(57)【要約】【課題】  定電流制御においては、回転子にかかる負荷トルクの変動を考慮して、モータの巻線に余分な駆動電流が供給されている。その結果、消費電力の増大や、余剰トルクに起因したモータ音の増大が起こってしまう。【解決手段】  ベクトル制御が行われる場合において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値に基づいて、定電流制御が行われる際にモータに供給する駆動電流の振幅値を決定する。この結果、定電流制御中において、回転子が脱調することを抑制することができ、更に、従来の定電流制御に比べて、消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。【選択図】  図８
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【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、
前記回転子の回転位相を推定する位相推定手段と、
前記指令位相と前記位相推定手段によって推定された回転位相との偏差が小さくなるように、前記位相推定手段によって推定された回転位相を基準とした回転座標系の電流であって前記回転子にトルクを発生させるトルク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の制御モードと、前記モータの巻線に定電流を供給することによって前記モータを制御する第２の制御モードとを備えるモータ制御手段と、
前記第１の制御モードの実行中に用いられたトルク電流の電流値を記憶する電流値記憶手段と、
前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを、前記電流値記憶手段に記憶された電流値に基づいて決定する電流値決定手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードの実行中は前記電流値決定手段によって決定された電流の大きさに基づいて前記モータを制御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、
前記回転子の回転位相を推定する位相推定手段と、
前記位相推定手段によって推定された前記回転位相の時間変化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、
前記指令速度と前記速度決定手段によって推定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記位相推定手段によって推定された回転位相を基準とした回転座標系の電流であって前記回転子にトルクを発生させるトルク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の制御モードと、前記モータの巻線に定電流を供給することによって前記モータを制御する第２の制御モードとを備えるモータ制御手段と、
前記第１の制御モードの実行中に用いられたトルク電流の電流値を記憶する電流値記憶手段と、
前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを、前記電流値記憶手段に記憶された電流値に基づいて決定する電流値決定手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードの実行中は前記電流値決定手段によって決定された電流の大きさに基づいて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
前記電流値記憶手段は、前記第１の制御モードにおいて前記モータの加速中に用いられたトルク電流の電流値を記憶し、
前記電流値決定手段は、前記電流値記憶手段が電流値を記憶する毎に、前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを前記電流値記憶手段に記憶された電流値に基づいて決定し、
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードの実行中は、前記電流値決定手段によって決定された電流の大きさに基づいて前記モータを制御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】
前記電流値記憶手段は、前記第１の制御モードの実行中に用いられたトルク電流の電流値を異なるタイミングで取得し、前記異なるタイミングで取得した複数個の電流値を記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記電流値決定手段は、前記電流値記憶手段が電流値を記憶する毎に、前記電流値記憶手段に記憶された複数個の電流値の平均値を演算し、
前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを、前記平均値に基づいて決定することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記電流値決定手段は、前記電流値記憶手段が電流値を記憶する毎に、前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを、前記電流値記憶手段に記憶された複数個の電流値の最大値に基づいて決定することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
更に、前記電流値記憶手段は、
前記第１の制御モードにおいて前記モータの加速中に用いられたトルク電流の電流値を異なるタイミングで取得し、前記異なるタイミングで取得した複数個の電流値を記憶する加速時電流記憶手段と、
前記第１の制御モードにおいて前記モータの減速中に用いられたトルク電流の電流値を異なるタイミングで取得し、前記異なるタイミングで取得した複数個の電流値を記憶する減速時電流記憶手段と、
を有し、
前記電流値決定手段は、前記加速時電流記憶手段が電流値を記憶する毎に、前記第２の制御モードにおいて前記モータの加速中に前記巻線に供給するべき電流である加速電流の大きさを、前記加速時電流記憶手段に記憶された複数個の電流値に基づいて決定し、
更に、前記電流値決定手段は、前記減速時電流記憶手段が電流値を記憶する毎に、前記第２の制御モードにおいて前記モータの減速中に前記巻線に供給するべき電流である減速電流の大きさを、前記減速時電流記憶手段に記憶された複数個の電流値に基づいて決定し、
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードにおいて前記モータの加速中は、前記加速電流の大きさに基づいて前記モータを制御し、前記第２の制御モードにおいて前記モータの減速中は、前記減速電流の大きさに基づいて前記モータを制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードで前記モータの駆動を制御している状態で、前記上位装置から出力される、前記モータの回転子の回転速度を指令する指令速度が所定の値よりも小さい値から前記所定の値以上の値へと変化した場合は、制御モードを前記第２の制御モードから第１の制御モードへと切り替え、前記第１の制御モードで前記モータの駆動を制御している状態で、前記指令速度が前記所定の値以上の値から前記所定の値よりも小さい値へと変化した場合は、制御モードを前記第１の制御モードから第２の制御モードへと切り替えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記電流値記憶手段は、前記第２の制御モードの後に第１の制御モードが実行されてから、該第１の制御モードの後に第２の制御モードが実行されるまでの期間に取得することで記憶したトルク電流の複数の電流値を、該第１の制御モードの後に第２の制御モードが実行される場合に削除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】
前記モータ制御手段は、
前記第１の制御モードにおける前記駆動電流の制御を実行するための第１の制御回路と、
前記第２の制御モードにおける前記駆動電流の制御を実行するための第２の制御回路と、
前記指令速度に基づいて、前記第１の制御回路を用いて前記モータを制御するか、前記第２の制御回路を用いて前記モータを制御するかを切り替える制御切替手段と、
を有することを特徴とする請求項８又は９に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
更に、前記モータ制御手段は、
前記モータの第１相の巻線及び第２相の巻線それぞれに駆動電流を供給する電流供給手段と、
前記電流供給手段を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電流供給手段によって前記モータの第１相の巻線及び第２相の巻線それぞれに供給された駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電圧生成手段によって生成された駆動電圧と、前記電流検出手段によって検出された電流値とに基づいて、前記モータの回転子の回転によって前記第１相の巻線及び第２相の巻線に誘起される誘起電圧を決定する誘起電圧決定手段と、
前記誘起電圧決定手段によって決定された前記第１相の誘起電圧の大きさと前記第２相の誘起電圧の大きさとに基づいて前記モータの回転子の回転位相を推定する位相推定手段と、
を有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】
前記モータ制御手段は、
前記指令位相と前記位相推定手段によって推定された回転位相との偏差が小さくなるように前記回転座標系における駆動電流の電流値を生成して出力する位相制御手段と、
前記位相推定手段によって推定された回転位相に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
を有し、
更に、前記モータ制御手段は、前記第１の制御モードが実行される際に、前記位相制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記モータの第１相の巻線及び第２相の巻線それぞれに供給する駆動電流の電流値を制御することによって前記モータを制御することを特徴とする請求項１を引用する請求項１１に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
前記電圧生成手段は、前記位相制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記回転座標系の駆動電圧を生成し、
前記モータ制御手段は、前記電圧生成手段によって生成された前記回転座標系の駆動電圧を前記静止座標系の駆動電圧に座標逆変換する座標逆変換手段を有し、
前記電流供給手段は、前記座標逆変換手段によって座標逆変換された駆動電圧によって駆動されることを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記モータ制御手段は、
前記指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように前記回転座標系における駆動電流の電流値を生成して出力する速度制御手段と、
前記位相推定手段によって推定された回転位相に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
を有し、
更に、前記モータ制御手段は、前記第１の制御モードが実行される際に、前記速度制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記モータの第１相の巻線及び第２相の巻線それぞれに供給する駆動電流の電流値を制御することによって前記モータを制御することを特徴とする請求項２を引用する請求項１１に記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
前記電圧生成手段は、前記速度制御手段から出力された電流値と前記座標変換手段によって座標変換された電流値との偏差が小さくなるように前記回転座標系の駆動電圧を生成し、
前記モータ制御手段は、前記電圧生成手段によって生成された前記回転座標系の駆動電圧を前記静止座標系の駆動電圧に座標逆変換する座標逆変換手段を有し、
前記電流供給手段は、前記座標逆変換手段によって座標逆変換された駆動電圧によって駆動されることを特徴とする請求項１４に記載のモータ制御装置。
【請求項１６】
前記駆動電流は、前記回転座標系において、前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分と前記回転子の磁束強度に影響する励磁電流成分とを用いて表され、
前記第１の制御回路は、前記励磁電流成分の値を０になるように制御し、前記トルク電流成分の値を制御することによって、前記モータを制御することを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１７】
前記所定の値は、前記誘起電圧決定手段が誘起電圧を決定することができる前記回転子の回転速度に応じて設定されることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１８】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
負荷を駆動するモータと、
