リニアモータ、画像読取装置及び画像形成装置
【課題】磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子を移動制御することが可能なリニアモータ、リニアモータを搬送装置として備えた画像読取装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】制御部１７はリニアモータ１の制御を行う。制御部１７には、配列された複数の磁石６の磁極間情報や磁束密度や可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８に供給される電流値の基準値となる基準電流値等が記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、初期動作時にリニアモータ１６に供給されている電流値と基準電流値との比較等をする演算部２０と、駆動制御信号に基づきリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とが設けられている。電力制御部２１は、余弦関数に基づいて電磁コイル８のコイルに駆動電力を供給し、リニアモータ１６を駆動制御するようになっている。
【解決手段】制御部１７はリニアモータ１の制御を行う。制御部１７には、配列された複数の磁石６の磁極間情報や磁束密度や可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８に供給される電流値の基準値となる基準電流値等が記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、初期動作時にリニアモータ１６に供給されている電流値と基準電流値との比較等をする演算部２０と、駆動制御信号に基づきリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とが設けられている。電力制御部２１は、余弦関数に基づいて電磁コイル８のコイルに駆動電力を供給し、リニアモータ１６を駆動制御するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ、画像読取装置及び画像形成装置に係り、特にシャフト型リニアモータ、シャフト型リニアモータを搬送装置として用いる画像読取装置及び画像形成装置の初期動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ＯＡ機器である画像形成装置の印字ヘッドや露光ヘッド等、また、医療機器における露光走査手段等で直線移動精度が要求される部位には、リニアモータを利用することが提案されている。
【０００３】
また、近年は、シャフト状の固定子と、固定子の外周面に沿って直線方向に移動する可動子とから構成されるシャフト型のリニアモータが考案されている。このようなシャフト型のリニアモータは、従来の平板状磁石を用いたリニアモータと比較して、磁束の利用効率が良いため、磁石をそれ程大型化しなくても大きな推力を得ることができる。このため、各種ＯＡ機器等装置を小型化、低コスト化することができ、要求される高精度な移動制御を行うのに適している。
【０００４】
シャフト型リニアモータの可動子の移動制御としては、リニアモータに磁束密度を測定して固定子に対する可動子の位置を検出するセンサと可動子の移動方向や速度を検出するリニアエンコーダとを配置し、これらの検出結果に基づき可動子に供給する電流を制御することにより行われる技術が一般に知られている。
【０００５】
また、他の移動制御方法としては、固定子の磁束密度を検出するセンサをリニアモータに配置し、このセンサによる磁束密度の測定結果をフィードバックすることにより、リニアモータの推力の変動を軽減し、より安定した移動制御を行う技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２７５６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁束密度を測定して可動子の位置を検出するセンサや、特許文献１の固定子の磁束密度を検出するセンサを用いる方法では、搬送装置の構成や制御が複雑になるという問題や、センサを含む駆動処理回路が必要となるためコストが嵩むという問題を有している。そこで、このようなセンサを用いずにリニアモータの推力の変動を検出して可動子の移動制御をすることができる技術開発が課題となっている。
【０００７】
さらに、リニアモータに電源を投入したときに実施する初期動作時には、装置の構成や制御が複雑でも時間をかけることなく、又、可動子への高精度な速度制御を行うことなく、可動子を早く確実に原点位置に移動させることが要求されている。
【０００８】
本発明の課題は、前記した点に鑑みてなされたもので、磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子を移動制御することが可能なリニアモータ、リニアモータを搬送装置として備えた画像読取装置及び画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
直線状に複数の磁石が配列された固定子と、
位相補正値を含む三角関数に基づく電力が供給される電磁コイルが前記固定子に沿って可動なように設けられた可動子と、
前記可動子が前記固定子の原点に移動するときに供給される電流値の基準となる基準電流値が記憶された記憶部と、
前記可動子が前記原点に移動するときに前記可動子に供給される電流が前記基準電流値以上であるときに前記位相補正値を変更する制御部とを備えたことを特徴とするリニアモータである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記可動子の移動状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記可動子の移動状態に応じて前記位相補正値を変更することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記制御部は、前記可動子の移動方向が原点から遠ざかる方向であるときに前記位相補正値を変更して前記可動子を原点方向に移動させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータにおいて、
前記制御部は、前記可動子に対する電流値が一定時間基準電流値未満であるときに前記位相補正値を固定して変更しないことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、
記録材に記録された画像を読み取る読取部が備えられた画像読取装置において、
前記記録材又は前記読取部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、
記録材に画像を形成する画像形成部が備えられた画像形成装置において、
前記記録材又は前記画像形成部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、リニアモータの初期動作時に、位相補正値を用いる簡易な制御構成により可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。また、磁束密度を検出するセンサを用いることがないため、リニアモータの構成を簡易にすることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、可動子の移動状態を検出することができるので、その検出状態に応じて可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、可動子が原点方向から遠ざかる方向に移動しているときに位相補正値を変更することによって原点方向へ移動させることができるので、可動子の移動によるリニアモータの破損を防止し、可動子が原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、可動子に対する電流値が一定時間基準電流値以下のときに、それ以降は可動子の位相補正値を変更しないことによって、可動子が原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、画像読取装置の搬送装置が位相補正値を用いる簡易な制御構成により可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。また、磁束密度を検出するセンサを用いることがないため、搬送装置の構成も簡易にすることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、画像形成装置の搬送装置が位相補正値を用いる簡易な制御構成により可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。また、磁束密度を検出するセンサを用いることがないため、搬送装置の構成も簡易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第一の実施形態］
以下、図を参照しながら本発明にかかるリニアモータの構成について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２２】
リニアモータ１には、図１及び図２に示すように、リニアモータ１の各部材を固定する平板状の基台としての装置基台２が設けられている。装置基台２上には、固定子支持部材３が設けられており、固定子支持部材３の間には、円柱状の固定子４が介設されている。
【００２３】
固定子４は、図２に示すように、円筒形のパイプ状部材５と、パイプ状部材５内に収納される複数の円柱形の磁石６とにより構成されている。パイプ状部材５内には、複数の円柱形の磁石６が、互いに隣り合う磁石の同磁極面が対向して密接するように直列状に配列されている。
パイプ状部材５としては、アルミニウム合金、銅合金、非磁性ステンレス鋼などの非磁性材料が用いられ、パイプ状部材５の外側に配置される可動子７に作用する磁界を減少させないように、出来るだけ薄いもので形成されるほうが好ましい。この固定子４の磁束密度は、図３（ｂ）に示すように、互いに隣り合う磁石６の同磁極面が対向している位置を頂点とする波形を示している。また、磁石６の材料としては、磁束密度の大きい希土類磁石が用いられる。特に、希土類磁石としてネオジム系磁石、例えば、ネオジム−鉄−ボロン磁石（Ｎｄ―Ｆｅ―Ｂ磁石）を用いることが好ましく、他の磁石を用いるときに比べて高い推力を得ることができる。
【００２４】
固定子４の外周には、その外周面に沿って延在方向に直線方向に移動する円筒形状の可動子７が設けられている。可動子７は、三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる電磁コイル８により構成されており、固定子４の外周面と可動子７の内周面とは微小な間隔を保持している。なお、本実施形態では可動子７が三相の電磁コイル８により構成されるとしたが、これに限定されず、三相の電磁コイルを複数用いて直列に配列することにより構成してもよい。
可動子７には、コイルの半円筒状の凹部が設けられた一対のコイル保持部材９が、電磁コイル８の上下から電磁コイル８の外周面を固定して保持するように設けられている。このコイル保持部材は、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっており、この可動子７の移動と共にコイル保持部材９上に設置されたものが搬送されるようになっている。
【００２５】
コイル保持部材９の下面には、可動子７が固定子４の原点に位置しているか否かを検出する原点センサ１０の原点センサ素子１１が設けられており、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっている。また、固定子支持部材３の側面には、原点センサ１０の原点センサ検出器１２が原点位置として設けられており、原点センサ素子１１が原点センサ検出器１２内に位置すると原点センサ信号を生ずるようになっている。
【００２６】
