(57)【要約】【課題】搬送ローラを逆転させる際のステッピングモータの脱調を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、トナー像が定着された用紙を再び画像形成部１３に供給するための再給紙部１５と、一旦正転した後に逆転することにより、定着部１４から送り出された用紙を再給紙部１５に送り込み可能な搬送ローラ３１と、この搬送ローラ３１を複数のギア６１〜６３を介して回転させるステッピングモータ５と、このステッピングモータ５にパルス信号を出力する制御部７とを備えている。制御部７は、搬送ローラ３１を逆転させる際のステッピングモータ５の起動時に、少なくとも搬送ローラ３１が回り始めるまでの間は一定の起動周波数ｆ１のパルス信号を出力し、その後にパルス信号の周波数を徐々に増加させてスルーアップ制御を行うものである。【選択図】図１
2007295705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を用紙に転写する画像形成部と、トナー像を用紙に定着させる定着部と、トナー像が定着された用紙を一方面と他方面を反転した状態で再び画像形成部に供給するための再給紙部と、前記定着部の下流側に配設されて、一旦正転した後に逆転することにより、前記定着部から送り出された用紙を前記再給紙部に送り込み可能な搬送ローラと、この搬送ローラを複数のギアを介して正転または逆転させるステッピングモータと、このステッピングモータにパルス信号を出力して当該ステッピングモータを駆動させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記搬送ローラを逆転させる際のステッピングモータの起動時に、少なくとも前記搬送ローラが回り始めるまでの間は一定の周波数のパルス信号を出力し、その後にパルス信号の周波数を徐々に増加させてスルーアップ制御を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記搬送ローラの下流側に配設されて、用紙を排出トレイに排出する排出ローラをさらに備え、前記ステッピングモータは、この排出ローラをも複数のギアを介して正転または逆転させるものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送路に沿って用紙を搬送しながら、画像形成部で用紙にトナー像を転写した後に、定着部で用紙にトナー像を定着させる画像形成装置においては、用紙の搬送制御を容易に行うために、搬送ローラを回転させる駆動源としてステッピングモータが用いられている。
【０００３】
ステッピングモータは、一般的には、図８に示すように、入力されるパルス信号の周波数が高くなるほどプルイントルクおよびプルアウトトルクが低くなる特性を有している。このため、プルインカーブとプルアウトカーブとの間の領域でステッピングモータを使用する場合には、ステッピングモータの起動時に、図７に示すようなパルス信号の周波数を徐々に増加させるスルーアップ制御（スローアップ制御ともいう）が行われることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、ステッピングモータにパルス信号を出力する制御部は、起動開始時間Ｔ１では、ステッピングモータのプルイントルクが負荷トルクＴｒよりも高くなる起動周波数ｆ１のパルス信号を出力し、起動完了時間Ｔ３にかけて目標周波数ｆ２となるまで徐々にパルス信号の周波数を増加する制御を行う。
【特許文献１】特開２００１−２３１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、用紙の両面に対して画像形成を行うために、トナー像が定着された用紙を一方面と他方面を反転した状態で再び画像形成部に供給するための再給紙部が設けられ、前記定着部の下流側に配設される搬送ローラを一旦正転した後に逆転させることにより、定着部から送り出された用紙を再給紙部に送り込むようにすることが行われている。そして、前記搬送ローラは、ステッピングモータによって複数のギアを介して正転または逆転させられるようになっている。
【０００６】
しかしながら、このような画像形成装置においては、搬送ローラを逆転させる際に、ギアのバックラッシュ等により搬送ローラが回り始める時間Ｔ３がステッピングモータの起動開始時間Ｔ１から遅れることがある。そして、搬送ローラが回り始める、換言すればステッピングモータに負荷がかかる時間Ｔ３における周波数ｆ３が、図８に示すように負荷トルクＴｒよりもステッピングモータのプルイントルクが低くなる周波数である場合には、ステッピングモータが脱調することになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、搬送ローラを逆転させる際のステッピングモータの脱調を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、トナー像を用紙に転写する画像形成部と、トナー像を用紙に定着させる定着部と、トナー像が定着された用紙を一方面と他方面を反転した状態で再び画像形成部に供給するための再給紙部と、前記定着部の下流側に配設されて、一旦正転した後に逆転することにより、前記定着部から送り出された用紙を前記再給紙部に送り込み