JP2012016137A - モータ制御装置、画像形成装置およびモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータが劣化する場合であっても安定した回転速度で回転させること。
【解決手段】 プリンタは、モータの回転速度を検出する検出部６１と、目標回転速度に対するモータの回転速度の偏差に応じてモータの回転速度を目標回転速度に一致させるように、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするフィードバック制御部６３と、を備え、フィードバック制御部６３は、偏差に応じて、少なくとも偏差の積分値に対応するゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更する変更部７１を含む。
【選択図】 図３

Description

この発明は、モータ制御装置、画像形成装置およびモータ制御方法に関し、特に、ＰＩ制御でモータを制御するモータ制御装置、画像形成装置およびモータ制御方法に関する。

画像形成装置は、給紙トレイに収納された複数枚の用紙を１枚ずつ取出し、取出した用紙を搬送する途中で、用紙に画像を形成する。給紙トレイに収納された用紙は、モータにより回転するローラによって、搬送経路に沿って搬送される。この場合に、用紙を安定した速度で搬送するために、モータをＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ ａｎｄ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）するのが一般的である（例えば、特許文献１）。

しかしながら、ＰＩＤ制御によってモータの回転数を制御する場合であっても、モータが経年劣化すると、用紙を安定した速度で搬送することができなくなってしまうといった問題がある。また、用紙を搬送する過程において、モータの負荷が変動する場合があり、ＰＩＤ制御によってモータの回転数を一定にする場合であっても負荷の変動に伴ってモータの回転数が一時的に増減する。モータの回転数の一時的な増減によって、用紙の搬送位置が前後してしまうが、従来のＰＩＤ制御によっては、この用紙の搬送位置を修正することはできないといった問題がある。
特開２００５−１３７０７５号公報

この発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の一つは、モータが劣化する場合であっても安定した回転速度で回転させることが可能なモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することである。

この発明の他の目的は、用紙の搬送される距離を目標の搬送距離に近づけることが可能な画像形成装置およびモータ制御方法を提供することである。

上述した目的を達成するために、この発明のある局面によれば、モータ制御装置は、モータの回転速度を検出する検出手段と、目標回転速度に対するモータの回転速度の偏差に応じてモータの回転速度を目標回転速度に一致させるように、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするフィードバック制御手段と、を備え、フィードバック制御手段は、偏差に応じて、少なくとも偏差の積分値に対応するゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更する変更手段を含む。

この局面に従えば、モータの回転速度の偏差に応じて、少なくとも偏差の積分値に対応するゲイン定数が、より大きな利得が得られるゲイン定数に変更されるので、モータの劣化に応じて、利得を増加させることができる。このため、モータが劣化する場合であっても安定した回転速度で回転させることが可能なモータ制御装置を提供することができる。

好ましくは、予め定められた複数のゲイン定数にそれぞれ対応して複数のしきい値が定められており、変更手段は、偏差が変更前のゲイン定数に対応するしきい値以上になると、変更前のゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更する。

好ましくは、検出された回転速度が予め定められた上限値以上または下限値以下になると通知する警告手段を、さらに備える。

この局面に従えば、モータの回転数が予め定められた上限値以上または下限値以下になると通知するので、モータが劣化したことを通知することができる。

この発明の他の局面によれば、画像形成装置は、画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段に用紙を搬送する給紙手段と、画像形成手段および給紙手段を駆動するためのモータと、モータの回転速度を検出する検出手段と、モータの目標回転速度に対する検出された回転速度の偏差に基づいて、モータの回転速度を目標回転速度に一致させるように、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするモータ制御手段と、を備え、モータ制御手段は、給紙手段が用紙を搬送する過程における所定のタイミングで、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得を２回フィードバックする。

この局面に従えば、用紙が搬送される過程においては、モータの負荷が変動するタイミングがあり、所定のタイミングをモータの負荷が変動するタイミングとすれば、負荷が変動するタイミングで、モータの回転数の偏差および該偏差の積分値に応じた利得が２回フィードバックされる。このため、モータの回転量（角度）が目標の回転量（角度）に近くなり、用紙が搬送される距離を目標の距離に近づけることができる。その結果、用紙の搬送される距離を目標の搬送距離に近づけることが可能な画像形成装置を提供することができる。

好ましくは、モータから供給手段に動力を伝達する状態と伝達しない状態とのいずれかに切り換える切換手段を、さらに備え、モータ制御手段は、切換手段により動力を伝達しない状態から伝達する状態に切り換えられるときに、利得を２回フィードバックする。

この局面に従えば、利得が２回フィードバックするタイミングを、モータの負荷が変動するタイミングとすることができる。

好ましくは、供給手段により搬送される用紙が画像形成手段に到達するときに、利得を２回フィードバックする。

この局面に従えば、利得が２回フィードバックするタイミングを、モータの負荷が変動するタイミングとすることができる。

この発明のさらに他の局面に従えば、モータ制御方法は、モータの回転速度を検出するステップと、目標回転速度に対するモータの回転速度の偏差に応じてモータの回転速度を目標回転速度に一致させるように、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするステップと、を含み、フィードバックするステップは、偏差に応じて、少なくとも偏差の積分値に対応するゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更するステップを、コンピュータに実行させる。

この局面に従えば、モータが劣化する場合であっても安定した回転速度で回転させることが可能なモータ制御方法を提供することができる。

この発明のさらに他の局面に従えば、モータ制御方法は、画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段に用紙を搬送する給紙手段と、画像形成手段および給紙手段を駆動するためのモータと、を備えた画像形成装置で実行されるモータ制御方法であって、モータの回転速度を検出するステップと、モータの目標回転速度に対する検出された回転速度の偏差に基づいて、モータの回転速度を目標回転速度に一致させるように、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするステップと、をコンピュータに実行させ、フィードバックするステップは、給紙手段が用紙を搬送する過程における所定のタイミングで、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得を２回フィードバックする。

この局面に従えば、用紙の搬送される距離を目標の搬送距離に近づけることが可能なモータ制御方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるプリンタの概略構成を示す模式的断面図である。 プリンタが備える制御基板の構成の一例を周辺の主要部品とともに示すブロック図である。 ＣＰＵが備える機能の一例を示すブロック図である。 経年劣化するメインモータの回転数の変化の様子の一例を示す図である。 モータ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ゲイン定数設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ばらつき算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。 メインモータ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるプリンタの概略構成を示す模式的断面図である。図１を参照して、プリンタ１は、プリンタ１の全体を制御するための制御基板１０１と、画像形成部１０と、給紙部２０と、画像形成部１０の一部および給紙部２０を駆動するためのメインモータＭ１と、黒現像モータＭ２と、定着モータＭ３と、カラー現像モータＭ４と、カラー感光体モータＭ５と、を備える。