また、コイル保持部材９の下面には、コイル保持部材９の搬送状態を検出するリニアエンコーダ１３が設けられている。リニアエンコーダ１３は、装置基台２上に固定子４の延在方向と平行に延在しているエンコーダスケール１４と、コイル保持部材９の裏面でエンコーダスケール１４と対向する位置に設置され、コイル保持部材９の搬送に伴って光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光してコイル保持部材９の位置を検出する光センサ１５とを備えている。
なお、本実施形態では、リニアエンコーダ１３によりコイル保持部材９の搬送状態を検出するとしたが、これに限定されず、リニアエンコーダの代わりにロータリエンコーダ、加速度センサ、レーザ変位計等のいずれか一つ、又は複数を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
本発明では、固定子４と可動子７とからリニアモータ１６が構成されている。電磁コイル８の三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗ各々には、図３（ｃ）に示すように可動子７の位置に応じた位相に対応する電流が通電され、可動子７に推力を生じさせ、可動子７が固定子４に沿って移動するようになっている。これにより、リニアモータ１６が作動するようになっている。
【００２８】
次に、図４を参照しながら、リニアモータ１の制御構成について説明する。
【００２９】
リニアモータ１には、図４に示すように、リニアモータ１全体の制御を行う制御部１７が備えられている。制御部１７は、配列された複数の磁石６の磁極間情報や磁束密度、リニアモータ１６の目標速度、可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８が供給される電流値の基準値となる基準電流値等が予め記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、リニアエンコーダ１３により検出されたリニアモータ１６の位置信号を速度信号に変換して差分出力部に出力したり、差分出力部により算出された差分信号をリニアモータ１６に供給する電力値を指示する駆動制御信号に変換したり、初期動作時にリニアモータ１６が供給されている電流値と基準電流値との比較をしたり、原点センサ１０より入力された原点センサ信号によって初期動作の終了を判断したりする演算部２０と、駆動制御信号に基づいてリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とにより構成されている。
【００３０】
ここで、磁極間隔情報とは、磁石６の寸法Ｐや磁極ピッチＬを示すものであり、磁石６の寸法Ｐと磁極ピッチＬとの関係は、磁極ピッチＬ＝２×磁石寸法Ｐである。この磁極間隔情報は、電力制御部２１が演算部２０からの駆動制御信号に基づき、リニアモータ１６に供給する電力を、リニアモータ１６を構成する電磁コイル８の各相の位置に応じて分配する際に基準となるものである。
【００３１】
また、電力制御部２１は、下記の式（１）〜（３）に示す余弦関数に基づいて電磁コイル８のコイルＵ、Ｖ、Ｗの各相に駆動電力を供給し、リニアモータ１６を駆動制御するようになっている。
【００３２】
【数１】
【００３３】
【数２】
【００３４】
【数３】
【００３５】
ここで、
Ｇは、ゲイン定数、
Ｔは、演算部２０から電力制御部２１に入力される駆動制御信号の電力値、
θは、位相オフセット、
ｘは、磁石６の原点から電磁コイル８までの距離、
Ｐは、磁石寸法、すなわち磁極間隔情報、
である。
位相補正値である位相オフセットとは、磁石６の磁束密度分布の位相に対する電磁コイル８の電流位相のずれを補正してモータの駆動効率が最大になるようにするものであり、リニアモータ１６の可動子７が移動して電磁コイル８が原点（ｘ＝０とする）に位置したときに基準となる基準位相オフセットが検出されて設定されるようになっている。リニアモータ１６が初期動作をするときは、適度な値である初期値が入力されるようになっている。
【００３６】
電力制御部２１は、リニアモータ１６の初期動作時には、電磁コイル８が供給されている電流値を検出して基準電流値と比較するようになっている。電磁コイル８が供給されている電流値が基準電流値以上のときは、電力制御部２１は式（１）〜（３）に示す余弦関数の位相オフセットを６度変更して電磁コイル８への供給電力を変更し、電磁コイル８が供給されている電流値が基準電流値未満のときは、電力制御部２１は位相オフセットを変更しないようになっている。さらに、電力制御部２１は、一定時間位相オフセットが変更されないときは、その位相オフセットを固定して変更しないようになっている。
【００３７】
また、リニアモータ１６の初期動作時には、電力制御部２１は可動子７の位置を検出することによって可動子７の移動方向を検出するようになっている。可動子７が原点方向と逆方向に移動しているときは、電力制御部２１は、式（１）〜（３）に示す余弦関数の値が正負逆になるような位相オフセット値を入力して電磁コイル８への供給電力を変更し、可動子７を原点方向に移動させるようになっている。可動子７が原点方向に移動しているときは、電力制御部２１は、各位相オフセットを変更しないようになっている。
【００３８】
次に、第一の実施形態における作用について説明する。
【００３９】
外部から入力されるリニアモータ１の作動指示に基づいて、制御部１７は、リニアモータ１６を制御し、可動子７を原点に移動する初期動作を行う。図５に示したフローチャートを用いて、第一の実施形態に係る初期動作について以下説明する。
【００４０】
外部からリニアモータの作動指示が入力されると、制御部１７は、初期値として適度な電力値Ｔと位相オフセットを設定し、電磁コイル８に電力を供給する（ステップＳ０１）。
【００４１】
初期値が設定されると、制御部１７によって演算部２０に原点センサ１０から原点センサ信号が入力されたか否かが検出される（ステップＳ０２）。演算部２０に原点センサ信号が入力されていないと判断されると（ステップＳ０２：Ｎｏ）、制御部１７によって初期値が設定されてから一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０３）。一定時間が経過したと判断されると（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、電磁コイル８に対する電流値が、初期動作時における基準電流値以上か否かが検出される（ステップＳ０４）。電磁コイル８に対する電流値が基準電流値以上だと判断されると（ステップＳ０４：Ｙｅｓ）、制御部１７は電力制御部２１を駆動制御して位相オフセットを６度変更して電磁コイル８への供給電力を変更し（Ｓ０５）、ステップＳ０２にリターンする。
電磁コイル８に対する電流値が基準電流値以上ではないと判断されると（ステップＳ０４：Ｎｏ）、ステップＳ０３から一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０６）。ステップＳ０３から一定時間が経過したと判断されると（ステップＳ０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ０５における位相オフセットを固定し（ステップＳ０７）、ステップＳ０２にリターンする。ステップＳ０３から一定時間が経過していないと判断されると（ステップＳ０６：Ｎｏ）、そのままステップＳ０２にリターンする。
【００４２】
制御部１７によって初期値が設定されてから一定時間が経過していないと判断されると（ステップＳ０３：Ｎｏ）、ステップＳ０３から一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０８）。ステップＳ０３から一定時間が経過したと判断されると（ステップＳ０８：Ｙｅｓ）、リニアモータ１６の可動子７の移動方向が検出されて原点方向か否かが判断される（ステップＳ０９）。可動子７の移動方向が原点方向と逆方向であると判断されると（ステップＳ０９：Ｙｅｓ）、制御部１７は電力制御部２１を駆動制御して余弦関数の値が正負逆になるような位相オフセットを入力し、リニアモータ１６への供給電力を変更し（ステップＳ１０）、ステップＳ０２にリターンする。可動子７の移動方向が原点方向であると判断されると（ステップＳ０９：Ｎｏ）、そのままステップＳ０２にリターンする。ステップＳ０３から一定時間が経過していないと判断されると（ステップＳ０８：Ｎｏ）、そのままステップＳ０２にリターンする。
【００４３】
演算部２０に原点センサ信号が入力されたことが検出されると（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、可動子７が移動して原点に位置したことになり、このとき検出された位相オフセットを基準位相オフセットとして設定し、初期動作は終了する。
【００４４】
初期動作が終了すると、リニアモータ１６の動作が行われる。
次に、リニアモータ１６の動作について説明する。
【００４５】
制御部１７が電磁コイル８に電力を供給し、電磁コイル８の三相のコイルが通電されると、可動子７に推力が生じ、可動子７が固定子４に沿って移動する。可動子７の移動に伴い、リニアエンコーダ１３は、光センサ１５から光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光する。これを繰り返すことにより、リニアエンコーダ１３は、コイル保持部材９の位置を検出し、この検出した位置に基づいて算出したコイル保持部材９の速度信号を差分出力部１９に出力し、又、検出に基づく位置信号を電力制御部２１に出力する。
【００４６】
制御部１７は、記憶部１８からリニアモータ１６の目標速度である目標速度信号を差分出力部１９に入力する。差分出力部１９は、目標速度信号と、リニアエンコーダ１３により検出された位置信号が演算部２０によって変換された速度信号との差分を算出し、算出した差分信号を演算部２０に出力する。演算部２０は、差分信号をリニアモータ１６への駆動制御信号に変換して電力制御部２１に出力する。電力制御部２１は、駆動制御信号を駆動電力に変換し、その駆動電力をリニアモータ１６に供給する。
【００４７】
以上を繰り返すことにより、制御部１７の駆動制御によってリニアモータ１６の動作が行われる。
【００４８】
従って、リニアモータ１６の初期動作である可動子７が原点に移動する時に、磁束密度を検出するセンサを用いることのない簡易な構成によって、可動子７が移動して原点に位置することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施例では、可動子７に供給される電流値と記憶部１８に記憶された基準電流値とを比較することにより位相補正値を変更するか否かを判断するとしたが、これに限定されず、可動子に印加される電圧値を検出し、検出した電圧値と予め記憶部に記憶させた基準電圧値とを比較して位相補正値を変更するようにしても良い。
【００５０】
また、本実施例では、リニアモータ１６に初期動作時に電力制御部２１は余弦関数の各位相オフセットを６度変更するとしたが、これに限定されず、適度な値を設定して各位相オフセットを変更するようにしても良い。
【００５１】
さらに、本実施例では、ステップＳ０６にてステップＳ０３から一定時間が経過したか否かを検出する例を示したが、これに限定されず、ステップＳ０３から可動子７の移動距離が一定距離以上であるか否かを検出しても良い。
【００５２】
［第二の実施形態］
続いて、図６から図９を参照しながら、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、上記第一の実施形態におけるリニアモータを搬送装置として備える画像読取装置である。
【００５３】
第二の実施形態では、画像読取装置を中心とした説明を行い、上記第一の実施形態と同様の構成には上記と同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。ただし、発明の範囲は図示例に限定するものではない。
【００５４】
図６に、本発明に係る画像読取装置１００の一実施例を示す。画像読取装置１００は、画像情報が蓄積された画像読取用カセッテ１０１を外部から挿入し、その画像情報を読み取る装置である。
【００５５】
