JP2019055482A - 媒体搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な電力消費を抑制する手段を提供する。
【解決手段】媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部を駆動する搬送駆動部と、前記搬送部で搬送される媒体を切断する切断部と、前記切断部を駆動する切断駆動部と、前記切断駆動部の負荷を監視するとともに、前記搬送駆動部への出力を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記切断駆動部へ加わる負荷に応じて前記搬送駆動部へ出力する電流を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、媒体を搬送する搬送部および媒体を切断する切断部を有する媒体搬送装置および画像形成装置に関する。

従来の媒体搬送装置は、搬送部で搬送される媒体を切断部で切断するとき、切断部の可動刃を駆動する駆動モータに流す電流を増大させ、また切断部で媒体を切り始めるとき、駆動モータに流す電流を増大させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１７４１６１号公報

しかしながら、従来の技術においては、媒体の搬送中に切断部の切断モータを駆動して媒体を切断するとき、切断部の切断動作により媒体に負荷がかかり、その媒体を搬送する媒体搬送モータにも負荷トルクが加わるため、媒体搬送モータに加わる最大負荷トルクを事前に考慮し、媒体搬送モータに流す電流を常に増大させる必要があり、無駄な電力を消費してしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、無駄な電力消費を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部を駆動する搬送駆動部と、前記搬送部で搬送される媒体を切断する切断部と、前記切断部を駆動する切断駆動部と、前記切断駆動部の負荷を監視するとともに、前記搬送駆動部への出力を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記切断駆動部へ加わる負荷に応じて前記搬送駆動部へ出力する電流を制御することを特徴とする。

このようにした本発明は、無駄な電力消費を抑制することができるという効果が得られる。

第１の実施例における媒体搬送装置の構成を示す概略側断面図 第１の実施例におけるフィーダ部の制御構成を示すブロック図 第１の実施例における媒体搬送処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例における搬送モータ電流設定処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例におけるカッターモータの負荷トルクを示す説明図 第１の実施例における媒体搬送制御のタイミングチャート 第２の実施例におけるフィーダ部の制御構成を示すブロック図 第２の実施例におけるカッターモータ電流監視処理の流れを示すフローチャート 第２の実施例における搬送モータ電流設定処理の流れを示すフローチャート 第２の実施例におけるカッターモータの特性曲線 第２の実施例における媒体搬送制御のタイミングチャート 比較例における媒体搬送制御のタイミングチャート

以下、図面を参照して本発明による媒体搬送装置および画像形成装置の実施例を説明する。

図１は第１の実施例における媒体搬送装置の構成を示す概略側断面図である。

図１において、画像形成装置としてのプリンタ１は、ロール状に巻き回された媒体Ｐを図中矢印Ａが示す所定の媒体搬送方向に搬送し、その媒体Ｐに画像を形成して印刷を行うものであり、例えば電子写真方式のプリンタである。なお、プリンタは、図１に示す構成のプリンタに限定されるものではない。

プリンタ１は、連続した長尺状の媒体Ｐを印刷部３へ送り出すフィーダ部２と、フィーダ部２から送り出された媒体Ｐに画像を形成する印刷部３とを有している。

媒体搬送装置としてのフィーダ部２は、搬送手段（搬送部）としての繰出しローラ２２およびフィードローラ２３と、カッターＩＮセンサ２４と、切断手段（切断部）としてのカッターユニット２６と、搬送モータ２７と、カッターモータ２８と、カッタークラッチ２９とを有している。

繰出しローラ２２は、回転することにより、ロール状に巻き回されて収容されている媒体Ｐを挟持して図中矢印Ａが示す媒体搬送方向へ繰り出し、搬送するローラ対である。
フィードローラ２３は、媒体搬送方向におけるカッターユニット２６の下流側に配置され、回転することにより媒体Ｐを挟持して搬送するローラ対である。このフィードローラ２３は、繰出しローラ２２とともに、媒体Ｐを図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に搬送する搬送手段としての搬送部を形成する。

カッターＩＮセンサ２４は、媒体搬送方向における繰出しローラ２２の下流であってカッターユニット２６の上流側に配置され、媒体Ｐを検知するものである。

切断部としてのカッターユニット２６は、媒体搬送方向におけるカッターＩＮセンサ２４の下流に配置され、搬送部で搬送される媒体Ｐを所定の長さで切断する。このカッターユニット２６は、ロータリーカッター２６１の可動刃２６１ａが回転することにより、搬送中の媒体Ｐを固定刃２６２との間で挟み、媒体搬送方向と略直交する方向に切断することができるようになっている。

カッターユニット２６は、カッターＩＮセンサ２４が検知した媒体を、停止させることなく、媒体搬送方向において所定の長さで切断する。また、カッターユニット２６の内部には、ロータリーカッター２６１の可動刃２６１ａの位置を検知するカッターポジションセンサ２６３が配設されている。

