JP5089260B2 - 画像読取装置と画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置と、この画像読取装置を備えた画像形成装置とに関する。

従来、画像形成装置は、装置本体の上部に画像読取装置を備え、画像読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、装置本体内でシートに原稿を複写して、そのシートを外部に排出してユーザに複写原稿を提供するようになっている。

画像読取装置は、原稿を載置する原稿台ガラスと、原稿台ガラスに対して開閉可能で、かつ閉じた状態で原稿を原稿台ガラスに押圧する原稿押圧部と、原稿押圧部によって原稿台ガラスに押圧されている原稿の画像を読み取る画像読取部とを備えている。この場合、原稿押圧部には、原稿を原稿台ガラスに自動的に給送する原稿搬送装置や、押圧板（以下、「原稿搬送装置等」という）がある。

画像読取装置には、ユーザが原稿ガラス台に原稿を置くとき、原稿搬送装置や押圧板を１台のモータによって開閉させるものがある（特許文献１参照）。

特開２００６−５０２２５号公報

しかし、従来の画像読取装置は、１台のモータによって原稿搬送装置等を開閉させているので、駆動力の大きい大型のモータを必要としていた。大型のモータを使用すると、局部的に設置スペースを広く必要として、モータの設置場所に制約を受けることある。

そこで、複数の小型モータで原稿搬送装置等を開閉することが考えられる。

複数のモータを使用した画像読取装置の原稿搬送装置等は、モータ間での回転角速度のばらつきが生じると、前後方向軸（例えば、図３のＬ１）を中心に傾いたり、振動したりする。特に、原稿搬送装置等の重量分布が一様でない場合、傾いたり、振動したりする現象が顕著に現れる。

したがって、複数のモータを使用した画像読取装置は、原稿搬送装置等が円滑に開閉することが出来なかったり、騒音が発生したりする。さらに、原稿搬送装置等が傾いて原稿を原稿台ガラスに押圧して、原稿の位置をずらすことがある。

また、原稿の位置をずらす画像読取装置を備えた画像形成装置は、シートに原稿の画像を複写すると、複写した画像の位置がずれて、再度、画像読取装置による原稿の読み直しと、シートに画像の複写し直しとをしなければならない。

本発明は、原稿押圧手段を複数の駆動手段で開閉させる画像読取装置において、原稿押圧手段を円滑に開閉することが出来る画像読取装置を提供することにある。

本発明は、原稿の位置をずらすことなく原稿を読み取ることのできる画像読取装置を備えて、新たなシートに再度画像を形成することを少なくした画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像読取装置は、原稿が載置される原稿台と、水平方向に沿って延びた回動軸を中心として回動することで、前記原稿台に対して開閉可能で、閉じた状態で原稿を前記原稿台に押圧する原稿押圧手段と、前記原稿押圧手段によって前記原稿台に押圧された原稿の画像を読み取る画像読取手段と、を備え、さらに、前記原稿押圧手段を開閉させる複数の駆動手段と、前記各駆動手段の作動状態を検出する複数の作動状態検出手段と、前記原稿押圧手段に設けられて、前記原稿押圧手段の回動軸の軸線と直交し且つ前記原稿押圧手段の重心を通るラインを中心とした前記原稿押圧手段の傾きを検出可能である傾き検出手段と、前記各作動状態検出手段が検出した前記作動状態および前記傾き検出手段によって検出された前記原稿押圧手段の傾きに基づいて、前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、を備えた、ことを特徴としている。

本発明の画像読取装置は、制御手段の制御によって、複数の駆動手段の作動速度を一致するようにしているので、原稿押圧手段の傾きが少なく、原稿押圧手段を円滑に開閉することができる。また、振動を少なくして騒音を小さくすることができる。さらに、原稿押圧手段が原稿を原稿台ガラスに押圧するとき、原稿の位置をずらすことが少なくなる。

本発明の画像形成装置は、原稿押圧手段が原稿を原稿台に押圧するとき、原稿の位置をずらすことが少ない画像読取装置を備えているので、新たなシートに再度画像を形成することが少なくなり、画像形成効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態の画像読取装置と、この画像読取装置を備えた画像形成装置とを図に基づいて説明する。

（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態における画像形成装置の図である。（ａ）は、外観斜視図である。（ｂ）は、原稿搬送装置を開いた図である。図２は、本発明の実施形態における画像形成装置の図であり、シート搬送方向に沿った断面図である。

本実施形態の画像形成装置１は、床に設置されて使用され、電子写真方式を採用して、複写機、ファクシミリ、プリンタの機能を兼ね備えてシートに画像を形成するようになっている。

画像形成装置１は、第１乃至第４実施形態の画像読取装置５０１，５０２，５０３，５０４の内、いずれかの画像読取装置と、画像形成装置の装置本体でもある画像形成部３００とで構成されている。

第１乃至第４実施形態の画像読取装置５０１，５０２，５０３，５０４は、いずれも、原稿台ガラス２０５と、原稿搬送装置１００と、読取部２００とを備えている。原稿台としての原稿台ガラス２０５は、原稿が載置されるようになっている。

