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JP7707691B2 - シート搬送装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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JP7707691B2 - シート搬送装置、及び画像形成装置 - Google Patents

シート搬送装置、及び画像形成装置

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Description

本発明は、シート搬送装置、及び画像形成装置に関する。
従来、ステッピングモータを駆動源として、搬送ローラを回転させることによりシートを搬送する画像処理装置がある。この画像処理装置では、ステッピングモータの停止中に振動等に起因する相ずれが発生し、ステッピングモータの駆動開始時に脱調が生じるおそれがある。ステッピングモータの駆動開始時の脱調を防止するため、ステッピングモータの停止中に、ロータの位置を保持させるための保持トルクを発生させるだけの駆動電流がステッピングモータに供給されることがある。
例えば、特許文献1の画像処理装置では、ステッピングモータの温度を検出し、ステッピングモータが予め設定された設定温度未満である場合、ステッピングモータに保持トルクを発生させる電圧(以下、保持電流という。)を供給し、ステッピングモータの温度が設定温度以上の場合、ステッピングモータに保持電流を供給しない制御を行うようにしている。
特開2017-184464号公報
しかしながら、特許文献1に記載の画像処理装置のように、ステッピングモータの温度を用いて保持電流の供給を制御すると、ステッピングモータの温度が適切に検出されていない場合において、適切に保持電流が供給できず、ステッピングモータの駆動開始時に脱調が生じるおそれがある。また、不要な保持電流が供給されてしまい、消費電力が高くなってしまうという問題がある。
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステッピングモータに保持電流を適切に供給することで、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を防ぎ、消費電力を少なくすることを可能としたシート搬送装置、及び画像形成装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の態様1に係るシート搬送装置は、正回転及び逆回転し、シートを搬送する搬送部と、前記搬送部を駆動するステッピングモータと、前記搬送部により搬送されたシートが排出される排出部と、少なくとも周囲環境の温度状態を含む状態情報を検出する検出部と、制御部と、を備えている。前記制御部は、前記搬送部によりシートを前記排出部へ向かう第1搬送方向に搬送する第1搬送処理と、前記搬送部の駆動を停止させる停止処理と、前記停止処理の実行中に、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ステッピングモータの駆動電流以下の大きさであり、前記搬送部を停止状態に保持する保持電流を前記ステッピングモータに供給するか否かを判定する判定処理と、前記判定処理にて前記保持電流を供給すると判定すると、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給することで、前記搬送部を停止状態に保持する停止保持処理と、前記停止処理及び前記停止保持処理の後、シートを前記第1搬送方向とは逆方向の第2搬送方向に搬送する第2搬送処理と、を実行することを特徴とする。
上記構成の画像形成装置によれば、判定処理にて、ステッピングモータの脱調の主要因となる状態情報である周囲環境の温度状態を考慮して、ステッピングモータに保持電流を供給するか否かの判定を行うことで、ステッピングモータに適切に保持電流を供給できる。これにより、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を的確に防止できると共に、消費電力を少なくすることができる。
また、本発明の態様2に係るシート搬送装置では、前記検出部は、前記状態情報としての前記周囲環境の温度状態を検出する温度センサを有している。前記制御部は、前記判定処理にて、前記温度センサにより検出された温度が常温未満の低温である場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給する判定を行い、前記温度センサにより検出された温度が常温以上である場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給しない判定を行う。
上記構成のシート搬送装置によれば、ステッピングモータの駆動負荷が増大する低温下において、ステッピングモータに保持電流を供給することで、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を防止できる。一方、周囲環境が常温以上である時には、ステッピングモータの駆動負荷が増大しないので、ステッピングモータに保持電流を供給しないようにすることで、消費電力を少なくできる。
また、本発明の態様3に係るシート搬送装置では、前記検出部は、前記搬送部により搬送されたシートの搬送枚数を計数する枚数カウンタを有している。前記状態情報には、前記搬送部の搬送負荷が含まれている。前記制御部は、前記判定処理にて、前記状態情報としての前記搬送部の前記搬送負荷を示す、前記枚数カウンタが計数した前記搬送枚数を取得し、前記搬送枚数が閾値よりも大きい場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給する判定を行い、前記枚数カウンタにより計数されたシートの搬送枚数が閾値未満である場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給しない判定を行う。
