JP2014030922A - 駆動装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダから出力されるパルス信号の異常を確実に検出でき、ひいてはモータの誤作動を防止できる駆動装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】モータ１０１と、エンコーダ１２０と、制御回路１２１と、ドライバ回路１２５と、出力軸１２４に設けられたギヤ１０２ａと噛み合い、出力軸１２４の回転を被駆動ユニットに伝達可能な減速ギヤ１０２ｂとを備える駆動装置１５１において、減速ギヤ１０２ｂが正方向のみの回転を伝達するワンウェイクラッチ入りギヤで構成されており、制御回路１２１は、減速ギヤ１０２ｂが空転する逆方向にモータ１０１を回転させるとともに、逆方向回転時にフォトセンサ１２２から出力されるパルス信号に基づきエンコーダ１２０の異常を検出する異常検出動作を実行し、異常検出動作により異常が検出されたことを条件にモータ１０１の回転を禁止する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタまたはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる駆動装置に関するものである。

一般に、画像形成装置の例えばレジスト部、紙搬送部、読取部等の多くの部位では、駆動力源としてモータが用いられている。

従来、この種のモータを搭載した画像形成装置として、感光体ドラムを回転させるモータと、該モータの駆動を制御するモータ駆動制御部と、該モータ駆動制御部からの信号に基づきモータを回転させるための電流を流すモータドライバと、モータの回転状態を把握するためにパルス信号を生成するエンコーダとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。上述のエンコーダは、モータの回転軸、または回転や移動速度の精度を有する箇所に取り付けられ、その速度に応じたパルス出力を発生する。

この特許文献１に記載の画像形成装置では、モータのエンコーダデータを一定時間毎にサンプリングして、そのデータを周波数解析した周波数解析結果に基づき、装置に異常が発生しているか否かを判定するようになっている。

しかしながら、上述のような従来の画像形成装置にあっては、エンコーダ部分（例えば、エンコーダディスクやフォトセンサ）に樹脂やはんだ屑等の異物が貼り付くと、例えば所定の角度間隔で設けられたスリットの一部が閉塞される等して正確なパルス信号を生成することができず、誤ったパルス信号が出力されるおそれがあった。この場合、従来の画像形成装置では、エンコーダデータの周波数解析結果に基づき、その異常を検出しようとしてもモータとギヤを介して接続された感光体ドラム等の各種ユニットの負荷変動が影響し、上記のように誤って出力されたパルス信号を異常として検出することができないという問題があった。また、異常なパルス信号は、モータの誤作動の要因ともなり得る。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、エンコーダから出力されるパルス信号の異常を確実に検出することができ、ひいてはモータの誤作動を防止することができる駆動装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動装置は、上記目的を達成するため、駆動源としてのモータと、前記モータの出力軸に固定されたエンコーダディスクと前記エンコーダディスクのセンサ読取部を検知するフォトセンサとからなるエンコーダと、前記モータの回転を制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給するドライバと、前記出力軸に設けられたギヤと噛み合い、前記出力軸の回転を被駆動ユニットに伝達可能な伝達ギヤとを備える駆動装置において、前記伝達ギヤは、正方向のみの回転を伝達するワンウェイクラッチ入りギヤで構成されており、前記制御手段は、前記伝達ギヤが空転する逆方向に前記モータを回転させるとともに、逆方向回転時に前記エンコーダから出力される検知信号に基づき前記エンコーダの異常を検出する異常検出動作を実行し、前記異常検出動作により異常が検出されたことを条件に前記モータの回転を禁止する構成を有する。

本発明によれば、エンコーダから出力されるパルス信号の異常を確実に検出することができ、ひいてはモータの誤作動を防止することができる駆動装置および画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。 本発明の一実施の形態に係る原稿搬送装置の概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る原稿搬送装置のローラ駆動部を一方向から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る原稿搬送装置のローラ駆動部を他方向から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る原稿搬送装置の駆動装置の概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る原稿搬送装置の駆動装置の概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る駆動装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る駆動装置のモータの外観図であって、（ａ）は、一方向から見た斜視図であり、（ｂ）は、他方向から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るエンコーダディスクの斜視図であって、（ａ）は、溝穴タイプを示し、（ｂ）は、フォトエッチングタイプを示す。 本発明の一実施の形態に係る伝達ギヤの概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る制御回路の機能ブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る制御回路で実行されるエンコーダの異常検出動作の処理フローである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、構成について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示している。

