KR20170126409A - 시트재를 급송하는 시트 반송 장치, 시트 반송 장치를 포함하는 원고 판독 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

시트 반송 장치는 시트재를 급송하도록 구성된 급송 유닛; 반송 방향에서 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 급송 유닛에 의해 급송된 시트재를 반송 방향의 하류측에 반송하도록 구성된 반송 롤러; 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터를 포함한다. 급송 유닛은, 급송 유닛에 의해 급송된 제1 시트재를 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 제1 시트재의 다음에 급송되어야 할 제2 시트재의 급송을 개시한다.

Description

시트재를 급송하는 시트 반송 장치, 시트 반송 장치를 포함하는 원고 판독 장치 및 화상 형성 장치{SHEET CONVEYING APPARATUS THAT FEEDS SHEET MEMBERS, AND DOCUMENT READING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS THAT INCLUDE THE SHEET CONVEYING APPARATUS}

본 발명은 시트 반송 장치, 원고 판독 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 화상 형성 장치는 저장 유닛에 저장된 시트재인 기록 시트를 반송하여 기록 시트에 화상을 형성한다. 또한, 원고 판독 장치는 시트재인 원고를 반송하여 원고의 화상을 판독한다. 화상 형성 장치나 원고 판독 장치의 스루풋을 증가시키기 위한 한가지 방법으로서, 급송되는 시트재 간의 간격을 짧게 하는 것을 생각할 수 있다. 이를 달성하기 위해, 후속하는 시트재의 급송 타이밍을 빠르게 하는 것이 필요하며, 선행하는 시트재의 후단부가 미리 결정된 위치를 통과하는 것을 확실하게 검출할 필요가 있다. 이로 인해, 일본 특허 제5262844호는 적재 유닛에 적재된 시트재를 1매씩 분리하는 분리 유닛의, 반송 방향의 하류 측에 2개의 센서를 제공하는 구성을 개시하고 있다. 일본 특허 제5262844호에 따르면, 2개의 센서가 시트재를 검출하고 있는 상태라면, 어느 한쪽의 센서는 시트재를 더 이상 검출하지 않고, 적재 유닛에 다음 시트재가 적재되어 있다면, 다음 시트재의 급송 동작이 개시된다.

일본 특허 제5262844호에 개시된 구성은 2개의 센서를 사용하기 위해서 제어가 복잡하게 된다. 또한, 분리 유닛에 2매 이상의 시트재가 부분적으로 겹쳐진 상태에서 인입되고, 센서가 시트재를 검출하고 있는 상태가 계속되면, 잼이 발생할 것이다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 시트 반송 장치는 시트재를 적재하도록 구성된 적재 유닛; 적재 유닛에 적재된 시트재를 급송하도록 구성된 급송 유닛; 시트재가 반송되는 반송 방향에서 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 급송 유닛에 의해 급송된 시트재를 반송 방향의 하류측에 반송하도록 구성된 반송 롤러; 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터; 모터의 회전자의 회전 위상을 결정하도록 구성된 위상 결정기; 및 모터의 회전자에 토크를 발생시키는 토크 전류 성분의 값과 모터의 권선을 통과하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류 성분의 값에 기초하여 모터의 권선에 흐르는 구동 전류를 제어하도록 구성된 제어기 -토크 전류 성분 및 여자 전류 성분은 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 전류 성분이며 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하는 회전 좌표계에서 표현됨- 를 포함하고, 급송 유닛은, 급송 유닛에 의해 급송된 제1 시트재를 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 제1 시트재의 다음에 급송되어야 할 제2 시트재의 급송을 개시한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 원고 판독 장치는 원고를 적재하도록 구성된 적재 유닛; 적재 유닛에 적재된 원고를 급송하도록 구성된 급송 유닛; 원고가 반송되는 반송 방향에서 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 급송 유닛에 의해 급송된 원고를 반송 방향의 하류측에 반송하도록 구성된 반송 롤러; 반송 롤러에 의해 반송된 원고를 판독하도록 구성된 판독 유닛; 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터; 모터의 회전자의 회전 위상을 결정하도록 구성된 위상 결정기; 및 모터의 회전자에 토크를 발생시키는 토크 전류 성분의 값과 모터의 권선을 통과하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류 성분의 값에 기초하여 모터의 권선에 흐르는 구동 전류를 제어하도록 구성된 제어기 -토크 전류 성분 및 여자 전류 성분은 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 전류 성분이며 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하는 회전 좌표계에서 표현됨- 를 포함한다. 급송 유닛은, 급송 유닛에 의해 급송된 제1 원고를 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 제1 원고의 다음에 급송되어야 할 제2 원고의 급송을 개시한다.

본 발명의 제3 양상에 따르면, 화상 형성 장치는 시트재를 적재하도록 구성된 적재 유닛; 적재 유닛에 적재된 시트재를 급송하도록 구성된 급송 유닛; 시트재가 반송되는 반송 방향에서 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 급송 유닛에 의해 급송된 시트재를 반송 방향의 하류측에 반송하도록 구성된 반송 롤러; 반송 롤러에 의해 반송된 시트재에 화상을 형성하도록 구성된 화상 형성 유닛; 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터; 모터의 회전자의 회전 위상을 결정하도록 구성된 위상 결정기; 및 모터의 회전자에 토크를 발생시키는 토크 전류 성분의 값과 모터의 권선을 통과하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류 성분의 값에 기초하여 모터의 권선에 흐르는 구동 전류를 제어하도록 구성된 제어기 -토크 전류 성분 및 여자 전류 성분은 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 전류 성분이며 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하는 회전 좌표계에서 표현됨- 를 포함한다. 급송 유닛은, 급송 유닛에 의해 급송된 제1 시트재를 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 제1 시트재의 다음에 급송되어야 할 제2 시트재의 급송을 개시한다.

첨부 도면들을 참조하여 예시적 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 본 발명의 추가적 특징을 명백히 알 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 시트 반송 장치를 포함하는 화상 형성 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 원고 판독 장치의 제어 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 화상 인쇄 장치의 제어 구성도이다.
도 4는 A 위상 및 B 위상을 갖는 2-상 모터와 회전 좌표계의 d축 및 q축 간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 반송 모터 제어 유닛의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 CPU의 기능 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c는 일 실시예에 따른 급송 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8f는 일 실시예에 따른 급송 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 상태 판정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 상태 판정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 급송 제어의 흐름도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 반송 모터 제어 유닛의 구성을 도시하는 블록도이다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 대해서 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 이하의 실시예는 예시적인 것이며, 본 발명은 이들 실시예의 내용에 한정되지 않는다는 점에 유의하라. 또한, 이하의 도면들에서는, 실시예들의 설명에 필요하지 않은 구성 요소에 대해서는 도면으로부터 생략한다.

도 1은 본 실시예에 따른, 시트재를 반송하는 시트 급송 장치를 포함하는 화상 형성 장치(100)의 구성도이다. 화상 형성 장치(100)는 원고 판독 장치(201)와 화상 인쇄 장치(301)를 갖는다.

이하, 원고 판독 장치(201)에 대해서 설명할 것이다. 급지 트레이(2)는 시트재인 원고가 적재되는 적재 유닛이다. 픽업 롤러(3), 반송 롤러(4), 분리 롤러(5) 및 로킹 아암(12)은 급지 트레이(2) 상의 원고를 1매씩 분리하여 그 원고를 반송로에 급송하는 분리 급송 유닛을 구성한다. 반송 롤러(4), 로킹 아암(12) 및 픽업 롤러(3)는 도 1에서는 생략되어 있는 급송 모터(M1)에 의해 회전 구동된다. 로킹 아암(12)은 반송 롤러(4)의 구동축과 토크 리미터(L1)(도시 생략)을 통해 결합된다. 급송 모터(M1)가 정방향으로 회전하거나 역방향으로 회전할 경우, 반송 롤러(4)의 구동축을 통해 로킹 아암(12)이 스윙하기 때문에, 픽업 롤러(3)는 급지 트레이(2)에 적재된 원고를 급송하는 급지 위치와, 그 급지 위치의 상방에 있는 퇴피 위치(retracted position) 사이에서 상승하거나 하강한다.

