JP2013151091A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱調予防、省電力、コスト低減を図りつつ、給紙・搬送系の制御を簡略化する。
【解決手段】ｎ（ｎは１以上の自然数）枚目の用紙Ｐの搬送にかかるモータＭ４の負荷角を検出する。そして、検出した負荷角に応じて、ｎ枚目の用紙Ｐの搬送にかかるモータＭ５、Ｍ６の電流値およびｎ枚目より後の用紙Ｐの供給にかかるモータＭ１、搬送にかかるＭ２の電流値を設定する。このような制御を電源ＯＮ等の際に行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機や複合機のような画像形成装置に係り、特に、画像形成装置において使用される用紙等のシート材を搬送するための駆動源の制御技術に関する。

画像形成装置における用紙の給紙・搬送系の駆動源には、小型で安価なステッピングモータが用いられる場合が多い。また、そのステッピングモータは、１パルスの入力に対して、基本角度だけ回転する。そのため、オープンループ制御ができることから、制御機構を含むシステムの簡素化が図れる。ステッピングモータは、小型かつ安価に構成できる反面、パルス信号の入力に対して回転子の回転が同期できなくなる脱調現象がしばしば発生する。脱調現象は、例えば、駆動回路からステッピングモータに出力されるパルスのパルスレートに対して過負荷状態のときに発生する。

一方、多種多様な画像形成を行う画像形成装置では、普通紙、厚紙等のように様々な紙種の用紙に対応する必要がある。そのため、紙種によっては、ステッピングモータに要求されるトルクが大きく変動する。用紙搬送路に沿って配置されたスポンジ材の搬送ローラに用紙が突入するときのトルクを例に挙げると、厚紙（２００g/cm）と普通紙（８０g/cm）ではその差が２倍にも及ぶことがある。ステッピングモータのトルクは、駆動電流の値によって決まる。そのため、ステッピングモータの選定及びトルクを決定づける駆動電流の選定は、より条件の厳しい厚紙の使用を想定して決定される。

しかし、一般のオフィス等では、圧倒的に普通紙の使用頻度が高い。そのため、常に厚紙に対応した設定の駆動電流では、必要以上に電力を消費したり、音が発生したりしてしまう。そこで、この問題を解消する技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１は、ステッピングモータ内部にロータ位置を検出するセンサを備えたフィードバックステッピングモータを上流側（給紙系）の駆動源としている。フィードバックステッピングモータは、回転中に回転速度及び回転量の情報をセンサを介して監視し、脱調しそうになると、即座にクローズドモードで制御を行う点が特徴である。そして、センサの検出結果に基づいて、下流側（搬送系）のステッピングモータの電流値を決定している。

また、最近は、ステッピングモータの最大出力トルクと駆動電流の大きさとの関係を利用して駆動電流を最適化する技術も提案されている（特許文献２）。特許文献２に開示された技術では、１枚目の用紙搬送の際に推定負荷トルクを算出する。そして、この推定負荷トルクを利用して、２枚目以降の用紙搬送の際に目標とする負荷トルクの大きさに対応する電流値を決定する。

特開２００６−８２９５７号公報 特開２０１１−１９９９６９号公報

特許文献１に開示された技術は、脱調の防止には効果的である。しかし、紙種別に複数の用紙カセットが装着されている場合、それぞれ用紙カセット毎にフィードバックステッピングモータが必要となる。そのため、その制御処理が複雑化する。また、フィードバックステッピングモータは非常に高価であり、画像形成装置の価格上昇につながるという課題も残る。
特許文献２に開示された技術は、複数のステッピングモータの各々について独立に制御しているので、複数のステッピングモータを使用する場合は制御回路が複雑になる。

本発明は、このような事情に鑑み、脱調の予防、必要以上の電力消費の予防を図りつつ、画像形成装置の構成コストの低減をも図り、駆動源の制御を簡略化する装置を提供することを、その課題とする。

