(57)【要約】【課題】  モータＡに対応する制御パラメータの値が設定されているモータ制御装置にモータＢが取り付けられると、モータＢには対応していない制御パラメータの値が設定されていることに起因してモータＢの脱調が繰り返し起こってしまう可能性がある。【解決手段】  モータの回転が異常であることが検出されると、モータ制御装置１５７は定電流制御からベクトル制御への切り替えを行わない。この結果、モータ制御装置１５７において設定されている制御値がモータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応した制御値とは異なることに起因してモータの回転の異常が繰り返し起こってしまうことを抑制することができる。【選択図】  図９
2020072570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転子の目標位相を表す指令位相に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記モータの巻線に発生する誘起電圧の大きさを、前記検出手段によって検出された駆動電流と設定された制御値とに基づいて決定する第１決定手段と、
前記第１決定手段によって決定された前記誘起電圧の大きさに基づいて、前記回転子の回転位相を決定する第２決定手段と、
前記第２決定手段によって決定された回転位相と前記指令位相との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御することによって前記モータを制御する第１モードと、予め決められた大きさの電流に基づいて前記モータを制御する第２モードと、を備え、前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記第２モードの実行中に前記モータの回転子の目標速度に対応する回転速度が所定値より大きい値になると、前記モータを制御する制御モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える制御手段と、
前記モータの回転が異常であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は、前記モータの駆動を停止し、その後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記目標速度に対応する回転速度が前記所定値より大きくなっても前記第２モードを維持することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
モータの回転子の目標速度を表す指令速度に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記モータの巻線に発生する誘起電圧の大きさを、前記検出手段によって検出された駆動電流と予め設定された制御値に基づいて決定する第１決定手段と、
前記第１決定手段によって決定された前記誘起電圧の大きさに基づいて、前記回転子の回転位相を決定する第２決定手段と、
前記第２決定手段によって決定された回転位相に基づいて前記回転子の回転速度を決定する第３決定手段と、
前記第３決定手段によって決定された回転速度と前記指令速度との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御することによって前記モータを制御する第１モードと、予め決められた大きさの電流に基づいて前記モータを制御する第２モードと、を備え、前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記第２モードの実行中に前記指令速度が所定値より大きい値になると、前記モータを制御する制御モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える制御手段と、
前記モータの回転が異常であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は、前記モータの駆動を停止し、その後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記指令速度が前記所定値より大きくなっても前記第２モードを維持することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータ制御装置には、前記モータとして第１モータと前記第１モータとは異なる第２モータとのいずれか一方を取り付け可能であり、
前記モータ制御装置は、
前記モータ制御装置に取り付けられたモータの種類を判別する判別処理を実行する指示を受信する受信手段と、
前記受信手段が前記指示を受信すると、前記判別処理を実行するモータ判別手段と、
前記モータ判別手段による前記判別処理の結果に基づいて、前記第１モータに対応する値と前記第２モータに対応する値とのいずれか一方を前記制御値として設定する設定手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御装置は、前記第１モータ及び前記第２モータとは異なる第３モータが前記モータ制御装置に取り付けられたことが前記モータ判別手段によって決定されると、前記第３モータが前記モータ制御装置に取り付けられたことを通知する通知手段を有することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１モータ及び前記第２モータとは異なる第３モータが前記モータ制御装置に取り付けられたことが前記モータ判別手段によって決定されると、前記モータの駆動を停止した後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、その後、前記目標速度に対応する回転速度が前記所定値より大きくなっても前記第２モードを維持することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
モータの回転子の目標位相を表す指令位相に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記回転子の回転位相と前記指令位相との偏差を小さくするために供給すべき第１の電流と、前記第１の電流よりも周波数が高い第２の電流と、に基づいて前記モータを制御する第１モードと、予め決められた大きさの電流に基づいて前記モータを制御する第２モードと、を備える制御手段と、
前記モータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された電流から前記第２の電流の周波数を含む所定の周波数帯の信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記所定の周波数帯の信号と設定された制御値とに基づいて前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記モータの回転が異常であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定されない場合は前記第１モードによって前記モータの駆動を開始し、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は前記モータの駆動を停止し、その後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
モータの回転子の目標速度を表す指令速度に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記回転子の回転速度と前記指令速度との偏差を小さくするために供給すべき第１の電流と、前記第１の電流よりも周波数が高い第２の電流と、に基づいて前記モータを制御する第１モードと、予め決められた大きさの電流に基づいて前記モータを制御する第２モードと、を備える制御手段と、
前記モータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された電流から前記第２の電流の周波数を含む所定の周波数帯の信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記所定の周波数帯の信号と設定された制御値とに基づいて前記回転子の回転速度を決定する速度決定手段と、
前記モータの回転が異常であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定されない場合は前記第１モードによって前記モータの駆動を開始し、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は前記モータの駆動を停止した後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
前記モータ制御装置には、前記モータとして第１モータと前記第１モータとは異なる第２モータとのいずれか一方を取り付け可能であり、
前記モータ制御装置は、
前記モータ制御装置に取り付けられたモータの種類を判別する判別処理を実行する指示を受信する受信手段と、
前記受信手段が前記指示を受信すると、前記判別処理を実行するモータ判別手段と、
前記モータ判別手段による前記判別処理の結果に基づいて、前記第１モータに対応する値と前記第２モータに対応する値とのいずれか一方を前記制御値として設定する設定手段と、
を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記モータ制御装置は、前記第１モータ及び前記第２モータとは異なる第３モータが前記モータ制御装置に取り付けられたことが前記モータ判別手段によって決定されると、前記第３モータが前記モータ制御装置に取り付けられたことを通知する通知手段を有することを特徴とする請求項８に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第１モータ及び前記第２モータとは異なる第３モータが前記モータ制御装置に取り付けられたことが前記モータ判別手段によって決定されると、前記モータの駆動を停止した後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始することを特徴とする請求項８に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記偏差が所定の範囲内の値でない場合に、前記取り付けられたモータの回転が異常であると判定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記モータの回転の異常は、前記モータが脱調状態であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
シートを搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するモータと、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を有し、
前記モータ制御装置は、前記搬送ローラを駆動するモータの駆動を制御することを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１４】
前記シート搬送装置は、
前記シートの有無を検出する第２検出手段と、
前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記シートのジャムを検出する第３検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第３検出手段によって前記ジャムが検出されると前記モータの駆動を停止し、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は、前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記指令速度が前記所定値より大きくなっても前記第２モードを維持することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項を引用する請求項１３に記載のシート搬送装置。
【請求項１５】
前記シート搬送装置は、
前記シートの有無を検出する第２検出手段と、
前記第２検出手段の検出結果に基づいて、前記シートのジャムを検出する第３検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第３検出手段によって前記ジャムが検出されると前記モータの駆動を停止し、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は、前記第２モードによって前記モータの駆動を開始することを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか一項を引用する請求項１３に記載のシート搬送装置。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のシート搬送装置と、
原稿を積載する原稿積載部と、
を有し、
前記原稿積載部に積載された前記原稿を前記シート搬送装置が給送することを特徴とする原稿給送装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の原稿給送装置と、
前記原稿給送装置によって給送された前記原稿を読み取る読取手段と、
を有することを特徴とする原稿読取装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のシート搬送装置と、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を有し、
前記画像形成手段は、前記シート搬送装置によって搬送された前記記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置及び画像形成装置におけるモータの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを制御する方法として、モータの回転子の回転位相を基準とした回転座標系における電流値を制御することによってモータを制御するベクトル制御と称される制御方法が知られている。具体的には、回転子の指令位相と回転位相との偏差が小さくなるように回転座標系における電流値を制御する位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御する制御方法が知られている。なお、回転子の指令速度と回転速度との偏差が小さくなるように回転座標系における電流値を制御する速度フィードバック制御を行うことによってモータを制御する制御方法も知られている。
