駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置
【課題】高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができる駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置を提供する。
【解決手段】駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１と、モータ１０１の出力軸の回転量と回転方向を検知するフォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３と、モータ１０１の回転を制御する制御回路１２１と、制御回路１２１からの信号に基づいてモータ１０１に駆動電力を供給するドライバ回路１２５と、を備える駆動装置１５１において、制御回路１２１が、外部から取得したモータ１０１の目標駆動信号と、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３から検出される検出信号とに基づいて、ドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御する。
【解決手段】駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１と、モータ１０１の出力軸の回転量と回転方向を検知するフォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３と、モータ１０１の回転を制御する制御回路１２１と、制御回路１２１からの信号に基づいてモータ１０１に駆動電力を供給するドライバ回路１２５と、を備える駆動装置１５１において、制御回路１２１が、外部から取得したモータ１０１の目標駆動信号と、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３から検出される検出信号とに基づいて、ドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、画像形成装置の駆動装置および画像形成装置の周辺装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、パスル制御により位置・速度・Ｈｏｌｄ制御が可能なステッピングモータが、これらの制御が必要なレジスト部、紙搬送部、読取部等の多くの部位で駆動力源として用いられてきた。
【０００３】
このステッピングモータは、パスル制御により位置・速度・Ｈｏｌｄ制御が可能であるという利点はあるが、負荷変動や経時変化による脱調を考慮して必要以上のトルクを出力して使用する必要が有るため、エネルギー効率が悪く、また、実負荷異常の高出力モータが必要になることから、必然的に大きく重いモータとなってしまうという欠点がある。
【０００４】
一方、ＤＣモータは、負荷に応じた電流が流れるため高効率であるという利点があるが、モータ単体ではステッピングモータのような位置・Ｈｏｌｄ制御ができないという欠点がある。
【０００５】
ＤＣモータを制御する技術としては、所定のデューティから成るパルス信号を出力するパルス幅変調手段と、パルス幅変調手段から出力されたパルス信号に基づきブリッジ回路を介して所定方向に回転する直流モータと、直流モータの回転停止を維持するに当たり、直流モータの回転の有無およびその回転方向をエンコーダの出力に基づき検出し、この検出結果に基づいてパルス幅変調手段におけるパルス信号のデューティを補正する制御を行う制御手段とを備えたモータ制御装置により、ＤＣモータにて位置・速度・Ｈｏｌｄ制御を可能とする制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ステッピングモータと同等の加減速時の追従性を得ることができず、また、モータの耐久性について考慮されていないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができる駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る駆動装置は、駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータと、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸の回転量と回転方向を検知する回転検出手段と、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転を制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に基づいて前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに駆動電力を供給するドライバと、を備える駆動装置において、前記制御手段が、外部から取得した前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの目標駆動信号と、前記回転検出手段から検出される検出信号とに基づいて、前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができる駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の構成を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のモータの構成を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のエンコーダディスクの構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のモータの他の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のモータの他の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、構成について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００１４】
この画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、それぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」と記す。）の可視像たるトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。
【００１５】
これらは、画像形成剤として、互いに異なる色のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、それぞれ画像形成装置１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっており、寿命到達時に交換される。以下、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例に挙げて説明する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジの構成を示す図であり、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを示す概略構成図である。
このプロセスカートリッジ６Ｙは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。
【００１７】
上記帯電装置４Ｙは、図示しないドラム駆動機構によって図中時計回りに回転せしめられる感光体ドラム１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体ドラム１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００１８】
ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体ドラム１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体ドラム１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体ドラム１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１９】
他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＭトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト８上に中間転写される。
また、図１に示したように、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。
【００２０】
潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射して露光する。
【００２１】
この露光により、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＹ静電潜像、Ｍ静電潜像、Ｃ静電潜像、Ｋ静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラムに照射するものである。
また、図１において、露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８等を有する給紙手段が配設されている。
【００２２】
紙収容カセット２６は、記録材としての用紙９９を複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の用紙９９には給紙ローラ２７を当接させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動機構によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の用紙９９がレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。
【００２３】
レジストローラ対２８は、用紙９９を挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、用紙９９を適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
また、図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。
【００２４】
この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８のほか、ベルトクリーニング装置１０等を備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４等も備えている。
【００２５】
中間転写ベルト８は、これら７つのローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス極性）の転写バイアスを印加する方式のものである。
【００２６】
１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００２７】
また、上記中間転写ユニット１５には、中間転写ベルト８が感光体ドラム１Ｋに接触した状態で、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに対して接離するための図示しない接離機構も設けられている。
【００２８】
上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで用紙９９に転写される。そして、用紙９９の白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２９】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、用紙９９に転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、上記ベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。２次転写ニップにおいては、用紙９９が互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。
【００３０】
２次転写ニップから送り出された用紙９９は、画像形成装置１００本体に対して着脱自在なユニットとしての定着ユニット２０のローラ間を通過する際に、熱と圧力と影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、用紙９９は、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。
【００３１】
画像形成装置１００本体の筺体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された用紙９９は、このスタック部３０に順次スタックされる。
【００３２】
上記中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル支持部３１が配設されている。このボトル支持部３１には、各色トナーをそれぞれ収容する剤収容器としてのトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋがセットされている。
【００３３】
各トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内の各色トナーは、それぞれ図示しないトナー供給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置に適宜補給される。各トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとは独立して画像形成装置１００本体に対して脱着可能である。
【００３４】
図３は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の構成を示す図である。なお、この原稿搬送装置は、被読取原稿を固定された読取装置部に搬送し、所定の速度で搬送しながら画像読取を行う、被読取原稿処理装置（以下ＡＤＦ）に適用されるものである。
【００３５】
以下その基本的な構成、動作、作用について説明する。
【００３６】
原稿搬送装置１５０は、コピー装置、ＭＦＰ等として構成された画像形成装置１００の一部としてその上部に配置されるものであり、被読取原稿束をセットする原稿セット部Ａ、セットされた原稿束から１枚毎原稿を分離して給送する分離給送部Ｂ、給送された原稿を一次、突当整合する働きと、整合後の原稿を引き出し搬送する働きのレジスト部Ｃ、搬送される原稿をターンさせて、原稿面を読取り側（下方）に向けて搬送するターン部Ｄ、原稿の表面画像を、コンタクトガラスの下方より読取を行わせる第１読取搬送部Ｅ、読取後の原稿の裏面画像を読取る第２読取搬送部Ｆ、表裏の読取が完了した原稿を機外に排出する排紙部Ｇ、読取完了後の原稿を積載保持するスタック部Ｈを備える。
【００３７】
また原稿搬送装置１５０は、図示しないが、これら搬送動作の駆動を行う駆動部であるピックアップモータ、給紙モータ、読取モータ、排紙モータ、底板上昇モータ、更に、一連の動作を制御するＡＤＦ制御部を備えている。
【００３８】
原稿テーブル４２は、可動原稿テーブル４３を備えて構成され、読取られる用紙９９がセットされる。用紙９９は原稿テーブル４２に原稿面を上向きの状態でセットされる。原稿テーブル４２には、図示しないサイドガイドが備えられ、用紙９９の幅方向を搬送方向と直行する方向に位置する。
【００３９】
セットされた用紙９９はセットフィラー４４、セットセンサ４５により検知され、本体制御部に送信される。
更に原稿テーブル４２には、原稿長さ検知センサ７０、７１（反射型センサまたは、用紙９９枚にても検知可能なアクチエーター・タイプのセンサが用いられる）が配置され、原稿長さ検知センサ７０、７１は、原稿の搬送方向長さを判定する。このとき原稿長さ検知センサ７０、７１は少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能に配置される。