画像読取用カセッテ１０１には、画像情報が蓄積されている記録材である輝尽性蛍光体シート１０２が収納されている。また、画像読取用カセッテ１０１は、輝尽性蛍光体シート１０２を背面から保持するための磁性を有するバック板１０３と、輝尽性蛍光体シート１０２の表面を覆うフロント板１０４とから構成されている。
【００５６】
画像読取装置１００の正面側上部には、画像読取用カセッテ１０１を画像読取装置１００内に挿入及び排出するカセッテ挿入排出装置１０５が設けられている。
【００５７】
カセッテ挿入排出装置１０５には、外部より画像読取用カセッテ１０１が挿入される挿入部１０６が設けられており、挿入部１０６の下部には、挿入部１０６に挿入された画像読取用カセッテ１０１を画像読取装置１００内に挿入する挿入ローラ１０７が回転可能に設けられている。また、カセッテ挿入排出装置１０５には、画像読取装置１００内から画像読取用カセッテが搬出される排出部１０８が設けられており、排出部１０８の下部には、画像読取用カセッテ１０１を画像読取装置１００内部から排出部１０８に搬出する排出ローラ１０９が回転可能に設けられている。
【００５８】
画像読取装置１００内部の下部には、基台１１０が設けられている。基台１１０上には、カセッテ挿入排出装置１０５から挿入された画像読取用カセッテ１０１を所定位置に搬送するカセッテ搬送装置１１１が設けられている。
【００５９】
カセッテ搬送装置１１１には、上面及び背面が開放された箱状のカセッテ支持部１１２が設けられている。
【００６０】
カセッテ支持部１１２の下端には、回転軸１１３が基台１１０上で回動可能に設けられており、挿入部１０６に対向する位置ａ、排出部１０８に対抗する位置ｂ、画像読取用カセッテ１０１が略垂直となる位置ｃの各位置において停止可能なようになっている。
【００６１】
カセッテ支持部１１２の内部には、画像読取用カセッテ１０１の下端部を支持する昇降台１１４が、カセッテ支持部１１２内を昇降可能に設けられている。また、カセッテ支持部１１２の内部には、画像読取用カセッテ１０１をバック板１０３とフロント板１０４とに分離可能とするロック解除機構（図示せず）が設けられている。
【００６２】
また、基台１１０上には、バック板１０３に装着された輝尽性蛍光体シート１０２を搬送する搬送装置１１５が設けられている。図７に搬送装置１１５の斜視図を、図８に搬送装置１１５の断面図を示す。搬送装置１１５には、基台１１０から鉛直方向に延在する板状の支持基台１１６が設けられている。支持基台１１６の両端には、支持片１１７が設けられている。この支持片１１７の間には、円筒形の固定子４が介設されている。固定子４は、円筒形のパイプ状部材５と、パイプ状部材５内に収納される複数の円柱形の磁石６とにより構成されている。パイプ状部材５内には、複数の円柱形の磁石６が、互いに隣り合う磁石の同磁極面が対向して密接するように直列状に配列されている。
【００６３】
固定子４の外周には、その外周面に沿って直線移動する可動子７が設けられている。可動子７は、三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる電磁コイル８と、コイルの円筒状の凹部が設けられたコイル保持部材９とによって構成されており、可動子７の内周面と固定子４の外周面とは微小な間隔を保持している。
【００６４】
コイル保持部材９の下面には、可動子７が原点に位置しているか否かを検出する原点センサ１０の原点センサ素子１１が設けられており、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっている。また、支持片１１７の側面には、原点センサ１０の原点センサ検出器１２が設けられており、原点センサ素子１１が原点センサ検出器１２内に位置すると原点センサ信号を生ずるようになっている。
【００６５】
可動子７の固定子４の延在する方向の一面には、直方体の取付部材１１８が設けられている。また、支持基台１１６上で取付部材１１８と対向する位置には、ガイドレール１１９が固定子４と平行に延在して設けられている。取付部材１１８のガイドレール１１９と対向する面には、被ガイド部材１２０が設けられており、被ガイド部材１２０がガイドレール１１９に案内されて搬送可能なようになっている。
【００６６】
取付部材１１８の被ガイド部材１２０と反対側の面には、平板状のカセッテ保持板１２１が設けられており、取付部材１１８の移動に伴って搬送されるようになっている。また、カセッテ保持板１２１には磁石（図示せず）が設けられており、この磁石の磁力によってカセッテ保持板１２１にバック板１０３を保持することが出来るようになっている。
【００６７】
支持基台１１６上でガイドレール１１９の支持片１１７と反対側には、エンコーダスケール１４がガイドレール１１９と平行に延在して設けられている。カセッテ保持板１２１上でエンコーダスケール１４と対向する位置には、光センサ１５が設けられており、カセッテ保持板１２１の搬送に伴って光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光して可動子７の位置を検出するようになっている。
【００６８】
カセッテ保持板１２１と対向する位置には、輝尽性蛍光体シート１０２に蓄積、記録された画像情報を読み取る読取装置１２２が固設されている。
【００６９】
読取装置１２２には、輝尽性蛍光体シート１０２にレーザ光Ｌ１を照射するレーザ光照射装置１２３と、レーザ光Ｌ１により励起されて輝尽性蛍光体シート１０２から発光する輝尽発光光Ｌ２を導く導光板１２４と、導光板１２４により導かれた輝尽発光光Ｌ２を集光する集光管１２５と、集光管１２５により集光された輝尽発光光Ｌ２を電気信号に変換する光電変換器１２６とが設けられている。
【００７０】
読取装置１２２の鉛直方向下方には、輝尽性蛍光体シート１０２に残存する画像情報を消去する消去光を照射する消去装置１２７が設けられている。この消去装置１２７には、ハロゲンランプや高輝度蛍光灯、ＬＥＤアレイ等を用いることができる。
【００７１】
次に、図９を参照しながら、画像読取装置１００の制御構成について説明する。
なお、第一の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第二の実施の形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【００７２】
画像読取装置１００には、図９に示すように、画像読取装置１００全体の制御を行う制御部１２８が備えられている。
【００７３】
制御部１２８には、磁石６の磁石寸法を示す磁極間隔情報や、リニアモータ１６の目標速度、可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８への電流値の基準値となる基準電流値等が予め記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、リニアエンコーダ１３により検出されたリニアモータ１６の位置信号を速度信号に変換して差分出力部に出力したり、差分出力部により算出された差分信号をリニアモータ１６に供給する電力値を指示する駆動制御信号に変換したり、初期動作時にリニアモータ１６に供給されている電力値と基準電力値との比較をしたり、原点センサ１０より入力された原点センサ信号によって初期動作の終了を判断したりする演算部２０と、駆動制御信号に基づいてリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とが設けられている。
【００７４】
また、制御部１２８には、カセッテ挿入排出装置１０５、カセッテ搬送装置１１１、搬送装置１１５、読取装置１２２、消去装置１２７がそれぞれ接続されており、駆動制御されるようになっている。
【００７５】
次に、第二の実施形態における作用について説明する。
【００７６】
画像読取装置１００の電源が入力されると、制御部１２８は、搬送装置１１５のリニアモータ１６を駆動制御して可動子７を原点に移動する初期動作を行う。この初期動作の詳細は、第一の実施形態と同様である。
【００７７】
初期動作の終了によって可動子７が原点に位置した後、外部から画像読取用カセッテ１０１がカセッテ挿入排出装置１０５の挿入部１０６に挿入されると、制御部１２８は、挿入ローラ１０７を駆動制御して画像読取用カセッテ１０１をカセッテ搬送装置１１１に搬出する。
【００７８】
画像読取用カセッテ１０１は、昇降台１１４に装着され、カセッテ搬送装置１１１に搬入される。画像読取用カセッテ１０１がカセッテ搬送装置１１１に搬入されると、画像読取用カセッテ１０１は、ロック解除機構により輝尽性蛍光体シート１０２を支持するバック板１０３とフロント板１０４とに分離される。また、カセッテ搬送装置１１１の回転軸１１３が回転して画像読取用カセッテ１０１が略垂直となる位置ｃで停止すると、バック板１０３は、カセッテ保持板１２１に装着される。
【００７９】
カセッテ保持板１２１にバック板１０３が装着されると、制御部１２８は、リニアモータ１６を駆動制御して、カセッテ保持板１２１を読取装置１２２の照射先に搬送する。カセッテ保持板１２１が読取装置１２２の照射先に位置すると、レーザ光照射装置１２３は、輝尽性蛍光体シート１０２にレーザを照射し、その反射光を導光板１２４により導光板１２４に誘導し、光電変換器１２６により画像情報に変換する。レーザが照射された輝尽性蛍光体シート１０２は、制御部１２８の駆動制御により消去装置１２７の照射先に搬送され、消去装置１２７の照射により画像情報が消去される。
【００８０】
画像情報が消去された輝尽性蛍光体シート１０２を支持するバック板１０３は、制御部１２８の駆動制御により移動してカセッテ搬送装置１１１に装着される。カセッテ搬送装置１１１内では、バック板１０３とフロント板１０４とが結合し、昇降台１１４に装着される。昇降台１１４に装着された画像読取用カセッテ１０１は、制御部１２８により駆動制御される排出ローラ１０９によって、画像読取用カセッテ１０１をカセッテ搬送装置１１１から排出部１０８に排出される。
【００８１】
以上により、画像読取装置１００が駆動制御され、輝尽性蛍光体シート１０２の画像情報が読み取られるようになっている。
【００８２】
従って、第二の実施形態では、センサを用いることなく可動子を位置制御することが可能な搬送装置１１５を画像読取装置１００に備えることにより、画像読取装置１００の構成や制御構成が簡易なものとなり、長期に渡り安定して画像を読み取ることができる。また、搬送装置１１５のリニアモータ１６の初期動作である可動子７が原点に移動する時に、磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子７を移動させて原点に位置させることが可能となる。
【００８３】
なお、本実施例では、画像読取装置１００の内部で基板１１０の鉛直方向に移動する縦型の搬送装置１１５の例を示したが、これに限定されず、画像読取装置の内部で基板の平行方向に移動する横型の搬送装置を用いても良い。
【００８４】
［第三の実施形態］
続いて、図１０、図１１を参照しながら、本発明に係る第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、上記第二の実施形態における搬送装置を備える画像形成装置である。
【００８５】
第三の実施形態では、画像形成装置を中心とした説明を行い、上記第二の実施形態と同様の構成には上記と同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。ただし、発明の範囲は図示例に限定するものではない。
【００８６】
図１０に、本発明に係る画像形成装置２００の一実施例を示す。
【００８７】
画像形成装置２００の内部には、複数の記録媒体２０１を積層して収容する収容トレイ２０２が設けられており、この収容トレイ２０２の画像形成装置２００の中央側の一端上部には、記録媒体２０１を一枚ずつ収容トレイ２０２から取り出す取出装置２０３が設けられている。
【００８８】
なお、記録材である記録媒体２０１には、色材層を有する第一シートとベース層を有する第二シートから形成され、レーザ光を照射することにより色材層とベース層との間で材料のアブレーションを発生させ、色材層を第二シートに転写することにより画像を形成することが可能なものが用いられる。
【００８９】
