编码器等效信号由从相位信息信号Ph⑴和ph (3)合成的合成信号ENCl、相位比较信号U3、V3和W3、以及从相位信息信号ph⑵和pH(4)合成的合成信号ENCl和相位比较信号U2、V2和W2组成。
[0130]如上所述，采用切片方法的旋转位置检测电路222包括驱动器电路220中的旋转位置检测电路222。因此，即使在电机210的输出轴上不提供旋转编码器，旋转位置检测电路222也能获得双信道编码器等效信号。
[0131]采用切片方法的旋转位置检测电路222是采用切片方法的旋转位置检测电路的示例。该旋转位置检测电路222可以具有任何合适的替代配置，只要包括:输出选择信号X的信号选择器电路350，以使地从源自霍尔元件211、212和213的霍尔信号(Ul、Ul- ；V1,Vl-；ffl, Wl-)选择的高线性相位部分连接；相位检测器电路，其通过比较选择信号和预定阈值检测霍尔信号的相位信息；以及合成器电路，其基于相位信息合成双信道编码器等效信号 ENC1、ENC2。
[0132]向量方法
[0133]图13是示出采用向量方法的旋转位置检测电路222的示意性配置的电路图。如图13所示，旋转位置检测电路222接收来自U相霍尔元件211的霍尔信号和来自V相霍尔元件212的霍尔信号，并输出双信道编码器等效信号。
[0134]每个霍尔信号是差分信号对。来自U相霍尔元件211的差分信号对被称为“U+，U-”。来自V相霍尔元件212的差分信号对被称为“V+，V-”。从旋转位置检测电路222输出的双信道编码器等效信号被称为“ENC1，ENC2”。
[0135]该示例性配置的旋转位置检测电路222使用从U相霍尔元件211输出的差分信号对U+，U-以及从V相霍尔元件212输出的差分信号对V+，V-。可替换地，旋转位置检测电路222可以被配置为使用从W相霍尔元件213输出的差分信号对W+，W-。U相、V相和W相的任何两个磁极相位可以类似地由采用向量方法的该示例性配置的旋转位置检测电路222选择和使用。
[0136]如图13所示，旋转位置检测电路222包括差分放大器410、向量产生电路420、向量旋转电路430、角搜索控制电路440和两相脉冲发生电路450。
[0137]差动放大器410获得模拟霍尔信号AU以及模拟霍尔信号AV，模拟霍尔信号AU是差分信号对U+、U-中的一个，换句话说，是来自U相霍尔元件211的单端输出，模拟霍尔信号AV是差分信号对V+、V-中的一个，换句话说，是来自V相霍尔元件212的单端输出。模拟霍尔信号AU和AV的波形由具有关于电机210的输出轴的旋转角Θ的不同相位的两个正弦函数表示。
[0138]向量发生电路420包括差分放大器421、加法放大器422和采样和保持(S/Η)电路423和424。向量发生电路420从模拟霍尔信号AU和AV产生X-分量和Y-分量的向量(Vx, Vy)，所述模拟霍尔信号AU和AV是从差分放大器410供给的。
[0139]差分放大器421将从差分放大器410供给的模拟霍尔信号AU和AV之间的差与增益(I/ V 3)相乘。响应于触发fs，该S/Η电路423采样并保持差分放大器421的输出，并输出由此保持的值作为X分量Vx。求和放大器422求和从差分放大器410供给的模拟霍尔信号AU和AV。响应于该触发fs，该S/Η电路424采样并保持求和放大器422的输出，并输出由此保持的值作为Y分量Vy。
[0140]通过将由振荡器产生的时钟信号elk除以分频比而获得触发fs。用于产生触发f S的分频比将被设置为使得触发f S大于检测角数据Θ d的字长，以避免与角搜索控制电路440的序列不兼容。将在后面描述检测角数据Gd和序列。
[0141]将从简单计算得知:由向量生成电路420生成的向量(Vx，Vy)的分量是角度Θ的三角函数，其中X分量Vx和Y分量Vy之间的相位差是90度。