【００４０】
可動原稿テーブル４３は、底板上昇モータにより矢印ａ、ｂ方向に上下動可能となっている。可動原稿テーブル４３に原稿がセットされたことをセットフィラー４４、セットセンサ４５により検知すると、底板上昇モータを正転させて原稿束の最上面がピックアップローラ４７と接触するように可動原稿テーブル４３を上昇させる。
ピックアップローラ４７は、ピックアップモータによりカム機構で矢印ｃ、ｄの方向に動作すると共に、可動原稿テーブル４３が上昇し可動原稿テーブル４３上の原稿上面により押されてｃ方向に上がりテーブル上昇検知センサ４８により上限を検知可能となっている。
本体操作部のプリントキーが押下され、本体制御部からＩ／Ｆを介してＡＤＦ制御部に原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ７は給紙モータの正転によりコロが回転駆動し、原稿テーブル４２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。
給紙ベルト４９は給紙モータの正転により給紙方向に駆動され、リバースローラ５０は給紙モータの正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。
【００４１】
即ち、リバースローラ５０は給紙ベルト４９と所定圧で接し、給紙ベルト４９と直接接しているとき、または用紙９９枚を介して接している状態では給紙ベルト４９の回転に連れられて反時計方向に連れ回り、原稿が２枚以上給紙ベルト４９とリバースローラ５０の間に侵入したときは連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなるように設定されており、リバースローラ５０は本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをし、重送が防止される。
給紙ベルト４９とリバースローラ５０との作用により１枚に分離された原稿は給紙ベルト４９によって更に送られ、突き当てセンサ５１によって先端が検知され更に進んで停止しているプルアウトローラ５２に突き当たる、その後前出の突き当てセンサ５１の検知から所定量の定められた距離だけ送られ、結果的には、プルアウトローラ５２に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータを停止させることにより、給紙ベルト４９の駆動が停止する。
【００４２】
このとき、ピックアップモータを回転させることでピックアップローラ４７を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト４９の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ５２の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合（スキュー補正）が行われる。
プルアウトローラ５２は、前記スキュー補正機能を有すると共に、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ５４まで搬送するものであり、給紙モータの逆転により駆動される。なお、給紙モータ逆転時、プルアウトローラ５２と中間ローラ５４は駆動されるが、ピックアップローラ４７と給紙ベルト４９は駆動されていない。
【００４３】
原稿幅センサ５３は、奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ５２により搬送された原稿の搬送方向に直行する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは原稿の先端後端を突き当てセンサ５１で読取ることによりモータパルスから原稿の長さを検知する。
プルアウトローラ５２および中間ローラ５４の駆動によりレジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度を第１読取搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定して原稿を読取部へ送り込む処理時間の短縮が図られている。
【００４４】
原稿の先端が読取入口センサ５５により検出されると、読取入口ローラ５６の上下ローラ対のニップに原稿先端が進入前に、原稿搬送速度を読取搬送速度と同速にするために減速を開始すると同時に、読取モータを正転駆動して読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、ＣＩＳ出口ローラ６７を駆動する。
【００４５】
原稿の先端をレジストセンサ５７にて検知すると、所定の搬送距離をかけて減速し、図示していない第１読取部が配置される読取位置６０の手前で一時停止すると共に、本体制御部にＩ／Ｆを介してレジスト停止信号を送信する。
【００４６】
続いて本体制御部より読取り開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、読取位置に原稿先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように増速されて搬送される。
【００４７】
読取モータのパルスカウントにより検出された原稿先端が読取部に到達するタイミングで、本体制御部に対して第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が、第１読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。
【００４８】
片面原稿の読取の場合には、第１読取搬送部Ｅを通過した原稿は第２読取部６５を経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、排紙センサ６４により原稿の先端を検知すると、排紙モータを正転駆動して排紙ローラ６８を反時計方向に回転させる。
【００４９】
また、排紙センサ６４による原稿の先端検知からの排紙モータパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラ６８の上下ローラ対のニップから抜ける直前に排紙モータ駆動速度を減速させて、排紙トレイ６９上に排出される原稿が飛び出さないように制御される。
【００５０】
両面原稿読取りの場合には、排紙センサ６４にて原稿先端を検知してから読取りモータのパルスカウントにより第２読取部６５に原稿先端が到達するタイミングでＣＣＤラインセンサで構成される第２読取部６５に対してＡＤＦ制御部から副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。
【００５１】
第２読取部６５表面は、原稿に付着した糊上のものが読取ライン上に転写することによる縦すじを防止するため、コーティング処理が施されコーティング部材が配置されている。
【００５２】
このコーティング部材は、第２読取部６５の読取面に汚れ分解機能を有するコーティング材、または、親水性を有するコーティング材を塗布して形成したものである。これらのコーティング材は公知のものを使用することができる。
【００５３】
図４、図５は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。
【００５４】
図４、図５において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００５５】
駆動装置１５１において、駆動源であるモータ１０１は、インナーロータ型ＤＣブラシレスモータとして構成されており、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆを介し、ローラ１０４を回転させるようになっている。このローラ１０４は、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。
【００５６】
また、エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４に対して垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転するようになっている。
【００５７】
光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む状態でモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、パルス信号を制御回路１２１へと伝達するようになっている。
【００５８】
制御回路１２１では、フォトセンサ１２２からのパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ１０４の位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００５９】
なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号の位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００６０】
制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５から動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ１０４を駆動させる。
【００６１】
図６は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【００６２】
図６において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００６３】
駆動装置１５１において、ローラ対１０３ａ、１０３ｂに挟まれながら用紙９９（図３参照）が搬送されていく。このローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。
【００６４】
モータ１０１は、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを介し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを回転させる。
【００６５】
また、エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４に垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転する。
【００６６】
光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む形でモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、フォトセンサ１２２の受光素子にてパルス信号となって制御回路１２１へと伝達する。
【００６７】
制御回路１２１では、このパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂの位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００６８】
なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００６９】
制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５から動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動させる。
【００７０】
図７は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【００７１】
図７において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００７２】
駆動装置１５１において、ローラ対１０３ａ、１０３ｂに挟まれながら用紙９９（図３参照）が搬送されていく。このローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。
【００７３】
モータ１０１は、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを介し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを回転させる。
【００７４】
また、エンコーダディスク１２３は周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４とカップリング１２６を介してモータ１０１の軸に対して垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転する。
【００７５】
光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む形で図示しない固定部材に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットの無い箇所にて光の反射がおき、フォトセンサ１２２の受光素子にて光を検知する、この検知の有無でパルス信号を生成し、このパルス信号を制御回路１２１へと伝達する。
【００７６】
制御回路１２１では、このパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂの位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００７７】
なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００７８】
制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５は、制御回路１２１からの動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動させる。
【００７９】
図８は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の構成を示す図である。
【００８０】
図８において、駆動装置１５１は、図１に示す画像形成装置１００または図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００８１】
駆動装置１５１において、外部の目標駆動信号生成手段１３０から、制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１に、回転方向信号と移動パルス数の信号が渡されるようになっている。すなわち、制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１は、外部の目標駆動信号生成手段１３０から、目標駆動信号としての回転方向信号と移動パルス数の信号を取得するようになっている。
【００８２】
目標位置・速度計算回路１３１では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、目標位置および目標速度を導出し、位置・速度追従制御器１３３へと信号を伝達するようになっている。
【００８３】
また、制御回路１２１内のモータ位置・速度計算回路１３２では、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１２２にて、エンコーダディスク１２３のパルスを計測している。フォトセンサ１２２およびエンコーダディスク１２３は、２チャンネルロータリエンコーダとして構成されている。
【００８４】
エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、本実施の形態では１００パルスとしている。エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、安価にモータ１０１の出力軸１２４の回転を検出するために、２００パルス以下であることが好ましい。
【００８５】
また、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、ステッピングモータからインナーロータ型ＤＣブラシレスモータへの置き換えを容易にするために、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスとすることが好ましい。
