(57)【要約】【課題】クラッチ連結時の急激な負荷変動を軽減して、高トルクのステッピングモータを使用せずに、ステッピングモータの脱調現象を防ぐようにした画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置が、用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータ１０１と、ステッピングモータ１０１の駆動力を搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ４０６と、クラッチ４０６による前記伝達の伝達度合いを漸増させるＰＷＭ制御部４０５とを有する。【選択図】      図２
2004238157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段と、
前記クラッチ手段による前記伝達の伝達度合いを漸増させる漸増手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、ステッピングモータ等の駆動源の駆動力をクラッチなどの駆動力伝達装置により記録紙搬送系へ伝達する構成の画像形成装置に関する。
【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経由して、紙搬送路上の複数の搬送ローラを駆動するようにした紙搬送装置が、広く用いられていた。この紙搬送装置では、電磁クラッチの開閉により紙搬送ローラの動作を制御し、これによって紙搬送制御を実現していた。
【０００３】
近年、画像形成装置において処理の高速化のニーズが高まり、これに伴って紙搬送系における紙搬送速度の高速化が求められるようになった。
【０００４】
しかし、従来の電磁クラッチを用いて搬送ローラの駆動をオン・オフする紙搬送装置では、電磁クラッチの応答速度が遅く、これが紙搬送の高速化の妨げになっていた。
【０００５】
ところで一方、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である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。
【０００６】
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モータ、つまり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を基本角度だけ回転させることができる。
【０００７】
そのため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、フィードバック制御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、コストの面で有利である。
【０００８】
そこで、複写機等の画像形成装置においても、紙搬送系の駆動源としてステッピングモータを搬送ローラの数だけ使用し、電磁クラッチを介さずに搬送ローラを駆動することが行われている。しかし、上記のステッピングモータを使用した従来の複写機では、搬送ローラの数だけステッピングモータを備える必要があるので、搬送ローラの数が増すにつれて、備えねばならないステッピングモータの数が増え、駆動源にかかわるコストが増大するという問題があった。
【０００９】
こうした問題を回避するために、１つのステッピングモータの駆動力を、クラッチなどを介して複数の搬送ローラへ伝達する構成の複写機が存在する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで一般に、ステッピングモータは小型かつ安価である反面、サーボモータと異なり、パルス信号の入力に対し、回転子の回転が同期できなくなる現象が発生する。これを脱調現象と呼ぶ。一般に、脱調現象は、ステッピングモータに入力されるパルス信号のパルスレートに対し、過負荷の状態であるときに発生しやすい。
【００１１】
そのため、１つのステッピングモータの駆動力を、クラッチを介して複数の搬送ローラへ伝達する構成の上記従来の複写機において、紙搬送中に高速度にクラッチ連結を行うと過負荷状態に陥り、このため、ステッピングモータが脱調現象を起こしすいという問題があった。
【００１２】
また、こうした脱調現象の発生を避けるために、高トルクのステッピングモータを使用することも考えられるが、これはコスト高を招くことになる。
【００１３】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、クラッチ連結時の急激な負荷変動を軽減して、高トルクのステッピングモータを使用せずに、ステッピングモータの脱調現象を防ぐようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、前記搬送ローラを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段と、前記クラッチ手段による前記伝達の伝達度合いを漸増させる漸増手段とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態の構成を示す内部構成図である。この画像形成装置はディジタル複写機である。