請求項１乃至１７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、前記負荷を駆動するモータの駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
前記電流値決定手段は、前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを搬送される記録媒体の種類に応じて記憶する第２の電流値記憶手段を有し、
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードの実行中は、前記第２の電流値記憶手段に記憶された、前記搬送される記録媒体の種類に応じた前記巻線に供給するべき電流の大きさに基づいて、前記モータを制御することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記負荷は、前記記録媒体を搬送する搬送ローラであることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置及び該モータ制御装置を用いた画像形成装置に関する。
【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、例えば、回転子の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前記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。また、回転子の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前記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手法もある。
【０００３】
ベクトル制御を用いると、モータの巻線に供給する駆動電流を、回転子が回転するためのトルクを発生させる電流成分（ｑ軸電流）と、回転子の磁束強度に影響する電流成分（ｄ軸電流）とに分けて制御することができる。この結果、回転子にかかる負荷トルクが変化しても、負荷トルクの変化に応じてｑ軸電流を制御することによって、回転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、従来問題とされていた、回転子にかかる負荷トルクがモータの巻線に供給した駆動電流に対応した出力トルクを超えて、回転子が入力信号に同期しない制御不能な状態（脱調状態）になることを防止することができる。また、消費電力の増大や、余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。
【０００４】
ベクトル制御では、回転子の位相を推定する構成が必要となる。特許文献１では、モータの各相の巻線に発生する誘起電圧の比の逆正接を演算して回転子の位相を推定する推定方法が述べられている。
【０００５】
しかしながら、巻線に発生する誘起電圧の大きさは、回転子の回転速度が小さいほど小さくなる。巻線に発生する誘起電圧の大きさが回転子の位相を推定するのに十分な大きさでない場合は、精度良く位相推定を行うことができない可能性がある。即ち、回転子の回転速度が小さいと、回転子の位相を精度よく推定することができなくなってしまうことがある。
【０００６】
特許文献２では、回転子の指令速度が所定の回転速度よりも小さい場合は、前記巻線に定電流を供給することによって前記モータを制御する、定電流制御（オープン制御）を用いる。なお、定電流制御においては、前記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ない。更に、前記指令速度が前記所定の回転速度以上の場合は、前述したベクトル制御を用いる、という構成が述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１２−５０９０５６号公報
【特許文献２】特開２００５−３９９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、定電流制御においては、回転子にかかる負荷トルクの変動等を考慮して、モータの巻線に供給する駆動電流に所定のマージンが設けられている。即ち、モータの巻線に余分な駆動電流が供給されている。その結果、定電流制御を用いてモータの制御を行う期間においては、消費電力の増大や、余剰トルクに起因したモータ音の増大が起こってしまう。そのため、定電流制御における消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制できるより良い構成が求められていた。
【０００９】
本発明は、定電流制御を用いてモータの制御を行う期間における消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大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、
前記回転子の回転位相を推定する位相推定手段と、
前記指令位相と前記位相推定手段によって推定された回転位相との偏差が小さくなるように、前記位相推定手段によって推定された回転位相を基準とした回転座標系の電流であって前記回転子にトルクを発生させるトルク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の制御モードと、前記モータの巻線に定電流を供給することによって前記モータを制御する第２の制御モードとを備えるモータ制御手段と、
前記第１の制御モードの実行中に用いられたトルク電流の電流値を記憶する電流値記憶手段と、
前記第２の制御モードの実行中に前記巻線に供給するべき電流の大きさを、前記電流値記憶手段に記憶された電流値に基づいて決定する電流値決定手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記第２の制御モードの実行中は前記電流値決定手段によって決定された電流の大きさに基づいて前記モータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、定電流制御を用いてモータの制御を行う期間における消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大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】前記画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】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４】Ａ相及びＢ相から成る２相のモータと回転座標系のｄ軸及びｑ軸との関係を示す図である。
【図５】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６】第１実施形態に係る定電流制御器の構成を示すブロック図である。
【図７】回転子の回転速度の変化と回転子にかかる負荷トルクとの関係を示す図である。
【図８】前記モータ制御装置を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る定電流制御器の構成を示すブロック図である。
【図１０】定電流制御の実行中にモータの巻線に供給するべき駆動電流の振幅値と搬送される記録媒体の種類との関係を示すテーブルである。
【図１１】第２実施形態に係るモータ制御装置を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。
【図１２】第３実施形態に係る定電流制御器の構成を示すブロック図である。
【図１３】第３実施形態に係るモータ制御装置を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。
【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、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。なお、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。
【００１４】
〔第１実施形態〕
［画像形成装置］
図１は、本実施形態で用いられている画像形成装置であ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。画像形成装置１００には、原稿自動送り装置２０１、原稿読取装置２０２及び画像形成装置本体３０１が設けられている。
【００１６】
原稿自動送り装置２０１の原稿載置部２０３に載置された原稿は、給紙ローラ２０４によって１枚ずつ給紙され、搬送ガイド２０６に沿って原稿読取装置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によって一定速度で搬送されて、排紙ローラ２０５によって原稿自動送り装置２０１の外部に設けられた不図示の排紙トレイへ排紙される。この間、原稿読取装置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１０１に導かれ、画像読取部１０１によって画像信号に変換される。画像読取部１０１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１０１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、画像形成装置本体３０１へ出力される。前述の如くして、原稿の読取が行われる。
【００１７】
また、読取装置２０２における原稿の読取モードとして、流し読みモードと固定読みモードがある。流し読みモードは、照明系２０９及び光学系を所定の位置に固定した状態で、原稿を一定速度で搬送しながら原稿の画像を読み取るモードである。固定読みモードは、読取装置２０２の原稿ガラス２１４上に原稿を載置し、照明系２０９及び光学系を一定速度で移動させながら、原稿ガラス２１４上に載置された原稿の画像を読み取るモードである。通常、シート状の原稿は流し読みモードで読み取られ、本や冊子等の綴じられた原稿は固定読みモードで読み取られる。
【００１８】
画像形成装置本体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の普通紙が収納され、シート収納トレイ３０４にはＡ４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、ラベル等が含まれる。
【００１９】
シート収納トレイ３０２に収納された記録媒体は、給紙ローラ３０３によって給送されて、搬送ローラ３０６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、給紙ローラ３０５によって給送されて、搬送ローラ３０７及び３０６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】
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んでいる光走査装置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。なお、感光ドラムの帯電方法は、例えば、コロナ帯電器や帯電ローラを用いた帯電方法を用いる。
【００２１】
続いて、その静電潜像が現像器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）に設けられた転写分離器３１５によって記録媒体に転写される。この際、レジストレーションローラ３０８は、トナー像にタイミングを合わせて、記録媒体を転写位置へ送り込む。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、第１面に画像形成された記録媒体を、第１面が下向きになるように反転させて画像形成装置１００の外部へ排紙する場合は、定着器３１８を通過した記録媒体を、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する。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の回転を反転させる。この結果、記録媒体の第１面が下向きになった状態で、記録媒体を排紙ローラ３２４へ向かう方向へ搬送し、画像形成装置１００の外部へ排紙することができる。
【００２５】
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、本発明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、給紙ローラ２０４、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）や感光ドラム３０９、搬送ベルト２０８、３１７、照明系２０９及び光学系等は本発明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。
【００２６】
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１０２、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、モータ制御部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格納される。
【００２９】