【００８６】
ここで、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。そのため、モータ位置・速度計算回路１３２ではその位相差を利用して、回転方向を知ることができる。
【００８７】
モータ位置・速度計算回路１３２では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、モータ位置およびモータ速度を導出し、位置・速度追従制御器１３３へと信号を伝達するようになっている。
【００８８】
位置・速度追従制御器１３３では、目標位置とモータ位置が一致するよう、また目標速度とモータ速度が一致するよう制御し、必要に応じてＰＷＭ出力、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ回路１２５へと送るようになっている。
【００８９】
ドライバ回路１２５は、４象限ドライバとして構成されており、位置・速度追従制御器１３３から得られた信号およびホールＩＣ１３５からのホール信号から、モータ電流およびＰＷＭ電圧を制御するようになっている。
【００９０】
すなわち、駆動装置１５１においては、制御回路１２１が、目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、目標総回転量Ｘｔとモータ総回転量Ｘｍが等しく、且つ、単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるようドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度を制御するようになっている。
【００９１】
本実施の形態では、ドライバ回路１２５がモータ１０１に搭載されていない形式で示しているが、ドライバ回路１２５をモータ１０１上の基板に搭載した場合は、ハーネス本数の削減が図れるため、コストダウンにつながる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、目標駆動信号生成手段１３０は、駆動装置１５１には含まれず、画像形成装置１００の図示しない本体制御部や原稿搬送装置１５０の図示しないＡＤＦ制御部等に設けられているが、目標駆動信号生成手段１３０が駆動装置１５１内に含まれていてもよい。
【００９３】
図９（ａ）、図９（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のモータの構成を示す斜視図である。
【００９４】
図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、モータ１０１の出力軸１２４にギヤ１０２ａを直接歯切りすることで、モータ初段の減速比を大きくすることができ、コストダウンも実現できるようになっている。
【００９５】
また、出力軸１２４の駆動伝達部であるギヤ１０２ａと逆側の端部には、エンコーダディスク１２３が同軸上に固定されている。また、フォトセンサ１２２は、モータ１０１に取り付けられ、ドライバ回路１２５（図８参照）もモータ１０１上の基板に取り付けられている。モータ１０１上の基板には、コネクタ１２７が取り付けられており、モータ信号とエンコーダ信号の入出力がなされるようになっている。
【００９６】
また、モータ１０１の軸受け部には、玉軸受けが用いられており、これにより、焼結軸受け等を用いた場合と比較して摩擦力が低減するので、ＤＣモータであるモータ１０１を用いることによる高効率化を更に高められるとともに、高耐久化を図ることができるようになっている。
【００９７】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のエンコーダディスクの構成を示す斜視図である。
【００９８】
図１０（ａ）は、エンコーダディスク１２３を溝穴タイプとしたものである。図１０（ａ）において、エンコーダディスク１２３は、金属板にエッチング加工等により周方向（回転方向）に等間隔にスリット形状の穴１２３ａを開けたものから構成されており、このようにエンコーダディスク１２３がスリット形状を有することにより、このスリット形状の穴の有無により、フォトセンサ１２２の受光素子が信号の有無を検知し、パルス検知をするようになっている。
【００９９】
図１０（ｂ）は、エンコーダディスク１２３をフォトエッチングタイプとしたものである。図１０（ｂ）において、エンコーダディスク１２３は、フィルム上に黒インクでスリット１２３ｂを印刷したものから構成されており、この黒インクの有無により、フォトセンサ１２２の受光素子が信号の有無または光量の差異を検知し、パルス検知をするようになっている。図１０（ｂ）に示すエンコーダディスク１２３では、黒インクを用いているが、光量の差異（有無を含む）が検知できれば、黒インクでなくても構わない。
【０１００】
なお、本実施の形態において、原稿搬送装置１５０は、画像形成装置１００の一部として位置付けて取り扱っており、駆動装置１５１は、画像形成装置１００の駆動ローラや画像形成装置１００の一部としての原稿搬送装置１５０の駆動ローラを駆動するものとして説明しているが、原稿搬送装置１５０を画像形成装置１００の周辺装置として位置付ける場合は、駆動装置１５１は、画像形成装置１００の駆動ローラや画像形成装置１００の周辺装置としての原稿搬送装置１５０の駆動ローラを駆動することとなる。
【０１０１】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２は、変形例として、アウターロータ型ブラシレスモータにエンコーダを取付けた構成を示している。図１１（ａ）、図１１（ｂ）にその前面および背面をそれぞれ示すように、アウターロータ型ブラシレスモータをモータ１０１として用いるとともに、透過型センサをフォトセンサ１２２として用いて、このフォトセンサ１２２によってモータ１０１のアウターロータに一体的に形成した穴１２３ａを検知する構成としたり、図１２に示すように、アウターロータ型ブラシレスモータをモータ１０１として用いるとともに、反射型センサをフォトセンサ１２２として用いて、このフォトセンサ１２２によってモータ１０１のアウターロータに一体的に形成したスリット１２３ｂを検知する構成としてもよい。なお、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２のようにモータ１０１のアウターロータに直接的に穴１２３ａやスリット１２３ｂ等のスケールを形成する他に、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すエンコーダディスク１２３をモータ１０１に取り付け、エンコーダディスク１２３をフォトセンサ１２２で読取るように構成してもよい。
【０１０２】
本実施の形態では、図４〜図９に示すインナーロータ型ＤＣブラシレスモータとして構成されたモータ１０１、または図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２に示すアウターロータ型ブラシレスモータとして構成されたモータ１０１の回転量と回転方向を検知し、制御回路１２１によりこのモータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御するようになっている。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１と、モータ１０１の出力軸１２４の回転量と回転方向を検知するフォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３と、モータ１０１の回転を制御する制御回路１２１と、制御回路１２１からの信号に基づいてモータ１０１に駆動電力を供給するドライバ回路１２５と、を備える駆動装置１５１において、制御回路１２１が、外部から取得したモータ１０１の目標駆動信号と、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３から検出される検出信号とに基づいて、ドライバ回路１２５への信号（動作信号）を変化させることで、モータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【０１０４】
この構成により、モータ１０１としてインナーロータ型ＤＣブラシレスモータを用いることにより、ステッピングモータを用いる場合よりエネルギー効率を高く、モータ重量を削減することができるとともに、アウターロータ型と比較してイナーシャが小さくなることから、ステッピングモータと同等の加減速時間にすることができ、また、ブラシ付モータと比較して、ブラシ磨耗が無いので高耐久にすることができる。
【０１０５】
また、仮にフォトセンサ１２２やエンコーダディスク１２３等の回転検出手段がモータ１０１の出力軸１２４の回転ではなく被駆動体（ローラ１０４等）の回転を検知するように構成した場合には、モータ１回転当りの被駆動体の移動量等を考慮した制御設計をしなければならないという不都合や、伝達系や被駆動体の構成が変わったり別の箇所に同じ駆動装置を適用する場合に制御手段の設計を変えなければならないという不都合が生じるが、フォトセンサ１２２やエンコーダディスク１２３でモータ１０１の出力軸１２４の回転量と回転方向を検知する構成とすることにより、これらの不都合を回避でき、設計を容易にすることができる。
【０１０６】
したがって、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータ１０１の耐久性を得ることができる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、目標総回転量Ｘｔとモータ総回転量Ｘｍが等しく、且つ、単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるようドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度を制御することを特徴とする。
【０１０８】
この構成により、目標駆動信号とフォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から、位置・速度情報を取得し、差分によってドライバ回路１２５への信号を変化することで、モータ１０１の位置・速度・Ｈｏｌｄ制御を行うことができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、ドライバ回路１２５として４象限ドライバを用いることを特徴とする。
【０１１０】
この構成により、４象限ドライバを用いない場合は、回生電流を流すことができず、機械的な負荷等により自然に止まるのを待つしかなく、無制御状態になってしまうが、４象限ドライバを用いることにより、回生電流を流して停止させること、すなわち、制御しながらの停止を行うことができるので、モータ１０１をステッピングモータと同様に用いることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、回転検出手段としてエンコーダディスク１２３を有する２チャンネルロータリエンコーダを用い、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数が２００パルス以下であることを特徴とする。
【０１１２】
この構成により、２チャンネルロータリエンコーダを用いることで、回転方向を判別することができ、また、１周２００パルス以下のエンコーダディスク１２３を用いることで、安価にモータ１０１の出力軸１２４の回転を検出することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数が、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスであることを特徴とする。
【０１１４】
この構成により、一般に、ＰＭモータは２相励磁にて１周４８パルス、ＨＢモータは２相励磁にて１周２００パルスとなっているが、エンコーダにて検出される値あるいはその２逓倍・４逓倍の値を用いることで、モータ１０１の１回転当りの検出パルス数を、ステッピングモータの１回転当りのパルス数に合わせ、ステッピングモータからインナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１への置換え時に目標駆動信号生成手段１３０の出力信号を変えずに、そのまま制御回路１２１への目標駆動信号に使用することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、回転検出手段であるエンコーダディスク１２３を、モータ１０１の出力軸１２４の駆動伝達部とは逆側の端部に固定したことを特徴とする。
【０１１６】
この構成により、エンコーダディスク１２３を、モータ１０１の出力軸１２４の駆動伝達部とは逆側の端部に固定したことにより、エンコーダディスク１２３が出力軸１２４と一体構成となり、ハーネス経路を簡略化でき、設置スペースを小さく、また、エンコーダディスク１２３の取付精度の向上による１回転偏芯成分を少なくすることができる。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダディスク１２３が金属製であることを特徴とする。
【０１１８】
この構成により、エンコーダディスク１２３を金属製とすることにより、プラスチックやフィルム等を用いる場合と比較し、モータ１０１等の熱源による発熱の影響を抑えることができる。
【０１１９】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダディスク１２３はスリット形状を有し、フォトセンサ１２２は、スリット形状の有無を検知することで、移動量を検出することを特徴とする。
【０１２０】
この構成により、スリット形状を設けずに反射率の違いにより検知する場合や、透過率の違いにより検出する場合と比較し、エンコーダディスク１２３へのゴミの付着等による誤検知を減らすことができる。
【０１２１】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１の軸受け部に、玉軸受けを用いることを特徴とする。
【０１２２】
この構成により、玉軸受けを用いることにより、焼結軸受け等を用いた場合と比較して摩擦力が低減するので、ＤＣモータであるモータ１０１を用いることによる高効率化を更に高められるとともに、高耐久化を図ることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１に、ホールＩＣ１３５を用いることを特徴とする。
【０１２４】
この構成により、ホール素子は、一般にホール信号が低電圧のアナログ信号で出力されるためノイズに弱いという性質があり、ドライバ回路１２５がモータ１０１の近傍に配置されている場合はノイズの影響を受けにくいが、ドライバ回路１２５がモータ１０１から離れた場所にある場合にその経路の途中でノイズを拾ってしまって誤検知する可能性が高くなるが、ホールＩＣ１３５を用いることにより、Ｈｉｇｈ・Ｌｏｗのデジタル信号で出力されるため、ノイズに強くすることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１の出力軸１２４にギヤ１０２ａの歯を直接設けることを特徴とする。
【０１２６】
この構成により、インナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１は、ステッピングモータと比較して高回転域で高効率となる特性があり、ステッピングモータより高回転で用いることが多いが、被駆動体までの減速比を多くするのに、出力軸１２４に圧入する等してギヤを設ける場合と比較して、１周の歯数を少なくすることにより減速比を多くすることができる。また、モータ１０１の出力軸１２４とは別にギヤを設ける場合と比較して、コストダウン・重量ダウンを図ることができる。
【０１２７】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１００は、上記の駆動装置１５１を備えることを特徴とする。
【０１２８】
この構成により、駆動装置１５１を備える画像形成装置１００において、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータ１０１の耐久性を得ることができる。
【０１２９】
また、本実施の形態に係る原稿搬送装置１５０は、上記の駆動装置１５１を備えることを特徴とする。
