(57)【要約】【課題】エンコーダ信号（位置信号）のフィルタ処理を回転速度に依らずに処理可能とする。【解決手段】モータ１０５の回転位置を示すエンコーダ信号（位置信号）の立ち上がりまたは立ち下がりエッジを検出し、前記位置信号のスペクトル強度を示すエッジ間周波数情報を取得する周波数情報取得部（第１カウンタ１０７）と、前記エッジ間周波数情報における特定の高調波成分をフィルタ処理する高調波フィルタ処理部（フィルタ１０８）と、前記高調波フィルタ処理部（フィルタ１０８）でフィルタ処理されたエッジ間周波数情報を、モータ１０５の回転位置を示す補正信号に変換して出力する補正信号出力部（第２カウンタ１０）と、前記補正信号を用いて前記モータ１０５の回転速度制御または回転位置制御を行う回転制御部（モータ制御部１０２）と、を備えた【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転位置を示す位置信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジを検出し、前記位置信号のスペクトル強度を示すエッジ間周波数情報を取得する周波数情報取得部と、
前記エッジ間周波数情報における特定の高調波成分をフィルタ処理する高調波フィルタ処理部と、
前記高調波フィルタ処理部でフィルタ処理されたエッジ間周波数情報を、モータの回転位置を示す補正信号に変換して出力する補正信号出力部と、
前記補正信号を用いて前記モータの回転速度制御または回転位置制御を行う回転制御部と、
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記高調波フィルタ処理部は、前記モータの１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ノッチフィルタの自動計算を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記高調波フィルタ処理部は、前記モータの１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ローパスフィルタの自動計算を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
エッジ間周波数フィルタ処理部は、前記モータの１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ノッチフィルタの自動計算とローパスフィルタの自動計算を行い、両者を組み合わせることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ制御装置において、
前記エッジ間周波数フィルタ処理部は、前記モータの１回転のＮ倍の高調波とＭ倍の高調波（Ｎ，Ｍは１以上の異なる整数）の周波数を予め設定しておき、バンドパスフィルタの自動計算を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記位置信号および前記補正信号はパルス信号であることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
前記周波数情報取得部は前記位置信号に対してＦＦＴをすることで前記エッジ間周波数情報を取得することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
駆動対象物を駆動するための前記モータと、
前記モータ制御装置からの駆動電圧に基づいて前記モータを駆動する駆動装置と、
を備えたモータ制御システム。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
画像形成要素によって被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成要素を駆動する前記モータと、
前記モータ制御装置からの駆動電圧に基づいて前記モータを駆動する駆動装置と、
を備えた画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
シート状の物体を搬送する搬送部材と、
前記搬送部材を駆動する前記モータと、
前記モータ制御装置からの駆動電圧に基づいて前記モータを駆動する駆動装置と、