또한, 반송 롤러(4)는 분리 롤러(5)와 압접하여 닙부를 형성하고 있다. 반송 롤러(4)는 급송 모터(M1)에 의해 구동되기 때문에, 최상면의 원고가 반송로로 급송된다. 여기서, 분리 롤러(5)는 토크 리미터(L2)(도시 생략)를 사용함으로써, 급송 대상인 원고 밑에 있는 원고에 반송력이 전달되는 것을 방지한다. 그 결과, 2매의 원고가 겹쳐서 취해질 경우에도, 최상면의 원고만이 반송로를 향해서 급송된다.

또한, 도 1에서, 반송 롤러인, 레지스트레이션 롤러(6), 반송 롤러(7), 판독 롤러(8 및 9), 및 용지 배출 롤러(11)는 반송로를 따라 원고를 반송하는 반송 유닛을 구성한다. 레지스트레이션 롤러(6)는 분리 급송 유닛에 의해 급송된 원고의 사행(skew)을 보정하기 위해 제공된다. 원고의 반송은 정지하고 있는 레지스트레이션 롤러(6)에 원고의 선단부가 부딪칠 때 정지되고, 그 후, 원고는 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 끌어당겨져서 반송된다. 즉, 급송 모터(M1)가 정지한 상태에서, 레지스트레이션 롤러(6)가 회전함으로써, 레지스트레이션 롤러(6)는 분리 급송 유닛의 닙부에 닙된 원고를 반송한다. 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 원고의 사행이 보정된 후에, 원고는 반송 롤러(7)와 판독 롤러(8 및 9)에 의해 반송 방향의 하류로 반송된다. 그리고나서, 원고는 원고의 화상이 판독된 후, 용지 배출 롤러(11)에 의해 용지 배출 트레이(10) 위로 배출된다.

원고 판독 장치(201)에는 반송되는 원고의 제1 면의 화상을 판독하는 원고 판독 유닛(16)이 제공된다. 원고는 판독 위치에서 조명(20)에 의해 조명되고, 원고의 화상으로부터의 반사광은 반사 미러로 이루어진 광학계에 의해 화상 판독 유닛(21)으로 유도되어, 화상 판독 유닛(21)에 의해 화상 신호로 변환된다. 화상 판독 유닛(21)은 렌즈, 광전 변환 디바이스인 CCD, CCD의 구동 회로 등으로 구성된다. 화상 판독 유닛(21)으로부터 출력된 화상 신호는 ASIC 등의 하드웨어 디바이스로 구성되는 화상 처리 유닛(22)에 의해, 각종 보정 처리가 행하여진 후, 후술하는 제어 유닛(400)에 의해 화상 인쇄 장치(301)에 출력된다. 또한, 원고 판독 장치(201)에는 반송되는 원고의 제2 면의 화상을 판독하는 원고 판독 유닛(17)이 제공된다. 원고 판독 유닛(17)의 구성은 원고 판독 유닛(16)의 구성과 유사하다. 원고 판독 유닛(17)에 의해 판독된 화상 정보는 원고 판독 유닛(16)의 설명에서 설명한 방법과 유사한 방법을 사용하여 화상 인쇄 장치(301)에 출력된다.

상술한 바와 같이 원고의 판독이 행해진다.

원고 세트 센서(SS1)는 급지 트레이(2)에 원고가 적재되어 있는지의 여부를 판정한다. 원고 검출 센서(SS2)는 분리 급송 유닛의 하류측 및 레지스트레이션 롤러(6)의 상류측에서 원고를 검출한다. 반송 센서(SS3)는 레지스트레이션 롤러(6)의 하류측 및 반송 롤러(7)의 상류측에서 원고를 검출한다. 판독 센서(SS4) 및 판독 센서(SS5)는 각각, 화상 판독 유닛(16 및 17)의 상류 측에서 원고를 검출한다. 원고의 화상을 판독하는 타이밍은 판독 센서(SS4), 판독 센서(SS5)의 검출 결과에 기초하여 결정된다.

도 2는 본 실시예에 따른 원고 판독 장치(201)의 제어 구성도이다. 제어 유닛(400)은 CPU(401), 제어 프로그램이 저장되는 ROM(404), 및 제어 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 영역 및 제어에 수반하는 연산의 작업 영역으로서 사용되는 RAM(403)을 포함한다. 제어 유닛(400)은 접속된 유닛들 간에 데이터 및 커맨드를 송수신할 수 있다.

제어 유닛(400)은 상술한 센서들로부터의 입력 신호에 기초하여 급송 모터 제어 유닛(204) 및 반송 모터 제어 유닛(205)을 제어한다. 급송 모터 제어 유닛(204)은 제어 유닛(400)으로부터 출력되는 커맨드에 따라 급송 모터(M1)를 제어한다. 그 결과, 반송 롤러(4)가 구동된다. 또한, 반송 모터 제어 유닛(205)은 제어 유닛(400)으로부터 출력되는 커맨드에 따라 반송 모터(M2)를 제어한다. 그 결과, 레지스트레이션 롤러(6)를 포함하는 반송 유닛의 롤러들이 구동된다. 이와 같이 구동계를 2개로 나누는 것에 의해, 급송 모터(M1)에 급격한 부하가 가해져도, 반송 모터(M2)에 의한 반송 유닛에서의 원고의 반송 속도의 안정성이 보장된다.

상술한 바와 같이, 제어 유닛(400)은 원고 판독 장치(201)의 동작 시퀀스를 제어한다. 원고 판독 장치(201)에서의, 원고 판독 유닛(16 및 17)을 제외한 부분은, 본 발명에서의 시트 급송 장치에 대응한다는 점에 유의하라.

다음으로, 화상 인쇄 장치(301)의 구성 및 기능에 대해서 설명할 것이다.

화상 인쇄 장치(301)의 내부에는 시트 저장 트레이(302 및 304)가 제공된다. 시트 저장 트레이(302 및 304)에는 상이한 종류의 시트재가 저장될 수 있다. 예를 들어, 시트 저장 트레이(302)에는 A4 사이즈의 보통 용지가 저장되고, 시트 저장 트레이(304)에는 A4 사이즈의 두꺼운 용지가 저장된다. 시트재의 예는 용지, 수지 시트, 천, OHP 시트, 및 라벨을 포함하고, 이들 시트재에는 화상이 형성된다는 점에 유의하라.

시트 저장 트레이(302)에 저장된 시트재는 급지 롤러(303)에 의해 급송되어, 반송 롤러(306)에 의해 레지스트레이션 롤러(308)에 반송된다. 또한, 시트 저장 트레이(304)에 저장된 시트재는 급지 롤러(305)에 의해 급송되어, 반송 롤러(307 및 306)에 의해 레지스트레이션 롤러(308)에 반송된다.

제어 유닛(400)으로부터 출력된 화상 신호는 반도체 레이저 및 폴리곤 미러를 포함하는 광 주사 장치(311)에 의해 수신된다. 또한, 감광 드럼(309)의 외주면은 대전 유닛(310)에 의해 대전된다. 감광 드럼(309)의 외주면이 대전된 후, 제어 유닛(400)으로부터 광 주사 장치(311)로 입력된 화상 신호에 대응하는 레이저광은 광 주사 장치(311)에 의해 폴리곤 미러 및 미러(312, 313)를 통해 감광 드럼(309)의 외주면에 조사된다. 그 결과, 감광 드럼(309)의 외주면에 정전 잠상이 형성된다.

