(57)【要約】【課題】駆動源と被駆動部材の間で衝撃が発生することを防止することができる駆動装置を提供する。【解決手段】制御回路１２０は、位置偏差に対して、比例、積分、微分の各ゲインを用いた比例積分微分制御処理および比例、積分の各ゲインを用いた比例積分制御処理のうちのいずれか一方の制御処理を行う位置・速度追従制御器１３０と、電磁クラッチ１１７の連結状態と遮断状態の間での切り替えを制御する電磁クラッチ制御部１２３と、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき、位置・速度追従制御器１３０が用いる各ゲインを予め定めた所定値に設定するゲイン設定部１３４と、を備えた。【選択図】図６
2014045640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部材を駆動する駆動源としての直流モータと、
前記直流モータの出力軸の回転位置を検知する回転位置検知手段と、
前記出力軸の回転目標位置の情報を含む目標位置信号を入力する目標位置信号入力手段と、
前記出力軸の回転位置と前記回転目標位置との位置偏差を検出する位置偏差検出手段と、
前記直流モータからの駆動力を前記被駆動部材に伝達する駆動伝達部材と、
前記駆動伝達部材に設けられ、前記直流モータからの駆動力を前記被駆動部材に伝達する連結状態と、前記被駆動部材が前記駆動力から遮断される遮断状態との間で切り替えを行う連結遮断手段と、
前記直流モータの回転位置を前記位置偏差に基づいて制御するとともに、前記連結遮断手段を制御する制御手段と、
を備えた駆動装置において、
前記制御手段は、
前記位置偏差に対して、比例、積分、微分の各ゲインを用いた比例積分微分制御処理および比例、積分の各ゲインを用いた比例積分制御処理のうちのいずれか一方の制御処理を行う制御器と、
前記連結遮断手段の連結状態と遮断状態の間での切り替えを制御する連結遮断手段制御部と、
前記連結遮断手段制御部による制御により前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき、前記制御器が用いる前記各ゲインを予め定めた所定値に設定するゲイン設定部と、
を備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記位置偏差に対して比例積分微分制御処理を行う比例積分微分制御器であって、
前記ゲイン設定部は、前記比例積分微分制御処理で用いられる比例、積分、微分の各ゲインを前記比例積分微分制御器に設定するものであることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記位置偏差に対して比例制御処理を行う比例制御器および比例積分制御処理を行う比例積分制御器であって、
前記ゲイン設定部は、前記比例制御処理および前記比例積分処理で用いられる比例、積分の各ゲインを前記比例制御器および前記比例積分制御器に設定するものであることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記ゲイン設定部は、前記連結遮断手段制御部による制御により前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わる一定時間前に、前記各ゲインの少なくとも１つの値を下げるものであることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項５】
前記ゲイン設定部は、前記連結遮断手段制御部による制御により前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わる一定時間前に、前記各ゲインのうち積分ゲインを０にするものであることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項６】
前記ゲイン設定部は、前記連結遮断手段制御部による制御により前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わってから一定時間経過後に、前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わった後の前記直流モータからの駆動力が伝達される前記駆動伝達部材または前記被駆動部材のイナーシャに対応する値に、前記各ゲインを設定するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の駆動装置。
【請求項７】
前記ゲイン設定部は、前記連結遮断手段制御部による制御により前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わってから前記位置偏差検出手段が検出した位置偏差が一定値以内に収まると、前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わった後の前記直流モータからの駆動力が伝達される前記駆動伝達部材または前記被駆動部材のイナーシャに対応する値に、前記各ゲインを設定するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の駆動装置。
【請求項８】
前記ゲイン設定部は、前記制御手段が前記直流モータへの励磁をオフとするリセット期間中に、前記制御器が用いる前記各ゲインを予め定めた所定値に変更することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項９】
前記ゲイン設定部は、前記制御手段が前記直流モータの回転を開始するときに、前記制御器が用いる前記各ゲインを予め定めた所定値に変更することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の駆動装置では、駆動源としてステッピングモータに代えて直流（ＤＣ）ブラシレスモータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。ＤＣブラシレスモータを用いることにより、エネルギー効率をより高くし、モータ重量を削減することが可能となる上、ブラシ付モータと比較し、ブラシ磨耗が無いことから、高耐久化を図ることが可能となる。
【０００３】
また、従来の駆動装置において、モータ軸上にエンコーダなどの回転検出手段を設けないで、被駆動部材上に回転検出手段や移動量検出手段を設ける構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。この構成では、モータの１回転当たりの被駆動部材の移動量等を考慮した制御設計をしなければならないという不都合や、伝達系や被駆動部材の構成が変わったり別の箇所に同じ駆動装置を適用したりする場合に制御手段の設計を変えなければならないという不都合が生じる。そこで、モータ軸上にエンコーダなどの回転検出手段を設け、モータ軸の回転を検出することで、駆動装置の設計を容易にすることが可能となる。
【０００４】
以上の観点から、ＤＣブラシレスモータでの位置、速度を制御するための回転検出手段をモータ軸上に設けた、エンコーダ一体型のＤＣブラシレスモータを備えた駆動装置が考えられ既に知られている。
【０００５】