を備えた搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、モータ制御システム、画像形成装置および搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの位置制御あるいは速度制御を行うためにエンコーダ信号を使用することは従来から行われている。しかし、エンコーダ信号にパルス抜けや位相誤差があると、制御されているモータの回転ムラが大きくなる。これを防ぐためにフィルタを用いて精度を向上させる技術が、例えば特開平９−２６７９４６号公報（引用文献１）などにより既に知られている。
【０００３】
この特開平９−２６７９４６号公報に開示された技術は、無端状ベルトを互いに外径の異なる駆動ロールと従動ロールとの間に架け渡し、駆動ロールの回転により無端状ベルトを走行させて画像形成処理を行う画像形成装置において、従動ロールの角速度を検知する検知手段と、検知手段によって検知された角速度情報から従動ロールの回転周波数成分を除去するフィルタ手段と、フィルタ手段によってフィルタリングされた角速度情報に基づいて無端状ベルトの走行速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。この画像形成装置では、フィルタ手段はフィルタ特性を可変としたものであり、検知手段によって検知された角速度情報から従動ロールの回転周波数を演算する演算手段と、演算手段によって演算された従動ロールの回転周波数に応じてフィルタ手段のフィルタ特性を設定するフィルタ特性設定手段と、をさらに備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記公知技術では、角速度を検知する検知手段としてのエンコーダのエンコーダ信号のフィルタ処理は回転周波数（回転速度）によってフィルタ特性、言い換えればフィルタの周波数特性を変えていた。このようにモータの回転速度によってフィルタの周波数特性を変えることは、前記公知技術に限らず、従前から行われてきた。
【０００５】
しかし、回転速度によってフィルタの周波数特性を変えるためには、ＣＰＵはモータの現在の回転速度を知っている必要がある。ＣＰＵは、回転速度を知った上で演算を行い、フィルタの周波数特性を変えるという制御を実行する。このように回転速度を知った上で演算を行い、フィルタの周波数特性を変えると、その分、制御に遅れが生じる。また、制御工程も複雑になる。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンコーダ信号（位置信号）のフィルタ処理を回転速度に依らずに処理可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の一態様は、モータ１０５の回転位置を示す位置信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジを検出し、前記位置信号のスペクトル強度を示すエッジ間周波数情報を取得する周波数情報取得部と、前記エッジ間周波数情報における特定の高調波成分をフィルタ処理する高調波フィルタ処理部と、前記高調波フィルタ処理部でフィルタ処理されたエッジ間周波数情報を、モータの回転位置を示す補正信号に変換して出力する補正信号出力部と、前記補正信号を用いて前記モータの回転速度制御または回転位置制御を行う回転制御部と、を備えたモータ制御装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、位置信号のフィルタ処理を回転速度に依らずに処理することができる。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の概略を説明するための機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の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３】エンコーダ信号の位相ズレを説明するための波形を示す図である。
【図４】フィルタの特性を示す説明図である。
【図５】公知のＩＩＲ型のノッチフィルタの構成例を示す図である。
【図６】図５に示したノッチフィルタのノッチフィルタボード線図である。
【図７】図２に示したソフトウェア構成をハードウェアに置き換えたときの構成を示すブロック図である。
