JP3840771B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段の搬送の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿を光学系により読み取り、読み取って得た画像データを電子写真方式により記録媒体に転写して画像形成し、この画像形成された記録媒体を定着して機外に排出する画像形成装置が存在している。
【０００３】
また、このような画像形成装置において、記録媒体の裏，表の順で両面に画像形成し、さらに記録媒体の表が下に向くようにして反転したのちに機外に排出する画像形成装置も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
＜第１の課題＞
以上のような画像形成装置では、反転部において記録媒体が往復する。しかし、反転部も他の搬送部と同じ搬送速度で駆動されているため、全体のスループットを低下させる原因になっていた。また、反転部だけを他の搬送部よりも高速で駆動するような提案は今のところなされていない。
【０００５】
また、ステップモータの励磁モードを切り替えることも考えられるが、励磁モードを切り替えるタイミングで振動や騒音が発生する問題もある。
＜第２の課題＞
また、この反転部では、記録媒体を停止位置まで搬送した後に停止させ、逆方向に搬送するといった動作を行っている。この際、全体のスループットを上げるため、急加速，急減速を伴う制御を行っている。
【０００６】
ここで、加速時は（慣性負荷）＋（摩擦負荷）がステップモータにかかっており、ステップモータの脱調を防止するため、比較的緩やかな立ち上がり特性となるように制御している。
【０００７】
一方、減速時は（慣性負荷）−（摩擦負荷）がステップモータにかかるため、急激な立ち下がり特性となるように制御している。また、減速時のステップモータの脱調を問題としないのであれば、さらに急激な立ち下がり特性、または、減速なしで急停止させるように制御する場合もある。
【０００８】
しかし、このような急激な減速により、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生することがある。近年は、画像形成装置などの事務機器に静音化が求められており、スループットと両立させるために何等かの対策、または、最適な条件を求めることが必要になる。
【０００９】
＜第３の課題＞
急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合には、非伝達から伝達に切り替えるために電磁クラッチを用いている。
【００１０】
しかし、この電磁クラッチを用いて非伝達から伝達に切り替えるとき、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生する。
また、衝撃音を緩和するために、非伝達から半クラッチ状態（半伝達状態）を経て伝達状態に切り替えることも提案されている。
【００１１】
しかし、このような半クラッチ状態を経て伝達状態に切り替えたとしても、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生することがある。また、半クラッチ状態であると、摩擦音が発生することもある。近年は、画像形成装置などの事務機器に静音化が求められており、スループットと両立させるために、電磁クラッチにおいても何等かの対策、または、最適な条件を求めることが必要になる。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、反転部において記録媒体を往復させる画像形成装置において、スループットを低下させることのない画像形成装置を実現することである。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第２の目的は、記録媒体の搬送を減速する際の衝撃音を低減した画像形成装置を実現することである。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第３の目的は、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、前記した課題を解決する本発明は、以下の通りである。
【００２６】
（１）請求項１記載の発明は、画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段と、この搬送手段が所定の速度で搬送するように駆動するステップモータと、このステップモータの回転を前記搬送手段に対して伝達する際に、非伝達状態から伝達状態まで伝達比率を切り替え可能な伝達手段と、この伝達手段の伝達比率を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替える制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
この発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えるようにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【００２８】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００２９】
（２）請求項２記載の発明は、画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段と、この搬送手段が所定の速度で搬送するように駆動するステップモータと、このステップモータの回転を前記搬送手段に対して伝達する際に、非伝達状態から伝達状態まで伝達比率を切り替え可能な伝達手段と、この伝達手段の伝達比率を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替える制御を行い、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、２０ｍｓ＜ｔ＜１２５ｍｓであることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
この発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、２０ｍｓ〜１２５ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【００３１】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００３２】
（３）請求項３記載の発明は、（２）の画像形成装置において、前記制御手段が伝達比率を非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、５０ｍｓ＜ｔ＜１００ｍｓであることを特徴とする。
【００３３】
この発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、５０ｍｓ〜１００ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を、さらに低減することができる。
【００３４】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。まず、図１乃至図４を用いて画像形成装置の概略説明を行う。
【００３６】
図１は本発明の実施の形態の画像形成装置の電気的構成例を示すブロック図である。この図１において、１０は自動原稿読み取り手段（以下、ＡＤＦと言う）であり、原稿の両面を読み取るための給紙を行う手段である。２０は原稿を読み取って画像データを生成する画像読み取り部である。５０は読み取られた画像データを記録媒体（以下、記録紙という）ｐ上に記録する画像形成部である。７０は仕分けやステープル仕上げなどを行う後処理手段としてのフィニッシャである。
【００３７】
１１０はコピー枚数、拡大・縮小率、記録紙（Ａ４，Ａ４Ｒ，Ｂ５，Ｂ５Ｒ）などの選択や指定を行なう操作部、１２０は操作部１１０から選択や指定の操作から解析して操作モードを決定するモード解析部、１２１は読み取り制御や記録制御の際に必要になる管理データを保持する管理データ保持部である。
【００３８】
１３０はＡＤＦ１０の動作を制御するＡＤＦ制御部、１４０はモード解析部１２０の解析結果を受けて読み取った原稿の画像処理の制御を行なう読み取り制御部、１５０はモード解析部１２０の解析結果を受けて記録制御を行なう記録制御部である。