【０００３】
ベクトル制御において、モータの巻線に流れる駆動電流は、回転子が回転するためのトルクを発生させる電流成分であるｑ軸成分（トルク電流成分）と、モータの巻線を貫く磁束の強度に影響する電流成分であるｄ軸成分（励磁電流成分）とにより表される。回転子にかかる負荷トルクの変化に応じてトルク電流成分の値が制御されることによって、回転に必要なトルクが効率的に発生する。この結果、余剰トルクに起因したモータ音の増大や消費電力の増大が抑制される。
【０００４】
ベクトル制御では、回転子の回転位相を決定する構成が必要となる。特許文献１では、巻線のレジスタンスＲ、巻線のインダクタンスＬ（以下、制御パラメータと称する）の値を用いて、回転子の回転に起因して巻線に発生する誘起電圧を決定し、当該誘起電圧に基づいて回転子の回転位相を決定する構成が述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１２−５０９０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の方法で誘起電圧を決定する際に用いられる制御パラメータの値はモータに固有の値であり、モータ制御装置に取り付けられるべきモータの巻線のレジスタンスＲ、巻線のインダクタンスＬの値に基づいて予め設定されている。
【０００７】
例えば、制御パラメータの値がモータＡに対応する値に設定されているモータ制御装置にモータＡとは種類が異なるモータＢが取り付けられてベクトル制御が実行されると、モータＢの回転子の回転位相を高精度に決定することができなくなってしまう。その結果、モータＢの制御が不安定になり、モータＢが脱調してしまう可能性がある。
【０００８】
モータＢが脱調した後に、ベクトル制御によるモータＢの駆動が再開されたとしても、モータ制御装置において設定されている制御パラメータの値はモータＡに対応する値であるため、モータＢが再び脱調してしまう可能性がある。このように、モータＡに対応する制御パラメータの値が設定されているモータ制御装置にモータＢが取り付けられると、モータＢには対応していない制御パラメータの値が設定されていることに起因してモータＢの脱調が繰り返し起こってしまう可能性がある。例えば、シートを搬送する画像形成装置において、搬送ローラを駆動するモータの脱調が繰り返し生じるとシートを搬送することができなくなってしまう。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、モータの回転の異常が繰り返し生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかるモータ制御装置は、
モータの回転子の目標位相を表す指令位相に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータの巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
前記モータの巻線に発生する誘起電圧の大きさを、前記検出手段によって検出された駆動電流と設定された制御値とに基づいて決定する第１決定手段と、
前記第１決定手段によって決定された前記誘起電圧の大きさに基づいて、前記回転子の回転位相を決定する第２決定手段と、
前記第２決定手段によって決定された回転位相と前記指令位相との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御することによって前記モータを制御する第１モードと、予め決められた大きさの電流に基づいて前記モータを制御する第２モードと、を備え、前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記第２モードの実行中に前記モータの回転子の目標速度に対応する回転速度が所定値より大きい値になると、前記モータを制御する制御モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える制御手段と、
前記モータの回転が異常であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記モータの回転が異常であると判定された場合は、前記モータの駆動を停止し、その後に前記第２モードによって前記モータの駆動を開始し、前記目標速度に対応する回転速度が前記所定値より大きくなっても前記第２制御モードを維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モータの回転の異常が繰り返し生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置を説明する断面図である。
【図２】第１実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】Ａ相及びＢ相から成る２相のモータと、ｄ軸及びｑ軸によって表される回転座標系との関係を示す図である。
【図４】第１実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】指令生成器の構成を示すブロック図である。
【図６】マイクロステップ駆動方式を行う方法の例を示す図である。
【図７】モータの制御方法の切り替えを説明する図である。
【図８】指令位相と回転位相との偏差の一例を示す図である。
【図９】第１実施形態に係るモータの制御方法を説明するフローチャートである。
【図１０】モータの種類を判別する方法を説明する図である。
【図１１】第２実施形態に係るモータの制御方法を説明するフローチャートである。
【図１２】速度フィードバック制御を行うモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】Ａ相とＢ相から成るモータと、ｄ軸とｑ軸とによって表される回転座標系及びγ軸とδ軸とによって表される回転座標系との関係を示す図である。
【図１４】第４実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】所定の周波数帯の信号を低減するローパスフィルタの構成の例を示す図である。
【図１６】位相決定器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状及びそれらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲が以下の実施の形態に限定される趣旨のものではない。なお、以下の説明においては、モータ制御装置が画像形成装置に設けられる場合について説明するが、モータ制御装置が設けられるのは画像形成装置に限定されるわけではない。例えば、記録媒体や原稿等のシートを搬送するシート搬送装置等にも用いられる。
【００１４】
［画像形成装置］
図１は、本実施形態で用いられるシート搬送装置を有するモノクロの電子写真方式の複写機（以下、画像形成装置と称する）１００の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置は複写機に限定されず、例えば、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等であっても良い。また、記録方式は、電子写真方式に限らず、例えば、インクジェット等であっても良い。更に、画像形成装置の形式はモノクロ及びカラーのいずれの形式であっても良い。
【００１５】
以下に、図１を用いて、画像形成装置１００の構成および機能について説明する。図１に示すように、画像形成装置１００は、原稿給送装置２０１、読取装置２０２及び画像印刷装置３０１を有する。
【００１６】
原稿給送装置２０１の原稿積載部２０３に積載された原稿は、給送ローラ２０４によって給送され、搬送ガイド２０６に沿って読取装置２０２の原稿ガラス台２１４上に搬送される。更に、原稿は、搬送ベルト２０８によって搬送されて、排紙ローラ２０５によって不図示の排紙トレイへ排紙される。読取装置２０２の読取位置において照明２０９によって照明された原稿画像からの反射光は、反射ミラー２１０、２１１、２１２からなる光学系によって画像読取部１１１に導かれ、画像読取部１１１によって画像信号に変換される。画像読取部１１１は、レンズ、光電変換素子であるＣＣＤ、ＣＣＤの駆動回路等で構成される。画像読取部１１１から出力された画像信号は、ＡＳＩＣ等のハードウェアデバイスで構成される画像処理部１１２によって各種補正処理が行われた後、画像印刷装置３０１へ出力される。前述の如くして、原稿の読取が行われる。即ち、原稿給送装置２０１及び読取装置２０２は、原稿読取装置として機能する。
【００１７】
また、原稿の読取モードとして、第１読取モードと第２読取モードがある。第１読取モードは、一定速度で搬送される原稿の画像を、所定の位置に固定された照明系２０９及び光学系によって読み取るモードである。第２読取モードは、読取装置２０２の原稿ガラス２１４上に載置された原稿の画像を、一定速度で移動する照明系２０９及び光学系によって読み取るモードである。通常、シート状の原稿の画像は第１読取モードで読み取られ、本や冊子等の綴じられた原稿の画像は第２読取モードで読み取られる。
【００１８】
画像印刷装置３０１の内部には、シート収納トレイ３０２、３０４が設けられている。シート収納トレイ３０２、３０４には、それぞれ異なる種類の記録媒体を収納することができる。例えば、シート収納トレイ３０２にはＡ４サイズの普通紙が収納され、シート収納トレイ３０４にはＡ４サイズの厚紙が収納される。なお、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、樹脂シート、布、ＯＨＰシート、ラベル等は記録媒体に含まれる。
【００１９】
シート収納トレイ３０２に収納された記録媒体は、ピックアップローラ３０３によって給送されて、搬送ローラ３０６、３２９によってレジストレーションローラ３０８へ送り出される。また、シート収納トレイ３０４に収納された記録媒体は、ピックアップローラ３０５によって給送されて、搬送ローラ３０７、３０６及び３２９によってレジストレーションローラ３０８へ送り出される。
【００２０】
本実施形態においては、搬送ローラ３０７の上流側及び搬送ローラ３０６の上流側にシートの有無を検知するシートセンサ３２７、３２８が設けられている。後述するように、シートセンサ３２７、３２８の検知結果に基づいて、ジャムの検知が行われる。なお、シートセンサ３２７、３２８が設けられる位置は、図１に示されている位置に限定されるわけではない。また、本実施形態においては、搬送ローラ３０７の上流側及び搬送ローラ３０６の上流側にシートセンサが設けられているが、実際には、画像形成装置１００の内部の搬送路におけるその他の位置にもシートセンサが設けられている。
【００２１】
本実施形態における画像形成装置１００には、搬送路に残留したシートをユーザが取り除くための扉３２９が設けられている。ユーザは、扉３２９を開くことによって搬送路に残留したシートを取り除くことができる。また、本実施形態における画像形成装置１００には、扉３２９の開閉を検知する扉センサ３３０が設けられている。
【００２２】
読取装置２０２から出力された画像信号は、半導体レーザ及びポリゴンミラーを含む光走査装置３１１に入力される。また、感光ドラム３０９は、帯電器３１０によって外周面が帯電される。感光ドラム３０９の外周面が帯電された後、読取装置２０２から光走査装置３１１に入力された画像信号に応じたレーザ光が、光走査装置３１１からポリゴンミラー及びミラー３１２、３１３を経由し、感光ドラム３０９の外周面に照射される。この結果、感光ドラム３０９の外周面に静電潜像が形成される。
【００２３】
続いて、静電潜像が現像器３１４内のトナーによって現像され、感光ドラム３０９の外周面にトナー像が形成される。感光ドラム３０９に形成されたトナー像は、感光ドラム３０９と対向する位置（転写位置）に設けられた転写帯電器３１５によって記録媒体に転写される。この転写タイミングに合わせて、レジストレーションローラ３０８は記録媒体を転写位置へ送り込む。
【００２４】
前述の如くして、トナー像が転写された記録媒体は、搬送ベルト３１７によって定着器３１８へ送り込まれ、定着器３１８によって加熱加圧されて、トナー像が記録媒体に定着される。このようにして、画像形成装置１００によって記録媒体に画像が形成される。
【００２５】
片面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器３１８を通過した記録媒体は、排紙ローラ３１９、３２４によって、不図示の排紙トレイへ排紙される。また、両面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器３１８によって記録媒体の第１面に定着処理が行われた後に、記録媒体は、排紙ローラ３１９、搬送ローラ３２０、及び反転ローラ３２１によって、反転パス３２５へと搬送される。その後、記録媒体は、搬送ローラ３２２、３２３によって再度レジストレーションローラ３０８へと搬送され、前述した方法で記録媒体の第２面に画像が形成される。その後、記録媒体は、排紙ローラ３１９、３２４によって不図示の排紙トレイへ排紙される。
【００２６】
また、第１面に画像形成された記録媒体がフェースダウンで画像形成装置１００の外部へ排紙される場合は、定着器３１８を通過した記録媒体は、排紙ローラ３１９を通って搬送ローラ３２０へ向かう方向へ搬送される。その後、記録媒体の後端が搬送ローラ３２０のニップ部を通過する直前に搬送ローラ３２０の回転が反転することによって、記録媒体の第１面が下向きになった状態で、記録媒体が排紙ローラ３２４を経由して、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００２７】
以上が画像形成装置１００の構成および機能についての説明である。なお、本実施形態における負荷とはモータによって駆動される対象物である。例えば、給送ローラ２０４、ピックアップローラ３０３、３０５、レジストレーションローラ３０８及び排紙ローラ３１９等の各種ローラ（搬送ローラ）は本実施形態における負荷に対応する。本実施形態のモータ制御装置は、これら負荷を駆動するモータに適用することができる。
【００２８】
