(57)【要約】【課題】  搬送ローラの一部の寿命が進んだ場合、複数の搬送ローラ間で搬送速度に差がでることでジャム多発、用紙しわといった不良成果物がでてしまうという課題があった。【解決手段】  ΔΘが、メディアに対応したΔΘＴＨＭＡＸとΔΘＴＨＭＩＮの間に入っていない場合には、異常が発生した旨の表示をだす指示や、異常と判断したメディアを給紙した給紙段を使用不能にする旨の表示をだす指示を行い、表示を行う。【選択図】  図１２
2020177054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを搬送する第１搬送ローラと、
前記シートが搬送される搬送方向において、前記第１搬送ローラよりも下流側に設けられた第２搬送ローラと、
前記第１搬送ローラを駆動する第１モータと、
前記第２搬送ローラを駆動する第２モータと、
前記第１モータと、
前記第２モータの一方のモータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記一方のモータの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一方のモータの回転位相との偏差が小さくなるように、前記一方のモータの巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、
を有し、
前記第２搬送ローラにてシートを搬送している区間で、前記制御手段を用いて第２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絶対値が、所定値の基準値内に収まっていない場合に、異常と判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
シートを搬送する第１搬送ローラと、
前記シートが搬送される搬送方向において、前記第１搬送ローラよりも下流側に設けられた第２搬送ローラと、
前記第１搬送ローラを駆動する第１モータと、
前記第２搬送ローラを駆動する第２モータと、
前記第１モータと、
前記第２モータの一方のモータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記一方のモータの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一方のモータの回転位相との偏差が小さくなるように、前記一方のモータの巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、
有し、
前記第２搬送ローラにてシートを搬送している区間で、前記制御手段を用いて第１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絶対値が、所定値の基準値内に収まっていない場合に、異常と判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
異常と判断した時に、異常と判断したメディアの使用が禁止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
異常と判断した時に、異常の旨を通知する通知部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定値は、シートメディアごとにデータをもっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定値は、画像形成動作の開始時に、自動で調整を行うことで決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動を制御するシート搬送装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、搬送ローラが寿命を迎えた場合に、搬送力を用紙に伝えることができないことから、複数の搬送ローラ間で、用紙を押し込む形になってしまうことでの用紙座屈、用紙引っ張り合いによる用紙ダメージが発生してしまうという課題がある。寿命は、搬送ローラ表面の摩耗といった経時的に低下していくケースと、搬送ローラ表面に異物（紙粉など）の混入により、突発的に低下していくケースが存在している。本体寿命に対して、搬送ローラの寿命が短い場合には、サービスマンの定期メンテで、搬送ローラ交換をするという運用を実施することで、常に、搬送不良がでない状態を維持する形態となっている。
【０００３】
搬送不良がでるケースに対しては、特許文献１にて、搬送駆動部の駆動モータのトルク電流成分検知と指定座標の偏差から、必要トルクの電流値フィードバックを行うことが提案されている。この提案では、ローラの搬送力が落ちてきた場合にも、必要なトルク電流値をアップすることで、リカバリーが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−１７１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、先行技術では、搬送ローラの一部の寿命が進んだ場合、複数の搬送ローラ間で搬送速度に差がでることでジャム多発、用紙しわといった不良成果物がでてしまうという課題があった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明は、シートにダメージを与えることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、