【図８】ＣＰＵで実行されるフィルタリング処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態のモータ制御装置が適用される実施例１に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態のモータ制御装置が適用される実施例２に係る紙搬送装置の搬送部の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、エンコーダ信号のエッジ検出タイミングでサンプリングを行うデジタルフィルタ処理を用いることにより、エンコーダ信号のパルス抜けおよび位相誤差を除去したエンコーダ信号を生成し、それを通常の制御処理に用いることを特徴とする。これにより、回転速度に依らずにエンコーダ信号のフィルタ処理を行うことができる。以下、図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の概略を説明するための機能構成を示すブロック図である。同図において、エンコーダ１０６はモータ１０５の回転に伴ってエンコーダ信号（位置信号）を出力し、出力されたエンコーダ信号は、第１カウンタ１０７に入力される。この第１カウンタ１０７で、エンコーダ信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、エンコーダ信号における周波数のスペクトル強度を示すエッジ間周波数情報を取得する。フィルタ１０８ではエッジ間隔（2相エンコーダの場合両エッジおよび片エッジ両方可）でサンプリングを行い、回転周波数のＮ倍高調波を減衰するフィルタリングを行う。エッジ間隔でサンプリングを行うとは、エッジを検出する毎にサンプリング行うことである。両エッジとはエッジの立ち上がりと立ち下がりの両者、片エッジとは立ち上がりあるいは立ち下がりの一方のことである。このようにエッジ検出でサンプリングすることから、サンプリング周期は一定時間ではなく回転速度に依る。そのため、予め回転周波数のＮ倍高調波（Ｎ：１以上の整数）のフィルタ設計を行っておけば、回転速度に依らず回転周波数のＮ倍高調波を減衰するフィルタリングを行うことができる。
【００１２】
第２カウンタ１０９は、フィルタリング後のエッジ間周波数情報に応じて修正されたエンコーダ信号（補正信号）を生成し、位置制御１１１側に出力する。位置制御１１１には、位置指令信号ｘtgtとして溜まったパルスから前記修正されたエンコーダ信号が減算されたパルス信号が入力される。位置制御１１１からは速度制御１１２側に制御電圧（CTL）が出力される。この制御電圧（CTL）に、前記補正したエンコーダ信号を微分した信号が減算され、位置指令信号ｘtgtを微分した信号が加算され、速度制御１１２に入力される。
【００１３】
速度制御１１２からはドライバ１０４に速度指令信号が出力されるが、この速度指令信号に目標速度vtgtを微分した信号が加算され、ドライバ１０４に入力される。ドライバ１０４はこの入力された速度指令信号（パルス信号）に基づいてモータ１０５を駆動する。エンコーダ１０６は、このときのモータ１０５の回転に伴ってエンコーダ信号を出力し、このエンコーダ信号を第１カウンタ１０７で受けるというループを繰り返す。
【００１４】
この制御では、モータ１０５の回転数が遅いとサンプリング周期が長くなる。つまり時間遅れが大きくなるので、ある回転速度以上でこの手法が有効となる。
【００１５】
図２は本発明の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。同図において、モータ制御装置１００は、ＣＰＵ１０１およびエンコーダ１０６から構成され、これにドライバ（Driver）１０１を加えることによりモータ１０５を駆動するモータ駆動装置が構成される。ＣＰＵ１０１はモータ制御部１０２、ＰＷＭ変換部１０３、第１カウンタ１０７、フィルタ（FIL）１０８および第２カウンタ１０９を備えている。モータ制御部１０２、ＰＷＭ変換部１０３、第１カウンタ１０７、フィルタ（FIL）１０８および第２カウンタ１０９はソフトウェアとして構成され、ＣＰＵ１０１が当該ソフトウェアを実行することにより機能する。
【００１６】
モータ制御部１０２には、偏差カウンタ１１０で目標速度（ωtgt）に対して検出速度（ωdet）が減算されたパルス信号が入力され、モータ制御部１０２内で駆動用の制御電圧（CTL）に計算処理される。そして、計算処理で得られた制御電圧（CTL）はＰＷＭ変換部１０３でＰＷＭ変換され、速度指令信号（Vctl）として出力される。モータ制御部１０２内では、速度フィードバック制御／位置フィードバック制御／速度フィードフォワード制御／位置フィードフォワード制御等が行われている。
