特許 6981073 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981073

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/14 20160101AFI20211202BHJP

   H04N 1/00 20060101ALI20211202BHJP

   H02P 6/16 20160101ALI20211202BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20211202BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20211202BHJP

   B41J 29/38 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H02P21/14

   H04N1/00 C

   H02P6/16

   G03G15/00 448

   G03G21/00 370

   B41J29/38 301

【請求項の数】12

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-141963(P2017-141963)

(22)【出願日】2017年7月21日

(65)【公開番号】特開2019-22417(P2019-22417A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2020年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086933

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125117

【弁理士】

【氏名又は名称】坂田 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】田村 友伸

(72)【発明者】

【氏名】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】浅野 斉

(72)【発明者】

【氏名】東 敏和

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００３／０１９３１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０７３８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４７９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０７４１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１０８８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３２４９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０８２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４４０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４２５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１０１９１５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２１／１４

Ｈ０４Ｎ １／００

Ｈ０２Ｐ ６／１６

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｂ４１Ｊ ２９／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートに画像を形成する画像形成装置であって、
永久磁石を用いた回転子が回転するモータと、
前記モータにより回転駆動されて前記シートを搬送するローラと、
入力された目標速度で回転するよう前記モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
前記シートの搬送距離を補正するための角度量補正部と、を有し、
前記ベクトル制御部は、
前記回転子の磁極位置を周期的に推定する磁極位置推定部を有しており、
前記角度量補正部は、
設定期間中に推定された前記磁極位置に基づいて当該設定期間における前記モータの回転角度量を積算する角度量積算部と、
前記設定期間の一部である補正期間において前記ベクトル制御部に入力する前記目標速度を、当該補正期間の開始タイミングである前記目標速度に対する前記回転子の回転速度の誤差が設定値以下に減少するタイミングにおける前記回転角度量の積算量に基づいて、当該補正期間の終了タイミングにおける前記回転角度量が目標角度量と一致するよう修正する目標速度修正部と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記目標速度修正部は、前記補正期間の終了タイミングにおいては前記目標速度を前記モータに対してあらかじめ設定された運転パターンと一致させる、
請求項１記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記モータを複数有し、モータごとに、前記設定期間および前記補正期間が定められている、
請求項１または２記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記目標速度修正部は、前記目標速度を修正した後に前記回転速度の誤差が前記設定値を超えた場合に、その後に前記誤差が前記設定値以下になったときに前記目標速度の修正をやり直す、
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記角度量補正部は、前記シートの搬送を制御するプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現され、
前記補正期間は、前記プロセッサに加わる制御負荷が集中すると予想される期間を避けた期間とされている、
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項6】

シートに画像を形成する画像形成装置であって、
永久磁石を用いた回転子が回転するモータと、
前記モータにより回転駆動されて前記シートを搬送するローラと、
入力された目標速度で回転するよう前記モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
前記シートの搬送距離を補正するための角度量補正部と、を有し、
前記ベクトル制御部は、
前記回転子の磁極位置を周期的に推定する磁極位置推定部を有しており、
前記角度量補正部は、
設定期間中に推定された前記磁極位置に基づいて当該設定期間における前記モータの回転角度量を積算する角度量積算部と、
前記設定期間の一部である補正期間において前記ベクトル制御部に入力する前記目標速度を、当該補正期間の開始タイミングにおける前記回転角度量の積算量に基づいて、当該補正期間の終了タイミングにおける当該回転角度量が目標角度量と一致するよう修正し、かつ、当該終了タイミングにおいては当該目標速度を運転パターンと一致させる目標速度修正部と、を有し、
前記補正期間の開始タイミングは、前記モータに対してあらかじめ設定された運転パターンにおける前記目標速度が一定とされる定速区間内でありかつ当該目標速度に対する前記回転子の回転速度の誤差の変動が設定範囲内に収束するタイミングの以後のタイミングであり、
前記運転パターンは、台形駆動を行う加減速パターンである、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項7】

前記目標速度修正部は、前記運転パターンにおける減速区間における前記目標速度を修正する、
請求項６記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記目標速度修正部による前記目標速度の修正は、前記運転パターンにおける減速の開始を早めるものである、
請求項７記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記目標速度修正部による前記目標速度の修正は、前記運転パターンにおける減速中の前記目標速度の推移を変更するものである、
請求項７記載の画像形成装置。

【請求項10】

シートに画像を形成する画像形成装置であって、
永久磁石を用いた回転子が回転するモータと、
前記シートと前記画像とを位置合わせするためのレジストローラと、
前記レジストローラの上流に配置され、前記モータにより回転駆動されて前記シートを搬送するローラと、
入力された目標速度で回転するよう前記モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
前記シートの搬送距離を補正するための角度量補正部と、を有し、
前記ベクトル制御部は、
前記回転子の磁極位置を周期的に推定する磁極位置推定部を有しており、
前記角度量補正部は、
設定期間中に推定された前記磁極位置に基づいて当該設定期間における前記モータの回転角度量を積算する角度量積算部と、
前記設定期間の一部である補正期間において前記ベクトル制御部に入力する前記目標速度を、当該補正期間の開始タイミングにおける前記回転角度量の積算量に基づいて、当該補正期間の終了タイミングにおける当該回転角度量が目標角度量と一致するよう修正し、かつ、当該終了タイミングにおいては当該目標速度を、前記モータに対してあらかじめ設定された運転パターンである台形駆動を行う加減速パターンと一致させる目標速度修正部と、を有し、
前記設定期間として、前記シートの先端が前記レジストローラに到着する前の期間である第１設定期間と、前記シートの先端が前記レジストローラに到着した後の期間である第２設定期間とが設定されており、
前記第１設定期間の前記補正期間は、当該第１設定期間に対応する第１の運転パターンにおける減速区間内の期間とされ、
前記第２設定期間の前記補正期間は、当該第２設定期間に対応する第２の運転パターンにおける定速区間内の期間とされている、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項11】

シートに画像を形成する画像形成装置であって、
永久磁石を用いた回転子が回転するモータと、
片面に画像を形成した前記シートをスイッチバック搬送して他の片面にも画像を形成した後に排出する搬送経路に設けられた、前記モータにより回転駆動されて当該シートを搬送するローラと、
入力された目標速度で回転するよう前記モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
前記シートの搬送距離を補正するための角度量補正部と、を有し、
前記ベクトル制御部は、
前記回転子の磁極位置を周期的に推定する磁極位置推定部を有しており、
前記角度量補正部は、
設定期間中に推定された前記磁極位置に基づいて当該設定期間における前記モータの回転角度量を積算する角度量積算部と、
前記設定期間の一部である補正期間において前記ベクトル制御部に入力する前記目標速度を、当該補正期間の開始タイミングにおける前記回転角度量の積算量に基づいて、当該補正期間の終了タイミングにおける当該回転角度量が目標角度量と一致するよう修正し、かつ、当該終了タイミングにおいては当該目標速度を、前記モータに対してあらかじめ設定された運転パターンである台形駆動を行う加減速パターンと一致させる目標速度修正部と、を有し、
前記設定期間として、前記シートをスイッチバック搬送する期間を含む第１設定期間と、両面に画像を形成した前記シートを排出する期間を含む第２設定期間とが設定されており、
前記第１設定期間の前記補正期間は、当該第１設定期間に対応する第１の運転パターンにおける減速区間内の期間とされ、
前記第２設定期間の前記補正期間は、当該第２設定期間に対応する第２の運転パターンにおける定速区間内の期間とされている、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項12】

