(57)【要約】【課題】ソレノイドのオンからオフの切り替え時間の増加を抑制しつつ、十分な衝撃音低減効果を確保する。【解決手段】ソレノイドをオン状態からオフ状態、または、オフ状態からオン状態に切り替える切り替え期間のうち、第１期間（Ｔ１）において電流を急変させ、第２期間（Ｔ１からＴβ）において電流を徐変させる。ここで、第２期間には、ソレノイドによる力とソレノイドに対抗する付勢手段の付勢力とが拮抗する拮抗タイミングが存在しているため、第２期間におけるソレノイドの動作を緩慢にすることで衝撃音が緩和される。【選択図】図６
2012182318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を備え、電流供給手段から供給される電流に応じて第１期間において前記可動部を所定位置に静止させ前記第１期間の次または前の期間である第２期間において前記可動部を移動させるソレノイドと、
前記第１期間における単位時間あたりの電流の変化量よりも前記第２期間における単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、前記電流供給手段から供給される電流を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は、前記ソレノイドに流れる電流をゼロから所定値まで、または、前記所定値からゼロまで一定の変化量で仮想的に電流を変化させたときに必要となる期間よりも、前記第１期間と前記第２期間とを加算して得られる和の期間の方が短くなるように前記電流を変化させ、
前記一定の変化量は、前記第２期間における単位時間あたりの電流の変化量と同じであることを特徴とするソレノイド装置。
【請求項２】
前記第２期間に、前記ソレノイドによる力と前記ソレノイドに対抗する付勢手段の付勢力とが拮抗する拮抗タイミングが存在することを特徴とする請求項１に記載のソレノイド装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１期間における前記ソレノイドへ供給される電流の変化を開始した時の電流値と前記ソレノイドへ供給される電流の変化を終了した時の電流値を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量よりも、前記第２期間における前記ソレノイドへの電流の変化を開始した時の電流値と前記ソレノイドへの電流の変化を終了した時の電流値を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、前記電流供給手段から供給される電流を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のソレノイド装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１期間における前記ソレノイドへの電流の変化を開始した時の電流値と、前記第２期間における前記ソレノイドへの電流の変化を終了した時の電流値を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量よりも、前記第２期間における前記ソレノイドへの電流の変化を開始した時の電流値と前記ソレノイドへの電流の変化を終了した時の電流値を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、前記電流供給手段から供給される電流を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のソレノイド装置。
【請求項５】
前記供給手段は、電流としてパルス電流を供給し、
前記制御手段は、前記パルス電流のデューティ比を可変制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のソレノイド装置。
【請求項６】
可動部を備え、電流供給手段から供給される電流に応じて第１期間において前記可動部を所定位置に静止させ前記第１期間の次または前の期間である第２期間において前記可動部を移動させるソレノイドと、
前記第１期間における単位時間あたりの電流の変化量よりも前記第２期間における単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、前記電流供給手段から供給される電流を制御する制御手段と
を備え、前記第２期間に、前記可動部が移動を開始するタイミングが存在することを特徴とするソレノイド装置。
【請求項７】
前記可動部が移動を開始するタイミングとは、前記ソレノイドによる力と前記ソレノイドに対抗する付勢手段の付勢力とが拮抗する拮抗タイミングであることを特徴とする請求項６に記載のソレノイド装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の前記ソレノイド装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記ソレノイドの駆動に応じて、記録材が積載される積載手段から記録材を給紙する給紙手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成装置の外部へ記録材を排出する排出ローラと、