다음으로, 정전 잠상이 현상 유닛(314) 내의 토너에 의해 현상되어, 감광 드럼(309)의 외주면에 토너 화상이 형성된다. 감광 드럼(309)에 형성된 토너 화상은 감광 드럼(309)과 대향하는 위치(전사 위치)에 제공된 전사 대전 유닛(315)에 의해 시트재에 전사된다. 이때, 레지스트레이션 롤러(308)는 토너 화상의 타이밍에 따라 시트재를 전사 위치에 반송한다.

상술한 바와 같이, 토너 화상이 전사된 시트재는 반송 벨트(317)에 의해 정착 유닛(318)으로 반송되고, 정착 유닛(318)에 의해 가열 및 가압되어 토너 화상이 시트재에 정착된다. 이와 같이 하여, 화상 형성 장치(100)에 의해 시트재에 화상이 형성된다.

편면 인쇄 모드에서 화상 형성이 행하여지는 경우, 정착 유닛(318)을 통과한 시트재는 용지 배출 롤러(319 및 324)에 의해 용지 배출 트레이에 배출된다. 또한, 양면 인쇄 모드에서 화상 형성이 행하여지는 경우, 정착 유닛(318)에 의해 시트재의 제1 면에 정착 처리가 행하여진 후에, 시트재는 용지 배출 롤러(319), 반송 롤러(320) 및 반전 롤러(321)에 의해, 반전 패스(325)로 반송된다. 그 후, 시트재는 반송 롤러(322 및 323)에 의해 다시 레지스트레이션 롤러(308)로 반송되어, 전술한 방법에서 시트재의 제2 면에 화상이 형성된다. 그 후, 시트재는 용지 배출 롤러(319 및 324)에 의해 용지 배출 트레이(도시 생략)로 배출된다.

또한, 제1 면에 화상 형성된 시트재를 페이스 다운(face-down) 방식으로 화상 형성 장치(100)로부터 배출되도록 할 경우, 정착 유닛(318)을 통과한 후에, 시트재는 용지 배출 롤러(319)를 통해 반송 롤러(320)로 향하는 방향으로 반송된다. 그 후, 시트재의 후단부가 반송 롤러(320)의 닙부를 통과하기 직전에, 반송 롤러(320)의 회전을 반전시킨다. 그 결과, 시트재의 제1 면이 하향한 상태에서, 시트재는 용지 배출 롤러(324)를 통과하여 화상 형성 장치(100)로부터 배출된다.

도 3은 본 실시예에 따른 화상 인쇄 장치(301)의 제어 구성도이다.

제어 유닛(151)은 CPU(151a), 제어 프로그램이 저장되는 ROM(151b), 및 제어 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 영역 및 제어에 수반하는 연산의 작업 영역으로서 사용되는 RAM(151c)을 포함한다. 또한, 제어 유닛(151)은 제어 유닛(400), 조작 유닛(152), 아날로그-디지털(A/D) 변환기(153), 고전압 제어 유닛(155), 모터 제어 유닛(157), 센서 그룹(159), 및 AC 드라이버(160)에 접속된다. 제어 유닛(151)은 접속된 유닛들 사이에서 데이터 및 커맨드를 송신할 수 있다.

제어 유닛(151)은 원고 판독 유닛(16 및 17)에서의 화상 처리에 필요한 화상 인쇄 장치(301) 내에 제공된 각종 장치의 설정값 데이터를 제어 유닛(400)에 송신한다. 또한, 제어 유닛(151)은 센서 그룹(159)으로부터의 신호를 수신하고, 수신한 신호에 기초하여 고전압 제어 유닛(155)의 설정값을 설정한다. 고전압 제어 유닛(155)는 제어 유닛(151)에 의해 설정된 설정값에 따라, 고전압 유닛(156)(대전 유닛(310), 현상 유닛(314), 전사 대전 유닛(315) 등)에 필요한 전압을 공급한다.

모터 제어 유닛(157)은 CPU(151a)로부터 출력된 신호에 따라 화상 인쇄 장치(301) 내에 제공된 부하를 구동하는 모터(M6)의 권선에 구동 전류를 공급함으로써 모터(M6)를 제어한다.

A/D 변환기(153)는 정착 히터(161)의 온도를 검출하기 위한 서미스터(154)로부터 출력된 검출 신호를 수신하고, 검출 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환해서 제어 유닛(151)에 송신한다. 제어 유닛(151)은 A/D 변환기(153)로부터 수신된 디지털 신호에 기초하여 AC 드라이버(160)를 제어한다. AC 드라이버(160)는 정착 히터(161)의 온도가 정착 처리를 행하기 위해 필요한 온도가 되도록 정착 히터(161)를 제어한다. 정착 히터(161)는 정착 처리에 사용되는 히터이며, 정착 유닛(318)에 포함된다는 점에 유의하라.

제어 유닛(151)은 예를 들어, 화상 형성에 사용되는 시트재의 종류를 설정하기 위해 유저에 의해 사용되는 조작 화면을, 조작 유닛(152)에 제공된 표시 유닛에 표시하도록 조작 유닛(152)을 제어한다. 제어 유닛(151)은 유저가 설정한 정보를 조작 유닛(152)으로부터 수신하고, 유저가 설정한 정보에 기초하여 화상 인쇄 장치(301)의 동작 시퀀스를 제어한다. 또한, 제어 유닛(151)은 화상 형성 장치(100)의 상태를 나타내는 정보를 조작 유닛(152)에 송신한다. 화상 형성 장치(100)의 상태를 나타내는 정보는 예를 들어, 인쇄된 매수, 화상 형성 동작의 진행 상황, 원고 판독 장치(201) 및 화상 인쇄 장치(301)에서의 시트재의 잼(jamming) 및 중복에 관한 정보를 포함한다는 점에 유의하라. 조작 유닛(152)은 제어 유닛(151)으로부터 수신한 정보를 표시 유닛에 표시한다.

상술한 바와 같이, 제어 유닛(151)은 화상 인쇄 장치(301)의 동작 시퀀스를 제어한다.

다음으로, 반송 모터 제어 유닛(205)의 구성에 대해서 설명할 것이다. 본 실시예의 반송 모터 제어 유닛(205)은 벡터 제어를 사용하여 반송 모터(M2)를 제어한다. 본 실시예의 모터(M2)에는 모터의 회전자의 회전 위상을 검출하기 위한 로터리 인코더 등의 센서가 제공되어 있지 않지만, 센서가 제공되도록 구성될 수도 있다는 점에 유의하라.

도 4는 A 위상(제1 위상)과 B 위상(제2 위상)을 갖는 2-상 스테핑 모터인 반송 모터(이하, 간단하게 모터라고 칭한다)(M2)와, d축 및 q축으로 표현되는 회전 좌표계 간의 관계를 도시하는 도면이다. 도 4에서는, 정지 좌표계에서, A 위상의 권선에 대응하는 α축과, B 위상의 권선에 대응하는 β축이 정의되어 있다. 또한, 도 4에서는, 회전자(402)에 사용되고 있는 영구 자석의 자극에 의해 생성된 자속의 방향을 따라 d축이 정의되고, d축부터 반시계 방향으로 90도 진행한 방향(즉, d축에 직교하는 방향)을 따라 q축이 정의된다. α축과 d축이 이루는 각도는 θ로서 정의되고, 회전자(402)의 회전 위상은 각도 θ로 표현된다. 벡터 제어에서는, 회전자(402)의 회전 위상 θ에 기초한 회전 좌표계가 사용된다. 구체적으로, 벡터 제어는 권선에 흐르는 구동 전류에 대응하는 전류 벡터의 회전 좌표계에서의 전류 성분, 즉 회전자에 토크를 발생시키는 q축 성분(토크 전류 성분)의 값과 권선을 관통하는 자속의 강도에 영향을 미치는 d축 성분(여자 전류 성분)의 값을 사용한다.

벡터 제어는 모터의 회전자의 목표 위상을 나타내는 명령 위상과 모터의 회전자의 실제 회전 위상 간의 편차가 작아지도록 토크 전류 성분의 값과 여자 전류 성분의 값을 제어하는 위상 피드백 제어를 행함으로써 모터를 제어하는 제어 방법이다.

