画像形成装置
【課題】駆動源と用紙搬送ローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制して、画像形成の高速化を図る。
【解決手段】駆動源からの回転駆動力をクラッチ４０を介して用紙搬送ローラ３０に伝達する。そして、制御部８２によってクラッチ４０への駆動パルス信号をＰＷＭ制御する。制御部８２は、用紙搬送ローラ３０を回転可能な第１トルクＰ４よりも小さく、且つ、駆動源から用紙搬送ローラ３０までの駆動伝達機構の遊びを解消可能な第２トルクＰ２よりも大きい第３トルクＰ３が得られる駆動パルス信号を、用紙搬送ローラ３０の回転開始時Ｓよりも、駆動伝達機構の遊びによる応答時間の遅れ時間Ｔ３以上前から出力するようにする。
【解決手段】駆動源からの回転駆動力をクラッチ４０を介して用紙搬送ローラ３０に伝達する。そして、制御部８２によってクラッチ４０への駆動パルス信号をＰＷＭ制御する。制御部８２は、用紙搬送ローラ３０を回転可能な第１トルクＰ４よりも小さく、且つ、駆動源から用紙搬送ローラ３０までの駆動伝達機構の遊びを解消可能な第２トルクＰ２よりも大きい第３トルクＰ３が得られる駆動パルス信号を、用紙搬送ローラ３０の回転開始時Ｓよりも、駆動伝達機構の遊びによる応答時間の遅れ時間Ｔ３以上前から出力するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置に関し、より詳細には用紙などの転写材をローラで搬送する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置では、収納カセットから用紙を引き出して、画像形成部で形成した画像を用紙に転写する。したがって所定経路に所定タイミングで用紙を搬送する必要があり、一般に、搬送経路には複数のローラが設けられている。そして、複数のローラを１個のモータで駆動することによって、モータの必要個数を少なくする工夫も行われている。複数のローラを１個のモータで駆動させる場合、それぞれのローラを必要なタイミングで個別に回転及び停止させる必要があるので、モータとローラとの間にクラッチを介在させて、それぞれのローラを所望のタイミングで回転させるようにしている。
【０００３】
例えば、大きさの異なる用紙が別々の給紙カセットに収容され、給紙カセットごとに紙を引き出す用紙搬送ローラの１つである給紙ローラが設けられ、これらの給紙ローラは共通のモータで駆動される画像形成装置では、所望の大きさの用紙に画像形成を行う場合には、当該用紙が収納された給紙カセットの給紙ローラのみが回転するように、クラッチの連結又は解除が行われる。
【０００４】
同様に、用紙搬送経路において用紙を搬送する場合にも、共通の駆動源であるモータと各搬送ローラとの間に設けられたクラッチの連結及び解除によって、所定の搬送ローラを所定のタイミングで回転及び停止させている。
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置の高速化に伴い、所定のタイミングで用紙をより高速に搬送することが求められるようになり、駆動源であるモータの高速化だけでなく、クラッチを含む回転伝達機構全体の応答速度の高速化も求められている。例えば、駆動源からローラまでの間に減速ギアを用いる場合、減速ギアには円滑に回転させるためにバックラッシュという遊びが設けられている。また、シャフトと軸孔とを係合させる場合、例えばシャフトの係合部分の断面形状が「Ｄ」字状である場合に、シャフトの係合部の外周面と「Ｄ」字状の軸孔の内周面との間に隙間があると、当該隙間分が回転伝達時に遊びとなる。このような回転伝達機構の遊びは、駆動側が回転をスタートしてから最終の出力軸が回転を始めるまでの応答時間に遅れが生じる原因となる。そして、これらの機械系部品の遊びは、使用期間が長くなって部品の摩耗が進むに従って大きくなる傾向にある。
【０００６】
電磁クラッチ自体も、コイルへ通電してからアーマチャーと呼ばれる可動鉄心が機械的に移動して摩擦板が接触し、回転が伝わる状態になるまでに所定の時間を要し、応答時間の遅れが生じる。
【０００７】
電磁力によって連結と解除とを行う電磁クラッチの制御方法については各種の提案がなされているが（例えば、特許文献１〜３を参照）、これまでの提案技術は、クラッチの連結動作を円滑に行うものであって、駆動源とローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制して画像形成の高速化を図るものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平4-191225号公報
【特許文献２】特開2003-178916号公報
【特許文献３】特開2004-238157号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、駆動源とローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制して、画像形成の高速化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、駆動源からの回転駆動力をクラッチを介して用紙搬送ローラに伝達すると共に、前記クラッチへの駆動パルス信号をＰＷＭ制御する制御部を有する画像形成装置であって、前記制御部は、前記用紙搬送ローラを回転可能な第１トルクよりも小さく、且つ、前記駆動源から前記用紙搬送ローラまでの駆動伝達機構の遊びを解消可能な第２トルクよりも大きい第３トルクが得られる駆動パルス信号を、前記用紙搬送ローラの回転開始時よりも、前記の駆動伝達機構の遊びによる応答時間の遅れ時間以上前から出力することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記用紙搬送ローラの回転速度が遅いほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くするのが好ましい。
【００１２】
また、前記駆動伝達機構の累積使用時間が長くなるほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くするのが好ましい。
【００１３】
前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を、前記回転伝達機構の遊びが解消される時間と、前記クラッチにおけるアーマチャーの吸引時間と、アーマチャー吸引後前記クラッチが第２トルクに達するまでの時間の合計時間以上とするのが好ましい。
【００１４】
