JP2020190657A - Image forming apparatus and sheet conveying device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置及びシートを搬送するシート搬送装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image on a sheet and a sheet conveying device for conveying a sheet.
プリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置では、記録材として用いられるシートを給送カセット等から1枚ずつ給送し、電子写真方式又はインクジェット方式等の画像形成ユニットによってシートに画像を形成する。画像形成装置の内部では、モータによって駆動される搬送ローラによってシートが搬送される。装置内部におけるシートの搬送速度は一定とは限らず、搬送動作の途中で加減速される場合がある。 In image forming devices such as printers, copiers, and multifunction devices, sheets used as recording materials are fed one by one from a feeding cassette or the like, and an image is formed on the sheets by an image forming unit such as an electrophotographic method or an inkjet method. To do. Inside the image forming apparatus, the sheet is conveyed by a transfer roller driven by a motor. The sheet transfer speed inside the device is not always constant, and may be accelerated or decelerated during the transfer operation.
特許文献1には、給紙された用紙の搬送を一時停止させずに転写部まで搬送する電子写真装置において、用紙の搬送速度を加減速することで、用紙に転写される画像と用紙との位置合わせを行うことが記載されている。この装置では、画像形成部における静電潜像の書き出し開始タイミングの間隔に合わせて一定の間隔で転写部に用紙を搬送することで、画像形成装置の生産性向上を図っている。 Patent Document 1 describes that, in an electrophotographic apparatus that transfers a fed paper to a transfer unit without pausing the transfer, the image transferred to the paper and the paper are transferred by accelerating or decelerating the transfer speed of the paper. It is described that alignment is performed. In this device, the productivity of the image forming device is improved by transporting the paper to the transfer section at regular intervals in accordance with the interval of the write-out start timing of the electrostatic latent image in the image forming section.
ところで、従来、搬送動作の途中でシートの搬送速度を変更する場合のモータの速度プロファイル(モータの目標速度の時系列)は、予め設定された一定の加速度でモータを加速又は減速することを前提にして作成されていた。この加速度としては、安定した搬送動作を実現するため、通常の動作状態においてモータに作用し得る最大の負荷トルクを想定し、そのような負荷トルクが作用したとしてもモータが起動できる程度の小さな値(緩やかな加速度)が選ばれていた。 By the way, conventionally, the speed profile of the motor (time series of the target speed of the motor) when the sheet transfer speed is changed in the middle of the transfer operation is premised on accelerating or decelerating the motor at a preset constant acceleration. Was created. As this acceleration, in order to realize stable transfer operation, the maximum load torque that can act on the motor under normal operating conditions is assumed, and even if such load torque acts, the value is small enough to start the motor. (Slow acceleration) was selected.
しかしながら、モータの回転速度を緩やかな加速度で変更することを前提にすると、所定の位置に所定のタイミングでシートを送り届けるためには、目標速度を高い値に設定せざるを得ない場合がある。一般的に、モータを高速で回転させるほど、モータの回転に伴う騒音やモータの消費電力が増大してしまう。 However, on the premise that the rotation speed of the motor is changed at a gradual acceleration, the target speed may have to be set to a high value in order to deliver the sheet to a predetermined position at a predetermined timing. In general, the higher the speed at which a motor is rotated, the greater the noise associated with the rotation of the motor and the power consumption of the motor.
そこで、本発明は、搬送動作の安定性を維持しつつ、モータの回転速度を抑制することが可能な画像形成装置及びシート搬送装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a sheet conveying apparatus capable of suppressing the rotation speed of a motor while maintaining the stability of the conveying operation.
本発明の一態様は、画像形成位置においてシートに画像を形成する画像形成手段と、シートを前記画像形成位置へ向けて搬送する搬送手段と、前記搬送手段を駆動するモータと、前記搬送手段を介して前記画像形成位置へ向かうシートの搬送経路上でシートを検知するシート検知手段と、前記モータに掛かる負荷トルクを検知するトルク検知手段と、前記搬送手段によりシートを搬送させる搬送動作の実行中に、前記シート検知手段がシートを検知したタイミングに応じて前記モータの回転速度を変更する速度制御を実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記モータに前記搬送手段を駆動させた際に前記トルク検知手段によって検知された負荷トルクの大きさに基づいて、前記速度制御における前記モータの加速度を変更する加速度変更処理を実行する、ことを特徴とする画像形成装置である。 One aspect of the present invention includes an image forming means for forming an image on a sheet at an image forming position, a conveying means for conveying the sheet toward the image forming position, a motor for driving the conveying means, and the conveying means. The sheet detecting means for detecting the sheet on the sheet conveying path toward the image forming position via the motor, the torque detecting means for detecting the load torque applied to the motor, and the conveying operation for conveying the sheet by the conveying means are being executed. A control means for executing speed control for changing the rotation speed of the motor according to the timing when the seat detecting means detects the seat, and the control means causes the motor to drive the conveying means. The image forming apparatus is characterized in that an acceleration change process for changing the acceleration of the motor in the speed control is executed based on the magnitude of the load torque detected by the torque detecting means.
本発明の他の一態様は、シートを所定位置へ向けて搬送する搬送手段と、前記搬送手段を駆動するモータと、前記搬送手段を介して前記所定位置へ向かうシートの搬送経路上でシートを検知するシート検知手段と、前記モータに掛かる負荷トルクを検知するトルク検知手段と、前記搬送手段によりシートを搬送させる搬送動作の実行中に、前記シート検知手段がシートを検知したタイミングに応じて前記モータの回転速度を変更する速度制御を実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記モータに前記搬送手段を駆動させた際に前記トルク検知手段によって検知された負荷トルクの大きさに基づいて、前記速度制御における前記モータの加速度を変更する加速度変更処理を実行する、ことを特徴とする
シート搬送装置である。
In another aspect of the present invention, a transport means for transporting the sheet toward a predetermined position, a motor for driving the transport means, and a sheet on a transport path of the sheet toward the predetermined position via the transport means. The sheet detecting means for detecting, the torque detecting means for detecting the load torque applied to the motor, and the sheet detecting means according to the timing when the sheet is detected during the execution of the transporting operation of transporting the sheet by the transporting means. A control means for executing speed control for changing the rotation speed of the motor is provided, and the control means determines the magnitude of the load torque detected by the torque detecting means when the motor drives the transport means. Based on this, the sheet transfer device is characterized in that an acceleration change process for changing the acceleration of the motor in the speed control is executed.
本発明によれば、搬送動作の安定性を維持しつつ、モータの回転速度を抑制することができる。 According to the present invention, the rotation speed of the motor can be suppressed while maintaining the stability of the transport operation.
以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、実施例1に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図1は、本実施例に係る画像形成装置であるプリンタ100の概略図である。プリンタ100は、プリンタ本体に対してそれぞれ着脱可能な4つのプロセスカートリッジ5Y,5M,5C,5Kからなる画像形成部101と、中間転写ユニット102とを有する電子写真方式の画像形成装置である。
First, the overall configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic view of a
各プロセスカートリッジ5Y〜5Kは、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)のトナー像を形成する点で相違するものの、画像形成に係る構造は同一である。従って、以下の説明においては、プロセスカートリッジ5Yを例に挙げて説明を行う。プロセスカートリッジ5Yは、トナーが収容されるトナー容器23Y、感光体1Y、帯電ローラ2Y、現像ローラ3Y、ドラムクリーナ4Y、廃トナー容器24Yを有する。プロセスカートリッジ5Yの下方には、露光装置7の照射部7Yが配置されている。
Although the process cartridges 5Y to 5K differ in that they form a toner image of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), the structure related to image formation is the same. Therefore, in the following description, the process cartridge 5Y will be taken as an example. The process cartridge 5Y includes a
感光体1Yは回転可能なドラム状の部材である。プロセスカートリッジ5Yがトナー像を作成するとき、帯電ローラ2Yは回転する感光体1Yの表面を所定の極性及び所定の電位に一様に帯電させる。帯電した感光体1Yの表面は、露光装置7により露光され、イエローの色成分像に対応した静電潜像を書き込まれる。現像ローラ3Yは、トナー容器23Yに収容されているトナーを含む現像剤を担持して回転し、感光体1Yにトナーを供給する。これにより、感光体1Yに担持された静電潜像が現像されてトナー像となる。同様のプロセスが他のプロセスカートリッジ5M〜5Kにおいて並行して進められることで、感光体1Y〜1Kの表面に各色のトナー像が形成される。
Photoreceptor 1Y is a rotatable drum-shaped member. When the process cartridge 5Y creates a toner image, the charging roller 2Y uniformly charges the surface of the rotating