【００３９】
１６０はモード解析部１２０の解析結果を受けてフィニッシャ７０の制御を行うフィニッシャ制御部である。
１７０は画像読み取り部２０から画像データを受けて読み取った画像の処理を行なう読み取り画像処理部、１８０は読み取り画像処理部１７０で画像処理された画像データを記憶する画像メモリ、１９０は画像メモリ１８０から読み出された画像を記録（画像形成）するための画像処理を行なう記録画像処理部である。
【００４０】
図２は本発明の複写機の断面構成を示す構成図である。この図２において、原稿の両面読み取りが可能なＡＤＦ１０の原稿載置部１１には、原稿第１頁の表面を上にした状態の原稿ｄが複数枚載置されている。ローラ１２ａ、ローラ１２ｂを介して繰り出された原稿の１枚目はローラ１３を介して回転される。
【００４１】
この時、光源２３により原稿ｄの原稿面が照射され、その反射光がミラー２４，２５，２６を介して結像光学系２７を介して光電変換手段であるＣＣＤ２８の受光面に像を結ぶ。ここで、光源２３、ミラー２４，２５，２６、結像光学系２７及びＣＣＤ２８を有する光学系、並びに、図示されていない光学系駆動手段とで画像読み取り部２０を構成している。
【００４２】
この図において、原稿ｄがプラテンガラス２１上に読み取り面を下に向けた状態に載置された場合には、光学系はプラテンガラス２１に沿って走査して読み取りを行う。
【００４３】
また、原稿ｄが自動給紙されてローラ１３の周囲を回る場合には、第２のプラテンガラス２２下に光源２３とミラー２４とが固定された状態で読み取りを行う。そして、読み取られた原稿ｄの画像データは、ＣＣＤ２８から図示しない読み取り画像処理部１７０に送られる。
【００４４】
なお、原稿ｄがＡＤＦ１０により自動給紙される場合には、原稿ｄの１ページ目が読み取られると、今度は反転ローラ１４を介して再度ローラ１３を用いた巻き取り操作が行われ、原稿裏面の画像が画像読み取り部２０で読み取られ、読み取り画像処理部１７０に送られる。
【００４５】
このようにして、表面と裏面との画像が読み取られた原稿ｄは、再度反転ローラ１４で反転されて、表面を下に向けた状態で排紙皿１６に積載されていく。
このようにして画像読み取り部２０で読み取られた画像データは、読み取り画像処理部１７０で所定の画像処理が行なわれた後、画像メモリ１８０に記憶される。
【００４６】
一方、転写紙（記録紙）が積載されている給紙カセット３０ａ又は３０ｂから記録紙ｐが繰り出され、画像形成部５０に給送される。画像形成部５０に給送される記録紙ｐはその入口のレジストローラ５７ａで同期がとられた後、感光体ドラム５１により近接する。
【００４７】
記録画像処理部１９０から画像書き込み部４０に入力される画像データは、各原稿の裏面から先に読み出される。そして、画像書込み部４０内のレーザダイオードから画像データに応じたレーザ光を感光体ドラム５１上に照射し、静電潜像を形成する。この静電潜像を現像部５３で現像することで、感光体ドラム５１上にトナー像を形成する。
【００４８】
このトナー像は感光体ドラム５１の下部の転写部５４により記録紙ｐに転写される。そして、感光体ドラム５１に圧着されている記録紙ｐは分離部５５により分離される。感光体ドラム５１から分離された記録紙ｐは搬送機構５８を介して定着部５９に入り、トナー像が熱と圧力とにより定着される。このようにして、記録紙ｐに裏面の画像（第２頁目画像）が形成される。
【００４９】
トナー像が定着された記録紙ｐは、ガイド６１を介して下方に搬送され、反転部６３に入る。次に、反転部６３に入っている記録紙ｐは、反転ローラ６２により再度繰り出され、反転搬送路６４を経由して再度画像形成部５０に送られる。前記原稿ｄの裏面の画像形成が終了した画像形成部５０では、感光体ドラム５１に付着したトナーがクリーニング部５６で除去され、続く帯電部５２により帯電させられ、次の画像形成に備えている。
【００５０】
この状態で記録紙ｐの表面（未だ画像形成されていない面）が画像形成部５０に搬入され、表面の画像（第１頁目画像）が形成される。分離部５５で感光体ドラム５１から分離された記録紙ｐは搬送機構５８を介して再度定着部５９に入って定着される。
【００５１】
このように、裏面と表面との画像形成が完了した記録紙ｐは、後述するフィニッシャ７０での出力形態に合わせ、そのまま排出されるか、もしくは、再度反転部６３で往復して反転されて排出ローラ６５により機外（後述するフィニッシャ）に排出される。
【００５２】
ここで図３を参照して、原稿の裏面，表面の順に画像形成する装置の動作について、フィニッシャ７０の動作と共に説明する。
給紙カセット３０ａから記録紙ｐが繰り出され、画像形成部５０に給送される（図３（１））。記録画像処理部１９０から画像書き込み部４０に入力される画像データは、各原稿の裏面から先に読み出される。したがって、記録紙ｐの裏面に原稿第２頁目（原稿第１枚目の裏面）の画像が形成される（図３（２））。
【００５３】
記録紙ｐはガイド６１を介して下方に搬送され（図３（３））、反転部６３に入る（図３（４））。次に、反転部６３に入っている記録紙ｐは反転ローラ６２により再度繰り出され（図３（５））、反転搬送路６４を経由して（図３（６））再度画像形成部５０に送られる（図３（７））。この状態で記録紙ｐの表面（未だ画像形成されていない面）が画像形成部５０に搬入され、原稿第１頁目（原稿第１枚目の表面）の画像が形成される（図３（８））。このように、裏面と表面との画像形成が完了した記録紙ｐは、表面を上に向けた状態で、フィニッシャ７０に向けて排出される（図３（９））。
【００５４】
そして、フィニッシャ７０のローラ７１を介し、ガイド７１により反転搬送ドラム７３方向に搬送され、反転搬送ドラム７３に記録紙ｐが巻き付いて反転される。すなわち、記録紙ｐの表面が下向きにされて、載置部７４上に載置される。このような動作を順次行なっていくと、載置部７４には、表面が下になった記録紙ｐが順に積載されていく。そして、ステープル手段７５により、コピー１部毎に丁合して針７５ａにより綴じ合わせて、排紙トレイ７６ｂに排出する。
【００５５】
なお、反転搬送ドラム７３を使用せずに、そのままの状態で排紙トレイ７６ａに排出する場合には、図４に示すように、両面の画像形成が完了（図４（１）〜（８））した記録紙ｐはガイド６１を介して下方に搬送され（図４（９））、反転部６３に入る（図４（１０））。そして、反転部６３に入っている記録紙ｐは反転ローラ６２により再度繰り出され（図４（１１））、上方に向かって搬送されてガイド６１を介して機外に排出される（図４（１２））。したがって、排紙トレイ７６ａには、表面が下になった記録紙ｐが順に積載されていく。
【００５６】
以上の図３に示した場合、（３）の搬送から次の（３）の搬送までの間に、（４）と（５）の往復による反転を完了しなければならない。すなわち、同時に複数の記録紙ｐが滞留している画像形成では、（４）と（５）の往復による反転が、画像形成のスループットを決定する大きな要因である。
【００５７】
同様に、以上の図４に示した場合、図３と同じ問題に加え、（９）の搬送から次の（９）の搬送までの間に、（１０）と（１１）の往復による反転を完了しなければならない。すなわち、同時に複数の記録紙ｐが滞留している画像形成では、（１０）と（１１）の往復による反転も、画像形成のスループットを決定する大きな要因である。
【００５８】
ここで、本実施の形態例の特徴部分である搬送駆動を行う搬送駆動回路８０について図５以降を参照して説明する。
８１は搬送駆動についての制御を行う制御手段としてのＣＰＵ、８２は搬送駆動の制御パターンやステップモータの励磁パターンが格納されているＲＯＭ、８３は一時的なパラメータを格納したり作業エリアとして用いるＲＡＭ、８４はＣＰＵ８１からの命令を受けてステップモータ制御の論理演算を行う論理回路、８５は論理回路８４からの論理演算結果を受けてステップモータ駆動用の信号を生成する駆動回路、８０Ｓは各部に設けられて記録紙の存在を検知するセンサ、８０Ｍは記録紙の搬送を行うステップモータ、８０Ｃはレジストローラ５７ａに対してステップモータ８０Ｍからの回転を所定の伝達比率で伝達するための電磁クラッチである。
【００５９】
また、図６と図７はステップモータ８０Ｍの励磁パターンを示す説明図である。図６は１−２相励磁の励磁パターンを示しており、図７は２相励磁の励磁パターンを示している。
【００６０】
