JP2006151612A - 画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の各部に配置される駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に記録媒体が突入する際のジャム発生に対する安全率を向上させて、正常に次工程に記録媒体を搬送できるようにする画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置を提供する。
【解決手段】 搬送される記録媒体Ｐの先端が駆動部３０の駆動ローラ３１とそれに対向する部材３２との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅を、画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件に基づき予測するためのトルク変化幅予測手段７８と、この予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入する以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させる駆動トルク変化手段８０とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動源から駆動力が与えられる駆動ローラとそれに対向する部材とからなる駆動部をシート状の記録媒体の搬送経路中に配置した画像形成装置において、駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入した記録媒体を挟みつけた状態で駆動ローラを回転することによって記録媒体を搬送し、この記録媒体を搬送するときの前記駆動源の駆動トルクを制御する画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置に関する。

従来、複写機あるいはプリンタ等の画像形成装置は、感光体ドラム上に書き込み形成された原稿画像の静電潜像を、現像器から供給される現像剤により現像し、そのトナー像を給紙カセット内から供給される紙などの記録媒体（この場合記録用紙を例に挙げる）上に転写した後、この記録用紙上に転写されたトナー像を定着手段、例えば、加熱ローラによって定着、印字して排紙することにより、画像形成プロセスを形成している。

このような画像形成プロセスにおいて、記録用紙の送りに関して、画像形成装置の各部の配置されるローラは、搬送されてくる記録用紙を正常に次工程に搬送することを目的としている。

搬送している記録用紙にしわなどが生じないように、前工程よりもその後流の工程の搬送速度を早くする等に速度差を設け、それら工程間の速度差によって記録用紙が同時に搬送されているときに記録用紙に引っ張られて不具合が生じないように、その速度差をローラに設けたトルクリミッタによって吸収する技術がある（特許文献１参照）。

記録用紙の送りにおいて、駆動負荷の点を考えると、各工程のローラでは、駆動負荷が異なり、駆動部の電力負荷同士に相違がある。

駆動部に同一の駆動源を用いた場合、給紙工程等は負荷が少ないが、駆動ローラに圧力を加える給紙用紙の捌き（さばき）部分、締着工程等では、駆動ローラの負荷が記録用紙の突入で急に上昇する。その負荷が過大な場合は、記録用紙の搬送ができなくなって、搬送している記録用紙にいわゆるジャム（ＪＡＭ：用紙が詰まって動かなくなること）が発生することがある。

このようなジャムが発生しないようにするため、駆動部の駆動トルクには、ジャムの発生を回避できるようにする余裕幅を設けている。この余裕幅は、駆動部が現在出力している駆動トルクと最大に出力可能な駆動トルクとの間の差であって、余裕幅を大きくするには、駆動部に定格出力や最大出力の大きな駆動モータを選択する必要がある。

例えば定着装置の定着ローラ（加熱ローラと加圧ローラが対で設けられる）についてみれば、図７に示すように、定着ローラに記録用紙が突入する度（噛み込む度）に駆動トルクが上昇し、駆動モータに流れる電流も負荷にあわせて上昇する。そして、突入噛み込み後に用紙が定着ローラを通過するまでの時間（通過時間）は、規定のニップ厚による負荷に応じた記録用紙の送り状態になり定着ローラの負荷トルクが徐々に減少していく。記録用紙が定着ローラの通過した後は、定着ローラ自体のニップによる負荷がかかり、次の記録用紙の噛み込みまで定常的な負荷トルクになる。

この定着ローラの駆動モータに流す電流値は、想定される最大厚みの記録用紙に対応する駆動トルクを発生可能なスペックに画像形成装置に設定している。

記録用紙の噛み込みによる負荷トルクがこの設定された電流値の範囲内であれば、駆動部が発生する駆動トルクによってその負荷トルクに対応できる。つまり負荷トルクの大小に応じて流す電流値も大小に変化する。

上述のように最大の駆動トルクと実際の駆動トルクとの差が安全幅になり、この安全幅を超えて突入時の負荷が生じると、記録用紙を送れなくなりジャム発生となる。
特開平０８−２６８６１４号公報

しかしながら、前述の如く駆動ローラの記録用紙突入時に余裕幅があるとしても、突入時の負荷トルクに対応するように駆動トルクを発生するようにしており、突入時の駆動トルクの変動が、用紙無しの低い駆動トルクから噛み込みを可能にする駆動トルクにまでなるのに過渡応答的に変化し、余裕幅が余り無い場合に、噛み込み不良からジャム発生に至る場合が有る。

また、記録用紙に一般的な厚み（例えば坪量５０〜１２８ｇ／ｍ³）のものよりも厚いものを用いた場合に、想定される最大トルクが一般的な厚みによって設定した駆動トルクを超えてしまいやすく、つまり余裕幅を超えてジャム発生に至る場合が有る等の問題点がある。