原稿押圧手段としての原稿搬送装置１００は、不図示の連結機構によって読取部２００に接続されて、操作部１０からの操作により原稿台ガラス２０５に対して自動的に開閉可能に読取部２００に装備されている。原稿搬送装置１００は、閉じた状態で原稿を原稿台ガラス２０５に押圧するようになっている。なお、原稿搬送装置１００の代わりに、原稿を原稿台ガラス２０５に押さえる機能だけの原稿圧板（不図示）を使用してもよい。したがって、原稿押圧手段は、原稿搬送装置１００のみに限定されるものではなく、原稿台ガラス２０５を開閉して、原稿を原稿台ガラス２０５に押圧するものであればよい。

画像読取手段としての読取部２００は、原稿搬送装置１００によって原稿台ガラスに押圧された原稿の画像を読み取るようになっている。

画像形成部３００は、画像形成装置の動作モードの設定、及び原稿搬送装置１００の開閉を指示する操作部１０を備えている。画像形成手段としての画像形成部３００は、画像読取装置５０１で読み取られた画像情報と、操作部１０に入力された画像形成条件とに基づいて、シートに画像を形成するようになっている。これによって、画像形成装置１は、複写機、或いはプリンタとしての機能を備えている。

また、画像形成部３００は、外部からの画像情報に基づいてシートに画像を形成したり、画像形成部３００又は画像読取装置５０１は、画像読取装置が読み取った画像情報を他の画像形成装置に送信したりするようになっている。これによって、画像形成装置１はファクシミリ、或いはプリンタとしての機能を備えている。

画像形成装置１は操作部１０で設定されたモードに応じて動作を開始する。開閉検知センサ２０９は、原稿搬送装置１００が原稿台ガラス２０５を閉じているか否かを検知するようになっている。原稿搬送装置１００は、読取部２００を閉じていることを開閉検知センサ２０９によって検知されると、原稿トレイ１０５上にセットされた原稿Ｄを先頭ページから給送を開始して、原稿台ガラス２０５上へ搬送し、原稿台ガラス２０５上に停止させる。その後、スキャナユニット２０６が、原稿台ガラス２０５の下を図２の左から右へ移動して、原稿台ガラス２０５の下から原稿に光を照射し、その反射光を受光して原稿の画像を読み取る。画像を読み取られた原稿は、排紙トレイ１０６に排出される。

スキャナユニット２０６に受光された光は、レンズ２０７を介してイメージセンサ２０８に送られて、イメージセンサ２０８で電気信号に変換される。電気信号に変換された画像情報は、画像処理部４１０（図５）で画像処理された後、ハードディスク４１３（図５）に格納されるとともに、画像形成制御部（プリンタ制御部）３０１を介して露光制御部３０５（図２）に送られる。

露光制御部３０５は、画像信号に応じたレーザ光を出力する。このレーザ光は、予め帯電されて感光ドラム３０６に照射されて、感光ドラム３０６に静電潜像を形成する。静電潜像は、現像器３０７によってトナー現像されて、トナー画像になる。感光ドラム３０６上のトナー画像は、カセット３０８，３０９、手差し給紙部３１０、両面搬送パス３１１のいずれからか給送されてきたシートに転写部３１２において転写される。

トナー画像が転写されたシートは、定着部３１３でトナー画像を定着される。定着部３１３を通過したシートは、不図示のフラッパにより、パス３１５から、一旦パス３１８に導かれて、後端がパス３１５を抜けた後に、スイッチバック搬送されて、パス３１６から排出ローラ３１７に導かれる。これにより、トナー画像を転写されたシートは、画像形成面を下向きにして（フェイスダウンの状態で）、排出ローラ３１７により画像形成部３００から排出される。

図４は、画像形成装置の制御ブロック図である。

原稿搬送装置１００を読取部２００に対して開閉させる駆動源として、ステッピングモータ等の電動モータや、油圧モータといった回転運動を行うモータが挙げられる。また、油圧シリンダといった直線運動を行うシリンダも挙げられる。駆動源がモータの場合、上記モータの回転角度が駆動量となる。また、駆動源がシリンダの場合、シリンダに内在するピストンの移動量が駆動量となる。以下の各実施形態においては、駆動手段としての駆動源にステッピングモータを使用しているが、ステッピングモータに限定されることなく、油圧モータ、シリンダであってもよい。

ＣＰＵ制御部４００は、ＣＰＵ４０１を有し、ＲＯＭ４０２に記憶されたプログラムと操作部１０の設定とに基づいて、原稿搬送装置制御部１０１、読取制御部２０１、画像信号制御部４０５、画像形成制御部３０１、外部Ｉ／Ｆ４０６を制御する制御部である。

ＲＡＭ４０３は、制御データを一時的に保持する領域や、制御に伴う演算の作業領域として使用される。外部Ｉ／Ｆ４０６は、外部コンピュータ４０７からのインターフェイスであり、プリントデータを画像に展開して画像信号制御部４０５へ出力するようになっている。