本発明は、シート材に画像を形成する画像形成装置であって、複数の搬送経路を有するシート材を搬送する搬送手段と、前記複数の搬送経路のそれぞれに配置されたローラを駆動するための複数の第１モータおよび、前記複数の搬送経路が合流した後に配置されたローラを駆動するための第２モータと、前記第２モータの負荷角を検出する検出手段と、前記検出された第２モータの負荷角に応じて前記第１モータおよび前記第２モータを駆動するための電流値を設定する設定手段とを有し、ｎ（ｎは１以上の自然数）枚目のシート材を搬送する際に前記検出手段が検出した前記第２モータの負荷角に応じて、前記ｎ枚目より後のシート材を搬送する際の前記複数の第１のモータおよび前記第２のモータの電流値を設定することを特徴とする。

本発明によれば、脱調の予防、必要以上の電力消費の予防を図りつつ、画像形成装置の構成コストの低減をも図り、駆動源の制御を簡略化することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要断面図。 実施形態例における給紙系及び搬送系の制御系統の説明図。 負荷角の説明図。 負荷角とモータに発生するトルクの関係説明図。 負荷角検知タイミングの説明図。 ステッピングモータの電流設定処理手順を示す手順説明図。 負荷角、用紙判定結果、及び電流設定値の関係を示した図。 負荷角と搬送ステッピングモータの電流設定値の関係を示した図。 給紙系及び搬送系の制御系統の説明図。

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施の形態例を説明する。ここでは、電子写真方式のプロセスを含む画像形成装置の例を示す。すなわち、シート材は、印刷用の用紙であり、一例として２つの用紙カセットを装着している場合の例を示す。また、定電流制御式の複数のモータが、すべてステッピングモータである場合の例を示す。

［実施形態例］
図１は、本実施形態例に係る画像形成装置の概要断面図である。
本実施形態例の画像形成装置１は、矢印方向に回転する４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の感光ドラム１ａ〜１ｄを有している。外部より画像信号と共に印刷指示を受けると、画像形成装置１は、感光体（感光ドラム）１ａ〜１ｄを１次帯電部２ａ〜２ｄで一様に帯電させる。また、露光部３ａ〜３ｄで画像信号に応じた露光を行うことにより感光体１ａ〜１ｄに静電潜像を形成する。静電潜像は、現像部４ａ〜４ｄで現像され、トナー像が形成される。

また、本実施形態例の画像形成装置１は、用紙カセット９１、９２を装着しており、用紙の種別、例えば、普通紙と厚紙、Ａ４サイズ用紙とＡ３サイズ用紙をそれぞれの任意に切り替えることができる。使用する紙種を特定することで、その用紙を収容している用紙カセット９１又は９２いずれかが一意に選択されるようにもできる。

用紙カセット９１が選択されている場合は、上記画像形成過程の適度のタイミングで、用紙Ｐ１が給紙ローラ８１へ供給される。さらに、搬送ローラ８２、８４、８５、８６を介して２次転写部５６、５７へ供給される。給紙ローラ８１、搬送ローラ８２、８４、８５、８６のそれぞれは、ステッピングモータＭ１、Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６により駆動される。感光体１ａ〜１ｄ上で現像された各色のトナー像は、１次転写部５３ａ〜５３ｄで中間転写ベルト５１に多重転写される。さらに２次転写部５６、５７で用紙Ｐに転写される。

また、用紙カセット９２が選択されている場合は、上記画像形成過程の適度のタイミングで、用紙Ｐ２が給紙ローラ８３へ供給される。さらに、搬送ローラ８４、８５、８６を介して２次転写部５６、５７へ供給される。
給紙ローラ８３、搬送ローラ８４、８５、８６のそれぞれは、ステッピングモータＭ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６により駆動される。感光体１ａ〜１ｄ上で現像された各色のトナー像は、１次転写部５３ａ〜５３ｄで中間転写ベルト５１に多重転写される。さらに２次転写部５６、５７で用紙Ｐに転写される。

