(57)【要約】【課題】モータの回転制御の精度を向上する。【解決手段】速度情報信号の周期を測定する周期測定手段と、速度情報信号の周期とモータを基準の速度で回転させるための基準周期との偏差を測定する偏差測定手段と、測定された偏差を予め定められている増幅率に従って増幅し制御信号として出力する増幅手段と、測定された偏差を予め定められた時間において累積し、累積した値と予め定められた閾値との大小を比較する比較手段と、累積した値が閾値よりも大きい場合に増幅率を調整する調整手段とを備える。【選択図】図１
2009060739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転と同期した速度情報信号を用いて、前記モータの回転をフィードバック制御する制御信号を生成するモータ制御装置であって、
前記速度情報信号の周期を測定する周期測定手段と、
前記速度情報信号の周期と、前記モータを基準の速度で回転させるための基準周期との偏差を測定する偏差測定手段と、
前記偏差測定手段によって測定された前記偏差を、予め定められている増幅率に従って増幅し、前記制御信号として出力する増幅手段と、
前記偏差測定手段によって測定された前記偏差を、予め定められた時間において累積し、累積した値と予め定められた閾値との大小を比較する比較手段と、
前記比較手段において、前記累積した値が前記閾値よりも大きい場合に、前記増幅手段における前記増幅率を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記周期測定手段が、前記速度情報信号の立上がりエッジから次の立上がりエッジまでの第１の周期と、立下がりエッジから次の立下がりエッジまでの第２の周期とを前記周期として測定し、
前記偏差測定手段が、前記第１の周期と前記基準周期との差と、前記第２の周期と前記基準周期との差とを前記偏差として測定し、
前記増幅手段が、前記増幅率として第１の増幅率と第２の増幅率とを有し、
前記調整手段が、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率とを独立に調整する、
ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータがＤＣモータである、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載のモータ制御装置によって、前記モータを駆動し画像形成処理を行う、ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来における３相のブラシレスモータ制御装置を示す図である。ＣＰＵ１は、予め設定された速度と、モータの回転部に着磁された磁気パターンを検出する回転検出センサ及び回転検出センサの出力信号を増幅しモータ回転に比例したＦＧセンサ信号を出力する波形整形回路から取得した速度情報とから制御量を演算する。演算された制御量は、制御信号である加速信号及び減速信号としてプリドライバ２に出力される。回転検出センサ（以下、ＦＧセンサ６ともいう）として、例えば、ＭＲ（Magnetic Resistance：磁気抵抗）センサが用いられる。プリドライバ２は、ＣＰＵ１から送信された加速信号及び減速信号を、積分器３によってモータのトルク指令に変換する。更に、磁気センサ５により検知されたモータにおける永久磁石の位置から３相コイルに電流を流すタイミングが生成され、生成されたタイミングに応じて、スイッチ４がオンオフ制御される。
【０００３】
図８は、図７におけるプリドライバ２と積分器３の構成を示す図である。図８には、ＣＰＵ１から送信される加速信号及び減速信号により充放電されるチャージポンプ回路８、チャージポンプ回路８の出力によってモータに対してトルク指令を発生する積分アンプ１３、複数の抵抗９及び１１、コンデンサ１０及び１２が含まれている。例えば、チャージポンプ回路８は、加速信号が活性化されることによって充電し、減速信号が活性化されることによって放電するように構成されている。