搬送駆動部としての搬送モータ２７は、繰出しローラ２２およびフィードローラ２３を駆動する駆動源である。搬送モータ２７は、ギヤ等の駆動伝達手段を介して繰出しローラ２２およびフィードローラ２３と接続され、繰出しローラ２２およびフィードローラ２３を回転させる。この搬送モータ２７は、回転速度や回転量を制御できるモータ、例えば入力したパルス信号に基づいて回転するステッピングモータ等で構成されている。

切断駆動部としてのカッターモータ２８は、カッターユニット２６のロータリーカッター２６１を駆動する駆動源である。カッターモータ２８は、カッタークラッチ２９やギヤ等の駆動伝達手段を介してカッターユニット２６のロータリーカッター２６１と接続され、ロータリーカッター２６１を回転させる。このカッターモータ２８は、例えばＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータ等で構成されている。

切替部としてのカッタークラッチ２９は、カッターモータ２８とカッターユニット２６のロータリーカッター２６１との間に配設され、カッターモータ２８の駆動をロータリーカッター２６１へ伝達（接続）するか、または切断するかを切り替える駆動伝達切替を行うものである。

印刷部３は、フィーダ部２から送り出された媒体Ｐを媒体搬送方向へ搬送するフィードローラ３１、３２を備え、その媒体Ｐに画像を形成するものである。
印刷部３は、フィードローラ３１と、フィードローラ３２との間に、画像形成タイミングを検知するライトセンサ、露光手段としてのＬＥＤヘッドにより形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給してトナー像を搬送ベルト上に形成するＩＤユニット、搬送ベルト上に形成されたトナー像を媒体Ｐに転写する２次転写ローラ、媒体Ｐに転写されたトナー像を熱と圧力で定着させる定着器を備え、フィーダ部２から送り出された媒体Ｐに画像を形成して印刷を行う。

このように構成されたプリンタ１は、通信可能に接続されたホストコンピュータ等の外部装置から印刷命令を入力し、その印刷命令に従って連続した媒体Ｐの搬送および印刷を行う。

図２は第１の実施例におけるフィーダ部の制御構成を示すブロック図である。なお、図２はフィーダ部のアクチュエータとしてのモータおよびクラッチの制御構成を示している。
図２において、フィーダ部２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、モータドライバＡ１０２と、モータドライバＢ１０３と、クラッチドライバ１０４とを有している。

制御部としてのＣＰＵ１０１は、メモリ等の記憶手段に格納された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいてモータドライバＡ１０２、モータドライバＢ１０３、およびクラッチドライバ１０４等を制御し、フィーダ部２全体の動作を制御するものである。
また、ＣＰＵ１０１は、図１に示すカッターＩＮセンサ２４およびカッターポジションセンサ２６３と接続され、カッターＩＮセンサ２４およびカッターポジションセンサ２６３の検出結果を入力することができるようになっている。

モータドライバＡ１０２は、ＣＰＵ１０１の制御により、搬送モータ２７に駆動信号（駆動電流）を出力し、搬送モータ２７の回転を制御する制御回路や素子で構成されたものである。

ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２に設定する搬送モータ２７の電流設定値を変化させることにより、搬送モータ２７に流す電流を変化させることができるようになっている。即ち、ＣＰＵ１０１は、搬送モータ２７の電流設定値を大きくすることにより、搬送モータ２７が出力する回転トルクを増大させることができ、搬送モータ２７の電流設定値を小さくすることにより、搬送モータ２７が出力する回転トルクを減少させることができるようになっている。

切断駆動部制御手段としてのモータドライバＢ１０３は、カッターモータ２８へ出力する電流を制御するものである。このモータドライバＢ１０３は、ＣＰＵ１０１の制御により、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０３ａを介してカッターモータ２８に駆動信号（駆動電流）を出力し、カッターモータ２８の回転を制御する制御回路や素子で構成されたものである。

ＦＥＴ１０３ａは、カッターモータ２８に流す電流を増幅させるものであり、このＦＥＴ１０３ａには、カッターモータ２８に流れる電流値を検出する抵抗素子Ｒ１が接続され、抵抗素子Ｒ２およびコンデンサＣ１等で構成されるフィルタ回路を介してモータドライバＢ１０３に接続されている。

ＣＰＵ１０１は、モータドライバＢ１０３に設定するカッターモータ２８の電流設定値を変化させることにより、カッターモータ２８に流す電流を変化させることができるようになっている。また、ＦＥＴ１０３ａは、モータドライバＢ１０３から出力された電流を増幅することが可能になっている。
なお、本実施例では、モータドライバＢ１０３から出力された電流を増幅させるＦＥＴ１０３ａを備えたものとして説明するが、モータドライバＢ１０３から出力された電流を増幅させる必要がない場合、ＦＥＴ１０３ａを備えないものとしても良い。

クラッチドライバ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御により、カッタークラッチ２９に駆動信号を出力し、カッタークラッチ２９の駆動伝達切替を制御する制御回路や素子で構成されたものである。