一方、従来の駆動装置では、モータの制御ゲインをトルク変動量に応じて変更することにより、トルク変動を抑制するようにする技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載された構成においては、駆動源から被駆動部材に駆動力を伝達する伝達経路にクラッチ等の動力連結要素（連結遮断手段）が設けられている場合に、クラッチの連結（係合）および遮断（解放）に伴う負荷変動により駆動系に衝撃が発生し、この衝撃によって被駆動部材や伝達系の耐久性を損なうという問題があった。
【０００７】
すなわち、クラッチを連結または遮断するときには、駆動源と被駆動部材の間の伝達経路に、図１４に示すように、衝撃を伴う大きな速度変動が発生するため、ローラ等の被駆動部材に大きな負荷が加担されることになる。
【０００８】
このため、被駆動部材には、通常起こり得る経時摩耗の他に、衝撃による摩耗が発生するため、被駆動部材の寿命が短くなってしまうという問題がある。
【０００９】
また、駆動装置が搭載された画像形成装置においては、ローラ等の被駆動部材に加わる衝撃によって、記録紙や原稿の位置精度の悪化、色ずれ等の不具合が発生してしまうという問題がある。
【００１０】
さらに、衝撃が画像形成装置の読取光学系に伝播し、ショックジターと呼ばれる不具合を発生するという問題がある。
【００１１】
このような衝撃が発生するという問題は、特許文献３のように制御ゲインを変更するタイミングが特定されていない構成では防止することができなかった。
【００１２】
本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、駆動源と被駆動部材の間で衝撃が発生することを防止することができる駆動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】
【００１３】
本発明の駆動装置は、被駆動部材を駆動する駆動源としての直流モータと、前記直流モータの出力軸の回転位置を検知する回転位置検知手段と、前記出力軸の回転目標位置の情報を含む目標位置信号を入力する目標位置信号入力手段と、前記出力軸の回転位置と前記回転目標位置との位置偏差を検出する位置偏差検出手段と、前記直流モータからの駆動力を前記被駆動部材に伝達する駆動伝達部材と、前記駆動伝達部材に設けられ、前記直流モータからの駆動力を前記被駆動部材に伝達する連結状態と、前記被駆動部材が前記駆動力から遮断される遮断状態との間で切り替えを行う連結遮断手段と、前記直流モータの回転位置を前記位置偏差に基づいて制御するとともに、前記連結遮断手段を制御する制御手段と、を備えた駆動装置において、前記制御手段は、前記位置偏差に対して、比例、積分、微分の各ゲインを用いた比例積分微分制御処理および比例、積分の各ゲインを用いた比例積分制御処理のうちのいずれか一方の制御処理を行う制御器と、前記連結遮断手段の連結状態と遮断状態の間での切り替えを制御する連結遮断手段制御部と、前記連結遮断手段制御部による制御により前記連結遮断手段が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき、前記制御器が用いる前記各ゲインを予め定めた所定値に設定するゲイン設定部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、駆動源と被駆動部材の間で衝撃が発生することを防止することができる駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る駆動装置の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る駆動装置のブロック構成図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るＤＣモータの斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るエンコーダディスクの斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る駆動装置の位置・速度追従制御器の一例を示すブロック構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る駆動装置の位置・速度追従制御器の他の例を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る駆動装置の電磁クラッチの状態、モータシーケンス、イナーシャ、制御ゲインの変化の例を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更のタイミングの例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更のタイミングの他の例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更のタイミングの他の例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更の値の例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更の値の他の例を示す図である。
【図１４】従来の駆動装置で駆動源と被駆動部材の間で発生する衝撃を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態に係る駆動装置のモードに応じたモータ回転数およびゲインの相違を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態に係る駆動装置のファームウェアが持つ複数のゲインの切り替えを示す概念図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更タイミングの一例を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態に係る駆動装置のゲイン変更タイミングの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態における構成について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００１９】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、それぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」と記す。）の可視像たるトナー像を生成するため、４つの感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを含む。）と、現像装置２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを含む。）と、を備えている。
【００２０】
現像装置２は、それぞれ、現像ローラ３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを含む。）を備えている。また、各現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの図中下方には、潜像を形成する露光装置４が配設されている。