【０００４】
モータの起動時において、加速信号が活性化され、チャージポンプ回路８の出力電圧が上昇し、その結果、トルク指令が増大する。モータが所望の回転数に達すると、加速信号が非活性化され、その状態においてホールドされる。モータの負荷トルクが変動した場合には、加速信号と減速信号とによって、負荷トルクを一定に保つように調整される。積分アンプ１３は、三角波発生器において生成された三角波と、定電圧とを比較することによって、ＰＷＭ信号を出力している。ＰＷＭ信号はスイッチ４に入力され、その結果、所望の電流がコイル７に流れる。モータが発生する負荷（出力）トルクは、以下の式（１）によって求められる。ここで、Ｔは、負荷トルクであり、ＫＴは、トルク定数であり、Ｉは、流れる電流値である。
【０００５】
Ｔ＝ＫＴ×Ｉ  ・・・（１）
式（１）に示すように、加速信号又は減速信号によって、電流値Ｉを変化させ、モータの速度を制御することができる。従来のモータ制御装置においては、モータの回転情報を示すＦＧセンサ信号の周期情報を基準値と比較し、その差を検出することによって、回転数が基準値に近づくようにフィードバック制御される。
【０００６】
図９は、従来におけるフィードバック制御の構成を示す図である。立下がりエッジカウンタ１７Ｆは、ＦＧセンサ６から得られた速度情報の矩形波の立下がりエッジ間の間隔を計測する。また、立上がりエッジカウンタ１７Ｒは、ＦＧセンサ６から得られた、速度情報を示すＦＧセンサ信号の立上がりエッジ間の間隔を計測する。差分演算器１９Ｆは、モータを所定の速度で制御するための速度ターゲット１８の値と、立下りエッジカウンタ１７Ｆで得られたカウント値との差分を算出する。また、差分演算器１９Ｒは、同様に、速度ターゲット１８の値と、立上がりエッジカウンタ１７Ｒで得られたカウント値との差分を算出する。抽出されたそれぞれのカウント値との差分は、サーボアンプ２０Ｒ又は２０Ｆを介して、出力部２１に出力される。
【０００７】
出力部２１は、差分演算器１９Ｒ及び１９Ｆから出力される制御量に基づいて、プリドライバ２に加速制御信号と減速制御信号を出力する。出力部２１は、例えば、サーボアンプ２０Ｒとサーボアンプ２０Ｆとの論理積を出力するように構成されている。そのように構成されることで、立下がりエッジカウンタ１７Ｆと立上がりエッジカウンタ１７Ｒとの出力が重ね合わせられ、加速制御信号と減速制御信号が、制御信号としてプリドライバ２に出力される。加速制御信号と減速制御信号は、例えば、ローレベルで活性化される信号である。
【０００８】
図１０及び図１１は、図９に示す構成における、制御信号のタイミングを説明する図である。図１０に示すように、モータが回転すると、ＦＧセンサ６の出力が、図示されていないＦＧアンプによって増幅され、比較器等で矩形波（ＦＧセンサ信号）とされる。モータが駆動を開始して回転中に、ＦＧセンサ信号の立上がりエッジの間隔ｔｒと立下がりエッジの間隔ｔｆが、それぞれ立上がりエッジカウンタ１７Ｒと立下がりエッジカウンタ１７Ｆでカウントされる。立下がりエッジカウンタ１７Ｆ及び立上がりエッジカウンタ１７Ｒは、各エッジを検出したタイミングで、１つ前のエッジからのカウント値を差分演算器１９Ｆ又は１９Ｒに送出する。
【０００９】
差分演算器１９Ｆは、速度ターゲット１８の値と、立下がりエッジカウンタ１７Ｆで得られた値とを比較し、その差分を出力部２１に送信する。差分演算器１９Ｒも、同様に、速度ターゲット１８の値と、立上がりエッジカウンタ１７Ｒで得られた値とを比較し、その差分を出力部２１に送信する。出力部２１は、差分演算器１９Ｒと差分演算器１９Ｆとからの入力を合成し、加速制御信号と減速制御信号とが制御信号として、プリドライバ２に送信する。加速制御信号と減速制御信号がローアクティブとすると、ローレベルに活性化されるタイミングは、立上がりエッジと立下がりエッジとの論理積で合成されたタイミングとされる。図１１は、立上がりエッジと立下がりエッジとの論理積で合成されたタイミングを示している。
【００１０】