ＣＰＵ１０１は、クラッチドライバ１０４を介してカッタークラッチ２９に駆動信号としての接続（ＯＮ）信号または切断（ＯＦＦ）信号を出力することにより、カッターモータ２８と図１に示すロータリーカッター２６１との間の駆動伝達手段を接続してカッターモータ２８の回転駆動をロータリーカッター２６１に伝達することができ、またカッターモータ２８とロータリーカッター２６１との間の駆動伝達手段を切断してカッターモータ２８の回転駆動のロータリーカッター２６１への伝達を切断することができるようになっている。

また、ＣＰＵ１０１は、クラッチドライバ１０４を介してカッタークラッチ２９を接続（ＯＮ）し、カッターモータ２８とロータリーカッター２６１との間を接続する度に、クラッチＯＮ回数をカウンタ（以下、「クラッチＯＮ回数カウンタ」という。）として不揮発性の記憶手段に記憶する。即ち、クラッチＯＮ回数カウンタは、カッタークラッチ２９により駆動の伝達切断から伝達に切り替えた回数を図１に示すカッターユニット２６の動作回数として記憶するものである。

このように構成されたフィーダ部２のＣＰＵ１０１は、クラッチＯＮ回数カウンタの値を指標としてカッターモータ２８にかかる負荷トルクを監視するとともに、モータドライバＡ１０２に設定する搬送モータ２７の電流設定値を変化させて搬送モータ２７への出力信号を制御する。

上述した構成の作用について説明する。

フィーダ部が行う媒体搬送処理を図３の第１の実施例における媒体搬送処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１および図２を参照しながら説明する。
まず、プリンタ１の操作者は、媒体Ｐをフィーダ部２の媒体収容機構に収容し、また媒体Ｐの先端部を繰出しローラ２２に挟持させるものとする。なお、初期状態において、フィーダ部２のカッタークラッチ２９は、カッターモータ２８とカッターユニット２６のロータリーカッター２６１との接続（駆動伝達）を切断した状態にあるものとする。

Ｓ１０１：フィーダ部２のＣＰＵ１０１は、例えば外部装置から印刷命令を受けると、モータドライバＡ１０２を制御して搬送モータ２７の駆動を開始する。搬送モータ２７が駆動されると、繰出しローラ２２およびフィードローラ２３が回転し、媒体Ｐは媒体搬送方向の下流へ搬送される。
このとき、ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を通常の電流値ＮＲとする。

Ｓ１０２：ＣＰＵ１０１は、カッターＩＮセンサ２４により媒体Ｐの先端を検知したか否かを判定し、検知したと判定すると処理をＳ１０３へ移行し、検知していないと判定すると媒体Ｐの先端の到達の監視を継続する。

Ｓ１０３：カッターＩＮセンサ２４により媒体Ｐの先端を検知したと判定したＣＰＵ１０１は、搬送モータ２７の駆動により回転する繰出しローラ２２およびフィードローラ２３で搬送する媒体Ｐの搬送距離が目標の搬送距離に到達したか否かを判定し、目標の搬送距離に到達したと判定すると処理をＳ１０４へ移行し、目標の搬送距離に到達していないと判定すると搬送を継続する。

ここで、目標の搬送距離は、カッターＩＮセンサ２４により媒体Ｐの先端を検知してからの媒体Ｐの搬送距離であり、カッターユニット２６で媒体Ｐを所定の長さで切断するための搬送距離である。ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７へ出力するパルス信号数で媒体Ｐの搬送距離を計測するものとする。

Ｓ１０４：媒体Ｐの搬送距離が目標の搬送距離に到達したと判定したＣＰＵ１０１は、モータドライバＢ１０３を制御してカッターモータ２８の駆動を開始する。

Ｓ１０５：ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８の駆動を開始した後、所定のタイミングでクラッチドライバ１０４を制御し、カッタークラッチ２９の駆動を開始し、カッターモータ２８とカッターユニット２６のロータリーカッター２６１との駆動伝達を接続してロータリーカッター２６１を回転させる。

このとき、ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を、後述する搬送モータ電流設定処理で決定した搬送モータ電流設定値を切断時の電流値ＣＴとする。

Ｓ１０６：ＣＰＵ１０１は、カッターユニット２６のカッターポジションセンサ２６３により、ロータリーカッター２６１が所定量回転したか否かを判定し、所定量回転して媒体Ｐを切断したことを検知すると処理をＳ１０７へ移行し、所定量の回転がされておらず、媒体Ｐの切断ができていないと判定するとカッターポジションセンサ２６３によるロータリーカッター２６１の回転の監視を継続する。

Ｓ１０７：ロータリーカッター２６１が所定量回転したと判定したＣＰＵ１０１は、クラッチドライバ１０４を制御し、カッタークラッチ２９の駆動を停止し、カッターモータ２８とカッターユニット２６のロータリーカッター２６１との駆動伝達を切断する。
このとき、ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を通常の電流値ＮＲとする。

Ｓ１０８：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＢ１０３を制御してカッターモータ２８の駆動を停止する。

