JP2018076154A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プレレジストレーションローラを駆動するモータを制御する場合に、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生してしまう。【解決手段】 ローラの回転量を正確に制御する必要がある期間においてのみ、位相制御に用いられるＰＩＤ制御の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくする。この結果、記録媒体の斜行補正を適切に行うことができる。また、プレレジローラを駆動するモータを制御する期間において、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生する期間を短縮することができ、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することを抑制することができる。【選択図】 図９

Description

本発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置を用いた画像形成装置に関する。

従来、モータを制御する方法として、モータの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モータの巻線に流れる駆動電流を制御する位相フィードバック制御を行う方法が知られている。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駆動電流を制御する速度フィードバック制御を行う方法もある。

特許文献１では、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器を用いたＰＩＤ制御を行うことによって、指令値と推定値との偏差が小さくなるように駆動電流を制御する構成が述べられている。

ＰＩＤ制御の制御ゲインを大きくすればするほど、指令に対する制御の応答性を高めることができる。具体的には、ＰＩＤ制御の制御ゲインを大きくすればするほど、推定値と指令値とがより速く一致するようにすることができる。

画像形成装置においては、搬送される記録媒体の先端側の辺が傾く斜行が生じることがある。特許文献２における画像形成装置には、レジストレーションローラと、記録媒体が搬送される方向においてレジストレーションローラよりも上流側にプレレジストレーションローラとが設けられている。また、レジストレーションローラよりも上流側で且つプレレジストレーションローラよりも下流側に、記録媒体の先端を検知するシートセンサが設けられている。前記特許文献２では、レジストレーションローラ、プレレジストレーションローラ及びシートセンサ等を用いて記録媒体の斜行補正が行われている。具体的には、シートセンサが記録媒体の先端を検知してから所定時間プレレジストレーショローラを回転させ、停止したレジストレーションローラのニップ部に記録媒体の先端を当接させる。前述の如くして、プレレジストレーションローラを回転させて記録媒体をたわませることによって、記録媒体の斜行補正が行われる。

特開２０１６−１２７６４９号公報 特開２００３−２５２４８５号公報

記録媒体の斜行補正を行う場合には記録媒体のたわみ量を正確に制御する必要があるため、プレレジストレーションローラを制御する場合は記録媒体を搬送する搬送ローラを制御する場合に比べて、ローラの回転量を正確に制御することが求められる。ローラの回転量を正確に制御するには、ローラを駆動するモータの回転子の回転位相が所定のタイミングで所定の位相となるように、前記回転位相を制御する必要がある。具体的には、前記回転位相と指令位相とをできるだけ速く一致させる必要がある。前述したように、ＰＩＤ制御の制御ゲインを大きくすればするほど、推定値と指令値とがより速く一致するようにすることができる。したがって、この場合、プレレジストレーションローラを駆動するモータの制御におけるＰＩＤ制御の制御ゲインを、搬送ローラを駆動するモータの制御におけるＰＩＤ制御の制御ゲインよりも大きい値に設定することが考えられる。

モータの制御においては、例えば、実際の回転位相と指令位相とが一致するように前記回転位相を制御する際には、前記回転位相が指令位相より進んだり遅れたりすることが周期的に起こる場合がある。即ち、実際の回転位相と指令位相との偏差が周期的に変動する場合がある。このような場合に制御ゲインを大きくすると、前記回転位相と指令位相とをより速く一致させようとすることに起因して、前記偏差が変動する周期が短くなる。前記偏差が変動する周期が短くなると、モータの巻線に供給する電流が変動する周期も短くなる。モータの巻線に供給する電流が変動する周期が短くなると、モータの回転子に与えるトルクが変動する周期も短くなり、該トルクの変動周期が短いことに起因してモータの振動が起こり、騒音が発生してしまう。即ち、制御ゲインが大きい状態でモータを制御すると、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生してしまう。そのため、プレレジストレーションローラを駆動するモータを制御する場合に、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することを抑制するための良い構成が求められていた。

