JP2015116016A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算処理の負荷を抑えながらも、モータの出力軸の回転停止位置を効果的に制御することが可能なモータ制御装置を提供する。【解決手段】用紙センサによる用紙の先端の検出時点ｔａと、この検出時点ｔａよりＤＣモータ４の停止制御開始時点ｔｂを過ぎて規定時間ｔが経過した速度検出時点ｔｃとの２つの時点ｔａ、ｔｃでＤＣモータの第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を検出し、これらの回転速度ｖ＊１、ｖ＊２の差と閾値αとの比較に基づきＤＣモータの停止制御を維持又は変更することにより、ＤＣモータの負荷変動が生じても、用紙の先端が目標停止位置に停止し、かつ演算処理の負荷が低く抑えられるようにしている。【選択図】図５

Description

本発明は、モータの停止制御を行うモータ制御装置に関する。

例えば、特許文献１では、レンズユニットのＤＣモータをＰＷＭ駆動しており、停止対象レンズの現在状態と目標減速曲線とを比較し、停止対象レンズが減速開始位置に達すると、現在状態と目標減速曲線とのずれ量に応じてＰＷＭ駆動のオンの割合又は電圧を増減して、停止対象レンズが目標減速曲線に沿うようにＤＣモータの減速制御を行っている。

また、特許文献２では、モータの速度情報が規定時間内に更新されない場合に、タイムアウトと判断し、実効電圧を上昇させて、モータの速度情報を目標情報に収束させる第１のモータ制御手段と、モータの印加電圧を所定周期毎に上昇させ、モータの動き出しが検出されると周期毎の電圧の上昇を停止させて初期値に戻す第２のモータ制御手段とを設け、モータの目標情報の値が所定の閾値に達したときに、モータの制御を第１のモータ制御手段から第２のモータ制御手段へと切替えている。

特開２００６−３５００６１号公報 特開２００８−２３８８７号公報

しかしながら、特許文献１では、停止対象レンズの現在状態と目標減速曲線とを比較して、現在状態と目標減速曲線とのずれ量に応じてＰＷＭ駆動のオンの割合又は電圧を増減するという制御を周期的に繰返しており、このための演算処理の負荷が高かった。同様に、特許文献２では、実効電圧を上昇させて、モータの速度情報を目標情報に収束させるという制御、又はモータの動き出しが検出されるまでモータの印加電圧を上昇させるという制御を周期的に繰返しており、このための演算処理の負荷が高かった。

また、そのような演算処理を逐次割り込みで行っていた場合は、総合的なソフトパフォーマンスの低下を招いた。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、演算処理の負荷を抑えながらも、モータの出力軸の回転停止位置を効果的に制御することが可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のモータ制御装置は、モータと、前記モータの出力軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、前記モータの出力軸が回転しているときにトリガを発生するトリガ発生部と、前記トリガの発生時点の後に前記モータの停止制御を開始し、前記トリガの発生時点で前記回転速度検出部により検出された前記モータの出力軸の第１回転速度と前記トリガの発生時点より前記モータの停止制御の開始時点を過ぎて規定時間が経過した速度検出時点で前記回転速度検出部により検出された前記モータの出力軸の第２回転速度との差を求め、前記差と予め設定された閾値との比較に基づき前記モータの回転停止制御を行う制御部とを備えている。

このような本発明では、トリガの発生時点でモータの出力軸の第１回転速度を検出し、トリガの発生時点より規定時間が経過した速度検出時点でモータの出力軸の第２回転速度を検出し、第１回転速度と第２回転速度との差を求め、この差と閾値との比較に基づきモータの回転停止制御を行っている。その差は、モータの負荷に応じて増減し、モータの回転停止時点に対応することから、その差と閾値との比較に基づきモータの回転停止制御を行うことにより、モータの出力軸の回転停止時点を調節することができる。

また、第１回転速度及び第２回転速度を検出し、以降、一連の演算処理を行うだけなので、演算処理の負荷を低く抑えることができる。

また、本発明のモータ制御装置においては、前記モータの駆動信号のデューティ比又はオン期間の回数を前記差に対応させて記憶した減速テーブルを備え、前記制御部は、前記速度検出時点の後に、前記差に対応する前記モータの駆動信号のデューティ比又はオン期間の回数を前記減速テーブルから読み出して、この読み出したデューティ比又はオン期間の回数に応じた前記駆動信号を前記モータに出力して、前記モータの回転停止制御を行っている。

このようにモータの駆動信号のデューティ比又はオン期間の回数を減速テーブルから読み出すような構成にすると、演算処理の負荷がより低減される
更に、本発明のモータ制御装置においては、前記制御部は、前記差に基づき前記減速テーブルから読み出した前記デューティ比又は前記オン期間の回数を補正して、この補正したデューティ比又はオン期間の回数に応じた前記駆動信号を前記モータに出力して、前記モータの回転停止制御を行っている。

このように減速テーブルから読み出したデューティ比又はオン期間の回数を補正することにより、モータの回転停止制御をより正確に行うことができる。

また、本発明のモータ制御装置においては、前記制御部は、前記トリガの発生時点での前記モータの出力軸の目標回転速度と前記第１回転速度との差に応じた待機時間を求め、前記トリガの発生時点より前記待機時間が経過した時点で前記モータの回転停止制御を開始している。

このような待機時間の適確な設定により、停止制御の精度を高くしたり、演算処理の時間の不足を防止したりすることができる。

更に、本発明のモータ制御装置においては、前記回転速度検出部は、前記モータの電流に基づき該モータの出力軸の回転速度を検出している。

この場合は、モータの出力軸の回転速度を検出するために、エンコーダやポテンショメータを用いる必用がなく、部品点数の低減を図ることができる。

また、本発明のモータ制御装置においては、前記トリガ発生部は、前記モータにより回転、移動、又は変位される被駆動体を検出するセンサである。あるいは、前記トリガ発生部は、前記モータの出力軸の回転を伝達及び遮断するクラッチである。

本発明では、トリガの発生時点でモータの出力軸の第１回転速度を検出し、トリガの発生時点より規定時間が経過した速度検出時点でモータの出力軸の第２回転速度を検出し、第１回転速度と第２回転速度との差を求め、この差と閾値との比較に基づきモータの回転停止制御を行っている。その差は、モータの負荷に応じて増減し、モータの回転停止時点に対応することから、その差と閾値との比較に基づきモータの回転停止制御を行うことにより、モータの出力軸の回転停止時点を調節することができる。

また、第１回転速度及び第２回転速度を検出し、以降、一連の演算処理を行うだけなので、演算処理の負荷を低く抑えることができる。

本発明のモータ制御装置の第１実施形態を適用した用紙搬送装置を模式的に示す側面図である。 第１実施形態のモータ制御装置により制御されるＤＣモータの回転速度の変化、用紙センサによる用紙先端の検出時点、及びＤＣモータの停止時点等を示すグラフである。 第１実施形態のモータ制御装置を示すブロック図である。 第１実施形態のモータ制御装置において用いられる減速テーブルを例示する図である。 第１実施形態のモータ制御装置によるＤＣモータの停止制御の説明図である。 第１実施形態のモータ制御装置によるＤＣモータの停止制御の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態のモータ制御装置を適用した用紙搬送装置を概念的に示す側面図である。 第２実施形態のモータ制御装置によるＤＣモータの停止制御の説明図である。 第２実施形態のモータ制御装置を示すブロック図である。 第３実施形態のモータ制御装置を示すブロック図である。 第４実施形態のモータ制御装置を示すブロック図である。

