(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の駆動系、シート搬送装置及び画像形成装置において、駆動源としてのモータに対する動作信号がオフになってから回転停止するまでの停止時間を短縮する。【解決手段】搬送モータ１９から入力される回転駆動を、断続手段としての電磁クラッチ１５〜１８を介して、負荷回転体である４つのローラ（中間ローラ、タイミングローラ、両面中間ローラ、両面出口ローラ）に伝達する駆動系を制御する制御装置である。電磁クラッチ１５〜１８を切断して各ローラを回転停止させ、その後、電磁クラッチ１５〜１８を再接続し、かつ、搬送モータ１９に対する動作信号をオンからオフにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から入力される回転駆動を断続手段を介して負荷回転体に伝達する駆動系の制御装置において、前記負荷回転体の回転状態から前記断続手段を切断して前記負荷回転体を回転停止させ、その後、前記断続手段を再接続し、かつ、前記駆動源に対する動作信号をオンからオフにするようにしたことを特徴とする駆動系の制御装置。
【請求項２】
前記駆動源に対する動作信号をオンからオフにする前に、前記断続手段を再接続することを特徴とする請求項１に記載の駆動系の制御装置。
【請求項３】
前記駆動源がその動作信号により正転と逆転が可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動系の制御装置。
【請求項４】
前記断続器の再接続後に前記駆動源を反転させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の駆動系の制御装置。
【請求項５】
前記断続手段を再接続した後、前記駆動源の停止後に前記断続手段を切断するようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の駆動系の制御装置。
【請求項６】
前記駆動源がブラシレスモータ、搬送駆動モータ又は搬送・転写駆動モータのいずれか１を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の駆動系の制御装置。
【請求項７】
前記断続器が、電磁クラッチ又は電磁ソレノイドを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の駆動系の制御装置。
【請求項８】
前記断続器が、画像形成装置の中間ローラを連結するクラッチ、タイミングローラを連結するクラッチ又は両面搬送ローラを連結するクラッチのいずれか１を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の駆動系の制御装置。
【請求項９】
前記負荷回転体が、画像形成装置の用紙搬送ローラ、中間ローラ、タイミングローラ又は両面搬送ローラのいずれか１を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の駆動系の制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１に記載の駆動系の制御装置を有するシート搬送装置。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか１に記載の駆動系の制御装置又は請求項１０のシート搬送装置を有する画像形成装置。
【請求項１２】
駆動源から入力される回転駆動を断続手段を介して負荷回転体に伝達する駆動系の制御方法において、前記負荷回転体の回転状態から前記断続手段を切断して前記負荷回転体を回転停止させ、その後、前記断続手段を再接続し、かつ、前記駆動源に対する動作信号をオンからオフにするようにしたことを特徴とする駆動系の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙等のシートを搬送する駆動系の制御装置と制御方法、当該装置を使用したシート搬送装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置では、給紙カセット内に積層状態で収納されている用紙を、一枚ずつ分離して取り出し、所定の搬送経路上を搬送し、電子写真方式で画像形成を行うプリンタエンジンに供給している。用紙をプリンタエンジンに供給する場合、その直前でタイミングローラによるタイミング動作で用紙と画像位置とを整合させるようにしている。
【０００３】