シートを搬送する第１搬送ローラと、前記シートが搬送される搬送方向において、前記第１搬送ローラよりも下流側に設けられた第２搬送ローラと、前記第１搬送ローラを駆動する第１モータと、前記第２搬送ローラを駆動する第２モータと、前記第１モータと、前記第２モータの一方のモータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、前記一方のモータの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一方のモータの回転位相との偏差が小さくなるように、前記一方のモータの巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、前記第２搬送ローラにてシートを搬送している区間で、前記制御手段を用いて第２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絶対値が、所定値の基準値内に収まっていない場合に、異常と判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シートにダメージを与えることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置を説明する断面図である。
【図２】前記画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】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。
【図４】モータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】搬送ローラが駆動される構成を説明する図である。
【図６】下流側の搬送ローラを駆動するモータにおける指令位相Θ＿ＲＥＦと実際の回転子の回転位相Θとの偏差ΔΘを示す図である。
【図７】搬送ローラが劣化したことに起因して偏差ΔΘが減少する様子を示す図である。
【図８】搬送ローラが劣化したことに起因して偏差ΔΘが増大する様子を示す図である。
【図９】本体の給紙部が複数ある一例を示す断面図である。
【図１０】搬送ローラが劣化したことに起因して用紙の搬送状態が悪化する様子を示す図である。
【図１１】搬送ローラが劣化したことに起因して用紙の搬送状態が悪化する様子を示す図である。
【図１２】本発明での異常検知を実施するためのフローチャートである。
【図１３】本発明でのメディアに応じた基準値を決定するためのデータテーブルである。
【図１４】本発明での異常検知時の操作部表示の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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枚ずつ給紙され、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。
【００１４】
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、一定速度で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、一定速度で移動する照明系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。
【００１５】
画像印刷装置３０１の内部には、シート収納トレイ３０２、３０４が設けられている。シート収納トレイ３０２、３０４には、それぞれ異なる種類の記録媒体を収納することができる。例えば、シート収納トレイ３０２にはＡ４サイズの普通紙が収納され、シート収納トレイ３０４にはＡ４サイズの厚紙が収納される。なお、記録媒体とは、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。
【００１６】
シート収納トレイ３０２に収納された記録媒体は、給紙ローラ３０３によって給送されて、搬送ローラ３０６、３２７によってレジストレーションローラ３０８へ送り出される。また、シート収納トレイ３０４に収納された記録媒体は、給紙ローラ３０５によって給送されて、搬送ローラ３０７、３０６及び３２７によってレジストレーションローラ３０８へ送り出される。
【００１７】
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３１１に入力される。また、感光ドラム３０９は、帯電器３１０によって外周面が帯電される。感光ドラム３０９の外周面が帯電された後、読取装置２０２から光走査装置３１１に入力された画像信号に応じたレーザ光が、光走査装置３１１からポリゴンミラー及びミラー３１２、３１３を経由し、感光ドラム３０９の外周面に照射される。この結果、感光ドラム３０９の外周面に静電潜像が形成される。なお、感光ドラムの帯電には、例えば、コロナ帯電器や帯電ローラを用いた帯電方法が用いられる。
【００１８】
続いて、静電潜像が現像器３１４内のトナーによって現像され、感光ドラム３０９の外周面にトナー像が形成される。感光ドラム３０９に形成されたトナー像は、感光ドラム３０９と対向する位置（転写位置）に設けられた転写帯電器３１５によって記録媒体に転写される。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３０８は記録媒体を転写位置へ送り込む。
【００１９】
前述の如くして、トナー像が転写された記録媒体は、搬送ベルト３１７によって定着器３１８へ送り込まれ、定着器３１８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。
【００２０】
片面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器３１８を通過した記録媒体は、排紙ローラ３１９、３２４によって、不図示の排紙トレイへ排紙される。また、両面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器３１８によって記録媒体の第１面に定着処理が行われた後に、記録媒体は、排紙ローラ３１９、搬送ローラ３２０、及び反転ローラ３２１によって、反転パス３２５へと搬送される。その後、記録媒体は、搬送ローラ３２２、３２３によって再度レジストレーションローラ３０８へと搬送され、前述した方法で記録媒体の第２面に画像が形成される。その後、記録媒体は、排紙ローラ３１９、３２４によって不図示の排紙トレイへ排紙される。
【００２１】