上記構成のシート搬送装置によれば、枚数カウンタにより計数されたシートの搬送枚数が閾値よりも大きい場合、搬送部の摩耗状態が増大することに伴ってステッピングモータが脱調し易くなっているものと判断して、ステッピングモータに保持電流を供給することによって、ステッピングモータの脱調を的確に防止できる。一方、シートの搬送枚数が閾値未満である場合、搬送部の摩耗状態が増大しておらず、脱調の可能性が低い状態であると判断して、ステッピングモータに保持電流を供給しないようにすることで、消費電力を少なくできる。
また、本発明の態様4に係るシート搬送装置では、シートの種類に関する種類情報を設定する設定部を更に備えている。シートの種類には、第1シートと、前記第1シートよりも厚さが厚い第2シートとが含まれている。前記検出部は、前記状態情報としての前記搬送部の前記搬送負荷を示す、シートの種類を取得する。前記制御部は、前記判定処理に用いる前記閾値として、前記第1シートに対応した第1閾値と、前記第2シートに対応し、前記第1閾値よりも小さい第2閾値とを有し、前記設定部により設定された前記種類情報が前記第1シートである場合、前記閾値を前記第1閾値に変更し、前記設定部により設定された前記種類情報が前記第2シートである場合、前記閾値を前記第2閾値に変更する。
上記構成のシート搬送装置によれば、制御部は、シートの種類が第1シートである場合、閾値を第1閾値に変更し、シートの種類が第1シートよりも厚さが厚い第2シートである場合、閾値を第2閾値に変更する。即ち、搬送負荷が大きく、シートに働く慣性力が大きい第2シートの閾値を、第1シートの閾値よりも小さくすることで、第1シートよりも相ずれが起こり易い第2シートに対して、早い段階で保持電流を供給する。これにより、ステッピングモータの駆動開始時の脱調をより的確に防止できる。
また、本発明の態様5に係るシート搬送装置では、前記ステッピングモータは、ロータを有している。前記制御部は、前記停止処理にて、回転した前記ロータの振動収束時間以上の長さの所定時間だけ、前記搬送部の駆動を停止させる。
上記構成のシート搬送装置によれば、停止処理において搬送部の駆動を停止させる時間を、ステッピングモータのロータの振動収束時間以上の長さに設定することで、制御部により搬送部の駆動を確実に停止できる。
また、本発明の態様6に係るシート搬送装置では、前記停止処理にて前記ステッピングモータの回転が停止する直前の励磁相を、停止励磁相として取得する励磁相取得部を更に備えている。前記制御部は、前記停止保持処理の実行中に、前記励磁相取得部により取得された前記停止励磁相と同じ励磁相に前記保持電流を供給し、前記第2搬送処理の開始時に、前記励磁相取得部により取得された前記停止励磁相と同じ励磁相に駆動電流を供給する。
上記構成のシート搬送装置によれば、励磁相取得部により、ステッピングモータの回転が停止する直前の励磁相を停止励磁相として取得して、停止保持処理中及び第2搬送処理の開始時に、停止励磁相と同じ励磁相に、保持電流又は駆動電流を供給する。これにより、ステッピングモータの駆動停止時から駆動再開時までの間に、励磁相が変更されないようにできるので、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を確実に防止できる。
本発明の一態様に係る画像形成装置は、前記搬送部により搬送されたシートに画像を形成する画像形成部と、態様1から6のいずれか1項に記載のシート搬送装置と、を備えたことを特徴とする。
上記構成の画像形成装置によれば、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を的確に防止できると共に、消費電力を少なくすることができる。
また、本発明の態様8に係る画像形成装置では、前記搬送部は、シートを前記排出部へ搬送する排出ローラを有している。前記制御部は、前記第1搬送処理にて、前記排出ローラを正回転させることにより、前記画像形成部により片面に画像が形成されたシートを前記排出部へ向けて所定量だけ搬送し、前記第2搬送処理にて、前記排出ローラを逆回転させることにより、前記シートを前記第2搬送方向に搬送し、前記第2搬送処理の後、前記シートを再度前記画像形成部に向けて前記第1搬送方向に搬送する。
上記構成の画像形成装置によれば、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を防止し、消費電力を少なくしながら、シートへの両面印刷を良好に行うことができる。
本発明の一態様によれば、ステッピングモータに保持電流を適切に供給することで、ステッピングモータの駆動開始時の脱調を防ぎ、消費電力を少なくすることができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。 実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置の両面印刷時におけるシートセンサの動作、ステッピングモータの動作、及びステッピングモータの励磁電流値の変化を示すタイミングチャートである。 実施形態に係る画像形成装置の制御部による印刷動作の流れを示すフローチャートである。 図4の続きのフローチャートである。 図5の判定処理の流れを示すフローチャートである。 図6の続きのフローチャートである。
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置1について、図1~図7を参照して説明する。
[画像形成装置の構成]
図1は、画像形成装置1の構成の一例を示す概略図である。図1に示す画像形成装置1は、シート搬送装置を備えた画像形成装置の一例である。画像形成装置1は、カラーレーザプリンタであり、シートPの片面又は両面に、所望のカラー画像又はモノクロ画像を形成して印刷を行うことが可能な構成となっている。また、以下の説明では、図1の矢印に示すように、画像形成装置1の前後方向及び上下方向を定義する。
画像形成装置1は、筐体11と、排出部の一例である排出トレイ12と、排出口11Aとを備えている。印刷されたシートPは、排出口11Aを通って、排出トレイ12へ排出される。
筐体11の内部には、シートPを収容する給送トレイ13と、給送部2と、第1搬送路R1と、画像形成部3と、定着部4と、搬送部5と、第2搬送路R2とが設けられている。給送トレイ13は、上面が開放した箱状の部材であり、複数のシートPを収容する。給送トレイ13には、サイズや紙質の異なるシートPが収容されている。シートPの種類には、例えば、普通紙、厚紙、薄紙が含まれる。なお、給送トレイ13の個数や大きさは、適宜変更可能である。