記録用紙の厚みに幅広く対処するため、仮に、上記一般的厚み以上の厚みの記録用紙に対処し得る余裕幅を設定したとしても、駆動トルクの大きなモータを配設する等、駆動部の大型化・高価格化・高消費電力化が避けられず、画像形成装置の構成の簡単化・低コスト化・省エネルギー化を阻害する要因になる。

ジャムの発生原因は、上記のように記録用紙の厚み以外にも、記録用紙の表面の滑りやすさの状態による場合が有る。つまり、用紙の種類が、表面の状態が滑りやすい種類のものなど噛み込みにくいものでは、突入時の駆動トルクが少ないと噛み込めずジャム発生となる。すなわち、その表面性状が滑りやすい記録用紙においては、その突入時に駆動ローラの入り口で記録用紙が滑って噛み込み始めずにジャムになるものと、駆動ローラに記録用紙は突入したが、突入後に駆動ローラに噛み込んで状態で途中で滑ってしまいジャムになるものとがある。しかし、従来はこのようなジャム発生の原因に適切に対応しジャム発生を防止するジャムの安全率を高める技術がないという問題点がある。

なお、従来の画像形成装置においては、記録用紙の各部搬送経路において、複数の検出センサが配設されており、それらセンサによる検出によって各部特に駆動ローラの制御を行っているが、部品点数が多く、センサ自体の故障や制御が繁雑なものであった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、画像形成装置の各部に配置される駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に記録媒体が突入する際にジャムの発生に対する安全率を向上させてジャムの発生を防止し、したがって、正常に次工程に記録媒体を搬送できるようにする画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置を提供しようとするものである。

本発明は画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置にかかるものである。

請求項１に記載の発明は、駆動源から駆動力が与えられる駆動ローラとそれに対向する部材とからなる駆動部をシート状の記録媒体の搬送経路中に配置し、駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入した記録媒体を挟みつけた状態で駆動ローラを回転することによって記録媒体を搬送し、この記録媒体を搬送するときの前記駆動源の駆動トルクを制御する画像形成装置において、前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅を、画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件に基づき予測するためのトルク変化幅予測手段と、この予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入する以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させる駆動トルク変化手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置である。

請求項２に記載の発明は、前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化を検出する駆動トルク検出手段と、この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出するジャム発生検出手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置である。

請求項３に記載の発明は、画像形成装置の搬送経路入り口に記録媒体を導入する導入部材を設けており、この導入部材から記録媒体が送り出された後の記録媒体の搬送時間を計測する手段と、この導入部材から制御対象の駆動部までの距離と記録媒体の搬送速度に基づき、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを検出する搬送タイミング検出手段とを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置である。

本発明の請求項１〜３に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置によれば、搬送される記録媒体の先端が駆動ローラに突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅を、印字要求または記録媒体の種類等の設定された運転条件に基づき予め予測し、この予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入する以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させるようにしている。

したがって、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入する以前のタイミングで駆動トルクが変化していることから記録媒体が突入しても、記録媒体の噛み込み不良が生じなくなってジャムの安全率が向上するので、ジャムの発生を防止することができ、よって、搬送不良を無くすことができ、正常に次工程に記録媒体を搬送できるという優れた効果を奏し得る。

各請求項においては、上記の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。

請求項２に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置によれば、駆動源の駆動トルクの変化を検出し、この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出するので、ジャムの発生検出用のセンサを設けることなく記録媒体のジャムを検出することができ、ジャム検出用のセンサを省略できる。

請求項３に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置によれば、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを、記録媒体の検出センサを要することなく検出することができ、画像形成装置の構成を簡略にすることができる。

以下、本発明の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置に係る実施の形態を図１から図６に示す図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の外観構成を示す。図２は、該画像形成装置の内部構成を示し、図３は該画像形成装置の電気制御系の制御ブロック部を示す。符号１は装置本体（機体）である。

図１〜図３に示すように、この装置本体１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２が設けられ、この原稿載置台２の下方には、原稿Ｇの画像情報の読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部３が配置されている。

〔スキャナ部３〕
このスキャナ部３は、原稿載置台２の下方に配置されて平行に往復移動する第１走査ユニット４及び第２の走査ユニット５と、光学レンズ体６と、光電変換素子（ＣＣＤ）７を備えた原稿画像読み取りユニットにて構成されている。図２において、スキャナ部３の光路は一点鎖線で示している。

第１の走査ユニット４は、露光ランプ４Ａと、この露光ランプ４Ａからの光を原稿画像表面に露光させるリフレクタ４Ｂと、このリフレクタ４Ｂを介して露光され反射される原稿からの反射光像を所定の方向に向かって導くための第１のミラー４Ｃとを有し、原稿載置台２の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動制御されるようになっている。

