(57)【要約】【課題】ギヤの損耗及び騒音を低減することが可能なモータ制御装置を提供すること。【解決手段】モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、前記モータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、前記モータの回転速度及び前記目標速度に基づいて、前記モータを制御する制御手段と、前記モータの起動時において前記回転速度が基準速度に達した時に、前記制御手段の制御演算に用いられる比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、前記回転速度が前記基準速度に達する前よりも大きい値に設定する制御ゲイン設定手段と、を有するモータ制御装置。【選択図】図５
2014180135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、
前記モータの回転速度及び前記目標速度に基づいて、前記モータを制御する制御手段と、
前記モータの起動時において前記回転速度が基準速度に達した時に、前記制御手段の制御演算に用いられる比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、前記回転速度が前記基準速度に達する前よりも大きい値に設定する制御ゲイン設定手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記制御ゲイン設定手段は、前記回転速度が前記基準速度に達した時に、前記比例ゲイン及び前記積分ゲインを、前記回転速度が前記基準速度に達する前よりも大きい値に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御ゲイン設定手段は、前記回転速度が前記基準速度に達するまでの間は、前記比例ゲイン及び前記積分ゲインの何れか一方の値をゼロに設定する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御ゲイン設定手段は、前記回転速度が前記基準速度に達するまでの間は、前記積分ゲインをゼロに設定し、前記比例ゲインを前記回転速度の増加と共に大きくなる比例関数又はステップ関数に基づいて設定する
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】
前記制御ゲイン設定手段は、前記回転速度が前記基準速度に達するまでの間は、前記比例ゲインを負の値に設定し、前記回転速度が前記基準速度に達した時に、前記比例ゲインを正の値に設定し、前記積分ゲインを前記回転速度が前記基準速度に達する前よりも小さい値に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記目標速度設定手段は、前記モータの起動から目標定常速度に至るまでの間の前記目標速度を、時間の経過と共に大きくなる比例関数に基づいて設定する
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記目標速度設定手段は、前記モータの起動から目標定常速度に至るまでの間の前記目標速度を、時間の経過と共に階段状に大きくなるステップ関数に移動平均フィルタを適用して設定する
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、
前記モータの回転位置及び前記目標速度に基づいて、前記モータを制御する制御手段と、
前記モータの起動時において前記回転位置が基準回転位置に達した時に、前記制御手段の制御演算に用いられる比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、前記回転位置が前記基準回転位置に達する前よりも大きい値に設定する制御ゲイン設定手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】
モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、
前記モータの回転距離及び前記目標速度に基づいて、前記モータを制御する制御手段と、
前記モータの起動時において前記回転距離が基準回転距離に達した時に、前記制御手段の制御演算に用いられる比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、前記回転距離が前記基準回転距離に達する前よりも大きい値に設定する制御ゲイン設定手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載のモータ制御装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
モータの駆動を制御するモータ制御方法であって、
前記モータの回転速度を検出する速度検出ステップと、
前記モータの目標速度を設定する目標速度設定ステップと、
前記回転速度及び前記目標速度に基づいて、前記モータを制御する制御ステップと、
前記モータの起動時において前記回転速度が基準速度に達した時に、前記制御ステップの制御演算に用いられる比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、前記回転速度が前記基準速度に達する前よりも大きい値に設定する制御ゲイン設定ステップと、