給送部2は、給送ローラ21と、搬送ローラ22と、レジストローラ23とを有している。給送ローラ21は、給送トレイ13の上方に配置され、給送トレイ13内に収容された複数枚のシートPの上端の一枚を適度な圧力で圧接して、搬送ローラ22側へ搬送する。搬送ローラ22は、給送ローラ21よりもシートPの搬送方向下流側に配置され、シートPをレジストローラ23側へ搬送する。レジストローラ23は、搬送ローラ22よりもシートPの搬送方向下流側に配置され、シートPを画像形成部3側へ搬送する。
第1搬送路R1は、給送トレイ13の前端部から上方に延びて後方へ湾曲し、画像形成部3の位置を経由して、定着部4の後方から上方へ延びて前方へ湾曲して、排出口11Aに至る経路である。本実施形態1では、第1搬送路R1において、シートPが給送トレイ13から画像形成部3を経由して排出口11Aへ向かう方向を第1搬送方向D1という。第1搬送路R1における搬送ローラ22の上流側には、第2搬送路R2との合流位置Xが設けられている。
レジストローラ23よりも第1搬送方向D1の下流側には、一対のベルトローラ30に巻回された無端状の搬送ベルト30Vが設けられている。一対のベルトローラ30のうち一方は、図示しない駆動モータからの駆動力が伝達されることで回動する。搬送ベルト30Vは、一対のベルトローラ30が回動することにより循環駆動する。搬送ベルト30Vは、シートPを第1搬送方向D1に搬送する。
画像形成部3は、転写ローラ31Y,31M,31C,31Kと、感光ドラム32Y,32M,32C,32Kと、現像カートリッジ3Y,3M,3C,3K、露光器7、及び定着部4を有している。
4つの転写ローラ31Y,31M,31C,31Kは、搬送ベルトVの内側に、前後方向に互いに間隔をあけて配置されている。なお、搬送ベルト30Vはなくてもよく、転写ローラ31Y,31M,31C,31Kを含む複数のローラを用いてシートPを搬送してもよい。
各転写ローラ31Y,31M,31C,31Kと対向する位置には、シートPの搬送方向上流側から順に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及び、ブラック(K)の各色に対応した4つの感光ドラム32Y,32M,32C,32Kが配置されている。感光ドラム32Y,32M,32C,32Kは、図示しない駆動モータからの駆動力により回転駆動される。なお、感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの配置順は、これに限定されず、適宜変更可能である。
各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの表面は、図示しない帯電器によって一様に帯電される。これら感光ドラム32Y,32M,32C,32Kに、後述する露光器7から光が照射されることにより露光が行われる。露光器7により露光されることで、シートPに印刷される画像データの静電潜像が、各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの表面に形成される。
各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの前側上方には、4つの現像カートリッジ3Y,3M,3C,3Kが、前後方向に互いに間隔をあけて配置されている。各現像カートリッジ3Y,3M,3C,3Kには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及び、ブラック(K)の各色に対応したトナーが収容されている。
各現像カートリッジ3Y,3M,3C,3Kの後下端部には、それぞれ現像ローラ33Y,33M,33C,33Kが配置されている。4つの現像カートリッジ3Y,3M,3C,3Kの上方には、露光器7が配置されている。露光器7は、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡等を有し、画像データに基づくレーザ光を出射する。露光器7から出射されたレーザ光は、各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの表面に静電剤像を形成する。
各現像ローラ33Y,33M,33C,33Kは、それぞれ感光ドラム32Y,32M,32C,32Kに接触することで、各現像カートリッジ3Y,3M,3C,3Kに収容されたトナーを、各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kに供給する。これにより、各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの表面に形成された静電剤像がトナー像(現像剤像)となる。なお、カラー印刷では、4つの感光ドラム32Y,32M,32C,32Kにそれぞれトナー像が形成される。一方、モノクロ印刷では、感光ドラム32Kにだけトナー像が形成される。
そして、4つの転写ローラ31Y,31M,31C,31Kには、図示しない印加部により負極の転写電流が印加される。また、転写ローラ31Y,31M,31C,31Kは、図示しない駆動モータからの駆動力により回転駆動される。転写電流が印加された転写ローラ31Y,31M,31C,31Kと、感光ドラム32Y,32M,32C,32Kとの間で、シートPが挟持されながら搬送される。これにより、感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの表面に形成されたトナー像(現像剤像)がシートPに転写される。
各転写ローラ31Y,31M,31C,31Kの第1搬送方向D1の下流には、定着部4が設けられている。定着部4は、加熱ローラ41と、加圧ローラ42とを有している。シートPは、加熱ローラ41と加圧ローラ42との間を通過するときに加熱及び加圧される。これにより、定着部4は、シートPに形成されたトナー像を、シートPに定着する。
第1搬送路R1における定着部4の下流には、搬送ローラ24及び対向ローラ25が配置されている。搬送ローラ24は、搬送モータ62により駆動される。搬送ローラ24の回転に伴って、対向ローラ25が回転する。第1搬送路R1において、定着部4と搬送ローラ24との間には、後述するシートセンサ71が配置されている。