図２は、画像形成装置１００の制御構成の例を示すブロック図である。システムコントローラ１５１は、図２に示すように、ＣＰＵ１５１ａ、ＲＯＭ１５１ｂ、ＲＡＭ１５１ｃを備えている。また、システムコントローラ１５１は、画像処理部１１２、操作部１５２、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１５３、高圧制御部１５５、モータ制御装置１５７、センサ類１５９、ＡＣドライバ１６０、シートセンサ３２７、３２８及び扉センサ３３０と接続されている。システムコントローラ１５１は、接続された各ユニットとの間でデータやコマンドの送受信をすることが可能である。
【００２９】
ＣＰＵ１５１ａは、ＲＯＭ１５１ｂに格納された各種プログラムを読み出して実行することによって、予め定められた画像形成シーケンスに関連する各種シーケンスを実行する。
【００３０】
ＲＡＭ１５１ｃは記憶デバイスである。ＲＡＭ１５１ｃには、例えば、高圧制御部１５５に対する設定値、モータ制御装置１５７に対する指令値及び操作部１５２から受信される情報等の各種データが記憶される。
【００３１】
システムコントローラ１５１は、画像処理部１１２における画像処理に必要となる、画像形成装置１００の内部に設けられた各種装置の設定値データを画像処理部１１２に送信する。更に、システムコントローラ１５１は、センサ類１５９からの信号を受信して、受信した信号に基づいて高圧制御部１５５の設定値を設定する。
【００３２】
高圧制御部１５５は、システムコントローラ１５１によって設定された設定値に応じて、高圧ユニット１５６（帯電器３１０、現像器３１４、転写帯電器３１５等）に必要な電圧を供給する。
【００３３】
モータ制御装置１５７は、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令に応じてモータ５０９を制御する。なお、図２においては、画像形成装置のモータとしてモータ５０９のみが記載されているが、実際には、画像形成装置には２個以上のモータが設けられている。また、１個のモータ制御装置が複数個のモータを制御する構成であっても良い。更に、図２においては、モータ制御装置が１個しか設けられていないが、２個以上のモータ制御装置が画像形成装置に設けられていてもよい。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器１５３は、定着ヒータ１６１の温度を検出するためのサーミスタ１５４が検出した検出信号を受信し、検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してシステムコントローラ１５１に送信する。システムコントローラ１５１は、Ａ／Ｄ変換器１５３から受信したデジタル信号に基づいてＡＣドライバ１６０の制御を行う。ＡＣドライバ１６０は、定着ヒータ１６１の温度が定着処理を行うために必要な温度となるように定着ヒータ１６１を制御する。なお、定着ヒータ１６１は、定着処理に用いられるヒータであり、定着器３１８に含まれる。
【００３５】
システムコントローラ１５１は、シートセンサ３２７、３２８の検知結果に基づいて、シートのジャムが発生したか否かを判定する。詳細については、後述する。
【００３６】
システムコントローラ１５１は、使用する記録媒体の種類（以下、紙種と称する）等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部１５２に設けられた表示部に表示するように、操作部１５２を制御する。システムコントローラ１５１は、ユーザが設定した情報を操作部１５２から受信し、ユーザが設定した情報に基づいて画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する。また、システムコントローラ１５１は、画像形成装置の状態を示す情報を操作部１５２に送信する。なお、画像形成装置の状態を示す情報とは、例えば、画像形成枚数、画像形成動作の進行状況、原稿読取装置２０１及び画像印刷装置３０１におけるシートのジャムや重送等に関する情報である。操作部１５２は、システムコントローラ１５１から受信した情報を表示部に表示する。
【００３７】
前述の如くして、システムコントローラ１５１は画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する。
【００３８】
［モータ制御装置］
次に、本実施形態におけるモータ制御装置１５７について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置１５７は、ベクトル制御（第１モード）と定電流制御（第２モード）とのいずれの制御方法でもモータを制御することができる。なお、以下の説明においては、電気角としての回転位相θ、指令位相θ＿ｒｅｆ及び電流の位相等に基づいて以下の制御が行われるが、例えば、電気角が機械角に変換され、当該機械角に基づいて以下の制御が行われてもよい。
【００３９】
＜ベクトル制御＞
まず、図３及び図４を用いて、本実施形態におけるモータ制御装置１５７がベクトル制御を行う方法について説明する。なお、以下の説明におけるモータには、モータの回転子の回転位相を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていない。
【００４０】
図３は、Ａ相（第１相）とＢ相（第２相）との２相から成るステッピングモータ（以下、モータと称する）５０９と、ｄ軸及びｑ軸によって表される回転座標系との関係を示す図である。図３では、静止座標系において、Ａ相の巻線に対応した軸であるα軸と、Ｂ相の巻線に対応した軸であるβ軸とが定義されている。また、図３では、回転子４０２に用いられている永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向に沿ってｄ軸が定義され、ｄ軸から反時計回りに９０度進んだ方向（ｄ軸に直交する方向）に沿ってｑ軸が定義されている。α軸とｄ軸との成す角度はθと定義され、回転子４０２の回転位相は角度θによって表される。ベクトル制御では、回転子４０２の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられる。具体的には、ベクトル制御では、巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルの、回転座標系における電流成分であって、回転子にトルクを発生させるｑ軸成分（トルク電流成分）と巻線を貫く磁束の強度に影響するｄ軸成分（励磁電流成分）とが用いられる。
【００４１】
ベクトル制御とは、回転子の目標位相を表す指令位相と実際の回転位相との偏差が小さくなるようにトルク電流成分の値と励磁電流成分の値とを制御する位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御する制御方法である。また、回転子の目標速度を表す指令速度と実際の回転速度との偏差が小さくなるようにトルク電流成分の値と励磁電流成分の値とを制御する速度フィードバック制御を行うことによってモータを制御する方法もある。
【００４２】
図４は、モータ５０９を制御するモータ制御装置１５７の構成の例を示すブロック図である。なお、モータ制御装置１５７は、少なくとも１つのＡＳＩＣで構成されており、以下に説明する各機能を実行する。
【００４３】
図４に示すように、モータ制御装置１５７は、定電流制御を行う定電流制御器５１７、ベクトル制御を行うベクトル制御器５１８を有する。
【００４４】
モータ制御装置１５７は、ベクトル制御を行う回路として、位相制御器５０２、電流制御器５０３、座標逆変換器５０５、座標変換器５１１、モータの巻線に駆動電流を供給するＰＷＭインバータ５０６等を有する。座標変換器５１１は、モータ５０９のＡ相及びＢ相の巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルを、α軸及びβ軸で表される静止座標系からｑ軸及びｄ軸で表される回転座標系に座標変換する。この結果、巻線に流れる駆動電流は、回転座標系における電流値であるｑ軸成分の電流値（ｑ軸電流）とｄ軸成分の電流値（ｄ軸電流）とによって表される。なお、ｑ軸電流は、モータ５０９の回転子４０２にトルクを発生させるトルク電流に相当する。また、ｄ軸電流は、モータ５０９の巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流に相当する。モータ制御装置１５７は、ｑ軸電流及びｄ軸電流をそれぞれ独立に制御することができる。この結果、モータ制御装置１５７は、回転子４０２にかかる負荷トルクに応じてｑ軸電流を制御することによって、回転子４０２が回転するために必要なトルクを効率的に発生させることができる。即ち、ベクトル制御においては、図３に示す電流ベクトルの大きさは、回転子４０２にかかる負荷トルクに応じて変化する。
【００４５】
モータ制御装置１５７は、モータ５０９の回転子４０２の回転位相θを後述する方法により決定し、その決定結果に基づいてベクトル制御を行う。ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の動作シーケンスに基づいて、指令生成器５００にモータを駆動する指令として駆動パルスを出力する。なお、モータの動作シーケンス（モータの駆動パターン）は、例えば、ＲＯＭ１５１ｂに格納されており、ＣＰＵ１５１ａは、ＲＯＭ１５１ｂに格納された動作シーケンスに基づいて、パルス列としての駆動パルスを出力する。
【００４６】
指令生成器５００は、ＣＰＵ１５１ａから出力される駆動パルスに基づいて、回転子４０２の目標位相を表す指令位相θ＿ｒｅｆを生成して出力する。なお、指令生成器５００の構成については後述する。
【００４７】
減算器１０１は、モータ５０９の回転子４０２の回転位相θと指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差Δθを演算して出力する。
【００４８】
位相制御器５０２は、偏差Δθを周期Ｔ（例えば、２００μｓ）で取得する。位相制御器５０２は、比例制御（Ｐ）、積分制御（Ｉ）、微分制御（Ｄ）に基づいて、減算器１０１から取得する偏差Δθが小さくなるように、ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ及びｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆを生成して出力する。具体的には、位相制御器５０２は、Ｐ制御、Ｉ制御、Ｄ制御に基づいて減算器１０１から取得する偏差Δθが０になるように、ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ及びｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆを生成して出力する。なお、Ｐ制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差に比例する値に基づいて制御する制御方法である。また、Ｉ制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間積分に比例する値に基づいて制御する制御方法である。また、Ｄ制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間変化に比例する値に基づいて制御する制御方法である。本実施形態における位相制御器５０２は、ＰＩＤ制御に基づいてｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ及びｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆを生成するが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御器５０２は、ＰＩ制御に基づいてｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ及びｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆを生成しても良い。なお、本実施形態においては、巻線を貫く磁束の強度に影響するｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆは０に設定されるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
モータ５０９のＡ相の巻線に流れる駆動電流は、電流検出器５０７によって検出され、その後、Ａ／Ｄ変換器５１０によってアナログ値からデジタル値へと変換される。また、モータ５０９のＢ相の巻線に流れる駆動電流は、電流検出器５０８によって検出され、その後、Ａ／Ｄ変換器５１０によってアナログ値からデジタル値へと変換される。なお、電流検出器５０７、５０８が電流を検出する周期は、例えば、位相制御器５０２が偏差Δθを取得する周期Ｔ以下の周期（例えば、２５μｓ）である。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換器５１０によってアナログ値からデジタル値へと変換された駆動電流の電流値は、静止座標系における電流値ｉα及びｉβとして、図３に示す電流ベクトルの位相θｅを用いて次式によって表される。なお、電流ベクトルの位相θｅは、α軸と電流ベクトルとの成す角度と定義される。また、Ｉは電流ベクトルの大きさを示す。
ｉα＝Ｉ＊ｃｏｓθｅ                                                （１）
ｉβ＝Ｉ＊ｓｉｎθｅ                                                （２）
これらの電流値ｉα及びｉβは、座標変換器５１１と誘起電圧決定器５１２とに入力される。
【００５１】
座標変換器５１１は、次式によって、静止座標系における電流値ｉα及びｉβを回転座標系におけるｑ軸電流の電流値ｉｑ及びｄ軸電流の電流値ｉｄに変換する。
ｉｄ＝ｃｏｓθ´＊ｉα＋ｓｉｎθ´＊ｉβ                            （３）
ｉｑ＝−ｓｉｎθ´＊ｉα＋ｃｏｓθ´＊ｉβ                            （４）
座標変換器５１１は、変換された電流値ｉｑを減算器１０２に出力する。また、座標変換器５１１は、変換された電流値ｉｄを減算器１０３に出力する。
【００５２】
減算器１０２は、ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆと電流値ｉｑとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【００５３】