なお、図６の１−２相励磁の励磁パターンにおいて、各相のＨ（ハイ）とＬ（ロー）との組合わせは、▲１▼〜▲８▼の８種類に分類することができる。また、図７の２相励磁の励磁パターンにおいて、各相のＨ（ハイ）とＬ（ロー）との組合わせは、▲１▼〜▲４▼の４種類に分類することができる。
【００６１】
ここで、１−２相励磁では、搬送速度：小，トルク：小，送り精度：良，騒音：小という特徴を有している。一方、２相励磁では、搬送速度：大，トルク：大，送り精度：悪，騒音：大，という特徴を有している。
【００６２】
図８は反転部６３での反転搬送の様子を模式的に示した説明図である。また、図９はこの図８での反転搬送に併せて、その際の搬送速度の制御の様子を示した説明図である。
【００６３】
すなわち、感光体ドラム５１でのトナー像の形成から定着器５９での定着までは、ステップモータ８０Ｍを１−２相励磁で精度よく駆動して、一定速で記録紙ｐの搬送を行っている（図８▲１▼，図９▲１▼）。
【００６４】
そして、記録紙ｐが定着器５９を離れたことがセンサ８０Ｓ（図８では図示せず）で検知されると、ステップモータ８０Ｍを２相励磁で高速に駆動して、記録紙ｐを図８の下方に搬送する（図８▲２▼〜▲３▼の前半，図９▲２▼）。この際には、前記▲１▼での速度から加速して、最大では▲１▼の２倍の速度でステップモータ８０Ｍを駆動し、停止位置付近で減速して、記録紙ｐを停止させる（図８▲３▼の最下位置，図９▲３▼）。
【００６５】
この後、ステップモータ８０を逆方向に２相励磁で駆動して、記録紙ｐを上方向に向けて高速に搬送する（図８▲３▼後半〜▲４▼，図９▲４▼）。この際には、最大では▲１▼の２倍の速度でステップモータ８０Ｍを駆動して記録紙ｐの搬送を行う。
【００６６】
なお、記録紙ｐが排出ローラ６５に近づくことがセンサ８０Ｓ（図８に図示せず）で検知されると、ステップモータ８０Ｍを減速し（図８▲４▼，図９▲４▼後半）、記録紙ｐの搬送速度を１−２相励磁での一定速度に合わせる。
【００６７】
そして、１−２相励磁で駆動されるステップモータ８０Ｍにより、記録紙ｐは一定速度で搬送され、機外に排出される（図８▲５▼，図９▲５▼）。
なお、以上の励磁パターンや加速，減速のパターンについては、ＲＯＭ８２に格納されており、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２を読み出して、論理回路８４に対して指示を与えている。そして、この論理回路８４の指示で駆動回路８５が必要な駆動信号を生成してステップモータ８０Ｍに供給している。
【００６８】
このように、ＣＰＵ８１の切り替え制御により、反転部において記録紙ｐが往復する際に、ステップモータ８０Ｍを通常モードの１−２相励磁モードから高速駆動する２相励磁モードに切り替えることで、反転部において記録媒体を往復させる画像形成装置において、スループットを低下させることがなくなる。
【００６９】
なお、１−２相励磁モードから２相励磁モードに切り替えるタイミング（図９▲１▼→▲２▼）と、２相励磁モードから１−２相励磁モードに切り替えるタイミング（図９▲４▼→▲５▼）とで、各相の駆動信号のいずれかでＨ／Ｌが瞬時に反転すると、ステップモータ８０Ｍで振動や騒音が発生することになる。
【００７０】
そこで、全ての層の駆動信号でＨ／Ｌが一致（励磁パターンが一致）するようにＭ，励磁モードを切り替えることが望ましい。
すなわち、１−２相励磁モード（図６）から２相励磁モード（図７）への切り替えでは、
図６▲１▼→図７▲１▼：ＨＨＬＬ，
図６▲２▼→図７▲２▼：ＬＨＨＬ，
図６▲４▼→図７▲３▼：ＬＬＨＨ，
図６▲８▼→図７▲４▼：ＨＬＬＨ，
のタイミングで行う。
【００７１】
同様に、２相励磁モード（図７）から１−２相励磁モード（図６）への切り替えでは、
図７▲１▼→図６▲１▼：ＨＨＬＬ，
図７▲２▼→図６▲２▼：ＬＨＨＬ，
図７▲３▼→図６▲４▼：ＬＬＨＨ，
図７▲４▼→図６▲８▼：ＨＬＬＨ，
のタイミングで行う。
【００７２】
このようなタイミングで１−２相励磁モードと２相励磁モードとを切り替えるように、ＲＯＭ８２内に切り替えのタイミングを格納しておく。そして、ＣＰＵ８１は切り替えが必要な時点で、このタイミングに従って励磁モードの切り替えを行なうようにする。
【００７３】
このように、この励磁モードの切り替えを、各層の駆動信号の励磁パターンが一致するようにして切り替えることで、反転部において記録媒体を往復させる画像形成装置において、騒音や振動を低減することができ、スループットを低下させることのない画像形成装置が実現できる。
【００７４】
なお、以上の反転部６３では、記録媒体を停止位置まで搬送した後に停止させ、逆方向に搬送するといった動作を行っている。この際、全体のスループットを上げるため、急加速，急減速を伴う制御を行っている。
【００７５】
ここで急激な減速を行うにより、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生する。
図１０は記録紙ｐの搬送速度を示す特性図であり、速度０mm／ｓから加速して、搬送速度６３０mm／ｓの一定速度で記録紙ｐを搬送し、この後に所定時間で停止させる特性パターンを示している。なお、特性パターンの下には、減速時間と、その際の加速度の一例を示している。
【００７６】
図１０は搬送速度６３０mm／ｓで記録紙ｐを搬送している状態から横軸に示す時間で停止させた場合に低減した音響パワーレベルを示している。ここで、減速時間０の急停止での音圧を基準（０ｄＢ）にしている。
【００７７】
この図１０から分かるように、減速時間２０ｍｓで−３ｄＢの効果が得られており、減速時間６０ｍｓ以上では−６ｄＢの効果で一定になっている。
したがって、減速時間２０ｍｓ以上で良好な結果が得られており、減速時間６０ｍｓを超えると効果は一定でスループットの低下が顕著になる。すなわち、減速時間は２０ｍｓから６０ｍｓであることが望ましい。また、とくに、４０ｍｓから６０ｍｓ程度にすると、騒音の低減効果が最大であって、スループットを低下させることもなく、さらに望ましい。
【００７８】
なお、搬送速度が異なると以上の減速時間も異なったものとなるので、減速の際の加速度ａで表すことで、異なった搬送速度にも対応することができる。
減速時間２０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／２０ｍｓ＝−３１．５ｍ／ｓ2 ，減速時間３０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／３０ｍｓ＝−２１．０ｍ／ｓ2 ，減速時間４０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／４０ｍｓ＝−１５．８ｍ／ｓ2 ，減速時間５０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／５０ｍｓ＝−１２．６ｍ／ｓ2 ，減速時間６０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／６０ｍｓ＝−１０．５ｍ／ｓ2 ，となる。
【００７９】
したがって、減速の制御を行う際の記録媒体の加速度ａ（ｍ／ｓ2 ）は、
−３２＜ａ＜−１０
であることが望ましい。
【００８０】
また、減速の制御を行う際の記録媒体の加速度ａ（ｍ／ｓ2 ）は、
−１６＜ａ＜−１０
であることが、騒音の低減とスループットの点からさらに望ましい。
【００８１】
なお、以上の減速のパターンについては、ＲＯＭ８２に格納されており、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２を読み出して、論理回路８４に対して指示を与えている。そして、この論理回路８４の指示で駆動回路８５が必要な駆動信号を生成してステップモータ８０Ｍに供給している。
【００８２】
したがって、減速をする場合にも、画像形成のスループットを犠牲にすることなく、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音が発生することもなくなる。この結果、記録媒体の搬送を減速する際の衝撃音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００８３】
図１２は急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラ５７ａなどを駆動する場合に、非伝達から伝達に切り替えるために用いる摩擦式の電磁クラッチ８００の構造を示す説明図である。
【００８４】