画像形成部１０は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックそれぞれに対応する画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄと、露光ユニット１５と、転写ベルト１９と、駆動ローラ１７と、従動ローラ１８と、転写ローラ２７と、定着ローラ対２９と、を備える。

画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、現像器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄと、をそれぞれ含む。露光ユニット１５は、制御基板１０１から入力される画像データにシェーディング補正などの各種のデータ処理を施し、データ処理後のデータを主走査ラインごとにレーザダイオードを駆動するための駆動信号に変換し、感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ上にレーザ光をそれぞれ走査する。これにより、感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄそれぞれに静電潜像が形成される。

画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄがそれぞれ備える現像器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ上に形成された静電潜像に、対応する色のトナーを載せ、トナー像を形成（現像）する。

転写ベルト１９は、駆動ローラ１７と従動ローラ１８とにより弛まないように懸架されている。駆動ローラ１７が、図中で反時計回りに回転すると、転写ベルト１９が所定の速度で図中反時計回りに回転する。転写ベルト１９の回転に伴って、従動ローラ１８が、反時計回りに回転する。

感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは転写ベルト１９に回転に同期して回転し、感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄの上に形成されたトナー像は、転写チャージャにより転写ベルト１９上に転写される。これにより、転写ベルト１９上に、感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ上にそれぞれ形成された４色のトナー像の全てが転写されると、転写ベルト１９上に４色のトナー像が重なって形成される。給紙部２０から搬送されてくる用紙は、転写ローラ２７により転写ベルト１９に押し当てられ、転写ベルト１９上に重畳して形成されたトナー像が用紙に転写される。

トナー像が転写された用紙は、定着ローラ対２９に搬送され、定着ローラ対２９により加熱される。これにより、トナーが溶かされて用紙に定着する。その後、用紙は本体上部の排紙トレイに排出される。

画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄそれぞれが、転写ベルト１９上にトナー像を転写するタイミングは、転写ベルト１９に付された基準マークを検出することにより、調整される。なお、画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、それぞれ一体的に構成され、プリンタ１の本体に着脱可能となっている。

給紙部２０は、用紙が収納される給紙トレイ２１と、給紙ローラ２３と、タイミングローラ２５と、タイミングセンサ３１と、を含む。給紙トレイ２１に収納された用紙は、押上板により上方に押し上げられて、給紙ローラ２３に押し付けられる。給紙ローラ２３と用紙との摩擦により給紙ローラ２３が回転すると、積載された複数の用紙の最も上の１枚の用紙が給紙トレイ２１からタイミングローラ２５に繋がる経路を経て、タイミングローラ２５まで搬送される。

タイミングセンサ３１は、用紙が流れる経路中においてタイミングローラ２５の上流に設けられ、用紙の有無を検出する。タイミングセンサ３１は、用紙を検出している間はＯＮ信号を出力し、用紙を検出しない間はＯＦＦ信号を制御基板１０１に出力する。タイミングローラ２５は、転写ベルト１９の回転に同期して回転を開始し、用紙を転写ベルト１９に搬送する。

メインモータＭ１は、黒色のプリントデータの画像を形成する際に画像形成部１０と給紙部２０とに伝達する動力を発生する。具体的には、画像形成ユニット１１Ｄが備える感光体ドラム１３Ｄを駆動するとともに、給紙ローラ２３、タイミングローラ２５および駆動ローラ１７に伝達する動力を発生する。メインモータＭ１は、給紙ローラ２３およびタイミングローラ２５と、それらの間にそれぞれ設けられた給紙クラッチ２３Ａおよびタイミングクラッチ２５Ａを介して、ベルトで連結される。給紙クラッチ２３Ａおよびタイミングクラッチ２５Ａは、メインモータＭ１の動力を、給紙ローラ２３およびタイミングローラ２５それぞれに伝達する状態と、伝達しない状態とに切り換える電磁クラッチである。歯車の噛み合いなどで機械的に切り換えるメカクラッチであってもよい。

黒現像モータＭ２は画像形成ユニット１１Ｄが備える現像器１２Ｄを駆動し、定着モータＭ３は定着ローラ対２９を駆動し、カラー現像モータＭ４は画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ，１１Ｃがそれぞれ備える現像器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを駆動し、カラー感光体モータＭ５は、画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃがそれぞれ備える感光体ドラム１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを駆動する。

なお、上述した画像形成動作は、４色のトナーを用いたフルカラーの画像を形成する動作を説明したが、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのうちから選ばれた１以上の色で画像を形成することも可能である。画像形成ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄのうちから画像を形成する色に対応するものを駆動させればよい。特に、ブラックの色を用いた画像を形成するモノクロプリントの場合、メインモータＭ１と、黒現像モータＭ２と、定着モータＭ３のみを駆動すればよい。

図２は、プリンタが備える制御基板の構成の一例を周辺の主要部品とともに示すブロック図である。図２を参照して、制御基板１０１は、ＣＰＵ１１１と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１４と、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）１１５と、ネットワークＩ／Ｆ１１６と、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１８が装着される外部記憶装置１１７と、を含む。

ＣＰＵ１１１は、露光ユニット１５、メインモータＭ１、黒現像モータＭ２、定着モータＭ３、カラー現像モータＭ４、カラー感光体モータＭ５、給紙クラッチ２３Ａ、タイミングクラッチ２５Ａおよび操作パネル１２１と接続され、プリンタ１の全体を制御する。

ＲＯＭ１１３は、ＣＰＵ１１１が実行するプログラム、およびそのプログラムを実行するために必要なデータを記憶する。ＲＡＭ１１４は、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行する際の作業領域として用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部１１２は、プリンタ１を他の装置とシリアル通信ケーブルで接続するためのインターフェースである。なお、接続形態は、有線であっても無線であってもよい。例えば、通信Ｉ／Ｆ部１１２に、フラッシュメモリ等を内蔵したメモリカードが記憶される場合、ＣＰＵ１１１は、通信Ｉ／Ｆ部１１２を介してメモリカードに記憶されたデータを読み取りしたり、メモリカードにデータを書き込みしたりすることができる。

ネットワークＩ／Ｆ１１６は、プリンタ１をローカルエリアネットワークまたはインターネット等のネットワークに接続するためのインターフェースである。ＣＰＵ１１１は、ネットワークＩ／Ｆ１１６を介してネットワークに接続されたパーソナルコンピュータ、ファイルサーバまたはプリントサーバと通信可能である。

外部記憶装置１１７は、ＣＤ−ＲＯＭ１１８が装着される。ＣＰＵ１１１は、外部記憶装置１１７を介してＣＤ−ＲＯＭ１１８にアクセス可能であり、ＣＤ−ＲＯＭ１１８に記憶されたプログラムをＥＥＰＲＯＭ１１５に記憶することができる。