【００１７】
この画像形成装置は、記録紙に原稿画像を印刷して出力する装置である本体画像出力部１０と、原稿から画像データを読み取る装置である本体画像入力部１１と、本体画像入力部１１の上部に装着された自動原稿送り装置１２と、本体画像出力部１０から排出されるコピー記録媒体を複数のビンに仕分けして排出するためのソータ１３とを備えている。
【００１８】
原稿は、自動原稿送り装置１２によって本体画像入力部１１に送られ、本体画像入力部１１のＣＣＤ２６により読み取られて画像データとなる。画像データは、必要な画像処理が行われた後、画像メモリ（図示せず）に蓄えられる。その画像データは本体画像出力部１０に転送され、該画像データに基づいて画像形成が行われ、記録紙に転写される。この記録紙はソータ１３に排出される。
【００１９】
本体画像入力部１１は光源２１を備え、光源２１は、本体画像入力部１１の上面の原稿台に積載された原稿を照射する。また光源２１は、光学系モータ（図示せず）から駆動力により、図１での左右方向に往復移動され、原稿面を副走査方向に順に照射する。光源２１からの光は原稿により反射され、ミラー２２、２３、２４及びレンズ２５を介してＣＣＤ２６に送られる。またミラー２２、２３、２４は光源２１と一体的に移動される。ＣＣＤ２６は、光を電気信号に変換する素子により構成されており、この素子の働きにより光学像を電気信号に変換する。この電気信号（アナログ信号）はディジタル信号（画像データ）に変換される。
【００２０】
読み込まれた原稿の画像データは、種々の画像補正処理を施された後、画像メモリに蓄積される。
【００２１】
本体画像出力部１０では、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再変換し、さらに露光制御部２８により適正な出力値に増幅され、光学照射部２７によりレーザ光に変換される。そのレーザ光はレンズ２９及びミラー３０を介して感光ドラム３１上に照射され、静電による潜像が形成される。この潜像はトナー画像に変換され、本体画像出力部１０内を搬送されてくる記録紙上に転写される。この記録紙は、定着ローラ３２によりトナーの定着が行われて画像データが記録され、ソータ１３に送られる。
【００２２】
ソータ１３は、本体画像出力部１０から出力された記録紙を複数の排紙トレイ３３のいずれかに仕分けして排紙するための装置である。排紙トレイ３３は本体制御部（図示せず）により制御され、記録紙がユーザの指示した排紙トレイに排出される。
【００２３】
画像形成装置本体の下部には給紙トレイ３４、３５があり、記録紙を所定量蓄積しておくことが可能である。制御部からの制御により、給紙トレイ３４、３５に蓄積された記録紙が本体画像出力部１０へ搬送され、画像出力が行われる。また本体画像出力部１０の図１における右側には給紙デッキ３６が設置され、これには記録紙が大量に蓄積され得る。給紙デッキ３６も、給紙トレイ３４、３５と同様に、制御部からの制御により、記録紙を本体画像出力部１０へ搬出する。
【００２４】
本体画像出力部１０の図１における右側にはまた、手差しトレイ３７が設置される。手差しトレイ３７は、操作者が少数の任意種類のコピー記録媒体を比較的容易に給紙するための装置である。またこの手差しトレイ３７は、ＯＨＰシートや厚紙、はがきサイズ紙などの特殊な記録媒体を給紙するためにも使用される。
【００２５】
搬送ローラ３８、３９、４０、４１、４２は記録紙を搬送するためのローラであり、各ローラは画像形成処理の際、記録紙を給紙、搬送する役割を担っている。搬送ローラ３８、３９、４０、４１、４２の各々は、駆動源としてステッピングモータを用い、複数の搬送ローラが１つのステッピングモータによって駆動されるとともに、その一部とステッピングモータとの間にはクラッチが介在する。なお、感光ドラム３１及び定着ローラ３２はＤＣブラシレスモータで構成される。
【００２６】
ところで、感光ドラム３１および定着ローラ３２の回転速度はプロセススピードと呼ばれ、このプロセススピードは、トナーの形状や定着特性、レーザの発光特性などによって決定され、各画像形成装置特有の速度となっており、そのために可変制御は行われない。そこで、感光ドラム３１および定着ローラ３２をそれぞれ駆動するモータには、厚紙を搬送するのに十分なトルクを持つＤＣブラシレスが選択される。それに対し、搬送ローラ３８、３９、４０、４１、４２は、記録媒体の給紙および搬送動作のみを行っていて、感光ドラム３１または定着ローラ３２で記録紙に対して転写または定着が行われていない場合は、給紙および搬送を出来るだけ高速に行い、搬送路上での記録紙間の距離を出来るだけ短く制御して、画像形成装置としてのプロダクティビティを向上させたいという要求がある。こうした要求を満たすべく、搬送ローラ３８、３９、４０、４１、４２を駆動するステッピングモータ及びクラッチが、以下のように動作制御される。
【００２７】
図２は、ステッピングモータ及びクラッチの動作制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。