【００１７】
すなわち、ＰＷＭ変換部１０３は、モータ制御部１０２の出力である制御電圧（CTL）をＰＷＭ信号に変換する。これが速度指令信号Vctlであり、制御電圧（CTL）をPWM信号状態に変換したものである。ドライバ１０４は、速度指令信号Ｖctlを受け、モータ１０５を駆動するためのスイッチング処理を行う。モータ１０５はモータ制御部１０２で計算処理された制御電圧（CTL）に従い、モータトルク（T）を出力する。
【００１８】
エンコーダ１０６は、モータ発生トルク−負荷トルクが入力され、モータ回転速度（ωdet）、モータ位置（ｘdet）（図示しないが位置制御を行っている場合）が出力となる。測定センサとして2相エンコーダ１０６だけでなくＦＧ（Frequency Generator）であっても良い。なお、ＦＧは１相のパルス状の信号である。
【００１９】
図２から分かるように、本実施形態では、ＣＰＵ１０１で、モータ１０５を駆動する信号を生成し、モータ１０５の回転を検出するエンコーダ１０６からエンコーダ信号に対して第１カウンタ１０７、フィルタ１０８および第２カウンタ１０９でωdet（検出信号）を生成してモータ制御部１０２に戻すように構成されている。
【００２０】
なお、図２では、速度制御を行っている場合について説明しているが、位置制御を行う場合は、図１においてエンコーダ１０６からモータ位置（ｘdet）を取得し、位置制御１１１の前段の偏差カウンタに入力し、図１に示した回路構成で処理される。
【００２１】
図３（ｂ）は、位相ズレが発生しているエンコーダ信号の波形について説明する図であり、同図（ｃ）は同図（ｂ）において回転速度が本来の速度よりも速い速度として誤検知した符号Ｆで表される箇所と、回転速度が本来の速度よりも遅い速度として誤検知した符号Ｓで表される箇所とを示した図である。
【００２２】
エンコーダ１０６の出力波形は、理想的にはモータ１０５が定速回転しているとき、同図（ａ）に示すように位相ズレがない信号となる。破線で示す部分Ｆ，Ｓは位相ズレが発生している箇所であり、回転角によって本来の速度とは異なる速度として処理されることがあり、モータ１０５が回転ムラを生じる原因となる。
【００２３】
図４（a）は、フィルタの特性を示す説明図である。図４（a）において横軸は周波数、縦軸はゲインを示す。図４（ｂ）はエッジ間周波数情報の具体例を示す図である。図４（ｂ）において横軸は周波数、縦軸はスペクトル強度を示す。図４（ｂ）のエンコーダ周波数情報に対して図４（a）に示すフィルタを適用することで、図４（ｃ）に示すような特定の高調波成分を除去したエッジ間周波数情報が得られる。
【００２４】
フィルタ１０８としてノッチフィルタを使用し、当該ノッチフィルタで1回転周波数の6倍高調波を減衰したい場合を例にとって説明する。モータ1回転は３６０パルス、回転速に依るサンプリング周波数はfsとする。fsはエンコーダ１０６で検出したエンコーダ信号のエッジ周波数である。減衰したい周波数は、
fs×6／３６０
で計算できる。
【００２５】
図５は公知のＩＩＲ型のノッチフィルタの構成例を示す図である。
【００２６】
ノッチフィルタの伝達関数Ｈ(z)は
Ｈ(z)＝（c0（1＋ｂ1ｚ-1＋ｚ-2 ））／（1−a1ｚ-1）−a2ｚ-2 ）
であり、係数は
B0：共振のするどさ
T：サンプリング周期
F0：減衰したい周波数
として、
a1＝２×exp（−1×π×Ｂ0×T）×cos（2×π×Ｆ0×T）
a2＝−1×exp（−２×π×Ｂ0×T）
b1＝−２×cos（2×π×Ｆ0×T）
c0＝（１−a1−a２）／（2＋b1）
で計算される。すなわち、係数は、B0の共振のするどさは予め設定するので、T（サンプリング周期）およびF0（減衰したい周波数）で決定される。
【００２７】
図５では、ＩＩＲ型のノッチフィルタの構成を示しているが、別の型、例えば直接型構成Ｉ／ＩＩ／転置型構成）のＩＩＲまたはＦＩＲでも構わない。ただし、減衰率を含めたフィルタ構造（ＦＩＲ／ＩＩＲ）は予め設定しておく必要がある。また、ここではどの周波数成分を減衰するかの処理をＣＰＵ１０１がソフトウェアで行うこととして説明しているが、ハードウェアで行ってもよい。
【００２８】