このように、用紙カセット９１又は９２それぞれから供給された用紙Ｐ１、Ｐ２は、共通してステッピングモータＭ４、Ｍ５、Ｍ６のそれぞれにより駆動される搬送ローラ８４、８５、８６により搬送される。
このように画像形成装置１は、複数の用紙カセット９１、９２から給紙されたシート材を搬送するために、複数の用紙カセットに対応させて複数の搬送経路を有している。ステッピングモータＭ３は、用紙カセット９２から給紙されたシート材に対応した搬送経路に配置された給紙ローラ８３を駆動する。そして、ステッピングモータＭ１およびＭ２は、用紙カセット９１から給紙されたシート材に対応した搬送経路に配置された給紙ローラ８１および搬送ローラ８２を駆動する。そして、ステッピングモータＭ４、Ｍ５、Ｍ６は、複数の搬送経路が合流した後の搬送経路に配置されている搬送ローラ８４、８５、８６を駆動する。

感光体１ａ〜１ｄ上に残った転写残トナーは、クリーナ６ａ〜６ｄで回収される。また、中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ５５で回収される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、定着部７によって定着されることにより、カラー画像が得られる。

図２は、画像形成装置１の給紙系及び搬送系の駆動制御の系統を示す図である。画像形成装置１における全体の動作制御は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１において行う。ＣＰＵ１０１は、画像形成のための制御プログラムを読み込んで実行することにより、画像形成装置全体の動作を制御する。ＣＰＵ１０１には、駆動制御部１０２、１０５、メモリ１０６が接続されている。

用紙カセット９１又は９２それぞれから供給された用紙Ｐ１又はＰ２が、共通して搬送される最初の搬送系の駆動は、駆動制御部１０２の制御のもとで、搬送ステッピングモータＭ４が担当する。その他の搬送系の駆動は、駆動制御部１０５の制御のもとで、搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ５、Ｍ６それぞれが担当する。また、給紙系の駆動は、駆動制御部１０５の制御のもとで、給紙ステッピングモータＭ１、Ｍ３が担当する。すなわち、ＣＰＵ１０１と各駆動制御部１０２、１０５とで駆動制御手段を構成する。

給紙ステッピングモータＭ１、Ｍ３は最上流のステッピングモータである。用紙カセット９１から用紙Ｐ１を供給する場合、例えば搬送ステッピングモータＭ６は、給紙ステッピングモータＭ１よりもやや遅れたタイミングで駆動されても良い。給紙時には駆動する必要がないためである。

以下、用紙カセット９１から用紙Ｐ１が供給される場合を例にあげて説明する。但し、給紙ステッピングモータＭ１と搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ５、Ｍ６とは同じ構成及び動作なので、これらについての説明を省略する。

駆動制御部１０２は、ＣＰＵ１０１からの位置指令信号ａ１と電流設定値ａ２とをもとに、搬送ステッピングモータＭ４に駆動電流ａ３を供給している。搬送ステッピングモータＭ４にはエンコーダ１０４が取り付けられている。エンコーダ１０４は、脱調マージン（負荷角）検出部１０３に搬送ステッピングモータＭ４の回転信号ａ４を出力する。脱調マージン（負荷角）検出部１０３は、ＣＰＵ１０１からの位置指令信号ａ１とエンコーダ１０４からの回転信号ａ４とをもとに、搬送ステッピングモータＭ４の負荷角を算出し、その負荷角の情報ａ５をＣＰＵ１０１に出力する。

駆動制御部１０５は、ＣＰＵ１０１からの位置指令信号ｂ１と電流設定値ｂ２とをもとに、給紙ステッピングモータＭ１、並びに、搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ５、Ｍ６それぞれに駆動電流ｂ３を供給する。

メモリ１０６は、搬送ステッピングモータＭ４及び給紙ステッピングモータＭ１の電流設定値、搬送ステッピングモータＭ４で検知した負荷角の情報ａ５、ＣＰＵ１０１の各種演算結果を格納する。

搬送ステッピングモータＭ４及び給紙ステッピングモータＭ１の駆動制御の内容は、次のとおりである。ＣＰＵ１０１は、脱調マージン（負荷角）検出部１０３からの負荷角の情報ａ５をもとに、搬送ステッピングモータＭ４、給紙ステッピングモータＭ１の駆動電流の値を表す電流設定値ａ２，ｂ２を決定する。つまり、電流設定値決定手段として機能する。駆動制御部１０２は、電流設定値ａ２に応じて、搬送ステッピングモータＭ４に流れる電流が一定電流となるように定電流制御を行う。具体的には、チョッピング制御を行い、搬送ステッピングモータＭ４に定電流を供給する。

