JP6632642B2 - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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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制御に関する。
従来、画像形成装置において、シートの搬送中に起こったジャムの処理が行われた後に、搬送路にシートが残留しているか否かを、シートの有無を検出するシートセンサの検出結果に基づいて検出する構成が知られている(特許文献1)。
特開2016−102814号公報
ところが、前記特許文献1における構成では、シートを検出するためのセンサを搬送路に設る必があるため、画像形成装置が大型化してしまう。また、センサを設けることによってコストが増大してしまう。
上記課題に鑑み、本発明は、より安価な構成によってシートを高精度に検出することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係るシート搬送装置は、
シートを搬送するシート搬送装置において、
前記シート積載される積載部と、
前記積載部に積載されたシートを給送する給送部と、
前記給送部により給送されたシートを搬送する第1搬送ローラと、
前記第1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、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
前記シート搬送装置の電源がOFF状態からON状態に切り替わった後、且つ、当該電源がOFF状態からON状態に切り替わった後の最初に前記給送部による前記シートの送が開始される給送タイミングよりも、に前第1搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする。
本発明によれば、より安価な構成によってシートを高精度に検出することができる。
第1実施形態に係る画像形成装置を説明する断面図である。 第1実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 A相及びB相から成る2相のモータと、d軸及びq軸によって表される回転座標系との関係を示す図である。 第1実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る、搬送ローラが駆動される構成を説明する図である。 第1実施形態に係る、シートが搬送ローラ12にニップされ且つ搬送ローラ13にニップされていない状態で搬送路に残留している場合における偏差Δθ2の一例を示す図である。 シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13との両方にニップされた状態で搬送路に残留している場合における偏差Δθ2の一例を示す図である。 第1実施形態に係る、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。 第1実施形態に係る偏差Δθ1の一例を示す図である。 第2実施形態に係る、搬送ローラが駆動される構成を説明する図である。 第2実施形態に係る、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。 第3実施形態に係る偏差Δθ2の一例を示す図である。 第3実施形態に係る、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。 第3実施形態に係る偏差Δθ1の一例を示す図である。 速度フィートバック制御を行うモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係る、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。 搬送ローラを駆動するモータの電流値iqの一例を示す図である。
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、この実施の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、この発明の範囲が以下の実施の形態に限定され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等にも用いられる。
〔第1実施形態〕
[画像形成装置]
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カラー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、原稿給送装置201、読取装置202及び画像印刷装置301を有する。
原稿給送装置201の原稿積載部203に積載された原稿は、給紙ローラ204によって1枚ずつ給送され、搬送ガイド206に沿って読取装置202の原稿ガラス台214上に搬送される。更に、原稿は、搬送ベルト208によって一定速度で搬送されて、排紙ローラ205によって不図示の排紙トレイへ排紙される。読取装置202の読取位置において照明209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210、211、212からなる光学系によって画像読取部111に導かれ、画像読取部111によって色ごと(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に画像信号に変換される。画像読取部111は、レンズ、光電変換素子であるCCD、CCDの駆動回路等で構成される。画像読取部111から出力された画像信号は、ASIC等のハードウェアデバイスで構成される画像処理部112によって各種補正処理が行われた後、画像印刷装置301へ出力される。前述の如くして、原稿の読取が行われる。即ち、原稿給送装置201及び読取装置202は、原稿読取装置として機能する。
また、原稿の読取モードとして、第1読取モードと第2読取モードがある。第1読取モードは、搬送される原稿の画像を、所定の位置に固定された照明系209及び光学系によって読み取るモードである。第2読取モードは、読取装置202の原稿ガラス214上に載置された原稿の画像を、移動する照明系209及び光学系によって読み取るモードである。通常、シート状の原稿の画像は第1読取モードで読み取られ、本や冊子等の綴じられた原稿の画像は第2読取モードで読み取られる。
画像印刷装置301の内部には、記録媒体を収納するシート収納トレイ9が設けられている。なお、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、樹脂シート、布、OHPシート、ラベル等は記録媒体に含まれる。
シート収納トレイ9に収納された記録媒体は、ピックアップローラ10によって送り出され、搬送ローラ11、12、13によってレジストレーションローラ14へ搬送される。
読取装置202から出力された画像信号は、半導体レーザ及びポリゴンミラーを含む光走査装置3Y、3M、3C、3Kに色成分ごとに入力される。具体的には、読取装置202から出力されたイエローに関する画像信号は光走査装置3Yに入力され、読取装置202から出力されたマゼンタに関する画像信号は光走査装置3Mに入力される。また、読取装置202から出力されたシアンに関する画像信号は光走査装置3Cに入力され、読取装置202から出力されたブラックに関する画像信号は光走査装置3Kに入力される。なお、以下の説明においては、イエローの画像が形成される構成について説明するが、マゼンタ、シアン、ブラックについても同様の構成である。
感光ドラム1Yは、帯電器2Yによって外周面が帯電される。感光ドラム1Yの外周面が帯電された後、読取装置202から光走査装置3Yに入力された画像信号に応じたレーザ光が、光走査装置3Yからポリゴンミラー等の光学系を経由し、感光ドラム1Yの外周面に照射される。この結果、感光ドラム1Yの外周面に静電潜像が形成される。
続いて、静電潜像が現像器4Yのトナーによって現像され、感光ドラム1Yの外周面にトナー像が形成される。感光ドラム1Yに形成されたトナー像は、感光ドラム1Yと対向する位置に設けられた転写ローラ5Yによって転写ベルト6に転写される。
転写ベルト6に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像は、転写ローラ対15によって記録媒体に転写される。この転写タイミングに合わせて、レジストレーションローラ14は記録媒体を転写ローラ対15へ送り込む。
前述の如くして、トナー像が転写された記録媒体は、定着器18へ送り込まれ、定着器18によって加熱加圧されて、トナー像が記録媒体に定着される。このようにして、画像形成装置100によって記録媒体に画像が形成される。画像が形成された記録媒体は、排紙ローラ17によって排紙トレイ19へ排紙される。
本実施形態における画像形成装置100には、搬送路に残留したシートをユーザが取り除くための扉20が設けられている。ユーザは、扉20を開くことによって搬送路に残留したシートを取り除くことができる。また、本実施形態における画像形成装置100には、扉20の開閉を検知する扉センサ21が設けられている。
以上が画像形成装置100の構成および機能についての説明である。
図2は、画像形成装置100の制御構成の例を示すブロック図である。システムコントローラ151は、図2に示すように、CPU151a、ROM151b、RAM151cを備えている。また、システムコントローラ151は、画像処理部112、操作部152、アナログ・デジタル(A/D)変換器153、高圧制御部155、モータ制御装置157、158、162、センサ類159、ACドライバ160、シート検出器700、扉センサ21と接続されている。システムコントローラ151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。
CPU151aは、ROM151bに格納された各種プログラムを読み出して実行することによって、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。
システムコントローラ151は、画像処理部112における画像処理に必要となる、画像形成装置100の内部に設けられた各種装置の設定値データを画像処理部112に送信する。更に、システムコントローラ151は、センサ類159からの信号を受信して、受信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、高圧ユニット156(帯電器2Y、2M、2C、2K、現像器4Y、4M、4C、4K等)に必要な電圧を供給する。
モータ制御装置157は、CPU151aから出力された指令に応じて、搬送ローラ13を駆動するモータ(ステッピングモータ)M2を制御する。また、モータ制御装置158は、CPU151aから出力された指令に応じて、搬送ローラ12を駆動するモータ(ステッピングモータ)M1を制御する。また、モータ制御装置162は、CPU151aから出力された指令に応じて、搬送ローラ11を駆動するモータ(ステッピングモータ)M0を制御する。なお、図2においては、画像形成装置のモータとしてモータM0、M1、M2のみが記載されているが、実際には、画像形成装置には4個以上のモータが設けられている。また、1個のモータ制御装置が複数個のモータを制御する構成であっても良い。更に、図2においては、モータ制御装置が3個しか設けられていないが、実際には、4個以上のモータ制御装置が画像形成装置に設けられている。
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が検出した検出信号を受信し、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18に含まれる。
システムコントローラ151は、使用する記録媒体の種類(以下、紙種と称する)等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部152に設けられた表示部に表示するように、操作部152を制御する。システムコントローラ151は、ユーザが設定した情報を操作部152から受信し、ユーザが設定した情報に基づいて画像形成装置100の動作シーケンスを制御する。また、システムコントローラ151は、画像形成装置の状態を示す情報を操作部152に送信する。なお、画像形成装置の状態を示す情報とは、例えば、画像形成枚数、画像形成動作の進行状況、原稿読取装置201及び画像印刷装置301におけるシートのジャムや重送、搬送路に残留しているシート等に関する情報である。操作部152は、システムコントローラ151から受信した情報を表示部に表示する。
前述の如くして、システムコントローラ151は画像形成装置100の動作シーケンスを制御する。なお、シート検出器700については後述する。