【００２８】
１０１がステッピングモータ（Ｍ）、４０６がクラッチ（ＣＬ）であり、ステッピングモータ１０１には駆動回路４０３から駆動電流が供給され、駆動回路４０３及びクラッチ４０６は、ＣＰＵ４０２によって動作制御される。ＣＰＵ４０２にはセンサ４０９、ＲＯＭ４０７、及びＲＡＭ４０８が接続される。センサ４０９は、搬送路の途中に設けられ、搬送路を通過する記録紙の先端や後端を検出するセンサであり、実際には複数存在する。
【００２９】
ＲＯＭ４０７は不揮発性の記憶装置であり、モータ制御プログラムを格納しており、モータ制御プログラムをＣＰＵ４０２が実行することによって、回転速度可変制御部４１２及びＰＷＭ制御部４０５という各機能が実現される。ＲＡＭ４０８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。
【００３０】
なお、近年はＲＯＭとＲＡＭとを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を使用する場合、ＲＯＭ４０７とＲＡＭ４０８は省略可能である。
【００３１】
駆動回路４０３は、定電流チョッピング制御を行うハードウェア回路で構成されており、回転速度可変制御部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１０１に供給する電流をＯＮ／ＯＦＦするとともに、ステッピングモータ１０１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１０１に電流を供給する。また、駆動回路４０３内には、前記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、電流設定回路４１１は、少なくとも２段階に電流設定値を可変制御する。すなわち、ステッピングモータ１０１の回転時における電流設定値と、ステッピングモータ１０１が停止している時に外力によって、相励磁信号が指示する相とステッピングモータ１０１の実際の相とがずれないようにホールドするための電流設定値とを異なる値に設定し、一般的には、ホールド時は回転時よりも電流設定値を低くすることで、昇温問題の解消や消費電力の削減を図る。
【００３２】
ＰＷＭ制御部４０５は、クラッチ４０６を駆動するための電流をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。このＰＷＭ制御について、図３及び図４を参照して以下に説明する。
【００３３】
図３は、クラッチ４０６に印加される供給電圧（２４Ｖ）の波形を示す図である。
【００３４】
クラッチ４０６に印加される供給電圧は、ＰＷＭ制御部４０５によってＰＷＭ制御され、一定周期を保持しながら、ＯＮ区間がＯＦＦ区間に比べ、徐々に長くなるようにされる。こうした電圧を供給されたクラッチ４０６による連結動作により、ステッピングモータ１０１の駆動力が搬送ローラへ徐々に伝達させていく。
【００３５】
図４は、このようにＰＷＭ制御された供給電圧がクラッチ４０６に印加されたときの搬送ローラの速度変化を示す図である。
【００３６】
搬送ローラは、図４からわかるように、連結開始時点から徐々にスピードアップしていき、最終的にはステッピングモータ１０１の回転速度と同じになる。
【００３７】
このように、ステッピングモータ１０１と搬送ローラとの連結時に、クラッチ４０６をＰＷＭ制御して、ステッピングモータ１０１の駆動力を搬送ローラへ徐々に伝達していくことにより、ステッピングモータ１０１の負荷変動を小さくしつつ、搬送ローラを目標速度まで加速することができる。
【００３８】
次に、クラッチ４０６のＰＷＭ制御を含む用紙搬送制御について説明する。
【００３９】
本実施の形態の画像形成装置では、記録紙の搬送や給紙を出来るだけ高速に行うとともに、搬送路における複数の記録紙間の距離を出来るだけ短く制御することで、画像形成装置としてのプロダクティビティを向上させるようにする。そのためには、最適な紙間を確保する必要があり、搬送ローラの停止、駆動が頻繁に行われることになる。以下の説明では、記録紙の両面印刷を行う際に使用する画像形成装置内の搬送路である両面パスにおける複数の搬送ローラを例にとって、これらの搬送ローラを駆動するステッピングモータ、クラッチの動作制御を説明する。
【００４０】
図５は、図１に示す画像形成装置のうち両面印刷を行う際に使用する構成部分を主に示す図である。
【００４１】
両面パス５００において、搬送ローラ５０１、５０２、５０３、５０４（図１の搬送ローラ３８，４２の一部に対応）は１つのステッピングモータ（Ｍ）５０５（図２のステッピングモータ１０１に対応）により駆動される。なお、搬送ローラ５０４はクラッチ５０６（図２のクラッチ４０６に対応）を介してステッピングモータ５０５に接続され、ステッピングモータ５０５からの駆動力は、クラッチ５０６によって伝達および遮断される。また、センサ５０７、５０８、５０９（図２のセンサ４０９に対応）は、搬送路上を移動する記録紙の先端または後端を検知する。
【００４２】
また、両面印刷時における記録紙の搬送は、両面パス５００からの給紙と給紙カセット５１０からの給紙とを交互に行うようにする。