収容トレイ２０２の取出装置２０３方向の斜め下には、取出装置２０３により取り出された記録媒体２０１を支持する円筒状の支持ドラム２０４が、回転自在なように配設されている。支持ドラム２０４の周面には、記録媒体２０１の前端部の全幅を把持する前端把持部２０５及び記録媒体２０１の後端部の全幅を把持する後端把持部２０６が、支持ドラム２０４の回転軸方向と平行に延在して設けられている。
【００９０】
支持ドラム２０４の収容トレイ２０２と反対側には、支持ドラム２０４に摺接して従動回転する従動ローラ２０７が、支持ドラム２０４と接離可能なように設けられている。
【００９１】
画像形成装置２００の上部には、画像が記録された記録媒体２０１が排出される排出トレイ２０８が設けられている。
【００９２】
画像形成装置２００の内部には、収容トレイ２０２から供給された記録媒体２０１が支持ドラム２０４に搬送され、支持ドラム２０４の周面に把持された後、支持ドラム２０４の周面上部から排出トレイ２０８に排出される経路である搬送経路が設けられている。この搬送経路の所定位置には、記録媒体２０１を搬送方向に搬送する複数対の搬送ローラ２０９が設けられている。
【００９３】
収容トレイ２０２の下側には、支持ドラム２０４に把持された記録媒体２０１にレーザ光を照射して記録媒体に画像を記録するレーザ光照射装置２１０が設けられている。レーザ光照射装置２１０の下部には、レーザ光照射装置２１０を保持して支持ドラム２０４の回転軸方向に搬送する搬送装置１１５が設けられている。
【００９４】
搬送装置１１５には、板状の支持基台１１６が、支持ドラム２０４の回転軸方向に延在して設けられている。支持基台１１６の両端には、支持片１１７が設けられている。この支持片１１７の間には、円筒形の固定子４が介設されている。固定子４は、円筒形のパイプ状部材５と、パイプ状部材５内に収納される複数の円柱状の磁石６とにより構成されている。パイプ状部材５内には、複数の磁石６が、互いに隣り合う磁石の同磁極面が対向して密接するように直列状に配列されている。
【００９５】
固定子４の外周には、その外周面に沿って延在方向に直線方向に移動する可動子７が設けられている。可動子７は、三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる電磁コイル８と、コイルの円筒状の凹部が設けられたコイル保持部材９とによって構成されており、可動子７の内周面と固定子４の外周面とは微小な間隔を保持している。
【００９６】
可動子７の固定子４の延在する方向の一面には、直方体の取付部材１１８が設けられている。支持基台１１６上で取付部材１１８と対向する位置には、ガイドレール１１９が固定子４と平行に延在して設けられている。取付部材１１８のガイドレール１１９と対向する面には、被ガイド部材１２０が設けられており、被ガイド部材１２０がガイドレール１１９に案内されて搬送可能なようになっている。
【００９７】
取付部材１１８の被ガイド部材１２０と反対側の面には、平板状のレーザ光照射装置保持板２１１が設けられており、取付部材１１８の移動に伴って搬送されるようになっている。
【００９８】
レーザ光照射装置保持板２１１の下面には、可動子７が原点に位置しているか否かを検出する原点センサ１０の原点センサ素子１１が設けられており、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっている。また、支持片１１７の側面には、原点センサ１０の原点センサ検出器１２が設けられており、原点センサ素子１１が原点センサ検出器１２内に位置すると原点センサ信号を生ずるようになっている。
【００９９】
支持基台１１６上でガイドレール１１９の支持片１１７と反対側には、エンコーダスケール１４がガイドレール１１９と平行に延在して設けられている。カセッテ保持板１２１上でエンコーダスケール１４と対向する位置には、光センサ１５が設けられており、カセッテ保持板１２１の搬送に伴って光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光して可動子７の位置を検出するようになっている。
【０１００】
支持ドラム２０４より搬送経路下流側には、レーザ光照射装置によって画像が記録された記録媒体２０１の第一シートと第二シートとに剥離する剥離装置２１２が設けられている。剥離装置２１２の画像形成装置２００内側で排出トレイ２０８の下方には、剥離装置２１２によって剥離された第一シートを巻き取って回収する回収ロール２１３が設けられている。また、剥離装置２１２の搬送経路下流側には、画像が形成された第二シートを排出トレイ２０８に搬出する搬送ローラ２０９が設けられている。
【０１０１】
次に、図１１を参照しながら、画像形成装置２００の制御構成について説明する。
なお、第二の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第三の実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【０１０２】
画像形成装置２００には、図１１に示すように、画像形成装置２００全体の制御を行う制御部２１５が備えられている。
【０１０３】
制御部２１５は、磁石６の磁石寸法を示す磁極間隔情報や、リニアモータ１６の目標速度や、可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８への電流値の基準値となる基準電流値等が予め記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、リニアエンコーダ１３により検出されたリニアモータ１６の位置信号を速度信号に変換して差分出力部に出力したり、差分出力部により算出された差分信号をリニアモータ１６に供給する電力値を指示する駆動制御信号に変換したり、初期動作時にリニアモータ１６に供給されている電力値と基準電力値との比較をしたり、原点センサ１０より入力された原点センサ信号によって初期動作の終了を判断したりする演算部２０と、駆動制御信号に基づいてリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とによって構成されている。
【０１０４】
また、制御部２１５には、レーザ光照射装置２１０を保持して支持ドラム２０４の回転軸方向に搬送する搬送装置１１５、収容トレイ２０２から記録媒体２０１を取り出して支持ドラム２０４に支持させる取出装置２０３、支持ドラム２０４上に記録媒体２０１が存在するときに記録媒体２０１にレーザ光を照射するレーザ光照射装置２１０、レーザ光照射装置２１０のレーザ光の照射に伴って回転する支持ドラム２０４、画像が形成された記録媒体２０１を第一シートと第二シートとに剥離する剥離装置２１２、記録媒体２０１や第一シート及び第二シートを搬送する搬送ローラ２０９がそれぞれ接続されており、制御部２１５によって駆動制御されるようになっている。
【０１０５】
次に、第三の実施形態における作用について説明する。
【０１０６】
画像形成装置２００の電源が入力されると、制御部２１５は、リニアモータ１６を駆動制御して可動子７を原点に移動する初期動作を行う。この初期動作の詳細は、第一の実施形態と同様である。
【０１０７】
初期動作の終了によって可動子７が原点に位置すると、制御部２１５は、取出装置２０３を駆動制御して、収容トレイ２０２から記録媒体２０１を取出す。収容トレイ２０２から取り出された記録媒体２０１は、搬送ローラ２０９により支持ドラム２０４に搬送される。搬送された記録媒体２０１は、前端把持部２０５に記録媒体２０１の前端部が把持され、また後端把持部２０６に記録媒体２０１の後端部が把持されて支持ドラム２０４に支持される。
【０１０８】
支持ドラム２０４に記録媒体２０１が支持されると、制御部２１５は、リニアモータ１６を駆動制御して移動させるのに伴って、レーザ光照射装置２１０が設置されているレーザ光照射装置保持板２１１を搬送する。レーザ光照射装置２１０がレーザ光の照射先が支持ドラム２０４上の記録媒体２０１の所定位置となる位置に到達すると、制御部２１５は、レーザ光照射装置２１０を駆動制御してレーザ光照射装置２１０からレーザ光を記録媒体２０１に照射する。レーザ光照射装置２１０は、制御部２１５に駆動制御されるリニアモータ１６の移動に伴い、支持ドラム２０４の回転軸と平行に搬送され、記録媒体２０１全面にレーザ光を照射して画像を記録する。画像が記録された記録媒体２０１は、前端把持部２０５及び後端把持部２０６の把持が外されて支持ドラム２０４と従動ローラ２０７とが回転すると、搬送経路に搬出されて搬送ローラ２０９によって搬送される。所定の位置に搬送された記録媒体２０１は、剥離装置２１２によって第一シートと第二シートとに剥離される。剥離された第一シートは、回収ロール２１３によって巻き取られて回収される。また、第二シートは、搬送ローラ２０９により搬送経路に従って搬送され、排出ローラ２１４によって排出トレイ２０８に排出される。
【０１０９】
以上により、画像形成装置２００が駆動制御され、画像が記録媒体２０１に形成されるようになっている。
【０１１０】
従って、第三の実施形態では、センサを用いることなく可動子を位置制御することが可能な搬送装置１１５を画像形成装置２００に備えることにより、画像形成装置２００の構成や制御構成が簡易なものとなり、長期に渡り安定して画像を形成することができる。また、搬送装置１１５のリニアモータ１６の初期動作である可動子７が原点に移動する時に、磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子７を移動させて原点に位置させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第一の実施形態における搬送装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第一の実施形態における搬送装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、第一の実施形態における固定子を構成する磁石の位置を示す断面図であり、図３（ｂ）は、第一の実施形態における固定子を構成する磁石の位置と磁束密度との関係を示す図であり、図３（ｃ）は、第一の実施形態における固定子を構成する磁石の位置とコイルに流す電流との関係を示す図である。
【図４】第一の実施形態における搬送装置の制御構成を示すブロック図である。
【図５】第一の実施形態における搬送装置の初期動作を示すフロー図である。
【図６】第二の実施形態における画像読取装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】第二の実施形態における画像読取装置の搬送装置とレーザ光照射装置との概略構成を示す斜視図である。
【図８】第二の実施形態における画像読取装置の搬送装置とレーザ光照射装置との概略構成を示す断面図である。
【図９】第二の実施形態における画像読取装置の制御構成を示すブロック図である。
【図１０】第三の実施形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】第三の実施形態における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ リニアモータ
４ 固定子
７ 可動子
１０ 原点センサ
１３ リニアエンコーダ
１７ 制御部
１８ 記憶部
１００ 画像読取装置
１０２ 輝尽性蛍光体シート
１１５ 搬送装置
２００ 画像形成装置
２０１ 記録媒体
２１０ レーザ光照射装置
２１５ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ、画像読取装置及び画像形成装置に係り、特にシャフト型リニアモータ、シャフト型リニアモータを搬送装置として用いる画像読取装置及び画像形成装置の初期動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ＯＡ機器である画像形成装置の印字ヘッドや露光ヘッド等、また、医療機器における露光走査手段等で直線移動精度が要求される部位には、リニアモータを利用することが提案されている。
【０００３】
