(57)【要約】【課題】速度制御を短時間で行えると共に、モータの脱調が発生しないようにする。【解決手段】シート状記録媒体の搬送経路に沿って複数のローラが配置され、前記ローラによって前記シート状記録媒体を搬送するシート搬送装置において、前記各ローラの温度を検出する温度センサと、前記温度センサによる前記ローラの温度の検出データに基づいて前記各ローラの温度に対応する当該ローラ径の変動データを取得し、取得されたローラ径の変動データに基づいて該当するローラの線速を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出されたローラの線速が予め設定した範囲内になるように各ローラの駆動手段を制御する制御手段とを備えた。【選択図】図３
2007076908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状記録媒体の搬送経路に沿って複数のローラが配置され、前記ローラによって前記シート状記録媒体を搬送するシート搬送装置において、
前記各ローラの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による前記ローラの温度の検出データに基づいて前記各ローラの温度に対応する当該ローラ径の変動データを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得されたローラ径の変動データに基づいて該当するローラの線速を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出されたローラの線速が予め設定した範囲内になるように各ローラの駆動手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記ローラが、レジストローラ、定着ローラ、転写ベルト駆動用ローラの少なくとも２つを含む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】
温度検出が不能な温度検出手段があったときに、前記制御手段は前記温度検出が不能であったローラについては制御対象から外すことを特徴とする請求項１又は２記載のシート搬送装置。
【請求項４】
前記線速の制御から外したローラがあったときに、その旨表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項３記載のシート搬送装置。
【請求項５】
前記ローラの線速の範囲を設定する設定手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項６】
前記設定される線速の範囲が、脱調が発生することなく、送り精度を維持できるだけの大きな範囲であることを特徴とする請求項５記載のシート搬送装置。
【請求項７】
前記設定する手段によって設定された前記ローラの線速の範囲を記憶する不揮発性の記憶手段を備えていることを特徴とする請求項５記載のシート搬送装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記ローラが感光体ローラを含むことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート状記録媒体を搬送するシート搬送装置、このシート搬送装置によって搬送される用紙に画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複合して有するデジタル複合機などの画像形成装置、特にシート状記録媒体の搬送経路に、レジストローラ、定着ローラ、感光体ローラ、転写ベルト駆動用ローラなどの複数の駆動されるローラを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として例えば特許文献１ないし４に記載された発明が公知である。このうち特許文献１には、周囲の温度変化に伴う駆動ローラの径の変化に対して搬送ベルトの搬送量を制御し、精度のよい副走査を行うために、駆動ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出結果に基づいて前記搬送ベルトの搬送量を制御する制御手段を備えたことが記載されている。同様に、特許文献２ないし４に記載された発明においてもローラの温度を検知することによって温度変化によるローラの直径変動を検出し、その直径変動の値を用いてローラの角速度からローラの線速変動を求めて、その線速変動をキャンセルするようにローラの角速度を制御し、ローラの速度が一定になるように補正をかける技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２１７３５２号公報