を有することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモータ制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、画像形成装置、モータ制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば画像形成装置には、像担持体や中間転写体等の負荷を回転駆動させる複数のモータが設けられている。画像形成装置において、例えば像担持体と中間転写体との表面線速の差異は画質劣化を招くため、各モータは予め定められた目標速度で駆動する様に制御される（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータと負荷との間には駆動機構として複数のギヤが設けられ、図１０に示す様に、ギヤとギヤとの歯面間にはバックラッシュＢＬを有するのが一般的である。
【０００４】
例えば図１０に示す状態から、モータを駆動させてギヤＡを図中矢印方向に回転させると、ギヤＡがバックラッシュＢＬに相当する角度回転してギヤＡの歯面がギヤＢの歯面に衝突した後、ギヤＢがギヤＡに伴って回転する。この様に、各ギヤ間にはバックラッシュＢＬが設けられているため、モータ起動時において負荷が回転する前にギヤとギヤとが衝突し、ギヤが損耗すると共に騒音が生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ギヤの損耗及び騒音を低減することが可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、前記モータの目標速度を設定する目標速度設定手段と、前記モータの回転速度及び前記目標速度に基づいて、前記モータを制御する制御手段と、前記モータの起動時において前記回転速度が基準速度に達した時に、前記制御手段の制御演算に用いられる比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、前記回転速度が前記基準速度に達する前よりも大きい値に設定する制御ゲイン設定手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、ギヤの損耗及び騒音を低減することが可能なモータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を例示する図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を例示する図である。
【図３】実施形態に係るモータ制御部の機能構成を例示する図である。
【図４】実施形態におけるモータ起動処理のフローチャートを例示する図である。
【図５】実施形態における比例ゲイン及び積分ゲインの設定例を示す図である。
【図６】実施形態における目標速度に対する回転速度の計測結果を例示する図である。
【図７】制御ゲインを変更しない場合おける目標速度に対する回転速度の計測結果を例示する図である。
【図８】実施形態における起動時と定常駆動時のボード線図を例示する図である。
【図９】実施形態における比例ゲイン及び積分ゲインの他の設定例を示す図である。
【図１０】ギヤ間のバックラッシュを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、実施形態に係る画像形成装置２００の概略構成を例示する図である。
【００１１】
図１に示す様に、画像形成装置２００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１４０、画像読取部１３０、画像形成部１１０、書き込みユニット１２０、給紙ユニット１５０を有する。
【００１２】
ＡＤＦ１４０は、原稿給紙台上に積載された原稿を、一枚ずつ画像読取部１３０のコンタクトガラス１１上に搬送し、画像データが読み取られた後に排紙トレイ上に排出する。
【００１３】
画像読取部１３０は、原稿が載置されるコンタクトガラス１１、露光ランプ４１、第１ミラー４２、第２ミラー４３、第３ミラー４４、レンズ４５、ＣＣＤ４６を有する。露光ランプ４１、第１ミラー４２、第２ミラー４３及び第３ミラー４４は、一定速度で移動しながら原稿を走査し、原稿からの反射光がレンズ４５を介してＣＣＤ４６の受光面に結像して光電変換される。
【００１４】
ＣＣＤ４６によって光電変換された画像データは、不図示の画像処理回路でＡ／Ｄ変換された後に画像処理回路によって各種の画像処理（γ補正、色変換、画像分離、階調補正等）が施される。
【００１５】
書き込みユニット１２０は、それぞれイエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の静電潜像を形成する露光装置４７ｙ、４７ｍ、４７ｃ、４７ｋを有する。ユーザが原稿画像の複写を指示した場合や、プリンタとして画像の印刷を指示した場合には、書き込みユニット１２０が色毎に感光ドラムに画像に対応する静電潜像を形成する。
【００１６】