ＣＰＵ制御部４００は、後述する傾き検出センサ１１による原稿搬送装置１００の傾き情報と、モータ回転角度検出センサ１２，１３からのモータの回転角度情報と、操作部１０からの入力指示とによって、開閉動作制御部１４を制御するようになっている。本実施形態の原稿搬送装置１００のモータ回転角度検出センサ１２，１３には、ロータリーエンコーダが使用されている。したがって、以下、モータ回転角度検出センサのことを、ロータリーエンコーダという。

また、原稿搬送装置制御部１０１は原稿搬送装置１００を、読取制御部２０１は読取部２００を、画像形成制御部３０１は画像形成部３００を、開閉動作制御部１４は原稿搬送装置１００の自動開閉動作を、各々制御するようになっている。

読取制御部２０１から画像信号制御部４０５へは、イメージセンサ２０８（図２）で読み取られた画像が出力され、画像信号制御部４０５から画像形成制御部３０１へ出力された画像は露光制御部３０５（図２）へ入力される。

図５は、画像信号制御部４０５の内部構成を示す図である。画像処理部４１０は、読取制御部２０１からの画像読み取り情報に対して、画像の補正処理や操作部１０での設定に応じた編集処理をする。ラインメモリ４１１は、主走査方向を入れ替える鏡像処理等をする。ラインメモリ４１１の画像は、ページメモリ４１２を介して、画像形成制御部３０１へ出力される。ハードディスク４１３はページ順を入れ替えるときなどに必要に応じて使用される。

（第１実施形態の画像読取装置）
第１実施形態の画像読取装置５０１は、原稿搬送装置１００を開閉するモータ７０（図３）の回転角速度ω_１（図７）に、モータ７１の回転角速度ω_２を合わせる（一致させる）ようになっている。

図１乃至図３において原稿搬送装置１００は、読取部２００に設けられて、読取部２００を自動的に開閉するようになっている。読取部２００の背面には、原稿搬送装置１００を開閉させる駆動手段としての複数のモータ７０，７１と、操作部１０とが設けられている。モータ７０，７１には、開閉動作制御部１４（図４）の演算出力に応じて、速度と回転方向とを切り換え自在なステッピングモータが使用されている。

開閉動作制御部１４での演算は、ロータリーエンコーダ１２，１３と傾き検出センサ１１とからの入力信号に基づいて行われる。具体的な制御演算の内容については後述する。

モータ７０，７１（図３）の駆動ギア７２，７３はそれぞれアイドルギア７４，７５と噛み合っている。原稿搬送装置１００の下部にはアイドルギア７４，７５と噛み合う従動ギア７６，７７が設けられている。従動ギア７６，７７の回転に応じて原稿搬送装置１００の開閉角度が変化する。

図３に示すように、各モータ７０，７１の回転角度θ_１及びθ_２（図７）（作動状態）は、複数の作動状態検出手段としてのロータリーエンコーダ１２，１３によって、逐次検知されるようになっている。ロータリーエンコーダ１２，１３は、モータ７０，７１の軸心と同軸上に設けたスリット円板７８，７９と、このスリット円板７８，７９のスリットを検知するセンサ等で構成されている。

傾き検出センサ１１には、ジャイロセンサが使用されている。傾き検出センサ１１は、原稿搬送装置１００の内部で、原稿搬送装置１００の重心に設置されている。

傾き検出手段としての傾き検出センサ１１は、原稿搬送装置１００の開閉時における、原稿搬送装置１００の重心を通る前後方向軸Ｌ１（図３）を中心とする原稿搬送装置１００の傾き角速度ω_３（図７）を検出するようになっている。前後方向軸Ｌ１は、原稿搬送装置１００の原稿押圧面１００ａと原稿搬送装置１００の開閉方向とに平行な軸のことである。

また、検出された原稿搬送装置１００の傾き角速度ω_３は、積分演算回路１４ｄ（図７）で積分演算されて、原稿搬送装置１００の傾き角度θ_３に変換されるようになっている。原稿搬送装置１００の傾き角度θ_３は、開閉動作制御部１４において、モータ７０の回転角速度にモータ７１の回転角速度を合わせる制御演算を開始するか否かを判定する判定部１４ｃ（図７）で使用される。

モータ７０，７１の回転角度θ_１及びθ_２は、微分演算回路１４ｅ，１４ｆ（図７）で微分演算することによりモータ７０，７１の回転角速度ω_１及びω_２に変換される。

制御演算部１４ｂは、ロータリーエンコーダ１２，１３が検出した回転角速度ω_１と回転角速度ω_２との差が無くなるように、回転角速度ω_１に回転角速度ω_２を合わせて、モータ７０に対するモータ７１の回転角速度のばらつきを軽減するようになっている。