また、減算器１０３は、ｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆと電流値ｉｄとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【００５４】
電流制御器５０３は、ＰＩＤ制御に基づいて、入力される偏差がそれぞれ小さくなるように駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを生成する。具体的には、電流制御器５０３は、入力される偏差がそれぞれ０になるように駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを生成して座標逆変換器５０５に出力する。なお、本実施形態における電流制御器５０３は、ＰＩＤ制御に基づいて駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、電流制御器５０３は、ＰＩ制御に基づいて駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを生成しても良い。
【００５５】
座標逆変換器５０５は、電流制御器５０３から出力された回転座標系における駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Ｖα及びＶβに逆変換する。
Ｖα＝ｃｏｓθ´＊Ｖｄ−ｓｉｎθ´＊Ｖｑ                              （５）
Ｖβ＝ｓｉｎθ´＊Ｖｄ＋ｃｏｓθ´＊Ｖｑ                              （６）
座標逆変換器５０５は、逆変換されたＶα及びＶβを誘起電圧決定器５１２及びＰＷＭインバータ５０６に出力する。
【００５６】
ＰＷＭインバータ５０６は、フルブリッジ回路を有する。フルブリッジ回路は座標逆変換器５０５から入力された駆動電圧Ｖα及びＶβに基づくＰＷＭ（パルス幅変調）信号によって駆動される。その結果、ＰＷＭインバータ５０６は、駆動電圧Ｖα及びＶβに応じた駆動電流ｉα及びｉβを生成し、駆動電流ｉα及びｉβをモータ５０９の各相の巻線に供給することによって、モータ５０９を駆動させる。なお、本実施形態においては、ＰＷＭインバータはフルブリッジ回路を有しているが、ＰＷＭインバータはハーフブリッジ回路等であっても良い。
【００５７】
次に、回転位相θの決定方法について説明する。回転子４０２の回転位相θの決定には、回転子４０２の回転によってモータ５０９のＡ相及びＢ相の巻線に誘起される誘起電圧Ｅα及びＥβの値が用いられる。誘起電圧の値は誘起電圧決定器５１２によって決定（算出）される。具体的には、誘起電圧Ｅα及びＥβは、Ａ／Ｄ変換器５１０から誘起電圧決定器５１２に入力された電流値ｉα及びｉβと、座標逆変換器５０５から誘起電圧決定器５１２に入力された駆動電圧Ｖα及びＶβとから、次式によって決定される。
Ｅα＝Ｖα−Ｒ＊ｉα−Ｌ＊ｄｉα／ｄｔ                              （７）
Ｅβ＝Ｖβ−Ｒ＊ｉβ−Ｌ＊ｄｉβ／ｄｔ                              （８）
ここで、Ｒは巻線レジスタンス、Ｌは巻線インダクタンスである。巻線レジスタンスＲ及び巻線インダクタンスＬの値（以下、制御値と称する）は使用されているモータ５０９に固有の値であり、ＲＯＭ１５１ｂに予め格納されている。なお、本実施形態における制御値には、例えば、ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ等の電流指令値を決定する際のゲイン値等も含まれる。
【００５８】
誘起電圧決定器５１２によって決定された誘起電圧Ｅα及びＥβは位相決定器５１３に出力される。
【００５９】
位相決定器５１３は、誘起電圧決定器５１２から出力された誘起電圧Ｅαと誘起電圧Ｅβとの比に基づいて、次式によってモータ５０９の回転子４０２の回転位相θを決定する。
θ＝ｔａｎ＾−１（−Ｅβ／Ｅα）                                    （９）
なお、本実施形態においては、位相決定器５１３は、式（９）に基づく演算を行うことによって回転位相θを決定したが、この限りではない。例えば、位相決定器５１３は、ＲＯＭ１５１ｂ等に記憶されている、誘起電圧Ｅα及び誘起電圧Ｅβと誘起電圧Ｅα及び誘起電圧Ｅβとに対応する回転位相θとの関係を示すテーブルを参照することによって回転位相θを決定してもよい。
【００６０】
前述の如くして得られた回転子４０２の回転位相θは、減算器１０１、座標逆変換器５０５、座標変換器５１１に入力される。
【００６１】
モータ制御装置１５７は、ベクトル制御を行う場合は、上述の制御を繰り返し行う。
【００６２】
以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置１５７は、指令位相θ＿ｒｅｆと回転位相θとの偏差が小さくなるように回転座標系における電流値を制御する位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を行う。ベクトル制御を行うことによって、余剰トルクに起因してモータ音が増大することや消費電力が増大することを抑制することができる。また、回転位相をフィードバックしているため、回転子の回転位相が所定の位相になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転位相を高精度に制御する必要がある負荷（例えば、レジストレーションローラ等）を駆動するモータに位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。
【００６３】
＜定電流制御＞
次に、本実施形態における定電流制御について説明する。
【００６４】
定電流制御においては、予め決められた電流がモータの巻線に供給されることによって、巻線に流れる駆動電流が制御される。具体的には、定電流制御では、回転子にかかる負荷トルクの変動が起こったとしてもモータが脱調しないように、回転子の回転に必要と想定されるトルクに所定のマージンが加算されたトルクに対応する大きさ（振幅）を持った駆動電流が巻線に供給される。これは、定電流制御では、決定（推定）された回転位相や回転速度に基づいて駆動電流の大きさが制御される構成は用いられない（フィードバック制御が行われない）ので、回転子にかかる負荷トルクに応じて駆動電流を調整できないからである。なお、電流の大きさが大きいほど回転子に与えるトルクは大きくなる。また、振幅は電流ベクトルの大きさに対応する。
【００６５】
以下の説明では、定電流制御中は、予め決められた所定の大きさの電流がモータの巻線に供給されることによってモータが制御されるが、この限りではない。例えば、定電流制御中は、モータの加速中及び減速中のそれぞれに応じて予め決められた大きさの電流がモータの巻線に供給されることによってモータが制御されてもよい。
【００６６】
図４において、指令生成器５００は、ＣＰＵ１５１ａから出力された駆動パルスに基づいて、定電流制御器５１７に指令位相θ＿ｒｅｆを出力する。定電流制御器５１７は、指令生成器５００から出力された指令位相θ＿ｒｅｆに対応した、静止座標系における電流の指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを生成して出力する。なお、本実施形態においては、静止座標系における電流の指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆに対応する電流ベクトルの大きさは常に一定である。
【００６７】
モータ５０９のＡ相及びＢ相の巻線に流れる駆動電流は、電流検出器５０７、５０８によって検出される。検出された駆動電流は、前述したように、Ａ／Ｄ変換器５１０によってアナログ値からデジタル値へと変換される。
【００６８】
減算器１０２には、Ａ／Ｄ変換器５１０から出力された電流値ｉαと定電流制御器５１７から出力された電流指令値ｉα＿ｒｅｆとが入力される。減算器１０２は、電流指令値ｉα＿ｒｅｆと電流値ｉαとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【００６９】
また、減算器１０３には、Ａ／Ｄ変換器５１０から出力された電流値ｉβと定電流制御器５１７から出力された電流指令値ｉβ＿ｒｅｆとが入力される。減算器１０３は、電流指令値ｉβ＿ｒｅｆと電流値ｉβとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【００７０】
電流制御器５０３は、入力される偏差が小さくなるように、ＰＩＤ制御に基づいて駆動電圧Ｖα及びＶβを出力する。具体的には、電流制御器５０３は、入力される偏差が０に近づくように駆動電圧Ｖα及びＶβを出力する。
【００７１】
ＰＷＭインバータ５０６は前述した方法で、入力された駆動電圧Ｖα及びＶβに基づいて、モータ５０９の各相の巻線に駆動電流を供給してモータ５０９を駆動させる。
【００７２】
このように、本実施形態における定電流制御では、位相フィードバック制御と速度フィードバック制御とのいずれも行われない。即ち、本実施形態における定電流制御では、巻線に供給する駆動電流が回転子の回転状況に応じて調整されない。したがって、定電流制御では、モータが脱調状態にならないように、回転子を回転させるために必要な電流に所定のマージンが加算された電流が巻線に供給される。
【００７３】
＜指令生成器＞
図５は、本実施形態における指令生成器５００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、指令生成器５００は、指令速度の代わりとなる回転速度ω＿ｒｅｆ´を生成する速度決定手段としての速度生成器５００ａ及びＣＰＵ１５１ａから出力された駆動パルスに基づいて指令位相θ＿ｒｅｆを生成する指令値生成器５００ｂを有する。
【００７４】
速度生成器５００ａは、連続する駆動パルスの立ち下がりエッジの時間間隔に基づいて回転速度ω＿ｒｅｆ´を生成して出力する。即ち、回転速度ω＿ｒｅｆ´は、駆動パルスの周期に対応する周期で変化する。
【００７５】
指令値生成器５００ｂは、ＣＰＵ１５１ａから出力される駆動パルスに基づいて、以下の式（１０）のようにして指令位相θ＿ｒｅｆを生成して出力する。
θ＿ｒｅｆ＝θｉｎｉ＋θｓｔｅｐ＊ｎ                              （１０）
なお、θｉｎｉはモータの駆動が開始されるときの回転子の位相（初期位相）である。また、θｓｔｅｐは、駆動パルス１個当たりのθ＿ｒｅｆの増加量（変化量）である。また、ｎは指令値生成器５００ｂに入力されるパルスの個数である。
【００７６】
｛マイクロステップ駆動方式｝
本実施形態では、定電流制御において、マイクロステップ駆動方式が用いられる。なお、定電流制御において用いられる駆動方式は、マイクロステップ駆動方式に限定されるわけではなく、例えば、フルステップ駆動方式等の駆動方式であってもよい。
【００７７】
図６は、マイクロステップ駆動方式を行う方法の例を示す図である。図６には、ＣＰＵ１５１ａから出力される駆動パルス、指令値生成器５００ｂによって生成される指令位相θ＿ｒｅｆ、Ａ相及びＢ相の巻線に流れる電流が示されている。
【００７８】
以下に、図５及び図６を用いて、本実施形態におけるマイクロステップ駆動を行う方法について説明する。なお、図６に示す駆動パルス及び指令位相は、回転子が一定速度で回転している状態を示す。
【００７９】
マイクロステップ駆動方式における指令位相θ＿ｒｅｆの進み量は、フルステップ駆動方式における指令位相θ＿ｒｅｆの進み量である９０°が１／Ｎ（Ｎは正の整数）に分割された量（９０°／Ｎ）である。この結果、電流波形は図６に示すように正弦波状に滑らかに変化し、その結果、回転子の回転位相θをより細かく制御することができる。
【００８０】
マイクロステップ駆動が行われる場合、指令値生成器５００ｂは、ＣＰＵ１５１ａから出力された駆動パルスに基づいて、以下の式（１１）にようにして指令位相θ＿ｒｅｆを生成して出力する。
θ＿ｒｅｆ＝４５°＋９０／Ｎ°＊ｎ                                      （１１）
このように、指令値生成器５００ｂは、駆動パルスが１個入力されると、指令位相θ＿ｒｅｆに９０／Ｎ°を加算することによって指令位相θ＿ｒｅｆを更新する。即ち、ＣＰＵ１５１ａから出力される駆動パルスの個数は、指令位相に対応する。なお、ＣＰＵ１５１ａから出力される駆動パルスの周期（周波数）は、モータ５０９の目標速度（指令速度）に対応する。
【００８１】
＜ベクトル制御と定電流制御との切り替え＞
次に、定電流制御とベクトル制御との切り替え方法について説明する。図４に示すように、本実施形態におけるモータ制御装置１５７は、定電流制御とベクトル制御とを切り替える構成を有する。具体的には、モータ制御装置１５７は、制御切替器５１５、切替スイッチ５１６ａ、５１６ｂを有する。なお、定電流制御が行われている期間中、ベクトル制御を行う回路は稼働していてもよいし、停止していてもよい。また、ベクトル制御が行われている期間中、定電流制御を行う回路は稼働していても良いし、停止していてもよい。
【００８２】
図５に示すように、制御切替器５１５には、速度生成器５００ａから出力された回転速度ω＿ｒｅｆ´が入力される。制御切替器５１５は、回転速度ω＿ｒｅｆ´と所定値としての閾値ωｔｈとを比較し、比較結果に基づいて、モータの制御方法を定電流制御からベクトル制御に切り替える。
【００８３】
図７は、モータの制御方法の切り替えを説明する図である。なお、本実施形態における閾値ωｔｈは、回転位相θが精度よく決定される回転速度のうち最も小さい回転速度に設定されるが、この限りではない。例えば、閾値ωｔｈは、回転位相θが精度よく決定される回転速度のうち最も小さい回転速度以上の値に設定されてもよい。また、閾値ωｔｈは、例えば、制御切替器５１５に設けられたメモリ５１５ａに予め記憶されている。
【００８４】
定電流制御器５１７の実行中に、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈより小さい（ω＿ｒｅｆ´＜ωｔｈ）場合は、制御切替器５１５は、モータ５０９を制御する制御器を切り替えない。即ち、制御切替器５１５は、モータ５０９が定電流制御器５１７によって制御される状態を維持するように切替信号を出力する。その結果、切替スイッチ５１６ａ、５１６ｂ及び５１６ｃの状態が維持され、定電流制御器５１７による定電流制御が続行される。
【００８５】