前記ソレノイドの駆動に応じて、前記排出ローラから排出される記録材の排出方向を変更する支持部材と、をさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
成装置。
【請求項１１】
前記ソレノイドの駆動に応じて、画像を形成する画像形成手段をさらに備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項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、複写機、プリンタおよびファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくはソレノイドを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドは、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するアクチュエータとして利用されることが多い。とりわけ、画像形成装置では、用紙の搬送路を切り替えるフラッパを駆動したり、用紙をピックアップするピックアップローラに駆動力を伝達するために使用されたりする。
【０００３】
このように便利なソレノイドであるが、ソレノイドがオフになることで衝撃音が発生してしまうという課題がある。特許文献１によれば、ソレノイドに流す電流をパルス化するとともに、ソレノイドをオフにするときにパルスのオンデューティ比を徐々にゼロにすることで、衝撃音を低減する発明が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４９３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ソレノイドをオンからオフに切り替える際のオンデューティ比を徐々にゼロまで一定の勾配でもって減少させたのでは、衝撃音低減効果が十分とならないことがある。たとえば、ソレノイドを高速にオンからオフに切り替えるためには、オンデューティ比の勾配を急な下り勾配にしなければならない。急な下り勾配にすると、衝撃音低減効果が不十分となる。一方、緩やかな下り勾配にすると、衝撃音低減効果が十分となるが、今度は、ソレノイドをオンからオフに完全に切り換えるまでの時間が長くなりすぎてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、ソレノイドのオンからオフの切り替え時間の増加を抑制しつつ、十分な衝撃音低減効果を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、可動部を備え、電流供給手段から供給される電流に応じて第１期間において可動部を所定位置に静止させ第１期間の次または前の期間である第２期間において可動部を移動させるソレノイドと、第１期間における単位時間あたりの電流の変化量よりも第２期間における単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、電流供給手段から供給される電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、ソレノイドに流れる電流をゼロから所定値まで、または、所定値からゼロまで一定の変化量で仮想的に電流を変化させたときに必要となる期間よりも、第１期間と第２期間とを加算して得られる和の期間の方が短くなるように電流を変化させ、一定の変化量は、第２期間における単位時間あたりの電流の変化量と同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１期間にける単位時間あたりの電流の変化量よりも第２期間における単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるため、十分な衝撃音低減効果を確保できる。さらに、本発明では、ソレノイドに流れる電流をゼロから所定値まで、または、所定値からゼロまで一定の変化量で仮想的に電流を変化させたときに必要となる期間よりも、第１期間と第２期間とを加算して得られる和の期間の方が短くなるように電流を変化させる。これにより、ソレノイドのオンからオフの切り替え時間の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の概略断面図。
【図２】ソレノイドを給紙駆動伝達切替に用いた画像形成装置を示す概略斜視図。
【図３】図３（ａ）は図２におけるソレノイドオフ時の状態を示す概略平面図、図３（ｂ）は図２におけるソレノイドオン直後の状態を示す概略平面図。
【図４】図４（ａ）はソレノイドに流す電流をパルス化していない形態での電流と時間の関係を示す概略グラフ、図４（ｂ）ソレノイドに流す電流をパルスした形態での電流と時間の関係を示す概略グラフ。
【図５】図４（ａ）は図４（ａ）の形態でのソレノイド部の概略図、図５（ｂ）は図４（ｂ）の形態でのソレノイド部の概略図。
【図６】図６（ａ）は従来のソレノイドに流す電流をパルスした形態での電流と時間の関係を示す概略グラフ、図６（ｂ）実施例１に係るソレノイドに流す電流をパルスした形態での電流と時間の関係を示す概略グラフ。
