JP2013125179A - 記録材の搬送方向切り替え装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】用紙に画像形成を行なう画像形成装置の機構部にて、第1の位置と第2の位置とを選択的に移動することで用紙の搬送方向を切り替えるゲート部材61と、ゲート部材61に作用する力を予め定められた時間において増減することで第1の位置と第2の位置の間でゲート部材61を移動させるソレノイド62と、を備え、ソレノイド62は、ソレノイド62の温度に基づきゲート部材61に作用する力の増減を行なう時間を変更することを特徴とする切り替え装置60。
【選択図】図3
Description
また特許文献2には、ソレノイドの駆動電圧をV1に設定して駆動し、駆動電流が所定値になると駆動電圧をV1よりも低いV2へ切り換え、所定時間後駆動電圧をV1に切り換えるソレノイド駆動装置が開示されている。
請求項3に記載の発明は、前記切り替え手段と接触することで前記第1の位置および第2の位置を規定する規定手段をさらに備え、前記移動手段は、前記切り替え手段が前記規定手段に接触する前後において当該切り替え手段に作用する力の増減を行なうことを特徴とする請求項1または2に記載の記録材の搬送方向切り替え装置である。
請求項4に記載の発明は、前記移動手段の温度は、予め定められた時間内の前記移動手段の動作回数により決定されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の記録材の搬送方向切り替え装置である。
請求項2の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、切り替え手段が規定手段に接触する時間がずれても発生する音が大きくなりにくい。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、切り替え手段が規定手段に跳ね返っても発生する音が大きくなりにくい。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、温度の情報を利用しなくても移動手段が切り替え手段への押圧力の増減を行なう時間を決定することができる。
請求項5の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より静粛性の高い画像形成装置が提供できる。
請求項6の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、温度が変化しても、記録材の搬送方向切り替え装置の動作に変化が生じにくくする制御をコンピュータにより実現することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置1の構成を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、電子写真方式を用いた所謂タンデム方式で構成され、トナー像を形成するトナー像形成手段の一例としての画像形成プロセス部10と、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部50と、を備えている。また、画像形成装置1は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3やスキャナ等の画像読取装置4等から受信した画像データに予め定められた画像処理を施す画像処理部51と、処理プログラム等が記録される例えばハードディスク(Hard Disk Drive)にて実現される外部記憶部52と、を備えている。
画像形成ユニット11は、矢印A方向に回転しながら静電潜像が形成される感光体ドラム12と、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で一様に帯電する帯電ロール13と、帯電ロール13によって帯電された感光体ドラム12を画像データに基づいて露光するプリントヘッド14と、を備えている。また、画像形成ユニット11は、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像する現像器15と、感光体ドラム12の表面を清掃するドラムクリーナ16と、を備えている。この4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K各々は、現像器15に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、各画像形成ユニット11のそれぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