以下、本発明のモータ制御装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。

図１は、本発明のモータ制御装置の第１実施形態を適用した用紙搬送装置を模式的に示す側面図である。この用紙搬送装置１では、用紙Ｐの搬送経路Ｓに沿って２組の搬送ローラ２を設け、２組の搬送ローラ２の間に用紙Ｐの先端を検出する用紙センサ３を配置している。各搬送ローラ２は、ＤＣモータ４の出力軸の回転駆動力を伝達されて回転する。ＤＣモータ４は、ＰＷＭ制御されており、ＤＣモータ４の駆動信号Ｆのデューティ比Ｄｕと単位時間当たりのオン回数（単位時間当たりのパルス数）Ｎとが変更されて、ＤＣモータ４が回転及び停止する。

また、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点に基づきＤＣモータ４の停止制御が行われて、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０で一旦停止され、この後にＤＣモータ４の回転駆動が再開されて、各搬送ローラ２により用紙Ｐが再び搬送される。

図２は、各搬送ローラ２による用紙Ｐの搬送速度に対応するＤＣモータ４の出力軸の回転速度ｖの変化、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点、及びＤＣモータ４の回転停止時点等を示すグラフである。図２のグラフにおいて、ＤＣモータ４にかかる負荷が想定されたレベルにあるときには、ＤＣモータ４の出力軸の回転速度ｖが基準減速曲線ｆｖ０に沿って減速して、ＤＣモータ４が停止する。すなわち、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａ０の前後では、ＤＣモータ４の駆動信号Ｆのデューティ比Ｄｕと単位時間当たりのオン回数Ｎとがそれぞれの規定値に設定されて、ＤＣモータ４の回転速度ｖが一定速度ｖ０に保たれ、各搬送ローラ２により用紙Ｐが等速で搬送される。そして、用紙センサ３により用紙Ｐの先端が検出され、この用紙Ｐの先端の検出時点ｔａ０より一定時間Ｔが経過した停止制御開始時点ｔｂ０でＤＣモータ４の規定の回転停止制御が開始されて、駆動信号Ｆのデューティ比Ｄｕと単位時間当たりのオン回数Ｎとが段階的に変更され、ＤＣモータ４の回転トルクが下降して、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０に達した目標停止時点ｔｅ０でＤＣモータ４が停止する。

従って、ＤＣモータ４にかかる負荷が想定されたレベルにあるときには、用紙Ｐの先端の検出時点ｔａ０より一定時間Ｔが経過した停止制御開始時点ｔｂ０でＤＣモータ４の規定の回転停止制御が開始されて、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０に達した目標停止時点ｔｅ０でＤＣモータ４が停止する。

ところが、仮に、ＤＣモータ４にかかる負荷が想定されたレベルよりも小さいか大きいにもかかわらず、同様にＤＣモータ４の規定の回転停止制御が行われると、用紙Ｐの先端の停止位置が目標停止位置ｅｍ０からずれる。

例えば、ＤＣモータ４にかかる負荷が想定されたレベルよりも小さかったときには、ＤＣモータ４の回転速度ｖが低負荷減速曲線ｆｖ１に沿って減速して、ＤＣモータ４が停止する。すなわち、ＤＣモータ４の回転速度ｖ１が一定速度ｖ０よりも速くなって、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａ１が検出時点ｔａ０よりも早くなり、この検出時点ｔａ１より一定時間Ｔが経過した停止制御開始時点ｔｂ１が停止制御開始時点ｔｂ０よりも早くなる。このため、停止制御開始時点ｔｂ０でＤＣモータ４の規定の回転停止制御が開始されると、ＤＣモータ４が目標停止時点ｔｅ０よりも前の停止時点ｔｅ１で停止して、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０に達する前の停止位置ｅｍ１で停止する。

また、ＤＣモータ４にかかる負荷が想定されたレベルよりも大きかったときには、ＤＣモータ４の回転速度ｖが高負荷減速曲線ｆｖ２に沿って減速して、ＤＣモータ４が停止する。すなわち、ＤＣモータ４の回転速度ｖ２が一定速度ｖ０よりも遅くなって、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａ２が検出時点ｔａ０よりも遅くなり、この検出時点ｔａ２より一定時間Ｔが経過した停止制御開始時点ｔｂ２が停止制御開始時点ｔｂ０よりも遅くなる。このため、停止制御開始時点ｔｂ２でＤＣモータ４の停止制御が開始されると、ＤＣモータ４が目標停止時点ｔｅ０よりも後の停止時点ｔｅ２で停止して、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０に達した後の停止位置ｅｍ２で停止する。

このようにＤＣモータ４の負荷変動により用紙Ｐの先端の停止位置ｅｍ１、ｅｍ２が目標停止位置ｅｍ０からずれるという現象に対しては、例えば、基準減速曲線ｆｖ０に対する低負荷減速曲線ｆｖ１又は高負荷減速線ｆｖ２のずれ量を求めて、このずれ量に応じて駆動信号Ｆのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを調節するというフィードバック制御を周期的に繰返すことにより対処することができる。しかしながら、そのようなフィードバック制御が周期的に繰返されると、演算処理の負荷が高くなる。

そこで、第１実施形態のモータ制御装置１１では、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａ（ｔａ＝ｔａ０、ｔａ１、ｔａ２、…）と、この検出時点ｔａよりＤＣモータ４の停止制御開始時点ｔｂ（ｔｂ＝ｔｂ０、ｔｂ１、ｔｂ２、…）を過ぎて規定時間ｔが経過した速度検出時点ｔｃ（ｔｃ＝ｔｃ０、ｔｃ１、ｔｃ２、…）との２つの時点ｔａ、ｔｃでＤＣモータ４の回転速度を検出し、この２つの回転速度の差と閾値との比較に基づきＤＣモータ４の停止制御を維持又は変更することにより、ＤＣモータ４の負荷変動が生じても、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０に停止し、かつ演算処理の負荷が低く抑えられるようにしている。

次に、そのような第１実施形態におけるＤＣモータ４の停止制御について詳しく説明する。図３は、第１実施形態のモータ制御装置１１を示すブロック図である。このモータ制御装置１１は、駆動信号Ｆを生成してＤＣモータ４に出力するモータドライバ１２と、ＤＣモータ４の出力軸の回転位置及び回転方向を検出するエンコーダ１３と、用紙Ｐの先端を検出する用紙センサ３と、駆動信号Ｆのデューティ比Ｄｕ及び単位時間当たりのオン回数（単位時間当たりのパルス数）Ｎを求めてモータドライバ１２に指示する制御部１４とを備えている。