同様に、駆動制御部１０５は、電流設定値ｂ２に応じて、給紙ステッピングモータＭ１に流れる電流が一定電流となるように定電流制御を行う。すなわち、チョッピング制御を行い、給紙ステッピングモータＭ１に定電流を供給する。

次に、ステッピングモータの負荷角について、図３を参照して説明する。
図３は、Ｓｔｅｐ角１.８度のステッピングモータを、Ａ相とＢ相の２相励磁で駆動した場合の例を表す状態説明図である。横軸はＢ相磁極位置、縦軸はＡ相磁極位置である。１Ｓｔｅｐが物理角で１.８度なので、２相励磁の場合、７.２度の物理角で３６０度の電気角となる。

図３の例では、ロータが中央右周りの方向に回転制御される。エンコーダ１０４の回転信号ａ４によれば、搬送ステッピングモータＭ４のロータが検出位置２０２であったとする。駆動制御部１０２は、位置指令信号ａ１に基づいて、搬送ステッピングモータＭ４のロータを目標位置２０１に向けて駆動制御するものとする。この目標位置２０１に対する検出位置２０２の遅れ角θｋが、負荷角となる。

この負荷角とモータ発生トルクの関係を、図４を参照して説明する。図４は、Ｓｔｅｐ角１.８度のステッピングモータを２相励磁で、ある設定電流で駆動した場合の例を表している。縦軸がモータ発生トルク、横軸が負荷角である。図４の中央左方向が、目標位置２０１まで駆動制御するときに出力されるロータ位置指令に対する、ロータの遅れ方向を示している。

図４において、負荷角０度、つまりロータ位置指令に対してロータの遅れ量がゼロの場合は、ステッピングモータの発生トルクもゼロとなる。そして、そこから負荷角が増すにつれて、ロータの回転方向へのトルクが増す。ステッピングモータは、負荷角９０度のときに、最大トルクＴｍを発生する。さらに負荷角が増して９０度を超えると、１８０度までは正回転方向へのトルクが減少し、負荷角１８０度で脱調となる。

つまり、ある設定電流で駆動した場合、その設定電流でモータが発生可能な最大トルクＴｍが決まる。これと共に、負荷角と発生トルクとの関係も決まる。そのため、ステッピングモータを駆動したときの負荷角の情報から、ステッピングモータにおいて発生しているトルクの大きさを知ることができる。また、モータ負荷の状況も知ることができる。

この原理を、用紙Ｐ１を搬送するステッピングモータＭ４に適用すれば、供給されている用紙Ｐ１の情報、例えば、薄紙、普通紙、厚紙等、用紙の厚み情報等を知ることが可能となる。例えば負荷角θａ（電気角で−３０度〜０〜＋３０度）の領域ではトルクが小さいので薄紙である。負荷角θｂ（電気角で＋３０度〜＋６０度の領域）ではトルクが安定的に上昇するが最大値ではないので普通紙である。負荷角θｃ（電気角で＋６０度〜＋１８０度）では最大トルクＴｍを出力するので厚紙である。

図５は、負荷角検知のタイミングの説明図である。位置指令信号ａ１は、１パルスで１Ｓｔｅｐだけロータを進めるための信号である。図５中、位置指令信号ａ１の立ち上がりがロータの目標位置２０１が切り替わるタイミングであり、このタイミングで、負荷角を検知することになる。

次に、搬送ステッピングモータＭ４及び給紙ステッピングモータＭ１を駆動するための電流設定処理の手順を説明する。
電流設定処理は、紙種の変更、つまり用紙カセットの選択が変更された場合、画像形成装置１への電源供給が遮断された場合、待機時の省エネモード等によってＣＰＵ１０１への電源供給が遮断された場合に開始される。これら場合には、紙種の変更、つまり用紙カセットの選択が変更された可能性があるためである。そこで、本実施形態例では、用紙カセット９１又は９２のいずれかを選択した時、電源供給の時に電流設定処理を行う。
本実施形態例では、電流設定処理のための回路を、複数の搬送経路それぞれに対して備えないようにする。そのために、複数の搬送経路が合流した後の搬送経路に配置された搬送ローラを駆動するための搬送ステッピングモータＭ４に対して電流設定処理のための回路を設ける。