ＣＰＵ１１１は、ＥＥＰＲＯＭ１１５に記憶されたプログラムＲＡＭ１１４にロードして実行可能である。なお、ＣＰＵ１１１が実行するプログラムは、ＲＯＭ１１３およびＥＥＰＲＯＭ１１５、ＣＤ−ＲＯＭ１１８に記憶されたプログラムに限られず、他の記憶媒体に記憶されたプログラムでもよく、さらに、ネットワークＩ／Ｆ１１６を介してネットワークに接続された他のコンピュータによりＥＥＰＲＯＭ１１５に書き込みされたプログラムであってもよい。

なお、プログラムを記憶する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ１１８に限られず、光ディスク（ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）／ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ））、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などの半導体メモリでもよい。ここでいうプログラムは、ＣＰＵ１１１が直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

操作パネル１２１は、プリンタ１の上面に設けられ、表示部１２３と、操作部１２５とを含む。表示部１２３は、液晶表示装置、有機ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置であり、ユーザに対する指示メニューや取得した表示データに関する情報等を表示する。操作部１２５は、ユーザの操作を受け付け、受け付けられた操作をＣＰＵ１１１に出力する。操作部１２５は、表示部１２３の上に重畳して配置されたタッチパネルを含む。タッチパネルは、透明な部材からなり、表示部１２３に重畳して配置される。タッチパネルは、ユーザがタッチパネルを指で触れると、触れられた位置を指示位置として検出し、ＣＰＵ１１１に出力する。

図３は、ＣＰＵが備える機能の一例を示すブロック図である。図３に示すＣＰＵ１１１の機能は、ＣＰＵ１１１がＲＯＭ１１３、ＥＥＰＲＯＭ１１５またはＣＤ−ＲＯＭ１１８に記憶されたモータ制御プログラムを実行することにより実現される。

図３を参照して、ＣＰＵ１１１は、モータ制御部５１と、給紙部２０を制御する給紙制御部５３と、タイミング決定部５５と、警告部５７と、を含む。モータ制御部５１は、メインモータＭ１、黒現像モータＭ２、定着モータＭ３、カラー現像モータＭ４およびカラー感光体モータＭ５を制御する。

給紙制御部５３は、給紙クラッチ２３Ａおよびタイミングクラッチ２５Ａを制御する。給紙制御部５３は、給紙クラッチ２３ＡにＯＮ信号とＯＦＦ信号とのいずれかを出力する。給紙クラッチ２３Ａは、ＯＮ信号が入力される期間は、メインモータＭ１の動力を給紙ローラ２３に伝達し、ＯＦＦ信号が入力される期間は、メインモータＭ１の動力を給紙ローラ２３に伝達しない。給紙制御部５３は、タイミングクラッチ２５ＡにＯＮ信号とＯＦＦ信号とのいずれかを出力する。タイミングクラッチ２５Ａは、ＯＮ信号が入力される期間は、メインモータＭ１の動力を給紙ローラ２３に伝達し、ＯＦＦ信号が入力される期間は、メインモータＭ１の動力を給紙ローラ２３に伝達しない。

ここでは、給紙制御部５３が、給紙クラッチ２３Ａおよびタイミングクラッチ２５Ａを制御するタイミングの一例を説明する。給紙制御部５３は、まず、画像形成部１０に用紙を搬送するために、給紙クラッチ２３ＡにＯＮ信号を出力する。給紙ローラ２３が回転することにより、給紙トレイ２１に収納された用紙がタイミングローラ２５まで搬送される。給紙制御部５３は、タイミングローラ２５の上流に設けられたタイミングセンサ３１の出力に基づいて、用紙がタイミングローラ２５に到達したことを検出し、タイミングクラッチ２５ＡをＯＮする。そして、所定時間経過後に、タイミングクラッチ２５Ａおよび給紙クラッチ２３ＡそれぞれにＯＦＦ信号を出力する。これにより、給紙ローラ２３により搬送された用紙が、タイミングローラ２５により挟持された状態で、停止する。

給紙制御部５３は、転写ベルト１９の回転に同期する所定のタイミングで、タイミングクラッチ２５ＡにＯＮ信号を出力する。これにより、タイミングローラ２５により挟持された用紙が、転写ローラ２７に向けて搬送される。この間、給紙ローラ２３は搬送される用紙の移動に伴って従動する。給紙制御部５３は、用紙が転写ローラ２７に到達するタイミングで、タイミングクラッチ２５ＡにＯＦＦ信号を出力する。タイミングクラッチ２５Ａは、転写ローラ２７により搬送される用紙の移動に伴って従動する。なお、給紙クラッチ２３Ａおよびタイミングクラッチ２５Ａの制御は、一例であって、これとは異なるタイミングでＯＮ信号とＯＦＦ信号とを出力するようにしてもよい。

給紙制御部５３は、給紙クラッチ２３Ａまたはタイミングクラッチ２５Ａそれぞれに出力するＯＮ信号をタイミング決定部５５にも出力する。

タイミング決定部５５は、給紙制御部５３から給紙クラッチ２３Ａまたはタイミングクラッチに出力するＯＮ信号が入力された時を負荷増大タイミングに決定し、ＯＮ信号が入力されなくなる時を負荷減少タイミングに決定する。

給紙クラッチ２３ＡはＯＮ信号が入力されると、メインモータＭ１の動力を給紙ローラ２３に伝達するので、給紙ローラ２３が回転することによりメインモータＭ１の負荷が増大する。逆に、給紙クラッチ２３ＡはＯＦＦ信号が入力されると、メインモータＭ１の動力が給紙ローラ２３に伝達されなくなるので、メインモータＭ１の負荷が減少する。同様に、タイミングクラッチ２５ＡはＯＮ信号が入力されると、メインモータＭ１の動力をタイミングローラ２５に伝達するので、タイミングローラ２５が回転することによりメインモータＭ１の負荷が増大する。逆に、タイミングクラッチ２５ＡはＯＦＦ信号が入力されると、メインモータＭ１の動力がタイミングローラ２５に伝達されなくなるので、メインモータＭ１の負荷が減少する。タイミング決定部５５が検出する負荷変動タイミングは、メインモータＭ１の負荷が変更するタイミングである。

また、タイミング決定部５５は、転写ベルト１９に、タイミングローラ２５から供給される用紙が到達する時を、負荷増大タイミングとして検出する。タイミングローラ２５と転写ローラ２７との間の距離は、固定されているので、給紙制御部５３がタイミングクラッチ２５ＡにＯＮ信号を出力してから用紙が転写ベルト１９に到達するまでの搬送時間は、予め定められる。タイミング決定部５５は、タイミングクラッチ２５Ａに出力されるＯＮ信号が入力されてから搬送時間が経過した時を負荷増大タイミングとして検出する。転写ベルト１９に用紙が到達すると、用紙が転写ベルトと転写ローラ２７とによって挟持された状態となる。転写ベルト１９の回転速度は予め定められているので、タイミング決定部５５は、用紙の長さから、転写ベルト１９と転写ローラ２７とが用紙を挟持しなくなる時を負荷減少タイミングとして決定する。