도 5는 모터(M2)를 제어하는 반송 모터 제어 유닛(205)의 구성예를 나타내는 블록도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 반송 모터 제어 유닛(205)은 벡터 제어를 행하는 회로로서, 위상 제어기(502), 전류 제어기(503), 좌표 역변환기(505), 좌표 변환기(511), 모터의 권선에 구동 전류를 공급하는 PWM 인버터(506)를 갖는다.

좌표 변환기(511)는 모터(M2)의 A 위상 및 모터(M2)의 B 위상 권선에 흐르는 구동 전류에 대응하는 전류 벡터를, α축 및 β축으로 표현되는 정지 좌표계에서 q축 및 d축으로 표현되는 회전 좌표계로 변환한다. 그 결과, 권선에 흐르는 구동 전류는 회전 좌표계에서의 전류값인 q축 성분의 전류값(q축 전류)과 d축 성분의 전류값(d축 전류)으로 표현된다. q축 전류는 모터(M2)의 회전자(402)에 토크를 발생시키는 토크 전류에 대응한다는 점에 유의하라. 또한, d축 전류는 모터(M2)의 권선을 관통하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류에 대응하고, 회전자(402)의 토크 발생에는 기여하지 않는다. 반송 모터 제어 유닛(205)은 q축 전류 및 d축 전류를 독립적으로 제어할 수 있다. 그 결과, 반송 모터 제어 유닛(205)는, 회전자에 가해지는 부하 토크에 따라 q축 전류를 제어함으로써, 회전자(402)가 회전하기 위해 필요한 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있다.

반송 모터 제어 유닛(205)은 모터(M2)의 회전자(402)의 회전 위상 θ을 후술하는 방법을 사용하여 결정하고, 그 결정 결과에 기초하여 벡터 제어를 행한다. CPU(401)는 모터(M2)의 회전자(402)의 목표 위상을 나타내는 명령 위상 θ_ref을 생성하고, 미리 결정된 시간 주기로 명령 위상 θ_ref을 반송 모터 제어 유닛(205)에 출력한다.

감산기(101)는 모터(M2)의 회전자(402)의 회전 위상 θ과 명령 위상 θ_ref 간의 편차를 연산하고, 편차를 위상 제어기(502)에 출력한다.

위상 제어기(502)는, 비례 제어(P), 적분 제어(I), 및 미분 제어(D)에 기초하여, 감산기(101)로부터 출력된 편차가 작아지도록, q축 전류 명령값 iq_ref 및 d축 전류 명령값 id_ref을 생성하여 출력한다. 구체적으로, 위상 제어기(502)는, P 제어, I 제어, 및 D 제어에 기초하여, 감산기(101)에 의해 출력된 편차가 0으로 감소하도록, q축 전류 명령값 iq_ref 및 d축 전류 명령값 id_ref을 생성하여 출력한다. P 제어는 대상값을 명령값과 추정값 간의 편차에 비례하는 값에 기초하여 제어하는 제어 방법이라는 점에 유의하라. 또한, I 제어는 대상값을 명령값과 추정값 간의 편차의 시간 적분에 비례하는 값에 기초하여 제어하는 제어 방법이다. 또한, D 제어는 대상값을 명령값과 추정값 간의 편차의 시간 변화에 비례하는 값에 기초하여 제어하는 제어 방법이다. 본 실시예에서의 위상 제어기(502)는 PID 제어에 기초하여 q축 전류 명령값 iq_ref 및 d축 전류 명령값 id_ref을 생성하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 위상 제어기(502)는 PI 제어에 기초하여 q축 전류 명령값 iq_ref 및 d축 전류 명령값 id_ref을 생성할 수도 있다. 회전자(402)에 영구 자석이 사용될 경우, 통상은 권선을 관통하는 자속의 강도에 영향을 미치는 d축 전류 명령값 id_ref이 0으로 설정되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 점에 유의하라.

모터(M2)의 A 위상 권선 및 모터(M2)의 B 위상 권선에 흐르는 구동 전류는 전류 검출기(507 및 508)에 의해 검출되고, 그 후, A/D 변환기(510)에 의해 아날로그값에서 디지털값으로 변환된다.

A/D 변환기(510)에 의해 아날로그값에서 디지털값으로 변환하여 획득한 구동 전류의 전류값은 정지 좌표계에서의 전류값 iα 및 iβ으로서, 도 4에 도시한 전류 벡터의 위상 θe을 사용하여 다음 식으로 표현된다. 전류 벡터의 위상 θe은 α축과 전류 벡터가 형성하는 각도로서 정의된다는 점에 유의하라. 또한, I는 전류 벡터의 크기를 나타낸다.

iα=I*cosθe (1)

iβ=I*sinθe (2)

이들 전류값 iα 및 iβ은 좌표 변환기(511)와 유도 전압 결정기(512)에 입력된다.

좌표 변환기(511)는, 다음 식을 사용하여, 전류값 iα 및 iβ을 회전 좌표계에서의 q축 전류의 전류값 iq 및 d축 전류의 전류값 id으로 변환한다.

id=cosθ*iα+sinθ*iβ (3)

iq=-sinθ*iα+cosθ*iβ (4)

좌표 변환기(511)에 의해 획득된 변환된 전류값 iq은 감산기(102)와 CPU(401)에 입력된다. 또한, 좌표 변환기(511)에 의해 획득된 변환된 전류값 id은 감산기(103)에 입력된다.

감산기(102)는 위상 제어기(502)로부터 출력된 q축 전류 명령값 iq_ref과 좌표 변환기(511)로부터 출력된 전류값 iq 간의 편차를 연산하여, 그 편차를 전류 제어기(503)에 출력한다.

또한, 감산기(103)는 위상 제어기(502)로부터 출력된 d축 전류 명령값 id_ref과 좌표 변환기(511)로부터 출력된 전류값 id 간의 편차를 연산하여, 그 편차를 전류 제어기(503)에 출력한다.

전류 제어기(503)는, PID 제어에 기초하여, 편차가 작아지도록 구동 전압 Vq 및 Vd를 생성한다. 구체적으로, 전류 제어기(503)는 편차가 0으로 감소되도록 구동 전압 Vq 및 Vd을 생성하여 이들 구동 전압을 좌표 역변환기(505)에 출력한다. 본 실시예의 전류 제어기(503)는 PID 제어에 기초하여 구동 전압 Vq 및 Vd을 생성하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 점에 유의하라. 예를 들어, 전류 제어기(503)는 PI 제어에 기초하여 구동 전압 Vq 및 Vd을 생성할 수 있다.

좌표 역변환기(505)는 전류 제어기(503)로부터 출력된 회전 좌표계에서의 구동 전압 Vq 및 Vd을, 다음 식을 사용하여, 정지 좌표계에서의 구동 전압 Vα 및 Vβ으로 변환한다.

Vα=cosθ*Vd-sinθ*Vq (5)

Vα=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)

좌표 역변환기(505)는 회전 좌표계에서의 구동 전압 Vq 및 Vd을 정지 좌표계에서의 구동 전압 Vα 및 Vβ으로 변환한 후, 구동 전압 Vα 및 Vβ을 PWM 인버터(506) 및 유도 전압 결정기(512)에 출력한다.

PWM 인버터(506)는 풀브리지 회로를 갖는다. 풀브리지 회로는 좌표 역변환기(505)로부터 수신된 구동 전압 Vα 및 Vβ에 기초하는 PWM신호에 의해 구동된다. 그 결과, PWM 인버터(506)는 구동 전압 Vα 및 Vβ에 대응하는 구동 전류 iα 및 iβ를 생성하고, 구동 전류 iα 및 iβ를 모터(M2)의 각 위상에서의 권선에 공급함으로써, 모터(M2)를 구동한다. 본 실시예의 PWM 인버터는 풀브리지 회로를 가지고 있지만, PWM 인버터는 하프 브리지 회로 등을 가질 수 있다는 점에 유의하라.

