JP2019214463A - シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置、及び画像形成装置 - Google Patents
シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置、及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019214463A JP2019214463A JP2018113360A JP2018113360A JP2019214463A JP 2019214463 A JP2019214463 A JP 2019214463A JP 2018113360 A JP2018113360 A JP 2018113360A JP 2018113360 A JP2018113360 A JP 2018113360A JP 2019214463 A JP2019214463 A JP 2019214463A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- sheet
- current component
- motor
- exciting current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 33
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 26
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 67
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/04—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for very low speeds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H5/00—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines
- B65H5/06—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines by rollers or balls, e.g. between rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H7/00—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
- B65H7/02—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H7/00—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
- B65H7/20—Controlling associated apparatus
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
- G03G15/0808—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer supplying means, e.g. structure of developer supply roller
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
- G03G15/5004—Power supply control, e.g. power-saving mode, automatic power turn-off
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/80—Details relating to power supplies, circuits boards, electrical connections
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/02—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for optimising the efficiency at low load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
- H02P8/16—Reducing energy dissipated or supplied
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/22—Control of step size; Intermediate stepping, e.g. microstepping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2403/00—Power transmission; Driving means
- B65H2403/90—Machine drive
- B65H2403/92—Electric drive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
- B65H2511/20—Location in space
- B65H2511/21—Angle
- B65H2511/212—Rotary position
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2513/00—Dynamic entities; Timing aspects
- B65H2513/50—Timing
- B65H2513/52—Age; Duration; Life time or chronology of event
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
- B65H2515/70—Electrical or magnetic properties, e.g. electric power or current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/10—Handled articles or webs
- B65H2701/13—Parts concerned of the handled material
- B65H2701/131—Edges
- B65H2701/1311—Edges leading edge
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Paper Feeding For Electrophotography (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Electrophotography Configuration And Component (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Handling Of Sheets (AREA)
Abstract
【課題】駆動モータの回転速度に突発変動が生じることを抑制するために、当該駆動モータの駆動中、常に強め界磁が行われると、消費電力が増大する。【解決手段】強め界磁を行う必要がある期間にのみ強め界磁が行われることによって、モータを駆動する期間においてd軸電流指令値Id_refが電流値Bに設定される(強め界磁が行われる)期間を短縮することができ、消費電力が増大することを抑制することができる。【選択図】図5
Description
本発明は、シート搬送装置及び画像形成装置におけるモータの駆動制御に関する。
従来、モータを制御する方法として、特許文献1に開示されるような、ベクトル制御(またはFOC:Field Oriented Control)と称されるモータの制御方法が知られている。この方法は、例えば具体的には、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。ベクトル制御では、回転子の磁束方向をd軸、これに直交する方向をq軸と定義した回転座標系が用いられる。回転座標系では、巻線に流れる駆動電流のq軸成分(q軸電流)はトルクを発生させるトルク電流成分であり、駆動電流のd軸成分(d軸電流)は巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分である。ベクトル制御では、最大効率運転を意図して90°のロータ負荷角を維持するように駆動電流の振幅及び位相が制御される。一般的なベクトル制御では、d軸電流を「0」としてq軸電流によりトルクが制御される。その結果、回転子の負荷量に応じて必要最低限の駆動電流が生成され、電力効率の良い駆動制御が実現される。また、上述のような余剰トルクに起因したモータの振動及び騒音を抑えることが可能となる。