本発明は、プレレジストレーションローラを駆動するモータを制御する期間において、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生する期間を短縮することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
記録媒体を搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するモータと、
前記モータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相と前記回転子の目標位相を表す指令位相との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流の電流値を設定された制御ゲインで制御することによって、前記モータを制御する第１の制御手段と、
前記記録媒体を搬送する搬送方向において前記搬送ローラよりも下流側に設けられ、前記搬送ローラによって搬送される記録媒体の先端が当接する当接部材と、
前記記録媒体を前記当接部材に当接させ、前記記録媒体を前記搬送ローラにより搬送することによって前記当接部材と前記搬送ローラとの間で前記記録媒体をたわませる制御を行う第２の制御手段と、
を有し
前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段が前記記録媒体を前記当接部材に当接させ、前記記録媒体をたわませる制御を行う期間のうち、前記記録媒体の先端が前記当接部材と前記搬送ローラとの間の所定の位置に到達するまでの期間は、前記制御ゲインが第１の制御ゲインに設定された状態で前記モータを制御し、前記記録媒体の先端が前記所定の位置に到達した後の期間は、前記制御ゲインが前記第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインに設定された状態で前記モータを制御することを特徴とする。

本発明によれば、プレレジストレーションローラを駆動するモータを制御する期間において、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生する期間を短縮することができる。この結果、プレレジストレーションローラを駆動するモータを制御する期間において、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することを抑制することができる。

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。 前記画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 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。 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。 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。 記録媒体の先端側の辺の斜行を補正する方法を説明する図である。 第１実施形態に係るプレレジストレーションローラの駆動のシーケンスを示すタイムチャートである。 微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定してモータを駆動する期間と第２の制御ゲインに設定してモータを駆動する期間における、指令位相と回転位相との関係を示す図である。 第１実施形態に係る制御ゲインの切り替え方法を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係るプレレジストレーションローラの駆動のシーケンスを示すタイムチャートである。 第２実施形態に係る制御ゲインの切り替え方法を説明するフローチャートである。

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。

〔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。

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。図１に示すように、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。

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、プレレジストレーションローラ（以下、プレレジローラと称する）２０７によってレジストレーションローラ（以下、レジローラと称する）２０８へ送り出される。

レジローラ２０８とプレレジローラ２０７との間には、記録媒体の有無を検知するシートセンサ２１７が設けられている。レジローラ２０８及びプレレジローラ２０７はシートセンサ２１７の検知結果に基づいて記録媒体の先端側の辺の斜行補正を行う。なお、斜行補正の具体的な方法については後述する。その後、レジローラ２０８及びプレレジローラ２０７は、原稿を原稿読取部へと搬送する。なお、本実施形態におけるシートセンサ２１７は、例えば、光学式のセンサであるが、これに限定されるものではない。

更に、原稿は、搬送ローラ２１９によって一定速度で搬送されて、排紙ローラ２１０によって排紙トレイ２２０へ排紙される。原稿読取装置２０２の読取位置において照明２１１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２１２、２１３、２１４からなる光学系２０９によって画像読取部２１５に導かれ、画像読取部２１５によって画像信号に変換される。画像読取部２１５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２１５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。

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２１１及び光学系２０９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２１６上に原稿を載置し、照明２１１及び光学系２０９を一定速度で移動させながら、原稿ガラス２１６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。

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サイズの普通紙が収納され、シート収納トレイ３０４にはＡ４サイズ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。

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、プレレジローラ３０６によってレジローラ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及びプレレジローラ３０６によってレジローラ３０８へ送り出される。なお、本実施形態におけるプレレジローラ２０７、３０６は、本発明における搬送ローラに対応する。また、本実施形態におけるレジローラ２０８、３０８は、本発明における当接部材及び第２の搬送ローラに対応する。

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、感光ドラムの帯電には、例えば、コロナ帯電器や帯電ローラを用いた帯電方法が用いられる。

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。

レジローラ３０８とプレレジローラ３０６との間には、記録媒体の有無を検知するシートセンサ３２７が設けられている。レジローラ３０８及びプレレジローラ３０６はシートセンサ３２７の検知結果に基づいて記録媒体の先端側の辺の斜行補正を行う。なお、斜行補正の具体的な方法については後述する。なお、本実施形態におけるシートセンサ３２７は、例えば、光学式のセンサであるが、これに限定されるものではない。

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、レジローラ３０８及びプレレジローラ３２７は、トナー像にタイミングを合わせて、斜行補正された記録媒体を転写位置へ送り込む。

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。

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。

また、第１面に画像形成された記録媒体をフェースダウンで画像形成装置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、記録媒体が排紙ローラ３２４を経由して、画像形成装置１００の外部へ排出される。

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、本実施形態のモータ制御装置は、負荷を駆動するモータに適用することができる。負荷とは、例えば、給紙ローラ２０４、３０３、３０５、プレレジローラ２０７、３２７、レジローラ２０８、３０８及び排紙ローラ２１０、３１９等の各種ローラや感光ドラム３０９、搬送ベルト３１７、照明系２１１及び光学系２０９等に対応する。