[モータ制御装置]
次に、本実施形態におけるモータ制御装置について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置は、ベクトル制御を用いてモータを制御する。なお、以下の説明においては、電気角としての回転位相θ、指令位相θ_ref及び電流の位相等に基づいて以下の制御が行われるが、例えば、電気角が機械角に変換され、当該機械角に基づいて以下の制御が行われてもよい。
<ベクトル制御>
まず、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がベクトル制御を行う方法について説明する。なお、モータ制御装置158、162の構成は、モータ制御装置157の構成と同様であるため、説明を省略する。また、以下の説明におけるモータには、モータの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は、A相(第1相)とB相(第2相)との2相から成るステッピングモータ(以下、モータと称する)M2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示す図である。図3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、図3では、回転子402に用いられている永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向に沿ってd軸が定義され、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軸との成す角度はθと定義され、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、回転子402の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられる。具体的には、ベクトル制御では、巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルの、回転座標系における電流成分であって、回転子にトルクを発生させるq軸成分(トルク電流成分)と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)とが用いられる。
ベクトル制御とは、回転子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トルク電流成分の値と励磁電流成分の値と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制御方法である。また、回転子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トルク電流成分の値と励磁電流成分の値と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を制御する方法もある。
図4は、モータM2を制御するモータ制御装置157の構成の例を示すブロック図である。なお、モータ制御装置157は、少なくとも1つのASICで構成されており、以下に説明する各機能を実行する。
図4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M2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M2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3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。
モータ制御装置157は、モータM2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M2の回転子402の目標位相を表す指令位相θ_refを生成し、指令位相θ_refをモータ制御装置157へ出力する。なお、指令位相θ_refは、搬送ローラ13の周速度の目標速度に対応するモータM2の回転子の目標速度に基づいて設定される。
減算器101は、位相決定器513から出力された、モータM2の回転子402の回転位相θと指令位相θ_refとの偏差Δθを演算して出力する。
位相制御器502は、偏差Δθを周期T(例えば、200μs)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から取得する偏差Δθ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。なお、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。また、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。また、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。本実施形態における位相制御器502は、PID制御に基づいてq軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御器502は、PI制御に基づいてq軸電流指令値iq_ref及びd軸電流指令値id_refを生成しても良い。なお、回転子402に永久磁石を用いる場合、通常は巻線を貫く磁束の強度に影響するd軸電流指令値id_refは0に設定されるが、これに限定されるものではない。
モータM2のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流は、電流検出器507、508によって検出され、その後、A/D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。なお、電流検出器507、508が電流を検出する周期は、例えば、位相制御器502が偏差Δθを取得する周期T以下の周期(例えば、25μs)である。
A/D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3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。また、Iは電流ベクトルの大きさを示す。
iα=I*cosθe (1)
iβ=I*sinθe (2)
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に入力される。
座標変換器511は、次式によって、静止座標系における電流値iα及び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)
座標変換器511は、変換された電流値iqを減算器102に出力する。また、座標変換器511は、変換された電流値idを減算器103に出力する。
減算器102は、q軸電流指令値iq_refと電流値iqとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。
また、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。
電流制御器503は、PID制御に基づいて、入力される偏差がそれぞれ小さくなるように駆動電圧Vq及びVdを生成する。具体的には、電流制御器503は、入力される偏差がそれぞれ0になるように駆動電圧Vq及びVdを生成して座標逆変換器505に出力する。即ち、電流制御器503は、生成手段として機能する。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。
座標逆変換器505は、電流制御器503から出力された回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに逆変換する。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
座標逆変換器505は、逆変換された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。
PWMインバータ506は、フルブリッジ回路(Hブリッジ回路)を有する。フルブリッジ回路は座標逆変換器505から入力された駆動電圧Vα及び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及びVβに応じた駆動電流iα及びiβを生成し、駆動電流iα及びiβをモータM2の各相の巻線に供給することによって、モータM2を駆動させる。即ち、PWMインバータ506は、モータM2の各相の巻線に電流を供給する供給手段として機能する。なお、本実施形態においては、PWMインバータはフルブリッジ回路を有しているが、PWMインバータはハーフブリッジ回路等であっても良い。
次に、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M2のA相及びB相の巻線に誘起される誘起電圧Eα及びEβの値が用いられる。誘起電圧の値は誘起電圧決定器512によって決定(算出)される。具体的には、誘起電圧Eα及びEβは、A/D変換器510から誘起電圧決定器512に入力された電流値iα及びiβと、座標逆変換器505から誘起電圧決定器512に入力された駆動電圧Vα及びVβとから、次式によって決定される。
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (7)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (8)
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。
位相決定器513は、誘起電圧決定器512から出力された誘起電圧Eαと誘起電圧Eβとの比に基づいて、次式によってモータ509の回転子402の回転位相θを決定する。
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (9)
なお、本実施形態においては、位相決定器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、位相決定器513は、ROM151b等に記憶されている、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、座標変換器511及びシート検出器700に入力される。
モータ制御装置157は、上述の制御を繰り返し行う。
以上のように、本実施形態におけるモータ制御装置157は、指令位相θ_refと回転位相θ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ベクトル制御を行う。ベクトル制御を行うことによって、モータが脱調状態となることや、余剰トルクに起因してモータ音が増大すること及び消費電力が増大することを抑制することができる。
[搬送路に残留したシートを検出する方法]
図5は、本実施形態における搬送ローラが駆動される構成を説明する図である。図5では、シートが搬送ローラ12によってニップされた状態で搬送路に残留している様子が示されている。
図5に示すように、搬送ローラ11はモータM0によって駆動され、モータM0はモータ制御装置162によって制御される。また、搬送ローラ12はモータM1によって駆動され、モータM1はモータ制御装置158によって制御される。また、搬送ローラ13はモータM2によって駆動され、モータM2はモータ制御装置157によって制御される。図5に示すモータ制御装置157、158、162は、ベクトル制御によって制御対象のモータを制御する。
以下に、本実施形態における、画像形成装置100の動作が停止したことに起因して搬送路に残留したシートが検出される方法(シートの有無を検出する方法)について説明する。
なお、以下の説明において、モータ制御装置157、158、162は、CPU151aから出力された指令位相θ_refに基づいて位相フィードバック制御を行うが、指令位相θ_refはモータの目標速度に基づいてCPU151aによって生成される。なお、実際には、CPU151aはモータ制御装置に対してパルス信号を出力しており、パルスの数が指令位相に対応し、パルスの周波数が目標速度に対応する。また、目標速度は、ローラの周速度の目標値に基づいて決定される。
図5に示すように、本実施形態では、搬送ローラ13から搬送ローラ11までの順番を示す整数Nが設定されている。例えば、N=1は、搬送ローラ13を示し、N=3は、搬送ローラ11を示す。
本実施形態では、画像形成装置100の動作が再開されると(電源がONされると)、番号N及びN+1に対応するローラを駆動させ、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて、シート検出器700が残留紙の有無を検出する。即ち、本実施形態では、シートの有無が、フォトセンサ等のセンサではなくモータ制御装置から出力される信号に基づいて判定される。なお、シート検出器700は、例えば、偏差Δθを取得する毎に、シートの有無を示す信号を検出結果としてCPU151aに出力する。