原稿画像を読み取るための画像読取装置において、原稿を搬送しながら原稿画像を読み取る際には、原稿の搬送速度が、読み取った原稿画像の品位に影響する。例えば、原稿を搬送する搬送ローラの駆動モータの負荷変動に起因して当該駆動モータの回転速度に突発変動が生じた場合、読み取った原稿画像に副走査方向に伸縮したスジ画像等の不良画像が生じる可能性がある。
特許文献2では、駆動モータの負荷変動に起因して当該駆動モータの回転速度に突発変動が生じることを抑制する方法として、励磁電流成分の値を正の値に制御することによってモータの保持力をより強くする構成(強め界磁)が述べられている。
特許文献2に記載されているように、強め界磁が行われる際には励磁電流成分の値が正の値に制御される。即ち、強め界磁が行われる場合は、強め界磁が行われない場合に比べて消費電力が増大する。例えば、駆動モータの回転速度に突発変動が生じることを抑制するために、当該駆動モータの駆動中、常に強め界磁が行われると、消費電力が増大する。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、モータの制御を効率的に行うことを主たる目的とする。
本発明のシート搬送装置は、シート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を基準とする回転座標系において表される電流成分であって前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分の値が前記トルク電流成分の目標値になるように前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御し、前記回転座標系において表される、前記巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分の値が前記励磁電流成分の目標値になるように前記巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記回転子の目標位相を表す指令位相と前記位相決定手段によって決定された前記回転位相との偏差が小さくなるように前記トルク電流成分の前記目標値を設定し、前記シートが搬送される搬送方向において前記搬送ローラよりも上流側の所定位置に前記シートの先端が到達したときより後の第1期間では、前記巻線を貫く磁束が前記回転子の磁束よりも強くなるように前記励磁電流成分の前記目標値を設定し、前記所定位置に前記シートの先端が到達するときより前の第2期間では、前記巻線を貫く磁束が前記第1期間において前記巻線を貫く磁束よりも弱くなるように前記励磁電流成分の前記目標値を設定することを特徴とする。
本発明によれば、モータの制御を効率的に行うことが可能となる。
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、本実施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、以下の説明においては、モータ制御装置が画像形成装置に設けられる場合について説明するが、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。例えば、記録媒体や原稿等のシートを搬送するシート搬送装置やその他の装置にも用いられる。
[画像形成システム]
図1は、本実施形態のモータ制御装置を含む画像形成システムの構成図である。画像形成システム100は、原稿読取装置201及び画像形成装置301を備える。画像形成システム100は、例えば複写機、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等により実現される。画像形成装置301は、電子写真方式、インクジェット方式等の所定の方式で記録材への画像形成を行う。画像形成装置301は、モノクロ、カラーのいずれの画像を形成する構成であってもよい。
図1は、本実施形態のモータ制御装置を含む画像形成システムの構成図である。画像形成システム100は、原稿読取装置201及び画像形成装置301を備える。画像形成システム100は、例えば複写機、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等により実現される。画像形成装置301は、電子写真方式、インクジェット方式等の所定の方式で記録材への画像形成を行う。画像形成装置301は、モノクロ、カラーのいずれの画像を形成する構成であってもよい。
原稿読取装置201の原稿積載部2に積載された原稿Pは、給紙ローラ3によって給紙され、その後、搬送ローラ4によって搬送される。給紙ローラ3と搬送ローラ4は揺動アーム12によって連結されている。揺動アーム12は、搬送ローラ4の回転軸を中心にして回動できるように搬送ローラ4の回転軸によって支持されている。原稿Pは、搬送ローラ4等によって一定速度で搬送されて、排紙ローラ11によって排紙トレイ10へ排紙される。シートセンサSS1は、搬送ローラ7と搬送ローラ8との間に設けられ、搬送される原稿Pを検出する。シートセンサSS1には、光学式センサやフラグセンサ等を用いることができる。
原稿読取装置201には、搬送される原稿の第1面の画像を読み取る原稿読取部16が設けられている。読取ガラス14を介して照明20によって照明された原稿画像からの反射光は、反射ミラーからなる光学系により画像読取部21に導かれ、画像読取部21によって画像信号に変換される。
画像読取部21は、レンズ、CCD(Charge Coupled Device)等の光電変換素子、及び光源変換素子の駆動部を備える。画像読取部21は、レンズにより反射光を光電変換素子の受光面に結像させる。光電変換素子は、受光した反射光を光電変換してアナログの画像信号を生成する。画像信号は画像処理部22に入力される。画像処理部22は、取得した画像信号に対してアナログ画像処理及びAD変換を行い、デジタルの画像データを生成する。画像処理部22は、生成した画像データを画像形成装置301へ送信する。この画像データは、原稿画像を表すデータである。
また、原稿読取装置201には、搬送される原稿の第2面の画像を読み取る原稿読取部17が設けられている。原稿読取部17の構成は、原稿読取部16の構成と同様の構成である。原稿読取部17に読み取られた画像情報は、原稿読取部16において説明した方法と同様にして画像形成装置301へ出力される。
なお、原稿読取装置201における、原稿読取部16、17を除く部分は、原稿給送装置に対応する。
画像形成装置301は、記録材の給紙及び搬送を行うために、シート収納トレイ302、304、給紙ローラ303、305、搬送ローラ306、307、レジストレーションローラ308、及び搬送パス316を備える。シート収納トレイ302、304は、記録材を収納する。シート収納トレイ302、304のそれぞれに収納されるシートは、同じ種類であってもよく、また異なる種類であってもよい。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、記録材は、画像形成装置301によって画像が形成可能な部材であり、例えば、用紙、樹脂シート、布、OHPシート、ラベル等である。
シート収納トレイ302に収納される記録材は、給紙ローラ303により1枚ずつ給紙され、搬送ローラ306によりレジストレーションローラ308まで搬送される。シート収納トレイ304に収納される記録材は、給紙ローラ305により1枚ずつ給紙され、搬送ローラ307、306によりレジストレーションローラ308まで搬送される。レジストレーションローラ308は、記録材が搬送されてくるタイミングでは停止しており、搬送されてきた記録材の斜行補正等を行う。なお、記録材の搬送方向に対してレジストレーションローラ308の上流側には、搬送される記録材の有無を検出するシートセンサ330が設けられている。記録材の搬送方向に対して搬送ローラ307の上流側には、記録材の有無を検出するシートセンサ331が設けられている。シートセンサ330、331には、光学式センサやフラグセンサ等を用いることができる。
画像形成装置301は、原稿読取装置201から取得する画像データに応じた画像を記録材に形成する。画像形成装置301は、画像データに応じたトナー像を形成するために、光走査部311、ミラー312、313、感光ドラム309、帯電器310、及び現像器314を備える。画像形成装置301は、記録材へのトナー像の転写及び定着を行うために、転写帯電器315、搬送ベルト317、及び定着器318を備える。画像形成装置301は、画像定着後のシートの排出及び表裏面の反転のために、排紙ローラ319、排紙ローラ324、搬送ローラ320、322、323、反転ローラ321、反転パス325、及び両面パス326を備える。