一般的に、モータの速度をより高精度に制御するために、ＦＧセンサ６からの出力を増幅するＦＧアンプの増幅度、即ちゲインを大きくすることが考えられる。しかしながら、従来のモータ制御装置のフィードバック制御において、ＦＧアンプのゲインを大きくすることには部品上、制限がある。また、モータの速度制御の高精度化において、１回転中のＦＧセンサ６の出力パルス数を多くし、速度の検出周期を短くすることが考えられる。ここで、狭着磁ピッチとしたＳ／Ｎパターンを読み出すためには、ＦＧセンサと着磁面とを近づける必要がある。しかしながら、着磁面の振れ精度等を考慮する必要がある。
【００１１】
従って、上記のようなモータの構造上の改良による精度の向上には限界があり、また、部品コストも増大してしまう。
【００１２】
近年の装置の小型化により、モータも同様に小型化されているので、着磁数を多くすることは難しい。また、低速での回転時において、ＦＧセンサ信号周期が長くなってしまう。ここで、ＦＧセンサ信号周期を短縮するために、特許文献１に記載されているような方法が開示されている。特許文献１によると、図１１で説明したように、ＦＧセンサ信号の立上がりエッジから次の立上がりエッジまでの周期ｔrと、立下がりエッジから次の立下がりエッジまでの周期ｔfとが用いられる。その結果、ＦＧセンサ信号周期に対して２倍の検出周期を得ることができるとされている。しかしながら、立上がりエッジ間と立下がりエッジ間の２つの周期を得る方法は、波形整形回路のスレッシュレベルの偏差によりデューティ誤差が発生し、周期に差が生じてしまう場合がある。その場合に、立上がりエッジ間の周期と立下がりエッジ間の周期のそれぞれについて、同一のサーボゲインによる制御を行うと、モータの速度が変動し、安定性が損なわれてしまう。その結果、モータの騒音を引き起こしてしまう等の問題を内包している。
【特許文献１】特開平０６−１７８５６８号公報（段落［００２０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、モータの回転制御の精度を向上することができる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】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明に係るモータ制御装置は、モータの回転と同期した速度情報信号を用いて、モータの回転をフィードバック制御する制御信号を生成するモータ制御装置であって、速度情報信号の周期を測定する周期測定手段と、速度情報信号の周期と、モータを基準の速度で回転させるための基準周期との偏差を測定する偏差測定手段と、偏差測定手段によって測定された偏差を、予め定められている増幅率に従って増幅し、制御信号として出力する増幅手段と、偏差測定手段によって測定された偏差を、予め定められた時間において累積し、累積した値と予め定められた閾値との大小を比較する比較手段と、比較手段において、累積した値が閾値よりも大きい場合に、増幅手段における増幅率を調整する調整手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モータの回転制御の精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１７】
図１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図である。図１は、タイマ２３、偏差モニタ２２Ｆ及び２２Ｒ、調整判定部２４が構成されている点において、図９と異なる。
【００１８】
図１に示す偏差モニタ２２Ｆは、差分演算器１９Ｆから出力された差分値、即ち、ＦＧセンサ信号（速度情報信号）の立下がりエッジ間隔と速度ターゲット（以下、基準周期ともいう）との差分値（以下、偏差ともいう）を測定する。ここで、ＦＧセンサ信号は、モータの回転と同期した矩形波状の信号である。同様に、偏差モニタ２２Ｒは、差分演算器１９Ｒから出力された差分値、即ち、ＦＧセンサ信号の立上がりエッジ間隔と速度ターゲットとの差分値を測定する。以下、立上がりエッジ間隔を「第１の周期」ともいい、立下がりエッジ間隔を「第２の周期」ともいい、両方を総称して「周期」ともいう。