【００２１】
露光装置４は、画像情報に基づいて発したレーザ光を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射して露光する。
【００２２】
この露光により、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＹ静電潜像、Ｍ静電潜像、Ｃ静電潜像、Ｋ静電潜像が形成される。なお、露光装置４は、光源から発したレーザ光を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラムに照射するものである。
【００２３】
また、露光装置４の図中下側には、紙収容カセット５、給紙ローラ６、レジストローラ７等を有する給紙機構が配設されている。なお、給紙ローラ６およびレジストローラ７は、本発明に係る搬送ローラを構成する。
【００２４】
紙収容カセット５は、記録材としての用紙２３を複数枚重ねて収納しており、一番上の用紙２３には給紙ローラ６を当接させている。給紙ローラ６が図示しない駆動機構によって図中反時計回りに回転させられると、一番上の用紙２３がレジストローラ７のローラ間に向けて給紙される。
【００２５】
レジストローラ７は、用紙２３を挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、レジストローラ７は、用紙２３を適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２６】
また、現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの図中上方には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動させる中間転写ユニット１５が配設されている。
【００２７】
この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８のほか、４つの１次転写バイアスローラ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを含む。）、ベルトクリーニング装置１０、２次転写バックアップローラ１１、クリーニングバックアップローラ１２、テンションローラ１３等も備えている。なお、２次転写バックアップローラ１１は、本発明に係る搬送ローラを構成する。
【００２８】
中間転写ベルト８は、これら７つのローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動させられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス極性）の転写バイアスを印加する方式のものである。
【００２９】
１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が重ね合わせられて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００３０】
また、上記中間転写ユニット１５には、中間転写ベルト８が感光体ドラム１Ｋに接触した状態で、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに対して接離するための図示しない接離機構も設けられている。
【００３１】
上記２次転写バックアップローラ１１は、２次転写ローラ１６との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで用紙２３に転写される。そして、用紙２３の白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００３２】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、用紙２３に転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、上記ベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。２次転写ニップにおいては、用紙２３が互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１６との間に挟まれて、上記レジストローラ７側とは反対方向に搬送される。
【００３３】
２次転写ニップから送り出された用紙２３は、画像形成装置１００本体に対して着脱自在なユニットとしての定着ユニット１７のローラ間を通過する際に、熱と圧力と影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、用紙２３は、排紙ローラ１８のローラ間を経て機外へと排出される。なお、排紙ローラ１８は、本発明に係る搬送ローラを構成する。
【００３４】
画像形成装置１００本体の筺体の上面には、スタック部２０が形成されており、排紙ローラ１８によって機外に排出された用紙２３は、このスタック部２０に順次スタックされる。
【００３５】
上記中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部２０との間には、ボトル支持部２１が配設されている。このボトル支持部２１には、各色トナーをそれぞれ収容する剤収容器としてのトナーボトル２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを含む。）がセットされている。
【００３６】
各トナーボトル２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ内の各色トナーは、それぞれ図示しないトナー供給装置により、現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに適宜補給される。各トナーボトル２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとは独立して画像形成装置１００の本体に対して脱着可能である。
【００３７】
また、画像形成装置１００は、ＣＰＵを含む本体制御部３０と、この本体制御部３０で実行されるプログラム等を記憶するメモリ３１を備えている。
【００３８】
本体制御部３０は、図示しない操作パネル等から入力される指示信号に基づいてメモリ３１からプログラムを読出して実行し、前述の各構成要素を制御する。
【００３９】
図２は、画像形成装置１００が備える搬送ローラを駆動する駆動装置の概略構成図である。
【００４０】
図２に示した駆動装置１５０は、図１に示した画像形成装置１００の何れかの搬送ローラを駆動するＤＣモータおよびその制御回路等からなるものである。以下の説明では、図１に示した排紙ローラ対１８の駆動装置を例に挙げる。ただし、排紙ローラ対１８以外の搬送ローラについても同様に適用することができる。
【００４１】
排紙ローラ対１８（排紙ローラ１８ａ、１８ｂから構成される）の駆動装置１５０は、ＤＣモータ１０１、減速ギヤ１１１〜１１４、制御回路１２０、ドライバ回路１１５を備えている。なお、制御回路１２０は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００４２】