前記ローラにクラッチを介して前記モータの回転駆動力が伝達される場合において、前記目標速度修正部は、前記クラッチの接続条件に応じて、前記目標速度を修正する、
請求項４ないし１１のいずれか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、モータ制御装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリンタ、複写機、複合機などの画像形成装置は、シート（記録用紙）を収納部から取り出して搬送し、搬送中のシートに所定の位置で画像を印刷する。画像形成装置の内部の搬送路には、シートの長さよりも短い間隔でローラが配置されており、画像形成装置は、搬送路上の各位置をシートが所定のタイミングで通過するようにローラの回転駆動を制御する。

【0003】

ローラを回転させる駆動源として、回転子に永久磁石を用いたブラシレスモータが用いられている。ブラシレスモータの捲線（コイル）に流す交流電流をｄ−ｑ座標系のベクトルの成分として制御するベクトル制御によると、ブラシレスモータを効率よく滑らかに回転させることができる。

【0004】

センサレス型のブラシレスモータを用いる場合には、回転子の磁極位置を回転角度位置として推定し、その結果に基づいて交流電流を決定するセンサレスベクトル制御が行われる。

【0005】

磁極位置の推定の精度を高めるための先行技術として、特許文献１、２に記載の技術がある。

【0006】

特許文献１には、交流電流をモータに供給するインバータの同一スイッチング状態での複数のサンプル点で検出した電流検出値に基づいてロータ位置を推定することが開示されている。

【0007】

特許文献２には、低速域の推定方式による低速用誤差と高速域の推定方式による高速用誤差とを所定の割合で実質的に加算し、加算後の誤差が０に収斂するよう推定角度を補正して、低速域と高速域との角度推定方式をスムーズに切り替えることが開示されている。

【0008】

また、回転子の回転角度位置を目標位置に追従させるための先行技術として、特許文献３に記載の技術がある。特許文献３には、モータの機械運動を模擬するモータモデルにおいて一定速度運転を行ってモータモデル速度を求め、求められたモータモデル速度を積分してモータモデル位置を位置指令として生成することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１５−２２３０２３号公報

【特許文献2】特開２００２−０５１５８０号公報

【特許文献3】特許第５６１１４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

画像形成装置におけるモータの駆動には、回転速度の制御だけでなく、回転角度量の制御が求められる。シートの搬送に関わるモータにおいて、回転角度量は、シートの搬送距離に対応し、回転角度量の誤差は、シートと画像との位置ずれとなって印刷物の品質に影響する。回転角度量の誤差が大きい場合にシートのジャムが生じることもある。

【0011】

理想的には、回転速度を目標通りに制御することができれば、回転角度量も目標通りとなる。しかし、実際には、回転速度と目標とのずれは避けられず、回転角度量の誤差が生じる。特に、センサレスベクトル制御では、角度位置の指令が磁極位置の推定に要する時間分だけ遅れるので、エンコーダなどにより得た磁極位置情報を常にフィードバックする制御と比べて回転角度量の誤差が大きくなりやすい。

【0012】

上に述べた特許文献３の技術によると、回転角度位置を目標位置に追従させることにより回転角度量の誤差を低減させることができる。しかし、モータモデルを用いる複雑な処理を常に行わなければならないので、処理の負担が大きい。また、モータ制御装置の構成が複雑になってしまう。

【0013】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、従来よりも簡便に回転角度量の誤差を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一形態に係る画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成装置であって、永久磁石を用いた回転子が回転するモータと、前記モータにより回転駆動されて前記シートを搬送するローラと、入力された目標速度で回転するよう前記モータをベクトル制御するベクトル制御部と、前記シートの搬送距離を補正するための角度量補正部と、を有し、前記ベクトル制御部は、前記回転子の磁極位置を周期的に推定する磁極位置推定部を有しており、前記角度量補正部は、設定期間中に推定された前記磁極位置に基づいて当該設定期間における前記モータの回転角度量を積算する角度量積算部と、前記設定期間の一部である補正期間において前記ベクトル制御部に入力する前記目標速度を、当該補正期間の開始タイミングである前記目標速度に対する前記回転子の回転速度の誤差が設定値以下に減少するタイミングにおける前記回転角度量の積算量に基づいて、当該補正期間の終了タイミングにおける前記回転角度量が目標角度量と一致するよう修正する目標速度修正部と、を有する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によると、従来よりも簡便に回転角度量の誤差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備えた画像形成装置の構成の概要を示す図である。

【図2】画像形成装置におけるシートの搬送に関わる要部の構成を示す図である。

【図3】画像形成装置におけるモータの制御に関わる要部の構成を示す図である。

【図4】モータの構成例、モータのｄ−ｑ軸モデル、およびモータの運転パターンの概要を示す図である。

【図5】回転角度量の補正を行う補正期間の設定の例を示す図である。

【図6】モータ制御装置の構成の例を示す図である。

【図7】ベクトル制御部の構成の例を示す図である。

【図8】角度量補正の一例を示す図である。

【図9】補正期間の設定の変形例を示す図である。

【図10】補正期間の設定の他の変形例を示す図である。

【図11】各モータの諸元および駆動条件を示す情報の例を示す図である。

【図12】減速区間に行う場合の角度量補正の一例を示す図である。

【図13】減速区間に行う場合の角度量補正の他の例を示す図である。

【図14】補正期間の設定が異なる複数の運転パターンが適用される場合の例を示す図である。

【図15】クラッチを用いる場合の角度量補正の例を示す図である。

【図16】モータ制御装置における処理の流れを示す図である。

【図17】角度量補正処理の流れの例を示す図である。

【図18】開始判定処理の流れの複数の例を示す図である。

【図19】開始判定処理の流れの他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１には本発明の一実施形態に係るモータ制御装置２を備えた画像形成装置１の構成の概要が、図２には画像形成装置１におけるシートＰの搬送に関わる要部の構成が、それぞれ示されている。

【0018】

図１において、画像形成装置１は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ機などの機能を集約したＭＦＰ（Multi-functional Peripheral ：多機能機または複合機）である。画像形成装置１は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１Ａ、フラットベッド型のスキャナ１Ｂ、プリンタ部１Ｃ、および給紙部１Ｄなどを備える。

【0019】

自動原稿送り装置１Ａは、原稿トレイにセットされたシート状の原稿をスキャナ１Ｂの読取り位置へ搬送する。スキャナ１Ｂは、自動原稿送り装置１Ａから搬送されてきた原稿またはプラテンガラスの上にユーザによりセットされた原稿の画像を読み取って画像データを生成する。

