JP2020161861A - 画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態で用いられるシート搬送装置を有するモノクロの電子写真方式の複写機(以下、「画像形成装置」と称する)100の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置は複写機に限定されず、例えば、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等であっても良い。また、記録方式は、電子写真方式に限らず、例えば、インクジェット等であっても良い。更に、画像形成装置の形式はモノクロ及びカラーのいずれの形式であっても良い。以下に、図1を用いて、画像形成装置100の構成および機能について説明する。図1に示すように、画像形成装置100は、画像読取装置200及び画像印刷装置301を備える。
原稿給送装置201に設けられる原稿読取部17は、搬送される原稿の第2面の画像を読み取る。原稿1002の画像は、第2読取ローラ対111から第3読取ローラ対113へ搬送される間に、読取位置で原稿読取部17により読み取られる。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印刷装置301へ出力される。
システムコントローラ251は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)251a、ROM(Read Only Memory)251b、RAM(Random Access Memory)251cを備えている。また、システムコントローラ251は、第1シート位置センサ107及び第2シート位置センサ110と接続されている。更に、システムコントローラ251は、第1読取ローラ対109及び第2読取ローラ対111を駆動するモータ509を制御するモータ制御装置261、原稿読取部16、17、画像印刷装置301等と接続されている。システムコントローラ251は、接続された各ユニットとの間でデータやコマンドの送受信をすることが可能である。なお、システムコントローラ251に接続されているユニットは図2に示すものに限らず、例えば、画像読取装置200内部に設けられた負荷を駆動するモータを制御するモータ制御装置等のユニットも接続されている。
RAM151cは記憶デバイスである。RAM151cには、例えば、高圧制御部155に対する設定値、モータ制御装置157に対する指令値及び操作部152から受信される情報等の各種データが記憶される。
A/D変換器153は、定着ヒータ161の温度を検出するためのサーミスタ154から検出信号を受信し、この検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してシステムコントローラ151に送信する。システムコントローラ151は、A/D変換器153から受信したデジタル信号に基づいてACドライバ160の制御を行う。ACドライバ160は、定着ヒータ161の温度が定着処理を行うために必要な温度となるように定着ヒータ161を制御する。なお、定着ヒータ161は、定着処理に用いられるヒータであり、定着器318に含まれる。
前述の如くして、システムコントローラ151は画像印刷装置301の動作シーケンスを制御する。
次に、本実施形態におけるモータ制御装置157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、第1制御モードとしてのベクトル制御と第2制御モードとしての定電流制御とのいずれの制御方法でもモータを制御することができる。
モータ制御装置261は、ベクトル制御を行う回路として、位相制御器502、電流制御器503、座標逆変換器505、座標変換器511、モータの巻線に駆動電流を供給するPWMインバータ506等を有する。座標変換器511は、モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルを、α軸及びβ軸で表される静止座標系からq軸及びd軸で表される回転座標系に座標変換する。この結果、巻線に流れる駆動電流は、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。なお、q軸電流は、モータ509の回転子402にトルクを発生させるトルク電流に相当する。また、d軸電流は、モータ509の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261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261は、回転子402にかかる負荷トルクに応じてq軸電流を制御することによって、回転子402が回転するために必要なトルクを効率的に発生させることができる。即ち、ベクトル制御においては、図4に示す電流ベクトルの大きさは、回転子402にかかる負荷トルクに応じて変化する。
θ_ref=θini+θstep*n (1)
なお、θiniはモータ509の駆動が開始されるときの回転子402の位相(初期位相)である。また、θstepは、駆動パルス1個当たりのθ_refの増加量(変化量)である。また、nは指令生成器500に入力されるパルスの個数である。なお、パルスの周波数は、モータの回転子の目標速度に対応する。
位相制御器502は、偏差Δθを周期T(例えば、200マイクロ秒毎)で取得する。位相制御器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から出力される偏差が小さくなるように、q軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成して出力する。具体的には、位相制御器502は、P制御、I制御、D制御に基づいて減算器101から出力される偏差が0になるように、q軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成して出力する。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。
iα=I*cosθe (2)
iβ=I*sinθe (3)
これらの電流値iα及びiβは、座標変換器511と誘起電圧決定器512とに入力される。
id= cosθ*iα+sinθ*iβ (4)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (5)
減算器103には、位相制御器502から出力されたd軸電流指令値id_refと座標変換器511から出力された電流値idとが入力される。減算器103は、d軸電流指令値id_refと電流値idとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。
なお、本実施形態における電流制御器503は、PID制御に基づいて駆動電圧Vq及びVd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、電流制御器503は、PI制御に基づいて駆動電圧Vq及びVdを生成しても良い。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (6)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (7)
座標逆変換器505は、逆変換された駆動電圧Vα及びVβを誘起電圧決定器512及びPWMインバータ506に出力する。