本実施形態では、番号Nに対応するローラが周速度V1で駆動され、番号N+1に対応するローラが周速度V2で駆動される。周速度V1は周速度V2よりもΔV速い周速度である。即ち、本実施形態では、番号Nに対応するローラ(下流側のローラ)が番号N+1に対応するローラ(上流側のローラ)よりも周速度がΔV速い状態で駆動される。なお、残留紙の有無を検出する際のローラの周速度は、画像形成動作が実行される際にシートを搬送するときのローラの周速度よりも遅い周速度である。具体的には、例えば、残留紙の有無を検出する際のローラの周速度は、画像形成動作が実行される際にシートを搬送するときのローラの周速度の半分の周速度に設定される。
図6は、画像形成装置100の電源がONされたときに搬送ローラ12及び搬送ローラ13が駆動された(即ち、N=1である)場合において搬送ローラ13を駆動するモータM2の偏差Δθ2の一例を示す図である。時刻t1は搬送ローラ13の駆動が開始される時刻である。なお、図6においては、偏差Δθが正の値であることは回転位相θが指令位相θ_refよりも遅れていることを意味し、偏差Δθが負の値であることは回転位相θが指令位相θ_refよりも進んでいることを意味する。しかしながら、偏差Δθの極性と回転位相θ及び指令位相θ_refの関係は、これに限定されるわけではない。例えば、回転位相θが指令位相θ_refよりも遅れている場合は偏差Δθが負の値であり、回転位相θが指令位相θ_refよりも進んでいる場合は偏差Δθが正の値である構成でもよい。
シートが搬送ローラ12にニップされ且つ搬送ローラ13によってニップされていない状態でシートが搬送ローラ12によって搬送されると、駆動中の搬送ローラ13のニップ部に当該シートの先端が到達する。なお、シートが搬送ローラ13にニップされていない状態において当該搬送ローラ13を駆動するモータM2には、搬送ローラ13を駆動するために必要なトルクTrがかかる。
シートが搬送ローラ13によって搬送されるようになると、搬送ローラ13を駆動するモータM2にかかる負荷トルクは増大してトルクTrよりも大きくなる。モータM2にかかる負荷トルクが増大すると、モータM2の回転子の回転位相θが指令位相θ_refよりも遅れることに起因して、偏差Δθの絶対値が変動する。具体的には、例えば、図6に示すように、偏差Δθの絶対値は増大する。
図6の一点鎖線は、搬送ローラ12及び搬送ローラ13が同じ周速度で駆動された場合における偏差Δθ2を示す。また、図6の実線は、シートが搬送ローラ12及び搬送ローラ13にニップされている状態において搬送ローラ13が搬送ローラ12よりも速い周速度で駆動された場合における偏差Δθ2を示す。
シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13との両方によって搬送されるようになるときにモータM2にかかる負荷トルクの増大量は、搬送ローラ13が搬送ローラ12と同じ周速度で回転する場合より搬送ローラ13が搬送ローラ12より速い周速度で回転する場合のほうが大きい。これは、搬送ローラ13が搬送ローラ12より速い周速度で回転する場合、搬送ローラ13は、搬送ローラ12にニップされているシートを下流側へ引っ張るからである。搬送ローラ13にかかる負荷トルクの増大量が大きいほど、偏差Δθの絶対値の増大量も大きくなる。具体的には、図6に示すように、実線で示される偏差Δθの変動量のほうが一点鎖線で示される偏差Δθの変動量よりも大きい。搬送ローラ13を搬送ローラ12よりも速い周速度で駆動させることによって、偏差Δθの変動量をより大きくすることができ、残留紙をより高精度に検出することができる。
また、例えば、シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13との両方にニップされた状態で搬送路に残留している場合に搬送ローラ12及び搬送ローラ13が駆動されると、シートが搬送ローラ13と搬送ローラ12との両方によって搬送される。このとき、搬送ローラ13を搬送ローラ12よりも速い周速度で駆動させることに起因して搬送ローラ13は搬送ローラ12にニップされているシートを下流側へ引っ張る。この結果、モータM2にかかる負荷トルクはトルクTrよりも大きくなり、偏差Δθの変動量をより大きくさせることができる。具体的には、偏差Δθは、例えば、図7に示すように変動する。なお、一点鎖線は搬送ローラ12及び搬送ローラ13が同じ周速度で駆動された場合における偏差Δθ2を示し、実線は搬送ローラ13が搬送ローラ12よりも速い周速度で駆動された場合における偏差Δθ2を示す。搬送ローラ13を搬送ローラ12よりも速い周速度で駆動させることによって、残留紙をより高精度に検出することができる。
このように、本実施形態は、シートが搬送ローラ12にニップされ且つ搬送ローラ13にニップされていない状態で搬送路に残留している場合に限らず、シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13との両方にニップされた状態で搬送路に残留している場合にも適用される。
図6及び図7に示すように、本実施形態では、シートの有無を検出するための偏差Δθの閾値として閾値Δθthが設定されている。シート検出器700は、取得した偏差Δθ2の絶対値が閾値Δθth以上である場合は、偏差Δθ2の絶対値が閾値Δθth以上であることを示す信号を出力する。なお、偏差Δθ2の絶対値が閾値Δθth未満である場合、シート検出器700は偏差Δθ2の絶対値が閾値Δθth未満であることを示す信号を出力する。
なお、閾値Δθthは、搬送ローラ13にシートがニップされていない状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθ2の絶対値の最大値より大きい値に設定される。なお、搬送ローラ13にシートがニップされていない状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθ2の絶対値の最大値は、予め実験等によって測定された結果に基づいて決定される。
更に、閾値Δθthは、シートが搬送ローラ13によって搬送されるようになる(ニップされる)際に想定される偏差Δθ2の絶対値の最大値より小さい値に設定される。なお、シートが搬送ローラ13によって搬送されるようになる(ニップされる)際に想定される偏差Δθ2の絶対値の最大値は、予め実験等によって測定された結果に基づいて決定される。
即ち、偏差Δθ2の絶対値が閾値Δθth以上になることは、シートが搬送ローラ13のニップ部にニップされている(シートが残留している)ことを意味する。
図8は、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。以下に、図8を用いて、搬送路に残留したシートを検出する方法について説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aによって実行される。なお、このフローチャートの処理は、例えば、画像形成装置100の電源がON状態になったら、即ち、画像形成処理がまだ開始されていない状態で開始される。
画像形成装置100の電源がON状態になると、S101において、CPU151aは、番号Nを‘1’に設定する。
その後、S102において、CPU151aは、番号Nに対応するローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、番号Nに対応するローラが周速度V1で回転するように制御対象のモータを駆動する指示を出力する。また、CPU151aは、番号N+1に対応するローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、番号N+1に対応するローラが周速度V2で回転するように制御対象のモータを駆動する指示を出力する。この結果、番号Nに対応するローラが周速度V1で駆動され、番号N+1に対応するローラが周速度V2で駆動される。
次に、S103において、S102において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth以上であることを示す信号がシート検出器700から出力されると、S104において、CPU151aは番号Nに対応するローラの残留紙フラグをONにする。具体的には、CPU151aは、番号Nに対応するローラにシートがニップされていることを、例えば、RAM151cに記憶する。
また、S103において、S102において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth未満である場合は、処理はS105に進む。
S105において、S102においてモータが駆動されてから所定時間TN1が経過していない場合は、処理は再びS103に戻る。
また、S105において、S102においてモータが駆動されてから所定時間TN1が経過した場合は、S106において、CPU151aは、N番目及びN+1番目のローラの駆動を停止するように、それぞれのローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に指示を出力する。この結果、N番目及びN+1番目のローラの駆動が停止される。
なお、所定時間TN1は、周速度V2で回転するN+1番目の搬送ローラによって、N+1番目の搬送ローラのニップ部からN番目の搬送ローラのニップ部までの距離をシートが搬送されるのに要する時間に設定される。即ち、時間TN1は、N+1番目の搬送ローラのニップ部からN番目の搬送ローラのニップ部までの距離に応じて(即ち、番号Nに応じて)設定される。上述のように、本実施形態では、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから時間TN1が経過するまでの期間に偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上になると、残留紙フラグがON状態になり、時間TN1が経過していなくてもN番目及びN+1番目の搬送ローラの駆動が停止される。また、時間TN1が経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上にならなければ、N番目及びN+1番目の搬送ローラの駆動は停止される。
次に、S107において、番号Nがn未満である場合は、S108において、CPU151aはN=N+1に設定し、処理をS102に戻す。なお、nは、搬送ローラ13から搬送方向におけるシート有無検出対象となる最上流の搬送ローラまでのローラの個数(本実施形態では3)を示す。
一方、S107において、番号Nがn以上である場合は、CPU151aは、処理をS109に進める。
S109において、残留紙フラグがONであるローラがある場合は、S110において、CPU151aは、画像形成装置100の内部にシートが残留していること及びシートが残留している場所を操作部152の表示部に表示することによってユーザに通知する。
その後、S111において、扉20が開いたことが扉センサ21によって検知されると、CPU151aは、処理をS112に進める。
そして、S112において、扉20が閉じられたことが扉センサ21によって検知されると、S113において、CPU151aは、すべての搬送ローラに対応する残留紙フラグをリセット(OFF)にして処理をS101に戻す。具体的には、CPU151aは、RAM151cに記憶されている残留紙の情報を削除する。
以降、CPU151aは、シート有無検出対象となるすべての搬送ローラに対応する残留紙フラグがOFFになるまで、このフローチャートの処理を繰り返し行う。
以上のように、本実施形態では、画像形成装置100の動作が再開されると(電源がONされると)、番号N及びN+1に対応するローラを駆動させ、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて、シート検出器700が残留紙の有無を検出する。なお、番号Nに対応するローラは周速度V1で駆動され、番号N+1に対応するローラは周速度V1よりもΔV遅い周速度V2で駆動される。このように、N番目のローラがN+1番目のローラよりも速い周速度で駆動されることによって、シートがN番目のローラに搬送されるときの負荷トルクの変動量を大きくさせることができ、残留紙をより高精度に検出することができる。
このように、本実施形態では、搬送路に残留したシートが、フォトセンサ等のセンサではなくモータ制御装置から出力される信号に基づいて検出される。この結果、装置が大型化したりコストが増大したりすることなくシートが搬送ローラにニップされているか否かを判定する(残留紙を検出する)ことができる。