【００４３】
図６〜図８は、図５と構成は同じで、記録紙の搬送路上の位置がそれぞれ異なる両面パス５００周辺の図である。これらを参照しながら、以下のようにステッピングモータ及びクラッチの動作制御を説明する。
【００４４】
図９は、両面パスにおける複数の搬送ローラを駆動するステッピングモータ及びクラッチの動作制御の手順を示すフローチャートである。なお以下の説明におけるＳ９０１〜Ｓ９１１は、図９のフローチャートのステップ番号を示す。
【００４５】
まず図６を参照して、記録用紙６０１の先端がセンサ５０７を通過したか否かを判断する（Ｓ９０１）。センサ５０７を通過したならば、先に搬送されている記録紙が存在するか否かを判断する（Ｓ９０２）。先行する記録紙が存在しない場合には、紙間制御が必要無いので、すぐに両面パス５００からの給紙動作を行う（Ｓ９０３）。図６に示すように、先に搬送されている記録紙６０２が存在する場合には、ステップＳ９０４へ進んで、以下のような紙間制御を行う。
【００４６】
ステップＳ９０４では、記録用紙６０１と先行する記録紙６０２との間隔Ｌを算出する。この算出は、搬送する記録紙の長さ、センサ５０７、５０８、５０９からの検出情報、両面パス５００の長さを基に、先行する記録紙６０２の後端がどの位置にあるかを認識し、紙間Ｌを求める。次に、紙間Ｌが所定の最小紙間Ｌｓ以上であるか否か、すなわち、記録紙６０１の給紙が可能か否かを判断する（Ｓ９０５）。最小紙間Ｌｓは、記録のサイズ、種別、プリントモード等により、あらかじめ決定される。このときＬ＜Ｌｓであれば、すなわち給紙が不可能であれば、図７に示すように、記録紙（自紙）６０１の先端を両面待機位置７０１にて停止させる（Ｓ９０６）。この停止を行うため、クラッチ５０６による連結を解除し、搬送ローラ５０８の回転を停止させる。
【００４７】
一方、Ｌ≧Ｌｓであれば、すなわち給紙が可能であれば、センサ５０９からの検出情報を基に、先行する記録紙６０２が搬送ローラ５０１を通過し終えているか否かを判断する（Ｓ９０７）。この判断は、センサ５０９が記録紙６０２の先端を検出した時点からの経過時間と、用紙サイズと、搬送速度とに基づいて、記録紙６０２の後端の現在位置を推測することによって行う。
【００４８】
ステップＳ９０７で、先行する記録紙６０２が、図８に示すように搬送ローラ５０１を通過し終えていると判断された場合、ステップＳ９１０へ進んで、搬送ローラ５０１〜５０４の回転を停止しても先行記録紙６０２の搬送に何ら問題がないので、ステッピングモータ５０５の回転を一旦停止させてクラッチ５０６による連結を行わせた後、ステッピングモータ５０５を再スタートさせ、記録紙６０１の給紙動作を行う（ステッピングモータ５０５が回転していない場合は、クラッチ５０６による連結を行わせた後、ステッピングモータ５０５をスタートさせる）。
【００４９】
一方、ステップＳ９０７で、先行する記録紙６０２が、図７に示すように搬送ローラ５０１を通過し終えていないと判断された場合、ステップＳ９０８へ進んで、記録紙（自紙）６０１が両面待機位置７０１で停止している状態であるか否かを判断する。停止していない場合には、そのまま給紙動作を行う（Ｓ９１０）。記録紙（自紙）６０１が両面待機位置７０１で停止している状態である場合には、記録紙（自紙）６０１の給紙を開始したいが、搬送ローラ５０１の回転を継続する必要があるので、ステッピングモータ５０５を一旦停止させてクラッチ５０６による連結を行わせることができない。そのため、ここでクラッチ５０６に対して、前述の図３に示すＰＷＭ制御を行った電圧を印加する（Ｓ９０９）。これによって、ステッピングモータ５０５の駆動力が徐々に搬送ローラ５０４へ伝達され、給紙が行われる。なお、クラッチ５０６を連結し始めるタイミングは、搬送速度が本来の速度に上がるまでの時間Ｔを考慮して、所定時間Ｔ分だけ早く行う。つまり、完全連結までに記録紙が進む距離をＬｃ、搬送速度をＶとしたとき、紙間Ｌが、Ｌ＝Ｌｓ＋Ｔ・Ｖ−Ｌｃとなるときに、クラッチ５０７の連結をＰＷＭ制御し始めるように制御する。
【００５０】
ステップＳ９１１では、現在搬送されている記録紙（自紙）が最終紙であるか否かを判断する。最終紙である場合には本制御動作を終了し、最終紙でない場合には、ステップＳ９０１に戻って最終紙になるまで制御動作を行う。
【００５１】
このように、記録紙の搬送において１つのステッピングモータ５０５が複数の搬送ローラ５０１〜５０４を駆動している画像形成装置において、搬送ローラ５０１〜５０３を動作させつつ、搬送ローラ５０４をクラッチ５０６を介して動作させるような構成の場合に、上記のようなＰＷＭ制御によるクラッチ連結を行うと、ステッピングモータ５０５に対する急激な負荷変動を低減させることができるので、ステッピングモータ５０５の脱調現象を防ぐことができる。また、クラッチ連結によるトルク変動を考慮して高トルクのステッピングモータを使用する必要がなくなり、搬送ローラの駆動系のコストを削減することが可能になる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態を説明する。
【００５３】