Ｓ１０９：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を制御して搬送モータ２７の駆動を停止して繰出しローラ２２およびフィードローラ２３の回転を停止し、本処理を終了する。
次に、フィーダ部が行う搬送モータ電流設定処理を図４の第１の実施例における搬送モータ電流設定処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１および図２を参照しながら説明する。なお、搬送モータ電流設定処理は、図３のＳ１０５において行われる。

Ｓ１２１：ＣＰＵ１０１は、図４のＳ１０５においてカッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）すると、不揮発性の記憶手段に記憶したクラッチＯＮ回数カウンタに「１」を加算して更新する。
ここで、クラッチＯＮ回数カウンタは、カッタークラッチ２９の駆動回数、即ち媒体Ｐの切断回数であり、新品のカッターユニット２６をフィーダ部２に実装したときに「０」に初期化されるものである。ＣＰＵ１０１は、カッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）する度に、クラッチＯＮ回数カウンタに「１」を加算するものとする。

Ｓ１２２：ＣＰＵ１０１は、記憶手段に予め記憶した搬送モータ２７の負荷トルクテーブルを参照する。
搬送モータ２７の負荷トルクテーブルとは、カッタークラッチ２９の駆動（ＯＮ）回数と搬送モータ電流設定値とを対応付けたデータテーブルであり、不揮発性の記憶手段に予め記憶されたものである。

ここで、図５のカッターモータの負荷トルクを示す説明図に示すように、カッターモータ２８の負荷トルクＴ[ｍＮｍ]は、カッタークラッチ２９の駆動（ＯＮ）回数、即ちカッターユニット２６による媒体Ｐの切断回数の増加とともに増大する。
また、搬送モータ２７の負荷トルクもカッターモータ２８の負荷トルクと同様にカッタークラッチ２９の駆動（ＯＮ）回数、即ちカッターユニット２６による媒体Ｐの切断回数の増加とともに増大することが分かっている。

そこで、本実施例では、カッターユニット２６の寿命を３段階に分割し、カッターユニット２６が未使用の新品の状態からカッターユニット２６の寿命の３分の１を消耗するまでの期間は搬送モータ電流設定値Ｄ１、カッターユニット２６の寿命の３分の１から３分の２を消耗するまでの期間は搬送モータ電流設定値Ｄ２、カッターユニット２６の寿命の３分の２から寿命に至るまでの期間は搬送モータ電流設定値Ｄ３とする負荷トルクテーブルとしている。なお、搬送モータ電流設定値Ｄ１＜搬送モータ電流設定値Ｄ２＜搬送モータ電流設定値Ｄ３の関係を有している。

ここで、カッターユニット２６の寿命とは、カッターユニット２６による媒体Ｐの切断回数が所定の切断回数（例えば、３０万回）に達することであり、ロータリーカッター２６１による媒体Ｐの切断能力が低下してしまうことにより使用できなくなる状態に達することである。

また、カッターユニット２６が新品であり、搬送モータ電流設定値Ｄ１とした場合、搬送モータ２７は媒体Ｐの切断時のトルクマージンＭ１を確保し、カッターユニット２６が寿命の３分の１（例えば、媒体Ｐの切断回数が１０万回）となり、搬送モータ電流設定値Ｄ２とした場合、搬送モータ２７は媒体Ｐの切断時のトルクマージンＭ２を確保し、カッターユニット２６が寿命の３分の２（例えば、媒体Ｐの切断回数が２０万回）となり、搬送モータ電流設定値Ｄ３とした場合、搬送モータ２７は媒体Ｐの切断時のトルクマージンＭ３を確保するように、負荷トルクテーブルに搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が設定されている。

ここで、トルクマージンとは、搬送モータ２７の出力トルクと負荷トルクとの差であり、本実施例では、出力トルクから負荷トルクを減算した値が正の値になるトルクマージンＭ１、Ｍ２、Ｍ３を確保するようにしている。
なお、図５に示すトルクマージンＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、負荷トルクＴを搬送モータ２７の負荷トルクとして表した場合のものである。

本実施例では、トルクマージンＭ１、Ｍ２、Ｍ３を搬送モータ２７の負荷トルクの約５０％となるように搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を設定するが、図５に示すように、トルクマージンＭ１≒トルクマージンＭ２≒トルクマージンＭ３となるように、搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を設定するようにしても良い。

Ｓ１２３：ＣＰＵ１０１は、負荷トルクテーブルからクラッチＯＮ回数カウンタに対応付けられた搬送モータ電流設定値（例えば、図５に示す搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のいずれか）を抽出し、搬送モータ２７を駆動する電流の適正電流値（搬送モータの切断時電流値）として決定し、本処理を終了する。
ＣＰＵ１０１は、Ｓ１２３で決定した適正電流値としての搬送モータ電流設定値を図３のＳ１０５において駆動する搬送モータ２７に対して出力する電流値（搬送モータの切断時電流値）として使用する。