転写ベルト１９に用紙が到達すると、用紙が転写ベルトと転写ローラ２７とによって挟持された状態となる。転写ベルト１９は、メインモータＭ１によって駆動される駆動ローラ１７の回転に伴って回転する。転写ベルト１９と転写ローラ２７とが用紙を挟持している間、メインモータＭ１の負荷が増大する。特に、用紙の厚さが厚いほど、メインモータＭ１の負荷が増大する。逆に、転写ベルト１９と転写ローラ２７とが用紙を挟持しなくなると、メインモータＭ１の負荷は減少する。

タイミング決定部５５は、負荷増大タイミングおよび負荷減少タイミングを決定すると、それらのタイミングでモータ制御部５１に、フィードバック指示を出力する。

モータ制御部５１は、メインモータＭ１、黒現像モータＭ２、定着モータＭ３、カラー現像モータＭ４およびカラー感光体モータＭ５それぞれを制御する。メインモータＭ１、黒現像モータＭ２、定着モータＭ３、カラー現像モータＭ４およびカラー感光体モータＭ５の制御は、それぞれ同じなので、ここでは、モータ制御部５１が、メインモータＭ１を制御する場合を例に説明する。

モータ制御部５１は、検出部６１と、フィードバック制御部６３と、制御信号出力部６５と、を含む。検出部６１は、メインモータＭ１の回転速度を検出する。ここでは、検出部６１が検出するメインモータＭ１の回転速度を実績回転速度という。検出部６１は、検出された実績回転速度を、フィードバック制御部６３に出力する。

フィードバック制御部６３は、変更部７１と、ＰＩ制御部７３と、ＰＩＤ制御部７５と、を含む。ＰＩ制御部７３は、検出部６１からメインモータＭ１の実績回転速度が入力され、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力される。ＰＩ制御部７３は、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力される場合、メインモータＭ１に対して予め定められた目標回転速度に対する検出部６１から入力される実績回転速度との偏差を算出し、算出された偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックした出力回転速度を算出する。ＰＩ制御部７３は、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力される場合、フィードバック指示が入力されてから所定の時間の間、出力回転速度を算出し、算出された出力回転速度をＰＩＤ制御部７５に出力する。所定の時間は、予め定められておけばよい。ＰＩ制御部７３は、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力されない場合は、出力回転速度を算出することなく、ＰＩＤ制御部７５になにも出力しない。偏差と偏差の積分値とに基づく利得をフィードバックすることにより出力回転速度を算出する技術は、ＰＩ制御（比例・積分）として知られている。したがって、ここでは詳細な説明は繰り返さないが、偏差に対応して予め定められた比例ゲイン定数、および偏差の積分値に対応して予め定められた積分ゲイン定数を用いてフィードバック量を定める。

ＰＩＤ制御部７５は、検出部６１からメインモータＭ１の実績回転速度が入力され、ＰＩ制御部７３から出力回転速度が入力される。ＰＩＤ制御部７５は、ＰＩ制御部７３から出力回転速度が入力される場合と、出力回転速度が入力されない場合とで動作が異なる。

ＰＩＤ制御部７５は、ＰＩ制御部７３から出力回転速度が入力されない場合、メインモータＭ１に対して予め定められた目標回転速度に対する検出部６１から入力される実績回転速度との偏差を算出し、算出された偏差、偏差の積分値および偏差の微分値に応じた利得をフィードバックした出力回転速度を算出する。偏差、偏差の積分値および偏差の微分値に基づく利得をフィードバックすることにより出力回転速度を算出する技術は、ＰＩＤ制御（比例・積分・微分）として知られている。したがって、ここでは詳細な説明は繰り返さないが、偏差に対応して予め定められた比例ゲイン定数、偏差の積分値に対応して予め定められた積分ゲイン定数、および偏差の微分値に対応して予め定められた微分ゲイン定数を用いてフィードバック量を定める。

ＰＩＤ制御部７５は、ＰＩ制御部７３から出力回転速度が入力される場合、ＰＩ制御部７３から入力される出力回転速度を目標回転速度とし、出力回転速度を算出する。換言すれば、ＰＩＤ制御部７５は、ＰＩ制御部７３から入力される出力回転速度に対する検出部６１から入力される実績回転速度との偏差を算出し、算出された偏差、偏差の積分値および偏差の微分値に基づく利得をフィードバックした出力回転速度を算出する。

ＰＩＤ制御部７５は、算出された出力回転速度を、制御信号出力部６５に出力する。制御信号出力部６５は、ＰＩＤ制御部７５から入力される出力回転速度でメインモータＭ１を回転させるための制御信号を、メインモータＭ１に出力する。

モータ制御部５１は、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力されない場合、ＰＩＤ制御部７５がメインモータＭ１に対して予め定められた目標回転数にして出力回転数を算出する。一方、モータ制御部５１は、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力される場合、ＰＩ制御部７３が出力回転数を算出し、ＰＩＤ制御部７５がＰＩ制御部７３により算出された出力回転数を目標回転数にして出力回転数を算出する。

タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力されない場合は、メインモータＭ１の負荷変動が少ない場合である。この場合、モータ制御部５１が、メインモータＭ１に出力する出力回転数に基づいてメインモータＭ１が回転すると、メインモータＭ１の実績回転数は、目標回転数付近で安定する。

一方、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力される場合は、メインモータＭ１の負荷が大きく変動する場合である。この場合に、ＰＩＤ制御部７５のみで偏差をフィードバックした利得を算出すると、メインモータＭ１は、負荷が増大する場合は、実績回転数が一度減少した後に目標回転数付近で安定し、負荷が減少する場合は、実績回転数が一度増加した後に目標回転数付近で安定する。メインモータＭ１の回転数が減少する場合、給紙ローラ２３およびタイミングローラ２５により搬送される用紙の移動量、駆動ローラ１７により回転する転写ベルト１９の移動量が目標よりも短くなり、逆に、メインモータＭ１の回転数が増加する場合、給紙ローラ２３およびタイミングローラ２５により搬送される用紙の移動量、駆動ローラ１７により回転する転写ベルト１９の移動量が目標よりも長くなる。メインモータＭ１の回転数を安定させるだけでは、用紙または転写ベルト１９の移動量と目標の移動量との差が残存する。