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１１２、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、シートセンサ２１７、３２７、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。

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。

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、モータ制御装置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。

システムコントローラ１５１は、画像処理部１１２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１１２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。

モータ制御装置１５７は、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令に応じて、モータ５０９を制御する。

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。

システムコントローラ１５１は、使用する記録媒体の種類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、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。

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。

［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、ベクトル制御を用いてモータを制御する。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が、センサが設けられている構成であっても良い。

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。

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。

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軸に直交する）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。

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。また、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。

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、モータ制御装置１５７は、回転子４０２にかかる負荷トルクに応じてｑ軸電流を制御することによって、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。

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決定し、その決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。

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。

位相制御器５０２は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器から構成されており、各補償器の制御ゲインは可変であるとする。位相制御器５０２は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器を用いて、加算器１０１から出力された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、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器を用いて、加算器１０１から出力された偏差が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）、微分（Ｄ）補償器から構成されているが、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）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。

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。

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電流値は、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）

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。

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）

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。

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。

電流制御器５０３は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器から構成されており、各補償器の制御ゲインは可変であるとする。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。即ち、電流制御器５０３は、電圧生成手段として機能する。なお、本実施形態における電流制御器５０３は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）補償器から構成されているが、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）補償器から構成されていても良い。

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）

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。

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。即ち、ＰＷＭインバータ５０６は、モータ５０９の各相の巻線に電流を供給する供給手段として機能する。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。

次に、回転位相θの決定方法について説明する。回転子４０２の回転位相θの決定には、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によって決定（算出）される。具体的には、誘起電圧Ｅα及びＥβ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、次式によって決定される。
Ｅα＝Ｖα−Ｒ＊ｉα−Ｌ＊ｄｉα／ｄｔ （７）
Ｅβ＝Ｖβ−Ｒ＊ｉβ−Ｌ＊ｄｉβ／ｄｔ （８）

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。

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、位相決定器５１３に入力される。位相決定器５１３は、誘起電圧決定器５１２から出力された誘起電圧Ｅαと誘起電圧Ｅβとの比に基づいて、次式によってモータ５０９の回転子４０２の回転位相θを決定する。

θ＝ｔａｎ＾−１（−Ｅβ／Ｅα） （９）
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。

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。ベクトル制御を行うと、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。また、位相フィードバック制御を行っているため、回転子の回転位相が所望の位相になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転位相を精度よく制御する必要がある負荷（例えば、プレレジローラ、レジローラ等）を駆動するモータに位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。

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、回転子４０２の回転速度ωをフィードバックしてモータ５０９を制御する構成であっても良い。具体的には、図５に示すように、モータ制御装置内部に速度決定器５１５を設け、速度決定器５１５が位相決定器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（１０）が用いられるものとする。
ω＝ｄθ／ｄｔ （１０）

そして、ＣＰＵ１５１ａは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５００を設け、速度制御器５００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。こ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。このような構成においては回転速度をフィードバックしているため、回転子の回転速度が所定の速度になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転速度を一定速度に制御する必要がある負荷（例えば、感光ドラム等）を駆動するモータに速度フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。

［斜行補正］
図６は、記録媒体の先端側の辺の斜行を補正する方法を説明する図である。以下に、図６を用いて、レジローラ３０８及びプレレジローラ３０６によって行われる斜行補正の方法について説明する。なお、レジローラ２０８及びプレレジローラ２０７によって行われる斜行補正の方法は、以下に説明する方法と同様であるため、説明を省略する。

まず、モータ制御装置１５７がモータ５０９の駆動を制御することによってモータ５０９が回転し、モータ５０９が回転することによってプレレジローラ３０６が回転する。記録媒体Ｐはプレレジローラ３０６が回転することによって搬送方向へと搬送され、停止したレジローラ３０８のニップ部に記録媒体Ｐの先端が当接する。その後、モータ制御装置１５７は、更にモータ５０９の回転を続行させることによってプレレジローラ３０６の回転を続行させる。この結果、記録媒体Ｐを更に搬送方向へと搬送し、記録媒体Ｐをたわませることができる。