このような画像形成装置では、前記タイミングローラをはじめとして、定量的な動作が必要になる駆動系において、駆動源としてステッピングモータやＤＣブラシレスモータが使用されている。ステッピングモータは、制御装置から発せられたパルス数に正確に対応する量だけ回転するので定量駆動に適すが、電力消費量が大きいという欠点がある。このため、近年では特許文献１（特開２０１０−１３３９９０号公報）に記載のように電力消費量の少ない省エネ型のＤＣブラシレスモータが使用される傾向にある。
【０００４】
このＤＣブラシレスモータは、被駆動体としてのローラの回転量をエンコーダによって検知した結果に基づいて、モータの駆動量を調整することでローラを定量的に回転駆動し、同時にモータの駆動停止タイミングも決定する。
【０００５】
ブラシレスモータは、定着装置等の駆動原として使用した場合、ジャム発生時などで停止時間を短縮して急停止させるため、例えば特許文献２（特開２００５−１８１５０８号公報）のように、ブレーキ信号を用いることが知られている。
【０００６】
当該ブレーキ信号は、ＣＰＵとモータ制御ＩＣ間において、ドライブ信号やレディ信号と共に設けられる。このブレーキ信号をオンにすることでブレーキを指示すると、モータ制御用ＩＣはモータの駆動用励磁コイルをショート状態にしてブレーキをかける。これによりブラシレスモータが急停止する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述したブレーキ信号を用いる場合、モータに信号用の端子のほか、本体エンジンボードからのハーネスなどの部品が必要になり、コストアップになるという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献３（特開平０９−１７９３６０号公報）には、負荷回転体の停止精度向上のため、第１電磁クラッチのオフ作動でモータから切り離した第１負荷回転体を、第２電磁クラッチのオン作動によって、既に停止している第２負荷回転体と連結する技術が開示されている。第１負荷回転体を第２負荷回転体の静止慣性をブレーキとして利用することで停止時間を短縮するのである。しかし、新たな電磁クラッチ等の部品が必要になり、コストアップの問題は解消しない。
【０００９】
本発明は以上の課題に鑑み、従来の駆動系、シート搬送装置及び画像形成装置において、低コストで駆動源としてのモータの停止時間を短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、駆動源から入力される回転駆動を断続手段を介して負荷回転体に伝達する駆動系の制御装置において、前記負荷回転体の回転状態から前記断続手段を切断して前記負荷回転体を回転停止させ、その後、前記断続手段を再接続し、かつ、前記駆動源に対する動作信号をオンからオフにするようにしたことを特徴とする駆動系の制御装置である。
【００１１】
また、本発明は、駆動源から入力される回転駆動を断続手段を介して負荷回転体に伝達する駆動系の制御方法において、前記負荷回転体の回転状態から前記断続手段を切断して前記負荷回転体を回転停止させ、その後、前記断続手段を再接続し、かつ、前記駆動源に対する動作信号をオンからオフにするようにしたことを特徴とする駆動系の制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、断続手段を切断して負荷回転体を回転停止させ、その後、断続手段を再接続し、かつ、駆動源に対する動作信号をオンからオフにするようにしたので、回転停止した負荷回転体の静止慣性を駆動源に対してブレーキ負荷として作用させることができ、駆動源を短時間で停止させることができる。また、制御方法を変えればよいので低コストですむ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示すもので、（Ａ）は各駆動部品の概略配置図、（Ｂ）は１つの搬送モータから４つのローラ（中間ローラ、タイミングローラ、両面中間ローラ、両面出口ローラ）に至る駆動系を示す図である。
【図２】画像形成装置の制御装置を示すブロック図である。
【図３】搬送モータと電磁クラッチのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（画像形成装置とその駆動系）
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１（Ａ）（Ｂ）はシート搬送装置を備えた画像形成装置としての一般的なタンデム式のカラープリンタを示している。このタンデム式は例示であって、画像形成装置がカラープリンタ乃至タンデム式に限られないことは勿論である。