このため、本実施の形態におけるモータ制御部５１は、タイミング決定部５５からフィードバック指示が入力される場合は、ＰＩ制御部７３が偏差に基づく出力回転数を算出し、ＰＩＤ制御部７５は、ＰＩ制御部７３により算出された出力回転速度を目標回転速度とし、出力回転速度を算出する。このため、出力回転数に偏差の積分値に基づく利得が２回フィードバックされるため、メインモータＭ１の負荷が増大して回転数が一度減少した場合には、メインモータＭ１が目標回転数より速く回転する期間を確保することができ、メインモータＭ１の負荷が減少して回転数が一度増加した場合には、メインモータＭ１が目標回転数より遅く回転する期間を確保することができ、用紙または転写ベルト１９の移動量を目標の移動量に近づけることができる。

変更部７１は、検出部６１からメインモータＭ１の実績回転速度が入力される。変更部７１は、目標回転速度に対する実績回転速度の偏差を予め定められたしきい値と比較し、比較結果に応じて、ＰＩ制御部７３およびＰＩＤ制御部７５が利得の算出に用いる定数を変更する。

上述したように、ＰＩ制御部７３は、偏差に対応して予め定められた比例ゲイン定数、および偏差の積分値に対応して予め定められた積分ゲイン定数を用い、また、ＰＩＤ制御部７５は、偏差に対応して予め定められた比例ゲイン定数、偏差の積分値に対応して予め定められた積分ゲイン定数および、偏差の微分値に対応して予め定められた微分ゲイン定数を用いる。なお、ここでは、ＰＩ制御部７３およびＰＩＤ制御部７５がともに用いる比例ゲイン定数、および積分ゲイン定数は、同じ値とするが、異なる値を用いるようにしてもよい。

変更部７１は、３つのしきい値それぞれに対して比例ゲイン定数、積分ゲイン定数および微分ゲイン定数を予め定めている。具体的には、３つのしきい値として、第１〜第３しきい値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を定める。第１しきい値Ｔ１は、第２しきい値Ｔ２より小さく、第２しきい値Ｔ２は、第３しきい値Ｔ３より小さい（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）。

第１しきい値Ｔ１に対して第１比例ゲイン定数、第１積分ゲイン定数および第１微分ゲイン定数が関連付けられており、第２しきい値Ｔ２に対して第２比例ゲイン定数、第２積分ゲイン定数および第２微分ゲイン定数が関連付けられており、第３しきい値Ｔ３に対して第３比例ゲイン定数、第３積分ゲイン定数および第３微分ゲイン定数が関連付けられている。第１比例ゲイン定数は、第２比例ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められ、第２比例ゲイン定数は、第３比例ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められる。第１積分ゲイン定数は、第２積分ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められ、第２積分ゲイン定数は、第３積分ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められる。第１微分ゲイン定数は、第２微分ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められ、第２微分ゲイン定数は、第３微分ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められる。

変更部７１は、第１比例ゲイン定数および第１積分ゲイン定数を、ＰＩ制御部７３に出力し、ＰＩ制御部７３に第１比例ゲイン定数および第１積分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させ、第１比例ゲイン定数、第１積分ゲイン定数および第１積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力し、ＰＩＤ制御部７５に第１比例ゲイン定数、第１積分ゲイン定数および第１微分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させる。

変更部７１は、第１比例ゲイン定数および第１積分ゲイン定数をＰＩ制御部７３に出力し、第１比例ゲイン定数、第１積分ゲイン定数および第１積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力している期間に、回転速度の偏差が第１しきい値Ｔ１を超えると、第２比例ゲイン定数および第２積分ゲイン定数を、ＰＩ制御部７３に出力し、ＰＩ制御部７３に第２比例ゲイン定数および第２積分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させ、第２比例ゲイン定数、第２積分ゲイン定数および第２積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力し、ＰＩＤ制御部７５に第２比例ゲイン定数、第２積分ゲイン定数および第２微分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させる。ここでは、回転速度の偏差が第１しきい値Ｔ１を超えたか否かを、回転速度のバラツキＢｕ（上限値から下限値を減算した値）の絶対値が第１しきい値Ｔ１以下か否かで判断するようにしている。

変更部７１は、第２比例ゲイン定数および第２積分ゲイン定数をＰＩ制御部７３に出力し、第２比例ゲイン定数、第２積分ゲイン定数および第２積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力している期間に、回転速度の偏差が第２しきい値Ｔ２を超えると、第３比例ゲイン定数および第３積分ゲイン定数を、ＰＩ制御部７３に出力し、ＰＩ制御部７３に第３比例ゲイン定数および第３積分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させ、第３比例ゲイン定数、第３積分ゲイン定数および第３積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力し、ＰＩＤ制御部７５に第３比例ゲイン定数、第３積分ゲイン定数および第３微分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させる。

変更部７１は、第３比例ゲイン定数および第３積分ゲイン定数をＰＩ制御部７３に出力し、第３比例ゲイン定数、第３積分ゲイン定数および第３積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力している期間に、回転速度の偏差が第３しきい値Ｔ３を超えると、第４比例ゲイン定数および第４積分ゲイン定数を、ＰＩ制御部７３に出力し、ＰＩ制御部７３に第４比例ゲイン定数および第４積分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させ、第４比例ゲイン定数、第４積分ゲイン定数および第４積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力し、ＰＩＤ制御部７５に第４比例ゲイン定数、第４積分ゲイン定数および第４微分ゲイン定数を用いて出力回転数を算出させる。第４比例ゲイン定数は、第３比例ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められ、第４積分ゲイン定数は、第３積分ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められ、第４微分ゲイン定数は、第３微分ゲイン定数よりフィードバックする利得が大きくなるように定められる。

このため、メインモータＭ１の劣化に応じて、第１〜第３比例ゲイン定数、第１〜第３積分ゲイン定数、第１〜第３微分ゲイン定数のうちから適切なゲイン定数を設定することができる。

さらに、変更部７１は、第４比例ゲイン定数および第４積分ゲイン定数をＰＩ制御部７３に出力し、第４比例ゲイン定数、第４積分ゲイン定数および第４積分ゲイン定数を、ＰＩＤ制御部７５に出力している期間に、回転速度が上限値または下限値の範囲を超えると、警告部５７に警告指示を出力する。

警告部５７は、警告指示が入力されると、表示部１２３に、エラーメッセージを表示する。エラーメッセージは、例えば「モータが劣化しています。サービス部門にご連絡ください。」等である。

メインモータＭ１は、使用期間が長くなれば、劣化する。メインモータＭ１が劣化すると、モータ制御部５１によるＰＩＤ制御によっては、回転数が安定しなくなる場合がある。このため、利得のフィードバック量を増大することによって、回転速度を安定させることができる。しかしながら、さらに使用期間が長くなると、回転速度が安定しなくなる。この場合に、メインモータＭ１が劣化して、使用できないことをユーザに通知する。