光走査部311は、半導体レーザ及びポリゴンミラーを有し、画像処理部112から取得する画像データに応じたレーザ光を半導体レーザから出射する。半導体レーザから出射されたレーザ光は、ミラー312、313により反射されて感光ドラム309の外周面に照射される。
感光ドラム309は、ドラム形状の感光体であり、ドラム軸を中心に所定の速度で回転する。感光ドラム309は、帯電器310により表面が一様に帯電された後に、光走査部311によりレーザ光が照射されることで、画像データに応じた静電潜像が外周面に形成される。なお、帯電器310は、コロナ帯電器や帯電ローラを用いて感光ドラム309の表面を帯電させる。静電潜像が現像器314内のトナーにより現像されることで、感光ドラム309の外周面にはトナー像が形成される。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)に設けられた転写帯電器315によって記録材に転写される。この際、レジストレーションローラ308は、記録材にトナー像が形成されるタイミングに合わせて、記録材を転写位置へ搬送する。
トナー像が転写された記録材は、搬送ベルト317により定着器318へ搬送される。定着器318は、トナー像が転写された記録材を加熱及び加圧することで、記録材上にトナー像を定着させる。これにより記録材への画像形成処理が終了する。
片面印刷モードで画像形成が行われる場合、記録材は、定着器318から排紙ローラ319及び排紙ローラ324によって画像形成装置301の外部に排出される。
両面印刷モードで画像形成が行われる場合、第1面への画像が形成された記録材は、搬送ローラ320及び反転ローラ321により、定着器318から反転パス325へ搬送される。搬送方向に対して記録材の後端が両面パス326との合流ポイントを通過した直後に反転ローラ321の回転が反転することで、記録材は、表裏が反転して両面パス326へ搬送される。両面パス326に搬送された記録材は、搬送ローラ322、323により搬送パス316へ搬送される。搬送パス316へ搬送された記録材は、再度、搬送ローラ306を経由してレジストレーションローラ308へ搬送され、上記と同様の処理で第2面への画像形成が行われる。両面の画像形成が終了した記録材は、片面印刷モード時と同様に、排紙ローラ319及び排紙ローラ324によって画像形成装置301の外部に排出される。
なお、記録材がフェースダウンで画像形成装置301の外部に排出される場合、記録材は、定着器318から、一旦、搬送ローラ320へ搬送される。搬送方向に対して記録材の後端が搬送ローラ320を通過する直前に搬送ローラ320の回転が反転することで、記録材は表裏反転する。その後、記録材は、排紙ローラ324によって画像形成装置301の外部に排出される。
両面印刷モードで画像形成が行われる場合、第1面への画像が形成された記録材は、搬送ローラ320及び反転ローラ321により、定着器318から反転パス325へ搬送される。搬送方向に対して記録材の後端が両面パス326との合流ポイントを通過した直後に反転ローラ321の回転が反転することで、記録材は、表裏が反転して両面パス326へ搬送される。両面パス326に搬送された記録材は、搬送ローラ322、323により搬送パス316へ搬送される。搬送パス316へ搬送された記録材は、再度、搬送ローラ306を経由してレジストレーションローラ308へ搬送され、上記と同様の処理で第2面への画像形成が行われる。両面の画像形成が終了した記録材は、片面印刷モード時と同様に、排紙ローラ319及び排紙ローラ324によって画像形成装置301の外部に排出される。
なお、記録材がフェースダウンで画像形成装置301の外部に排出される場合、記録材は、定着器318から、一旦、搬送ローラ320へ搬送される。搬送方向に対して記録材の後端が搬送ローラ320を通過する直前に搬送ローラ320の回転が反転することで、記録材は表裏反転する。その後、記録材は、排紙ローラ324によって画像形成装置301の外部に排出される。
画像形成システム100は、以上のような構成及び機能である。本発明における負荷とはモータによって駆動される対象物である。例えば、給紙ローラ204、303、305、搬送ローラ207、306、307、レジストレーションローラ308、及び排紙ローラ319等の各種ローラや、感光ドラム309、搬送ベルト208、317、照明209、及び光学系等は負荷に相当する。本実施形態のモータ制御装置は、これらの負荷を駆動するモータに適用することができる。
図2は、画像形成システム100の動作を制御するコントローラの説明図である。画像形成システム100は、電源1を備える。電源1は、交流電源ACに接続される。電源1は、交流電源ACから供給される電力を画像形成システム100の各部で用いる電力に変換して、変換した電力を画像形成システム100の各部へ供給する。例えば電源1は、モータ制御装置157に設けられる後述のフルブリッジ回路に電圧Vccを供給する。画像形成システム100の各部は、電源1から供給される電力より稼働する。
画像形成システム100は、画像形成装置301が内蔵するシステムコントローラ151により全体の動作が制御される。システムコントローラ151は、CPU(Central Processing Unit)151a、ROM(Read Only Memory)151b、及びRAM(Random
Access Memory)151cを備える。システムコントローラ151は、画像処理部22、操作部152、アナログ・デジタル(AD)変換器153、高圧制御部155、モータ制御装置157、シートセンサ330、331、センサ類159、及びACドライバ160と接続される。システムコントローラ151は、接続された各部との間でデータやコマンド等の送受信を行うことが可能である。
Access Memory)151cを備える。システムコントローラ151は、画像処理部22、操作部152、アナログ・デジタル(AD)変換器153、高圧制御部155、モータ制御装置157、シートセンサ330、331、センサ類159、及びACドライバ160と接続される。システムコントローラ151は、接続された各部との間でデータやコマンド等の送受信を行うことが可能である。
CPU151aは、ROM151bに格納されるコンピュータプログラムを、RAM151cを作業流域に用いて実行することで、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、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から取得する情報等の各種データを格納する。
画像処理部22は、画像データをシステムコントローラ151へ送信する。システムコントローラ151は、画像形成システム100の各部から信号(センサ類159等からの信号)を取得して、取得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、帯電器310、現像器314等で用いられる高電圧を発生する高圧ユニット156の制御を行う。これにより高圧ユニット156は、帯電器310、現像器314、転写帯電器315等へ必要な高電圧を供給することができる。
システムコントローラ151は、シートセンサ330、331の検出結果に基づいて、モータ制御装置157を制御する。モータ制御装置157は、CPU151aから取得する指令に応じて、負荷を駆動するモータ509の駆動制御を行う。なお、図2ではモータ509のみを記載するが、実際には、画像形成システム100には複数個のモータが設けられる。また、モータ制御装置157は、1つで複数個のモータを制御する構成であってもよい。また、モータ制御装置157は、複数個設けられていてもよい。
AD変換器153は、定着器318内に設けられる定着ヒータ161の温度を検出するためのサーミスタ154から検出結果を取得し、この検出結果をデジタル値に変換してシステムコントローラ151に入力する。システムコントローラ151は、AD変換器153から取得したデジタル値に基づいて、ACドライバ160の制御を行う。ACドライバ160は、システムコントローラ151の制御により、定着ヒータ161の温度を定着処理に適切な温度となるように制御する。
操作部152は、テンキー等の入力キー、タッチパネル、ディスプレイ等を備えるユーザインタフェースである。システムコントローラ151は、操作部152のディスプレイに、使用する記録材の種類等の各種の設定画面等を表示する。また、システムコントローラ151は、ディスプレイに、画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャミングの発生やその箇所等の画像形成装置301の状態を表示する。