【０１３０】
この構成により、駆動装置１５１を備える原稿搬送装置１５０において、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータ１０１の耐久性を得ることができる。
【０１３１】
図１３は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の他の例を示す図である。
【０１３２】
図１３において、駆動装置１５１は、図８で示す構成においてモータ１０１にモータＦＧ１３６を設けるとともに制御回路１２１にＰＬＬ制御器１３７を設けた構成とすることにより、モータ１０１の回転条件によってＦＧ信号に基づくＰＬＬ制御に切り替えることで回転安定度を高めるようにしたものである。なお、図８と同様の構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
制御回路１２１内のＰＬＬ制御器１３７では、モータ１０１に設けたモータＦＧ（周波数ジェネレータ）１３６から出力されるＦＧ信号から得られた情報と、図示しないオシレータの時間情報からモータ速度を導出し、目標速度とモータ速度が一致するよう制御し、必要に応じてＰＷＭ出力、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ回路１２５へと送るようになっている。
【０１３４】
図１３の構成では、モータ１０１を制御方法として、モータＦＧ１３６からのＦＧ信号に基づいた制御も行うようになっている。このため、モータの回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１３５】
また、制御回路１２１は、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するときには、ＰＬＬ制御を行うようになっている。このため、定常時（モータ１０１を速度変更することなく一定速度で回転させるとき）にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１３６】
また、制御回路１２１は、目標駆動信号から求められる目標速度変更時においては、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するとともに、一定速度回転時においては、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するようになっている。
【０１３７】
このため、定常時にＦＧ信号を用いることで速度安定性が特に求められる一定速度回転時に速度安定度を高くできる。また、速度変動時にはＰＩ制御、ＰＩＤ制御などのＦＢ制御を用いることで、加速時の立ち上げをなだらかにすることができる。これにより、ＰＬＬ制御での立ち上げのように、急加速する場合と比較し、加速時、特に停止からの立ち上げ時におけるギヤへの衝撃負荷を低減することができ、ギヤ寿命を向上することが可能となる。
【０１３８】
また、制御回路１２１は、モータ１０１が５００ｒｐｍ以下の一定速度回転時であるときは、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御するようになっている。このため、定常時にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１３９】
また、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、とすると、Ｎ１≧Ｎ２となっている。このため、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能（Ｎ２）を小さくすることができるため、コストダウンが可能となる。
【０１４０】
また、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、Ａを自然数、とすると、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２となっている。このため、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２とすることで、制御回路１２１における変換が容易となり、制御プログラムの簡素化が可能となる。特に、Ｎ１＝Ｎ２（Ａ＝１）の場合は変換を不要とすることができる。
【０１４１】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１のＦＧ信号を取得するモータＦＧ１３６を更に備え、制御回路１２１が、外部から取得した目標駆動信号と、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号またはモータＦＧ１３６から検出される検出信号の何れかに基づいて、ドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする。なお、本実施の形態におけるフォトセンサ１２２およびエンコーダディスク１２３は、本発明における回転検出手段を構成する。
【０１４２】
この構成により、ＦＧ信号を用いることでモータ１０１の回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１４３】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するときには、ＰＬＬ制御器１３７を用いたＰＬＬ制御を行うことを特徴とする。
【０１４４】
この構成により、定常時にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１４５】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、目標駆動信号から求められる目標速度変更時においては、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御するとともに、一定速度回転時においては、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御することを特徴とする。
【０１４６】
この構成により、定常時にＦＧ信号を用いることで、速度安定性が特に求められる一定速度回転時に速度安定度を高くすることができる。また、速度変動時にはＰＩ制御ＰＩＤ制御などのＦＢ制御を用いることで、加速時の立ち上げをなだらかにすることができる。これにより、ＰＬＬ制御での立ち上げのように、急加速する場合と比較し、加速時、特に停止からの立ち上げ時におけるギヤへの衝撃負荷を低減することができ、ギヤ寿命を向上することが可能となる。
【０１４７】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、モータ１０１が５００ｒｐｍ以下の一定速度回転時であるときは、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御することを特徴とする。
【０１４８】
この構成により、定常時にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１４９】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、とすると、Ｎ１≧Ｎ２であることを特徴とする。
【０１５０】
この構成により、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能（Ｎ２）を小さくすることができるため、コストダウンが可能となる。
【０１５１】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、Ａを自然数、とすると、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２であることを特徴とする。
【０１５２】
この構成により、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２とすることで、制御回路１２１における変換が容易となり、制御プログラムの簡素化が可能となる。特に、Ｎ１＝Ｎ２（Ａ＝１）の場合は変換を不要とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明に係る駆動装置および画像形成装置は、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができるという効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、画像形成装置の駆動装置および画像形成装置の周辺装置として有用である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００ 画像形成装置
１０１ モータ
１０２ａ ギヤ
１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ 減速ギヤ
１０３ａ、１０３ｂ ローラ対
１０４ ローラ
１２１ 制御回路（制御手段）
１２２ フォトセンサ
１２３ エンコーダディスク
１２３ａ 穴
１２３ｂ スリット
１２４ 出力軸
１２５ ドライバ回路（ドライバ）
１２６ カップリング
１２７ コネクタ
１３０ 目標駆動信号生成手段
１３１ 目標位置・速度計算回路
１３２ モータ位置・速度計算回路
１３３ 位置・速度追従制御器
１３５ ホールＩＣ
１３６ モータＦＧ（ＦＧ信号検出手段）
１３７ ＰＬＬ制御器
１５０ 原稿搬送装置（画像形成装置の周辺装置）
１５１ 駆動装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５５】
【特許文献１】特許第３５０３４２９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、画像形成装置の駆動装置および画像形成装置の周辺装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、パスル制御により位置・速度・Ｈｏｌｄ制御が可能なステッピングモータが、これらの制御が必要なレジスト部、紙搬送部、読取部等の多くの部位で駆動力源として用いられてきた。
【０００３】
このステッピングモータは、パスル制御により位置・速度・Ｈｏｌｄ制御が可能であるという利点はあるが、負荷変動や経時変化による脱調を考慮して必要以上のトルクを出力して使用する必要が有るため、エネルギー効率が悪く、また、実負荷異常の高出力モータが必要になることから、必然的に大きく重いモータとなってしまうという欠点がある。
【０００４】
一方、ＤＣモータは、負荷に応じた電流が流れるため高効率であるという利点があるが、モータ単体ではステッピングモータのような位置・Ｈｏｌｄ制御ができないという欠点がある。
【０００５】
ＤＣモータを制御する技術としては、所定のデューティから成るパルス信号を出力するパルス幅変調手段と、パルス幅変調手段から出力されたパルス信号に基づきブリッジ回路を介して所定方向に回転する直流モータと、直流モータの回転停止を維持するに当たり、直流モータの回転の有無およびその回転方向をエンコーダの出力に基づき検出し、この検出結果に基づいてパルス幅変調手段におけるパルス信号のデューティを補正する制御を行う制御手段とを備えたモータ制御装置により、ＤＣモータにて位置・速度・Ｈｏｌｄ制御を可能とする制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ステッピングモータと同等の加減速時の追従性を得ることができず、また、モータの耐久性について考慮されていないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができる駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る駆動装置は、駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータと、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸の回転量と回転方向を検知する回転検出手段と、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転を制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に基づいて前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに駆動電力を供給するドライバと、を備える駆動装置において、前記制御手段が、外部から取得した前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの目標駆動信号と、前記回転検出手段から検出される検出信号とに基づいて、前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができる駆動装置、画像形成装置および画像形成装置の周辺装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の構成を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のモータの構成を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のエンコーダディスクの構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のモータの他の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置のモータの他の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、構成について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００１４】
この画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、それぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」と記す。）の可視像たるトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。
【００１５】
これらは、画像形成剤として、互いに異なる色のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、それぞれ画像形成装置１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっており、寿命到達時に交換される。以下、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例に挙げて説明する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジの構成を示す図であり、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを示す概略構成図である。
このプロセスカートリッジ６Ｙは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。
【００１７】
上記帯電装置４Ｙは、図示しないドラム駆動機構によって図中時計回りに回転せしめられる感光体ドラム１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体ドラム１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００１８】
ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体ドラム１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体ドラム１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体ドラム１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１９】