【図７】実施例１に係るソレノイドに流す電流をパルスした形態での電流と時間の関係を示す概略グラフ。
【図８】図８（ａ）はソレノイドを排紙方向切替に用いた画像形成装置におけるソレノイドオフ時の状態を示す概略平面図、図８（ｂ）はソレノイドを排紙方向切替に用いた画像形成装置におけるソレノイドオン時の状態を示す概略平面図。
【図９】実施例２に係るソレノイドに流す電流をパルスした形態でのソレノイドオン完了までの電流と時間の関係を示す概略グラフ。
【図１０】実施例における制御ユニットを示す図。
【図１１】実施例における制御フローを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ここで、この実施の形態に記載させている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、発明が適用させる装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１１】
図１を用いて、画像形成装置の用紙搬送について説明するとともに、ソレノイドが用いられている箇所を示す。図１に示すように、画像形成装置１００では、給紙カセット１０１に積載された用紙Ｓが、ピックアップローラ１によって図中矢印Ｂ方向にしたがって搬送路を搬送される。ピックアップローラ１は、ソレノイドの駆動に応じて積載手段から記録材を給紙する給紙手段の一例である。給紙カセット１０１は、記録材が積載される積載手段の一例である。用紙Ｓは、さらに画像形成部１０２において形成されたトナー画像を転写部１０３で転写される。画像形成部１０２の状態は、ソレノイドによって駆動されることで、転写部１０３に当接した画像形成状態と、転写部１０３から離間した非画像形成状態とが切り替わるようになっている。このように、画像形成部１０２は、ソレノイドの駆動に応じて画像を形成する画像形成手段の一例である。トナー画像を転写された用紙Ｓは、定着部１０４でトナー画像を定着される。用紙Ｓは、定着部１０４の定着ローラおよび搬送ローラ対２１によって図中矢印Ｆ方向に搬送される。さらに用紙Ｓは、排紙ローラ対２２によって画像形成装置１００の外部へ排出され、排紙トレイ２３上に積載される。
【００１２】
ここで、ピックアップローラ１は、保持手段に保持されているシートを搬送路へ送り出すピックアップローラの一例であり、断続的にソレノイド装置によって駆動されることで、用紙を１枚ずつ分離して搬送する。ピックアップローラ１に対して断続的に駆動力を伝達するために、ソレノイドが用いられることがある。また、排紙ローラ対２２の排紙方向を切り替えるためにも、ソレノイドが用いられることもある。
【００１３】
ソレノイドとしては、たとえば、プランジャ型（可動鉄芯が直進するタイプ）や、フラッパ型（可動板が回動し、オフ状態になると可動板がバネで初期位置に復帰するタイプ）が用いられる。可動鉄芯や可動板は可動部の一例である。プランジャ型では、オフ状態になると可動鉄心が初期位置に復帰する機構（バネなどの付勢手段）が合せて使用される。ソレノイドがオンからオフになり、初期位置に復帰する際に、衝撃音が発生して騒音が問題になることがある。この騒音を軽減する方法としては、ソレノイドに流す電流をパルス化するとともに、オフ時にパルス周期を徐変させることで電流を徐々に低減させ方法がある。これにより、可動鉄心や可動板などの可動部材が初期位置に復帰する際の衝撃音を軽減される。
【００１４】
図２ないし図４を用いて、衝撃音の低減方法について説明する。図２において、ピックアップローラ１は、駆動伝達ギア２から駆動力を伝達されると、図中矢印Ａ方向に回転する。これにより、給紙カセット１０１に積載された用紙Ｓが一枚ずつ、図中矢印Ｂ方向に分離しして搬送される。ピックアップローラ１は、ピックアップローラ軸３によって、一部の歯が切り欠かれた欠歯ギア４に連結している。
【００１５】
図３（ａ）および図３（ｂ）が示すように、フラッパ型のソレノイド５には、フラッパ５１と、バネ５２が設けられている。フラッパ５１は、バネ５２によって、ソレノイドオフ状態（給紙動作開始前）において、電磁コイルであるソレノイドから欠歯ギア４に向いた方向に付勢されている。
【００１６】
図３（ａ）で示すように、ソレノイドオフ状態においては、フラッパ５１の先端に設けられた突起状の先端部５３が、欠歯ギア４に一体に設けられたカム面４１上の突起部４２に係合している。そのため、欠歯ギア４が、給紙動作回転方向（Ａ方向）に回転してしまうことを阻止される。つまり、欠歯ギア４に対する駆動伝達ギア２からの駆動力の伝達が解除されているため、ピックアップローラ１は停止状態を維持する。
【００１７】
図３（ｂ）が示すように、ソレノイドがオン状態になると、ソレノイドへ電流が流れることで発生する吸引力が、バネ５２の戻し力（電磁コイル側とは反対方向の欠歯ギア４方向に付勢する力）に勝る。フラッパ５１が図中矢印Ｃ方向に回動すると、先端部５３と突起部４２との係合が解除される。よって、欠歯ギア４は駆動伝達ギア２に噛み合わされ、駆動伝達ギア２から駆動力が伝達される。駆動力によって、ピックアップローラ軸３が回動するため、ピックアップローラ１も回動し、用紙Ｓを搬送路へ送り出す。
【００１８】
＜一定電流を用いる事例＞