図７は図２に示したソフトウェア構成をハードウェアに置き換えたときの構成を示すブロック図である。図２に示したソフトウェア構成に代えてハードウェア構成としたとき、図７に示すように、図２における機能部としての第１カウンタ１０７、フィルタ１０８および第２カウンタ１０９を、ＣＰＵ１０１とは別構成にする。すなわち、第１カウンタ１０７ａ、フィルタ１０８ａおよび第２カウンタ１０９ａをハードウェアで構成し、ＣＰＵ１０１の外に置く。そして、エンコーダ１０６の出力を第１カウンタ１０７ａに入力し、フィルタ１０８ａでフィルタ処理した後、第２カウンタ１０９ａで電気的なエンコーダ信号に戻してωdet（検出信号）を生成し、モータ制御部１０２側に戻す。このようにして、図２においてソフトウェア処理していたものをハードウェア処理とすることができる。
【００２９】
なお、図２の構成はエンコーダ１０６の位相誤差を補正する構成であるが、エンコーダ１０６等の取り付け偏心誤差にも対応することができる。
【００３０】
このように、従来技術ではサンプリング周期（T）は一定であったが、減衰したい周波数は回転速度のあう高調波成分なので回転速度によって変わる。そこで、減衰したい周波数は、速度によって計算を行う必要があった。しかし、本実施形態では、サンプリング周波数（T）はエンコーダ１０６のエッジ周期から減衰したい周波数は1回転成分の何倍の高調波か予め決定することで係数がリアルタイムで自動計算される。すなわち、ノッチフィルタの自動計算が行われる。
【００３１】
例えばモータ1回転のエンコーダパルス数３６０[pulse]、モータ回転数３０００[rpm]のシステムにおいて、1回転成分の6倍高調波を減衰したいときには、
1回転周波数＝３０００／６０＝５０[Hz]
サンプリング周波数＝５０×３６０＝１８０００[Hz]
サンプリング周期（T）＝５．５×１０-5[sec]
である。これらの情報から
減衰したい周波数（F0）＝１８０００×６／３６０＝３００[Hz]
となる。このようにして減衰したい周波数（F0）を自動計算することができる。
【００３２】
図６は、図５に示したノッチフィルタのノッチフィルタボード線図である。周波数３００[Hz]で大きく減衰していることが分かる。なお、ここでは1つのノッチフィルタについて説明したが、2つ以上の高調波成分を除去したい場合は、フィルタ１０８を2つ以上連ねることにより、狙いとする高調波成分を除去することができる。
【００３３】
図８は、ＣＰＵ１０１で実行されるフィルタリング処理の処理手順を示すフローチャートである。同図において、フィルタリング処理が開始されると、まず、モータ回転に応じて出力されるエンコーダ信号を第１カウンタ１０７で取得し、エッジ間周波数情報を取得する（ステップＳ１）。このときにはエンコーダ位相ズレがあり回転ムラ成分を含んでいる。
【００３４】
次いで、フィルタ１０８で図５に示したノッチフィルタによってフィルタ処理を実施する（ステップＳ２）。フィルタ処理では、ノッチフィルタ機能で図７に示したように予め設定した高次回転ムラ成分のフィルタリングが行われる。
【００３５】
ステップＳ２で高次回転ムラ成分のフィルタリングが実施された後、当該フィルタリング処理された信号をエンコーダ信号として再生させ（ステップＳ３）、この信号を用いて位置／速度制御を行う。本実施形態では、この信号はωdet（検出信号）としてモータ制御部１０２側に戻される。
【００３６】
本実施形態では、エンコーダ１０６のエンコーダ信号のフィルタ処理を回転周波数（回転速度）によってフィルタの周波数特性を変えることなく、エンコーダ信号のエッジ検出タイミングでサンプリングを行うデジタルフィルタ処理を用いる構成とした。これにより、エンコーダ信号のパルス抜けおよび位相誤差を除去したエンコーダ信号を生成し、それを通常の制御処理に用いることが可能となった。このようなモータ制御装置は、例えば画像形成装置、紙幣を搬送する紙搬送装置、シート状 を搬送する搬送装置、自動車、ロボット、アミューズメント機器などに使用されるＤＣモータのモータ制御に使用される。
【００３７】
なお、本実施形態では、図４および図５を参照し、フィルタ１０８が、前記モータ１０５の１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ノッチフィルタの自動計算を行うようになっている。しかし、図４に示すように、カットオフ周波数から右下がりにゲインが下がるローパスフィルタ（ＬＰＦ） についても、モータ１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ローパスフィルタの自動計算を行うようにすることもできる。