図４は、経年劣化するメインモータの回転数の変化の様子の一例を示す図である。図４を参照して、横軸に時間を、縦軸にメインモータＭ１の回転数を示す。第１期間は、第１比例ゲイン定数、第１積分ゲイン定数および第１微分ゲイン定数を用いて、ＰＩＤ制御する期間を示す。第２期間は、第２比例ゲイン定数、第２積分ゲイン定数および第２微分ゲイン定数を用いて、ＰＩＤ制御する期間を示す。第３期間は、第３比例ゲイン定数、第３積分ゲイン定数および第３微分ゲイン定数を用いて、ＰＩＤ制御する期間を示す。

第１期間においては、第１比例ゲイン定数、第１積分ゲイン定数および第１微分ゲイン定数を用いたＰＩＤ制御が有効であれば、メインモータＭ１の回転数が、目標回転速度ＡＲと第１しきい値Ｔ１によって定まる回転数ＴＬ１以上ＴＨ１以下の範囲で変動する。メインモータＭ１の回転数のバラツキＢｕが、回転数ＴＬ１以上ＴＨ１以下の範囲を超えると、第２期間に移行する。

第２期間においては、第２比例ゲイン定数、第２積分ゲイン定数および第２微分ゲイン定数を用いたＰＩＤ制御が有効であれば、メインモータＭ１の回転数が、目標回転速度ＡＲと第２しきい値Ｔ２によって定まる回転数ＴＬ２以上ＴＨ２以下の範囲で変動する。メインモータＭ１の回転数のバラツキＢｕが、回転数ＴＬ２以上ＴＨ２以下の範囲を超えると、第３期間に移行する。

第３期間においては、第３比例ゲイン定数、第３積分ゲイン定数および第３微分ゲイン定数を用いたＰＩＤ制御が有効であれば、メインモータＭ１の回転数が、目標回転速度ＡＲと第３しきい値Ｔ３によって定まる回転数ＴＬ３以上ＴＨ３以下の範囲で変動する。メインモータＭ１の回転数のバラツキＢｕが、回転数ＴＬ３以上ＴＨ３以下の範囲を超えると、第４比例ゲイン定数、第４積分ゲイン定数および第４微分ゲイン定数を用いたＰＩＤ制御によってメインモータＭ１が制御される。

第３期間の後、第４比例ゲイン定数、第４積分ゲイン定数および第４微分ゲイン定数を用いたＰＩＤ制御によってメインモータＭ１を制御しているときに、メインモータＭ１の回転数が、上限値ＬＨ以上または下限値ＬＬ以下になれば、メインモータＭ１が異常と判断される。

図５は、モータ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。モータ制御処理は、ＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１３、ＥＥＰＲＯＭ１１５またはＣＤ−ＲＯＭ１１８に記憶されたモータ制御プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１１１により実行される処理である。

図５を参照して、ＣＰＵ１１１は、定数Ｍにモータの数「５」を設定する(ステップＳ０１)。次のステップＳ０２においては、変数ｍに初期値「１」を設定し、処理をステップＳ０３に進める。変数ｍは、処理対象とするモータを特定するための値である。次のステップＳ０３においては、処理対象となるｍ番目のモータ、第ｍモータを選択する。次のステップＳ０４においては、処理対象として選択した第ｍモータの初期値をＲＯＭ１１３から読み出す。初期値は、目標は回転速度、ゲイン定数初期値Ｉ、ゲイン変更ピッチＣおよびしきい値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３である。ゲイン定数は、上述したように、比例ゲイン定数、積分ゲイン定数および微分ゲイン定数があるが、それぞれを変更する処理は同じなので、ここでは、積分ゲイン定数を例に説明する。
次のステップＳ０５においては、ゲイン定数設定処理を実行する。ゲイン定数設定処理の詳細は、後述するが、ＰＩ制御およびＰＩＤ制御に用いる比例ゲイン定数、積分ゲイン定数および微分ゲイン定数を設定する処理である。

次のステップＳ０６においては、変数ｍを、それに値「１」を加算した値に変更する。処理対象とするモータを切り換えるためである。次のステップＳ０７においては、変数ｍが定数Ｍより大きいか否かを判断する。変数ｍが定数Ｍより大きければ、処理をステップＳ０８に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ０３に戻す。ステップＳ０３〜ステップＳ０６において、すべてのモータに対してゲイン定数が設定される。

ステップＳ０８においては、変数ｍに初期値「１」を設定する。次のステップＳ０９においては、処理対象となるｍ番目のモータ、第ｍモータを選択する。次のステップＳ１０においては、処理対象として選択された第ｍ番目の第ｍモータの回転速度Ｒを取得する。次のステップＳ１１においては、取得された回転速度Ｒを上限値と比較する。回転速度Ｒが上限値以下ならば処理をステップＳ１０に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１２においては、取得された回転速度Ｒを下限値と比較する。回転速度Ｒが下限値以上ならば処理をステップＳ１０に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１３においては、警告メッセージを表示部１２３に表示し、処理をステップＳ１４に進める。

次のステップＳ１４においては、変数ｍを、それに値「１」を加算した値に変更する。処理対象とするモータを切り換えるためである。次のステップＳ１５においては、変数ｍが定数Ｍより大きいか否かを判断する。変数ｍが定数Ｍより大きければ、処理をステップＳ１６に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ０９に戻す。ステップＳ０９〜ステップＳ１５において、すべてのモータそれぞれに対してその回転速度Ｒが上限値と下限値との間であるか否かを判断し、回転速度Ｒが上限値と下限値との間の範囲を超えるモータが１つでも存在すれば、警告メッセージを表示する。

ステップＳ１６においては、電源がＯＦＦになったか否かを判断する。電源がＯＦＦならば処理を終了するが、そうでなければ処理をステップＳ０８に戻す。したがって、電源がＯＮになっている間、すべてのモータそれぞれに対して回転速度が上限値と下限値との間か否かが判断される。

図６は、ゲイン定数設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。ゲイン設定処理は、図５に示したモータ制御処理のステップＳ０５において実行される処理である。図６を参照して、積分ゲイン定数Ｇ（ｍ）にゲイン定数初期値Ｉを設定する。なお、変数ｍは処理対象とするモータを特定するための値であり、積分ゲイン定数Ｇ（ｍ）は、処理対象とする第ｍモータに対して定められた積分ゲイン定数を示す。次のステップＳ２２においては、回転速度のばらつきＢｕを算出する。

図７は、ばらつき算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７を参照して、変数ｉに初期値「１」を設定し（ステップＳ３１）、処理をステップＳ３２に進める。ステップＳ３２においては、第ｉ番目の回転速度Ｒ（ｉ）を取得する。次のステップＳ３３においては、変数ｉを、それの値に「１」を加算した第２変更し、処理をステップＳ３４に進める。ステップＳ３４においては、変数ｉが「１０」を越えたか否かを判断する。変数ｉが「１０」を越えたならば処理をステップＳ３０項に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ３２に進める。ステップＳ３２〜ステップＳ３４が繰返実行されることにより、第１〜第１０番目の１０個の回転速度Ｒ（１）〜Ｒ（１０）が取得される。