図４（ａ）および図５（ａ）を用いて、ソレノイドをオンからオフに切り替える際に発生しうる衝撃音について説明する。ソレノイド５は、一定電流供給部（図示しない）に接続されている。ソレノイド５がオン状態にあるときは、ソレノイド５には一定の電流が供給されているが、オフ状態にあるときは電流が遮断される。とりわけ、図４（ａ）において、時刻Ｔ０でソレノイド５はオン（電流値：Ｈｉｇｈ）に切り替えられ、時刻Ｔ１でオフ（電流値：Ｌｏｗ）に切り替えられる。
【００１９】
図５（ａ）を用いて、ソレノイド５のフラッパ５１に作用する力関係について説明する。時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの期間（ソレノイドオン状態）において、フラッパ５１に作用する力は、バネ５２の戻し力Ｄよりも電磁コイルの吸引力Ｅが十分に勝る。よって、フラッパ５１は吸引状態を維持する。その後、時刻Ｔ１（ソレノイドオフ状態）において電流が遮断されると、ソレノイド５の吸引力Ｅは無くなる。その結果、フラッパ５１は戻し力Ｄによって急激に欠歯ギア４側に回動するため、先端部５３がカム面４１に当接してフラッパ５１の回動が停止する。ここで、ソレノイド５や欠歯ギア４等の構成によっては、先端部５３がカム面４１に当接する際に、大きな衝撃音が発生してしまう。これは、画像形成装置１００に対する市場からの静音化の要請に反することになる。
【００２０】
＜パルス電流を用いる第１事例）＞
図４（ｂ）、図５（ｂ）を用いて、パルス電流による静音化について説明する。ソレノイド５は、パルス電流供給部に接続されており、オン状態において１００％デューティでパルス電流を供給される。また、パルス電流のデューティ比は、オフ状態において１００％から０％まで徐々に減少する。
【００２１】
図４（ｂ）において、時刻Ｔ０でソレノイド５はオン状態（デューティ比が１００％）に移行する。時刻Ｔ１で、ソレノイド５は、オフ状態（デューティ比が１００％から減少）への移行を開始する。Ｔ３で、ソレノイド５は、オフ状態（デューティ比が０％）への移行を完了する。
【００２２】
図５（ｂ）を用いて、ソレノイド５のフラッパ５１に作用する力関係を説明する。時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの期間（ソレノイドオン状態）では、フラッパ５１に作用する力は、バネ５２の戻し力Ｄよりもソレノイド５の吸引力Ｅが十分に勝る。そのため、この期間では、フラッパ５１が吸引状態を維持する。時刻Ｔ１（ソレノイドオフ開始タイミング）以降では、パルス電流のデューティ比が徐々に減少してゆく。さらに、時刻Ｔ２では、吸引力Ｅ´が戻し力Ｄと拮抗する。さらに時刻Ｔ２以降もパルス電流のデューティが徐々に減少され続ける。その結果、戻し力Ｄが吸引力Ｅ´´に勝り、フラッパ５１は戻し力Ｄによって欠歯ギア４側に回動し、先端部５３がカム面４１に当接してフラッパ５１の回動が停止する。
【００２３】
時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間では、フラッパ５１には吸引力Ｅ´´が減少しながらも依然として作用し続ける。そのため、先端部５３がカム面４１に当接する際の速度が減少して、衝撃音の大きさが低減することになる。
【００２４】
図４（ｂ）における時刻Ｔ１の１００％デューティから時刻Ｔ３の０％デューティへデューティ比が徐々に減少する割合（勾配）を角度θで表わす。角度θは、戻し力Ｄが吸引力Ｅに対して勝るように変化する割合となる。角度θが小さい（勾配が緩やかな）ほど、フラッパ５１の戻り速度が減少するため、衝撃音の発生を低減させる効果が大きくなる。
【００２５】
しかし、衝撃音を低減するために角度θを小さくすれば小さくするほど、ソレノイド５をオフにするのに必要となる時間（図４（ａ）の時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの時間）が長くなってゆく。そのため、画像形成装置１００の給紙駆動部など、ソレノイド５を高速でオン−オフ動作させる必要がある機構では、パルス電流を採用することが困難になる。これは、衝撃音の低減化のための処理時間が、高速化の妨げになってしまうからである。反対に、ソレノイド５を高速でオン−オフ動作させるために角度θを急角度にしてしまえば、十分な衝撃音低減効果が得られなくなってしまう。このように、パルス電流化については、高速化と衝撃音低減という二律背反する課題が内在していた。
【００２６】
＜パルス電流を用いる第２事例＞
図６（ａ）を用いて、ソレノイドに流す電流をパルスした形態での電流と時間の関係について説明する。ソレノイド５に対してパルス電流供給部から通電されるパルス電流のデューティ比は、ソレノイドオン状態で、１００％としている。これは、先端部５３と突起部４２との係合が十分に解除される位置までフラッパ５１を吸引するためである。
【００２７】