다음으로, 회전자의 회전 위상 θ의 결정 방법에 대해서 설명할 것이다. 회전자의 회전 위상 θ을 결정할 경우, 회전자의 회전에 의해 모터(M2)의 A 위상 권선 및 모터(M2)의 B 위상 권선에 유도되는 유도 전압 Eα 및 Eβ의 값이 사용된다. 유도 전압값은 유도 전압 결정기(512)에 의해 결정(산출)된다. 구체적으로, 유도 전압 Eα 및 Eβ은 A/D 변환기(510)로부터 유도 전압 결정기(512)에 입력된 전류값 iα 및 iβ과, 좌표 역변환기(505)로부터 유도 전압 결정기(512)에 입력된 구동 전압 Vα 및 Vβ에 기초하여, 다음 식에 의해 결정된다.

Eα=Vα-R*iα-L*diα/dt (7)

Eβ=Vβ-R*iβ-L*diβ/dt (8)

여기서, R은 권선 레지스턴스이고, L은 권선 인덕턴스이다. 권선 레지스턴스 R 및 권선 인덕턴스 L의 값은 사용되고 있는 모터(M2)에 고유한 값이고, ROM(404) 또는 반송 모터 제어 유닛(205)에 제공된 메모리(도시 생략)에 미리 기억되어 있다.

유도 전압 결정기(512)에 의해 결정된 유도 전압 Eα 및 Eβ은 위상 결정기(513)에 출력된다.

위상 결정기(513)는 유도 전압 결정기(512)로부터 출력된 유도 전압 Eα과 유도 전압 Eβ의 비에 기초하여, 다음 식을 사용하여 모터(M2)의 회전자(402)의 회전 위상 θ을 결정한다.

θ=tan^-1(-Eβ/Eα) (9)

본 실시예의 위상 결정기(513)는 식 (9)에 기초한 연산을 행함으로써 회전 위상 θ을 결정했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다는 점에 유의하라. 예를 들어, 위상 결정기(513)는 ROM(151b) 등에 기억되어 있으며, 유도 전압 Eα 및 Eβ과 유도 전압 Eα 및 전압 Eβ에 대응하는 회전 위상 θ 간의 관계를 나타내는 테이블을 참조함으로써 회전 위상 θ을 결정할 수 있다.

상술한 바와 같이 획득된 회전자의 회전 위상 θ은 감산기(101), 좌표 역변환기(505), 및 좌표 변환기(511)에 입력된다.

반송 모터 제어 유닛(205)은 상술한 제어를 반복적으로 행한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 반송 모터 제어 유닛(205)은 명령 위상 θ_ref과 회전 위상 θ 간의 편차가 작아지도록 회전 좌표계에서의 전류값을 제어하는 위상 피드백 제어를 사용한 벡터 제어를 행한다. 벡터 제어를 행함으로써, 모터가 탈조(step-out) 상태로 되거나, 잉여 토크에 기인하여 모터 노이즈 및 전력 소비가 증가하는 상황을 억제할 수 있다.

도 6은 CPU(401)에 의해 수행된 급송 제어 및 반송 제어에 관한 기능 블록도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 반송 모터 제어 유닛(205)으로부터 출력된 전류값 iq은 CPU(401)에 제공된 전류 비교 유닛(2014)에 입력된다. 전류 비교 유닛(2014)은 전류값 iq의 변동을 검출하고, 검출 결과에 기초하여 급송 모터 제어 유닛(204)을 제어한다.

급송 모터 제어 유닛(204)은 이하에 설명한 바와 같이 급송 모터(M1)를 구동한다.

이하, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 원고의 급송 및 반송의 일례에 대해서 설명한다. 이하에서는, 급송 및 반송의 대상인 원고를 원고 P라고 칭하고, 원고 P 다음에 급송 및 반송되는 원고를 원고 P'로 칭한다는 점에 유의하라.

도 7a는 원고 P가 픽업 롤러(3)에 의해 급송되고, 그 선단이 분리 급송 유닛의 닙부에 도달한 상태를 나타낸다. 분리 롤러(5)는 원고 P와 접촉하고, 원고 P와의 마찰력에 의해 회전한다. 도 7a에서, 원고 P'의 선단은 분리 급송 유닛의 닙부에 도달하지 않았다는 점에 유의하라.

도 7b는 원고 P가 레지스트레이션 롤러(6)의 회전에 의해 반송되고 있는 상태를 나타낸다. 원고 P가 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 반송되면, 급송 모터(M1)의 구동이 정지된다. 그 결과, 픽업 롤러(3) 및 반송 롤러(4)의 회전은 정지한다. 도 7b에서는, 원고 P가 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)와 접촉하고 있기 때문에, 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)는 원고 P와의 마찰력에 의해 회전한다. 즉, 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)는, 원고 P가 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 반송되고 있는 동안, 원고 P와의 마찰력에 의해 회전한다. 도 7b에서, 후속의 원고 P'의 선단은 분리 급송 유닛의 닙부에 도달하지 않았다는 점에 유의하라.

도 7c는 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 반송되고 있는 원고 P의 후단부가 분리 급송 유닛의 닙부를 빠져나간 상태를 나타낸다. 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)는 원고 P와 더 이상 접촉되지 않음으로써 회전을 정지한다. 도 7c에서, 원고 P'의 선단은 분리 급송 유닛의 닙부에 도달하지 않았다는 점에 유의하라.

도 8a 내지 도 8f를 참조하여 원고의 급송 및 반송의 다른 예에 대해서 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b와 유사하다.

도 8c에서는, 원고 P의 상태가 도 8b와 동일한 상태이지만, 원고 P'의 선단이 분리 급송 유닛의 닙부에 도달한 순간의 상태를 나타낸다. 원고 P'가 원고 P와 분리 롤러(5) 간의 공간에 진입한 것에 의해, 원고 P와의 마찰력은 분리 롤러(5)에 직접적으로 전달되지 않는다. 따라서, 분리 롤러(5)의 회전은 정지한다.

도 8d는 원고 P와 원고 P' 간의 마찰력에 의해, 도 8c의 상태로부터 원고 P'가 조금 하류 측으로 이동한 상태를 나타낸다. 도 8e는 원고 P가 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 반송되고, 그 후단부가 분리 급송 유닛의 닙부를 빠져나간 직후의 상태를 나타내고, 도 8f는 도 8e의 상태로부터 원고 P가 하류 측에 조금 반송된 상태를 나타낸다.

이하, 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해진 토크의 변화에 대해서 설명한다.

도 7b 및 도 8b의 상태에서, 선행하는 원고 P에는, 원고 P와 반송 롤러(4) 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력 및 원고 P와 분리 롤러(5) 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력이 반송 방향과 역방향인 방향으로 작용한다. 즉, 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해진 토크는 레지스트레이션 롤러(6)와 원고 P 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력에 대응하는 토크에, 반송 방향과 역방향으로 원고 P에 작용하는 마찰력에 대응하는 토크가 가산된 토크가 된다. 이하에서는, 레지스트레이션 롤러(6)의 회전에 의해, 원고 P가 반송되고, 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)가 원고 P와의 마찰력에 의해 회전하는 상태를 "상태 #1"라고 칭한다. 또한, 상태 #1에서 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해진 토크를 "제1 토크"라고 칭한다.

한편, 도 7c에 나타낸 상태에서는, 선행하는 원고 P가 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 반송되지만, 원고 P의 후단부가 분리 급송 유닛의 닙부를 빠져나갔기 때문에 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)의 회전은 정지된다. 이때, 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해진 토크는, 레지스트레이션 롤러(6)와 원고 P 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력에 대응하는 토크이다. 이하에서는, 레지스트레이션 롤러(6)의 회전에 의해, 원고 P가 반송되고, 반송 롤러(4) 및 분리 롤러(5)가 회전하지 않는 상태를 "상태 #2"라고 칭한다. 또한, 상태 #2에서 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해진 토크를 "제2 토크"라고 칭한다.