【００１５】
図１（Ａ）が画像形成装置の各駆動部品の概略配置を示し、図１（Ｂ）が搬送モータ１９から複数のギヤを介して４つのローラ２、３、９、１０に至るまでの駆動系を示している。ここでは、搬送モータ１９にＤＣブラシレスモータを使用する。この搬送モータ１９で、中間ローラ２、タイミングローラ３、両面中間ローラ９および両面出口ローラ１０の４つのローラを回転駆動する。しかし、本発明の駆動系の制御装置は、このような４つのローラの駆動系に限定的に適用されるものではないことは勿論である。
【００１６】
一般に、画像形成装置の用紙等のシートを搬送するシート搬送装置において、用紙を搬送するローラは、用紙に搬送力を与えるため、駆動ローラと従動ローラ間にバネ圧をかけた形で構成されている。間欠動作を行うローラは電磁クラッチを介してモータと連結されており、回転・停止動作は電磁クラッチのオン・オフ制御で行うようにしている。本実施形態においても、前記４つのローラ２、３、９、１０は駆動ローラと従動ローラの対の形で構成され、両ローラ間に図示しないバネによってバネ圧がかけられている。そして各ローラの回転・停止動作を、電磁クラッチ１５、１６、１７、１８のオン・オフ制御で行うようにしている。
【００１７】
図１（Ａ）（Ｂ）で太線矢印４１は、当該駆動系で用紙を搬送する搬送経路を示す。用紙は、用紙保持部５から、給紙ローラ１、中間ローラ２の順に搬送され、タイミングローラ対３のニップに突き当たり、用紙先端位置を補正される。当該先端補正後、用紙は図中矢印方向に従って、転写ローラ４、定着ローラ６を順に通り、排紙ローラ７から機外に排紙される。
【００１８】
用紙両面に印字する場合、用紙が排紙ローラ７から機外に完全に排紙される前に、排紙ローラ７を逆回転させると共に、図示しない反転爪で用紙経路を切り替える。これにより、用紙は両面入口ローラ８、両面中間ローラ９、両面出口ローラ１０を順に通過し、再びタイミングローラ対３に突き当たり、用紙先端位置を補正された後、転写ローラ４へと向かう経路を辿る。
【００１９】
手差し印字時は、手差し給紙ローラ１１を用いて給紙する。手差し給紙ローラ１１から給紙された用紙は、両面出口ローラ１０を通過し、タイミングローラ対３に突き当たり、以後、前述した経路を辿って機外に排紙される。
【００２０】
画像形成装置の中間高さ位置に、エンドレスベルトである中間転写ベルト１３が、テンションローラ４２と駆動ローラ４３の間に略水平に掛け渡されている。駆動ローラ４３が図示しない駆動モータによって時計方向に回転駆動されることで中間転写ベルト１３が矢示方向に周回移動する。
【００２１】
中間転写ベルト１３の上側に沿って、その移動方向の上流側から下流側に間隔を置いて、４つの作像カートリッジ（「ＯＡＩカートリッジ」と称される）１２ａ〜１２ｄが順に配設されている。これら作像カートリッジ１２ａ〜１２ｄは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー画像を電子写真プロセスによって作成する機能を有する。用紙に印字されなかったトナーはクリーニングブレード１４を用いて、作像カートリッジ１２ａ〜ｄの手前で回収される。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、中間ローラ２は、ギヤ２３〜２５と、中間ローラ２と同軸上に取り付けられた電磁クラッチ１５によって、搬送モータ１９と連結されている。搬送モータ１９と電磁クラッチ１５をオンにすると、搬送モータ１９の回転駆動がギヤ２３〜２５を介して中間ローラ２に伝達される。
【００２３】
タイミングローラ３は、ギヤ２０〜２２と、タイミングローラ対３と同軸上に取り付けられた電磁クラッチ１６によって、搬送モータ１９と連結されている。搬送モータ１９と電磁クラッチ１６をオンにすると、搬送モータ１９の回転駆動がギヤ２０〜２２を介してタイミングローラ対３に伝達される。
【００２４】
両面中間ローラ９は、ギヤ２３、２６〜３１、３３〜３７と、両面中間ローラ９と同軸上に取り付けられた電磁クラッチ１７によって、搬送モータ１９と連結されている。搬送モータ１９と電磁クラッチ１７をオンにすると、搬送モータ１９の回転駆動がギヤ２３、２６〜３１、３３〜３７を介して中間ローラ２に伝達される。
【００２５】
両面出口ローラ１０は、ギヤ２３、２６〜３２と、両面出口ローラ１０と同軸上に取り付けられた電磁クラッチ１８によって、搬送モータ１９と連結されている。搬送モータ１９と電磁クラッチ１８をオンにすると、搬送モータ１９の回転駆動がギヤ２３、２６〜３２を介して中間ローラ２に伝達される。