また、第１面に画像形成された記録媒体がフェースダウンで画像形成装置１００の外部へ排紙される場合は、定着器３１８を通過した記録媒体は、排紙ローラ３１９を通って搬送ローラ３２０へ向かう方向へ搬送される。その後、記録媒体の後端が搬送ローラ３２０のニップ部を通過する直前に搬送ローラ３２０の回転が反転することによって、記録媒体の第１面が下向きになった状態で、記録媒体が排紙ローラ３２４を経由して、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００２２】
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。なお、本発明における負荷とはモータによって駆動される対象物である。例えば、給紙ローラ２０４、３０３、３０５、レジストレーションローラ３０８及び排紙ローラ３１９等の各種ローラ（搬送ローラ）や感光ドラム３０９、搬送ベルト２０８、３１７、照明系２０９及び光学系等は本発明における負荷に対応する。本実施形態のモータ制御装置は、これら負荷を駆動するモータに適用することができる。
【００２３】
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、センサ類１５９、ＡＣドライバ１６０、シート検出器７００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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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３１０、現像器３１４、転写帯電器３１５等）に必要な電圧を供給する。
【００２７】
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３０６を駆動するモータ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３０７を駆動するモータＭ１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、画像形成装置には複数個のモータが設けられているものとする。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２個しか設けられていないが、３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てもよい。
【００２８】
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３１８に含まれる。
【００２９】
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におけるシート材のジャムや重送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。
【００３０】
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。
【００３１】
＜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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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し、回転子４０２のトルクの発生には寄与しない。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。
【００３６】
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３０６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。
【００３７】
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。
【００３８】
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から取得する偏差ΔΘ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。
【００３９】
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。
【００４０】
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）
【００４１】
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。
【００４２】
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）
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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）
【００４８】
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。
【００４９】
ＰＷＭインバータ５０６は、フルブリッジ回路を有する。フルブリッジ回路は座標逆変換器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。
【００５０】
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５０９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）
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
モータ制御装置１５７は、上述の制御を繰り返し行う。
【００５７】
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。
【００５８】