可能な搬送ローラと、この搬送ローラを複数のギアを介して正転または逆転させるステッピングモータと、このステッピングモータにパルス信号を出力して当該ステッピングモータを駆動させる制御部とを備え、前記制御部は、前記搬送ローラを逆転させる際のステッピングモータの起動時に、少なくとも前記搬送ローラが回り始めるまでの間は一定の周波数のパルス信号を出力し、その後にパルス信号の周波数を徐々に増加させてスルーアップ制御を行うものであることを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記搬送ローラの下流側に配設されて、用紙を排出トレイに排出する排出ローラをさらに備え、前記ステッピングモータは、この排出ローラをも複数のギアを介して正転または逆転させるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、搬送ローラを逆転させる際のステッピングモータの起動時に、制御部が少なくとも搬送ローラが回り始めるまでの間は一定の周波数のパルス信号を出力するようにしたから、その間はステッピングモータのプルイントルクが低下することなく一定となる。このため、ギアのバックラッシュ等によりステッピングモータに負荷がかかるタイミングが遅れたとしても、その負荷トルクがプルイントルクを上回ることがなく、ステッピングモータの脱調を防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明のように、ステッピングモータが搬送ローラおよび排出ローラを回転させるようになっていて、部品点数が多いためにステッピングモータに負荷がかかるタイミングがより遅れることが想定されるような場合であっても、制御部が少なくとも搬送ローラが回り始めるまでの間は一定の周波数のパルス信号を出力するようになっていれば、ステッピングモータの脱調を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタ１０の概略構成図であり、図２および図３は、装置本体１に組み込まれる排出部２の斜視図である。なお、図１〜図３において、Ｘ−Ｘ方向を前後方向、Ｙ−Ｙ方向（図１では紙面と直交する方向）を左右方向といい、特に＋Ｘ方向を前方、−Ｘ方向を後方、＋Ｙ方向を左方、−Ｙ方向を右方という。また、本発明は、プリンタに限らず、他の画像形成装置である複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。
【００１４】
プリンタ１０は、用紙を搬送路Ｌに沿って搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体１の内部に、感光体ドラム１３１の表面にトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写する画像形成部１３と、画像形成部１３に用紙を供給する給紙部１２と、トナー像を用紙に定着させる定着部１４と、トナー像が定着された用紙を装置本体１の上面に形成された排出トレイ１９に排出する排出部２とを備えている。また、装置本体１の内部には、トナー像が定着された用紙を一方面と他方面を反転した状態で再び画像形成部１３に供給するための再給紙部１５が設けられているとともに、前記排出部２は、定着部１４から送り出された用紙を再給紙部１５に送り込むことができるようになっており、用紙の両面に対して画像形成を行うことが可能となっている。さらに、プリンタ１０は、画像形成を行うために全体の制御を行う制御部７（図５参照）を備えている。
【００１５】
前記搬送路Ｌは、前方から後方に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有し、側面視で略Ｌ字状をなしている。
【００１６】
前記給紙部１２は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１２１を有しており、給紙カセット１２１に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに水平部Ｌ１に送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部１３に供給するようになっている。
【００１７】
また、給紙部１２は、装置本体１の前面に設けられた開口１１内に配設された手差しユニット１２２をも有しており、手差しユニット１２２に載置された用紙をピックアップローラ１２ｇおよび給紙ローラ１２ｃ，１２ｅによって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことができるようになっている。なお、開口１１は、装置本体１に揺動可能に取り付けられた蓋部材１１ａによって開閉可能となっている。
【００１８】
前記画像形成部１３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム１３１と、感光体ドラム１３１の上方に配設される帯電部１３２と、感光体ドラム１３１の前方に配設される現像部１３３と、感光体ドラム１３１の下方に配設される転写部１３４と、感光体ドラム１３１の後方に配設されるクリーニング部１３５と、帯電部１３２およびクリーニング部１３５並びに前記定着部２の上方に配設されるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１６とを有している。