定着器30は、内部に加熱源を備える定着ロール31と、定着ロール31に対して圧接配置される加圧ロール32と、を備えている。そして、定着ロール31と加圧ロール32との間に、未定着トナー像を保持した用紙Pを通過させて加熱と加圧とを行うことにより、定着器30は、用紙Pにトナー像を定着する。
なお、モノクロ画像を形成する場合には、黒(K)色の画像形成ユニット11Kだけにおいて、黒(K)のトナー像が形成される。
搬送路R1は、用紙収容トレイ40A,40Bからの用紙Pを二次転写部T及び定着器30へ搬送するためのものである。
搬送路R2は、搬送路R1により搬送された用紙Pを用紙排出部Qから排出するためのものである。
搬送路R3は、両面印刷時に、搬送路R1により搬送された用紙Pの反転を行なうため、用紙Pをスイッチバックさせるためのものである。
搬送路R4は、両面印刷する場合に用いられるものであり、搬送路R3で反転させた用紙Pを再び搬送路R1に搬送するためのものである。すなわち、搬送路R4から搬送路R1へ用紙Pが搬送されると、二次転写部T及び定着器30を通過することで用紙Pの第2面である裏面への画像形成が行われる。
搬送路R5は、手差し用の用紙収容トレイ56からの用紙Pを二次転写部Tに搬送するためのものである。
また、本実施の形態の画像形成装置1では、詳しくは後述するが、搬送路R1を搬送される用紙Pを他の搬送路R2,R3,R4に切り替える切り替え部60を備えている。
次に中間転写ベルト20上の各色トナー像が二次転写部Tに搬送されるタイミングに合わせて、レジストレーションロール43から用紙Pが繰り出される。そして高圧の二次転写電源としての電源装置から電圧が二次転写部Tに印加される。これにより各色トナー像は、二次転写ロール26とバックアップロール25とにより形成された転写電界の作用によって用紙P上に一括して静電転写(二次転写)される。
なお二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(転写残トナー)は、中間転写ベルト20に接触して配置されたベルトクリーナ23によって除去され、次の画像形成サイクルに備えられる。
搬送路R4に搬送された用紙Pは、両面搬送ロール48a,48b,48cにより搬送され、二次転写部Tに到達する。二次転写部Tでは、表面の場合と同様にして、二次転写ロール26とバックアップロール25とにより形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された各色トナー像が用紙Pの第2面である裏面に一括して二次転写される。
このようにして両面にトナー像が転写された用紙Pは、表面の場合と同様に定着器30にて定着される。そして切り替え部60により搬送路R1から搬送路R2に搬送され、画像形成装置1の用紙排出部Qから排出される。なお両面印刷を行なう用紙Pが1枚である場合は、以上のようにして画像形成が行なわれるが、複数枚の用紙Pに両面印刷する場合は、以下に説明する手順で画像形成が行なわれる。
ここでは、用紙収容トレイ40Aから用紙Pを取り出す場合について説明を行なう。
まず用紙収容トレイ40Aからフィードロール41aを使用して1枚目の用紙P1を取り出し、搬送路R1に送り出す(図2−1(a))。
あとは図2−2(f)〜図2−2(g)の動作を繰り返すことになる。
図3(a)〜(b)は、切り替え部(記録材の搬送方向切り替え装置)60を説明する図である。また図4は、切り替え部60を説明した斜視図である。
以下、図3(a)〜(b)および図4を使用して切り替え部60の構成及び作用を説明する。なお図3(a)〜(b)は、図4のIIIA方向から見た図となる。
図3(a)〜(b)に示すように、切り替え部60は、回転軸Kの周りを回転可能に配設され、用紙Pに画像形成を行なう画像形成装置1の機構部にて、第1の位置と第2の位置とを選択的に移動することで用紙Pの搬送方向を切り替える切り替え手段の一例としてのゲート部材61と、ゲート部材61に作用する力を予め定められた時間において増減することでゲート部材61を回転軸Kを中心として回転させてゲート部材61の姿勢を変化させ、第1の位置と第2の位置の間でゲート部材61を移動させる移動手段の一例としてのソレノイド62と、ゲート部材61と例えば画像形成装置の筐体とに接続してソレノイド62と協働することで第1の位置と第2の位置の間で移動させる弾性体の一例としてのバネ部材63と、ソレノイド62に電流(駆動電流)を供給する電流制御部64とを備えている。
一方、図3(b)に示す場合には、ゲート部材61は、搬送路R1からの用紙Pを搬送路R3に搬送する。
図5−1(a)〜(b)、図5−2(c)〜(d)は、切り替え部60を動作させるための制御方法について説明した図である。
このうち図5−1(a)は、ゲート部材61を第1の位置から第2の位置へ移動させる際の電流制御部64から出力される制御信号(駆動信号)を説明するグラフである。ここで縦軸は駆動電流量、横軸は時間(t)である。また図5−1(b)は、このときのゲート部材61の挙動を示す図である。