また、近年は、シャフト状の固定子と、固定子の外周面に沿って直線方向に移動する可動子とから構成されるシャフト型のリニアモータが考案されている。このようなシャフト型のリニアモータは、従来の平板状磁石を用いたリニアモータと比較して、磁束の利用効率が良いため、磁石をそれ程大型化しなくても大きな推力を得ることができる。このため、各種ＯＡ機器等装置を小型化、低コスト化することができ、要求される高精度な移動制御を行うのに適している。
【０００４】
シャフト型リニアモータの可動子の移動制御としては、リニアモータに磁束密度を測定して固定子に対する可動子の位置を検出するセンサと可動子の移動方向や速度を検出するリニアエンコーダとを配置し、これらの検出結果に基づき可動子に供給する電流を制御することにより行われる技術が一般に知られている。
【０００５】
また、他の移動制御方法としては、固定子の磁束密度を検出するセンサをリニアモータに配置し、このセンサによる磁束密度の測定結果をフィードバックすることにより、リニアモータの推力の変動を軽減し、より安定した移動制御を行う技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２７５６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁束密度を測定して可動子の位置を検出するセンサや、特許文献１の固定子の磁束密度を検出するセンサを用いる方法では、搬送装置の構成や制御が複雑になるという問題や、センサを含む駆動処理回路が必要となるためコストが嵩むという問題を有している。そこで、このようなセンサを用いずにリニアモータの推力の変動を検出して可動子の移動制御をすることができる技術開発が課題となっている。
【０００７】
さらに、リニアモータに電源を投入したときに実施する初期動作時には、装置の構成や制御が複雑でも時間をかけることなく、又、可動子への高精度な速度制御を行うことなく、可動子を早く確実に原点位置に移動させることが要求されている。
【０００８】
本発明の課題は、前記した点に鑑みてなされたもので、磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子を移動制御することが可能なリニアモータ、リニアモータを搬送装置として備えた画像読取装置及び画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
直線状に複数の磁石が配列された固定子と、
位相補正値を含む三角関数に基づく電力が供給される電磁コイルが前記固定子に沿って可動なように設けられた可動子と、
前記可動子が前記固定子の原点に移動するときに供給される電流値の基準となる基準電流値が記憶された記憶部と、
前記可動子が前記原点に移動するときに前記可動子に供給される電流が前記基準電流値以上であるときに前記位相補正値を変更する制御部とを備えたことを特徴とするリニアモータである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記可動子の移動状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記可動子の移動状態に応じて前記位相補正値を変更することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記制御部は、前記可動子の移動方向が原点から遠ざかる方向であるときに前記位相補正値を変更して前記可動子を原点方向に移動させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータにおいて、
前記制御部は、前記可動子に対する電流値が一定時間基準電流値未満であるときに前記位相補正値を固定して変更しないことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、
記録材に記録された画像を読み取る読取部が備えられた画像読取装置において、
前記記録材又は前記読取部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、
記録材に画像を形成する画像形成部が備えられた画像形成装置において、
前記記録材又は前記画像形成部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、リニアモータの初期動作時に、位相補正値を用いる簡易な制御構成により可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。また、磁束密度を検出するセンサを用いることがないため、リニアモータの構成を簡易にすることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、可動子の移動状態を検出することができるので、その検出状態に応じて可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、可動子が原点方向から遠ざかる方向に移動しているときに位相補正値を変更することによって原点方向へ移動させることができるので、可動子の移動によるリニアモータの破損を防止し、可動子が原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、可動子に対する電流値が一定時間基準電流値以下のときに、それ以降は可動子の位相補正値を変更しないことによって、可動子が原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、画像読取装置の搬送装置が位相補正値を用いる簡易な制御構成により可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。また、磁束密度を検出するセンサを用いることがないため、搬送装置の構成も簡易にすることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、画像形成装置の搬送装置が位相補正値を用いる簡易な制御構成により可動子を駆動制御して原点位置に移動することが可能となる効果を奏する。また、磁束密度を検出するセンサを用いることがないため、搬送装置の構成も簡易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第一の実施形態］
以下、図を参照しながら本発明にかかるリニアモータの構成について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２２】
リニアモータ１には、図１及び図２に示すように、リニアモータ１の各部材を固定する平板状の基台としての装置基台２が設けられている。装置基台２上には、固定子支持部材３が設けられており、固定子支持部材３の間には、円柱状の固定子４が介設されている。
【００２３】
固定子４は、図２に示すように、円筒形のパイプ状部材５と、パイプ状部材５内に収納される複数の円柱形の磁石６とにより構成されている。パイプ状部材５内には、複数の円柱形の磁石６が、互いに隣り合う磁石の同磁極面が対向して密接するように直列状に配列されている。
パイプ状部材５としては、アルミニウム合金、銅合金、非磁性ステンレス鋼などの非磁性材料が用いられ、パイプ状部材５の外側に配置される可動子７に作用する磁界を減少させないように、出来るだけ薄いもので形成されるほうが好ましい。この固定子４の磁束密度は、図３（ｂ）に示すように、互いに隣り合う磁石６の同磁極面が対向している位置を頂点とする波形を示している。また、磁石６の材料としては、磁束密度の大きい希土類磁石が用いられる。特に、希土類磁石としてネオジム系磁石、例えば、ネオジム−鉄−ボロン磁石（Ｎｄ―Ｆｅ―Ｂ磁石）を用いることが好ましく、他の磁石を用いるときに比べて高い推力を得ることができる。
【００２４】
固定子４の外周には、その外周面に沿って延在方向に直線方向に移動する円筒形状の可動子７が設けられている。可動子７は、三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる電磁コイル８により構成されており、固定子４の外周面と可動子７の内周面とは微小な間隔を保持している。なお、本実施形態では可動子７が三相の電磁コイル８により構成されるとしたが、これに限定されず、三相の電磁コイルを複数用いて直列に配列することにより構成してもよい。
可動子７には、コイルの半円筒状の凹部が設けられた一対のコイル保持部材９が、電磁コイル８の上下から電磁コイル８の外周面を固定して保持するように設けられている。このコイル保持部材は、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっており、この可動子７の移動と共にコイル保持部材９上に設置されたものが搬送されるようになっている。
【００２５】
コイル保持部材９の下面には、可動子７が固定子４の原点に位置しているか否かを検出する原点センサ１０の原点センサ素子１１が設けられており、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっている。また、固定子支持部材３の側面には、原点センサ１０の原点センサ検出器１２が原点位置として設けられており、原点センサ素子１１が原点センサ検出器１２内に位置すると原点センサ信号を生ずるようになっている。
【００２６】
また、コイル保持部材９の下面には、コイル保持部材９の搬送状態を検出するリニアエンコーダ１３が設けられている。リニアエンコーダ１３は、装置基台２上に固定子４の延在方向と平行に延在しているエンコーダスケール１４と、コイル保持部材９の裏面でエンコーダスケール１４と対向する位置に設置され、コイル保持部材９の搬送に伴って光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光してコイル保持部材９の位置を検出する光センサ１５とを備えている。
なお、本実施形態では、リニアエンコーダ１３によりコイル保持部材９の搬送状態を検出するとしたが、これに限定されず、リニアエンコーダの代わりにロータリエンコーダ、加速度センサ、レーザ変位計等のいずれか一つ、又は複数を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
本発明では、固定子４と可動子７とからリニアモータ１６が構成されている。電磁コイル８の三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗ各々には、図３（ｃ）に示すように可動子７の位置に応じた位相に対応する電流が通電され、可動子７に推力を生じさせ、可動子７が固定子４に沿って移動するようになっている。これにより、リニアモータ１６が作動するようになっている。
【００２８】
次に、図４を参照しながら、リニアモータ１の制御構成について説明する。
【００２９】
リニアモータ１には、図４に示すように、リニアモータ１全体の制御を行う制御部１７が備えられている。制御部１７は、配列された複数の磁石６の磁極間情報や磁束密度、リニアモータ１６の目標速度、可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８が供給される電流値の基準値となる基準電流値等が予め記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、リニアエンコーダ１３により検出されたリニアモータ１６の位置信号を速度信号に変換して差分出力部に出力したり、差分出力部により算出された差分信号をリニアモータ１６に供給する電力値を指示する駆動制御信号に変換したり、初期動作時にリニアモータ１６が供給されている電流値と基準電流値との比較をしたり、原点センサ１０より入力された原点センサ信号によって初期動作の終了を判断したりする演算部２０と、駆動制御信号に基づいてリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とにより構成されている。
【００３０】
ここで、磁極間隔情報とは、磁石６の寸法Ｐや磁極ピッチＬを示すものであり、磁石６の寸法Ｐと磁極ピッチＬとの関係は、磁極ピッチＬ＝２×磁石寸法Ｐである。この磁極間隔情報は、電力制御部２１が演算部２０からの駆動制御信号に基づき、リニアモータ１６に供給する電力を、リニアモータ１６を構成する電磁コイル８の各相の位置に応じて分配する際に基準となるものである。
【００３１】