ユーザは、入力キーやタッチパネルにより画像形成システム100に対する指示や設定値の入力を行うことができる。例えば、ユーザが操作部152を用いて画像形成の開始を指示すると、指示内容が操作部152からシステムコントローラ151に入力される。システムコントローラ151は、この指示に応じて画像形成のための各種の動作制御を行う。ユーザが操作部152により複写倍率や濃度設定値等を設定した場合、システムコントローラ151は、これらの設定値を取得して、該設定値に応じた条件で画像形成を行う。
ユーザは、入力キーやタッチパネルにより画像形成システム100に対する指示や設定値の入力を行うことができる。例えば、ユーザが操作部152を用いて画像形成の開始を指示すると、指示内容が操作部152からシステムコントローラ151に入力される。システムコントローラ151は、この指示に応じて画像形成のための各種の動作制御を行う。ユーザが操作部152により複写倍率や濃度設定値等を設定した場合、システムコントローラ151は、これらの設定値を取得して、該設定値に応じた条件で画像形成を行う。
[ベクトル制御]
モータ制御装置157の詳細について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置157は、ベクトル制御によりモータ509を駆動制御する。以下の説明において、モータ509は、ステッピングモータとして説明するが、DCモータ等の他のモータであってもよい。また、モータ509は、2相モータである場合を説明するが、3相モータ等の2相以上のモータであってもよい。本実施形態のモータ509は、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、ロータリエンコーダなどのセンサが設けられていてもよい。
モータ制御装置157の詳細について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置157は、ベクトル制御によりモータ509を駆動制御する。以下の説明において、モータ509は、ステッピングモータとして説明するが、DCモータ等の他のモータであってもよい。また、モータ509は、2相モータである場合を説明するが、3相モータ等の2相以上のモータであってもよい。本実施形態のモータ509は、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、ロータリエンコーダなどのセンサが設けられていてもよい。
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によるベクトル制御について説明する。図3は、ステッピングモータであるモータ509を制御するモータ制御装置157の構成例示図である。図4は、ステッピングモータであるモータ509の説明図である。図4は、A相(第1相)とB相(第2相)との2相から成るモータ509と、d軸及びq軸によって表される回転座標系との関係を表す。
図4では、静止座標系において、A相の巻線に対応した軸であるα軸と、B相の巻線に対応した軸であるβ軸とが定義されている。また、回転子402に用いられる永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向(磁束方向)に沿ってd軸が定義される。d軸から反時計回りに90度進んだ方向(d軸に直交する方向)に沿ってq軸が定義されている。α軸とd軸との成す角度θが定義される。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、モータ509の回転子402の回転位相θ(角度θ)を基準とした回転座標系が用いられる。
ベクトル制御は、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における電流値を制御することによりモータ509の回転を制御する方法である。例えばベクトル制御では、回転子402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509が制御される。また、回転子402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509が制御されてもよい。回転座標系における電流値は、モータ509の回転子402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509の巻線を貫く磁束の強度に影響するd軸成分(励磁電流成分)の電流値とに対応する。
図3に示すように、モータ制御装置157は、ベクトル制御を行う回路として、位相制御部502、電流制御部503、座標逆変換部505、座標変換部511、モータ509の巻線に駆動電流を供給するPWMインバータ506等を有する。座標変換部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相の巻線に供給される駆動電流は、回転座標系における電流値であるq軸成分の電流値(q軸電流)とd軸成分の電流値(d軸電流)とによって表される。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。d軸電流は、モータ509の回転子402の巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流に相当する。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。この結果、モータ制御装置157は、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、生成した指令位相θ_refを所定の時間周期でモータ制御装置157へ出力する。減算器101は、モータ509の回転子402の回転位相θと指令位相θ_refとの偏差を算出し、算出した偏差を位相制御部502へ送信する。
位相制御部502は、比例制御(P)、積分制御(I)、微分制御(D)に基づいて、減算器101から取得した偏差が小さくなるように、q軸電流指令値iq_refを生成して出力する。具体的には、位相制御部502は、P制御、I制御、D制御に基づいて、減算器101から取得した偏差が「0」になるようにq軸電流指令値iq_ref(目標値)を生成して出力する。P制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差に比例する値に基づいて制御する制御方法である。I制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間積分に比例する値に基づいて制御する制御方法である。D制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間変化に比例する値に基づいて制御する制御方法である。本実施形態の位相制御部502は、PID制御に基づいて、q軸電流指令値iq_refを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御部502は、PI制御に基づいてq軸電流指令値iq_refを生成してもよい。
モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流は、電流検出部507、508によって検出され、AD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。AD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駆動電流の電流値は、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される。「I」は電流ベクトルの大きさを示す。
iα=I*cosθe (1)
iβ=I*sinθe (2)
iα=I*cosθe (1)
iβ=I*sinθe (2)
これらの電流値iα、iβは、座標変換部511及び誘起電圧決定部512に入力される。座標変換部511は、次式によって、静止座標系における電流値iα、iβを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に変換する。
id=cosθ*iα+sinθ*iβ (3)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (4)
id=cosθ*iα+sinθ*iβ (3)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (4)