ＤＣモータ１０１は、例えばＤＣ（直流）ブラシレスモータで構成され、出力軸１０２、この出力軸１０２に固定されたギヤ１０２ａおよびエンコーダ１０３を備えている。ＤＣモータ１０１は、ブラシレスに限らず、ブラシ付きのＤＣモータで構成されていてもよい。また、ＤＣモータ１０１は、本実施の形態では、インナーロータモータとして構成されているが、これに限らず、アウターロータモータとして構成されていてもよい。エンコーダ１０３は、エンコーダディスク１０３ａ、フォトセンサ１０３ｂを有する。なお、エンコーダ１０３は、本発明に係る回転位置検知手段を構成する。
【００４３】
この構成により、ＤＣモータ１０１は、ギヤ１０２ａ、減速ギヤ１１１〜１１４を介し、排紙ローラ対１８を回転させる。そして、排紙ローラ対１８に挟まれながら用紙２３が搬送されていく。
【００４４】
また、エンコーダディスク１０３ａは、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１０２に垂直かつ同心にて固定され、出力軸１０２の回転とともに回転するようになっている。
【００４５】
光学センサであるフォトセンサ１０３ｂは、エンコーダディスク１０３ａを挟み込む形でＤＣモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１０３ａのスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、フォトセンサ１０３ｂの受光素子にてパルス信号となって制御回路１２０へと伝達する。
【００４６】
制御回路１２０では、このパルス信号を計測することで、ＤＣモータ１０１の回転量および回転速度を導出し、排紙ローラ対１８の位置および速度情報から、用紙２３の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００４７】
なお、フォトセンサ１０３ｂは、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００４８】
制御回路１２０は、本体制御部３０（図１参照）が出力する目標駆動信号およびフォトセンサ１０３ｂの出力信号に基づいてＤＣモータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１１５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１１５から動作信号に合った電流をＤＣモータ１０１に流すことで、排紙ローラ対１８を駆動させるようになっている。
【００４９】
また、本実施の形態では、減速ギヤ１１１〜１１４のうち、減速ギヤ１１３には電磁クラッチ１１７が内蔵されている。電磁クラッチ１１７は、内蔵する図示しない一対の係合部材が電磁力で係合（連結）または解放（遮断）されることにより、減速ギヤ１１３の入力側から出力側への駆動力の伝達を伝達状態または非伝達状態に切り替えるようになっている。
【００５０】
この電磁クラッチ１１７のオン／オフにより、ＤＣモータ１０１から排紙ローラ対１８への駆動力の伝達および非伝達が制御される。電磁クラッチ１１７は、制御回路１２０からの制御信号によって制御される。
【００５１】
図３は、本実施の形態における画像形成装置の駆動装置のブロック構成図である。
【００５２】
図３において、駆動装置１５０は、図１に示す画像形成装置１００の何れかの搬送ローラを駆動するモータおよびその制御回路等を含む。
【００５３】
駆動装置１５０において、本体制御部３０（図１参照）に設けられた目標駆動信号生成手段１１０から、制御回路１２０内の目標位置・速度計算回路１２１に、回転方向信号と移動パルス数の信号が渡されるようになっている。すなわち、制御回路１２０内の目標位置・速度計算回路１２１は、目標駆動信号生成手段１１０から、目標駆動信号としての回転方向信号と移動パルス数の信号を取得するようになっている。
【００５４】
目標位置・速度計算回路１２１では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、目標位置および目標速度を導出し、位置・速度追従制御器１３０に信号を伝達するようになっている。
【００５５】
また、制御回路１２０内のモータ位置・速度計算回路１２２では、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１０３ｂにて、エンコーダディスク１０３ａのパルスを計測している。フォトセンサ１０３ｂおよびエンコーダディスク１０３ａは、２チャンネルロータリエンコーダとして構成されている。
【００５６】
エンコーダディスク１０３ａの１周当りのパルス数は、本実施の形態では１００パルスとしている。エンコーダディスク１０３ａの１周当りのパルス数は、安価にＤＣモータ１０１の出力軸１０２の回転を検出するために、２００パルス以下であることが好ましい。
【００５７】
また、エンコーダディスク１０３ａの１周当りのパルス数は、ステッピングモータからインナーロータ型のＤＣブラシレスモータへの置き換えを容易にするためには、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスとすることが好ましい。
【００５８】
ここで、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１０３ｂは、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。そのため、モータ位置・速度計算回路１２２ではその位相差を利用して、回転方向を知ることができる。
【００５９】
モータ位置・速度計算回路１２２では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、モータ位置およびモータ速度を導出し、位置・速度追従制御器１３０へと信号を伝達するようになっている。
【００６０】
位置・速度追従制御器１３０では、目標位置とモータ位置が一致するよう、また目標速度とモータ速度が一致するよう制御し、必要に応じてＰＷＭ（パルス幅変調）出力、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ回路１１５へと送るようになっている。なお、位置・速度追従制御器１３０では、本発明に係る目標位置信号入力手段を構成する。
【００６１】
ドライバ回路１１５は、４象限ドライバとして構成されており、位置・速度追従制御器１３０から得られた信号およびホールＩＣ１１６からのホール信号から、モータ電流およびＰＷＭ電圧を制御するようになっている。
【００６２】
すなわち、駆動装置１５０においては、制御回路１２０が、目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量および目標総回転量を求めるとともに、エンコーダディスク１０３ａ、フォトセンサ１０３ｂからの出力信号から単位時間当りのモータ回転量およびモータ総回転量を求め、その後、目標総回転量とモータ総回転量が等しく、かつ、単位時間当りの目標回転量と単位時間当りのモータ回転量が等しくなるようドライバ回路１１５への信号を変化させることで、ＤＣモータ１０１の回転速度を制御するようになっている。