他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＭトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト８上に中間転写される。
また、図１に示したように、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。
【００２０】
潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射して露光する。
【００２１】
この露光により、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＹ静電潜像、Ｍ静電潜像、Ｃ静電潜像、Ｋ静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラムに照射するものである。
また、図１において、露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８等を有する給紙手段が配設されている。
【００２２】
紙収容カセット２６は、記録材としての用紙９９を複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の用紙９９には給紙ローラ２７を当接させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動機構によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の用紙９９がレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。
【００２３】
レジストローラ対２８は、用紙９９を挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、用紙９９を適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
また、図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。
【００２４】
この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８のほか、ベルトクリーニング装置１０等を備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４等も備えている。
【００２５】
中間転写ベルト８は、これら７つのローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス極性）の転写バイアスを印加する方式のものである。
【００２６】
１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００２７】
また、上記中間転写ユニット１５には、中間転写ベルト８が感光体ドラム１Ｋに接触した状態で、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに対して接離するための図示しない接離機構も設けられている。
【００２８】
上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで用紙９９に転写される。そして、用紙９９の白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２９】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、用紙９９に転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、上記ベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。２次転写ニップにおいては、用紙９９が互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。
【００３０】
２次転写ニップから送り出された用紙９９は、画像形成装置１００本体に対して着脱自在なユニットとしての定着ユニット２０のローラ間を通過する際に、熱と圧力と影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、用紙９９は、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。
【００３１】
画像形成装置１００本体の筺体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された用紙９９は、このスタック部３０に順次スタックされる。
【００３２】
上記中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル支持部３１が配設されている。このボトル支持部３１には、各色トナーをそれぞれ収容する剤収容器としてのトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋがセットされている。
【００３３】
各トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内の各色トナーは、それぞれ図示しないトナー供給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置に適宜補給される。各トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとは独立して画像形成装置１００本体に対して脱着可能である。
【００３４】
図３は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の構成を示す図である。なお、この原稿搬送装置は、被読取原稿を固定された読取装置部に搬送し、所定の速度で搬送しながら画像読取を行う、被読取原稿処理装置（以下ＡＤＦ）に適用されるものである。
【００３５】
以下その基本的な構成、動作、作用について説明する。
【００３６】
原稿搬送装置１５０は、コピー装置、ＭＦＰ等として構成された画像形成装置１００の一部としてその上部に配置されるものであり、被読取原稿束をセットする原稿セット部Ａ、セットされた原稿束から１枚毎原稿を分離して給送する分離給送部Ｂ、給送された原稿を一次、突当整合する働きと、整合後の原稿を引き出し搬送する働きのレジスト部Ｃ、搬送される原稿をターンさせて、原稿面を読取り側（下方）に向けて搬送するターン部Ｄ、原稿の表面画像を、コンタクトガラスの下方より読取を行わせる第１読取搬送部Ｅ、読取後の原稿の裏面画像を読取る第２読取搬送部Ｆ、表裏の読取が完了した原稿を機外に排出する排紙部Ｇ、読取完了後の原稿を積載保持するスタック部Ｈを備える。
【００３７】
また原稿搬送装置１５０は、図示しないが、これら搬送動作の駆動を行う駆動部であるピックアップモータ、給紙モータ、読取モータ、排紙モータ、底板上昇モータ、更に、一連の動作を制御するＡＤＦ制御部を備えている。
【００３８】
原稿テーブル４２は、可動原稿テーブル４３を備えて構成され、読取られる用紙９９がセットされる。用紙９９は原稿テーブル４２に原稿面を上向きの状態でセットされる。原稿テーブル４２には、図示しないサイドガイドが備えられ、用紙９９の幅方向を搬送方向と直行する方向に位置する。
【００３９】
セットされた用紙９９はセットフィラー４４、セットセンサ４５により検知され、本体制御部に送信される。
更に原稿テーブル４２には、原稿長さ検知センサ７０、７１（反射型センサまたは、用紙９９枚にても検知可能なアクチエーター・タイプのセンサが用いられる）が配置され、原稿長さ検知センサ７０、７１は、原稿の搬送方向長さを判定する。このとき原稿長さ検知センサ７０、７１は少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能に配置される。
【００４０】
可動原稿テーブル４３は、底板上昇モータにより矢印ａ、ｂ方向に上下動可能となっている。可動原稿テーブル４３に原稿がセットされたことをセットフィラー４４、セットセンサ４５により検知すると、底板上昇モータを正転させて原稿束の最上面がピックアップローラ４７と接触するように可動原稿テーブル４３を上昇させる。
ピックアップローラ４７は、ピックアップモータによりカム機構で矢印ｃ、ｄの方向に動作すると共に、可動原稿テーブル４３が上昇し可動原稿テーブル４３上の原稿上面により押されてｃ方向に上がりテーブル上昇検知センサ４８により上限を検知可能となっている。
本体操作部のプリントキーが押下され、本体制御部からＩ／Ｆを介してＡＤＦ制御部に原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ７は給紙モータの正転によりコロが回転駆動し、原稿テーブル４２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。
給紙ベルト４９は給紙モータの正転により給紙方向に駆動され、リバースローラ５０は給紙モータの正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。
【００４１】
即ち、リバースローラ５０は給紙ベルト４９と所定圧で接し、給紙ベルト４９と直接接しているとき、または用紙９９枚を介して接している状態では給紙ベルト４９の回転に連れられて反時計方向に連れ回り、原稿が２枚以上給紙ベルト４９とリバースローラ５０の間に侵入したときは連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなるように設定されており、リバースローラ５０は本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをし、重送が防止される。
給紙ベルト４９とリバースローラ５０との作用により１枚に分離された原稿は給紙ベルト４９によって更に送られ、突き当てセンサ５１によって先端が検知され更に進んで停止しているプルアウトローラ５２に突き当たる、その後前出の突き当てセンサ５１の検知から所定量の定められた距離だけ送られ、結果的には、プルアウトローラ５２に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータを停止させることにより、給紙ベルト４９の駆動が停止する。
【００４２】
このとき、ピックアップモータを回転させることでピックアップローラ４７を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト４９の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ５２の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合（スキュー補正）が行われる。
プルアウトローラ５２は、前記スキュー補正機能を有すると共に、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ５４まで搬送するものであり、給紙モータの逆転により駆動される。なお、給紙モータ逆転時、プルアウトローラ５２と中間ローラ５４は駆動されるが、ピックアップローラ４７と給紙ベルト４９は駆動されていない。
【００４３】
原稿幅センサ５３は、奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ５２により搬送された原稿の搬送方向に直行する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは原稿の先端後端を突き当てセンサ５１で読取ることによりモータパルスから原稿の長さを検知する。
プルアウトローラ５２および中間ローラ５４の駆動によりレジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度を第１読取搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定して原稿を読取部へ送り込む処理時間の短縮が図られている。
【００４４】
原稿の先端が読取入口センサ５５により検出されると、読取入口ローラ５６の上下ローラ対のニップに原稿先端が進入前に、原稿搬送速度を読取搬送速度と同速にするために減速を開始すると同時に、読取モータを正転駆動して読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、ＣＩＳ出口ローラ６７を駆動する。
【００４５】
原稿の先端をレジストセンサ５７にて検知すると、所定の搬送距離をかけて減速し、図示していない第１読取部が配置される読取位置６０の手前で一時停止すると共に、本体制御部にＩ／Ｆを介してレジスト停止信号を送信する。
【００４６】
続いて本体制御部より読取り開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、読取位置に原稿先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように増速されて搬送される。
【００４７】
読取モータのパルスカウントにより検出された原稿先端が読取部に到達するタイミングで、本体制御部に対して第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が、第１読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。
【００４８】
片面原稿の読取の場合には、第１読取搬送部Ｅを通過した原稿は第２読取部６５を経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、排紙センサ６４により原稿の先端を検知すると、排紙モータを正転駆動して排紙ローラ６８を反時計方向に回転させる。
【００４９】
また、排紙センサ６４による原稿の先端検知からの排紙モータパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラ６８の上下ローラ対のニップから抜ける直前に排紙モータ駆動速度を減速させて、排紙トレイ６９上に排出される原稿が飛び出さないように制御される。
【００５０】
両面原稿読取りの場合には、排紙センサ６４にて原稿先端を検知してから読取りモータのパルスカウントにより第２読取部６５に原稿先端が到達するタイミングでＣＣＤラインセンサで構成される第２読取部６５に対してＡＤＦ制御部から副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が読取部を原稿後端が抜けるまで送信される。
【００５１】
第２読取部６５表面は、原稿に付着した糊上のものが読取ライン上に転写することによる縦すじを防止するため、コーティング処理が施されコーティング部材が配置されている。
【００５２】
このコーティング部材は、第２読取部６５の読取面に汚れ分解機能を有するコーティング材、または、親水性を有するコーティング材を塗布して形成したものである。これらのコーティング材は公知のものを使用することができる。
【００５３】
図４、図５は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置のローラ駆動部の概略構成を示す図である。
【００５４】
図４、図５において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００５５】
駆動装置１５１において、駆動源であるモータ１０１は、インナーロータ型ＤＣブラシレスモータとして構成されており、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆを介し、ローラ１０４を回転させるようになっている。このローラ１０４は、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。
【００５６】
また、エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４に対して垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転するようになっている。
【００５７】
光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む状態でモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、パルス信号を制御回路１２１へと伝達するようになっている。