前記駆動伝達機構の遊びとしては、前記駆動源から前記クラッチまでの駆動伝達機構のバックラッシュと、前記クラッチの内部のギアとアーマチャーの隙間と、シャフトと軸孔と隙間の集積としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置によれば、駆動源とローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制することができ、画像形成の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が実施された画像形成装置の一例を示す概説図。
【図２】本発明の実施例における搬送制御に係るブロック構成図。
【図３】本発明の実施例における回転伝達機構の構成図。
【図４】クラッチの出力軸回転速度と応答遅れ時間の関係の一例を示す関係図。
【図５】クラッチの駆動パルスのオンオフｄｕｔｙ比と伝達トルクの関係図。
【図６】本発明の実施例におけるクラッチ伝達トルクの動作図。
【図７】本発明で用紙一枚を印刷する場合の実施例を示す制御フロー図。
【図８】本発明の実施例で用紙を断続搬送する場合のクラッチ伝達トルクの動作図。
【図９】本発明の実施例で搬送途中の用紙の位置とローラ駆動パルスの一例を示す説明図。
【図１０】本発明で用紙を連続印刷する場合の実施例を示す制御フロー図。
【図１１】本発明及び従来の画像形成装置におけるローラの回転開始状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００１８】
図１に、本発明に係る画像形成装置の概説図を示す。図１の画像形成装置１はプリンター機能のみを有するものであるが、本発明の画像形成装置には、プリンター機能の他、ファクシミリ機能や複写機機能又はそれらの機能を複合的に備えた複合機などの電子写真方式の画像形成装置が含まれる。また、画像形成方式としてはフルカラー画像形成方式及びモノカラー画像形成方式のいずれであっても構わない。
【００１９】
図１において、装置の中央部にはベルト状の中間転写体２１がローラ２２，２３に掛架されて、図において反時計回りに回転する。中間転写体２１の下面水平部には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応している４つの作像部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ（以下、総称して「作像部２４」と記すことがある）が配列されている。ローラ２２は不図示の駆動源によって回転駆動され、その外側には中間転写体２１を介して２次転写ローラ２５が当接している。また、ローラ２３には、中間転写体２１を介してクリーニングブレード２６が圧接されていて、中間転写体２１の表面に残る未転写トナーを中間転写体２１の表面から掻き取り除去する。
【００２０】
作像部２４は各色とも同じ構成で、中央に円筒状の感光体が配置され、図において時計回り回転する。感光体の外周には、帯電装置、露光装置、現像装置が配置され、感光体と中間転写体２１を挟む位置には１次転写ローラが設けられている。そして、１次転写ローラとのニップ部よりも感光体の回転方向下流側には未転写トナーを除去・回収するクリーニング装置が配置されている。
【００２１】
装置下方には３つの給紙カセット１０１，１０２，１０３が装置本体に対して出入自在に設けられている。給紙カセット１０１，１０２，１０３には用紙１０が収納され、給紙ローラ３１，３２，３３によって最上の用紙から順に１枚ずつ引き出されて搬送路Ａへ送られる。搬送路Ａには、搬送ローラ３４，３５が設けられている。さらに、搬送ローラ３５と２次転写ローラ２５の間の搬送路Ａにはタイミングローラ３６が設けられている。タイミングローラ３６に至る直前位置で用紙１０の先端が検知されると、タイミングローラ３６は中間転写体２１と同期をとって中間転写体２１と２次転写ローラ２５とのニップ部に用紙１０を搬送する。用紙がニップ部を通過する際に、中間転写体２１表面に形成されたトナー画像が用紙１０に２次転写される。
【００２２】
その後、トナー画像が転写された用紙１０は定着ローラ７１を通過し、この時、トナー画像が加熱・加圧されてトナー画像が用紙１０に溶融定着する。そして、用紙１０は排出ローラ３７によって外部に排出される。
【００２３】
トナーは色別にトナー容器に収納され、トナー容器は交換できるように、それぞれ着脱自在に装着されている。又、プリンタ機能、イメージリーダ機能、操作表示機能などの諸機能の実行や画像データを記憶収納するために制御部８０が設けられており、各種センサの情報や使用者の指示に応じて装置全体の動作を設計された仕様で駆動制御している。
【００２４】
このような画像形成装置１において、画像信号が入力されると、制御部８０から色別に変換したデジタル画像信号が発信されてそれぞれの色の露光装置が駆動され、帯電装置で均一に帯電した感光体の表面が露光され、各色別の静電潜像がそれぞれの感光体の表面に形成される。形成された静電潜像は現像装置によって現像され、現像されたトナー画像は、１次転写ローラによって中間転写体２１に１次転写される。この動作が各色で行われ、中間転写体２１には各色トナー画像が重ね合わされてフルカラートナー画像が形成される。
【００２５】
次いで、中間転写体２１に形成されたフルカラートナー画像は中間転写体２１の回転によって２次転写ローラ２５の位置に搬送され、用紙１０に一括して２次転写される。
【００２６】
用紙１０の両面に画像形成する場合には、定着ローラ７１を通過した用紙１０は、排出ローラ３７が正転及び反転することによってスイッチバックして両面印刷搬送路Ｂに搬送され、用紙１０の表裏が入れ替わって再度タイミングローラ３６の位置へ搬送される。以下、本明細書中では、両面印刷搬送路Ｂに設けれた搬送ローラ３８を含めて、前述の給紙ローラ３１，３２，３３と搬送ローラ３４，３５及びタイミングローラ３６、排出ローラ３７を総称して「ローラ３０」と記すことがある。
【００２７】
これらのローラ３０は機能に応じて共通の駆動源で回転駆動される。具体的には、給紙ローラ３１，３２，３３は１つのブラシレスＤＣモータ６１で駆動される。給紙ローラ３１とブラシレスＤＣモータ６１との間には給紙クラッチ４１が、給紙ローラ３２とブラシレスＤＣモータ６１との間には給紙クラッチ４２が、給紙ローラ３３とブラシレスＤＣモータ６１との間には給紙クラッチ４３がそれぞれ設けられている。同様に、搬送ローラ３４，３５とタイミングローラ３６は、別のブラスレスＤＣモータ６２で駆動される。搬送ローラ３４とブラスレスＤＣモータ６２との間には搬送クラッチ４４が、搬送ローラ３５とブラスレスＤＣモータ６２との間には搬送クラッチ４５が、タイミングローラ３６とブラスレスＤＣモータ６２との間にはタイミングクラッチ４６がそれぞれ設けられている。以下、本明細書中では、給紙クラッチ４１，４２，４３と搬送クラッチ４４，４５とタイミングクラッチ４６を総称して「クラッチ４０」と記すことがある。