制御部１４は、第１速度算出器２１、第２速度算出器２２、タイマー２３、比較演算器２４、負荷対応減速演算器２５、補正減速演算器２６、等速演算器２７、ベース減速演算器２８、切替器２９、及び切替タイミング設定器３０等を備えている。

ここで、第１速度算出器２１は、用紙センサ３の検出出力に基づき用紙Ｐの先端の検出時点ｔａを判定し、エンコーダ１３の検出出力に基づきその検出時点ｔａでのＤＣモータ４の出力軸の第１回転速度ｖ＊１を求めて、第１回転速度ｖ＊１を比較演算器２４に与える。

タイマー２３は、用紙センサ３の検出出力に基づき用紙Ｐの先端の検出時点ｔａを判定し、この検出時点ｔａで経過時間の計時を開始して、この経過時間が規定時間ｔに達した速度検出時点ｔｃを第２速度算出器２２に指示する。第２速度算出器２２は、速度検出時点ｔｃを指示されると、エンコーダ１３の検出出力に基づきその速度検出時点ｔｃでのＤＣモータ４の出力軸の第２回転速度ｖ＊２を求めて、第２回転速度ｖ＊２を比較演算器２４に与える。

比較演算器２４は、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を取得すると、第１回転速度ｖ＊１と第２回転速度ｖ＊２との差を求め、この差（ｖ＊１−ｖ＊２）と予め設定された閾値αとを比較して、この比較結果を負荷対応減速演算器２５に与える。

負荷対応減速演算器２５は、図４に示すような減速テーブルＴＶを有しており、比較演算器２４での比較結果に応じた減速パターンＲ（Ｒ＝Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）を減速テーブルＴＶから検索して、この検索した減速パターンＲを補正減速演算器２６に指示する。各減速パターンＲ０、Ｒ１、Ｒ２は、図２のグラフにおける各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１´、ｆｖ２´に対応し、デューティ比Ｄｕが段階的に減少し、オン回数Ｎが段階的に増大するような減速パターンである。

補正減速演算器２６は、減速パターンＲを指示されると共に、第１速度算出器２１及び第２速度算出器２２から第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖを取得し、第１回転速度ｖ＊１と第２回転速度ｖ＊２との差を求め、この差（ｖ＊１−ｖ＊２）に基づき減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の減速パターンを切替器２９に指示する。この後期減速パターンＲｄは、ＤＣモータ４の停止制御の後期に用いられるものであり、例えばデューティ比Ｄｕ´が段階的に減少し、オン回数Ｎ´が段階的に増大するような減速パターンである。

また、等速演算器２７は、用紙Ｐを等速で搬送するための等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを切替器２９に指示する。

また、ベース減速演算器２８は、規定の減速パターンを前期減速パターンＲｂとして切替器２９に指示する。この前期減速パターンＲｂは、ＤＣモータ４の停止制御前期において用いられるものであり、例えばデューティ比Ｄｕの段階的な減少及びオン回数Ｎの段階的な増大を示す減速パターンである。

従って、切替器２９は、等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎと、ＤＣモータ４の停止制御前期に用いられる前期減速パターンＲｂのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎと、ＤＣモータ４の停止制御後期に用いられる後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´とを取得する。

切替タイミング設定器３０は、第１速度算出器２１から第１回転速度ｖ＊１を取得し、第１回転速度ｖ＊１と予め設定された目標回転速度ｖ＊０との差に基づき予め設定された待機時間Ｔｄを補正して、補正待機時間Ｔｄ´を求める。そして、切替タイミング設定器３０は、用紙センサ３の検出出力に基づき用紙Ｐの先端の検出時点ｔａを判定し、この検出時点ｔａで経過時間の計時を開始して、この経過時間が一定時間Ｔに達した停止制御開始時点ｔｂと、この経過時間が補正待機時間Ｔｄ´に達した制御変更時点ｔｄ（ｔｄ＝ｔｄ０、ｔｄ１、ｔｄ２、…）とを求め、停止制御開始時点ｔｂ及び制御変更時点ｔｄを切替器２９に指示する。

切替器２９は、停止制御開始時点ｔｂの直前までは等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎをモータドライバ１２に指示し、停止制御開始時点ｔｂより規定の前期減速パターンＲｂのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎをモータドライバ１２に指示し、制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´をモータドライバ１２に指示する。

この結果、停止制御開始時点ｔｂの直前までは、等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号Ｆがモータドライバ１２からＤＣモータ４へと出力されて、ＤＣモータ４が等速回転する。引き続いて、停止制御開始時点ｔｂより規定の前期減速パターンＲｂで段階的に変更されるデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号Ｆがモータドライバ１２からＤＣモータ４へと出力されて、ＤＣモータ４の停止制御が開始される。更に、制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄで段階的に変更されるデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号Ｆがモータドライバ１２からＤＣモータ４へと出力されて、ＤＣモータ４の停止制御が維持又は変更され、ＤＣモータ４が目標停止位置ｅｍ０で停止する。

このようなＤＣモータ４の制御によれば、停止制御開始時点ｔｂの直前までは、等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力し、停止制御開始時点ｔｂより制御変更時点ｔｄまでは、規定の前期減速パターンＲｂのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力することから、つまり制御変更時点ｔｄに達するまでは、デューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの規定のパターンを設定していることから、ＤＣモータ４にかかる負荷に応じて動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓ（ｆｖｓ＝ｆｖ０、ｆｖ１、ｆｖ２、…）が変化する。

ところが、差（ｖ＊１−ｖ＊２）と閾値αとの比較結果に応じた減速パターンＲを減速テーブルＴＶから検索して、差（ｖ＊１−ｖ＊０）に基づきその検索された減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄを求め、制御変更時点ｔｄ以降では、その後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力することから、ＤＣモータ４にかかる負荷にかかわらず、目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるように動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが維持又は変更されて、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０で停止する。

次に、減速テーブルＴＶ、減速パターンＲ、及び後期減速パターンＲｄ等について更に詳しく説明する。図４の減速テーブルＴＶには、図２のグラフにおける制御変更時点ｔｄ以降の基準減速曲線ｆｖ０、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´、及び高負荷変更減速曲線ｆｖ２´に対応するそれぞれの減速パターンＲ（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）が記憶されている。また、各減速パターンＲ０、Ｒ１、Ｒ２は、制御変更時点ｔｄから目標停止時点ｔｅ０までを第１期ｔｇ１、第２期ｔｇ２、第３期ｔｇ３、及び第４期ｔｇ４に区分し、第１期ｔｇ１〜第４期ｇ４別に、デューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを設定したものである。第１期ｔｇ１から第４期ｇ４への遷移に伴い、デューティ比Ｄｕが段階的に減少し、オン回数Ｎが段階的に増大している。

例えば、速度検出時点ｔｃまでの期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０に一致するときには、制御変更時点ｔｄ以降で減速パターンＲ０のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦがＤＣモータ４に出力されると、基準減速曲線ｆｖ０に従って目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となる。また、速度検出時点ｔｃまでの期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが低負荷減速曲線ｆｖ１に一致するときには、制御変更時点ｔｄ以降で減速パターンＲ１のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦがＤＣモータ４に出力されると、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´に従って目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となる。更に、速度検出時点ｔｃまでの期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが高負荷減速曲線ｆｖ１に一致するときには、制御変更時点ｔｄ以降で減速パターンＲ２のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦがＤＣモータ４に出力されると、高負荷変更減速曲線ｆｖ２´に従って目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となる。

