JP4532788B2 - シート搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートを搬送する複数の搬送手段のうち少なくとも一つの第1の搬送手段をステッピングモータにより駆動するシート搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の複写機等の画像形成装置では、記録紙を搬送する紙搬送系の駆動源としてDCモータ等が用いられ、ギアや電磁クラッチ等の伝達機構を介して、紙搬送路上の複数の搬送ローラを駆動する紙搬送装置が広く用いられていた。この紙搬送装置では、電磁クラッチの連結及び解放により紙搬送ローラを制御することで紙搬送制御を実現していた。
近年、画像形成装置において処理高速化のニーズが高まり、それによって紙搬送系における紙搬送の高速化がますます求められるようになった。
【0003】
しかし、従来の電磁クラッチ等を用いて搬送ローラの駆動をオン・オフする紙搬送制御方法の欠点として、電磁クラッチの応答速度の遅さに加え、連結時間のばらつきがシーケンス上での多くのマージンを必要とし、これらが紙搬送の高速化する上でのボトルネックになっていた。
【0004】
一方、小型でかつオープンループで制御可能なサーボ系の駆動源として、ステッピングモータが広く利用されるようになってきた。ステッピングモータとは、巻き線の励磁相電流を逐次に切り替えることで磁界が回転し、この回転磁界に回転子の磁極が吸引・反発することでトルクが発生することで、回転子が回転磁界に引きずられながら回るモータである。従って、励磁相の切り替えをパルス信号の入力で行えば、1パルスの入力に対し、ステッピングモータは基本角度だけ回転する。
【0005】
つまり、入力されたパルス信号に対してリアルタイムに速度が応答することで、電磁クラッチのようなばらつきや反応時間の遅れを排除でき、かつ加速・減速などの速度切り替え動作を容易に行うことができるので、高速の紙搬送制御には非常に効率的であるといえる。
【0006】
また、ステッピングモータにおいては、オープンループ制御が可能であり、フィードバック系が必要な他のサーボアクチュエータに比べ、システムを大幅に簡素化することが可能であり、コストの面で有利となる。
【0007】
そこで、複写機等の画像形成装置においても、感光ドラムや定着ローラなど非常に大きな慣性をもち高トルクを必要とする個所や、定着・潜像にかかわる紙の搬送駆動には従来通りDCモータを採用し、高精度・高速搬送が望まれる個所にはステッピングモータを使用する構成の画像形成装置がある。例えば、両面画像形成を行うために定着ローラから抜けた記録紙を反転した後、再度感光ドラムへ給送を行う両面搬送路中に設けられた反転ローラにステッピングモータを設けた画像形成装置が提供されている。反転ローラは定着ローラ及び定着下流ローラにより搬送された記録紙を受け取った後、記録紙の搬送方向を逆転させて感光ドラムへの給紙方向へ搬送することにより、記録紙の反転及び再給送を行うものである。そして、反転ローラを駆動するステッピングモータは定着下流ローラから記録紙を受け取るときは、定着ローラ及び定着下流ローラの搬送速度すなわちプロセススピードで回転し、記録紙の搬送方向を逆転させた後は、プロセススピードよりも速い速度まで加速して回転することにより、記録紙の高速搬送を行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置において更なる高速化が望まれているため、紙搬送系において高速搬送する距離を更に増やさなければならないが、記録紙拘束力の強い定着ローラを記録紙の後端が抜けた時点から反転ローラを通常の加速度で加速しようとすると、記録紙はまだ定着下流ローラに挟持されているため、反転ローラを駆動するステッピングモータに対して反転ローラの慣性モーメントだけでなく定着下流ローラの慣性モーメントまでが影響して、ステッピングモータが脱調を起こしてしまうという問題が生じる。