図７に示す開閉動作制御部１４による制御演算の内容を説明する。

図７（ａ）は、制御演算を行う際の信号の流れを表している。傾き検出センサ１１で検出された原稿搬送装置の傾き角速度ω_３と、モータ７０，７１のロータリーエンコーダ１２，１３で検出されたモータ７０，７１の回転角度θ１及びθ２は、外部Ｉ／Ｏ１５を経由して制御演算部１４ｂに入力される。この傾き角速度ω_３と回転角度θ１及びθ２は、外部Ｉ／Ｏ１５において、アナログ信号から制御演算に適したデジタル情報へ変換されて数値化される。

記憶部としての速度テーブル部１４ａには、モータ７０，７１による原稿搬送装置１００の開閉動作開始後の経過時間に対する開閉速度を示す速度テーブルが予め記憶されている。速度テーブル部１４ａからモータドライブ７０ａに対して指令速度ω_ｒｅｆが出される。また、制御演算部１４ｂは、変換されたデジタル情報に対して、後述の演算を行い、モータ７０の実際の回転角速度ω_１に、モータ７１の回転角速度を合わせる回転角速度ω_２ｒｅｆをモータドライブ７１ａに出力する。速度指令ω_ｒｅｆ及びω_２ｒｅｆは、外部Ｉ／Ｏ１５を経由して各モータドライブ７０ａ，７１ａに入力される。モータドライブ７０ａ，７１ａは、速度指令ω_ｒｅｆ及びω_２ｒｅｆに基づいて、モータ７０，７１の駆動周波数を調整する。この結果、各モータ７０，７１は、モータドライブ７０ａ，７１ａにおいて調整した駆動周波数に応じて、回転速度を調整される。

このように、画像読取装置５０１は、この一連の流れを通して、自動開閉動作中の原稿搬送装置１００に振動が生じた場合、その情報を検出し、その情報に応じて演算を行い、原稿搬送装置の振動を逐次減少することができるようになっている。

図７（ｂ）は、開閉動作制御部１４に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。図中のＣ_１及びＣ_２は、共にＰＩＤ制御を行う部分で、具体的な処理内容は数１及び数２に示す通りである。

数１、数２において、Ｋ_Ｐ１及びＫ_Ｐ２は比例ゲイン、Ｔ_Ｉ１及びＴ_Ｉ２は積分時間、Ｔ_Ｄ１及びＴ_Ｄ２は微分時間である。これらのパラメータは設計者によって適宜設定される。また、ηは近似微分のために便宜用いられる係数であり、η＜＜１とする。Ｃ_１の演算は、ある目標値への追従性を良好にするように前記パラメータが設定されている。

開閉動作制御部１４においては、予め設定された速度テーブル部１４ａが出力する指令速度ω_ｒｅｆに、モータ７０の実駆動が追従するように図られている。Ｃ_２の演算は、ある情報の時間変化率を軽減させるように前記パラメータが設定されている。開閉動作制御部１４においては、モータ７０の回転角速度に対するモータ７１の回転角速度のばらつきを軽減するようになっている。ω_２ｒｅｆはモータ７１への指令速度を表している。ω_１はロータリーエンコーダ１２によって検出されたモータ７０回転角速度を表し、ω_２はロータリーエンコーダ１３によって検出されたモータ７１の回転角速度を表している。ω_ｒｅｆは予め設定された速度テーブル部１４ａに基づく速度指令であり、モータ７０は上記速度指令ω_ｒｅｆにしたがって駆動される。Ｃ_１の演算によって、モータ７１もω_ｒｅｆに追従できるように図られている。また、開閉動作制御部１４は、モータ７０の回転角速度ω_１とモータ７１の回転角速度ω_２との差分を求めた上でＣ_２の演算を行い、モータ７０に対するモータ７１の回転角速度のばらつきを軽減するように、モータ７１の回転角速度を変化させる。

以上のような制御系によって、制御手段としての開閉動作制御部１４は、ロータリーエンコーダ１２，１３が検出したモータ７０，７１の回転角度θ_１及びθ_２（作動状態）に基づいて、モータを制御して、原稿搬送装置１００の傾きを修正することができる。

なお、モータ７１の回転角速度にモータ７０の回転角速度を合わせてもよい。また、モータは２つであるが３つ以上あってもよい。この場合、１つのモータの回転角速度に残りのモータの回転角速度を合わせる（一致させる）。さらに、モータの代わりにシリンダを使用した場合には、シリンダの移動量（作動状態）を検出して、作動速度を求め、一方のシリンダに他方のシリンダの作動速度を合わせる（一致させる）ことになる。

この結果、原稿搬送装置１００は、各モータ間の回転角速度のばらつきを軽減されて、傾いたり、歪んだりして開閉することが少なくなる。

よって、画像読取装置は、次の効果を奏する。原稿搬送装置の開閉を円滑に行うことができて、騒音を少なくすることができる。また、原稿搬送装置が傾いたり、歪んだりして開閉するときに生じていた過負荷を少なくすることができる。原稿搬送装置を閉じるとき、原稿の位置をほとんどずらすことなく原稿を原稿台ガラスに押圧して原稿を読み取ることができる。原稿搬送装置が原稿台ガラスに片当たりすることが少なくなり、片当たりによる騒音を小さくすることができる。