ステップＳ３５においては、１０個の回転速度Ｒ（１）〜Ｒ（１０）のうち最大値から最小値を減算した値をバラツキＢｕとし、処理をゲイン設定処理に戻す。

図６に戻って、ステップＳ２３においては、バラツキＢｕを第１しきい値Ｔ１と比較する。バラツキＢｕが第１しきい値Ｔ１以上ならば処理をステップＳ２４に進めるが、そうでなければ処理をモータ制御処理に戻す。すなわち、積分ゲイン定数（Ｇｍ）を、ステップＳ２１においてゲイン定数初期値Ｉに設定した状態で処理をモータ制御処理に戻す。

次のステップＳ２４においては、積分ゲイン定数Ｇ（ｍ）をゲイン定数初期値Ｉにゲイン変更ピッチを加算した値に設定する。そして、ステップＳ２２と同様にして、回転速度のばらつきＢｕを算出する（ステップＳ２５）。さらに、ステップＳ２６においては、バラツキＢｕを第２しきい値Ｔ２と比較する。バラツキＢｕが第２しきい値Ｔ２以上ならば処理をステップＳ２７に進めるが、そうでなければ処理をモータ制御処理に戻す。すなわち、積分ゲイン定数（Ｇｍ）を、ステップＳ２４においてゲイン定数初期値Ｉにゲイン変更ピッチＣを加算した値に設定した状態で処理をモータ制御処理に戻す。

次のステップＳ２７においては、積分ゲイン定数Ｇ（ｍ）をゲイン定数初期値Ｉにゲイン変更ピッチＣの２倍を加算した値に設定する。そして、ステップＳ２２と同様にして、回転速度のばらつきＢｕを算出する（ステップＳ２８）。さらに、ステップＳ２９においては、バラツキＢｕを第３しきい値Ｔ３と比較する。バラツキＢｕが第３しきい値Ｔ３以上ならば処理をステップＳ３０に進めるが、そうでなければ処理をモータ制御処理に戻す。すなわち、積分ゲイン定数（Ｇｍ）を、ステップＳ２８においてゲイン定数初期値Ｉにゲイン変更ピッチＣの２倍を加算した値に設定した状態で処理をモータ制御処理に戻す。

ステップＳ２７においては、積分ゲイン定数Ｇ（ｍ）をゲイン定数初期値Ｉにゲイン変更ピッチＣの３倍を加算した値に設定し、処理をモータ制御処理に戻す。すなわち、積分ゲイン定数（Ｇｍ）を、ステップＳ３０においてゲイン定数初期値Ｉにゲイン変更ピッチＣの３倍を加算した値に設定した状態で処理をモータ制御処理に戻す。

図８は、メインモータ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。メインモータ制御処理は、ＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１３、ＥＥＰＲＯＭ１１５またはＣＤ−ＲＯＭ１１８に記憶されたモータ制御プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１１１により実行される処理である。

図８を参照して、ＣＰＵ１１１は、メインモータＭ１に対して予め定められている目標回転速度を取得する(ステップＳ５１）。そして、メインモータＭ１を起動する（ステップＳ５２）。メインモータＭ１を起動するタイミングは、画像形成部１０による画像形成が開始される時である。次のステップＳ５３においては、メインモータＭ１の回転速度Ｒを取得する。次のステップＳ５４においては、メインモータＭ１の回転速度がステップＳ５１において取得された目標回転速度になったか否かを判断する。メインモータＭ１の回転速度が目標回転速度でなければ処理をステップＳ５３に戻し、目標回転速度になると処理をステップＳ５５に進める。

次のステップＳ５５においては、ステップＳ５３と同様に、メインモータＭ１の回転速度を取得する。そして、給紙クラッチ２３Ａの状態が変化したか否かを判断する。給紙クラッチ２３ＡがＯＦＦからＯＮになった場合、または、給紙クラッチ２３ＡがＯＮからＯＦＦになった場合に、給紙クラッチ２３Ａの状態が変化したと判断する。給紙クラッチ２３Ａの状態が変化したと判断する場合は処理をステップＳ５９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ５７に進める。

ステップＳ５７においては、タイミングクラッチ２５Ａの状態が変化したか否かを判断する。タイミングクラッチ２５ＡがＯＦＦからＯＮになった場合、または、タイミングクラッチ２５ＡがＯＮからＯＦＦになった場合に、タイミングクラッチ２５Ａの状態が変化したと判断する。タイミングクラッチ２５Ａの状態が変化したと判断する場合は処理をステップＳ５９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ５８に進める。

ステップＳ５８においては、転写ベルト１９に供給されるタイミングか否かを判断する。転写ベルト１９に用紙が供給されるタイミングならば処理をステップＳ５９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ６２に進める。

ステップＳ５９においては、ステップＳ５１において取得された目標回転速度に対するステップＳ５５において取得された回転速度Ｒの偏差に基づいてＰＩ制御により出力回転速度を算出する。次のステップＳ６０においては、ステップＳ５９において算出された出力回転速度に対するステップＳ５５において取得された回転速度Ｒの偏差に基づいてＰＩＤ制御により出力回転速度を算出する。

次のステップＳ６１においては、ステップＳ６０において算出された出力回転速度でメインモータＭ１を回転させるための制御信号を生成し、生成された制御信号をメインモータＭ１に出力する。

一方、処理がステップＳ６２に進む場合、給紙クラッチ２３Ａタおよびタイミングクラッチ２５Ａいずれも状態も変化することなく、転写ベルト１９に用紙が供給されるタイミングでもない場合である。ステップＳ６２においては、ステップＳ５１において取得された目標回転速度に対するステップＳ５５において取得された回転速度Ｒの偏差に基づいてＰＩＤ制御により出力回転速度を算出する。次のステップＳ６３においては、ステップＳ６２において算出された出力回転速度でメインモータＭ１を回転させるための制御信号を生成し、生成された制御信号をメインモータＭ１に出力する。

ステップＳ６４においては、画像形成が終了したか否かを判断する。画像形成が終了したならば処理をステップＳ６５に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ５５に戻す。ステップＳ６５においては、メインモータＭ１をＯＦＦにし、処理を終了する。

以上説明したように本実施の形態におけるプリンタ１は、メインモータＭ１の回転速度の偏差に応じて、少なくとも偏差の積分値に対応する第１積分ゲイン定数がより大きな利得が得られる第２積分ゲイン定数に、第２積分ゲイン定数がより大きな利得が得られる第３積分ゲイン定数に変更されるので、メインモータＭ１の劣化に応じて、利得を増加させることができる。このため、メインモータＭ１が劣化する場合であっても安定した回転速度で回転させることができる。