画像形成装置２００には、各色のトナー画像が形成される４つの感光体ユニット１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋが、中間転写ベルト１４の搬送方向に沿って並設されている。各感光体ユニット１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋには、感光体ドラム２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋと、帯電装置４８ｙ、４８ｍ、４８ｃ、４８ｋ、現像装置１６ｙ、１６ｍ、１６ｃ、１６ｋ、クリーニング装置４９ｙ、４９ｍ、４９ｃ、４９ｋがそれぞれ設けられている。以下では、色を表す符号ｙ、ｍ、ｃ、ｋを省略して説明する。
【００１７】
書き込みユニット１２０の露光装置４７は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイとレンズアレイからなるＬＥＤ書込み方式で露光する。露光装置４７は、各色に光電変換された画像データに応じてＬＥＤを発光して感光体ドラム２７上に静電潜像を形成する。
【００１８】
現像装置１６は、現像剤を担持して回転する現像ローラが、感光体ドラム２７上に形成された静電潜像にトナーを供給し、各色のトナー像を形成する。
【００１９】
感光体ドラム２７に形成された各色のトナー像は、感光体ドラム２７と中間転写ベルト１４とが接する一次転写位置で、中間転写ベルト１４上に重ねて転写される。
【００２０】
感光体ドラム２７に中間転写ベルト１４を介して対向する位置には、中間転写ローラ２６が設けられている。中間転写ローラ２６は、それぞれ中間転写ベルト１４の内周面に当接され、中間転写ベルト１４を各感光体の表面に接触させる。中間転写ローラ２６は、電圧が印可され、感光体ドラム２７のトナー像を中間転写ベルト１４に転写するための中間転写電界を形成し、中間転写ベルト１４上にトナー画像を転写する。各色のトナー画像は重畳して転写され、フルカラートナー画像が中間転写ベルト１４に形成される。
【００２１】
中間転写ベルト１４上に形成されたトナー画像が二次転写ローラ１８の位置に達するタイミングで、記録紙５３が二次転写ローラ１８と斥力ローラ１７との間の二次転写位置５０に到達する様に給紙搬送され、トナー画像が記録紙５３に二次転写される。
【００２２】
記録紙５３は、第１トレイ２２ａ、第２トレイ２２ｂ、第３トレイ２２ｃ、第４トレイ
２２ｄの何れかから給紙される。各給紙トレイ２２ａ〜２２ｄは、内部に収容された記録紙５３を一番上から順次給紙する給紙ローラ２８、給紙された記録紙５３を個々に分離してから搬送路２３に送り出す分離ローラ３１、複数の搬送ローラ対２９を有する。
【００２３】
搬送ローラ対２９は、給紙トレイ２２から搬送される記録紙５３を後段の搬送ローラ対２９、画像形成部１１０の給紙路３２に向けて送り出す。給紙路３２に送り込まれた記録紙５３は、その先端がレジストセンサ５１によって検出された後、レジストローラ３３に突き当てられて一端停止する。レジストローラ３３は、挟み込んだ記録紙５３を所定のタイミングで二次転写位置５０に送り込む。所定のタイミングは、中間転写ベルト１４に形成されたフルカラートナー画像が二次転写位置５０に搬送されるタイミングである。
【００２４】
記録紙５３は、二次転写ローラ１８と斥力ローラ１７との間の二次転写位置５０で、中間転写ベルト１４上のフルカラートナー画像が転写され、搬送ベルト２４によって定着装置１９まで搬送される。
【００２５】
定着装置１９は、加圧ローラ１２、加熱ローラ２５を有し、記録紙５３を加熱及び加圧することで、フルカラートナー画像を記録紙５３上に定着させる。定着装置１９によりフルカラートナー画像が定着された記録紙５３は、排紙トレイ２１上に排出される。
【００２６】
なお、画像形成装置２００として、電子写真方式で画像を記録紙５３に形成する画像形成装置を例示したが、インク滴を吐出して画像を形成するインクジェット方式等の他の画像形成方式で画像を形成する画像形成装置であっても良い。
【００２７】
＜画像形成装置のハードウェア構成＞
図２は、実施形態に係る画像形成装置２００のハードウェア構成を例示する図である。
【００２８】
図２に示す様に、画像形成装置２００は、コントローラ２１０、スキャナ２２０、プリンタ２３０、モデム２４０、操作パネル２５０、ネットワークＩ／Ｆ部２６０、記録媒体Ｉ／Ｆ部２７０、モータ制御部３００を有する。
【００２９】
コントローラ２１０は、ＣＰＵ２１１、ＲＡＭ２１２、ＲＯＭ２１３、ＨＤＤ２１４及びＮＶＲＡＭ２１５等を有する。ＲＯＭ２１３には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記憶されている。ＲＡＭ２１２は、プログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域等として用いられる。ＣＰＵ２１１は、ＲＡＭ２１２にロードされたプログラムを処理することにより、各種の機能を実現する。ＨＤＤ２１４には、プログラムやプログラムが利用する各種のデータ等が記憶される。ＮＶＲＡＭ２１５には、各種の設定情報等が記憶される。
【００３０】