【００１９】
前記感光体ドラム１３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、その表面には、当該表面が帯電部１３２によって一様に帯電された後に、レーザースキャナユニット１６によって画像データに基づくレーザー光が帯電部１３２と現像部１３３との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部１３３からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。
【００２０】
そして、前記給紙部１２から供給された用紙は、転写部１３４の転写ローラ１３４ａによって感光体ドラム１３１に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム１３１の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部１４に送り込まれる。
【００２１】
なお、転写後の感光体ドラム１３１の表面に残留したトナーおよび残留電荷は、クリーニング部１３５によって除去されるようになっている。
【００２２】
前記定着部１４は、熱ローラ１４ａと、圧力ローラ１４ｂとを有しており、これらのローラ１４ａ，１４ｂでトナー像が転写された用紙を挟み込みながら搬送することにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着させるようになっている。そして、トナー像が定着された用紙は、前記排出部２に送り込まれる。
【００２３】
前記排出部２は、図２および図３に示すようにユニットして構成されたものであり、排出トレイ１９の後側で起立する姿勢で装置本体１の後側上部位置に装着されることによって、搬送路Ｌの垂直部Ｌ２の上部を形成する。具体的には、排出部２は、略直方体の形状をなすとともに、下面に下側開口２２を有し、前面の上部に上側開口２３を有する本体部２１と、この本体部２１に設けられる搬送ローラ部３および排出ローラ部４とを備えている。なお、本体部２１の前面は、装置本体１の内部から前方に露出していて、排出トレイ１９の上方の用紙堆積空間に面している。
【００２４】
前記搬送ローラ部３は、搬送ローラ３１と、この搬送ローラ３１に後方から押し付けられて、当該搬送ローラ３１と共に回転する搬送コロ３２とを有しており、前記排出ローラ部４は、排出ローラ４１と、この排出ローラ４１に上方から押し付けられて、当該排出ローラ４１と共に回転する排出コロ４２とを有している。
【００２５】
前記搬送ローラ３１は、左右方向に延びる軸３１ｂと、この軸３１ｂに取り付けられた２つのコロ３１ａとからなっている。軸３１ｂは、本体部２１の右側面から突出しており、その先端にはギア６３が固定されている。
【００２６】
前記排出ローラ４１は、搬送ローラ３１と同様に、左右方向に延びる軸４１ｂと、この軸４１ｂに取り付けられた２つのコロ４１ａとからなっている。軸４１ｂは、本体部２１の右側面から突出しており、その先端にはギア６５が固定されている。
【００２７】
一方、前記本体部２１の右側面には、出力軸にギア６１が固定されたステッピングモータ５が取り付けられているとともに、ギア６１とギア６３に噛み合うアイドルギア６２およびギア６１とギア６５に噛み合うアイドルギア６４が取り付けられている。ギア６３とギア６５は、同一の大きさとなっており、アイドルギア６２とアイドルギア６４は、同一の大きさとなっている。すなわち、搬送ローラ３１は、ギア６１〜６３を介してステッピングモータ５に回転させられるようになっており、排出ローラ４１は、ギア６１，６４，６５を介してステッピングモータ５に回転させられるようになっているとともに、搬送ローラ３１と排出ローラ４１とは同一の回転速度で回転する。
【００２８】
前記ステッピングモータ５は、前記制御部７からパルス信号が入力されることにより駆動させられるようになっている。
【００２９】
そして、用紙を排出トレイ１９に排出する際には、制御部７からギア６１を図４において半時計回りに回転させる正転用のパルス信号がステッピングモータ５に入力されることにより、搬送ローラ３１および排出ローラ４１が正転（図４において反時計回りに回転）させられる。これにより、定着部１４から送り込まれ、図４中に矢印αで示すように、下側開口２２から本体部２１内に搬入された用紙は、搬送ローラ３１と搬送コロ３２で挟まれて上方に搬送された後に、排出ローラ４１と排出コロ４２で挟まれて前方に搬送され、図４中に矢印βで示すように、上側開口２３から排出トレイ１９に排出される。
【００３０】
一方、用紙の両面に対して画像形成を行う際には、用紙の下流側端部が搬送路Ｌの水平部Ｌ１から抜け出すまで搬送ローラ３１および排出ローラ４１が一旦正転させられた後に、制御部７からギア６１を図４において時計回りに回転させる逆転用のパルス信号がステッピングモータ５に入力されることにより、搬送ローラ３１および排出ローラ４１が逆転（図４において時計回りに回転）させられる。これにより、定着部１４から送り込まれた用紙は、搬送路Ｌの垂直部Ｌ２に沿って一旦上方に搬送された後に下方に搬送される。
【００３１】