【特許文献２】特開平６−０４３７８３号公報
【特許文献３】特許登録第３４０８９７１号公報
【特許文献４】特開２０００−０８９６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の従来技術では、急激な温度変動があったローラがある場合、そのローラに大きな制御をかけて、ローラの線速がある特定の目標値になるように制御している。そのためローラを駆動するモータの制御幅が大きくなり、前記モータが脱調し、制御不能な状態になったり、目標値に収束するまで長い時間が必要であったりして制御上問題を生じていた。また、複数のローラがあることから、複数のローラに同様の温度変動があると、前記制御を前記ローラを駆動するモータ毎に行わなければならない。モータ毎に制御するということは複数のモータ制御が重畳して行われることになり、必然的に制御が複雑になり、その分時間もかかることになる。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、速度制御を短時間で行えると共に、モータの脱調が発生しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、第１の手段は、シート状記録媒体の搬送経路に沿って複数のローラが配置され、前記ローラによって前記シート状記録媒体を搬送するシート搬送装置において、前記各ローラの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段による前記ローラの温度の検出データに基づいて前記各ローラの温度に対応する当該ローラ径の変動データを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得されたローラ径の変動データに基づいて該当するローラの線速を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出されたローラの線速が予め設定した範囲内になるように各ローラの駆動手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００６】
第２の手段は、第１の手段において、前記ローラが、レジストローラ、定着ローラ、転写ベルト駆動用ローラの少なくとも２つを含むことを特徴とする。
【０００７】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、温度検出が不能な温度検出手段があったときに、前記制御手段は温度検出が不能であったローラについては前記線速の制御は実行しないことを特徴とする。
【０００８】
第４の手段は、第３の手段において、前記線速の制御から外したローラがあったときに、その旨表示する表示手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記ローラの線速の範囲を設定する設定手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
第６の手段は、第５の手段において、前記設定される線速の範囲が、脱調が発生することなく、送り精度を維持できるだけの大きな範囲であることを特徴とする。
【００１１】
第７の手段は、第５の手段において、前記設定する手段によって設定された前記ローラの線速の範囲を記憶する不揮発性の記憶手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係るシート搬送装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１３】
第９の手段は、第８の手段において、前記ローラが感光体ローラを含むことを特徴とする。
【００１４】
なお、後述の実施形態において、ローラはレジストローラ１、感光体ローラ（感光体ドラム）２、定着ローラ３、転写ベルト駆動用ローラ４に、温度検出手段は温度センサ５に、取得手段、算出手段及び制御手段はＣＰＵ７に、表示手段は外部装置９の表示部９ａに、設定手段は外部装置９に、不揮発性の記憶手段はＲＯＭ８にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度変化に応じてローラ線速を所定の範囲内に設定するので、短時間での処理が可能で、モータの脱調が発生しないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の作像部の概略構成を示す図である。