スキャナ２２０は、原稿より画像データを読み取るためのハードウェア（画像読取部）である。プリンタ２３０は、画像を記録媒体に印刷するためのハードウェア（画像形成部）である。モデム２４０は、電話回線に接続するためのハードウェアであり、ＦＡＸ通信による画像データの送受信を実行するために用いられる。操作パネル２５０は、ユーザからの入力の受け付けを行うためのボタン等の入力手段や、タッチパネル機能を有する液晶パネル等の操作画面等を備えるハードウェアである。
【００３１】
ネットワークＩ／Ｆ部２６０は、ＬＡＮ等のネットワーク（有線又は無線の別は問わない）に接続するためのハードウェアである。記録媒体Ｉ／Ｆ部２７０は、記録媒体２７１とのインタフェースである。画像形成装置２００は記録媒体Ｉ／Ｆ部２７０を介して、記録媒体２７１の読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。記録媒体２７１には、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤメモリカード（SD Memory card）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory）等がある。
【００３２】
モータ制御部３００は、モータ制御装置の一例であり、モータ４００の駆動を制御する。モータ４００は、例えばブラシレスＤＣモータ等であり、画像形成装置２００において感光体ドラム２７、給紙ローラ２８、搬送ローラ対２９等を回転駆動させるために設けられる。エンコーダ５００は、例えばロータリエンコーダ等であり、モータ４００の回転軸又は複数のギヤで構成される駆動機構に設けられるコードホイールに一定角度間隔で刻まれているスリットを、例えば光学式センサで読み取ってパルス信号を出力する。
【００３３】
モータ制御部３００は、設定される目標速度及びエンコーダ５００の検出結果に基づいて、ＰＩＤ制御によりモータ４００のフィードバック制御を行う。なお、モータ制御部３００は、ＰＩＤ制御に代えてＰＩ制御によりモータ４００を制御しても良い。
【００３４】
モータ制御部３００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含み、モータ制御部３００の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがＲＡＭに読み出されてＣＰＵにより実行されることにより実現される。
【００３５】
＜モータ制御部の機能構成＞
図３は、実施形態に係るモータ制御部３００の機能構成を例示する図である。
【００３６】
モータ制御部３００は、制御ゲイン設定部３１０、目標速度設定部３２０、比較演算部３３０、ＰＩＤ制御演算部３４０、ドライバ３５０、信号処理部３６０を有する。
【００３７】
制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の駆動状態に応じて、ＰＩＤ制御演算部３４０における制御演算に用いられる比例ゲイン、積分ゲインといった制御ゲインの設定を行う。
【００３８】
目標速度設定部３２０は、起動時及び一定の速度で回転駆動する定常駆動状態等におけるモータ４００の目標速度を設定する。
【００３９】
比較演算部３３０は、目標速度設定部３２０により設定された目標速度と、信号処理部３６０によってエンコーダ５００の検出結果から求められるモータ４００の実際の回転速度との偏差を算出する。
【００４０】
ＰＩＤ制御演算部３４０は、比較演算部３３０により算出されるモータ４００の目標速度と実際の回転速度との偏差から、制御ゲイン設定部３１０により設定された制御ゲインに基づいて制御演算を行う。ＰＩＤ制御演算部３４０は、モータ４００の目標速度と実際の回転速度との偏差が小さくなる様なＰＷＭ信号をドライバ３５０に出力する。
【００４１】
ドライバ３５０は、ＰＩＤ制御演算部３４０から出力されるＰＷＭ信号に基づいて駆動電流を生成してモータ４００に出力し、モータ４００を回転駆動させる。
【００４２】
信号処理部３６０は、エンコーダ５００から出力されるパルス信号を取得し、モータ４００の実際の回転速度を算出する。信号処理部３６０により求められるモータ４００の回転速度は、制御ゲイン設定部３１０及び比較演算部３３０に出力される。
【００４３】
＜モータ起動処理＞
図４に、モータ４００の起動時におけるモータ制御部３００の起動処理のフローチャートを例示する。
【００４４】
まずステップＳ１０１では、目標速度設定部３２０がモータ４００の駆動開始から定常駆動状態に至るまでの目標速度を設定する。モータ４００が起動してから定常駆動状態に達するまでの間の目標速度は、例えば時間の経過と共に階段状に大きくなるステップ関数に２次の移動平均フィルタを適用し、起動後に時間の経過と共に目標速度が大きくなる様に設定する。また、起動してから定常駆動状態に達するまでの間の目標速度は、例えば時間の経過と共に大きくなる比例関数に基づいて設定しても良い。
【００４５】
次にステップＳ１０２では、制御ゲイン設定部３１０が、ＰＩＤ制御演算部３４０における制御演算に用いられる制御ゲインを設定する。制御ゲイン設定部３１０は、例えば図５に示す様に、起動後にモータ４００の回転速度が基準速度に達した時に、制御ゲインを変更する。具体的には、モータ４００の起動後に回転速度が基準値に達した時に、制御ゲイン設定部３１０は、比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、回転速度が基準速度に達する前よりも大きい値に設定する。
