JP6984340B2 - 駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置および画像形成装置に関する。

電子写真式プリンター等の画像形成装置では、用紙を搬送するための搬送ローラーは、通常、ステッピングモーターやＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）ブラシレスモーター等の１台のモーターにより駆動される。

その一方で、近年、２台のモーターにより搬送ローラーを駆動する技術が開発されている。たとえば、下記の特許文献１には、ステッピングモーターにより駆動される回転軸にＤＣブラシレスモーターの動力を補助的に伝達する技術が開示されている。また、２台のＤＣブラシレスモーターにより回転軸を駆動させる技術も知られている。

特開２００６−０１７９８８号公報

ところで、画像形成装置内部の搬送経路に沿って用紙を搬送する場合、搬送方向に沿って隣接する２対以上の搬送ローラーにより１枚の用紙が同時に挟持される場合がある。たとえば、２対の搬送ローラーにより１枚の用紙が同時に挟持される場合、２対の搬送ローラーは、同じ搬送速度で用紙を搬送するように同じ回転速度で駆動される。

しかしながら、２対の搬送ローラーが同じ回転速度で駆動されても、搬送ローラーの経時変化やメカ公差の影響により、２対の搬送ローラーの用紙搬送速度に差が生じる場合がある。２対の搬送ローラーの用紙搬送速度に差がある場合、２対の搬送ローラーが１枚の用紙を同時に挟持すれば、用紙を介して力が伝達され、搬送ローラーの駆動負荷が変化することがある。たとえば、搬送経路の下流側に配置される搬送ローラーの用紙搬送速度が上流側に配置される搬送ローラーの用紙搬送速度よりも速い場合、上流側の搬送ローラーは、用紙を介して下流側の搬送ローラーにより引っ張られ、上流側の搬送ローラーの駆動負荷が軽くなる。逆に、下流側に配置される搬送ローラーの用紙搬送速度が上流側に配置される搬送ローラーの用紙搬送速度よりも遅い場合、搬送される用紙が厚紙であれば、上流側の搬送ローラーは、用紙を介して下流側の搬送ローラーを押すことになり、上流側の搬送ローラーの駆動負荷が重くなる。

ステッピングモーターとＤＣブラシレスモーターの２台のモーターにより搬送ローラーが駆動される場合、搬送ローラーの駆動負荷が軽くなれば、ステッピングモーターが脱調するおそれがある。また、２台のＤＣブラシレスモーターにより搬送ローラーが駆動される場合、搬送ローラーの駆動負荷が重くなれば、用紙搬送に遅れが生じるおそれがある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、２台のモーターにより搬送ローラーの回転軸を駆動させる駆動機構について、負荷の変動に対して安定な動作を実現可能な駆動装置および画像形成装置を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）用紙を搬送するための搬送ローラーの回転軸に動力を伝達する第１モーターと、前記搬送ローラーの前記回転軸に動力を伝達する第２モーターと、前記搬送ローラーが用紙を搬送する期間中の前記第２モーターの駆動力を示す情報を記憶している記憶部と、前記搬送ローラーが用紙を搬送している期間中、前記情報が示す駆動力で前記第２モーターを駆動させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記搬送ローラーが用紙を搬送している期間中に前記搬送ローラーにかかる負荷に応じて、前記搬送ローラーにかかる負荷が大きいほど前記第２モーターの駆動力が大きくなるように、前記記憶部に記憶されている前記情報を変更し、前記搬送ローラーが次の用紙を搬送している期間中、変更後の前記情報が示す駆動力で前記第２モーターを駆動させる、駆動装置。

（２）前記第１モーターは、ステッピングモーターであり、前記第２モーターは、ブラシレスモーターである、上記（１）に記載の駆動装置。

（３）前記記憶部には、前記情報が記述された制御テーブルが格納されており、前記制御部は、前記制御テーブルの前記情報を書き換える、上記（１）、または（２）に記載の駆動装置。

（４）前記制御テーブルは、用紙の種類に応じて複数生成されている、上記（３）に記載の駆動装置。

（５）前記変更後の情報は、前記記憶部に一時的または恒久的に保持される、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の駆動装置。

（６）経時変化を反映するパラメーターの値が所定値よりも大きい場合、前記変更後の情報が恒久的に保持される、上記（５）に記載の駆動装置。

（７）温度および湿度の少なくとも一方が所定値よりも高い場合、前記変更後の情報が一時的に保持される、上記（５）に記載の駆動装置。

（８）前記第２モーターは、ブラシレスモーターであり、前記制御部は、前記第２モーターのデューティ指令値を設定することにより、前記第２モーターの駆動力を制御する、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の駆動装置。