前述の通り、座標変換部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。減算器102は、位相制御部502から出力されるq軸電流指令値iq_refと座標変換部511から出力される電流値iqとを取得する。減算器102は、q軸電流指令値iq_refと電流値iqとの偏差を算出し、算出した偏差を電流制御部503に送信する。減算器103は、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値id_refと座標変換部511から出力される電流値idとを取得する。減算器103は、d軸電流指令値id_refと電流値idとの偏差を算出し、算出した偏差を電流制御部503に送信する。界磁制御部540は、CPU151aからの指示ω_refに応じたd軸電流指令値id_refを減算器103に送信する。界磁制御部540は、例えば指示ω_refとd軸電流指令値id_refとの関係を表すテーブルを保管するメモリ540aを備える。界磁制御部540は、このテーブルを参照して指示ω_refに応じたd軸電流指令値id_refを取得する。界磁制御部540は、d軸電流の電流値idを制御するための制御部である。
電流制御部503は、PID制御に基づいて、各偏差がそれぞれ最小になるように駆動電圧Vq、Vdを生成する。具体的には、電流制御部503は、各偏差がそれぞれ「0」になるように駆動電圧Vq、Vdを生成して座標逆変換部505に出力する。即ち電流制御部503は、電圧生成機能を有する。なお、本実施形態における電流制御部503は、PID制御に基づいて駆動電圧Vq、Vdを生成するが、これに限定されるものではない。例えば、電流制御部503は、PI制御に基づいて駆動電圧Vq、Vdを生成してもよい。
座標逆変換部505は、電流制御部503から出力された回転座標系における駆動電圧Vq、Vdを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Vα、Vβに逆変換する。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
座標逆変換部505は、逆変換して生成した駆動電圧Vα、Vβを誘起電圧決定部512及び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する。フルブリッジ回路は、座標逆変換部505から入力された駆動電圧Vα、Vβに基づくPWM信号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、Vβに応じた駆動電流iα、iβを生成し、生成した駆動電流iα、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を駆動する。即ち、PWMインバータ506は、モータ509への電流供給機能を有する。なお、フルブリッジ回路は、モータ509のA相とB相とのそれぞれに対応して設けられている。PWMインバータ506は、ハーフブリッジ回路等で構成されてもよい。
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、Eβが用いられる。誘起電圧Eα、Eβは、誘起電圧決定部512により決定(算出)される。具体的には、誘起電圧決定部512は、AD変換器510によってデジタル値に変換された駆動電流iα、iβの電流値iα、iβと、座標逆変換部505から出力された駆動電圧Vα、Vβとを取得する。誘起電圧決定部512は、取得したこれらの電流値及び電圧値と以下の電圧方程式とに基づいて、誘起電圧Eα、Eβの値を算出する。
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (7)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (8)
R:巻線レジスタンス、L:巻線インダクタンス
R、Lの値は、モータ509に固有の値であり、ROM151b又はモータ制御装置157に設けられる不図示のメモリに予め格納される。
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (7)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (8)
R:巻線レジスタンス、L:巻線インダクタンス
R、Lの値は、モータ509に固有の値であり、ROM151b又はモータ制御装置157に設けられる不図示のメモリに予め格納される。
算出(決定)された誘起電圧Eα、Eβは、位相決定部513に入力される。位相決定部513は、誘起電圧Eαと誘起電圧Eβとの比に基づいて、以下の式によりモータ509の回転子402の回転位相θを算出(決定)する。算出された回転子402の回転位相θは、前述の通り、減算器101、座標逆変換部505、及び座標変換部511に入力される。
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (9)
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (9)
なお、本実施形態において位相決定部513は、式(9)に基づく演算を行うことによって回転位相θを決定したが、この限りではない。例えば、位相決定部513は、誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβと誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβとに対応する回転位相θとの関係を示すテーブルをROM151b等に記憶しておき、このテーブルを参照することによって回転位相θを決定してもよい。
モータ制御装置157は、上述の制御を繰り返し行う。
モータ制御装置157は、上述の制御を繰り返し行う。
[強め界磁]
次に、強め界磁について説明する。強め界磁とは、回転子402の磁束よりも強い磁束が巻線を貫くように励磁電流成分が制御されることによって、回転子402を保持する保持力を増大させる手法である。具体的には、励磁電流成分が正の値に制御されることによって、見かけ上、回転子402の磁束の強度が強められ、回転子402の磁束よりも強い磁束が巻線を貫くようにすることができる。この結果、回転子402を保持する保持力が増大する。なお、励磁電流成分が正の値であって且つ絶対値が大きいほど、保持力は大きくなる。
次に、強め界磁について説明する。強め界磁とは、回転子402の磁束よりも強い磁束が巻線を貫くように励磁電流成分が制御されることによって、回転子402を保持する保持力を増大させる手法である。具体的には、励磁電流成分が正の値に制御されることによって、見かけ上、回転子402の磁束の強度が強められ、回転子402の磁束よりも強い磁束が巻線を貫くようにすることができる。この結果、回転子402を保持する保持力が増大する。なお、励磁電流成分が正の値であって且つ絶対値が大きいほど、保持力は大きくなる。
[強め界磁の適用例1]
強め界磁を原稿読取装置201の原稿搬送に適用する場合について説明する。原稿読取装置201は、給紙ローラ3及び搬送ローラ4、6、7、8を駆動することで、一定速度で原稿Pを読取位置15へ搬送する。この際、原稿Pは、各搬送ローラの回転速度に変動が生じることで、搬送速度が変化することがある。これにより、読み取られた原稿画像は、スジ画像の発生や部分倍率の悪化といった不良画像が生じる。
強め界磁を原稿読取装置201の原稿搬送に適用する場合について説明する。原稿読取装置201は、給紙ローラ3及び搬送ローラ4、6、7、8を駆動することで、一定速度で原稿Pを読取位置15へ搬送する。この際、原稿Pは、各搬送ローラの回転速度に変動が生じることで、搬送速度が変化することがある。これにより、読み取られた原稿画像は、スジ画像の発生や部分倍率の悪化といった不良画像が生じる。
図5は、このような原稿画像の読取時のモータ509の駆動制御処理を表すフローチャートである。この処理は、CPU151aとモータ制御装置157とが協働して行われる。ここでは、モータ509は、搬送ローラ8を駆動するステッピングモータである。
操作部152から画像読取の指示を取得すると、CPU151aは、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値Id_refを初期値Aに設定する(S101)。CPU151aは、モータ制御装置157により各種ローラの駆動を開始する(S102)。これにより原稿Pの搬送が開始される。なお、初期値Aは、モータ509の回転速度や負荷仕様に応じて設定される設計値であり、正の値、0、負の値のいずれであってもよい。通常、初期値Aは0[A]等の消費電力効率を高める値に設定される。以下では、初期値Aとして0[A]が設定されている場合におけるモータの制御について説明する。
CPU151aは、原稿Pの搬送開始後に、シートセンサSS1が原稿Pを検出するまで待機する(S103)。シートセンサSS1が原稿Pを検出すると(S103:Y)、CPU151aは、所定時間t1が経過するまで待機する(S104:N)。所定時間t1は、原稿Pの搬送方向の先端がシートセンサSS1に検出されてから搬送ローラ8のニップ部に到達するまでに要する時間よりも短い時間に設定される。