第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じである。そのため、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の参照符号を付してその説明を省略し、異なる部分だけを説明する。
【００５４】
図１０は、第２の実施の形態におけるステッピングモータ及びクラッチの動作制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。
【００５５】
第２の実施の形態では、ＲＯＭ４０７に格納されるモータ制御プログラムをＣＰＵ４０２が実行することによって、回転速度可変制御部４２１及びクラッチ制御部４２２という各機能が実現される。回転速度可変制御部４２１は、第１の実施の形態における回転速度可変制御部４１２と同様に、駆動回路４０３に相励磁信号を出力するが、それとともに、ステッピングモータ１０１の回転速度を、所定の制御シーケンスに従い変更する。また、クラッチ制御部４２２は、クラッチ４０６を駆動制御するための電流をクラッチ４０６へ出力する。この回転速度可変制御部４２１によって行われる、クラッチ連結時のステッピングモータ１０１の回転速度制御の要点を、図１１を参照して次に説明する。
【００５６】
図１１は、クラッチ４０６の連結時におけるステッピングモータ１０１の回転速度を示した図である。
【００５７】
クラッチ連結時のステッピングモータ１０１の回転速度制御では先ず、記録紙の搬送中に、センサ４０９からの検出信号などに基づき、クラッチ４０６が連結する時点であるクラッチ連結ポイントを予測する。そして、該クラッチ連結ポイントよりも所定時間前のクラッチ連結前ポイントにおいて、ステッピングモータ１０１の回転速度を搬送速度Ａからクラッチ連結速度Ｂへ減速を開始する。このとき、クラッチ連結ポイントより前の時点でクラッチ連結速度Ｂに達するように減速する。そして、クラッチ連結速度Ｂに達したらクラッチ４０６の連結を行い、その後、ステッピングモータ１０１の回転速度をリカバリ速度Ｃへ向けて加速する。搬送速度Ａよりも遅い速度でステッピングモータ１０１を回転させている期間での紙搬送の遅れ分を、搬送速度Ａよりも速い速度でステッピングモータ１０１を回転させている期間においてリカバリするべく、ステッピングモータ１０１の回転速度をリカバリ速度Ｃで動作させた後、通常の搬送速度Ａに戻すようにする。
【００５８】
つぎに、第２の実施の形態におけるステッピングモータ及びクラッチの動作制御を、図１２及び図１３を参照して説明する。
【００５９】
図１２及び図１３は、第２の実施の形態におけるステッピングモータ１０１及びクラッチ４０６の動作制御の手順を示すフローチャートである。なお以下の説明におけるＳ３０１〜Ｓ３１９は、図１２及び図１３のフローチャートのステップ番号を示す。なお以下の説明では適宜、第１の実施の形態の図６及び図７を参照する。
【００６０】
まず図６を参照して、記録用紙６０１の先端がセンサ５０７を通過したか否かを判断する（Ｓ３０１）。センサ５０７を通過したならば、先に搬送されている記録紙が存在するか否かを判断する（Ｓ３０２）。先行する記録紙が存在しない場合には、紙間制御が必要無いので、すぐに両面パス５００からの給紙動作を行う（Ｓ３０３）。図６に示すように、先に搬送されている記録紙６０２が存在する場合には、ステップＳ３０４へ進んで、以下のような紙間制御を行う。
【００６１】
ステップＳ３０４では、記録用紙６０１と先行する記録紙６０２との間隔Ｌを算出する。この算出は、搬送する記録紙の長さ、センサ５０７、５０８、５０９からの検出情報、両面パス５００の長さを基に、先行する記録紙６０２の後端がどの位置にあるかを認識し、紙間Ｌを求める。次に、紙間Ｌが所定の最小紙間Ｌｓ以上であるか否か、すなわち、記録紙６０１の給紙が可能か否かを判断する（Ｓ３０５）。最小紙間Ｌｓは、記録のサイズ、種別、プリントモード等により、あらかじめ決定される。このときＬ＜Ｌｓであれば、すなわち給紙が不可能であれば、図７に示すように、記録紙（自紙）６０１の先端を両面待機位置７０１にて停止させる（Ｓ３０６）。この停止を行うため、クラッチ５０６による連結を解除し、搬送ローラ５０８の回転を停止させる。
【００６２】
一方、Ｌ≧Ｌｓであれば、すなわち給紙が可能であれば、記録紙（自紙）６０１の先端を両面待機位置７０１にて停止しているか否かを判断する（Ｓ３０７）。停止していない場合には、そのまま給紙動作を行う（Ｓ３０３）。停止している場合には、現在時点がクラッチ連結前ポイント（時点）に達したか否かを判断し（Ｓ３０８）、達したならば、前述のステッピングモータの速度制御を行い、ステッピングモータ１０１の回転速度をクラッチ連結速度Ｂ（低速）に向けて減速する（Ｓ３０９）。そして、ステッピングモータ１０１の回転速度がクラッチ連結速度Ｂに到達したか否かを判断し（Ｓ３１０）、到達したら、クラッチ４０６の連結を行い、搬送ローラ５０４に給紙動作を行わせる（Ｓ３１１）。このとき、先行する記録紙６０２が、他のステッピングモータによって駆動される搬送ローラに達しているときには、該他のステッピングモータも低速（クラッチ連結速度Ｂ）にする。
【００６３】
