JP5849747B2

JP5849747B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5849747B2
Application number: JP2012023771A
Authority: JP
Inventors: 波留香曽田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: JP2013160972A

Description

本発明は、駆動力を回転体へ伝達したり、その伝達を遮断したりするクラッチを備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置の中には、周辺作業者が稼働音により受ける不快感を軽減するために、連続給紙時に、複数の電磁クラッチを通電する時の衝撃音と、記録媒体がレジストローラに突き当たるタイミングとを一致させるものがある（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、クラッチには、電磁クラッチ以外に、フラッパーソレノイドを用いたクラッチ（以下、クラッチ機構という）がある。クラッチ機構は、電磁クラッチと異なり、オン時にもオフ時にも衝撃音が発生する。

また、画像形成装置には、制御手段の制御下で、互いに異なるタイミングで停止する複数のモータを備える場合が多い。具体的には、定着モータは排紙完了後に停止させられる。それに対し、いわゆるメインモータは、定着モータ停止後もある程度の時間、回転している。

特開２００８−１９７２３３号公報

しかしながら、画像形成装置にクラッチ機構を適用する場合に、仮に全モータの停止後にクラッチ機構をオフにするよう設計してしまうと、モータの動作音が無い中でクラッチ機構の衝撃音が発生してしまう。この場合、この衝撃音だけが周辺作業者には突出して聞こえ、周辺作業者が耳障りに感じるという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、例えばクラッチ機構のように、オフ時に衝撃音を発生するクラッチを採用した画像形成装置において、耳障り音を低減することである。

上記目的を達成するために、本発明の一形態は、画像形成装置であって、複数の回転体と、前記複数の回転体に駆動力を与え、互いに異なるタイミングで停止する複数のモータと、前記複数のモータのうち、最後に停止するモータ（以下、最終モータという）からの駆動力の伝達／遮断を行い、少なくとも該駆動力を遮断する際に衝撃音を発生するクラッチ機構と、前記最終モータが停止する前に、前記クラッチ機構による駆動力伝達を遮断させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記最終モータの逆起電力が所定基準値以下になると、前記クラッチ機構による駆動力伝達を遮断させる。

上記形態によれば、クラッチ衝撃音だけが周辺作業者に突出して聞こえることを防止できるので、耳障り音を低減することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式図である。画像形成装置の駆動機構のブロック構成を示す模式図である。画像形成装置の駆動機構の構造を示す模式図である。遊星歯車機構の構造を示す模式図である。（Ａ）は一般的なモータ停止制御を示すタイミングチャートであり、（Ｂ）は本発明に係るモータ停止制御を示すタイミングチャートである。変形例に係る駆動機構のブロック構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、画像形成装置の左右方向（横方向）、前後方向（奥行き方向）及び上下方向（高さ方向）を示す。また、参照符号の後に続くアルファベット小文字のａ、ｂ、ｃ、ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を表す添え字である。例えば、感光体ドラム２１ａは、イエロー用の感光体ドラム２１を意味する。

（画像形成装置の概略構成）
図１において、画像形成装置は、例えば、電子写真方式を採用したタンデム型のフルカラーＭＦＰ（ＭｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。

画像形成装置は、本体内部のほぼ中央部に、中間転写ベルト１１を備えている。中間転写ベルト１１は、ローラ１２、テンションローラ１３、ガイドローラ１４、１５の外周部に掛け渡され、反時計回りに回転駆動する。

中間転写ベルト１１の真下には、作像部２ａ〜２ｄが、左から右へとこの順番で配列される。作像部２ａ〜２ｄは、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを有する。感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周囲には、その回転方向に沿って順に、例えば、帯電器２２ａ〜２２ｄと、現像器２４ａ〜２４ｄと、が配置されている。また、作像部２ａ〜２ｄの下方には、レーザ走査光学系２３が配置される。

また、中間転写ベルト１１を挟んで、各感光体ドラム２１ａ〜２１ｄと対向する位置に、一次転写ローラ３０ａ〜３０ｄが設けられる。さらに、中間転写ベルト１１を挟んでローラ１２と対向する位置に、２次転写ローラ１６が圧接されている。これにより、２次転写ローラ１６と中間転写ベルト１１との間に、２次転写領域１７としてのニップが形成される。

画像形成装置本体の下段には、給紙カセット９１が着脱可能に配置される。給紙カセット９１内に積載された用紙Ｐは、回転する給紙ローラ９２によって１枚ずつ引き出されて、点線矢印で示す搬送経路Ｒに送り出される。

搬送経路Ｒは、給紙カセット９１から、タイミングローラ対９４のニップ部、２次転写領域１７、定着ユニット４、および排紙ローラ対５０を通って排紙トレイ９８まで延びている。給紙カセット９１から送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対９４に搬送され、ここで所定のタイミングで２次転写領域１７に送り出される。