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、シートを搬送する第1の搬送手段をステッピングモータにより駆動するシート搬送装置において、前記ステッピングモータとは別のモータによりワンウェイクラッチを介して駆動され、前記第1の搬送手段にシートを搬送する第2の搬送手段と、前記第1の搬送手段に挟持されているシートが前記第2の搬送手段に挟持されていない状態で前記第1の搬送手段を加速する場合は、第1の加速度で前記ステッピングモータを加速し、前記第1の搬送手段に挟持されているシートが前記第2の搬送手段に挟持されている状態で前記第1の搬送手段を加速する場合は、前記第1の加速度よりも小さい第2の加速度で前記ステッピングモータを加速する制御手段を有することを特徴とするシート搬送装置を提供するものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。図1は本実施形態の画像形成装置の内部構成図である。本画像形成装置は、記録紙に画像を形成するプリンタ部10と、原稿の画像を読み取る装置であるスキャナ部11と、スキャナ部11の上部に装着された自動原稿送り装置12と、プリンタ部10から排出される記録紙に対して綴じ処理及び仕分け処理を行うフィニッシャ13とを備えている。
【0024】
本画像形成装置はディジタル複写機であり、原稿を走査したスキャナ部11はCCD26により画像データとして読み込み、必要な画像処理が行った後、画像メモリに蓄える。その画像データはプリンタ部10に転送され、プリンタ部10は画像を再生して、記録紙に画像形成することにより、複写がなされる。
【0025】
スキャナ部11は、上面の原稿台に積載された原稿を照射しながら走査する光源21を備える。光源21は不図示の光学系モータから駆動力を得て、図1の左右方向に往復動する。光源21から発生した光は、スキャナ部11に載置された原稿により反射され、光学像が得られる。その光学像をミラー22、23、24及びレンズ25を介してCCD26に伝送される。また、ミラー22、23、24は光源21と連動して駆動される。CCD26は光学像が電気信号に変換した後、ディジタル信号(画像データ)に変換する。読み込まれた原稿の画像データは、種々の補正処理とユーザの希望する処理による画像処理が加えられ、画像メモリ(不図示)に蓄積される。
【0026】
プリンタ部10は画像メモリに蓄積された画像データを読み出し、ディジタル信号からアナログ信号に変換し、さらに露光制御部(不図示)により適正な出力値に増幅され、光学照射部27により光信号に変換される。画像データに応じた光信号はレーザースキャナ28から出力され、レンズ29及びミラー30を介して感光ドラム31上に照射され、感光ドラム31上に静電による潜像が形成される。この潜像はトナーにより現像され、このトナー像はプリンタ部10内を搬送されてくる記録紙上に転写され、さらに定着ローラ32により記録紙上にトナーが定着され、画像データが記録され、フィニッシャ13に送られる。
【0027】
フィニッシャ13はプリンタ部10の左側に設置されており、プリンタ部10から出力された記録紙を排紙トレイ33に仕分けして排紙する処理を行う。排紙トレイ33は制御部(後述するCPU402)により制御され、出力された記録紙は制御部の指示した任意の排紙トレイに排出される。
【0028】
給紙トレイ34、35はプリンタ部10の下部にあり、記録紙を収納する。制御部の制御により給紙トレイ34、35から記録紙を搬送して画像形成を行う。給紙デッキ36はプリンタ部10の右側に設置されており、記録紙を大量に収納することが可能である。給紙トレイ34、35と同様に、制御部の制御により記録紙を給送して画像形成を行う。
【0029】
プリンタ部10の右側に、操作者が少数の任意種類の記録紙を比較的容易に給紙することが可能となる手差しトレイ37が設置されている。またこの手差しトレイは、OHPシートや厚紙、はがきサイズ紙など特殊な記録紙を使用する場合にも使用される。
【0030】
給紙ローラ38、41、反転ローラ39、排紙ローラ40、縦パス搬送ローラ42、両面搬送ローラ43、定着下流ローラ44は記録紙の給紙または搬送を行うローラである。
【0031】
図2に示すように感光ドラム31及び定着ローラ32はモータ203により駆動される。感光ドラム31と定着ローラ32の回転速度はプロセススピードと呼ばれ、トナーの形状や定着特性、レーザの発光特性などに大きく左右され、各画像形成装置特有の速度となっている。従って、プロセススピードを任意に変動させることは容易ではない。そのためプロセススピードは変動させない構成を採る。感光ドラム31及び定着ローラ32の慣性モーメントは、通常の搬送ローラと比べて非常に大きいため、感光ドラム31及び定着ローラ32を駆動するモータ203には、十分なトルクを出力できるDCブラシレスモータが採用されている。
【0032】