[0142]通过将由向量生成电路420生成的角度Θ的三角函数转换为检测角数据0d的值，向量旋转电路430执行向量(Vx，Vy)的旋转转换，这将在后面描述。由此获得的值被输出为旋转的X分量Vx'和旋转的Y分量Vy'。
[0143]向量旋转电路430包括乘法器431、求和放大器432、差分放大器433、存储器434和数字-模拟转换器(DAC) 435。
[0144]存储器434是非易失性存储器。在一个周期期间，存储器434在其中存储正弦数据sindat和余弦数据cosdat，所述一个周期被划分为64个分区，具有以128 (最低有效位(LSB))表示的幅度，并输出和具有6位字长的检测角数据Θ d关联的数据sindat的值和余弦数据的值。
[0145]DAC 435将从存储器434输出的数据值sindat和cosdat转换为与数据值成比例的模拟值，并输出该模拟值，作为模拟正弦值Asin和模拟余弦值Acos。
[0146]乘法器431是模拟乘法器。乘法器431乘以X分量Vx和Y分量Vy、以及模拟正弦值Asin和模拟余弦值Acos的每个组合,并输出4个乘法运算的结果。
[0147]求和放大器432求和从乘法器431输出的四个乘法结果中的预定的两个，并输出该和结果，作为旋转的X分量Vx'。旋转的X分量Vx'可以进一步乘以增益。差分放大器433从剩余两个中的另一个中减去从乘法器431输出的乘法结果的剩余两个中的预定一个，并输出相减的结果，作为旋转的Y分量Vy'。旋转的Y分量Vy'可以进一步乘以增益。
[0148]向量旋转电路430从而通过检测角数据Θ d执行顺时针地旋转由X分量Vx和Y分量Vy表示的向量的计算。此示例性配置的模拟正弦值Asin和模拟余弦值Acos对应于实施例的多相位参考正弦波。
[0149]从向量旋转电路430输出的旋转的Y分量Vy'被供给到角搜索控制电路440。
[0150]角搜索控制电路440包括符号确定电路441、序列器442和逐次逼近寄存器(SAR) 4430每一次接收触发fs，角搜索控制电路440通过改变检测角数据0d搜索旋转的Y分量Vy'近似为零的检测角度。
[0151 ] 符号确定电路441基于关于旋转的Y分量Vy，的值是否大于零的确定结果而输出符号确定结果“符号”。虽然参考零做出确定，但可替代地参照预定的偏移值来确定符号。
[0152]用值载入SAR 443，该值在合适时由序列器442重写。存储在SAR 443中的值被输出为检测角数据9d。检测角数据Θ d的字长在本实施例中为6位。
[0153]序列器442如下执行角搜索序列。每次接收触发fs时，响应于符号确定结果“符号，，的值被改变，序列器442重写SAR 443中的值。序列器442根据符号确定结果“符号”而在SAR 443中设置值。
[0154]下面参照图12至图16详细描述序列器442如何操作。
[0155]首先，一旦接收触发fs，序列器442设置计数η的值为1，如图14所示，并仅将SAR443的bit5的值(最高有效位)设置为1，剩余位设置为0，如图15所示。重写SAR 443中的值等效于改变检测角数据Θ d的值。
[0156]因此改变的检测角数据Θ d被反馈到向量旋转电路430。向量旋转电路430通过角度Θ I = 180°顺时针旋转向量(Vx，Vy)。通过该旋转获得的旋转的X分量Vx'和旋转的Y分量Vy'被表示为Vx' (I)和Vy' (I)。序列器442基于符号确定结果“符号”检测Vyi (I)的符号。如果Vy' (I)的符号为正，则序列器442设置SAR 443的最高有效位为
1
[0157]一旦接收下一个时钟clk，序列器442递增计数η为2，如图14所示，并用I重写SAR 443的bit4的值(第二最高有效位)，如图16所示。因为没必要改变bit5的值，序列器442不重写bit5或其他位。