定着ユニット４は、定着ローラ４１と、加圧ローラ４２と、を備えている。これらローラ４１，４２の間のニップには、２次転写領域１７から送り出された用紙Ｐが導入される。定着ローラ４１は、回転しながらニップを通過する用紙Ｐ上のトナー像を加熱する。これと共に、加圧ローラ４２は、回転しながら用紙Ｐを加圧する。

（画像形成装置の概略的な動作）
次に、画像形成装置の概略的な動作について説明する。画像形成装置において、帯電器２２ａ〜２２ｄは、回転する感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを帯電させる。また、レーザ走査光学系２３において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの発光素子が、対応する色のデジタル画像信号により駆動される。これに応じて、各発光素子からは、デジタル画像信号で変調された光ビームが出射される。

各色の光ビームは、ポリゴンミラーや走査レンズ等を介して、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周面に照射され、各色の静電潜像が形成される。また、現像器２４ａ〜２４ｄはそれぞれ、所定の回転体の典型例である現像ローラ２４１ａ〜２４１ｄを有する。現像器２４ａ〜２４ｄは、各感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周面に形成された静電潜像を現像して、各色のトナー像を形成する。このような現像処理の最中、各現像ローラ２４１ａ〜２４１ｄは、後述の駆動力Ｆ１により回転して、トナーを感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周面に供給する。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像は、一次転写ローラ３０ａ〜３０ｄの作用により、図中反時計回りに回転する中間転写ベルト１１上に、重なり合うように一次転写される。その結果、中間転写ベルト１１上に、合成トナー像が形成される。合成トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により、２次転写領域１７に搬送される。

また、給紙カセット９１から搬送経路Ｒに送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対９４によって、合成トナー像が２次転写領域１７に達するタイミングに合わせて、２次転写領域１７へと送り出される。また、２次転写ローラ１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。これにより、２次転写領域１７において、合成トナー像が中間転写ベルト１１から用紙Ｐに２次転写される。

合成トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送経路Ｒを通って定着ユニット４のニップに導入され、定着処理された後、排紙ローラ対５０から排紙トレイ９８に排出される。

（駆動機構について）
また、画像形成装置は、上記構成以外にも、図２に示すように、制御手段６０と、メインモータ７０と、駆動機構８０ａ〜８０ｄと、定着モータ７１と、を備えている。

制御手段６０は、ＣＰＵやメインメモリ等を含む。制御手段６０は、画像形成装置の各構成を制御するが、本実施形態で重要であるのは、複数のモータの典型例としてのメインモータ７０および定着モータ７１の停止制御である。

メインモータ７０および定着モータ７１は、制御手段６０の制御下で回転し、駆動力Ｆ１，Ｆ２を発生する。駆動力Ｆ１は、駆動機構８０ａ〜８０ｄを介して現像ローラ２４１ａ〜２４１ｄに伝達される。駆動力Ｆ１はさらに、ギア等を介して、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄや中間転写ベルト１１等にも伝達される。また、駆動力Ｆ２は、定着ユニット４および排紙ローラ対５０に伝達される。

ここで、駆動機構８０ａ〜８０ｄについて詳説する。駆動機構８０ａ〜８０ｄは、図２および図３に示すように、入力ギア８１ａ〜８１ｄと、クラッチ機構８２ａ〜８２ｄと、出力ギア８３ａ〜８３ｄと、を含んでいる。また、クラッチ機構８２ａ〜８２ｄは、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄと、ラチェット８５ａ〜８５ｄと、遊星歯車機構８６ａ〜８６ｄと、を有する。また、遊星歯車機構８６ａ〜８６ｄは、図４に例示されるように、キャリア８７ａ〜８７ｄと、３個の遊星ギア８８ａ〜８８ｄと、太陽ギア８９ａ〜８９ｄと、軸９０ａ〜９０ｄと、内歯ギア９１ａ〜９１ｄと、を有している。

各フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄは、制御手段６０の制御下でオン／オフされる。このオン／オフ時、各フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄは、内蔵のソレノイドの駆動に起因して衝撃音を発する。

駆動機構８０ａ〜８０ｄでは、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄがオンの時、ユニット負荷がラチェット固定力よりも大きくなる関係となる。この場合、メインモータ７０から各入力ギア８１ａ〜８１ｃに伝達された駆動力Ｆ１は、遊星歯車機構８６ａ〜８６ｄのキャリア→遊星ギア→太陽ギア→軸の順で伝達される。この場合、ラチェット８５ａ〜８５ｄが回転し、出力ギア８３ａ〜８３ｄには駆動力Ｆ１は伝達されない。上記のようにして、駆動機構８０ａ〜８０ｄは、現像ローラ２４１ａ〜２４１ｄへの駆動力Ｆ１の伝達を遮断する。