또한, 도 8d에 나타낸 상태에서, 선행하는 원고 P에는, 원고 P와 반송 롤러(4) 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력과 원고 P와 원고 P' 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력이 반송 방향과 역방향인 방향으로 작용한다. 후속의 원고 P'의 선단이 분리 급송 유닛의 닙부에 진입하기 때문에 분리 롤러(5)의 회전은 정지한다는 점에 유의하라. 이때, 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해지는 토크는 레지스트레이션 롤러(6)와 원고 P 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력에 대응하는 토크에, 반송 방향과 역방향으로 원고 P에 작용하는 마찰력에 대응하는 토크가 가산된 토크이다. 이하에서는, 레지스트레이션 롤러(6)의 회전에 의해, 원고 P가 반송되어, 후속의 원고 P'의 선단이 분리 급송 유닛의 닙부에 진입하기 때문에 분리 롤러(5)가 회전하고 있지 않은 상태를 "상태 #3"라고 칭한다. 또한, 상태 #3에서 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해지는 토크를 "제3 토크"라고 칭한다. 원고 P와 원고 P' 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력은 원고 P와 분리 롤러(5) 간의 마찰에 의해 발생하는 마찰력보다 작다는 점에 유의하라. 따라서, 제3 토크는 제1 토크보다 작다.

상술한 설명에 따르면, 제1 토크, 제2 토크 및 제3 토크 중에서, 제1 토크가 가장 큰 값을 갖고, 제2 토크가 가장 작은 값을 가지며, 제3 토크는 제1 토크와 제2 토크 사이의 값을 갖는다.

도 8f에 나타낸 상태는 원고 P의 후단부가 분리 급송 유닛의 닙부를 빠져나간 상태라는 점에 유의하라. 이때에 레지스트레이션 롤러(6)를 구동하는 반송 모터(M2)의 회전자에 가해지는 토크는 도 7d에서의 제2 토크와 유사하다. 그러나, 도 8f에 나타낸 상태는 상태 #3로부터 시프트한 후의 상태이며, 원고 P'는 분리 급송 유닛의 닙부에 닙(nip)되어 있다. 이하에서는, 원고 P의 후단부가 분리 급송 유닛의 닙부를 빠져나가고, 분리 급송 유닛의 닙부에 닙되어 있는 원고 P'와 원고 P가 겹치지 않고 있는, 도 8f에 나타낸 상태를 "상태 #4"라고 칭한다.

본 실시예에서의 전류 비교 유닛(2014)은 반송 모터 제어 유닛(205)으로부터 획득된 전류값 iq에 기초하여, 원고 P 및 원고 P'가 상태 #1 내지 상태 #4 중 어느 상태에 있는지를 판정한다. 이하에, 전류 비교 유닛(2014)이 전류값 iq에 기초하여, 원고 P 및 원고 P'의 상태를 판정하는 방법에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 제1 토크에 대응하는 토크 전류 성분의 값보다 작고, 제3 토크에 대응하는 토크 전류 성분의 값보다 큰 값이 제1 임계치 ith1로서 설정된다는 점에 유의하라. 또한, 제3 토크에 대응하는 토크 전류 성분의 값보다 작고, 제2 토크에 대응하는 토크 전류 성분의 값보다 큰 값은 제2 임계치 ith2로서 설정된다. 제2 임계치 ith2는 후속의 원고 P'와 원고 P가 겹친 상태에서 원고 P가 반송되고 있는 경우에 전류값 iq이 제2 임계치 ith2 미만에 부합하지 않는 값으로 설정된다는 점에 유의하라.

도 9 및 도 10은 전류값 iq, 제1 임계치 ith1 및 제2 임계치 ith2 간의 관계를 도시하는 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 전류 비교 유닛(2014)은, 수신된 전류값 iq이 제1 임계치 ith1 이상인 경우, 원고 P 및 원고 P'가 상태 #1라고 판정한다. 그 후, 수신된 전류값 iq이 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 상태가 미리 결정된 시간 T1 동안 지속되기 전에, 수신된 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작은 값인 상태로 시프트하면, 전류 비교 유닛(2014)은 원고 P 및 원고 P'가 상태 #1에서 상태 #2로 시프트되었다고 판정한다.

한편, 도 10에 도시한 바와 같이, 상태가 상태 #1이라고 판정된 후에, 수신된 전류값 iq가 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 상태가 미리 결정된 시간 T1 동안 지속된 경우, 전류 비교 유닛(2014)은 원고 P 및 원고 P'가 상태 #1에서 상태 #3로 시프트되었다고 판정한다. 그 후, 수신된 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작은 값에 부합하면, 전류 비교 유닛(2014)은 원고 P 및 원고 P'가 상태 #3에서 상태 #4로 시프트했다고 판정한다. 미리 결정된 시간 T1은 도 9에서 원고 P 및 원고 P'가 상태 #1에서 상태 #2로 시프트하는데 요구되는 시간보다 길고, 도 10에서 원고 P 및 원고 P'가 상태 #3인 상태가 지속되는 시간보다는 짧은 시간으로 설정된다는 점에 유의하라.

도 11은 화상 형성 장치(100)에서의 급송 제어의 흐름도이다. 이 흐름도의 처리는 CPU(401)에 의해 실행된다.

시트 반송 지시가 수신된 후, 단계 S101에서, CPU(401)는 원고 세트 센서(SS1)로부터의 출력에 기초하여 급지 트레이(2)에 원고가 적재(존재)되어 있는지의 여부를 판정한다. 원고가 급지 트레이(2)에 적재되어 있지 않은 경우, CPU(401)는 이 흐름도의 처리를 종료한다. 한편, 원고가 급지 트레이(2)에 적재되어 있는 경우, CPU(401)는 단계 S102에서, 반송 모터(M1 및 M2)에 의한 원고의 급송 및 반송을 개시한다.

다음으로, 단계 S103에서, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1 이상일 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S104로 진행시킨다.

그 후, 단계 S104에서, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 값이 아닐 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S105로 진행시킨다.

단계 S105에서, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작지 않을 경우, CPU(401)는 단계 S104로부터 처리를 반복한다.

단계 S105에서, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작을 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S106으로 진행시킨다.

단계 S106에서, 다음 원고가 급지 트레이(2)에 적재되어 있는지의 여부를, 원고 세트 센서(SS1)로부터의 출력에 기초하여 판정한다. 다음 원고가 급지 트레이(2)에 적재 되어 있지 않으면, CPU(401)는 이 흐름도의 처리를 종료한다. 한편, 다음 원고가 급지 트레이(2)에 적재되어 있으면, CPU(401)는 단계 S102로부터 처리를 반복한다.

단계 S104에서, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S107로 진행시킨다.

단계 S107에서, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 상태가 미리 결정된 시간 T1 동안 지속되지 않은 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S105로 진행시킨다.

또한, 단계 S107에서, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 상태가 미리 결정된 시간 T1 동안 지속된 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S108로 진행시킨다.

그 후, 단계 S108에서, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작은 값에 부합되었다고 판정되면, 절차는 단계 S109로 진행되고, CPU(401)는 원고 검출 센서(SS2)가 오프(OFF)인지, 즉, 원고 검출 센서(SS2)가 원고를 검출하지 못했는지를 판정한다. 단계 S109에서 원고 검출 센서(SS2)가 원고를 검출하지 못했다면, 이것은 급송 대상인 원고 P의 후단부가 원고 검출 센서(SS2)보다도 반송 방향의 하류측에 있고, 다음 원고 P'의 선단이 원고 검출 센서(SS2)보다도 반송 방향의 상류측에 있다는 것을 의미한다는 점에 유의하라. 즉, 이것은 급송 대상인 원고 P와 다음 원고 P' 간에 간격이 있다는 것을 의미한다.