[0158]已改变两次的检测角数据Θ d被反馈到向量旋转电路430。向量旋转电路430通过角Θ1+Θ 2 = (180 + 90)°顺时针旋转向量(Vx，Vy)。作为该旋转结果获得的分量被表示为Vx' (2)和Vy' (2)，正如上述情况。序列器442基于该符号判定结果的“符号”检测Vyi (2)的符号。如果Vy' (2)的符号为负，则序列器442设置SAR 443的bit4为O。
[0159]一旦接收下一个时钟clk，序列器442递增计数η为3，如图14所示，并用I重写SAR 443的bit3的值(第三最高有效位)，如图17所示。同时，序列器442用2重写bit4的值，其已被设置在η = 2，但不重写其他位的值。
[0160]已改变三次的检测角数据Θ d被反馈到向量旋转电路430。向量旋转电路430通过角度Θ 1+ Θ 2- Θ 3 = (180+90-45) °顺时针旋转向量(Vx，Vy)。作为该旋转结果获得的分量被表示为Vx' (3)和Vy' (3)，正如上述情况。序列器442根据符号确定结果“符号”检测Vy' (3)的符号。如果Vy' (3)的符号为负，则序列器442设置SAR 443的bit3为O0
[0161]一旦接收下一个时钟clk，序列器442递增计数η为4，如图14所示，并用I重写SAR 443的bit2的值(第四最高有效位)，如图18所示。同时，序列器442用O重写bit3的值(其已被设置为η = 3)，但不重写其他位的值。
[0162]已改变四次的检测角数据Θ d被反馈到向量旋转电路430。向量旋转电路430通过角度Θ 1+ Θ 2- Θ 3- Θ 4 = (180+90-45-22.5)。顺时针旋转向量(Vx7Vy)。作为该旋转结果获得的分量比表示为Vx' (4)和Vy' (4)，如上述情况。序列器442基于符号确定结果“符号”检测V (4)的符号。如果Vy' (4)的符号为负，则序列器442设置SAR 443的bit2 为 I。
[0163]序列器442重复上述序列6次(步骤)，直到从I递增的计数η的值达到6。由于步骤的数目对应于SAR 443的字长，设置了所有位的值。应该注意，当SAR 443的bitO的值被设置为O时，需要执行清除处理。这是因为只有最后一个步骤之后没有下一个步骤。
[0164]上述序列器442的操作可作如下概括。向量(Vx, (n), Vy; (η))的旋转角度θη(η= 1，2，...，和6)在每个步骤减半。关于旋转方向，向量如下旋转:如果旋转的Y分量Vy'的符号为正，则向量(Vx，Vy)在下一步骤中沿顺时针方向转动；如果旋转的Y分量Vy的符号为负，则向量(Vx，Vy)在下一步骤中逆时针旋转。
[0165]向量(Vx' (n)，Vy' (η))最终旋转到最接近X轴。因此，X轴和向量(Vx，Vy)之间的角度可以被检测为角搜索序列的总旋转角。这是基于被称为平分法的近似搜索算法。
[0166]可如上所述地检测指示X轴的电机210的输出轴之间的角度的检测角数据Θ山所述检测角数据Gd用作相位参考。可替换地，通过计算转子角度作为预定偏移值和检测角数据Gd之和，检测角数据0d可被检测为电机210的输出轴和除了 X轴之外的预定参考相位之间的角度。
[0167]以该方式确定的检测角数据Θ d被供给到两相脉冲发生电路450。
[0168]每次接收触发fs，两相脉冲发生电路450根据图19所示的产生逻辑，使用检测角数据Θ d的最低有效的两个位输出双信道编码器等效信号ENC1、ENC2。
[0169]如上所述，采用向量方法的旋转位置检测电路222包括驱动器电路220中的旋转位置检测电路222，因此，即使电机210的输出轴上不提供旋转编码器，旋转位置检测电路222也可以获得双信道编码器等效信号。