上述の演算内容では、傾き検出センサ１１によって検出される原稿搬送装置１００の傾き角度θ_３は演算内容に組み込まれていない。図６は、原稿搬送装置の傾き角度θ_３が設定された傾き角度αより大きくなると、制御演算部１４ｂでモータ７０，７１の回転角速度の制御動作を開始する動作説明のフローチャートである。

開閉動作制御部１４は、モータ７０，７１を速度テーブル１４ａにしたがって駆動させる（Ｓ３１）。傾き検出センサ１１は、原稿搬送装置１００の傾き角速度ω_３を検知する。傾き角速度ω_３は、積分演算回路１４ｄ（図７）で積分演算することで、原稿搬送装置１００の傾き角度θ_３に変換される。制御演算部１４ｂは、原稿搬送装置の傾き角度θ_３が設定された傾き角度αより大きいと、原稿搬送装置の重心を通る前後方向軸Ｌ１（図３）まわりの傾き角度が設定された傾き角度以上であると判断して（Ｓ３３でＹＥＳ）、傾き角度θ_３が減少するようにする。それには、制御演算部１４ｂは、モータ７０の回転角速度にモータ７１の回転角速度を合わせる（一致させる）制御を開始する（Ｓ３４）。

そして、制御演算部１４ｂは、傾き角度θ_３を得ながら（Ｓ３５）、傾き角度θ_３が設定された傾き角α以下になるまでモータ７０，７１を回転制御する。制御演算部１４ｂは、傾き角度θ_３が設定された傾き角α以下になると（Ｓ３６でＮＯ）、前後方向軸Ｌ１回りの原稿搬送装置１００の傾きが少なくなったものと判断して、前述のモータ７０の回転角速度にモータ７１の回転角速度を合わせる演算を終了する（Ｓ３７）。そして、制御演算部１４ｂは、モータ７０の回転角速度にモータ７１の回転角速度を合わせる（原稿搬送装置の傾きを修正する）制御を終了して（Ｓ３８）、次の傾き角度θ_３に基づくモータの制御に備える（Ｓ３９）。

これにより、画像読取装置は、原稿搬送装置の前後方向軸Ｌ１を中心とする傾きや振動が多くなるときにのみ、原稿搬送装置の傾きを修正して、振動を軽減することができる。

（第２実施形態の画像読取装置）
第１実施形態の画像読取装置５０１は、モータ７０の回転角速度ω_１にモータ７１の回転角速度ω_２を合わせる（一致させる）ようになっている。しかし、第２実施形態の画像読取装置５０２は、モータ７０の回転角速度ω_１とモータ７１の回転角速度ω_２とを相互に合わせる（一致させる）ようになっている。このため、開閉動作制御部１１４と制御演算の流れとが第１実施形態の画像読取装置と異なっており、その部分のみを図示して説明する。このため、図８を引用して説明する。

図８（ａ）は制御ブロックの部分図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は開閉動作制御部に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。

制御演算部１４ｂは、ロータリーエンコーダ１２，１３によって検出されたモータ７０，７１の回転角速度ω_１及びω_２を、予め設定された速度テーブル部１４ａから出力される指令速度ω_ｒｅｆと比較し、その差異を軽減する制御演算をするようになっている。したがって、本実施形態の画像読取装置は、制御演算部１４ｂが上記差異を軽減する制御演算をして、実駆動におけるモータ７０，７１同士の回転角速度のばらつきを少なくするようになっている。

傾き検出センサ１１で検出された原稿搬送装置の傾き角速度ω_３と、モータ７０，７１のロータリーエンコーダ１２，１３で検出されたモータ７０，７１の回転角度θ１及びθ２は、外部Ｉ／Ｏ１５を経由して制御演算部１４ｂに入力される。この傾き角速度ω_３と回転角度θ１及びθ２は、外部Ｉ／Ｏ１５において、アナログ信号から制御演算に適したデジタル情報へ変換されて数値化される。制御演算部１４ｂは、変換されたデジタル情報に対して、後述の演算を行い、モータ７０，７１に対して速度指令ω_１ｒｅｆ及びω_２ｒｅｆを出力する。速度指令ω_１ｒｅｆ及びω_２ｒｅｆは、外部Ｉ／Ｏ１５を経由して各モータドライブ７０ａ，７１ａに入力される。モータドライブ７０ａ，７１ａは、速度指令ω_１ｒｅｆ及びω_２ｒｅｆに基づいて、モータ７０，７１の駆動周波数を調整する。この結果、各モータ７０，７１は、モータドライブ７０ａ，７１ａにおいて調整した駆動周波数に応じて、回転速度を調整される。