【００４６】
本実施形態では、図５に示す様に、回転速度が基準速度に達するまでの間は、積分ゲインをゼロに設定し、回転速度が基準速度に達した時に、比例ゲイン及び積分ゲインを、それぞれ回転速度が基準速度に達するまでの間よりも大きな値に設定する。
【００４７】
また、基準速度は、モータ４００が回転を開始し、例えばモータ４００とモータ４００に接続される負荷との間のギヤ列がバックラッシュＢＬ分以上回転してギヤ同士が噛み合い、モータ４００に接続する負荷が回転を開始する速度に設定する。
【００４８】
モータ４００の起動時において、ギヤ列がバックラッシュＢＬ分以上回転し、ギヤ同士が噛み合うまでは、モータ４００はほぼ無負荷状態で回転する。したがって、モータ４００の起動時において、定常駆動状態と同様に設定された制御ゲインでモータ４００を制御すると、モータ４００の出力トルクが必要以上に大きく制御されてしまう。そのため、モータ４００の起動時にギヤとギヤとが激しく衝突し、ギヤの損耗や騒音といった問題が生じていた。
【００４９】
そこで、本実施形態では、上記した様に、モータ４００の回転速度が、ギヤ列が噛み合って負荷が回転を開始する基準速度に達するまでは、比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも一方を、定常駆動状態における値よりも小さい値に設定する。この様な設定により、ギヤ列が噛み合う前の無負荷状態でモータ４００から必要以上のトルクが出力されるのを防止し、ギヤ同士のぶつかり合いによる衝撃を低減し、ギヤの損耗や騒音といった問題を解消することが可能になる。
【００５０】
図４に示すフローチャートに戻り、ステップＳ１０３では、制御ゲイン設定部３１０により設定された比例ゲイン及び積分ゲインに基づいて、モータ４００が制御されて駆動する。ステップＳ１０４では、エンコーダ５００からモータ４００の回転に対応するパルス信号が出力され、信号処理部３６０によりモータ４００の回転速度が算出され、ＰＩＤ制御演算部３４０による制御演算に用いられる。
【００５１】
ステップＳ１０５では、制御ゲイン設定部３１０がモータ４００の回転速度と基準速度とを比較する。回転速度が基準速度に達していない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）には、ステップＳ１０３により、引き続き設定された制御ゲインに基づいてモータ４００の駆動が制御される。
【００５２】
モータ４００の回転速度が基準速度に達した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０６にて、制御ゲイン設定部３１０が比例ゲイン及び積分ゲインの設定を、図５に例示する様に変更する。具体的には、比例ゲイン及び積分ゲインを、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間よりも大きい値に設定する。ステップＳ１０７では、設定変更された比例ゲイン及び積分ゲインに基づいて、モータ４００が目標速度に沿って加速し、一定の速度で回転する定常駆動状態に至る様に制御される。
【００５３】
図６は、モータ４００の起動時において、設定された目標速度及びモータ４００の回転速度の計測結果を例示する図である。
【００５４】
本実施形態では、図６に示す様に、目標速度が、２次の移動平均フィルタを適用したステップ関数に基づいて、起動から目標定常速度に達するまでの間はＳ字状に加速する様に設定されている。
【００５５】
制御ゲイン設定部３１０は、例えば２００[ｐｐｓ]に設定される基準速度に達するまで、比例ゲイン及び積分ゲインを基準速度に達した後に比べて小さい値に設定することで、起動時におけるモータ４００の出力トルクを低減している。この様な制御により、モータ４００の起動時に、バックラッシュＢＬがあることによって生じるギヤ同士のぶつかり合いによる衝撃を低減することが可能になる。また、図６に示す様に、モータ４００の回転速度を、目標速度に追従して加速させる様に制御することができる。
【００５６】
図７は、基準速度の前後で制御ゲインを変更せず、一定の回転速度で駆動する定常駆動状態における制御ゲインで起動時も制御した場合における、モータ４００の回転速度の検出結果を例示する図である。モータ４００の目標速度は、本実施形態（図６）と同様に設定されている。
【００５７】
制御ゲインを変更しない場合には、モータ４００の起動時に、ギヤがバックラッシュＢＬ分以上回転して実際に噛み合う前の無負荷状態において、モータ４００の出力トルクが必要以上に大きくなる様に制御される。そのため、図７に示す様に、起動直後にモータ４００の回転速度が目標速度に対して振動的になり、制御が不安定になっている。
【００５８】
これに対して本実施形態では、図６に例示する様に、起動直後においてもモータ４００の回転速度が振動的な挙動を示すことなく目標速度に追従し、モータ４００が安定して制御されていることが分かる。本実施形態は、図８に例示するモータ４００の起動時及び定常駆動状態のボード線図からも分かる様に、起動時のゲイン交差周波数が定常駆動状態よりも低く、モータ４００を安定して制御することが可能になっている。
【００５９】