第２の走査ユニット５は、第１の走査ユニット４の第１のミラー４Ｃにより導かれた原稿からの反射光像を更に所定の方向に向かって導くための第２のミラー５Ａ及び第３のミラー５Ｂを有し、第１の走査ユニット４と一定の速度関係を保って平行に往復移動制御されるようになっている。

光学レンズ体６は、第２の走査ユニット５の第３のミラー５Ｂにより導かれた原稿画像の反射光の光路上に配置され、その光像を光電変換素子７に結像させるようになっているものである。

この光電変換素子（例えばＣＣＤ（電荷結合素子））７は、光学レンズ体６により結像された原稿画像の光像を読み取って電気信号に光電変換することによって原稿画像情報（原稿画像データ）を作成するものであり、その原稿画像情報を画像処理部５７に向けて出力する。

〔画像処理部５７〕
画像処理部５７は、光電変換素子７が出力した原稿画像情報を、解像度や濃度等が印字に適した印字用画像情報（印字用画像データ）に画像処理するものである。画像処理後の印字用画像情報は、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）８の画像データ入力部へと転送されるようになっている。

〔画像形成部１０〕
そして、レーザスキャニングユニット８は、画像処理部５７から出力された印字用画像情報に応じたレーザ光を、画像形成部（画像形成プロセス）１０を構成する感光体ドラム１１の表面に照射する。これにより、感光体ドラム１１に印字用画像情報の静電潜像が書込み形成されるようになっている。

感光体ドラム１１は、矢印方向に回転駆動する。感光体ドラム１１の周囲には、この感光体ドラム１１の表面を所定の電位に帯電させる主帯電器１２と、感光体ドラム１１表面に静電潜像の形成用のレーザ光を照射するレーザスキャニングユニット８と、そのレーザスキャニングユニット８からのレーザ光の照射によった静電潜像をトナーにより現像して顕像化する現像装置１３と、この現像装置１３にて顕像化された原稿画像のトナー像を後述する給紙カセット２３から給紙搬送路２５を介して給紙される記録用紙（「記録媒体」に相当：「転写紙」とも称する）Ｐ上に転写する転写ローラ１４及びこの転写ローラ１４による転写後の感光体ドラム１１上に残留する残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１５が感光体ドラム１１の回転方向に沿って順に配置されている。

画像形成部１０の主帯電器１２は、クリーニング装置１５によるクリーニング後の感光体ドラム１１表面の電荷を除電する図示しない除電装置の機能を有している。

〔定着装置３０〕
また、感光体ドラム１１と転写ローラ１４との間に挟持されてトナー像が転写された後の記録用紙Ｐは、感光体ドラム１１上から剥離されて主搬送路１６を経由して、定着装置３０の加熱ローラ(駆動ローラ）３１と加圧ローラ（駆動ローラに対向する部材）３２との間に突入する。加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との当接部には所定の押圧力によってニップ部が形成されている。
定着装置３０において、この加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間つまりニップ部に挟持された記録用紙Ｐは、加熱ローラ３１による加熱と加圧ローラ３２による加圧によって当該記録用紙Ｐに前記感光体ドラム１１から転写された未定着トナー像の定着が行われるようになっているものである。
この定着装置３０による定着後の記録用紙Ｐは、排紙搬送路１７に搬送されて排紙駆動ローラ１８にて排紙口２０側の排紙ローラ１９に向け搬送されるようになっている。

〔排紙処理部６０〕
排紙搬送路１７に搬送される記録用紙Ｐは、定着装置３０の下流側に設けた、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間を記録用紙Ｐが通過する状態を定着検知スイッチ２１Ａにて検知される。
通常の片面印字の場合には、そのまま排紙駆動ローラ１８及び排紙ローラ１９の回転駆動により、排紙口２０からスキャナ部３の下部空間に設置した排紙カセット２２上に排紙されるもので、この排紙ローラ１９の記録用紙Ｐの通過状態は、排紙ローラ１９の上流側に設けた排紙検知スイッチ２１Ｂにて検知されるようになっている。

記録用紙Ｐは、前記画像形成部１０の横に排紙され、かつ、その排紙された記録用紙Ｐは、給紙カセット２３の上方かつスキャナ部３の下方に排出される。

〔用紙搬送部５９〕
装置本体１の内底部側には、記録用紙Ｐが所定の用紙サイズ毎に積載収容された交換可能な給紙カセット２３が配置される。この給紙カセット２３の排紙側上部には、半月状の用紙ピックアップローラ２４が配置されている。

この用紙ピックアップローラ２４は、給紙カセット２３内に積載収容された記録用紙Ｐを最上層から１枚づつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の記録用紙Ｐの流れ出し側（カセット側）を上流、排紙側を下流とする）給紙搬送路２５のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する）２６まで搬送させるようになっているものである。