駆動制御部67は、ゲート部材61の姿勢を切り替える必要があると判断すると、図5−1(a)に示すように、ON信号を電流制御部64に出力する。その際に、駆動制御部67は、時間T1にON信号を出力した後に時間T2にOFF信号を出力してから再度時間T3にON信号を出力するように制御する。それに従い電流制御部64は、図示するように時間T1〜T2、および時間T3以降に駆動電流量D0の駆動信号を出力する。
駆動制御部67は、ゲート部材61の姿勢を切り替える必要があると判断すると、図5−2(c)に示すように、OFF信号を電流制御部64に出力する。その際に、駆動制御部67は、時間T4にOFF信号を出力した後に時間T5にON信号を出力してから再度時間T6にOFF信号を出力するように制御する。それに従い電流制御部64は、図示するように時間T4より以前、および時間T5〜T6に駆動電流量D0の駆動信号を出力する。
図6に示すようにソレノイド62の温度が上昇するにつれてゲート部材61の切り替え時間は長くなる。これは、ソレノイド62の温度が上昇するとソレノイド62の内部抵抗が増加し、そのためソレノイド62に生ずる吸引力が低下するのが一因と考えられる。
これは、ソレノイド62の温度が上昇すると、第1の位置から第2の位置にゲート部材61が移動するときにストッパ612に当たる時間が遅くなることを意味する。そしてこの場合、上述した図5−1(a)のような制御を行なうと時間T1〜T3の設定が適当とはならず、これに起因して切り替え時のゲート部材61とストッパ612との衝突音が低減されなくなることがある。
図7に示すように、駆動制御部67は、用紙検知センサ65の検知信号を受け付ける検知信号取得部671と、切り替え部60の環境温度を測定している温度センサ66からの温度の情報を取得する温度取得部672と、検知信号取得部671が取得した検知信号および温度取得部672により取得された温度の情報に基づいてON信号またはOFF信号の出力のタイミングを判断する判断部673と、判断部673の判断の基となるデータ等が記憶されている記憶部674と、判断部673の判断結果に従ってON信号又はOFF信号(ON/OFFのパルス信号)を電流制御部64に送信する出力部675とを備えている。
なお上記の例では、温度センサ66は、直接ソレノイド62の温度を測定せず、切り替え部60の環境温度を測定している。これはこのようにしてもソレノイド62の温度を推定し判断できるためであり、温度センサ66をソレノイド62に設置し、直接ソレノイド62の温度を測定してもよいのは勿論である。またこの温度センサ66は、切り替え部60に設置する必要は必ずしもなく、画像形成装置1内に設置してあればよい。即ちこの温度センサ66により測定された温度とソレノイド62の温度とは相関関係にあるため、この温度センサ66の測定値よりソレノイド62の温度を判断できる。
そして図8−1(a)と(b)とを比較すればわかるように(a)の場合は、(b)の場合に比較して時間t1が時間T1より遅くなっている。さらに時間t2が時間T2より遅く、時間t3が時間T3より遅くなっている(t1>T1、t2>T2、t3>T3)。
そして図8−2(c)と(d)とを比較すればわかるように(c)の場合は、(d)の場合に比較して時間t4が時間T4より早くなっている。さらに時間t5が時間T5より早く、時間t6が時間T6より早くなっている(t4<T4、t5<T5、t6<T6)。
なお上述した制御パターンの変更は、ゲート部材61に作用する力を増加させることで第1の位置と第2の位置との間を移動させるときは、ソレノイド62の温度の上昇にともないこの力の増減を行なう時間を遅くする方へ変更し、ゲート部材61に作用する力を減少させることで第1の位置と第2の位置との間を移動させるときは、ソレノイド62の温度の上昇にともないこの力の増減を行なう時間を早くする方へ変更していると言うこともできる。
図9は、本実施の形態におけるゲート部材61の制御方法について説明したフローチャートである。
ゲート部材61を第1の位置から第2の位置に移動させる場合は、まず用紙検知センサ65が用紙Pを検知し、その検知信号を駆動制御部67の検知信号取得部671に送信する(ステップ101)。用紙検知センサからの検知信号を受信した駆動制御部67は、温度取得部672により温度センサ66から切り替え部60の環境温度を取得する(ステップ102)。そして駆動制御部67は、判断部673によりこの環境温度に対応した制御信号を出力するタイミング(時間)を決定する(ステップ103)。このとき判断部673は、記憶部674に記憶されているデータ等を参照して判断を行なう。そして決定された時間タイミングにおいて、例えば、図8−1(a)の制御パターンにて出力部675から制御信号のON信号やOFF信号を出力する(ステップ104)。これによりゲート部材61は、第1の位置から第2の位置に移動する。