先に述べたように減速テーブルＴＶの検索は、負荷対応減速演算器２５が比較演算器２４による比較結果に基づき行う。比較演算器２４は、第１回転速度ｖ＊１と第２回転速度ｖ＊２との差を求めて、この差（ｖ＊１−ｖ＊２）と閾値αとを比較し、この比較結果を負荷対応減速演算器２５に与える。そして、負荷対応減速演算器２５は、その比較結果に応じた減速パターンＲ（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）を減速テーブルＴＶから検索する。

ここで、差（ｖ＊１−ｖ＊２）と閾値αとの比較により、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａより速度検出時点ｔｃまでの期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０、低負荷減速曲線ｆｖ１、及び高負荷減速線ｆｖ２のいずれに近似するか又は一致するかを求めることができる。

例えば、図５に示すようにｖ＊１−ｖ＊２−α＝ｘ …（１）を定義して、閾値αを１５とすると、基準減速曲線ｆｖ０における検出時点ｔａ０での第１回転速度ｖ＊１及び速度検出時点ｔｃ０での第２回転速度ｖ＊２が１０５回転／ｓ及び７５回転／ｓのときには、上記式（１）に基づきｘ＝１５となる。

また、低負荷減速曲線ｆｖ１における検出時点ｔａ１での第１回転速度ｖ＊１及び速度検出時点ｔｃ１での第２回転速度ｖ＊２が１１０回転／ｓ及び７５回転／ｓのときには、上記式（１）に基づきｘ＝２０となる。

更に、高負荷減速曲線ｆｖ２における検出時点ｔａ２での第１回転速度ｖ＊１及び速度検出時点ｔｃ２での第２回転速度ｖ＊２が１００回転／ｓ及び７５回転／ｓのときには、上記式（１）に基づきｘ＝１０となる。

従って、図５に示すように比較表３１を定義して、１０≦ｘ＜２０のときには、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０に近似するか又は一致し、また０≦ｘ＜１０のときには、減速曲線ｆｖｓが高負荷減速曲線ｆｖ２に近似するか又は一致し、更に２０≦ｘ＜３０のときには、減速曲線ｆｖｓが低負荷減速曲線ｆｖ１に近似するか又は一致すると判定することができる。

そこで、図５の比較表３１を比較演算器２４に記憶しておく。そして、ＤＣモータ４の回転動作に伴い、第１速度算出器２１により検出時点ｔａ０での第１回転速度ｖ＊１が求められ、第２速度算出器２２により速度検出時点ｔｃ１での第２回転速度ｖ＊２が求められて、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２が比較演算器２４に与えられると、比較演算器２４は、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を上記式（１）に代入して、ｘを求め、比較表３１を参照して、ｘが１０≦ｘ＜２０、０≦ｘ＜１０、及び２０≦ｘ＜３０のいずれの数値範囲に入るかを判定し、ｘが入る数値範囲に対応する各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、及びｆｖ２のいずれかを動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致すると判定する。そして、比較演算器２４は、減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致する各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、及びｆｖ２のいずれかを、差（ｖ＊１−ｖ＊２）と閾値αとの比較結果として負荷対応減速演算器２５に与える。

負荷対応減速演算器２５は、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致する各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、及びｆｖ２のいずれかを指示されると、図４の減速テーブルＴＶを参照して、その指示に基づき基準減速曲線ｆｖ０、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´、及び高負荷変更減速曲線ｆｖ２´のいずれかに対応する減速パターンＲを減速テーブルＴＶから検索して、この検索した減速パターンＲを補正減速演算器２６に与える。

補正減速演算器２６は、減速パターンＲを取得すると共に、第１回転速度ｖ＊１と第２回転速度ｖ＊２との差を求め、この差（ｖ＊１−ｖ＊２）に基づきその取得した減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´を求めて、この後期減速パターンＲｄを切替器２９に指示する。

例えば、ｘが１０≦ｘ＜２０の数値範囲に入り、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０に近似するか又は一致し、基準減速曲線ｆｖ０に対応する減速パターンＲ０のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎが減速テーブルＴＶから検索された場合は、図５に示すようにＤｕ´＝Ｄｕ−５［（ｘ−α）／α］／１００ …（２）、及びＮ´＝Ｎ−Ｎ×［（ｘ−α）／α］ …（３）に基づき後期減速パターンＲｄを求める。

ここで、上記式（２）及び（３）における［（ｘ−α）／α］は、１０≦ｘ＜２０の数値範囲の中心値（１５＝α）に対するｘの偏差であって、基準減速曲線ｆｖ０に対する動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓの偏差に対応する。従って、減速パターンＲ０のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎは、上記式（２）及び（３）により基準減速曲線ｆｖ０に対する動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓの偏差に応じて補正されて最適化される。これにより、速度検出時点ｔｃより前の期間においては基準減速曲線ｆｖ０に対して動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓがずれていても又は一致していても、制御変更時点ｔｄ以降において目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４が停止制御される後期減速パターンＲｄを求めることができる。

また、ｘが２０≦ｘ＜３０の数値範囲に入り、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが低負荷減速曲線ｆｖ１に近似するか又は一致し、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´に対応する減速パターンＲ１が減速テーブルＴＶから検索された場合は、αを数値範囲２０≦ｘ＜３０の中心値（２５＝α）に置き換えて、上記式（２）及び（３）に基づき減速パターンＲ１のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを最適化する。これにより、速度検出時点ｔｃより前の期間においては低負荷減速曲線ｆｖ１に対して動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓがずれていても又は一致していても、制御変更時点ｔｄ以降において目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４が停止制御される後期減速パターンＲｄを求めることができる。

同様に、ｘが０≦ｘ＜１０の数値範囲に入り、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが高負荷減速曲線ｆｖ２に近似するか又は一致し、高負荷減速曲線ｆｖ２に対応する減速パターンＲ２が減速テーブルＴＶから検索された場合は、αを数値範囲０≦ｘ＜１０の中心値（５＝α）に置き換えて、上記式（２）及び（３）に基づき減速パターンＲ２のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを最適化する。これにより、速度検出時点ｔｃより前の期間においては高負荷減速曲線ｆｖ２に対して動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓがずれていても又は一致していても、制御変更時点ｔｄ以降において目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４が停止制御される後期減速パターンＲｄを求めることができる。

すなわち、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致する基準減速曲線ｆｖ０、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´、及び高負荷変更減速曲線ｆｖ２´のいずれかを求め、そのいずれかの減速曲線に対応する減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを選択して、そのいずれかの減速曲線に対する動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓの偏差に応じてその選択した減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正することにより、目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるような後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´を求めている。