ここで、吸引状態にあるフラッパ５１の位置（吸引位置）は、吸引前（ソレノイドオフ状態）における位置（未吸引位置）よりもソレノイド５側に近づいている。そのため、フラッパ５１を吸引位置に保持するのに十分なパルス電流のデューティ比は、１００％デューティ以下となりうる。このフラッパ５１を吸引位置に保持するのに十分なパルス電流のデューティ比をα％デューティとする。図６（ａ）が示すように、時刻Ｔ１でソレノイドのオフ（デューティ比を１００％から減少）が開始される。この開始タイミング（時刻Ｔ１）から、デューティ比がα％デューティに減少するタイミング（時刻Ｔα）まで、フラッパ５１は吸引位置に保持される。つまり、デューティ比を１００％デューティからα％デューティまでに徐々に減少させるために必要となる期間（時刻Ｔ１から時刻Ｔαまでの期間）は、フラッパ５１の位置がソレノイドオン状態のときの位置と変わらないこととなる。
【００２８】
時刻Ｔ２において、戻し力Ｄと吸引力Ｅ´が拮抗する。このときのデューティ比を拮抗デューティと呼ぶことにする。拮抗デューティよりもさらにデューティ比を減少させると、デューティ比がβ％デューティに到達する。β％デューティは、フラッパ５１が未吸引位置に戻るのに十分なパルス電流のデューティ比である。βは０以上の値となるが、これは、フラッパ５１が確実に未吸引位置に戻るために必要となるデューティ比が０％デューティ以上となりうるからである。よって、β％デューティから０％デューティまでデューティ比を徐々に減少させても、フラッパ５１の位置は変化しない。なぜなら、デューティ比がβ％デューティに到達した時点で、すでにフラッパ５１は、未吸引位置に到達しているからである。β％デューティから０％デューティまでに徐々にデューティ比を減少させるために必要となる期間（時刻Ｔβから時刻Ｔ３までの期間）は、フラッパ５１の位置はソレノイドオフ完了時の位置と変わらないこととなる。
【００２９】
以上の考察から導出できる事項としては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの期間Ｔｏｆｆのうち、時刻Ｔ１から時刻Ｔαまでの期間と、時刻Ｔβから時刻Ｔ３までの期間は、フラッパ５１を回動動作させるためには使用されていないといっても差し支えないことである。つまり、この２つの期間については、短縮可能といえる。つまり、この２つの期間では、急激に電流を減少させてもよいといえる。一方で、時刻Ｔ２を含む期間である、時刻Ｔαから時刻Ｔβまでの期間は、フラッパ５１を回動動作させるためには使用される期間である。よって、この期間においては、衝撃音を緩和するために、電流を徐々に減少させることが必要となる。
【００３０】
＜実施例１＞
実施例１では、可動部を備えるソレノイドがＯＮ状態（デューティー比で１００％）からＯＦＦ状態（デューティー比で０％）に移行する移行期間を複数の期間に分けて考える。つまり、この移行期間では、電流が所定値からゼロまで減少してゆく。
【００３１】
第１期間は、電流供給手段から供給される電流に応じて可動部が所定位置に静止している期間である。つまり、第１期間では、ソレノイドに流れる電流の電流値は変化するものの、可動部は静止している。第１期間の次または前の期間である第２期間は、ソレノイドの可動部が所定位置から別の位置へ移動する期間である。さらに、実施例１では、第１期間における単位時間あたりの電流の変化量よりも第２期間における単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、電流供給手段から供給される電流を制御する。つまり、電流値は、２段階で変化することになり、第１期間では急激に変化し、第２期間では緩慢に変化することになる。とりわけ、第２期間に、ソレノイドによる力とソレノイドに対抗する付勢手段の付勢力とが拮抗する拮抗タイミングが存在するため、衝撃音が緩和されることになる。なお、移行期間のうち、拮抗タイミングが存在する期間において電流を緩慢に変化させればよく、それを除いた他の期間については急激に電流を変化させてもよい。電流を急激に変化させることは、移行期間を短縮する効果をもたらす。
【００３２】
図６（ｂ）を用いて、実施例１に係るソレノイドに流すパルス電流の電流値と時間との関係について説明する。実施例１では、上記の考察にしたがって、時刻Ｔ１から時刻Ｔα（Ｔα≒Ｔ１）までの第１期間ではパルス電流のデューティ比を急激に減少させている。ここでは、時刻Ｔ１は、第１期間におけるソレノイドへ供給される電流の変化を開始した時である。時刻Ｔ１における電流値は１００％である。ここでは、デューティ比を用いて電流値を表現することにする。時刻Ｔαは、第１期間におけるソレノイドへ供給される電流の変化を終了した時である。時刻Ｔαにおける電流値はαである。
【００３３】
時刻Ｔα（Ｔα≒Ｔ１）から時刻Ｔβまでの第２期間では、パルス電流のデューティ比を徐々に減少させている。時刻Ｔαは、第２期間におけるソレノイドへの電流の変化を開始した時である。上述したように、時刻Ｔαにおける電流値はαである。時刻Ｔβは、第２期間におけるソレノイドへの電流の変化を終了した時である。時刻Ｔβにおける電流値はβである。さらに、時刻Ｔβ以降の第３期間ではパルス電流のデューティ比を急激に減少させている。この例では、時刻Ｔβ以降の時刻Ｔγで電流値は０％になる。図６（ｂ）では、Ｔβ≒Ｔγである。
【００３４】