この電磁クラッチ８００では、図外の減速ギア機構からの回転を受けた歯車８０１と摩擦板８０３とはバネ８０２を介して共に回転する。なお、図１２（ａ）に示す駆動非伝達時には、摩擦板８０３とロータ８０５とは接触しておらず、ローラ軸８０６は回転していない。なお、ローラ軸８０６の先には図示されないレジストローラ５７ａなどが配置されている。
【００８５】
駆動伝達時（図１２（ｂ））には、コイル８０４に所定の電流を流すことで、電磁力が発生し、摩擦板８０３がロータ８０５に引き寄せられて接触する。そして、摩擦板８０３とロータ８０５との摩擦により、摩擦板８０３の回転がロータ８０５を介してローラ軸８０６に伝えられる。
【００８６】
この駆動伝達時において、コイル８０４に流す電流に応じて摩擦板８０３とロータ８０５の摩擦力は強まり、結果として伝達比率が高まることになる。
図１３は従来と本発明とのクラッチ制御の違いを模式的に示す説明図である。図１３（ａ）は従来のクラッチ制御であり、駆動非伝達（伝達比率０％）と駆動伝達（伝達比率１００％）とを切り替えている。すなわち、コイル８０４に流す電流も、オフかオンかの制御である。
【００８７】
このため、電磁クラッチを用いて非伝達から伝達に切り替えるとき、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生していた。
これに対し、本発明では、図１３（ｂ）に示すように、電磁クラッチ８００の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えるようにする。このため、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて、実効電流値を０から１００％まで徐々に増加させるように制御する。
【００８８】
なお、以上のクラッチ制御の伝達比率の制御パターンについては、ＲＯＭ８２に格納されており、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２を読み出して、論理回路８４に対して指示を与えている。そして、この論理回路８４の指示で駆動回路８５が必要な駆動電流を生成して電磁クラッチ８００に供給する。
【００８９】
このように伝達比率を連続的に上昇させるような制御にしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【００９０】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
この非伝達から伝達までの時間ｔと騒音レベル（音圧レベル）とを、電磁クラッチ８００から一定距離の地点に設置したマイクロホンで測定したところ、以下のような結果を得ることができた。
【００９１】
０ｍｓ＝６１．８３ｄＢ
２０ｍｓ＝５８．７８ｄＢ
５０ｍｓ＝５６．８５ｄＢ
１００ｍｓ＝５６．６０ｄＢ
１２５ｍｓ＝５８．７４ｄＢ
すなわち、この場合に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、
２０ｍｓ＜ｔ＜１２５ｍｓ
とすることで、−３ｄＢ以上の静音効果が得られ、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生をさらに低減することができる。
【００９２】
そして、以上の場合に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔを、５０ｍｓ＜ｔ＜１００ｍｓとすることで、−５ｄＢ程度の静音効果が得られ、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生をさらに一層に低減することができる。
【００９３】
なお、ｔを１２５ｍｓ以上にした場合、半伝達状態が長くなるため、摩擦音の発生時間が長くなり、また、スループットも低下するため、望ましくない。
＜その他の実施の形態例＞
また、上述の実施の形態例においては、モノクロ画像形成装置に本発明を適用した場合を例にとったが、本発明はこれに限られるものではなく、カラー画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
【００９４】
また、上述した実施の形態例では、自動原稿読み取り手段を備えた複写機を例にして説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、外部からの画像データを受けるプリンタのような画像形成装置に適用することも可能である。
【００９５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【０１０１】
（１）請求項１記載の発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えるようにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【０１０２】
（２）請求項２記載の発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、２０ｍｓ〜１２５ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【０１０３】
（３）請求項３記載の発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、５０ｍｓ〜１００ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を、さらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の画像形成装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態例の画像形成装置の機械的な構成を示す構成図である。
【図３】両面コピーの際の記録紙の通紙の様子の一例を示す説明図である。
【図４】両面コピーの際の記録紙の通紙の様子の他の例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態例の画像形成装置の特徴部分の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
【図６】１−２相励磁の様子を示すタイムチャートである。
【図７】２相励磁の様子を示すタイムチャートである。
【図８】反転部での反転搬送の様子を模式的に示した説明図である。
【図９】図８での反転搬送に併せて、その際の搬送速度の制御の様子を示した説明図である。
【図１０】反転部で減速時の加速度の様子を示す説明図である。
【図１１】減速時間と騒音との関係を示す説明図である。
【図１２】電磁クラッチの構造と接続の様子を示す説明図である。
【図１３】クラッチ制御の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ ＡＤＦ（自動原稿読み取り手段）
２０ 画像読み取り部
３０ 給紙部
４０ 画像書込み部
５０ 画像形成部
６０ 反転部
７０ フィニッシャ（後処理手段）
８０ 搬送駆動回路
１１０ 操作部
１２０ モード解析部
１２１ 管理データ保持部
１３０ ＡＤＦ制御部
１４０ 読み取り制御部
１５０ 記録制御部
１６０ フィニッシャ制御部
１７０ 読み取り画像処理部
１８０ 画像メモリ
１９０ 記録画像処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段の搬送の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿を光学系により読み取り、読み取って得た画像データを電子写真方式により記録媒体に転写して画像形成し、この画像形成された記録媒体を定着して機外に排出する画像形成装置が存在している。
【０００３】
また、このような画像形成装置において、記録媒体の裏，表の順で両面に画像形成し、さらに記録媒体の表が下に向くようにして反転したのちに機外に排出する画像形成装置も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
＜第１の課題＞
以上のような画像形成装置では、反転部において記録媒体が往復する。しかし、反転部も他の搬送部と同じ搬送速度で駆動されているため、全体のスループットを低下させる原因になっていた。また、反転部だけを他の搬送部よりも高速で駆動するような提案は今のところなされていない。