クラッチ連結がされ、リカバリの準備が完了したか否かを判別し（Ｓ３１２）、完了していれば、ステッピングモータ１０１の回転速度をリカバリ速度Ｃ（高速）に向けて加速する（Ｓ３１３）。そして、ステッピングモータ１０１の回転速度がリカバリ速度Ｃまで到達したか否かを判断し（Ｓ３１４）、到達したならばリカバリ速度Ｃのままで記録紙を所定距離搬送する（Ｓ３１５）。この所定距離は、図１１における搬送速度Ａ以下の斜線部分Ｈ１の面積と搬送速度Ａ以上の斜線部分Ｈ２の面積とが等しくなるように設定される。なお、先行する記録紙６０２が、他のステッピングモータによって駆動される搬送ローラに達しているときには、該他のステッピングモータも高速（リカバリ速度Ｃ）にする。
【００６４】
つぎに、リカバリが完了したか否かを判断する（Ｓ３１６）。リカバリが完了したならば、ステッピングモータ１０１の回転速度を本来の搬送速度Ａに向けて減速する（Ｓ３１７）。なお、先行する記録紙６０２が、他のステッピングモータによって駆動される搬送ローラに達しているときには、該他のステッピングモータも搬送速度Ａに減速する。ステッピングモータ１０１の回転速度が搬送速度Ａへ到達したことを確認後（Ｓ３１８でＹＥＳ）、ステップＳ３１９で、現在搬送されている記録紙が最終紙であるか否かを判断する。最終紙であった場合には本動作制御を終了し、最終紙でない場合には、ステップＳ３０１へ戻って最終紙になるまで動作制御を行う。
【００６５】
このように、第２の実施の形態でも、記録紙の搬送において１つのステッピングモータ５０５が複数の搬送ローラ５０１〜５０４を駆動している画像形成装置において、搬送ローラ５０１〜５０３を動作させつつ、搬送ローラ５０４をクラッチ５０６を介して動作させるような構成の場合に、上記のようにステッピングモータ５０５の回転速度を減速した上でクラッチ連結を行うと、ステッピングモータ５０５に対する急激な負荷変動を低減させることができるので、ステッピングモータ５０５の脱調現象を防ぐことができる。また、クラッチ連結によるトルク変動を考慮して高トルクのステッピングモータを使用する必要がなくなり、搬送ローラの駆動系のコストを削減することが可能になる。
【００６６】
さらに第２の実施の形態では、クラッチ連結後、ステッピングモータ５０５の回転速度の減速による記録紙搬送の遅れを取り戻すべく、ステッピングモータ５０５の回転速度を加速させることにより、画像形成装置全体としてのパフォーマンスを落とすことがない。
【００６７】
［他の実施の形態］
上記の第１及び第２の実施の形態では、本発明を画像形成装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は、パルスモータと、パルスモータから伝達される駆動力に従い駆動される少なくとも１つの被駆動手段と、パルスモータの駆動力を被駆動手段の少なくとも１つに対して連結及び分離を行う分離連結手段とを備えた駆動力伝達装置にも適用可能である。
【００６８】
また、本発明の目的は、前述の各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００６９】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７０】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００７１】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記の各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００７２】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００７３】
以上のように、本発明の各種の実施の形態を示して説明したが、以下に本発明の実施態様の例を列挙する。
【００７４】
〔実施態様１〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段と、
前記クラッチ手段による前記伝達の伝達度合いを漸増させる漸増手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００７５】
〔実施態様２〕  前記クラッチ手段は、所定電圧の供給で前記伝達を実行し、該所定電圧の供給遮断で前記伝達を中止する駆動力伝達装置であり、
前記漸増手段は、前記所定電圧の供給と供給遮断とを１サイクルとする所定周期を持った所定電流を前記駆動力伝達装置に供給するとともに、前記所定電圧の供給期間を０から開始して、前記所定電圧の供給遮断期間に比べて漸増させ、最後に該供給遮断期間を０にすることを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【００７６】
〔実施態様３〕  前記搬送ローラは、前記ステッピングモータの駆動力を前記クラッチ手段を介さずに伝達される第１の搬送ローラと、前記ステッピングモータの駆動力を前記クラッチ手段を介して伝達される第２の搬送ローラとを含み、
前記画像形成装置は、
前記用紙の搬送位置を検出する用紙位置検出手段と、