【００１９】
本実施形態において、速度ターゲットとの差分値（偏差）を測定する手段を偏差測定手段ともいう。サーボアンプ２０Ｆは、差分演算器１９Ｆで算出された差分値に対して、モータに与える制御量を決定する。同様に、サーボアンプ２０Ｒは、差分演算器１９Ｒで算出された差分値に対して、モータに与える制御量を決定する。サーボアンプ２０Ｆ又は２０Ｒは、ＦＧセンサ信号の基準周期との偏差を増幅するので、フィードバック制御の精度を向上させることができる。また、本実施形態においては、サーボアンプ２０Ｒ及び２０Ｆの増幅率を示すサーボゲインは、それぞれ独立に設定することができる。ここで、以下、サーボアンプ２０Ｒにおける増幅率を「第１の増幅率」ともいい、サーボアンプ２０Ｆにおける増幅率を「第２の増幅率」ともいう。
【００２０】
図２は、本実施形態における、立上がりエッジから制御信号を送出するまでを説明する図である。図２に示す間隔ｔｒ１及びｔｒ２は、立上がりエッジカウンタ１７Ｒでカウントされる値を示し、間隔ｔｔｇｔは、速度ターゲットでカウントされる値を示している。以下、本実施形態において、立上がりエッジカウンタ１７Ｒ又は立下がりエッジカウンタ１７Ｆにおいてエッジ間隔、即ち周期をカウントする手段を「周期測定手段」ともいう。また、偏差ｔａｃは、加速制御信号のアクティブ期間を示し、偏差ｔｄｅｃは、減速制御信号のアクティブ期間を示している。図２に示すように、ＦＧセンサ信号のデューティ比が変動しているので、その結果、間隔ｔｒ１及びｔｒ２が異なっている。以下、間隔ｔｒ１とｔｒ２とを総称して、間隔ｔｒともいう。
【００２１】
ここで、本実施形態における加速制御信号及び減速制御信号について説明する。本実施形態におけるサーボアンプ２０Ｒのサーボゲインを「ＧＡＩＮＲ」とする。図２に示すように、ｔｔｇｔとｔｒとの大小を比較し、ｔｔｇｔ＜ｔｒ（図２に示すｔｒ１）の場合には、速度ターゲット１８のカウント値が示すモータの回転に対して遅いことを示している。従って、本実施形態においては、次式（２）で求められる偏差ｔａｃを、加速制御信号の活性化期間として送出する。
【００２２】
ｔａｃ＝（ｔｒ−ｔｔｇｔ）×ＧＡＩＮＲ  ・・・（２）
一方、ｔｔｇｔ＞ｔｒ（図２に示すｔｒ２）の場合には、速度ターゲット１８のカウント値が示すモータの回転に対して速いことを示している。従って、本実施形態においては、次式（３）で求められる偏差ｔｄｅｃを、減速制御信号の活性化期間として送出する。
【００２３】
ｔｄｅｃ＝（ｔｔｇｔ−ｔｒ）×ＧＡＩＮＲ  ・・・（３）
図２は、立上がりエッジから送出される制御信号を示しているが、立下がりエッジについても、同様に、加速制御信号及び減速制御信号の活性化期間が設定される。
【００２４】
ここで、サーボアンプ２０Ｒ及び２０Ｆのサーボゲインは、それぞれ独立に設定可能である。ＦＧセンサ信号を生成するための不図示の波形整形回路におけるスレッシュレベルの偏差によって、ＦＧセンサ信号の立上がりエッジ間隔ｔｒと立下がりエッジ間隔ｔｆが、１：１とならない場合が発生し得る。その場合に、立上がりエッジから生成された加速制御信号（又は、減速制御信号）の活性化期間と、立下がりエッジから生成された加速制御信号（又は、減速制御信号）の活性化期間とが異なってしまい、その結果、モータの速度変動を引き起こしてしまう。しかしながら、本実施形態においては、サーボアンプ２０Ｒ及び２０Ｆのサーボゲインをそれぞれ独立に設定することができるので、ＦＧセンサ信号のデューティ比の揺れを補償することができる。
【００２５】