【００６３】
本実施の形態では、ドライバ回路１１５がＤＣモータ１０１に搭載されていない形式で示しているが、ドライバ回路１１５をＤＣモータ１０１上の基板に搭載した場合は、ハーネス本数の削減が図れるため、コストダウンにつながる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、目標駆動信号生成手段１１０は、駆動装置１５０には含まれず、画像形成装置１００の本体制御部３０に設けられた構成としたが、目標駆動信号生成手段１１０が駆動装置１５０内に含まれていてもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、制御回路１２０には、電磁クラッチ１１７のオン／オフを制御する電磁クラッチ制御部１２３が設けられている。電磁クラッチ制御部１２３は、本体制御部３０から入力される駆動要求信号を受けて、電磁クラッチ制御信号を出力するようになっている。
【００６６】
制御回路１２０には、位置・速度追従制御器１３０の後述するＰＩＤ制御器１４０で用いる各ゲインの設定および変更を行うゲイン設定部１３４が設けられている。ゲイン設定部１３４は、ＰＩＤ制御器１４０の比例ゲインＧｐ、積分ゲインＧｉおよび微分ゲインＧｄを設定するものである。本実施の形態では、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７のオン／オフに合わせてＰＩＤ制御器１４０の各ゲインを変更するようになっている。ゲイン設定部１３４の詳細については後述する。
【００６７】
図４（ａ）、図４（ｂ）は、本実施の形態における駆動装置１５０のモータの構成を示す斜視図である。
【００６８】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、ＤＣモータ１０１の出力軸１０２にギヤ１０２ａを直接歯切りすることで、モータ初段の減速比を大きくすることができ、コストダウンも実現できるようになっている。
【００６９】
また、出力軸１０２の駆動伝達部であるギヤ１０２ａの逆側の端部には、エンコーダディスク１０３ａが同軸上に直接固定されている。また、フォトセンサ１０３ｂは、ＤＣモータ１０１に取り付けられ、ドライバ回路１１５（図３参照）もＤＣモータ１０１上の基板１０４に取り付けられている。ＤＣモータ１０１上の基板１０４には、コネクタ１０５が取り付けられており、モータ信号とエンコーダ信号の入出力がなされるようになっている。
【００７０】
また、ＤＣモータ１０１の軸受け部には、玉軸受けが用いられており、これにより、焼結軸受け等を用いた場合と比較して摩擦力が低減するので、ＤＣモータ１０１を用いることによる高効率化を更に高められるとともに、高耐久化を図ることができるようになっている。
【００７１】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、本実施の形態に係る画像形成装置のエンコーダディスクの構成を示す斜視図である。
【００７２】
図５（ａ）は、エンコーダディスク１０３ａを溝穴タイプとしたものを示す図である。図５（ａ）において、エンコーダディスク１０３ａは、金属板にエッチング加工等により周方向（回転方向）に等間隔にスリット形状の穴１０３ｃを開けたものから構成されており、このようにエンコーダディスク１０３ａがスリット形状を有することにより、このスリット形状の穴１０３ｃの有無により、フォトセンサ１０３ｂの受光素子が信号の有無を検知し、パルス検知をするようになっている。
【００７３】
図５（ｂ）は、エンコーダディスク１０３ａをフォトエッチングタイプとしたものを示す図である。図５（ｂ）において、エンコーダディスク１０３ａは、フィルム上に黒インクでスリット１０３ｄを印刷したものから構成されており、この黒インクの有無により、フォトセンサ１０３ｂの受光素子が信号の有無または光量の差異を検知し、パルス検知をするようになっている。図５（ｂ）に示すエンコーダディスク１０３ａでは、黒インクを用いているが、光量の差異（有無を含む。）が検知できれば、黒インクでなくても構わない。
【００７４】
次に、位置・速度追従制御器１３０の詳細な構成について、図６を参照して説明する。
【００７５】
図６に示すように、位置・速度追従制御器１３０はＰＩＤ制御器１４０を備え、ＰＩＤ制御を行うものである。ＰＩＤ制御は、Ｐ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ（比例）、Ｉ：Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）、Ｄ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ（またはＤｅｒｉｖａｔｉｖｅ）（微分）の３つの組み合わせで制御するものであり、目標値と現在値の偏差に応じ、複数のパラメータを最適化することにより制御を行うものである。なお、モータを対象としたＰＩＤ制御には、モータ位置の偏差または回転速度の偏差を対象として処理するものがあるが、以下の説明ではモータ位置の偏差についてＰＩＤ制御を行うものを例に挙げる。本実施の形態では、モータ位置の偏差を位置誤差ともいう。
【００７６】
位置・速度追従制御器１３０は、ＰＩＤ制御器１４０に加えて、減算器１３１、加算器１３２、ＰＷＭ回路１３３を備えている。なお、ＰＩＤ制御器１４０は、本発明に係る制御器および比例積分微分制御器を構成する。
【００７７】
減算器１３１は、目標位置Ｘｔを示す目標位置信号から検出位置ｘを示す検出位置信号を減算し、両者の位置誤差Ｘｅを示す位置誤差信号をＰＩＤ制御器１４０に出力するようになっている。ここで、検出位置信号は、モータ位置・速度計算回路１２２が有する位置演算部１２２ａから出力される。なお、減算器１３１は、本発明に係る位置偏差検出手段を構成する。
【００７８】
ＰＩＤ制御器１４０は、比例演算部１４１、積分演算部１４２、微分演算部１４３を備えている。
【００７９】
比例演算部１４１は、位置誤差Ｘｅに比例ゲインＧｐを乗算して比例演算値を求めるようになっている。積分演算部１４２は、位置誤差Ｘｅに積分ゲインＧｉを乗算し、乗算した値を時間的に積算して積分演算値を求めるようになっている。微分演算部１４３は、位置誤差Ｘｅに微分ゲインＧｄを乗算し、乗算した値を時間的に微分して微分演算値を求めるようになっている。
【００８０】
加算器１３２は、比例演算値、積分演算値、微分演算値を加算した加算値（ＰＩＤ演算結果）をＰＷＭ回路１３３に出力するようになっている。ここで、加算器１３２が出力する加算値は、ＰＷＭ信号のデューティ比を示すデューティ信号としてＰＷＭ回路１３３に出力される。
【００８１】
ＰＷＭ回路１３３は、加算器１３２が出力するデューティ信号に基づいて指令信号を生成し、ドライバ回路１１５に出力するようになっている。
【００８２】
ドライバ回路１１５は、ＰＷＭ回路１３３からの指令信号に基づいてＤＣモータ１０１の駆動を制御するようになっている。このドライバ回路１１５は、例えば複数個のトランジスタを備えており、ＰＷＭ回路１３３からの指令信号に基づいて、トランジスタをオン、オフさせることでパルス信号を生成し、ＤＣモータ１０１に電力を供給するようになっている。