図１に示すように、画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、それぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」と記す。）の可視像たるトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。

これらは、画像形成剤として、互いに異なる色のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、それぞれ画像形成装置１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっており、寿命到達時に交換される。以下、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例に挙げて説明する。

図２に示すように、プロセスカートリッジ６Ｙは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。

帯電装置４Ｙは、図示しないドラム駆動機構によって図中、時計回りに回転せしめられる感光体ドラム１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体ドラム１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。

ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体ドラム１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体ドラム１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体ドラム１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＭトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト８上に中間転写される。

また、図１に示したように、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。

潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射して露光する。

この露光により、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＹ静電潜像、Ｍ静電潜像、Ｃ静電潜像、Ｋ静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラムに照射するものである。

また、図１において、露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８等を有する給紙手段が配設されている。

紙収容カセット２６は、記録材としての用紙９９を複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の用紙９９には給紙ローラ２７を接触させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動機構によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の用紙９９がレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。

レジストローラ対２８は、用紙９９を挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、用紙９９を適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

また、図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。

この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８のほか、ベルトクリーニング装置１０等を備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４等も備えている。

中間転写ベルト８は、これら７つのローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス極性）の転写バイアスを印加する方式のものである。

１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。

また、上記中間転写ユニット１５には、中間転写ベルト８が感光体ドラム１Ｋに接触した状態で、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに対して接離するための図示しない接離機構も設けられている。

上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで用紙９９に転写される。そして、用紙９９の白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、用紙９９に転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、上記ベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。２次転写ニップにおいては、用紙９９が互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。

２次転写ニップから送り出された用紙９９は、画像形成装置１００本体に対して着脱自在なユニットとしての定着ユニット２０のローラ間を通過する際に、熱と圧力の影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、用紙９９は、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。

画像形成装置１００本体の筺体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された用紙９９は、このスタック部３０に順次スタックされる。

上記中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル支持部３１が配設されている。このボトル支持部３１には、各色トナーをそれぞれ収容する剤収容器としてのトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋがセットされている。

各トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内の各色トナーは、それぞれ図示しないトナー供給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置に適宜補給される。各トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとは独立して画像形成装置１００本体に対して脱着可能である。

図３は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の構成を示す図である。なお、この原稿搬送装置は、被読取原稿を固定された読取装置部に搬送し、所定の速度で搬送しながら画像読取を行う、被読取原稿処理装置（以下ＡＤＦ）に適用されるものである。

以下その基本的な構成、動作および作用について説明する。

原稿搬送装置１５０は、コピー装置、ＭＦＰ等として構成された画像形成装置１００の一部としてその上部に配置される。この原稿搬送装置１５０は、原稿セット部Ａと、分離給送部Ｂと、レジスト部Ｃと、ターン部Ｄと、第１読取搬送部Ｅと、第２読取搬送部Ｆと、排紙部Ｇと、スタック部Ｈとを含んで構成されている。

原稿セット部Ａには、被読取原稿束がセットされる。分離給送部Ｂは、原稿セット部Ａにセットされた原稿束から１枚毎原稿を分離して給送する。レジスト部Ｃは、分離給送部Ｂから給送された原稿を一次、突当整合する機能と、整合後の原稿を引き出し搬送する機能を有する。ターン部Ｄは、レジスト部Ｃから搬送される原稿をターンさせて原稿面を読取側（下方）に向けて搬送する。第１読取搬送部Ｅは、原稿の表面画像を、コンタクトガラスの下方より読取を行わせる。第２読取搬送部Ｆは、第１読取搬送部Ｅで読取後の原稿の裏面画像を読み取る。排紙部Ｇは、表裏の読取が完了した原稿を機外に排出する。スタック部Ｈは、読取完了後の原稿を積載保持する。

また、原稿搬送装置１５０は、図示しないが、これら搬送動作の駆動を行う駆動部であるピックアップモータ、給紙モータ、読取モータ、排紙モータ、底板上昇モータ、さらに、一連の動作を制御するＡＤＦ制御部を備えている。