【0020】

プリンタ部１Ｃは、コピー、ネットワークプリンティング（ＰＣプリント）、ファクシミリ受信、およびボックスプリントなどの印刷ジョブにおいてシート（記録用紙）の片面または両面にカラーまたはモノクロの画像を形成する。

【0021】

給紙部１Ｄは、多数枚のシートの収納が可能は複数の給紙トレイを備え、選択された給紙トレイからシートを取り出してプリンタ部１Ｃに供給する。給紙部１Ｄは、標準装備である本体給紙ユニット１Ｄａとオプション装備である給紙キャビネット１Ｄｂとから構成されている。

【0022】

図２において、プリンタ部１Ｃは、電子写真法により画像を形成するタンデム型のプリンタエンジン１０を備えている。プリンタエンジン１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４個のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有する。イメージングステーション１１〜１４の基本的な構成は同様であり、それぞれ筒状の感光体、帯電チャージャ、プリントヘッド、現像器、およびクリーナを有する。

【0023】

カラー印刷モードにおいて、イメージングステーション１１〜１４は、それぞれトナー像を形成する。形成されたトナー像は、中間転写ベルト１５に一次転写され、レジストローラ６７を経て搬送されてきたシートＰに二次転写される。二次転写の後、シートＰは定着器１７の内部を通って排紙トレイ１８へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像がシートＰに定着する。

【0024】

画像形成装置１は、図中に太い実線で示す搬送路５０を有している。搬送路５０は、給紙部１Ｄから上方に延びてレジストローラ６７、二次転写ローラ６８、および定着器１７を順に経て排出口５７０，５９０に通じている。搬送路５０は、レジストローラ６７の上流で１つに合流する複数の給紙路５１，５２，５５、定着器１７から片面印刷用の排出口５７０に通じる排出路５７、両面印刷に際してシートＰの表裏を反転してレジストローラ６７へ戻すための反転路５８、および反転路５８へシートＰを送り込むためのスイッチバック通路５９を含んでいる。スイッチバック通路５９は、両面印刷用の排出路でもある。給紙路５１は、本体給紙ユニット１Ｄａに対応し、給紙路５２は、給紙キャビネット１Ｄｂに対応する。給紙路５５は、手差し給紙のための通路である。

【0025】

給紙路５１には、ピックアップローラ６１および給紙ローラ６２が配置されている。ピックアップローラ６１は、収納カセットからそれに積層されているシート群のうちの最上のシートＰを取り出して搬送路５０に搬入する。給紙ローラ６２は、搬入されたシートＰを下流の搬送ローラ６３へ送る。搬送ローラ６３は、シートＰをレジストローラ６７へ搬送する。ピックアップローラ６１および給紙ローラ６２の駆動源は、モータ３ａ（給紙モータ）であり、搬送ローラ６３の駆動源は、モータ３ｂ（搬送モータ）である。

【0026】

給紙路５２には、ピックアップローラ６４および給紙ローラ６５が配置されている。ピックアップローラ６１により搬入されたシートＰは、給紙ローラ６５により搬送ローラ６６へ進む。搬送ローラ６６は、シートＰを下流の搬送ローラ６３へ送る。ピックアップローラ６４および給紙ローラ６５の駆動源は、モータ３ｇ（キャビネット給紙モータ）であり、搬送ローラ６６の駆動源は、モータ３ｈ（キャビネット搬送モータ）である。

【0027】

レジストローラ６７は、シートＰが到着するときには停止しており、中間転写ベルト１５に一次転写されたトナー像とシートＰとを位置合わせするタイミングで起動されてシートＰを二次転写ローラ６８へ送り出す。レジストローラ６７の駆動源は、モータ３ｃ（レジストモータ）である。レジストローラ６７の上流側の近傍に、シートＰの到着を検知するためのシートセンサ８７が配置されている。

【0028】

排出路５７には、シートＰを排紙トレイ１８へ送り出す排紙ローラ６９が配置されている。排紙ローラ６９の駆動源は、モータ３ｄ（排紙モータ）である。

【0029】

スイッチバック通路５９には、反転／排紙ローラ７０が配置されている。反転／排紙ローラ７０は、正転駆動されてシートＰを排出口５９０へ送る。シートＰが通過し終える以前のタイミングで反転駆動され、シートＰを反転路５８へ搬入する。そして、その後に正転駆動され、両面印刷後のシートＰを排出口５９０から排紙トレイ１８へ送り出す。反転／排紙ローラ７０の駆動源は、モータ３ｅ（反転／排紙モータ）である。

【0030】

反転路５８には、シートＰを搬送する複数のローラ７１，７２が配置されている。これらのローラ７１，７２の駆動源は、モータ３ｆ（反転搬送モータ）である。

【0031】

画像形成装置１は、シートＰの搬送に関わるモータの他に、モータ３ｉ，３ｊ，３ｋを有している。モータ３ｉは、イメージングステーション１１〜１４の現像器にトナーボトルからトナーを補給する機構を駆動するトナー補給モータである。モータ３ｊは、自動原稿送り装置１Ａにおいて、原稿を搬送する機構を駆動する原稿搬送モータである。モータ３ｋは、スキャナ１Ｂにおいて、原稿の副走査のためのスライダを駆動するスキャナモータである。

【0032】

以下において、モータ３ａ〜３ｋを区別せずにこれらの全体またはそれぞれを「モータ３」と記すことがある。また、例えばモータ３ａを給紙モータ３ａと記すというように、各モータ３の用途を示す語句を付して記すことがある。

【0033】

図３には画像形成装置１におけるモータ３の制御に関わる要部の構成が示され、図４にはモータ３の構成の例、モータ３のｄ−ｑ軸モデル、およびモータ３の運転パターン９の概要が示されている。

【0034】

図３（Ａ）に示すように、画像形成装置１は、メカコントローラ２０ａ、キャビネットコントローラ２０ｂ、スキャナコントローラ２０ｃ、およびＤＦコントローラ２０ｄを有する。これらのコントローラは、それぞれ図３（Ｂ）に示すモータ制御装置２における上位制御部２０としてモータ３の制御に関わる。モータ制御装置２は、上位制御部２０とベクトル制御部２５とから構成され、モータ３に電流を流すモータ駆動部２６を制御する。

【0035】

図３（Ａ）では、上位制御部２０とそれが受け持つモータ３との対応をわかりやすくするために、ベクトル制御部２５およびモータ駆動部２６の図示が省略されている。

【0036】

メカコントローラ２０ａは、プリンタ部１Ｃおよび本体給紙ユニット１Ｄａ内のメカニズム（機械装置）のコントローラであり、モータ３ａ〜３ｆ，３ｉの制御を受け持つ。例えば汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit)、または特定の用途向けＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）を用いてメカコントローラ２０ａを構成することができる。

【0037】

キャビネットコントローラ２０ｂは、給紙キャビネット１Ｄｂのコントローラであり、モータ３ｇ，３ｈの制御を受け持つ。スキャナコントローラ２０ｃは、スキャナ１Ｂのコントローラであり、モータ３ｋの制御を受け持つ。例えば受光信号の量子化およびシェーディング補正などのデータ処理の機能も有したＳＯＣ（System on a chip) を用いてスキャナコントローラ２０ｃを構成することができる。ＤＦコントローラ２０ｄは、自動原稿送り装置１Ａのコントローラであり、モータ３ｊの制御を受け持つ。