尚、ここでは、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが３つの減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、ｆｖ２のいずれに近似するか又は一致するかを求めているが、より多くの減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、ｆｖ２、…を設定して、各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、ｆｖ２、…に応じてそれぞれの減速パターンＲを設定しおき、各減速パターンのいずれかを選択して、この選択した減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄを求めても構わない。

一方、切替タイミング設定器３０は、第１回転速度ｖ＊１と予め設定された目標回転速度ｖ＊０との差に基づき待機時間Ｔｄを補正して、補正待機時間Ｔｄ´を求める。

例えば、図５に示すようなＴｄ´＝Ｔｄ−ｊ（ｖ＊１−ｖ＊０） …（４）に基づき補正待機時間Ｔｄ´を求める。ただし、目標回転速度ｖ＊０は、基準減速曲線ｆｖ０における検出時点ｔａ０での第１回転速度ｖ＊１に一致し、またｊは係数である。

ここで、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０に一致する場合は、（ｖ＊１−ｖ＊０）＝０であるから、Ｔｄ´＝Ｔｄとなる。また、減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０よりも低負荷減速曲線ｆｖ１の側に近い場合は、（ｖ＊１−ｖ＊０）＞０であるから、Ｔｄ´＜Ｔｄとなる。更に、減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０よりも高負荷減速曲線ｆｖ２の側に近い場合は、（ｖ＊１−ｖ＊０）＜０であるから、Ｔｄ´＞Ｔｄとなる。

切替タイミング設定器３０は、用紙センサ３の検出出力に基づき用紙Ｐの先端の検出時点ｔａを判定し、この検出時点ｔａで経過時間の計時を開始して、この経過時間が補正待機時間Ｔｄ´に達した制御変更時点ｔｄを切替器２９に指示する。そして、切替器２９は、制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄをモータドライバ１２に指示する。モータドライバ１２は、制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力して、ＤＣモータ４を停止させる。

従って、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０に一致する場合は、Ｔｄ´＝Ｔｄとなって、後期減速パターンＲｄがモータドライバ１２に指示される制御変更時点ｔｄが変更されず、また減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０よりも低負荷減速曲線ｆｖ１の側に近い場合は、Ｔｄ´＜Ｔｄとなって、制御変更時点ｔｄが早められ、更に減速曲線ｆｖｓが基準減速曲線ｆｖ０よりも高負荷減速曲線ｆｖ２の側に近い場合は、Ｔｄ´＞Ｔｄとなって、制御変更時点ｔｄが遅らされる。

これにより、動作中のＤＣモータ４の負荷が小さくて、ＤＣモータ４の回転速度ｖが速く、速度検出時点ｔｃ１が早くなった場合には、制御変更時点ｔｄ１を早くして、ＤＣモータ４の停止制御の精度を高くすることができる。また、動作中のＤＣモータ４の負荷が高くて、ＤＣモータ４の回転速度ｖが遅く、速度検出時点ｔｃ２が遅れた場合には、制御変更時点ｔｄ２を遅らせて、速度検出時点ｔｃ２から制御変更時点ｔｄ２までの間における演算処理の時間の不足を防止することができる。

次に、図６のフローチャートを参照して、第１実施形態のモータ制御装置１１によるＤＣモータ４の停止制御の手順を整理して説明する。

まず、用紙センサ３の検出出力に基づき用紙Ｐの先端の検出時点ｔａが判定され（ステップＳ１０１）、第１速度算出器２１により検出時点ｔａでのＤＣモータ４の第１回転速度ｖ＊１が求められる（ステップＳ１０２）。また、タイマー２３により検出時点ｔａからの経過時間の計時が開始され（ステップＳ１０３）、経過時間が規定時間ｔに達した速度検出時点ｔｃが求められ（ステップＳ１０４）、第２速度算出器２２により速度検出時点ｔｃでのＤＣモータ４の第２回転速度ｖ＊２が求められる（ステップＳ１０５）。

そして、比較演算器２４は、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を上記式（１）に代入して、ｘを求め（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）、比較表３１を参照して、ｘが１０≦ｘ＜２０、０≦ｘ＜１０、及び２０≦ｘ＜３０のいずれの数値範囲に入るかを判定し（ステップＳ１０８〜Ｓ１１０）、ｘが入る数値範囲に対応する各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、及びｆｖ２のいずれかを動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致すると判定する（ステップＳ１１１〜Ｓ１１３）。

引き続いて、負荷対応減速演算器２５は、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致する各減速曲線ｆｖ０、ｆｖ１、及びｆｖ２のいずれかが判定されると、減速テーブルＴＶを参照して、その判定に基づき基準減速曲線ｆｖ０、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´、及び高負荷変更減速曲線ｆｖ２´のいずれかに対応する減速パターンＲを減速テーブルＴＶから検索する。そして、補正減速演算器２６は、上記式（２）及び（３）に基づきその検索された減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´を求めて、この後期減速パターンＲｄを切替器２９に指示する（ステップＳ１１４）。

一方、切替タイミング設定器３０は、第１回転速度ｖ＊１と目標回転速度ｖ＊０との差に基づき待機時間Ｔｄを補正して、補正待機時間Ｔｄ´を求め、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａからの経過時間の計時を開始して、経過時間が補正待機時間Ｔｄ´に達した制御変更時点ｔｄを求める（ステップＳ１１５）。そして、切替器２９は、その制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄをモータドライバ１２に指示する（ステップＳ１１６）。モータドライバ１２は、制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力して、ＤＣモータ４を目標停止時点ｔｅ０で停止させる（ステップＳ１１７）。

このように第１実施形態のモータ制御装置１１では、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓに近似するか又は一致する基準減速曲線ｆｖ０、低負荷変更減速曲線ｆｖ１´、及び高負荷変更減速曲線ｆｖ２´のいずれかを求め、そのいずれかの減速曲線に対応する減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを選択して、そのいずれかの減速曲線に対する動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓの偏差に応じてその選択した減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正することにより、目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるような後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´を求め、制御変更時点ｔｄより後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力しているため、目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４の減速曲線ｆｖｓが収束して、用紙Ｐの先端が目標停止位置ｅｍ０で停止する。

また、用紙センサ３による用紙Ｐの先端の検出時点ｔａでＤＣモータ４の第１回転速度ｖ＊１を求め、検出時点ｔａより経過時間の計時を開始して、この経過時間が規定時間ｔに達した速度検出時点ｔｃでＤＣモータ４の第２回転速度ｖ＊２を求め、以降、一連の演算処理を行うだけで、後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´、制御変更時点ｔｄを求めているので、演算処理の負荷を低く抑えることができる。

次に、本発明のモータ制御装置の第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態のモータ制御装置を適用した用紙搬送装置を概念的に示す側面図である。尚、図７において、図１と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。