原稿テーブル４２は、可動原稿テーブル４３を備えて構成され、読み取られる用紙９９がセットされる。用紙９９は、原稿テーブル４２に原稿面を上向きの状態でセットされる。原稿テーブル４２には、図示しないサイドガイドが備えられ、用紙９９の幅方向を搬送方向と直行する方向に位置する。

セットされた用紙９９は、セットフィラー４４、セットセンサ４５により検知され、その検知情報が本体制御部に送信される。

さらに、原稿テーブル４２には、原稿長さ検知センサ７０、７１（反射型センサまたは、用紙９９枚にても検知可能なアクチエーター・タイプのセンサが用いられる）が配置されている。原稿長さ検知センサ７０、７１は、原稿の搬送方向長さを判定する。このとき原稿長さ検知センサ７０、７１は、少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能に配置される。

可動原稿テーブル４３は、底板上昇モータにより矢印ａ、ｂ方向に上下動可能となっている。可動原稿テーブル４３に原稿がセットされたことをセットフィラー４４、セットセンサ４５により検知すると、底板上昇モータを正転させて原稿束の最上面がピックアップローラ４７と接触するように可動原稿テーブル４３を上昇させる。

ピックアップローラ４７は、ピックアップモータによりカム機構で矢印ｃ、ｄの方向に動作するとともに、可動原稿テーブル４３が上昇し可動原稿テーブル４３上の原稿上面により押されてｃ方向に上がりテーブル上昇検知センサ４８により上限を検知可能となっている。

本体操作部のプリントキーが押下され、本体制御部からＩ／Ｆを介してＡＤＦ制御部に原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ４７は給紙モータの正転によりコロが回転駆動し、原稿テーブル４２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。

給紙ベルト４９は、給紙モータの正転により給紙方向に駆動され、リバースローラ５０は、給紙モータの正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。

すなわち、リバースローラ５０は、給紙ベルト４９と所定圧で接し、給紙ベルト４９と直接接しているとき、または用紙１枚を介して接している状態では給紙ベルト４９の回転に連れられて反時計方向に連れ回るようになっている。また、リバースローラ５０は、原稿が２枚以上、給紙ベルト４９とリバースローラ５０の間に侵入したときは連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなるように設定されている。したがって、リバースローラ５０は、本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをする。これにより、重送が防止される。

給紙ベルト４９とリバースローラ５０との作用により１枚に分離された原稿は、給紙ベルト４９によってさらに送られ、突き当てセンサ５１によってその先端が検知される。その後、先端が検知された原稿は、さらに進んで停止しているプルアウトローラ５２に突き当たる。突き当て後の原稿は、その後前出の突き当てセンサ５１の検知から所定量の定められた距離だけ送られ、結果的には、プルアウトローラ５２に所定量撓みを持って押し当てられる。原稿がプルアウトローラ５２に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータを停止させることにより、給紙ベルト４９の駆動が停止する。

このとき、ピックアップモータを回転させることでピックアップローラ４７を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト４９の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ５２の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合（スキュー補正）が行われる。

プルアウトローラ５２は、前記スキュー補正機能を有するとともに、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ５４まで搬送するものであり、給紙モータの逆転により駆動される。なお、給紙モータ逆転時、プルアウトローラ５２と中間ローラ５４は駆動されるが、ピックアップローラ４７と給紙ベルト４９は駆動されていない。

原稿幅センサ５３は、奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ５２により搬送された原稿の搬送方向に直行する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは、原稿の先端後端を突き当てセンサ５１で読み取ることによりモータパルスから原稿の長さを検知する。

プルアウトローラ５２および中間ローラ５４の駆動によりレジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度を第１読取搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定して原稿を読取部へ送り込む処理時間の短縮が図られている。

原稿の先端が読取入口センサ５５により検出されると、読取入口ローラ５６の上下ローラ対のニップに原稿先端が進入前に、原稿搬送速度を読取搬送速度と同速にするために減速を開始すると同時に、読取モータを正転駆動して読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、ＣＩＳ出口ローラ６７を駆動する。

原稿の先端をレジストセンサ５７にて検知すると、所定の搬送距離をかけて減速し、図示していない第１読取部が配置される読取位置６０の手前で一時停止するとともに、本体制御部にＩ／Ｆを介してレジスト停止信号を送信する。

続いて本体制御部より読取開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、読取位置に原稿先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように増速されて搬送される。

読取モータのパルスカウントにより検出された原稿先端が読取部に到達するタイミングで、本体制御部に対して第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が、第１読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。