【００１８】
図１において、作像部は、光書き込みが行われ、ＫＭＣＹ各色の潜像が形成され、トナーによりトナー画像が形成される並列に配置された４本の感光体ローラ２と、感光体ローラ２と対向する位置に転写部が配置された転写ベルト６と、この転写ベルト６を駆動する駆動ローラ４ａ及び従動ローラ群４ｂと、感光体ローラ２と転写ベルト６のニップにタイミングをとって用紙（シート状記録媒体）を送り込むレジストローラ１と、感光体ローラ２と転写ベルト６のニップから排出される用紙上に転写されたトナー像を定着する定着ローラ３と、各ローラ表面に対向して設けられた例えば熱電対などからなる温度センサ５とから主に構成されている。転写ベルト６は搬送経路上において、画像を転写する用紙を搬送するエンドレスベルトであり、その転写ベルト６は駆動ローラ４ａにより駆動される。また、定着ローラ３は、転写紙上に転写されたトナーを熱的に定着させるための加熱ローラ３ａと加圧ローラ３ｂとからなる。
【００１９】
図２は図１に示した作像部を備えた画像形成装置の制御回路の一例を示すブロック図である。同図において、制御回路はＣＰＵ７、ＲＯＭ８、外部装置９とを備え、ＣＰＵ７にＲＯＭ８、外部装置９及び温度センサ５が接続されている。ＣＰＵ７は図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ８に格納されたプログラムにしたがって所定の制御を実行する。なお、温度センサ５は前記図１に示した各ローラに対向して設けられたものである。外部装置９はＣＰＵ７の指示により表示する表示部を備えている。
【００２０】
図３は本実施形態おける制御は、それぞれのローラ１，２，３，４の温度を温度センサ５（熱電対など）によって検知し、あらかじめテーブルとして取得しておいた温度に対する各ローラ１，２，３，４の直径の変動データを用いて各ローラ１，２，３，４について角速度から線速を求める。なお、テーブルはＲＯＭ８に格納されている。線速Ｖは、
Ｖ＝２πＲ・ω／２π＝ｒω    ・・・（１）
ただし、Ｖ：ローラの線速
Ｒ：ローラの半径
ω：ローラの角速度
で求められ、求められたローラ線速Ｖが、予め設定された線速の範囲Ａ〜Ｂ（Ａ＜Ｂ）の範囲外であるローラがある場合、そのローラの線速がＡ〜Ｂの範囲内になるように制御を行う。具体的には
（１）Ｖ＜Ａの場合には
Ｖ＝Ａとなるようにローラを駆動させているモータを制御する。
【００２１】
（２）Ｂ＜Ｖの場合には
Ｖ＝Ｂとなるようにローラを駆動させているモータを制御する。
【００２２】
この制御により、各ローラの線速がＡ〜Ｂの範囲内になるために必要な最小限の線速制御を行うので、従来に比べて制御幅が小さくなり、モータの脱調を防止できる。
【００２３】
図３は本実施形態における制御手順を示すフローチャートである。この制御手順は前述のようにＲＯＭ８に格納されたプログラムにしたがってＣＰＵ７によって実行される。
【００２４】
この処理手順では、まず、それぞれのローラ１，２，３，４の温度の検知を開始して（ステップＳ１）、全てのローラ１，２，３，４の温度センサ５で温度を検知できた場合は（ステップＳ２−ＹＥＳ、ステップＳ３）、全てのローラ１，２，３，４について角速度ωから線速Ｖを求めて（ステップＳ４）、それらのローラ１，２，３，４の線速Ｖが予め設定されたＡ〜Ｂの範囲内になるように制御を行う（ステップＳ５）。次にセンサの故障などにより温度センサ５で温度を検知できなかったローラがあった場合（ステップＳ２−ＮＯ）、残りの温度を検知できたローラのみについて温度を求め（ステップＳ６）、その温度を検知することができたローラについてのみ角速度ωから線速Ｖを求めて（ステップＳ７）、それらのローラの線速が予め設定されたＡ〜Ｂの範囲内になるように制御を行う（ステップＳ８）。すなわち、温度検知ができなかったローラについて制御対象から外すので、故障などにより温度検出できなかったセンサを制御に使用し、制御不能または異常制御の状態になってしまうことを防止することができる。
【００２５】
前記制御回路では、それぞれのローラの温度の検知を開始して、全てのローラの温度センサ５で温度を検知できているかどうかをＣＰＵ７で検出し、少なくともローラ１，２，３，４の温度センサ５の１つで温度を検知できなかった場合は、その旨を外部装置９の表示部に表示し、使用者またはメンテナンスを実施するサービスマンに知らせる。これにより、使用者またはメンテナンスを実施するサービスマンが外部装置９によってその旨を知ることができ、さらには、検出することができなかった温度センサを特定することができるので、センサの交換、修理など、故障したセンサに対して迅速に対処することができる。