【００３８】
さらに、エッジ間周波数フィルタ処理部として機能する第１カウンタ１０７とフィルタ１０８では、前記モータ１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ノッチフィルタの自動計算とローパスフィルタの自動計算を行い、両者を組み合わせてフィルタとして機能させることもできる。
【００３９】
また、エッジ間周波数フィルタ処理部として機能する第１カウンタ１０７とフィルタ１０８では、前記モータ１回転のＮ倍の高調波とＭ倍の高調波（Ｎ，Ｍは１以上の異なる正の整数）の周波数を通過させるかを予め設定しておき、バンドパスフィルタの自動計算を行い、バンドパスフィルタとして機能させることもできる。
【実施例１】
【００４０】
図９は本実施形態のモータ制御装置が適用される実施例１に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す図である。
【００４１】
図９において、画像形成装置１０は、画像読み取り部２５、画像形成部（画像形成エンジン部）１１および給紙部２０からなる。画像読み取り部２５、画像形成部（画像形成エンジン部）１１および給紙部２０自体の構成は、公知なので、簡単に説明する。
【００４２】
画像読み取り部２５は原稿を光学的に読み取る機構を備えている。図９に示した画像形成装置１０の画像形成部１１はタンデム型の間接転写方式のプリンタエンジンを備えている。画像形成部１１は、第１ないし第４の感光体ドラム１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを備えている。各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄの周りには、帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、クリーニングプロセスを実行するための各プロセス機器が配置されている。電子写真プロセスで各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄの表面に形成されたトナー画像は各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄに接触して配置された中間転写ベルト１４に転写プロセス機器により転写される。転写プロセス機器である１次転写ローラは、中間転写ベルト１４を介して各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄと対向した位置に配置されている。
【００４３】
中間転写ベルト１４は、駆動ローラ５０、第１のベルト従動ローラ２１ａおよび第２のベルト従動ローラ２１ｂの間に掛け渡されている。駆動ローラ５０は、ベルト駆動モータ５２によって駆動ギア５５および従動ギア５６を介して駆動され、中間転写ベルト１４を回転移動させる。
【００４４】
画像形成部１１内にはプリンタエンジン制御部２３が配置されている。プリンタエンジン制御部２３は、前記モータ制御装置１００を含み、プリンタエンジンによる画像形成を制御するとともに、前記ベルト駆動モータ５２を駆動制御する。
【００４５】
給紙部２０は給紙トレイ２４を備え、給紙トレイ２４に収容された記録紙１９をピックアップローラ１７によって１枚ずつピックアップし、搬送ローラ１８によって搬送路に沿ってレジストローラ対１６まで搬送する。被記録媒体としての記録紙１９は中間転写ベルト１４上の画像とタイミングを取って２次転写ローラ１５と第１のベルト従動ローラ２１ａのニップに送り込まれ、記録紙１９上に中間転写ベルト１４上のトナー画像が転写される。トナー画像が転写された記録紙１９は定着プロセス部１３まで搬送され、定着プロセス部１３で加熱および加圧処理が行われ、トナー画像が記録紙１９に定着された後、排紙トレイ２２に排紙される。
【００４６】