【００２８】
また、排出ローラ３７はステッピングモータ６３で駆動される。さらに、両面印刷搬送路Ｂに設けられた複数の搬送ローラ３８は、ステッピングモータ６４で回転駆動される。なお、これらのローラにおいて回転と停止とを個別に行う必要がない場合には、クラッチ４０を使用する必要はない。以下、本明細書中では、ブラスレスＤＣモータ６１，６２とステッピングモータ６３，６４を総称して「駆動源６０」と記すことがある。
【００２９】
用紙１０の有無やその端面の位置を検知するためのセンサ５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、７２（以下、総称して「センサ５０」と記することがある）が搬送路Ａや両面印刷搬送路Ｂの必要箇所に配置されている。これらのセンサ５０からの信号は駆動源６０の回転及び停止、クラッチ４０の連結及び解除の制御に使用される。例えば、センサ５６によって用紙１０の先端が検知されると、中間転写体２１の回転に同期するようにタイミングローラ３６が回転し、中間転写体２１と２次転写ローラ２５とのニップ部に用紙１０が送り出される。
【００３０】
図２に制御部８０の構成を示す。使用者による画像形成条件の入力機能や、装置の稼働状況や使用者の入力結果を表示する操作表示機能を有する操作部９０が、画像形成装置に設けられている。操作部９０からの入力信号は制御部８０に送られ、予め定められた動作が本体制御部８１によって開始される。用紙１０の搬送を制御する搬送制御部８２は、ブラシレスモータ６１，６２などの駆動源６０に回転数制御クロック信号を送信して回転速度を制御し、駆動源６０からは回転状態信号が搬送制御部８２に返信される。また、クラッチ４０の駆動電源となるドライバーＩＣ８３は、連結又は解除の信号をクラッチ４０に送信すると同時に、クラッチ４０を連結させるときはパルス駆動信号のオンとオフのｄｕｔｙ比信号を送信する。パルス駆動信号は、それぞれのクラッチ４０に対してその時点で最適なｄｕｔｙ比となるように搬送制御部８２によって個別に制御される。
【００３１】
図３に、駆動源６０からローラ３０までの回転伝達機構６５の一例を示す。駆動源６０からの回転駆動は、複数の歯車群６５１によって減速されて伝達される。一般に、歯車群６５１には、円滑に回転するためにバックラッシュと呼ばれる遊びが設けられている。この遊びによって、駆動軸であるシャフト６５３ａが回転を始めてから、従動軸であるシャフト６５３ｂが回転するまでに時間の遅れが生じる。加えて、端部断面がＤの字状のシャフト６５３ｂでは、シャフト６５３ｂの端部と、端部を挿入した軸孔６５２との間に隙間があるため、歯車６５１が回転してからシャフト６５３ｂが回転するまでに時間の遅れが生じる。
【００３２】
一方、電磁力で連結と解除を行うクラッチ４０に駆動電圧が印加されると、コイルに流れる電流は所定の時定数で増加しはじめ、所定電流以上になるとアーマチャーと呼ばれる可動鉄心が、スプリングなどの付勢力に抗して摩擦板に接触し、摩擦トルクが発生し始める。この電流を通じてから回転トルクが発生するまでの時間をアーマチャー吸引時間と一般に呼ばれ、応答時間の遅れの一つの原因となっている。
【００３３】
図４に、応答遅れ時間と出力軸回転速度との関係例を示す。なお、応答遅れ時間を、さらに発生原因別に表している。Ｔａはクラッチ４０のアーマチャーの吸引時間、ＴｂはＤの字状のシャフト６５３ｂと軸孔６５２との隙間による応答遅れ、Ｔｃはクラッチ４０の内部メカニズムに起因する応答遅れ、Ｔｄは歯車群６５１のバックラッシュによる応答遅れである。この図から理解されるように、出力軸の回転速度が遅いほど応答遅れ時間は大きくなる。
【００３４】
図５に示すように、電磁クラッチにおいて、ＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を大きくするほど駆動電流は増加し、電磁クラッチの回転伝達トルクは大きくなる。
【００３５】
本発明の画像形成装置では、以上説明してきたローラ３０への回転伝達遅れを解消するために、クラッチ４０の伝達トルクを制御する。図６にその動作例を示す。本発明では、図５に示したように、ＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を変化させることでクラッチの伝達トルクを制御する。図６において、ローラ３０を回転開始するタイミングをＳ点で示すとすると、Ｓ点よりＴ３時間前のＳ１点において、ＰＷＭ制御によって低ｄｕｔｙ比のパルス駆動信号をクラッチ４０に送る。すると、クラッチ４０のアーマチャーがＴ１時間の間に吸引され伝達トルクが発生し始める、そして回転伝達トルクが、回転伝達機構６５の遊びを解消するために必要な第２トルクＰ２よりも高くなると、歯車群６５１が遊びを解消する方向に回転して、遊びのない状態で停止する。この第２トルクＰ２よりも高く、ローラ３０を回転させるに必要な第１トルクＰ４よりも低い第３トルクＰ３となるｄｕｔｙ比のパルス駆動信号はＴ２時間維持する。
【００３６】
時間Ｔ３の内、Ｔ１時間はアーマチャー吸引とクラッチ内のガタを吸収するための時間であり、Ｔ２時間は歯車群６５１のバックラッシュやシャフトと軸孔の隙間によるガタなどを解消するための時間である。なお、Ｔ１時間経過してＴ２時間が始まるまでの間は、伝達トルクが第２トルクＰ２になるまでの時間である。また、クラッチ４０の構造によっては、パルス駆動信号が流れていない解除状態でも駆動側から被駆動側にわずかながらトルクが伝達されることがある。一般にドラグトルクと称されるもので、図６ではＰ１で示している。これは、空転状態でも駆動側と被駆動側との間に介在する潤滑油などの粘性に起因するもので、湿式クラッチでは乾式クラッチよりも高い値を示す。
【００３７】
次ぎに、ローラ３０を回転開始するタイミングＳになると、パルス駆動信号を高ｄｕｔｙ比にする。これにより、図５に示したように伝達トルクは急増して、第１トルクＰ４を超え、ローラ３０は回転を始める。クラッチ４０の被駆動側は滑りながら駆動側との間に動摩擦が作用して次第に伝達トルクを増大し回転速度も加速する。そして駆動側との速度差も少なくなって、やがて駆動側と同期して滑りゼロの状態となりクラッチ４０の連結は完了する。
【００３８】
このように、ローラ３０の回転開始タイミングＳ点よりも前からクラッチ４０に通電して第３トルクＰ３を発生させ、回転伝達機構６５の応答時間の遅れの要因となる遊びを予め解消しておくことで、機械系の応答時間の遅れを減少させることができる。
【００３９】