片面原稿の読取の場合には、第１読取搬送部Ｅを通過した原稿は、第２読取部６５を経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、排紙センサ６４により原稿の先端を検知すると、排紙モータを正転駆動して排紙ローラ６８を反時計方向に回転させる。

また、排紙センサ６４による原稿の先端検知からの排紙モータパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラ６８の上下ローラ対のニップから抜ける直前に排紙モータ駆動速度を減速させて、排紙トレイ６９上に排出される原稿が飛び出さないように制御される。

両面原稿読取の場合には、排紙センサ６４にて原稿先端を検知してから読取モータのパルスカウントにより第２読取部６５に原稿先端が到達するタイミングでＣＣＤラインセンサで構成される第２読取部６５に対してＡＤＦ制御部から副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。

第２読取部６５の表面は、原稿に付着した糊上のものが読取ライン上に転写することによる縦すじを防止するため、コーティング処理が施されたコーティング部材が配置されている。

このコーティング部材は、第２読取部６５の読取面に汚れ分解機能を有するコーティング材、または、親水性を有するコーティング材を塗布して形成したものである。これらのコーティング材は公知のものを使用することができる。

図４、図５は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。

図４、図５において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０のいずれかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。

駆動装置１５１において、駆動源であるモータ１０１は、インナーロータ型ＤＣブラシレスモータとして構成されており、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆを介し、ローラ１０４を回転させるようになっている。なお、モータ１０１としては、インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに限らず、例えばアウタロータ型あるいはブラシ付きＤＣモータやステッピングモータ等種々のモータを用いることが可能である。

このローラ１０４は、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。

また、駆動装置１５１は、フォトセンサ１２２と、エンコーダディスク１２３とからなるエンコーダ１２０を備えている。

エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４に対して垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転するようになっている。

光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む状態でモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、パルス信号を制御回路１２１へと伝達するようになっている。したがって、エンコーダディスク１２３のスリットが形成された箇所が、フォトセンサ１２２によって検知されるセンサ読取部とされる。

制御回路１２１では、フォトセンサ１２２からのパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ１０４の位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。

なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号の位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。

制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５から動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ１０４を駆動させる。

図６は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。

図６において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。ここでは、上述したローラ１０４に代えてローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動装置１５１の被駆動ユニットとして適用した例について説明する。

駆動装置１５１において、ローラ対１０３ａ、１０３ｂに挟まれながら用紙９９（図３参照）が搬送されていく。このローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。

モータ１０１は、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを介し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを回転させる。

また、エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４に垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転する。

光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む形でモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、フォトセンサ１２２の受光素子にてパルス信号となって制御回路１２１へと伝達する。

制御回路１２１では、このパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂの位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。

なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。

制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５から動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動させる。

図７は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。

図７において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。ここでは、駆動装置１５１にカップリング１２６が追加された例について説明する。

駆動装置１５１において、ローラ対１０３ａ、１０３ｂに挟まれながら用紙９９（図３参照）が搬送されていく。このローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。

モータ１０１は、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを介し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを回転させる。

また、エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４とカップリング１２６を介してモータ１０１の軸に対して垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転する。

光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む形で図示しない固定部材に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットの無い箇所にて光の反射がおき、フォトセンサ１２２の受光素子にて光を検知する、この検知の有無でパルス信号を生成し、このパルス信号を制御回路１２１へと伝達する。

制御回路１２１では、このパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂの位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。

なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。

制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５は、制御回路１２１からの動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動させる。

図８は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の構成を示す図である。

図８において、駆動装置１５１は、図１に示す画像形成装置１００または図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。

駆動装置１５１において、外部の目標駆動信号生成手段１３０から、制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１に、回転方向信号と移動パルス数の信号が渡されるようになっている。すなわち、制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１は、外部の目標駆動信号生成手段１３０から、目標駆動信号としての回転方向信号と移動パルス数の信号を取得するようになっている。

目標位置・速度計算回路１３１では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、目標位置および目標速度を導出し、位置・速度追従制御器１３３へと信号を伝達するようになっている。

また、制御回路１２１内のモータ位置・速度計算回路１３２では、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１２２にて、エンコーダディスク１２３のパルスを計測している。フォトセンサ１２２およびエンコーダディスク１２３は、２チャンネルロータリエンコーダとして構成されている。

エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、本実施の形態では１００パルスとしている。エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、安価にモータ１０１の出力軸１２４の回転を検出するために、２００パルス以下であることが好ましい。

また、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、ステッピングモータからインナーロータ型ＤＣブラシレスモータへの置き換えを容易にするために、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスとすることが好ましい。

ここで、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。そのため、モータ位置・速度計算回路１３２ではその位相差を利用して、回転方向を知ることができる。

モータ位置・速度計算回路１３２では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、モータ位置およびモータ速度を導出し、位置・速度追従制御器１３３へと信号を伝達するようになっている。

位置・速度追従制御器１３３では、目標位置とモータ位置が一致するよう、また目標速度とモータ速度が一致するよう制御し、必要に応じてＰＷＭ出力、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ回路１２５へと送るようになっている。

ドライバ回路１２５は、４象限ドライバとして構成されており、位置・速度追従制御器１３３から得られた信号およびホールＩＣ１３５からのホール信号から、モータ電流およびＰＷＭ電圧を制御するようになっている。

すなわち、駆動装置１５１においては、制御回路１２１が、目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、目標総回転量Ｘｔとモータ総回転量Ｘｍが等しく、かつ単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるようドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度を制御するようになっている。

本実施の形態では、ドライバ回路１２５がモータ１０１に搭載されていない形式で示しているが、ドライバ回路１２５をモータ１０１上の基板に搭載した場合は、ハーネス本数の削減が図れるため、コストダウンにつながる。

なお、本実施の形態では、目標駆動信号生成手段１３０は、駆動装置１５１には含まれず、画像形成装置１００の図示しない本体制御部や原稿搬送装置１５０の図示しないＡＤＦ制御部等に設けられているが、目標駆動信号生成手段１３０が駆動装置１５１内に含まれていてもよい。

図９（ａ）、図９（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のモータの構成を示す斜視図である。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、モータ１０１の出力軸１２４にギヤ１０２ａを直接歯切りすることで、モータ初段の減速比を大きくすることができ、コストダウンも実現できるようになっている。

また、出力軸１２４の駆動伝達部であるギヤ１０２ａと逆側の端部には、エンコーダディスク１２３が同軸上に固定されている。また、フォトセンサ１２２は、モータ１０１に取り付けられ、ドライバ回路１２５（図８参照）もモータ１０１上の基板に取り付けられている。モータ１０１上の基板には、コネクタ１２７が取り付けられており、モータ信号とエンコーダ信号の入出力がなされるようになっている。

また、モータ１０１の軸受け部には、玉軸受けが用いられており、これにより、焼結軸受け等を用いた場合と比較して摩擦力が低減するので、ＤＣモータであるモータ１０１を用いることによる高効率化をさらに高められるとともに、高耐久化を図ることができるようになっている。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のエンコーダディスクの構成を示す斜視図である。

図１０（ａ）は、エンコーダディスク１２３を溝穴タイプとしたものである。図１０（ａ）において、エンコーダディスク１２３は、金属板にエッチング加工等により周方向（回転方向）に等間隔にスリット形状の穴１２３ａを開けたものから構成されており、このようにエンコーダディスク１２３がスリット形状を有することにより、このスリット形状の穴の有無により、フォトセンサ１２２の受光素子が信号の有無を検知し、パルス検知をするようになっている。

図１０（ｂ）は、エンコーダディスク１２３をフォトエッチングタイプとしたものである。図１０（ｂ）において、エンコーダディスク１２３は、フィルム上に黒インクでスリット１２３ｂを印刷したものから構成されており、この黒インクの有無により、フォトセンサ１２２の受光素子が信号の有無または光量の差異を検知し、パルス検知をするようになっている。図１０（ｂ）に示すエンコーダディスク１２３では、黒インクを用いているが、光量の差異（有無を含む）が検知できれば、黒インクでなくても構わない。

図１１は、本発明の一実施の形態に係る駆動装置の伝達ギヤの概略断面図である。

図１１に示すように、伝達ギヤとしての減速ギヤ１０２ｂは、モータ１０１の出力軸１２４に設けられたギヤ１０２ａと噛み合い、出力軸１２４の回転を被駆動ユニットとしての例えばローラ１０４（図４参照）やローラ対１０３ａ、１０３ｂ（図６参照）に伝達可能に構成されている。