そして、搬送ステッピングモータＭ４の負荷角により紙種を確認し、確認した紙種に応じた各種ステッピングモータＭ１等の電流設定値を決定することとした。電流設定処理の手順例を図６に示す。

電流設定処理は、電源ＯＮ、用紙カセットの選択が変更されたことの検知を契機に開始される。電源ＯＮとは、画像形成装置１への電源供給の開始、あるいは、待機モードからの復帰によりＣＰＵ１０１へ電源が供給されることをいう。

まず、用紙カセット９１が選択されているかを判断する（Ｓ１０１）。
用紙カセット９１が選択されていれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、給紙の初段モータである給紙ステッピングモータＭ１、搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ４のプリントジョブ時の駆動電流を、設定トルクを生じさせる電流値に設定する。

設定トルクは、給紙・搬送可能な用紙のうちで最大厚みのものを給紙・搬送させるのに必要となるトルクである。ここでは便宜上、当該給紙ステッピングモータＭ１、搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ４を駆動可能な電流の最大値に設定する（Ｓ１０２）。このときの設定値を「電流設定最大値」（Ｉｍａｘ）と呼ぶ。給紙ステッピングモータＭ１および搬送ステッピングモータＭ２は、搬送ステッピングモータＭ４より搬送経路の上流に配置されているので、ステップＳ１０２において、所定の電流値を設定する。
なお、本実施形態では駆動可能な電流の最大値を設定しているが、給紙・搬送可能な用紙Ｐのうちで最大厚みのものを給紙・搬送させるのに必要となるトルクを得ることができる電流値であればよく、最大値にしなくてもかまわない。
プリントジョブがあるかどうかを判断し（Ｓ１０３）、無い場合は待機する（Ｓ１０３：ＮＯ）。

プリントジョブが有る場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０２で設定した電流設定最大値（Ｉｍａｘ）で給紙ステッピングモータＭ１を回転させ、用紙カセット９１の最上位紙の給紙ローラ８１への給紙を開始する（Ｓ１０４）。さらに、Ｓ１０２で設定した電流設定最大値（Ｉｍａｘ）で搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ４を回転させ、給紙された最上位紙の搬送ローラ８２、８４への搬送を開始する（Ｓ１０４）。そして、搬送ローラ８４が１枚目を搬送する際に、搬送ステッピングモータＭ４において負荷角を検出する（Ｓ１０５）。

次に、検出された負荷角に基づき、搬送ステッピングモータＭ４の下流側に配置された各搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６の電流設定値と、給紙ステッピングモータＭ１及び搬送ステッピングモータＭ２、Ｍ４の２枚目以降の設定電流値とを決定する（Ｓ１０６）。負荷角θｋと電流設定値との関係は、例えば図７に示されるものとなる。すなわち、電流設定最大値（Ｉｍａｘ）で搬送ステッピングモータＭ４を駆動し、用紙Ｐを搬送した際に検出した負荷角θｋが、例えば図４に示したθａ（−３０度〜＋３０度）であったとする。この場合、給紙した用紙Ｐが薄紙であったと判定し、次給紙より電流設定値を２００［mA］とする。これにより、次給紙からは、最小コストで用紙Ｐを給紙することができる。また、θｂ（＋３０度〜＋６０度）であった場合は、給紙した用紙が普通紙であったと判定し、電流設定値を４００［mA］とする。θｃ（＋６０度〜＋１８０度）であった場合は、給紙した用紙が厚紙であったと判定し、電流設定値を８００［mA］とする。

また、搬送ステッピングモータＭ４で検知した負荷角θｋと、給紙ステッピングモータＭ１、Ｍ３及び搬送ステッピングモータＭ２の電流設定値の例を図８に示す。
図８は、搬送ステッピングモータＭ４と各搬送ステッピングモータとがそれぞれ独立に異なるタイミングで動作し、かつ、同じスペックであることを前提とした電流設定値の例を示している。