第1搬送路R1における搬送ローラ24の下流には、搬送ローラ51及び対向ローラ52が配置されている。搬送ローラ51の回転に伴って、対向ローラ52が回転する。また、第1搬送路R1における排出口11Aの付近には、排出ローラ53及び対向ローラ54が配置されている。排出ローラ53の回転に伴って、対向ローラ54が回転する。搬送ローラ51及び排出ローラ53は、搬送部5を構成する。なお、搬送ローラ51及び対向ローラ52はなくてもよい。
本実施形態では、シートPを排出させるための排出用モータとして、ステッピングモータ61を用いている。即ち、搬送部5である搬送ローラ51及び排出ローラ53は、ステッピングモータ61により駆動され、正回転及び逆回転する。搬送ローラ51及び排出ローラ53が正回転すると、第1搬送路R1において、シートPが第1搬送方向D1に沿って排出口11Aへ向けて搬送される。一方、搬送ローラ51及び排出ローラ53が逆回転すると、第2搬送路R2において、シートPが第2搬送方向D2に沿って、第1搬送路R1との合流位置Xへ向けて搬送される。
第2搬送路R2は、両面印刷時に、シートPを給送トレイ13の下方を通って、第1搬送路R1との合流位置に搬送するための経路である。第1搬送路R1における搬送ローラ51よりも上流側の分岐位置Yにて分岐し、定着部4の後下方から下方へ延び、前方へ湾曲している。更に、第2搬送路R2は、給送トレイ13の下方を前方に延び、上方へ湾曲して第1搬送路R1との合流位置Xに接続された経路である。
第2搬送路R2において、分岐位置Yの付近には、前後方向に揺動可能に構成されたフラッパ8が設けられている。フラッパ8は、シートPが第1搬送方向D1に沿って搬送されている時は、図1の実線に示すように前方に揺動して、シートPを搬送ローラ51側へ案内する。一方、両面印刷時に、シートPが第2搬送方向D2に沿って搬送されている時は、フラッパ8は、図1の一点鎖線に示すように後方に揺動して、シートPを給送トレイ13の下方へ案内する。これにより、シートPの両面に画像を形成することが可能となっている。
[画像形成装置の電気的構成]
図2は、実施形態に係る画像形成装置1の電気的構成を示すブロック図である。図2に示すように、制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、及びEEPROM104(登録商標)、及びASIC105を有し、これらが内部バスによって接続されている。
制御部100は、画像形成装置1の各部に対する全般的な制御を行う。ROM102には、CPU101が各種動作を制御するためのプログラムや各種設定等が記憶されている。RAM103は、各種制御プログラムが読み出される作業領域、及び画像データを一時的に記憶する記憶領域として利用される。本実施形態では、RAM103の一部を、ステッピングモータ61のステップ数を検出するカウンタとして用いる。
EEPROM104には、電源オフ後も保持すべき設定情報が格納される。本実施形態では、EEPROM104は、検出部の一例であり、搬送部5により搬送されたシートPの搬送枚数を計数する枚数カウンタとして機能する。EEPROM104により計数された搬送枚数は、搬送部5の搬送負荷を示す状態情報の一例である。
ASIC105には、駆動部60、搬送モータ62、温度センサ70、シートセンサ71、設定部110、及び、通信インタフェース(I/F)120が電気的に接続されている。制御部100は、駆動部60を介して、ステッピングモータ61の駆動を制御する。ステッピングモータ61は、図示しないが、ステータと、ロータを有し、駆動部60により駆動電流が供給されることで、ステータに対してロータが回転する。制御部100は、駆動部60により、ステッピングモータ61を正回転させることで、搬送部5を正回転させ、ステッピングモータ61を逆回転させることで、搬送部5を逆回転させる。
駆動部60は、ステッピングモータ61へ駆動パルスを送信することにより、ステッピングモータ61を1ステップずつ回転させる。ステッピングモータ61のステップ数は、RAM103によりカウントされる。制御部100は、RAM103のカウント値を取得することで、積算されたステップ数を把握可能である。
図2に戻り、制御部100は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御によって、搬送モータ62の回転を制御する。制御部100は、搬送モータ62を制御することで、給送部2及び搬送ローラ24,26~28の回転を制御する。
温度センサ70は、検出部の一例であり、筐体11に設けられ、画像形成装置1の状態情報として、周囲環境の温度状態を検出する。温度センサ70は、検出した温度を制御部100へ出力する。
シートセンサ71は、第1搬送路R1において、定着部4と搬送ローラ24との間の所定位置におけるシートPの有無を検出する。シートセンサ71は、図示しないアクチュエータと、フォトインタラプタとを有して構成され、シートPが所定位置を通過している状態でオン信号を制御部100へ出力し、シートPが所定位置にない状態でオフ信号を制御部100へ出力する。
設定部110は、ユーザにより、シートPの種類に関する種類情報を設定するためのものである。設定部110は、設定されたシートPの種類情報を制御部100へ出力する。シートPの種類には、例えば、普通紙、厚紙、薄紙等がある。シートPの種類は、搬送部5の搬送負荷を示す状態情報の一例である。
通信I/F120は、LAN等のネットワークに接続され、画像形成装置1用のドライバが組み込まれた外部装置との接続を可能にしている。画像形成装置1は、通信I/F120を介して、印刷ジョブを受信可能である。
[印刷動作の流れ]
次に、本実施形態における画像形成装置1の印刷動作の流れについて、図3~図7を参照して説明する。図3は、画像形成装置1の両面印刷時におけるシートセンサ71の動作、ステッピングモータ61の動作、及びステッピングモータ61の励磁電流値の変化を示すタイミングチャートである。図4は、実施形態に係る画像形成装置1の制御部100による印刷動作の流れを示すフローチャートである。図5は、図4の続きのフローチャートである。図6は、図5の判定処理S30の流れを示すフローチャートである。図7は、図6の続きのフローチャートである。