以上の制御動作を図７の制御フロー図で説明する。画像形成を１枚する場合について、先ず、ステップＳ１１で画像形成指示がなされると、ステップＳ１２で使用者が設定した用紙１０を搬送するローラ３０の回転数からバックラッシュなどの遊びによる応答時間の遅れを解消するのに必要な時間を求める。例えば、高精細度の画像形成を行う場合と低精度の画像形成を行う場合とでは用紙搬送速度が異なり、図４で示したように、最終軸の回転数が遅い場合ほど応答時間の遅れが大きく、応答時間の遅れの解消に要する時間も長くなる。なお、図７でバックラッシュと表現した内容には、歯車群６５１のバックラッシュによる遅れ時間だけでなく、シャフト６５３ｂと軸孔６５２との隙間による遅れ時間や、クラッチ４０のアーマチャー吸引時間とクラッチ内のガタを吸収するための時間も含んでおり、図６におけるＴ３時間を意味する。
【００４０】
ローラ３０の回転開始タイミングは、設定された用紙搬送速度と、用紙搬送路に設けられたセンサ５０などの信号によって予測される。そして、ステップＳ１３で、ステップＳ１２で求めた解消時間だけローラ回転開始タイミングより早く低ｄｕｔｙ比のパルス駆動信号をクラッチに送信する。これにより、回転伝達機構６５の応答時間の遅れの要因となる遊びが解消される。ステップＳ１４でバックラッシュ解消時間が経過し、ローラ３０の回転開始タイミングになると、ステップＳ１５でパルス駆動信号のｄｕｔｙ比を高めて伝達トルクを増加させ、ローラ３０を回転させる。次に、ステップＳ１６でローラ３０の下流位置のセンサで用紙１０が通過したことが検知されると、ステップＳ１７でクラッチ４０へのパルス駆動信号をオフして解除状態とする。
【００４１】
なお、ローラ３０の回転数によって駆動源６０からの減速比が変化するので、予め実験などで応答時間の遅れの解消に要する時間を求めおき、搬送制御部８２のプログラムに組み込んでおくことが望ましい。通常、回転伝達機構６５の累積使用時間が長くなると、摩耗等によって各種の遊びが増える傾向にあるので、応答時間の遅れ解消時間も長くするのが好ましい。例えば、画像形成装置１の累積使用時間を制御部８０の中にあるデータ記憶部８４から抽出し、累積使用時間に応じて定めた係数を、初期に設定した遅れ解消時間に乗じて算出するようにしてもよい。
【００４２】
次ぎに、複数枚の画像形成を連続して行う場合について説明する。図８に、複数枚を連続的に画像形成する場合のローラ３０の伝達トルクの動作図を示す。１枚目の用紙を搬送する区間は、図１に示した動作と同様である。１枚目が搬送し終わると、パルス駆動信号のｄｕｔｙ比を低くして、伝達トルクを第３トルクＰ３まで下げる。この状態では、ローラ３０は回転せず、回転伝達機構６５の応答時間の遅れ要素となる遊びを解消する方向に力が加えられた状態である。そして、２枚目の用紙を搬送するときにはパルス駆動信号のｄｕｔｙ比を再び高くしてローラ３０を回転させる。一連の用紙を搬送し終わるまでこの動作を繰り返しを行う。
【００４３】
図９に、複数枚の用紙を連続搬送する場合の搬送ローラの動作図を示す。１枚目の用紙１０１が搬送ローラ３５を通過している状態では、搬送ローラ３５へのパルス駆動信号のｄｕｔｙ比は高い状態にある。一方、１枚目の用紙１０１が通過して２枚目の用紙１０２の到着待ちの状態では、搬送ローラ３４へのパルス駆動信号のｄｕｔｙ比は低いの状態にある。この時、タイミングローラ３６にはまだ通電されていないが、センサ５５が１枚目の用紙１０１の先端部を検知すると、用紙１０１のタイミングローラ３６への到達時間が予測されるので、遅れ解消時間分だけ早く低ｄｕｔｙ比のパルス駆動信号をタイミングローラ３６に送信して第３トルクを発生させる。
【００４４】
図１０に、複数枚の用紙を連続搬送する場合の制御を示す。なお、ステップＳ２１からステップＳ２６までは工程は、図７のフロー図と同様なのでここでは説明を省略し、ステップＳ２７から説明する。ステップＳ２７において、用紙が、一連の画像形成の最後の用紙でない場合は、ステップＳ２３に戻って、パルス駆動信号のｄｕｔｙ比を、遊びを解消をする第３トルクＰ３が得られるレベルまで低くする。この間は図８におけるＴ４時間に該当する部分であり、回転伝達機構６５において遊びのない状態が維持される。一方、ステップＳ２７において、用紙が最後の用紙である場合は、ステップＳ２８でクラッチ４０への通電を完全にオフして画像形成動作を完了する。
【００４５】
以上説明したように本発明に係る画像形成装置では、回転伝達機構６５の遊びを解消するのに必要なトルクをクラッチに予め付与するので、応答時間の遅れを生じさせることなくローラが回転する。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、従来の画像形成装置では、バックラッシュやシャフトと軸孔の隙間などによって、通電開始後、ローラ３０が実際に回転し始めるまでに時間Ｔａや時間Ｔｂの遅れがあったのに対し、図１１（ａ）に示すように、本発明に係る画像形成装置では、ローラ３０の回転開始タイミングＳ点よりも前に低ｄｕｔｙ比の駆動パルス信号を出力して回転伝達機構６５の遊び解消しておくので、ローラ３０はＳ点から迅速に回転し始める。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 用紙
３０ ローラ
６０ 駆動源
４０ クラッチ
８２ 搬送制御部
６５１ 回転伝達機構
６５３ シャフト
６５２ 軸孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置に関し、より詳細には用紙などの転写材をローラで搬送する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置では、収納カセットから用紙を引き出して、画像形成部で形成した画像を用紙に転写する。したがって所定経路に所定タイミングで用紙を搬送する必要があり、一般に、搬送経路には複数のローラが設けられている。そして、複数のローラを１個のモータで駆動することによって、モータの必要個数を少なくする工夫も行われている。複数のローラを１個のモータで駆動させる場合、それぞれのローラを必要なタイミングで個別に回転及び停止させる必要があるので、モータとローラとの間にクラッチを介在させて、それぞれのローラを所望のタイミングで回転させるようにしている。
【０００３】
例えば、大きさの異なる用紙が別々の給紙カセットに収容され、給紙カセットごとに紙を引き出す用紙搬送ローラの１つである給紙ローラが設けられ、これらの給紙ローラは共通のモータで駆動される画像形成装置では、所望の大きさの用紙に画像形成を行う場合には、当該用紙が収納された給紙カセットの給紙ローラのみが回転するように、クラッチの連結又は解除が行われる。
【０００４】