【００５８】
制御回路１２１では、フォトセンサ１２２からのパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ１０４の位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００５９】
なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号の位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００６０】
制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５から動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ１０４を駆動させる。
【００６１】
図６は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【００６２】
図６において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００６３】
駆動装置１５１において、ローラ対１０３ａ、１０３ｂに挟まれながら用紙９９（図３参照）が搬送されていく。このローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。
【００６４】
モータ１０１は、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを介し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを回転させる。
【００６５】
また、エンコーダディスク１２３は、周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４に垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転する。
【００６６】
光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む形でモータ１０１に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットにより光路の伝達・遮断がなされ、フォトセンサ１２２の受光素子にてパルス信号となって制御回路１２１へと伝達する。
【００６７】
制御回路１２１では、このパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂの位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００６８】
なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００６９】
制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５から動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動させる。
【００７０】
図７は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の原稿搬送装置の駆動装置の概略構成を示す図である。
【００７１】
図７において、駆動装置１５１は、図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００７２】
駆動装置１５１において、ローラ対１０３ａ、１０３ｂに挟まれながら用紙９９（図３参照）が搬送されていく。このローラ対１０３ａ、１０３ｂは、例えば、図３における原稿搬送装置１５０の読取入口ローラ５６、読取出口ローラ６３、またはＣＩＳ出口ローラ６７である。なお、ローラ１０４は、例えば、図１における画像形成装置１００本体の給紙ローラ２７等であってもよい。
【００７３】
モータ１０１は、出力軸１２４に固定されたギヤ１０２ａ、減速ギヤ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを介し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを回転させる。
【００７４】
また、エンコーダディスク１２３は周方向に所定の角度間隔で所定数のスリットを有し、出力軸１２４とカップリング１２６を介してモータ１０１の軸に対して垂直かつ同心にて固定され、出力軸１２４の回転とともに回転する。
【００７５】
光学センサであるフォトセンサ１２２は、エンコーダディスク１２３を挟み込む形で図示しない固定部材に取り付けられ、エンコーダディスク１２３のスリットの無い箇所にて光の反射がおき、フォトセンサ１２２の受光素子にて光を検知する、この検知の有無でパルス信号を生成し、このパルス信号を制御回路１２１へと伝達する。
【００７６】
制御回路１２１では、このパルス信号を計測することで、モータ１０１の回転量および回転速度を導出し、ローラ対１０３ａ、１０３ｂの位置および速度情報から、用紙９９の位置および速度情報を得ることが可能となる。
【００７７】
なお、フォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。
【００７８】
制御回路１２１は、図示しない目標駆動信号生成装置およびフォトセンサ１２２からの信号に基づいて、モータ１０１の動作信号を生成し、ドライバ回路１２５に動作信号を送り、その後、ドライバ回路１２５は、制御回路１２１からの動作信号に合った電流をモータ１０１に流すことで、ローラ対１０３ａ、１０３ｂを駆動させる。
【００７９】
図８は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の構成を示す図である。
【００８０】
図８において、駆動装置１５１は、図１に示す画像形成装置１００または図３に示す原稿搬送装置１５０の何れかの駆動ローラを駆動するモータおよびその制御回路等からなるものである。
【００８１】
駆動装置１５１において、外部の目標駆動信号生成手段１３０から、制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１に、回転方向信号と移動パルス数の信号が渡されるようになっている。すなわち、制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１は、外部の目標駆動信号生成手段１３０から、目標駆動信号としての回転方向信号と移動パルス数の信号を取得するようになっている。
【００８２】
目標位置・速度計算回路１３１では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、目標位置および目標速度を導出し、位置・速度追従制御器１３３へと信号を伝達するようになっている。
【００８３】
また、制御回路１２１内のモータ位置・速度計算回路１３２では、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１２２にて、エンコーダディスク１２３のパルスを計測している。フォトセンサ１２２およびエンコーダディスク１２３は、２チャンネルロータリエンコーダとして構成されている。
【００８４】
エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、本実施の形態では１００パルスとしている。エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、安価にモータ１０１の出力軸１２４の回転を検出するために、２００パルス以下であることが好ましい。
【００８５】
また、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数は、ステッピングモータからインナーロータ型ＤＣブラシレスモータへの置き換えを容易にするために、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスとすることが好ましい。
【００８６】
ここで、２チャンネルフォトセンサとして構成されたフォトセンサ１２２は、２組の発光素子と受光素子を有し、各々のパルス信号位相差が所定量（本実施の形態ではπ／２［ｒａｄ］）となるように配置されている。そのため、モータ位置・速度計算回路１３２ではその位相差を利用して、回転方向を知ることができる。
【００８７】
モータ位置・速度計算回路１３２では、得られた情報と図示しないオシレータの時間情報から、モータ位置およびモータ速度を導出し、位置・速度追従制御器１３３へと信号を伝達するようになっている。
【００８８】
位置・速度追従制御器１３３では、目標位置とモータ位置が一致するよう、また目標速度とモータ速度が一致するよう制御し、必要に応じてＰＷＭ出力、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ回路１２５へと送るようになっている。
【００８９】
ドライバ回路１２５は、４象限ドライバとして構成されており、位置・速度追従制御器１３３から得られた信号およびホールＩＣ１３５からのホール信号から、モータ電流およびＰＷＭ電圧を制御するようになっている。
【００９０】
すなわち、駆動装置１５１においては、制御回路１２１が、目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、目標総回転量Ｘｔとモータ総回転量Ｘｍが等しく、且つ、単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるようドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度を制御するようになっている。
【００９１】
本実施の形態では、ドライバ回路１２５がモータ１０１に搭載されていない形式で示しているが、ドライバ回路１２５をモータ１０１上の基板に搭載した場合は、ハーネス本数の削減が図れるため、コストダウンにつながる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、目標駆動信号生成手段１３０は、駆動装置１５１には含まれず、画像形成装置１００の図示しない本体制御部や原稿搬送装置１５０の図示しないＡＤＦ制御部等に設けられているが、目標駆動信号生成手段１３０が駆動装置１５１内に含まれていてもよい。
【００９３】
図９（ａ）、図９（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のモータの構成を示す斜視図である。
【００９４】
図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、モータ１０１の出力軸１２４にギヤ１０２ａを直接歯切りすることで、モータ初段の減速比を大きくすることができ、コストダウンも実現できるようになっている。
【００９５】
また、出力軸１２４の駆動伝達部であるギヤ１０２ａと逆側の端部には、エンコーダディスク１２３が同軸上に固定されている。また、フォトセンサ１２２は、モータ１０１に取り付けられ、ドライバ回路１２５（図８参照）もモータ１０１上の基板に取り付けられている。モータ１０１上の基板には、コネクタ１２７が取り付けられており、モータ信号とエンコーダ信号の入出力がなされるようになっている。
【００９６】
また、モータ１０１の軸受け部には、玉軸受けが用いられており、これにより、焼結軸受け等を用いた場合と比較して摩擦力が低減するので、ＤＣモータであるモータ１０１を用いることによる高効率化を更に高められるとともに、高耐久化を図ることができるようになっている。
【００９７】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置のエンコーダディスクの構成を示す斜視図である。
【００９８】
図１０（ａ）は、エンコーダディスク１２３を溝穴タイプとしたものである。図１０（ａ）において、エンコーダディスク１２３は、金属板にエッチング加工等により周方向（回転方向）に等間隔にスリット形状の穴１２３ａを開けたものから構成されており、このようにエンコーダディスク１２３がスリット形状を有することにより、このスリット形状の穴の有無により、フォトセンサ１２２の受光素子が信号の有無を検知し、パルス検知をするようになっている。
【００９９】
図１０（ｂ）は、エンコーダディスク１２３をフォトエッチングタイプとしたものである。図１０（ｂ）において、エンコーダディスク１２３は、フィルム上に黒インクでスリット１２３ｂを印刷したものから構成されており、この黒インクの有無により、フォトセンサ１２２の受光素子が信号の有無または光量の差異を検知し、パルス検知をするようになっている。図１０（ｂ）に示すエンコーダディスク１２３では、黒インクを用いているが、光量の差異（有無を含む）が検知できれば、黒インクでなくても構わない。
【０１００】
なお、本実施の形態において、原稿搬送装置１５０は、画像形成装置１００の一部として位置付けて取り扱っており、駆動装置１５１は、画像形成装置１００の駆動ローラや画像形成装置１００の一部としての原稿搬送装置１５０の駆動ローラを駆動するものとして説明しているが、原稿搬送装置１５０を画像形成装置１００の周辺装置として位置付ける場合は、駆動装置１５１は、画像形成装置１００の駆動ローラや画像形成装置１００の周辺装置としての原稿搬送装置１５０の駆動ローラを駆動することとなる。
【０１０１】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２は、変形例として、アウターロータ型ブラシレスモータにエンコーダを取付けた構成を示している。図１１（ａ）、図１１（ｂ）にその前面および背面をそれぞれ示すように、アウターロータ型ブラシレスモータをモータ１０１として用いるとともに、透過型センサをフォトセンサ１２２として用いて、このフォトセンサ１２２によってモータ１０１のアウターロータに一体的に形成した穴１２３ａを検知する構成としたり、図１２に示すように、アウターロータ型ブラシレスモータをモータ１０１として用いるとともに、反射型センサをフォトセンサ１２２として用いて、このフォトセンサ１２２によってモータ１０１のアウターロータに一体的に形成したスリット１２３ｂを検知する構成としてもよい。なお、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２のようにモータ１０１のアウターロータに直接的に穴１２３ａやスリット１２３ｂ等のスケールを形成する他に、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すエンコーダディスク１２３をモータ１０１に取り付け、エンコーダディスク１２３をフォトセンサ１２２で読取るように構成してもよい。
【０１０２】
本実施の形態では、図４〜図９に示すインナーロータ型ＤＣブラシレスモータとして構成されたモータ１０１、または図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２に示すアウターロータ型ブラシレスモータとして構成されたモータ１０１の回転量と回転方向を検知し、制御回路１２１によりこのモータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御するようになっている。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１と、モータ１０１の出力軸１２４の回転量と回転方向を検知するフォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３と、モータ１０１の回転を制御する制御回路１２１と、制御回路１２１からの信号に基づいてモータ１０１に駆動電力を供給するドライバ回路１２５と、を備える駆動装置１５１において、制御回路１２１が、外部から取得したモータ１０１の目標駆動信号と、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３から検出される検出信号とに基づいて、ドライバ回路１２５への信号（動作信号）を変化させることで、モータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【０１０４】