このように、画像読取装置５０２は、この一連の流れを通して、自動開閉動作中の原稿搬送装置１００に振動が生じた場合、その情報を検出し、その情報に応じて演算を行い、原稿搬送装置の振動を逐次減少することができるようになっている。

図８（ｂ）は、開閉動作制御部１１４に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。図中のＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_１ａ及びＣ_２ａは、共にＰＩＤ制御を行う部分で、具体的なＣ_１及びＣ_２の処理内容は数１及び数２に示す通りであり、Ｃ_１ａ及びＣ_２ａの処理内容は数３及び数４に示す通りである。

数３、数４において、Ｋ_Ｐ１ａ及びＫ_Ｐ２ａは比例ゲインであり、Ｔ_Ｉ１ａ及びＴ_Ｉ２ａは積分時間、Ｔ_Ｄ１ａ及びＴ_Ｄ２ａは微分時間である。これらのパラメータは設計者によって適宜設定される。また、ηは近似微分のために便宜用いられる係数であり、η＜＜１とする。Ｃ_１ａの演算は、ある目標値への追従性を良好にするように前記パラメータが設定されている。

開閉動作制御部１１４は、予め設定された速度テーブル部１４ａが出力する指令速度ω_ｒｅｆに、各モータ７０，７１の実駆動が追従するように各モータ７０，７１を制御して、モータ７０とモータ７１との回転角速度のばらつきを軽減するようになっている。

Ｃ_２及びＣ_２ａの演算は、ある情報の時間変化率を軽減させるように前記パラメータが設定されている。ω_１ｒｅｆはモータ７０への指令速度を表し、ω_２ｒｅｆはモータ７１への指令速度を表している。ω_１はロータリーエンコーダ１２によって検出されたモータ７０の回転角速度を表し、ω_２はロータリーエンコーダ１３によって検出されたモータ７１の回転角速度を表している。ω_ｒｅｆは予め設定された速度テーブル部１４ａに基づく速度指令であり、モータ７０は上記速度指令ω_ｒｅｆにしたがって駆動される。Ｃ_１及びＣ_１ａの演算によって、モータ７１もω_ｒｅｆに追従できるように図られている。また、開閉動作制御部１１４は、モータ７０の回転角速度ω_１とモータ７１の回転角速度ω_２の差分を求めた上でＣ_２及びＣ_２ａの演算を行って、モータ７０とモータ７１の回転角速度のばらつきを軽減するようにモータ７０，７１の回転角速度を変化させる。

以上のような制御系が制御演算を行うようになっているので、制御手段としての開閉動作制御部１１４は、モータ７０，１７を速度テーブル部１４ａに則って駆動させ、かつモータ７１とモータ７０と回転角速度を相互に合わせるようになっている。

この結果、原稿搬送装置１００は、各モータ間の各速度のばらつきを軽減するので、原稿搬送装置が傾いたり歪んだりして開閉することが少なくなる。したがって、本実施形態の画像読取装置は、第１実施形態の画像読取装置と同様な効果を奏する他に、第１実施形態の画像読取装置よりも、原稿搬送装置の傾きや歪を速やかに修正することができる。

上述の演算内容では、傾き検出センサ１１によって検出される原稿搬送装置１００の傾き角度θ_３は演算内容に組み込まれていない。しかし、第１実施形態の画像読取装置の開閉動作制御部１４と同様に、原稿搬送装置の傾き角度θ_３がある設定された傾き角αより大きくなったとき、モータ７０，７１を回転制御してもよい。

なお、モータは２つであるが３つ以上あってもよい。この場合、３つのモータの回転角速度を互いに合わせる（一致させる）必要がある。さらに、モータの代わりにシリンダを使用した場合には、シリンダの移動量（作動状態）を検出して、作動速度を求め、複数のシリンダの作動速度を互いに合わせる（一致させる）ことになる。

（第３実施形態）
第３実施形態の画像読取装置５０３は、モータ７０の回転角速度ω_１にモータ７１の回転角速度ω_２を合わせ、さらに、傾き検出センサ１１より検出された原稿搬送装置１００の傾き角速度ω_３を考慮して、モータの回転角速度ω_２を制御するようになっている。

このため、第３実施形態の画像読取装置は、開閉動作中の原稿搬送装置における、原稿搬送装置の重心を通る前後方向軸Ｌ１（図３）回りの速度変動を軽減することができる。

図９は、第３実施形態における画像読取装置の制御説明用の図である。（ａ）は制御ブロックの部分図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は開閉動作制御部に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。

制御手段としての開閉動作制御部２１４に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。図中のＣ_１、Ｃ_２及びＣ_３は、共にＰＩＤ制御を行う部分で、具体的なＣ_１及びＣ_２の処理内容は数１及び数２に示す通りであり、Ｃ_３の処理内容は数５に示す通りである。

数５において、Ｋ_Ｐ３は比例ゲインであり、Ｔ_Ｉ４は積分時間、Ｔ_Ｄ３は微分時間である。これらのパラメータは設計者によって適宜設定される。Ｃ_３によって原稿搬送装置の振動を軽減することを図っている。