図4に示すように、制御部100は、通信I/F120を介して、印刷ジョブを受信すると、シートPの種類を取得し、RAM103に記憶されたステップ数をリセットする(S1)、印刷ジョブにより指定された印刷が裏面印刷か否かの判定を行う(S2)。印刷ジョブが裏面印刷である場合(S2:YES)、制御部100は、図5に示すフローチャートへ進む。なお、シートPに対して両面印刷が行われる場合、裏面から先に印刷が実行され、後から表面の印刷が行われる。
一方、制御部100は、印刷ジョブが裏面印刷でない場合(S2:NO)、即ち、印刷ジョブが表面(片面)の印刷である場合、シートPを排出トレイ12へ向かう第1搬送方向D1に搬送する第1搬送処理を行う(S3)。
具体的には、制御部100は、第1搬送処理S3において、搬送モータ62を駆動させて給送ローラ21を回転させることで、シートPを第1搬送路R1へ供給し、搬送ローラ22及びレジストローラ23を回転させることで、シートPを画像形成部3側へ搬送する。
シートPが画像形成部3に搬送されると、制御部100は、転写ローラ31Y,31M,31C,31Kと、感光ドラム32Y,32M,32C,32Kとの間で挟持して搬送することにより、各感光ドラム32Y,32M,32C,32Kの表面に形成されたトナー像をシートPの所定の箇所に転写する。
トナー像が転写されたシートPは、定着部4の加熱ローラ41と加圧ローラ42との間で挟持されながら搬送され、加熱及び加圧されることで、シートPにトナー像が定着する。これにより、画像データに基づく画像がシートPへ形成される。
続いて、制御部100は、シートセンサ71がオンしたか否かの判定を行う(S4)。シートセンサ71がオンした場合(S4:YES)、制御部100は、駆動部60を介してステッピングモータ61の回転を開始させる(S5)。
S5において、制御部100は、ステッピングモータ61を正回転させることにより、搬送ローラ51及び排出ローラ53を正回転させて、表面に印刷されたシートPを排出トレイ12へ排出する。そして、制御部100は、シートセンサ71がオフしたか否かの判定を行い(S6)、シートセンサ71がオフした場合(S6:YES)、RAM103においてステップ数のカウントを開始し(S7)、ステッピングモータ61のステップ数が第1規定値以上か否かの判定を行う(S9)。ここで、「第1規定値」は、シートセンサ71がオフしてから、シートPの後端が排出口11Aから排出される距離に対応したステップ数である。
一方、シートセンサ71がオンしない場合(S4:NO)、制御部100は、エラー処理を実行し(S10)、図4に示すフローを終了する。また、制御部100は、シートセンサ71がオフしない場合(S6:NO)、シートセンサ71がオンしてから規定時間以上経過したか否かの判定を行い(S8)、規定時間以上経過していない場合(S8:NO)、S6に戻り、規定時間以上経過した場合(S8:YES)、エラー処理を実行し(S10)、図4に示すフローを終了する。ここで、「規定時間」は、例えば、画像形成装置1により印刷可能な最大サイズのシートPが、シートセンサ71を通過開始してから、通過終了するまでの時間の長さに設定されている。
次に、ステッピングモータ61のステップ数が第1規定値以上である場合(S9:YES)、制御部100は、ステッピングモータ61の回転を停止させることで、搬送ローラ51及び排出ローラ53の駆動を停止させる停止処理を行う(S11)。なお、ステッピングモータ61のステップ数が第1規定値以上でない場合(S9:NO)、ステップ数が第1規定値に達するまで、S9を繰り返す。
S9の後、制御部100は、次の印刷シートがあるか否かの判定を行う(S12)。制御部100は、次の印刷シートがある場合(S12:YES)、S2へ戻り、次の印刷シートがない場合(S12:NO)、図4に示すフローを終了する。これにより、シートPの表面への印刷が完了する。
一方、シートPの裏面に印刷を行う場合(S2:YES)、制御部100は、図5に示すフローチャートにおいて、S3と同様に第1搬送処理を行った後(S21)、S4~S6と同様にS22~S24を行う。
制御部100は、図3に示す時間t1において、シートセンサ71がオンしない場合(S22:NO)、エラー処理を実行し(S28)、図5に示すフローを終了する。一方、シートセンサ71がオンした場合(S22:YES)、制御部100は、ステッピングモータ61の回転を開始し(S23)、シートセンサ71がオフしたか否かの判定を行う(S24)。
シートセンサ71がオフしない場合(S24:NO)、制御部100は、規定時間T1以上経過したか否かの判定を行い(S26)、図3に示す時間t1以降、規定時間T1以上経過した場合(S26:YES)、エラー処理を実行し(S28)、図5に示すフローを終了する。なお、規定時間T1以上経過していない場合には(S26:NO)、S24へ戻る。
制御部100は、図3に示す時間t2において、シートセンサ71がオフした場合(S24:YES)、ステップ数のカウントを開始し(S25)、ステッピングモータ61のステップ数が第2規定値以上であるか否かの判定を行う(S27)。「第2規定値」は、「第1規定値」よりも小さい値に設定され、シートセンサ71がオフしてから、シートPの後端が排出ローラ53の手前まで移動する距離に対応したステップ数である。
制御部100は、ステッピングモータ61のステップ数が第2規定値以上である場合(S27:YES)、ステッピングモータ61の回転を停止させることで、搬送ローラ51及び排出ローラ53の駆動を停止させる停止処理を行う(S29)。なお、ステッピングモータ61のステップ数が第2規定値以上でない場合には(S27:NO)、ステップ数が第2規定値に達するまでS27を繰り返す。
制御部100は、停止処理S29において、図3に示す所定時間T2だけ搬送部5の駆動を停止させる。所定時間T2は、回転したロータの振動が収束する時間以上の長さに設定されている。これにより、制御部100によって、搬送部5の駆動を確実に停止できるようにしている。
本実施形態では、制御部100は、停止処理S29にて励磁相取得部の一例であるASIC105を介して、ステッピングモータ61の回転が停止する直前の励磁相を停止励磁相として取得し、更に、停止処理S29の開始後に、ステッピングモータ61に保持電流を供給するか否かを判定する判定処理を実行する(S30)。そして、後述するように、ステッピングモータ61が脱調し易くなるタイミングで、ステッピングモータ61に保持電流を供給することで、脱調を的確に防止することを可能としている。