レジストローラ２６の上流側には、レジスト前検知スイッチ２１Ｃが設けられており、このレジスト前検知スイッチ２１Ｃは給紙カセット２３から給紙搬送される記録用紙Ｐを検知する。その信号を基に給紙タイミングを図りながら、上述した画像形成部１０に給紙するようになっている。

一方、両面印字を行う場合には、画像形成部１０による記録用紙Ｐの片面印字後、排紙搬送路１７に搬送された定着装置３０からの通過後の記録用紙Ｐを、一旦、排紙ローラ１９側に搬送し、この状態で、用紙切換えゲート２７を切換え制御して、排紙ローラ１９の逆転駆動により記録用紙Ｐをスイッチバックさせて用紙反転させる副搬送路２８に導入させる。
そして、導入された記録用紙Ｐを、この副搬送路２８に設けた副駆動ローラ２９の回転駆動によって、再び、レジストローラ２６の上流側に搬送することにより、記録用紙Ｐの他面印字を行うようになっている。

装置本体１の原稿載置台２上には、例えば、原稿移動方式による両面原稿自動読み取り装置（Ｒ−ＳＰＦ）からなる原稿押えカバーを兼用する自動原稿処理装置４０が開閉自在に搭載されている。

この自動原稿処理装置４０は、図２に示すように、原稿Ｇが載置される原稿トレイ４１を有し、この原稿トレイ４１上に載置された原稿Ｇを原稿ピックアップローラ４２にてピックアップして、原稿Ｇを、原稿駆動ローラ４３を介して原稿搬送路４４に導入してレジストローラ（ＰＳローラ）４５の上流側に案内搬送されるようになっている。

このレジストローラ４５の上流側には、原稿Ｇの原稿サイズが検出可能にするため原稿入紙センサ４６が設けられ、この原稿入紙センサ４６にて原稿Ｇの先端及び後端を検知し、その信号を基に搬送タイミングを図りながら、原稿Ｇを原稿載置台２の片側に隣接させて配置したスリットガラスからなる原稿読み取り台９上に向け搬送制御するようになっている。

この場合、スキャナ部３の第１の走査ユニット４は、原稿読み取り台９の下方に待機し位置するように移動制御されている。

この原稿読み取り台９上に搬送される原稿Ｇは、その移動と共に片面側の第１画像読み取り面Ｇ１がスキャナ部３の第１の走査ユニット４にて走査される。その他の光電変換素子７での読み取り、画像情報の画像処理、印字などの画像形成処理は、上述と同様である。

そして、原稿読み取り台９上での画像読み取り後の原稿Ｇは、搬送ローラ４７を介して原稿排紙路４８の原稿排紙ローラ４９側に搬送され、片面読み取りのみ場合は、原稿切換えゲート５０の切換え制御により原稿排紙トレイ５１上に排紙されるようになっている。

一方、両面原稿読み取りを行う場合は、原稿Ｇを原稿切換えゲート５０の切換え制御により、一旦、原稿トレイ４１と原稿排紙トレイ５１との間に配置された中間トレイ５２上に向け排紙した後、原稿排紙ローラ４９を逆転駆動させてスイッチバックさせることにより、原稿反転路５３に導入する。そして、再び、原稿搬送路４４に原稿Ｇを搬送することにより、原稿Ｇの裏側の画像読み取り面の原稿画像の読み取りが行われるとともに、上述した片面印字工程と同様に、記録用紙Ｐの第１印字面Ｐ１に、原稿Ｇの裏面側の原稿画像が印字されるようになっている。

この記録用紙Ｐの第１印字面Ｐ１への印字工程が終了すると、記録用紙Ｐは、上述した用紙反転機構にて反転され、再び、画像形成部１０に搬送されて、その第１印字面Ｐ２に、予めメモリに記憶された原稿Ｇの表面側の原稿画像が印字される。

図１に示すように、画像形成装置の上部側の前面部には、使用者が記録用紙Ｐの用紙種類（用紙寸法のほか、用紙の厚み等）、印刷枚数、倍率、濃度等の画像形成条件を設定する操作スイッチ類７６が配設されている。

次に、実施形態に係る画像形成装置の制御系を、図３に基づき説明する。

図３に示すように、実施形態に係る画像形成装置は、画像の読み取り処理、画像処理、画像形成処理、および記録用紙Ｐの搬送処理等をＲＯＭ（Read Only Memory）５５に予め記憶されたプログラムにしたがって中央処理ユニット（ＣＰＵ）５４がＲＡＭ（Random access Memory)５６等の一時的記憶手段を用いて処理を実行する。ＲＯＭやＲＡＭに代えてＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などの記憶手段を用いることができる。

画像形成装置において、スキャナ部（原稿読み取り部）３によって読み取った原稿の画像情報（原稿画像データ）、または、図示しない通信ネットワークに繋がれた各端末装置から送信された原稿画像情報は、通信処理部５８を介して画像処理部５７に入力されるようになっている。