また、電力制御部２１は、下記の式（１）〜（３）に示す余弦関数に基づいて電磁コイル８のコイルＵ、Ｖ、Ｗの各相に駆動電力を供給し、リニアモータ１６を駆動制御するようになっている。
【００３２】
【数１】
【００３３】
【数２】
【００３４】
【数３】
【００３５】
ここで、
Ｇは、ゲイン定数、
Ｔは、演算部２０から電力制御部２１に入力される駆動制御信号の電力値、
θは、位相オフセット、
ｘは、磁石６の原点から電磁コイル８までの距離、
Ｐは、磁石寸法、すなわち磁極間隔情報、
である。
位相補正値である位相オフセットとは、磁石６の磁束密度分布の位相に対する電磁コイル８の電流位相のずれを補正してモータの駆動効率が最大になるようにするものであり、リニアモータ１６の可動子７が移動して電磁コイル８が原点（ｘ＝０とする）に位置したときに基準となる基準位相オフセットが検出されて設定されるようになっている。リニアモータ１６が初期動作をするときは、適度な値である初期値が入力されるようになっている。
【００３６】
電力制御部２１は、リニアモータ１６の初期動作時には、電磁コイル８が供給されている電流値を検出して基準電流値と比較するようになっている。電磁コイル８が供給されている電流値が基準電流値以上のときは、電力制御部２１は式（１）〜（３）に示す余弦関数の位相オフセットを６度変更して電磁コイル８への供給電力を変更し、電磁コイル８が供給されている電流値が基準電流値未満のときは、電力制御部２１は位相オフセットを変更しないようになっている。さらに、電力制御部２１は、一定時間位相オフセットが変更されないときは、その位相オフセットを固定して変更しないようになっている。
【００３７】
また、リニアモータ１６の初期動作時には、電力制御部２１は可動子７の位置を検出することによって可動子７の移動方向を検出するようになっている。可動子７が原点方向と逆方向に移動しているときは、電力制御部２１は、式（１）〜（３）に示す余弦関数の値が正負逆になるような位相オフセット値を入力して電磁コイル８への供給電力を変更し、可動子７を原点方向に移動させるようになっている。可動子７が原点方向に移動しているときは、電力制御部２１は、各位相オフセットを変更しないようになっている。
【００３８】
次に、第一の実施形態における作用について説明する。
【００３９】
外部から入力されるリニアモータ１の作動指示に基づいて、制御部１７は、リニアモータ１６を制御し、可動子７を原点に移動する初期動作を行う。図５に示したフローチャートを用いて、第一の実施形態に係る初期動作について以下説明する。
【００４０】
外部からリニアモータの作動指示が入力されると、制御部１７は、初期値として適度な電力値Ｔと位相オフセットを設定し、電磁コイル８に電力を供給する（ステップＳ０１）。
【００４１】
初期値が設定されると、制御部１７によって演算部２０に原点センサ１０から原点センサ信号が入力されたか否かが検出される（ステップＳ０２）。演算部２０に原点センサ信号が入力されていないと判断されると（ステップＳ０２：Ｎｏ）、制御部１７によって初期値が設定されてから一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０３）。一定時間が経過したと判断されると（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、電磁コイル８に対する電流値が、初期動作時における基準電流値以上か否かが検出される（ステップＳ０４）。電磁コイル８に対する電流値が基準電流値以上だと判断されると（ステップＳ０４：Ｙｅｓ）、制御部１７は電力制御部２１を駆動制御して位相オフセットを６度変更して電磁コイル８への供給電力を変更し（Ｓ０５）、ステップＳ０２にリターンする。
電磁コイル８に対する電流値が基準電流値以上ではないと判断されると（ステップＳ０４：Ｎｏ）、ステップＳ０３から一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０６）。ステップＳ０３から一定時間が経過したと判断されると（ステップＳ０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ０５における位相オフセットを固定し（ステップＳ０７）、ステップＳ０２にリターンする。ステップＳ０３から一定時間が経過していないと判断されると（ステップＳ０６：Ｎｏ）、そのままステップＳ０２にリターンする。
【００４２】
制御部１７によって初期値が設定されてから一定時間が経過していないと判断されると（ステップＳ０３：Ｎｏ）、ステップＳ０３から一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０８）。ステップＳ０３から一定時間が経過したと判断されると（ステップＳ０８：Ｙｅｓ）、リニアモータ１６の可動子７の移動方向が検出されて原点方向か否かが判断される（ステップＳ０９）。可動子７の移動方向が原点方向と逆方向であると判断されると（ステップＳ０９：Ｙｅｓ）、制御部１７は電力制御部２１を駆動制御して余弦関数の値が正負逆になるような位相オフセットを入力し、リニアモータ１６への供給電力を変更し（ステップＳ１０）、ステップＳ０２にリターンする。可動子７の移動方向が原点方向であると判断されると（ステップＳ０９：Ｎｏ）、そのままステップＳ０２にリターンする。ステップＳ０３から一定時間が経過していないと判断されると（ステップＳ０８：Ｎｏ）、そのままステップＳ０２にリターンする。
【００４３】
演算部２０に原点センサ信号が入力されたことが検出されると（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、可動子７が移動して原点に位置したことになり、このとき検出された位相オフセットを基準位相オフセットとして設定し、初期動作は終了する。
【００４４】
初期動作が終了すると、リニアモータ１６の動作が行われる。
次に、リニアモータ１６の動作について説明する。
【００４５】
制御部１７が電磁コイル８に電力を供給し、電磁コイル８の三相のコイルが通電されると、可動子７に推力が生じ、可動子７が固定子４に沿って移動する。可動子７の移動に伴い、リニアエンコーダ１３は、光センサ１５から光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光する。これを繰り返すことにより、リニアエンコーダ１３は、コイル保持部材９の位置を検出し、この検出した位置に基づいて算出したコイル保持部材９の速度信号を差分出力部１９に出力し、又、検出に基づく位置信号を電力制御部２１に出力する。
【００４６】
制御部１７は、記憶部１８からリニアモータ１６の目標速度である目標速度信号を差分出力部１９に入力する。差分出力部１９は、目標速度信号と、リニアエンコーダ１３により検出された位置信号が演算部２０によって変換された速度信号との差分を算出し、算出した差分信号を演算部２０に出力する。演算部２０は、差分信号をリニアモータ１６への駆動制御信号に変換して電力制御部２１に出力する。電力制御部２１は、駆動制御信号を駆動電力に変換し、その駆動電力をリニアモータ１６に供給する。
【００４７】
以上を繰り返すことにより、制御部１７の駆動制御によってリニアモータ１６の動作が行われる。
【００４８】
従って、リニアモータ１６の初期動作である可動子７が原点に移動する時に、磁束密度を検出するセンサを用いることのない簡易な構成によって、可動子７が移動して原点に位置することが可能となる。
【００４９】
なお、本実施例では、可動子７に供給される電流値と記憶部１８に記憶された基準電流値とを比較することにより位相補正値を変更するか否かを判断するとしたが、これに限定されず、可動子に印加される電圧値を検出し、検出した電圧値と予め記憶部に記憶させた基準電圧値とを比較して位相補正値を変更するようにしても良い。
【００５０】
また、本実施例では、リニアモータ１６に初期動作時に電力制御部２１は余弦関数の各位相オフセットを６度変更するとしたが、これに限定されず、適度な値を設定して各位相オフセットを変更するようにしても良い。
【００５１】
さらに、本実施例では、ステップＳ０６にてステップＳ０３から一定時間が経過したか否かを検出する例を示したが、これに限定されず、ステップＳ０３から可動子７の移動距離が一定距離以上であるか否かを検出しても良い。
【００５２】
［第二の実施形態］
続いて、図６から図９を参照しながら、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、上記第一の実施形態におけるリニアモータを搬送装置として備える画像読取装置である。
【００５３】
第二の実施形態では、画像読取装置を中心とした説明を行い、上記第一の実施形態と同様の構成には上記と同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。ただし、発明の範囲は図示例に限定するものではない。
【００５４】
図６に、本発明に係る画像読取装置１００の一実施例を示す。画像読取装置１００は、画像情報が蓄積された画像読取用カセッテ１０１を外部から挿入し、その画像情報を読み取る装置である。
【００５５】
画像読取用カセッテ１０１には、画像情報が蓄積されている記録材である輝尽性蛍光体シート１０２が収納されている。また、画像読取用カセッテ１０１は、輝尽性蛍光体シート１０２を背面から保持するための磁性を有するバック板１０３と、輝尽性蛍光体シート１０２の表面を覆うフロント板１０４とから構成されている。
【００５６】
画像読取装置１００の正面側上部には、画像読取用カセッテ１０１を画像読取装置１００内に挿入及び排出するカセッテ挿入排出装置１０５が設けられている。
【００５７】
カセッテ挿入排出装置１０５には、外部より画像読取用カセッテ１０１が挿入される挿入部１０６が設けられており、挿入部１０６の下部には、挿入部１０６に挿入された画像読取用カセッテ１０１を画像読取装置１００内に挿入する挿入ローラ１０７が回転可能に設けられている。また、カセッテ挿入排出装置１０５には、画像読取装置１００内から画像読取用カセッテが搬出される排出部１０８が設けられており、排出部１０８の下部には、画像読取用カセッテ１０１を画像読取装置１００内部から排出部１０８に搬出する排出ローラ１０９が回転可能に設けられている。
【００５８】
画像読取装置１００内部の下部には、基台１１０が設けられている。基台１１０上には、カセッテ挿入排出装置１０５から挿入された画像読取用カセッテ１０１を所定位置に搬送するカセッテ搬送装置１１１が設けられている。
【００５９】
カセッテ搬送装置１１１には、上面及び背面が開放された箱状のカセッテ支持部１１２が設けられている。
【００６０】
カセッテ支持部１１２の下端には、回転軸１１３が基台１１０上で回動可能に設けられており、挿入部１０６に対向する位置ａ、排出部１０８に対抗する位置ｂ、画像読取用カセッテ１０１が略垂直となる位置ｃの各位置において停止可能なようになっている。
【００６１】
カセッテ支持部１１２の内部には、画像読取用カセッテ１０１の下端部を支持する昇降台１１４が、カセッテ支持部１１２内を昇降可能に設けられている。また、カセッテ支持部１１２の内部には、画像読取用カセッテ１０１をバック板１０３とフロント板１０４とに分離可能とするロック解除機構（図示せず）が設けられている。
【００６２】
また、基台１１０上には、バック板１０３に装着された輝尽性蛍光体シート１０２を搬送する搬送装置１１５が設けられている。図７に搬送装置１１５の斜視図を、図８に搬送装置１１５の断面図を示す。搬送装置１１５には、基台１１０から鉛直方向に延在する板状の支持基台１１６が設けられている。支持基台１１６の両端には、支持片１１７が設けられている。この支持片１１７の間には、円筒形の固定子４が介設されている。固定子４は、円筒形のパイプ状部材５と、パイプ状部材５内に収納される複数の円柱形の磁石６とにより構成されている。パイプ状部材５内には、複数の円柱形の磁石６が、互いに隣り合う磁石の同磁極面が対向して密接するように直列状に配列されている。
【００６３】
固定子４の外周には、その外周面に沿って直線移動する可動子７が設けられている。可動子７は、三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる電磁コイル８と、コイルの円筒状の凹部が設けられたコイル保持部材９とによって構成されており、可動子７の内周面と固定子４の外周面とは微小な間隔を保持している。