同様に、用紙搬送経路において用紙を搬送する場合にも、共通の駆動源であるモータと各搬送ローラとの間に設けられたクラッチの連結及び解除によって、所定の搬送ローラを所定のタイミングで回転及び停止させている。
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置の高速化に伴い、所定のタイミングで用紙をより高速に搬送することが求められるようになり、駆動源であるモータの高速化だけでなく、クラッチを含む回転伝達機構全体の応答速度の高速化も求められている。例えば、駆動源からローラまでの間に減速ギアを用いる場合、減速ギアには円滑に回転させるためにバックラッシュという遊びが設けられている。また、シャフトと軸孔とを係合させる場合、例えばシャフトの係合部分の断面形状が「Ｄ」字状である場合に、シャフトの係合部の外周面と「Ｄ」字状の軸孔の内周面との間に隙間があると、当該隙間分が回転伝達時に遊びとなる。このような回転伝達機構の遊びは、駆動側が回転をスタートしてから最終の出力軸が回転を始めるまでの応答時間に遅れが生じる原因となる。そして、これらの機械系部品の遊びは、使用期間が長くなって部品の摩耗が進むに従って大きくなる傾向にある。
【０００６】
電磁クラッチ自体も、コイルへ通電してからアーマチャーと呼ばれる可動鉄心が機械的に移動して摩擦板が接触し、回転が伝わる状態になるまでに所定の時間を要し、応答時間の遅れが生じる。
【０００７】
電磁力によって連結と解除とを行う電磁クラッチの制御方法については各種の提案がなされているが（例えば、特許文献１〜３を参照）、これまでの提案技術は、クラッチの連結動作を円滑に行うものであって、駆動源とローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制して画像形成の高速化を図るものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平4-191225号公報
【特許文献２】特開2003-178916号公報
【特許文献３】特開2004-238157号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、駆動源とローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制して、画像形成の高速化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、駆動源からの回転駆動力をクラッチを介して用紙搬送ローラに伝達すると共に、前記クラッチへの駆動パルス信号をＰＷＭ制御する制御部を有する画像形成装置であって、前記制御部は、前記用紙搬送ローラを回転可能な第１トルクよりも小さく、且つ、前記駆動源から前記用紙搬送ローラまでの駆動伝達機構の遊びを解消可能な第２トルクよりも大きい第３トルクが得られる駆動パルス信号を、前記用紙搬送ローラの回転開始時よりも、前記の駆動伝達機構の遊びによる応答時間の遅れ時間以上前から出力することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記用紙搬送ローラの回転速度が遅いほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くするのが好ましい。
【００１２】
また、前記駆動伝達機構の累積使用時間が長くなるほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くするのが好ましい。
【００１３】
前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を、前記回転伝達機構の遊びが解消される時間と、前記クラッチにおけるアーマチャーの吸引時間と、アーマチャー吸引後前記クラッチが第２トルクに達するまでの時間の合計時間以上とするのが好ましい。
【００１４】
前記駆動伝達機構の遊びとしては、前記駆動源から前記クラッチまでの駆動伝達機構のバックラッシュと、前記クラッチの内部のギアとアーマチャーの隙間と、シャフトと軸孔と隙間の集積としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置によれば、駆動源とローラとの回転伝達機構の応答時間の遅れを抑制することができ、画像形成の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が実施された画像形成装置の一例を示す概説図。
【図２】本発明の実施例における搬送制御に係るブロック構成図。
【図３】本発明の実施例における回転伝達機構の構成図。
【図４】クラッチの出力軸回転速度と応答遅れ時間の関係の一例を示す関係図。
【図５】クラッチの駆動パルスのオンオフｄｕｔｙ比と伝達トルクの関係図。
【図６】本発明の実施例におけるクラッチ伝達トルクの動作図。
【図７】本発明で用紙一枚を印刷する場合の実施例を示す制御フロー図。
【図８】本発明の実施例で用紙を断続搬送する場合のクラッチ伝達トルクの動作図。
【図９】本発明の実施例で搬送途中の用紙の位置とローラ駆動パルスの一例を示す説明図。
【図１０】本発明で用紙を連続印刷する場合の実施例を示す制御フロー図。
【図１１】本発明及び従来の画像形成装置におけるローラの回転開始状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００１８】
図１に、本発明に係る画像形成装置の概説図を示す。図１の画像形成装置１はプリンター機能のみを有するものであるが、本発明の画像形成装置には、プリンター機能の他、ファクシミリ機能や複写機機能又はそれらの機能を複合的に備えた複合機などの電子写真方式の画像形成装置が含まれる。また、画像形成方式としてはフルカラー画像形成方式及びモノカラー画像形成方式のいずれであっても構わない。
【００１９】
図１において、装置の中央部にはベルト状の中間転写体２１がローラ２２，２３に掛架されて、図において反時計回りに回転する。中間転写体２１の下面水平部には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応している４つの作像部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ（以下、総称して「作像部２４」と記すことがある）が配列されている。ローラ２２は不図示の駆動源によって回転駆動され、その外側には中間転写体２１を介して２次転写ローラ２５が当接している。また、ローラ２３には、中間転写体２１を介してクリーニングブレード２６が圧接されていて、中間転写体２１の表面に残る未転写トナーを中間転写体２１の表面から掻き取り除去する。
【００２０】