ここで、時刻Ｔα（Ｔα≒Ｔ１）から時刻Ｔβまでの第２期間における勾配は角度θによって表現できる。つまり、点（Ｔ１，α）と点（Ｔβ、β）を通る直線の方程式の傾きは、（α−β）／（Ｔα−Ｔβ）＝−ｔａｎθとなる。この角度θは、衝撃音の緩和度を表している。ちなみに、第１期間における傾きは、Ｔα≒Ｔ１であるため、−ｔａｎ９０°である。図６（ｂ）においては、−ｔａｎ９０°＞−ｔａｎθが成り立つことは明らかである。つまり、時刻Ｔ１における電流値と時刻Ｔαにおける電流値を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量（−ｔａｎ９０°）よりも、時刻Ｔαにおける電流値と時刻Ｔβにおける電流値を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量（−ｔａｎθ）は少ない。このように、電流供給手段から供給される電流を制御することで、移行期間を短縮できる。
【００３５】
基本的には、時刻Ｔ１における電流値（１００％）と時刻Ｔβにおける電流値（β％）を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量よりも、時刻Ｔαにおける電流値（α％）と時刻Ｔβにおける電流値（β％）を用いて算出した単位時間あたりの電流の変化量の方が少なくなるように、電流のデューティ比が制御される。これは、拮抗タイミングである時刻Ｔ２では電流値を緩慢に変化させて、衝撃音の緩和効果を得るためである。
【００３６】
図６（ｂ）によれば、ソレノイドに流れる電流を所定値からゼロまで、破線で示した一定の変化量で仮想的に電流を変化させたときに必要となる期間（Ｔ１からＴ３までの期間）よりも、第１期間と第２期間とを加算して得られる和の期間（Ｔ１からＴβまでの期間）の方が短い。これは、第１期間と第２期間を通算した通算期間における変化量の平均値よりも、第２期間における変化量は少なくなることを意味する。このように電流を変化させることで、移行期間である時間Ｔｏｆｆを短縮できる。
【００３７】
図６（ｂ）に示した角度θを図６（ａ）に示した角度θと同一の値にしたとしても、ソレノイド５をオン状態からオフ状態に切り替えに必要となる時間Ｔｏｆｆを大幅に短縮できる。これは、画像形成装置１００の給紙部においてソレノイドを採用するケースで、ソレノイド５を高速でオン−オフ動作させることができる。このように、実施例１は、画像形成装置１００の高速化に寄与することになろう。また、図６（ｂ）に示した角度θが図６（ａ）に示した角度θと同一の値であれば、衝撃音の緩和効果は同一である。つまり、必要となる時間Ｔｏｆｆの短縮と、衝撃音の緩和とを両立していることになる。
【００３８】
一方で、図６（ｂ）に示した角度θを、図６（ａ）に示した角度θよりも小さくすることで、衝撃音の緩和効果を向上することができる。たとえば、図７が示すように、時刻Ｔ３においてβ％デューティとなるように角度θを設定すると、時間Ｔｏｆｆを短縮することはできないものの、衝撃音の緩和効果を大幅に向上することが可能となる。画像形成装置１００の静音化を重視する場合にも、実施例１は有利であろう。このように、角度θは、衝撃音の緩和効果と高速化とのトレードオフにしたがって適宜決定すればよいことになる。
【００３９】
以上のように、デューティ比の急変と徐変とを組み合わせる。つまり、ソレノイド５をオン状態からオフ状態へ切り替える切替処理を開始する開始タイミング（時刻Ｔ１）から拮抗タイミング（時刻Ｔ２）より手前の第１所定タイミング（時刻Ｔ１）までを第１期間として電流を急激に減少させ、第１所定タイミング（時刻Ｔ１）から第２所定タイミング（時刻Ｔ３）までを第２期間として電流を徐々に減少させる。また、第２所定タイミング（時刻Ｔ３）以降の期間で電流をゼロへと急激に減少させる。これにより、ソレノイドのオンからオフの切り替え時間の増加を抑制しつつ、十分な衝撃音低減効果を確保することが可能となる。
【００４０】
なお、デューティ比であるα％およびβ％は、ソレノイド５の種類や関連機構の構成等によって異なる。よって、事前の測定やシミュレーションを実行し、目標となる衝撃音の緩和効果や高速化の効果が発揮可能な範囲内でα％およびβ％を決定すればよい。実施例１においては、デューティ比の急変を２回行っているが、どちらか一方のみでも本実施例における効果および利点が得られる。
【００４１】
実施例１では、デューティ比の急変と徐変を、ソレノイド５をオン状態からオフ状態に移行する際に適用するものとして説明したが、オフ状態からオン状態に移行する際に適用してもよい。あるいは、オン状態からオフ状態に移行する際と、オフ状態からオン状態に移行する際の両方に、実施例１にかかる技術思想を採用してもよい。
【００４２】
実施例１では、フラッパ型のソレノイドを一例として採用したが、その他の型のソレノイドにも同様に適用可能である。また、本実施例では、駆動力の伝達と遮断とを切り替えるソレノイドを一例として採用したが、その他の機構で用いられるソレノイドにも同様に適用可能である。
【００４３】
＜実施例２＞
実施例２では、ソレノイドをオフ状態からオン状態に移行する際に本発明を適用した事例について説明する。オフ状態からオン状態に移行する移行期間では、電流がゼロから所定値まで増加してゆく。つまり、本発明は、オン状態からオフ状態に移行する移行期間だけでなく、オフ状態からオン状態に移行する移行期間にも適用できるのである。なお、すでに説明した個所については説明の簡潔化のために省略する。
【００４４】