図３は、本実施形態に係るサーボゲインの調整の手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、モータを駆動するために、速度ターゲット１８を設定する。例えば、モータが所定の回転数で回転した場合にＦＧセンサからの速度情報（ＦＧセンサ信号）におけるエッジ間隔を、立下りエッジカウンタ１７Ｆ及び立上がりエッジカウンタ１７Ｒと同じカウントクロックでカウントしてカウント値を得る。そのようなカウント値を速度ターゲット１８に設定する値としても良い。速度ターゲット１８で設定された値と、ＦＧセンサ６で得られたＦＧセンサ信号の立上がりエッジ間隔との差分値（偏差）が、差分演算器１９Ｆで算出される。また、同様に、速度ターゲット１８で設定された値と、ＦＧセンサ６で得られたＦＧセンサ信号の立下がりエッジ間隔との差分値（偏差）が、差分演算器１９Ｒで算出される。
【００２６】
本実施形態において、モータ駆動開始時に、サーボアンプ２０Ｒ及び２０Ｆのサーボゲインは、予め設定されたデフォルト値「１」とされている。その場合には、算出された差分値に対して「１」が乗じられた値が制御量として出力部２１に出力される。出力部２１は、モータの回転速度が速度ターゲットの設定値が示す回転速度より遅い場合には、加速制御信号を活性化しプリドライバ２に出力する。一方、モータの回転速度が速度ターゲットの設定値が示す回転速度より速い場合には、減速制御信号を活性化しプリドライバ２に出力する。
【００２７】
以上説明したような制御が、タイマ２３に設定された時間Ｔ１の間、行われる（ステップＳ１０２）。本実施形態において、時間Ｔ１は、モータ駆動開始後、回転速度が安定するまでに十分な時間とされても良い。
【００２８】
次に、時間Ｔ１が経過しモータの回転が定常状態になると、ステップＳ１０３において、立上がりエッジカウンタと立下がりエッジカウンタとにおいて、偏差のモニタを開始する。
【００２９】
ステップＳ１０４及びＳ１０５において、偏差モニタ２２Ｒ及び２２Ｆにより、タイマ２３に設定された時間Ｔ２の間、偏差の累積値ＥＳが計測される。偏差の累積値ＥＳは、次式（４）により求められる。
【００３０】
ＥＳ＝│Ｅｄ│＋│Ｅｆ│  ・・・（４）
ここで、Ｅｄは、モータの回転速度が、遅い場合の時間Ｔ２における偏差の累積値（以下、偏差累積値ともいう）を示し、次式（５）により求められる。
【００３１】
Ｅｄ＝Σｅｄ  ・・・（５）
また、Ｅｆは、モータの回転速度が、速い場合の時間Ｔ２における偏差の累積値（以下、偏差累積値ともいう）を示し、次式（６）により求められる。
【００３２】
Ｅｆ＝Σｅｆ  ・・・（６）
従って、ＥＳは、偏差累積値Ｅｄと偏差累積値Ｅｆとの合計となる。
【００３３】
次に、ステップＳ１０６において、算出された偏差の累積値ＥＳが、予め定められた閾値ＥＣよりも大きいか否かが、調整判定部２４によって判定される。本実施形態において、算出された累積値ＥＳが閾値ＥＣよりも大きいと判定された場合には、フィードバック制御が不安定であると判定し、ステップＳ１０７に進み、サーボアンプ２０Ｒと２０Ｆのサーボゲインの調整が行われる。一方、累積値ＥＳが閾値ＥＣよりも小さいと判定された場合には、フィードバック制御が安定し、サーボアンプ２０Ｒと２０Ｆのサーボゲインの調整が不要と判断され、ステップＳ１０８に進み、現在のモータの回転状態を維持する。
【００３４】
本実施形態におけるサーボゲインの調整は、例えば、サーボアンプ２０Ｒと２０Ｆのサーボゲインを「１」から、「０．５」や「２」等に変化させ、変化された値によってステップＳ１０４〜Ｓ１０６が繰り返される。サーボゲインについては、例えば、初期値の「１」から、順次、２の階乗的に値を変化させるようにしても良い。その場合に、そのような値の変化は、ユーザによって行われるようにしても良いし、メモリ等に格納されたプログラムによって実行されるようにしても良い。また、サーボゲインの値については、予め、範囲が設定されており、その範囲において、例えば、上記のような規則に基づいて、サーボゲインの値を変化させる。ステップＳ１０７において、サーボゲインの値を変化させると、ステップＳ１０４に戻り、時間Ｔ２後、ステップＳ１０６において閾値ＥＣとの判定を行い、ＥＳ＜ＥＣであれば、ステップＳ１０８に進む。一方、ＥＳ＞ＥＣであれば、ステップＳ１０７に進み、サーボゲインの調整を行う。