作像部２４は各色とも同じ構成で、中央に円筒状の感光体が配置され、図において時計回り回転する。感光体の外周には、帯電装置、露光装置、現像装置が配置され、感光体と中間転写体２１を挟む位置には１次転写ローラが設けられている。そして、１次転写ローラとのニップ部よりも感光体の回転方向下流側には未転写トナーを除去・回収するクリーニング装置が配置されている。
【００２１】
装置下方には３つの給紙カセット１０１，１０２，１０３が装置本体に対して出入自在に設けられている。給紙カセット１０１，１０２，１０３には用紙１０が収納され、給紙ローラ３１，３２，３３によって最上の用紙から順に１枚ずつ引き出されて搬送路Ａへ送られる。搬送路Ａには、搬送ローラ３４，３５が設けられている。さらに、搬送ローラ３５と２次転写ローラ２５の間の搬送路Ａにはタイミングローラ３６が設けられている。タイミングローラ３６に至る直前位置で用紙１０の先端が検知されると、タイミングローラ３６は中間転写体２１と同期をとって中間転写体２１と２次転写ローラ２５とのニップ部に用紙１０を搬送する。用紙がニップ部を通過する際に、中間転写体２１表面に形成されたトナー画像が用紙１０に２次転写される。
【００２２】
その後、トナー画像が転写された用紙１０は定着ローラ７１を通過し、この時、トナー画像が加熱・加圧されてトナー画像が用紙１０に溶融定着する。そして、用紙１０は排出ローラ３７によって外部に排出される。
【００２３】
トナーは色別にトナー容器に収納され、トナー容器は交換できるように、それぞれ着脱自在に装着されている。又、プリンタ機能、イメージリーダ機能、操作表示機能などの諸機能の実行や画像データを記憶収納するために制御部８０が設けられており、各種センサの情報や使用者の指示に応じて装置全体の動作を設計された仕様で駆動制御している。
【００２４】
このような画像形成装置１において、画像信号が入力されると、制御部８０から色別に変換したデジタル画像信号が発信されてそれぞれの色の露光装置が駆動され、帯電装置で均一に帯電した感光体の表面が露光され、各色別の静電潜像がそれぞれの感光体の表面に形成される。形成された静電潜像は現像装置によって現像され、現像されたトナー画像は、１次転写ローラによって中間転写体２１に１次転写される。この動作が各色で行われ、中間転写体２１には各色トナー画像が重ね合わされてフルカラートナー画像が形成される。
【００２５】
次いで、中間転写体２１に形成されたフルカラートナー画像は中間転写体２１の回転によって２次転写ローラ２５の位置に搬送され、用紙１０に一括して２次転写される。
【００２６】
用紙１０の両面に画像形成する場合には、定着ローラ７１を通過した用紙１０は、排出ローラ３７が正転及び反転することによってスイッチバックして両面印刷搬送路Ｂに搬送され、用紙１０の表裏が入れ替わって再度タイミングローラ３６の位置へ搬送される。以下、本明細書中では、両面印刷搬送路Ｂに設けれた搬送ローラ３８を含めて、前述の給紙ローラ３１，３２，３３と搬送ローラ３４，３５及びタイミングローラ３６、排出ローラ３７を総称して「ローラ３０」と記すことがある。
【００２７】
これらのローラ３０は機能に応じて共通の駆動源で回転駆動される。具体的には、給紙ローラ３１，３２，３３は１つのブラシレスＤＣモータ６１で駆動される。給紙ローラ３１とブラシレスＤＣモータ６１との間には給紙クラッチ４１が、給紙ローラ３２とブラシレスＤＣモータ６１との間には給紙クラッチ４２が、給紙ローラ３３とブラシレスＤＣモータ６１との間には給紙クラッチ４３がそれぞれ設けられている。同様に、搬送ローラ３４，３５とタイミングローラ３６は、別のブラスレスＤＣモータ６２で駆動される。搬送ローラ３４とブラスレスＤＣモータ６２との間には搬送クラッチ４４が、搬送ローラ３５とブラスレスＤＣモータ６２との間には搬送クラッチ４５が、タイミングローラ３６とブラスレスＤＣモータ６２との間にはタイミングクラッチ４６がそれぞれ設けられている。以下、本明細書中では、給紙クラッチ４１，４２，４３と搬送クラッチ４４，４５とタイミングクラッチ４６を総称して「クラッチ４０」と記すことがある。
【００２８】
また、排出ローラ３７はステッピングモータ６３で駆動される。さらに、両面印刷搬送路Ｂに設けられた複数の搬送ローラ３８は、ステッピングモータ６４で回転駆動される。なお、これらのローラにおいて回転と停止とを個別に行う必要がない場合には、クラッチ４０を使用する必要はない。以下、本明細書中では、ブラスレスＤＣモータ６１，６２とステッピングモータ６３，６４を総称して「駆動源６０」と記すことがある。
【００２９】
用紙１０の有無やその端面の位置を検知するためのセンサ５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、７２（以下、総称して「センサ５０」と記することがある）が搬送路Ａや両面印刷搬送路Ｂの必要箇所に配置されている。これらのセンサ５０からの信号は駆動源６０の回転及び停止、クラッチ４０の連結及び解除の制御に使用される。例えば、センサ５６によって用紙１０の先端が検知されると、中間転写体２１の回転に同期するようにタイミングローラ３６が回転し、中間転写体２１と２次転写ローラ２５とのニップ部に用紙１０が送り出される。
【００３０】
図２に制御部８０の構成を示す。使用者による画像形成条件の入力機能や、装置の稼働状況や使用者の入力結果を表示する操作表示機能を有する操作部９０が、画像形成装置に設けられている。操作部９０からの入力信号は制御部８０に送られ、予め定められた動作が本体制御部８１によって開始される。用紙１０の搬送を制御する搬送制御部８２は、ブラシレスモータ６１，６２などの駆動源６０に回転数制御クロック信号を送信して回転速度を制御し、駆動源６０からは回転状態信号が搬送制御部８２に返信される。また、クラッチ４０の駆動電源となるドライバーＩＣ８３は、連結又は解除の信号をクラッチ４０に送信すると同時に、クラッチ４０を連結させるときはパルス駆動信号のオンとオフのｄｕｔｙ比信号を送信する。パルス駆動信号は、それぞれのクラッチ４０に対してその時点で最適なｄｕｔｙ比となるように搬送制御部８２によって個別に制御される。
【００３１】
図３に、駆動源６０からローラ３０までの回転伝達機構６５の一例を示す。駆動源６０からの回転駆動は、複数の歯車群６５１によって減速されて伝達される。一般に、歯車群６５１には、円滑に回転するためにバックラッシュと呼ばれる遊びが設けられている。この遊びによって、駆動軸であるシャフト６５３ａが回転を始めてから、従動軸であるシャフト６５３ｂが回転するまでに時間の遅れが生じる。加えて、端部断面がＤの字状のシャフト６５３ｂでは、シャフト６５３ｂの端部と、端部を挿入した軸孔６５２との間に隙間があるため、歯車６５１が回転してからシャフト６５３ｂが回転するまでに時間の遅れが生じる。