なお、本実施形態においては、シートセンサ３２７が記録媒体Ｐの先端を検知してから所定時間Ｔ１だけプレレジローラ３０６を回転させるものとする。具体的には、ＣＰＵ１５１ａは、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知してから所定時間Ｔ１後に、プレレジローラ３０６の回転を停止させるようにモータ制御装置１５７に指令を出力する。より具体的には、例えば、ＣＰＵ１５１ａはモータ制御装置１５７に指令位相θ＿ｒｅｆとして、前回出力した指令位相と同じ指令位相を出力する。以降、モータ制御装置１５７に同じ指令位相を出力し続ける。この結果、回転子４０２の位置を固定することができる。即ち、プレレジローラ３０６の回転を停止させることが出来る。また、ＣＰＵ１５１ａがモータ制御装置１５７にｅｎａｂｌｅ信号‘Ｌ’を出力し、モータ制御装置１５７がプレレジローラ３２７を駆動するモータ５０９を停止させることによってプレレジローラ３２７の回転を停止させても良い。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。なお、所定時間Ｔ１は、記録媒体の先端がレジローラ３０８に到達するまでの時間と、その後記録媒体をたわませる時間とを考慮して予め設定されているものとする。

前述の如くして、記録媒体Ｐの先端をシートセンサ３２７が検知してから所定時間Ｔ１だけプレレジローラ３０６を回転させて記録媒体Ｐをたわませる。この結果、記録媒体Ｐに弾性力が働くことによって、記録媒体Ｐの先端をレジローラのニップ部に沿って当接させることができる。この結果、記録媒体Ｐの斜行を補正することができる。

斜行補正を行う場合に、プレレジローラを駆動するモータの回転子にかかる負荷トルクは、搬送ローラ３０７等を駆動するモータの回転子にかかる負荷トルクに比べて変動しやすい。これは、斜行補正を行う場合には、記録媒体がレジローラに当接することや記録媒体のたわみ量が増大すること等、負荷トルクが変動する要因が搬送ローラ３０７等を駆動する場合よりも多いからである。また、斜行補正を行う場合には記録媒体のたわみ量を正確に制御する必要があるため、プレレジローラを制御する場合は記録媒体を搬送する搬送ローラを制御する場合に比べて、ローラの回転量を正確に制御することが求められる。ローラの回転量を正確に制御するには、ローラを駆動するモータの回転子の回転位相が所定のタイミングで所定の位相となるように、前記回転位相を制御する必要がある。具体的には、前記回転位相と指令位相とをできるだけ速く一致させる必要がある。

［位相制御の制御ゲイン］
実際の回転位相と指令位相とをできるだけ速く一致させる方法の一つとして、位相制御器のＰＩＤ制御の制御ゲインを大きくする方法がある。特に、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくすればするほど、指令位相θ＿ｒｅｆと実際の回転位相θとに偏差が生じた場合におけるモータの制御の応答性を高めることができる。モータの制御の応答性が高ければ高いほど、実際の回転位相θと指令位相θ＿ｒｅｆとをできるだけ速く一致させることができる。

モータの制御においては、例えば、実際の回転位相と指令位相とが一致するように前記回転位相を制御する際には、前記回転位相が指令位相より進んだり遅れたりすることが周期的に起こる場合がある。即ち、実際の回転位相と指令位相との偏差が周期的に変動する場合がある。このような場合に制御ゲインを大きくすると、実際の回転位相と指令位相とをより速く一致させようとすることに起因して、前記偏差が変動する周期が短くなる。前記偏差が変動する周期が短くなると、モータの巻線に供給する電流が変動する周期も短くなる。モータの巻線に供給する電流が変動する周期が短くなると、モータの回転子に与えるトルクが変動する周期も短くなり、該トルクの変動周期が短いことに起因してモータの振動が起こり、騒音が発生してしまう。即ち、プレレジローラが駆動されている期間においては、微分（Ｄ）制御の制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生してしまう。そのため、プレレジローラを駆動するモータを制御する場合に、微分（Ｄ）制御の制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することを抑制する構成が求められている。

図７は、本実施形態における、プレレジローラの駆動のシーケンスを示すタイムチャートである。以下に、図６及び図７を用いて、プレレジローラ３０６の駆動のシーケンスについて説明する。なお、図７に示すシーケンスは本実施形態における一例であって、これに限定されるものではない。

図７に示すように、記録媒体の搬送が開始した後、時刻ｔ１において、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第１の制御ゲインである状態でプレレジローラ３０６の駆動が開始される。なお、プレレジローラ３０６の駆動が開始される時刻ｔ１は、画像形成装置の動作シーケンスによって予め定められているものとする。例えば、時刻ｔ１は、給紙ローラ３０３とプレレジローラ３０６との間に設けられた不図示のシートセンサが記録媒体の先端を検知してから所定時間後の時刻として設定される。