このように、ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８へ加わる負荷トルク、即ちカッターユニット２６の動作回数（クラッチＯＮ回数カウンタ）に応じて搬送モータ２７へ出力する電流を制御し、カッターユニット２６の動作回数の増加に伴って搬送モータ２７へ出力する電流を増加させる。

次に、フィーダ部が行う媒体搬送処理を図６の第１の実施例における媒体搬送制御のタイミングチャートの図中Ｔで表すタイミングに従って図１および図２を参照しながら説明する。
まず、カッターモータ２８およびカッタークラッチ２９を駆動することなく、搬送モータ２７を駆動する場合の処理をＴ０〜Ｔ４で説明する。

Ｔ０：搬送モータ２７、カッターモータ２８およびカッタークラッチ２９を駆動していない初期状態（ＯＦＦ状態）では、搬送モータ２７にかかる負荷トルクである「搬送モータ負荷トルク」は、負荷がない「０（負荷無し）」の状態となっている。

Ｔ１：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流設定値を通常の電流値ＮＲとして搬送モータ２７の駆動を開始し、繰出しローラ２２およびフィードローラ２３を回転させる。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが中程度であるトルクＴＲ２に上昇する。
なお、通常の電流値ＮＲは、図５に示す搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３よりも小さい電流値とする。したがって、搬送モータ２７が消費する電力を抑制することができる。

Ｔ２：搬送モータ２７が安定して回転すると、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが小程度であるトルクＴＲ１となる。

Ｔ３：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７の駆動を停止する。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが中程度であるトルクＴＲ２に上昇する。

Ｔ４：搬送モータ２７の回転が停止すると、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが「０（負荷無し）」となる。このとき、搬送モータ２７に流れる電流値も「０」となる。
次に、搬送モータ２７を駆動し、さらにカッターモータ２８およびカッタークラッチ２９を駆動する場合の処理をＴ１１〜Ｔ１７で説明する。

Ｔ１１：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流設定値を通常の電流値ＮＲとして搬送モータ２７の駆動を開始し、繰出しローラ２２およびフィードローラ２３を回転させる。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが中程度であるトルクＴＲ２に上昇する。
なお、通常の電流値ＮＲは、切断時の電流値ＣＴ（例えば、図５に示す搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）よりも小さい電流値とする。したがって、搬送モータ２７が消費する電力を抑制することができる。
搬送モータ２７が安定して回転すると、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが小程度であるトルクＴＲ１となる。

Ｔ１２：ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８を駆動（ＯＮ）する。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、小程度であるトルクＴＲ１のままである。

Ｔ１３：ＣＰＵ１０１は、カッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）し、カッターユニット２６のロータリーカッター２６１を回転させるとともに、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を、図４に示す搬送モータ電流設定処理で決定した搬送モータ電流設定値とし、切断時の電流値ＣＴとする。
この切断時の電流値ＣＴは、例えば図５に示す搬送モータ電流設定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のいずれかである。

Ｔ１４：カッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）すると、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが大であるトルクＴＲ３となる。
しかし、ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を切断時の電流値ＣＴとしているため、搬送モータ２７の出力トルクは負荷トルクよりも大きくなり、円滑に媒体を搬送することができる。

このように、ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８でカッターユニット２６のロータリーカッター２６１を駆動しているとき、即ちカッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）しているとき、搬送モータ２７へ出力する電流を制御する。

Ｔ１５：ＣＰＵ１０１は、カッタークラッチ２９の駆動を停止（ＯＦＦ）するとともに、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を通常の電流値ＮＲに戻し、カッターユニット２６のロータリーカッター２６１の回転を停止させる。カッタークラッチ２９の駆動を停止（ＯＦＦ）すると、「搬送モータ負荷トルク」は、小程度のトルクＴＲ１となる。

Ｔ１６：ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８の駆動を停止（ＯＦＦ）するとともに、搬送モータ２７の駆動を停止（ＯＦＦ）する。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが中程度であるトルクＴＲ２に上昇する。

Ｔ１７：搬送モータ２７の回転が停止すると、「搬送モータ負荷トルク」は、負荷無しとなる。
このように、本実施例では、図５に示すように、カッターユニット２６の寿命に応じて搬送モータ２７に流す電流の電流値を変化させるようにしたことにより、搬送モータに加わる負荷トルクより大きい出力トルクで搬送モータ２７を駆動することができる。

カッターユニット２６は、新品の際は負荷が少なく切れ味が良好であるため、カッターモータ２８の負荷は当然ながら、搬送モータ２７にかかる負荷も非常に小さい。しかし、媒体の切断回数が増加することにより、カッターユニット２６の切れ味が低下し、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが徐々に増加していく。その増加する負荷トルクに合わせて、常に所定のトルクマージンを確保することができるように、搬送モータ２７に流す電流の電流値を段階的に大きくすることで搬送モータ２７に流す電流を必要以上に大きくすることなく搬送モータ２７を駆動することができる。