これに対し、給紙ローラや搬送ローラの駆動に関してはモータ203とは別のモータにより駆動する構成とし、定着ローラ32と感光ドラム31のいずれにも記録紙が挟持されていない期間は、プロセススピードよりも高速の給紙制御及び搬送制御を行うことにより、記録紙と記録紙の間の距離を出来るだけ短くし、画像形成装置のプロダクティビティを向上させる。従って、反転ローラ39は、記録紙の後端が定着ローラ32を抜けた後、プロセススピードで搬送されていた記録紙の搬送速度を加速する。
【0033】
反転ローラ39は、図3に示すように歯車202を介してモータ201により駆動されている。モータ201はステッピングモータであり、反転ローラ39による記録紙搬送速度の可変制御を容易に行うことができる。ステッピングモータの特徴として、パルス電力に対応して回転するという点が上げられる。しかも、入力パルス数に比例して回転角が変位し、また入力周波数に比例して回転速度が変位するため、フィードバックループを構成することなくモータを駆動することが可能である。このような特徴から、オープンループの位置決め制御や速度制御の駆動源として幅広く利用されている。本実施形態においては、二相励磁式のHR型ステッピングモータを採用している。HR型ステッピングモータはローター部を歯車形状の鉄心と磁石で構成されている。
【0034】
定着ローラ32と反転ローラ39との間に配設された定着下流ローラ44は、定着ローラの回転速度であるプロセススピードよりも、わずかに早い回転数になるようにギア比を設定することで、定着ローラ32と定着下流ローラ44の間で常に記録紙にテンションを与え、定着動作によって発生するヒートカールを軽減している。非常に大きなトルク出力を持つ定着ローラ32と記録紙を引っ張り合いながら回転動作を行う必要性があるため、定着下流ローラ44はトルク出力の大きなモータ203により駆動する。すなわち本実施形態では、1つのDCモータにより感光ドラム31、定着ローラ32及び定着下流ローラ44を駆動している。
【0035】
モータ203はワンウェイクラッチ204を介して定着下流ローラ44を駆動している。従って、記録紙が定着ローラ32には挟持されずに、定着下流ローラ44及び反転ローラ39により挟持されているときに、モータ203による定着下流ローラ44の駆動速度よりも速い回転速度で反転ローラ39が駆動される場合は、ワンウェイクラッチ204はロックが外れ定着下流ローラ44は空回転状態となり、記録紙は反転ローラ39の駆動速度に従って搬送される。
【0036】
図4はワンウェイクラッチ204の構造を示す図である。ワンウェイクラッチ204は、外輪301、ころ302、保持器303、バネ304及び軸305で構成されている。軸305はモータ203に繋がれ、外輪301は定着下流ローラ44に繋がれている。モータ203の駆動により軸305が右方向に回転すると、保持器303に支えられたばね304の作用によって、ころ302が外輪301の内壁にかみ合い、外輪301と軸305とのくさび作用で外輪301を駆動する。この状態がモータ203が定着下流ローラ44を駆動している状態である。この時、定着下流ローラ44の慣性モーメントは、モータ203の軸上に加えられている。軸305が左方向に回転すると、ころ302は外輪301の内壁から離れ、軸305は空転する。従って、外力により外輪301の右方向への回転速度が軸305の右方向への回転速度よりも上回ったときは、外輪301は軸305の回転速度とは関係なく外力に応じた速度で回転する。この外力はモータ201の駆動力が記録紙を通じて加えられるもので、この時の定着下流ローラ44の慣性モーメントは、モータ201の軸上に加えられることになる。
【0037】
ローラ38、40〜43に関しては、ステッピングモータによりそれぞれ独立に駆動制御されてもよいし、電磁クラッチなどを介してDCブラシレスモータによる駆動制御がなされてもよい。
【0038】
46は紙搬送ローラに対して従動して動く従動ローラである。図中のステッピングモータにかかる主な慣性モーメントは、モータのギアとローラ39および従動ローラ46である。
【0039】