［搬送される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に示すように、搬送ローラ３０７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３０６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。なお、以下の説明では、搬送ローラ３０６、３０７の駆動構成について説明するが、例えば、搬送ローラ３２７等のローラも同様の駆動構成である。
【００５９】
図５では、搬送ローラ３０７の周速度がＶ１となるようにモータＭ１が制御され、搬送ローラ３０６の周速度がＶ２となるようにモータＭ２が制御される様子が示されている。なお、周速度Ｖ２は周速度Ｖ１と同じ値である。即ち、搬送ローラ３０６は搬送ローラ３０７と同じ周速度で回転する。なお、搬送ローラ３０７の周速度と搬送ローラ３０６の周速度とが同じであっても、モータＭ１の回転子の回転速度とモータＭ２の回転子の回転速度とが同じであるとは限らない。これは、搬送ローラの周速度は、回転軸の回転速度とローラ径とに基づいて決定されるからである。
【００６０】
シート検出器７００は後述する方法によりシートが搬送ローラ３０６のニップ部での搬送が正しく行われているか否かを判定し、判定結果をＣＰＵ１５１Ａに出力する。以下に、搬送されるシートを回転位相Θに基づいて検知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Ｍ１、Ｍ２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、搬送ローラの周速度の目標値に基づいて決定される。
【００６１】
図６は、搬送ローラ３０６を駆動するモータＭ２を制御するモータ制御装置１５７から出力された回転位相Θと指令位相Θ＿ＲＥＦとの偏差ΔΘを示す図である。
【００６２】
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。
【００６３】
図５に示すように、本実施形態では、周速度Ｖ１で回転する搬送ローラ３０７によってシートが搬送される。また、周速度がＶ１である搬送ローラ３０７によって搬送されているシートの先端が搬送ローラ３０６のニップ部よりも上流側の所定位置（第１の所定位置）に到達する時刻Ｔ０（図６参照）において、ＣＰＵ１５１Ａは搬送ローラ３０６の駆動を開始する。なお、時刻Ｔ０は、シートの先端が搬送ローラ３０６のニップ部に到達する時刻Ｔ１（図６参照）までに搬送ローラ３０６の周速度がＶ２に到達するように（モータＭ２の回転子の回転速度が周速度Ｖ２に対応する回転速度に到達するように）設定される。
【００６４】
シートが搬送ローラ３０７と搬送ローラ３０６とによって搬送される際に搬送ローラ３０６にかかるトルクは、搬送ローラ３０６が搬送ローラ３０７と同じ周速度で回転する場合が、一番小さい。これは、搬送ローラ間で、シートの引っ張りや、押し込みといった現象がなく、シートへのダメージが一番小さい形で搬送できているからである。但し、メディアごとに必要なトルクは異なってくることから、偏差ΔΘ値は、図１３（Ａ）のようにかわってくる。図１３（Ａ）では、搬送ローラが新品の時にサンプルしたΔΘＢＡＳＥの値が設定されており、このΔΘＢＡＳＥから、ΔΘＴＨＭＡＸと、ΔΘＴＨＭＩＮと、決まる。図１３（Ａ）の例は、普通紙と薄紙のΔΘＢＡＳＥ、ΔΘＴＨＭＡＸ、ΔΘＴＨＭＩＮが設定されており、厚紙は、未設定状態となっている。未設定状態になるケースとしては、本体が生産されてから、厚紙のシートを一度も使用したことがない場合を想定している。ただし、工場出荷時にすべてのメディアシートを通紙する運用となっている場合には、未設定状態はなくなる。
【００６５】
ΔΘＴＨＭＡＸと、ΔΘＴＨＭＩＮは、ΔΘＢＡＳＥに対して±２０％の係数値から算出されている。なお、この係数値は、メディアごとに違っていてもよい。また、図１３（Ｂ）では、メディア種類に応じて、ΔΘＢＡＳＥの相対比率（ΔΘ比率）を示している。このΔΘ比率は、ΔΘＢＡＳＥが決まっていない場合に、計算からΔΘＢＡＳＥを算出する場合に、用いられる。
【００６６】
具体的には、図６に示すように、シートの先端が搬送ローラ３０６のニップ部に到達する時刻Ｔ１において、偏差ΔΘの絶対値は増大する。
【００６７】
前述したように、搬送ローラを使用する年数が経過すると、搬送ローラが劣化することに起因して、偏差ΔΘは変わってくる。また、図９の例のように、複数の給紙経路をもった製品の場合、図中の○で囲ったローラ（合流ローラ）の耐久の進みに対して、使用頻度の低い給紙経路の場合、給紙経路の搬送ローラとでは耐久度合に差がでるというケースがある。
【００６８】
具体的には、例えば、搬送ローラとシートとの摩擦力が小さくなると、図７に示すように、偏差ΔΘの絶対値が増大する量（変動量）が搬送ローラの劣化前に比べて小さくなってしまう可能性がある。この結果、シートの先端が搬送ローラのニップ部に到達する時刻Ｔ１から偏差ΔΘの絶対値が閾値ΔΘＴＨＭＩＮより小さくなる可能性がある。図７に示す現象は、図１０の例のように、搬送方向における下流側の摩擦力が減少した場合に起こり得る。摩擦力が減少することによって、上流側の搬送ローラの周速に対して、下流側の搬送ローラの周速が遅くなる（＝周速差ΔＶ）ことから、シートは搬送ローラ３０６にニップ近傍で、押し込まれる形で搬送されてしまい、最悪、ループができた状態でシート搬送が行われてしまうと、用紙しわといった現象が発生してしまう。この用紙しわがでてしまうスレッシュを、ΔΘＴＨＭＩＮとして規定しておき、そのΔΘがΔΘＴＨＭＩＮを下回った場合には、異常有と判断する。
【００６９】
また、例えば、上流側の搬送ローラの摩耗量が下流側の搬送ローラの摩耗量よりも多い場合、周速度の減少量は上流側の搬送ローラのほうが大きい。即ち、上流側の搬送ローラと下流側の搬送ローラとの周速差ΔＶは、上流側の搬送ローラ及び下流側の搬送ローラが摩耗する前よりも大きくなる（一方の搬送ローラの周速度に比べて他方の搬送ローラの周速度が相対的に更に早くなる）。周速差ΔＶが大きくなると、図８と図１１に示すように、偏差ΔΘの絶対値が増大する量（変動量）は搬送ローラの劣化前に比べて大きくなる。周速差ΔＶが大きすぎると、シートを引っ張る力が大きくなり、シートにダメージを与えてしまう可能性がある。このシートにダメージがでてしまうスレッシュを、ΔΘＴＨＭＡＸとして規定しておき、シートが搬送されている区間においてそのΔΘがΔΘＴＨＭＡＸを上回った場合には、異常有と判断する。なお、ΔΘ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。