（９）前記第２モーターの駆動力が制御されることによって、前記第２モーターの動力が前記第１モーターの回転を補助するアシスト制御、または、前記第２モーターの動力が前記第１モーターの回転を妨げるブレーキ制御が行われる、上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の駆動装置。

（１０）前記制御部は、制御対象である前記搬送ローラーと、用紙の搬送方向に沿って前記搬送ローラーに隣接する他の搬送ローラーとを同時に起動させる同期制御を行う、上記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の駆動装置。

（１１）前記制御部は、所定のタイミングで区切られる期間単位で前記情報を変更し、前記所定のタイミングは、制御対象である前記搬送ローラーに対して、用紙の搬送方向の上流側に隣接する他の搬送ローラーを用紙の後端部が抜けたタイミング、または、前記制御対象の搬送ローラーに対して、前記搬送方向の下流側に隣接する他の搬送ローラーに用紙の先端部が到達したタイミングを含む、上記（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の駆動装置。

（１２）前記記憶部には、前記第１モーターの駆動力を示す情報がさらに記憶されており、前記負荷が所定値よりも小さい場合、前記制御部は、前記第１モーターの駆動力が小さくなるように、前記第１モーターの駆動力を示す前記情報を変更する、上記（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の駆動装置。

（１３）上記（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の駆動装置を有する画像形成装置。

本発明によれば、用紙を搬送している期間中に搬送ローラーにかかる負荷に応じて、次の用紙を搬送する際の第２モーターの駆動力が変更されるため、２台のモーターにより搬送ローラーの回転軸を駆動させる駆動機構について、負荷の変動に対して安定な動作を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 駆動装置の概略構成を示す平面図である。 駆動装置の制御系を示すブロック図である。 用紙搬送処理の手順を示すフローチャートである。 図４に後続するフローチャートである。 制御テーブルの一例を示す図である。 修正テーブルの一例を示す図である。 用紙搬送処理を説明するための図である。 変形例に係る用紙搬送処理を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る用紙搬送処理の手順を示すフローチャートである。 図１０に後続するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。図１に示すとおり、本実施形態の画像形成装置１００は、制御部１１０、記憶部１２０、画像読取部１３０、画像形成部１４０、定着部１５０、給紙部１６０、および用紙搬送部１７０を備えている。

制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、プログラムにしたがって上記各部の制御や各種の演算処理を行う。

記憶部１２０は、予め各種プログラムや各種データを格納しておくＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等からなる。記憶部１２０には、用紙５００を搬送するための搬送ローラーを駆動する２台のモーターの制御に用いられる制御テーブルと、ＤＣブラシレスモーターの出力トルクを変更するために用いられる修正テーブルが格納されている。制御テーブルは、用紙５００の種類別に複数記憶されている。

画像読取部１３０は、蛍光ランプ等の光源およびＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサー等の撮像素子を備えている。画像読取部１３０は、所定の読み取り位置にセットされた原稿に光源から光を当て、その反射光を撮像素子で光電変換して、その電気信号から画像データを生成する。

画像形成部１４０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の各色のトナーに対応した作像ユニット１４１Ｙ〜１４１Ｋを備えている。各作像ユニット１４１Ｙ〜１４１Ｋにより帯電、露光、および現像のプロセスを経て形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１４２上に順次重ねられて、２次転写ローラー１４３により用紙５００上に転写される。

定着部１５０は、加熱ローラー１５１および加圧ローラー１５２を備えており、両ローラー１５１，１５２の定着ニップに搬送された用紙５００を加熱および加圧して、用紙５００上のトナー画像をその表面に溶融定着する。

給紙部１６０は、複数の給紙トレイ１６１，１６２を備えており、給紙トレイ１６１，１６２に収容された用紙５００を１枚ずつ下流側の搬送経路に送り出す。

用紙搬送部１７０は、用紙５００を搬送するための複数の搬送ローラー１７１を備えており、画像形成部１４０、定着部１５０、および給紙部１６０の各部間で用紙５００を搬送する。本実施形態の画像形成装置１００では、複数の搬送ローラー１７１のうち１つ以上の搬送ローラーが、２台のモーターを備えた駆動装置２００（図２参照）により駆動される。また、各搬送ローラー１７１の用紙搬送方向の上流側には、用紙５００の有無を検知するためのフォトセンサー１７２が設けられている。

