JP2011081347A - 搬送装置、画像形成装置、被搬送媒体搬送方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被搬送媒体53を搬送する第1の搬送回転手段18、20と、第1の回転体駆動手段64、61と、第2の搬送回転手段12と、第2の回転体駆動手段66と、第1の搬送回転手段に作用するトルク情報を取得するトルク情報検出手段67、76と、被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段にのみ搬送される際に前記トルク検出手段が検出したトルク情報と、前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の両方に搬送される際に前記トルク検出手段が検出したトルク情報とを比較した比較結果に応じて、前記第2の回転体駆動手段の回転速度を制御する、ことを特徴とする搬送装置を提供する。
【選択図】図7
Description
図1は、画像形成装置100全体構成図の一例を示す。画像形成装置100は、自動原稿送り装置(ADF)140と、画像読み取り部130、書き込みユニット110、画像形成部120、及び、給紙ユニット150を有する。ADF140は、原稿給紙台上に積載された原稿を1枚ずつ画像読み取り部のコンタクトガラス上に搬送し、原稿の画像データを読み取った後に排紙トレイ上に排出する。
二次転写部50と定着装置19の間で生じるトルクの受け渡しについて説明する。
図4(a)は、二次転ローラ18のみにより搬送される記録紙53を、図4(b)は二次転ローラ18と定着装置19の双方に跨った状態で搬送される記録紙53を、図4(c)は定着装置19のみにより搬送される記録紙53を、それぞれ示す。
回転速度V〔rad/s〕=∫{T/J}
の関係がある。なお、回転体の半径をrとすれば、回転体の外周の速度〔m/s〕は「速度=回転速度V×半径r」である。二次転ローラ18と定着ローラ12の半径rに応じて、二次転ローラ18と定着ローラ12の外周の速度が同程度になるように設計されている。
V2= ∫{TB/JB} …(2)
(TA:二次転モータ64の駆動トルク,TB:定着モータ66の駆動トルク,JA:二次転ローラ18の回転慣性モーメント、JB:定着ローラ12の回転慣性モーメント)
二次転ローラ18において回転慣性モーメントJAが一定(負荷変動が発生せず一定)であれば、一定の駆動トルクTAで二次転モータ64は二次転ローラ18の回転速度をV1に維持することができる。同様に定着ローラ12は回転慣性モーメントJBが一定(負荷変動が発生せず一定)であれば、定着モータ66は一定の駆動トルクTBで定着ローラ12を回転速度をV2に維持することができる。
TA'=TA−Tc …(3)
TB'=TB+Tc …(4)
これらを式(1)(2)に代入すると、二次転ローラ18の速度V1´および定着ローラ12の回転速度V2´は次式で表される。ただし、式を簡単にするため摩擦抵抗等は無視している。
V2'=∫{(TB'−Tc)/JB} …(6)
(TA´:二次転モータ64の駆動トルクのうち二次転ローラ18に加わるトルク,TB´:定着モータ66の駆動トルクのうち定着ローラ12に加わるトルク)
したがって、式(3)と(4)がどちらも成立する場合、2つのローラ間で記録紙53の引っ張りや押し込みが発生していても、二次転ローラ18の回転速度V1と定着ローラ12の回転速度V2は変化しないので、次式が成り立つ。
V2=V2'
具体的には、TCが正値の場合、記録紙53は定着ローラ12に押し込まれている状態となるが、例えば、秤量が小さいため、記録紙53がたわみ、押されているが定着ローラ12の回転速度は変化していない状態となる。また、TCが負値の場合、記録紙53は定着ローラ12に引っ張られている状態であり、二次転ローラ18は定着ローラ12に引っ張られている状態となるが、例えば、引っ張る力が小さいため、引っ張られているが二次転ローラ18の回転速度は変化していない状態となる。
TA'≠TA−Tc …(7)
TB'≠TB+Tc …(8)
記録紙53を介したトルクの受け渡しにより、二次転ローラ18又は定着ローラ12に回転速度の変化が生じたことになる。例えば、トルクTcが正値の場合、二次転ローラ18の回転速度V1が定着ローラ12の回転速度V2より大きいため、定着ローラ12の回転速度V1'を大きくする。トルクTcが負値の場合、定着ローラ12の回転速度V2が二次転ローラ18の回転速度V2より大きいため、二次転ローラ18の回転速度V2'を大きくする。
V2≠V2' …(10)
したがって、トルクTcをゼロにすることができれば、式(3)と(4)がどちらも成立する場合はもちろん、式(7)と(8)の状態になる前に、2つのローラ間でトルクTcの受け渡しが生じないことがわかる。本実施例の画像形成装置100は、トルクTcをゼロにするように、定着ローラ12の回転速度を制御する。
V2''= ∫{TB'/JB} …(12)
式(3)(4)より、次式が成立する。
TB≠TB' …(14)
したがって、二次転ローラ18および定着ローラ12で速度変動が発生する。
V2≠V2''
しかし、上記のように記録紙53が2つのローラを跨った状態においてトルクTCがゼロに制御されていれば、トルクTcの受け渡しが発生していないため、記録紙53が二次転ローラ18を抜けた際(直後でも)、速度変動の発生を防ぐことができる。