中間転写ユニット102は、中間転写ベルト8、駆動ローラ9、二次転写対向ローラ10、ベルトクリーナ21、廃トナー容器22を備える。また、中間転写ユニット102には、中間転写ベルト8の内側であって各プロセスカートリッジ5Y〜5Kの感光体1Y〜1Kに対向する位置に一次転写ローラ6Y〜6Kが設けられている。駆動ローラ9は不図示のモータによって回転し、中間転写ベルト8を図1中の矢印αの方向に回転させる。
The
感光体1Y〜1Kに担持されたトナー像は、一次転写ローラ6Y〜6Kにより、順次、中間転写ベルト8に一次転写され、4色のトナー像が重畳された状態で二次転写ローラ11まで搬送される。ブレード状のクリーニング部材であるドラムクリーナ4Yは、中間転写ベルト8に転写されずに感光体1Yに残った残トナー等の付着物を感光体1Yの表面から除去し、廃トナー容器24Yに回収する。
The toner images supported on the
中間転写ベルト8に担持されたトナー像が、二次転写ローラ11と中間転写ベルト8との間に形成されたニップ部である二次転写部に到達すると、二次転写ローラ11が形成するバイアス電界によってトナー像がシートに二次転写される。中間転写ベルト8は本実施例の像担持体であり、二次転写ローラ11は本実施例の転写部材であり、二次転写部の位置が本実施例の画像形成位置である。ブレード状のクリーニング部材であるベルトクリーナ21は、シートに転写されずに中間転写ベルト8に残った残トナー等の付着物をベルト表面から除去し、廃トナー容器22に回収する。
When the toner image supported on the intermediate transfer belt 8 reaches the secondary transfer portion, which is the nip portion formed between the
このような画像形成プロセスに並行して、給送カセット13に積載されたシートPを1枚ずつ給送し、二次転写部へ向けて搬送する搬送動作が実行される。シート積載部の例である給送カセット13に積載されたシートPは、最上位のシートから順に、給送ローラ14によって給送カセット13から送り出される。搬送ローラ15は、給送ローラ14からシートPを受け取ってレジストレーションローラ(以下、レジローラとする)16へ向けて搬送する。
In parallel with such an image forming process, a transport operation is executed in which the sheets P loaded on the
分離部材としての分離ローラ15aは、プリンタ本体に固定された軸にトルクリミッタを介して接続され、搬送ローラ15との間に分離ニップを形成している。分離ローラ15aは、分離ニップにおいてシートPに摩擦力を付与し、搬送ローラ15に接している最上位のシート以外の他のシートが分離ニップを通過することを規制する。これにより、シートPは1枚ずつ分離された状態でレジローラ16に受け渡される。なお、分離ローラ15aは分離部材の一例であり、搬送ローラ15に当接するパッド状の摩擦部材や、搬送ローラ15の回転に逆らう方向(図1の反時計回り方向)の駆動力をトルクリミッタを介して入力されるリタードローラを用いてもよい。
The
レジローラ16は、シートPを二次転写部へ向けて搬送する。なお、本実施例では、レジローラ16においてシート先端を停止させることなく、シートPの搬送速度を制御することでシート搬送方向(副走査方向)に関する画像の位置合わせを行う構成を採用している。
The
上述の通り二次転写部においてトナー像を転写されたシートPは、定着装置17に搬送される。定着装置17は、シートPを挟持して搬送する回転体対である加熱ローラ18及び加圧ローラ19と、加熱ローラ18を介してシート上のトナー像を加熱するハロゲンランプ等の発熱体とを有する。シート上のトナー像は、加熱ローラ18及び加圧ローラ19のニップ部を通過する際に加熱及び加圧されて溶融し、その後固着することで、シートPに定着する。
As described above, the sheet P to which the toner image is transferred in the secondary transfer unit is conveyed to the fixing
定着装置17から送り出されたシートPは、フラップ状の切換部材30によって搬送路を切換えられる。排出ローラ20に向かう搬送路(A)に案内されたシートPは、排出ローラ20によってプリンタ本体の外部に排出され、プリンタ100の筐体上面に設けられた排出トレイに積載される。両面印刷を行う場合、第1面に画像形成されたシートPは切換部材30によって反転ローラ31に向かう搬送路(B)に案内される。すると、シートPは反転ローラ31によってスイッチバック搬送され、両面搬送路(C)に送り込まれる。そして、両面搬送路に配置された再給送ローラ32を介して再び二次転写部に向けて搬送されて、第1面とは反対の第2面に画像形成された後、排出ローラ20によってプリンタ本体の外部に排出される。
The sheet P sent out from the fixing
プリンタ100には、制御回路(電子回路)が形成された制御基板である制御部25が搭載されている。本実施例の制御手段である制御部25には、中央処理装置(CPU)26及びメモリ27が実装されている。CPU26は、メモリ27から制御プログラムを読み出して実行することにより、プリンタ100の動作を統括して制御する。例えば、CPU26は、シートの搬送動作に関する駆動源(例えば後述の給送モータ34)の制御、プロセスカートリッジ5Y〜5Kの駆動源の制御、露光装置7の制御、更には故障検知に関する制御などを行っている。メモリ27は、不揮発性の記憶装置及び揮発性の記憶装置を含み、制御プログラムやその実行に必要なデータの保管場所となると共に、CPU26が制御プログラムを実行する際の作業場所を提供する。
The
制御部25は、スイッチング電源28から供給される電力によって動作する。スイッチング電源28は、商用電源に接続される電源ケーブル29から入力される交流電源電圧を、プリンタ100の各部で使用する直流(DC)電圧に変換し、制御部25及びその他の電力で動作する装置に供給している。
The
以上の画像形成部101及び中間転写ユニット102は画像形成手段の一例であり、感光体に形成したトナー像を中間転写体を介さずに直接シートに転写する直接転写方式の電子写真ユニットを用いてもよい。この場合の像担持体は感光体であり、感光体からシートにトナー像を転写する転写ローラ等が転写部材であり、感光体と転写部材とが対向する位置が画像形成位置である。また、電子写真ユニットに限らず、インクジェット方式やオフセット印刷方式等の画像形成ユニットを画像形成手段として用いてもよい。
The above
(給送機構)
次に、プリンタ100に設けられた給送機構33について説明する。本実施例の給送機構33は、給送ローラ14、搬送ローラ15、レジローラ16及び再給送ローラ32と、これらのローラ部材を駆動するための駆動源及び駆動伝達構成と、を含む機構を指す。給送ローラ14、搬送ローラ15、レジローラ16及び再給送ローラ32は、いずれも、モータに駆動されてシートを搬送する搬送手段の例である。
(Feeding mechanism)
Next, the
図2は、給送機構33の駆動力伝達構成を示したものである。給送モータ34は、給送機構33の駆動源となる直流(DC)モータである。給送モータ34の駆動力は、不図示のギア列を介して、レジローラ16及び搬送ローラ15へ直接伝達されている。言い換えると、レジローラ16及び搬送ローラ15は給送モータ34に常時連結され、給送モータ34のロータの回転に連動して回転駆動される。
FIG. 2 shows a driving force transmission configuration of the
一方、給送モータ34から給送ローラ14への駆動伝達経路には給送クラッチ35が配置されている。給送クラッチ35は、CPU26からの指令信号により、給送モータ34の駆動力を給送ローラ14に伝達する係合状態(ON状態)と、駆動伝達を遮断する非係合状態(OFF状態)とに切り替わる。給送クラッチ35としては、例えば電磁クラッチを用いることができる。
On the other hand, a
また、給送機構33によって搬送されるシートの搬送経路上の少なくとも1箇所には、シートの通過を検知するセンサが配置されている。本実施例では、搬送ローラ15がシートに接する位置と略同じ検知位置でシートを検知する搬送センサ15Sと、レジローラ16がシートに接する位置と略同じ検知位置でシートを検知するレジストレーションセンサ(レジセンサ)16Sとが配置されている。搬送センサ15S及びレジセンサ16Sの各々は、例えば、シート搬送路(シートが通過する空間)に突出するメカフラグと、メカフラグがシートに押圧されて揺動したことを検知するフォトインタラプタと、によって構成されたセンサユニットが用いられる。搬送センサ15S及びレジセンサ16Sは、いずれも、搬送経路上の所定の検知位置でシートを検知するシート検知手段の一例である。
Further, sensors for detecting the passage of the sheet are arranged at at least one place on the transfer path of the sheet transported by the
図3は、本実施例に係る給送モータ34の概略図である。給送モータ34は、同期モータの一種であるインナーロータ型のブラシレスモータである。即ち、給送モータ34は、その回転駆動部(モータ本体)34Mが、モータケース34Cに対して固定されたステータ34Sと、回転方向における複数の位置に永久磁石が取り付けられたロータ34Rとによって構成されたモータユニットである。回転駆動部34Mは、ステータ34Sに取り付けられた複数のコイルが所定の順序で通電されることでロータ34Rが回転するように構成されている。
FIG. 3 is a schematic view of the
ロータ34Rが取り付けられている回転軸40には、軸方向の一方の端部に出力ギア41が取り付けられ、反対側の端部にエンコーダディスク42が取り付けられている。また、給送モータ34には、ステータ34Sのコイルに電流を流して回転駆動部を駆動する駆動回路(後述のドライバ回路部)を搭載したドライバ基板43が備えられている。また、ドライバ基板43には、エンコーダディスク42の回転速度を検知するエンコーダ検出部44、及び、給送モータ34への電力供給及びCPU26との信号伝達のインターフェースとなるコネクタ45が設けられている。
An
CPU26から給送モータ34へ送信される指令信号としては、給送モータ34の回転速度の制御に使用する信号、回転方向を指示する回転方向信号、減速を指示するブレーキ信号がある。本実施例では、給送モータ34の速度制御にはパルス幅変調信号(PWM信号)を用いる。一方、給送モータ34からCPU26へ送信される信号としては、給送モータ34の回転速度を表すエンコーダ信号(エンコーダ検出部44の検出信号)がある。
The command signal transmitted from the
図4は、給送モータ34の駆動を制御する制御回路を示している。制御部25は、給送モータ34の制御に関連した機能部として、速度/位置制御部50、ゲイン設定部49、目標速度/目標位置設定部47、回転方向設定部51、ブレーキ設定部52、速度/位置計測部48、及びPWMデューティ記録部53を備える。
FIG. 4 shows a control circuit that controls the drive of the
速度/位置制御部50は、PID制御により給送モータ34の回転速度及び位置(回転角度)を制御するPID制御部である。つまり、速度/位置制御部50は、給送モータ34の回転速度及び位置の目標値と現在の値との偏差、並びに偏差の積分及び微分に基づいて、給送モータ34に送信するPWM信号を計算(生成)する。目標速度/目標位置設定部47は、PID制御に用いられる回転速度及び位置の目標値を設定する。例えば、後述の加減速制御では、目標速度/目標位置設定部47が、加減速制御の速度プロファイルに従ってシートの搬送動作中の各時点における給送モータ34の回転速度及び位置の目標値を設定する。速度/位置計測部48は、給送モータ34から受け取ったエンコーダ信号に基づいて、PID制御に用いられる回転速度及び位置の現在の値を取得する。ゲイン設定部49は、PID制御に用いられる各制御ゲインを設定する。
The speed /
給送モータ34のドライバ回路部46は、受信した制御信号に従って回転駆動部を駆動する。具体的には、ドライバ回路部46は、電界効果ダイオード(FET)等の複数のスイッチング素子を含むスイッチング回路(インバータ回路)と、スイッチング素子を作動させるマイコン等の制御回路とを有する。ドライバ回路部46は、ステータのコイルに対して電流が流れる経路を所定の順序で切換えて回転磁界を生じさせることにより、回転駆動部34Mを駆動する。なお、ドライバ回路部46は、エンコーダ信号に基づいてスイッチング回路を制御することで擬似的な正弦波電圧を生成して回転駆動部34Mに印加する機能を有し、この場合、PWM信号は正弦波の振幅を指定していることになる。つまり、PWM信号は、給送モータ34に対する投入電力を制御可能な指令信号の例である。ただし、ドライバ回路部46による回転駆動部34Mの制御方式はこれに限らず、例えば矩形波を出力して回転駆動部34Mを駆動するようにしてもよい。
The
また、回転方向設定部51及びブレーキ設定部52は、それぞれ、給送モータ34の回転方向を指定する回転方向信号の値及び給送モータ34を減速させるブレーキ信号の値を設定する。これらの制御信号(PWM信号、回転方向信号、ブレーキ信号)は、制御部25から給送モータ34のドライバ回路部46に伝達される。ドライバ回路部46は、回転方向信号の値に基づいて給送モータ34の回転方向を切替え、ブレーキ信号の値に基づいて給送モータ34のロータの回転を減速させる。
Further, the rotation
ここで、ステータ34Sの各コイルに供給される電流量はPWM信号によって制御される。PWM信号とは、周期が一定であり、一周期中で電流がONになっている期間の長さ(パルス幅、デューティ比とも呼ばれる)によって信号強度を表す変調方式である。このパルス幅が大きくなるほど、コイルには多くの電流が流れ、回転駆動部34Mが出力する駆動トルクが大きくなる。速度/位置制御部50は、PID制御により、負荷トルクの大きさに見合った駆動トルクを給送モータ34が出力するようにPWM信号のデューティ比を随時変更する。
Here, the amount of current supplied to each coil of the
このように、速度/位置制御部50からドライバ回路部46に送信されるPWM信号のデューティ比は、給送モータ34に掛かっている負荷トルクの大きさを反映したものとなる。従って、本実施例では、速度/位置制御部50が給送モータ34のドライバ回路部46に送信するPWM信号のデューティ比をモニタすることで、給送モータ34に掛かっている負荷トルクの大きさを検知することができる。本実施例のトルク検知手段であるPWMデューティ記録部53は、速度/位置制御部50が給送モータ34のドライバ回路部46に送信するPWM信号のデューティ比を記録し、後述の制御に用いるPWM信号の平均値(PWM_AVE)を取得する。
As described above, the duty ratio of the PWM signal transmitted from the speed /
給送モータ34のドライバ基板43に設けられたエンコーダ検出部44は、給送モータ34の回転軸40の回転状態を検出し、エンコーダ信号として制御部25に送信する。制御部25の速度/位置計測部48は、エンコーダ信号をモニタすることで給送モータ34の現在の回転速度及び回転位置を算出する。
The
なお、制御部25における上記の各機能部は、CPU26が実行する制御プログラムのモジュールとして実装してもよく、ASIC等の専用の回路として実装してもよい。例えば、目標速度/目標位置設定部47による目標速度及び目標位置の設定、ゲイン設定部49による制御ゲインの設定、及びPWM信号のデューティ比の記録は、CPU26が自ら行うものとすることができる。
Each of the above-mentioned functional units in the
(シート搬送動作における加減速制御)
続いて、シートの搬送動作中にシートの搬送速度を変更する加減速制御(本実施例の速度制御)について、図5を用いて説明する。以下、シートの「先端」とは、シート搬送方向におけるシートの下流端を指し、シートの「後端」とは、シート搬送方向におけるシートの上流端を指すものとする。給送カセット13から続けて給送される2枚のシートについて、先行して給送されるシートを「先行シート」とし、先行シートに後続して給送されるシートを「後続シート」とする。また、二次転写部におけるシートの搬送速度を「プロセス速度」とする。さらに、レジローラ16の周速がプロセス速度に等しくなるような給送モータ34の回転速度も、給送モータ34の「基準速度」と呼ぶ。
(Acceleration / deceleration control in sheet transfer operation)