【００７０】
そこで、本実施形態では、以下の構成を適用することによって、搬送されるシートにダメージを与えてしまう状態になっているかどうかの異常検知を行う。図１２を用いて、シーケンスのフローを説明する。
【００７１】
まず、システムコントローラ１５１は、操作部１５２からの画像形成動作開始の指示が入ったことで、プリント動作に必要な情報を生成し、図１２のフローが開始される。Ｓ１００では、ＪＯＢで使われるメディアに対応するΔΘＢＡＳＥがあるかどうかを判断する。Ｓ１００の判断は、前述したように、図１３（Ａ）のように、該当するメディアにΔΘＢＡＳＥが設定されているかどうかで判断する。図１３（Ａ）では、厚紙が、設定されていないことを示している。Ｓ１００の判断において、システムコントローラ１５１は、ΔΘＢＡＳＥがないと判断した場合には、Ｓ１０５へと進み、対象の搬送ローラの部品カウンターが初期範囲内であるかどうかを判断する。なお、Ｓ１０５に入るケースは、工場出荷時の調整が行われないケースを想定したものであるが、工場出荷時に、全てのメディアの初期値設定をするという工程があってもよい。その場合は、Ｓ１０５へ入るパターンはなくなる。また、部品カウンター（不図示）は、用紙を１枚通紙することに、搬送ローラ単位でカウントアップする仕組みとなっており、搬送効率が設計上、落ちない数値を初期範囲値としている。Ｓ１０５の判定において、システムコントローラ１５１は、対象の搬送ローラの部品カウンターが初期範囲内であると判断した場合には、Ｓ１０６へと進み、偏差ΔΘの最大値を、ΔΘＢＡＳＥとして決定する。Ｓ１０５の判定が必要な理由は、初期範囲値を超えた状態で、Ｓ１０６の動作を行ってしまうと、搬送効率が落ちた状態でΔΘＢＡＳＥを決定してしまうため、正しいΔΘＴＨＭＡＸと、ΔΘＴＨＭＩＮが算出できなくなり、結果、用紙ダメージ状況が正常に検知できなくなるためである。
【００７２】
Ｓ１０６の後、Ｓ１０７へと進み、システムコントローラ１５１は、ΔΘＢＡＳＥより、前述した図１３（Ａ）のように、ΔΘＴＨＭＡＸと、ΔΘＴＨＭＩＮを算出する。Ｓ１０７の後、Ｓ１０１へと進む。また、Ｓ１０５の判定において、システムコントローラ１５１は、対象の搬送ローラの部品カウンター（不図示）が初期範囲内ではないと判断した場合には、Ｓ１０８へと進み、前述した図１３（Ｂ）のように、ΔΘＢＡＳＥが決定しているメディア（通常は、普通紙）から、ΔΘ比率を掛け合わせることで、ΔΘＢＡＳＥを算出する。Ｓ１０８の後は、Ｓ１０７へと進む。また、Ｓ１００の判断において、システムコントローラ１５１は、ΔΘＢＡＳＥがあると判断した場合にも、同様に、Ｓ１０１へと進む。Ｓ１０１では、システムコントローラ１５１は、シートの位置を検知するセンサ１５９を用いて、用紙の到達をまつ。Ｓ１０１にて、システムコントローラ１５１は、用紙が到達したと判断した場合には、Ｓ１０２へと進み、前述したＴ１〜Ｔ３のΔΘの最大値が、メディアに対応したΔΘＴＨＭＡＸとΔΘＴＨＭＩＮの間に（所定値の基準値内）入っているかどうかを判断する。Ｓ１０２の判断において、システムコントローラ１５１は、Ｔ１〜Ｔ３のΔΘの最大値が、メディアに対応したΔΘＴＨＭＡＸとΔΘＴＨＭＩＮの間に入っていないと判断した場合には、Ｓ１０３へと進み、異常発生処理を実行する。異常発生処理では、図１４（Ａ）のように、システムコントローラ１５１は、操作部１５２へ、異常が発生した旨の表示（６２４）をだす指示や、異常と判断したメディアを給紙した給紙段を使用不能にする（禁止する）旨の通知を行う。また、コピー実行時は、図１４（Ｂ）のように、使用不能の給紙段をグレーハッチして選択不能にする。
【００７３】
また、システムコントローラ１５１は、ジョブのキャンセルも行う。Ｓ１０３の後、Ｓ１０４へと進み、システムコントローラ１５１は、ＪＯＢが終了したかどうかを判断する。Ｓ１０４の判断において、システムコントローラ１５１は、ＪＯＢが終了したと判断した場合には、そのまま処理を終了する。また、Ｓ１０４の判断において、システムコントローラ１５１は、ＪＯＢが終了していないと判断した場合には、Ｓ１０１へと戻る。また、Ｓ１０２の判断において、システムコントローラ１５１は、Ｔ１〜Ｔ３のΔΘの最大値が、メディアに対応したΔΘＴＨＭＡＸとΔΘＴＨＭＩＮの間に入っていると判断した場合には、Ｓ１０４へと進む。
【００７４】
尚、異常状態になった場合は、サービスマンは、対象の搬送ローラの交換を行い、対象の搬送ローラの部品カウンター（不図示）を０クリアする。サービスマンが、０クリアすることで、システムコントローラ１５１は、図１３（Ａ）のテーブル値を、全て、ＵＮＫＮＯＷＮにする。その後、サービスマンは、複数のシートメディアの通紙確認を実施することで、メディアに対応したΔΘＢＡＳＥ、ΔΘＴＨＭＡＸ、ΔΘＴＨＭＩＮの再設定を行う。
【符号の説明】
【００７５】
１００  画像形成装置
１５１Ａ  ＣＰＵ
１５７  モータ制御装置
３０６、３０７  搬送ローラ
５０２  位相制御器
５１３  位相決定器
７００  シート検出器
Ｍ１、Ｍ２  ステッピングモータ
【図１】
2020177054.tif 000003
【図２】
2020177054.tif 000004
【図３】
2020177054.tif 000005
【図４】
2020177054.tif 000006
【図５】
2020177054.tif 000007
【図６】
2020177054.tif 000008
【図７】
2020177054.tif 000009
【図８】
2020177054.tif 000010
【図９】
2020177054.tif 000011
【図１０】
2020177054.tif 000012
【図１１】
2020177054.tif 000013
【図１２】
2020177054.tif 000014
【図１３】
2020177054.tif 000015
【図１４】
2020177054.tif 000016