本実施形態に係るモータ制御部３００は、モータ４００の起動時において、ギヤ同士が噛み合って負荷が回転を開始したと考えられる基準速度の前後で制御ゲインを変更する。制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間は、比例ゲイン及び積分ゲインの少なくとも一方を、定常駆動状態よりも小さく設定する。この様な設定により、起動時にギヤ同士が噛み合って負荷が回転開始する前において、モータ４００の出力トルクが必要以上に大きくなるのを防止できる。したがって、モータ４００と負荷との間の駆動機構においてギヤとギヤとが激しく衝突することによって生じる騒音を低減すると共に、ギヤの損耗を低減してモータ４００及び駆動機構の長寿命化を図ることが可能になる。また、起動時においてモータ制御部３００からモータ４００への出力電圧が小さくなるため、モータ４００による消費電力量を低減することが可能になる。
【００６０】
また、制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の回転速度に応じて比例ゲイン及び積分ゲインを、例えば図９（ａ）〜（ｅ）に示す様に設定しても良い。
【００６１】
例えば図９（ａ）に示す例では、制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間、比例ゲインをゼロに設定する。また、モータ４００の回転速度が基準速度に達した後は、比例ゲイン及び積分ゲインを、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間よりも大きい値に設定する。
【００６２】
図９（ｂ）に示す例では、制御ゲイン設定部３１０は、比例ゲイン及び積分ゲインの両方を、モータ４００の回転速度が基準速度に達する前よりも後の方が大きくなる様に設定する。
【００６３】
図９（ｃ）に示す例では、制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間は、比例ゲインを負の値に設定する。また、モータ４００の回転速度が基準速度に達した後は、比例ゲインを正の値に設定し、積分ゲインは、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間よりも小さい値に設定する。
【００６４】
図９（ｄ）に示す例では、制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間は、積分ゲインをゼロに設定し、比例ゲインは回転速度の増加と共に大きくなる比例関数に基づいて設定する。また、モータ４００の回転速度が基準速度に達した後は、比例ゲイン及び積分ゲインを、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間よりも大きい値に設定する。
【００６５】
図９（ｅ）に示す例では、制御ゲイン設定部３１０は、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間は、積分ゲインをゼロに設定し、比例ゲインは回転速度の増加と共に大きくなるステップ関数に基づいて設定する。また、モータ４００の回転速度が基準速度に達した後は、比例ゲイン及び積分ゲインを、モータ４００の回転速度が基準速度に達するまでの間よりも大きい値に設定する。
【００６６】
図９（ａ）〜（ｅ）に例示する何れの場合においても、上記実施形態と同様に、モータ４００の起動時に駆動機構のギヤ同士がバックラッシュＢＬ分回転して噛み合うまでのモータ４００の出力トルクを低減できる。モータ４００の出力トルクが低減することで、ギヤ同士のぶつかり合いにより生じる衝撃を低減し、ギヤの損耗及び騒音を防止することが可能になる。また、起動時においてモータ制御部３００からモータ４００への出力電圧が小さくなるため、モータ４００による消費電力量を低減することが可能になる。
【００６７】
なお、本実施形態では、モータ４００の回転速度が基準速度に達した時に、制御ゲイン設定部３１０が制御ゲインを変更しているが、モータ４００の回転位置又は回転距離に基づいて制御ゲインを変更しても良い。例えば、モータ４００の回転速度が基準速度に達すると考えられるモータ４００の基準回転位置又は基準回転距離を予め記憶し、モータ４００の回転位置が基準回転位置に達した時又は回転距離が基準回転距離に達した時に、制御ゲインを変更しても良い。
【００６８】
以上、実施形態に係るモータ制御装置、画像形成装置、モータ制御方法及びプログラムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
２００  画像形成装置
３００  モータ制御部（モータ制御装置）
３１０  制御ゲイン設定部（制御手段設定手段）
３２０  目標速度設定部（目標速度設定手段）
３４０  ＰＩＤ制御演算部（制御手段）
４００  モータ
５００  エンコーダ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００５−１１４７１４号公報
【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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