ここで、比較例のフィーダ部が行う媒体搬送処理を図１２に基づいて説明する。

まず、カッターモータおよびカッタークラッチを駆動することなく、搬送モータを駆動する場合は、図１２のＴ３１〜Ｔ３２に示すように、搬送モータに流す電流を電流値ＦＬとする。この電流値ＦＬは、カッターモータおよびカッタークラッチを駆動した場合に搬送モータに加わる最大の負荷トルクを考慮した電流値であり、搬送モータの出力トルクが最大負荷トルクより大きくなる電流値である。電流値ＦＬは、上述した本実施例の切断時の電流値ＣＴと同じ、または電流値ＣＴより大きい電流値となっている。

次に、搬送モータを駆動し、さらにカッターモータおよびカッタークラッチを駆動する場合も、図１２のＴ３３〜Ｔ３４に示すように、搬送モータに流す電流を電流値ＦＬとする。

したがって、比較例では、搬送モータを駆動する場合、常に搬送モータに流す電流を電流値ＦＬになるようにしている。

本実施例では、カッターモータおよびカッタークラッチを駆動することなく、搬送モータを駆動する場合は、搬送モータに流す電流を電流値ＦＬより小さい電流値ＮＲとし、また、搬送モータを駆動し、さらにカッターモータおよびカッタークラッチを駆動する場合は、カッタークラッチを駆動している期間のみ搬送モータに流す電流を電流値ＦＬと同じ、または電流値ＦＬより小さく、かつ電流値ＮＲより大きい電流値ＣＴとするようにしたことにより、円滑な媒体Ｐの搬送を実現しつつ、搬送モータの無駄な電力消費を抑制することができる。

なお、本実施例では、カッターユニット２６の寿命の消耗期間を３段階に分割したものとして説明したが、それに限られることなく、２段階以下、または４段階以上に分割するようにしても良く、また段階を設けずカッターユニット２６の寿命に対して搬送モータに流す電流の電流値を線形に変化させるようにしても良い。

以上説明したように、第１の実施例では、フィーダ部のＣＰＵがカッターモータへ加わる負荷に応じて搬送モータへ出力する電流を制御するようにしたことにより、搬送モータの無駄な電力消費を抑制することができるという効果が得られる。

また、増加する搬送モータの負荷トルクに合わせて、搬送モータに流す電流の電流値を段階的に大きくするようにしたことにより、常に所定のトルクマージンを確保することができるようになるという効果が得られる。

第２の実施例の構成は、第１の実施例における媒体搬送装置の制御構成にカッターモータに流れる電流値を検出する電流検出ホール素子を追加した構成としている。その第２の実施例の構成を図７の第２の実施例におけるフィーダ部の制御構成を示すブロック図に基づいて説明する。なお、図７はフィーダ部のアクチュエータとしてのモータおよびクラッチの制御構成を示している。また、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７において、フィーダ部２は、ＣＰＵ１０１と、モータドライバＡ１０２と、モータドライバＢ１０３と、クラッチドライバ１０４と、電流検出ホール素子１０６とを有している。

電流検出ホール素子１０６は、カッターモータ２８に流れる電流値を検出するものであり、カッターモータ２８に駆動信号（駆動電流）を出力するＦＥＴ１０３ａと、抵抗素子Ｒ１との間に配設され、カッターモータ２８に流れる電流ＩＮを電圧に変換し、変換した電圧をＶｏｕｔ端子からＭｏｔｏｒ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ信号としてＣＰＵ１０１へ出力するものである。

電流検出ホール素子１０６から出力されたＭｏｔｏｒ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ信号がＣＰＵ１０１のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル変換）ポートに入力されるように、電流検出ホール素子１０６のＶｏｕｔ端子とＣＰＵ１０１のＡ／Ｄポートとが接続されている。
ＣＰＵ１０１は、Ａ／Ｄポートに入力されたＭｏｔｏｒ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ信号に基づいてカッターモータ２８に流れる電流値をデジタルの値として検出することができるようになっている。

本実施例のＣＰＵ１０１は、モータドライバＢ１０３およびＦＥＴ１０３ａが出力する電流を監視し、モータドライバＢ１０３およびＦＥＴ１０３ａが出力する電流に応じて搬送モータ２７へ出力する電流を制御し、モータドライバＢ１０３およびＦＥＴ１０３ａが出力する電流の増加に伴って搬送モータ２７へ出力する電流を増加させる。

なお、本実施例では、ＣＰＵ１０１は、クラッチＯＮ回数カウンタを使用しないものとする。

上述した構成の作用について説明する。

なお、フィーダ部が行う媒体搬送処理は図３に示す第１の実施例における媒体搬送処理と同様であるため、その説明を省略する。
フィーダ部が行うカッターモータ電流監視処理を図８の第２の実施例におけるカッターモータ電流監視処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１および図７を参照しながら説明する。なお、このカッターモータ電流監視処理は、図３のＳ１０４においてカッターモータ２８の駆動を開始するときに行われる。