Subsequently, acceleration / deceleration control (speed control of this embodiment) for changing the sheet transfer speed during the sheet transfer operation will be described with reference to FIG. Hereinafter, the "tip" of the sheet refers to the downstream end of the sheet in the sheet transport direction, and the "rear edge" of the sheet refers to the upstream end of the sheet in the sheet transport direction. Regarding the two sheets that are continuously fed from the
本実施例のプリンタ100は、二次転写部におけるシート間隔が10mmに設定され、給送時のシート間隔が25mmに設定されている。ただし、二次転写部におけるシート間隔とは、後続シートの先端が二次転写部に到達した時点における、先行シートの後端から後続シートの先端までのシート搬送方向の距離である。また、給送時のシート間隔とは、後続シートの給送が開始される時点での、後続シートの先端から先行シートの後端までのシート搬送方向の距離である。後続シートの給送が開始される時点とは、具体的には、給送モータ34が回転している状態で給送クラッチ35がOFF(非係合)からON(係合)に切り替わって給送ローラ14の回転駆動が開始される時刻である。
In the
ところで、上記の給送時のシート間隔の数値(25mm)は設計上の値であって、先行シート及び後続シートが給送カセット13の所定位置にセットされ、かつ、後続シートの給送開始の遅れ等が無い場合に、実際の給送時のシート間隔も25mmとなる。しかしながら、実際のシート搬送動作においては、給送時のシート間隔が25mmとはならない場合がある。給送時のシート間隔が25mmよりも広がる要因として、給送ローラ14のスリップや、給送クラッチ35の応答特性(制御部25からのON指令から給送ローラ14の回転駆動が開始されるまでの遅延)が挙げられる。また、給送カセット13における最上位のシートが、シート搬送方向における所定のセット位置からずれている場合も、給送時のシート間隔を変化させる要因となる。
By the way, the above-mentioned numerical value (25 mm) of the sheet spacing at the time of feeding is a design value, the preceding sheet and the succeeding sheet are set at predetermined positions of the feeding
一方、画像形成装置の生産性向上を図る観点からは、二次転写部におけるシート間隔を可能な限り一定に保つことが好ましい。プロセス速度が一定であれば、シート間隔を狭めることで生産性を高めることができるためである。 On the other hand, from the viewpoint of improving the productivity of the image forming apparatus, it is preferable to keep the sheet spacing in the secondary transfer unit as constant as possible. This is because if the process speed is constant, productivity can be increased by narrowing the sheet spacing.
特に、本実施例では、レジローラ16においてシート先端を停止させることなく、シートの搬送速度を制御することでシート搬送方向(副走査方向)に関する画像の位置合わせを行う構成を採用している。この構成では、生産性向上の観点だけでなく、画像位置の精度向上を図る上でもシート間隔を一定に保つことが重要となる。
In particular, in this embodiment, the
従って、本実施例では、シートの搬送動作中に加減速制御を実行することで、給送時のシート間隔が25mmからずれていたとしても二次転写部におけるシート間隔は10mmとなるようにシートの搬送速度を変更する。 Therefore, in this embodiment, by executing the acceleration / deceleration control during the sheet transport operation, the sheet spacing in the secondary transfer unit is 10 mm even if the sheet spacing during feeding deviates from 25 mm. Change the transport speed of.
図5(a)は、給送ローラ14から二次転写部に到る搬送経路上における各ローラ間の位置関係を表している。本実施例では、給送ローラ14から分離ニップまでの距離が25mm、分離ニップからレジローラ16のニップ部までの距離が35mm、レジローラ16のニップ部から二次転写部まで距離が100mmであるものとする。
FIG. 5A shows the positional relationship between the rollers on the transport path from the
図5(b、c)は、給送カセット13から複数枚のシートを1枚ずつ続けて給送してシートの片面に画像を形成する連続片面印刷の場合の、先行シートと後続シートの搬送動作の様子を表している。本実施例では給送時のシート間隔が25mmに設定されていることから、図5(b)に示すように、先行シートP1の後端が分離ニップを通過する時点で給送クラッチ35がONに切替えられて後続シートP2の給送が開始される。この時点では、先行シートの後端が給送モータ34を駆動源とするレジローラ16を抜けていないため、給送モータ34の回転速度はレジローラ16の周速がプロセス速度となる速度で維持する必要がある。仮に、後続シートP2の給送開始時点で給送モータ34の回転速度を変更すると、レジローラ16の周速がプロセス速度より大きくなってレジローラ16と二次転写部との間でシートの撓みが生じ、転写画像の乱れにつながる可能性があるためである。
FIG. 5 (b, c) shows the transfer of the preceding sheet and the succeeding sheet in the case of continuous single-sided printing in which a plurality of sheets are continuously fed from the feeding
図5(c)に示すように、先行シートP1の後端がレジローラ16を抜けると、給送モータ34の回転速度が、プロセス速度に対応する基準速度より速い速度まで一時的に加速され、その後、基準速度まで減速される。これにより、プロセス速度で搬送されている先行シートP1の後端に対して後続シートP2の先端が10mmまで接近する。その後、後続シートP2がプロセス速度で搬送されながら二次転写部を通過することで、シート上の所定の位置にトナー像を転写される。
As shown in FIG. 5C, when the rear end of the preceding sheet P1 passes through the
(加減速制御の速度プロファイル)
続いて、図6を用いて、加減速制御の基本的な内容について説明する。図6の上段は、給送カセット13に積載されたシートを用いて連続片面印刷を行う場合における、後続シートの先端位置の推移例を表す線図であり、図6の下段は、給送モータの回転速度の推移を表している。図6の上段及び下段の横軸(時間)は共通である。
(Speed profile of acceleration / deceleration control)
Subsequently, the basic contents of the acceleration / deceleration control will be described with reference to FIG. The upper part of FIG. 6 is a diagram showing an example of transition of the tip position of the subsequent sheet in the case of continuous single-sided printing using the sheet loaded on the feeding
後続シートの給送が開始される前に、先行シートは一定のプロセス速度で搬送される状態になっているものとする。従って、先行シートの後端(図6上段の細い破線)は、プロセス速度で給送ローラ14、搬送ローラ15、レジローラ16、二次転写ローラ11の位置を順に通過していく。
It is assumed that the preceding sheet is in a state of being transported at a constant process speed before the feeding of the succeeding sheet is started. Therefore, the rear end of the preceding sheet (thin broken line in the upper part of FIG. 6) passes through the positions of the feeding
連続片面印刷の場合、先行シートと後続シートのシート間隔が25mmとなるタイミングTaで給送クラッチ35が係合されることで、給送ローラ14によって後続シートの給送が開始される。このとき、給送ローラ14のスリップ等の影響で後続シートの給送が遅れると、実際の後続シートの先端が先行シートの後端から25mmよりも離れた状態(給送時のシート間隔が25mmより広がった状態)で、後続シートが給送されるケースがある。図6の上端において、実線は後続シートの遅れが殆ど無い場合、一点鎖線は後続シートに比較的小さな遅れが生じた場合、破線は後続シートに比較的大きな遅れが生じた場合を表している。
In the case of continuous single-sided printing, the feeding
一方、二次転写部におけるシート間隔の目標値(目標間隔)は10mmに設定されているため、後続シートの給送に遅れがなかったとしても、後続シートが二次転写部に到達するまでにシート間隔を狭める必要がある。本実施例においては、シートの搬送速度が安定した状態で二次転写部にシートの先端を突入させられるように、二次転写ローラ11から30mm上流の位置までにシート間隔を10mmまで狭めるものとして説明する。つまり、二次転写ローラ11から30mm上流の位置(二次転写部から30mm上流の位置)は、シートの搬送速度を制御する本実施例の速度制御の目標地点に相当する。
On the other hand, since the target value (target interval) of the sheet spacing in the secondary transfer section is set to 10 mm, even if there is no delay in the feeding of the succeeding sheet, the subsequent sheet reaches the secondary transfer section. It is necessary to narrow the seat spacing. In this embodiment, the sheet spacing is narrowed to 10 mm from the
以下、後続シートの遅れの程度に応じた加減速制御の様子について説明する。ただし、ここで説明する参考例(図6)では、加減速制御において給送モータ34を増速及び減速する際の加速度は、予め決定された一定の値が用いられるものとする。
Hereinafter, the state of acceleration / deceleration control according to the degree of delay of the succeeding seat will be described. However, in the reference example (FIG. 6) described here, it is assumed that a predetermined constant value is used for the acceleration when the
1.後続シートの遅れがない場合
後続シートの給送の遅れが殆どない場合、即ち、先行シートに対するシート間隔が25mmに略等しい状態で後続シートが給送された場合、シート間隔を25mmから10mmまで縮めるように給送モータ34の加減速制御を行えばよい。タイミングTaの時点では、先行シートがレジローラ16に挟持されているため、給送モータ34の回転速度はプロセス速度に対応する基準速度Vpである。その後、先行シートの後端がレジローラ16を抜けたタイミングTbで、基準速度Vpより速い速度(V1)を目標にして給送モータ34の加速を開始する。
1. 1. When there is no delay in the succeeding sheet When there is almost no delay in the feeding of the succeeding sheet, that is, when the succeeding sheet is fed with the sheet spacing with respect to the preceding sheet approximately equal to 25 mm, the sheet spacing is reduced from 25 mm to 10 mm. Acceleration / deceleration control of the
目標速度V1は、後続シートの遅れ量に基づいて、後続シートの先端が目標地点(二次転写ローラ11の上流30mmの地点)に到達するまでに先行シートと後続シートのシート間隔が10mmまで縮まるように設定される。より正確には、給送モータの加速中及び減速中を含めた加減速制御の実行中における後続シートの移動速度と、先行シートの移動速度(=プロセス速度)との差を、加減速制御の実行期間に亘って積分した値が、加減速制御により縮まったシート間隔となる。そのため、後続シートの給送の遅れが殆ど無い場合は、加減速制御により縮まるシート間隔(加減速制御により後続シートを先行シートにキャッチアップさせる距離)が25−10=15[mm]となるように加減速制御の目標速度V1が決定される。 At the target speed V1, the distance between the preceding sheet and the succeeding sheet is reduced to 10 mm by the time the tip of the succeeding sheet reaches the target point (30 mm upstream of the secondary transfer roller 11) based on the delay amount of the succeeding sheet. Is set. More precisely, the difference between the moving speed of the succeeding seat and the moving speed (= process speed) of the preceding seat during execution of acceleration / deceleration control including during acceleration and deceleration of the feed motor is determined by the acceleration / deceleration control. The value integrated over the execution period becomes the seat interval shortened by the acceleration / deceleration control. Therefore, when there is almost no delay in feeding the succeeding seat, the seat interval (distance for catching up the succeeding seat to the preceding seat by the acceleration / deceleration control) is 25-10 = 15 [mm]. The target speed V1 for acceleration / deceleration control is determined.