ここで、ステップＳ１０７において、変化させたサーボゲインの値が予め定められた範囲内でない場合には、それまでのサーボゲインの調整において試行されたＥＳの値の内から、最小のＥＳの値を選択するようにし、ステップＳ１０８に進むようにしても良い。以上のように、図３に示すフローチャートによって調整されたサーボアンプ２０Ｒと２０Ｆのサーボゲインを決定する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態においては、モータ制御装置におけるフィードバック制御の従来の構成において、ＦＧセンサ信号における立上がりエッジ間隔についての偏差と立下がりエッジ間隔についての偏差とを、所定の時間Ｔ２、累積する。モータの回転が定常状態において、偏差の累積値が、所定の閾値より大きくなった場合にのみ、モータの速度の揺れ（デューティ比の揺れ）が大きいと判断し、サーボアンプのサーボゲインを調整することによって、速度の揺れを補償する。その場合に、立上がりエッジ用のサーボアンプと立下がりエッジ用のサーボアンプのそれぞれに独立にサーボゲインを調整する。一方、偏差の累積値が、所定の閾値より小さい場合には、モータの速度の揺れは小さいと判断し、サーボアンプのサーボゲインの調整は行われない。
【００３６】
即ち、本実施形態においては、モータの速度の揺れを一定値以下に抑えるようなサーボゲインを決定することができる。また、デューティ比の揺れを伴うＦＧセンサ信号から抽出された立上がりエッジ間隔と立下がりエッジ間隔について、同一のサーボゲインを設定することによるモータ速度の変動を防ぐことができる。また、デューティ比の揺れが小さい（一定値以下）場合においては、サーボゲインを初期値（例えば、増幅率「１」）で維持するので、増幅率を変化させることによる速度の変動を防ぐことができる。更に、時間Ｔ２や閾値ＥＣを変更することにより、モータの速度の揺れの基準を任意に決定することができるので、例えば、モータが高回転域において速度の揺れが大きくなるような場合に、時間Ｔ２を短くし閾値ＥＣとの比較判定を速やかに行うことができる。従って、広範囲の速度域において、速度の揺れの分布が異なるような場合においても、柔軟なモータの速度制御を行うことができる。
【００３７】
図１において説明したモータ制御装置は、画像形成装置に組み込まれて構成されることもできる。図４は、本実施形態に係るモータ制御装置を搭載した画像形成装置の構成を示す図である。
【００３８】
図４に示すスキャナユニット２７は、不図示の半導体レーザと回転多面鏡２８により構成される。カートリッジ２９は、現像剤（トナー）を格納し、また、像担持体３０上の余剰トナーをクリーニングしたときに発生する廃トナーを格納する。現像スリーブ３１は、像担持体表面の静電潜像をトナー像へと現像し、像担持体３０と接離可能な構成となっており、画像形成時に当接し、画像形成時以外は離間している。カートリッジ２９と像担持体３０と現像スリーブ３１は、現像装置（以下、現像カートリッジ３２とする）としてまとめて構成されている。現像カートリッジ３２、３３、３４、３５は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の現像カートリッジを示し、特にその順序は問わない。転写ローラ３６は、各色現像カートリッジにより現像された像担持体３０上のトナー像を印字媒体へと転写するために像担持体に対向して配設されている。搬送ベルト３７は、印字媒体を搬送するため無端ベルトにより構成されている。印字媒体３９は、給紙ユニット３８内に搭載されている。定着器４０は、印字媒体上のトナー像を印字媒体へ定着させるために用いられる。更に、定着ローラ４１とヒータローラ４２が構成され、ヒータローラ４２は、定着器を加熱するために用いられる。
【００３９】