この構成により、モータ１０１としてインナーロータ型ＤＣブラシレスモータを用いることにより、ステッピングモータを用いる場合よりエネルギー効率を高く、モータ重量を削減することができるとともに、アウターロータ型と比較してイナーシャが小さくなることから、ステッピングモータと同等の加減速時間にすることができ、また、ブラシ付モータと比較して、ブラシ磨耗が無いので高耐久にすることができる。
【０１０５】
また、仮にフォトセンサ１２２やエンコーダディスク１２３等の回転検出手段がモータ１０１の出力軸１２４の回転ではなく被駆動体（ローラ１０４等）の回転を検知するように構成した場合には、モータ１回転当りの被駆動体の移動量等を考慮した制御設計をしなければならないという不都合や、伝達系や被駆動体の構成が変わったり別の箇所に同じ駆動装置を適用する場合に制御手段の設計を変えなければならないという不都合が生じるが、フォトセンサ１２２やエンコーダディスク１２３でモータ１０１の出力軸１２４の回転量と回転方向を検知する構成とすることにより、これらの不都合を回避でき、設計を容易にすることができる。
【０１０６】
したがって、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータ１０１の耐久性を得ることができる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、フォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、目標総回転量Ｘｔとモータ総回転量Ｘｍが等しく、且つ、単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるようドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度を制御することを特徴とする。
【０１０８】
この構成により、目標駆動信号とフォトセンサ１２２、エンコーダディスク１２３からの出力信号から、位置・速度情報を取得し、差分によってドライバ回路１２５への信号を変化することで、モータ１０１の位置・速度・Ｈｏｌｄ制御を行うことができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、ドライバ回路１２５として４象限ドライバを用いることを特徴とする。
【０１１０】
この構成により、４象限ドライバを用いない場合は、回生電流を流すことができず、機械的な負荷等により自然に止まるのを待つしかなく、無制御状態になってしまうが、４象限ドライバを用いることにより、回生電流を流して停止させること、すなわち、制御しながらの停止を行うことができるので、モータ１０１をステッピングモータと同様に用いることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、回転検出手段としてエンコーダディスク１２３を有する２チャンネルロータリエンコーダを用い、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数が２００パルス以下であることを特徴とする。
【０１１２】
この構成により、２チャンネルロータリエンコーダを用いることで、回転方向を判別することができ、また、１周２００パルス以下のエンコーダディスク１２３を用いることで、安価にモータ１０１の出力軸１２４の回転を検出することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダディスク１２３の１周当りのパルス数が、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスであることを特徴とする。
【０１１４】
この構成により、一般に、ＰＭモータは２相励磁にて１周４８パルス、ＨＢモータは２相励磁にて１周２００パルスとなっているが、エンコーダにて検出される値あるいはその２逓倍・４逓倍の値を用いることで、モータ１０１の１回転当りの検出パルス数を、ステッピングモータの１回転当りのパルス数に合わせ、ステッピングモータからインナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１への置換え時に目標駆動信号生成手段１３０の出力信号を変えずに、そのまま制御回路１２１への目標駆動信号に使用することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、回転検出手段であるエンコーダディスク１２３を、モータ１０１の出力軸１２４の駆動伝達部とは逆側の端部に固定したことを特徴とする。
【０１１６】
この構成により、エンコーダディスク１２３を、モータ１０１の出力軸１２４の駆動伝達部とは逆側の端部に固定したことにより、エンコーダディスク１２３が出力軸１２４と一体構成となり、ハーネス経路を簡略化でき、設置スペースを小さく、また、エンコーダディスク１２３の取付精度の向上による１回転偏芯成分を少なくすることができる。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダディスク１２３が金属製であることを特徴とする。
【０１１８】
この構成により、エンコーダディスク１２３を金属製とすることにより、プラスチックやフィルム等を用いる場合と比較し、モータ１０１等の熱源による発熱の影響を抑えることができる。
【０１１９】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、エンコーダディスク１２３はスリット形状を有し、フォトセンサ１２２は、スリット形状の有無を検知することで、移動量を検出することを特徴とする。
【０１２０】
この構成により、スリット形状を設けずに反射率の違いにより検知する場合や、透過率の違いにより検出する場合と比較し、エンコーダディスク１２３へのゴミの付着等による誤検知を減らすことができる。
【０１２１】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１の軸受け部に、玉軸受けを用いることを特徴とする。
【０１２２】
この構成により、玉軸受けを用いることにより、焼結軸受け等を用いた場合と比較して摩擦力が低減するので、ＤＣモータであるモータ１０１を用いることによる高効率化を更に高められるとともに、高耐久化を図ることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１に、ホールＩＣ１３５を用いることを特徴とする。
【０１２４】
この構成により、ホール素子は、一般にホール信号が低電圧のアナログ信号で出力されるためノイズに弱いという性質があり、ドライバ回路１２５がモータ１０１の近傍に配置されている場合はノイズの影響を受けにくいが、ドライバ回路１２５がモータ１０１から離れた場所にある場合にその経路の途中でノイズを拾ってしまって誤検知する可能性が高くなるが、ホールＩＣ１３５を用いることにより、Ｈｉｇｈ・Ｌｏｗのデジタル信号で出力されるため、ノイズに強くすることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１の出力軸１２４にギヤ１０２ａの歯を直接設けることを特徴とする。
【０１２６】
この構成により、インナーロータ型ＤＣブラシレスモータであるモータ１０１は、ステッピングモータと比較して高回転域で高効率となる特性があり、ステッピングモータより高回転で用いることが多いが、被駆動体までの減速比を多くするのに、出力軸１２４に圧入する等してギヤを設ける場合と比較して、１周の歯数を少なくすることにより減速比を多くすることができる。また、モータ１０１の出力軸１２４とは別にギヤを設ける場合と比較して、コストダウン・重量ダウンを図ることができる。
【０１２７】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１００は、上記の駆動装置１５１を備えることを特徴とする。
【０１２８】
この構成により、駆動装置１５１を備える画像形成装置１００において、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータ１０１の耐久性を得ることができる。
【０１２９】
また、本実施の形態に係る原稿搬送装置１５０は、上記の駆動装置１５１を備えることを特徴とする。
【０１３０】
この構成により、駆動装置１５１を備える原稿搬送装置１５０において、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータ１０１の耐久性を得ることができる。
【０１３１】
図１３は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の駆動装置の他の例を示す図である。
【０１３２】
図１３において、駆動装置１５１は、図８で示す構成においてモータ１０１にモータＦＧ１３６を設けるとともに制御回路１２１にＰＬＬ制御器１３７を設けた構成とすることにより、モータ１０１の回転条件によってＦＧ信号に基づくＰＬＬ制御に切り替えることで回転安定度を高めるようにしたものである。なお、図８と同様の構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
制御回路１２１内のＰＬＬ制御器１３７では、モータ１０１に設けたモータＦＧ（周波数ジェネレータ）１３６から出力されるＦＧ信号から得られた情報と、図示しないオシレータの時間情報からモータ速度を導出し、目標速度とモータ速度が一致するよう制御し、必要に応じてＰＷＭ出力、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ回路１２５へと送るようになっている。
【０１３４】
図１３の構成では、モータ１０１を制御方法として、モータＦＧ１３６からのＦＧ信号に基づいた制御も行うようになっている。このため、モータの回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１３５】
また、制御回路１２１は、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するときには、ＰＬＬ制御を行うようになっている。このため、定常時（モータ１０１を速度変更することなく一定速度で回転させるとき）にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１３６】
また、制御回路１２１は、目標駆動信号から求められる目標速度変更時においては、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するとともに、一定速度回転時においては、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するようになっている。
【０１３７】
このため、定常時にＦＧ信号を用いることで速度安定性が特に求められる一定速度回転時に速度安定度を高くできる。また、速度変動時にはＰＩ制御、ＰＩＤ制御などのＦＢ制御を用いることで、加速時の立ち上げをなだらかにすることができる。これにより、ＰＬＬ制御での立ち上げのように、急加速する場合と比較し、加速時、特に停止からの立ち上げ時におけるギヤへの衝撃負荷を低減することができ、ギヤ寿命を向上することが可能となる。
【０１３８】
また、制御回路１２１は、モータ１０１が５００ｒｐｍ以下の一定速度回転時であるときは、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御するようになっている。このため、定常時にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１３９】
また、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、とすると、Ｎ１≧Ｎ２となっている。このため、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能（Ｎ２）を小さくすることができるため、コストダウンが可能となる。
【０１４０】
また、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、Ａを自然数、とすると、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２となっている。このため、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２とすることで、制御回路１２１における変換が容易となり、制御プログラムの簡素化が可能となる。特に、Ｎ１＝Ｎ２（Ａ＝１）の場合は変換を不要とすることができる。
【０１４１】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、モータ１０１のＦＧ信号を取得するモータＦＧ１３６を更に備え、制御回路１２１が、外部から取得した目標駆動信号と、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号またはモータＦＧ１３６から検出される検出信号の何れかに基づいて、ドライバ回路１２５への信号を変化させることで、モータ１０１の回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする。なお、本実施の形態におけるフォトセンサ１２２およびエンコーダディスク１２３は、本発明における回転検出手段を構成する。
【０１４２】
この構成により、ＦＧ信号を用いることでモータ１０１の回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１４３】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいてモータ１０１の回転速度を制御するときには、ＰＬＬ制御器１３７を用いたＰＬＬ制御を行うことを特徴とする。
【０１４４】
この構成により、定常時にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１４５】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、目標駆動信号から求められる目標速度変更時においては、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御するとともに、一定速度回転時においては、モータＦＧ１３６から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御することを特徴とする。
【０１４６】
この構成により、定常時にＦＧ信号を用いることで、速度安定性が特に求められる一定速度回転時に速度安定度を高くすることができる。また、速度変動時にはＰＩ制御ＰＩＤ制御などのＦＢ制御を用いることで、加速時の立ち上げをなだらかにすることができる。これにより、ＰＬＬ制御での立ち上げのように、急加速する場合と比較し、加速時、特に停止からの立ち上げ時におけるギヤへの衝撃負荷を低減することができ、ギヤ寿命を向上することが可能となる。
【０１４７】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、制御回路１２１が、モータ１０１が５００ｒｐｍ以下の一定速度回転時であるときは、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３から検出される検出信号に基づいて、モータ１０１の回転速度を制御することを特徴とする。
【０１４８】
この構成により、定常時にＰＬＬ制御とすることで、回転安定度を高くすることが可能となる。
【０１４９】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、とすると、Ｎ１≧Ｎ２であることを特徴とする。
【０１５０】
この構成により、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能（Ｎ２）を小さくすることができるため、コストダウンが可能となる。
【０１５１】
また、本実施の形態に係る駆動装置１５１は、フォトセンサ１２２とエンコーダディスク１２３が検知する１周当りの分解能をＮ１、モータＦＧ１３６が検知する１周当りの分解能をＮ２、Ａを自然数、とすると、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２であることを特徴とする。
【０１５２】