減速ギヤ１０２ｂは、正方向のみの回転を伝達するワンウェイクラッチ１０５を内蔵したワンウェイクラッチ入りギヤで構成されている。ワンウェイクラッチ１０５としては、例えばスプラグ式やカム式などの公知のワンウェイクラッチを用いることができる。

次に、図１２および図１３を参照して、エンコーダ１２０の異常検出動作について説明する。

まず、図１２を用いて、エンコーダ１２０の異常検出動作を実行するための構成について説明する。

図１２に示すように、制御回路１２１は、異常検出動作の実行に伴い、減速ギヤ１０２ｂが空転する逆方向、すなわち出力軸１２４の回転を被駆動ユニットに伝達しない回転方向にモータ１０１を回転させるようになっている。

また、制御回路１２１は、上記のようにモータ１０１が逆方向に回転している時にフォトセンサ１２２から出力される検知信号（パルス信号）に基づき、エンコーダ１２０の異常を検出するようになっている。

具体的には、制御回路１２１は、異常検出動作を行うためのＦＦＴ解析部１６０と、異常検出部１６１とを備えている。

ＦＦＴ解析部１６０は、モータ１０１の逆方向回転時にフォトセンサ１２２から出力される検知信号（パルス信号）を取得し、この検知信号をＦＦＴ変換（高速フーリエ変換）し周波数解析を行うようになっている。また、ＦＦＴ解析部１６０は、周波数解析を行う際に減速ギヤ１０２ｂの１回転周期分の周波数成分を取り除くようになっている。つまり、ＦＦＴ変換を行うと、モータ１０１の回転速度に応じた周波数成分と、減速ギヤ１０２ｂの噛み合い周波数成分や回転軸の偏心等に起因した周波数成分等とが同時に得られてしまう。このため、ＦＦＴ解析部１６０では、後述する異常検出部１６１で用いられるモータ１０１の周波数成分のみを抽出するべく、不要な減速ギヤ１０２ｂの噛み合い周波数成分や起因した周波数成分等を取り除くようになっている。

異常検出部１６１は、ＦＦＴ解析部１６０による周波数解析の結果得られる周波数のピーク値（エンコーダパルス周波数ピーク値）と、予め定められた所定の閾値とを比較することによりエンコーダ１２０の異常を検出するようになっている。具体的には、異常検出部１６１は、エンコーダパルス周波数ピーク値が予め定められた所定の閾値より大きい場合にエンコーダ１２０の異常を検出するようになっている。ここで、上述した所定の閾値は、エンコーダディスク１２３やフォトセンサ１２２に異物が貼り付いていない場合の正常回転時のエンコーダパルス周波数ピーク値であり、予め実験的に求めてＲＯＭ等に記憶されている。

制御回路１２１は、上述した異常検出動作によりエンコーダ１２０の異常が検出されると、モータ１０１の回転を禁止するようになっている。これにより、異常検出後のモータ１０１の誤作動が防止される。

また、制御回路１２１は、上述したモータ１０１の回転禁止と同時に、操作表示部１６２を介してエラー表示を行うようになっている。これにより、ユーザに対してエンコーダ１２０の異常発生を報知することができる。なお、エラー表示に代えて、あるいはエラー表示と同時に警告音を発生するように構成してもよい。操作表示部１６２は、例えば画像形成装置１００本体の前面上部に配置されている。本実施の形態に係る操作表示部１６２は、本発明に係る表示手段を構成する。

次に、図１３を用いて、制御回路１２１で実行される異常検出動作の処理の流れについて説明する。なお、こうした異常検出動作は、例えば画像形成装置１００の起動時（ウォームアップ時）や、画像形成処理が実行されていない待機状態において実行される。

図１３に示すように、制御回路１２１は、まずモータ１０１を減速ギヤ１０２ｂが空転する逆方向に回転、つまり逆回転させる（ステップＳ１）。

次いで、制御回路１２１は、モータ１０１の逆方向回転時にフォトセンサ１２２から出力される検知信号（パルス信号）を取得する（ステップＳ２）。

その後、制御回路１２１は、取得したパルス信号をＦＦＴ変換し周波数解析を行う（ステップＳ３）。そして、制御回路１２１は、周波数解析により得られる複数の周波数成分から減速ギヤ１０２ｂの１回転周期分の周波数成分を取り除く（ステップＳ４）。