図5は、画像形成装置100の制御装置200のハードウェアブロック図の一例を示す。モータ駆動回路68には、二次転モータ制御部71Aと、定着モータ制御部71Bが接続されている。二次転モータ制御部71Aは、二次転モータ制御コントローラ74、モータ駆動信号生成部72A及びA/Dコンバータ73Aを有し、定着モータ制御部71Bは、定着モータ制御コントローラ75、トルク制御部76、モータ駆動信号生成部72B及びA/Dコンバータ73Bを有する。二次転モータ制御部71Aには、インバータ69Aを介して二次転モータ64と、二次転エンコーダ63が接続されている。また、定着モータ制御部71Bには、インバータ69Bを介して定着モータ66と、定着エンコーダ65と、トルクセンサ67が接続されている。
図8は、本実施例の画像形成装置100が定着ローラ12の回転速度を制御する手順を示すフローチャート図の一例である。図8のフローチャート図は、例えば、画像形成装置100が記録紙53への印刷を開始するとスタートする。
(1)トルクセンサ67が検出したトルク値を監視する
(2)レジストローラ33が記録紙53の搬送を開始したことを検出する
(3)抵抗RL1を流れる駆動電流を監視する
二次転ローラ18に作用するトルク値は、記録紙53を搬送している間は搬送しない場合よりも大きくなる。トルク制御部76は、メイン制御部78から駆動指令を受信した後、二次転ローラ18の回転速度が安定する時間の経過を待ち、トルク値を監視する。そして、トルク制御部76は、例えば、トルク値の変化速度(勾配)が所定値以上になると、二次転ローラ18に記録紙53が突入したと判定する。
ついで、トルク制御部76は、定着ローラ12に記録紙53が突入したか否かを判定する(S70)。この判定は、定着ローラ12への記録紙53の突入の直後は実測トルクTA'が不安定になるので、突入の直後の実測トルクTA'を定着ローラ12の回転速度の補正に用いないように処理するための判定である。なお、定着ローラ12に記録紙53が突入したことは、例えば、ステップS30で二次転ローラ18に記録紙53が突入したと判定されてから所定時間が経過したこと、抵抗RL2に流れる駆動電流の急激な変化、その他、所定のセンサが記録紙53を検知したこと等、により検出される。
ついで、トルク制御部76は、定着ローラ12に記録紙53が突入したか否かを判定する(S70)。トルク制御部76は、定着ローラ12に記録紙53が突入したと判定した場合(S70のYes)、トルクセンサ67が検出する実測トルクTA'の取得を一時的に中断する(S80)。つぎに、トルク制御部76は、トルクセンサ67が検出する実測トルクTA'の取得を再開する(S90)。以降、トルク制御部76は、平均トルクTavから実測トルクTA'を減じたトルク偏差Tcに応じて、回転速度の補正量を算出する。こうすることで、式(3)(4)でTc=0となるように、定着モータ66の回転速度を制御することができる。
トルク=駆動電流×モータ定数
このトルクは、二次転モータ64の回転速度を制御するためのトルクなので、トルクセンサ67が検出したトルクTAやトルクTA'と同じ情報を含んでいる。したがって、駆動電流をトルク制御部76に出力することでトルクセンサ67を不要にすることができる。
図17は、本実施例の画像形成装置100が定着ローラ12の回転速度を制御する手順を示すフローチャート図の一例である。図17のフローチャート図は、例えば、画像形成装置100が記録紙53への印刷を開始するとスタートする。
ついで、トルク制御部76は、定着ローラ12に記録紙53が突入したか否かを判定する(S70)。この判定は、定着ローラ12への記録紙53の突入の直後は駆動電流が不安定になるので、突入の直後の駆動電流を定着ローラ12の回転速度の補正に用いないように処理するための判定である。なお、定着ローラ12に記録紙53が突入したことは、例えば、ステップS30で二次転ローラ18に記録紙53が突入したと判定されてから所定時間が経過したこと、その他、所定のセンサが記録紙53を検知したこと等、により検出される。
・変形例1
本実施例では、駆動電流から算出トルクを算出して実施例1のトルクTA'の代わりにしたが、駆動電流と算出トルクに比例関係があるため、算出トルクという物理量に変換しなくても同様の制御が可能である。
図19は、定着モータ66の制御ブロック図の変形例の別の一例を示す。図19において図16と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。図19では、平均指示トルクとトルク指示信号がトルク制御部76に入力されている。
ついで、トルク制御部76は、定着ローラ12に記録紙53が突入したか否かを判定する(S70)。この判定は、定着ローラ12への記録紙53の突入の直後はトルク指示信号が不安定になるので、突入の直後のトルク指示信号を定着ローラ12の回転速度の補正に用いないように処理するための判定である。なお、定着ローラ12に記録紙53が突入したことは、例えば、ステップS30で二次転ローラ18に記録紙53が突入したと判定されてから所定時間が経過したこと、その他、所定のセンサが記録紙53を検知したこと等、により検出される。
14 中間転写ベルト
15 テンションローラ