【００６４】
コイル保持部材９の下面には、可動子７が原点に位置しているか否かを検出する原点センサ１０の原点センサ素子１１が設けられており、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっている。また、支持片１１７の側面には、原点センサ１０の原点センサ検出器１２が設けられており、原点センサ素子１１が原点センサ検出器１２内に位置すると原点センサ信号を生ずるようになっている。
【００６５】
可動子７の固定子４の延在する方向の一面には、直方体の取付部材１１８が設けられている。また、支持基台１１６上で取付部材１１８と対向する位置には、ガイドレール１１９が固定子４と平行に延在して設けられている。取付部材１１８のガイドレール１１９と対向する面には、被ガイド部材１２０が設けられており、被ガイド部材１２０がガイドレール１１９に案内されて搬送可能なようになっている。
【００６６】
取付部材１１８の被ガイド部材１２０と反対側の面には、平板状のカセッテ保持板１２１が設けられており、取付部材１１８の移動に伴って搬送されるようになっている。また、カセッテ保持板１２１には磁石（図示せず）が設けられており、この磁石の磁力によってカセッテ保持板１２１にバック板１０３を保持することが出来るようになっている。
【００６７】
支持基台１１６上でガイドレール１１９の支持片１１７と反対側には、エンコーダスケール１４がガイドレール１１９と平行に延在して設けられている。カセッテ保持板１２１上でエンコーダスケール１４と対向する位置には、光センサ１５が設けられており、カセッテ保持板１２１の搬送に伴って光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光して可動子７の位置を検出するようになっている。
【００６８】
カセッテ保持板１２１と対向する位置には、輝尽性蛍光体シート１０２に蓄積、記録された画像情報を読み取る読取装置１２２が固設されている。
【００６９】
読取装置１２２には、輝尽性蛍光体シート１０２にレーザ光Ｌ１を照射するレーザ光照射装置１２３と、レーザ光Ｌ１により励起されて輝尽性蛍光体シート１０２から発光する輝尽発光光Ｌ２を導く導光板１２４と、導光板１２４により導かれた輝尽発光光Ｌ２を集光する集光管１２５と、集光管１２５により集光された輝尽発光光Ｌ２を電気信号に変換する光電変換器１２６とが設けられている。
【００７０】
読取装置１２２の鉛直方向下方には、輝尽性蛍光体シート１０２に残存する画像情報を消去する消去光を照射する消去装置１２７が設けられている。この消去装置１２７には、ハロゲンランプや高輝度蛍光灯、ＬＥＤアレイ等を用いることができる。
【００７１】
次に、図９を参照しながら、画像読取装置１００の制御構成について説明する。
なお、第一の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第二の実施の形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【００７２】
画像読取装置１００には、図９に示すように、画像読取装置１００全体の制御を行う制御部１２８が備えられている。
【００７３】
制御部１２８には、磁石６の磁石寸法を示す磁極間隔情報や、リニアモータ１６の目標速度、可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８への電流値の基準値となる基準電流値等が予め記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、リニアエンコーダ１３により検出されたリニアモータ１６の位置信号を速度信号に変換して差分出力部に出力したり、差分出力部により算出された差分信号をリニアモータ１６に供給する電力値を指示する駆動制御信号に変換したり、初期動作時にリニアモータ１６に供給されている電力値と基準電力値との比較をしたり、原点センサ１０より入力された原点センサ信号によって初期動作の終了を判断したりする演算部２０と、駆動制御信号に基づいてリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とが設けられている。
【００７４】
また、制御部１２８には、カセッテ挿入排出装置１０５、カセッテ搬送装置１１１、搬送装置１１５、読取装置１２２、消去装置１２７がそれぞれ接続されており、駆動制御されるようになっている。
【００７５】
次に、第二の実施形態における作用について説明する。
【００７６】
画像読取装置１００の電源が入力されると、制御部１２８は、搬送装置１１５のリニアモータ１６を駆動制御して可動子７を原点に移動する初期動作を行う。この初期動作の詳細は、第一の実施形態と同様である。
【００７７】
初期動作の終了によって可動子７が原点に位置した後、外部から画像読取用カセッテ１０１がカセッテ挿入排出装置１０５の挿入部１０６に挿入されると、制御部１２８は、挿入ローラ１０７を駆動制御して画像読取用カセッテ１０１をカセッテ搬送装置１１１に搬出する。
【００７８】
画像読取用カセッテ１０１は、昇降台１１４に装着され、カセッテ搬送装置１１１に搬入される。画像読取用カセッテ１０１がカセッテ搬送装置１１１に搬入されると、画像読取用カセッテ１０１は、ロック解除機構により輝尽性蛍光体シート１０２を支持するバック板１０３とフロント板１０４とに分離される。また、カセッテ搬送装置１１１の回転軸１１３が回転して画像読取用カセッテ１０１が略垂直となる位置ｃで停止すると、バック板１０３は、カセッテ保持板１２１に装着される。
【００７９】
カセッテ保持板１２１にバック板１０３が装着されると、制御部１２８は、リニアモータ１６を駆動制御して、カセッテ保持板１２１を読取装置１２２の照射先に搬送する。カセッテ保持板１２１が読取装置１２２の照射先に位置すると、レーザ光照射装置１２３は、輝尽性蛍光体シート１０２にレーザを照射し、その反射光を導光板１２４により導光板１２４に誘導し、光電変換器１２６により画像情報に変換する。レーザが照射された輝尽性蛍光体シート１０２は、制御部１２８の駆動制御により消去装置１２７の照射先に搬送され、消去装置１２７の照射により画像情報が消去される。
【００８０】
画像情報が消去された輝尽性蛍光体シート１０２を支持するバック板１０３は、制御部１２８の駆動制御により移動してカセッテ搬送装置１１１に装着される。カセッテ搬送装置１１１内では、バック板１０３とフロント板１０４とが結合し、昇降台１１４に装着される。昇降台１１４に装着された画像読取用カセッテ１０１は、制御部１２８により駆動制御される排出ローラ１０９によって、画像読取用カセッテ１０１をカセッテ搬送装置１１１から排出部１０８に排出される。
【００８１】
以上により、画像読取装置１００が駆動制御され、輝尽性蛍光体シート１０２の画像情報が読み取られるようになっている。
【００８２】
従って、第二の実施形態では、センサを用いることなく可動子を位置制御することが可能な搬送装置１１５を画像読取装置１００に備えることにより、画像読取装置１００の構成や制御構成が簡易なものとなり、長期に渡り安定して画像を読み取ることができる。また、搬送装置１１５のリニアモータ１６の初期動作である可動子７が原点に移動する時に、磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子７を移動させて原点に位置させることが可能となる。
【００８３】
なお、本実施例では、画像読取装置１００の内部で基板１１０の鉛直方向に移動する縦型の搬送装置１１５の例を示したが、これに限定されず、画像読取装置の内部で基板の平行方向に移動する横型の搬送装置を用いても良い。
【００８４】
［第三の実施形態］
続いて、図１０、図１１を参照しながら、本発明に係る第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、上記第二の実施形態における搬送装置を備える画像形成装置である。
【００８５】
第三の実施形態では、画像形成装置を中心とした説明を行い、上記第二の実施形態と同様の構成には上記と同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。ただし、発明の範囲は図示例に限定するものではない。
【００８６】
図１０に、本発明に係る画像形成装置２００の一実施例を示す。
【００８７】
画像形成装置２００の内部には、複数の記録媒体２０１を積層して収容する収容トレイ２０２が設けられており、この収容トレイ２０２の画像形成装置２００の中央側の一端上部には、記録媒体２０１を一枚ずつ収容トレイ２０２から取り出す取出装置２０３が設けられている。
【００８８】
なお、記録材である記録媒体２０１には、色材層を有する第一シートとベース層を有する第二シートから形成され、レーザ光を照射することにより色材層とベース層との間で材料のアブレーションを発生させ、色材層を第二シートに転写することにより画像を形成することが可能なものが用いられる。
【００８９】
収容トレイ２０２の取出装置２０３方向の斜め下には、取出装置２０３により取り出された記録媒体２０１を支持する円筒状の支持ドラム２０４が、回転自在なように配設されている。支持ドラム２０４の周面には、記録媒体２０１の前端部の全幅を把持する前端把持部２０５及び記録媒体２０１の後端部の全幅を把持する後端把持部２０６が、支持ドラム２０４の回転軸方向と平行に延在して設けられている。
【００９０】
支持ドラム２０４の収容トレイ２０２と反対側には、支持ドラム２０４に摺接して従動回転する従動ローラ２０７が、支持ドラム２０４と接離可能なように設けられている。
【００９１】
画像形成装置２００の上部には、画像が記録された記録媒体２０１が排出される排出トレイ２０８が設けられている。
【００９２】
画像形成装置２００の内部には、収容トレイ２０２から供給された記録媒体２０１が支持ドラム２０４に搬送され、支持ドラム２０４の周面に把持された後、支持ドラム２０４の周面上部から排出トレイ２０８に排出される経路である搬送経路が設けられている。この搬送経路の所定位置には、記録媒体２０１を搬送方向に搬送する複数対の搬送ローラ２０９が設けられている。
【００９３】
収容トレイ２０２の下側には、支持ドラム２０４に把持された記録媒体２０１にレーザ光を照射して記録媒体に画像を記録するレーザ光照射装置２１０が設けられている。レーザ光照射装置２１０の下部には、レーザ光照射装置２１０を保持して支持ドラム２０４の回転軸方向に搬送する搬送装置１１５が設けられている。
【００９４】
搬送装置１１５には、板状の支持基台１１６が、支持ドラム２０４の回転軸方向に延在して設けられている。支持基台１１６の両端には、支持片１１７が設けられている。この支持片１１７の間には、円筒形の固定子４が介設されている。固定子４は、円筒形のパイプ状部材５と、パイプ状部材５内に収納される複数の円柱状の磁石６とにより構成されている。パイプ状部材５内には、複数の磁石６が、互いに隣り合う磁石の同磁極面が対向して密接するように直列状に配列されている。
【００９５】
固定子４の外周には、その外周面に沿って延在方向に直線方向に移動する可動子７が設けられている。可動子７は、三相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる電磁コイル８と、コイルの円筒状の凹部が設けられたコイル保持部材９とによって構成されており、可動子７の内周面と固定子４の外周面とは微小な間隔を保持している。
【００９６】
可動子７の固定子４の延在する方向の一面には、直方体の取付部材１１８が設けられている。支持基台１１６上で取付部材１１８と対向する位置には、ガイドレール１１９が固定子４と平行に延在して設けられている。取付部材１１８のガイドレール１１９と対向する面には、被ガイド部材１２０が設けられており、被ガイド部材１２０がガイドレール１１９に案内されて搬送可能なようになっている。
【００９７】
取付部材１１８の被ガイド部材１２０と反対側の面には、平板状のレーザ光照射装置保持板２１１が設けられており、取付部材１１８の移動に伴って搬送されるようになっている。