システムコントローラ１５１は、画像処理部１０２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１０２に送信する。更に、システムコントローラ１５１は、各種装置からの信号（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。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、転写分離器３１５等）に必要な電圧を供給する。なお、センサ類１５９には、搬送ローラによって搬送される記録媒体を検知するセンサ等が含まれる。
【００３０】
モータ制御装置１５７は、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令に応じて、前述した負荷を駆動するモータ５０９を制御する。
【００３１】
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、前記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。
【００３２】
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、使用する紙種等のユーザが設定した情報を操作部１５２から受信し、前記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、画像形成中か否か、ジャム発生及びその発生箇所等の情報である。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。
【００３３】
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。
【００３４】
［ベクトル制御］
次に、本実施形態におけるモータ制御装置について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置は、ベクトル制御（第１の制御モード）と定電流制御（第２の制御モード）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、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、これに限定されるものではない。また、モータは２相モータであるとは限らない。更に、本実施形態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ものとする。
【００３５】
図３は、ステッピングモータ（以下、モータと称する）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。本実施形態におけるモータ制御装置１５７には、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が設けられている。さらに、モータ制御装置１５７には、定電流制御器５１７を用いてモータ５０９の駆動を制御するか、ベクトル制御器５１８を用いてモータ５０９の駆動を制御するかを、回転子４０２の回転速度に基づいて切り替える制御切替手段としての構成が設けられている。具体的には、制御切替器５１５、制御切替スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ（以下、各スイッチと称する）等が設けられている。なお、定電流制御器５１７、ベクトル制御器５１８、制御切替器５１５、各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃは、本実施形態におけるモータ制御手段に対応している。また、本実施形態における第１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。更に、本実施形態における第２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。なお、本実施形態におけるモータ制御装置は、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。即ち、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。
【００３６】
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。
【００３７】
図４は、Ａ相（第１相）とＢ相（第２相）の２相から成るモータ５０９と回転座標系のｄ軸及びｑ軸との関係を示す図である。図４では、静止座標系において、Ａ相の巻線に対応した軸をα軸、Ｂ相の巻線に対応した軸をβ軸と定義している。また、静止座標系におけるα軸と、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（ｄ軸方向）との成す角度をθと定義している。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の磁束方向に沿ったｄ軸と、ｄ軸から反時計回りに９０度進んだ方向に沿った（ｄ軸と直交する）ｑ軸とで表される、モータ５０９の回転子４０２の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられる。
【００３８】
ベクトル制御とは、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制御方法である。具体的には、例えば、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前記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。なお、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前記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手法もある。回転座標系における電流値とは、モータの回転子にトルクを発生させるｑ軸成分（トルク電流成分）の電流値と、モータの回転子の磁束強度に影響するｄ軸成分（励磁電流成分）の電流値とに対応する。
【００３９】
モータ制御装置１５７には、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等が設けられている。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、モータ５０９のＡ相及びＢ相の巻線に供給する駆動電流を、回転座標系において、ｑ軸成分の電流値（ｑ軸電流）及びｄ軸成分の電流値（ｄ軸電流）を用いて表すことができる。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の回転子４０２の磁束強度に影響する励磁電流に相当し、回転子４０２のトルクの発生には寄与しない。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。即ち、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。
【００４０】
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推定し、その推定結果に基づいてベクトル制御を行う。ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の回転子４０２の目標位相を表す指令位相θ＿ｒｅｆを生成し、所定の時間周期で指令位相θ＿ｒｅｆをモータ制御装置１５７へ出力する。
【００４１】
加算器１０１は、モータ５０９の回転子４０２の回転位相θと指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差を演算し、該偏差を位相制御器５０２に出力する。
【００４２】
位相制御器５０２は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）補償器から構成されている。位相制御器５０２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、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、本実施形態における位相制御器５０２は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）補償器から構成されているが、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器から構成されていても良い。また、回転子４０２に永久磁石を用いる場合、通常は回転子４０２の磁束強度に影響する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。
【００４３】
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、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。
【００４４】
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は、静止座標系における電流値ｉα及びｉβとして、図４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する。
ｉα＝Ｉ＊ｃｏｓθｅ                                                  （１）
ｉβ＝Ｉ＊ｓｉｎθｅ                                                  （２）
なお、Ｉは正弦波状に変化する電流値ｉα及びｉβの振幅値（大きさ）である。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に入力される。
【００４５】
座標変換器５１１において、電流値ｉα及びｉβは、次式によって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に座標変換される。
ｉｄ＝  ｃｏｓθ＊ｉα＋ｓｉｎθ＊ｉβ                              （３）
ｉｑ＝−ｓｉｎθ＊ｉα＋ｃｏｓθ＊ｉβ                              （４）
【００４６】
前述のように、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。なお、本実施形態においては、ｑ軸電流ｉｑは定電流制御器５１７にも出力される。
【００４７】
加算器１０２は、位相制御器５０２から出力されたｉｑ＿ｒｅｆと座標変換器５１１から出力された前記電流値ｉｑとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。また、加算器１０３は、位相制御器５０２から出力されたｉｄ＿ｒｅｆと座標変換器５１１から出力された前記電流値ｉｄとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【００４８】
電流制御器５０３は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）補償器から構成されている。電流制御器５０３は、前記偏差がそれぞれ小さくなるように電流値ｉｑ＊及びｉｄ＊を生成する。具体的には、電流制御器５０３は、前記偏差がそれぞれ０になるように電流値ｉｑ＊及びｉｄ＊を生成する。その後、電流制御器５０３は、それぞれの電流値ｉｑ＊及びｉｄ＊に対応した駆動電圧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、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）補償器から構成されているが、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器から構成されていても良い。
【００４９】
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に座標逆変換する。
Ｖα＝ｃｏｓθ＊Ｖｄ−ｓｉｎθ＊Ｖｑ                                （５）
Ｖβ＝ｓｉｎθ＊Ｖｄ＋ｃｏｓθ＊Ｖｑ                                （６）
【００５０】
座標逆変換器５０５は、回転座標系における駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを静止座標系における駆動電圧Ｖα及びＶβに座標逆変換した後、Ｖα及びＶβを誘起電圧決定器５１２とＰＷＭインバータ５０６に出力する。なお、本実施形態においては、電流値ｉｑ＊及びｉｄ＊に対応した駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを生成し、前記駆動電圧Ｖｑ及びＶｄを座標逆変換することによって静止座標系における駆動電圧Ｖα及びＶβを得たが、この限りではない。例えば、電流値ｉｑ＊及びｉｄ＊を静止座標系における電流値ｉα＊及びｉβ＊に座標逆変換し、前記電流値ｉα＊及びｉβ＊に対応した駆動電圧Ｖα及びＶβを生成する構成であっても良い。
【００５１】
ＰＷＭインバータ５０６は、フルブリッジ回路を有している。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、ハーフブリッジ回路等であっても良い。
【００５２】