また、定電流制御器５１７の実行中に、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上（ω＿ｒｅｆ´≧ωｔｈ）になると、制御切替器５１５は、モータ５０９を制御する制御器を切り替える。即ち、制御切替器５１５は、モータ５０９を制御する制御器を定電流制御器５１７からベクトル制御器５１８に切り替えるように切替信号を出力する。その結果、切替信号に応じて切替スイッチ５１６ａ、５１６ｂ及び５１６ｃの状態が切り替わり、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が行われる。
【００８６】
ベクトル制御器７０１の実行中に、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈより小さくなると（ω＿ｒｅｆ´＜ωｔｈ）、制御切替器５１５は、モータ５０９を制御する制御器を切り替える。即ち、制御切替器５１５は、モータ５０９を制御する制御器をベクトル制御器５１８から定電流制御器５１７に切り替えるように切替信号を出力する。その結果、切替スイッチ５１６ａ、５１６ｂ及び５１６ｃの状態が切り替わり、定電流制御器５１７による定電流制御が行われる。
【００８７】
また、ベクトル制御器５１８の実行中に、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上（ω＿ｒｅｆ´≧ωｔｈ）の場合は、制御切替器５１５は、モータ５０９を制御する制御器を切り替えない。即ち、制御切替器５１５は、モータ５０９がベクトル制御器５１８によって制御される状態を維持するように切替信号を出力する。その結果、切替スイッチ５１６ａ、５１６ｂ及び５１６ｃの状態が維持され、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が続行される。
【００８８】
図４に示すように、本実施形態では、ベクトル制御の実行を許可する許可信号がＣＰＵ１５１ａからモータ制御装置１５７に出力される。
【００８９】
許可信号が‘０’である場合は、モータ制御装置１５７はベクトル制御の実行が禁止される。即ち、許可信号が‘０’である場合は、モータ制御装置１５７は、上述の制御の切り替えを行わず、モータが駆動されてから停止されるまでの期間中、定電流制御によるモータの制御を行う。
【００９０】
一方、許可信号が‘１’である場合は、モータ制御装置１５７はベクトル制御の実行が許可される。即ち、許可信号が‘１’である場合は、モータ制御装置１５７は、上述の制御の切り替えを行う。
【００９１】
［モータの脱調］
本実施形態では、モータ５０９の回転子４０２の回転位相θは、モータ５０９に固有の値である制御値に基づいて決定される。例えば、モータ５０９とは異なる種類のモータ５１０がモータ制御装置１５７に取り付けられた場合、以下のことが生じる可能性がある。具体的には、モータ５１０とは異なるモータ５０９に対応する制御値が設定されていることに起因してモータ５１０の回転子の回転位相θを高精度に決定することができなくなってしまう可能性がある。その結果、回転子の実際の回転位相とは異なる回転位相θに基づいてベクトル制御が行われてしまい、モータの制御が不安定になり、モータが脱調してしまう可能性がある。
【００９２】
図８は、指令位相θ＿ｒｅｆと回転位相θとの偏差Δθの一例を示す図である。図８（Ａ）は、回転位相θを決定するための制御値として、制御対象モータに対応する制御値が設定されている場合における偏差Δθを示す図である。図８（Ｂ）は、回転位相θを決定するための制御値として、制御対象のモータとは異なる種類のモータに対応する制御値が設定されている場合における偏差Δθを示す図である。
【００９３】
図８（Ａ）に示すように、回転位相θを決定するための制御値として、制御対象のモータに対応する制御値が設定されている場合、モータ制御中の偏差Δθは所定範囲内の値になる。なお、前記所定範囲は、例えば、制御対象のモータに対応する制御値が回転位相θを決定するための制御値として設定されている場合に、画像形成装置１００の動作が正常に行われている期間において変動する偏差Δθが当該所定範囲を超えないように設定される。
【００９４】
一方、図８（Ｂ）に示すように、回転位相θを決定するための制御値として、制御対象のモータとは異なる種類のモータに対応する制御値が回転位相θを決定するための制御値として設定されている場合、モータの制御中に偏差Δθが所定範囲外の値になってしまう。これは、以下のような理由で生じる。具体的には、例えば、決定された回転位相θが回転子の実際の回転位相よりも進んだ位相である場合、モータは、回転子にかかっている負荷トルクよりも小さいトルクが与えられた状態で回転する。この結果、回転子の回転速度は減少してモータの巻線に発生する誘起電圧が徐々に小さくなり、回転位相θを決定する精度が低下する（回転位相θの値がばらつく）。その結果、モータの制御が不安定になり、モータが脱調してしまう。
【００９５】
モータの脱調後にベクトル制御を行っても、モータが再び脱調してしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、以下の構成が適用されることによって、モータの回転の異常が繰り返し生じることを抑制する。
【００９６】
本実施形態では、図４に示すように、偏差Δθが異常判定部５２０に入力される。異常判定部５２０は、偏差Δθが所定範囲外の値になると異常フラグを‘０’から‘１’に設定する。なお、モータの回転が異常である状態にはモータの脱調だけでなく、外力等による回転子のロックや回転速度の低下等の状態も含まれる。
【００９７】
［モータの駆動シーケンス］
図９は、本実施形態におけるモータの制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａによって実行される。なお、このフローチャートの処理中、異常判定部５２０は上述したモータの異常判定を行っており、偏差Δθが所定範囲外の値になると異常フラグを‘０’から‘１’に設定する。このフローチャートの処理が終了すると異常フラグはリセット（‘０’に設定）される。
【００９８】
Ｓ１００１において、ＣＰＵ１５１ａは許可信号を‘１’に設定し、Ｓ１００２において、ＣＰＵ１５１ａは、シートの搬送を開始する。
【００９９】
次に、Ｓ１００３において、シートのジャムが発生した場合は、Ｓ１００４において、ＣＰＵ１５１ａは、シートの搬送を停止する。なお、ＣＰＵ１５１ａは、シートのジャムが発生したか否かを以下のようにして判定する。具体的には、例えば、ＣＰＵ１５１ａは、シートセンサ３２７がシートの先端を検知してから所定時間が経過してもシートセンサ３２８によってシートの先端が検知されない場合に、シートのジャム（遅延ジャム）が発生したと判定する。また、ＣＰＵ１５１ａは、例えば、シートセンサ３２７がシートを検知している状態が第２所定時間継続すると、シートのジャム（滞留ジャム）が発生したと判定する。このように、ＣＰＵ１５１ａは、搬送路に設けられているシートセンサの検知結果に基づいて、シートのジャムが発生したか否かを判定する。
【０１００】
一方、Ｓ１００３において、シートのジャムが発生していない場合は、処理はＳ１０１１に進む。
【０１０１】
Ｓ１００５において、扉３２９が開いたことが扉センサ３３０によって検知されると、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ１００６に進める。
【０１０２】
次に、Ｓ１００６において、扉３２９が閉じられたことが扉センサ３３０によって検知されると、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ１００７に進める。
【０１０３】
Ｓ１００７において、シートが搬送される搬送路にシートが残留している場合は、Ｓ１００８において、ＣＰＵ１５１ａは搬送路にシートが残留していることを操作部１５２の表示部に表示してユーザに通知し、処理はＳ１００５に戻る。なお、残留紙の検出は、例えば、搬送路に設けられたシートセンサの検知結果に基づいて行われる。
【０１０４】
一方、Ｓ１００７において、シートが搬送される搬送路にシートが残留していない場合は、処理はＳ１００９に進む。
【０１０５】
Ｓ１００９において、異常フラグが‘１’である場合は、Ｓ１０１０において、ＣＰＵ１５１は許可信号を‘０’に設定する。
【０１０６】
一方、Ｓ１００９において、異常フラグが‘０’である場合は、処理はＳ１０１１に進む。
【０１０７】
Ｓ１０１１において、印刷ジョブが終了しない場合は、処理はＳ１００２に戻る。一方、Ｓ１０１１において、印刷ジョブが終了する場合は、ＣＰＵ１５１ａはこのフローチャートの処理を終了する。
【０１０８】
以上のように、本実施形態では、シートのジャムが発生しない場合には、許可信号が‘１’に設定される。その結果、モータ制御装置１５７は、定電流制御によってモータの駆動を開始し、その後、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上になると制御方法を定電流制御からベクトル制御に切り替える。
【０１０９】
一方、シートのジャムが発生すると、ＣＰＵ１５１ａは、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの回転が異常であるか否かを確認する。そして、異常フラグが‘１’である場合には許可信号が‘０’に設定される。その結果、モータ制御装置１５７は、定電流制御によってモータの駆動を開始し、その後、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上になっても定電流制御を維持する。即ち、モータ制御装置１５７は定電流制御からベクトル制御への切り替えを行わない。また、異常フラグが‘０’である場合には許可信号が‘１’に設定される。
【０１１０】
このように、本実施形態では、モータの回転が異常であることが検出されると、モータ制御装置１５７は定電流制御によってモータの駆動を開始し、その後、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上になっても定電流制御を維持する。この結果、モータ制御装置１５７において設定されている制御値がモータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応した制御値とは異なる状態でベクトル制御が実行されることに起因してモータの回転の異常が繰り返し起こってしまうことを抑制することができる。
【０１１１】
〔第２実施形態〕
第１実施形態の構成と同様の構成である部分については、説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態では、モータ５０９として、モータＡ又はモータＡとは種類が異なるモータＢが画像形成装置１００に取り付けられ得る。本実施形態では、誘起電圧Ｅα及びＥβを決定する際に用いられる制御値として、モータＡに対応する制御値とモータＢに対応する制御値とがＲＯＭ１５１ｂに予め格納されている。ＣＰＵ１５１ａは、取り付けられたモータの種類に基づいて、モータＡに対応する制御値、又は、モータＢに対応する制御値、のいずれかを誘起電圧Ｅα及びＥβを決定する際の値として設定する。
【０１１３】
［モータの種類を判別する方法］
上述のように、本実施形態では、モータ５０９として、モータＡ又はモータＡとは種類が異なるモータＢが画像形成装置１００に取り付けられ得る。そこで、本実施形態における画像形成装置１００は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの種類を判別する構成を有する。ＣＰＵ１５１ａは、モータの種類を判別する指示が、例えば、ユーザによって入力されると、モータの種類を判別する処理を開始する。
【０１１４】
図１０は、モータの種類を判別する方法を説明する図である。モータの種類を判別する処理が開始されると、ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の巻線に所定電圧Ｅを印加するようにモータ制御装置１５７を制御する。そして、所定時間ｔＲＬ経過後に、ＣＰＵ１５１ａは、巻線に流れる電流Ｉ＿Ａをサンプリングする。なお、所定時間ｔＲＬは、所定電圧Ｅが巻線に印加されてから、当該所定電圧Ｅに起因して上昇する電流の過渡応答の影響が比較的小さくなり略一定の電流が巻線に流れるようになるまでに要する時間よりも長い時間に設定される。
【０１１５】
電流Ｉ＿Ａをサンプリングすると、ＣＰＵ１５１ａは、所定電圧Ｅの巻線への印加を停止するようにモータ制御装置１５７を制御する。そして、所定時間ｔＩＮＴ経過後に、モータ５０９の巻線に所定電圧Ｅを印加するようにモータ制御装置１５７を制御する。なお、所定時間ｔＩＮＴは、所定電圧Ｅに起因して巻線に流れる電流が略０Ａになるまでに要する時間よりも長い時間に設定される。
【０１１６】
そして、ＣＰＵ１５１ａは、所定時間ｔＩＮＴ経過後に巻線に所定電圧Ｅが印加されてから、巻線に流れる電流が所定電流Ｉ３になるまでの時間ｔＬ１を計測する。また、ＣＰＵ１５１ａは、所定時間ｔＩＮＴ経過後に巻線に所定電圧Ｅが印加されてから、所定時間ｔＲＬ経過後に、電流Ｉ＿Ｂをサンプリングする。
【０１１７】
ＣＰＵ１５１ａは、検出した電流Ｉ＿Ａ、Ｉ＿Ｂ、時間ｔＬ１に基づいて、巻線のインダクタンスＬを推定する。具体的には、ＣＰＵ１５１ａは、以下の式（１２）〜（１７）に基づいて、インダクタンスＬを推定する。
Ｒ＿Ａ＝Ｅ／Ｉ＿Ａ                                              （１２）
Ｒ＿Ｂ＝Ｅ／Ｉ＿Ｂ                                              （１３）
Ｒ＝（Ｒ＿Ａ＋Ｒ＿Ｂ）／２                                      （１４）
Ｌ＿Ａ＝Ｒ＿Ａ＊ｔＬ１＊Ｋ                                      （１５）
Ｌ＿Ｂ＝Ｒ＿Ｂ＊ｔＬ１＊Ｋ                                      （１６）
Ｌ＝（Ｌ＿Ａ＋Ｌ＿Ｂ）／２                                      （１７）
なお、係数Ｋは、抵抗値とインダクタンス値との関係を表す係数である。
【０１１８】
ＣＰＵ１５１ａは、インダクタンスＬが閾値Ｌｔｈ以下である場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＡであると判定し、モータ制御装置１５７における制御値を、モータＡに対応する制御値に設定する。
【０１１９】
また、ＣＰＵ１５１ａは、インダクタンスＬが閾値Ｌｔｈより大きい場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＢであると判定し、モータ制御装置１５７における制御値を、モータＢに対応する制御値に設定する。