前記用紙位置検出手段によって検出された前記用紙の搬送位置に基づき、前記第１の搬送ローラの回転を停止できるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記第１の搬送ローラの回転を停止できないと判断された場合に、前記漸増手段を作動させる制御手段と
を更に有することを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【００７７】
〔実施態様４〕  パルス信号の入力に従い駆動するパルスモータと、
前記パルスモータから伝達される駆動力に従い駆動される少なくとも１つの被駆動手段と、
前記パルスモータの駆動力を前記被駆動手段の少なくとも１つに対して連結及び分離を行う分離連結手段と、
前記分離連結手段による前記連結の連結度合いを漸増させる漸増手段と
を有することを特徴とする駆動力伝達装置。
【００７８】
〔実施態様５〕  前記分離連結手段は、所定電圧の供給で前記伝達を実行し、該所定電圧の供給遮断で前記伝達を中止する駆動力伝達装置であり、
前記漸増手段は、前記所定電圧の供給と供給遮断とを１サイクルとする所定周期を持った所定電流を前記駆動力伝達装置に供給するとともに、前記所定電圧の供給期間を０から開始して、前記所定電圧の供給遮断期間に比べて漸増させ、最後に該供給遮断期間を０にすることを特徴とする実施態様４に記載の駆動力伝達装置。
【００７９】
〔実施態様６〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、
前記搬送ローラを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段と、
前記クラッチ手段による前記連結を行うとき、前記ステッピングモータの駆動速度を通常速度よりも低下させる制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００８０】
〔実施態様７〕  前記制御手段は、前記ステッピングモータの駆動速度を低下させたことによって発生する前記用紙の搬送遅れを、前記クラッチ手段による前記連結の完了後に前記ステッピングモータの駆動速度を前記通常速度よりも上昇させることによって取り戻す回復手段を含むことを特徴とする実施態様６に記載の画像形成装置。
【００８１】
〔実施態様８〕  パルス信号の入力に従い駆動するパルスモータと、
前記パルスモータから伝達される駆動力に従い駆動される少なくとも１つの被駆動手段と、
前記パルスモータの駆動力を前記被駆動手段の少なくとも１つに対して連結及び分離を行う分離連結手段と、
前記分離連結手段による前記連結を行うとき、前記パルスモータの駆動速度を低下させる制御手段と
を有することを特徴とする駆動力伝達装置。
【００８２】
〔実施態様９〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段とを備えた画像形成装置に適用される駆動力伝達方法において、
前記クラッチ手段による前記伝達の伝達度合いを漸増させる漸増ステップ
を有することを特徴とする駆動力伝達方法。
【００８３】
〔実施態様１０〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段とを備えた画像形成装置に適用される駆動力伝達方法において、
前記クラッチ手段による前記連結を行うとき、前記ステッピングモータの駆動速度を通常速度よりも低下させる制御ステップ
を有することを特徴とする駆動力伝達方法。
【００８４】
〔実施態様１１〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段とを備えた画像形成装置に適用される駆動力伝達方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記駆動力伝達方法が、
前記クラッチ手段による前記伝達の伝達度合いを漸増させる漸増ステップ
を有することを特徴とするプログラム。
【００８５】
〔実施態様１２〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段とを備えた画像形成装置に適用される駆動力伝達方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記駆動力伝達方法が、
前記クラッチ手段による前記連結を行うとき、前記ステッピングモータの駆動速度を通常速度よりも低下させる制御ステップ
を有することを特徴とするプログラム。
【００８６】
〔実施態様１３〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段とを備えた画像形成装置に適用される駆動力伝達方法をプログラムとして記憶した、コンピュータにより読み出し可能な記憶媒体において、
前記駆動力伝達方法が、
前記クラッチ手段による前記伝達の伝達度合いを漸増させる漸増ステップ
を有することを特徴とする記憶媒体。
【００８７】
〔実施態様１４〕  用紙を搬送する少なくとも１つの搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動力を前記搬送ローラの少なくとも１つに伝達するためのクラッチ手段とを備えた画像形成装置に適用される駆動力伝達方法をプログラムとして記憶した、コンピュータにより読み出し可能な記憶媒体において、