【0038】

図４（Ａ）において、モータ３は、センサレス型の永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ:Permanent Magnet Synchronous Motor)である。モータ３は、回転磁界を発生させる電機子としての固定子３１と、永久磁石を用いた回転子３２とを備えている。固定子３１は、電気角１２０度間隔で配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコア３６，３７，３８、およびＹ結線された３つの捲線（コイル）３３，３４，３５を有している。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相交流電流を捲線３３〜３５に流してコア３６，３７，３８を順に励磁することによって回転磁界が生じる。回転子３２は、この回転磁界に同期して回転する。

【0039】

図４（Ａ）に示す例では、回転子３２の磁極数は２である。ただし、回転子３２の磁極数は２に限らず、４、６またはそれ以上であってもよい。回転子３２は、アウター式でもよく、インナー式でもよい。また、固定子３１のスロット数は３に限らない。いずれにしても、モータ３に対して、ｄ−ｑ座標系を基本とした制御モデルを用いて磁極位置および回転速度の推定を行うベクトル制御（センサレスベクトル制御）が、モータ制御装置２のベクトル制御部２５により行われる。

【0040】

なお、以下において、回転子３２のＳ極およびＮ極のうちの黒丸で示すＮ極の回転角度位置を、回転子３２の「磁極位置ＰＳ」と記すことがある。

【0041】

モータ３のベクトル制御では、モータ３の捲線３３〜３５に流れる３相の交流電流を、回転子３２である永久磁石と同期して回転している２相の捲線に流す直流電流に変換して制御を簡単化する。

【0042】

図４（Ｂ）に示すように、永久磁石の磁束方向（Ｎ極の方向）をｄ軸とし、ｄ軸から電気角でπ／２［ｒａｄ］（９０°）進んだ方向をｑ軸とする。ｄ軸およびｑ軸はモデル軸である。Ｕ相の捲線３３を基準とし、これに対するｄ軸の進み角をθと定義する。この角度θは、Ｕ相の捲線３３に対する磁極の角度位置（磁極位置ＰＳ）を示す。ｄ−ｑ座標系は、Ｕ相の捲線３３を基準としてこれより角度θだけ進んだ位置にある。

【0043】

モータ３は回転子３２の角度位置（磁極位置）を検出する位置センサを有していないので、ベクトル制御部２５は、回転子３２の磁極位置ＰＳ、すなわち角度θを推定し、その推定した角度θである推定角度θｍを用いて回転子３２の回転を制御する。

【0044】

図４（Ｃ）に示す通り、複数のモータ３に適用される運転パターン、すなわちモータ３の回転を制御するモータ制御期間Ｔ３における回転速度ωの推移の設定は、基本的にはいわゆる台形駆動を行う加減速パターンである。つまり、停止状態から駆動を開始して定常速度ω１まで加速し、所定の時間にわたって定常速度ω１を維持し、その後に減速して停止させる。

【0045】

加速区間Ｔ３１の開始タイミングである起動タイミングｔ０、定速区間Ｔ３２の開始タイミングｔ１、減速区間Ｔ３３の開始タイミング（停止制御開始タイミング）ｔ２、および停止タイミングｔ３は、モータ３の駆動対象に応じてあらかじめ定められる。起動タイミングｔ０から他のタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれまでの時間の長さは、固定であったり可変であったりする。可変の例として、搬送中のシートＰを検出するセンサがオンになるタイミングに応じてタイミングｔ２，ｔ３を調整する場合がある。

【0046】

なお、回転速度の推定が困難な低速回転時には、強い回転磁界を発生させて強制的に磁極位置ＰＳを追従させる手法を用いることができる。また、停止状態の磁極位置ＰＳ（初期位置）を検知する必要がある場合には、例えばインダクティブセンシングによって初期位置を検知する。

【0047】

さて、画像形成装置１は、モータ３の設定タイミングからの回転角度量を目標角度量と一致するよう補正する機能を有している。例えばシートＰの搬送において、目標角度量に対する回転角度量の誤差は、搬送方向のシートＰの位置ずれとして顕在化する。自動原稿送り装置１Ａにおける原稿の搬送においては、スキャナ１Ｂの読取り位置に対する原稿の位置ずれとして顕在化する。また、スキャナ１Ｂにおいては、原稿画像に対する読取り開始位置の副走査方向のばらつきとなって顕在化する。回転角度量を補正することにより、画像の印刷または読取りの品質を高めることができる。

【0048】

以下、回転角度量を補正する機能を中心に画像形成装置１の構成および動作を説明する。

【0049】

図５には回転角度量の補正を行う補正期間の設定の例が示されている。

【0050】

画像形成装置１は、モータ制御期間Ｔ３にわたって常に誤差を抑えるよう逐次に補正するのではなく、回転角度量を目標角度量と一致させたい「位置決めタイミング」を基準に定めた補正期間に、それまでに蓄積した誤差がなくなるよう補正（角度量補正）を行う。

【0051】

なお、この角度量補正は、シートＰを搬送するためのモータ３においては、設定タイミングからの搬送距離を補正するものであり、目標角度量と一致させたいタイミングにおける搬送路５０上のシートＰの位置を補正する位置補正となる。

【0052】

本実施形態において、角度量補正を行うタイミングである補正期間Ｔ５は、図５に示す〔１〕〜〔３〕の３つに分類される。

【0053】

図５に示す〔１〕の「定常初期」は、起動から回転速度が定常速度ω１になって安定するまでの立上げ期間Ｔ３ａの直後の期間であり、定速区間Ｔ３２の前半において回転角度量に高い精度が要求される場合に適用される。例えば、搬送モータ３ｂ、レジストモータ３ｂ、キャビネット搬送モータ３ｈ、原稿搬送モータ３ｊ、およびスキャナモータ３ｋに適用される。

【0054】

立上げ期間Ｔ３ａは、目標速度に対する実際の回転速度の誤差が変動すると予想される期間の例である。一般に、モータ３およびその駆動対象（ローラなど）の回転が始まってから暫くの間は、回転速度の制御において比較的大きなオーバーシュートおよびアンダーシュートが発生する。回転速度の誤差が変動すると、回転角度量の誤差の増加の度合いが変動する。このため、その後における回転角度量の誤差の大きさ、つまり補正量を決定するのが困難である。したがって、立上げ期間Ｔ３ａに誤差補正を行ったとしても、正しく補正することができないおそれがある。そこで、定常初期は、このような立上げ期間Ｔ３ａを避けた期間のうちの比較的に早い時期とされている。

【0055】

図５に示す〔２〕の「定常中」は、定速区間Ｔ３２のうちの立上げ期間Ｔ３ａよりも後の期間であり、立上げ期間Ｔ３ａに生じた誤差を定速区間Ｔ３２の大半を用いて補正することが許される場合に適用される。例えば、シートＰを排紙するときにはシートＰを位置決めする必要がないので、排紙モータ３ｄおよび反転／排紙モータ３ｅの正転駆動に適用される。補正にかけることができる時間が長ければ、補正に伴う回転速度の変化を緩やかにして補正の影響を小さくすることができる。