原稿搬送装置１００の開閉動作は、弾性的な挙動となるが、モータ７０，７１の回転角速度ω_１及びω_２は必ずしも原稿搬送装置１００の弾性的な挙動を反映しない。したがって、回転角速度ω_１及びω_２を制御演算に組み入れても原稿搬送装置の弾性的な挙動まで制御することができない。そこで、本実施形態の画像読取装置は、原稿搬送装置の傾き角速度ω_３を制御演算に組み込むことによって、原稿搬送装置の弾性体的な挙動も抑制するためにモータ７０，７１を制御している。すなわち、制御演算部１４ｂが、原稿搬送装置１００における傾き角速度ω_３の変動に応じて、モータ７０の回転角速度ω_１を変化させ、モータ７１をモータ７０の駆動に追従させて、原稿搬送装置１００の傾き角速度ω_３における変動に対応させている。

本実施形態の画像読取装置５０３は、第１、第２実施形態の画像読取装置と同様な効果を奏するとともに、開閉動作中の原稿搬送装置１００における原稿搬送装置の重心を通る前後方向軸Ｌ１（図３）回りの速度変動を軽減することができる。さらに、その他の要因による原稿搬送装置の振動も軽減することができる。その他の振動の要因として、例えば、開閉動作中に生じる原稿搬送装置の自由振動や、モータ７０，７１の駆動周波数と原稿搬送装置１００の固有振動数との共振が挙げられる。

なお、モータ７１の回転角速度にモータ７０の回転角速度を合わせてもよい。また、モータは２つであるが３つ以上あってもよい。この場合、１つのモータの回転角速度に残りのモータの回転角速度を合わせる（一致させる）。さらに、モータの代わりにシリンダを使用した場合には、シリンダの移動量（作動状態）を検出して、作動速度を求め、一方のシリンダに他方のシリンダの作動速度を合わせる（一致させる）ことになる。

（第４実施形態）
第４実施形態の画像読取装置５０４は、モータ７０，７１の回転角速度ω_１及びω_２のばらつきを互いに合わせて、さらに、傾き検出センサ１１に検出された原稿搬送装置の傾き角速度ω_３を考慮し、モータの回転角速度ω_１及びω_２を制御するようになっている。

図１０は、第４実施形態における画像読取装置の制御説明用の図である。（ａ）は制御ブロックの部分図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は制御手段としての開閉動作制御部３１４に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。

第４実施形態の画像読取装置５０４は、開閉動作中の原稿搬送装置における、原稿搬送装置の重心を通る前後方向軸Ｌ１（図３）回りの速度変動を軽減することができる。

Ｃ_１、Ｃ_１ａ、Ｃ_２、Ｃ_２ａ、Ｃ_３及びＣ_３ａは、ＰＩＤ制御を行う部分で、具体的なＣ_１、Ｃ_１ａ、Ｃ_２、Ｃ_２ａ及びＣ_３の処理内容は数１乃至数５に示す通りであり、Ｃ_３ａの処理内容は数６に示す通りである。

数６において、Ｋ_Ｐａは比例ゲインであり、Ｔ_Ｉａは積分時間、Ｔ_Ｄ３ａは微分時間である。これらのパラメータは設計者によって適宜設定される。Ｃ_３ａによって原稿搬送装置の振動を軽減するようになっている。

原稿搬送装置１００の開閉動作は、弾性的な挙動となるが、モータ７０，７１の回転角速度ω_１及びω_２は必ずしも原稿搬送装置１００の弾性的な挙動を反映しない。したがって、回転角速度ω_１及びω_２を制御演算に組み入れても原稿搬送装置の弾性的な挙動まで制御することができない。そこで、本実施形態の画像読取装置は、原稿搬送装置の傾き角速度ω_３を制御演算に組み込むことによって、原稿搬送装置の弾性体的な挙動も抑制するためにモータ７０，７１を制御している。すなわち、制御演算部１４ｂが、原稿搬送装置１００における傾き角速度ω_３の変動に応じて、モータ７０の回転角速度ω_１を変化させ、モータ７１をモータ７０の駆動に追従させて、原稿搬送装置１００の傾き角速度ω_３における変動に対応させている。

図１０に示すような制御系にすることによって、画像読取装置は、第３実施形態と同様な効果を奏するようになっている。また、画像読取装置は、モータ７０とモータ７１の回転角速度のばらつきが軽減されるようにモータ７０，７１の角速度を相互に合わせる（一致させる）ようになっているので、原稿搬送装置の傾きや歪を速やかに修正することができる。

なお、モータは２つであるが３つ以上あってもよい。この場合、３つのモータの回転角速度を互いに合わせる（一致させる）必要がある。さらに、モータの代わりにシリンダを使用した場合には、シリンダの移動量（作動状態）を検出して、作動速度を求め、複数のシリンダの作動速度を互いに合わせる（一致させる）ことになる。