なお、本実施形態では、図8に示すフローチャートのS103において、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上である場合は、S106において、N番目及びN+1番目の搬送ローラの駆動が停止されたが、この限りではない。例えば、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上である場合は、N番目の搬送ローラの駆動が停止され、N+1番目の搬送ローラの駆動は継続される構成であってもよい。
また、本実施形態では、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth未満である状態が所定時間TN1継続すると、図8に示すフローチャートのS106において、N番目及びN+1番目の搬送ローラの駆動が停止されたが、この限りではない。例えば、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth未満である状態が所定時間TN1継続したとしても、N番目及びN+1番目の搬送ローラの駆動が継続される構成であってもよい。
また、本実施形態では、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出されたが、この限りではない。例えば、番号N+1に対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出されてもよい。なお、周速度V2で回転する搬送ローラ12によって搬送されるシートの先端が周速度V1で回転する搬送ローラ13に到達すると、搬送ローラ12を駆動するモータM1にかかる負荷トルクは減少する。これは、搬送ローラ12がニップしているシートが搬送ローラ13によって引っ張られることに起因して、搬送ローラ12に回転方向の力が働くためである。その結果、モータM1の回転子の回転位相θが指令位相θ_refよりも進むことに起因して、偏差Δθの絶対値が大きくなる。具体的には、偏差Δθは、例えば、図9のように変動する。
また、本実施形態では、図8のフローチャートのS103において偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上になったか否かに拘わらず、番号Nがnより小さい場合は、S108においてN=N+1に設定された。具体的には、搬送ローラ13及び搬送ローラ12が駆動された(即ち、N=1である)場合は、S108において搬送ローラ12及び搬送ローラ11が駆動されるように番号Nが設定されたが、この限りではない。例えば、S103において偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上である場合はN=N+2に設定される構成であってもよい。
具体的には、搬送ローラ13及び搬送ローラ12が駆動された(即ち、N=1である)状態で偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上である場合は、搬送ローラ11及びピックアップローラ10が駆動されるように番号Nが設定されてもよい。また、nが4以上である場合は、N=N+3に設定される構成であってもよい。
また、本実施形態では、番号Nに対応するローラ(下流側のローラ)が番号N+1に対応するローラ(上流側のローラ)よりも周速度がΔV速い状態で駆動されたが、この限りではない。例えば、番号Nに対応するローラ(下流側のローラ)が番号N+1に対応するローラ(上流側のローラ)よりも周速度がΔV遅い状態で駆動されてもよい。
また、本実施形態においては、周速差ΔVは、搬送されるシートの種類(紙種)に拘わらず所定の値に設定されたが、この限りではない。例えば、ユーザによって設定された紙種に応じて周速差ΔVが設定されてもよい。なお、厚紙に対応する周速差ΔVは薄紙に対応する周速差ΔV及び普通紙に対応する周速差ΔVより小さくてもよい。また、普通紙に対応する周速差ΔVは薄紙に対応する周速差ΔVより小さくてもよい。
〔第2実施形態〕
画像形成装置及びモータ制御装置の構成が第1実施形態と同様である部分については説明を省略する。
第1実施形態では、番号Nに対応するローラが周速度V1で駆動され、番号N+1に対応するローラが周速度V2で駆動された。そして、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて、残留紙の有無が検出された。本実施形態では、画像形成装置100の動作が再開されると(電源がONされると)、番号Nに対応するローラから1個ずつ駆動が行われる。即ち、隣接する2つの搬送ローラのうち上流側のローラは駆動されず下流側のローラが駆動されている状態において、当該下流側の搬送ローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて、シート検出器700がシートの有無を検出する。なお、残留紙の有無を検出する際のローラの周速度は、画像形成動作が実行される際にシートを搬送するときのローラの周速度よりも遅い周速度である。具体的には、例えば、残留紙の有無を検出する際のローラの周速度は、画像形成動作が実行される際にシートを搬送するときのローラの周速度の半分の周速度に設定される。
図10は、本実施形態における搬送ローラが駆動される構成を説明する図である。図10では、シートが搬送ローラ12及び搬送ローラ13によってニップされた状態で搬送路に残留している様子が示されている。
以下に、本実施形態において、画像形成装置100の動作が停止したことに起因して搬送路に残留したシートが検出される方法(シートの有無を検出する方法)について説明する。
シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13とのどちらにもニップされていない状態において搬送ローラ13が駆動される場合、モータM2には搬送ローラ13を駆動するために必要なトルクTrがかかる。
また、シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13との両方に狭持された状態で搬送路に残留している場合に、搬送ローラ12が駆動されず搬送ローラ13が駆動されると、搬送ローラ13は、搬送ローラ12にニップされているシートを下流側へ引っ張る。この結果、モータM2には、トルクTrとシートを下流側へ引っ張るために必要なトルクTpとがかかる。トルクTrだけでなくトルクTpがモータM2にかかることに起因して偏差Δθの絶対値は増大する。具体的には、例えば、図7の実線又は一点鎖線によって示されるように、偏差Δθの絶対値は変動する。なお、偏差Δθの絶対値の変動量は、シートが搬送ローラ12と搬送ローラ13との両方にニップされた状態で搬送路に残留している状態で搬送ローラ12及び搬送ローラ13が駆動されるときの偏差Δθの絶対値の変動量と同じとは限らない。
本実施形態では、シートの有無を検出するための偏差Δθの閾値として閾値Δθth2が設定されている。シート検出器700は、取得した偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上である場合は、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上であることを示す信号を出力する。なお、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2未満である場合、シート検出器700は偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2未満であることを示す信号を出力する。
なお、閾値Δθth2は、例えば、搬送ローラ13にシートがニップされていない状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθの最大値より大きい値に設定される。なお、搬送ローラ13にシートがニップされていない状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθの最大値は、予め実験等によって測定された結果に基づいて決定される。
また、閾値Δθth2は、搬送ローラ13と搬送ローラ12との両方にシートがニップされている状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθの最大値より小さい値に設定される。なお、搬送ローラ13と搬送ローラ12との両方にシートがニップされている状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθの最大値は、予め実験等によって測定された結果に基づいて決定される。
即ち、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上になることは、シートが搬送ローラ13のニップ部にニップされている(シートが残留している)ことを意味する。
図11は、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。以下に、図11を用いて、搬送路に残留したシートを検出する方法について説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aによって実行される。なお、このフローチャートの処理は、例えば、画像形成装置100の電源がON状態になったら、即ち、画像形成処理がまだ開始されていない状態で開始される。
画像形成装置100の電源がON状態になると、S201において、CPU151aは、番号Nを‘1’に設定する。
その後、S202において、CPU151aは、番号Nに対応するローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、制御対象のモータを駆動する指示を出力する。この結果、番号Nに対応するローラが駆動される。
次に、S203において、S202において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth2以上であることを示す信号がシート検出器700から出力されると、S204において、CPU151aは番号Nに対応するローラの残留紙フラグをONにする。具体的には、CPU151aは、番号Nに対応するローラにシートがニップされていることを、例えば、RAM151cに記憶する。
また、S203において、S202において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth2未満である場合は、処理はS205に進む。
S205において、S202においてモータが駆動されてから所定時間TN2が経過していない場合は、処理は再びS203に戻る。
また、S205において、S202においてモータが駆動されてから所定時間TN2が経過した場合は、S206において、CPU151aは、N番目のローラの駆動を停止するように、当該ローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に指示を出力する。この結果、N番目のローラの駆動が停止される。
なお、所定時間TN2は、N番目の搬送ローラによって、N番目の搬送ローラのニップ部からN−1番目(即ち、N番目の搬送ローラの下流側)の搬送ローラのニップ部までの距離をシートが搬送されるのに要する時間に設定される。即ち、時間TN2は、N番目の搬送ローラのニップ部からN−1番目の搬送ローラのニップ部までの距離に応じて(即ち、番号Nに応じて)設定される。この結果、シートがN番目の搬送ローラにニップされ且つN+1番目の搬送ローラにニップされていない状態であっても、N番目の搬送ローラによって搬送されるシートの先端が停止状態のN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達する。シートの先端が停止状態のN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達するとシートがN番目の搬送ローラとN−1番目の搬送ローラとの間で撓む。この結果、シートには弾性力が働く。当該弾性力に起因して、N番目の搬送ローラには回転方向とは逆方向の力が働く。その結果、N番目の搬送ローラを駆動するモータにかかる負荷トルクは増大し、偏差Δθの絶対値も増大する。このような構成によって増大する偏差Δθに基づいて残留紙の検出を行うこともできる。
上述のように、本実施形態では、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから時間TN2が経過するまでの期間に偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上になると、残留紙フラグがON状態になり、時間TN2が経過していなくてもN番目の搬送ローラの駆動が停止される。また、時間TN2が経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上にならなければ、N番目の搬送ローラの駆動は停止される。