給送モータ34が目標速度V1まで加速され、目標速度V1で維持された後、給送モータ34は基準速度Vpまで減速される。このとき、後続シートの先端が二次転写ローラ11の上流30mmの地点に到達するタイミングTcで給送モータ34の減速が完了するように、目標速度V1の大きさに応じて減速開始タイミングが決定されている。本実施例における給送モータ34の加減速制御とは、タイミングTbで給送モータ34の加速を開始してから、タイミングTcで給送モータ34の減速を完了するまでの処理を指す。
After the
後続シートの先端が二次転写ローラ11の上流30mmの地点に到達した時点(Tc)では、先行シートの後端から後続シートの先端までの距離は10mmに縮まっている。これ以降、後続シートの後端がレジローラ16を抜けるまでは給送モータ34の回転速度はプロセス速度に対応する基準速度Vpで維持され、タイミングTdで二次転写部に後続シートが到達する。従って、後続シートは、先行シートに対して10mmのシート間隔を維持しながらプロセス速度で搬送されて二次転写部を通過することで、シート表面にトナー像を転写される。
When the tip of the succeeding sheet reaches a
2.後続シートの給送に比較的小さな遅れが生じた場合
図6の一点鎖線は、後続シートの給送に比較的小さな遅れが生じた場合の例として、先行シートの後端から35mm程度離れて後続シートが給送された場合(後続シートの遅れ量が10mm程度である場合)を表している。例えば、搬送センサ15Sによって後続シートの先端を検知したタイミングが、先行シートの後端から25mm遅れて後続シートが給送されている場合のタイミングに比べて遅れている場合、後続シートの給送に遅れが生じていることが分かる。
2. 2. When a relatively small delay occurs in the feeding of the succeeding sheet The alternate long and short dash line in FIG. 6 is an example of a case where a relatively small delay occurs in the feeding of the succeeding sheet, which is about 35 mm away from the rear end of the preceding sheet. It represents the case where the sheet is fed (when the delay amount of the succeeding sheet is about 10 mm). For example, if the timing at which the tip of the succeeding sheet is detected by the
なお、後続シートの遅れ量は、例えば搬送センサ15S(図5)が後続シートの先端を検知したタイミングに基づいて取得することができる。例えば「後続シートの遅れ量が10mmである」とは、搬送センサ15S等で後続シートの位置が確定したタイミングにおいて、後続シートの先端位置が、後続シートの給送に遅れが無い場合の位置に比べて10mm分遅れていることを表す。また、図6では、搬送センサ15S等で検知された後続シートの遅れ量に基づいてグラフを外挿することで、搬送センサ15S等が後続シートを検知する前の時間帯についても後続シートの先端位置を図示している。ただし、実際には、給送ローラ14のスリップや給送クラッチ35の応答遅れによって後続シートの先端は給送ローラ14の付近で留まる期間があることにより、後続シートの給送に遅れが生じる。
The delay amount of the succeeding sheet can be acquired, for example, based on the timing when the
後続シートの給送に遅れが生じている場合、加減速制御によって縮めるシート間隔をより大きくする必要がある。ここでは、遅れ量が10mm程度である場合を想定しているため、加減速制御により縮まるシート間隔が25mmとなるように加減速制御の目標速度V2が決定される。この目標速度V2は、給送遅れが殆ど無い場合の加減速制御の目標速度V1よりも大きな値である。 If there is a delay in the feeding of the succeeding seats, it is necessary to increase the seat interval to be shortened by the acceleration / deceleration control. Here, since it is assumed that the delay amount is about 10 mm, the target speed V2 of the acceleration / deceleration control is determined so that the seat interval shortened by the acceleration / deceleration control is 25 mm. This target speed V2 is a value larger than the target speed V1 for acceleration / deceleration control when there is almost no feed delay.
目標速度V2が異なることを除いて、加減速制御の内容は給送遅れが殆ど無い場合と同様である。即ち、タイミングTbで給送モータ34を基準速度Vpから目標速度V2まで加速する処理を開始する。その後、後続シートの先端が目標地点に到達するタイミングTcで給送モータ34が基準速度Vpまで減速された状態となるように、目標速度V2の大きさに応じたタイミングで、給送モータ34を目標速度V2から基準速度Vpまで減速する処理を開始する。これにより、後続シートの先端が目標地点に到達した時点では、先行シートの後端から後続シートの先端までの距離は10mmに縮まった状態となる。
Except that the target speed V2 is different, the content of the acceleration / deceleration control is the same as when there is almost no feed delay. That is, the process of accelerating the
3.後続シートの給送に比較的大きな遅れが生じた場合
図6の破線は、後続シートの給送に比較的大きな遅れが生じた場合の例として、先行シートの後端から95mm程度離れて後続シートが給送された場合(後続シートの遅れ量が70mm程度である場合)を表している。このように大きな遅れが生じている場合、加減速制御によって縮めるシート間隔を更に大きくする必要がある。具体的には、加減速制御により縮まるシート間隔が85mmとなるように加減速制御の目標速度V3が決定される。この目標速度V3は、給送遅れが比較的小さい場合の加減速制御の目標速度V2よりも更に大きな値である。
3. 3. When a relatively large delay occurs in the feeding of the succeeding sheet The broken line in FIG. 6 shows an example of a case where a relatively large delay occurs in the feeding of the succeeding sheet, which is about 95 mm away from the rear end of the preceding sheet. Indicates the case where is fed (when the delay amount of the subsequent sheet is about 70 mm). When such a large delay occurs, it is necessary to further increase the seat interval to be shortened by the acceleration / deceleration control. Specifically, the target speed V3 of the acceleration / deceleration control is determined so that the seat spacing shortened by the acceleration / deceleration control is 85 mm. This target speed V3 is a value even larger than the target speed V2 for acceleration / deceleration control when the feed delay is relatively small.
目標速度V3が異なることを除いて、加減速制御の内容は給送遅れが殆ど無い場合と同様である。即ち、タイミングTbで給送モータ34を基準速度Vpから目標速度V3まで加速する処理を開始する。その後、後続シートの先端が目標地点に到達するタイミングTcで給送モータ34が基準速度Vpまで減速された状態となるように、目標速度V3の大きさに応じたタイミングで、給送モータ34を目標速度V3から基準速度Vpまで減速する処理を開始する。これにより、後続シートの先端が目標地点に到達した時点では、先行シートの後端から後続シートの先端までの距離は10mmに縮まった状態となる。
Except that the target speed V3 is different, the content of the acceleration / deceleration control is the same as when there is almost no feed delay. That is, the process of accelerating the
なお、破線で示すように後続シートの給送が大きく遅れている場合、タイミングTbになっても搬送センサ15Sが後続シートの先端を検知していないことがある。このような場合も、本実施例では搬送センサ15Sがシートを検知していないことに基づいて後続シートに給送遅れが発生していると判断し、タイミングTbで給送モータ34の加減速制御を開始するものとする。加減速制御が開始されると、給送モータ34は基準速度Vpよりも速い仮の目標速度V3まで加速される。この場合、タイミングTbよりも後で搬送センサ15Sが後続シートの先端を検知した際に、加減速制御によりシート間隔が10mmまで縮めるためにより適切な目標速度が再設定される。
When the feeding of the succeeding sheet is significantly delayed as shown by the broken line, the
また、タイミングTbから所定時間が経過しても依然として搬送センサ15Sが後続シートを検知していない場合、搬送動作の異常(給送不良)が発生したと判断してジョブを中断する。給送不良と判断される所定時間の長さは、例えば、給送モータ34を最高速度まで加速したとしても目標地点までにシート間隔を10mmに縮めることができなくなる遅れ量に対応するものである。このような目標速度の再設定は、後続シートの給送遅れが殆ど無い場合や比較的小さい場合にも実行することが可能である。
Further, if the
(加減速制御におけるモータの回転速度)
以上説明した通り、搬送センサ15S等で検知した後続シートの給送遅れの程度に基づいて給送モータ34の加減速制御を行うことにより、二次転写部におけるシート間隔を一定に近付けることが可能である。
(Rotation speed of motor in acceleration / deceleration control)
As described above, by controlling the acceleration / deceleration of the
しかしながら、図6の下段に示すように、後続シートの遅れ量が大きくなる程、遅れを取り戻すために必要な加減速制御の目標速度はより大きな値(V1<V2<V3)に設定される。一般に、モータの回転速度が高くなる程、モータの稼動音や消費電力が増大してしまう。そのため、加減速制御におけるモータの最高速度を抑制することが求められていた。 However, as shown in the lower part of FIG. 6, as the delay amount of the succeeding seat increases, the target speed of acceleration / deceleration control required to recover the delay is set to a larger value (V1 <V2 <V3). In general, the higher the rotation speed of the motor, the higher the operating noise and power consumption of the motor. Therefore, it has been required to suppress the maximum speed of the motor in acceleration / deceleration control.