【００９８】
レーザ光照射装置保持板２１１の下面には、可動子７が原点に位置しているか否かを検出する原点センサ１０の原点センサ素子１１が設けられており、可動子７の移動に伴って搬送されるようになっている。また、支持片１１７の側面には、原点センサ１０の原点センサ検出器１２が設けられており、原点センサ素子１１が原点センサ検出器１２内に位置すると原点センサ信号を生ずるようになっている。
【００９９】
支持基台１１６上でガイドレール１１９の支持片１１７と反対側には、エンコーダスケール１４がガイドレール１１９と平行に延在して設けられている。カセッテ保持板１２１上でエンコーダスケール１４と対向する位置には、光センサ１５が設けられており、カセッテ保持板１２１の搬送に伴って光をエンコーダスケール１４に照射し、その反射光を受光して可動子７の位置を検出するようになっている。
【０１００】
支持ドラム２０４より搬送経路下流側には、レーザ光照射装置によって画像が記録された記録媒体２０１の第一シートと第二シートとに剥離する剥離装置２１２が設けられている。剥離装置２１２の画像形成装置２００内側で排出トレイ２０８の下方には、剥離装置２１２によって剥離された第一シートを巻き取って回収する回収ロール２１３が設けられている。また、剥離装置２１２の搬送経路下流側には、画像が形成された第二シートを排出トレイ２０８に搬出する搬送ローラ２０９が設けられている。
【０１０１】
次に、図１１を参照しながら、画像形成装置２００の制御構成について説明する。
なお、第二の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第三の実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【０１０２】
画像形成装置２００には、図１１に示すように、画像形成装置２００全体の制御を行う制御部２１５が備えられている。
【０１０３】
制御部２１５は、磁石６の磁石寸法を示す磁極間隔情報や、リニアモータ１６の目標速度や、可動子７が原点に移動する初期動作時に電磁コイル８への電流値の基準値となる基準電流値等が予め記憶されている記憶部１８と、検出したリニアモータ１６の速度と記憶部１８による目標速度との差を算出する差分出力部１９と、リニアエンコーダ１３により検出されたリニアモータ１６の位置信号を速度信号に変換して差分出力部に出力したり、差分出力部により算出された差分信号をリニアモータ１６に供給する電力値を指示する駆動制御信号に変換したり、初期動作時にリニアモータ１６に供給されている電力値と基準電力値との比較をしたり、原点センサ１０より入力された原点センサ信号によって初期動作の終了を判断したりする演算部２０と、駆動制御信号に基づいてリニアモータ１６に駆動電力を供給する電力制御部２１とによって構成されている。
【０１０４】
また、制御部２１５には、レーザ光照射装置２１０を保持して支持ドラム２０４の回転軸方向に搬送する搬送装置１１５、収容トレイ２０２から記録媒体２０１を取り出して支持ドラム２０４に支持させる取出装置２０３、支持ドラム２０４上に記録媒体２０１が存在するときに記録媒体２０１にレーザ光を照射するレーザ光照射装置２１０、レーザ光照射装置２１０のレーザ光の照射に伴って回転する支持ドラム２０４、画像が形成された記録媒体２０１を第一シートと第二シートとに剥離する剥離装置２１２、記録媒体２０１や第一シート及び第二シートを搬送する搬送ローラ２０９がそれぞれ接続されており、制御部２１５によって駆動制御されるようになっている。
【０１０５】
次に、第三の実施形態における作用について説明する。
【０１０６】
画像形成装置２００の電源が入力されると、制御部２１５は、リニアモータ１６を駆動制御して可動子７を原点に移動する初期動作を行う。この初期動作の詳細は、第一の実施形態と同様である。
【０１０７】
初期動作の終了によって可動子７が原点に位置すると、制御部２１５は、取出装置２０３を駆動制御して、収容トレイ２０２から記録媒体２０１を取出す。収容トレイ２０２から取り出された記録媒体２０１は、搬送ローラ２０９により支持ドラム２０４に搬送される。搬送された記録媒体２０１は、前端把持部２０５に記録媒体２０１の前端部が把持され、また後端把持部２０６に記録媒体２０１の後端部が把持されて支持ドラム２０４に支持される。
【０１０８】
支持ドラム２０４に記録媒体２０１が支持されると、制御部２１５は、リニアモータ１６を駆動制御して移動させるのに伴って、レーザ光照射装置２１０が設置されているレーザ光照射装置保持板２１１を搬送する。レーザ光照射装置２１０がレーザ光の照射先が支持ドラム２０４上の記録媒体２０１の所定位置となる位置に到達すると、制御部２１５は、レーザ光照射装置２１０を駆動制御してレーザ光照射装置２１０からレーザ光を記録媒体２０１に照射する。レーザ光照射装置２１０は、制御部２１５に駆動制御されるリニアモータ１６の移動に伴い、支持ドラム２０４の回転軸と平行に搬送され、記録媒体２０１全面にレーザ光を照射して画像を記録する。画像が記録された記録媒体２０１は、前端把持部２０５及び後端把持部２０６の把持が外されて支持ドラム２０４と従動ローラ２０７とが回転すると、搬送経路に搬出されて搬送ローラ２０９によって搬送される。所定の位置に搬送された記録媒体２０１は、剥離装置２１２によって第一シートと第二シートとに剥離される。剥離された第一シートは、回収ロール２１３によって巻き取られて回収される。また、第二シートは、搬送ローラ２０９により搬送経路に従って搬送され、排出ローラ２１４によって排出トレイ２０８に排出される。
【０１０９】
以上により、画像形成装置２００が駆動制御され、画像が記録媒体２０１に形成されるようになっている。
【０１１０】
従って、第三の実施形態では、センサを用いることなく可動子を位置制御することが可能な搬送装置１１５を画像形成装置２００に備えることにより、画像形成装置２００の構成や制御構成が簡易なものとなり、長期に渡り安定して画像を形成することができる。また、搬送装置１１５のリニアモータ１６の初期動作である可動子７が原点に移動する時に、磁束密度を検出するセンサを用いることなく可動子７を移動させて原点に位置させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第一の実施形態における搬送装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第一の実施形態における搬送装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、第一の実施形態における固定子を構成する磁石の位置を示す断面図であり、図３（ｂ）は、第一の実施形態における固定子を構成する磁石の位置と磁束密度との関係を示す図であり、図３（ｃ）は、第一の実施形態における固定子を構成する磁石の位置とコイルに流す電流との関係を示す図である。
【図４】第一の実施形態における搬送装置の制御構成を示すブロック図である。
【図５】第一の実施形態における搬送装置の初期動作を示すフロー図である。
【図６】第二の実施形態における画像読取装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】第二の実施形態における画像読取装置の搬送装置とレーザ光照射装置との概略構成を示す斜視図である。
【図８】第二の実施形態における画像読取装置の搬送装置とレーザ光照射装置との概略構成を示す断面図である。
【図９】第二の実施形態における画像読取装置の制御構成を示すブロック図である。
【図１０】第三の実施形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】第三の実施形態における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ リニアモータ
４ 固定子
７ 可動子
１０ 原点センサ
１３ リニアエンコーダ
１７ 制御部
１８ 記憶部
１００ 画像読取装置
１０２ 輝尽性蛍光体シート
１１５ 搬送装置
２００ 画像形成装置
２０１ 記録媒体
２１０ レーザ光照射装置
２１５ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に複数の磁石が配列された固定子と、
位相補正値を含む三角関数に基づく電力が供給される電磁コイルが前記固定子に沿って可動なように設けられた可動子と、
前記可動子が前記固定子の原点に移動するときに供給される電流値の基準となる基準電流値が記憶された記憶部と、
前記可動子が前記原点に移動するときに前記可動子に供給される電流が前記基準電流値以上であるときに前記位相補正値を変更する制御部とを備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記可動子の移動状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記可動子の移動状態に応じて前記位相補正値を変更することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記可動子の移動方向が原点から遠ざかる方向であるときに前記位相補正値を変更して前記可動子を原点方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記可動子に対する電流値が一定時間基準電流値未満であるときに前記位相補正値を固定して変更しないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ。
【請求項５】
記録材に記録された画像を読み取る読取部が備えられた画像読取装置において、
前記記録材又は前記読取部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
記録材に画像を形成する画像形成部が備えられた画像形成装置において、
前記記録材又は前記画像形成部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
直線状に複数の磁石が配列された固定子と、
位相補正値を含む三角関数に基づく電力が供給される電磁コイルが前記固定子に沿って可動なように設けられた可動子と、
前記可動子が前記固定子の原点に移動するときに供給される電流値の基準となる基準電流値が記憶された記憶部と、
前記可動子が前記原点に移動するときに前記可動子に供給される電流が前記基準電流値以上であるときに前記位相補正値を変更する制御部とを備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記可動子の移動状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記可動子の移動状態に応じて前記位相補正値を変更することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記可動子の移動方向が原点から遠ざかる方向であるときに前記位相補正値を変更して前記可動子を原点方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記可動子に対する電流値が一定時間基準電流値未満であるときに前記位相補正値を固定して変更しないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ。
【請求項５】
記録材に記録された画像を読み取る読取部が備えられた画像読取装置において、
前記記録材又は前記読取部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
記録材に画像を形成する画像形成部が備えられた画像形成装置において、
前記記録材又は前記画像形成部の少なくとも一方を搬送する搬送装置として請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２０３３０（Ｐ２００７−２０３３０Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２００２９２（Ｐ２００５−２００２９２）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]