次に、S207において、番号Nがn以下である場合は、S208において、CPU151aは、N=N+1に設定し、処理をS202に戻す。なお、nは、搬送ローラ13から搬送方向におけるシート有無検出対象となる最上流の搬送ローラまでのローラの個数(本実施形態では3)を示す。
一方、S207において、番号Nがnより大きい場合は、CPU151aは、処理をS209に進める。
S209からS213までの処理は、図8におけるS109からS113までの処理と同様の処理であるため、説明を省略する。
以上のように、本実施形態では、画像形成装置100の動作が再開されると(電源がONされると)、番号Nに対応するローラから1個ずつ駆動が行われる。シート検出器700は、ローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無を検出する。即ち、隣接する2つの搬送ローラのうち上流側のローラは駆動されず下流側のローラが駆動されている状態において、当該下流側の搬送ローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいてシートの有無が検出される。この結果、N番目のローラがN+1番目のローラにニップされているシートを引っ張ることに起因して増大する偏差Δθの絶対値の増大量を大きくさせることができ、残留紙をより高精度に検出することができる。
このように、本実施形態では、搬送路に残留したシートが、フォトセンサ等のセンサではなくモータ制御装置から出力される信号に基づいて検出される。この結果、装置が大型化したりコストが増大したりすることなくシートが搬送ローラにニップされているか否かを判定する(残留紙を検出する)ことができる。
また、本実施形態では、図11のフローチャートのS203において偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上になったか否かに拘わらず、番号Nがnより小さい場合は、S208においてN=N+1に設定された。具体的には、搬送ローラ13が駆動された(即ち、N=1である)場合は、S208において搬送ローラ12が駆動されるように番号Nが設定されたが、この限りではない。例えば、S203において偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上である場合はN=N+2に設定される構成であってもよい。具体的には、搬送ローラ13が駆動された(即ち、N=1である)状態で偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上である場合は、搬送ローラ11が駆動されるように番号Nが設定されてもよい。また、nが4以上である場合は、N=N+3に設定される構成であってもよい。
第1実施形態及び第2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、図15に示すように、モータ制御装置内部に速度決定器514を設け、速度決定器514が位相決定器513から出力された回転位相θの所定期間における変化量に基づいて回転速度ωを決定する。なお、速度の決定には、以下の式(10)が用いられるものとする。
ω=dθ/dt (10)
そして、CPU151aは回転子の目標速度を表す指令速度ω_refを出力する。更に、モータ制御装置内部に速度制御器500を設け、速度制御器500が回転速度ωと指令速度ω_refとの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構成とする。このような速度フィードバック制御を行うことによって、モータを制御する構成であっても良い。このような構成の場合、残留紙の検知は、例えば、回転速度ωと指令速度ω_refとの偏差Δωに基づいて、本実施形態において説明した方法で行われる。なお、指令速度ω_refは、ローラの周速度の目標速度に対応するモータの回転子の目標速度である。
〔第3実施形態〕
画像形成装置及びモータ制御装置の構成が第1実施形態と同様である部分については説明を省略する。
本実施形態では、番号N+1に対応するローラの回転位相を保持した状態で番号Nに対応するローラを駆動させ、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出される。なお、残留紙の有無を検出する際のローラの周速度は、画像形成動作が実行される際にシートを搬送するときのローラの周速度よりも遅い周速度である。具体的には、例えば、残留紙の有無を検出する際のローラの周速度は、画像形成動作が実行される際にシートを搬送するときのローラの周速度の半分の周速度に設定される。
例えば、N=1である場合、搬送ローラ12の回転位相が保持された状態で搬送ローラ13を駆動させ、モータ制御装置157から出力される偏差Δθ2に基づいて残留紙の有無が検出される。なお、搬送ローラ12の回転位相の保持は、例えば、所定の回転位相θ0に設定されたθ_ref1をCPU151aがモータ制御装置158に出力することによって行われる。この結果、モータ制御装置158は、モータM1の回転子の回転位相θがθ0になるようにモータM1の巻線に流れる駆動電流を制御する。
図12は、本実施形態における搬送ローラ13を駆動するモータM2の偏差Δθ2の一例を示す図である。図12の実線は、シートが搬送ローラ12及び搬送ローラ13にニップされている状態において搬送ローラ12の回転位相が保持され且つ搬送ローラ13が駆動される場合における偏差Δθ2が示されている。また、図12の一点鎖線は、シートが搬送ローラ12及び搬送ローラ13にニップされている状態において搬送ローラ13が駆動され搬送ローラ12が駆動されていない(モータに電流が供給されていない)場合における偏差Δθ2が示されている。
図12に示すように、搬送ローラ12の回転位相が保持され且つ搬送ローラ13が駆動される場合における偏差Δθ2は搬送ローラ13が駆動され搬送ローラ12が駆動されていない場合における偏差Δθ2よりも大きい。これは、搬送ローラ12の回転位相が保持されることに起因して、搬送ローラ13を搬送方向に回転させるためのトルクとは逆方向のトルクがシートを介してモータM2にかかるからである。
このように、本実施形態では、番号N+1に対応するローラの回転位相が保持された状態で番号Nに対応するローラを駆動させ、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出される。
図12に示すように、本実施形態では、シートの有無を検出するための偏差Δθの閾値として閾値Δθth3が設定されている。シート検出器700は、取得した偏差Δθが閾値Δθth3以上である場合は、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3以上であることを示す信号を出力する。なお、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3未満である場合、シート検出器700は偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3未満であることを示す信号を出力する。
なお、閾値Δθth3は、例えば、第2実施形態における閾値Δθth2より大きい値に設定される。
また、閾値Δθth3は、搬送ローラ13と搬送ローラ12との両方にシートがニップされ且つ搬送ローラ12の回転位相が保持されている状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθの最大値より小さい値に設定される。なお、搬送ローラ13と搬送ローラ12との両方にシートがニップされ且つ搬送ローラ12の回転位相が保持されている状態において搬送ローラ13が駆動される際に想定される偏差Δθの絶対値の最大値は、予め実験等によって測定された結果に基づいて決定される。
即ち、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3以上になることは、シートが搬送ローラ13のニップ部にニップされている(シートが残留している)ことを意味する。
このように、本実施形態では、番号N+1に対応するローラの回転位相が保持された状態で番号Nに対応するローラを駆動させるため、閾値Δθth3が閾値Δθth2よりも大きい値に設定される。この結果、偏差Δθにノイズが混入し、当該ノイズが閾値を超えて残留紙を誤検知してしまうことを抑制することができる。
図13は、搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。以下に、図13を用いて、搬送路に残留したシートを検出する方法について説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aによって実行される。なお、このフローチャートの処理は、例えば、画像形成装置100の電源がON状態になったら、即ち、画像形成処理がまだ開始されていない状態で開始される。
画像形成装置100の電源がON状態になると、S301において、CPU151aは、番号Nを‘1’に設定する。
その後、S302において、CPU151aは、番号Nに対応するローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、制御対象のモータを駆動する指示を出力する。この結果、番号Nに対応するローラが駆動される。また、CPU151aは、番号N+1に対応するローラの回転位相を保持するようモータ制御装置に指示を出力する。この結果、モータ制御装置は、制御対象のモータの回転位相が所定の回転位相θ0になるようにモータを制御する。
次に、S303において、S302において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth3以上であることを示す信号がシート検出器700から出力されると、S304において、CPU151aは番号Nに対応するローラの残留紙フラグをONにする。具体的には、CPU151aは、番号Nに対応するローラにシートがニップされていることを、例えば、RAM151cに記憶する。
また、S303において、S302において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth3未満である場合は、処理はS305に進む。
S305において、S302においてモータが駆動されてから所定時間TN3が経過していない場合は、処理は再びS303に戻る。
また、S305において、S302においてモータが駆動されてから所定時間TN3が経過した場合は、S306において、CPU151aは、N番目のローラの駆動を停止するように、当該ローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に指示を出力する。この結果、N番目のローラの駆動が停止される。また、CPU151aは、番号N+1に対応するローラの回転位相の保持を終了するようモータ制御装置に指示を出力する。この結果、番号N+1に対応するローラの回転位相の保持が終了される。
なお、所定時間TN3は、N番目の搬送ローラによって、N番目の搬送ローラのニップ部からN−1番目(即ち、N番目の搬送ローラの下流側)の搬送ローラのニップ部までの距離をシートが搬送されるのに要する時間に設定される。即ち、時間TN3は、N番目の搬送ローラのニップ部からN−1番目の搬送ローラのニップ部までの距離に応じて(即ち、番号Nに応じて)設定される。この結果、シートがN番目の搬送ローラにニップされ且つN+1番目の搬送ローラにニップされていない状態であっても、N番目の搬送ローラによって搬送されるシートの先端が停止状態のN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達する。シートの先端が停止状態のN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達するとシートがN番目の搬送ローラとN−1番目の搬送ローラとの間で撓む。この結果、シートには弾性力が働く。当該弾性力に起因して、N番目の搬送ローラには回転方向とは逆方向の力が働く。その結果、N番目の搬送ローラを駆動するモータにかかる負荷トルクは増大し、偏差Δθの絶対値も増大する。このような構成によって増大する偏差Δθに基づいて残留紙の検出を行うこともできる。
上述のように、本実施形態では、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから時間TN3が経過するまでの期間に偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上になると、残留紙フラグがON状態になり、時間TN3が経過していなくてもN番目の搬送ローラの駆動が停止される。また、時間TN3が経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上にならなければ、N番目の搬送ローラの駆動は停止される。