S30の後、シートPを第1搬送方向D1とは逆方向の第2搬送方向D2に搬送する第2搬送処理を実行する(S32)。制御部100は、第2搬送処理S32において、ステッピングモータ61を逆回転させることで、搬送ローラ51及び排出ローラ53を逆回転させて、裏面に印刷がされたシートPを第1搬送路R1と第2搬送路R2との分岐位置Y側へ搬送した後、第2搬送路R2に沿って給送トレイ13の下部に向けて搬送する。そして、制御部100は、搬送モータ62を駆動させることにより、搬送ローラ26~28を回転させて、シートPを第1搬送路R1と第2搬送路R2との合流位置Xに向けて搬送する。
第2搬送処理S32の後、制御部100は、ステッピングモータ61のステップ数が第3規定値以上であるか否かの判定を行う(S33)。ステッピングモータ61のステップ数が第3規定値以上である場合(S33:YES)、シートPは第2搬送路R2において、搬送ローラ26~28により搬送されているので、図3に示す時間t5において、ステッピングモータ61の回転を停止させることで、搬送ローラ51及び排出ローラ53の駆動を停止させる停止処理を行う(S34)。なお、ステッピングモータ61のステップ数が第3規定値以上でない場合には(S33:NO)、ステップ数が第3規定値に達するまでS33を繰り返す。第3規定値は、第2搬送処理S32を開始後、シートPの後端が搬送ローラ51を通過し終わり、シートPが搬送ローラ26によって搬送され始めるまでの間に要するステップ数以上に設定されている。
停止処理S34の後、Xに搬送されたシートPは、表裏が反転された状態で第1搬送路R1に沿って第1搬送方向D1に搬送され(S3)、画像形成部3により、もう一方の面、即ち表面に印刷が行われる。以下、制御部100は、上記と同様にして、S4~S12を実行する。これにより、シートPの両面への印刷が完了する。
次に、図5に示す判定処理S30の詳細なフローについて、図6及び図7を参照して説明する。図6に示すフローチャートにおいて、制御部100は、温度センサ70が検出した周囲環境の温度、及び搬送枚数を取得する(S41)。
本実施形態では、制御部100は、周囲環境の温度及び搬送枚数を用いて、ステッピングモータ61に保持電流を供給するか否かを判定する。これは、画像形成装置1の周囲環境の温度が常温よりも低い場合、ステッピングモータ61の駆動力を搬送部5に伝達するギア等に塗布されたグリスの粘性が増大して、ステッピングモータ61の駆動負荷が増大して、ステッピングモータ61が脱調し易くなっていることを考慮している。また、搬送部5による搬送枚数が増加した場合、搬送部5への紙粉等の付着及び搬送部5の摩耗により、搬送部5の摩擦係数が増大して、ステッピングモータ61の駆動負荷が増大しており、ステッピングモータ61が脱調し易くなることを考慮している。
続いて、制御部100は、シートPの種類が薄紙か否かの判定を行う(S42)。制御部100は、シートPの種類が薄紙である場合(S42:YES)、温度センサ70による検出温度が5℃未満か否かの判定を行う(S43)。温度センサ70による検出温度が5℃未満である場合(S43:YES)、制御部100は、EEPROM104に記憶されたシートPの搬送枚数が、第1閾値以上か否かの判定を行う(S44)。第1閾値は、例えば30万枚に設定されている。
シートPの搬送枚数が第1閾値以上である場合(S44:YES)、制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が必要であると判定し(S45)、ステッピングモータ61に保持電流を供給することで、搬送ローラ51及び排出ローラ53を停止状態に保持する停止保持処理を実行する(S46)。
制御部100は、停止保持処理S46の実行中、図3に示す時間t3~t4の所定時間T2の間に、上記停止励磁相と同じ励磁相に保持電流を供給し続ける。保持電流の大きさは、ステッピングモータ61の駆動電流以下の大きさであり、搬送ローラ51及び排出ローラ53を停止状態に保持可能な大きさに設定されている。これにより、ステッピングモータ61の駆動開始時(図3に示す時間t4)の脱調を的確に防止できる。
一方、温度センサ70による検出温度が5℃以上である場合(S43:NO)、又は、温度センサ70による検出温度が5℃未満である場合であっても(S43:YES)、シートPの搬送枚数が第1閾値未満である場合(S44:NO)、制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が不要であると判定し(S47)、停止保持処理S46を実行せず、判定処理S30を終了する。
一方、シートPの種類が薄紙でない場合(S42:NO)、制御部100は、シートPの種類が普通紙か否かの判定を行う(S48)。シートPの種類が普通紙である場合(S48:YES)、制御部100は、温度センサ70による検出温度が5℃未満か否かの判定を行い(S49)、シートPの種類が普通紙でない場合(S48:NO)、図7のS61へ進む。
温度センサ70による検出温度が5℃未満である場合(S49:YES)、制御部100は、EEPROM104に記憶されたシートPの搬送枚数が、第2閾値以上か否かの判定を行う(S50)。第2閾値は、例えば10万枚に設定されている。なお、S44及びS50では、薄紙が第1シートに相当し、普通紙が第1シートよりも厚さが厚い第2シートに相当する。本実施形態では、シートPの厚さが厚い方が、搬送部5への搬送負荷が大きく摩耗し易いことを考慮して、S1にて取得したシートPの種類が第1シートである場合、閾値を第1閾値に変更し、第2シートである場合、閾値を第2閾値に変更している。
一方、温度センサ70による検出温度が5℃未満でない場合(S49:NO)、即ち、検出温度が5℃以上である場合、制御部100は、シートPの搬送枚数が第1閾値以上か否かの判定を行う(S52)。第1閾値は、例えば30万枚に設定されている。
シートPの搬送枚数が第2閾値以上である場合(S50:YES)、又は、温度センサ70による検出温度が5℃未満でない場合であっても(S49:NO)、シートPの搬送枚数が第1閾値以上である場合(S52:YES)、制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が必要であると判定し(S51)、停止保持処理を実行する(S46)。