その後、時刻ｔ２においてシートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知してから所定時間Ｔ２が経過した時刻ｔ３に、ＣＰＵ１５１ａは、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替える切替信号を位相制御器５０２に出力する。この結果、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替わる。なお、時刻ｔ３は、時刻ｔ２から記録媒体の先端がレジローラ３０８に到達する時刻ｔ４までの期間の時刻であって、記録媒体の先端がレジローラ３０８に到達するまでにゲインの切り替えが間に合うような時刻である。時刻ｔ３は、時刻ｔ２と同じ時刻であっても良い。即ち、所定時間Ｔ２は０であっても良い。即ち、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知すると、ＣＰＵ１５１ａは、前記切替信号を位相制御器５０２に出力し、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替える構成でも良い。しかし、制御ゲインが第２の制御ゲインである期間はできるだけ短いほうが、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することをより効果的に抑制することができるため、時刻ｔ３はできるだけ時刻ｔ４に近い時刻であるほうが良い。なお、第１の制御ゲイン及び第２の制御ゲインは、例えば、ＲＯＭ１５１ｂに予め記憶されているものとする。

その後、記録媒体が停止状態のレジローラ３０８に当接し、前述した方法によって記録媒体の斜行補正が行われる。また、前述したように、ＣＰＵ１５１ａは、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知した時刻ｔ２から所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ５において、プレレジローラ３０６の回転を停止させるようにモータ制御装置１５７に指令を出力する。この結果、プレレジローラ３０６の回転は停止し、記録媒体の斜行補正が終了する。

以上のように、プレレジローラの駆動が開始される時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定してモータ５０９を制御する。また、時刻ｔ３以降は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインに設定してモータを制御する。なお、第１の制御ゲインは、例えば、記録媒体を搬送するために最低限必要な制御ゲイン以上のゲインであるとする。ただし、制御ゲインが大きすぎると前述したように騒音が発生してしまうため、記録媒体を搬送するために最低限必要な制御ゲイン以上のゲインのうち可能な限り小さなゲインに設定されることが望ましい。また、第２の制御ゲインは、記録媒体のたわみ量を正確に制御するために必要とされる位相制御の精度に対応する制御ゲイン以上のゲインであるとする。ただし、制御ゲインが大きすぎると前述したように騒音が発生してしまうため、記録媒体のたわみ量を正確に制御するために必要とされる位相制御の精度に対応する制御ゲイン以上のゲインのうち可能な限り小さなゲインに設定されることが望ましい。

図８は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定してモータを駆動する期間と第２の制御ゲインに設定してモータを駆動する期間における、指令位相θ＿ｒｅｆと回転位相θとの関係を示す図である。

図８に示すように、時刻ｔ３において微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替えることによって、指令位相θ＿ｒｅｆに対する回転位相θの追従性が良くなっている。

図９は、本実施形態における制御ゲインの切り替え方法を説明するフローチャートである。以下、図９を用いて、本実施形態における制御ゲインの切り替え方法について説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａによって実行される。

プリントジョブが開始されると、Ｓ１００１において、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し、記録媒体の搬送が開始される。

その後、Ｓ１００２において、ＣＰＵ１５１ａは、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定する。また、モータ制御装置１５７は、ＣＰＵ１５１ａからの指令に基づいてモータ５０９の制御を開始する。この結果、プレレジローラ３０６の駆動が開始される。その後、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ１００３に進める。

Ｓ１００３において、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知すると、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ１００４に進める。Ｓ１００４において、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知してから所定時間Ｔ２が経過すると、Ｓ１００５において、ＣＰＵ１５１ａは位相制御器５０２に切替信号を出力する。この結果、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替わる。

その後、Ｓ１００６において、モータ制御装置１５７は、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第２の制御ゲインである状態で、モータ５０９を制御する。具体的には、ＣＰＵ１５１ａはモータ５０９を所定時間回転させるようにモータ制御装置１５７を制御する。モータ制御装置１５７は、ＣＰＵ１５１ａからの指令に応じてモータ５０９を所定時間回転させることによって、前記所定時間に応じた回転量だけプレレジローラ３０６を回転させる。位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第２の制御ゲインである状態でモータ５０９を制御することによって、前記制御ゲインが第１の制御ゲインである状態でモータ５０９を制御するよりも、正確にプレレジローラ３０６の回転量を正確に制御できる。この結果、記録媒体を適切な量たわませることができ、斜行補正を適切に行うことができる。

次に、Ｓ１００７において、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知してから所定時間Ｔ１が経過すると、Ｓ１００８において、ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の駆動を停止するようモータ制御装置１５７を制御する。この結果、プレレジローラ３０６の回転が停止する。その後、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ１００９に進める。