図５は、図４に示す画像形成装置における搬送ベルト駆動部と現像駆動部とを模式的に示す図であり、本実施形態に係るモータ制御部を示している。図５において、モータ４３は、ブラックの現像カートリッジを駆動し、このモータによりカートリッジ内の像担持体３０と現像スリーブ３１を回転駆動させることができる。モータ４４は、シアンの現像カートリッジを駆動する。モータ４５は、搬送ベルト３７を駆動する。ＣＰＵ４６は、画像形成装置に備えられて、モータの制御や駆動開始、停止などのタイミングを制御する。モータドライバ４７及び４８は、画像形成系の現像装置のモータを駆動し、モータドライバ４９は、搬送ベルトを駆動するモータのモータドライバとして動作する。以下においては、ＤＣモータの１つであるＤＣブラシレスモータを、モータ４３、４４、４５として用いた場合を説明している。
【００４０】
図４及び図５に示した画像形成装置の動作について説明する。モータ制御ブロックについては、既に説明したところと同様であるので詳細な説明は省略する。
【００４１】
本画像形成装置が画像データを受信すると、まず、ＣＰＵ４６は、ユーザにより設定された印字モードに応じて、速度ターゲット１８を設定する。既に説明したように、速度ターゲット１８に設定する値は、ＦＧセンサからの速度情報（ＦＧセンサ信号）におけるエッジ間隔を、例えば、カウンタクロックによって換算したカウント数である。速度ターゲット１８が設定されると、モータ４３、４４、４５は、速度ターゲットの設定値に応じて回転を始める。ここで、画像形成を開始する前の所定の時間Ｔ３の間、偏差モニタ２２によって、立上がりエッジカウンタ１７Ｒ及び立下がりエッジカウンタ１７Ｆと、速度ターゲット１８との差分値（偏差）のモニタを開始する。
【００４２】
時間Ｔ３が経過した後、偏差の累積値ＥＳが求められる。累積値ＥＳは、既に説明した式（４）〜（６）によって求められる。算出された累積値ＥＳが、サーボゲイン調整が必要な閾値ＥＣよりも大きいと判定された場合には、サーボゲインの調整が行われる。サーボゲインの調整については、図３に示すステップＳ１０７における説明と同様である。一方、累積値ＥＳが閾値ＥＣよりも小さいと判定された場合には、モータの回転が定常状態であると判断し、画像形成処理を開始する。
【００４３】
図６は、本実施形態に係る画像形成装置におけるサーボゲインの調整の手順を示すフローチャートである。図６に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０９は、上述した説明と同様である。図６に示す点線部で囲まれたステップＳ２１０とステップＳ２１１について説明する。
【００４４】
図６においては、サーボゲインが最終的に決定された後において、ＥＳ及び閾値ＥＣとの比較が行われる（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０で行われる処理は、ステップＳ１０６における処理と同じである。図３において、変化させたサーボゲインの値が予め定められた範囲内でない場合には、それまでのサーボゲインの調整において試行されたＥＳの値の内から、最小のＥＳの値を選択すると説明した。しかしながら、図６においては、ＥＳ＞ＥＣの場合に、画像形成処理を中止する（ステップＳ２１１）。また、その場合に、ユーザにエラー通知が送信されるようにしても良い。
【００４５】
以上の説明のように、本実施形態においては、サーボゲインが調整された後においても、累積値ＥＳが閾値ＥＣよりも大きいのであれば、画像形成処理を中止する。
【００４６】
以下、サーボゲインの調整が終了し、画像形成プロセスが開始される際の画像形成装置の動作について説明する。サーボゲイン調整が終了すると、モータ４３、４４、４５に対し再度、駆動信号が送信される。その後、モータ駆動中は、モータ４３、４４、４５の回転速度についての情報がＣＰＵ４６に送信される。それぞれのモータは、ＣＰＵ４６によって回転速度が所定の速度になるように制御される。このとき、モータ４３、４４、４５とその他のモータが目標の回転数に達すると、ＣＰＵ４６は画像形成プロセスを開始する。
【００４７】