次に、回転子４０２の回転位相θの推定方法について説明する。回転子４０２の回転位相θの推定には、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によって算出される。具体的には、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、誘起電圧Ｅα及びＥβを決定（算出）する。
Ｅα＝Ｖα−Ｒ＊ｉα−Ｌ＊ｄｉα／ｄｔ                              （７）
Ｅβ＝Ｖβ−Ｒ＊ｉβ−Ｌ＊ｄｉβ／ｄｔ                              （８）
【００５３】
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。Ｒ及びＬの値は使用されているモータ５０９に固有の値であり、ＲＯＭ１５１ｂ又はモータ制御装置１５７に設けられたメモリ（不図示）等に予め格納されている。
【００５４】
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、位相推定器５１３に入力される。位相推定器５１３は、Ａ相の誘起電圧ＥαとＢ相の誘起電圧Ｅβとの比から、次式によってモータ５０９の回転子４０２の回転位相θを推定する。
θ＝ｔａｎ＾−１（−Ｅβ／Ｅα）                                    （９）
【００５５】
前述の如くして得られた回転子４０２の回転位相θは、加算器１０１、座標逆変換器５０５及び座標変換器５１１に入力され、その後は、前述の制御を繰り返し行う。
【００５６】
前述の如くして、本実施形態におけるベクトル制御では、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行うことによってモータを制御する。ベクトル制御を用いてモータの駆動を制御することによって、モータが脱調状態となることや、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。なお、本実施形態におけるベクトル制御では、前述した位相フィードバック制御を行うことによってモータ５０９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、図５に示すように、回転子４０２の回転速度ωをフィードバックしてモータ５０９の駆動を制御する構成であっても良い。具体的には、モータ制御装置内部に速度決定器５１４を設け、前記速度決定器５１４が位相推定器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。速度の決定には、次式を用いる。
ω＝ｄθ／ｄｔ                                                        （１０）      
【００５７】
そして、ＣＰＵ１５１ａはモータ制御装置１５７に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５０１を設け、前記速度制御器５０１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。以上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５０９を制御する構成であっても良い。
【００５８】
［ベクトル制御と定電流制御との切替］
しかし、巻線に発生する誘起電圧の大きさは、回転子の回転速度が小さいほど小さくなる。巻線に発生する誘起電圧の大きさが回転子の位相を推定するのに十分な大きさでない場合は、精度良く位相推定を行うことができない可能性がある。即ち、回転子の回転速度が小さいと、回転子の位相を精度よく推定することができなくなってしまうことがある。その結果、モータの駆動制御が不安定になってしまうことがある。
【００５９】
図３に示すように、本実施形態におけるモータ制御装置１５７には、定電流制御とベクトル制御とを切り替える構成が設けられている。具体的には、制御切替器５１５、各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ等が設けられている。
【００６０】
以下に、図３を用いて、本実施形態における、定電流制御とベクトル制御との制御切り替え方法について説明する。
【００６１】
ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の回転子の指令速度ω＿ｒｅｆを制御切替器５１５及び定電流制御器５１７に出力する。
【００６２】
本実施形態においては、定電流制御とベクトル制御との切り替えを行うための回転子４０２の回転速度の切替閾値ωｔｈが設定されている。なお、切替閾値ωｔｈは、回転位相を精度よく推定できる最小の回転速度に設定されるものとする。
【００６３】
制御切替器５１５は、切替閾値ωｔｈと指令速度ω＿ｒｅｆとを比較する。なお、切替閾値ωｔｈは制御切替器５２０に設けられたＲＯＭ等に予め記憶されている。また、本実施形態においては、切替閾値ωｔｈの値を３ｒｐｓとしたがこの限りではなく、回転子の回転位相を精度よく推定することができる回転速度であれば良い。
【００６４】
定電流制御器５１７による制御中において、指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈ以上（ω＿ｒｅｆ≧ωｔｈ）になると、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が行われる。
【００６５】
また、定電流制御器５１７による制御中において、指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈより小さい（ω＿ｒｅｆ＜ωｔｈ）場合は、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動が定電流制御器５１７によって制御される状態を維持するように各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、定電流制御器５１７による定電流制御が続行される。
【００６６】
ベクトル制御器５１８による制御中において、指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈより小さくなると（ω＿ｒｅｆ＜ωｔｈ）、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、定電流制御器５１７による定電流制御が行われる。
【００６７】
また、ベクトル制御器５１８による制御中において、指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈ以上（ω＿ｒｅｆ≧ωｔｈ）の場合は、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動がベクトル制御器５１８によって制御される状態を維持するように各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が続行される。
【００６８】
なお、本実施形態では、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令速度ω＿ｒｅｆに基づいて制御の切り替えを行ったが、この限りではない。例えば、前記速度決定器５１４がＣＰＵ１５１ａから出力された指令位相θ＿ｒｅｆの時間変化に基づいて指令速度ω＿ｒｅｆの代わりとなる回転速度を演算し、前記演算された回転速度に基づいて制御の切り替えを行っても良い。なお、演算には式（１０）が用いられるものとする。
【００６９】
また、本実施形態では、モータの駆動制御を定電流制御からベクトル制御に切り替えるか否かの判断を行う場合に、指令速度ω＿ｒｅｆと切替閾値ωｔｈとを比較したが、指令速度ω＿ｒｅｆではなく、実際の回転速度ωであっても良い。例えば、前記速度決定器５１４が位相推定器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子の回転速度ωを、式（１０）を用いて決定し、前記回転速度ωと切替閾値ωｔｈとを比較しても良い。
【００７０】
［定電流制御］
前述のように、本実施形態におけるモータ制御装置１５７には、定電流制御とベクトル制御とを切り替える構成が設けられている。即ち、モータ５０９の制御においては、定電流制御を行う期間とベクトル制御を行う期間がある。定電流制御においては、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化によって回転子にかかる負荷トルクが変動することを考慮して、モータの巻線に供給する駆動電流に所定のマージンが加算されている。即ち、モータの巻線に余分な駆動電流が供給されている。その結果、定電流制御においては、消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大が起こってしまう。そのため、定電流制御における消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制できるより良い構成が求められている。
【００７１】
次に、本実施形態におけるモータ制御装置１５７が定電流制御を行う方法について説明する。定電流制御とは、モータの巻線に定電流を供給することによってモータを制御する制御方法である。なお、定電流制御においては、前記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ない。
【００７２】
図３に示すように、本実施形態におけるモータ制御装置１５７には、定電流制御を行う回路として、定電流制御器５１７等が設けられている。
【００７３】
図６は、定電流制御器５１７の構成の例を示すブロック図である。図６に示すように、定電流制御器５１７には、以前のベクトル制御の実行中に用いられたｑ軸電流値を記憶する電流値記憶器５１７ａが設けられている。また、定電流制御の実行中にモータ５０９の各相の巻線に供給するべき駆動電流の振幅値を、電流値記憶器５１７ａに記憶されたｑ軸電流値に基づいて決定する電流値決定器５１７ｂが設けられている。更に、回転子の加速度を決定する加速度決定器５１７ｅが設けられている。
【００７４】
加速度決定器５１７ｅには、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令速度ω＿ｒｅｆが入力される。加速度決定器５１７ｅは、前記指令速度ω＿ｒｅｆに基づいて回転子の加速度ａを決定する。具体的には、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令速度ω＿ｒｅｆの時間変化を以下の式（１１）を用いて演算する。
ａ＝ｄω／ｄｔ                                                      （１１）
【００７５】
電流値記憶器５１７ａには、加速度決定器５１７ｅによって決定された加速度ａ及び座標変換器５１１から出力されたｑ軸電流値ｉｑが入力される。
【００７６】
本実施形態における電流値記憶器５１７ａは、ベクトル制御中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを異なるタイミングで取得する。具体的には、電流値記憶器５１７ａは、座標変換器５１１がＡ／Ｄ変換器５１０から出力された駆動電流の電流値を座標変換し、ｑ軸電流値ｉｑを定電流制御器５１７に出力する毎に、該ｑ軸電流値ｉｑを取得する。電流値記憶器５１７ａは、前記異なるタイミングで取得した複数個の電流値のうち、ベクトル制御において加速中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを記憶する。即ち、電流値記憶器５１７ａは、加速度決定器５１７ｅから入力された加速度ａが正の値（ａ＞０）である場合はｑ軸電流値ｉｑを記憶し、前記加速度ａが正の値でない（ａ≦０）場合はｑ軸電流値ｉｑを記憶しない。なお、本実施形態においては、定電流制御が実行されると、電流値記憶器５１７ａは記憶した電流値を削除する。即ち、ベクトル制御の後に定電流制御が実行され、更に該定電流制御の後にベクトル制御が実行される場合は、電流値記憶器５１７ａは、定電流制御が実行される際に１回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する構成とするが、この限りではない。例えば、所定回数ベクトル制御が行われるまでは電流値を削除せず、前記所定回数ベクトル制御が行われた後に定電流制御が行われると、記憶した電流値を削除する構成であっても良い。なお、定電流制御の後にベクトル制御が実行されてから、該ベクトル制御の後に定電流制御が実行されるまでの期間に行われるベクトル制御を、ベクトル制御１回分と定義する。
【００７７】
具体例として、前記所定回数が２回である場合について説明する。まず、ベクトル制御中に電流値を前記異なるタイミングで取得して複数個記憶する。該ベクトル制御の後に定電流制御が実行された場合は、電流値記憶器５１７ａは記憶した電流値を削除しない。更に該定電流制御の後にベクトル制御が実行され、該ベクトル制御の後に定電流制御が実行された場合は、電流値記憶器５１７ａは、１回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する。更に、４回目のベクトル制御が終了したら、電流値記憶器５１７ａは、２回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する。なお、図５及び図６に示すように、電流値記憶器５１７ａには、定電流制御が実行されたか否かを表す信号が制御切替器５１５から出力され、電流値記憶器５１７ａは、前記信号に基づいて記憶した電流値を削除するものとする。