Ｓ１００９において、画像形成装置１００は記録媒体の搬送を再開する。具体的には、ＣＰＵ１５１ａは、レジローラ３０８の駆動を行うようにレジローラ３０８の駆動を制御するモータ制御装置を制御し、この結果、記録媒体の搬送が再開される。

次に、Ｓ１０１０において、画像形成装置１００は記録媒体に画像形成を行い、ＣＰＵ１５１ａは、処理をＳ１０１１に進める。

以降、プリントジョブが完了するまで、ＣＰＵ１５１ａは、上述した処理を繰り返し行う。

以上のように、本実施形態においては、プレレジローラの駆動が開始される時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定してモータを制御する。また、時刻ｔ３以降は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインに設定してモータを制御する。即ち、ローラの回転量を正確に制御する必要がある期間においてのみ、位相制御に用いられるＰＩＤ制御の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくする。この結果、記録媒体の斜行補正を適切に行うことができる。また、プレレジローラを駆動するモータを制御する期間において、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生する期間を短縮することができ、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することを抑制することができる。

〔第２実施形態〕
画像形成装置及びモータ制御装置の構成が第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。

第１実施形態においては、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知してから所定時間Ｔ２が経過したら、プレレジローラ３０６を駆動するモータの微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくする構成について説明した。本実施形態においては、プレレジローラ３０６の駆動が開始してから所定時間Ｔ３が経過したら、プレレジローラ３０６を駆動するモータの微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくする構成について説明する。

図１０は、本実施形態における、プレレジローラの駆動のシーケンスを示すタイムチャートである。以下に、図１０を用いて、プレレジローラ３０６の駆動のシーケンスについて説明する。なお、図１０に示すシーケンスは本実施形態における一例であって、これに限定されるものではない。

図１０に示すように、記録媒体の搬送が開始した後、時刻ｔ１において、微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第１の制御ゲインである状態でプレレジローラ３０６の駆動が開始される。なお、プレレジローラ３０６の駆動が開始される時刻ｔ１は、画像形成装置の動作シーケンスによって予め定められているものとする。また、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知する時刻を時刻ｔ２と定義する。

その後、時刻ｔ１から所定時間Ｔ３が経過した時刻ｔ３において、ＣＰＵ１５１ａは、位相制御器５０２に切替信号を出力する。この結果、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替わる。なお、時刻ｔ３は、プレレジローラ３０６の駆動が開始される時刻ｔ１から記録媒体の先端がレジローラ３０８に到達する時刻ｔ４までの期間の時刻であって、記録媒体の先端がレジローラ３０８に到達するまでにゲインの切り替えが間に合うような時刻である。なお、時刻ｔ２と時刻ｔ３との前後関係は、図１０に示す関係に限定されるものではない。例えば、時刻ｔ３は時刻ｔ２と同じ時刻であっても良いし、時刻ｔ３が時刻ｔ２よりも前の時刻であっても良い。しかし、制御ゲインが第２の制御ゲインである期間はできるだけ短いほうが、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することをより効果的に抑制することができるため、時刻ｔ３はできるだけ時刻ｔ４に近い時刻であるほうが良い。なお、第１の制御ゲイン及び第２の制御ゲインは位相制御器５０２の内部に設けられた不図示のメモリに記憶されているものとする。また、所定時間Ｔ３は、画像形成装置１００の動作シーケンスに基づいて予め設定されているものとする。

その後、記録媒体が停止状態のレジローラ３０８に当接し、前述した方法によって記録媒体の斜行補正が行われる。

ＣＰＵ１５１ａは、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知した時刻ｔ２から所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ５において、プレレジローラ３０６の回転を停止させるようにモータ制御装置１５７に指令を出力する。この結果、プレレジローラ３０６の回転は停止し、記録媒体の斜行補正が終了する。

以上のように、プレレジローラの駆動が開始される時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定してモータ５０９を制御する。また、時刻ｔ３以降は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインに設定してモータを制御する。なお、第１の制御ゲインは、例えば、記録媒体を搬送するために最低限必要な制御ゲイン以上のゲインであるとする。ただし、制御ゲインが大きすぎると前述したように騒音が発生してしまうため、記録媒体を搬送するために最低限必要な制御ゲイン以上のゲインのうち可能な限り小さなゲインに設定されることが望ましい。また、第２の制御ゲインは、記録媒体のたわみ量を正確に制御するために必要とされる位相制御の精度に対応する制御ゲイン以上のゲインであるとする。ただし、制御ゲインが大きすぎると前述したように騒音が発生してしまうため、記録媒体のたわみ量を正確に制御するために必要とされる位相制御の精度に対応する制御ゲイン以上のゲインのうち可能な限り小さなゲインに設定されることが望ましい。