次に、S307において、番号Nがn以下である場合は、S308において、CPU151aは、N=N+1に設定し、処理をS302に戻す。なお、nは、搬送ローラ13から搬送方向におけるシート有無検出対象となる最上流の搬送ローラまでのローラの個数(本実施形態では3)を示す。
一方、S307において、番号Nがnより小さい場合は、CPU151aは、処理をS309に進める。
S309からS313までの処理は、図8におけるS109からS113までの処理と同様の処理であるため、説明を省略する。
以上のように、本実施形態では、番号N+1に対応するローラの回転位相を保持した状態で番号Nに対応するローラを駆動させ、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出される。この結果、残留紙の検出をより高精度に行うことができる。
このように、本実施形態では、搬送路に残留したシートが、フォトセンサ等のセンサではなくモータ制御装置から出力される信号に基づいて検出される。この結果、装置が大型化したりコストが増大したりすることなくシートが搬送ローラにニップされているか否かを判定する(残留紙を検出する)ことができる。
なお、本実施形態では、番号Nに対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出されたが、この限りではない。例えば、番号N+1に対応するローラを駆動するモータにおける偏差Δθに基づいて残留紙の有無が検出されてもよい。なお、搬送ローラ12の回転位相が保持され且つ搬送ローラ13が駆動される場合における偏差Δθ1は搬送ローラ13が駆動されることに起因して、例えば、図14のように変動する。これは、搬送ローラ13が駆動されてシートが搬送方向に搬送されることに起因して搬送方向に回転する搬送ローラ12を駆動するモータM1の回転子の回転位相θが指令位相θ_ref(所定の回転位相θ0)よりも進むからである。
また、本実施形態では、図13のフローチャートのS303において偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3以上になったか否かに拘わらず、番号Nがnより小さい場合は、S308においてN=N+1に設定された。具体的には、搬送ローラ13が駆動され搬送ローラ12の回転位相が保持された(即ち、N=1である)場合は、S308において搬送ローラ12が駆動され搬送ローラ11の回転位相が保持されるように番号Nが設定されたが、この限りではない。例えば、S303において偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3以上である場合はN=N+2に設定される構成であってもよい。具体的には、搬送ローラ13が駆動され搬送ローラ12の回転位相が保持された(即ち、N=1である)状態で偏差Δθの絶対値が閾値Δθth3以上である場合は、搬送ローラ11が駆動されピックアップローラ10の回転位相が保持されるように番号Nが設定されてもよい。また、nが4以上である場合は、N=N+3に設定され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、図15で説明したように、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。なお、速度フィードバック制御が行われる場合、指令位相ω_refとして0がモータ制御装置に出力されることによって、N番目のローラがシートを搬送することに起因してN+1番目のローラが従動することを抑制することができる。この結果、N+1番目のローラの回転位相を保持する場合と同様にして、高精度に残留紙の検出を行うことができる。
また、PWMインバータ506のフルブリッジ回路(Hブリッジ回路)のグラウンド側のスイッチング素子をON状態することによって、回転子の回転に伴って巻線に発生する誘起電圧により回転子の回転にブレーキをかけることもできる。この結果、N+1番目のローラの回転位相を保持する場合と同様にして、高精度に残留紙の検出を行うことができる。
〔第4実施形態〕
画像形成装置及びモータ制御装置の構成が第1実施形態と同様である部分については説明を省略する。
第2実施形態において、シートがN番目の搬送ローラにニップされ且つN+1番目の搬送ローラにニップされていない状態であっても、N番目の搬送ローラが駆動されることによって残留紙を検出することができることを説明した。具体的には、N番目の搬送ローラによって搬送されるシートの先端が停止状態のN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達してシートがN番目の搬送ローラとN−1番目の搬送ローラとの間で撓むことに起因してシートには弾性力が働く。当該弾性力に起因してN番目の搬送ローラには回転方向とは逆方向の力が働き、当該逆方向の力によりモータにかかる負荷トルクは増大し、偏差Δθの絶対値も増大する。このようにして増大する偏差Δθの絶対値に基づいて残留紙の検出を行うことができることを説明した。
一方、第1実施形態においては、シートがN番目の搬送ローラにニップされ且つN+1番目の搬送ローラにニップされていない状態であっても、N+1番目及びN番目(又は、N番目及びN−1番目)の搬送ローラが駆動されることによって残留紙を検出することができることを説明した。具体的には、N−1番目の搬送ローラ及びN番目の搬送ローラが駆動されると、N番目の搬送ローラによって搬送されるシートの先端がN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達する。シートの先端がN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達し当該シートがN−1番目の搬送ローラとN番目の搬送ローラとの両方によって搬送されるようになると、N番目の搬送ローラを駆動するモータの偏差Δθは変動する。このようにして変動する偏差Δθに基づいて残留紙の検出を行うことができることを説明した。
例えば、薄紙が搬送路に残留している場合、薄紙がN番目の搬送ローラとN−1番目の搬送ローラとの間で撓むことに起因する偏差Δθの変動量よりも、薄紙がN−1番目の搬送ローラとN番目の搬送ローラとの両方によって搬送されるようになることに起因する偏差Δθの変動量のほうが大きい。即ち、薄紙が搬送路に残留している場合、残留紙は、薄紙がN番目の搬送ローラとN−1番目の搬送ローラとの間で撓むことに起因する偏差Δθの変動量に基づいて行われる場合よりも、薄紙がN−1番目の搬送ローラとN番目の搬送ローラとの両方によって搬送されるようになることに起因する偏差Δθの変動量に基づいて行われる場合のほうが高精度に検出される。
図16は、本実施形態における搬送路に残留したシートを検出する方法を説明するフローチャートである。以下に、図16を用いて、搬送路に残留したシートを検出する方法について説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aによって実行される。なお、このフローチャートの処理は、例えば、画像形成装置100の電源がON状態になったら、即ち、画像形成処理がまだ開始されていない状態で開始される。
画像形成装置100の電源がON状態になると、S401において、CPU151aは、番号Nを‘1’に設定する。
その後、S402において、CPU151aは、番号Nに対応するローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、制御対象のモータを駆動する指示を出力する。この結果、番号Nに対応するローラが駆動される。なお、N−1番目の搬送ローラの駆動は停止している。
次に、S403において、S402において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth2以上であることを示す信号がシート検出器700から出力されると、S404において、CPU151aは番号Nに対応するローラの残留紙フラグをONにする。
その後、S405において、CPU151aは、N番目のローラの駆動を停止するように、当該ローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に指示を出力する。この結果、N番目のローラの駆動が停止される。その後、処理はS412に進む。
また、S403において、S402において駆動されたN番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth2未満である場合は、処理はS406に進む。
S406において、S402においてモータが駆動されてから所定時間Tsが経過していない場合は、処理は再びS403に戻る。
また、S406において、モータが駆動されてから所定時間Tsが経過した場合は、S407において、CPU151aは、N−1番目の搬送ローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、当該搬送ローラが周速度V1で回転するように制御対象のモータを駆動する指示を出力する。また、CPU151aは、N番目の搬送ローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に、当該搬送ローラが周速度V2で回転するように制御対象のモータを駆動する指示を出力する。この結果、N−1番目の搬送ローラが周速度V1で駆動され、N番目の搬送ローラが周速度V2で駆動される。
なお、所定時間Tsは、後述する所定時間TN4よりも短い時間に設定される。また、所定時間Tsは、シートがN番目の搬送ローラとN+1番目の搬送ローラとの両方にニップされた状態で搬送路に残留している場合にN番目の搬送ローラが駆動されることによって偏差Δθが増大するために必要な時間よりも長い時間に設定される。上述のように、本実施形態では、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから所定時間Tsが経過するまでの期間に偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上になると、残留紙フラグがON状態になり、所定時間Tsが経過していなくてもN番目の搬送ローラの駆動が停止される。また、時間Tsが経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上にならなければ、N−1番目の搬送ローラが周速度V1で駆動され、N番目の搬送ローラが周速度V2で駆動される。
次に、S408において、N番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth以上であることを示す信号がシート検出器700から出力されると、S409において、CPU151aは番号Nに対応するローラの残留紙フラグをONにする。
また、S408において、N番目のローラを駆動するモータにおける偏差Δθの絶対値が、閾値Δθth未満である場合は、処理はS410に進む。
S410において、S407においてモータが駆動されてから所定時間TN4が経過していない場合は、処理は再びS408に戻る。
また、S410において、S407においてモータが駆動されてから所定時間TN4が経過した場合は、S411において、CPU151aは、N−1番目及びN番目のローラの駆動を停止するように、それぞれのローラを駆動するモータを制御するモータ制御装置に指示を出力する。この結果、N−1番目及びN番目のローラの駆動が停止される。
なお、所定時間TN4は、周速度V2で回転するN番目の搬送ローラによって、N番目の搬送ローラのニップ部からN−1番目の搬送ローラのニップ部までの距離をシートが搬送されるのに要する時間に設定される。即ち、時間TN4は、N番目の搬送ローラのニップ部からN−1番目の搬送ローラのニップ部までの距離に応じて(即ち、番号Nに応じて)設定される。上述のように、本実施形態では、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから時間TN4が経過するまでの期間に偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上になると、残留紙フラグがON状態になり、時間TN4が経過していなくてもN−1番目及びN番目の搬送ローラの駆動が停止される。また、時間TN4が経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth以上にならなければ、N−1番目及びN番目の搬送ローラの駆動は停止される。
次に、S412において、番号Nがn未満である場合は、S413において、CPU151aはN=N+1に設定し、処理をS402に戻す。
一方、S412において、番号Nがn以上である場合は、CPU151aは、処理をS414に進める。