【００７８】
また、本実施形態においては、電流値記憶器５１７ａが加速度ａに基づいて回転子が加速中であるか否かを判断したが、この限りではない。例えば、加速度決定器５１７ｅが、決定した加速度に基づいて加速中であるか否かを判断し、判断結果に基づいて、電流値を記憶するか否かの信号を電流値記憶器５１７ａに出力する。電流値記憶器５１７ａは、前記信号に基づいて電流値の記憶を行う、という構成であっても良い。
【００７９】
電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されているｑ軸電流値ｉｑに基づいて定電流制御の実行中にモータの巻線に供給するべき駆動電流の振幅値Ｉ＿ｃを決定する。具体的には、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されている一個又は複数個のｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。電流値決定器５１７ｂは、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算した値を振幅値Ｉ＿ｃとして決定する。なお、電流値記憶器５１７ａに記憶されている電流値が一個の場合は、電流値記憶器５１７ａに記憶されている電流値が平均値ｉｑ＿ａｖｅとなる。更に、電流値決定器５１７ｂは、前記振幅値Ｉ＿ｃを電流値決定器５１７ｂの内部に設けられたメモリ等に記憶する。なお、電流値決定器５１７ｂは、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値Ｉ＿ｃを新たに決定された振幅値Ｉ＿ｃに更新する。以降、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、前述した方法で振幅値Ｉ＿ｃを決定し、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値に更新することを繰り返す。なお、本実施形態においては、電流値記憶器５１７ａに記憶されている複数個のｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算し、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定したが、この限りではない。例えば、電流値記憶器５１７ａに記憶されている複数個のｑ軸電流値ｉｑのうち最も大きい値ｉｑ＿ｍａｘに基づいて前記振幅値を決定しても良い。また、ｉｑ＿ｍａｘに基づいて前記振幅値を決定する場合は、電流値記憶器５１７ａはベクトル制御の実行中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを複数個記憶する構成でなくても良い。例えば、電流値記憶器５１７ａが、電流値記憶器５１７ａに入力されたｑ軸電流値ｉｑと記憶しているｑ軸電流値ｉｑとを比較し、大きい方の値のみを記憶することを繰り返す構成であっても良い。また、本実施形態においては、平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算することによって前記振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、平均値ｉｑ＿ａｖｅに応じた振幅値のデータを予めＲＯＭ等に記憶しておき、前記ＲＯＭ等に記憶されたデータに基づいて前記振幅値を読み出す構成であっても良い。
【００８０】
電流値決定器５１７ｂは、定電流制御の実行中は、前記振幅値Ｉ＿ｃ及び指令位相θ＿ｒｅｆに基づいて、静止座標系における電流値である電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを生成して出力する。
【００８１】
電流検出器５０７、５０８はモータ５０９のＡ相及びＢ相の巻線に流れる駆動電流を検出する。その後、検出された駆動電流は、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、式（１）及び（２）のように電流値ｉα及びｉβとして表される。
【００８２】
加算器１０２は、電流値決定器５１７ｂから出力されたｉα＿ｒｅｆとＡ／Ｄ変換器５１０から出力された前記電流値ｉαとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。また、加算器１０３は、電流値決定器５１７ｂから出力されたｉβ＿ｒｅｆとＡ／Ｄ変換器５１０から出力された前記電流値ｉβとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器５０３に出力する。
【００８３】
電流制御器５０３は、前記偏差がそれぞれ小さくなるようにｉα＊及びｉβ＊を生成して、それぞれの電流値ｉα＊及びｉβ＊に対応した駆動電圧Ｖα及びＶβを出力する。具タ的には、電流制御器５０３は、前記偏差がそれぞれ０になるようにｉα＊及びｉβ＊を生成して、それぞれの電流値ｉα＊及びｉβ＊に対応した駆動電圧Ｖα及びＶβを出力する。電流制御器５０３から出力された駆動電圧Ｖα及びＶβは、ＰＷＭインバータ５０６に入力され、ＰＷＭインバータ５０６は前述した方法でモータ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。
【００８４】
次に、本実施形態における定電流制御器が、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値に基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定する理由について説明する。
【００８５】
図７は、本実施形態における回転子の回転速度の変化と回転子にかかる負荷トルクとの関係を示す図である。図７に示すように、回転子にかかる負荷トルクは、加速中、定速中、減速中のうち、加速中に回転子にかかる負荷トルクが最も大きい。モータを制御する期間において最も負荷トルクの大きい加速中に用いられたｑ軸電流値に基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定することによって、定電流制御における加速中において、回転に必要な最低限のトルクを回転子に与えることができる。また、定電流制御における減速中においても、回転に必要なトルクが回転子に与えたトルクを超えることを抑制することができる。即ち、定電流制御中においても回転子が脱調することを抑制することができる。また、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。なお、図７に示す回転速度の変化は、本実施形態における一例であり、これに限定されるものではない。例えば、加速中の回転速度が線形的に増加するのではなく、非線形的に増加しても良い。加速中において、回転速度が非線形的に増加する場合は、回転子にかかる負荷トルクが変動する。その場合は、前述したような、ｑ軸電流値ｉｑの最大値ｉｑ＿ｍａｘに基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定する方法が有効である。
【００８６】
図８は、モータ制御装置１５７を用いたモータ駆動の制御方法を示すフローチャートである。以下、図８を用いて、本実施形態におけるモータ５０９の駆動制御について説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａからの指示を受けたモータ制御装置１５７によって実行される。
【００８７】
まず、Ｓ１０１において、ＣＰＵ１５１ａからモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｈ’が出力されると、モータ制御装置１５７はＣＰＵ１５１ａから出力される指令に基づいてモータ５０９の駆動制御を開始する。ｅｎａｂｌｅ信号とは、モータ制御装置１５７の稼働を許可又は禁止する信号である。ｅｎａｂｌｅ信号が‘Ｌ（ローレベル）’である場合は、ＣＰＵ１５１ａはモータ制御装置１５７の稼働を禁止する。即ち、モータ制御装置１５７によるモータ５０９の制御は終了される。また、ｅｎａｂｌｅ信号が‘Ｈ（ハイレベル）’である場合は、ＣＰＵ１５１ａはモータ制御装置１５７の稼働を許可して、モータ制御装置１５７はＣＰＵ１５１ａから出力される指令に基づいてモータ５０９の駆動制御を行う。
【００８８】
次に、Ｓ１０２において、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動が定電流制御器５１７によって制御される状態になるように各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。また、電流値決定器５１５ａは、前記メモリに記憶されている振幅値を電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値として決定し、出力する。その結果、定電流制御器５１７による定電流制御が行われる。
【００８９】
その後、Ｓ１０３において、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力した場合は、モータ制御装置１５７はモータ５０９の駆動を終了する。また、Ｓ１０３おいて、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｈ’を出力した場合は、モータ制御装置１５７は処理をＳ１０４に進める。
【００９０】
Ｓ１０４において、回転子の指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈより小さい場合は、処理は再びＳ１０２に戻り、定電流制御器５１７による定電流制御が続行される。
【００９１】
また、Ｓ１０４において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈ以上の場合は、Ｓ１０５において、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が行われる。
【００９２】
次に、Ｓ１０６において、回転子の加速度ａが正の値（ａ＞０）である場合は、Ｓ１０７において、電流値記憶器５１５ａはｑ軸電流値ｉｑを記憶する。その後、Ｓ１０８において、電流値決定器５１５ｂは、電流値記憶器５１５ａに記憶されたｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。即ち、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されているｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。更に、Ｓ１０９において、電流値決定器５１５ｂは、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算した値を振幅値Ｉ＿ｃとして決定し、メモリに記憶する。その後、モータ制御装置１５７は処理をＳ１１０に進める。
【００９３】
また、Ｓ１０６において、回転子の加速度ａが正の値でない（ａ≦０）場合は、処理はＳ１１０に進む。
【００９４】
Ｓ１１０において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが速度閾値ωｔｈより小さい場合は、処理は再びＳ１０２に戻り、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、定電流制御器５１８による定電流制御が行われる。
【００９５】
また、Ｓ１１０において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが速度閾値ωｔｈ以上の場合は、処理は再びＳ１０５に戻り、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が続行される。
【００９６】
以降、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力するまで、モータ制御装置１５７は前述した制御を繰り返し行い、モータ５０９を制御する。
【００９７】
以上のように、本実施形態における定電流制御器５１７は、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値の平均値に基づいて、振幅値Ｉ＿ｃを決定する。加速中に用いられたｑ軸電流値の平均値に基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定することによって、定電流制御中において回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。また、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値決定器５１７ｂは電流値記憶器５１７ａに記憶されているｑ軸電流値の平均値に基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定する。更に、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値に更新する。この結果、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化に対応した電流をモータに供給できる。具体的には、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化が起こり、回転子にかかる負荷トルクが変化したとしても、回転子が脱調すること抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて、消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、ｑ軸電流値ｉｑに基づいて、振幅値Ｉ＿ｃを決定したが、この限りではない。例えば、ベクトル制御中に位相制御器５０２から出力されたｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆが電流値記憶器５１５ａに記憶され、前記ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆに基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定しても良い。