【０１２０】
なお、上述した抵抗値Ｒ及びインダクタンスＬの推定方法は本実施形態における一例であり、これに限定されるわけではない。
【０１２１】
上述のように、本実施形態では、モータの種類を判別する指示が、例えば、ユーザによって入力されると、ＣＰＵ１５１ａはモータの種類を判別する処理を開始する。例えば、モータの種類を判別する指示が入力されてモータの種類を判別する処理が開始されても、モータＡ及びモータＢとは異なる種類のモータＣがモータ制御装置１５７に取り付けられた場合、以下のことが生じる可能性がある。具体的には、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータはモータＣであるにもかかわらず、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＡであると誤判定される可能性がある。その結果、モータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応する制御値と、モータ制御装置１５７において設定されている制御値と、が異なった状態でベクトル制御が実行される可能性がある。また、例えば、モータを取り換えたときにユーザがモータの種類を判別する指示を入力しなかった場合、モータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応する制御値と、モータ制御装置１５７において設定されている制御値と、が異なった状態でベクトル制御が実行される可能性がある。この結果、モータの回転子の回転位相を高精度に決定することができなくなることに起因して、モータの制御が不安定になり、モータが脱調してしまう可能性がある。この場合、モータの脱調後にベクトル制御を行っても、モータが再び脱調してしまう可能性がある。
【０１２２】
そこで、本実施形態では、以下の構成が適用されることによって、モータの回転の異常が繰り返し生じることを抑制する。
【０１２３】
［モータの駆動シーケンス］
図１１は、本実施形態におけるモータの制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａによって実行される。なお、このフローチャートの処理中、異常判定部５２０はモータの異常判定を行っており、偏差Δθが所定範囲外の値になると異常フラグを‘０’から‘１’に設定する。このフローチャートの処理が終了すると異常フラグはリセット（‘０’に設定）される。
【０１２４】
Ｓ２００１において、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの種類を判別する指示が操作部１５２を介して入力された場合は、Ｓ２００２において、ＣＰＵ１５１ａは、図１０において説明した方法で、モータの種類を判別する処理を実行する。
【０１２５】
Ｓ２００３において、判別処理で検出されたインダクタンス値Ｌが閾値Ｌｔｈ以下である場合は、Ｓ２００４において、ＣＰＵ１５１ａは、ベクトル制御において用いられる制御値をモータＡに対応する制御値に設定する。
【０１２６】
一方、Ｓ２００３において、判別処理で検出されたインダクタンス値Ｌが閾値Ｌｔｈよりも大きい場合は、Ｓ２００５において、ＣＰＵ１５１ａは、ベクトル制御において用いられる制御値をモータＢに対応する制御値に設定する。
【０１２７】
また、Ｓ２００１において、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの種類を判別する指示が入力されていない場合は、処理はＳ２００６に進む。
【０１２８】
Ｓ２００６において、印刷ジョブを実行する指示が、例えば操作部１５２を介して入力された場合は、Ｓ２００７において、ＣＰＵ１５１ａは許可信号を‘１’に設定し、Ｓ２００８において、ＣＰＵ１５１ａは、シートの搬送を開始する。
【０１２９】
次に、Ｓ２００９において、シートのジャムが発生した場合は、Ｓ２０１０において、ＣＰＵ１５１ａは、シートの搬送を停止する。
【０１３０】
一方、Ｓ２００９において、シートのジャムが発生していない場合は、処理はＳ２０１７に進む。
【０１３１】
Ｓ２０１１において、扉３２９が開いたことが扉センサ３３０によって検知されると、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ２０１２に進める。
【０１３２】
次に、Ｓ２０１２において、扉３２９が閉じられたことが扉センサ３３０によって検知されると、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ２０１３に進める。
【０１３３】
Ｓ２０１３において、シートが搬送される搬送路にシートが残留している場合は、Ｓ２０１４において、ＣＰＵ１５１ａは搬送路にシートが残留していることを操作部１５２の表示部に表示してユーザに通知し、処理はＳ２００５に戻る。
【０１３４】
一方、Ｓ２０１３において、シートが搬送される搬送路にシートが残留していない場合は、処理はＳ２０１５に進む。
【０１３５】
Ｓ２０１５において、異常フラグが‘１’である場合は、Ｓ２０１６において、ＣＰＵ１５１は許可信号を‘０’に設定する。
【０１３６】
一方、Ｓ２０１５において、異常フラグが‘０’である場合は、処理はＳ２０１７に進む。
【０１３７】
Ｓ２０１７において、印刷ジョブが終了しない場合は、処理はＳ２００７に戻る。一方、Ｓ２０１７において、印刷ジョブが終了する場合は、ＣＰＵ１５１ａはこのフローチャートの処理を終了する。
【０１３８】
以上のように、本実施形態では、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの種類を判別する指示がＣＰＵ１５１ａに入力されると、ＣＰＵ１５１ａは、モータの種類を判別する処理を行う。ＣＰＵ１５１ａは、当該処理の結果に基づいてモータ制御装置１５７における制御値を設定する。この結果、ベクトル制御において位相決定器５１３によって決定される回転位相θと回転子の実際の回転位相との誤差を低減することができ、ベクトル制御においてモータが脱調してしまうことを抑制することができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、シートのジャムが発生しない場合には、許可信号が‘１’に設定される。その結果、モータ制御装置１５７は、定電流制御によってモータの駆動を開始し、その後、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上になると制御方法を定電流制御からベクトル制御に切り替える。
【０１４０】
一方、シートのジャムが発生すると、ＣＰＵ１５１ａは、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの回転が異常であるか否かを確認する。そして、異常フラグが‘１’である場合には許可信号が‘０’に設定される。その結果、モータ制御装置１５７は、定電流制御によってモータの駆動を開始し、その後、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上になっても定電流制御を維持する。即ち、モータ制御装置１５７は定電流制御からベクトル制御への切り替えを行わない。また、異常フラグが‘０’である場合には許可信号が‘１’に設定される。
【０１４１】
このように、本実施形態では、モータが異常であることが検出されると、モータ制御装置１５７は定電流制御によってモータの駆動を開始し、その後、回転速度ω＿ｒｅｆ´が閾値ωｔｈ以上になっても定電流制御を維持する。この結果、モータ制御装置１５７において設定されている制御値がモータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応した制御値とは異なる状態でベクトル制御が実行されることに起因してモータの異常が繰り返し起こってしまうことを抑制することができる。
【０１４２】
なお、本実施形態では、例えば、工場出荷時において画像形成装置１００にはモータＡが取り付けられており、モータ制御装置１５７における制御値はモータＡに対応する制御値に設定されている。
【０１４３】
なお、第１実施形態、第２実施形態では、異常フラグが‘１’である場合に、ＣＰＵ１５１ａは、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータを制御する方法を定電流制御からベクトル制御に切り替えないようにモータ制御装置１５７を制御したが、この限りではない。例えば、ＣＰＵ１５１ａは、シートのジャムが発生すると、異常フラグに拘わらず、定電流制御からベクトル制御に切り替えないようにモータ制御装置１５７を制御する構成であってもよい。
【０１４４】
また、第１実施形態、第２実施形態におけるベクトル制御では、位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、回転子４０２の回転速度ωをフィードバックしてモータを制御する構成であっても良い。具体的には、図１２に示すように、モータ制御装置内部に速度決定器５１４を設け、速度決定器５１４が位相決定器５１３から出力された回転位相θの時間変化に基づいて回転速度ωを決定する。なお、速度の決定には、以下の式（１８）が用いられるものとする。
ω＝ｄθ／ｄｔ                                                    （１８）
そして、ＣＰＵ１５１ａは回転子の目標速度を表す指令速度ω＿ｒｅｆを出力する。更に、モータ制御装置内部に速度制御器６００を設け、速度制御器６００が回転速度ωと指令速度ω＿ｒｅｆとの偏差が小さくなるように、ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ及びｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆを生成して出力する構成とする。このような速度フィードバック制御を行うことによって、モータを制御する構成であっても良い。このような構成の場合、異常検知は、例えば、回転速度ωと指令速度ω＿ｒｅｆとの偏差Δωに基づいて行われる。
【０１４５】
〔第３実施形態〕
第２実施形態の構成と同様の構成である部分については、説明を省略する。
【０１４６】
第２実施形態においては、ＣＰＵ１５１ａは、インダクタンスＬが閾値Ｌｔｈ以下である場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＡであると判定した。また、ＣＰＵ１５１ａは、インダクタンスＬが閾値Ｌｔｈより大きい場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＢであると判定した。本実施形態では、以下のようにして、モータの種類の判別が行われる。
【０１４７】
具体的には、ＣＰＵ１５１ａは、推定された抵抗値Ｒ及びインダクタンスＬが以下の式（１９）を満たす場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＡであると判定し、モータ制御装置１５７における制御値を、モータＡに対応する制御値に設定する。
Ｒ１≦Ｒ≦Ｒ２、Ｌ１≦Ｌ≦Ｌ２                                  （１９）
また、ＣＰＵ１５１ａは、推定された抵抗値Ｒ及びインダクタンスＬが以下の式（２０）を満たす場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＢであると判定し、モータ制御装置１５７における制御値を、モータＢに対応する制御値に設定する。
Ｒ３≦Ｒ≦Ｒ４、Ｌ３≦Ｌ≦Ｌ４                                  （２０）
また、ＣＰＵ１５１ａは、推定された抵抗値Ｒ及びインダクタンスＬが上記の式（１９）及び（２０）のどちらも満たさない場合は、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＡ及びモータＢとは異なるモータＣであると判定する。そして、ＣＰＵ１５１ａは、モータＣがモータ制御装置１５７に取り付けられたことを示す情報を操作部１５２に設けられた表示部に表示してユーザに通知し、モータを取り換えることをユーザに促す。
【０１４８】
このように、本実施形態では、モータＡ及びモータＢとは異なるモータＣがモータ制御装置１５７に取り付けられていることがモータ判別処理によって判別されると、ＣＰＵ１５１ａは、モータＣがモータ制御装置１５７に取り付けられたことを示す情報を表示部に表示し、モータを取り換えることをユーザに促す。この結果、モータＡ及びモータＢとは異なるモータＣがベクトル制御によって駆動されることを抑制することができる。即ち、モータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応する制御値と、モータ制御装置１５７において設定されている制御値と、が異なる状態でベクトル制御が実行されることに起因してモータの脱調が起こってしまうことを抑制することができる。
【０１４９】
更に、本実施形態では、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータがモータＣであると判定された場合、ＣＰＵ１５１ａは、定電流制御からベクトル制御への切り替えを行わないようにモータ制御装置１５７を制御する。この結果、モータ制御装置１５７において設定されている制御値がモータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応した制御値とは異なる状態でベクトル制御が実行されることに起因してモータの異常が繰り返し生じることを抑制することができる。また、モータＣが取り換えられるまで画像形成装置１００を動作させることができなくなることを防止することができる。即ち、画像形成装置１００においてダウンタイムが生じることを抑制することができる。
【０１５０】
なお、第２実施形態、第３実施形態では、図１０に示す方法によりモータの巻線の抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌを測定し、測定結果に基づいてモータの種類を判別したが、この限りではない、例えば、モータにバーコードが設けられ、モータ制御装置１５７が当該バーコードを読みとることによってモータの種類を判別する構成であってもよい。
【０１５１】
〔第４実施形態〕
第１実施形態の構成と同様の構成である部分については、説明を省略する。
【０１５２】