画像処理部５７は、ＲＡＭ５６等の記憶部に記憶された原稿画像情報を印字（記録用紙への画像形成）に適した印字用画像に上記のプログラムによって処理するものである。

印字用画像情報は画像形成部１０に入力される。

画像形成部１０、用紙搬送部（給紙搬送路２５、主搬送路１６、副搬送路２８（これらはペーパーガイドとも称する）において記録用紙Ｐの各種検出・制御を行う）５９、定着装置３０、排紙処理部（排紙搬送路１７において記録用紙Ｐの各種の検出・制御を行う）６０は、各々の駆動制御部と連動している。

用紙搬送部５９によって搬送する記録用紙Ｐ上に印字工程（画像形成部１０においての画像情報の印字処理）と、その後に、その印字処理された記録用紙Ｐに対する定着工程（定着装置３０）を経て用紙排出部（排紙カセット２２）に排出されるようになっている。なお、用紙搬送部５９には、上記のレジスト前検知スイッチ２１Ｃ、定着検知スイッチ２１Ａ、および排紙検知スイッチ２１Ｂの検出信号が入力されるようになっている。

画像形成装置は、運転条件設定部７７が設けられる。この運転条件設定部７７は、操作スイッチ類７６によって使用者が設定して画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件にしたがって、画像形成装置の画像形成、または搬送条件等の運転条件を設定するものである。

また、画像形成装置は、設定された前記運転条件にしたがって、前記読み取り部（スキャナ部３)、用紙搬送部５９、画像形成部１０、定着装置３０および排紙処理部６０などの駆動用アクチュエータである、原稿読み取り駆動部６４、記録用紙搬送駆動部６６、印字処理駆動部６８、定着駆動部７０および排紙駆動部７２を、ＲＯＭ５５に記憶されたプログラムに基づく、ＣＰＵ５４の指令にしたがった同期した動作を駆動制御部６２の制御によって行うようになっているものである。

原稿読み取り駆動部６４は、スキャナ部３の第１走査ユニット４、第２走査ユニット５の駆動用アクチュエータである。

記録用紙搬送駆動部６６は、用紙搬送部５９、具体的には、上述の給紙搬送路２５上の用紙ピックアップローラ２４、レジストローラ２６の駆動用モータである。印字処理駆動部６８は、感光体ドラム１１の駆動用モータである。定着駆動部７０は、定着装置３０の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の駆動用モータである。排紙駆動部７２は、排紙駆動ローラ１８、排紙ローラ１９などの駆動用モータである。これらの各駆動部の駆動用モータは、それぞれ同じまたは異なるモータを駆動源として適宜に動力伝達機構を介して構成できる。

また、画像形成装置には、オプション構成７４として、後処理装置（ステープル、パンチ、複数段排紙トレイ、シフター等々）、自動原稿読み取り装置（自動原稿処理装置４０等）、大容量給紙カセット等が配置可能であり、それらオプション構成７４は上記画像形成装置の制御部とは別に各々のオプション構成７４内に制御部を持ちながら、装置とのタイミング調整を、前記通信処理部５８を介して同期するように構成されている。

図４は、図１〜図３に示した画像形成装置において、記録媒体（記録用紙Ｐ）の搬送経路の要部構成を概略的に示す説明図である。図５は駆動ローラのトルク変化のタイミングを示すタイミングチャートである。図６は画像形成装置における定着装置３０の駆動ローラの駆動制御を説明するフローチャートである。

本発明に係る画像形成装置のプログラムは、駆動源から駆動力が与えられる駆動ローラとそれに対向する部材とからなる駆動部をシート状の記録媒体の搬送経路中に配置し、駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入した記録媒体を挟みつけた状態で駆動ローラを回転することによって記録媒体を搬送し、この記録媒体を搬送するときの前記駆動源の駆動トルクを制御する画像形成装置において、前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅を、画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件に基づき予測するためのトルク変化幅予測機能と、この予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入する以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させる駆動トルク変化機能とを実現するものである。

上記の機能は、画像形成装置の、主に、運転条件設定部７７、用紙搬送部５９および定着装置３０がＣＰＵ５４、ＲＡＭ５６によって、ＲＯＭ５５に記憶されたプログラムにしたがって、駆動制御部６２を介して記録用紙搬送駆動部６６および定着駆動部７０を制御することによって達成する。

画像形成装置において、駆動部は実施形態では、定着装置３０であり、駆動ローラが加熱ローラ３１、それに対向する部材が加圧ローラ３２であって、その駆動源は図示しないが、駆動電流が検出できる直流モータである。この駆動源として、その他、駆動トルクの検出できる駆動モータを使用することが好適である。