【００９９】
更に、本実施形態においては、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値に基づいて前記振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、ベクトル制御において回転子の加速中に回転子にかかる負荷トルク値を決定し、前記負荷トルク値に基づいて前記振幅値を決定する構成であっても良い。具体的には、例えば、回転子４０２の推定位相θとＣＰＵ１５１ａから出力された指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差から負荷トルク値Ｔを決定する。前記負荷トルク値Ｔと振幅値Ｉ＿ｃとの関係を示すテーブルを予めＣＰＵ１５１ａに記憶しておいて、前記テーブルに基づいて振幅値Ｉ＿ｃを読み出しても良い。
【０１００】
本実施形態におけ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ているが、これに限定されるものではない。例えば、指令位相θ＿ｒｅｆを基準とした回転座標系が用いられても良い。また、回転速度ω及び回転指令速度ω＿ｒｅｆの決定は、式（１０）を用いて行うことに限らない。例えば、モータ５０９のＡ相（またはＢ相）の巻線に流れる駆動電流、Ａ相（またはＢ相）駆動電圧、Ａ相（またはＢ相）の巻線に発生する誘起電圧等、回転子４０２の回転速度と相関のある周期的な信号を検出する。前記信号の値が０になる周期（ゼロクロス周期）を検出することによって、回転速度ω及び回転指令速度ω＿ｒｅｆを決定しても良い。
【０１０１】
更に、本実施形態においては、定電流制御の実行中に巻線に供給する電流が、式（１）及び（２）に示すような正弦波状の電流である場合について説明したが、この限りではない。例えば、各相の巻線にパルスを与えることによってモータを駆動させる構成であっても、本実施形態は適用できる。
【０１０２】
〔第２実施形態〕
画像形成装置の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態においては、定電流制御の実行中に巻線に供給するべき駆動電流の振幅値を、搬送される記録媒体の種類に応じて設定する。
【０１０３】
以下、本実施形態におけるモータ制御装置がモータを制御する方法について説明する。なお、ベクトル制御を用いたモータの駆動制御方法及びベクトル制御と定電流制御との切替方法は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、定電流制御を用いたモータの駆動制御方法についても、第１実施形態と同様である部分については説明を省略する。
【０１０４】
図９は、本実施形態における定電流制御器５１７の構成の例を示すブロック図である。本実施形態における定電流制御器５１７には、第１実施形態と同様に、電流値記憶器５１７ａ、電流値決定器５１７ｂ、加速度決定器５１７ｅ等が設けられている。また、電流値決定器５１７ｂには、紙種別に振幅値を記憶する振幅値記憶器（第２の電流値記憶手段）５１７ｆが設けられている。
【０１０５】
第１実施形態において説明した様に、加速度決定器５１７ｅは、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令速度ω＿ｒｅｆに基づいて回転子の加速度ａを決定する。
【０１０６】
電流値記憶器５１７ａには、加速度決定器５１７ｅによって決定された加速度ａ及び座標変換器５１１から出力されたｑ軸電流値ｉｑが入力される。
【０１０７】
本実施形態における電流値記憶器５１７ａは、ベクトル制御中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを異なるタイミングで取得する。具体的には、電流値記憶器５１７ａは、座標変換器５１１がＡ／Ｄ変換器５１０から出力された駆動電流の電流値を座標変換し、ｑ軸電流値ｉｑを定電流制御器５１７に出力する毎に、該ｑ軸電流値ｉｑを取得する。電流値記憶器５１７ａは、前記異なるタイミングで取得した複数個の電流値のうち、ベクトル制御において加速中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを記憶する。即ち、電流値記憶器５１７ａは、加速度決定器５１７ｅから入力された加速度ａが正の値（ａ＞０）である場合はｑ軸電流値ｉｑを記憶し、前記加速度ａが正の値でない（ａ≦０）場合はｑ軸電流値ｉｑを記憶しない。なお、本実施形態においては、定電流制御が実行されると、電流値記憶器５１７ａは記憶した電流値を削除する。即ち、ベクトル制御の後に定電流制御が実行され、更に該定電流制御の後にベクトル制御が実行される場合は、電流値記憶器５１７ａは、定電流制御が実行される際に１回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する構成とするが、この限りではない。例えば、所定回数ベクトル制御が行われるまでは電流値を削除せず、前記所定回数ベクトル制御が行われた後に定電流制御が行われると、記憶した電流値を削除する構成であっても良い。なお、定電流制御の後にベクトル制御が実行されてから、該ベクトル制御の後に定電流制御が実行されるまでの期間に行われるベクトル制御を、ベクトル制御１回分と定義する。
【０１０８】
具体例として、前記所定回数が２回である場合について説明する。まず、ベクトル制御中に電流値を前記異なるタイミングで取得して複数個記憶する。該ベクトル制御の後に定電流制御が実行された場合は、電流値記憶器５１７ａは記憶した電流値を削除しない。更に該定電流制御の後にベクトル制御が実行され、該ベクトル制御の後に定電流制御が実行された場合は、電流値記憶器５１７ａは、１回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する。更に、４回目のベクトル制御が終了したら、電流値記憶器５１７ａは、２回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する。なお、図５及び図９に示すように、電流値記憶器５１７ａには、定電流制御が実行されたか否かを表す信号が制御切替器５１５から出力され、電流値記憶器５１７ａは、前記信号に基づいて記憶した電流値を削除するものとする。
【０１０９】
また、本実施形態においては、電流値記憶器５１７ａが加速度ａに基づいて回転子が加速中であるか否かを判断したが、この限りではない。例えば、加速度決定器５１７ｅが、決定した加速度に基づいて加速中であるか否かを判断し、判断結果に基づいて、電流値を記憶するか否かの信号を電流値記憶器５１７ａに出力する。電流値記憶器５１７ａは、前記信号に基づいて電流値の記憶を行う、という構成であっても良い。
【０１１０】
次に、本実施形態における電流値決定器５１７ｂが定電流制御の実行中にモータの巻線に供給するべき駆動電流の振幅値を決定する方法について説明する。
【０１１１】
図１０は、定電流制御の実行中にモータの巻線に供給するべき駆動電流の振幅値と搬送される記録媒体の種類（紙種）との関係を示すテーブルである。前記テーブルは、振幅値記憶器５１７ｆ内に設けられている。なお、前記テーブルは本実施形態における一例であり、これに限定されるものではない。即ち、紙種の数が限定されているわけではない。本実施形態においては、ユーザによって設定された紙種の情報がＣＰＵ１５１ａから電流値決定器５１７ｂに入力される。
【０１１２】
電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されているｑ軸電流値ｉｑに基づいて定電流制御の実行中にモータの巻線に供給するべき駆動電流の振幅値を決定する。具体的には、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されている一個又は複数個のｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算した値を振幅値として決定する。なお、電流値記憶器５１７ａに記憶されている電流値が一個の場合は、電流値記憶器５１７ａに記憶されている電流値が平均値ｉｑ＿ａｖｅとなる。なお、本実施形態においては、電流値記憶器５１７ａに記憶されている複数個のｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算し、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに基づいて振幅値Ｉ＿ｃを決定したが、この限りではない。例えば、電流値記憶器５１７ａに記憶されている複数個のｑ軸電流値ｉｑのうち最も大きい値ｉｑ＿ｍａｘに基づいて前記振幅値を決定しても良い。また、ｉｑ＿ｍａｘに基づいて前記振幅値を決定する場合は、電流値記憶器５１７ａはベクトル制御の実行中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを複数個記憶する構成でなくても良い。例えば、電流値記憶器５１７ａが、電流値記憶器５１７ａに入力されたｑ軸電流値ｉｑと記憶しているｑ軸電流値ｉｑとを比較し、大きい方の値のみを記憶することを繰り返す構成であっても良い。また、本実施形態においては、平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算することによって前記振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、平均値ｉｑ＿ａｖｅに応じた振幅値のデータを予めＲＯＭ等に記憶しておき、前記ＲＯＭ等に記憶されたデータに基づいて前記振幅値を読み出す構成であっても良い。
【０１１３】
振幅値記憶器５１７ｆは、電流値決定器５１７ｂによって決定された振幅値を紙種別に記憶する。具体的には、電流値決定器５１７ｂによって決定された振幅値を、ＣＰＵ１５１ａから入力された紙種の情報に応じて記憶することによって、前記テーブルを更新する。
【０１１４】
電流値決定器５１７ｂは、定電流制御の実行中は、設定された紙種に応じた振幅値を前記テーブルから読み出し、読み出した振幅値及び指令位相θ＿ｒｅｆに基づいて電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを生成して出力する。なお、設定された紙種が、以前に設定されたことのない紙種である場合は、予め設定された振幅値を電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値として決定し、電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを出力する構成とする。
【０１１５】
以降は、第１実施形態において説明した方法で、モータ制御装置１５７は定電流制御を行う。
【０１１６】
図１１は、本実施形態におけるモータ制御装置１５７を用いたモータの制御方法を示すフローチャートである。以下、図１１を用いて、本実施形態におけるモータ５０９の制御について説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａからの指示を受けたモータ制御装置１５７によって実行される。
【０１１７】
まず、Ｓ２０１において、ユーザは操作部１５２を用いて、使用する紙種等の設定を行う。次に、Ｓ２０２において、ＣＰＵ１５１ａからモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｈ’が出力されると、モータ制御装置１５７はＣＰＵ１５１ａから出力される指令に基づいてモータ５０９の駆動制御を開始し、処理をＳ２０３に進める。
【０１１８】
Ｓ２０３において、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動が定電流制御器５１７によって制御される状態になるように各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。また、電流値決定器５１５ｂは、ユーザによって設定された紙種に応じた振幅値を前記テーブルから読み出し、読み出した振幅値を電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値として決定し、電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを出力する。その結果、定電流制御器５１７による定電流制御が行われる。
【０１１９】