第１実施形態では、回転位相θが高精度に決定される回転速度まで回転速度ω＿ｒｅｆ´が到達すると、モータの制御が定電流制御からベクトル制御に切り替えられた。即ち、第１実施形態では、定電流制御によってモータの駆動が開始された後にベクトル制御が実行された。本実施形態では、定電流制御を実行することなく、ベクトル制御によってモータの駆動が開始される構成について説明する。
【０１５３】
［モータ制御装置］
次に、本実施形態におけるモータ制御装置１５７について説明する。なお、以下では、本実施形態におけるベクトル制御について説明するが、本実施形態におけるモータ制御装置１５７は、第１実施形態において説明した定電流制御を行うための構成も備えており、定電流制御によるモータの制御も実行することができる。
【０１５４】
まず、図１３及び図１４を用いて、本実施形態におけるモータ制御装置１５７がベクトル制御を行う方法について説明する。なお、以下の説明におけるモータには、モータの回転子の回転位相を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていない。
【０１５５】
図１３は、Ａ相（第１相）とＢ相（第２相）との２相から成るステッピングモータ（以下、モータと称する）５０９と、ｄ軸とｑ軸とによって表される回転座標系及びγ軸とδ軸とによって表される回転座標系との関係を示す図である。図１３では、静止座標系において、Ａ相の巻線に対応した軸であるα軸と、Ｂ相の巻線に対応した軸であるβ軸とが定義されている。また、図１３では、回転子４０２に用いられている永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向に沿ってｄ軸が定義され、ｄ軸から反時計回りに９０度進んだ方向（ｄ軸に直交する方向）に沿ってｑ軸が定義されている。α軸とｄ軸との成す角度は第２の回転位相としてθｍと定義される。また、図１３では、ｄ軸と位相差Δθを有する方向に沿ってγ軸が定義され、γ軸から反時計回りに９０度進んだ方向（γ軸に直交する方向）に沿ってδ軸が定義されている。α軸とｄ軸との成す角度はθと定義される。即ち、Δθ、θｍ及びθの間には以下の式（２１）のような関係がある。
Δθ＝θｍ−θ                                                      （２１）
ベクトル制御では、巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルの回転座標系における電流成分であって、回転子にトルクを発生させるｑ軸方向の成分（トルク電流成分）と巻線を貫く磁束の強度に影響するｄ軸方向の成分（励磁電流成分）とが用いられる。本実施形態におけるベクトル制御では、位相θを基準とする回転座標系、即ち、γ軸及びδ軸で表される回転座標系が用いられる。なお、γ軸はｄ軸（即ち、励磁電流成分を表す軸）に対応する軸であり、δ軸はｑ軸（即ち、トルク電流成分を表す軸）に対応する軸である。
【０１５６】
図１４は、モータ５０９を制御するモータ制御装置１５７の構成の例を示すブロック図である。なお、モータ制御装置１５７は、少なくとも１つのＡＳＩＣで構成されており、以下に説明する各機能を実行する。
【０１５７】
モータ制御装置１５７は、モータ５０９の回転子４０２の回転位相を表す位相θを後述する方法により決定し、その決定結果に基づいてベクトル制御を行う。ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の動作シーケンスに基づいて、指令生成器５００にモータを駆動する指令として駆動パルスを出力する。なお、モータの動作シーケンス（モータの駆動パターン）は、例えば、ＲＯＭ１５１ｂに格納されており、ＣＰＵ１５１ａは、ＲＯＭ１５１ｂに格納された動作シーケンスに基づいて、パルス列としての駆動パルスを出力する。
【０１５８】
指令生成器５００は、ＣＰＵ１５１ａから出力される駆動パルスに基づいて、回転子４０２の目標位相を表す指令位相θ＿ｒｅｆを生成して出力する。
【０１５９】
減算器１０１は、位相θと指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差を演算して出力する。
【０１６０】
位相制御器５０２は、位相θと指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差を周期Ｔ（例えば、２００μｓ）で取得する。位相制御器５０２は、ＰＩＤ制御に基づいて、減算器１０１から出力された偏差が小さくなるように、δ軸電流指令値（目標値）ｉδ＿ｒｅｆを生成して出力する。具体的には、位相制御器５０２は、ＰＩＤ制御に基づいて減算器１０１から出力された偏差が０になるように、δ軸電流指令値ｉδ＿ｒｅｆを生成して出力する。なお、本実施形態における位相制御器５０２は、ＰＩＤ制御に基づいてδ軸電流指令値ｉδ＿ｒｅｆを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御器５０２は、ＰＩ制御に基づいてδ軸電流指令値ｉδ＿ｒｅｆを生成しても良い。
【０１６１】
界磁制御器６１８は、ＣＰＵ１５１ａから出力される指令に基づいてγ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆを生成して出力する。なお、回転子４０２に永久磁石が用いられる場合、通常は巻線を貫く磁束の強度に影響するγ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆは０に設定されるが、これに限定されるものではない。
【０１６２】
高周波重畳器５１９は、界磁制御器６１８から出力されるγ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆに所定の周波数を有する信号を重畳し、当該所定の周波数を有する信号が重畳されたγ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆ´を出力する。このように、本実施形態では、回転子４０２のトルクへの寄与が比較的小さいγ軸電流に所定の周波数の信号（以下、高周波信号と称する）が重畳される。この結果、回転子４０２のトルクへの寄与が比較的大きいδ軸電流に高周波信号が重畳される場合に比べて、前記高周波信号に起因するトルクの変動が起こりにくくなる。その結果、δ軸電流に高周波信号が重畳される場合に比べてモータの制御が不安定になることを抑制することができる。なお、高周波信号の周波数は、位相制御器５０２によって生成されるδ軸電流指令値ｉδ＿ｒｅｆ、即ち、モータ５０９を回転させるために用いられる電流値のうち最も高い周波数よりも高い周波数に設定される。また、高周波信号の周波数は、後述するＡ／Ｄ変換器５１０がアナログ値をデジタル値に変換する際の周波数よりも低い周波数に設定される。また、高周波信号の振幅は、例えば、位相θを精度よく決定するために必要な大きさの振幅よりも大きく、且つ、当該高周波信号に起因する異音が発生しないような大きさの振幅よりも小さい振幅に設定される。
【０１６３】
モータ５０９のＡ相に流れる電流は、電流検出器５０７によって検出され、その後、Ａ／Ｄ変換器５１０によってアナログ値からデジタル値へと変換される。Ａ／Ｄ変換器５１０は、デジタル値である電流値ｉαを出力する。また、Ｂ相の巻線に流れる電流は、電流検出器５０８によって検出され、その後、Ａ／Ｄ変換器５１０によってアナログ値からデジタル値へと変換される。Ａ／Ｄ変換器５１０は、デジタル値である電流値ｉβを出力する。なお、Ａ／Ｄ変換器５１０が電流値をアナログ値からデジタル値に変換して出力する周期は、例えば、位相制御器５０２が位相θと指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差を取得する周期Ｔ以下の周期（例えば、２５μｓ）である。また、電流値ｉα及びｉβには、駆動電流の電流値と当該駆動電流よりも周波数が高い高周波信号に起因する高周波電流の電流値とが含まれる。
【０１６４】
電流値ｉα及びｉβは、座標変換器５１１及び極性判定器６１５に入力される。
【０１６５】
座標変換器５１１は、静止座標系における電流値ｉα及びｉβを、次式によって、回転座標系におけるδ軸電流の電流値ｉδ及びγ軸電流の電流値ｉγに変換する。
ｉγ＝ｃｏｓθ＊ｉα＋ｓｉｎθ＊ｉβ                            （２２）
ｉδ＝−ｓｉｎθ＊ｉα＋ｃｏｓθ＊ｉβ                            （２３）
電流値ｉδはローパスフィルタ６１７及び位相決定器５１４に出力される。また、電流値ｉγはローパスフィルタ６１７に出力される。
【０１６６】
図１５は、所定の周波数帯の信号を低減するローパスフィルタ６１７の構成の例を示す図である。なお、所定の周波数帯には、駆動電流の周波数は含まれず、駆動電流よりも周波数の高い高周波電流の周波数が含まれる。本実施形態におけるローパスフィルタ６１７は所定の周波数帯に対応するフィルタ次数が設定されたデジタルフィルタである。図１３に示すように、ローパスフィルタ６１７は、取得した電流値を複数個記憶するメモリ６１７ａ、メモリ６１７ａに記憶されている複数個の電流値の平均値を演算する平均値演算器６１７ｂを有する。ローパスフィルタ６１７は、取得した電流値をメモリ６１７ａに記憶し、平均値演算器６１７ｂは、メモリ６１７ａに記憶されている電流値の平均値を演算する。具体的には、例えば、ローパスフィルタ６１７の次数が３０次である場合は、ローパスフィルタ６１７は、取得した電流値を３０個メモリ６１７ａに記憶し、当該３０個の電流値の平均値を演算する。なお、メモリ６１７ａは、３１個目以降の電流値を取得する際は、電流値を１個取得する毎に、記憶している電流値のうち最も古く記憶した電流値を削除して、取得した電流値を記憶する。また、平均値演算器６１７ｂは、メモリ６１７ａが電流値を記憶する度に前述した演算を行う。更に、フィルタの構成は上述したような平均値を演算する構成に限定されるものではなく、信号を低減することができるフィルタであれば良い。
【０１６７】
ローパスフィルタ６１７は、電流値ｉα及びｉβに含まれる高周波電流を除去し、高周波電流が除去された電流値を出力する。
【０１６８】
減算器１０２には、位相制御器５０２から出力されるδ軸電流指令値ｉδ＿ｒｅｆとローパスフィルタ６１７から出力された電流値ｉδとが入力される。減算器１０２は、δ軸電流指令値ｉδ＿ｒｅｆと電流値ｉδとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【０１６９】
また、減算器１０３には、高周波重畳器５１９から出力されるγ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆ´とローパスフィルタ６１７から出力された電流値ｉγとが入力される。減算器１０３は、γ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆ´と電流値ｉγとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【０１７０】
電流制御器５０３は、ＰＩＤ制御に基づいて、減算器１０２から出力される偏差が小さくなるように駆動電圧Ｖδを生成する。具体的には、電流制御器５０３は、減算器１０２から出力される偏差が０になるように駆動電圧Ｖδを生成して座標逆変換器５０５に出力する。
【０１７１】
また、電流制御器５０３は、ＰＩＤ制御に基づいて、減算器１０３から出力される偏差が小さくなるように駆動電圧Ｖγを生成する。具体的には、電流制御器５０３は、減算器１０３から出力される偏差が０になるように駆動電圧Ｖγを生成して座標逆変換器５０５及び位相決定器５１４に出力する。
【０１７２】
なお、本実施形態における電流制御器５０３は、ＰＩＤ制御に基づいて駆動電圧Ｖδ及びＶγを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、電流制御器５０３は、ＰＩ制御に基づいて駆動電圧Ｖδ及びＶγを生成しても良い。
【０１７３】
座標逆変換器５０５は、電流制御器５０３から出力された回転座標系における駆動電圧Ｖδ及びＶγを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Ｖα及びＶβに逆変換する。
Ｖα＝ｃｏｓθ＊Ｖγ−ｓｉｎθ＊Ｖδ                              （２４）
Ｖβ＝ｓｉｎθ＊Ｖγ＋ｃｏｓθ＊Ｖδ                              （２５）
座標逆変換器５０５によって逆変換された駆動電圧Ｖα及びＶβは、電圧切替器５１６に出力される。
【０１７４】
ＰＷＭインバータ５０６は、フルブリッジ回路を有する。フルブリッジ回路は電圧切替器５１６を介して入力された電圧に基づくＰＷＭ（パルス幅変調）信号によって駆動される。その結果、ＰＷＭインバータ５０６は、駆動電圧Ｖα及びＶβに応じた駆動電流ｉα及びｉβを生成し、駆動電流ｉα及びｉβをモータ５０９の各相の巻線に供給することによって、モータ５０９を駆動させる。なお、本実施形態においては、ＰＷＭインバータはフルブリッジ回路を有しているが、ＰＷＭインバータはハーフブリッジ回路等であっても良い。
【０１７５】
｛位相θを決定する構成｝
次に、位相θを決定する構成について説明する。図１６は、位相決定器５１４の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、位相決定器５１４は、高周波抽出部５１４ａ、誤差決定部５１４ｂ、目標値決定部５１４ｃ、ＰＩ制御部５１４ｄ及び位相生成部５１４ｅを有する。
【０１７６】
抽出手段としての高周波抽出部５１４ａには、電流制御器５０３から出力される駆動電圧Ｖγ及び座標変換器５１１から出力される電流値ｉδが入力される。高周波抽出部５１４ａは、例えば、所定の周波数帯の信号を抽出する（所定の周波数帯以外の信号を低減する）バンドパスフィルタを有する。高周波抽出部５１４ａは、高周波重畳器５１９がγ軸電流指令値ｉγ＿ｒｅｆに重畳する高周波信号の周波数を含む周波数帯の信号を抽出する。この結果、高周波抽出部５１４ａは、駆動電圧Ｖγに含まれる高周波電圧ＶγＨ及び電流値ｉδに含まれる高周波電流ｉδＨを抽出することができる。高周波抽出部５１４ａは抽出した高周波電圧ＶγＨ及び高周波電流ｉδＨを誤差決定部５１４ｂに出力する。なお、本実施形態においては、高周波抽出部５１４ａはバンドパスフィルタを有しているが、ハイパスフィルタ等のフィルタであっても良い。
【０１７７】