但し、常にそのような電流設定値となるものではない。例えば図１において、給紙ローラ８１、搬送ローラ８２を同一シーケンス動作させれば良い場合がある。この場合は、搬送ステッピングモータＭ２を削除することができる。つまり、給紙ステッピングモータＭ１で給紙ローラ８１、搬送ローラ８２の両方のローラを駆動させる。そうすると、給紙ステッピングモータＭ１は、給紙ステッピングモータＭ３と搬送ステッピングモータＭ４に対して、より大きなトルクが出力可能なモータが必要となる。そのため、給紙ステッピングモータＭ１のみ異なるモータを配置することなる。このような場合は、給紙ステッピングモータＭ１のみ用紙Ｐを給紙可能な独自の電流設定値を設定するようにすれば良い。

図６に戻り、上記のようにして決定された各ステッピングモータＭ１、Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６それぞれの電流設定値を、それまでのものから変更する（Ｓ１０７）。また、変更後の電流設定値をメモリ１０６に記憶する（Ｓ１０８）。その後、電流設定処理を終了させる。

また、用紙カセット９２が選択されていれば（Ｓ１０１：ＮＯ）、給紙の初段モータである給紙ステッピングモータＭ３、搬送ステッピングモータＭ４のプリントジョブ時の駆動電流を、設定トルクを生じさせる電流値に設定する（Ｓ１０９）。給紙ステッピングモータＭ３は、搬送ステッピングモータＭ４より搬送経路の上流に配置されているので、ステップＳ１０２において、所定の電流値を設定する。
なお、本実施形態では駆動可能な電流の最大値を設定しているが、給紙・搬送可能な用紙Ｐのうちで最大厚みのものを給紙・搬送させるのに必要となるトルクを得ることができる電流値であればよく、最大値にしなくてもかまわない。
プリントジョブがあるかどうかを判断し（Ｓ１１０）、無い場合は待機する（Ｓ１１０：ＮＯ）。

プリントジョブが有る場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０２で設定した電流設定最大値（Ｉｍａｘ）で給紙ステッピングモータＭ３を回転させ、用紙カセット９２の最上位紙の給紙ローラ８３への給紙を開始する（Ｓ１１１）。さらに、Ｓ１０９で設定した電流設定最大値（Ｉｍａｘ）で搬送ステッピングモータＭ４を回転させ、給紙された最上位紙の搬送ローラ８４への搬送を開始する（Ｓ１１１）。そして、搬送ローラ８４が１枚目を搬送する際に、搬送ステッピングモータＭ４において負荷角を検出する（Ｓ１１２）。

次に、検出された負荷角に基づき、搬送ステッピングモータＭ４の下流側に配置された各搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６の電流設定値と、給紙ステッピングモータＭ３及び搬送ステッピングモータＭ４の２枚目以降の設定電流値とを決定する（Ｓ１１３）。このようにして決定された各ステッピングモータＭ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６それぞれの電流設定値を、それまでのものから変更する（Ｓ１１４）。また、変更後の電流設定値をメモリ１０６に記憶する（Ｓ１１５）。その後、電流設定処理を終了させる。

なお、ステップ１０３、１１０のプリントジョブが複数枚の場合は、それぞれ設定された電流で継続させる。そして、電流設定処理の終了後のプリントジョブにおいて選択された用紙カセットに応じて、対応する給紙ステッピングモータを特定する。そして、メモリ１０６が記憶している負荷角を読み出し、その負荷角に基づいて、各ステッピングモータの電流設定値を設定ないし変更することもできる。

このように、本実施形態例によれば、搬送ステッピングモータＭ４で検知した負荷角θｋにより、いずれの用紙カセットから用紙が供給されたかにかかわらず、用紙を給紙し、搬送するのに最適な電流設定値にすることができる。つまり、脱調しない範囲で消費電流を低減させることが可能となる。