【００３２】
一方、電磁力で連結と解除を行うクラッチ４０に駆動電圧が印加されると、コイルに流れる電流は所定の時定数で増加しはじめ、所定電流以上になるとアーマチャーと呼ばれる可動鉄心が、スプリングなどの付勢力に抗して摩擦板に接触し、摩擦トルクが発生し始める。この電流を通じてから回転トルクが発生するまでの時間をアーマチャー吸引時間と一般に呼ばれ、応答時間の遅れの一つの原因となっている。
【００３３】
図４に、応答遅れ時間と出力軸回転速度との関係例を示す。なお、応答遅れ時間を、さらに発生原因別に表している。Ｔａはクラッチ４０のアーマチャーの吸引時間、ＴｂはＤの字状のシャフト６５３ｂと軸孔６５２との隙間による応答遅れ、Ｔｃはクラッチ４０の内部メカニズムに起因する応答遅れ、Ｔｄは歯車群６５１のバックラッシュによる応答遅れである。この図から理解されるように、出力軸の回転速度が遅いほど応答遅れ時間は大きくなる。
【００３４】
図５に示すように、電磁クラッチにおいて、ＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を大きくするほど駆動電流は増加し、電磁クラッチの回転伝達トルクは大きくなる。
【００３５】
本発明の画像形成装置では、以上説明してきたローラ３０への回転伝達遅れを解消するために、クラッチ４０の伝達トルクを制御する。図６にその動作例を示す。本発明では、図５に示したように、ＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を変化させることでクラッチの伝達トルクを制御する。図６において、ローラ３０を回転開始するタイミングをＳ点で示すとすると、Ｓ点よりＴ３時間前のＳ１点において、ＰＷＭ制御によって低ｄｕｔｙ比のパルス駆動信号をクラッチ４０に送る。すると、クラッチ４０のアーマチャーがＴ１時間の間に吸引され伝達トルクが発生し始める、そして回転伝達トルクが、回転伝達機構６５の遊びを解消するために必要な第２トルクＰ２よりも高くなると、歯車群６５１が遊びを解消する方向に回転して、遊びのない状態で停止する。この第２トルクＰ２よりも高く、ローラ３０を回転させるに必要な第１トルクＰ４よりも低い第３トルクＰ３となるｄｕｔｙ比のパルス駆動信号はＴ２時間維持する。
【００３６】
時間Ｔ３の内、Ｔ１時間はアーマチャー吸引とクラッチ内のガタを吸収するための時間であり、Ｔ２時間は歯車群６５１のバックラッシュやシャフトと軸孔の隙間によるガタなどを解消するための時間である。なお、Ｔ１時間経過してＴ２時間が始まるまでの間は、伝達トルクが第２トルクＰ２になるまでの時間である。また、クラッチ４０の構造によっては、パルス駆動信号が流れていない解除状態でも駆動側から被駆動側にわずかながらトルクが伝達されることがある。一般にドラグトルクと称されるもので、図６ではＰ１で示している。これは、空転状態でも駆動側と被駆動側との間に介在する潤滑油などの粘性に起因するもので、湿式クラッチでは乾式クラッチよりも高い値を示す。
【００３７】
次ぎに、ローラ３０を回転開始するタイミングＳになると、パルス駆動信号を高ｄｕｔｙ比にする。これにより、図５に示したように伝達トルクは急増して、第１トルクＰ４を超え、ローラ３０は回転を始める。クラッチ４０の被駆動側は滑りながら駆動側との間に動摩擦が作用して次第に伝達トルクを増大し回転速度も加速する。そして駆動側との速度差も少なくなって、やがて駆動側と同期して滑りゼロの状態となりクラッチ４０の連結は完了する。
【００３８】
このように、ローラ３０の回転開始タイミングＳ点よりも前からクラッチ４０に通電して第３トルクＰ３を発生させ、回転伝達機構６５の応答時間の遅れの要因となる遊びを予め解消しておくことで、機械系の応答時間の遅れを減少させることができる。
【００３９】
以上の制御動作を図７の制御フロー図で説明する。画像形成を１枚する場合について、先ず、ステップＳ１１で画像形成指示がなされると、ステップＳ１２で使用者が設定した用紙１０を搬送するローラ３０の回転数からバックラッシュなどの遊びによる応答時間の遅れを解消するのに必要な時間を求める。例えば、高精細度の画像形成を行う場合と低精度の画像形成を行う場合とでは用紙搬送速度が異なり、図４で示したように、最終軸の回転数が遅い場合ほど応答時間の遅れが大きく、応答時間の遅れの解消に要する時間も長くなる。なお、図７でバックラッシュと表現した内容には、歯車群６５１のバックラッシュによる遅れ時間だけでなく、シャフト６５３ｂと軸孔６５２との隙間による遅れ時間や、クラッチ４０のアーマチャー吸引時間とクラッチ内のガタを吸収するための時間も含んでおり、図６におけるＴ３時間を意味する。
【００４０】
ローラ３０の回転開始タイミングは、設定された用紙搬送速度と、用紙搬送路に設けられたセンサ５０などの信号によって予測される。そして、ステップＳ１３で、ステップＳ１２で求めた解消時間だけローラ回転開始タイミングより早く低ｄｕｔｙ比のパルス駆動信号をクラッチに送信する。これにより、回転伝達機構６５の応答時間の遅れの要因となる遊びが解消される。ステップＳ１４でバックラッシュ解消時間が経過し、ローラ３０の回転開始タイミングになると、ステップＳ１５でパルス駆動信号のｄｕｔｙ比を高めて伝達トルクを増加させ、ローラ３０を回転させる。次に、ステップＳ１６でローラ３０の下流位置のセンサで用紙１０が通過したことが検知されると、ステップＳ１７でクラッチ４０へのパルス駆動信号をオフして解除状態とする。
【００４１】
なお、ローラ３０の回転数によって駆動源６０からの減速比が変化するので、予め実験などで応答時間の遅れの解消に要する時間を求めおき、搬送制御部８２のプログラムに組み込んでおくことが望ましい。通常、回転伝達機構６５の累積使用時間が長くなると、摩耗等によって各種の遊びが増える傾向にあるので、応答時間の遅れ解消時間も長くするのが好ましい。例えば、画像形成装置１の累積使用時間を制御部８０の中にあるデータ記憶部８４から抽出し、累積使用時間に応じて定めた係数を、初期に設定した遅れ解消時間に乗じて算出するようにしてもよい。
【００４２】
次ぎに、複数枚の画像形成を連続して行う場合について説明する。図８に、複数枚を連続的に画像形成する場合のローラ３０の伝達トルクの動作図を示す。１枚目の用紙を搬送する区間は、図１に示した動作と同様である。１枚目が搬送し終わると、パルス駆動信号のｄｕｔｙ比を低くして、伝達トルクを第３トルクＰ３まで下げる。この状態では、ローラ３０は回転せず、回転伝達機構６５の応答時間の遅れ要素となる遊びを解消する方向に力が加えられた状態である。そして、２枚目の用紙を搬送するときにはパルス駆動信号のｄｕｔｙ比を再び高くしてローラ３０を回転させる。一連の用紙を搬送し終わるまでこの動作を繰り返しを行う。