加減速制御におけるモータの最高速度が大きな値となる要因の1つは、モータの加速度として比較的小さな値が予め定められており、比較的緩やかな加速度で加速及び減速せざるを得ないことであった。仮にモータの加速度を大きな値に設定すると、例えば坪量が大きく搬送抵抗が高いシートを搬送する場合等でモータに大きな負荷が作用したときに、モータが所望の回転速度で回転しない可能性がある。具体的には、本実施例の給送モータ34のように同期モータを用いる場合、負荷トルクによって脱調が発生するとモータは停止してしまう。また、モータの停止に至らずとも、負荷トルクが大きい状態では騒音の原因となる乱調が生じやすくなる。そのため、安定した搬送動作を実現するために、通常の動作状態においてモータに作用し得る最大の負荷トルクを想定し、そのような負荷トルクが作用したとしてもモータが起動できる程度の小さな値(緩やかな加速度)が選ばれていた。
One of the factors that causes the maximum speed of the motor to become a large value in acceleration / deceleration control is that a relatively small value is predetermined as the acceleration of the motor, and acceleration and deceleration must be performed at a relatively gentle acceleration. there were. If the acceleration of the motor is set to a large value, the motor may not rotate at the desired rotation speed when a large load is applied to the motor, for example, when transporting a sheet having a large basis weight and a high transport resistance. .. Specifically, when a synchronous motor is used as in the
しかしながら、実際のシートを搬送する際に給送モータ34に作用する負荷トルクの大きさは、シートの材質やサイズ、搬送経路の湾曲の有無、環境条件(特に湿度)等の条件によって異なっている。そのため、予め設定された比較的小さな加速度よりも大きな加速度で加減速制御を行ったとしても、搬送動作の安定性には実質的な影響を及ぼさない場合があると考えられる。
However, the magnitude of the load torque acting on the
そこで、発明者らは、モータに掛かる負荷トルクの大きさと、加減速制御において使用可能な加速度の大きさとの関係とを調べて、加減速制御におけるモータの最高速度を抑制する方法を検討した。 Therefore, the inventors investigated the relationship between the magnitude of the load torque applied to the motor and the magnitude of the acceleration that can be used in the acceleration / deceleration control, and examined a method of suppressing the maximum speed of the motor in the acceleration / deceleration control.
図7は、加減速制御により縮めるシート間隔を一定値に固定した場合において、加減速制御における給送モータ34の加速度と加速倍率との関係を示すグラフである。ここでは、加減速制御により60mmの遅れを縮める場合を考えるものとする。横軸の給送モータ34の加速度とは、給送モータ34をプロセス速度に対応する速度から目標速度まで加速するときの加速度、及び、給送モータ34を目標速度からプロセス速度に対応する速度まで減速するときの加速度(減速度)を指す。また、給送モータ34の加速度は、給送モータ34の回転速度を各ローラの周速に換算した場合の加速度であり、単位は[mm/s2]である。縦軸の加速倍率とは、加減速制御における給送モータ34の目標速度の、加速前の回転速度(基準速度Vp)に対する比率である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the acceleration of the
図7の各点は、特定の加速度(横軸座標)の下で加減速制御を行って所定量の遅れを縮めようとした場合に必要とされる給送モータ34の目標速度の大きさ(縦軸座標)を表している。図から読み取れるように、より大きな加速度で加減速制御を行えば、加速倍率をより小さく抑えることができる。つまり、より大きな加速度で加減速制御を行うことができれば、加減速制御におけるモータの最高速度を抑制できることが分かる。
Each point in FIG. 7 indicates the magnitude of the target speed of the
続いて、図8は、モータの負荷トルクと加速度との関係を表している。横軸は、モータに掛かる負荷トルクの大きさを表し、縦軸は、その負荷トルクの下でモータが出力可能な加速度の大きさを表す。図7と同じく、給送モータ34の加速度は、給送モータ34の回転速度を各ローラの周速に換算した場合の加速度である。図から読み取れるように、モータに掛かる負荷トルクが大きい程、モータの加速度は小さくなることが分かる。言い換えると、シートを搬送する際にモータに掛かる負荷トルクが比較的小さい場合には、加速度を比較的大きな値に設定した上で加減速制御を行ったとしても、搬送動作の安定性を維持することが可能である。
Subsequently, FIG. 8 shows the relationship between the load torque of the motor and the acceleration. The horizontal axis represents the magnitude of the load torque applied to the motor, and the vertical axis represents the magnitude of the acceleration that the motor can output under the load torque. Similar to FIG. 7, the acceleration of the
従って、図7で示したような加速度と加速倍率との関係を合わせて考えると、モータに掛かる負荷トルクが比較的小さい場合には、加減速制御における加速度を大きな値に設定することで、加速倍率を抑制する(最高速度を抑制する)ことが可能となる。一方、モータに掛かる負荷トルクが比較的大きい場合には、搬送動作の安定性を維持する観点から、加減速制御における加速度を小さな値に設定することになる。このように、シートを搬送する際に実際にモータに掛かった負荷トルクの大きさに応じて加減速制御における加速度を変更することで、モータの最高速度を抑制し、モータの静音化や省電力化といった利益を得ることが可能になる。 Therefore, considering the relationship between the acceleration and the acceleration magnification as shown in FIG. 7, when the load torque applied to the motor is relatively small, the acceleration in the acceleration / deceleration control is set to a large value to accelerate. It is possible to suppress the magnification (suppress the maximum speed). On the other hand, when the load torque applied to the motor is relatively large, the acceleration in the acceleration / deceleration control is set to a small value from the viewpoint of maintaining the stability of the transport operation. In this way, by changing the acceleration in acceleration / deceleration control according to the magnitude of the load torque actually applied to the motor when transporting the seat, the maximum speed of the motor can be suppressed, and the motor can be made quieter and save power. It becomes possible to obtain benefits such as conversion.
モータに掛かる負荷トルクの大きさは、上述した各種の条件によって変化するため、実際にシートを搬送した際に測定された負荷トルク(又は負荷トルクに相関する物理量)の測定値に基づいて判断するものとする。詳しくは後述するように、本実施例ではジョブ中の最初のシートに対して搬送動作を実行した際の、給送モータ34に対するPWM信号のデューティ比の平均値に基づいて、2枚目以降のシートに対する加減速制御の加速度が変更される。
Since the magnitude of the load torque applied to the motor changes depending on the various conditions described above, it is determined based on the measured value of the load torque (or the physical quantity that correlates with the load torque) measured when the seat is actually conveyed. It shall be. As will be described in detail later, in this embodiment, the second and subsequent sheets are based on the average value of the duty ratios of the PWM signals to the
(制御例)
図9は、本実施例を適用した加減速制御の動作例を表す。図9の上段は、給送カセット13に積載されたシートを用いて連続片面印刷を行う場合における、後続シートの先端位置の推移例を表す線図であり、図9の下段は、給送モータの回転速度の推移を表している。図9の上段及び下段の横軸(時間)は共通である。
(Control example)
FIG. 9 shows an operation example of acceleration / deceleration control to which this embodiment is applied. The upper part of FIG. 9 is a diagram showing an example of transition of the tip position of the succeeding sheet in the case of continuous single-sided printing using the sheet loaded on the feeding
図6を用いて説明した参考例と同じく、先行シートは一定のプロセス速度で搬送されており、先行シートに対するシート間隔が25mmとなるタイミングで後続シートの給送が開始されるように設定されている。ここでは、給送ローラ14のスリップ等により、後続シートに給送遅れが生じているものとして、加速度の設定値の違いによる加減速制御の変化を説明する。
Similar to the reference example described with reference to FIG. 6, the preceding sheet is conveyed at a constant process speed, and the feeding of the following sheet is set to start at the timing when the sheet spacing with respect to the preceding sheet becomes 25 mm. There is. Here, the change in acceleration / deceleration control due to the difference in the set value of the acceleration will be described on the assumption that the feeding delay is caused in the succeeding seat due to the slip of the feeding
図9の上段において、実線(a)は、給送モータ34に掛かる負荷トルクが大きいと判断された場合のシート先端位置の推移を表している。この場合、加減速制御における加速度としては比較的小さな値が選ばれ、図6の下段に示すように速度プロファイルの加速部及び減速部の傾きは緩やかになる。ただし、速度プロファイルの加速部とは、モータの回転速度を、加減速制御を行う前の第1速度(ここではVp)から第1速度より速い第2速度(ここではVa)まで加速する区間である。また、速度プロファイルの減速部とは、モータの回転速度を、第2速度(ここではVa)から第2速度よりも遅い第3速度(ここではVp)まで減速する区間である。速度プロファイルの目標速度Vaは、選ばれた加速度の下で、加減速制御によりシート間隔を10mmまで縮められるように設定される。
In the upper part of FIG. 9, the solid line (a) shows the transition of the seat tip position when it is determined that the load torque applied to the
図9の上段において、破線(b)は、給送モータ34に掛かる負荷トルクが小さいと判断された場合のシート先端位置の推移を表している。この場合、加減速制御における加速度としては比較的大きな値が選ばれ、図6の下段に示すように速度プロファイルの加速部及び減速部の傾きは急峻になる。速度プロファイルの目標速度Vbは、選ばれた加速度の下で、加減速制御によりシート間隔を10mmまで縮められるように設定される。
In the upper part of FIG. 9, the broken line (b) represents the transition of the seat tip position when it is determined that the load torque applied to the
図9の下段で実線(a)と破線(b)を見比べると、加減速制御によって縮めるシート間隔が同じであったとしても、加速度をより大きな値に設定することで最高速度を抑制できる(Va>Vb)ことが分かる。これは、速度プロファイルの加速部及び減速部の傾きが急峻であるほど、傾きが緩やかである場合に比べて給送モータ34を目標速度で維持できる時間が長くなるためである。言い換えると、図9の下段でV=Vp(一定)の直線及び実線(a)によって囲まれる台形の面積と、V=Vp(一定)の直線及び破線(b)によって囲まれる台形の面積とが等しい以上、上辺がより長い(b)の方が台形の高さは小さくなる。
Comparing the solid line (a) and the broken line (b) in the lower part of FIG. 9, even if the seat spacing shortened by the acceleration / deceleration control is the same, the maximum speed can be suppressed by setting the acceleration to a larger value (Va). > Vb) can be seen. This is because the steeper the inclination of the acceleration portion and the deceleration portion of the speed profile, the longer the time during which the
従って、図9に示されるように、シートを搬送する際にモータに掛かった負荷トルクの大きさに応じて加減速制御における加速度を変更することで、モータの最高速度を実際に抑制できることが分かる。なお、図9では後続シートの給送遅れが比較的大きい場合について加減速制御における加速度の違いによる変化を説明したが、本実施例では後続シートの給送遅れがより小さい場合にも加減速制御における加速度の大きさを変更する。 Therefore, as shown in FIG. 9, it can be seen that the maximum speed of the motor can be actually suppressed by changing the acceleration in the acceleration / deceleration control according to the magnitude of the load torque applied to the motor when the seat is conveyed. .. In FIG. 9, the change due to the difference in acceleration in the acceleration / deceleration control was described for the case where the feeding delay of the succeeding sheet is relatively large, but in this embodiment, the acceleration / deceleration control is performed even when the feeding delay of the succeeding sheet is small. Change the magnitude of acceleration in.