また、画像形成装置１は、原稿搬送装置が原稿を原稿台ガラスに押圧するとき、原稿の位置をずらすことが少ない画像読取装置を備えているので、新たなシートに再度画像を形成することが少なくなり、画像形成効率を向上させることができる。

本発明の実施形態における画像形成装置の図である。（ａ）は、外観斜視図である。（ｂ）は、原稿搬送装置を開いた図である。 本発明の実施形態における画像形成装置の図であり、シート搬送方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態における画像読取装置のモータ周辺の斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の制御ブロック図である。 画像信号制御部の内部構造を示す図である。 図１の画像読取装置において、原稿搬送装置の傾き角度が設定された傾き角度より大きくなった後、制御演算部でモータの回転角速度の制御動作を開始する動作説明のフローチャートである。 第１実施形態における画像読取装置の制御説明用の図である。（ａ）は制御ブロック図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は開閉動作制御部に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。 第２実施形態における画像読取装置の制御説明用の図である。（ａ）は制御ブロックの部分図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は開閉動作制御部に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。 第３実施形態における画像読取装置の制御説明用の図である。（ａ）は制御ブロックの部分図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は開閉動作制御部に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。 第４実施形態における画像読取装置の制御説明用の図である。（ａ）は制御ブロックの部分図であり、制御演算を行う際の信号の流れを表した図である。（ｂ）は開閉動作制御部に適用できる制御演算の流れの一例を示した図である。

符号の説明

Ｄ 原稿
Ｌ１ 前後方向軸
θ_１ モータ７０の回転角度
θ_２ モータ７１の回転角度
θ_３ 原稿搬送装置の傾き角度
α 設定された傾き角度
ω_１ モータ７０の回転角速度
ω_２ モータ７１の回転角速度
１ 画像形成装置
１１ 傾き検出センサ（傾き検出手段）
１２ ロータリーエンコーダ（作動状態検出手段）
１３ ロータリーエンコーダ（作動状態検出手段）
１４，１１４，２１４，３１４ 開閉動作制御部（制御手段）
１４ａ 速度テーブル部（記憶部）
１４ｂ 制御演算部
１４ｃ 判定部
１４ｄ 積分演算回路
１４ｅ 微分演算回路
１４ｆ 微分演算回路
７０ モータ（駆動手段）
７１ モータ（駆動手段）
１００ 原稿搬送装置（原稿押圧手段）
１００ａ 原稿押圧面
２００ 読取部（画像読取手段）
２０５ 原稿台ガラス（原稿台）
３００ 装置本体、画像形成部（画像形成手段）
３０１ プリンタ制御部（画像形成制御部）
５０１，５０２，５０３，５０４ 画像読取装置

Claims (8)

1. 原稿が載置される原稿台と、
   水平方向に沿って延びた回動軸を中心として回動することで、前記原稿台に対して開閉可能で、閉じた状態で原稿を前記原稿台に押圧する原稿押圧手段と、
   前記原稿押圧手段によって前記原稿台に押圧された原稿の画像を読み取る画像読取手段と、を備えた画像読取装置において、
   前記原稿押圧手段を開閉させる複数の駆動手段と、
   前記各駆動手段の作動状態を検出する複数の作動状態検出手段と、
   前記原稿押圧手段に設けられて、前記原稿押圧手段の回動軸の軸線と直交し且つ前記原稿押圧手段の重心を通るラインを中心とした前記原稿押圧手段の傾きを検出可能である傾き検出手段と、
   前記各作動状態検出手段が検出した前記作動状態および前記傾き検出手段によって検出された前記原稿押圧手段の傾きに基づいて、前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記傾き検出手段は、前記原稿押圧手段の重心位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記制御手段は、前記傾き検出手段が検出した前記原稿押圧手段の傾きに基づいて、前記駆動手段を制御して、前記原稿押圧手段の傾きを修正する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記制御手段は、前記傾き検出手段によって検出された前記原稿押圧手段の傾き角度が設定された傾き角度以上になったとき、前記駆動手段を制御して、前記原稿押圧手段の傾きを修正する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
5. 前記原稿押圧手段の開閉動作開始後の経過時間に対する開閉速度を記憶した記憶部を備え、
   前記制御手段は、前記複数の駆動手段の内、少なくとも１つの駆動手段の作動速度を、前記開閉速度に合わせて前記原稿押圧手段が開閉できるように制御し、残りの駆動手段の作動速度を前記少なくとも１つの駆動手段の作動速度に一致させるべく、前記残りの駆動手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記原稿押圧手段の開閉動作開始後の経過時間に対する開閉速度を記憶した記憶部を備え、
   前記制御手段は、前記複数の駆動手段の作動速度を、前記開閉速度に合わせて前記原稿押圧手段が開閉できるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記原稿押圧手段は原稿搬送装置である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 原稿の画像を読み取る画像読取装置と、
   前記画像読取装置によって読み取られた画像情報に基づいてシートに前記画像を形成する画像形成手段と、を備え、
   前記画像読取装置が、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置であることを特徴とする画像形成装置。

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