図１１は、本実施形態における制御ゲインの切り替え方法を説明する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制御ゲインの切り替え方法について説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１５１ａによって実行される。

プリントジョブが開始されると、Ｓ２００１において、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し、記録媒体の搬送が開始される。

その後、Ｓ２００２において、ＣＰＵ１５１ａは、位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定する。また、モータ制御装置１５７は、ＣＰＵ１５１ａからの指令に基づいてモータ５０９の制御を開始する。この結果、プレレジローラ３０６の駆動が開始される。その後、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ２００３に進める。

Ｓ２００３において、プレレジローラ３０６の駆動が開始してから所定時間Ｔ３が経過すると、Ｓ２００４において、ＣＰＵ１５１ａは位相制御器５０２に切替信号を出力する。この結果、位相制御器５０２の制御ゲインが第１の制御ゲインから第２の制御ゲインに切り替わる。その後、モータ制御装置１５７は、図９のＳ１００６と同様の方法でモータ５０９を制御する。位相制御器５０２の微分（Ｄ）制御の制御ゲインが第２の制御ゲインである状態でモータ５０９を制御することによって、前記制御ゲインが第１の制御ゲインである状態でモータ５０９を制御するよりも、正確にプレレジローラ３０６の回転量を正確に制御できる。この結果、記録媒体を適切な量たわませることができ、斜行補正を適切に行うことができる。

次に、Ｓ２００５において、シートセンサ３２７が記録媒体の先端を検知してから所定時間Ｔ１が経過すると、Ｓ２００６において、ＣＰＵ１５１ａは、モータ５０９の駆動を停止するようモータ制御装置１５７を制御する。この結果、プレレジローラ３０６の回転が停止する。その後、ＣＰＵ１５１ａは処理をＳ２００７に進める。

Ｓ２００７において、画像形成装置１００は記録媒体の搬送を再開する。具体的には、ＣＰＵ１５１ａは、レジローラ３０８の駆動を行うようにレジローラ３０８の駆動を制御するモータ制御装置を制御し、この結果、記録媒体の搬送が再開される。

次に、Ｓ２００８において、画像形成装置１００は記録媒体に画像形成を行い、ＣＰＵ１５１ａは、処理をＳ２００９に進める。

以降、プリントジョブが完了するまで、ＣＰＵ１５１ａは、上述した処理を繰り返し行う。

以上のように、本実施形態においては、プレレジローラの駆動が開始される時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインに設定してモータを制御する。また、時刻ｔ３以降は、微分（Ｄ）制御の制御ゲインを第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインに設定してモータを制御する。即ち、ローラの回転量を正確に制御する必要がある期間においてのみ、位相制御に用いられるＰＩＤ制御の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくする。この結果、記録媒体の斜行補正を適切に行うことができる。また、プレレジローラを駆動するモータを制御する期間において、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生する期間を短縮することができ、制御ゲインが大きいことに起因する騒音が発生することを抑制することができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態においては、位相制御器５０２の制御ゲインの切り替えを行う構成について説明したが、制御ゲインを切り替える構成を電流制御器に適用しても良い。

また、第１実施形態及び第２実施形態においては、ＰＩＤ制御の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを切り替える構成としたが、この限りではない。例えば、ＰＩＤ制御の比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）のうちの少なくとも１つの制御ゲインを切り替える構成であっても良い。

また、第１実施形態及び第２実施形態の構成が適用されるのは、ＰＩＤ制御に限らない。例えば、ＰＩ制御、ＰＤ制御等の制御方法にも、第１実施形態及び第２実施形態の構成を適用することができる。更に、ＰＩＤ制御以外の制御方法であっても、制御ゲインを設定する構成を有する制御方法であれば、第１実施形態及び第２実施形態の構成を適用することができる。

第１実施形態及び第２実施形態においては、ＰＩＤ制御の微分（Ｄ）制御の制御ゲインを大きくする構成を、画像形成装置本体３０１のプレレジローラ３０６を駆動するモータに適用したが、これに限定されるものではない。例えば、原稿自動送り装置２０１において斜行補正を行うプレレジローラ２０７を駆動するモータに前記構成を適用しても良いし、その他負荷を駆動するモータに前記構成を適用しても良い。