一方、温度センサ70による検出温度が5℃未満である場合(S49:YES)、且つシートPの搬送枚数が第2閾値未満である場合(S50:NO)、制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が不要であると判定し(S53)、停止保持処理S46を実行せず、判定処理S30を終了する。また、温度センサ70による検出温度が5℃以上である場合で(S49:NO)、シートPの搬送枚数が第1閾値未満である場合には(S52:NO)、制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が不要であると判定し(S53)、停止保持処理S46を実行せず、判定処理S30を終了する。
続いて、図7に移り、S61において、制御部100は、シートPが厚紙であると判定し、温度センサ70による検出温度が5℃未満か否かの判定を行う(S62)。温度センサ70による検出温度が5℃以上である場合(S62:NO)、制御部100は、シートPの搬送枚数が第2閾値以上か否かの判定を行う(S63)。第2閾値は、例えば10万枚に設定されている。S52及びS63では、普通紙が第1シートに相当し、厚紙が第1シートよりも厚さが厚い第2シートに相当する。つまり、シートPの種類が第1シートである場合、閾値を第1閾値に変更し、第2シートである場合、閾値を第2閾値に変更している。
温度センサ70による検出温度が5℃未満である場合(S62:YES)、又は、シートPの搬送枚数が第2閾値以上である場合(S63:YES)、制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が必要であると判定し(S64)、S46と同様に停止保持処理を実行する(S65)。
一方、シートPの搬送枚数が第2閾値未満である(S63:NO)。制御部100は、ステッピングモータ61への保持電流の供給が不要であると判定し(S66)、停止保持処理S65を実行せず、判定処理S30を終了する。
以上説明した実施形態における画像形成装置1では、制御部100は、判定処理(S30)において、ステッピングモータ61の脱調の主要因となる状態情報としての周囲環境の温度状態を考慮して、ステッピングモータ61に保持電流を供給するか否かの判定を行う。具体的には、制御部100は、温度センサ70による検出温度が常温未満の低温である場合、ステッピングモータ61の駆動負荷が増大することを考慮して、ステッピングモータに保持電流を供給することにより(S46,S65)、ステッピングモータ61の駆動開始時の脱調を防止できる。一方、制御部100は、温度センサ70による検出温度が常温以上である場合、ステッピングモータ61の駆動負荷が増大しないので、ステッピングモータ61に保持電流を供給しない判定を行い(S47,S53,S66)、ステッピングモータ61に保持電流を供給しないことで消費電力を少なくできる。
また、制御部100は、判定処理(S30)にて、状態情報として、搬送部5の搬送負荷を示す搬送枚数を考慮して、ステッピングモータ61に保持電流を供給するか否かの判定を行う。具体的には、制御部100は、シートPの搬送枚数が閾値よりも大きい場合、ステッピングモータ61に保持電流の供給が必要であると判定し(S45,S51,S64)、ステッピングモータ61に保持電流を供給することで、ステッピングモータ61の脱調を的確に防止できる。一方、シートPの搬送枚数が閾値未満である場合、ステッピングモータ61に保持電流の供給が不要であると判定し(S47,S53,S66)、ステッピングモータ61に保持電流を供給しないことで消費電力を少なくできる。
また、制御部100は、シートPの種類が第1シートである場合、閾値を第1閾値に変更し、シートPの種類が第1シートよりも厚さが厚い第2シートである場合、閾値を第2閾値に変更する。即ち、搬送負荷が大きく、シートPの搬送停止時に、シートPに対して働く慣性力が大きい第2シートの閾値を、第1シートの閾値よりも小さくすることで、第1シートよりもステッピングモータ61の相ずれが起こり易い第2シートに対して、早い段階で保持電流を供給する。これにより、ステッピングモータ61の駆動開始時の脱調をより的確に防止できる。
また、制御部100は、ステッピングモータ61の回転が停止する直前の励磁相を停止励磁相として取得して、停止保持処理(S46,S65)の実行中及び第2搬送処理(S32)の開始時に、停止励磁相と同じ励磁相に維持されるように、保持電流又は駆動電流を供給する。これにより、ステッピングモータ61の駆動停止時(図3の時間t3)から駆動再開時(図3の時間t4)までの間に、励磁相が変更されないようにできるので、ステッピングモータ61の駆動開始時の脱調を防止できる。
また、制御部100は、図5に示すように、第1搬送処理(S21)にて、排出ローラ53を正回転させることにより、画像形成部3により裏面に画像が形成されたシートPを排出トレイ12へ向けて所定量だけ搬送し、第2搬送処理(S32)にて、排出ローラ53を逆回転させることにより、シートPを第2搬送方向D2に搬送した後、再度シートPを画像形成部3に向けて第1搬送方向D1に搬送する(S3)。これにより、ステッピングモータ61の駆動開始時の脱調を防止し、消費電力を少なくしながら、シートPへの両面印刷を良好に行うことができる。
〔その他の実施形態〕
上記した実施形態の画像形成装置1は、カラーレーザプリンタであるとしたが、これに限らず、他にも、モノクロレーザプリンタ、インクジェットプリンタ、複合機、FAX装置等にも適用可能である。
上記した実施形態の画像形成装置1では、制御部100は、図6及び図7に示す判定処理S30において、温度センサ70が検出した温度による閾値判定(S43,S49,S62)と、搬送部5の搬送負荷を示す搬送枚数による閾値判定(S44,S50,S52,S63)との両方を行うものとしたが、これに限定されない。例えば、制御部100は、検出温度による閾値判定(S43,S49,S62)、又は、搬送枚数による閾値判定(S44,S50,S52,S63)のいずれか一方を行うだけでもよい。
また、上記した実施形態では、制御部100は、S1において、設定部110により設定されたシートPの種類に関する種類情報を取得することにより、シートPの種類を判別するものとしたが、これに限定されない。例えば、制御部100は、静電容量センサにより、シートPの静電容量を検知することにより、シートPの種類を判別してもよい。