図5はチョッピング制御、電流設定の可変制御及びモータの回転速度制御を行うためのブロック図である。駆動回路403では定電流チョッピング制御がハードウェアで構成されており、CPU402に含まれる回転速可変制御部412から出力される相励磁信号に合わせ、ステッピングモータ201に供給する電流をオン/オフするとともに、モータに流れる電流が一定電流になるようにチョッピング制御を行い、ステッピングモータ201に電流を供給する。また、駆動回路403内には、チョッピング制御を行うための電流設定回路411が含まれており、本実施形態においては少なくとも2段階以上の電流設定値を制御可能とする。この電流可変制御では、モータの回転時とモータの停止時とで異なる電流値を設定することにより、モータの停止時に外力によって信号とモータの相がずれないようにホールドすることが可能になる。昇温問題や消費電力を考慮して、ホールド時は回転時よりも電流設定を低くする。
【0040】
ROM407は不揮発性の記憶装置である。ROM装置407には、モータ制御プログラムが格納されており、必要に応じてプログラムがCPU402へロードされる。SRAM408は、CPU402が演算の際、演算結果の格納や、一時的に計算結果を退避させたりするための書換え可能な記憶装置である。また、近年はROMとRAMをCPUと同一のパッケージに集積させたCPUも存在し、そのようなCPUが使われる場合、ROM407とSRAM408が省略可能である。
【0041】
モータの回転速度の可変制御にかかわる回転速度可変制御部412の詳細な内容を、図7を用いて説明する。TCU(タイマーカウントユニット)602にはタイマーが内蔵されており、クロックCLKをカウントし、カウントがタイマーに設定された値まで達すると、単パルスPPS−CKを出力する。
【0042】
CPU402内もしくはゲートアレイ内部もしくは外付けのSRAM408中には、モータの加速度や定常回転速度に対応するデータが格納されている。ARBITER604は、SRAM408を共有メモリとして利用する際に、予め決定された優先順位に応じてアクセス権を許可し分配する役割を持つ制御部である。DMACはダイレクトメモリアクセス機能を担う制御部である。パターンジェネレータ603は、モータの各相のパルス信号を発生させる制御部である。
【0043】
CPU402内もしくはゲートアレイなどのカスタムICに内蔵されているDMAC601を利用して、SRAM408上のデータを読み取りTCU602に対してカウンター値を設定する。SRAM408にアクセスする際、DREQのリクエスト信号をARBITER604が受信すると、優先度などの取り決めにより制御可能となった時点で、DACKを返信し、SRAM408に対するアクセスを許可する。また、CPU402は、SRAM408上のデータの先頭アドレスとエンドアドレスをDMAC601に設定し、設定されたアドレス空間のデータをDMAC601は、読み取りTCU602に設定する。
【0044】
ここで、DMAC601を実行するためのトリガ信号DMA−EXEC信号と、SRAM408上のアドレス空間をインクリメントしながらTCU602に設定する場合と、デクリメントしながらTCU602に設定する場合とを制御するDMA−UP/DOWN信号をCPU402は制御する。DMA−UP/DOWN信号を加速時と減速時とで切り替え制御することで、同じデータを利用できSRAM408のデータ量を節約できる。
【0045】
TCU602は例えばアップカウントタイマーであり、DMAC601はコンペア器に設定すべき値をCMP信号にて設定し、その値になるまでタイマーはカウントアップしていく。設定されたコンペア値までカウントアップした場合、コンペアマッチ信号としてPPA−CKをパターンジェネレータ603に出力する。その後、DMAC601は、次にコンペア器に設定されるべきデータをSRAM408から読み取られ、TCU602に設定する。また、TCU602に入力されるCLKは可変制御されても良いものとする。パターンジェネレータ603はシフトレジスタとなっており、入力信号PPS−CKによって1ビットづつパターンを出力段に対してシフトし、出力していく。
【0046】
シフトする間隔は、PPS−CKによって支配される。PPS−CKの間隔を徐々に狭くするとモータは加速動作を行う。逆に、PPS−CKの間隔を徐々に広くするとモータは減速動作を行う。PPS−CKの間隔を一定にするとモータは定速動作を行う。
【0047】
4相のステッピングモータを駆動する場合、4つのシフトレジスタを持ち、1ステップに相当する分だけ相のずれたパターンを各レジスタの初期値としておけば、A相、A*相、B相、B*相の出力信号を得ることが出来る。
【0048】