【0056】

図５に示す〔３〕の「停止直前」は、減速区間Ｔ３３内の期間であり、モータ３が停止したときの回転角度量を目標角度量と一致させたい場合などに適用される。例えば、給紙モータ３ａ、搬送モータ３ｂ、反転／排紙モータ３ｅの反転駆動、反転搬送モータ３ｆ、キャビネット給紙モータ３ｇ、およびキャビネット搬送モータ３ｎなどに適用される。複数のシートＰを連続的に搬送する場合には、先行のシートＰがレジスト位置でいったん停止するのに合わせて後続のシートＰを必要最小限のシート間距離（紙間）を設けて停止させる必要がある。紙間が長いと、印刷の生産性が低下し、紙間が短すぎると、ジャムが発生するおそれがあるからである。

【0057】

図６にはモータ制御装置２の構成の例が、図７にはベクトル制御部２５の構成の例が、それぞれ示されている。

【0058】

図６に示すモータ制御装置２ａは、メカコントローラ２０ａを上位制御部２０として備えており、モータ３ａ〜３ｆ，３ｉを制御する（図３参照）。なお、図６では、モータ３ａ〜３ｆ，３ｉのうちのモータ３ａ〜３ｃに対応する部分の構成が示されている。

【0059】

図６において、モータ制御装置２ａは、モータ３ａ〜３ｃをそれぞれベクトル制御するベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃに目標速度（ω＊）を入力する速度指令部２１と、モータ３ａ〜３ｃの回転角度量を補正するための角度量補正部２２とを有する。ベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの構成はいずれも同様である。速度指令部２１および角度量補正部２２は、メカコントローラ２０ａに設けられている。つまり、速度指令部２１および角度量補正部２２の機能は、メカコントローラ２０ａのハードウェア構成により、および制御プログラムがシートＰの搬送を制御するプロセッサ（例えばＣＰＵ）によって実行されることにより実現される。

【0060】

ベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、それぞれモータ３ａ〜３ｃの回転速度（ωｍ）および磁極位置ＰＳを推定する速度・位置推定部４６を有している。速度・位置推定部４６は、モータ３の回転子３２の磁極位置ＰＳを周期的に推定する磁極位置推定部の例である。ベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの構成については後で述べる。

【0061】

速度指令部２１は、モータ３ａ〜３ｃごとにあらかじめ定められた運転パターンに従って、各モータ３ａ〜３ｃの目標速度（ω＊）を、ベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対して周期的に出力する。なお、そのような運転パターンは、制御データの一部として適当なメモリに記憶しておけばよい。

【0062】

角度量補正部２２は、角度量積算部２３と目標速度修正部２４とを有する。

【0063】

角度量積算部２３は、モータ３ａ〜３ｃごとに定められた設定期間中に各ベクトル制御部２５ａ，２５ｂ，２５ｃにおいて推定された磁極位置ＰＳを示す推定角度θｍに基づいて、モータ３ａ〜３ｃごとにその設定期間における回転角度量を積算する。

【0064】

設定期間は、モータ制御期間Ｔ３における位置決めタイミングに対して定められる期間であって、回転角度量を補正する補正期間Ｔ５とその補正量を決定するために回転角度量を積算する補正前期間とからなる。モータ制御期間Ｔ３に複数の位置決めタイミングがある場合は、位置決めタイミングごとに設定期間が定められる。モータ制御期間Ｔ３の全体が設定期間とされる場合もあるし、モータ制御期間Ｔ３の一部が設定期間とされる場合もある。

【0065】

回転角度量を積算する処理として、角度量積算部２３は、例えば次式により表わされる積算量Σｄθを算出する。

【0066】

Σｄθ＝（３６０°−θｍ１）＋３６０°×ｎ＋θｍ２
θｍ１：積算を開始するときの推定角度θｍ
θｍ２：現在の（最新の）推定角度θｍ
ｎ：推定角度θｍが０になるかまたは減少した回数のカウント値
なお、積算量Σｄθは、１よりも細かい刻みの回転回数Ｎに１回転分の角度量（３６０°）を乗じた値に相当する。そして、この回転回数Ｎ、搬送用のローラにモータ３の回転駆動力を伝えるギヤの減速比、およびローラの半径などにより、シートＰの搬送距離が決まる。

【0067】

目標速度修正部２４は、速度指令部２１が各ベクトル制御部２５ａ〜２５ｃに対して補正期間Ｔ５において出力する目標速度ω＊を修正する。つまり、各モータ３ａ〜３ｃの運転パターンを部分的に修正する。修正は、詳しくは、補正期間Ｔ５の開始タイミングにおける回転角度量の積算量Σｄθに基づいて、補正期間Ｔ５の終了タイミングにおける回転角度量が目標角度量と一致するよう目標速度ω＊の推移を変更するものである。修正の内容は、適時に速度指令部２１に通知され、ベクトル制御部２５ａ〜２５ｃに対する指令に反映される。ただし、修正は当該補正期間Ｔ５に限って有効であり、当該補正期間Ｔ５の以後は元の運転パターンが有効となる。つまり、モータ３を起動するごとに改めて修正が行われる。

【0068】

図７において、ベクトル制御部２５は、電流検出部２７による検出値に基づいて、モータ駆動部２６に与える制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−を生成する。

【0069】

モータ駆動部２６は、モータ３の捲線３３〜３５に電流を流して回転子を駆動するためのインバータ回路である。モータ駆動部２６は、ベクトル制御部２５からの制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−に従って複数のトランジスタをオンオフすることにより、直流電源ライン２６０から接地ラインへ捲線３３〜３５を介して流れる電流を制御する。詳しくは、捲線３３を流れる電流Ｉｕを制御信号Ｕ＋，Ｕ−に従って制御し、捲線３４を流れる電流Ｉｖを制御信号Ｖ＋，Ｖ−に従って制御し、捲線３５を流れる電流Ｉｗを制御信号Ｗ＋，Ｗ−に従って制御する。

【0070】

電流検出部２７は、捲線３３，３４に流れる電流Ｉｕ，Ｉｖを検出する。Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０であるので、検出した電流Ｉｕ，Ｉｖの値から計算によって電流Ｉｗを求めることができる。なお、Ｗ相電流検出部を有してもよい。

【0071】

電流検出部２７は、電流Ｉｕ，Ｉｖの流路に挿入されているシャント抵抗による電圧降下を増幅してＡ／Ｄ変換し、電流Ｉｕ，Ｉｖの検出値として出力する。すなわち、２シャント方式の検出を行う。シャント抵抗の抵抗値は１／１０Ωオーダーの小さい値である。