ＣＰＵ４６は給紙動作を開始し、給紙ユニット３８により内部に搭載された印字媒体３９を画像形成系の搬送駆動装置に搬送する。画像形成系の先頭部へ搬送された印字媒体３９は、画像形成時の最適速度（以下、プロセス速度ともいう）で回転している搬送ベルト３７に吸着され、プロセス速度でブラックの現像カートリッジ３５の前縁へ搬送される。ここで、ブラックの現像カートリッジ３５内の感光体（像担持体）上に形成されたブラックのトナー像を転写ローラ３６により印字媒体上へ転写する。その後、搬送順にシアンの現像カートリッジによりシアンのトナー像が印字媒体上に転写され、マゼンダのトナー像、イエローのトナー像と順次、印字媒体上で重ね合わせられ、最終的にフルカラーのトナー像が印字媒体上で形成される。
【００４８】
印字媒体の先端は、画像形成系の最下流にあるイエローのトナー像の転写が終わると搬送されて画像形成系を脱し、定着器４０により印字媒体上のトナー像が加熱加圧され、印字媒体上に定着され排紙される。
【００４９】
以上のように、本画像形成装置においては、モータの速度の揺れを一定値以下に抑えるようなサーボゲインを決定した後、そのサーボゲインによって、画像形成処理を行うことができる。
【００５０】
また、画像形成前にサーボゲインの調整が行われる場合を説明したが、画像形成中に偏差のモニタを行い、その累積値ＥＳを閾値ＥＣと比較し、サーボゲインを調整する処理に移行させても良い。また、その場合には、一旦、画像形成処理を中止し、サーボゲインの調整が終了した後に、画像形成処理を継続するようにしても良い。また、本実施形態に係るモータ制御装置は、図４に示したようなレーザビームプリンタだけでなく、ＬＥＤプリンタや液晶プリンタ等の他の形式のプリンタ、又は、画像形成機能を有する、複写機、ファクシミリや複合機等に適用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態における、立上がりエッジから制御信号を送出するまでを説明する図である。
【図３】本実施形態に係るサーボゲインの調整の手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係るモータ制御装置を搭載した画像形成装置の構成を示す図である。
【図５】図４に示す画像形成装置における搬送ベルト駆動部と現像駆動部とを模式的に示す図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成装置におけるサーボゲインの調整の手順を示すフローチャートである。
【図７】従来における３相のブラシレスモータ制御装置を示す図である。
【図８】図７におけるプリドライバと積分器の構成を示す図である。
【図９】従来におけるフィードバック制御の構成を示す図である。
【図１０】立上がりエッジ間隔と立下がりエッジ間隔とを示す図である。
【図１１】制御信号のタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、４６  ＣＰＵ
２  プリドライバ
３  積分器
４  スイッチ
５  磁気センサ
６  ＦＧセンサ
７  コイル
８  チャージポンプ回路
９、１１  抵抗
１０、１２  コンデンサ
１３  積分アンプ
１７Ｒ  立上がりエッジカウンタ
１７Ｆ  立下がりエッジカウンタ
１８  速度ターゲット
１９Ｒ、１９Ｆ  差分演算器
２０Ｒ、２０Ｆ  サーボアンプ
２１  出力部
２２Ｒ、２２Ｆ  偏差モニタ
２３  タイマ
２４  調整判定部
２７  スキャナユニット
２８  回転多面鏡
２９  カートリッジ
３０  感光体
３１  現像スリーブ
３２、３３、３４、３５  現像カートリッジ
３６  転写ローラ
３７  搬送ベルト
３８  給紙ユニット
３９  印字媒体
４０  定着器
４１  定着ローラ
４２  ヒータローラ
４３、４４、４５  モータ
４７、４８、４９  モータドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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