図6は回転速度可変制御部412によりモータ201を第1の速度から第2の速度まで第1及び第2の加速度のいずれかで加速するときの動作を説明する図である。TCU602は、コンペアに設定されたコンペア値まで入力CLKをカウントアップし、PPS−CKをパターンジェネレータ603に対して出力する。同時にカウント値をクリアし、次のステップのためにコンペア値をSRAM408から読み出し、再度TCU602のコンペア器に設定する。以後、回転速度が第2の速度に至るまで前記動作を繰り返す。
【0049】
ここで、第2の速度に至るまでのステップ数は同じでありA1<C1、A2<C2、A3<C3、An<Cnの関係にあるテーブルAとテーブルCをSRAM408上に確保し、第1の加速度で加速するときはテーブルAを選択し、テーブル上の値を順次読み取り、コンペア器にセットし、第1の加速度よりも小さい第2の加速度で加速するときはテーブルCを選択し、テーブル上の値を順次読み取り、コンペア器にセットする。
【0050】
カウント値の違うテーブルを使い分けることで、PPS−CLKの間隔を可変でき、その間隔を長くすることで、第2の速度までに達する時間が長くなり、加速度を下げることが可能となる。また、加速度を2つ以上使い分ける場合は、それに応じたテーブルを複数用意する。
【0051】
ここでは、図中の第1の速度から第2の速度に至るまでのステップ数(PPS−CK数)を変えることなく、1ステップ当たりに要する時間を長くすることで加速度を小さくしているが、加速の途中段階において同じ間隔のステップ(PPS−CK)を増加させることで、加速度を小さくしてもよい。
【0052】
図9は、定着ローラ32および定着下流ローラ44により搬送されてきた記録紙を反転ローラ39により反転する際の反転ローラ39の駆動方向及び駆動速度を示す図である。
【0053】
画像形成された記録紙は、定着および潜像によって機械固有の速度であるプロセススピード(第1の速度)で搬送される。画像が形成された記録紙が反転ローラ39に到達するまでに反転ローラ39を第1の速度で回転させておく。記録紙が反転ローラ46に挟持された時点で、記録紙は反転ローラ46および定着ローラ32および定着下流ローラ44の各ローラによって搬送されることになる。その後、記録紙の後端が定着ローラ32を抜けた時点から第1の速度よりも速い第2の速度で高速搬送することにより、画像形成装置のプロダクティビティを向上させる。
【0054】
そして、記録紙の先端または後端が規定の個所まで搬送されると、記録紙を排出するまたは両面部へ搬送する為に、反転ローラ39を逆回転させ、矢印の両面方向に記録紙を搬送させる。
【0055】
図8を用いて、慣性モーメントと加速トルクの関係を説明する。モータが停止状態から第1の速度まで加速する時の加速度は、反転ローラ46の慣性モーメントを慣性モーメント1として
必要トルクT=静トルク+加速トルクT1
T1=α×慣性モーメント1×第1の速度/加速時間t0=α×慣性モーメント1×加速度1
で求められる。通常、静トルク、慣性モーメント及び第1の速度は画像形成装置およびそのプロセススピードによって固有である。なお、αはモータのサービスファクタ等の任意の定数である(以下同じ)。
【0056】
第2の速度まで加速を行う場合、慣性モーメントに変化がなく加速度が前述の加速度1の時は
必要トルクT'=静トルク+加速トルクT2
T2=α×慣性モーメント1×(第2の速度−第1の速度)/加速時間t1
=α×慣性モーメント1×加速度1=T1
となり、モータに必要なトルクT'は上昇しない。
【0057】
しかし、本実施形態のように加速動作によって他の慣性モーメントが加算される場合の必要トルクは、加速時間をt1、加算される定着下流ローラが反転ローラと同じ慣性モーメント1だとすると
必要トルクT"=静トルク+加速トルクT2'
T2'=α×(慣性モーメント1+増加した慣性モーメント)×(第2の速度−第1の速度)/加速時間t1
=α×2×慣性モーメント1×加速度1=2×T2(=2×T1)
となり、T2'=2×T2の関係式が示すように、必要な加速トルクは2倍となる。
【0058】
ここで、加速によって慣性モーメントが増加する場合には、図にあるように加速度を小さく、すなわち加速度2に設定し、
T3=T2'×(t1/t2)=2×T2×(t1/t2)