図10を用いて、以上のような動作を実現するための画像形成装置の制御方法について説明する。図10は、本実施例における加減速制御の加速度を決定する処理のフローチャートである。本処理の各工程は、CPU26(図1)がメモリ27に格納されている制御プログラムを読み出して実行することによって処理されるものとする。また、本処理は、画像形成ジョブをCPU26が実行する際に開始される。
A control method of the image forming apparatus for realizing the above operation will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart of a process for determining the acceleration of acceleration / deceleration control in this embodiment. It is assumed that each step of this process is processed by the CPU 26 (FIG. 1) reading and executing the control program stored in the
ジョブ中の1枚目の(最初の)シートに対する給送指示があると(S101)、CPU26は、給送モータ34を回転させ、かつ、給送クラッチ35を係合させることで、給送ローラ14による1枚目のシートの給送を開始させる(S102)。1枚目のシートの給送開始からシート先端が二次転写部に到達するまでの期間中、CPU26は給送モータ34のドライバ回路部46に送信したPWM信号のデューティ比(PWMデューティ)を記録する(S103,S104)。そして、シート先端が二次転写部に到達すると、PWMデューティの平均値PWM_AVEを算出する(S105)。
When there is a feed instruction for the first (first) sheet in the job (S101), the
CPU26は、1枚目のシートに対する搬送動作を行うことで上述した手順で取得したPWM_AVEの値に応じて、2枚目以降のシートに対する加減速制御に用いられる給送モータ34の加速度を決定し(S106〜S112)。このとき、PWM_AVEの値が大きくなると、加減速制御におけるモータ加速度の値が小さくなるような条件が設定される。図10に示す例では、以下のように設定されている。
PWM_AVEが20%未満の場合のモータ加速度…a1
PWM_AVEが20%以上40%未満の場合のモータ加速度…a2
PWM_AVEが40%以上60%未満の場合のモータ加速度…a3
PWM_AVEが60%以上の場合のモータ加速度…a4
The
Motor acceleration when PWM_AVE is less than 20% ... a1
Motor acceleration when PWM_AVE is 20% or more and less than 40% ... a2
Motor acceleration when PWM_AVE is 40% or more and less than 60% ... a3
Motor acceleration when PWM_AVE is 60% or more ... a4
上記のモータ加速度a1〜a4は、a1≧a2≧a3≧a4かつa1>a4の関係を満たすものである。具体的なモータ加速度の設定値としては、次のものを用いることができる。
a1=10000[mm/s2]
a2= 5000[mm/s2]
a3= 3000[mm/s2]
a4= 3000[mm/s2]
The motor accelerations a1 to a4 satisfy the relationship of a1 ≧ a2 ≧ a3 ≧ a4 and a1> a4. The following can be used as specific motor acceleration setting values.
a1 = 10000 [mm / s 2 ]
a2 = 5000 [mm / s 2 ]
a3 = 3000 [mm / s 2 ]
a4 = 3000 [mm / s 2 ]
つまり、本実施例は、負荷トルクの大きさを表す変数(PWM_AVE)が第1の値であったときにモータ加速度が第2の値に設定され、第1の値より大きい第3の値であったときにモータ加速度が第4の値より小さいに設定されるように構成されている。第1の値、第3の値の例をそれぞれ15%、35%とするとき、上記の設定条件における第2の値、第4の値はそれぞれ10000[mm/s2]、5000[mm/s2]である。 That is, in this embodiment, when the variable (PWM_AVE) representing the magnitude of the load torque is the first value, the motor acceleration is set to the second value, and the third value is larger than the first value. It is configured so that the motor acceleration is set to be smaller than the fourth value when it is present. When the examples of the first value and the third value are 15% and 35%, respectively, the second value and the fourth value under the above setting conditions are 10000 [mm / s 2 ] and 5000 [mm / mm, respectively. s 2 ].
以上の処理によって加減速制御におけるモータ加速度の値が決定すると、ジョブ中の2枚目以降のシートに対する加減速制御では、決定されたモータ加速度と、搬送センサ15S等の検知タイミングとに応じて速度プロファイルが決定される。これにより、図9に示すように、加減速制御により縮めるシート間隔が一定である場合であっても、異なる加速度の下で速度プロファイルが決定され、加速度が大きい場合(b)にはモータの最高速度(Vb)が小さくなる。
When the value of the motor acceleration in the acceleration / deceleration control is determined by the above processing, in the acceleration / deceleration control for the second and subsequent sheets in the job, the speed is determined according to the determined motor acceleration and the detection timing of the
なお、本処理のS104において、1枚目のシート先端が二次転写部に到達するタイミングは、例えばレジセンサ16S(図2)がシート先端を検知してからの経過時間と、1枚目のシートの搬送速度とに基づいて決定可能である。また、1枚目のシートを搬送する際には、シート間隔を目標間隔に近付けるための加減速制御は行われないが、二次転写部における画像との位置合わせを行うために加減速制御が行われる場合がある。この場合の加減速制御の加速度は、予め設定されている固定値を用いてもよく、前回のジョブを実行した際の加速度の値を参照するようにしてもよい。
In S104 of this process, the timing at which the tip of the first sheet reaches the secondary transfer portion is, for example, the elapsed time after the
また、PWMデューティの平均値PWM_AVEに応じたモータ加速度の選択条件、及び、上記のモータ加速度a1〜a4の値はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば、PWM_AVEの値を5段階以上の階級に区分し、各階級に対応するモータ加速度の値を予め決定しておいてもよい。また、上記のモータ加速度a3、a4についてa3>a4の関係が成り立つような値に設定してもよい。 Further, the selection condition of the motor acceleration according to the average value PWM_AVE of the PWM duty and the above-mentioned values of the motor accelerations a1 to a4 are merely examples and can be changed as appropriate. For example, the value of PWM_AVE may be divided into five or more classes, and the value of the motor acceleration corresponding to each class may be determined in advance. Further, the motor accelerations a3 and a4 may be set to values such that the relationship a3> a4 holds.
また、図10に示す制御例では、加減速制御の速度プロファイルにおける加速部及び減速部の両方で用いられる加速度を変更しているが、加速部の加速度又は減速部の加速度の一方のみをPWM_AVEに応じて変更してもよい。また、加速部の加速度及び減速部の加速度の大きさが同一である必要はない。 Further, in the control example shown in FIG. 10, the acceleration used in both the acceleration unit and the deceleration unit in the speed profile of acceleration / deceleration control is changed, but only one of the acceleration of the acceleration unit and the acceleration of the deceleration unit is set to PWM_AVE. It may be changed accordingly. Further, the magnitudes of the acceleration of the acceleration unit and the acceleration of the deceleration unit need not be the same.
(本実施例のまとめ)
このように、本実施例では、給送モータ34を回転させた際のPWMデューティの測定結果に基づいて、加減速制御に用いられるモータ加速度の値を変更する処理(図10のS106〜S112)を行っている。言い換えると、モータに搬送手段を駆動させた際にトルク検知手段によって検知された負荷トルクの大きさに基づいて、搬送動作中に速度制御を行う場合のモータの加速度を変更する加速度変更処理を実行する。これにより、モータ加速度に対してシートを搬送する際にモータに掛かる負荷トルクが大きくなって搬送動作の安定性が損なわれること回避しつつ、可能な限りモータ加速度を大きな値に設定することが可能となる。即ち、図9を用いて説明したように、搬送動作の安定性を維持できる範囲でモータ加速度がより大きな値に設定されるため、加減速制御におけるモータの最高速度を抑制して静音性の向上や省電力化といった利益を得ることが可能となる。
(Summary of this embodiment)
As described above, in this embodiment, the process of changing the value of the motor acceleration used for acceleration / deceleration control based on the measurement result of the PWM duty when the
また、本実施例では、複数枚のシートに画像形成するジョブを実行する場合に、1枚目のシートに対する搬送動作を実行した際に給送モータ34に掛かった負荷トルクに基づいて2枚目以降のシートに対する加減速制御に用いられるモータ加速度を決定している。これにより、ジョブを実行する度に適切なモータ加速度の値を決定することが可能となり、搬送動作の安定性を維持しつつ加減速制御におけるモータの最高速度を抑制する観点から高い精度で制御を行うことができる。
Further, in this embodiment, when executing a job of forming an image on a plurality of sheets, the second sheet is based on the load torque applied to the
なお、本実施例のようにモータを実際に回転させた際の負荷トルクの検知結果に基づいてモータ加速度の値を変更する手法に代えて、条件毎にモータ加速度の値を予め定めておき、ジョブの実行条件に応じて値を選択する代替構成が考えられる。例えば、シートの坪量が閾値より小さい場合には大きな加速度を選択し、シートの坪量が閾値以上である場合には小さな加速度を選択することが考えられる。 In addition, instead of the method of changing the value of the motor acceleration based on the detection result of the load torque when the motor is actually rotated as in this embodiment, the value of the motor acceleration is set in advance for each condition. An alternative configuration is conceivable in which the value is selected according to the job execution conditions. For example, when the basis weight of the sheet is smaller than the threshold value, a large acceleration may be selected, and when the basis weight of the sheet is equal to or more than the threshold value, a small acceleration may be selected.
しかしながら、この代替構成を用いたとしても、モータを実際に回転させた際の負荷トルクの大きさにはバラつきが生じる。モータの負荷トルクが変動する要因としては、例えば、モータとシートを搬送するローラ部材とを連結する駆動伝達機構の部品公差及び組み付け公差や、ジョブ実行時の環境条件(例えば湿度)によるシートと搬送ガイドの摩擦抵抗の変化が挙げられる。従って、予め定められた加速度の値の組からジョブの実行条件に応じて値を選ぶ手法では、実際に搬送動作を実行する際の負荷トルクのバラつきによって、モータ加速度が過度に大きい又は小さい可能性がある。一方、本実施例では、画像形成装置の設置後にモータを実際に回転させた際に検知された負荷トルクの大きさに基づいてモータ加速度の設定値を変更するため、このような変動要因の影響を受けずにより適切なモータ加速度で速度制御を行うことができる。 However, even if this alternative configuration is used, the magnitude of the load torque when the motor is actually rotated will vary. Factors that cause the load torque of the motor to fluctuate include, for example, the component tolerance and assembly tolerance of the drive transmission mechanism that connects the motor and the roller member that transports the seat, and the seat and transport due to environmental conditions (for example, humidity) during job execution. Changes in the frictional resistance of the guide can be mentioned. Therefore, in the method of selecting a value from a predetermined set of acceleration values according to the job execution conditions, the motor acceleration may be excessively large or small due to the variation in the load torque when actually executing the transfer operation. There is. On the other hand, in this embodiment, since the set value of the motor acceleration is changed based on the magnitude of the load torque detected when the motor is actually rotated after the image forming apparatus is installed, the influence of such fluctuation factors It is possible to control the speed with a more appropriate motor acceleration without receiving it.