図10−1(a)〜(b)、図10−2(c)〜(d)は、電流制御部64から出力される制御信号の他のパターンを示したものである。
ここで図10−1(a)〜(b)の制御パターンは、ゲート部材61を第1の位置から第2の位置へ移動させる際に電流制御部64から出力される駆動電流を説明するグラフである。また図10−2(c)〜(d)の制御パターンは、逆にゲート部材61を第2の位置から第1の位置へ移動させる際に電流制御部64から出力される駆動電流を説明するグラフである。このグラフについても縦軸は駆動電流量、横軸は時間(t)を意味する。なお図10−1(a)〜(b)、図10−2(c)〜(d)においてソレノイド62の温度が通常の温度(常温)であったときのゲート部材61がストッパ611,612に当たる時間を「常温時衝突」として図示し、ソレノイド62の温度が通常の高温になったときのゲート部材61がストッパ611,612に当たる時間を「高温時衝突」として図示している。
図10−1(a)に示すように、ソレノイド62が常温時は、ゲート部材61を第1の位置から第2の位置へ移動させる際に、電流制御部64は、まず時間T1に駆動電流量D1の駆動信号を出力する。そして時間T2に駆動電流量をD1より少ないD2に落とす制御を行なう。さらに時間T3に駆動電流量をD3に順次落とす制御を行なう。そしてゲート部材61がストッパ612に接触して第2の位置に移動した後は、今度は時間T4、時間T5、時間T6において駆動電流量を逆にD3→D4、D4→D5、D5→D1と上げる制御を行なう。
つまり図10−1(a)の制御パターンでは、ゲート部材61がストッパ612に当たる前は、駆動電流量を段階的に落とすようにしている。このようにすることで、ゲート部材61の切り替え速度を徐々に抑制することができ、ゲート部材61がストッパ612に当たるタイミングが予想より多少ずれたとしても衝突音が大きくなりにくい。
さらにこの制御パターンでは、ゲート部材61がストッパ612に当たった後は、電流量を段階的に上げるようにしている。これはゲート部材61がストッパ612に当たった後に跳ね返る動作をしたときに、駆動電流量がいきなりD1に戻っていると、この強い電流量から生じるソレノイド62の強い駆動力により速い速度でストッパ612に引き戻され、その結果ゲート部材61がストッパ612に速い速度で衝突して大きい衝突音が生じるためである。つまりゲート部材61がストッパ612に当たった後に跳ね返ったとしても、そのときに弱い電流量により引き戻されれば、ゲート部材61がストッパ612により遅い速度で衝突するため、大きい衝突音が生じにくい。
図10−2(c)は、ソレノイド62が常温時の制御パターンであり、図10−2(d)は、ソレノイド62が高温時の制御パターンである。
図10−2(c)に示すように、ソレノイド62が常温時は、ゲート部材61を第2の位置から第1の位置へ移動させる際に、電流制御部64は、まず時間T7に0%の駆動電流量0の駆動信号を出力する。そして時間T8に駆動電流量をD8に上げる制御を行なう。さらに時間T9に駆動電流量をD9に下げる制御を行なう。そしてさらに時間T10以降は、駆動電流量0の駆動信号を出力する。
この制御パターンによりゲート部材61の切り替え速度を徐々に抑制することができ、図10−1(a)において説明したのと同様に、ゲート部材61がストッパ611に接触するタイミングが予想より多少ずれたとしても衝突音が大きくなりにくい。またゲート部材61がストッパ611に接触した後に跳ね返ったとしても、大きい衝突音が生じにくい。
図11は、本実施の形態における駆動制御部67のブロック図の他の例を示した図である。
図11の駆動制御部67では、図7に示した駆動制御部67に比較して、温度センサ66から温度の情報を取得する温度取得部672の代わりにソレノイド62の動作回数をカウントするカウント部676が備えられている。
そして駆動制御部67では、判断部673は、検知信号取得部671が取得した検知信号およびカウント部676により取得されたソレノイドの動作情報に基づいて制御信号の出力のタイミングを判断する。即ち、カウント部676によりカウントされた直近のソレノイド62の動作回数とソレノイド62の温度とは、相関関係にあり、この動作回数が多いほどソレノイドの62の温度が上昇する。本実施の形態では、判断部673は、予め定められた時間内のソレノイド62の動作回数を算出し、そしてこれを基にして制御信号の出力のタイミングを判断している。なおこの形態では、ソレノイド62の温度の情報は使用していないが、上述したようにソレノイド62の単位時間当たりの動作回数とソレノイド62の温度とは相関関係にあるため、駆動制御部67は、ソレノイド62の温度に基づいてゲート部材61に作用する力の増減を行なう時間を変更していると言うことができる。