【００８３】
図３の制御回路１２０においては、図６で詳細を説明した位置・速度追従制御器１３０に代わって、以下に説明する位置・速度追従制御器１６０を用いてもよい。位置・速度追従制御器１３０（図６参照）に代わる位置・速度追従制御器１６０について、図７を参照して説明する。なお、位置・速度追従制御器１３０と同様な構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
図７に示すように、位置・速度追従制御器１６０は、Ｐ制御器１７０、ＰＩ制御器１８０、減算器１３１および１６１、加算器１６２、ＰＷＭ回路１３３を備えており、Ｐ＋ＰＩ制御を行うものである。
【００８５】
Ｐ制御器１７０は、比例演算部１７１を備えている。ＰＩ制御器１８０は、比例演算部１８１、積分演算部１８２を備えている。なお、Ｐ制御器１７０は、本発明に係る制御器および比例制御器を構成する。また、ＰＩ制御器１８０は、本発明に係る制御器および比例積分制御器を構成する。
【００８６】
モータ位置・速度計算回路１２２は、エンコーダ１０３の出力信号に基づいて、モータ位置を演算する位置演算部１２２ａと、モータ速度を演算する速度演算部１２２ｂと、を備えている。
【００８７】
減算器１３１は、位置演算部１２２ａが演算して求めた検出位置ｘと、目標位置Ｘｔとを比較してその差分である位置誤差Ｘｅを求め、Ｐ制御器１７０に出力するようになっている。
【００８８】
Ｐ制御器１７０は、位置誤差Ｘｅを増幅して回転速度の目標速度Ｖｔとして減算器１６１に出力するようになっている。
【００８９】
減算器１６１は、速度演算部１２２ｂが演算により求めた検出速度ｖと、目標速度Ｖｔとを比較してその差分である速度誤差Ｖｅを求め、ＰＩ制御器１８０に出力するようになっている。
【００９０】
ＰＩ制御器１８０において、比例演算部１８１は、速度誤差Ｖｅに比例ゲインＧｐを乗算して比例演算値を求めるようになっている。積分演算部１８２は、速度誤差Ｖｅに積分ゲインＧｉを乗算し、乗算した値を時間的に積算して積分演算値を求めるようになっている。
【００９１】
加算器１６２は、比例演算値と積分演算値を加算した加算値（ＰＩ演算結果）をＰＷＭ回路１３３に出力するようになっている。ここで、加算器１６２が出力する加算値は、ＰＷＭ信号のデューティ比を示すデューティ信号としてＰＷＭ回路１３３に出力される。
【００９２】
ここで、位置・速度追従制御器１３０または位置・速度追従制御器１６０のゲインを制御するゲイン設定部１３４の機能について詳細を説明する。
【００９３】
本実施の形態のように、ＤＣモータ１０１からの駆動力が減速ギヤ１１３に内蔵された電磁クラッチ１１７のオン／オフにより排紙ローラ対１８に対して伝達または非伝達される構成の場合、図８に示すように、電磁クラッチ１１７のオンまたはオフによりＤＣモータ１０１に駆動連結される部材のイナーシャが変化する。
【００９４】
すなわち、電磁クラッチ１１７がオフのときは、ＤＣモータ１０１には、ギヤ１０２ａ、減速ギヤ１１１〜１１３のみが駆動連結されるため、これらの複数の部材の全体のイナーシャはＪ１であるが、電磁クラッチ１１７がオンのときは、ＤＣモータ１０１には、ギヤ１０２ａ、減速ギヤ１１１〜１１４、排紙ローラ対１８が駆動連結されるため、これらの複数の部材の全体のイナーシャはＪ２に変化する。
【００９５】
また、電磁クラッチ１１７は、ＤＣモータ１０１がスルーアップを完了した後の定常回転中にオン／オフが切り替わるように制御される。図８に示す例では、時刻Ｔ１でＤＣモータ１０１の停止状態からのスルーアップが開始され、時刻Ｔ２でスルーアップが完了して定常回転となり、時刻Ｔ３で電磁クラッチ１１７がオンとなり、時刻Ｔ４で電磁クラッチ１１７がオフとなり、時刻Ｔ５でＤＣモータ１０１のスルーダウンが開始され、時刻Ｔ６でスルーダウンが完了して停止状態となる。
【００９６】
したがって、ＤＣモータ１０１が定常回転中に電磁クラッチ１１７をオンとオフの間で切り替えることによる衝撃の発生を防止するためには、電磁クラッチ１１７を切り替えに伴うイナーシャの変化に合わせて、各ゲインを最適な値に設定する必要がある。
【００９７】
そこで、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７のオン／オフに応じて各ゲインを最適な値に変更するようになっている。以下、ゲイン設定部１３４によるゲイン変更の具体例を説明する。
【００９８】
まず、ゲイン設定部１３４によるゲイン変更のタイミングについて図９〜図１１を参照して説明する。なお、図９〜図１１において、１点鎖線で示すモータの挙動は、ＤＣモータ１０１の速度変動を表している。
【００９９】
図９に示すように、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７により駆動が連結される前にゲインを変更するようになっている。これにより、電磁クラッチ１１７がオンになるときの衝撃を抑制される。また、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７が連結される一定時間前のタイミングでゲインを変更するようになっている。
【０１００】
図９において、ＤＣモータ１０１に加わる負荷のイナーシャは、電磁クラッチ１１７により駆動が連結される時刻Ｔ３の前後でＪ１からＪ２に変化している。
【０１０１】
また、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７により駆動が連結される時刻Ｔ３より前にゲインを変更している。また、ゲイン設定部１３４は、時刻Ｔ３より一定時間Ａだけ前のタイミングである時刻Ｔ３−Ａにおいてゲインを変更している。
【０１０２】
なお、図示省略するが、ゲイン設定部１３４によるゲイン変更は、電磁クラッチ１１７がＯＦＦとなって連結が切れるときにも同様に行われる。例えば、電磁クラッチ１１７がオフとなる時刻Ｔ４より一定時間Ａだけ前にゲインが変更される。
【０１０３】
なお、図９において衝撃を抑制するために変更した後のゲインは最適なものであるとは限らないため、図１０に示すように、電磁クラッチ１１７が連結した一定時間に、連結後のイナーシャを考慮したゲインに変更するようにすると好適である。
【０１０４】
図１０において、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７により駆動が連結された時刻Ｔ３の一定時間Ｂだけ後のタイミングである時刻Ｔ３＋Ｂにおいて、電磁クラッチ１１７の連結後のイナーシャであるＪ２に合わせた値にゲインを変更している。
【０１０５】
なお、図示省略するが、ゲイン設定部１３４によるゲイン変更は、電磁クラッチ１１７がＯＦＦとなって連結が切れるときにも同様に行われる。例えば、電磁クラッチ１１７がオフとなる時刻Ｔ４の一定時間Ｂだけ後のタイミングＴ４＋Ｂにおいて、電磁クラッチ１１７の連結遮断後のイナーシャであるＪ１に合わせた値にゲインが変更される。
【０１０６】