【００２６】
用紙搬送時、各ローラを動作させるため、４つの電磁クラッチ１５〜１８をオンにすることにより、搬送モータ１９の回転駆動が各ローラ２、３、９、１０に伝達される。用紙搬送後、各ローラ２、３、９、１０の電磁クラッチ１５〜１８をオフにすることで、各ローラ２、３、９、１０が回転停止される。
【００２７】
搬送モータ１９は、動作信号をオフにすることによって制御回転を止められる。搬送モータ１９は制御回転を止められた後も慣性回転をともなって所定量回転してから停止する。そのため、従来、搬送モータ１９を逆回転させる場合、モータ１９が完全に停止するのを待ってから逆回転動作をさせる必要があり、動作時間が長くなっていた。本実施形態では、後述するように、当該動作時間の短縮化を図る。
【００２８】
タイミングローラ対３の直近上流側に、タイミングセンサＳ１が配設されている。このタイミングセンサＳ１は用紙先端がタイミングローラ対３のニップに当接するタイミングを検知する。また、中間転写ベルト１３の駆動ローラ４３の上流側に画像センサＳ２が配設されている。この画像センサＳ２は、作像カートリッジ１２ａ〜１２ｄから中間転写ベルト１３上に転写されたトナー画像が転写ローラ４の転写ニップに到達するタイミングを検知する。
【００２９】
タイミングセンサＳ１と画像センサＳ２の信号は、図２に示すように、画像形成装置の制御装置４４に入力される。当該制御装置４４は、タイミングセンサＳ１と画像センサＳ２の信号等に基づいて、搬送モータ１９の動作信号のオン・オフと、４つの電磁クラッチ１５〜１８のオン・オフを制御する。
【００３０】
（駆動系の制御装置の作動）
次に、図３のタイミングチャートを参照して、前述した駆動系の制御装置と制御方法の作動について説明する。
前述した図２の制御装置４４から搬送モータ１９に対する動作信号が、図３の［１１］−［１２］の間、オン（正転動作）にされる。［１３］−［１４］の間は動作信号がオフである。［１５］−［１６］の間、搬送モータ１９に対する動作信号がオン（逆転動作）にされる。［１７］以降は動作信号がオフとされる。
【００３１】
図３の動作信号の［１１］−［１２］の間、搬送モータ１９が定速で正転する。搬送モータ１９の回転数のチャートでは［１］−［２］の間である。この間、電磁クラッチ１５〜１８は始め［２１］−［２２］の間でオフとなっているが、その後、［２３］−［２４］の間でオンとなる。電磁クラッチ１５〜１８がオンの間に、対応するローラ２、３、９、１０が回転し、所定の用紙搬送が行われる。その後、電磁クラッチ１５〜１８は［２５］−［２６］の間で再びオフとなる。この［２５］−［２６］の間で所定の用紙搬送を終えたローラ２、３、９、１０が完全に停止する。
【００３２】
前述したように、各ローラ２、３、９、１０は駆動ローラと従動ローラ間にバネ圧がかけられているので、電磁クラッチ１５〜１８をオンにして停止状態のローラ２、３、９、１０を立ち上げる時にローラ２、３、９、１０が負荷となる。従って、電磁クラッチ１５〜１８のオン・オフに対応して、搬送モータ１９の駆動トルクが高トルク（［３３］−［３４］の間）と低トルク（［３１］−［３２］、［３５］−［３６］の間）に変化する。
【００３３】
搬送モータ１９の動作信号が［１３］でオフになる直前に、電磁クラッチ１５〜１８の動作信号が［２７］で再びオンにされる。このクラッチオンのタイミングは、搬送モータ１９の動作信号が［１３］でオフになる前、オフと実質的に同時、或いは動作信号が［１３］でオフになってからモータ回転数が［３］でゼロになるまでの間であってもよい。電磁クラッチ１５〜１８のオン作動により、搬送モータ１９の負荷トルクは［３６］から［３７］に増大する。
【００３４】
搬送モータ１９の動作信号が［１３］−［１４］間でオフになることで、搬送モータ１９の正転回転数が［２］から［３］（ゼロ）に低減する。その後、搬送モータ１９の逆転の動作信号が［１５］で供給され、搬送モータ１９の逆転回転数が［４］から［５］に増大する。動作信号がオンの間、逆転回転数は［５］から［６］まで一定である。搬送モータ１９の動作信号が［１７］で再びオフにされると、逆転回転数が［６］から［７］（ゼロ）に低減する。
【００３５】
回転数が正転からゼロになって逆転を開始する時点［４］は、電磁クラッチ１５〜１８を［２７］−［２７’］の間で従来のようにオフにした場合の正転からゼロになって逆転を開始する時点［４’］と比べて、Ｔ１だけ早めることができる。また、搬送モータ１９の正転と逆転の動作を完了する時点［７］は、電磁クラッチ１５〜１８を［２７］−［２７’］の間で従来