ここで、加速時間をt1:t2=1:2とすればT3=T2となり理論上は、加速トルクの上昇は無くなることになる。つまり、慣性モーメントが2倍になった場合は、加速時間を2倍とすればモータに必要なトルクは増加しないことになる。本実施形態では、慣性モーメントが増加しない場合には、プロダクティビティの向上のため、できるだけ加速時間を短く設定し(加速度を高く設定する)、加速動作により慣性モーメントが増加する場合のみ、慣性モーメントの増加に合わせて加速時間を前記条件よりも長く設定する(加速度を低く設定する)ことで、モータの必要トルクの上昇を抑えるものである。
【0059】
図10はモータ201の制御に関するフローチャートである。モータ203が回転している間、モータ203はワンウェイクラッチ204を介して定着下流ローラ44を駆動し、定着下流ローラ44はプロセススピードとほぼ等しい速度(詳細は前述したとおりである)で回転する。反転ローラ39が定着下流ローラ44から記録紙を受け取るときに、反転ローラ39が記録紙の搬送速度と同等の速度で受け取れるように、モータ201は回転動作を開始する。この時点では、定着下流ローラ44に関する全ての慣性モーメントはモータ203に加えられている。よって、モータ201の軸上には、反転ローラ39の慣性モーメントのみが加わっている。図10のフローチャートの制御を実行するにあたり、モータ201の回転方向を反転ローラ39が記録紙を反転方向へ搬送する方向に設定する。
【0060】
まず、CPU402は第1の加速度に相当する(S1)データ値AnをSRAM408上の加速テーブルAから読み出し、このデータ値をDMAC601およびTCU602に設定する(S2)。回転速度可変制御部412はその設定値Anに基づき駆動回路403に対してパルスを出力し、モータ201を回転させる(S3)。回転速度が第1の速度に達するまでの間(S4)、読み出すデータ値AnをA1(100)、A2(80)、A3(60)、A4(40)・・・というように順次切り替えていくことにより第1の加速度でモータ201を加速する。定着下流ローラ44によって、搬送されてきた記録紙が反転ローラ39に達した時には、反転ローラ39は第1の速度に達しており、定着ローラ32及び定着下流ローラ44と共に記録紙を搬送する。
【0061】
モータ201の回転速度が第1の速度に達すると、第2の速度まで加速すべきかどうか判断する(S5)。すなわち、記録紙の後端が定着ローラ32を抜けたかどうか判断する。記録紙の後端が定着ローラ32をまだ抜けていない場合は、第1の速度で等速回転する(S16)。つまり、第1の速度に相当するデータ値An(x)に基づいた間隔でパルスを繰り返し出力する。
【0062】
ステップS5で、第2の速度まで加速すべき、つまり、記録紙の後端が定着ローラ32を抜けたと判断した場合、第2の速度まで加速する際にモータ201の軸上に反転ローラ39以外の慣性モーメントが加わるか、つまり軸上の慣性モーメントが上昇するか判断する(S6)。すなわち、反転ローラ39により搬送する記録紙が定着下流ローラ44に挟持されているか判断する。
【0063】
ステップS6で反転ローラ39により搬送する記録紙が定着下流ローラ44に挟持されている場合、すなわちモータ201の軸上の慣性モーメントが上昇する場合、第2の加速度の加速テーブルCを選択する(S7)。回転速度可変制御部412は第1の速度に相当するデータ値Cm(x)を加速テーブルCから読み出し、このデータ値DMAC601及びTCU602に設定する(S8)。回転速度可変制御部412はその設定値Cmに基づき駆動回路403に対してパルスを出力し、モータ201を回転させる(S9)。回転速度が第2の速度に達するまでの間(S10)、読み出すデータ値CmをCm(x)、Cm+1(x1)、Cm+2(x2)・・・というように順次切り替えていくことにより第2の加速度でモータ201を加速する。
【0064】
モータ201の回転速度が第2の速度に達すると、第2の速度で等速回転する。記録紙が所定位置に到達したら、モータ201を回転速度0まで減速し、続いてモータ201の回転方向を逆方向に設定して、図10のフローチャートの制御を実行する。モータ201の逆転駆動における図10のフローチャートの実行にあたり、記録紙の表裏を反転して感光ドラム31へ給送する場合は、フラッパ48を上向きに切り替え、記録紙の表裏を反転して画像形成装置外へ排出する場合は、フラッパ48を下向きにした状態を維持する。前述したようにステップS1〜S4に従ってモータ201の回転速度を第1の加速度で加速する。つまり、記録紙を両面/排紙方向に第1の加速度で搬送する。ステップS4で回転速度が第1の速度に達すると、第2の速度まで加速すべきかどうか判断する(S5)。記録紙を両面/排紙方向に搬送するときには、反転ローラ39が搬送している記録紙は定着ローラ32には挟持されていないので、第1の速度で等速回転する必要はない。従って、ステップS16に進むことなく、即座にステップS6へ進む。