17 斥力ローラ
18 二次転ローラ
20 中転ローラ
33 レジストローラ
50 二次転写部
53 記録紙
61 中転モータ
63 二次転エンコーダ
64 二次転モータ
65 定着エンコーダ
66 定着モータ
67 トルクセンサ
71A 二次転モータ制御部
71B 定着モータ制御部
71C 中転モータ制御部
71D レジストモータ制御部
74 二次転モータ制御コントローラ
75 定着モータ制御コントローラ
76 トルク制御部
87 中転モータ制御コントローラ
91 レジストモータ制御コントローラ
93 レジストエンコーダ
94 レジストモータ
100 画像形成装置
200 制御装置
Claims (18)
- シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第1の搬送回転手段と、
前記第1の搬送回転手段の下流又は上流に配置された、被搬送媒体を回転方向に搬送する第2の搬送回転手段と、
前記第1の搬送回転手段を回転駆動する第1の回転体駆動手段と、
前記第2の搬送用回手段を回転駆動する第2の回転体駆動手段と、
前記第1の搬送回転手段の回転速度を検出する第1の回転速度検出手段と、
前記第2の搬送回転手段の回転速度を検出する第2の回転速度検出手段と、
前記第1の回転体駆動手段の回転速度を第1の目標速度に制御する第1の速度制御手段と、
前記第2の回転体駆動手段の回転速度を第2の目標速度に制御する第2の速度制御手段と、
前記第1の搬送回転手段に作用するトルクのトルク情報を取得するトルク情報取得手段と、を有し、
前記第2の速度制御手段は、被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段にのみ搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報と、前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の両方に搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報とを比較した比較結果に応じて、前記第2の回転体駆動手段の回転速度を制御する、
ことを特徴とする搬送装置。 - 前記トルク情報取得手段は、前記第1の回転体駆動手段の駆動電流をトルク情報とする、ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。
- 前記トルク情報取得手段は、前記第1の回転体駆動手段の駆動電流に所定の定数を乗じた値をトルク情報とする、ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。
- 前記トルク情報取得手段は、前記第1の速度制御手段が前記第1の回転体駆動手段に指示するトルク指示信号をトルク情報とする、ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。
- 前記トルク情報取得手段は、前記第1の搬送回転手段に作用するトルクを検出するトルクセンサの検出値をトルク情報とする、ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。
- 被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段にのみ搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報と、前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の両方に搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報とを比較して、被搬送媒体を介して前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の間で受け渡される授受トルクを推定するトルク推定手段、を有することを特徴とする請求項2〜5いずれか1項記載の搬送装置。
- 前記トルク推定手段は、
被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段のみにより搬送されている間に、前記トルク情報取得手段が取得した複数個のトルク情報の平均値と、前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の両方に搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報とを比較して、前記授受トルクを推定する、ことを特徴とする請求項6記載の搬送装置。 - 前記トルク推定手段は、
被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段のみにより搬送されている状態から、前記第2の搬送回転手段に被搬送媒体が突入した直後から、所定時間、
前記第2の搬送回転手段に被搬送媒体が突入する前に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報と、被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段のみにより搬送されている間に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報とを比較して、前記授受トルクを推定する、ことを特徴とする請求項6記載の搬送装置。 - 前記トルク推定手段は、