【００２６】
また、画像形成装置の初期状態として、制御に使用する線速Ｖの範囲Ａ〜Ｂはイニシャル値が設定されているが、脱調の発生率などはモータ個々によってばらつきがあるため、それらを考慮してＡ〜Ｂの値を再設定する。具体的には、使用者またはメンテナンスを実施するサービスマンが外部装置９によって任意のＡ〜Ｂの値を画像形成装置に設定する。そして、画像形成装置が前記図３に示した制御手順を実行する際には、その再設定されたＡ〜Ｂの値を参照して制御を行う。これにより、その画像形成装置個々に最適な制御を実施することができる。また、このようにして再設定された任意のＡ〜Ｂの値は不揮発性メモリであるＲＯＭ８に格納される。ＣＰＵ７はステップＳ５及びＳ８の処理を実行する際には、ＲＯＭ８に格納されたＡ〜Ｂの値を参照して制御する。これにより、画像形成装置の電源が切られた後も、使用者またはメンテナンスを実施するサービスマンによって外部装置９から設定された任意のＡ〜Ｂの値が保持されるため、再度電源を投入して画像形成装置を使用する場合にも、その設定されたＡ〜Ｂの値を参照して制御を行うことができる。その結果、電源投入毎にＡ〜Ｂの値を再設定する必要がなくなり、使用者またはサービスマンの作業負荷が軽減される。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
図４は第２の実施形態に係る画像形成装置の例で、前記制御が実行されるディジタル複写機の一例を示す概略構成図である。同図において、ディジタル複写機はモノクロ画像形成用のもので本体４００と、画像形成装置本体４００の上部の設置された画像読み取り装置５００と、さらにその上に装着された自動原稿給送装置（以下、「ＡＤＦ」と称す）５５０と、画像形成装置本体４００の同図において右側に配置された大容量給紙装置７００と、画像形成装置本体４００の同図において左側に配置された用紙後処理装置８００とから基本的に構成されている。
【００２８】
画像形成装置本体４００は画像書き込み部４１０と、作像部４２０と、定着部４３０と、両面搬送部４４０と、給紙部４５０と、垂直搬送部４６０と、手差し部４７０とからなる。
【００２９】
画像書き込み部４１０は画像読み取り装置５００で読み取った原稿の画像情報に基づいて発光源であるＬＤを変調し、ポリゴンミラー、ｆθレンズなどの走査光学系により感光体ドラム４２１にレーザ書き込みを行うものである。作像部４２０は感光体ドラム４２１と、この感光体ドラム４２１の外周に沿って設けられた現像ユニット４２２、転写ユニット４２３、クリーニングユニット４２４及び除電ユニットなどの公知の電子写真方式の作像要素とからなる。
【００３０】
定着部４３０は前記転写ユニット４２３で転写された画像を転写紙に定着する。両面搬送部４４０は定着部４２０の転写紙搬送方向下流側に設けられ、転写紙の搬送方向を用紙後処理装置８００側、あるいは両面搬送部４４０側に切り換える第１の切換爪４４１と、第１の切換爪４４１によって導かれた反転搬送路４４２と、反転搬送路４４２で反転した転写紙を再度転写ユニット４２３側に搬送する画像形成側搬送路４４３と、反転した転写紙を用紙後処理装置８００側に搬送する後処理側搬送路４４４とを含み、画像形成側搬送路４４３と後処理側搬送路４４４との分岐部には第２の切換爪４４５が配されている。
【００３１】
給紙部４５０は４段の給紙段からなり、それぞれピックアップローラ、給紙ローラによって選択された給紙段に収納された転写紙が引き出され、垂直搬送部４６０に導かれる。垂直搬送部４６０では、各給紙段から送り込まれた転写紙を転写ユニット４２３の用紙搬送方向上流側直前のレジストローラ４６１まで搬送し、レジストローラ４６１では、感光体ドラム４２１上の顕像の画像先端とタイミングを取って転写紙を転写ユニット４２３に送り込む。手差し部４７０は開閉自在な手差しトレイ４７１を備え、必要に応じて手差しトレイ４７１を開いて転写紙を手差しにより供給する。この場合もレジストローラ４６１で転写紙の搬送タイミングが取られ、搬送される。
【００３２】
大容量給紙装置７００は同一サイズの転写紙を大量にスタックして供給するもので、転写紙が消費されるにしたがって底板７０２が上昇し、常にピックアップローラ７０１から用紙のピックアップが可能に構成されている。ピックアップローラ７０１から給紙される転写紙は、垂直搬送部４６０からレジストローラ４６１のニップまで搬送される。