단계 S109에서, 원고 검출 센서(SS2)가 원고를 검출하지 못한 경우, CPU(401)는 단계 S106에서, 다음 원고가 있는지를 판정하고, 다음 원고가 있으면, 단계 S102에서, 다음 원고의 급송을 개시한다. 다음 원고는 이 경우, 분리 급송 유닛의 닙부에 닙된 원고라는 점에 유의하라.

한편, 단계 S109에서, 원고 검출 센서(SS2)가 원고를 검출한 경우, CPU(401)는 처리를 단계 S110으로 진행시킨다.

단계 S110에서, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작은 값에 부합되고 나서 미리 결정된 시간 T2이 경과되지 않은 경우는, CPU(401)는 단계 S109로부터 처리를 반복한다. 단계 S110에서 미리 결정된 시간 T2이 경과했다면, 이것은 다음 원고 P'가 원고 검출 센서(SS2)에 의해 검출되었다는 것을 의미한다는 점에 유의하라. 또한, 전류값 iq은 제2 임계치 ith2보다 작기 때문에, 선행하는 원고 P와 다음 원고 P'의 겹침은 발생하지 않는다. 따라서, 단계 S110에서 미리 결정된 시간 T2이 경과했고, 단계 S106에서 다음 원고가 있다면, CPU(401)는 다음 원고의 급송을 개시한다. 여기에서 지칭되는 다음 원고는 분리 급송 유닛의 닙부에 닙되고 원고 검출 센서(SS2)에 의해 검출된 원고 P'라는 점에 유의하라.

CPU(401)는 시트 반송 지시가 수신되면, 상술한 처리를 반복적으로 행한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 전류값 iq에 기초하여, 시트재의 급송이 제어된다.

구체적으로, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1 이상이고, 제1 임계치 ith1보다 작고 제2 임계치 ith2 이상인 상태가 미리 결정된 시간 T1 동안 지속되지 않고 제2 임계치 ith2보다 작은 값에 부합되면, CPU(401)는 원고 P의 후단부가 분리 급송 유닛을 통과했다고 판정한다. 이 경우, CPU(401)는 다음 원고 P'이 있는 경우, 다음 원고 P'의 급송을 개시한다.

한편, 전류값 iq이 제1 임계치 ith1 이상인 경우, 제1 임계치 ith1보다 작고, 제2 임계치 ith2 이상인 상태가 미리 결정된 시간 T1 동안 지속되면, CPU(401)는 급송 대상인 원고 P와 다음 원고 P'가 분리 급송 유닛의 닙부에 닙되었다고 판정한다. 급송 대상의 원고 P는 레지스트레이션 롤러(6)에 의해 반송되고 있다는 점에 유의하라. 그 후, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작아지면, CPU(401)는 급송 대상인 원고 P와 다음 원고 P' 간의 겹침이 없고, 급송 대상인 원고 P의 후단부가 분리 급송 유닛의 닙부를 통과했다고 판정한다. 겹침이 없어졌다고 판정할 수 있는 것은, 다음 원고 P'가 급송 대상인 원고 P와의 마찰력에 의해 이동하고 있는 경우에, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2를 하회하지 않기 때문이라는 점에 유의하라.

이 경우, CPU(401)는, 원고 검출 센서(SS2)가 원고 P를 더 이상 검출하지 않게 되면, 다음 원고 P'의 급송을 개시한다. 이것은 원고 검출 센서(SS2)가 원고를 검출하지 않았다면, 급송 대상인 원고 P의 후단부가 원고 검출 센서(SS2)보다도 반송 방향의 하류측에 있고, 다음 원고 P'의 선단이 원고 검출 센서(SS2)보다도 반송 방향의 상류측에 있다는 것을 의미하기 때문이다. 또한, 전류값 iq이 제2 임계치 ith2보다 작아지고나서 미리 결정된 시간 T2이 경과한 경우, CPU(401)는 다음 원고 P'의 급송을 개시한다. 미리 결정된 시간 T2 동안 대기함으로써, 급송 대상인 원고 P와 다음 원고 P' 간의 간격을 보장할 수 있다. 그 결과, 다음 원고 P'의 급송을 개시해도 잼이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 급송 대상인 원고가 분리 급송 유닛으로부터 빠져나간 것이, 토크 전류 성분의 값에 기초하여 판정된다. 또한, 분리 급송 유닛의 닙부에서 급송 대상인 원고 P와 다음 원고 P'의 중복된 급송과, 이 중복된 상태의 해소는 토크 전류 성분의 값에 기초하여 검출된다. 중복된 상태의 해소가 검출됨으로써, 다음 원고 P'의 급송 타이밍이 적절하게 판정된다. 이와 같이, 본 실시예의 구성은 급송 및 반송되는 시트재 간의 간격을 짧게 할 수 있다.

본 실시예에서는, 전류값 iq에 기초하여 급송 제어가 행하여졌지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다는 점에 유의하라. 예를 들어, q축 전류 명령값 iq_ref에 기초하여 급송 제어가 행해질 수 있다.

또한, 모터(M2)의 회전자에 가해지는 부하 토크 T에 기초하여 급송 제어가 행해질 수 있다. 부하 토크 T는 예를 들어, 회전자(402)의 회전 위상 θ과 명령 위상 θ_ref 간의 편차에 기초하여 결정된다는 점에 유의하라. 또한, 부하 토크 T는 미리 ROM(404)에 저장되며, 전류값 iq과 부하 토크 T 간의 관계를 나타내는 테이블에 기초하여 결정될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 급송된 시트재를 분리하는 분리 유닛으로서 분리 롤러(5)가 사용되었지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 분리 패드 등이 사용될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 부하를 구동하는 모터로서 스테핑 모터가 사용되고 있지만, DC 모터 등의 다른 모터가 사용될 수 있다. 또한, 모터는 2-상 모터일 경우에 한정되지 않고, 3상 모터 등의 다른 모터일 수 있다.

또한, 본 실시예에서의 반송 모터 제어 유닛은, 위상 피드백 제어를 행함으로써 모터(M2)를 제어하고 있지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 반송 모터 제어 유닛은 회전자(402)의 회전 속도 ω를 피드백하여 모터(M2)를 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 반송 모터 제어 유닛에 제공된 속도 제어기(500)는 CPU(401)로부터 출력되며 회전자의 목표 속도를 나타내는 명령 속도 ω_ref와 회전 속도 ω 간의 편차가 작아지도록, q축 전류 명령값 iq_ref 및 d축 전류 명령값 id_ref을 생성하여 출력한다. 이러한 속도 피드백 제어를 행함으로써, 모터(M2)를 제어할 수 있다. 회전 속도 ω는 회전 위상 θ의 시간 변화에 기초하여 속도 결정기(514)에 의해 결정된다는 점에 유의하라.

다른 실시예들

본 발명의 실시예(들)는 또한 저장 매체(이는 더 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체'로서 지칭될 수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행 가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독하고 실행하여, 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하고, 및/또는 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어, 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하기 위해 상기 저장 매체로부터 컴퓨터 실행 가능 명령을 판독하고 실행함으로써 및/또는 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행된 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 처리 장치(MPU))를 포함할 수 있으며, 컴퓨터 실행 가능 명령어를 판독하고 실행하기 위해 별도의 컴퓨터 또는 개별 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행 가능 명령어들은 예를 들어, 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는 예를 들어, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)™), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

(기타의 실시예)

본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.

또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어,ASIC)에 의해서도 실행가능하다.