【0072】

ベクトル制御部２５には、上位制御部２０から目標速度（速度指令値）ω＊を示す速度指令Ｓ１が入力される。

【0073】

ベクトル制御部２５は、速度制御部４１、電流制御部４２、出力座標変換部４３、ＰＷＭ変換部４４、入力座標変換部４５、および速度・位置推定部４６を有する。

【0074】

速度制御部４１は、上位制御部２０からの目標速度ω＊と速度・位置推定部４６からの推定速度ωｍとの差を零に近づける比例積分制御（ＰＩ制御）のための演算を行い、ｄ−ｑ座標系の電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を決定する。推定速度ωｍは周期的に入力される。速度制御部４１は、推定速度ωｍが入力されるごとに電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を決定する。

【0075】

電流制御部４２は、電流指令値Ｉｄ＊と入力座標変換部４５からの推定電流値（ｄ軸電流値）Ｉｄとの差、および電流指令値Ｉｑ＊と同じく入力座標変換部４５からの推定電流値（ｑ軸電流値）Ｉｑとの差を零に近づける比例積分制御のための演算を行う。そして、ｄ−ｑ座標系の電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を決定する。

【0076】

出力座標変換部４３は、速度・位置推定部４６からの推定角度θｍに基づいて、電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊をＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。つまり、電圧について２相から３相への変換を行う。

【0077】

ＰＷＭ変換部４４は、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−のパターンを生成し、モータ駆動部２６へ出力する。制御信号Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−は、モータ３に供給する３相交流電力の周波数および振幅をパルス幅変調（PWM: Pulse Width Modulation ）により制御するための信号である。

【0078】

入力座標変換部４５は、電流検出部２７により検出されたＵ相の電流ＩｕおよびＶ相の電流Ｉｖの各値からＷ相の電流Ｉｗの値を算出する。そして、速度・位置推定部４６からの推定角度θｍと３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの値とに基づいて、ｄ−ｑ軸座標系の推定電流値であるｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑを算出する。つまり、電流について３相から２相への変換を行う。

【0079】

速度・位置推定部４６は、入力座標変換部４５からの推定電流値（Ｉｄ，Ｉｑ）と電流制御部５２からの電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊とに基づいて、いわゆる電圧電流方程式に従って速度推定値ωｍおよび推定角度θｍを求める。求められた速度推定値ωｍは、速度制御部４１および上位制御部２０に入力される。求められた推定角度θｍは、出力座標変換部４３および入力座標変換部４５に入力されるとともに、回転角度量を特定するための情報として上位制御部２０に入力される。

【0080】

なお、上に示したベクトル制御部２５および上位制御部２０などの構成は一例であり、ベクトル制御を行うために他の種々の構成を採用することが可能である。

【0081】

図８には角度量補正の一例が、図９には補正期間Ｔ５の設定の変形例が、図１０には補正期間Ｔ５の設定の他の変形例が、図１１には各モータ３の諸元および駆動条件を示す情報８４の例が、それぞれ示されている。

【0082】

図８の例では、レジストモータ３ｃにおける角度量補正が想定されている。レジストモータ３ｃは、シートＰがレジストローラ６７に到着するタイミングでは停止しており、シートＰの先端部が適度に撓むタイミングで起動される。起動によりレジストローラ６７によるシートＰの搬送が始まる。その後、シートＰがレジストローラ６７を通過し終えたタイミングでレジストモータ３ｃの制御が定速制御から減速制御に切り替わり、レジストモータ３ｃは停止する。

【0083】

レジストモータ３ｃについては、トナー像が二次転写位置に到着する転写開始タイミングにシートＰにおける転写予定領域の先端が二次転写位置を通過するよう制御することが要求される。この制御が正しく行われないと、シートＰと画像との位置ずれが生じる。

【0084】

そこで、図８（Ａ）のように、位置決めタイミングｔｘは、転写開始タイミングまたはその直前のタイミングとされる。そして、レジストローラ６７によるシートＰの搬送距離をレジストローラ６７から二次転写位置までの搬送路の長さと一致させる必要があるので、設定期間Ｔ４の開始タイミングは、レジストモータ３ｃの起動タイミング（ｔ０）とされる。

【0085】

補正期間Ｔ５は、図８（Ｂ）に示すように、設定期間Ｔ４のうちの立上げ期間Ｔ３ａ以降の期間とされる。この場合には、立上げ期間Ｔ３ａが、補正量を特定するための補正前期間となる。

【0086】

立上げ期間Ｔ３ａとして、目標速度ω＊に対する回転速度ωの誤差の変動が設定範囲内に収束するタイミングをあらかじめ実験などにより求め、収束に要する時間以上の適切な待ち期間を定めておくことができる。その場合には、起動タイミング（ｔ０）からその待ち時間が経過したタイミングが補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗとなる。または、定速区間Ｔ３２において誤差の変動を監視し、変動が実際に収束したタイミングを開始タイミングｔｗとすることができる。

【0087】

いずれにしても、立上げ期間Ｔ３ａでは、目標速度ω＊に対して実際の回転速度ωが大きくずれる。特に、加速区間Ｔ３１と定速区間Ｔ３２との境界付近で回転速度ωに大きなオーバーシュートが生じることが多い。このため、図８（Ｃ）中に一点鎖線で示す目標角度量Θｏに対して、太い実線で示す回転角度量Θは、ずれる。回転速度ωのずれが大きくなれば、回転角度量Θのずれも大きくなる。

【0088】

立上げ期間Ｔ３ａ以降では、図８（Ｂ）に示すように、回転速度ωはほぼ目標速度ω＊とほぼ同じ値に保たれる。したがって、図８（Ｃ）中に破線で示すように、角度量補正をしない場合の回転角度量Θは、目標角度量Θｏに対してずれたまま目標角度量Θｏと平行な状態で推移していく。

【0089】

補正期間Ｔ５では、位置決めタイミングｔｘにおいて回転角度量Θが目標角度量Θｏと一致するよう、すなわち補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗにおける回転角度量Θの誤差ｄΘが位置決めタイミングｔｘにおいて０になるよう、角度量補正を行う。

【0090】

角度量補正として、図８（Ｄ）に示すように、補正期間Ｔ５における目標速度ω＊を修正する。これにより、運転パターン９が部分的に修正されて運転パターン９ｂとなる。図８の例では、開始タイミングｔｗにおいて回転角度量Θが目標角度量Θｏよりも多いので、つまりシートＰの搬送が進み過ぎているので、搬送を誤差ｄΘの分だけ遅らすよう目標速度ω＊を下げる。ただし、位置決めタイミングｔｘの以降もシートＰを一定の速度で搬送し続けるので、位置決めタイミングｔｘにおいては目標速度ω＊を元の運転パターン９と一致させる。つまり、位置決めタイミングｔｘまたはそれより前に元の定常速度ω１に戻すよう補正期間Ｔ５において目標速度ω＊を推移させる。

【0091】

図９（Ａ）に示すように、補正期間Ｔ５を、高負荷期間Ｔ６を避けた期間とすることにより、上位制御部２０のプロセッサの処理負担を軽減することができる。

【0092】

高負荷期間Ｔ６とは、上位制御部２０が１つのモータ３を制御しているモータ制御期間Ｔ３において、上位制御部２０が所定以上の負荷となる何らかの処理を実行する期間、つまりプロセッサに加わる制御負荷が集中すると予想される期間である。