【００３３】
用紙後処理装置８００はパンチ、整合、ステイプル、仕分けなどの所定の処理を行うもので、この実施形態では、前記機能のためにパンチ８０１、ステイプルトレイ（整合）８０２、ステイプラ８０３、シフトトレイ８０４を備えている。すなわち、画像形成装置４００から用紙後処理装置８００に搬入された転写紙は、孔明けを行う場合にはパンチ８０１で１枚ずつ孔明けが行われ、その後、特に処理するものがなければ、プルーフトレイ８０５へ、ソート、スタック、仕分けを行う場合にはシフトトレイ８０４にそれぞれ排紙される。仕分けは、この実施形態は、シフトトレイ８０４が用紙搬送方向に直交する方向に所定量往復動することにより行われる。このほかに、用紙搬送路で用紙を用紙搬送方向と直交する方向に移動させて仕分けを行うこともできる。
【００３４】
整合する場合には、孔明けが行われた、あるいは孔明けが行われていない転写紙が下搬送路８０６に導かれ、ステイプルトレイ８０４において後端フェンスで用紙搬送方向を直交する方向が整合され、ジョガーフェンスで用紙搬送方向と平行な方向の整合が行われる。ここで、綴じが行われる場合には、整合された用紙束の所定位置、例えば角部、中央２個所など所定の位置がステイプラ８０３によって綴じられ、放出ベルトによってシフトトレイ８０４に排紙される。また、この実施形態では、下搬送路８０６にはプレスタック搬送路８０７が設けられ、搬送時に複数枚の用紙をスタックし、後処理中の画像形成装置本体４００側の画像形成動作の中断を避けることができるようになっている。
【００３５】
画像読み取り装置５００は、ＡＤＦ６００によってコンタクトガラス５１０上に導かれ、停止した原稿を光学的にスキャンし、第１ないし第３のミラーを経て結像レンズで結像された読み取り画像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子によって読み取る。読み取られた画像データは、図示しない画像処理回路で所定の画像処理が実行され、記憶装置に一旦記憶される。そして、画像形成時に画像書き込み部４１０によって記憶装置から読み出され、画像データに応じて変調し、光書き込みが行われる。
【００３６】
ＡＤＦ５５０は両面読み取り機能を有するもので、画像読み取り装置５００のコンタクトガラス５１０設置面に開閉自在に取り付けられている。このＡＤＦ５５０では、原稿載置台５５１に載置された原稿が原稿読み取り時に自動的にコンタクトガラス５１０上に送り出される。
【００３７】
この例の場合にも、レジストローラ４６１、感光体ドラム４２１、転写ユニット４２３の搬送ベルトを駆動する駆動ローラ、定着ユニット４３０の手員着ローラ及び加圧ローラの駆動について同様の制御が行われる。
【００３８】
なお、第１の実施形態では感光体ローラ２と称し、第１の実施形態では感光体ドラム４２１と称しているが、いずれも用紙の搬送経路に位置し、用紙搬送機能を備えた円柱状あるいは円筒状形状のもので、請求項では、機能としてローラと総称しているが、実質的は等価なものである。
【００３９】
以上のように第１及び第２の実施形態によれば、急激な温度変動があったローラがある場合、そのローラに大きな制御をかけて、ローラの線速がある特定の目標値になるように制御をするのではなく、ローラの線速がある一定の幅をもった線速の範囲内になるように制御するので、従来技術のような大きな制御を行う必要がなくなる。その結果、そのローラを駆動させているモータの脱調を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るタンデム式の画像形成装置の作像部の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２のＣＰＵで実行される制御手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に係るモノクロの画像形成装置のシステム構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  レジストローラ
２  感光体ローラ
３  定着ローラ
４  転写ベルト駆動用ローラ
５  温度センサ
６  転写ベルト
７  ＣＰＵ
８  ＲＯＭ
９  外部装置
９ａ  表示部
４２１  感光体ドラム
【図１】
2007076908.tif 000003
【図２】
2007076908.tif 000004
【図３】
2007076908.tif 000005
【図４】
2007076908.tif 000006