被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段に突入した後、前記第2の搬送回転手段に突入する前から前記授受トルクの推定を開始して、
前記第2の速度制御手段は、前記授受トルクに応じて前記第2の回転体駆動手段の回転速度を制御する、
ことを特徴とする請求項6項記載の搬送装置。 - 前記トルク推定手段は、
被搬送媒体の末尾が前記第1の搬送回転手段を通過した後も、前記授受トルクの推定を継続し、
前記第2の速度制御手段は、前記授受トルクに応じて前記第2の回転体駆動手段の回転速度を制御する、
ことを特徴とする請求項6項記載の搬送装置。 - 前記トルク推定手段は、
被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段のみにより搬送されている間のトルク情報を、前記トルク情報取得手段により取得することなく、予め記憶手段に記憶しておく、
ことを特徴とする請求項6記載の搬送装置。 - 前記第1の搬送回転手段は、被搬送媒体を直接搬送する回転体、又は、前記第2の搬送回転手段と被搬送媒体を介してトルクを授受する回転体から、無端ベルトを介してトルク干渉を受ける回転体である、
ことを特徴とする請求項1〜11いずれか1項記載の搬送装置。 - 前記第1の搬送回転手段は二次転ローラであり、前記第2の搬送回転手段は定着ローラである、
ことを特徴とする請求項1〜12いずれか1項記載の搬送装置。 - 前記第1の搬送回転手段は中転ローラであり、前記第2の搬送回転手段は定着ローラである、
ことを特徴とする請求項1〜12いずれか1項記載の搬送装置。 - 前記第1の搬送回転手段は二次転ローラであり、前記第2の搬送回転手段はレジストローラである、
ことを特徴とする請求項1〜12いずれか1項記載の搬送装置。 - 請求項1〜15いずれか1項記載の搬送装置と
被搬送媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を有する画像形成装置。 - シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第1の搬送回転手段と、
前記第1の搬送回転手段の下流又は上流に配置された、被搬送媒体を回転方向に搬送する第2の搬送回転手段と、
前記第1の搬送回転手段を回転駆動する第1の回転体駆動手段と、
前記第2の搬送用回手段を回転駆動する第2の回転体駆動手段と、
前記第1の回転体駆動手段の回転速度を検出する第1の回転速度検出手段と、
前記第2の回転体駆動手段の回転速度を検出する第2の回転速度検出手段と、
前記第1の回転体駆動手段の回転速度を第1の目標速度に制御する第1の速度制御手段と、
前記第2の回転体駆動手段の回転速度を第2の目標速度に制御する第2の速度制御手段と、を有する搬送装置の被搬送媒体搬送方法であって、
トルク情報取得手段が、前記第1の搬送回転手段に作用するトルクのトルク情報を取得するステップと、
前記第2の速度制御手段が、被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段にのみ搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報と、前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の両方に搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報とを比較した比較結果に応じて、前記第2の回転体駆動手段の回転速度を制御するステップと、
を有することを特徴とする被搬送媒体搬送方法。 - シート状の被搬送媒体を回転方向に搬送する第1の搬送回転手段と、
前記第1の搬送回転手段の下流又は上流に配置された、被搬送媒体を回転方向に搬送する第2の搬送回転手段と、
前記第1の搬送回転手段を回転駆動する第1の回転体駆動手段と、
前記第2の搬送用回手段を回転駆動する第2の回転体駆動手段と、
前記第1の回転体駆動手段の回転速度を検出する第1の回転速度検出手段と、
前記第2の回転体駆動手段の回転速度を検出する第2の回転速度検出手段と、
前記第1の回転体駆動手段の回転速度を第1の目標速度に制御する第1の速度制御手段と、
前記第2の回転体駆動手段の回転速度を第2の目標速度に制御する第2の速度制御手段と、を有する搬送装置のコンピュータに、
前記第1の搬送回転手段に作用するトルクのトルク情報を取得するステップと、
被搬送媒体が前記第1の搬送回転手段にのみ搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報と、前記第1の搬送回転手段と前記第2の搬送回転手段の両方に搬送される際に前記トルク情報取得手段が取得したトルク情報とを比較した比較結果に応じて、前記第2の回転体駆動手段の回転速度を制御するステップと、
実行させるプログラム。
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