その後、Ｓ２０４において、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力した場合は、モータ制御装置１５７はモータ５０９の駆動を終了する。また、Ｓ２０４おいて、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｈ’を出力した場合は、モータ制御装置１５７は処理をＳ２０５に進める。
【０１２０】
Ｓ２０５において、回転子の指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈより小さい場合は、処理は再びＳ２０３に戻り、定電流制御器５１７による定電流制御が続行される。
【０１２１】
また、Ｓ２０５において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈ以上の場合は、Ｓ２０６において、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が行われる。
【０１２２】
次に、Ｓ２０７において、回転子の加速度ａが正の値（ａ＞０）である場合は、Ｓ２０８において、電流値記憶器５１７ａはｑ軸電流値ｉｑを記憶する。その後、Ｓ２０９において、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１５ａに記憶されたｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。即ち、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されているｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。更に、Ｓ２１０において、電流値決定器５１７ｂは、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算した値を振幅値として決定する。また、振幅値記憶器５１７ｆは、電流値決定器５１７ｂによって決定された振幅値を、ＣＰＵ１５１ａから入力された紙種の情報に応じて記憶することによって、前記テーブルを更新する。その後、モータ制御装置１５７は処理をＳ２１１に進める。
【０１２３】
また、Ｓ２０７において、回転子の加速度ａが正の値でない（ａ≦０）場合は、処理はＳ２１１に進む。
【０１２４】
Ｓ２１１において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが速度閾値ωｔｈより小さい場合は、処理は再びＳ２０３に戻り、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、定電流制御器５１８による定電流制御が行われる。
【０１２５】
また、Ｓ２１１において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが速度閾値ωｔｈ以上の場合は、処理は再びＳ２０６に戻り、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が続行される。
【０１２６】
以降、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力するまで、モータ制御装置１５７は前述した制御を繰り返し行い、モータ５０９の駆動を制御する。
【０１２７】
以上のように、本実施形態における電流値決定器５１７ｂは、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値の平均値に基づいて、振幅値を決定する。具体的には、電流値決定器５１７ｂは、電流値記憶器５１７ａが電流値を記憶する毎に、電流値記憶器５１７ａに記憶されているｑ軸電流値ｉｑの平均値に基づいて振幅値を決定する。加速中に用いられたｑ軸電流値の平均値に基づいて振幅値を決定することによって、定電流制御中において回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。
【０１２８】
また、振幅値記憶器５１７ｆは、電流値決定器５１７ｂによって決定された振幅値を、ＣＰＵ１５１ａから入力された紙種の情報に応じて記憶することによって、前記テーブルを更新する。更に、電流値決定器５１７ｂは、ユーザによって設定された紙種に応じた振幅値を前記テーブルから読み出し、読み出した振幅値を電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値として決定し、電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを出力する。この結果、紙種に応じて、必要なトルク分だけ駆動電流を供給することができるため、回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。また、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化に対応した電流をモータに供給できる。具体的には、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化が起こり、回転子にかかる負荷トルクが変化したとしても、回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて、消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。
【０１２９】
なお、本実施形態においては、ｑ軸電流値ｉｑに基づいて、振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、ベクトル制御中に位相制御器５０２から出力されたｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆが電流値記憶器５１５ａに記憶され、前記ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆに基づいて振幅値を決定しても良い。
【０１３０】
更に、本実施形態においては、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値に基づいて前記振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、ベクトル制御において回転子の加速中に回転子にかかる負荷トルク値を決定し、前記負荷トルク値に基づいて前記振幅値を決定する構成であっても良い。具体的には、例えば、回転子４０２の推定位相θとＣＰＵ１５１ａから出力された指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差から負荷トルク値Ｔを決定する。前記負荷トルク値Ｔに対応する振幅値の関係を示すテーブルを予めＣＰＵ１５１ａに記憶しておいて、前記テーブルに基づいて振幅値を読み出しても良い。
【０１３１】
本実施形態におけ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ているが、これに限定されるものではない。例えば、指令位相θ＿ｒｅｆを基準とした回転座標系が用いられても良い。また、回転速度ω及び回転指令速度ω＿ｒｅｆの決定は、式（１０）を用いて行うことに限らない。例えば、モータ５０９のＡ相（またはＢ相）の巻線に流れる駆動電流、Ａ相（またはＢ相）駆動電圧、Ａ相（またはＢ相）の巻線に発生する誘起電圧等、回転子４０２の回転速度と相関のある周期的な信号を検出する。前記信号の値が０になる周期（ゼロクロス周期）を検出することによって、回転速度ω及び回転指令速度ω＿ｒｅｆを決定しても良い。
【０１３２】
更に、本実施形態においては、定電流制御の実行中に巻線に供給する電流が、式（１）及び（２）に示すような正弦波状の電流である場合について説明したが、この限りではない。例えば、各相の巻線にパルスを与えることによってモータを駆動させる構成であっても、本実施形態は適用できる。
【０１３３】
〔第３実施形態〕
画像形成装置の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態では、定電流制御において回転子の加速中に巻線に供給するべき駆動電流の振幅値（加速電流の大きさ）Ｉ＿ａｃ及び減速中に巻線に供給するべき駆動電流の振幅値（減速電流の大きさ）Ｉ＿ｂｒを決定し、これらの振幅値に基づいて定電流制御を行う。
【０１３４】
以下、本実施形態におけるモータ制御装置がモータを制御する方法について説明する。なお、ベクトル制御を用いたモータの駆動制御方法及びベクトル制御と定電流制御との切替方法は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、定電流制御を用いたモータの駆動制御方法についても、第１実施形態と同様である部分については説明を省略する。
【０１３５】
図１２は、本実施形態における定電流制御器５１７の構成の例を示すブロック図である。図１２に示すように、本実施形態における定電流制御器５１７には、電流値記憶器５１７ａ、電流値決定器５１７ｂ及び加速度決定器５１７ｅが設けられている。電流値記憶器５１７ａ内部には、以前のベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値を記憶する加速時電流記憶器５１７ｃが設けられている。更に、電流値記憶器５１７ａ内部には、以前のベクトル制御において回転子の減速中に用いられたｑ軸電流値を記憶する減速時電流記憶器５１７ｄが設けられている。
【０１３６】
第１実施形態において説明した様に、加速度決定器５１７ｅは、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令速度ω＿ｒｅｆに基づいて回転子の加速度ａを決定する。更に、加速度決定器５１７ｅは、決定した加速度に基づいて加速中（ａ＞０）、定速中（ａ＝０）、減速中（ａ＜０）の判断を行い、判断結果を電流値記憶器５１７ａ及び電流値決定器５１７ｂに出力する。
【０１３７】
電流値記憶器５１７ａには、前記判断結果及び座標変換器５１１から出力されたｑ軸電流値ｉｑが入力される。
【０１３８】
本実施形態における電流値記憶器５１７ａは、ベクトル制御中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを異なるタイミングで取得する。具体的には、電流値記憶器５１７ａは、座標変換器５１１がＡ／Ｄ変換器５１０から出力された駆動電流の電流値を座標変換し、ｑ軸電流値ｉｑを定電流制御器５１７に出力する毎に、該ｑ軸電流値ｉｑを取得する。電流値記憶器５１７ａは、前記異なるタイミングで取得した複数個の電流値のうち、ベクトル制御において加速中に用いられたｑ軸電流値ｉｑ及び減速中に用いられたｑ軸電流値ｉｑを記憶する。具体的には、回転子が加速中である場合は、電流値記憶器５１７ａは、取得したｑ軸電流値ｉｑを加速時電流記憶器５１７ｃに記憶し、回転子が減速中である場合は、取得したｑ軸電流値ｉｑを減速時電流記憶器５１７ｄに記憶する。なお、回転子が定速中である場合は、電流値記憶器５１７ａは、取得したｑ軸電流値ｉｑを記憶しない。
【０１３９】
なお、本実施形態においては、定電流制御が実行されると、電流値記憶器５１７ａは記憶した電流値を削除する。即ち、ベクトル制御の後に定電流制御が実行され、更に該定電流制御の後にベクトル制御が実行される場合は、電流値記憶器５１７ａは、定電流制御が実行される際に１回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する構成とするが、この限りではない。例えば、所定回数ベクトル制御が行われるまでは電流値を削除せず、前記所定回数ベクトル制御が行われた後に定電流制御が行われると、記憶した電流値を削除する構成であっても良い。なお、定電流制御の後にベクトル制御が実行されてから、該ベクトル制御の後に定電流制御が実行されるまでの期間に行われるベクトル制御を、ベクトル制御１回分と定義する。
【０１４０】
具体例として、前記所定回数が２回である場合について説明する。まず、ベクトル制御中に電流値を前記異なるタイミングで取得して複数個記憶する。該ベクトル制御の後に定電流制御が実行された場合は、電流値記憶器５１７ａは記憶した電流値を削除しない。更に該定電流制御の後にベクトル制御が実行され、該ベクトル制御の後に定電流制御が実行された場合は、電流値記憶器５１７ａは、１回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する。更に、４回目のベクトル制御が終了したら、電流値記憶器５１７ａは、２回目のベクトル制御中に記憶した電流値を削除する。なお、図５及び図１２に示すように、電流値記憶器５１７ａには、定電流制御が実行されたか否かを表す信号が制御切替器５１５から出力され、電流値記憶器５１７ａは、前記信号に基づいて記憶した電流値を削除するものとする。
【０１４１】
また、本実施形態においては、加速度決定器５１７ｅが加速中、定速中、減速中の判断を行い、判断結果を電流値記憶器５１７ａ及び電流値決定器５１７ｂに出力したがこの限りではない。例えば、加速度決定器５１７ｅが決定した加速度ａを電流値記憶器５１７ａ及び電流値決定器５１７ｂに出力し、電流値記憶器５１７ａ及び電流値決定器５１７ｂは、前記加速度ａに基づいて加速中、定速駆動中、減速中の判断を行っても良い。
【０１４２】
電流値決定器５１７ｂは、加速時電流記憶器５１７ｃが電流値を記憶する毎に、加速時電流記憶器５１７ｃに記憶されたｑ軸電流値ｉｑに基づいて、振幅値Ｉ＿ａｃを決定する。また、電流値決定器５１７ｂは、減速時電流記憶器５１７ｄが電流値を記憶する毎に、減速時電流記憶器５１７ｄに記憶されたｑ軸電流値ｉｑに基づいて、振幅値Ｉ＿ｂｒを決定する。振幅値の決定方法は、第１実施形態において説明した方法と同様であるため、説明を省略する。