次に、図２および図３を参照して、２台のモーターにより搬送ローラー１７１を駆動する駆動装置２００について詳細に説明する。

図２は、駆動装置２００の概略構成を示す平面図であり、図３は、駆動装置２００の制御系を示すブロック図である。

図２に示すとおり、駆動装置２００は、ステッピングモーター２１０およびＤＣブラシレスモーター２２０を備えている。ステッピングモーター２１０は、複数のギア２１１，２１２を介して、搬送ローラー１７１の回転軸１７１ａに対して動力を伝達可能に連結されている。また、ＤＣブラシレスモーター２２０は、複数のギア２２１，２２２を介して、搬送ローラー１７１の回転軸１７１ａに対して動力を伝達可能に連結されている。なお、ステッピングモーター２１０の出力トルクは、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクよりも大きく、搬送ローラー１７１の回転速度は、ステッピングモーター２１０の回転速度により制御される。

また、図３に示すとおり、画像形成装置１００の制御部１１０は、ステッピングモーター２１０およびＤＣブラシレスモーター２２０の動作を制御する。

制御部１１０は、ステッピングモーター２１０用のドライバー２１５にクロック信号（ＣＬＫ）を送信して、ステッピングモーター２１０の動作周波数を設定することにより、ステッピングモーター２１０の回転速度を制御する。また、制御部１１０は、ドライバー２１５に設定電流信号を送信して、ステッピングモーター２１０の電流値を設定することにより、ステッピングモーター２１０に発生するトルクを制御する。また、制御部１１０は、ステッピングモーター２１０に電気的に接続されており、ドライバー２１５からステッピングモーター２１０に実際に供給される電流の電流値（以下、「実効電流値」とも称する）を検出する。なお、ステッピングモーター２１０が高速回転する場合、ステッピングモーター２１０を定電流制御しても、ステッピングモーター２１０は定電圧制御の挙動を示し、ステッピングモーター２１０にかかる負荷に応じて実効電流値が変化する。

また、制御部１１０は、ＤＣブラシレスモーター２２０の内蔵ドライバー２２５にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を送信して、ＤＣブラシレスモーター２２０の制御値（デューティ指令値）を設定することにより、ＤＣブラシレスモーター２２０に発生するトルクを制御する。

また、制御部１１０は、用紙５００の搬送経路上に配置された複数のフォトセンサー１７２に電気的に接続され、フォトセンサー１７２の出力信号を取得する。

なお、画像形成装置１００は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。

以上のとおり構成される画像形成装置１００では、２台のモーター２１０，２２０により駆動される搬送ローラー１７１が用紙５００を搬送する際、搬送ローラー１７１にかかる負荷が検出され、次の用紙５００を搬送する際のＤＣブラシレスモーター２２０の駆動力が変更される。以下、図４〜図８を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作について詳細に説明する。

図４および図５は、画像形成装置１００により実行される用紙搬送処理の手順を示すフローチャートである。なお、図４および図５のフローチャートにより示されるアルゴリズムは、記憶部１２０にプログラムとして記憶されており、制御部１１０により実行される。また、以下では、複数枚の用紙５００に対して同じ条件で連続的に画像を形成する印刷ジョブを画像形成装置１００が実行する場合を例に挙げて説明する。

まず、制御部１１０は、印刷に用いられる用紙に関する情報を取得して、用紙５００の種類を認識する（ステップＳ１０１）。

次に、制御部１１０は、用紙の種類別に記憶部１２０に記憶されている複数の制御テーブルの中から、用紙の種類に応じた一の制御テーブル３００（図６参照）を選択する（ステップＳ１０２）。

図６は、制御テーブルの一例を示す図である。制御テーブル３００は、イベント番号情報３１０、データ番号情報３２０、デューティ指令値情報３３０、および設定電流値情報３４０を有する。

イベント番号情報３１０は、搬送ローラー１７１が用紙５００を搬送する期間を複数のイベントに分けた場合の各イベントの識別情報である。イベント番号は、制御対象の搬送ローラー１７１の上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１に用紙５００が到達した時点で「０」であり、用紙の搬送状態が変化すれば「１」増加する。

データ番号情報３２０は、各イベントを複数の単位期間に分けた場合の各単位期間の識別情報である。データ番号は、対応するイベントが発生した時点で「０」であり、単位期間が経過すれば「１」増加する。複数の単位期間は、互いに同じ長さの期間であり、各イベントにおけるデータ番号の数は、隣接する搬送ローラー間の用紙搬送に要する時間を上記単位期間で除算した値に相当する。