【0065】
ステップS6では上述したように、第2の速度まで加速する際にモータ201の軸上に反転ローラ39以外の慣性モーメントが加わるか、つまり軸上の慣性モーメントが上昇するかを判断する。このとき、反転ローラ39が搬送している記録紙は定着下流ローラ44には挟持されていないので、軸上の慣性モーメントは上昇しない。従って、第1の加速度の加速テーブルAを引き続き参照する(S12)。回転速度可変制御部412は第1の速度に相当するデータ値An(x)を加速テーブルAから読み出し、このデータ値DMAC601及びTCU602に設定する(S13)。回転速度可変制御部412はその設定値Anに基づき駆動回路403に対してパルスを出力し、モータ201を回転させる(S14)。回転速度が第2の速度に達するまでの間(S15)、読み出すデータ値AnをAn(x)、An+1(X1)、An+2(X2)・・・というように順次切り替えていくことにより第1の加速度でモータ201を加速する。モータ201の回転速度が第2の速度に達すると、第2の速度で等速回転する。
【0066】
このように、本実施形態の画像形成装置は、ステッピングモータ(モータ201)が第1の慣性モーメント条件下にあるとき(反転ローラ39が記録紙を挟持していないとき、或いは反転ローラ39が記録紙を挟持しているが、その記録紙が定着下流ローラ44に挟持されていないとき)は第1の加速度(図9)でステッピングモータ(モータ201)を加速し、第1の慣性モーメントよりも大きい第2の慣性モーメント条件下にあるとき(反転ローラ39が挟持している記録紙が定着下流ローラ44にも挟持されているとき)は第1の加速度よりも小さい第2の加速度(図9)でステッピングモータ(モータ201)を加速するものである。
【0067】
また、本実施形態の画像形成装置は、ステッピングモータ(モータ201)により駆動される第1の搬送手段(反転ローラ39)がシートを挟持している状態で、第1の搬送手段(反転ローラ39)を第1の方向(反転方向)へ回転させるときは第2の加速度でステッピングモータ(モータ201)を加速し、第1の搬送手段(反転ローラ39)がシートを挟持している状態で、第1の搬送手段(反転ローラ39)を第1の方向と逆方向の第2の方向(両面/反転方向)へ回転させるときは第2の加速度よりも大きい第1の加速度でステッピングモータ(モータ201)を加速するものである。
【0068】
また、本実施形態の画像形成装置は、ステッピングモータ(モータ201)により駆動される第1の搬送手段(反転ローラ39)がシートを挟持していない状態で、第1の搬送手段(反転ローラ39)を所定の方向へ回転させるときは第1の加速度でステッピングモータ(モータ201)を加速し、第1の搬送手段(反転ローラ39)がシートを挟持している状態で、第1の搬送手段(反転ローラ39)を所定の方向(反転方向)へ回転させるときは第1の加速度よりも小さい第2の加速度でステッピングモータ(モータ201)を加速するものである。
【0069】
また、本実施形態の画像形成装置は、ステッピングモータ(モータ201)により駆動される第1の搬送手段(反転ローラ39)がシートを挟持していない状態で、第1の搬送手段(反転ローラ39)を第1の速度まで加速するときは第1の加速度でステッピングモータ(モータ201)を加速し、第1の搬送手段(反転ローラ39)がシートを挟持している状態で、第1の搬送手段(反転ローラ39)を第1の速度よりも高い第2の速度まで加速するときは第1の加速度よりも小さい第2の加速度でステッピングモータ(モータ201)を加速するものである。
【0070】
本実施形態では、第1の搬送手段は反転ローラ39として説明したが、これに限られるものではなく、別の位置に設けられたローラやベルトでもよい。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、シートを搬送する第1の搬送手段をステッピングモータにより駆動するシート搬送装置において、前記ステッピングモータとは別のモータによりワンウェイクラッチを介して駆動され、第1の搬送手段にシートを搬送する第2の搬送手段を有し、第1の搬送手段に挟持されているシートが第2の搬送手段に挟持されていない状態で第1の搬送手段を加速する場合は、第1の加速度でステッピングモータを加速し、第1の搬送手段に挟持されているシートが第2の搬送手段に挟持されている状態で第1の搬送手段を加速する場合は、第1の加速度よりも小さい第2の加速度でステッピングモータを加速するので、ステッピングモータを脱調させることなくシート搬送装置のプロダクティビティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の画像形成装置の内部構造図である。