この用紙搬送装置４１では、用紙Ｐの搬送経路Ｓに沿って１組の搬送ローラ４２を設け、用紙Ｐを各搬送ローラ４２の間に通して搬送して、各搬送ローラ４２を従動回転させている。各搬送ローラ４２には、ＤＣモータ４の出力軸が電磁クラッチ４３を介して接続される。電磁クラッチ４３がオフのときには、ＤＣモータ４の出力軸が各搬送ローラ４２から遮断されて、各搬送ローラ４２が搬送中の用紙Ｐに対して従動回転し、ＤＣモータ４の出力軸が等速で回転駆動されている。また、電磁クラッチ４３がオンにされると、ＤＣモータ４の停止制御が開始され、ＤＣモータ４の出力軸が電磁クラッチ４３を介して各搬送ローラ４２に接続されて、各搬送ローラ４２にブレーキがかかり、ＤＣモータ４が停止して、各搬送ローラ４２が停止する。

図８は、ＤＣモータ４の回転速度ｖの変化、電磁クラッチ４３のオン又はオフ時点、及びＤＣモータ４の停止時点等を示すグラフである。図８のグラフにおいて、オン時点ｔｑで電磁クラッチ４３の駆動信号Ｑがオンにされると、オン時点ｔｑ後の切替え応答期間Δｔｔに電磁クラッチ４３がオン（接続状態）になる。従って、駆動信号Ｑのオンに対しては電磁クラッチ４３の応答動作が遅れ、かつ電磁クラッチ４３の応答動作の時点が一定ではなく不安定である。

このため、仮に、駆動信号Ｑのオンに応答してＤＣモータ４の規定の停止制御を行ったとすると、ＤＣモータ４の出力軸の回転停止時点にムラが生じる。

例えば、駆動信号Ｑのオン時点ｔｑより一定時間Ｔが経過した停止制御開始時点ｔｐでＤＣモータ４の規定の停止制御が開始されて、切替え応答期間Δｔｔにおける応答動作時点ｔｒ０で電磁クラッチ４３がオンになると、ＤＣモータ４の回転速度ｖが基準減速曲線ｆｗ０に沿って減速して、ＤＣモータ４が基準停止時点ｔｓ０で停止する。

また、切替え応答期間Δｔｔおける応答動作時点ｔｒ０よりも早い応答動作時点ｔｒ１で電磁クラッチ４３がオンになると、ＤＣモータ４の回転速度ｖが先行減速曲線ｆｗ１に沿って減速して、ＤＣモータ４が基準停止時点ｔｓ０よりも前の停止時点ｔｓ１で停止する。

更に、切替え応答期間Δｔｔおける応答動作時点ｔｒ０よりも遅い応答動作時点ｔｒ２で電磁クラッチ４３がオンになると、ＤＣモータ４の回転速度ｖが遅延減速曲線ｆｗ２に沿って減速して、ＤＣモータ４が基準停止時点ｔｓ０よりも後の停止時点ｔｓ２で停止する。

このように駆動信号Ｑのオンに対する電磁クラッチ４３の応答動作の時間が不安定であるため、ＤＣモータ４の規定の停止制御だけでは、各搬送ローラ４２の停止時点ｔｓ（ｔｓ＝ｔｓ０、ｔｓ１、ｔｓ２、…）がずれる。

そこで、第２実施形態のモータ制御装置５１では、電磁クラッチ４３の駆動信号Ｑのオン時点ｔｑと、オン時点ｔｑより切替え応答期間Δｔｔを過ぎて規定時間ｔが経過した速度検出時点ｔｕとの２つの時点ｔｐ、ｔｕでＤＣモータ４の回転速度を検出し、制御変更時点ｔｚ以降で、２つの回転速度の差と閾値との比較に基づきＤＣモータ４の停止制御を維持又は変更することにより、ＤＣモータ４が基準停止時点ｔｓ０で停止し、かつ演算処理の負荷が低く抑えられるようにしている。

例えば、図８のグラフに示すように速度検出時点ｔｕよりも前の期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが基準減速曲線ｆｗ０に一致するときには、制御変更時点ｔｚ以降で、２つの回転速度の差と閾値との比較に基づき基準減速曲線ｆｗ０がそのまま維持されるようなＤＣモータ４の停止制御が行われて、基準減速曲線ｆｗ０に従って目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となる。また、速度検出時点ｔｕよりも前の期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが先行減速曲線ｆｗ１に一致するときには、制御変更時点ｔｚ以降で、２つの回転速度の差と閾値との比較に基づき先行減速曲線ｆｗ１が先行変更減速曲線ｆｗ１´に変更されるようなＤＣモータ４の停止制御が行われて、先行変更減速曲線ｆｗ１´に従って目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となる。更に、速度検出時点ｔｕよりも前の期間において動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが遅延減速曲線ｆｗ２に一致するときには、制御変更時点ｔｚ以降で、２つの回転速度の差と閾値との比較に基づき遅延減速曲線ｆｗ２が遅延変更減速曲線ｆｗ２´に変更されるようなＤＣモータ４の停止制御が行われて、遅延変更減速曲線ｆｗ２´に従って目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となる。

図９は、第２実施形態のモータ制御装置５１を示すブロック図である。尚、図９において、図３と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。

この第２実施形態のモータ制御装置５１では、図３に示す用紙センサ３の検出出力の代りに、電磁クラッチ４３の駆動信号Ｑをモータ制御装置５１に入力している。

このような構成のモータ制御装置５１において、第１速度算出器２１は、電磁クラッチ４３の駆動信号Ｑを入力して、駆動信号Ｑのオン時点ｔｑを取得し、エンコーダ１３の検出出力に基づきそのオン時点ｔｑでのＤＣモータ４の出力軸の第１回転速度ｖ＊１を求めて、第１回転速度ｖ＊１を比較演算器２４に与える。また、タイマー２３は、電磁クラッチ４３の駆動信号Ｑを入力して、駆動信号Ｑのオン時点ｔｑを取得し、このオン時点ｔｑで経過時間の計時を開始して、この経過時間が規定時間ｔに達した速度検出時点ｔｕを求めて、この速度検出時点ｔｕを第２速度算出器２２に指示する。第２速度算出器２２は、エンコーダ１３の検出出力に基づきその速度検出時点ｔｕでのＤＣモータ４の出力軸の第２回転速度ｖ＊２を求めて、第２回転速度ｖ＊２を比較演算器２４に与える。図８のグラフから明らかなように駆動信号Ｑのオン時点ｔｑでは、ＤＣモータ４が等速で回転駆動されているため、第１回転速度ｖ＊１が一定値となる。また、速度検出時点ｔｕでは、電磁クラッチ４３の応答動作時点ｔｒ（ｔｒ＝ｔｒ０、ｔｒ１、ｔｒ２、…）に応じてＤＣモータ４の回転速度ｖが変わるため、第２回転速度ｖ＊２が変動する。

比較演算器２４は、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を取得すると、第１回転速度ｖ＊１と第２回転速度ｖ＊２との差を求め、この差（ｖ＊１−ｖ＊２）と予め設定された閾値αとを比較して、この比較結果を負荷対応減速演算器２５に与える。

例えば、比較演算器２４は、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を上記式（１）に代入して、ｘを求め、図８に示すような比較表３２を参照して、ｘが１０≦ｘ＜２０、２０≦ｘ＜３０、及び０≦ｘ＜１０のいずれの数値範囲に入るかを判定し、ｘが入る数値範囲に対応する各減速曲線ｆｗ０、ｆｗ１、及びｆｗ２のいずれかを動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓに近似するか又は一致すると判定する。そして、比較演算器２４は、減速曲線ｆｗｓに近似するか又は一致する各減速曲線ｆｗ０、ｆｗ１、及びｆｗ２のいずれかを、差（ｖ＊１−ｖ＊２）と閾値αとの比較結果として負荷対応減速演算器２５に与える。