搬送経路は、実施形態では、給紙搬送路２５および主搬送経路１６である。

シート状の記録媒体は、実施形態では、記録用紙Ｐである。定着装置３０はシート状の記録媒体の搬送経路中に配置している。

実施形態では、駆動ローラの加熱ローラ３１とそれに対向する部材の加圧ローラ３２との間に突入した記録媒体の記録用紙Ｐを挟みつけた状態で駆動ローラを回転することによって記録媒体を搬送し、この記録媒体を搬送するときの前記駆動源の駆動トルクを制御する。駆動トルクの制御は、用紙搬送部５９がＣＰＵ５４、ＲＡＭ５６によってＲＯＭ５５に記憶されたプログラムにしたがって、駆動制御部６２が、定着駆動部７０具体的には定着装置３０の加熱ローラ３１、加圧ローラ３２の駆動モータは、その駆動電流をＰＷＭ（パルス幅変調方式)制御によって制御してトルク制御するようになっているものである。

〔トルク変化幅予測手段７８〕
トルク変化幅予測手段７８は、搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅を、画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件に基づき予測するためのものである。

駆動源の駆動トルクの変化は、実施形態では定着装置３０の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２との間に記録用紙Ｐが突入したときに、駆動電流が上昇する変化をいう。

この駆動トルクの変化幅は、運転条件設定部７７に設定された画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件に応じて、特に記録用紙Ｐの厚み、表面の滑りやすさなどに対応したものを予め計測しておき、運転条件設定部７７によって設定された画像形成条件に対応して駆動トルクの変化幅を予測するものである。

この運転トルク変化幅は、実施形態では、画像形成装置の出荷前に試験結果等に基づく値を初期値として設定しておき、画像形成装置の実使用中に初期値と合わなくなってきたならば補正するようにすることが好適である。

〔駆動トルク変化手段８０〕
駆動トルク変化手段８０は、上記の予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入するタイミング以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させるものである。

駆動トルク変化手段８０は、具体的には、駆動制御部６２が、定着駆動部７０つまり定着装置３０の加熱ローラ３１または加圧ローラ３２の駆動モータの駆動電流を一定電圧（直流２４ボルト等）下でＰＷＭ制御によって変化させることによって制御する。

その他、トルク制御は、一定電流下で電圧制御によって行うこと、または、電圧・電流を目標トルクになるように併せて変化させることが好適である。

また、記録媒体の突入のタイミングは、実施形態では、後述する搬送タイミング検出手段９０によって検出した記録媒体の搬送タイミングによって検出するようにしている。その他、搬送タイミングの検出は、定着装置３０の入側に設けた記録用紙検出手段によって行うことが好適である。

記録媒体の突入のタイミング以前のタイミングで駆動源の駆動トルクを変化させるのは、実施形態では、突入するタイミングＴ１以前のタイミングＴ２（Ｔ１の数秒〜数分前）に定着装置３０の駆動モータの駆動電流をＩ２まで上げて駆動トルクを上昇させておく。駆動電流の上昇は、駆動制御部の電流発生手段であるドライバー回路の許容電流値以下で行い、最大出力可能電流値Ｉ１との差Ｉ３が安全幅になる。

したがって、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入するタイミングの前に駆動トルクが変化していることから記録媒体が突入しても、記録媒体の噛み込み不良が生じなくなる安全性が向上するので、ジャムの発生を防止することができ、よって、搬送不良を無くすことができ、正常に次工程に記録媒体を搬送できる。

〔駆動トルク検出手段８２、ジャム発生検出手段８４〕
画像形成装置は、前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化を検出する駆動トルク検出手段８２と、この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出するジャム発生検出手段８４とを備えている。

駆動トルク検出手段８２は、実施形態では、前記搬送される記録用紙Ｐの先端が定着駆動部７０つまり定着装置３０の加熱ローラ３１または加圧ローラ３２との間に突入することによって大小に変化する駆動源である駆動モータの駆動電流の変化を検出することによって駆動源の駆動トルクの変化を検出するものである。この場合の駆動モータの駆動電流を検出する電流検出部は、図示しない駆動モータのドライバー回路の出力電流値を検出することによって構成する。

ジャム発生検出手段８４は、この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出する。記録媒体の搬送タイミングは、実施形態では、後述する搬送タイミング検出手段９０によって記録用紙の搬送タイミングを検出する。

ジャムが発生したか否かは、実施形態では、定着駆動部７０つまり定着装置３０の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２間に突入するタイミングで、駆動部に通常取り得る駆動電流値以上（駆動電流が余裕幅以上）Ｉ１の電流が流れたことによって、ジャム発生を検出する。また、駆動電流が記録用紙Ｐを噛み込まない状態の電流値Ｉ０から全くまたはほとんど上昇していないことによっても噛み込み不良によるジャム発生を検出できる。

したがって、駆動源の駆動トルクの変化を検出し、この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出するので、ジャムの発生検出用のセンサを設けることなく記録媒体のジャムを検出することができ、ジャム検出用のセンサを省略できる。