【０００５】
また、ステップモータの励磁モードを切り替えることも考えられるが、励磁モードを切り替えるタイミングで振動や騒音が発生する問題もある。
＜第２の課題＞
また、この反転部では、記録媒体を停止位置まで搬送した後に停止させ、逆方向に搬送するといった動作を行っている。この際、全体のスループットを上げるため、急加速，急減速を伴う制御を行っている。
【０００６】
ここで、加速時は（慣性負荷）＋（摩擦負荷）がステップモータにかかっており、ステップモータの脱調を防止するため、比較的緩やかな立ち上がり特性となるように制御している。
【０００７】
一方、減速時は（慣性負荷）−（摩擦負荷）がステップモータにかかるため、急激な立ち下がり特性となるように制御している。また、減速時のステップモータの脱調を問題としないのであれば、さらに急激な立ち下がり特性、または、減速なしで急停止させるように制御する場合もある。
【０００８】
しかし、このような急激な減速により、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生することがある。近年は、画像形成装置などの事務機器に静音化が求められており、スループットと両立させるために何等かの対策、または、最適な条件を求めることが必要になる。
【０００９】
＜第３の課題＞
急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合には、非伝達から伝達に切り替えるために電磁クラッチを用いている。
【００１０】
しかし、この電磁クラッチを用いて非伝達から伝達に切り替えるとき、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生する。
また、衝撃音を緩和するために、非伝達から半クラッチ状態（半伝達状態）を経て伝達状態に切り替えることも提案されている。
【００１１】
しかし、このような半クラッチ状態を経て伝達状態に切り替えたとしても、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生することがある。また、半クラッチ状態であると、摩擦音が発生することもある。近年は、画像形成装置などの事務機器に静音化が求められており、スループットと両立させるために、電磁クラッチにおいても何等かの対策、または、最適な条件を求めることが必要になる。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、反転部において記録媒体を往復させる画像形成装置において、スループットを低下させることのない画像形成装置を実現することである。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第２の目的は、記録媒体の搬送を減速する際の衝撃音を低減した画像形成装置を実現することである。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第３の目的は、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、前記した課題を解決する本発明は、以下の通りである。
【００２６】
（１）請求項１記載の発明は、画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段と、この搬送手段が所定の速度で搬送するように駆動するステップモータと、このステップモータの回転を前記搬送手段に対して伝達する際に、非伝達状態から伝達状態まで伝達比率を切り替え可能な伝達手段と、この伝達手段の伝達比率を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替える制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
この発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えるようにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【００２８】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００２９】
（２）請求項２記載の発明は、画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段と、この搬送手段が所定の速度で搬送するように駆動するステップモータと、このステップモータの回転を前記搬送手段に対して伝達する際に、非伝達状態から伝達状態まで伝達比率を切り替え可能な伝達手段と、この伝達手段の伝達比率を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替える制御を行い、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、２０ｍｓ＜ｔ＜１２５ｍｓであることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
この発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、２０ｍｓ〜１２５ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【００３１】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００３２】
（３）請求項３記載の発明は、（２）の画像形成装置において、前記制御手段が伝達比率を非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、５０ｍｓ＜ｔ＜１００ｍｓであることを特徴とする。
【００３３】
この発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、５０ｍｓ〜１００ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を、さらに低減することができる。
【００３４】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。まず、図１乃至図４を用いて画像形成装置の概略説明を行う。
【００３６】
図１は本発明の実施の形態の画像形成装置の電気的構成例を示すブロック図である。この図１において、１０は自動原稿読み取り手段（以下、ＡＤＦと言う）であり、原稿の両面を読み取るための給紙を行う手段である。２０は原稿を読み取って画像データを生成する画像読み取り部である。５０は読み取られた画像データを記録媒体（以下、記録紙という）ｐ上に記録する画像形成部である。７０は仕分けやステープル仕上げなどを行う後処理手段としてのフィニッシャである。
【００３７】
１１０はコピー枚数、拡大・縮小率、記録紙（Ａ４，Ａ４Ｒ，Ｂ５，Ｂ５Ｒ）などの選択や指定を行なう操作部、１２０は操作部１１０から選択や指定の操作から解析して操作モードを決定するモード解析部、１２１は読み取り制御や記録制御の際に必要になる管理データを保持する管理データ保持部である。
【００３８】
１３０はＡＤＦ１０の動作を制御するＡＤＦ制御部、１４０はモード解析部１２０の解析結果を受けて読み取った原稿の画像処理の制御を行なう読み取り制御部、１５０はモード解析部１２０の解析結果を受けて記録制御を行なう記録制御部である。
【００３９】
１６０はモード解析部１２０の解析結果を受けてフィニッシャ７０の制御を行うフィニッシャ制御部である。
１７０は画像読み取り部２０から画像データを受けて読み取った画像の処理を行なう読み取り画像処理部、１８０は読み取り画像処理部１７０で画像処理された画像データを記憶する画像メモリ、１９０は画像メモリ１８０から読み出された画像を記録（画像形成）するための画像処理を行なう記録画像処理部である。
【００４０】
図２は本発明の複写機の断面構成を示す構成図である。この図２において、原稿の両面読み取りが可能なＡＤＦ１０の原稿載置部１１には、原稿第１頁の表面を上にした状態の原稿ｄが複数枚載置されている。ローラ１２ａ、ローラ１２ｂを介して繰り出された原稿の１枚目はローラ１３を介して回転される。
【００４１】
この時、光源２３により原稿ｄの原稿面が照射され、その反射光がミラー２４，２５，２６を介して結像光学系２７を介して光電変換手段であるＣＣＤ２８の受光面に像を結ぶ。ここで、光源２３、ミラー２４，２５，２６、結像光学系２７及びＣＣＤ２８を有する光学系、並びに、図示されていない光学系駆動手段とで画像読み取り部２０を構成している。