(変形例)
負荷トルクに応じてモータ加速度を変更するタイミング(加速度変更処理に用いる負荷トルクを取得する時期)は、ジョブ中の1枚目のシートを搬送した場合に限らない。例えば、給送カセット13に前回のジョブを実行した際に用いたものと同一のシートが積載されていることが分かっている場合は、前回のジョブを実行した際に設定したモータ加速度を今回のジョブにおいても引き続き使用することが考えられる。「同一のシート」とは、例えばサイズ及び種類(坪量、材質、コート層の有無等)が等しいことを指し、画像形成装置の操作パネルを介して入力された情報や給送カセット13に設けられたサイズ検知センサによって取得した情報に基づいて判断可能である。また、ジョブの投入後、1枚目のシートを給送する前の準備期間(イニシャル動作中)に、給送クラッチ35を非係合状態としたままで給送モータ34を一定時間回転させた際のPWMデューティに基づいてモータ加速度を決定してもよい。
(Modification example)
The timing of changing the motor acceleration according to the load torque (the time of acquiring the load torque used for the acceleration change processing) is not limited to the case where the first sheet in the job is conveyed. For example, if it is known that the
また、本実施例では、シートに対する搬送動作における所定期間(給送開始から二次転写部到達まで)のPWMデューティの平均値に基づいてモータ加速度を決定しているが、これとは異なる方法で給送モータ34の負荷トルクを検知してもよい。例えば、シートの先端が搬送センサ15Sによって検知されてからレジセンサ16Sによって検知されるまでの期間(所定期間の他の例)におけるPWMデューティの平均値を、給送モータ34に掛かった負荷トルクの大きさとして扱ってもよい。また、PWMデューティの平均値に代えて、所定期間中のPWMデューティの最大値に基づいてモータ加速度を決定してもよい。
Further, in this embodiment, the motor acceleration is determined based on the average value of the PWM duty for a predetermined period (from the start of feeding to the arrival at the secondary transfer unit) in the transport operation for the sheet, but a method different from this is used. The load torque of the
また、1枚のシートを搬送した際の負荷トルクの測定結果を用いることに代えて、複数枚のシートを搬送した際の負荷トルクの測定結果の平均値に基づいてモータ加速度を決定してもよい。また、先行するシート(1枚目のシートとは限らない)を搬送した際の負荷トルクに応じて後続シートについてのモータ加速度を決定することで、ジョブの実行中にモータ加速度を随時変更してもよい。 Further, instead of using the measurement result of the load torque when one sheet is conveyed, the motor acceleration may be determined based on the average value of the measurement results of the load torque when a plurality of sheets are conveyed. Good. In addition, by determining the motor acceleration for the succeeding sheet according to the load torque when the preceding sheet (not necessarily the first sheet) is conveyed, the motor acceleration can be changed at any time during job execution. May be good.
次に、実施例2に係る画像形成装置の構成について説明する。本実施例は、矩形波駆動により駆動されるブラシレスモータ(ブラシレスDCモータ)を用いる点、及び、モータに流れる電流を測定することでモータの負荷トルクを検知する点で実施例1と異なっている。その他の、実施例1と同様の構成及び作用を有する要素については、実施例1と共通の符号を付して説明を省略する。 Next, the configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that a brushless motor (brushless DC motor) driven by a square wave drive is used and that the load torque of the motor is detected by measuring the current flowing through the motor. .. Other elements having the same configuration and operation as in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図11は、本実施例に係る給送機構33の駆動源である給送モータ34Aの駆動回路を示している。給送モータ34AはブラシレスDCモータであり、Y結線されたコイル110〜112を有するステータと、ステータに対して回転可能なロータ106とによって構成される回転駆動部を備えている。また、給送モータ34Aは、ロータ106の位置検出手段としてホール素子107〜109を備えている。このホール素子107〜109は、磁界を検知することにより半導体片の両端に電圧が表れる素子であり、ロータ106の位置(回転角度)に応じて出力電圧が変化する。ホール素子107〜109の出力はアンプ113で増幅され、駆動制御回路46Aの入力ポートに入力される。
FIG. 11 shows a drive circuit of the
給送モータ34Aの回転駆動部の動作は、駆動回路部43Aによって制御される。駆動回路部43Aは、マイコン等で構成される駆動制御回路46Aと、スイッチング素子であるハイ側FET100〜102及びロー側FET103〜105と、を備えている。駆動回路部43Aは、スイッチング電源28(図1)によって直流に変換された電源電圧Vccが入力されている。FET100〜105はU、V、Wの各相のコイル110〜112の端子に図示したパターンで接続されている。駆動制御回路46Aから出力される相切替え信号によってFET100〜105がON/OFF制御されることで、電源電圧Vccによりコイル110〜112を電流が流れる経路が変化する。
The operation of the rotary drive unit of the
駆動制御回路46Aは、CPU26から受け取る駆動信号及びホール素子107〜109の出力信号(ロータ106の位置を表す信号)に基づいて、出力ポート(FET1〜6)から相切替え信号を出力する。これにより、ロータ106が60度回転する毎にコイル110〜112に対する通電パターンが自動的に切り替わり、コイル110〜112によって生じる回転磁界によってロータ106が回転する。ロータ106が1回転する間の各スイッチング素子の通電期間は120度となるため、駆動制御回路46Aによる給送モータ34Aの制御方式は120度通電制御とも呼ばれる。
The
給送モータ34Aに流れる電流は、電流検出抵抗114に流れ、電流から電圧に変換されてCPU26の入力ポートから入力され、電流値に換算される。これによって検出された電流値は、給送モータ34Aに掛かる負荷トルクの大きさと相関関係があり、電流値が高ければ高いほど、給送モータ34Aには高い負荷トルクが掛かっていることになる。つまり、電流検出抵抗114はトルク検知手段として機能する。
The current flowing through the
なお、給送モータ34Aに流れる電流値は、例えば駆動制御回路46Aがパルス幅変調された相切替え信号をコイル110〜112に出力することで制御される。この場合、駆動制御回路46Aは、CPU26から受け取った駆動信号において指定されている目標速度及び目標位置と、ホール素子107〜109の出力信号から検知したロータ106の位置情報とを比較する。この比較結果に基づいて、駆動制御回路46Aは必要な駆動トルクが得られるように相切替え信号のPWMデューティを変更する。これにより、一定の目標速度で給送モータ34Aが駆動される場合でも、モータに大きな負荷トルクが作用するときには駆動制御回路46Aの出力電圧(パルス幅変調された電圧値の時間平均)が大きくなり、コイル110〜112にはより大きな電流が流れる。なお、このようなパルス幅変調を、実施例1と同様に駆動制御回路46Aよりも上位の制御部であるCPU26が担う構成としてもよい。この場合、駆動制御回路46Aは120度通電制御による矩形波信号とCPU26によりパルス幅変調された信号との単純な論理積によってFET100〜105をON/OFF制御する。
The current value flowing through the
図12は、本実施例における加減速制御の加速度を決定する処理のフローチャートである。本処理の各工程は、CPU26(図1)がメモリ27に格納されている制御プログラムを読み出して実行することによって処理される。また、本処理は、所定枚数のシートを1枚ずつ給送しながら画像を形成して排出する一連のタスク(画像形成ジョブ。以下、単にジョブとする)をCPU26が実行する際に開始される。
FIG. 12 is a flowchart of a process for determining the acceleration of acceleration / deceleration control in this embodiment. Each step of this process is processed by the CPU 26 (FIG. 1) reading and executing the control program stored in the
ジョブ中の1枚目の(最初の)シートに対する給送指示があると(S201)、CPU26は、給送モータ34を回転させ、かつ、給送クラッチ35を係合させることで、給送ローラ14による1枚目のシートの給送を開始させる(S202)。1枚目のシートの給送開始からシート先端が二次転写部に到達するまでの期間中、CPU26は電流検出抵抗114を用いて検出した給送モータ34Aに流れた電流値を記録する(S203,S204)。そして、シート先端が二次転写部に到達すると、給送モータ34Aに流れた電流の平均値I_AVEを算出する(S205)。
When there is a feed instruction for the first (first) sheet in the job (S201), the
CPU26は、1枚目のシートに対する搬送動作を行うことで上述した手順で取得したI_AVEの値に応じて、2枚目以降のシートに対する加減速制御に用いられる給送モータ34の加速度を決定し(S206〜S212)、処理を終了する。このとき、I_AVEの値が大きくなると、加減速制御におけるモータ加速度の値が小さくなるような条件が設定される。図12に示す例では、以下のように設定されている。
I_AVEが0.5A未満の場合のモータ加速度…a1
I_AVEが0.5A以上1.0未満の場合のモータ加速度…a2
I_AVEが1.0A以上2.0A未満の場合のモータ加速度…a3
I_AVEが2.0A以上の場合のモータ加速度…a4
The
Motor acceleration when I_AVE is less than 0.5A ... a1
Motor acceleration when I_AVE is 0.5A or more and less than 1.0 ... a2
Motor acceleration when I_AVE is 1.0A or more and less than 2.0A ... a3
Motor acceleration when I_AVE is 2.0A or more ... a4
上記のモータ加速度a1〜a4は、a1≧a2≧a3≧a4かつa1>a4の関係を満たすものである。具体的なモータ加速度の設定値としては、次のものを用いることができる。
a1=10000[mm/s2]
a2= 5000[mm/s2]
a3= 3000[mm/s2]
a4= 3000[mm/s2]
The motor accelerations a1 to a4 satisfy the relationship of a1 ≧ a2 ≧ a3 ≧ a4 and a1> a4. The following can be used as specific motor acceleration setting values.