また、予め定められた第１〜第３積分ゲイン定数にそれぞれ対応して第１〜第３しきい値Ｔ１〜Ｔ３が定められており、第１積分ゲイン定数でフィードバック制御されるメインモータＭ１の回転速度の偏差が第１積分ゲイン定数に対応する第１しきい値Ｔ１以上になると、第２積分ゲイン定数に変更され、第２積分ゲイン定数でフィードバック制御されるメインモータＭ１の回転速度の偏差が第２積分ゲイン定数に対応する第２しきい値Ｔ２以上になると、第３積分ゲイン定数に変更される。このため、メインモータＭ１の劣化に応じて、適切な積分ゲイン定数を設定することができる。

また、メインモータＭ１の回転速度が予め定められた上限値以上または下限値以下になると通知するので、モータが劣化したことをユーザに通知することができる。

この発明の他の局面によれば、画像形成装置は、画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段に用紙を搬送する給紙手段と、画像形成手段および給紙手段を駆動するためのモータと、モータの回転速度を検出する検出手段と、モータの目標回転速度に対する検出された回転速度の偏差に基づいて、モータの回転速度を目標回転速度に一致させるように、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするモータ制御手段と、を備え、モータ制御手段は、給紙手段が用紙を搬送する過程における所定のタイミングで、少なくとも偏差および偏差の積分値に応じた利得を２回フィードバックする。

給紙クラッチ２３Ａ、タイミングクラッチ２５ＡそれぞれがＯＮからＯＦＦ、またはＯＦＦからＯＮに切り換わるタイミング、または、用紙が、転写ベルト１９に供給されるタイミングで、モータの負荷が変動する。モータの負荷が変動するタイミングで、モータの回転数の偏差および該偏差の積分値に応じた利得が２回フィードバックする。このため、モータの回転量（角度）が目標の回転量（角度）に近くなり、用紙が搬送される距離を目標の距離に近づけることができる。その結果、用紙の搬送される距離を目標の搬送距離に近づけることができる。

なお、上述した実施の形態においては画像形成装置の一例としてプリンタ１を説明したが、図５〜８に示した処理をコンピュータ（ＣＰＵ１１１）に実行させるためのモータ制御方法および、そのモータ制御方法をコンピュータに実行させるためのモータ制御プログラムとして発明を捉えることができるのは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ プリンタ、Ｍ１ メインモータ、Ｍ２ 黒現像モータ、Ｍ３ 定着モータ、Ｍ４ カラー現像モータ、Ｍ５ カラー感光体モータ、１０ 画像形成部、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 画像形成ユニット、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 現像器、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 感光体ドラム、１５ 露光ユニット、１７ 駆動ローラ、１８ 従動ローラ、１９ 転写ベルト、２０ 給紙部、２１ 給紙トレイ、２３ 給紙ローラ、２３Ａ 給紙クラッチ、２５ タイミングローラ、２５Ａ タイミングクラッチ、２７ 転写ローラ、２９ 定着ローラ対、３１ タイミングセンサ、５１ モータ制御部、５３ 給紙制御部、５５ タイミング決定部、５７ 警告部、６１ 検出部、６３ フィードバック制御部、６５ 制御信号出力部、７１ 変更部、７３ ＰＩ制御部、７５ ＰＩＤ制御部、１０１ 制御基板、１１１ ＣＰＵ、１１２ 通信Ｉ／Ｆ部、１１３ ＲＯＭ、１１４ ＲＡＭ、１１５ ＥＥＰＲＯＭ、１１６ ネットワークＩ／Ｆ、１１７ 外部記憶装置、１１８ ＣＤ−ＲＯＭ、１２１ 操作パネル、１２３ 表示部、１２５ 操作部。

Claims (8)

1. モータの回転速度を検出する検出手段と、
   目標回転速度に対する前記モータの回転速度の偏差に応じて前記モータの回転速度を前記目標回転速度に一致させるように、少なくとも前記偏差および前記偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするフィードバック制御手段と、を備え、
   前記フィードバック制御手段は、前記偏差に応じて、少なくとも前記偏差の積分値に対応するゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更する変更手段を含む、モータ制御装置。
2. 予め定められた複数のゲイン定数にそれぞれ対応して複数のしきい値が定められており、
   前記変更手段は、前記偏差が変更前のゲイン定数に対応するしきい値以上になると、変更前のゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更する、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記検出された回転速度が予め定められた上限値以上または下限値以下になると通知する警告手段を、さらに備えた請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段に用紙を搬送する給紙手段と、
   前記画像形成手段および前記給紙手段を駆動するためのモータと、
   前記モータの回転速度を検出する検出手段と、
   前記モータの目標回転速度に対する前記検出された回転速度の偏差に基づいて、前記モータの回転速度を前記目標回転速度に一致させるように、少なくとも前記偏差および前記偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするモータ制御手段と、を備え、
   前記モータ制御手段は、前記給紙手段が用紙を搬送する過程における所定のタイミングで、少なくとも前記偏差および前記偏差の積分値に応じた利得を２回フィードバックする、画像形成装置。
5. 前記モータから前記供給手段に動力を伝達する状態と伝達しない状態とのいずれかに切り換える切換手段を、さらに備え、
   前記モータ制御手段は、前記切換手段により動力を伝達しない状態から伝達する状態に切り換えられるときに、前記利得を２回フィードバックする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記供給手段により搬送される用紙が前記画像形成手段に到達するときに、前記利得を２回フィードバックする、請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. モータの回転速度を検出するステップと、
   目標回転速度に対する前記モータの回転速度の偏差に応じて前記モータの回転速度を前記目標回転速度に一致させるように、少なくとも前記偏差および前記偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするステップと、を含み、
   フィードバックするステップは、前記偏差に応じて、少なくとも前記偏差の積分値に対応するゲイン定数をより大きな利得が得られるゲイン定数に変更するステップを、コンピュータに実行させるモータ制御方法。
8. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段に用紙を搬送する給紙手段と、
   前記画像形成手段および前記給紙手段を駆動するためのモータと、を備えた画像形成装置で実行されるモータ制御方法であって、
   前記モータの回転速度を検出するステップと、
   前記モータの目標回転速度に対する前記検出された回転速度の偏差に基づいて、前記モータの回転速度を前記目標回転速度に一致させるように、少なくとも前記偏差および前記偏差の積分値に応じた利得をフィードバックするステップと、をコンピュータに実行させ、
   前記フィードバックするステップは、前記給紙手段が用紙を搬送する過程における所定のタイミングで、少なくとも前記偏差および前記偏差の積分値に応じた利得を２回フィードバックする、モータ制御方法。
   

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