【００４２】
この図において、原稿ｄがプラテンガラス２１上に読み取り面を下に向けた状態に載置された場合には、光学系はプラテンガラス２１に沿って走査して読み取りを行う。
【００４３】
また、原稿ｄが自動給紙されてローラ１３の周囲を回る場合には、第２のプラテンガラス２２下に光源２３とミラー２４とが固定された状態で読み取りを行う。そして、読み取られた原稿ｄの画像データは、ＣＣＤ２８から図示しない読み取り画像処理部１７０に送られる。
【００４４】
なお、原稿ｄがＡＤＦ１０により自動給紙される場合には、原稿ｄの１ページ目が読み取られると、今度は反転ローラ１４を介して再度ローラ１３を用いた巻き取り操作が行われ、原稿裏面の画像が画像読み取り部２０で読み取られ、読み取り画像処理部１７０に送られる。
【００４５】
このようにして、表面と裏面との画像が読み取られた原稿ｄは、再度反転ローラ１４で反転されて、表面を下に向けた状態で排紙皿１６に積載されていく。
このようにして画像読み取り部２０で読み取られた画像データは、読み取り画像処理部１７０で所定の画像処理が行なわれた後、画像メモリ１８０に記憶される。
【００４６】
一方、転写紙（記録紙）が積載されている給紙カセット３０ａ又は３０ｂから記録紙ｐが繰り出され、画像形成部５０に給送される。画像形成部５０に給送される記録紙ｐはその入口のレジストローラ５７ａで同期がとられた後、感光体ドラム５１により近接する。
【００４７】
記録画像処理部１９０から画像書き込み部４０に入力される画像データは、各原稿の裏面から先に読み出される。そして、画像書込み部４０内のレーザダイオードから画像データに応じたレーザ光を感光体ドラム５１上に照射し、静電潜像を形成する。この静電潜像を現像部５３で現像することで、感光体ドラム５１上にトナー像を形成する。
【００４８】
このトナー像は感光体ドラム５１の下部の転写部５４により記録紙ｐに転写される。そして、感光体ドラム５１に圧着されている記録紙ｐは分離部５５により分離される。感光体ドラム５１から分離された記録紙ｐは搬送機構５８を介して定着部５９に入り、トナー像が熱と圧力とにより定着される。このようにして、記録紙ｐに裏面の画像（第２頁目画像）が形成される。
【００４９】
トナー像が定着された記録紙ｐは、ガイド６１を介して下方に搬送され、反転部６３に入る。次に、反転部６３に入っている記録紙ｐは、反転ローラ６２により再度繰り出され、反転搬送路６４を経由して再度画像形成部５０に送られる。前記原稿ｄの裏面の画像形成が終了した画像形成部５０では、感光体ドラム５１に付着したトナーがクリーニング部５６で除去され、続く帯電部５２により帯電させられ、次の画像形成に備えている。
【００５０】
この状態で記録紙ｐの表面（未だ画像形成されていない面）が画像形成部５０に搬入され、表面の画像（第１頁目画像）が形成される。分離部５５で感光体ドラム５１から分離された記録紙ｐは搬送機構５８を介して再度定着部５９に入って定着される。
【００５１】
このように、裏面と表面との画像形成が完了した記録紙ｐは、後述するフィニッシャ７０での出力形態に合わせ、そのまま排出されるか、もしくは、再度反転部６３で往復して反転されて排出ローラ６５により機外（後述するフィニッシャ）に排出される。
【００５２】
ここで図３を参照して、原稿の裏面，表面の順に画像形成する装置の動作について、フィニッシャ７０の動作と共に説明する。
給紙カセット３０ａから記録紙ｐが繰り出され、画像形成部５０に給送される（図３（１））。記録画像処理部１９０から画像書き込み部４０に入力される画像データは、各原稿の裏面から先に読み出される。したがって、記録紙ｐの裏面に原稿第２頁目（原稿第１枚目の裏面）の画像が形成される（図３（２））。
【００５３】
記録紙ｐはガイド６１を介して下方に搬送され（図３（３））、反転部６３に入る（図３（４））。次に、反転部６３に入っている記録紙ｐは反転ローラ６２により再度繰り出され（図３（５））、反転搬送路６４を経由して（図３（６））再度画像形成部５０に送られる（図３（７））。この状態で記録紙ｐの表面（未だ画像形成されていない面）が画像形成部５０に搬入され、原稿第１頁目（原稿第１枚目の表面）の画像が形成される（図３（８））。このように、裏面と表面との画像形成が完了した記録紙ｐは、表面を上に向けた状態で、フィニッシャ７０に向けて排出される（図３（９））。
【００５４】
そして、フィニッシャ７０のローラ７１を介し、ガイド７１により反転搬送ドラム７３方向に搬送され、反転搬送ドラム７３に記録紙ｐが巻き付いて反転される。すなわち、記録紙ｐの表面が下向きにされて、載置部７４上に載置される。このような動作を順次行なっていくと、載置部７４には、表面が下になった記録紙ｐが順に積載されていく。そして、ステープル手段７５により、コピー１部毎に丁合して針７５ａにより綴じ合わせて、排紙トレイ７６ｂに排出する。
【００５５】
なお、反転搬送ドラム７３を使用せずに、そのままの状態で排紙トレイ７６ａに排出する場合には、図４に示すように、両面の画像形成が完了（図４（１）〜（８））した記録紙ｐはガイド６１を介して下方に搬送され（図４（９））、反転部６３に入る（図４（１０））。そして、反転部６３に入っている記録紙ｐは反転ローラ６２により再度繰り出され（図４（１１））、上方に向かって搬送されてガイド６１を介して機外に排出される（図４（１２））。したがって、排紙トレイ７６ａには、表面が下になった記録紙ｐが順に積載されていく。
【００５６】
以上の図３に示した場合、（３）の搬送から次の（３）の搬送までの間に、（４）と（５）の往復による反転を完了しなければならない。すなわち、同時に複数の記録紙ｐが滞留している画像形成では、（４）と（５）の往復による反転が、画像形成のスループットを決定する大きな要因である。
【００５７】
同様に、以上の図４に示した場合、図３と同じ問題に加え、（９）の搬送から次の（９）の搬送までの間に、（１０）と（１１）の往復による反転を完了しなければならない。すなわち、同時に複数の記録紙ｐが滞留している画像形成では、（１０）と（１１）の往復による反転も、画像形成のスループットを決定する大きな要因である。
【００５８】
ここで、本実施の形態例の特徴部分である搬送駆動を行う搬送駆動回路８０について図５以降を参照して説明する。
８１は搬送駆動についての制御を行う制御手段としてのＣＰＵ、８２は搬送駆動の制御パターンやステップモータの励磁パターンが格納されているＲＯＭ、８３は一時的なパラメータを格納したり作業エリアとして用いるＲＡＭ、８４はＣＰＵ８１からの命令を受けてステップモータ制御の論理演算を行う論理回路、８５は論理回路８４からの論理演算結果を受けてステップモータ駆動用の信号を生成する駆動回路、８０Ｓは各部に設けられて記録紙の存在を検知するセンサ、８０Ｍは記録紙の搬送を行うステップモータ、８０Ｃはレジストローラ５７ａに対してステップモータ８０Ｍからの回転を所定の伝達比率で伝達するための電磁クラッチである。
【００５９】
また、図６と図７はステップモータ８０Ｍの励磁パターンを示す説明図である。図６は１−２相励磁の励磁パターンを示しており、図７は２相励磁の励磁パターンを示している。
【００６０】
なお、図６の１−２相励磁の励磁パターンにおいて、各相のＨ（ハイ）とＬ（ロー）との組合わせは、▲１▼〜▲８▼の８種類に分類することができる。また、図７の２相励磁の励磁パターンにおいて、各相のＨ（ハイ）とＬ（ロー）との組合わせは、▲１▼〜▲４▼の４種類に分類することができる。
【００６１】
ここで、１−２相励磁では、搬送速度：小，トルク：小，送り精度：良，騒音：小という特徴を有している。一方、２相励磁では、搬送速度：大，トルク：大，送り精度：悪，騒音：大，という特徴を有している。
【００６２】
図８は反転部６３での反転搬送の様子を模式的に示した説明図である。また、図９はこの図８での反転搬送に併せて、その際の搬送速度の制御の様子を示した説明図である。
【００６３】
すなわち、感光体ドラム５１でのトナー像の形成から定着器５９での定着までは、ステップモータ８０Ｍを１−２相励磁で精度よく駆動して、一定速で記録紙ｐの搬送を行っている（図８▲１▼，図９▲１▼）。
【００６４】