Ｓ２０１：フィーダ部２のＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８に設定する電流値の初期値を記憶手段から読み込み、モータドライバＢ１０３に設定する。

Ｓ２０２：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＢ１０３を制御してカッターモータ２８の駆動を開始する。

Ｓ２０３：ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８の駆動を開始すると、駆動を開始した際のカッターモータ２８に流した電流を電流検出ホール素子１０６で監視し、電流検出ホール素子１０６から出力されたＭｏｔｏｒ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ信号をＡ／Ｄポートで入力する。

Ｓ２０４：ＣＰＵ１０１は、Ａ／Ｄポートに入力されたＭｏｔｏｒ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ信号に基づいてカッターモータ２８に流れた電流値を記憶手段に格納し、本処理を終了する。
次に、フィーダ部が行う搬送モータ電流設定処理を図９の第２の実施例における搬送モータ電流設定処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１および図７を参照しながら説明する。なお、この搬送モータ電流設定処理は、図３のＳ１０５においてカッタークラッチ２９の駆動を開始するときに行われる。

Ｓ２２１：フィーダ部２のＣＰＵ１０１は、図８のＳ２０４において記憶手段に格納した電流値を、前回切断（カット）時のカッターモータ２８の電流値として読み込む。

Ｓ２２２：ＣＰＵ１０１は、読み込んだ電流値と、記憶手段に予め記憶しておいた負荷トルク特性テーブルとを照合し、切断時のカッターモータ２８の負荷トルクを導出する。
ここで、負荷トルク特性テーブルとは、切断時のカッターモータ２８の電流値と、そのときのカッターモータ２８の負荷トルクとを対応させたデータテーブルであり、例えば図１０に示す負荷トルク特性曲線に基づいて作成したものである。

図１０は、Ｘ軸をカッターモータ２８にかかる負荷トルク[ｍＮｍ]、Ｙ軸をカッターモータ２８に流れる電流値[Ａ]とし、負荷トルク特性曲線Ｔを表している。この負荷トルク特性曲線Ｔは、負荷トルクが上がると、電流値も徐々に上がることを表している。本実施例では、この負荷トルク特性曲線Ｔをデータ化し、記憶手段に負荷トルク特性テーブルとして予め記憶しておくものとする。

Ｓ２２３：ＣＰＵ１０１は、導出した切断時のカッターモータ２８の負荷トルクに基づいて、予測される搬送モータ２７にかかる負荷トルクの１．５倍の負荷トルクがかかった場合の電流値を算出する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、導出した切断時のカッターモータ２８の負荷トルクと、記憶手段に予め記憶しておいた搬送モータ電流値テーブルとを照合し、切断時の搬送モータ２７に流す電流の電流値を導出する。
なお、搬送モータ電流値テーブルは、切断時のカッターモータ２８の負荷トルクに対応させて、搬送モータ２７に流す電流の電流値を実験等により予め決定しておくものとする。

Ｓ２２４：ＣＰＵ１０１は、算出した電流値を、搬送モータ２７を駆動する電流の適正電流値（搬送モータの切断時電流値）として決定し、本処理を終了する。
ＣＰＵ１０１は、Ｓ２２４で決定した適正電流値としての搬送モータ電流設定値を図３のＳ１０５において駆動する搬送モータ２７に対して出力する電流値（搬送モータの切断時電流値）として使用する。

次に、フィーダ部が行う媒体搬送処理を図１１の第２の実施例における媒体搬送制御のタイミングチャートの図中Ｔで表すタイミングに従って図１および図７を参照しながら説明する。
なお、カッターモータ２８およびカッタークラッチ２９を駆動することなく、搬送モータ２７を駆動する場合の処理は第１の実施例と同様なので説明を省略する。

搬送モータ２７を駆動し、さらにカッターモータ２８およびカッタークラッチ２９を駆動する場合の処理をＴ２１〜Ｔ２７で説明する。

Ｔ２１：ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流設定値を通常の電流値ＮＲとして搬送モータ２７の駆動を開始し、繰出しローラ２２およびフィードローラ２３を回転させる。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが中程度であるトルクＴＲ２に上昇する。
なお、通常の電流値ＮＲは、切断時の電流値ＣＴよりも小さい電流値とする。したがって、搬送モータ２７が消費する電力を抑制することができる。

搬送モータ２７が安定して回転すると、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが小程度であるトルクＴＲ１となる。

Ｔ２２：ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８を駆動（ＯＮ）する。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、小程度であるトルクＴＲ１のままである。

Ｔ２３：ＣＰＵ１０１は、カッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）し、カッターユニット２６のロータリーカッター２６１を回転させるとともに、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を、図９に示す搬送モータ電流設定処理で決定した搬送モータ電流設定値とし、切断時の電流値ＣＴとする。

Ｔ２４：カッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）すると、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが大であるトルクＴＲ３となる。
しかし、ＣＰＵ１０１は、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を切断時の電流値ＣＴとしているため、搬送モータ２７の出力トルクは負荷トルクよりも大きくなり、円滑に媒体を搬送することができる。