なお、第１実施形態及び第２実施形態において、搬送ローラ３０２、３０３、３０７等を駆動するモータを制御する際の制御ゲインは、第２の制御ゲインよりも小さいゲインであるとする。具体的には、例えば、制御ゲインを第１の制御ゲインに設定して、搬送ローラ３０２、３０３、３０７等を駆動するモータを制御する。

１５１ａ ＣＰＵ
１５７ モータ制御装置
３０６ プレレジストレーションローラ
３０８ レジストレーションローラ
４０２ 回転子
５０２ 位相制御器
５０９ ステッピングモータ
５１３ 位相決定器

Claims (13)

1. 記録媒体を搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラを駆動するモータと、
   前記モータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
   前記位相決定手段によって決定された回転位相と前記回転子の目標位相を表す指令位相との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流の電流値を設定された制御ゲインで制御することによって、前記モータを制御する第１の制御手段と、
   前記記録媒体を搬送する搬送方向において前記搬送ローラよりも下流側に設けられ、前記搬送ローラによって搬送される記録媒体の先端が当接する当接部材と、
   前記記録媒体を前記当接部材に当接させ、前記記録媒体を前記搬送ローラにより搬送することによって前記当接部材と前記搬送ローラとの間で前記記録媒体をたわませる制御を行う第２の制御手段と、
   を有し
   前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段が前記記録媒体を前記当接部材に当接させ、前記記録媒体をたわませる制御を行う期間のうち、前記記録媒体の先端が前記当接部材と前記搬送ローラとの間の所定の位置に到達するまでの期間は、前記制御ゲインが第１の制御ゲインに設定された状態で前記モータを制御し、前記記録媒体の先端が前記所定の位置に到達した後の期間は、前記制御ゲインが前記第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインに設定された状態で前記モータを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、前記記録媒体を搬送する搬送方向において前記搬送ローラよりも下流側であって前記記録媒体を搬送する搬送方向において前記当接部材よりも上流側に、前記記録媒体の先端を検知する検知手段を有し、
   前記第１の制御手段は、前記検知手段が前記記録媒体の先端を検知してから第１の所定時間が経過するまで前記モータを回転させ、
   更に、前記第１の制御手段は、前記検知手段が前記記録媒体の先端を検知してから前記第１の所定時間が経過したら、前記モータの回転を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の制御手段は、前記記録媒体の先端が前記所定の位置に到達するタイミングにおいて、前記制御ゲインを前記第１の制御ゲインから前記第２の制御ゲインに切り替える切替信号を前記第１の制御手段に出力し、
   前記第１の制御手段は、前記切替信号に応じて、前記制御ゲインを前記第１の制御ゲインから前記第２の制御ゲインに切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の制御手段は、前記検知手段が前記記録媒体の先端を検知してから第２の所定時間が経過したタイミングにおいて、前記切替信号を前記第１の制御手段に出力することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段が前記モータの駆動を開始してから第３の所定時間が経過したタイミングにおいて、前記切替信号を前記第１の制御手段に出力することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、
   前記記録媒体に画像を転写する転写手段を有し、
   前記当接部材は、前記転写手段によって前記記録媒体の所定の位置に画像が転写されるように前記記録媒体を前記転写手段に搬送する第２の搬送ローラであり、
   前記第１の制御手段は、前記第２の搬送ローラが停止した状態で前記搬送ローラを回転させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の制御手段は、
   前記指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように前記駆動電流の電流値を生成して出力する位相制御手段を有し、
   前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段から出力される前記切替信号に応じて、前記位相制御手段における前記制御ゲインを切り替えることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記位相制御手段は、前記指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように前記駆動電流の電流値を、ＰＩＤ制御により制御することによって前記モータを制御し、
   前記第１の制御手段は、前記ＰＩＤ制御の制御ゲインを第１の制御ゲインから前記第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインへと切り替えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の制御手段は、前記ＰＩＤ制御のＤ制御の制御ゲインを第１の制御ゲインから前記第１の制御ゲインよりも大きい第２の制御ゲインへと切り替えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記第１の制御手段は、
    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供給手段と、
    前記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の大きさを決定する誘起電圧決定手段と、
    を有し、
    前記位相決定手段は、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回転位相を決定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記第１の制御手段は、
    前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記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位相を基準とした回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段を有し、
    前記位相制御手段は、前記指令位相と前記位相決定手段によって決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し、
    前記第１の制御手段は、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モータの第１相の巻線及び第２相の巻線それぞれに流れ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１０に記載の画像形成装置。
12. 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、
    前記第１の制御手段は、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１１に記載の画像形成装置。
13. 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の制御手段は、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１１又は１２に記載の画像形成装置。

Images