この構成により、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２とすることで、制御回路１２１における変換が容易となり、制御プログラムの簡素化が可能となる。特に、Ｎ１＝Ｎ２（Ａ＝１）の場合は変換を不要とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明に係る駆動装置および画像形成装置は、高効率であるとともにステッピングモータと同等の加減速時の追従性やモータの耐久性を得ることができるという効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、画像形成装置の駆動装置および画像形成装置の周辺装置として有用である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００ 画像形成装置
１０１ モータ
１０２ａ ギヤ
１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ 減速ギヤ
１０３ａ、１０３ｂ ローラ対
１０４ ローラ
１２１ 制御回路（制御手段）
１２２ フォトセンサ
１２３ エンコーダディスク
１２３ａ 穴
１２３ｂ スリット
１２４ 出力軸
１２５ ドライバ回路（ドライバ）
１２６ カップリング
１２７ コネクタ
１３０ 目標駆動信号生成手段
１３１ 目標位置・速度計算回路
１３２ モータ位置・速度計算回路
１３３ 位置・速度追従制御器
１３５ ホールＩＣ
１３６ モータＦＧ（ＦＧ信号検出手段）
１３７ ＰＬＬ制御器
１５０ 原稿搬送装置（画像形成装置の周辺装置）
１５１ 駆動装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５５】
【特許文献１】特許第３５０３４２９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータと、
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸の回転量と回転方向を検知する回転検出手段と、
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転を制御する制御手段と、
前記制御手段からの信号に基づいて前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに駆動電力を供給するドライバと、を備える駆動装置において、
前記制御手段が、
外部から取得した前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの目標駆動信号と、前記回転検出手段から検出される検出信号とに基づいて、前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段が、
前記目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、前記回転検出手段からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、前記目標総回転量Ｘｔと前記モータ総回転量Ｘｍが等しく、且つ、前記単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと前記単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるよう前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記ドライバとして４象限ドライバを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記回転検出手段が、エンコーダディスクを有する２チャンネルロータリエンコーダであり、前記エンコーダディスクの１周当りのパルス数が２００パルス以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項５】
前記エンコーダディスクの１周当りのパルス数が、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスであることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記回転検出手段を、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸の駆動伝達部とは逆側の端部に配置するとともに、前記エンコーダディスクを前記出力軸に固定したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の駆動装置。
【請求項７】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータのＦＧ信号を取得するＦＧ信号検出手段を更に備え、
前記制御手段が、
外部から取得した前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの目標駆動信号と、前記回転検出手段から検出される検出信号または前記ＦＧ信号検出手段から検出される検出信号の何れかに基づいて、前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段が、
前記ＦＧ信号検出手段から検出される検出信号に基づいて前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御するときには、ＰＬＬ制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段が、
前記目標駆動信号から求められる目標速度変更時においては、前記回転検出手段から検出される検出信号に基づいて、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御するとともに、
一定速度回転時においては、前記ＦＧ信号検出手段から検出される検出信号に基づいて、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記制御手段が、
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータが５００ｒｐｍ以下の一定速度回転時であるときは、前記回転検出手段から検出される検出信号に基づいて、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項７〜請求項９の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記回転検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ１、前記ＦＧ信号検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ２、とすると、Ｎ１≧Ｎ２であることを特徴とする請求項７〜請求項１０の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記回転検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ１、前記ＦＧ信号検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ２、Ａを自然数、とすると、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２であることを特徴とする請求項７〜請求項１１の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記エンコーダディスクが金属製であることを特徴とする請求項４〜請求項１２の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記回転検出手段が、エンコーダディスクにスリット形状を有し、前記スリット形状の有無を検知することで移動量を検出することを特徴とする請求項４〜請求項１３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの軸受け部に、玉軸受けを用いることを特徴とする請求項１〜請求項１４の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに、ホールＩＣを用いることを特徴とする請求項１〜請求項１５の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１７】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸にギヤの歯を直接設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１６の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置の周辺装置。
【請求項１】
駆動源としてのインナーロータ型ＤＣブラシレスモータと、
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸の回転量と回転方向を検知する回転検出手段と、
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転を制御する制御手段と、
前記制御手段からの信号に基づいて前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに駆動電力を供給するドライバと、を備える駆動装置において、
前記制御手段が、
外部から取得した前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの目標駆動信号と、前記回転検出手段から検出される検出信号とに基づいて、前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段が、
前記目標駆動信号から単位時間当りの目標回転量ΔＸｔおよび目標総回転量Ｘｔを求めるとともに、前記回転検出手段からの出力信号から単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍおよびモータ総回転量Ｘｍを求め、その後、前記目標総回転量Ｘｔと前記モータ総回転量Ｘｍが等しく、且つ、前記単位時間当りの目標回転量ΔＸｔと前記単位時間当りのモータ回転量ΔＸｍが等しくなるよう前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記ドライバとして４象限ドライバを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記回転検出手段が、エンコーダディスクを有する２チャンネルロータリエンコーダであり、前記エンコーダディスクの１周当りのパルス数が２００パルス以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項５】
前記エンコーダディスクの１周当りのパルス数が、１２×Ｎパルス（Ｎは自然数）または５０×Ｎパルスであることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記回転検出手段を、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸の駆動伝達部とは逆側の端部に配置するとともに、前記エンコーダディスクを前記出力軸に固定したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の駆動装置。
【請求項７】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータのＦＧ信号を取得するＦＧ信号検出手段を更に備え、
前記制御手段が、
外部から取得した前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの目標駆動信号と、前記回転検出手段から検出される検出信号または前記ＦＧ信号検出手段から検出される検出信号の何れかに基づいて、前記ドライバへの信号を変化させることで、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度または回転位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段が、
前記ＦＧ信号検出手段から検出される検出信号に基づいて前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御するときには、ＰＬＬ制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段が、
前記目標駆動信号から求められる目標速度変更時においては、前記回転検出手段から検出される検出信号に基づいて、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御するとともに、
一定速度回転時においては、前記ＦＧ信号検出手段から検出される検出信号に基づいて、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記制御手段が、
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータが５００ｒｐｍ以下の一定速度回転時であるときは、前記回転検出手段から検出される検出信号に基づいて、前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項７〜請求項９の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記回転検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ１、前記ＦＧ信号検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ２、とすると、Ｎ１≧Ｎ２であることを特徴とする請求項７〜請求項１０の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記回転検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ１、前記ＦＧ信号検出手段が検知する１周当りの分解能をＮ２、Ａを自然数、とすると、Ｎ１＝Ａ・Ｎ２であることを特徴とする請求項７〜請求項１１の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記エンコーダディスクが金属製であることを特徴とする請求項４〜請求項１２の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記回転検出手段が、エンコーダディスクにスリット形状を有し、前記スリット形状の有無を検知することで移動量を検出することを特徴とする請求項４〜請求項１３の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの軸受け部に、玉軸受けを用いることを特徴とする請求項１〜請求項１４の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータに、ホールＩＣを用いることを特徴とする請求項１〜請求項１５の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１７】
前記インナーロータ型ＤＣブラシレスモータの出力軸にギヤの歯を直接設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１６の何れかに記載の駆動装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１７の何れかに記載の駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置の周辺装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２１３３０８（Ｐ２０１２−２１３３０８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７２６２（Ｐ２０１１−９７２６２）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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