負荷対応減速演算器２５は、図８に示すような減速テーブルＴＶを有しており、比較演算器２４での比較結果に応じた減速パターンＲを減速テーブルＴＶから検索して、この検索した減速パターンＲを補正減速演算器２６に指示する。

この減速テーブルＴＶには、制御変更時点ｔｄ以降の基準減速曲線ｆｗ０、先行変更減速曲線ｆｗ１´、及び遅延変更減速曲線ｆｗ２´に対応するそれぞれの減速パターンＲ（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）が記憶されている。また、各減速パターンＲ０、Ｒ１、Ｒ２は、制御変更時点ｔｚから目標停止時点ｔｓ０までを第１期ｔｇ１、第２期ｔｇ２、第３期ｔｇ３、及び第４期ｔｇ４に区分し、第１期ｔｇ１〜第４期ｇ４別に、デューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´を設定したものである。第１期ｔｇ１から第４期ｇ４への遷移に伴い、デューティ比Ｄｕが段階的に減少し、オン回数Ｎが段階的に増大している。

補正減速演算器２６は、負荷対応減速演算器２５から減速パターンＲを指示されると共に、第１速度算出器２１及び第２速度算出器２２から第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖを取得し、第１回転速度ｖ＊１及び第２回転速度ｖ＊２を上記式（１）に代入して、ｘを求め、上記式（２）、（３）に基づき減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の減速パターンを切替器２９に指示する。

例えば、ｘが１０≦ｘ＜２０の数値範囲に入り、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが基準減速曲線ｆｗ０に近似するか又は一致する場合は、基準減速曲線ｆｗ０に対応する減速パターンＲ０のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎが減速テーブルＴＶから検索される。そして、αを数値範囲１０≦ｘ＜２０の中心値（１５＝α）に設定して、上記式（２）及び（３）に基づき減速パターンＲ０のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを最適化する。これにより、速度検出時点ｔｕより前の期間においては基準減速曲線ｆｗ０に対して動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓがずれていても又は一致していても、制御変更時点ｔｄ以降において停止時点ｔｓ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４が停止制御される後期減速パターンＲｄを求めることができる。

また、ｘが２０≦ｘ＜３０の数値範囲に入り、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが先行減速曲線ｆｗ１に近似するか又は一致する場合は、先行減速曲線ｆｗ１に対応する減速パターンＲ１が減速テーブルＴＶから検索される。そして、αを数値範囲２０≦ｘ＜３０の中心値（２５＝α）に置き換えて、上記式（２）及び（３）に基づき減速パターンＲ１のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを最適化する。これにより、速度検出時点ｔｕより前の期間においては先行減速曲線ｆｗ１に対して動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓがずれていても又は一致していても、制御変更時点ｔｄ以降において停止時点ｔｓ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４が停止制御される後期減速パターンＲｄを求めることがきる。

同様に、ｘが０≦ｘ＜１０の数値範囲に入り、動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが遅延減速曲線ｆｗ２に近似するか又は一致する場合は、遅延減速曲線ｆｗ２に対応する減速パターンＲ２が減速テーブルＴＶから検索される。そして、αを数値範囲０≦ｘ＜１０の中心値（５＝α）に置き換えて、上記式（２）及び（３）に基づき減速パターンＲ２のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを最適化する。これにより、速度検出時点ｔｕより前の期間においては遅延減速曲線ｆｗ２に対して動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓがずれていても又は一致していても、制御変更時点ｔｄ以降において停止時点ｔｓ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４が停止制御される後期減速パターンＲｄを求めることができる。

また、等速演算器２７は、用紙Ｐを等速で搬送するための等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを切替器２９に指示する。

また、ベース減速演算器２８は、規定の減速パターンを前期減速パターンＲｂとして切替器２９に指示する。

従って、切替器２９は、等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎと、ＤＣモータ４の停止制御前期に用いられる前期減速パターンＲｂのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎと、ＤＣモータ４の停止制御後期に用いられる後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´とを取得する。

切替タイミング設定器３０は、駆動信号Ｑのオン時点ｔｑで経過時間の計時を開始して、この経過時間が一定時間Ｔに達した停止制御開始時点ｔｐ、及び経過時間が予め設定された補正待機時間Ｔｄに達した制御変更時点ｔｚとを求め、停止制御開始時点ｔｐ及び制御変更時点ｔｚを切替器２９に指示する。

切替器２９は、停止制御開始時点ｔｐの直前までは等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎをモータドライバ１２に指示し、停止制御開始時点ｔｐより規定の前期減速パターンＲｂのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎをモータドライバ１２に指示し、制御変更時点ｔｚより後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´をモータドライバ１２に指示する。

この結果、停止制御開始時点ｔｐの直前までは、等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号Ｆがモータドライバ１２からＤＣモータ４へと出力されて、ＤＣモータ４が等速回転する。引き続いて、停止制御開始時点ｔｐより規定の前期減速パターンＲｂで段階的に変更されるデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号Ｆがモータドライバ１２からＤＣモータ４へと出力されて、ＤＣモータ４の停止制御が開始される。更に、制御変更時点ｔｚより後期減速パターンＲｄで段階的に変更されるデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号Ｆがモータドライバ１２からＤＣモータ４へと出力されて、ＤＣモータ４の停止制御が維持又は変更され、ＤＣモータ４の回転速度ｖが停止時点ｔｅで０となる。

このような第２実施形態のモータ制御装置５１では、停止制御開始時点ｔｐの直前までは、等速用のデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力し、停止制御開始時点ｔｂより制御変更時点ｔｚまでは、規定の前期減速パターンＲｂで段階的に変更されるデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力することから、つまり制御変更時点ｔｚに達するまでは、デューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎの規定のパターンを設定していることから、電磁クラッチ４３の応答動作時点ｔｒ（ｔｒ＝ｔｒ０、ｔｒ１、ｔｒ２、…）に応じて動作中のＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓ（ｆｗｓ＝ｆｗ０、ｆｗ１、ｆｗ２、…）が変化する。

ところが、差（ｖ＊１−ｖ＊２）と閾値αとの比較結果に応じた減速パターンＲを減速テーブルＴＶから検索して、差（ｖ＊１−ｖ＊０）に基づきその検索された減速パターンＲのデューティ比Ｄｕ及びオン回数Ｎを補正して、後期減速パターンＲｄを求め、制御変更時点ｔｚ以降では、その後期減速パターンＲｄで段階的に変更されるデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´の駆動信号ＦをＤＣモータ４に出力することから、電磁クラッチ４３の応答動作時点ｔｒの進み遅れにかかわらず、目標停止時点ｔｅ０で回転速度ｖが０となるようにＤＣモータ４の減速曲線ｆｗｓが収束して、ＤＣモータ４が停止する。