[0170]如上所述的基于向量方法的旋转位置检测电路222是采用向量方法的旋转位置检测电路的示例。旋转位置检测电路222的配置不限于上述配置。旋转位置检测电路222可以具有任何适当的配置，只要包括:基于至少两个磁极相的磁极相位信号的差分信号U+、U-、V+和V-产生向量(Vx，Vy)的向量生成电路420，向量(Vx，Vy)的分量是电机210的输出轴的旋转角的三角函数；通过使用向量(Vx,Vy)、模拟正弦值ASin、模拟余弦值Acos执行计算而旋转向量(Vx，Vy)的向量旋转电路430 ;角搜索控制电路440，其使得向量旋转电路430逐步旋转向量(Vx，Vy)以获得旋转的向量(Vx, (n)，Vy' (η))，并且检测向量已被旋转的角度作为检测角数据Gd;以及两相脉冲发生电路450，其基于检测角数据Gd获得双信道编码器等效信号ENCl、ENC2。
[0171]根据实施例，即使没有在无刷DC电机的输出轴上或要由无刷DC电机驱动的对象上提供检测设备，驱动设备也能够定位/保持控制。
[0172]为了完整和清楚的公开，虽然已经关于具体实施例描述了本发明，但所附权利要求并不因此受到限制，而是被解释为具体实施所有修改和替换结构，对于本领域技术人员来说可能发生的所述所有修改和替换结构实际上落入本文阐述的基本教导内。
【权利要求】
1.一种控制设备，包括: 电机驱动单元，根据从电机输出的磁极相位信号而向电机提供电力；以及旋转位置检测单元，将所述磁极相位信号转换成旋转位置检测信号并输出所述旋转位置检测信号，所述旋转位置检测信号指示电机的输出轴的旋转量和旋转方向并具有比所述磁极相位信号高的分辨率。
2.根据权利要求1所述的控制设备，进一步包括控制单元，基于从所述旋转位置检测单元输出的旋转位置检测信号以及从上级设备接收的目标驱动信号而发送控制信号到所述电机驱动单元。
3.根据权利要求2所述的控制设备，其中，所述电机驱动单元和所述旋转位置检测单兀在同一电路板上。
4.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中，所述旋转位置检测单元和生成磁极相位信号的单元在同一电路板上。
5.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中，所述电机驱动单元和所述控制单元在同一电路板上。
6.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中，所述电机驱动单元和所述控制单元在同一芯片上。
7.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中，所述旋转位置检测信号是双信道信号，具有固定的相位差，所述双信道信号的输出取决于所述电机的输出轴的旋转角度而变化。
8.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中: 所述旋转位置检测单元包括: 信号选择器单元，输出选择信号，以使得从磁极相位信号中选择的高线性相位部分连接， 相位检测器单元，通过比较选择信号和预定阈值而检测磁极相位信号的相位信息；以及 合成器单元，基于相位信息合成所述旋转位置检测信号。
9.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中， 所述旋转位置检测单元包括: 向量生成单元，通过计算至少两个磁极相位的磁极相位信号的差分信号而生成向量，所述向量的分量是输出轴的旋转角度的三角函数， 向量旋转单元，通过使用向量和参考正弦波执行计算而旋转向量， 角搜索控制单元，检测旋转角度，所述向量由所述向量旋转单元旋转通过所述旋转角度直到预定相位，以及 两相脉冲发生单元，基于旋转角度产生旋转位置检测信号。
10.一种驱动设备,包括: 根据权利要求2所述的控制设备；以及 电机。
11.一种图像形成装置，包括根据权利要求10所述的驱动设备。
【文档编号】H02P6/16GK104242747SQ201410426348
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2013年6月10日
【发明者】邑田拓也 申请人:株式会社理光