図８（ａ）および図８（ｂ）を用いて、排紙方向を切り替えるためのソレノイドの動作について説明する。図８（ａ）はソレノイドオフ状態を示し、図８（ｂ）はソレノイドオン状態を示している。図８（ａ）に示すように、画像形成部１０２から搬送路を搬送されてきた用紙Ｓは、搬送ローラ対２１によって図中矢印Ｆ方向に搬送される。さらに、用紙Ｓは、排紙ローラ対２２によって図中矢印Ｇ方向に排出されて、排紙トレイ２３上に積載される。矢印Ｇが示す方向を排出方向と呼ぶことにする。この方向は、排紙ローラ対２２が形成するニップ面と平行な方向となっている。
【００４５】
排紙ローラ対２２は、画像形成装置の外部へシートを排出する排出ローラの一例であり、排紙ローラ対支持部材２４に回転自在に設けられている。排紙ローラ対支持部材２４は、排出ローラを支持し、軸を中心として回動することで排出ローラからのシートの排出方向を変更する支持部材の一例である。排紙ローラ対支持部材２４の一端は、排紙ローラ対回転軸２５に回動可能に保持されている。排紙ローラ対支持部材２４の他端は、プランジャ型のソレノイド２６のプランジャ２９に連結している。ソレノイド２６およびその制御ユニットは、支持部材を回動させるソレノイド装置の一例である。
【００４６】
排紙ローラ対支持部材２４は、図示しないバネ２８による戻し力Ｈによって図中矢印Ｊ方向に付勢されている。ソレノイド２６がオフ状態に移行すると、排紙ローラ対支持部材２４が突当部２７に当接することで、排紙ローラ対支持部材２４の位置が規制される。ソレノイド２６がオン状態に移行すると、図８（ｂ）に示すように、プランジャ２９に作用する吸引力Ｋが戻し力Ｈを十分に勝る。その結果、排紙ローラ対支持部材２４が排紙ローラ対回転軸２５中心に回動して、排紙ローラ対２２の排出方向が角度δ分だけ変化する。このため、排紙ローラ対２２から排出される用紙Ｓは、図中矢印Ｌ方向に排出される。
【００４７】
このように、排紙ローラ対２２の排出方向を可変させることで、紙種（用紙の表面性、厚みなど）の違いにより生じる用紙先端の垂れ下がりや丸まり等の発生を低減させることが可能になる。
【００４８】
図９を用いて、ソレノイド駆動について説明する。図９は、ソレノイドに流すパルス電流のデューティ比と時間との関係を示している。ソレノイド２６は、パルス電流供給部に接続されている。ソレノイドオフ状態（時刻Ｔ２０）において、プランジャ２９がソレノイド２６から遠ざかっている。そのため、プランジャ２９を吸引開始するのに十分なパルス電流のデューティ比は０％デューティ以上となる。ここで、プランジャ２９に作用する吸引力Ｋが戻し力Ｈに勝って、吸引開始するのに十分なパルス電流のデューティ比をε％デューティとする。よって、時刻Ｔ２０においてデューティ比を０％デューティからε％デューティまで急変させても、プランジャ２９は吸引前の位置に保持される。デューティ比をε％デューティから徐々に増加させてゆき、デューティ比が１００％デューティに到達した時刻Ｔ２１で、プランジャ２９は確実に吸引される。
【００４９】
ここで、図９におけるε％デューティ（時刻Ｔ２０）から１００％デューティ（時刻Ｔ２１）までデューティ比を徐々に増加される割合を角度ζで表わすことにする。角度ζが緩やかなほど、プランジャ２９の吸引速度が低減する。そのため、プランジャ２９を吸引しきったときに発生する衝撃音の発生を低減させる効果が大きくなる。角度ζを比較例９０１の角度ζと同一にした場合、実施例２についてのプランジャ２９のオン開始時からオン完了時までに必要となる時間Ｔｏｎは、比較例のＴｏｎよりも大幅に短縮できる。よって、衝撃音の緩和効果を維持しつつ、ソレノイドの高速化を達成できる。
【００５０】
一方で、実施例２のＴｏｎと比較例のＴｏｎとを同一にし、実施例２の角度ζを比較例９０１の角度ζよりも小さくすれば、衝撃音の緩和効果を向上させることができる。このように、角度ζは、衝撃音の緩和効果と高速化とのトレードオフにしたがって適宜決定すればよいことになる。
【００５１】
以上のように、ソレノイド２６をオフ状態からオン状態へ切り替える切替処理を開始する開始タイミング（Ｔ２０）から、拮抗タイミングよりも手前の第１所定タイミング（Ｔ２０）までを第１期間として電流を急激に増加させ、第１所定タイミング（Ｔ２０）から第２所定タイミング（Ｔ２１）までを第２期間として電流を徐々に増加させる。これにより、ソレノイドのオフからオンの切り替え時間の増加を抑制しつつ、十分な衝撃音低減効果を確保することが可能となる。
【００５２】
なお、デューティ比であるε％は、ソレノイド２６の種類や関連機構の構成等によって異なる。よって、事前の測定やシミュレーションを実行し、目標となる衝撃音の緩和効果や高速化の効果が発揮可能な範囲内でε％を決定すればよい。実施例２においては、デューティ比の急変を１回行っているが、２回以上に分けて行ってもよい。
【００５３】
実施例２では、デューティ比の急変と徐変を、ソレノイド２６をオフ状態からオン状態に移行する際に適用するものとして説明したが、オン状態からオフ状態に移行する際に適用してもよい。あるいは、オン状態からオフ状態に移行する際と、オフ状態からオン状態に移行する際の両方に、実施例２にかかる技術思想を採用してもよい。
【００５４】