位相差決定手段としての誤差決定部５１４ｂは、入力された高周波電圧ＶγＨ及び高周波電流ｉδＨに基づいて、以下の式（２６）を用いて位相差Δθを決定して出力する。
【０１７８】
【数１】
2020072570.tif 000003
【０１７９】
なお、Ｌｄ及びＬｑはそれぞれｄ軸方向に対応する巻線インダクタンス及びｑ軸方向に対応する巻線インダクタンスである。Ｌｄ及びＬｑは、使用されているモータ５０９としてのモータＡに固有の値であり、ＲＯＭ１５１ｂに予め格納されている。なお、モータＢについての制御値もＲＯＭ１５１ｂに予め格納されている。ＣＰＵ１５１ａは、取り付けられたモータの種類に基づいて、モータＡについての制御値、又は、モータＢについての制御値、のいずれかを制御値として設定する。また、ｐは微分演算子である。
【０１８０】
以下に、式（２６）の導出方法を説明する。式（２６）は、ｄ軸及びｑ軸に基づく回転座標系における電圧電流方程式（２７）に基づいて導出される。
【０１８１】
【数２】
2020072570.tif 000004
【０１８２】
なお、Ｖｄ及びＶｑはそれぞれｄ軸における駆動電圧及びｑ軸における駆動電圧である。制御値としてのＲは巻線の抵抗値であり、モータに固有の値である。また、ｉｄ及びｉｑはそれぞれｄ軸における駆動電流及びｑ軸における駆動電流であり、ωが回転子の回転速度である。更に、制御値としてのΨは逆起電圧係数であり、モータに固有の値である。
【０１８３】
ｄ軸及びｑ軸に基づく回転座標系と位相差Δθを有するγ軸及びδ軸に基づく回転座標系における電圧電流方程式（２８）は式（２７）に基づいて以下のようにして導出される。
【０１８４】
【数３】
2020072570.tif 000005
【０１８５】
ここで、本実施形態では、回転速度ω、抵抗値Ｒ、逆起電圧係数Ψ等に、以下の条件を設定する。
条件１．  本実施形態における位相θの決定方法は、回転子が停止している状態及び回転子が比較的低速で回転している状態において用いられる方法であるため、回転速度ωを０に近似する。
条件２．  本実施形態における位相θの決定方法においては、高周波信号が用いられるため、インダクタンスによる電圧降下に対して巻線の抵抗値Ｒは十分小さいので、抵抗値Ｒを０に近似する。
条件３．  巻線に発生する逆起電圧の周波数は高周波信号の周波数よりも十分小さいため、逆起電圧係数Ψを０に近似する。
条件４．  高周波信号はγ軸にのみ重畳されるため、δ軸における電圧Ｖδを０に近似する。
【０１８６】
以上のように、回転速度ω＝０、抵抗値Ｒ＝０、逆起電圧係数Ψ＝０及び電圧Ｖδ＝０を式（２８）に適用することにより、以下の式（２９）が導出される。
【０１８７】
【数４】
2020072570.tif 000006
【０１８８】
そして、式（２９）を式変換することにより、位相差Δθについての式（２６）が導出される。以上のように、本実施形態においては、条件１乃至４により位相差Δθについての式の導出が簡略化され、位相差Δθを決定する際の演算負荷を軽減することができる。以上が、式（２６）の導出方法の説明である。
【０１８９】
減算器５１４ｆは、誤差決定部５１４ｂから出力される位相差Δθと目標値決定部５１４ｃから出力される位相差Δθの目標値Δθ＿ｔｇｔとの偏差を演算して出力する。
【０１９０】
速度決定手段としての位相差制御部５１４ｄは、ＰＩＤ制御に基づいて、減算器５１４ｆから出力される偏差が小さくなるように回転速度ω＿ｅｓｔを生成する。具体的には、位相差制御部５１４ｄは、減算器５１４ｆから出力される偏差が０になるように回転速度ω＿ｅｓｔを生成して位相生成部５１４ｅに出力する。なお、本実施形態における位相差制御部５１４ｄは、ＰＩＤ制御に基づいて回転速度ω＿ｅｓｔを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、位相差制御部５１４ｄは、ＰＩ制御に基づいて回転速度ω＿ｅｓｔを生成しても良い。
【０１９１】
位相生成部５１４ｅは、位相差制御部５１４ｄから出力される回転速度ω＿ｅｓｔに基づいて、位相θ´を生成する。具体的には、位相生成部５１４ｅは、位相差制御部５１４ｄから出力される回転速度ω＿ｅｓｔに対して積分演算を行うことによって位相θ´を生成する。位相生成部５１４ｅは、後述する極性判定の結果に基づいて位相θ´を補正し、補正後の位相θを出力する。
【０１９２】
なお、本実施形態では、目標値決定部５１４ｃから出力される目標値Δθ＿ｔｇｔは０に設定される。即ち、ｄ軸とγ軸との位相差Δθが０になるように位相θが決定される。この結果、より高精度に決定された位相θに基づいてモータの制御が行われる。
【０１９３】
前述の如くして得られた位相θは、減算器１０１、座標逆変換器５０５及び座標変換器５１１に入力される。
【０１９４】
モータ制御装置１５７は、ベクトル制御を行う場合は、上述の制御を繰り返し行う。
【０１９５】
以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置１５７は、指令位相θ＿ｒｅｆと回転位相θとの偏差が小さくなるように回転座標系における電流値を制御する位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を行う。ベクトル制御を行うことによって、余剰トルクに起因してモータ音が増大すること及び消費電力が増大することを抑制することができる。また、回転位相をフィードバックしているため、回転子の回転位相が所定の位相になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転位相を高精度に制御する必要がある負荷（例えば、レジストレーションローラ等）を駆動するモータに位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。
【０１９６】
｛モータの駆動開始の制御｝
次に、本実施形態におけるモータの駆動開始の制御について説明する。本実施形態では、モータの回転子の回転位相θｍが０°≦θｍ＜９０°又は２７０°≦θｍ＜３６０°であるか９０°≦θｍ＜２７０°であるかを判定する極性判定が行われた後にベクトル制御が開始される。
【０１９７】
以下に、本実施形態における極性判定の方法を説明する。本実施形態におけるモータ制御装置１５７には、極性を判定する構成として、判定電圧生成器６１３、極性判定器６１５、電圧切替器５１６が設けられている。
【０１９８】
極性判定を行う（モータの駆動を開始する）場合、ＣＰＵ１５１ａは、判定電圧生成器６１３によって生成された電圧がＰＷＭインバータ５０６に入力されるように電圧切替器５１６を制御する指令をモータ制御装置１５７に出力する。モータ制御装置１５７は当該指令に応じて電圧切替器５１６を制御する。この結果、判定電圧生成器６１３によって生成された電圧がＰＷＭインバータ５０６に入力され、極性判定の動作が開始される。
【０１９９】
判定電圧生成器６１３は、正の電圧である判定電圧Ｖα０を生成し、判定電圧Ｖα０に対応する電流ｉα０がＡ相の巻線に所定時間Ｔ１流れるように判定電圧Ｖα０を出力する。
【０２００】
ＰＷＭインバータ５０６は、判定電圧Ｖα０に応じて、Ａ相の巻線に判定電圧Ｖα０に対応する電流ｉα０を供給する。なお、所定時間Ｔ１はＡ相の巻線に電流ｉα０が流れるために必要最低限の時間以上の時間とする。
【０２０１】
Ａ／Ｄ変換器５１０は、電流検出器５０７によって検出された電流ｉα０をアナログ値からデジタル値へと変換して出力する。
【０２０２】
判定電圧生成器６１３が判定電圧Ｖα０を出力してから所定時間Ｔ２後に、判定電圧生成器６１３は、判定電圧Ｖα０´を生成し、判定電圧Ｖα０´に対応する電流ｉα０´がＡ相の巻線に所定時間Ｔ１流れるように、判定電圧Ｖα０´を出力する。なお、判定電圧Ｖα０´は判定電圧Ｖα０と同じ大きさの電圧であって判定電圧Ｖα０とは逆極性の電圧である。
【０２０３】
ＰＷＭインバータ５０６は、判定電圧Ｖα０´に応じて、Ａ相の巻線に判定電圧Ｖα０´に対応する電流ｉα０´を供給する。なお、所定時間Ｔ２は、判定電圧生成器６１３が判定電圧Ｖα０を出力してから、判定電圧Ｖα０に起因してＡ相の巻線に流れる電流ｉα０が０になるまでに必要最低限の時間以上の時間である。
【０２０４】
Ａ／Ｄ変換器５１０は、電流検出器５０７によって検出された電流ｉα０´をアナログ値からデジタル値へと変換して出力する。
【０２０５】
永久磁石の磁極によって作られる磁束が巻線を貫く方向と巻線に流れる電流に起因して発生する磁束の方向とが同じ方向である場合、電流は巻線に流れやすくなる。また、永久磁石の磁極によって作られる磁束が巻線を貫く方向と巻線に流れる電流に起因して発生する磁束の方向とが逆方向である場合、電流は巻線に流れにくくなる。
【０２０６】
したがって、極性判定器６１５は、電流ｉα０の最大値と電流ｉα０´の最大値とを比較することによって、極性を判定することができる。
【０２０７】
電流ｉα０の最大値が電流ｉα０´の最大値よりも大きい場合、極性判定器６１５は判定信号‘０’を位相決定器５１４の内部の位相生成部５１４ｅ及び指令生成器５００に出力する。
【０２０８】
また、電流ｉα０´の最大値が電流ｉα０の最大値よりも大きい場合は、極性判定器６１５は判定信号‘１’を位相決定器５１４の内部の位相生成部５１４ｅ及び指令生成器５００に出力する。
【０２０９】
モータ制御装置１５７は、上述の極性判定が完了すると、極性判定が完了したことをＣＰＵ１５１ａに通知する。
【０２１０】
ＣＰＵ１５１ａは、極性判定が完了したことを示す通知を受信すると、座標逆変換器５０５から出力された電圧がＰＷＭインバータ５０６に入力されるように電圧切替器５１６を制御する指令をモータ制御装置１５７に出力する。モータ制御装置１５７は当該指令に応じて電圧切替器５１６を制御する。この結果、電圧切替器５１６は座標逆変換器５０５から出力された電圧がＰＷＭインバータ５０６に入力される状態になる。
【０２１１】
その後、ＣＰＵ１５１ａは、駆動パルスの出力を開始する。この結果、上述したベクトル制御が開始される。
【０２１２】
なお、前述した極性の判定方法は、本実施形態における一例であって、これに限定されるものではない。例えば、極性判定用の簡易的なセンサ（ホールセンサ等）を用いて極性判定を行ってもよい。
【０２１３】
以上のように、本実施形態では、定電流制御を実行することなく、ベクトル制御によってモータの駆動が開始される。
【０２１４】
本実施形態では、シートのジャムが発生しない場合には、許可信号が‘１’に設定される。その結果、モータ制御装置１５７は、ベクトル制御によってモータを駆動する。一方、シートのジャムが発生すると、ＣＰＵ１５１ａは、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータの回転が異常であるか否かを確認する。そして、異常フラグが‘１’である場合には許可信号が‘０’に設定される。その結果、モータ制御装置１５７は、定電流制御によってモータ駆動をする。このように、本実施形態では、モータが異常であることが検出されると、モータ制御装置１５７は、定電流制御によってモータ駆動をする。この結果、モータ制御装置１５７において設定されている制御値がモータ制御装置１５７に取り付けられているモータに対応した制御値とは異なる状態でベクトル制御が実行されることに起因してモータの異常が繰り返し生じることを抑制することができる。
【０２１５】
なお、本実施形態では、異常フラグが‘１’である場合に、ＣＰＵ１５１ａは、モータ制御装置１５７に取り付けられたモータをベクトル制御ではなく定電流制御によって駆動するようにモータ制御装置１５７を制御したが、この限りではない。例えば、ＣＰＵ１５１ａは、シートのジャムが発生すると、異常フラグに拘わらず、ベクトル制御ではなく定電流制御によってモータを駆動するようにモータ制御装置１５７を制御する構成であってもよい。
【０２１６】
なお、本実施形態のベクトル制御を行うモータ制御装置１５７が第２実施形態、第３実施形態に適用されてもよい。
【０２１７】
また、本実施形態におけるベクトル制御において、速度フィードバック制御が適用されてもよい。
【０２１８】
第１実施形態乃至第４実施形態のいずれかに記載されている異常判定部５２０の機能をＣＰＵ１５１ａが有する構成であってもよい。
【０２１９】
また、第１実施形態乃至第４実施形態では、偏差Δθに基づいて異常判定が行われたが、この限りではない。例えば、回転子の回転速度ωと指令速度ω＿ｒｅｆとの偏差Δωに基づいて異常判定が行われてもよい。また、電流値ｉｄに基づいて異常判定が行われても良い。
【０２２０】
回転速度ω＿ｒｅｆ´は、例えば、駆動電流ｉα又はｉβ、駆動電圧Ｖα又はＶβ、誘起電圧Ｅα又はＥβ等、回転子４０２の回転周期と相関のある周期的な信号の大きさが０になる周期に基づいて決定されても良い。
【０２２１】
第１実施形態乃至第４実施形態が適用されるのは、ベクトル制御によるモータ制御に限らない。例えば、回転位相や回転速度をフィードバックする構成を有するモータ制御装置であれば第１実施形態乃至第４実施形態は適用される。
【０２２２】
また、第１の制御回路は、定電流制御器５１７を用いてモータ５０９の駆動を制御する回路に相当する。更に、第２の制御回路は、ベクトル制御器５１８を用いてモータ５０９の駆動を制御する回路に相当する。なお、モータ制御装置は、ベクトル制御を行う回路と定電流制御を行う回路とにおいて、一部共有している部分（電流制御器５０３、ＰＷＭインバータ５０６等）があるが、この限りではない。例えば、ベクトル制御を行う回路と定電流制御を行う回路とがそれぞれ独立に設けられている構成であっても良い。
【０２２３】
なお、第１実施形態乃至第４実施形態においては、負荷を駆動するモータとしてステッピングモータが用いられているが、ＤＣモータ等の他のモータであっても良い。また、モータは２相モータである場合に限らず、３相モータ等の他のモータであっても本実施形態を適用することができる。
【０２２４】
また、第１実施形態乃至第４実施形態においては、回転子として永久磁石が用いられているが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０２２５】
１５１ａ  ＣＰＵ
１５７  モータ制御装置
４０２  回転子
５００  指令生成器
５０２  位相制御器
５０７，５０８  電流検出器
５０９  ステッピングモータ
５１２  誘起電圧決定器
５１３  位相決定器
５１５  制御切替器
５１７  定電流制御器
５１８  ベクトル制御器
５２０  異常判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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