さらに、搬送ステッピングモータＭ４の電流設定値の駆動電流で用紙が移動する経路の残部のモータが駆動されるので、複数のモータを連携させる際の制御系統が簡素化される。また、本実施形態では、複数の搬送経路が合流した後の搬送経路に配置されたステッピングモータの負荷角を検出するので、各搬送経路ごとに配置されたステッピングモータの負荷角度を検出する必要がなくなり、負荷角を検出するための構成の数を減らすことができる。つまり、用紙カセット毎（給紙系毎）に負荷角を検出するため構成が不要となるため、画像形成装置１の価格低減が図れる。

また、搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６は、搬送ステッピングモータＭ４よりも遅れたタイミングで駆動される。そのため、直ちに変更後の電流設定値で搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６を駆動することにより、１枚目の用紙を変更後の電流設定値の駆動電流で搬送することができる。つまり、少ない消費電力で給紙搬送を行うことが可能となる。

さらに、負荷角θｋを検知させるステッピングモータは、搬送ステッピングモータＭ５又はＭ６であっても良い。これにより、画像形成装置１に採用する構成の自由度が増すことになる。

上記実施形態例では、例えば１枚目搬送時の搬送ステッピングモータＭ４の負荷角に応じて、１枚目の搬送時の搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６の電流値および、２枚目以降の給紙時の給紙ステッピングモータＭ１などの電流値を設定している。１枚目だけでなく、ｍ（ｍ＞１）毎目の搬送時の搬送ステッピングモータＭ４の負荷角に応じて設定するようにしてもかまわない。この場合、搬送ステッピングモータＭ４はｍ枚目まで所定の電流値で駆動され、搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６はｍ−１枚目まで所定の電流値で駆動される。そして、ｍ枚目までの搬送ステッピングモータＭ４の負荷角の統計値（たとえば平均値）に応じて、ｍ＋１枚目以降の給紙ステッピングモータＭ１、Ｍ２、並びに、搬送ステッピングモータＭ４の電流値を設定する。また、この統計値に応じて、ｍ枚以降の搬送ステッピングモータＭ５、Ｍ６の電流値を設定する。

［第１変形例］
次に、図２と異なる構成で負荷角を検知する場合の例を説明する。図９はこの場合の給紙系及び搬送系の駆動制御の系統を示す図である。図２との比較では、エンコーダ１０４が存在せず、代わりに、駆動制御部１０２と給紙ステッピングモータＭ４との間に、電流検出回路１０９が存在する。また、ＣＰＵ１０１から駆動制御部１０２、１０５に電流設定値ａ２、ｂ２が供給されない。他の構成部品は図２のものと同じなので、図２で使用した同機能の構成部品については、同じ符号を用いる。

図９の例では、駆動制御部１０２から給紙ステッピングモータＭ４へ駆動電流ａ３を供給する経路に、電流検出回路１０９を介在させる。そして、給紙ステッピングモータＭ４に流れる電流波形ａ４１を電流検出回路１０９から脱調マージン（負荷角）検出部１０３に伝達する。脱調マージン（負荷角）検出部１０３は、電流波形ａ４１のゼロクロスポイントの遅れ時間から給紙時の給紙ステッピングモータＭ４の負荷角を検知する。

［第２変形例］
給紙ローラ８１の近傍に、給紙不良を検知するための図示しない用紙センサを備えることもできる。上記のようにして設定した電流設定値の駆動電流を各ステッピングモータＭ１〜Ｍ６に供給して用紙の給紙及び搬送を行っている際に、用紙センサにおいて、用紙の通過が一定時間以上検知されなかったとする。これは、予定されている用紙よりも厚い異用紙が混載している等、給紙ステッピングモータＭ１又はＭ３において給紙不良が発生した場合の症状である。これにより、給紙不良対応処理、具体的には電流設定値を変更する処理が必要となることを判別することができるようになる。給紙ローラ８３についても、同様の構成を採用することができる。

また、用紙カセットの離脱後の再装着を検知する図示しないカセット開閉検知センサを採用することでも、電流設定値を変更する処理が必要となることを判別することができる。

［第３変形例］
図１に示した画像形成装置１のうち、給紙系及び搬送系の部分だけを独立に実施することができる。すなわち、制御系統を、感光ドラム１ａ〜１ｄ等の画像形成機能の部分と切り離して、独立した装置、例えば給紙装置として実施することができる。
本発明は、また、紙以外のシート材、例えば薄膜樹脂を複数のモータを駆動源として移動させる際のシート材の移動制御装置としても実施することができる。