実施例２では、プランジャ型ソレノイドに適応したが、その他の型のソレノイドにも同様に適用可能であり、本実施例における効果、及び利点は同様に得られる。実施例２では、排紙方向切替用のソレノイドを一例として説明したが、搬送路切替用や駆動切替用のソレノイドにも同様に適応可能であり、本実施例における効果、及び利点が同様に得られる。
【００５５】
＜実施例３＞
実施例３では、実施例１および実施例２で説明した技術思想を実施する具体的な構成について説明する。図１０を用いて制御ユニットの一例について説明し、図１１を用いて制御フローについて説明する。
【００５６】
図１０おいて、制御部３１は、期間およびタイミングを管理するためのタイマ３３からタイミング情報を取得する。記憶部３４には、タイミングとデューティ比とが対応付けて記憶されている。パルス電流供給部３２は、制御部３１によって設定されたデューティ比に対応したパルス電流を生成し、ソレノイド５とソレノイド２６に供給する。このように、パルス電流供給部３２は、レノイドに電流を供給する電流供給手段やパルス電流を供給するパルス電流供給手段の一例である。また、制御部３１は、流供給手段からソレノイドへ供給する電流を可変制御する電流制御手段やパルス電流のデューティ比を可変制御するパルス電流制御手段の一例である。なお、制御部３１は、第１期間においてパルス電流のデューティ比を急変させ、第２期間においてパルス電流のデューティ比を徐変させることを特徴としている。
【００５７】
図１１のステップＳ１０１で、制御部３１は、タイマ３３をスタートさせるとともに、記憶部３４から読み出した初期値をパルス電流供給部３２に設定する。パルス電流供給部３２は、設定された初期値（デューティ比）でパルス電流を出力する。図７に示した事例では初期値が１００％であり、図９に示した事例では初期値が０％である。
【００５８】
Ｓ１０２で、制御部３１は、タイマ３３から取得したタイマ値が第１期間の開始時刻を示す値になったかどうかを判定する。図７に示した事例では第１期間の開始時刻は、時刻Ｔ１であり、図９に示した事例では時刻Ｔ２０である。タイマ値が第１期間の開始時刻になると、Ｓ１０３に進む。
【００５９】
Ｓ１０３で、制御部３１は、第１期間の開始時刻と対応付けられているデューティ比を記憶部３４から読み出し、パルス電流供給部３２に設定する。図７に示した事例ではこのデューティ比はα％であり、図９に示した事例ではε％である。
【００６０】
Ｓ１０４で、制御部３１は、タイマ３３から取得したタイマ値が第２期間の開始時刻を示す値になったかどうかを判定する。図７に示した事例では第２期間の開始時刻は、時刻Ｔ１であり、図９に示した事例では時刻Ｔ２０である。つまり、図７においても図９においても第１期間の長さは０ないしはゼロに極めて近い値となる。もちろん、第１期間における角度が９０度よりも小さければ、第１期間の長さは０よりも長い期間となる。この場合であったとしても、第１期間における勾配は、第２期間における勾配よりも急峻なものとなる。タイマ値が第２期間の開始時刻になると、Ｓ１０５に進む。
【００６１】
Ｓ１０５で、制御部３１は、ディーティ比の徐変を開始する。第２期間の開始タイミングにおけるデューティ比は、図７の事例ではα％であり、図９の事例ではε％である。また、第２期間の開始タイミングにおけるデューティ比は、図７の事例ではβ％であり、図９の事例では１００％である。よって、図７では、α％からβ％へと時間の経過とともに減少し、図９では、ε％から１００％へと時間の経過とともに増加する。このときの変化は、１次関数である必要はなく、より高次の関数や指数関数などであってもよい。
【００６２】
Ｓ１０６で、制御部３１は、タイマ３３から取得したタイマ値が第２期間の終了時刻を示す値になったかどうかを判定する。図７に示した事例では第２期間の終了時刻は、時刻Ｔ３であり、図９に示した事例では時刻Ｔ２１である。タイマ値が第２期間の終了時刻になると、Ｓ１０７に進む。
【００６３】
Ｓ１０７で、制御部３１は、第３期間の開始時刻と対応付けられているデューティ比を記憶部３４から読み出し、パルス電流供給部３２に設定する。図７に示した事例では第３期間の開始時刻は時刻Ｔ３であり、図９に示した事例では時刻Ｔ２１である。なお、図６（ｂ）の事例では、第３期間の開始タイミングは時刻Ｔβである。第３期間の開始タイミングにおけるデューティ比は、図７の事例では０％であり、図９の事例では１００％である。
【００６４】
このように、本発明によれば、制御部３１が、ソレノイドをオン状態からオフ状態、または、オフ状態からオン状態に切り替える切り替え期間のうち、第１期間において電流を急変させ、第２期間において電流を徐変させるよう電流を制御する。ここで、第２期間には、ソレノイドによる力とソレノイドに対抗する付勢手段の付勢力とが拮抗する拮抗タイミングが存在する。よって、本発明によれば、ソレノイドのオンからオフの切り替え時間の増加を抑制しつつ、十分な衝撃音低減効果を確保することが可能となる。
【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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【図１１】
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