본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 다음의 청구 범위는 이러한 모든 수정 및 균등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 시트 반송 장치로서,
   시트재를 적재하도록 구성된 적재 유닛;
   상기 적재 유닛에 적재된 시트재를 급송하도록 구성된 급송 유닛;
   상기 시트재가 반송되는 반송 방향에서 상기 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 상기 급송 유닛에 의해 급송된 상기 시트재를 상기 반송 방향의 하류측으로 반송하도록 구성된 반송 롤러;
   상기 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터;
   상기 모터의 회전자의 회전 위상을 결정하도록 구성된 위상 결정기; 및
   상기 모터의 회전자에 토크를 발생시키는 토크 전류 성분의 값과 상기 모터의 권선을 통과하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류 성분의 값에 기초하여 상기 모터의 권선에 흐르는 구동 전류를 제어하도록 구성된 제어기 -상기 토크 전류 성분 및 상기 여자 전류 성분은 상기 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 전류 성분이며 상기 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하는 회전 좌표계에서 표현됨- 를 포함하고,
   상기 급송 유닛은, 상기 급송 유닛에 의해 급송된 제1 시트재를 상기 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 상기 모터의 권선에 흐르는 상기 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 상기 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 상기 제1 시트재의 다음에 급송되어야 할 제2 시트재의 급송을 개시하는 시트 반송 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 급송 유닛은, 상기 반송 롤러가 상기 제1 시트재를 반송하고 있는 상태에서, 상기 모터의 권선에 흐르는 상기 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 상기 미리 결정된 값보다 큰 제2 미리 결정된 값보다 작고, 또한 상기 미리 결정된 값 이상인 상태가 미리 결정된 시간 동안 지속되지 않고, 상기 토크 전류 성분의 값이 상기 미리 결정된 값 이상의 값에서 상기 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 상기 제2 시트재의 급송을 개시하는 시트 반송 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 시트 반송 장치는 상기 급송 유닛과 상기 반송 롤러 사이에서 상기 시트재를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하고,
   상기 급송 유닛은, 상기 반송 롤러가 상기 제1 시트재를 반송하고 있는 상태에서, 상기 모터의 권선에 흐르는 상기 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 상기 제2 미리 결정된 값보다 작고 또한 상기 미리 결정된 값 이상인 상태가 상기 미리 결정된 시간 동안 지속되고나서, 상기 토크 전류 성분의 값이 상기 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하고, 또한 상기 검출기가 시트재를 검출하지 못했다면, 상기 제2 시트재의 급송을 개시하는 시트 반송 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 급송 유닛은
   상기 적재 유닛에 적재된 시트재를 급송하도록 구성된 픽업 롤러,
   상기 픽업 롤러에 의해 급송된 시트재를 추가로 급송하도록 구성된 급송 롤러, 및
   상기 급송 롤러와 닙부를 형성하고, 상기 급송 롤러에 의해 겹친 상태에서 반송된 복수의 시트재를 상기 닙부에서 분리하도록 구성된 분리 부재를 포함하고,
   상기 미리 결정된 값은 상기 제1 시트재가 상기 닙부에서 닙되어 있지 않은 상태에서 상기 반송 롤러가 상기 제1 시트재를 반송할 때에 상기 모터의 회전자에 가해지는 부하 토크에 대응하는 제2 토크 전류 성분의 값보다 크고, 또한 상기 닙부에 상기 제1 시트재와 상기 제2 시트재가 겹쳐져서 닙되어 있는 상태에서 상기 반송 롤러가 상기 제1 시트재를 반송할 때에 상기 모터의 회전자에 가해지는 부하 토크에 대응하는 제3 토크 전류 성분의 값보다는 작은 시트 반송 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 급송 롤러의 구동은 상기 반송 롤러가 상기 제1 시트재를 반송할 때, 정지되고,
   상기 제2 미리 결정된 값은 정지 상태에서의 상기 분리 부재와 상기 급송 롤러 간의 닙부에 상기 제1 시트재는 닙되고 상기 제2 시트재는 닙되어 있지 않은 상태에서 상기 반송 롤러가 상기 제1 시트재를 반송할 때 상기 모터의 회전자에 가해지는 부하 토크에 대응하는 제4 토크 전류 성분의 값보다 작고, 또한 상기 제3 토크 전류 성분의 값보다는 큰 시트 반송 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 분리 부재는 상기 급송 롤러와 닙부를 형성하는 분리 롤러이고,
   상기 분리 롤러는 상기 반송 롤러에 의해 반송되는 상기 시트재가 상기 닙부에 닙되어 있는 기간에 상기 반송 롤러에 의해 반송되는 상기 시트재와의 마찰에 의해 회전하도록 구성되는 시트 반송 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 급송 롤러의 구동은 상기 픽업 롤러의 구동과 동기하는 시트 반송 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 시트 반송 장치는
   상기 모터의 권선에 흐르는 상기 구동 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출기; 및
   상기 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하여, 상기 전류 검출기에 의해 검출된 상기 구동 전류의 전류값을 정지 좌표계의 전류값에서 회전 좌표계의 전류값으로 변환하도록 구성된 변환기를 포함하고,
   상기 급송 유닛은 상기 변환기에 의해 변환된 상기 회전 좌표계의 전류값의 토크 전류 성분에 기초하여 상기 제2 시트재의 급송을 개시하는 시트 반송 장치.
9. 원고 판독 장치로서,
   원고를 적재하도록 구성된 적재 유닛;
   상기 적재 유닛에 적재된 원고를 급송하도록 구성된 급송 유닛;
   상기 원고가 반송되는 반송 방향에서 상기 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 상기 급송 유닛에 의해 급송된 상기 원고를 상기 반송 방향의 하류측으로 반송하도록 구성된 반송 롤러;
   상기 반송 롤러에 의해 반송된 상기 원고를 판독하도록 구성된 판독 유닛;
   상기 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터;
   상기 모터의 회전자의 회전 위상을 결정하도록 구성된 위상 결정기; 및
   상기 모터의 회전자에 토크를 발생시키는 토크 전류 성분의 값과 상기 모터의 권선을 통과하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류 성분의 값에 기초하여 상기 모터의 권선에 흐르는 구동 전류를 제어하도록 구성된 제어기 -상기 토크 전류 성분 및 상기 여자 전류 성분은 상기 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 전류 성분이며 상기 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하는 회전 좌표계에서 표현됨- 를 포함하고,
   상기 급송 유닛은, 상기 급송 유닛에 의해 급송된 제1 원고를 상기 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 상기 모터의 권선에 흐르는 상기 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 상기 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 상기 제1 원고의 다음에 급송되어야 할 제2 원고의 급송을 개시하는 원고 판독 장치.
10. 화상 형성 장치로서,
    시트재를 적재하도록 구성된 적재 유닛;
    상기 적재 유닛에 적재된 시트재를 급송하도록 구성된 급송 유닛;
    상기 시트재가 반송되는 반송 방향에서 상기 급송 유닛의 하류측에 제공되고, 상기 급송 유닛에 의해 급송된 상기 시트재를 상기 반송 방향의 하류측으로 반송하도록 구성된 반송 롤러;
    상기 반송 롤러에 의해 반송된 상기 시트재에 화상을 형성하도록 구성된 화상 형성 유닛;
    상기 반송 롤러를 구동하도록 구성된 모터;
    상기 모터의 회전자의 회전 위상을 결정하도록 구성된 위상 결정기; 및
    상기 모터의 회전자에 토크를 발생시키는 토크 전류 성분의 값과 상기 모터의 권선을 통과하는 자속의 강도에 영향을 미치는 여자 전류 성분의 값에 기초하여 상기 모터의 권선에 흐르는 구동 전류를 제어하도록 구성된 제어기 -상기 토크 전류 성분 및 상기 여자 전류 성분은 상기 모터의 권선에 흐르는 구동 전류의 전류 성분이며 상기 위상 결정기에 의해 결정된 회전 위상에 기초하는 회전 좌표계에서 표현됨- 를 포함하고,
    상기 급송 유닛은, 상기 급송 유닛에 의해 급송된 제1 시트재를 상기 반송 롤러가 반송하고 있는 상태에서, 상기 모터의 권선에 흐르는 상기 구동 전류의 토크 전류 성분의 값이 미리 결정된 값 이상의 값에서 상기 미리 결정된 값보다 작은 값으로 변하면, 상기 제1 시트재의 다음에 급송되어야 할 제2 시트재의 급송을 개시하는 화상 형성 장치.

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