【0093】

あらかじめ、図９（Ｂ）に示すように複数のモータ３のそれぞれについて高負荷期間Ｔ６を示す情報８２に基づいて、高負荷期間Ｔ６を避けた補正期間Ｔ５を設定しておくことができる。

【0094】

図９（Ｂ）の例において、情報８２は、モータ３の１つである「モータＡ」については、起動タイミングからの経過時間が１０〜３０ｍｓである期間が、プロセッサがセンサ出力に基づく高精度検知を行うので高負荷期間Ｔ６であることを示している。情報８２中の「時間外」は、モータＡの制御以外の高負荷処理がモータＡのモータ制御期間Ｔ３ではない期間に実行されることを示している。また、「モータＢ」については、起動タイミングからの経過時間が４０〜５０ｍｓである期間と１００〜１２０ｍｓである期間とが高負荷期間Ｔ６であることを示している。

【0095】

他の変形例として、図１０（Ａ）に示すように、目標速度ω＊に対する回転速度ωの誤差が設定値以下に減少するタイミングを補正期間Ｔ５の開始タイミングとしてもよい。この変形例においては、目標速度修正部２４は、目標速度ω＊を修正した後に回転速度ωの誤差が設定値を超えた場合に、その後に回転速度ωの誤差が設定値以下になったときに目標速度ω＊の修正をやり直す。

【0096】

この変形例において、図１０（Ｂ）に示すように、補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗの許容範囲を示す情報８３として、最も早い開始タイミングｔｗｙおよび最も遅い開始タイミングｔｗｚを定めておくことができる。その際に、図１１のように各モータの諸元および駆動条件を示す情報８４を用いる。図１０（Ｂ）の例において、例えばモータＡについて最も早い開始タイミングｔｗｙとして起動タイミングからの経過時間が３０ｍｓであるタイミングが、最も遅い開始タイミングｔｗｚとして同じく経過時間が９５ｍｓであるタイミングが定められている。

【0097】

目標速度修正部２４は、最も早い開始タイミングｔｗｙの以前に回転速度ωの誤差が設定値以下になっても目標速度ω＊を修正しない。また、最も遅い開始タイミングｔｗｚが到来すると、そのときの回転速度ωの誤差が設定値を超えていても、目標速度ω＊の修正を開始する。

【0098】

最も早い開始タイミングｔｗｙは、回転速度ωの誤差が短い周期で変動しやすい起動直後に、角度量補正の開始と停止とを頻繁に繰り返すのを防ぐために設定される。最も遅い開始タイミングｔｗｚは、回転速度ωの変動の収束が予想よりも遅れた場合に、角度量補正が急峻になり過ぎて回転の制御に乱れが生じるのを防ぐために設定される。位置決めタイミングｔｘから図１１の情報８４のうちの補正所要時間を逆算したタイミングが、最も遅い開始タイミングｔｗｚとされる。

【0099】

図１２には減速区間Ｔ３３に行う場合の角度量補正の一例が、図１３には減速区間Ｔ３３に行う場合の角度量補正の他の例が、それぞれ示されている。

【0100】

図１２（Ａ）において、位置決めタイミングｔｘは、停止タイミング（ｔ３）とされ、補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗは、減速区間Ｔ３３の初期とされている。図１２（Ｂ）に示す例では、補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗにおける回転角度量Θは、目標角度量Θｏよりも少ない。

【0101】

補正期間Ｔ５では、位置決めタイミングｔｘにおいて回転角度量Θが目標角度量Θｏと一致するよう角度量補正を行う。その角度量補正として、図１２（Ｃ）に示すように、運転パターン９を目標速度ω＊の減速をいったん遅らせてその後に戻す運転パターン９ｂに修正する。

【0102】

図１３（Ａ）において、位置決めタイミングｔｘは、停止タイミング（ｔ３）とされ、補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗは、定速区間Ｔ３２の終盤とされている。図１３（Ｂ）に示す例では、補正期間Ｔ５の開始タイミングｔｗにおける回転角度量Θは、目標角度量Θｏよりも多い。

【0103】

補正期間Ｔ５では、位置決めタイミングｔｘにおいて回転角度量Θが目標角度量Θｏと一致するよう角度量補正を行う。その角度量補正として、図１３（Ｃ）に示すように、運転パターン９を減速区間Ｔ３３の開始タイミングｔ２を開始タイミングｔ２’に早める運転パターン９ｂに修正する。

【0104】

図１３の例は、位置決めタイミングｔｘにおいて回転角度量Θが目標角度量Θｏと一致していれば、位置決めタイミングｔｘの以前に回転角度量Θが目標角度量Θｏと一致してもよい場合に適用することができる。

【0105】

図１４には補正期間Ｔ５の設定が異なる複数の運転パターンが適用される場合の例が示されている。

【0106】

図１４の例では、レジストローラ６７の上流に配置される搬送ローラ６３を駆動する搬送モータ３ｂにおける角度量補正が想定されている。

【0107】

複数枚のシートＰに順に画像を形成するマルチ印刷において、搬送ローラ６３は、シートＰごとに起動と停止とを繰り返す。その際、図１４（Ａ）に示すように、１枚目のシートＰ１を搬送するときには第１の運転パターン９Ａおよび第２の運転パターン９Ｂが適用され、２枚目以降のシートＰ２を搬送するときには第２の運転パターン９Ｂが適用される。

【0108】

図１４（Ｂ）では、１枚目および２枚目のシートＰ１，Ｐ２を搬送する期間内の複数のタイミングｔ１１〜ｔ１５のシートＰ１，Ｐ２の状態が模式的に示されている。

【0109】

１枚目のシートＰ１については、先行のシートＰがないので、紙間を制御することなく下流のレジストローラ６７までシートＰ１を搬送すればよい。また、レジストローラ６７に到着した後の制御のタイミングは、シートセンサ８７によるシートＰ１の検出を契機として調整することができる。したがって、搬送モータ３ｂの起動後の早い段階で角度量補正を行う必要はない。

【0110】

シートＰ１は、その先端がシートセンサ８７を通過するタイミングｔ１０から間もないタイミングｔ１１に、レジストローラ６７に到着する。到着後、先端部を撓ませていわゆるループを形成するために、例えば３ｍｍだけシートＰ１を下流に送って停止させるよう搬送モータ３ｂを制御する。過不足のないループを形成するために、シートＰ１の停止位置に高い精度が要求される。そこで、１枚目のシートＰ１については、第１の運転パターンにおける停止直前（図５参照）に補正期間Ｔ５を設定して角度量補正を行う。

【0111】

搬送モータ３ｂが停止した後、レジストモータ３ｃが起動されてシートＰ１が二次転写位置へ搬送される。レジストローラ６７の手前のループを保ったまま搬送するために、レジストローラ６７の起動とほぼ同時に搬送モータ３ｂが起動される。

【0112】

１枚目のシートＰ１が搬送ローラ６３を通過した後、所定の紙間を設けて２枚目のシートＰ２が搬送ローラ６３に到着し、搬送ローラ６３によるシートＰ２の搬送が始まる。先行のシートＰ１との紙間を制御する必要があるので、第２の運転パターン９Ｂにおける定常初期に補正期間Ｔ５を設定して角度量補正を行う。