a1 = 10000 [mm / s 2 ]
a2 = 5000 [mm / s 2 ]
a3 = 3000 [mm / s 2 ]
a4 = 3000 [mm / s 2 ]
このように、本実施例では、給送モータ34Aを回転させた際のモータ電流の測定結果に基づいて、加減速制御に用いられるモータ加速度の値を変更する処理(図12のS206〜S212)を行っている。従って、実施例1と同様に、モータ加速度に対してシートを搬送する際にモータに掛かる負荷トルクが大きくなって搬送動作の安定性が損なわれること回避しつつ、可能な限りモータ加速度を大きな値に設定することが可能となる。即ち、図9を用いて説明したように、搬送動作の安定性を維持できる範囲でモータ加速度がより大きな値に設定されるため、加減速制御におけるモータの最高速度を抑制して静音性の向上や省電力化といった利益を得ることが可能となる。
As described above, in this embodiment, the process of changing the value of the motor acceleration used for acceleration / deceleration control based on the measurement result of the motor current when the
(その他の実施形態)
実施例1、2では、給送カセット13から給送されるシートが二次転写部まで停止することなく搬送される構成について説明したが、本技術は、シートの搬送を一時停止させる構成にも適用可能である。例えば、レジローラ16を駆動するモータを給送モータとは独立に設けて、停止状態のレジローラ16にシート先端を突き当てて斜行補正を行った後にレジローラ16の駆動を開始する構成が知られている。この場合、レジローラ16の駆動開始タイミングによって画像とシートの位置合わせが行われるが、レジローラ16にシートが到達する間隔を一定に近付けることで生産性向上を図ることが可能な点は実施例1、2と同様である。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the configuration in which the sheet fed from the feeding
また、実施例1、2では、モータの例としてブラシレスモータを用いる場合を説明したが、これ以外の同期モータ(例えば、ステッピングモータ)を用いる場合にも本技術は適用可能である。また、回転磁界と回転子の間にすべりが生じる誘導モータにおいても、ベクトル制御を用いることで回転速度や位置を比較的高い精度で制御することが可能である。従って、本技術は誘導モータを用いる画像形成装置に適用してもよい。 Further, in Examples 1 and 2, the case where a brushless motor is used as an example of the motor has been described, but the present technology can also be applied to the case where a synchronous motor (for example, a stepping motor) other than this is used. Further, even in an induction motor in which a slip occurs between the rotating magnetic field and the rotor, it is possible to control the rotation speed and the position with relatively high accuracy by using vector control. Therefore, this technique may be applied to an image forming apparatus using an induction motor.
また、上記実施例1、2は、電子写真装置が画像形成位置(転写位置)へ向けてシートを搬送する動作に関して本技術を適用した場合について説明した。しかし、画像形成装置以外であっても、所定位置へ向けてシートを搬送する搬送動作を行うシート搬送装置に本技術を適用して、トルク検知手段の検知結果に基づいて搬送動作におけるモータの制御を変更することが可能である。このようなシート搬送装置としては、例えば、画像読取装置においてイメージセンサによる走査位置へ向けて原稿となるシートを搬送する自動原稿給送装置が挙げられる。 Further, in Examples 1 and 2, the case where the present technology is applied to the operation of the electrophotographic apparatus to convey the sheet toward the image forming position (transfer position) has been described. However, even if it is not an image forming device, the present technology is applied to a sheet transfer device that performs a transfer operation for transporting a sheet toward a predetermined position, and the motor is controlled in the transfer operation based on the detection result of the torque detecting means. It is possible to change. Examples of such a sheet transporting device include an automatic document feeding device that transports a sheet as a document toward a scanning position by an image sensor in an image reading device.
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
8:像担持体(中間転写ベルト)/11:転写部材(二次転写ローラ)/14、15、16:搬送手段(給送ローラ、搬送ローラ、レジストレーションローラ)/15S、16S:シート検知手段(搬送センサ、レジストレーションセンサ)/25:制御手段(制御部)/34、34A:モータ(給送モータ)/53:トルク検知手段(PWMデューティ記録部)/100:画像形成装置(プリンタ)/114:トルク検知手段(電流検出抵抗) 8: Image carrier (intermediate transfer belt) / 11: Transfer member (secondary transfer roller) / 14, 15, 16: Transfer means (feed roller, transfer roller, registration roller) / 15S, 16S: Sheet detection means (Convey sensor, registration sensor) / 25: Control means (control unit) / 34, 34A: Motor (feeding motor) / 53: Torque detection means (PWM duty recording unit) / 100: Image forming device (printer) / 114: Torque detection means (current detection resistance)
Claims (12)
シートを前記画像形成位置へ向けて搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を駆動するモータと、
前記搬送手段を介して前記画像形成位置へ向かうシートの搬送経路上でシートを検知するシート検知手段と、
前記モータに掛かる負荷トルクを検知するトルク検知手段と、
前記搬送手段によりシートを搬送させる搬送動作の実行中に、前記シート検知手段がシートを検知したタイミングに応じて前記モータの回転速度を変更する速度制御を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記モータに前記搬送手段を駆動させた際に前記トルク検知手段によって検知された負荷トルクの大きさに基づいて、前記速度制御における前記モータの加速度を変更する加速度変更処理を実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming means for forming an image on a sheet at an image forming position,
A transport means for transporting the sheet toward the image forming position, and
The motor that drives the transport means and
A sheet detecting means for detecting a sheet on a sheet conveying path toward the image forming position via the conveying means, and a sheet detecting means.
Torque detecting means for detecting the load torque applied to the motor and
A control means for executing speed control for changing the rotation speed of the motor according to the timing at which the sheet detection means detects the sheet is provided during the execution of the transfer operation for conveying the sheet by the transfer means.
The control means executes an acceleration change process for changing the acceleration of the motor in the speed control based on the magnitude of the load torque detected by the torque detecting means when the motor drives the transport means. To do,
An image forming apparatus characterized in that.
前記モータに前記搬送手段を駆動させた際に前記トルク検知手段によって検知された負荷トルクが第1の値であった場合に、前記速度制御における前記モータの加速度が第2の値に設定され、
前記モータに前記搬送手段を駆動させた際に前記トルク検知手段によって検知された負荷トルクが前記第1の値より大きい第3の値であった場合に、前記速度制御における前記モータの加速度が前記第2の値より小さい第4の値に設定されるように、前記加速度変更処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The control means
When the load torque detected by the torque detecting means is the first value when the motor drives the conveying means, the acceleration of the motor in the speed control is set to the second value.
When the load torque detected by the torque detecting means is a third value larger than the first value when the motor is driven by the transport means, the acceleration of the motor in the speed control is the said. The acceleration change process is executed so as to be set to a fourth value smaller than the second value.
The image forming apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 When the control means executes a job that repeatedly executes the transfer operation on a plurality of sheets, the load torque detected by the torque detecting means when the transfer operation is performed on the first sheet. By executing the acceleration change process based on the magnitude of the above, the acceleration of the motor when the speed control is performed during the execution of the transfer operation for the second and subsequent sheets is determined.
The image forming apparatus according to claim 1 or 2.
前記速度制御において、前記モータの回転速度を第1速度から前記第1速度よりも速い第2速度に加速する加速部と、前記モータの回転速度を前記第2速度から前記第2速度よりも遅い第3速度に減速する減速部と、を含む速度プロファイルに従って、前記モータの回転速度を変更するように構成され、
前記加速度変更処理によって設定された加速度に基づいて前記加速部の傾き及び前記減速部の傾きを決定し、かつ、
前記シート検知手段がシートを検知したタイミングに応じて当該シートについての前記第2速度の大きさを変更する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control means
In the speed control, the acceleration unit that accelerates the rotation speed of the motor from the first speed to the second speed that is faster than the first speed, and the rotation speed of the motor is slower than the second speed from the second speed. It is configured to change the rotational speed of the motor according to a speed profile that includes a speed reducer that decelerates to a third speed.
The inclination of the acceleration unit and the inclination of the deceleration unit are determined based on the acceleration set by the acceleration change process, and
The magnitude of the second speed of the sheet is changed according to the timing when the sheet detecting means detects the sheet.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the image forming apparatus is characterized in that.
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 When the control means executes a job of repeatedly executing the transfer operation on a plurality of sheets, the control means so that the interval at which the plurality of sheets pass through the image forming position approaches a predetermined target interval. Determining the magnitude of the second velocity,
The image forming apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control means measures the load torque detected by the torque detecting means during the period from when the motor drives the conveying means to start conveying the sheet until the tip of the sheet reaches the image forming position. The acceleration change process is executed based on the average value.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the image forming apparatus is characterized in that.
前記搬送手段によって搬送されるシートが積載される積載部と、
前記像担持体に対向し、前記像担持体に担持されたトナー像を前記画像形成位置においてシートに転写する転写部材と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記積載部から給送されるシートが前記画像形成位置に到達するまでの間でシートを停止させずに搬送させ、かつ、前記像担持体に担持されたトナー像と前記搬送手段によって搬送されるシートとが前記画像形成位置に到達するタイミングを同期させるように、前記速度制御を実行する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming means has an image carrier that carries a toner image and rotates.
A loading section on which the sheet transported by the transport means is loaded, and
A transfer member that faces the image carrier and transfers the toner image carried on the image carrier to the sheet at the image forming position is further provided.
The control means conveys the sheet supplied from the loading unit without stopping until the sheet reaches the image forming position, and the toner image carried on the image carrier and the transfer. The speed control is executed so that the timing at which the sheet conveyed by the means reaches the image forming position is synchronized.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the image forming apparatus is characterized in that.
前記トルク検知手段は、前記指令信号を検知する、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control means is configured to be able to control the input power to the motor by transmitting a command signal to the drive circuit of the motor.
The torque detecting means detects the command signal.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the image forming apparatus is characterized.
前記トルク検知手段は、前記指令信号のデューティ比を検知する、
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 The command signal is a pulse width modulated signal.
The torque detecting means detects the duty ratio of the command signal.
The image forming apparatus according to claim 8.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The torque detecting means detects a current flowing through the motor.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the image forming apparatus is characterized.
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The motor is a brushless motor.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10.
前記搬送手段を駆動するモータと、
前記搬送手段を介して前記所定位置へ向かうシートの搬送経路上でシートを検知するシート検知手段と、
前記モータに掛かる負荷トルクを検知するトルク検知手段と、
前記搬送手段によりシートを搬送させる搬送動作の実行中に、前記シート検知手段がシートを検知したタイミングに応じて前記モータの回転速度を変更する速度制御を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記モータに前記搬送手段を駆動させた際に前記トルク検知手段によって検知された負荷トルクの大きさに基づいて、前記速度制御における前記モータの加速度を変更する加速度変更処理を実行する、
ことを特徴とするシート搬送装置。 A transport means for transporting the sheet to a predetermined position and
The motor that drives the transport means and
A sheet detecting means for detecting a sheet on a sheet conveying path toward the predetermined position via the conveying means, and a sheet detecting means.
Torque detecting means for detecting the load torque applied to the motor and
A control means for executing speed control for changing the rotation speed of the motor according to the timing at which the sheet detection means detects the sheet is provided during the execution of the transfer operation for conveying the sheet by the transfer means.
The control means executes an acceleration change process for changing the acceleration of the motor in the speed control based on the magnitude of the load torque detected by the torque detecting means when the motor drives the transport means. To do,
A sheet transfer device characterized by this.
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