また、上記した実施形態では、制御部100は、判定処理S30において、搬送部5の搬送負荷を示す状態情報として搬送枚数を用いたが、これに限らず、例えばステッピングモータ61のステップ数の積算値を用いてもよい。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1 画像形成装置
2 給送部
3 画像形成部
5 搬送部
11 筐体
12 排出トレイ
51 搬送ローラ
53 排出ローラ
61 ステッピングモータ
70 温度センサ
71 シートセンサ
100 制御部
103 RAM
104 EEPROM
105 ASIC
110 設定部
D1 第1搬送方向
D2 第2搬送方向
S3、S21 第1搬送処理
S29 停止処理
S30 判定処理
S32 第2搬送処理
S46、S65 停止保持処理

Claims (6)

  1. 画像形成装置に備えられたシート搬送装置であって、
    正回転及び逆回転し、シートを搬送する搬送部と、
    前記搬送部を駆動するステッピングモータと、
    前記搬送部により搬送されたシートが排出される排出部と、
    少なくとも前記画像形成装置の周囲環境の温度状態を含む状態情報を検出する検出部であって、前記搬送部により搬送されたシートの搬送枚数を計数する枚数カウンタを有する検出部と、
    シートの種類に関する種類情報を設定する設定部と、
    制御部と、を備え、
    前記状態情報には、前記搬送部の搬送負荷が含まれ、
    シートの種類には、第1シートと、前記第1シートよりも厚さが厚い第2シートとが含まれ、
    前記検出部は、前記状態情報としての前記搬送部の前記搬送負荷を示す、シートの種類を取得し、
    前記制御部は、
    前記搬送部によりシートを前記排出部へ向かう第1搬送方向に搬送する第1搬送処理と、
    前記搬送部の駆動を停止させる停止処理と、
    前記停止処理の実行中に、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ステッピングモータの駆動電流以下の大きさであり、前記搬送部を停止状態に保持する保持電流を前記ステッピングモータに供給するか否かを判定する判定処理と、
    前記判定処理にて前記保持電流を供給すると判定すると、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給することで、前記搬送部を停止状態に保持する停止保持処理と、
    前記停止処理及び前記停止保持処理の後、シートを前記第1搬送方向とは逆方向の第2搬送方向に搬送する第2搬送処理と、を実行し、
    前記判定処理にて、前記状態情報としての前記搬送部の前記搬送負荷を示す、前記枚数カウンタが計数した前記搬送枚数を取得し、前記搬送枚数が閾値よりも大きい場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給する判定を行い、前記枚数カウンタにより計数されたシートの搬送枚数が閾値未満である場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給しない判定を行い、
    前記判定処理に用いる前記閾値として、前記第1シートに対応した第1閾値と、前記第2シートに対応し、前記第1閾値よりも小さい第2閾値とを有し、
    前記設定部により設定された前記種類情報が前記第1シートである場合、前記閾値を前記第1閾値に変更し、前記設定部により設定された前記種類情報が前記第2シートである場合、前記閾値を前記第2閾値に変更することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記検出部は、前記状態情報としての前記画像形成装置の周囲環境の温度状態を検出する温度センサを有し、
    前記制御部は、
    前記判定処理にて、前記温度センサにより検出された温度が常温未満の低温である場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給する判定を行い、前記温度センサにより検出された温度が常温以上である場合、前記ステッピングモータに前記保持電流を供給しない判定を行うことを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 前記ステッピングモータは、ロータを有し、
    前記制御部は、
    前記停止処理にて、回転した前記ロータの振動収束時間以上の長さの所定時間だけ、前記搬送部の駆動を停止させることを特徴とする請求項1または2に記載のシート搬送装置。
  4. 前記停止処理にて前記ステッピングモータの回転が停止する直前の励磁相を、停止励磁相として取得する励磁相取得部を更に備え、
    前記制御部は、
    前記停止保持処理の実行中に、前記励磁相取得部により取得された前記停止励磁相と同じ励磁相に前記保持電流を供給し、
    前記第2搬送処理の開始時に、前記励磁相取得部により取得された前記停止励磁相と同じ励磁相に駆動電流を供給することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のシート搬送装置。
  5. 前記搬送部により搬送されたシートに画像を形成する画像形成部と、
    請求項1からのいずれか1項に記載のシート搬送装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  6. 前記搬送部は、シートを前記排出部へ搬送する排出ローラを有し、
    前記制御部は、
    前記第1搬送処理にて、前記排出ローラを正回転させることにより、前記画像形成部により片面に画像が形成されたシートを前記排出部へ向けて所定量だけ搬送し、
    前記第2搬送処理にて、前記排出ローラを逆回転させることにより、前記シートを前記第2搬送方向に搬送し、
    前記第2搬送処理の後、前記シートを再度前記画像形成部に向けて前記第1搬送方向に搬送することを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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