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (8)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (9)
ここで、Rは巻線レジスタンス、Lは巻線インダクタンスである。巻線レジスタンスR及び巻線インダクタンスLの値は使用されているモータ509に固有の値であり、ROM151b又はモータ制御装置157に設けられたメモリ(不図示)等に予め格納されている。誘起電圧決定器512によって決定された誘起電圧Eα及びEβは位相決定器513に出力される。
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (10)
なお、本実施形態においては、位相決定器513は、式(10)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、位相決定器513は、メモリ513aに記憶されている、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参照することによって回転位相θを決定してもよい。前述の如くして得られた回転子402の回転位相θは、減算器101、座標逆変換器505及び座標変換器511に入力される。
減算器102には、A/D変換器510から出力された電流値iαと定電流制御器517から出力された電流指令値iα_refとが入力される。減算器102は、電流指令値iα_refと電流値iαとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。
減算器103には、A/D変換器510から出力された電流値iβと定電流制御器517から出力された電流指令値iβ_refとが入力される。減算器103は、電流指令値iβ_refと電流値iβとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。
PWMインバータ506は前述した方法で、入力された駆動電圧Vα及びVβに基づいて、モータ509の各相の巻線に駆動電流を供給してモータ509を駆動させる。
原稿1002の先端が第1読取ローラ対109のニップ部に突入する際、第1読取ローラ対109及び第2読取ローラ対111を駆動するモータ509の回転子にかかる負荷トルクが変動することに起因して回転速度が変動することがある。この場合、原稿1002の搬送速度が変動することにより、読み取られた画像に、スジ画像の発生や部分倍率の悪化といった画像不良が生じる。
そこで、本実施形態では、以下の構成が適用されることによって、画像不良が生じることが抑制される。
Claims (9)
- 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、
前記モータを第1駆動制御と第2駆動制御とのいずれか駆動制御するモータ制御手段と、
前記シートの紙種を判断し、前記モータ制御手段に、該紙種に応じて前記第1駆動制御と前記第2駆動制御とのいずれかで前記モータを駆動制御させる制御手段と、
搬送される前記シートの画像を読み取る画像読取手段と、を備えることを特徴とする、
画像読取装置。 - 前記搬送ローラは、前記シートを前記画像読取手段の読取位置へ搬送し、
前記制御手段は、前記搬送ローラが前記シートを前記読取位置へ搬送する前に、前記第1駆動制御と前記第2駆動制御とのいずれで前記モータ制御手段に前記モータを制御させるかを判断することを特徴とする、
請求項1記載の画像読取装置。 - 前記モータは、2以上の巻線と回転子を有しており、
前記制御手段は、前記回転子の回転位相の指令値を前記モータ制御手段へ入力し、
前記モータ制御手段は、
前記回転位相の指令値と実際の回転位相との偏差が小さくなるように、前記回転子の回転位相を基準とした回転座標系における電流値を制御するフィードバック制御を行うことによって前記モータを制御する前記第1駆動制御と、前記回転子の回転に必要と想定されるトルクに対応する大きさの駆動電流により前記モータの前記回転子を駆動する前記第2駆動制御と、のいずれにより前記モータの駆動制御を行うかが前記制御手段により指示されることを特徴とする、
請求項1又は2記載の画像読取装置。 - 前記モータの2以上の巻線のうち2相の巻線に流れる電流をそれぞれ検出する電流検出手段をさらに備え
前記モータ制御手段は、
前記電流検出手段によって検出された電流値と前記モータに供給される電圧とから前記モータの巻線に発生する誘起電圧を推定する誘起電圧決定手段と、
前記誘起電圧決定手段で推定した誘起電圧から、前記モータの回転位相を推定する位相決定手段と、を備え、
前記モータ制御手段は、前記電流検出手段によって検出された電流値と前記位相決定手段によって推定された回転位相とに応じて前記第1駆動制御を行うことを特徴とする、
請求項3記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記シートが前記搬送ローラのニップ部に突入することで前記モータの回転速度に影響が生じるような紙種である場合、前記モータ制御手段に前記第2駆動制御で前記モータを駆動制御させることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれか1項記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記シートが普通紙である場合に前記モータ制御手段に前記第1駆動制御で前記モータを駆動制御させ、前記シートが厚紙である場合に前記モータ制御手段に前記第2駆動制御で前記モータを駆動制御させることを特徴とする、
請求項1〜5のいずれか1項記載の画像読取装置。 - 前記シートが載置される給紙トレイと、
画像を読み取られた前記シートが排出される排紙トレイと、をさらに備え、
前記搬送ローラは、複数であり、前記シートを前記給紙トレイから前記読取位置を通過して前記排紙トレイまで搬送し、
前記制御手段は、前記読取位置に前記シートを搬送する直前の搬送ローラに前記シートの先端が突入するタイミングで、前記第1駆動制御と前記第2駆動制御とのいずれで前記モータ制御手段に前記モータを制御させるかを判断することを特徴とする、
請求項2〜6のいずれか1項記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記読取位置に前記シートを搬送する前記直前の搬送ローラに前記シートが搬送されるまでは、前記モータ制御手段に、前記第1駆動制御を行わせることを特徴とする、
請求項7記載の画像読取装置。 - 前記給紙トレイから前記読取位置に前記シートを搬送する前記直前の搬送ローラまでの間に前記シートを検知するセンサが設けられており、
前記制御手段は、前記センサが前記シートを検知すると、前記第1駆動制御と前記第2駆動制御とのいずれで前記モータ制御手段に前記モータを駆動制御させるかを判断することを特徴とする、
請求項7又は8記載の画像読取装置。
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JP2017202934A (ja) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | キヤノン株式会社 | シート搬送装置、該シート搬送装置を備えた原稿読取装置及び画像形成装置 |
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