所定時間t1が経過すると(S104:Y)、CPU151aは、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値Id_refを電流値Bに切り替えるように切替信号を界磁制御部540に出力する(S105)。この結果、界磁制御器540は、切替信号に応じて、出力するd軸電流指令値id_refを初期値A(=0A)から電流値B(例えば0.3A)に切り替える。この結果、強め界磁が行われる。なお、電流値Bは正の値であり、初期値Aよりも大きな値である。d軸電流は、保持力を発生する成分であり、回転方向の外乱を抑制する効果に影響する。原稿Pの先端が搬送ローラ8のニップ部に突入するタイミングに合わせてモータ509の保持力をアップさせることで、搬送ローラ8の速度変動による画質の低下を抑制することが可能となる。
CPU151aは、駆動電流Idの切り替えから所定時間t2が経過するまで待機する(S106:N)。所定時間t2が経過すると(S106:Y)、CPU151aは、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値Id_refを初期値Aに切り替えるように切替信号を界磁制御部540に出力する(S107)。この結果、界磁制御器540は、切替信号に応じて、出力するd軸電流指令値id_refを電流値Bから初期値Aに切り替える。この結果、強め界磁が終了される。なお、所定時間t2は、原稿Pの先端が搬送ローラ8を通過した後の十分な時間(例えば100ミリ秒程度)が経過するまでの所定の時間であり、所定時間t2の経過以降は、大きな速度変動を伴う外乱が発生しない。このように、大きな速度変動を伴う外乱が発生しない期間においてはd軸電流指令値Id_refが0[A]に設定される。この結果、励磁電流成分の値が0以外の値に設定されることに起因して消費電力が増大することを抑制することができる。
d軸電流指令値Id_refを初期値Aに切り替えた後にCPU151aは、画像読取ジョブの終了を判断する(S108)。終了していない場合(S108:N)、CPU151aは、S103以降の処理を画像読取ジョブの終了まで繰り返し行う。画像読取ジョブを終了する場合(S108:Y)、CPU151aは、モータ制御装置157により各種ローラの駆動を停止する(S109)。以上により原稿画像の読取処理が終了する。
以上のように、モータ509の保持力をアップさせる必要がある(強め界磁を行う必要がある)期間にのみ強め界磁が行われる。具体的には、原稿Pの先端が搬送ローラ8のニップ部に突入するタイミング(負荷による外乱の発生タイミング)に合わせて強め界磁が行われる。強め界磁が行われることによって、外乱によるモータ509の速度変動を低減することができる。そのために、読み取った原稿画像の画質の低下を抑制することができる。また、強め界磁を行う必要がある期間にのみ強め界磁が行われることによって、モータ509を駆動する期間においてd軸電流指令値Id_refが電流値Bに設定される(強め界磁が行われる)期間を短縮することができる。そのために消費電力が増大することを抑制することができる。なお、上記では外乱の要因を搬送ローラ8のニップ部に原稿が突入した際のショックを例に挙げて説明したが、外乱の要因は、これに限定されるものではない。また、所定時間t1、t2を任意に設定することで、既知の外乱要因に合わせて駆動電流を切り替えることが可能である。
[強め界磁の適用例2]
強め界磁を画像形成装置301の記録材搬送に適用する場合について説明する。画像形成装置301のモータ509においても、d軸電流指令値Id_refを外乱に合わせて大きくすることで画像形成時の画質の低下を抑制することができる。ここでは、搬送ローラ306、307により記録材を搬送する場合について説明する。
強め界磁を画像形成装置301の記録材搬送に適用する場合について説明する。画像形成装置301のモータ509においても、d軸電流指令値Id_refを外乱に合わせて大きくすることで画像形成時の画質の低下を抑制することができる。ここでは、搬送ローラ306、307により記録材を搬送する場合について説明する。
給紙された記録材は、搬送ローラ306、307によりレジストレーションローラ308へ搬送される。レジストレーションローラ308は、感光ドラム309に形成されるトナー像が転写位置へ搬送されるタイミングに合わせて、記録材を転写位置へ搬送する。レジストレーションローラ308は、記録材の斜行補正を行う。斜行補正の際、記録材に所定量のループを形成するために、レジストレーションローラ308は記録材がニップ部に突き当てられ、搬送ローラ306は記録材を搬送する。
記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部に衝突する際に生じる衝撃により、搬送ローラ306の回転速度に変動が生じる場合、記録材は所定量のループが形成されないことがある。この場合、斜行補正の効果が十分に得られない可能性がある。本実施形態では、レジストレーションローラ308のニップ部に記録材が突き当たり搬送ローラ306に外乱が生じるタイミングに合わせて、搬送ローラ306のモータ509の駆動電流を大きな値に切り替えることにより、速度変動を低減する。
図6は、このような記録材の搬送時のモータ509の駆動制御処理を表すフローチャートである。この処理は、CPU151aとモータ制御装置157とが協働して行われる。ここでは、モータ509は、搬送ローラ306を駆動するステッピングモータである。
操作部152から画像形成の指示を取得すると、CPU151aは、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値Id_refを初期値Aに設定する(S201)。CPU151aは、モータ制御装置157により搬送経路上の各ローラの駆動を開始する(S202)。これにより記録材の給送が開始される。なお、初期値Aは、モータ509の回転速度や負荷仕様に応じて設定される設計値であり、正の値、0、負の値のいずれであってもよい。通常、初期値Aは0[V]等の消費電力効率を高める値に設定される。以下では、初期値Aとして0[A]が設定されている場合におけるモータの制御について説明する。
CPU151aは、記録材の搬送開始後に、シートセンサ330が記録材を検出するまで待機する(S203)。シートセンサ330が記録材を検出すると(S203:Y)、CPU151aは、所定時間t1が経過するまで待機する(S204:N)。所定時間t1は、記録材の搬送方向の先端がシートセンサ330に検出されてからレジストレーションローラ308のニップ部に到達するまでに要する時間よりも短い時間に設定される。
所定時間t1が経過すると(S204:Y)、CPU151aは、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値Id_refを電流値Bに切り替えるように切替信号を界磁制御部540に出力する(S205)。この結果、界磁制御器540は、切替信号に応じて、出力するd軸電流指令値id_refを初期値A(=0A)から電流値B(例えば0.3A)に切り替える。この結果、強め界磁が行われる。なお、電流値Bは正の値であり、初期値Aよりも大きな値である。d軸電流は、保持力を発生する成分であり、回転方向の外乱を抑制する効果に影響する。記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部に突入するタイミングに合わせてモータ509の保持力をアップさせることで、搬送ローラ306の速度変動を抑制する。これによりレジストレーションローラ308のニップ部に記録材が突き当たる際の搬送位置の追従性が向上する。
CPU151aは、駆動電流Idの切り替えから所定時間t2が経過するまで待機する(S206:N)。所定時間t2が経過すると(S206:Y)、CPU151aは、界磁制御部540から出力されるd軸電流指令値Id_refを初期値Aに切り替えるように切替信号を界磁制御部540に出力する(S207)。この結果、界磁制御器540は、切替信号に応じて、出力するd軸電流指令値id_refを電流値Bから初期値Aに切り替える。この結果、強め界磁が終了される。所定時間t2は、記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部に突き当たって所定量のループを形成してから十分な時間が経過するまでの所定の時間であり、所定時間t2の経過以降は、大きな速度変動を伴う外乱が発生しない。このように、大きな速度変動を伴う外乱が発生しない期間においてはd軸電流指令値Id_refが0[A]に設定される。この結果、励磁電流成分の値が0以外の値に設定されることに起因して消費電力が増大することを抑制することができる。
d軸電流指令値Id_refを初期値Aに切り替えた後にCPU151aは、印刷ジョブの終了を判断する(S208)。終了していない場合(S208:N)、CPU151aは、S203以降の処理を印刷ジョブの終了まで繰り返し行う。印刷ジョブを終了する場合(S208:Y)、CPU151aは、モータ制御装置157により搬送経路上の各ローラの駆動を停止する(S209)。以上により画像形成時の記録材の搬送処理が終了する。