〔導入部材８６、搬送時間計測手段８８、搬送タイミング検出手段９０〕
画像形成装置は、その搬送経路入り口に記録媒体を導入する導入部材８６を設けており、この導入部材から記録媒体が送り出された後の記録媒体の搬送時間を計測する搬送時間計測手段８８と、この導入部材から制御対象の駆動部までの距離と記録媒体の搬送速度に基づき、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを検出する搬送タイミング検出手段９０とを有している。

搬送路は、実施形態では、レジストローラ２６から画像形成部１０を経由した主搬送路１６までの記録用紙Ｐの搬送路をいう。

また、搬送路の入り口はレジストローラ２６の位置となる。

導入部材８６は、実施形態では画像形成部１０に記録媒体である記録用紙Ｐを導入するレジストローラ２６である。

この導入部材８６から記録媒体が送り出された後の記録媒体の搬送時間を計測する搬送時間計測手段８８は、実施形態では、導入部材８６のレジストローラ２６から記録媒体が送り出された時からの時間を計測するタイマ手段であり、ＣＰＵ５４がそのタイマ手段の機能を有する。

導入部材８６から記録媒体が送り出されるタイミングは、実施形態では、記録用紙Ｐをレジスト前検知スイッチ２１Ｃが検出した信号、またはそのレジストローラ２６の給紙タイミングである駆動開始タイミングに基づき検出するようになっている。

搬送タイミング検出手段９０は、導入部材８６から制御対象の駆動部までの距離と記録媒体の搬送速度に基づき、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを検出するものである。

制御対象の駆動部は実施形態では、定着装置３０の加熱ローラ３１または加圧ローラ３２である。

導入部材８６から制御対象の駆動部までの距離は、実施形態では、レジストローラ２６から画像形成部１０を経由して主搬送路１６上に位置する定着装置３０の加熱ローラ３１または加圧ローラ３２までの距離であって、設計上または実測によって予め計測しておく。

画像記録装置の記録媒体の搬送速度は、実施形態では、レジストローラ２６および画像形成部１０による記録用紙Ｐの搬送速度である。

記録媒体の搬送経路における搬送タイミングは、実施形態では、上記のレジストローラ２６から定着装置３０までの距離と記録用紙Ｐの搬送速度によって分かるので、どのようなタイミングでどの位置に記録用紙Ｐがあるかが分かり、これにより、定着装置３０に記録用紙Ｐが突入するタイミングを検出することができる。

したがって、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを、記録媒体の検出センサを要することなく検出することができ、画像形成装置の構成を簡略にすることができる。

次に実施形態の画像形成装置の作動を説明する。

図６に示すフローチャートでは各ステップ１…を「Ｓ…」と略記する。

まず、搬送される記録媒体（記録用紙Ｐ）の先端が駆動部の駆動ローラ（定着装置３０の加熱ローラ３１）とそれに対向する部材（加圧ローラ３２）との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅（駆動モータの駆動電流の変化幅）を、画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件（操作スイッチ類７６によって設定）に基づき予測する（Ｓ１）。

次いで、導入部材（レジストローラ２６）から記録媒体が送り出された後の記録媒体の搬送時間を計測する（Ｓ２）。

そして、この導入部材から制御対象の駆動部までの距離と記録媒体の搬送速度に基づき、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを検出する（Ｓ３）。記録媒体の送り出しは実施形態では、レジストローラ２６から定着装置３０の加熱ローラ３１と加圧ローラ３２までの距離と搬送速度が判明しているため、搬送される記録用紙Ｐの先端がレジストローラ２６で一旦停止し、再度レジストローラ２６が駆動して給紙を開始するタイミングからの時間計測処理によって、記録用紙Ｐ先端の搬送位置が正確に分かる。

次いで、前記予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入するタイミング以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させる（Ｓ４）。実施形態では、定着装置３０の加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間に記録用紙Ｐの先端が噛み込む直前に駆動ローラの駆動トルクを安全幅の範囲内で上昇・設定させておき、ジャム発生に対する安全率の向上を図る。

次いで、前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化を検出する（Ｓ５）。駆動トルクは、電流値の検出によって検出する。

この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出する（Ｓ６）。すなわち、ジャムの発生によって駆動トルクが上昇して駆動電流値が余裕幅以上に上昇したことによってジャム発生を検出できる。また、ジャムによる送り不良が生じた場合、駆動電流が記録媒体の駆動ローラへの突入・噛み込みによって予想される電流値に達していないことによってもジャム発生を検出できる。