ゲート部材61を第1の位置から第2の位置に移動させる場合は、まず用紙検知センサ65が用紙Pを検知し、その検知信号を駆動制御部67の検知信号取得部671に送信する(ステップ201)。用紙検知センサからの検知信号を受信した駆動制御部67は、カウント部676からソレノイド62の動作情報からソレノイド62の動作回数をカウントする(ステップ202)。そして駆動制御部67は、判断部673により予め定められた時間内のソレノイド62の動作回数を算出し、そしてこれを基にして制御信号の出力のタイミングを判断する(ステップ203)。このとき判断部673は、記憶部674に記憶されているデータ等を参照して判断を行なう。そして決定されたタイミングにおいて、予め定められた制御パターンにて出力部675から制御信号を出力する(ステップ204)。これによりゲート部材61は、第1の位置から第2の位置に移動する。
ここで今まで説明を行なった駆動制御部67や電流制御部64が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、駆動制御部67や電流制御部64に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないCPUが、駆動制御部67や電流制御部64の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
Claims (6)
- 記録材に画像形成を行なう画像形成装置の機構部にて、第1の位置と第2の位置とを選択的に移動することで記録材の搬送方向を切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段に作用する力を予め定められた時間において増減することで前記第1の位置と前記第2の位置の間で当該切り替え手段を移動させる移動手段と、
を備え、
前記移動手段は、当該移動手段の温度に基づき前記切り替え手段に作用する力の増減を行なう時間を変更することを特徴とする記録材の搬送方向切り替え装置。 - 前記移動手段は、前記切り替え手段に作用する力を増加させることで前記第1の位置と前記第2の位置との間を移動させるときは、当該移動手段の温度の上昇にともない前記時間を遅くする方へ変更し、当該切り替え手段に作用する力を減少させることで前記第1の位置と前記第2の位置との間を移動させるときは、当該移動手段の温度の上昇にともない前記時間を早くする方へ変更することを特徴とする請求項1に記載の記録材の搬送方向切り替え装置。
- 前記切り替え手段と接触することで前記第1の位置および第2の位置を規定する規定手段をさらに備え、
前記移動手段は、前記切り替え手段が前記規定手段に接触する前後において当該切り替え手段に作用する力の増減を行なうことを特徴とする請求項1または2に記載の記録材の搬送方向切り替え装置。 - 前記移動手段の温度は、予め定められた時間内の前記移動手段の動作回数により決定されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の記録材の搬送方向切り替え装置。
- トナー像を形成するトナー像形成手段と、
記録材を搬送する記録材搬送手段と、
前記トナー像形成手段で形成されたトナー像を前記記録材搬送手段により搬送される記録材に対して転写する転写手段と、
前記転写手段により記録材に転写されたトナー像を定着する定着手段と、
第1の位置と第2の位置とを選択的に移動することで記録材の搬送方向を切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段に作用する力を予め定められた時間において増減することで前記第1の位置と前記第2の位置の間で当該切り替え手段を移動させる移動手段と、
前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記移動手段の温度に基づき前記切り替え手段に作用する力の増減を行なう時間を変更することを特徴とする画像形成装置。 - コンピュータに、
記録材に画像形成を行なう画像形成装置の機構部にて第1の位置と第2の位置とを選択的に移動することで記録材の搬送方向を切り替える切り替え手段に作用する力を予め定められた時間において増減することで当該第1の位置と当該第2の位置の間で当該切り替え手段を移動させる移動手段を制御する機能と、
前記移動手段の温度を判断する機能と、
前記移動手段の温度に基づき前記切り替え手段に作用する力の増減を行なう時間を変更する機能と、
を実現させるプログラム。
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