それに対し、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄがオフの時、ユニット負荷よりラチェット固定力が大きくなる関係となる。この場合、入力ギア８１ａ〜８１ｄへの駆動力Ｆ１は、遊星歯車機構８６ａ〜８６ｄのキャリア→遊星ギア→内歯ギアの順で伝達され、出力ギア８３ａ〜８３ｄが回転する。この出力ギア８３ａ〜８３ｄを介して、現像ローラ２４１ａ〜２４１ｄには駆動力Ｆ１が伝達される。この駆動力Ｆ１により、現像ローラ２４１ａ〜２４１ｄは回転する。

（モータの停止制御）
例えば、図５（Ａ）に示すように、メインモータおよび定着モータを含む全てのモータの停止後に、フラッパーソレノイドを用いて、現像ローラへの駆動力伝達を遮断すると、周辺作業者には、フラッパーソレノイドの衝撃音が突出して聞こえてしまうという問題があった。

このような問題を解決するために、画像形成装置では、図５（Ｂ）に示すように、制御手段６０によるメインモータ７０および定着モータ７１の停止制御が実行される。なお、図５（Ｂ）では、停止制御に関連するメインモータ７０、定着モータ７１およびクラッチ機構８２ａ〜８２ｄの動作タイミングのみが示される。

図５（Ｂ）において、メインモータ７０は、最終モータの典型例であり、定着モータ７１を含め全てのモータの中で、最後に停止する。具体的には、制御手段６０は、画像形成後の所定タイミング（図５（Ａ）の時刻ｔ０）に、メインモータ７０に対する制御信号の出力を停止する。また、制御手段６０は、用紙Ｐが排紙ローラ対５０を通過したタイミング（時刻ｔ１）で、定着モータ７１に対する制御信号の出力を停止する。ここで、メインモータ７０は、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄのクリーニングを実施する等の関係で、定着モータ７１の停止時（時刻ｔ２）よりも後の時刻ｔ３に停止する。

ここで、メインモータ７０への制御信号の出力停止からメインモータ７０の実際の停止までの停止時間は予め定められる。制御手段６０は、現像器ローラ２４１ａ〜２４１ｄへの駆動力Ｆ１の伝達を遮断するために、この停止時間の間に、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄをオンにする（時刻ｔ４）。したがって、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄの衝撃音は、メインモータ７０の動作音に紛れるため、周辺作業者には聞こえにくくなる。画像形成装置では、このようにして耳障り音を低減している。

（変形例）
次に、図６を参照して、本発明の変形例について説明する。図６において、制御手段６０には、少なくともメインモータ７０の逆起電力をモニタするモニタ手段６１がソフトウェア的に組み込まれている。

制御手段６０は、モニタ手段６１から得られる逆起電力が所定の基準値以下になった時に、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄをオフにする。この基準値は、メインモータ７０自身の停止時間のバラツキや、システムスピードの相違による停止時間の誤差を考慮しつつ定められる。この処理により、制御手段６０は、メインモータ７０の停止時間の間に、フラッパーソレノイド８４ａ〜８４ｄを確実にオフにすることが可能となる。

（付記）
上記実施形態および変形例の説明では、複数のモータがメインモータ７０および定着モータ７１であり、最終モータがメインモータ７０である例を説明した。しかし、これに限らず、複数のモータおよび最終モータは、画像形成装置に備わるモータであれば、どのモータであっても構わない。

本発明に係る画像形成装置は、周辺作業者の耳障り音を低減する効果を奏し、ＭＦＰ以外にも、カラープリンタ、コピー機または複写機等として有用である。

２１ａ〜２１ｄ感光体ドラム
２４ａ〜２４ｄ現像器
２３レーザ走査光学系
４定着ユニット
５０排紙ローラ対
６０制御手段
６１モニタ手段
７０メインモータ
７１定着モータ
８０ａ〜８０ｄ駆動機構
８２ａ〜８２ｄクラッチ機構
８４ａ〜８４ｄフラッパーソレノイド

Claims

複数の回転体と、
前記複数の回転体に駆動力を与え、互いに異なるタイミングで停止する複数のモータと、
前記複数のモータのうち、最後に停止するモータ（以下、最終モータという）からの駆動力の伝達／遮断を行い、少なくとも該駆動力を遮断する際に衝撃音を発生するクラッチ機構と、
前記最終モータが停止する前に、前記クラッチ機構による駆動力伝達を遮断させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記最終モータの逆起電力が所定基準値以下になると、前記クラッチ機構による駆動力伝達を遮断させる、画像形成装置。
前記クラッチ機構は、フラッパーソレノイドを有している、請求項１に記載の画像形成装置。