また、図１１に示すように、電磁クラッチ１１７の連結後のイナーシャであるＪ２に合わせた値にゲインを変更するタイミングである時刻Ｔ３＋Ｂとして、電磁クラッチ１１７の連結時の負荷変動に伴うＤＣモータ１０１の位置誤差がある値以内に収まったタイミングを用いるとより好適である。すなわち、ゲイン変更は、電磁クラッチ１１７の連結後にＤＣモータ１０１の挙動が安定してから行う。この場合、安定的にゲインを変更することになり、追従性の影響を少なくすることができる。
【０１０７】
なお、図示省略するが、ゲイン設定部１３４によるゲイン変更は、電磁クラッチ１１７がＯＦＦとなって連結が切れるときにも同様に行われる。この場合、電磁クラッチ１１７がオフとなる時刻Ｔ４の一定時間Ｂだけ後のタイミングＴ４＋Ｂとして、電磁クラッチ１１７の連結遮断時の負荷変動に伴うＤＣモータ１０１の位置誤差がある値以内に収まったタイミングが用いられる。
【０１０８】
次に、ゲイン設定部１３４によるゲイン変更の値の例について図１２、図１３を参照して説明する。
【０１０９】
図１２に示すように、ゲイン設定部１３４は、ＰＩＤの各ゲインのうち少なくとも１つを、電磁クラッチ１１７の連結前よりも低い値に変更する。これにより、電磁クラッチ１１７の連結前より低い値にゲインを下げることで、追従性の鈍化と引き換えに一層衝撃を抑制することができるようになる。
【０１１０】
図１２において、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７により駆動が連結される時刻Ｔ３より一定時間Ａだけ前のタイミングである時刻Ｔ３−Ａにおいて、Ｐゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインの値を、Ｇｐ１、Ｇｉ１、Ｇｄ１から、より低い値であるＧｐ２（≦Ｇｐ１）、Ｇｉ２（≦Ｇｉ１）、Ｇｄ２（≦Ｇｄ１）にそれぞれ変更している。
【０１１１】
なお、図１２において、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７により駆動が連結された時刻Ｔ３の一定時間Ｂだけ後のタイミングである時刻Ｔ３＋Ｂ（ＤＣモータ１０１の位置誤差がある値以内に収まったタイミング）において、電磁クラッチ１１７の連結後のイナーシャであるＪ２に合わせた値（Ｇｐ３、Ｇｉ３、Ｇｄ３）にゲインを変更している。
【０１１２】
また、図１３に示すように、ゲイン設定部１３４は、ＰＩＤの各ゲインのうち積分ゲインを０にしてもよい。これにより、溜まっていた積分ゲインを０にすることで、急な位置誤差が発生したときに追従性が過剰になってしまうことを防止することができる。
【０１１３】
図１３において、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ１１７により駆動が連結される時刻Ｔ３より一定時間Ａだけ前のタイミングである時刻Ｔ３−Ａにおいて、Ｐゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインの値を、Ｇｐ１、Ｇｉ１、Ｇｄ１から、Ｇｐ１、０、Ｇｄ１にそれぞれ変更している。すなわち、ゲイン設定部１３４は、時刻Ｔ３−Ａにおいて積分演算部１４２、１８２の機能をオフにしている。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態における駆動装置１５０は、減速ギヤ１１３に設けられ、ＤＣモータ１０１からの駆動力を被駆動部材である排紙ローラ対１８に伝達する連結状態と、排紙ローラ対１８が駆動力から遮断される遮断状態との間で切り替えを行う電磁クラッチ１１７と、ＤＣモータ１０１の回転位置を位置偏差に基づいて制御するとともに、電磁クラッチ１１７を制御する制御回路１２０と、を備え、制御回路１２０は、位置偏差に対して、比例、積分、微分の各ゲインを用いた比例積分微分制御処理および比例、積分の各ゲインを用いた比例積分制御処理のうちのいずれか一方の制御処理を行う位置・速度追従制御器１３０、１６０と、電磁クラッチ１１７の連結状態と遮断状態の間での切り替えを制御する電磁クラッチ制御部１２３と、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき、位置・速度追従制御器１３０、１６０が用いる各ゲインを予め定めた所定値に設定するゲイン設定部１３４と、を備えたことを特徴とする。
【０１１５】
この構成により、電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき、ゲイン設定部１３４により各ゲインを予め定めた所定値に設定することで、駆動源であるＤＣモータ１０１と被駆動部材である排紙ローラ対１８の間で衝撃が発生することを防止することができる。
【０１１６】
また、本実施の形態における駆動装置１５０は、位置偏差に対して比例積分微分制御処理を行うＰＩＤ制御器１４０を用い、ゲイン設定部１３４は、比例積分微分制御処理で用いられる比例、積分、微分の各ゲインをＰＩＤ制御器１４０に設定するものであることを特徴とする。
【０１１７】
また、本実施の形態における駆動装置１５０は、位置偏差に対して比例制御処理を行うＰ制御器１７０および比例積分制御処理を行うＰＩ制御器１８０を用い、ゲイン設定部１３４は、比例制御処理および比例積分処理で用いられる比例、積分の各ゲインをＰ制御器１７０およびＰＩ制御器１８０に設定するものであることを特徴とする。
【０１１８】
また、本実施の形態における駆動装置１５０は、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わる一定時間前に、各ゲインの少なくとも１つの値を下げるものであることを特徴とする。
【０１１９】
また、本実施の形態における駆動装置１５０は、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わる一定時間前に、各ゲインのうち積分ゲインを０にするものであることを特徴とする。
【０１２０】
また、本実施の形態における駆動装置１５０は、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わってから一定時間経過後に、電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わった後のＤＣモータ１０１からの駆動力が伝達される減速ギヤ１１１〜１１４または排紙ローラ対１８のイナーシャに対応する値に、各ゲインを設定するものであることを特徴とする。
【０１２１】
また、本実施の形態における駆動装置１５０は、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わってから減算器１３１が検出した位置偏差が一定値以内に収まると、電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わった後のＤＣモータ１０１からの駆動力が伝達される減速ギヤ１１１〜１１４または排紙ローラ対１８のイナーシャに対応する値に、各ゲインを設定するものであることを特徴とする。
【０１２２】
以下、他の実施の形態について説明する。
【０１２３】
上記の構成の駆動装置１５０においては、ゲイン設定部１３４が、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき、位置・速度追従制御器１３０、１６０が用いる各ゲインを、電磁クラッチ１１７の切り替え後の状態に最適な値（予め定めた所定値）に設定（切り替え）することにより、駆動源であるＤＣモータ１０１と被駆動部材である排紙ローラ対１８の間で衝撃が発生することが防止される。