そして、記録紙ｐが定着器５９を離れたことがセンサ８０Ｓ（図８では図示せず）で検知されると、ステップモータ８０Ｍを２相励磁で高速に駆動して、記録紙ｐを図８の下方に搬送する（図８▲２▼〜▲３▼の前半，図９▲２▼）。この際には、前記▲１▼での速度から加速して、最大では▲１▼の２倍の速度でステップモータ８０Ｍを駆動し、停止位置付近で減速して、記録紙ｐを停止させる（図８▲３▼の最下位置，図９▲３▼）。
【００６５】
この後、ステップモータ８０を逆方向に２相励磁で駆動して、記録紙ｐを上方向に向けて高速に搬送する（図８▲３▼後半〜▲４▼，図９▲４▼）。この際には、最大では▲１▼の２倍の速度でステップモータ８０Ｍを駆動して記録紙ｐの搬送を行う。
【００６６】
なお、記録紙ｐが排出ローラ６５に近づくことがセンサ８０Ｓ（図８に図示せず）で検知されると、ステップモータ８０Ｍを減速し（図８▲４▼，図９▲４▼後半）、記録紙ｐの搬送速度を１−２相励磁での一定速度に合わせる。
【００６７】
そして、１−２相励磁で駆動されるステップモータ８０Ｍにより、記録紙ｐは一定速度で搬送され、機外に排出される（図８▲５▼，図９▲５▼）。
なお、以上の励磁パターンや加速，減速のパターンについては、ＲＯＭ８２に格納されており、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２を読み出して、論理回路８４に対して指示を与えている。そして、この論理回路８４の指示で駆動回路８５が必要な駆動信号を生成してステップモータ８０Ｍに供給している。
【００６８】
このように、ＣＰＵ８１の切り替え制御により、反転部において記録紙ｐが往復する際に、ステップモータ８０Ｍを通常モードの１−２相励磁モードから高速駆動する２相励磁モードに切り替えることで、反転部において記録媒体を往復させる画像形成装置において、スループットを低下させることがなくなる。
【００６９】
なお、１−２相励磁モードから２相励磁モードに切り替えるタイミング（図９▲１▼→▲２▼）と、２相励磁モードから１−２相励磁モードに切り替えるタイミング（図９▲４▼→▲５▼）とで、各相の駆動信号のいずれかでＨ／Ｌが瞬時に反転すると、ステップモータ８０Ｍで振動や騒音が発生することになる。
【００７０】
そこで、全ての層の駆動信号でＨ／Ｌが一致（励磁パターンが一致）するようにＭ，励磁モードを切り替えることが望ましい。
すなわち、１−２相励磁モード（図６）から２相励磁モード（図７）への切り替えでは、
図６▲１▼→図７▲１▼：ＨＨＬＬ，
図６▲２▼→図７▲２▼：ＬＨＨＬ，
図６▲４▼→図７▲３▼：ＬＬＨＨ，
図６▲８▼→図７▲４▼：ＨＬＬＨ，
のタイミングで行う。
【００７１】
同様に、２相励磁モード（図７）から１−２相励磁モード（図６）への切り替えでは、
図７▲１▼→図６▲１▼：ＨＨＬＬ，
図７▲２▼→図６▲２▼：ＬＨＨＬ，
図７▲３▼→図６▲４▼：ＬＬＨＨ，
図７▲４▼→図６▲８▼：ＨＬＬＨ，
のタイミングで行う。
【００７２】
このようなタイミングで１−２相励磁モードと２相励磁モードとを切り替えるように、ＲＯＭ８２内に切り替えのタイミングを格納しておく。そして、ＣＰＵ８１は切り替えが必要な時点で、このタイミングに従って励磁モードの切り替えを行なうようにする。
【００７３】
このように、この励磁モードの切り替えを、各層の駆動信号の励磁パターンが一致するようにして切り替えることで、反転部において記録媒体を往復させる画像形成装置において、騒音や振動を低減することができ、スループットを低下させることのない画像形成装置が実現できる。
【００７４】
なお、以上の反転部６３では、記録媒体を停止位置まで搬送した後に停止させ、逆方向に搬送するといった動作を行っている。この際、全体のスループットを上げるため、急加速，急減速を伴う制御を行っている。
【００７５】
ここで急激な減速を行うにより、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生する。
図１０は記録紙ｐの搬送速度を示す特性図であり、速度０mm／ｓから加速して、搬送速度６３０mm／ｓの一定速度で記録紙ｐを搬送し、この後に所定時間で停止させる特性パターンを示している。なお、特性パターンの下には、減速時間と、その際の加速度の一例を示している。
【００７６】
図１０は搬送速度６３０mm／ｓで記録紙ｐを搬送している状態から横軸に示す時間で停止させた場合に低減した音響パワーレベルを示している。ここで、減速時間０の急停止での音圧を基準（０ｄＢ）にしている。
【００７７】
この図１０から分かるように、減速時間２０ｍｓで−３ｄＢの効果が得られており、減速時間６０ｍｓ以上では−６ｄＢの効果で一定になっている。
したがって、減速時間２０ｍｓ以上で良好な結果が得られており、減速時間６０ｍｓを超えると効果は一定でスループットの低下が顕著になる。すなわち、減速時間は２０ｍｓから６０ｍｓであることが望ましい。また、とくに、４０ｍｓから６０ｍｓ程度にすると、騒音の低減効果が最大であって、スループットを低下させることもなく、さらに望ましい。
【００７８】
なお、搬送速度が異なると以上の減速時間も異なったものとなるので、減速の際の加速度ａで表すことで、異なった搬送速度にも対応することができる。
減速時間２０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／２０ｍｓ＝−３１．５ｍ／ｓ2 ，減速時間３０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／３０ｍｓ＝−２１．０ｍ／ｓ2 ，減速時間４０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／４０ｍｓ＝−１５．８ｍ／ｓ2 ，減速時間５０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／５０ｍｓ＝−１２．６ｍ／ｓ2 ，減速時間６０ｍｓの場合の加速度ａは、−６３０ｍｍ／６０ｍｓ＝−１０．５ｍ／ｓ2 ，となる。
【００７９】
したがって、減速の制御を行う際の記録媒体の加速度ａ（ｍ／ｓ2 ）は、
−３２＜ａ＜−１０
であることが望ましい。
【００８０】
また、減速の制御を行う際の記録媒体の加速度ａ（ｍ／ｓ2 ）は、
−１６＜ａ＜−１０
であることが、騒音の低減とスループットの点からさらに望ましい。
【００８１】
なお、以上の減速のパターンについては、ＲＯＭ８２に格納されており、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２を読み出して、論理回路８４に対して指示を与えている。そして、この論理回路８４の指示で駆動回路８５が必要な駆動信号を生成してステップモータ８０Ｍに供給している。
【００８２】
したがって、減速をする場合にも、画像形成のスループットを犠牲にすることなく、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音が発生することもなくなる。この結果、記録媒体の搬送を減速する際の衝撃音を低減した画像形成装置を実現できる。
【００８３】
図１２は急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラ５７ａなどを駆動する場合に、非伝達から伝達に切り替えるために用いる摩擦式の電磁クラッチ８００の構造を示す説明図である。
【００８４】
この電磁クラッチ８００では、図外の減速ギア機構からの回転を受けた歯車８０１と摩擦板８０３とはバネ８０２を介して共に回転する。なお、図１２（ａ）に示す駆動非伝達時には、摩擦板８０３とロータ８０５とは接触しておらず、ローラ軸８０６は回転していない。なお、ローラ軸８０６の先には図示されないレジストローラ５７ａなどが配置されている。
【００８５】
駆動伝達時（図１２（ｂ））には、コイル８０４に所定の電流を流すことで、電磁力が発生し、摩擦板８０３がロータ８０５に引き寄せられて接触する。そして、摩擦板８０３とロータ８０５との摩擦により、摩擦板８０３の回転がロータ８０５を介してローラ軸８０６に伝えられる。
【００８６】
この駆動伝達時において、コイル８０４に流す電流に応じて摩擦板８０３とロータ８０５の摩擦力は強まり、結果として伝達比率が高まることになる。
図１３は従来と本発明とのクラッチ制御の違いを模式的に示す説明図である。図１３（ａ）は従来のクラッチ制御であり、駆動非伝達（伝達比率０％）と駆動伝達（伝達比率１００％）とを切り替えている。すなわち、コイル８０４に流す電流も、オフかオンかの制御である。
【００８７】
このため、電磁クラッチを用いて非伝達から伝達に切り替えるとき、駆動系の大きな負荷変動に伴って衝撃音が発生していた。