前記駆動力伝達方法が、
前記クラッチ手段による前記連結を行うとき、前記ステッピングモータの駆動速度を通常速度よりも低下させる制御ステップ
を有することを特徴とする記憶媒体。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、クラッチ連結時にＰＷＭ制御によって、ステッピングモータの駆動力を搬送ローラに徐々に連結していくようにする。つまり半クラッチ状態を持ちながら、クラッチ連結を行うことにより、クラッチ連結する際、ステッピングモータに与える急激な負荷変動を低減させることができるので、ステッピングモータの脱調現象を防ぐことができる。また、クラッチ連結によるトルク変動を考慮しての高トルクのモータを使用する必要がなくなり、駆動系のコストを削減することが可能になる。
【００８９】
また、クラッチ連結が行われる際に、クラッチ連結位置よりも所定位置前にステッピングモータの駆動回転速度を低速にして、その速度でクラッチ連結を行う。これにより、クラッチ連結する際、ステッピングモータに与える急激な負荷変動を低減させることができるので、ステッピングモータの脱調現象を防ぐことができる。また、クラッチ連結によるトルク変動を考慮しての高トルクのモータを使用する必要がなくなり、駆動系のコストを削減することが可能になる。さらに、クラッチ連結後、低速度による遅れをリカバリするべくステッピングモータを高速度で回転させる。これにより、画像形成装置全体としてのパフォーマンスを落とさずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態の構成を示す内部構成図である。
【図２】ステッピングモータ及びクラッチの動作制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】クラッチに印加される供給電圧の波形を示す図である。
【図４】ＰＷＭ制御された供給電圧がクラッチに印加されたときの搬送ローラの速度変化を示す図である。
【図５】図１に示す画像形成装置のうち両面印刷を行う際に使用する構成部分を主に示す図である。
【図６】記録紙の搬送路上の位置が第１の状態である両面パスの周辺の図である。
【図７】記録紙の搬送路上の位置が第２の状態である両面パスの周辺の図である。
【図８】記録紙の搬送路上の位置が第３の状態である両面パスの周辺の図である。
【図９】両面パスにおける複数の搬送ローラを駆動するステッピングモータ及びクラッチの動作制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態におけるステッピングモータ及びクラッチの動作制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。
【図１１】クラッチの連結時におけるステッピングモータの回転速度を示した図である。
【図１２】第２の実施の形態におけるステッピングモータ１０１及びクラッチ４０６の動作制御の手順を示すフローチャート（１／２）である。
【図１３】第２の実施の形態におけるステッピングモータ１０１及びクラッチ４０６の動作制御の手順を示すフローチャート（２／２）である。
【符号の説明】
１０  本体画像出力部
１１  本体画像入力部
１２  自動原稿送り装置
１３  ソータ
２１  光源
２２〜２４    ミラー
２５  レンズ
２６  ＣＣＤ
２７  光学照射部
２８  露光制御部
２９  レンズ
３０  ミラー
３１  感光ドラム
３２  定着ローラ
３３  排紙トレイ
３４、３５  給紙トレイ
３６  給紙デッキ
３７  手差しトレイ
３８〜４２    搬送ローラ
１０１  ステッピングモータ（Ｍ）
４０６  クラッチ（ＣＬ）
４０２  ＣＰＵ
４０３  駆動回路
４０５  ＰＷＭ制御部（漸増手段）
４０６  クラッチ
４０７  ＲＯＭ
４０８  ＲＡＭ
４０９  センサ
４１１  電流設定回路
４１２  回転速度可変制御部
５００  両面パス
５０１〜５０４  搬送ローラ
５０５  ステッピングモータ（Ｍ）
５０６  クラッチ
５０７〜５０９  センサ
５１０  給紙カセット
【図１】
2004238157.tif 000003
【図２】
2004238157.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004238157.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004238157.tif 000008
【図７】
2004238157.tif 000009
【図８】
2004238157.tif 000010
【図９】
2004238157.tif 000011
【図１０】
2004238157.tif 000012
【図１１】
2004238157.tif 000013
【図１２】
2004238157.tif 000014
【図１３】
2004238157.tif 000015