のようにオフにした場合の完了する時点［７’］と比べて、Ｔ２だけ早めることができる。
【００３６】
搬送モータ１９が正転と逆転の動作を完了した時点［７］から時間Ｔ４後に、電磁クラッチ１５〜１８が［２９］でオフにされる。すなわち、搬送モータ１９が正転を完了した時点［３］から時間Ｔ３後に、電磁クラッチ１５〜１８が［２９］でオフにされる。
【００３７】
前述したように、用紙搬送後、搬送モータ１９が停止する前に、電磁クラッチ１５〜１８を再度オンにする。それにより、中間ローラ２、タイミングローラ３、両面中間ローラ９、両面出口ローラ１０が、それぞれ、搬送モータ１９に連結される。各ローラは既に停止しているので、停止状態のローラを搬送モータ１９に連結することで、各ローラの静止慣性が搬送モータ１９に対してブレーキ負荷として作用する。
【００３８】
各ローラの静止慣性によるブレーキ負荷が手伝って、搬送モータ１９は比較的短時間で停止する。その後、電磁クラッチ１５〜１８をオフにする。搬送モータ１９が停止するまでの時間は、各ローラのブレーキ負荷を作用させない場合に比べて、大幅に短縮化することが出来る。従って、追加部品を用いることなく、搬送モータ１９を逆回転させるまでの動作時間を大幅に短縮化することが出来る。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００４０】
例えば、前記実施形態では、搬送モータ１９を逆転駆動して停止させるまで電磁クラッチ１５〜１８を連続してオンにした。しかし、当該電磁クラッチに対応するローラ２、３、９、１０の必要な回転駆動が完了した後に電磁クラッチ１５〜１８をいったんオフにしてもよい。
【００４１】
そして対応するローラが回転停止した後、搬送モータ１９の逆転動作信号をオフにする直前に当該電磁クラッチを再接続する。こうすることで、搬送モータ１９が正転停止するまでの時間短縮と同様に、逆転停止するまでの時間短縮を図ることができる。
【００４２】
また、搬送モータ１９は、一方向回転のみ可能な形式でもよく、またＤＣブラシレスモータ以外のモータで構成してもよい。
【００４３】
本発明の適用は、４つのローラを回転駆動する搬送モータ１９と各ローラの電磁クラッチの制御に限らない。例えば中間転写ベルト１３などを駆動する搬送駆動モータとその断続手段や、転写ローラ４のように搬送と転写を行うローラを駆動する搬送・転写駆動モータとその断続手段に適用してもよい。
【００４４】
また、断続手段は、電磁クラッチや電磁ソレノイドを有するものは勿論、電磁クラッチや電磁ソレノイドを使用しない、他の形式の断続手段を有するものでもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１：給紙ローラ                                ２：中間ローラ
３：タイミングローラ                          ４：転写ローラ
５：用紙保持部                                ６：定着ローラ
７：排紙ローラ                                ８：両面入口ローラ
９：両面中間ローラ                          １０：両面出口ローラ
１１：給紙ローラ                  １２ａ〜１２ｄ：作像カートリッジ
１３：中間転写ベルト                        １４：クリーニングブレード
１５〜１８：電磁クラッチ                    １９：搬送モータ
２０〜２５：ギヤ                            ４２：テンションローラ
４３：駆動ローラ                            ４４：制御装置
Ｓ１：タイミングセンサ                      Ｓ２：画像センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開２０１０−１３３９９０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１５０８号公報
【特許文献３】特開平０９−１７９３６０号公報
【図１】
2015014680.tif 000003
【図２】
2015014680.tif 000004
【図３】
2015014680.tif 000005