これに対し、本発明では、図１３（ｂ）に示すように、電磁クラッチ８００の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えるようにする。このため、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて、実効電流値を０から１００％まで徐々に増加させるように制御する。
【００８８】
なお、以上のクラッチ制御の伝達比率の制御パターンについては、ＲＯＭ８２に格納されており、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２を読み出して、論理回路８４に対して指示を与えている。そして、この論理回路８４の指示で駆動回路８５が必要な駆動電流を生成して電磁クラッチ８００に供給する。
【００８９】
このように伝達比率を連続的に上昇させるような制御にしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【００９０】
この結果、停止状態から一定速の搬送状態に切り替えるための伝達手段としてクラッチを用いた場合にも衝撃音や摩擦音を低減した画像形成装置を実現できる。
この非伝達から伝達までの時間ｔと騒音レベル（音圧レベル）とを、電磁クラッチ８００から一定距離の地点に設置したマイクロホンで測定したところ、以下のような結果を得ることができた。
【００９１】
０ｍｓ＝６１．８３ｄＢ
２０ｍｓ＝５８．７８ｄＢ
５０ｍｓ＝５６．８５ｄＢ
１００ｍｓ＝５６．６０ｄＢ
１２５ｍｓ＝５８．７４ｄＢ
すなわち、この場合に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、
２０ｍｓ＜ｔ＜１２５ｍｓ
とすることで、−３ｄＢ以上の静音効果が得られ、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生をさらに低減することができる。
【００９２】
そして、以上の場合に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔを、５０ｍｓ＜ｔ＜１００ｍｓとすることで、−５ｄＢ程度の静音効果が得られ、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生をさらに一層に低減することができる。
【００９３】
なお、ｔを１２５ｍｓ以上にした場合、半伝達状態が長くなるため、摩擦音の発生時間が長くなり、また、スループットも低下するため、望ましくない。
＜その他の実施の形態例＞
また、上述の実施の形態例においては、モノクロ画像形成装置に本発明を適用した場合を例にとったが、本発明はこれに限られるものではなく、カラー画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
【００９４】
また、上述した実施の形態例では、自動原稿読み取り手段を備えた複写機を例にして説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、外部からの画像データを受けるプリンタのような画像形成装置に適用することも可能である。
【００９５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【０１０１】
（１）請求項１記載の発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えるようにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【０１０２】
（２）請求項２記載の発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、２０ｍｓ〜１２５ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を低減することができる。
【０１０３】
（３）請求項３記載の発明では、急激な加速や、停止状態から一定速の搬送状態に切り替える必要があるレジストローラなどを駆動する場合に、伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替えると共に、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間は、５０ｍｓ〜１００ｍｓにしたことで、駆動系の負荷変動に伴う衝撃音や、半伝達状態で生じ易い摩擦音の発生を、さらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の画像形成装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態例の画像形成装置の機械的な構成を示す構成図である。
【図３】両面コピーの際の記録紙の通紙の様子の一例を示す説明図である。
【図４】両面コピーの際の記録紙の通紙の様子の他の例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態例の画像形成装置の特徴部分の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
【図６】１−２相励磁の様子を示すタイムチャートである。
【図７】２相励磁の様子を示すタイムチャートである。
【図８】反転部での反転搬送の様子を模式的に示した説明図である。
【図９】図８での反転搬送に併せて、その際の搬送速度の制御の様子を示した説明図である。
【図１０】反転部で減速時の加速度の様子を示す説明図である。
【図１１】減速時間と騒音との関係を示す説明図である。
【図１２】電磁クラッチの構造と接続の様子を示す説明図である。
【図１３】クラッチ制御の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ ＡＤＦ（自動原稿読み取り手段）
２０ 画像読み取り部
３０ 給紙部
４０ 画像書込み部
５０ 画像形成部
６０ 反転部
７０ フィニッシャ（後処理手段）
８０ 搬送駆動回路
１１０ 操作部
１２０ モード解析部
１２１ 管理データ保持部
１３０ ＡＤＦ制御部
１４０ 読み取り制御部
１５０ 記録制御部
１６０ フィニッシャ制御部
１７０ 読み取り画像処理部
１８０ 画像メモリ
１９０ 記録画像処理部
Claims (3)
- 画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段と、
この搬送手段が所定の速度で搬送するように駆動するステップモータと、
このステップモータの回転を前記搬送手段に対して伝達する際に、非伝達状態から伝達状態まで伝達比率を切り替え可能な伝達手段と、
この伝達手段の伝達比率を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替える制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段と、
この搬送手段が所定の速度で搬送するように駆動するステップモータと、
このステップモータの回転を前記搬送手段に対して伝達する際に、非伝達状態から伝達状態まで伝達比率を切り替え可能な伝達手段と、
この伝達手段の伝達比率を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記伝達手段の伝達比率を徐々に上昇させるように非伝達から伝達に切り替える制御を行い、非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、
２０ｍｓ＜ｔ＜１２５ｍｓ
であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段が伝達比率を非伝達から伝達に切り替えるまでの時間ｔは、
５０ｍｓ＜ｔ＜１００ｍｓ
であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
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- 1997-12-24 JP JP35513697A patent/JP3840771B2/ja not_active Expired - Fee Related
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