【００４３】
図９に、複数枚の用紙を連続搬送する場合の搬送ローラの動作図を示す。１枚目の用紙１０１が搬送ローラ３５を通過している状態では、搬送ローラ３５へのパルス駆動信号のｄｕｔｙ比は高い状態にある。一方、１枚目の用紙１０１が通過して２枚目の用紙１０２の到着待ちの状態では、搬送ローラ３４へのパルス駆動信号のｄｕｔｙ比は低いの状態にある。この時、タイミングローラ３６にはまだ通電されていないが、センサ５５が１枚目の用紙１０１の先端部を検知すると、用紙１０１のタイミングローラ３６への到達時間が予測されるので、遅れ解消時間分だけ早く低ｄｕｔｙ比のパルス駆動信号をタイミングローラ３６に送信して第３トルクを発生させる。
【００４４】
図１０に、複数枚の用紙を連続搬送する場合の制御を示す。なお、ステップＳ２１からステップＳ２６までは工程は、図７のフロー図と同様なのでここでは説明を省略し、ステップＳ２７から説明する。ステップＳ２７において、用紙が、一連の画像形成の最後の用紙でない場合は、ステップＳ２３に戻って、パルス駆動信号のｄｕｔｙ比を、遊びを解消をする第３トルクＰ３が得られるレベルまで低くする。この間は図８におけるＴ４時間に該当する部分であり、回転伝達機構６５において遊びのない状態が維持される。一方、ステップＳ２７において、用紙が最後の用紙である場合は、ステップＳ２８でクラッチ４０への通電を完全にオフして画像形成動作を完了する。
【００４５】
以上説明したように本発明に係る画像形成装置では、回転伝達機構６５の遊びを解消するのに必要なトルクをクラッチに予め付与するので、応答時間の遅れを生じさせることなくローラが回転する。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、従来の画像形成装置では、バックラッシュやシャフトと軸孔の隙間などによって、通電開始後、ローラ３０が実際に回転し始めるまでに時間Ｔａや時間Ｔｂの遅れがあったのに対し、図１１（ａ）に示すように、本発明に係る画像形成装置では、ローラ３０の回転開始タイミングＳ点よりも前に低ｄｕｔｙ比の駆動パルス信号を出力して回転伝達機構６５の遊び解消しておくので、ローラ３０はＳ点から迅速に回転し始める。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 用紙
３０ ローラ
６０ 駆動源
４０ クラッチ
８２ 搬送制御部
６５１ 回転伝達機構
６５３ シャフト
６５２ 軸孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの回転駆動力をクラッチを介して用紙搬送ローラに伝達すると共に、前記クラッチへの駆動パルス信号をＰＷＭ制御する制御部を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、前記用紙搬送ローラを回転可能な第１トルクよりも小さく、且つ、前記駆動源から前記用紙搬送ローラまでの駆動伝達機構の遊びを解消可能な第２トルクよりも大きい第３トルクが得られる駆動パルス信号を、前記用紙搬送ローラの回転開始時よりも、前記の駆動伝達機構の遊びによる応答時間の遅れ時間以上前から出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記用紙搬送ローラの回転速度が遅いほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動伝達機構の累積使用時間が長くなるほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を、前記回転伝達機構の遊びが解消される時間と、前記クラッチにおけるアーマチャーの吸引時間と、アーマチャー吸引後前記クラッチが第２トルクに達するまでの時間の合計時間以上とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動伝達機構の遊びは、前記駆動源から前記クラッチまでの駆動伝達機構のバックラッシュと、前記クラッチの内部のギアとアーマチャーの隙間と、シャフトと軸孔と隙間との集積である請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
駆動源からの回転駆動力をクラッチを介して用紙搬送ローラに伝達すると共に、前記クラッチへの駆動パルス信号をＰＷＭ制御する制御部を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、前記用紙搬送ローラを回転可能な第１トルクよりも小さく、且つ、前記駆動源から前記用紙搬送ローラまでの駆動伝達機構の遊びを解消可能な第２トルクよりも大きい第３トルクが得られる駆動パルス信号を、前記用紙搬送ローラの回転開始時よりも、前記の駆動伝達機構の遊びによる応答時間の遅れ時間以上前から出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記用紙搬送ローラの回転速度が遅いほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動伝達機構の累積使用時間が長くなるほど、前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を長くする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙搬送ローラの回転開始前に、第３トルクが得られる駆動パルス信号を前記制御部が出力する時間を、前記回転伝達機構の遊びが解消される時間と、前記クラッチにおけるアーマチャーの吸引時間と、アーマチャー吸引後前記クラッチが第２トルクに達するまでの時間の合計時間以上とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動伝達機構の遊びは、前記駆動源から前記クラッチまでの駆動伝達機構のバックラッシュと、前記クラッチの内部のギアとアーマチャーの隙間と、シャフトと軸孔と隙間との集積である請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【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２０１２−１２１６７８（Ｐ２０１２−１２１６７８Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３７０７（Ｐ２０１０−２７３７０７）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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