CPU151aは、外乱の発生タイミングに合わせてモータ509の駆動電流の電流値を初期値よりも大きくすることで、外乱によるモータ509の速度変動を低減することができる。そのために、記録材がレジストレーションローラ308のニップ部に突き当たる際の搬送精度が向上して、斜行補正の効果の低減を防ぐことができる。なお、上記では外乱の要因をレジストレーションローラ308のニップ部に記録材が突入した際のショックを例に挙げて説明したが、外乱の要因は、これに限定されるものではない。また、所定時間t1、t2を任意に設定することで、既知の外乱要因に合わせて駆動電流を切り替えることが可能である。
以上のように、モータ509の保持力をアップさせる必要がある(強め界磁を行う必要がある)期間にのみ強め界磁が行われる。具体的には、記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部に突入するタイミング(外乱が生じるタイミング)に合わせて励磁電流成分の電流値を調整する(強め界磁を行う)。より具体的には、記録材が搬送される搬送方向において、記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部よりも上流側の所定位置に到達したタイミングに合わせて強め界磁を開始する。そして、搬送方向において、記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部よりも下流側の第2所定位置に到達したタイミングに合わせて強め界磁を終了する。強め界磁が行われることによって、外乱によるモータ509の回転速度の変動を抑制する。そのために負荷が安定して駆動される。負荷が記録材を搬送する搬送ローラの場合には、安定した記録材の搬送が可能となり、画像形成時の画像の劣化を防止することができる。負荷が原稿を搬送する搬送ローラの場合には、安定した原稿の搬送が可能となり、読取画像の劣化を防止することができる。
また、強め界磁を行う必要がある期間にのみ強め界磁が行われることによって、モータ509を駆動する期間においてd軸電流指令値Id_refが電流値Bに設定される(強め界磁が行われる)期間を短縮することができる。そのために、消費電力が増大することを抑制することができる。なお、上記では外乱の要因をレジストレーションローラ308のニップ部に記録材が突入した際のショックを例に挙げて説明したが、外乱の要因は、これに限定されるものではない。
なお、本実施形態においては、メモリ540aに記憶されているd軸電流指令値id_refは0[A]と0.3[A]であったが、これに限定されるものではなく、3個以上の値が記憶されていても良い。この場合、例えば、どの値を用いるかを示す信号をCPU151aが界磁制御器540に出力し、界磁制御器540は信号に基づいて、出力するd軸電流指令値id_refを切り替える。
なお、本実施形態においては、シートセンサの検知結果に基づいて、強め界磁の制御が行われたが、この限りではない。例えば、搬送ローラ306の駆動が開始されてから記録材の先端がレジストレーションローラ308のニップ部に突入する前の所定のタイミングまでの所定時間T1が経過すると強め界磁が開始される。あるいは原稿Pの先端がシートセンサSS1に検出されてから搬送ローラ8のニップ部に到達するまでの所定時間T1が経過すると強め界磁が開始される。また、搬送ローラ8(搬送ローラ306)の駆動が開始されてから大きな速度変動を伴う外乱が発生しなくなる所定のタイミングまでの所定時間T2が経過すると弱め界磁が終了される。以上のような構成であっても良い。なお、所定のタイミングは、例えば、予め設定されている画像形成装置の動作シーケンスに基づいて決定される。また、モータ509に出力されるパルス数に基づいて所定のタイミングが決定されても良い。
また、本実施形態では、シート(原稿、記録材)の先端がシートセンサよりも上流側にある期間においては、d軸電流指令値は0[A]に設定されたが、0[A]以外の値に設定されても良い。具体的には、シートの先端がシートセンサよりも上流側にある期間におけるd軸電流指令値は、電流値Bよりも小さい値であればよい。即ち、シートの先端がシートセンサよりも上流側にある期間において巻線を貫く磁束が、シートの先端がシートセンサによって検知されてから所定時間t2が経過するまでの期間において巻線を貫く磁束よりも弱ければよい。但し、可能な限り0Aに近い値に設定されるほうが効果的に消費電力の増大を抑制することができる。
また、本実施形態では、界磁制御器540は、d軸電流指令値id_refを0[A]から0.3[A](又は0.3[A]から0[A])に直接切り替えているが、例えば、d軸電流指令値id_refを徐々に変化させることによって切り替えても良い。また、本実施形態では、搬送されるシートの種類に拘わらず強め界磁が行われる際のd軸電流指令値id_refは0.3[A]に設定されたが、この限りではない。例えば、搬送されるシートの種類に応じて強め界磁が行われる際のd軸電流指令値id_refが設定されてもよい。
また、本実施形態においては、回転子402として永久磁石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、本実施形態におけるベクトル制御では、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を制御する構成であっても良い。具体的には、位相決定器513から出力される回転位相θの時間変化に基づいて決定される回転速度ωとCPU151aから出力される指令速度ω_refとの偏差に基づいてモータを制御する構成であってもよい。
また、本実施形態におけるベクトル制御では、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を制御する構成であっても良い。具体的には、位相決定器513から出力される回転位相θの時間変化に基づいて決定される回転速度ωとCPU151aから出力される指令速度ω_refとの偏差に基づいてモータを制御する構成であってもよい。
Claims (15)
- シート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を基準とする回転座標系において表される電流成分であって前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分の値が前記トルク電流成分の目標値になるように前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御し、前記回転座標系において表される、前記巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分の値が前記励磁電流成分の目標値になるように前記巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記回転子の目標位相を表す指令位相と前記位相決定手段によって決定された前記回転位相との偏差が小さくなるように前記トルク電流成分の前記目標値を設定し、前記シートが搬送される搬送方向において前記搬送ローラよりも上流側の所定位置に前記シートの先端が到達したときより後の第1期間では、前記巻線を貫く磁束が前記回転子の磁束よりも強くなるように前記励磁電流成分の前記目標値を設定し、前記所定位置に前記シートの先端が到達するときより前の第2期間では、前記巻線を貫く磁束が前記第1期間において前記巻線を貫く磁束よりも弱くなるように前記励磁電流成分の前記目標値を設定することを特徴とするシート搬送装置。 - 前記制御手段は、前記第1期間のうち、前記シートの先端が前記所定位置に到達してから前記搬送方向において前記搬送ローラよりも下流側の第2所定位置に前記シートの先端が到達するまでの第3期間では、前記巻線を貫く磁束が前記回転子の磁束よりも強くなるように前記励磁電流成分の前記目標値を設定し、前記シートの先端が前記第2所定位置に到達したときより後の第4期間では、前記第3期間において前記巻線を貫く磁束よりも弱くなるように前記励磁電流成分の前記目標値を設定することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記第3期間は、前記励磁電流成分の前記目標値を正の値に設定し、前記第2期間及び前記第4の期間は、前記励磁電流成分の前記目標値を前記正の値よりも小さい値に設定することを特徴とする請求項2に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記シートの先端が前記所定位置に到達するタイミングにおいて、前記励磁電流成分の目標値を前記正の値よりも小さい値から前記正の値に切り替えることを特徴とする請求項3に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記シートの先端が前記第2所定位置に到達するタイミングにおいて、前記励磁電流成分の目標値を前記正の値から前記正の値よりも小さい値に切り替えることを特徴とする請求項3に記載のシート搬送装置。