【0113】

その後、１枚目のシートＰ１の場合と同様に適正なループを形成するために、第２の運転パターン９Ｂにおける停止直前に補正期間Ｔ５を設定して角度量補正を行う。

【0114】

つまり、搬送モータ３ｃを第１の運転パターン９Ａにより制御するときには角度量補正を１回行い、第２の運転パターン９Ｂにより制御するときには角度量補正を２回行う。

【0115】

図１５にはクラッチ６３０，６７０を用いる場合の角度量補正の例が示されている。

【0116】

図１５（Ａ）においては、搬送ローラ６３およびレジストローラ６７の共通の駆動源としてレジストモータ３ｃが用いられ、その回転駆動力はクラッチ６３０，６７０を介して搬送ローラ６３およびレジストローラ６７に伝達される。

【0117】

レジストローラ６７の回転および停止は、クラッチ６７０の連結（オン）および解放（オフ）により制御される。

【0118】

図１５（Ｂ）において、レジストモータ３ｃが定常速度で回転しているタイミングｔ３１にクラッチ６７０に対してオフからオンへの切替えが指令される。しかし、何らかの要因により想定よりも大きい連結遅れが生じる場合がある。連結遅れは、クラッチ６７０の接続条件の例である。

【0119】

連結遅れが生じると、目標角度量Θｏに対して回転角度量Θに誤差が生じる。そこで、補正期間Ｔ５において、この誤差が０になるよう角度量を補正する。

【0120】

図１６にはモータ制御装置２における処理の流れが、図１７には角度量補正処理の流れの例が、図１８には開始判定処理の流れの複数の例が、図１９には開始判定処理の流れの他の例が、それぞれ示されている。

【0121】

図１６において、モータ３を起動し（＃１０１）、回転速度ωと目標速度ω＊とのずれの監視を開始する（＃１０２）。角度量補正処理を実行し（＃１０３）、モータ３を停止させる（＃１０４）。

【0122】

図１７において、開始条件を満たす場合に角度量補正を開始する開始判定処理を実行する（＃３０１）。位置決めタイミングｔｘまでの所定の時間が経過するか（＃３０２でＹＥＳ）、または停止条件となる状態をセンサにより検出したときに（＃３０３でＹＥＳ）、角度量補正を終了する（＃３０４）。

【0123】

その後も角度量補正を行う必要がある場合には（＃３０５でＹＥＳ）、ステップ＃３０１へ戻る。その後に角度量補正を行う必要がない場合には（＃３０５でＮＯ）、メインルーチンへリターンする。

【0124】

図１８（Ａ）において、所定時間Ｔ３ａが経過した場合に（＃３１１でＹＥＳ）、角度量補正を開始する（＃３１２）。

【0125】

図１８（Ｂ）において、回転速度ωの変動量が所定値より小さくなったときに（＃３２１でＹＥＳ）、角度量補正を開始する（＃３２２）。

【0126】

図１８（Ｃ）において、所定時間Ｔ３ａが経過しかつ制御負荷が所定値よりも小さい場合に（＃３３１でＹＥＳ、＃３３２でＹＥＳ）、角度量補正を開始する（＃３３３）。

【0127】

図１８（Ｄ）において、回転速度ωの変動量が所定値より小さくなりかつ制御負荷が所定値よりも小さい場合に（＃３４１でＹＥＳ、＃３４２でＹＥＳ）、角度量補正を開始する（＃３４３）。

【0128】

図１９において、回転速度ωの誤差が設定値以下に減少したときに（＃３５１でＹＥＳ）、角度量補正を開始し（＃３５２）、回転速度ωの誤差が設定値を超えたときに（＃３５３でＹＥＳ）、角度量補正を終了する（＃３５４）。角度量補正を開始していない状態において、他の開始条件を満たすタイミングになると（＃３５５でＹＥＳ）、角度量補正を開始する（＃３５６）。

【0129】

以上の実施形態によると、従来よりも簡便に回転角度量ωの誤差を低減することができる。

【0130】

上に述べた実施形態において、スイッチバック通路５９の反転／排紙ローラ７０を駆動する反転／排紙モータ３ｅについて、設定期間Ｔ４として、シートＰをスイッチバック搬送する期間を含む第１設定期間を設定することができる。そして、その補正期間Ｔ５を、対応する運転パターン９における減速区間内の期間とすることができる。また、その後に反転／排紙ローラ７０について、設定期間Ｔ４として、両面に画像を形成したシートＰを排出する期間を含む第２設定期間を設定することができる。そして、その補正期間Ｔ５を、対応する運転パターン９における定速区間内の期間とすることができる。

【0131】

上に述べた実施形態においては、立上げ期間Ｔ３ａに生じた誤差ｄΘが角度量補正をしない場合にそのまま保たれるものとして説明したが、この誤差ｄΘが立上げ期間Ｔ３ａ以後に変化することがあり得る。その場合の角度量補正においては、補正期間Ｔ５の開始タイミングにおける誤差ｄΘにその後の変化分を加減算して位置決めタイミングｔｘにおける誤差ｄΘを求め、求めた誤差ｄΘが位置決めタイミングｔｘでは０となるよう目標速度ω＊の推移を修正すればよい。

【0132】

上に述べた実施形態において、自動原稿送り装置１Ａの原稿搬送モータ３ｊについては、原稿がスキャナ１Ｂの読取り位置に到着する予定のタイミングを位置決めタイミングｔｘとして角度量補正を行えばよい。これにより、スキャナ１Ｂの読取り位置に対する原稿の位置ずれがなくなり、原稿画像の読取りの品質が高まる。また、スキャナ１Ｂのスキャナモータ３ｋについては、スライダが退避位置から移動して読取り位置に到着する予定のタイミングを位置決めタイミングｔｘとして角度量補正を行えばよい。これにより、原稿画像に対する読取り開始位置の副走査方向のばらつきがなくなり、読取りの品質が高まる。

【0133】

その他、画像形成装置１およびモータ制御装置２のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミング、モータ３の構成などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0134】

１ 画像形成装置
２、２ａ モータ制御装置
３，３ａ〜３ｋ モータ
９，９Ａ，９Ｂ 運転パターン
２０ａ メカコントローラ（プロセッサ）
２２ 角度量補正部
２３ 角度量積算部
２４ 目標速度修正部
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ベクトル制御部
３２ 回転子
４６ 速度・位置推定部（磁極位置推定部）
５９ スイッチバック通路（搬送経路）
６３ 搬送ローラ（ローラ）
６７ レジストローラ（ローラ）
６７０ クラッチ
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ シート
ＰＳ 磁極位置
ｔｘ 位置決めタイミング（補正期間の終了タイミング）
Ｔ４ 設定期間
Ｔ５ 補正期間
Ｔ６ 高負荷期間（誤差が変動すると予想される期間）
Ｔ３１ 加速区間
Ｔ３２ 定速区間
Ｔ３３ 減速区間
Θ 回転角度量
ω 回転速度
ω＊ 目標速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】