なお、図９に示した画像形成装置１０ではモータとしてベルト駆動モータ５２が１つ例示されている。しかし、感光体ドラム１２ａ〜１２ｄの回転駆動、定着プロセス部における定着ローラの回転駆動、給紙部２０におけるピックアップローラ１７および搬送ローラ１８の回転駆動、レジストローラ対１６の回転駆動などにモータが使用されている。そのため、本実施形態に係るモータ駆動制御装置は、各モータの駆動に適用できる。そこで、前記図２に示した構成のモータ制御装置１００により、回転ムラをリアルタイムで補正すれば、高精度の画像形成が可能となる。
【実施例２】
【００４７】
図１０は本実施形態のモータ制御装置が適用される実施例２に係る紙搬送装置の搬送部の構成の一例を示す図である。この紙搬送装置３０は例えば紙幣を搬送する搬送装置であり、紙幣の搬送方向に直列に並んだ第１および第２の２つの搬送ローラ対３１，３２を備えている。第１の搬送ローラ対３１は第１の駆動ローラ３１ａと第２の従動ローラ３１ｂとからなり、第２の搬送ローラ対３２は第２の駆動ローラ３２ａと第２の従動ローラ３２ｂとからなる。第１の駆動ローラ３１ａは第１の駆動モータ３３から駆動され、第２の駆動ローラ３２ａは第２の駆動モータ３４によって駆動される。
【００４８】
第１の駆動モータ３３の駆動力（駆動トルク）は第１の駆動ギア３５から第１の従動ギア３６に伝達され、第１の駆動ローラ３１ａを駆動する。第２の駆動モータ３４の駆動力（駆動トルク）は第２の駆動ギア３７から第２の従動ギア３８に伝達され、第２の駆動ローラ３２ａを駆動する。紙幣Ｐは矢印で示す搬送方向の上流側から第１の搬送ローラ対３１のニップに進入し、ニップで挟まれて駆動力が付与され、第２の搬送ローラ対３２のニップに進入する。搬送状態は紙検知センサ３９で検出する。紙幣の搬送状態は、紙検知センサ３９で検知してからの時間と第１および第２の搬送ローラ対３１，３２の搬送速度から容易に判断することができる。
【００４９】
この例では、２つのモータで第１および第２の搬送ローラ対３１，３２をそれぞれ駆動することから、第１および第２の駆動モータ３３，３４の回転速度が揃わないと、皺や破断、あるいは搬送不良の原因になる。そこで、本実施形態に係るモータ制御装置１００を適用し、第１および第２の駆動モータ３３，３４を制御する。なお、エンコーダ１０６は、第１の駆動モータ３３では、第１の駆動ギア３５あるいは第１の駆動ギア３５に連結された駆動軸に、第２の駆動モータ３４では、第２の駆動ギア３７あるいは第２の駆動ギア３７に連結された駆動軸に設ける。そして、このエンコーダ１０６のエンコーダ信号に基づいて前記図２に示した構成のモータ制御装置１００が、第１および第２の駆動モータ３３，３４の回転ムラをリアルタイムで補正し、高精度で両者を回転駆動することができる。その結果、位相を合わせて第１および第２の駆動モータ３３，３４を同期して駆動することが可能となり、紙幣を搬送する際に、皺が発生し、あるいは破損するような事態が生じることはない。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。なお、以下の説明では、特許請求の範囲における各構成要素と本実施形態の各部について対応を取り、両者の用語が異なる場合には後者をかっこ書きで示し、両者の対応関係を明確にした。
【００５１】
（１）  モータ１０５の回転位置を示す位置信号（エンコーダ信号）の立ち上がりまたは立ち下がりエッジを検出し、前記位置信号のスペクトル強度を示すエッジ間周波数情報を取得する周波数情報取得部（第１カウンタ１０７）と、前記エッジ間周波数情報における特定の高調波成分をフィルタ処理する高調波フィルタ処理部（フィルタ１０８）と、前記高調波フィルタ処理部（フィルタ１０８）でフィルタ処理されたエッジ間周波数情報を、モータ１０５の回転位置を示す補正信号（修正したエンコーダ信号）に変換して出力する補正信号出力部（第２カウンタ１０９）と、前記補正信号を用いて前記モータ１０５の回転速度制御または回転位置制御を行う回転制御部（モータ制御部１０２）と、を備えた本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの回転速度に依らずに位置信号（エンコーダ信号）のフィルタ処理を行うことができる。
【００５２】
（２）  前記高調波フィルタ処理部（フィルタ１０８）が、前記モータ１０５の１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ノッチフィルタの自動計算を行う本実施形態によれば、減衰したい周波数（F0）を自動計算し（図４）、回転ムラを抑制することができる。
【００５３】