- 前記シート搬送装置は、前記搬送方向において前記所定位置よりも上流側に設けられた、前記シートの有無を検知する検知手段を有し、
前記制御手段は、前記検知手段が前記シートの先端を検知したタイミングにおいて、前記励磁電流成分の目標値を前記正の値よりも小さい値から前記正の値に切り替えることを特徴とする請求項3に記載のシート搬送装置。 - 前記制御手段は、前記搬送ローラの駆動が開始されてから所定時間が経過したタイミングにおいて、前記励磁電流成分の目標値を前記正の値よりも小さい値から前記正の値に切り替えることを特徴とする請求項3に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記搬送ローラの駆動が開始されてから第2の所定時間が経過したタイミングにおいて、前記励磁電流成分の目標値を前記正の値から前記正の値よりも小さい値に切り替えることを特徴とする請求項3に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記第2期間は、前記励磁電流成分の目標値を0に設定することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記第4期間は、前記励磁電流成分の目標値を0に設定することを特徴とする請求項2に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記励磁電流成分の目標値を正の値と0との間で徐々に変化させることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、搬送されるシートの種類に応じて前記励磁電流成分の目標値を設定することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
- 請求項1乃至12のいずれか一項に記載のシート搬送装置と、
原稿を積載する原稿積載部と、を有し、
前記原稿積載部に積載された前記原稿を前記シート搬送装置が給送することを特徴とする原稿給送装置。 - 請求項13に記載の原稿給送装置と、
前記原稿給送装置によって給送された前記原稿を読み取る読取手段と、
を有することを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載のシート搬送装置と、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を有し、
前記画像形成手段は、前記シート搬送装置によって搬送された前記記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018113360A JP2019214463A (ja) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置、及び画像形成装置 |
US16/431,859 US20190386596A1 (en) | 2018-06-14 | 2019-06-05 | Sheet conveying apparatus, document reading apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018113360A JP2019214463A (ja) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置、及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019214463A true JP2019214463A (ja) | 2019-12-19 |
Family
ID=68840350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018113360A Pending JP2019214463A (ja) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置、及び画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190386596A1 (ja) |
JP (1) | JP2019214463A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7257902B2 (ja) | 2019-07-10 | 2023-04-14 | キヤノン株式会社 | 画像読取装置及び画像形成装置 |
-
2018
- 2018-06-14 JP JP2018113360A patent/JP2019214463A/ja active Pending
-
2019
- 2019-06-05 US US16/431,859 patent/US20190386596A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190386596A1 (en) | 2019-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6548627B2 (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP2018186597A (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6647262B2 (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP6552532B2 (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP2017195761A (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP6632642B2 (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP2019214463A (ja) | シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置、及び画像形成装置 | |
JP2018207733A (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP2019017181A (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6776418B2 (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6498227B2 (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6720046B2 (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP2020078236A (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP2019115087A (ja) | モータ制御装置、画像形成装置、原稿給送装置及び原稿読取装置 | |
JP6812505B2 (ja) | シート搬送装置、原稿給送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP2020138811A (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP2019135905A (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP2018087076A (ja) | シート搬送装置 | |
JP2018121400A (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6849637B2 (ja) | シート搬送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 | |
JP7034727B2 (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6849729B2 (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6580180B2 (ja) | シート搬送装置及び画像形成装置 | |
JP6968674B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP6789851B2 (ja) | モータ制御装置、シート搬送装置、原稿読取装置及び画像形成装置 |