【０１２４】
一方、ＤＣモータ１０１での位置、速度を制御するためには、ＤＣモータ１０１をそれぞれ備える各モータ出力ユニットに対しての最適制御を行う必要があるので、各モータ出力ユニットのイナーシャ、負荷トルク、回転数等の各条件に応じたゲイン設定も行う必要がある。
【０１２５】
例えば、図１５に示すように、ＤＣモータ１０１を備えたモータ出力ユニットを駆動源とする搬送ローラは、用紙２３が普通紙、厚紙の何れであるか、または、要求画質が高画質であるか、に応じて、回転数が互いに異なる普通紙モード、厚紙モード、高画質モードの何れかのモードで駆動される。そして、ＤＣモータ１０１の特性値はその回転数に依存しており、回転数に応じて変化するパラメータを持っているため、ＤＣモータ１０１の回転数に応じた最適なゲインを設定する必要がある。
【０１２６】
図１５に示す例では、回転数が相対的に高い普通紙モードにおいてはゲイン１を用い、回転数が相対的に低い高画質モードにおいてはゲイン３を用い、回転数が普通紙モードと高画質モードの間の厚紙モードにおいてはゲイン２が用いられるようになっている。
【０１２７】
また、１つのファームウェアの中に１つのゲインを持たせる構成であると、条件の異なるモータ出力ユニットを駆動源として備える場合に、用意するゲインの数だけファームウェアを増やさなければいけない。
【０１２８】
このため、図１６に示すように、１つのファームウェアの中に複数のゲインを持たせる構成であることが好ましい。図１６において、複数のゲインを持つファームウェアは、例えば、図３に示す１チップマイコンからなる制御回路１２０の位置・速度追従制御器１３０に記憶されている。また、図１６において、ゲインの切り替えは、例えば、ファームウェアに入力される入力信号がハイレベルであるか、または、ローレベルであるかに応じて行われる。
【０１２９】
また、複数のゲインを１つのファームウェアに持たせる図１６の構成においては、ゲインの切り替えは内部の何れかのパラメータで行う必要があるため、ゲインの切り替えミスを防止するためには、ゲインの切り替えタイミングを明確にする必要がある。ここで、ゲインの切り替えミスとは、切り替え後のゲインが適切な値であった場合であっても、動作中の外乱等によりゲインの切り替えタイミングが不適切なものとなってしまった場合を意味している。
【０１３０】
ゲインの切り替えタイミングが不適切になると、結果として、切り替え前後のゲインがそのときの状態にとって不適切な値となるため、追従性の悪化、または追従性が良過ぎることによる振れ（発振）を招き、例えば、中間転写ユニット１５を駆動するモータ出力ユニットに発振が発生した場合には、中間転写ベルト８上に転写された画像および用紙２３上に形成された画像に、色ずれや小ピッチジター等の問題が発生してしまう。
【０１３１】
したがって、このような問題を回避するためには、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わるとき以外のときにも、位置・速度追従制御器１３０、１６０が用いる各ゲインを、最適な値に設定（切り替え）する必要がある。
【０１３２】
したがって、このような問題を回避するためには、ゲイン設定部１３４は、電磁クラッチ制御部１２３による制御により電磁クラッチ１１７が連結状態と遮断状態との間で切り替わるときだけでなく、図１５のように、ＤＣモータ１０１の回転数がモードに応じて異なる場合にも、所定のタイミングでゲインを設定（切り替え）することが好ましい。
【０１３３】
例えば、図１７に示すように、ＤＣモータ１０１のモータ駆動シーケンスが、リセット期間（励磁ＯＦＦ）、Ｈｏｌｄ期間、稼働期間、Ｈｏｌｄ期間、リセット期間と順次変化するものである場合、リセット期間においてゲインの切り替えを行うことが好ましい。
【０１３４】
この場合、リセット期間にゲインの切り替えが行われるため、ゲインの切り替えのミスを防止し、搬送性への影響を無くすことができる。
【０１３５】
また、ゲインの切り替えは、稼働期間のスタート時、すなわち、ホールド期間から稼働期間に移り変わるときとすることが好ましい。
【０１３６】
この場合も、リセット期間にゲインの切り替えを行う場合と同様に、ゲインの切り替えのミスを防止し、搬送性への影響を無くすことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
以上のように、本発明に係る駆動装置は、駆動源と被駆動部材の間で衝撃が発生することを防止することができるという効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される駆動装置として有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１８  排紙ローラ対（被駆動部材）
１００  画像形成装置
１０１  ＤＣモータ（駆動源、直流モータ）
１０２  出力軸
１０２ａ  ギヤ
１０３  エンコーダ（回転位置検知手段）
１１０  目標駆動信号生成手段
１１１、１１２、１１３、１１４  減速ギヤ（駆動伝達部材）
１１５  ドライバ回路
１１７  電磁クラッチ（連結遮断手段）
１２０  制御回路（制御手段）
１２１  目標位置・速度計算回路
１２２  モータ位置・速度計算回路
１２２ａ  位置演算部
１２３  電磁クラッチ制御部（連結遮断手段制御部）
１３０、１６０  位置・速度追従制御器（目標位置信号入力手段）
１３１、１６１  減算器（位置偏差検出手段）
１３２、１６２  加算器
１３３  ＰＷＭ回路
１３４  ゲイン設定部
１４０  ＰＩＤ制御器（制御器、比例積分微分制御器）
１４１、１７１、１８１  比例演算部
１４２、１８２  積分演算部
１４３  微分演算部
１５０  駆動装置
１７０  Ｐ制御器（制御器、比例制御器）
１８０  ＰＩ制御器（制御器、比例積分制御器）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３９】
【特許文献１】特開２００９−１４８０８２号公報
【特許文献２】特開２００２−１２０４２５号公報
【特許文献３】特開２００６−７４８８５号公報
【図１】
2014045640.tif 000003
【図２】
2014045640.tif 000004
【図３】
2014045640.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014045640.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014045640.tif 000012
【図１１】
2014045640.tif 000013
【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】
2014045640.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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