前記再給紙部１５は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の後端部から水平部Ｌ１と給紙カセット１２１との間を通って前記給紙ローラ１２ｃと給紙ローラ１２ｄの間のニップに向かって開口するスイッチバック用搬送路Ｌ３を有している。
【００３２】
そして、定着部１４から送り出された用紙は、排出部２によって一旦上方に搬送された後に下方に搬送されると、スイッチバック用搬送路Ｌ３内に搬入されて、当該スイッチバック用搬送路Ｌ３の途中に設けられた複数の搬送ローラ部１５ａによって給紙ローラ１２ｃと給紙ローラ１２ｄの間に送り込まれる。これにより、当該用紙は、再度画像形成部１３に供給されるようになる。
【００３３】
前記制御部７は、搬送ローラ３１および排出ローラ４１を逆転させる際のステッピングモータ５の起動時に、図６に示すような制御を行う。
【００３４】
まず、制御部７は、起動開始時間ｔ１から所定時間Δｔ（例えば４０ｍｓ）だけ一定の起動周波数ｆ１（例えば３５０ｐｐｓ）のパルス信号を出力する。搬送ローラ３１および排出ローラ４１は、ギア６１〜６５のバックラッシュや軸とギアとのはめ合いのクリアランス等により回り始める時間が起動開始時間ｔ１から遅れるため、前記所定時間Δｔは、少なくとも搬送ローラ３１および排出ローラ４１が回り始めるまでの間、制御部７が一定の起動周波数ｆ１のパルス信号を出力するように設定されている。この所定時間Δｔは、実験等によって決定することができる。
【００３５】
その後に、制御部７は、起動開始時間ｔ１から所定時間Δｔ経過した時間ｔ２から起動完了時間ｔ３（例えば時間ｔ２から８０ｍｓ経過するまで）にかけて起動周波数ｆ１から目標周波数ｆ２（例えば７５０ｐｐｓ）までパルス信号の周波数を徐々に増加させてスルーアップ制御を行う。この起動完了時間ｔ３は、起動時におけるステッピングモータ５の回転量、すなわち用紙の移動距離（パルス信号カーブと時間軸との間の面積Ｓ）が図７に示す従来のスルーアップ制御と変わらないような時間に設定されている。なお、図６に示すスルーアップ制御では、周波数が直線的に増加するようになっているが、段階的に増加するようになっていてもよい。
【００３６】
このように、本実施形態のプリンタ１０によれば、搬送ローラ３１および排出ローラ４１を逆転する際のステッピングモータ５の起動時に、制御部７が少なくとも搬送ローラ３１および排出ローラ４１が回り始めるまでの間は一定の起動周波数ｆ１のパルス信号を出力するようにしたから、その間はステッピングモータ５のプルイントルクが低下することなく一定となる。このため、ギア６１〜６５のバックラッシュ等によりステッピングモータ５に負荷がかかるタイミングが遅れたとしても、その負荷トルクがプルイントルクを上回ることがなく、ステッピングモータ５の脱調を防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、１台のステッピングモータ５が搬送ローラ３１および排出ローラ４１を回転させるようになっているが、例えば搬送ローラ３１と排出ローラ４１との間の距離が長く設定されている場合等には、搬送ローラ３１と排出ローラ４１とを別々のステッピングモータ５で回転させるようにしてもよい。この場合には、搬送ローラ３１を回転させるステッピングモータ５に対してのみ、上述したような制御を行えばよい。
【００３８】
しかし、本実施形態のように、ステッピングモータ５が搬送ローラ３１および排出ローラ４１を回転させるようになっていて、部品点数が多いためにステッピングモータ５に負荷がかかるタイミングがより遅れることが想定されるような場合であっても、制御部７が少なくとも搬送ローラ３１および排出ローラ４１が回り始めるまでの間は一定の起動周波数ｆ１のパルス信号を出力するようになっていれば、ステッピングモータ５の脱調を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置であるプリンタの概略構成図である。
【図２】排出部を前方から見たときの斜視図である。
【図３】排出部を後方から見たときの斜視図である。
【図４】ステッピングモータを省略した排出部の側面図である。
【図５】プリンタのブロック図である。
【図６】スルーアップ制御時のパルス信号を示すグラフである。
【図７】従来のスルーアップ制御時のパルス信号を示すグラフである。
【図８】ステッピングモータのプルインカーブおよびプルアウトカーブを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０  プリンタ（画像形成装置）
１３  画像形成部
１４  定着部
１５  再給紙部
１９  排出トレイ
２    排出部
３１  搬送ローラ
４１  排出ローラ
５    ステッピングモータ
６１〜６５  ギア
７    制御部
【図１】
2007295705.tif 000003
【図２】
2007295705.tif 000004
【図３】
2007295705.tif 000005
【図４】
2007295705.tif 000006
【図５】
2007295705.tif 000007
【図６】
2007295705.tif 000008
【図７】
2007295705.tif 000009
【図８】
2007295705.tif 000010