(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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