【図2】定着ローラ32、定着下流ローラ44及び反転ローラ39の駆動構成を説明する図である。
【図3】反転ローラ39とステッピングモータ201の構造を示す図である。
【図4】ワンウェイクラッチ204の構造を示す図である。
【図5】チョッピング制御、電流設定の可変制御及びモータの回転速度制御を行うためのブロック図である。
【図6】ステッピングモータ201の相励磁切り替え信号の発生の状態を示す図である。
【図7】ステッピングモータ201の相励磁切り替え信号を発生させる回転速度可変制御部412の構成図である。
【図8】慣性モーメントと加速トルクの関係を示す図である。
【図9】反転ローラ39の駆動方向、駆動速度及び加速度を示す図である。
【図10】モータ201の制御に関するフローチャートである。
【符号の説明】
10 プリンタ部
31 感光ドラム
32 定着ローラ
39 反転ローラ
44 定着下流ローラ
201 モータ(ステッピングモータ)
203 モータ(DCモータ)
204 ワンウェイクラッチ
Claims (5)
- シートを搬送する第1の搬送手段をステッピングモータにより駆動するシート搬送装置において、
前記ステッピングモータとは別のモータによりワンウェイクラッチを介して駆動され、前記第1の搬送手段にシートを搬送する第2の搬送手段と、
前記第1の搬送手段に挟持されているシートが前記第2の搬送手段に挟持されていない状態で前記第1の搬送手段を加速する場合は、第1の加速度で前記ステッピングモータを加速し、前記第1の搬送手段に挟持されているシートが前記第2の搬送手段に挟持されている状態で前記第1の搬送手段を加速する場合は、前記第1の加速度よりも小さい第2の加速度で前記ステッピングモータを加速する制御手段を有することを特徴とするシート搬送装置。 - 前記第1の搬送手段に挟持されているシートが前記第2の搬送手段に挟持されている状態で前記第2の搬送手段の搬送速度よりも前記第1の搬送手段の搬送速度が速い場合は、前記ワンウェイクラッチを介して駆動される前記第2の搬送手段が空回転状態になることを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。
- シートに画像を形成する画像形成手段を前記第2の搬送手段の搬送上流に有し、
前記制御手段は、前記第2の搬送手段により搬送されるシートを前記第1の搬送手段により第1の方向に搬送する際、前記第2の加速度で前記ステッピングモータを加速し、その後、前記画像形成手段へシートの表裏を反転して給送するべく、前記第2の搬送手段から受け取ったシートを前記第1の搬送手段により前記第1の方向と逆方向の第2の方向に搬送する際、前記第1の加速度で前記ステッピングモータを加速することを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。 - 前記制御手段は、前記第2の搬送手段により搬送されるシートを前記第1の搬送手段により第1の方向に搬送する際、前記第2の加速度で前記ステッピングモータを加速し、その後、前記シート搬送装置外へシートの表裏を反転して排出するべく、前記第2の搬送手段から受け取ったシートを前記第1の搬送手段により前記第1の方向と逆方向の第2の方向に搬送する際、前記第1の加速度で前記ステッピングモータを加速することを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記第1の搬送手段が前記第2の搬送手段からシートを受け取るときは前記第2の搬送手段の搬送速度と同じ第1の速度で受け取り、その後、前記第1の速度よりも速い第2の速度まで前記第2の加速度で加速するよう前記ステッピングモータを制御することを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。
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