S414において、残留紙フラグがONであるローラがある場合は、S415において、CPU151aは、画像形成装置100の内部にシートが残留していること及びシートが残留している場所を操作部152の表示部に表示することによってユーザに通知する。
その後、S416において、扉20が開いたことが扉センサ21によって検知されると、CPU151aは、処理をS417に進める。
そして、S417において、扉20が閉じられたことが扉センサ21によって検知されると、S418において、CPU151aは、すべての搬送ローラに対応する残留紙フラグをリセット(OFF)にして処理をS401に戻す。具体的には、CPU151aは、RAM151cに記憶されている残留紙の情報を削除する。
以降、CPU151aは、シート有無検出対象となるすべての搬送ローラに対応する残留紙フラグがOFFになるまで、このフローチャートの処理を繰り返し行う。
以上のように、本実施形態では、残留紙の検出を行う際に、まずN番目の搬送ローラを駆動させる。なお、N+1番目及びN−1番目の搬送ローラの駆動は停止している。そして、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから所定時間Tsが経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上にならなければ、N番目の搬送ローラが周速度V2で駆動され、N−1番目の搬送ローラが周速度V1で駆動される。
このように、本実施形態では、偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2未満である状態が所定時間Ts継続した場合、即ち、シートがN番目の搬送ローラとN+1番目の搬送ローラとの少なくとも一方にニップされていない場合は、N番目の搬送ローラとN−1番目の搬送ローラとの両方が駆動される。この結果、例えば、シートがN番目の搬送ローラにニップされ且つN+1番目の搬送ローラにニップされていない場合に、N番目の搬送ローラによって搬送されるシートの先端がN−1番目の搬送ローラのニップ部に到達したときのN番目の搬送ローラを駆動するモータにおける偏差Δθの変動量を大きくすることができる。その結果、残留紙の検出をより高精度に行うことができる。
このように、本実施形態では、搬送路に残留したシートが、フォトセンサ等のセンサではなくモータ制御装置から出力される信号に基づいて検出される。この結果、装置が大型化したりコストが増大したりすることなくシートが搬送ローラにニップされているか否かを判定する(残留紙を検出する)ことができる。
なお、本実施形態では、残留紙の検出を行う際に、N+1番目及びN−1番目の搬送ローラの駆動は停止している状態で、まずN番目の搬送ローラを駆動させた。そして、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから所定時間Tsが経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上にならなければ、N番目の搬送ローラが周速度V2で駆動され、N−1番目の搬送ローラが周速度V1で駆動された。即ち、本実施形態では、まず第2実施形態の方法が実行され、残留紙が有ることが直ちに検出されなければ、第1実施形態の方法が実行される構成について説明したが、この限りではない。例えば、まず第3実施形態の方法が実行され、残留紙が有ることが直ちに検出されなければ、第1実施形態の方法が実行される構成でもよい。具体的には、N−1番目の搬送ローラの駆動は停止している状態で、まずN+1番目の搬送ローラの回転位相が保持され、N番目の搬送ローラが駆動される。そして、N番目の搬送ローラの駆動が開始されてから所定時間Tsが経過しても偏差Δθの絶対値が閾値Δθth2以上にならなければ、N番目の搬送ローラが周速度V2で駆動され、N−1番目の搬送ローラが周速度V1で駆動される。このような構成により残留紙を検出する構成であってもよい。
第1実施形態乃至第4実施形態では、画像形成装置100の電源がON状態になったら残留紙の検出が開始されたが、この限りではない。例えば、画像形成装置100のジャム処理が完了した後、画像形成装置100がスリープ状態から復帰したとき等に残留紙の検出が開始されてもよい。即ち、シートの搬送が停止されてからシートの給送動作が再開されるまでの期間に残留紙の検出が開始される構成であればよい。なお、スリープ状態とは、例えば、画像形成装置100の動作が所定期間行われない場合に、画像形成装置100が消費する電力を抑制するための省電力モードに対応する。
第1実施形態乃至第4実施形態では、N=1に対応するローラとして搬送ローラ13が設定されたが、この限りではない。例えば、N=1に対応するローラとして排紙ローラ17が設定されてもよい。この場合、例えば、N=7に対応するローラは搬送ローラ11に設定される。
また、第1実施形態乃至第4実施形態では、紙種に拘わらず偏差Δθの閾値は所定の値であったが、閾値は紙種ごとに設定されてもよい。
また、第1実施形態乃至第4実施形態では、N番目のローラの残留紙フラグがONにされたが、N+1番目のローラの残留紙フラグがONにされる構成でもよい。
また、シート検出器700の機能をCPU151aが有する構成であってもよい。
また、第1実施形態乃至第4実施形態では、残留紙を検出するシーケンスが実行される際、モータを駆動する時間は所定の時間であったが、この限りではない。例えば、駆動対象のローラやモータごとに駆動時間を変更してもよい。
また、第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態においては、N=1乃至3のそれぞれのローラに対して1個ずつモータが備えられているが、1個のモータで2個のローラを駆動する構成であってもよい。例えば、モータM1が搬送ローラ13と搬送ローラ12とを駆動する構成でもよい。なお、このような構成においては、例えば、モータM1の回転軸がクラッチを介してそれぞれのローラに連結され、クラッチによりモータM1とローラとを連結及び離間させることによってモータM1はローラを1個または2個駆動することができる。
また、第1実施形態乃至第4実施形態では、シート検出器700は、偏差の絶対値が閾値以上である場合は偏差の絶対値が閾値以上であることを示す信号を出力し、偏差の絶対値が閾値未満である場合は偏差の絶対値が閾値未満であることを示す信号を出力したが、この限りではない。例えば、シート検出器700は、偏差の絶対値が閾値より小さい値から当該閾値以上の値になったら、シートが搬送ローラにニップされていることを示す信号をCPU151aに出力する構成でもよい。
また、第1実施形態乃至第4実施形態では、偏差Δθに基づいて残留紙の検出が行われたが、この限りではない。例えば、座標変換器511から出力される電流値iqに基づいて残留紙の検出が行われてもよい。例えば、第1実施形態におけるN番目の搬送ローラを駆動するモータの電流値iqは図17(a)のように示され、N+1番目の搬送ローラを駆動するモータの電流値iqは図17(b)のように示される。時刻tcは、N+1番目の搬送ローラにニップされ且つN番目の搬送ローラにニップされていない状態のシートがN+1番目の搬送ローラによって搬送され、当該シートの先端がN番目の搬送ローラのニップ部に到達する時刻を示している。なお、図17に示す電流値iqの変化は一例であり、電流値iqの変化は図17に限定されるわけではない。
N番目のモータの電流値iqに基づいて残留紙の検出が行われる場合、シート検出器700は、例えば、電流値iqが閾値iqthより小さい値から当該閾値iqthよりも大きい値に変化すると、シートがN番目の搬送ローラにニップされていることを示す信号を出力する。また、N+1番目のモータの電流値iqに基づいて残留紙の検出が行われる場合、シート検出器700は、例えば、電流値iqが閾値iqthより大きい値から当該閾値iqthよりも小さい値に変化すると、シートがN番目の搬送ローラにニップされていることを示す信号を出力する。なお、指令位相θ_refと位相決定器513によって決定された回転位相θとの偏差に基づいて決定されたq軸電流指令値(目標値)iq_refの変化に基づいて残留紙の検出が行われてもよい。また、静止座標系の電流値iα又はiβの振幅(大きさ)の変化に基づいて残留紙の検出が行われてもよい。
第1実施形態乃至第4実施形態が適用されるのは、ベクトル制御によるモータ制御に限らない。例えば、回転位相や回転速度をフィードバックする構成を有するモータ制御装置であれば第1実施形態乃至第4実施形態は適用される。
また、第1実施形態乃至第4実施形態においては、負荷を駆動するモータとしてステッピングモータが用いられているが、DCモータ等の他のモータであっても良い。また、モータは2相モータである場合に限らず、3相モータ等の他のモータであっても第1実施形態乃至第4実施形態を適用することができる。
なお、偏差Δθ、Δω、電流値iq、電流値iq_ref及び静止座標系の電流値iα又はiβの振幅は、モータの回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータに対応する。負荷トルクに対応するパラメータの変化は、隣接する搬送ローラ(例えば、搬送ローラ13及び搬送ローラ12)によってシートが搬送される際に生じる。
また、第1実施形態乃至第4実施形態においては、回転子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。
9 シート収納トレイ
10 ピックアップローラ
11、12、13 搬送ローラ
100 画像形成装置
151a CPU
157、158、162 モータ制御装置
502 位相制御器
513 位相決定器
700 シート検出器
M0、M1、M2 ステッピングモータ

Claims (27)

  1. シートを搬送するシート搬送装置において、
    前記シート積載される積載部と、
    前記積載部に積載されたシートを給送する給送部と、
    前記給送部により給送されたシートを搬送する第1搬送ローラと、
    前記第1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、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置の電源がOFF状態からON状態に切り替わった後、且つ、当該電源がOFF状態からON状態に切り替わった後の最初に前記給送部による前記シートの送が開始される給送タイミングよりも、に前第1搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  2. シートを搬送するシート搬送装置において、
    前記シートが積載される積載部と、
    前記積載部に積載されたシートを給送する給送部と、
    前記給送部により給送されたシートを搬送する第1搬送ローラと、
    前記第1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、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置におけるジャムの処理が完了した後、且つ、当該ジャムの処理が完了した後の最初に前記給送部による前記シートの給送が開始される給送タイミングよりも前、に前記第1搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように、前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  3. 前記第1制御手段は、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トルク電流成分の値に基づいて前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のシート搬送装置。
  4. シートを搬送するシート搬送装置において、
    前記シート積載される積載部と、
    前記積載部に積載されたシートを給送する給送部と、
    前記給送部により給送されたシートを搬送する第1搬送ローラと、
    前記第1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速度を決定する速度決定手段と、
    前記回転子の目標速度を表す指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置の電源がOFF状態からON状態に切り替わった後、且つ、当該電源がOFF状態からON状態に切り替わった後の最初に前記給送部による前記シートの送が開始される給送タイミングよりも、に前第1搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  5. シートを搬送するシート搬送装置において、
    前記シートが積載される積載部と、