本発明は、プリンタ、スキャナ、複写機、あるいはこれらの機能を統合した複合機その他の画像形成装置、あるいはその給紙装置として利用することができる。

Ｍ１、Ｍ３・・・給紙ステッピングモータ、Ｍ２、Ｍ４〜Ｍ６・・・搬送ステッピングモータ、Ｐ１、Ｐ２・・・用紙、８１、８３・・・給紙ローラ、８２、８４、８５、８６・・・搬送ローラ、９１、９２・・・用紙カセット。１０１・・・ＣＰＵ、１０２、１０５・・・駆動制御部、１０３・・・脱調マージン（負荷角）検出部、１０４・・・エンコーダ、１０６・・・メモリ。２０１・・・ロータの目標位置、２０２・・・ロータの検出位置。ａ１、ｂ１・・・位置指令信号、ａ２、ｂ２・・・電流設定値、ａ３、ｂ３・・・駆動電流。ａ４・・・回転信号、ａ５・・・負荷角の情報、ａ４１・・・電流波形。

Claims (9)

1. シート材に画像を形成する画像形成装置であって、
   複数の搬送経路を有するシート材を搬送する搬送手段と、
   前記複数の搬送経路のそれぞれに配置されたローラを駆動するための複数の第１モータおよび、前記複数の搬送経路が合流した後に配置されたローラを駆動するための第２モータと、
   前記第２モータの負荷角を検出する検出手段と、
   前記検出された第２モータの負荷角に応じて前記第１モータおよび前記第２モータを駆動するための電流値を設定する設定手段とを有し、
   ｎ（ｎは１以上の自然数）枚目のシート材を搬送する際に前記検出手段が検出した前記第２モータの負荷角に応じて、前記ｎ枚目より後のシート材を搬送する際の前記複数の第１のモータおよび前記第２のモータの電流値を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. さらに、前記搬送経路において前記第２モータより下流に配置されたローラを駆動するための第３モータがあり、
   前記設定手段は、定電流値により駆動されたｎ枚目のシート材を搬送する際に前記検出手段が検出した前記第２モータの負荷角に応じて、前記ｎ枚目のシート材を搬送する際の前記第３モータの電流値を設定することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ｎ枚目のシート材を搬送する際は、前記第１モータおよび前記第２モータはあらかじめ設定された電流値によって駆動されることを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記検出手段は、検出指令の入力を契機に、事前に判明している設定トルクを発生させる駆動電流を前記第２モータに供給して前記シート材を移動させたときの負荷角を検出するものであり、
   前記検出指令は、抽出される前記シート材の種類の変更、装置電源の遮断又は休止後の復帰のいずれかを検知するセンサの検知結果に基づいて出力する、
   請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記シート材を収容可能なカセットが離脱自在に複数装着されており、
   前記第１モータは、装着された前記カセットから前記シート材を抽出する第１経路の
   駆動源として配備されるステッピングモータであり、
   前記第２モータは、前記第１経路を経て移動してきた前記シート材を下流側へ搬送する第２経路の駆動源として配備されるステッピングモータである、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記設定トルクは、前記第１経路又は第２経路において最も大きなトルクを要する種類のシート材を移動させる上で必要なトルクである、
   請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記設定手段は、検出された負荷角により特定される発生トルクと前記設定トルクとの比較結果により、前記経路を移動したシート材の種類を特定し、特定したシート材の種類に応じて前記電流値を決定する、
   請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記第２モータのロータ位置を検出するエンコーダを備えており、
   前記検出手段は、前記エンコーダで検出されたロータの検出位置と前記設定トルクを発生させる上で目標となる当該ロータの目標位置との比較により前記負荷角を検出する、
   請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記第２モータを駆動する際の電流波形を検出する電流検出回路を備えており、
   前記検出手段は、前記電流波形から当該第２モータのロータ遅れ角を算出し、算出したロータ遅れ角をもとに前記負荷角を検出する、
   請求項７記載の画像形成装置。

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