次いで、制御回路１２１は、周波数解析の結果得られたエンコーダパルス周波数ピーク値が予め定められた所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。この判定において、制御回路１２１は、エンコーダパルス周波数ピーク値が所定の閾値以下であると判定した場合には、ステップＳ１で逆回転させていたモータ１０１の駆動を停止、すなわちモータ１０１の逆回転を停止させて（ステップＳ６）、本処理を終了する。

一方、制御回路１２１は、エンコーダパルス周波数ピーク値が所定の閾値よりも大きい場合には、エンコーダ１２０に異常があると判断して、モータ１０１の逆回転を停止させた（ステップＳ７）後に、モータ１０１の回転を禁止、すなわちモータ駆動禁止処理を行う（ステップＳ８）。これにより、エンコーダ１２０の異常検出後は、モータ１０１の誤作動が防止される。

次いで、制御回路１２１は、操作表示部１６２にエラーメッセージを表示させて（ステップＳ９）、本処理を終了する。なお、エラーメッセージの表示は、ステップＳ８のモータ駆動禁止処理と同時に行うのが好ましい。

以上のように、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダ１２０の異常検出動作においてモータ１０１を逆回転させて、この逆回転時にフォトセンサ１２２から出力される検知信号（パルス信号）に基づきエンコーダ１２０の異常を検出する。したがって、モータ１０１の逆回転により被駆動ユニットの負荷変動の影響を排除することができるので、負荷変動の影響なくフォトセンサ１２２から出力されるパルス信号の異常（エンコーダ１２０の異常）を確実に検出することができる。

また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダ１２０の異常が検出された際には、モータ１０１のそれ以後の回転を禁止するので、モータ１０１の誤作動を防止することができる。

また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、異常検出動作においてエンコーダ１２０の異常が検出されると、操作表示部１６２を介してエラーメッセージを表示させるので、ユーザに対してエンコーダ１２０の異常発生を報知することができる。これにより、ユーザは、早期にエンコーダ１２０の異常に対処することが可能となる。

１００ 画像形成装置
１０１ モータ
１０２ａ ギヤ
１０２ｂ 減速ギヤ（伝達ギヤ）
１０３ａ、１０３ｂ ローラ対（被駆動ユニット）
１０４ ローラ（被駆動ユニット）
１０５ ワンウェイクラッチ
１２０ エンコーダ
１２１ 制御回路（制御手段）
１２２ フォトセンサ
１２３ エンコーダディスク
１２３ａ 穴
１２３ｂ スリット
１２４ 出力軸
１２５ ドライバ回路（ドライバ）
１２６ カップリング
１２７ コネクタ
１５０ 原稿搬送装置
１５１ 駆動装置
１６０ ＦＦＴ解析部
１６１ 異常検出部
１６２ 操作表示部（表示手段）

特開２０１０−２１６８３２号公報

Claims (5)

1. 駆動源としてのモータと、
   前記モータの出力軸に固定されたエンコーダディスクと前記エンコーダディスクのセンサ読取部を検知するフォトセンサとからなるエンコーダと、
   前記モータの回転を制御する制御手段と、
   前記制御手段からの信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給するドライバと、
   前記出力軸に設けられたギヤと噛み合い、前記出力軸の回転を被駆動ユニットに伝達可能な伝達ギヤとを備える駆動装置において、
   前記伝達ギヤは、正方向のみの回転を伝達するワンウェイクラッチ入りギヤで構成されており、
   前記制御手段は、前記伝達ギヤが空転する逆方向に前記モータを回転させるとともに、逆方向回転時に前記エンコーダから出力される検知信号に基づき前記エンコーダの異常を検出する異常検出動作を実行し、前記異常検出動作により異常が検出されたことを条件に前記モータの回転を禁止することを特徴とする駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記異常検出動作において前記エンコーダから出力される検知信号をＦＦＴ変換し周波数解析を行い、前記周波数解析から得られるピーク値と予め定められた所定の閾値とを比較することにより前記エンコーダの異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記周波数解析を行う際に前記伝達ギヤの１回転周期分の周波数成分を取り除くことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記異常検出動作により異常が検出されたことを条件にエラー表示を行う表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の駆動装置を備えた画像形成装置。

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