    前記積載部に積載されたシートを給送する給送部と、
    前記給送部により給送されたシートを搬送する第1搬送ローラと、
    前記第1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速度を決定する速度決定手段と、
    前記回転子の目標速度を表す指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置におけるジャムの処理が完了した後、且つ、当該ジャムの処理が完了した後の最初に前記給送部による前記シートの給送が開始される給送タイミングよりも前、に前記第1搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように、前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  6. 前記シート搬送装置は、前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段を有し、
    前記第1制御手段は、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トルク電流成分の値に基づいて前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項4又は5に記載のシート搬送装置。
  7. 前記負荷トルクに対応するパラメータは、前記偏差であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  8. 前記シート搬送装置は、前記巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段を有し、
    前記負荷トルクに対応するパラメータは、前記検出手段によって検出された駆動電流のトルク電流成分の値であることを特徴とする請求項3又は6に記載のシート搬送装置。
  9. 前記シート搬送装置は、前記第1搬送ローラに隣接する第2搬送ローラを有し、
    前記第2制御手段は、前記第1駆動において前記第1搬送ローラ及び前記第2搬送ローラを駆動させ、
    前記判定手段は、前記第1駆動において前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  10. 前記シート搬送装置は、前記シートが搬送される搬送方向において前記第1搬送ローラと前記第2搬送ローラとのうち上流側の搬送ローラに隣接し、且つ、前記上流側の搬送ローラよりも前記搬送方向において上流側に設けられた第3搬送ローラを有し、
    前記第2制御手段は、前記第1駆動における前記判定手段の判定が完了した後且つ前記給送タイミングよりもに前記上流側の搬送ローラ及び停止状態の前記第3搬送ローラの駆動を第2所定時間行う第2駆動を実行し、
    前記判定手段は、前記第2駆動中に前記上流側の搬送ローラと前記第3搬送ローラとの一方を駆動するモータの回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記一方を駆動するモータが駆動する搬送ローラのニップ部におけるシートの有無を判定することを特徴とする請求項に記載のシート搬送装置。
  11. 前記第3搬送ローラの周速度は、前記上流側の搬送ローラの周速度よりも遅いことを特徴とする請求項10に記載のシート搬送装置。
  12. 前記第1搬送ローラと前記第2搬送ローラとのうち前記シートが搬送される搬送方向における上流側の搬送ローラの周速度は、前記第1搬送ローラと前記第2搬送ローラとのうち前記搬送方向における下流側の搬送ローラの周速度よりも遅いことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  13. 前記シート搬送装置は、
    前記シートが搬送される搬送方向において、前記第1搬送ローラ及び前記第2搬送ローラより上流側に設けられた第3搬送ローラと
    前記第3搬送ローラに隣接する第4搬送ローラと、
    を有し、
    前記第2制御手段は、前記第1駆動における前記判定手段の判定が完了した後且つ前記給送タイミングよりも前に停止状態の前記第3搬送ローラ及び前記第4搬送ローラを第2所定時間駆動する第2駆動を開始し、
    前記判定手段は、前記第2駆動において前記第3搬送ローラと前記第4搬送ローラの一方を駆動するモータの回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記一方を駆動するモータが駆動する搬送ローラのニップ部におけるシートの有無を判定することを特徴とする請求項に記載のシート搬送装置。
  14. 前記第3搬送ローラと前記第4搬送ローラとのうち前記搬送方向における上流側の搬送ローラの周速度は、前記3搬送ローラと前記第4搬送ローラとのうち前記搬送方向における下流側の搬送ローラの周速度よりも遅いことを特徴とする請求項13に記載のシート搬送装置。
  15. 前記第3搬送ローラと前記第4搬送ローラとのうち前記搬送方向において下流側の搬送ローラは、前記第1搬送ローラと前記第2搬送ローラとのうち前記搬送方向において上流側の搬送ローラと隣接することを特徴とする請求項13又は14に記載のシート搬送装置。
  16. 前記第3搬送ローラと前記第4搬送ローラのうち前記搬送方向において下流側の搬送ローラの周速度は、前記第1搬送ローラと前記第2搬送ローラのうち前記搬送方向において上流側の搬送ローラの周速度よりも遅いことを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  17. 前記シート搬送装置は、前記シートが搬送される搬送方向において前記第1搬送ローラより上流側に設けられた第2搬送ローラを有し、
    前記第2制御手段は、前記第1駆動における前記判定手段の判定が完了した後且つ前記給送タイミングよりも前に停止状態の前記第2搬送ローラを第2所定時間駆動する第2駆動を実行し、
    前記判定手段は、前記第2駆動において前記第2搬送ローラを駆動するモータの回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第2搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  18. 前記シート搬送装置は、
    前記シートが搬送される搬送方向において前記第1搬送ローラより上流側に設けられた第2搬送ローラと、
    前記第1搬送ローラに隣接し、前記搬送方向において前記第1搬送ローラより下流側に設けられた第3搬送ローラと、
    を有し、
    前記第2制御手段は、前記第1駆動において前記第3搬送ローラを駆動せず且つ前記第1搬送ローラを駆動し、前記第1駆動において前記第1搬送ローラのニップ部に前記シートがあることが前記判定手段によって判定された場合は、前記第1搬送ローラを停止させ、停止状態の前記第2搬送ローラを駆動させる第2駆動を開始し、
    前記判定手段は、前記第2駆動において前記第2搬送ローラを駆動するモータの回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第2搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定し、
    前記第2制御手段は、前記第1駆動において前記第1搬送ローラの駆動が開始されてから第2所定時間が経過しても前記第1搬送ローラのニップ部に前記シートが有ることが判定されない場合は前記第3搬送ローラの駆動を開始し、
    前記判定手段は、前記第3搬送ローラ及び前記第1搬送ローラが駆動されている状態において前記第1搬送ローラを駆動するモータの回転子にかかる前記負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記第1搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定し、
    前記第所定時間は、前記第1搬送ローラのニップ部から停止状態の前記第3搬送ローラのニップ部までの距離を前記シートが前記第1搬送ローラによって搬送されるのに要する時間よりも短い時間であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  19. 前記第3搬送ローラの周速度は前記第1搬送ローラの周速度よりも速いことを特徴とする請求項18に記載のシート搬送装置。
  20. 前記シートがニップ部にあると判定された搬送ローラの駆動は停止されることを特徴とする請求項1乃至1のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  21. 前記シート搬送装置は、
    前記シートが有ると判定された搬送ローラに関する情報を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶されている前記情報を通知する通知手段と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  22. 前記判定手段による判定は、前記シート搬送装置がスリープ状態から復帰してから、当該スリープ状態からの復帰後の最初に前記給送部による前記シートの給送が実行されるまでの期間に行われることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
  23. シートを搬送するシート搬送装置において、
    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、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置の電源がOFF状態からON状態に切り替わった後、且つ、当該電源がOFF状態からON状態に切り替わった後の最初に前記シートの搬送が開始される前、に前記搬送ローラを所定時間駆動させる第1駆動を実行するように前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  24. シートを搬送するシート搬送装置において、
    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速度を決定する速度決定手段と、
    前記回転子の目標速度を表す指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置の電源がOFF状態からON状態に切り替わった後、且つ、当該電源がOFF状態からON状態に切り替わった後の最初に前記シートの搬送が開始される前、に前記搬送ローラを所定時間駆動させる第1駆動を実行するように前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  25. シートを搬送するシート搬送装置において、
    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、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置におけるジャムの処理が完了した後、且つ、当該ジャムの処理が完了した後の最初に前記シートの搬送が開始される前、に前記搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように、前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  26. シートを搬送するシート搬送装置において、
    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速度を決定する速度決定手段と、
    前記回転子の目標速度を表す指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する第1制御手段と、
    前記シート搬送装置におけるジャムの処理が完了した後、且つ、当該ジャムの処理が完了した後の最初に前記シートの搬送が開始される前、に前記搬送ローラを第1所定時間駆動させる第1駆動を実行するように、前記第1制御手段を制御する第2制御手段と、
    前記第1駆動中に前記回転子にかかる負荷トルクに対応するパラメータの値に基づいて、前記搬送ローラのニップ部における前記シートの有無を判定する判定手段と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  27. 請求項1乃至2のいずれか一項に記載のシート搬送装置と、
    前記シート搬送装置によって搬送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
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