例えば、制御変更時点ｔｚ以降では、後期減速パターンＲｄの駆動信号ＦがＤＣモータ４に出力されることにより基準減速曲線ｆｗ０がそのまま維持されるか又は該基準減速曲線ｆｗ０に近似する曲線に変更されて、停止時点ｔｓ０で回転速度ｖが０となる。また、制御変更時点ｔｚ以降では、先行減速曲線ｆｗ１が先行変更減速曲線ｆｗ１´又は先行変更減速曲線ｆｗ１´に近似する曲線に変更されて、停止時点ｔｓ０で回転速度ｖが０となる。あるいは、制御変更時点ｔｚ以降では、遅延減速曲線ｆｗ２が遅延変更減速曲線ｆｗ２´又は遅延変更減速曲線ｆｗ２´に近似する曲線に変更されて、停止時点ｔｓ０で回転速度ｖが０となる。

また、駆動信号Ｑのオン時点ｔｑでＤＣモータ４の第１回転速度ｖ＊１を求め、オン時点ｔｑより規定時間ｔが経過した速度検出時点ｔｕでＤＣモータ４の出力軸の第２回転速度ｖ＊２を求め、以降、一連の演算処理を行うだけで、後期減速パターンＲｄのデューティ比Ｄｕ´及びオン回数Ｎ´、制御変更時点ｔｄを求めているので、演算処理の負荷を低く抑えることができる。

次に、本発明のモータ制御装置の第３実施形態を説明する。図１０は、第３実施形態のモータ制御装置を示すブロック図である。尚、図１０において、図３と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。

この第３実施形態のモータ制御装置６１は、図３に示すモータ制御装置１１と同様に、図１に示す用紙搬送装置１に適用され、ＤＣモータ４の回転及び停止制御を行うものである。このモータ制御装置６１では、図３に示すモータ制御装置１１におけるエンコーダ１３の代わりに、ポテンショメータ６２を適用している。ポテンショメータ６２は、ＤＣモータ４の出力軸に接続されて、ＤＣモータ４の出力軸の回転位置及び回転方向に対応する検出電圧を第１速度算出器２１及び第２速度算出器２２に出力する。このため、第１速度算出器２１は、ポテンショメータ６２の検出電圧に基づき用紙Ｐの先端の検出時点ｔａでのＤＣモータ４の第１回転速度ｖ＊１を求めることができ、同様に第２速度算出器２２は、ポテンショメータ６２の検出電圧に基づき速度検出時点ｔｃでのＤＣモータ４の第２回転速度ｖ＊２を求めることができる。

従って、第３実施形態のモータ制御装置６１においても、図３に示すモータ制御装置１１と同様に、ＤＣモータ４の負荷変動が生じても、ＤＣモータ４の停止制御を維持又は変更して、用紙Ｐの先端を目標停止位置ｅｍ０に停止させ、かつ演算処理の負荷を低く抑えることができる。

次に、本発明のモータ制御装置の第４実施形態を説明する。図１１は、第４実施形態のモータ制御装置を示すブロック図である。尚、図１１において、図３と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。

この第４実施形態のモータ制御装置７１は、図３に示すモータ制御装置１１と同様に、図１に示す用紙搬送装置１に適用され、ＤＣモータ４の回転及び停止制御を行うものである。このモータ制御装置７１では、図３に示すモータ制御装置１１におけるエンコーダ１３の代わりに、ＤＣモータ４の逆起電力を検出する逆起電力検出器７２を適用している。逆起電力検出器７２は、ＤＣモータ４の端子に接続されて、ＤＣモータ４の逆起電力を検出し、この逆起電力に基づきＤＣモータ４の回転速度を求めて第１速度算出器２１及び第２速度算出器２２出力する。このため、第１速度算出器２１は、用紙Ｐの先端の検出時点ｔａでのＤＣモータ４の第１回転速度ｖ＊１を求めることができ、同様に第２速度算出器２２は、速度検出時点ｔｃでのＤＣモータ４の第２回転速度ｖ＊２を求めることができる。

従って、第４実施形態のモータ制御装置７１においても、図３に示すモータ制御装置１１と同様に、ＤＣモータ４の負荷変動が生じても、ＤＣモータ４の停止制御を維持又は変更して、用紙Ｐの先端を目標停止位置ｅｍ０に停止させ、かつ演算処理の負荷を低く抑えることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

１、４１ 用紙搬送装置
２、４２ 搬送ローラ
３ 用紙センサ
４ モータ
１１、５１、６１、７１ モータ制御装置
１２ モータドライバ
１３ エンコーダ
１４ 制御部
２１ 第１速度算出器
２２ 第２速度算出器
２３ タイマー
２４ 比較演算器
２５ 負荷対応減速演算器
２６ 補正減速演算器
２７ 等速演算器
２８ ベース減速演算器
２９ 切替器
３０ 切替タイミング設定器
３１ 比較表
４３ 電磁クラッチ
６２ ポテンショメータ
７２ 逆起電力検出器

Claims (7)

1. モータと、
   前記モータの出力軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、
   前記モータの出力軸が回転しているときにトリガを発生するトリガ発生部と、
   前記トリガの発生時点の後に前記モータの停止制御を開始し、前記トリガの発生時点で前記回転速度検出部により検出された前記モータの出力軸の第１回転速度と前記トリガの発生時点より前記モータの停止制御の開始時点を過ぎて規定時間が経過した速度検出時点で前記回転速度検出部により検出された前記モータの出力軸の第２回転速度との差を求め、前記差と予め設定された閾値との比較に基づき前記モータの回転停止制御を行う制御部とを備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
   前記モータの駆動信号のデューティ比又はオン期間の回数を前記差に対応させて記憶した減速テーブルを備え、
   前記制御部は、前記速度検出時点の後に、前記差に対応する前記モータの駆動信号のデューティ比又はオン期間の回数を前記減速テーブルから読み出して、この読み出したデューティ比又はオン期間の回数に応じた前記駆動信号を前記モータに出力して、前記モータの回転停止制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項２に記載のモータ制御装置であって、
   前記制御部は、前記差に基づき前記減速テーブルから読み出した前記デューティ比又は前記オン期間の回数を補正して、この補正したデューティ比又はオン期間の回数に応じた前記駆動信号を前記モータに出力して、前記モータの回転停止制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のモータ制御装置であって、
   前記制御部は、前記トリガの発生時点での前記モータの出力軸の目標回転速度と前記第１回転速度との差に応じた待機時間を求め、前記トリガの発生時点より前記待機時間が経過した時点で前記モータの回転停止制御を開始することを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項２に記載のモータ制御装置であって、
   前記回転速度検出部は、前記モータの電流に基づき該モータの出力軸の回転速度を検出することを特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のモータ制御装置であって、
   前記トリガ発生部は、前記モータにより回転、移動、又は変位される被駆動体を検出するセンサであることを特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項１から５のいずれか１つに記載のモータ制御装置であって、
   前記トリガ発生部は、前記モータの出力軸の回転を伝達及び遮断するクラッチであることを特徴とするモータ制御装置。

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