上記の各ステップ（Ｓ１〜Ｓ６）の各処理を記録媒体毎に繰り返し行う。

尚、本発明の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば駆動ローラは、定着装置３０の加熱ローラ３１に限定されず、加圧ローラ３２とすることができる。また本発明を、定着装置３０以外の記録媒体の搬送経路の駆動ローラの、用紙ピックアップローラ２４、感光体ドラム１１、排紙駆動ローラ１８、または排紙ローラ１９等用紙の搬送経路の種々の駆動部の駆動ローラに採用してそのジャム発生に対する安全率（安全性）を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の外観を示す説明図である。 図１の画像形成装置の内部構成を概略的に示す断面視の説明図である。 図１の画像形成装置の電気制御系を示す制御ブロック図である。 図１の画像形成装置において、記録媒体（記録用紙Ｐ）の搬送経路の要部構成を概略的に示す説明図である。 図１の画像形成装置の駆動ローラのトルク変化のタイミングを示す説明図である。 本発明に係る画像形成装置における駆動部の駆動ローラの駆動制御の例を説明するフローチャートである。 従来の画像形成装置における記録用紙の画像形成の際の、駆動モータのトルク変化状態・電流変化状態のタイミングを示す説明図である。

符号の説明

１ 装置本体
２ 原稿載置台
３ スキャナ部
４ 走査ユニット
５ 走査ユニット
６ 光学レンズ体
７ 光電変換素子
８ レーザスキャニングユニット
９ 原稿読み取り台
１０ 画像形成部
１１ 感光体ドラム
１２ 主帯電器
１３ 現像装置
１４ 転写ローラ
１５ クリーニング装置
１６ 主搬送路（主搬送経路）
１７ 排紙搬送路
１８ 排紙駆動ローラ
１９ 排紙ローラ
２０ 排紙口
２１Ａ 定着検知スイッチ
２１Ｂ 排紙検知スイッチ
２１Ｃ レジスト前検知スイッチ
２２ 排紙カセット
２３ 給紙カセット
２４ 用紙ピックアップローラ
２５ 給紙搬送路
２６ レジストローラ
２７ ゲート
２８ 副搬送路
２９ 副駆動ローラ
３０ 定着装置（駆動部）
３１ 加熱ローラ（駆動ローラ）
３２ 加圧ローラ（加圧部材）
４０ 自動原稿処理装置
４１ 原稿トレイ
４７ 搬送ローラ
４８ 原稿排紙路
４９ 原稿排紙ローラ
５０ ゲート
５１ 原稿排紙トレイ
５２ 中間トレイ
５３ 原稿反転路
５４ 中央処理ユニット（ＣＰＵ）
５５ ＲＯＭ
５６ ＲＡＭ
５７ 画像処理部
５８ 通信処理部
５９ 用紙搬送部
６０ 排紙処理部
６２ 駆動制御部
６４ 原稿読み取り駆動部
６６ 記録用紙搬送駆動部
６８ 印字処理駆動部
７０ 定着駆動部
７２ 排紙駆動部
７６ 操作スイッチ類
７７ 運転条件設定部
７８ トルク変化幅予測手段
８０ 駆動トルク変化手段
８２ 駆動トルク検出手段
８４ ジャム発生検出手段
８６ 導入部材
８８ 搬送時間計測手段
９０ 搬送タイミング検出手段
Ｇ 原稿
Ｉ０ 電流値
Ｉ１ 最大出力可能電流値
Ｉ３ 余裕幅
Ｐ 記録用紙（記録媒体）
Ｔ１ タイミング
Ｔ２ タイミング

Claims (3)

1. 駆動源から駆動力が与えられる駆動ローラとそれに対向する部材とからなる駆動部をシート状の記録媒体の搬送経路中に配置し、駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入した記録媒体を挟みつけた状態で駆動ローラを回転することによって記録媒体を搬送し、この記録媒体を搬送するときの前記駆動源の駆動トルクを制御する画像形成装置において、
   前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化幅を、画像形成要求または記録媒体の種類等の画像形成条件に基づき予測するためのトルク変化幅予測手段と、
   この予測されたトルクの変化幅に基づき、前記駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材の間に記録媒体が突入する以前のタイミングで前記駆動源の駆動トルクを変化させる駆動トルク変化手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置。
2. 前記搬送される記録媒体の先端が駆動部の駆動ローラとそれに対向する部材との間に突入することによって大小に変化する駆動源の駆動トルクの変化を検出する駆動トルク検出手段と、
   この検出された駆動源の駆動トルクの変化と前記搬送される記録媒体の搬送タイミングとに基づき、駆動部において記録媒体にジャムが発生したことを検出するジャム発生検出手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置。
3. 画像形成装置の搬送経路入り口に記録媒体を導入する導入部材を設けており、
   この導入部材から記録媒体が送り出された後の記録媒体の搬送時間を計測する手段と、この導入部材から制御対象の駆動部までの距離と記録媒体の搬送速度に基づき、記録媒体の搬送経路における搬送タイミングを検出する搬送タイミング検出手段とを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置の駆動ローラの駆動制御装置。

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