（３）  前記高調波フィルタ処理部（フィルタ１０８）が、前記モータ１０５の１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ローパスフィルタの自動計算を行う本実施形態によれば、カットオフした周波数（F0）を自動計算し（図４）、カットオフ周波数より高い周波数を減衰させることができる。
【００５４】
（４）  前記エッジ間周波数フィルタ処理部（第１フィルタ１０７＋フィルタ１０８）が、前記モータ１０５の１回転の何倍の高調波を減衰するか予め設定しておき、ノッチフィルタの自動計算とローパスフィルタの自動計算を行い、両者を組み合わせる本実施形態によれば、ノッチフィルタで前記何倍かの高調波を減衰させ、ローパスフィルタでカットオフした周波数より高い周波数を減衰させる（図４）ことができる。
【００５５】
（５）  前記エッジ間周波数フィルタ処理部（第１フィルタ１０７＋フィルタ１０８）が、前記モータ１０５の１回転のＮ倍の高調波とＭ倍の高調波（Ｎ，Ｍは１以上の異なる整数）の周波数を予め設定しておき、バンドパスフィルタの自動計算を行うので、Ｎ倍の高調波とＭ倍の高調波の間の周波数帯域以外の周波数を減衰させることができる。
【００５６】
（６）  前記モータ制御装置１００と、駆動対象物を駆動するためのモータ１０５と、前記モータ制御装置１００からの駆動電圧に基づいて前記モータ１０５を駆動する駆動装置（ドライバ１０４）と、を備えた本実施形態によれば、前記（１）から（５）の効果を奏するモータ制御システムを提供することができる。
【００５７】
（７）  前記モータ制御装置１００と、画像形成要素（感光体ドラム１２ａ〜１２ｄ、中間転写ベルト１４等）によって被記録媒体（記録紙１９）に画像を形成する画像形成部１１と、前記画像形成要素（感光体ドラム１２ａ〜１２ｄ、中間転写ベルト１４等）を駆動するモータ（ベルト駆動モータ５２）と、前記モータ制御装置１００からの駆動電圧に基づいて前記モータを駆動する駆動装置（ドライバ１０４）と、を備えた本実施形態によれば、前記（１）から（６）の効果を奏する画像形成装置を提供することができる。
【００５８】
（８）  前記モータ制御装置１００と、シート状の物体（紙幣Ｐ）を搬送する搬送部材（第１および第２の搬送ローラ対３１，３２）と、前記搬送部材（第１および第２の搬送ローラ対３１、３２）を駆動するモータ（第１および第２の駆動モータ３３，３４）と、前記モータ制御装置１００からの駆動電圧に基づいて前記モータを駆動する駆動装置（ドライバ１０４）と、を備えた本実施形態によれば、前記（１）から（７）の効果を奏する搬送装置を提供することができる。
【００５９】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態および実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１１  画像形成部
１２ａ〜１２ｄ  感光体ドラム（画像形成要素）
１４  中間転写ベルト（画像形成要素）
１９  記録紙（被記録媒体）
３１  第１の搬送ローラ対（搬送部材）
３２  第２の搬送ローラ対（搬送部材）
３３  第１の駆動モータ（モータ）
３４  第２の駆動モータ（モータ）
５２  ベルト駆動モータ（モータ）
１００  モータ制御装置
１０２  モータ制御部（回転制御部）
１０４  ドライバ（駆動装置）
１０５  モータ
１０６  エンコーダ（パルス信号出力部）
１０７  第１カウンタ（周波数情報取得部、エッジ間周波数フィルタ処理部）
１０８  高調波フィルタ処理部（エッジ間周波数フィルタ処理部）
１０９  第２カウンタ（補正信号出力部）
Ｐ  紙幣（シート状の物体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開平９−２６７９４６号公報
【図１】
2017163790.tif 000003
【図２】
2017163790.tif 000004
【図３】
2017163790.tif 000005
【図４】
2017163790.tif 000006
【図５】
2017163790.tif 000007
【図６】
2017163790.tif 000008
【図７】
2017163790.tif 000009
【図８】
2017163790.tif 000010
【図９】
2017163790.tif 000011
【図１０】
2017163790.tif 000012