【０１４３】
電流値決定器５１７ｂは、決定した振幅値Ｉ＿ａｃ及びＩ＿ｂｒを電流値決定器５１７ｂの内部に設けられたメモリ等に記憶する。なお、電流値決定器５１７ｂは、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値に更新する。以降、電流値決定器５１７ｂは、加速時電流記憶器５１７ｃが電流値を記憶する毎に、振幅値Ｉ＿ａｃを決定し、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値Ｉ＿ａｃに更新することを繰り返す。また、電流値決定器５１７ｂは、減速時電流記憶器５１７ｄが電流値を記憶する毎に、振幅値Ｉ＿ｂｒを決定し、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値Ｉ＿ｂｒに更新することを繰り返す。
【０１４４】
電流値決定器５１７ｂは、定電流制御における加速中は、振幅値Ｉ＿ａｃを電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値として決定し、前記振幅値Ｉ＿ａｃ及び指令位相θ＿ｒｅｆに基づいて電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを生成して出力する。また、定電流制御における減速中は、振幅値Ｉ＿ｂｒを電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値として決定し、前記振幅値Ｉ＿ｂｒ及び指令位相θ＿ｒｅｆに基づいて電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆを生成して出力する。
【０１４５】
以降は、第１実施形態において説明した方法で、モータ制御装置１５７は定電流制御を行う。
【０１４６】
図１３は、本実施形態におけるモータ制御装置１５７を用いたモータの制御方法を示すフローチャートである。以下、図１３を用いて、本実施形態におけるモータ５０９の制御について説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａからの指示を受けたモータ制御装置１５７によって実行される。なお、第１実施形態におけるモータ制御装置１５７の制御方法と同じ制御方法である部分については説明を省略する。
【０１４７】
まず、Ｓ３０１において、ＣＰＵ１５１ａからモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｈ’が出力されると、モータ制御装置１５７はモータ５０９の駆動を開始する。
【０１４８】
次に、Ｓ３０２において、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動が定電流制御器５１７によって制御される状態になるように各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。また、電流値決定器５１５ａは、加速度決定器５１７ｅから出力された判断結果及び前記メモリに記憶されていた振幅値に基づいて電流指令値ｉα＿ｒｅｆ及びｉβ＿ｒｅｆの振幅値を決定し、出力する。その結果、定電流制御器５１７による定電流制御が行われる。
【０１４９】
その後、Ｓ３０３において、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力した場合は、モータ制御装置１５７はモータ５０９の駆動を終了する。また、Ｓ３０３おいて、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｈ’を出力した場合は、モータ制御装置１５７は処理をＳ３０４に進める。
【０１５０】
Ｓ３０４において、回転子の指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈより小さい場合は、処理は再びＳ３０２に戻り、定電流制御器５１７による定電流制御が続行される。
【０１５１】
また、Ｓ３０４において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが切替閾値ωｔｈ以上の場合は、Ｓ３０５において、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が行われる。
【０１５２】
次に、Ｓ３０６において、回転子の加速度ａが正の値である場合は、Ｓ３０７において、電流値記憶器５１７ａは取得したｑ軸電流値ｉｑを加速時電流記憶器５１７ｃに記憶する。その後、Ｓ３０８において、電流値決定器５１７ｂは、加速時電流記憶器５１７ｃに記憶されたｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。即ち、電流値決定器５１７ｂは、加速時電流記憶器５１７ｃが電流値を記憶する毎に、加速時電流記憶器５１７ｃに記憶されているｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。更に、Ｓ３０９において、電流値決定器５１７ｂは、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算した値を振幅値Ｉ＿ａｃとして決定し、メモリに記憶する。その後、モータ制御装置１５７は処理をＳ３１０に進める。
【０１５３】
また、Ｓ３０６において、回転子の加速度ａが正の値でない（ａ≦０）場合は、処理はＳ３１１に進む。Ｓ３１１において、回転子の加速度ａが負の値（ａ＜０）である場合は、Ｓ３１２において、電流値記憶器５１５ａは取得したｑ軸電流値ｉｑを減速時電流記憶器５１７ｄに記憶する。その後、Ｓ３１３において、電流値決定器５１５ｂは、減速時電流記憶器５１７ｃに記憶されたｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。即ち、電流値決定器５１７ｂは、減速時電流記憶器５１７ｄが電流値を記憶する毎に、減速時電流記憶器５１７ｄに記憶されているｑ軸電流値ｉｑの平均値ｉｑ＿ａｖｅを演算する。更に、Ｓ３１４において、電流値決定器５１５ｂは、前記平均値ｉｑ＿ａｖｅに所定のマージンを加算した値を振幅値Ｉ＿ｂｒとして決定し、メモリに記憶する。その後、モータ制御装置１５７は処理をＳ３１０に進める。
【０１５４】
また、Ｓ３１１において、回転子の加速度ａが負の値（ａ＜０）でない場合は、処理はＳ３１０に進む。
【０１５５】
Ｓ３１０において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが速度閾値ωｔｈより小さい場合は、処理は再びＳ３０２に戻り、制御切替器５１５は、モータ５０９の駆動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の駆動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各スイッチ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃの状態を制御する。その結果、定電流制御器５１７による定電流制御が行われる。
【０１５６】
また、Ｓ３１０において、前記指令速度ω＿ｒｅｆが速度閾値ωｔｈ以上の場合は、処理は再びＳ３０５に戻り、ベクトル制御器５１８によるベクトル制御が続行される。
【０１５７】
以降、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力するまで、モータ制御装置１５７は前述した制御を繰り返し行い、モータ５０９の駆動を制御する。
【０１５８】
以上のように、本実施形態では、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値の平均値に基づいて、定電流制御における駆動電流の振幅値Ｉ＿ａｃを決定し、定電流制御における加速中は、振幅値Ｉ＿ａｃに基づいてモータ制御を行う。この結果、回転子が加速するために必要最低限のトルクを発生させる電流を供給するため、定電流制御中において回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。また、ベクトル制御において回転子の減速中に用いられたｑ軸電流値の平均値に基づいて、定電流制御における駆動電流の振幅値Ｉ＿ｂｒを決定し、定電流制御における減速中は、振幅値Ｉ＿ｂｒに基づいてモータ制御を行う。この結果、減速中において必要最低限のトルクを発生させる電流を供給するため、定電流制御中において回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。また、電流値決定器５１７ｂは、加速時電流記憶器５１７ｃが電流値を記憶する毎に、振幅値Ｉ＿ａｃを決定し、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値Ｉ＿ａｃに更新する。また、電流値決定器５１７ｂは、減速時電流記憶器５１７ｄが電流値を記憶する毎に、振幅値Ｉ＿ｂｒを決定し、前記メモリに以前に記憶されていた振幅値を新たに決定した振幅値Ｉ＿ｂｒに更新する。この結果、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化に対応した電流をモータに供給できる。具体的には、モータの経年劣化や温度、湿度等の環境変化が起こり、回転子にかかる負荷トルクが変化したとしても、回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて、消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。
【０１５９】
なお、本実施形態においては、ｑ軸電流値ｉｑに基づいて、振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、ベクトル制御中に位相制御器５０２から出力されたｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆが電流値記憶器５１５ａに記憶され、前記ｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆに基づいて振幅値を決定しても良い。
【０１６０】
更に、本実施形態においては、ベクトル制御において回転子の加速中に用いられたｑ軸電流値に基づいて前記振幅値を決定したが、この限りではない。例えば、ベクトル制御において回転子の加速中に回転子にかかる負荷トルク値を決定し、前記負荷トルク値に基づいて前記振幅値を決定する構成であっても良い。具体的には、例えば、回転子４０２の推定位相θとＣＰＵ１５１ａから出力された指令位相θ＿ｒｅｆとの偏差から負荷トルク値Ｔを決定する。前記負荷トルク値Ｔと振幅値との関係を示すテーブルを予めＣＰＵ１５１ａに記憶しておいて、前記テーブルに基づいて振幅値を読み出しても良い。
【０１６１】
本実施形態におけ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ているが、これに限定されるものではない。例えば、指令位相θ＿ｒｅｆを基準とした回転座標系が用いられても良い。また、回転速度ω及び回転指令速度ω＿ｒｅｆの決定は、式（１０）を用いて行うことに限らない。例えば、モータ５０９のＡ相（またはＢ相）の巻線に流れる駆動電流、Ａ相（またはＢ相）駆動電圧、Ａ相（またはＢ相）の巻線に発生する誘起電圧等、回転子４０２の回転速度と相関のある周期的な信号を検出する。前記信号の値が０になる周期（ゼロクロス周期）を検出することによって、回転速度ω及び回転指令速度ω＿ｒｅｆを決定しても良い。
【０１６２】
更に、本実施形態においては、定電流制御の実行中に巻線に供給する電流が、式（１）及び（２）に示すような正弦波状の電流である場合について説明したが、この限りではない。例えば、各相の巻線にパルスを与えることによってモータを駆動させる構成であっても、本実施形態は適用できる。
【０１６３】
なお、本実施形態においては、搬送される紙種に依らず振幅値を決定したが、この限りではなく、本実施形態と第２実施形態とを併用しても良い。即ち、紙種別に、加速中及び減速中の振幅値を決定し、前記振幅値に基づいて定電流制御を行っても良い。この結果、紙種に応じて、加速するために必要最低限のトルクを発生させる電流を供給するため、定電流制御中において回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。また、紙種に応じて、減速するために必要最低限のトルクを発生させる電流を供給するため、定電流制御中において回転子が脱調することを抑制することができる。更に、従来の定電流制御に比べて消費電力の増大や余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１５１ａ  ＣＰＵ
１５７  モータ制御装置
４０２  回転子
５０２  位相制御器
５０９  ステッピングモータ
５１３  位相推定器
５１７  定電流制御器
５１７ａ  電流値記憶器
５１７ｂ  電流値決定器
５１８  ベクトル制御器
【図１】
2018019510.tif 000003
【図２】
2018019510.tif 000004
【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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