このように、ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８でカッターユニット２６のロータリーカッター２６１を駆動しているとき、即ちカッタークラッチ２９を駆動（ＯＮ）しているとき、搬送モータ２７へ出力する電流を制御する。

Ｔ２５：ＣＰＵ１０１は、カッタークラッチ２９の駆動を停止（ＯＦＦ）するとともに、モータドライバＡ１０２を介して搬送モータ２７に流す電流の電流値を通常の電流値ＮＲに戻し、カッターユニット２６のロータリーカッター２６１の回転を停止させる。カッタークラッチ２９の駆動を停止（ＯＦＦ）すると、「搬送モータ負荷トルク」は、小程度のトルクＴＲ１となる。

Ｔ２６：ＣＰＵ１０１は、カッターモータ２８の駆動を停止（ＯＦＦ）するとともに、搬送モータ２７の駆動を停止（ＯＦＦ）する。このとき、「搬送モータ負荷トルク」は、搬送モータ２７にかかる負荷トルクが中程度であるトルクＴＲ２に上昇する。

Ｔ２７：搬送モータ２７の回転が停止すると、「搬送モータ負荷トルク」は、負荷無しとなる。
このように、本実施例では、カッターモータ２８にかかる負荷トルクをカッターモータ２８に流れる電流値で監視し、その負荷トルクに応じて搬送モータ２７に流れる電流の電流値を変化させるようにしたことにより、急速なカッターユニット２６のロータリーカッター２６１の摩耗やロータリーカッター２６１の刃を急速に摩耗させる媒体の切断を行うときなどでも、媒体の切断時に搬送モータ２７に流れる電流の電流値を常に適切な電流値に設定することができる。

以上説明したように、第２の実施例では、カッターモータにかかる負荷トルクを監視し、その負荷トルクに応じて搬送モータに流れる電流の電流値を変化させるようにしたことにより、搬送モータの無駄な電力消費を抑制することができるという効果が得られる。
また、媒体の切断時に搬送モータに流れる電流の電流値を常に適切な電流値に設定することができるという効果が得られる。

なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限られることなく、複写機、ファクシミリ装置、または複合機（ＭＦＰ）等としても良い。

１ プリンタ
２ フィーダ部
３ 印刷部
２２ 繰出しローラ
２３ フィードローラ
２４ カッターＩＮセンサ
２６ カッターユニット
２６１ ロータリーカッター
２７ 搬送モータ
２８ カッターモータ
２９ カッタークラッチ
１０１ ＣＰＵ
１０２ モータドライバＡ
１０３ モータドライバＢ
１０３ａ ＦＥＴ
１０４ クラッチドライバ
１０６ 電流検出ホール素子

Claims (9)

1. 媒体を搬送する搬送部と、
   前記搬送部を駆動する搬送駆動部と、
   前記搬送部で搬送される媒体を切断する切断部と、
   前記切断部を駆動する切断駆動部と、
   前記切断駆動部の負荷を監視するとともに、前記搬送駆動部への出力を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記切断駆動部へ加わる負荷に応じて前記搬送駆動部へ出力する電流を制御することを特徴とする媒体搬送装置。
2. 請求項１に記載の媒体搬送装置において、
   前記制御部は、前記切断部の動作回数に応じて前記搬送駆動部へ出力する電流を制御することを特徴とする媒体搬送装置。
3. 請求項２に記載の媒体搬送装置において、
   前記制御部は、前記切断部の動作回数の増加に伴って前記搬送駆動部へ出力する電流を増加させることを特徴とする媒体搬送装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の媒体搬送装置において、
   前記切断駆動部と前記切断部との間に配設され、駆動の伝達と伝達切断とを切り替える切替部を有し、
   前記動作回数は、前記切替部により駆動の伝達切断から伝達に切り替えた回数であることを特徴とする媒体搬送装置。
5. 請求項１に記載の媒体搬送装置において、
   前記切断駆動部へ出力する電流を制御する切断駆動部制御手段を有し、
   前記制御部は、前記切断駆動部制御手段が出力する電流を監視し、前記切断駆動部制御手段が出力する電流に応じて前記搬送駆動部へ出力する電流を制御することを特徴とする媒体搬送装置。
6. 請求項５に記載の媒体搬送装置において、
   前記制御部は、前記切断駆動部制御手段が出力する電流の増加に伴って前記搬送駆動部へ出力する電流を増加させることを特徴とする媒体搬送装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の媒体搬送装置において、
   前記制御部は、前記切断駆動部で切断部を駆動しているとき、前記搬送駆動部へ出力する電流を制御することを特徴とする媒体搬送装置。
8. 請求項７に記載の媒体搬送装置において、
   前記制御部は、
   前記切断駆動部と前記切断部との間に配設され、駆動の伝達と伝達切断とを切り替える切替部により、駆動の伝達切断から伝達に切り替えるとき、前記搬送駆動部へ出力する電流を制御することを特徴とする媒体搬送装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の媒体搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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