デューティ指令値情報３３０は、イベント番号情報３１０およびデータ番号情報３２０により特定される単位期間におけるＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値を示す情報である。設定電流値情報３４０は、イベント番号情報３１０およびデータ番号情報３２０により特定される単位期間におけるステッピングモーター２１０の設定電流値を示す情報である。

ステップＳ１０２に示す処理において、用紙の種類に応じた制御テーブル３００を選択すれば、制御部１１０は、２台のモーター２１０，２２０の駆動を開始する（ステップＳ１０３）。より具体的には、制御部１１０は、ステッピングモーター２１０およびＤＣブラシレスモーター２２０が所定の回転速度で回転するように、ステッピングモーター２１０およびＤＣブラシレスモーター２２０を起動する。

次に、制御部１１０は、制御対象の搬送ローラー１７１の上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１に用紙５００が到達したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。より具体的には、制御部１１０は、上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１の近傍のフォトセンサー１７２がＯＦＦ状態からＯＮ状態になったか否かを判断する。

上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１に用紙５００が到達していないと判断する場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御部１１０は、上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１に用紙５００が到達するまで待機する。

一方、上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１に用紙５００が到達したと判断する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御部１１０は、制御テーブル３００を参照し（ステップＳ１０５）、２台のモーター２１０，２２０の出力トルクを制御する（ステップＳ１０６）。より具体的には、制御部１１０は、制御テーブル３００中の現在のイベント番号の現在のデータ番号に対応するデューティ指令値および設定電流値を読み出す。そして、制御部１１０は、読み出した設定電流値を単位期間だけ適用して、ステッピングモーター２１０の出力トルクを制御する。同様に、制御部１１０は、読み出したデューティ指令値を単位期間だけ適用して、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクを制御する。

次に、制御部１１０は、ステッピングモーター２１０の実効電流値を検出する（ステップＳ１０７）。より具体的には、制御部１１０は、現在の単位期間にステッピングモーター２１０に実際に供給された電流値を検出して、ステッピングモーター２１０にかかる負荷（つまり、搬送ローラー１７１にかかる負荷）を検出する。なお、高回転領域では、ステッピングモーター２１０の実効電流値は、負荷が大きければ増加し、負荷が小さければ減少する。また、ステッピングモーター２１０の実効電流値は、たとえば、ステッピングモーター２１０に供給される１相分の電流波形のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）値や平均値として算出される。

次に、制御部１１０は、用紙５００の搬送状態が変化したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。本実施形態では、たとえば、用紙５００が制御対象の搬送ローラー１７１に到達した場合、制御部１１０は、用紙５００の搬送状態が変化したと判断する。あるいは、用紙５００が制御対象の搬送ローラー１７１を通過中に用紙５００の先端部が下流側に隣接する他の搬送ローラーに到達した場合、制御部１１０は、用紙５００の搬送状態が変化したと判断する。あるいは、用紙５００が制御対象の搬送ローラー１７１を通過中に用紙５００の後端部が上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１を抜けた場合、制御部１１０は、用紙５００の搬送状態が変化したと判断する。あるいは、用紙５００の後端部が制御対象の搬送ローラー１７１を抜けた場合、制御部１１０は、用紙５００の搬送状態が変化したと判断する。搬送状態の変化は、用紙５００の搬送経路上に配置されるフォトセンサー１７２のＯＮ／ＯＦＦの変化により認識される。用紙５００の搬送状態が変化すれば、搬送ローラー１７１にかかる負荷も変化し得る。

用紙５００の搬送状態が変化していないと判断する場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、制御部１１０は、データ番号を「１」増加させ（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０５の処理に戻る。そして、制御部１１０は、用紙５００の搬送状態が変化するまで、ステップＳ１０５以下の処理を繰り返す。

一方、用紙５００の搬送状態が変化したと判断する場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御部１１０は、データ番号を「０」にリセットする（ステップＳ１１０）。

次に、制御部１１０は、電流値を比較する（ステップＳ１１１）。より具体的には、制御部１１０は、たとえば、現在のイベント期間におけるステッピングモーター２１０の実効電流値の平均値（移動平均値）と所定の基準電流値の平均値とを比較する。基準電流値の詳細については後述する。

次に、制御部１１０は、実効電流値と基準電流値との差が許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。たとえば、制御部１１０は、実効電流値と基準電流値との差が、±１０ｍＡの範囲内にあるか否かを判断する。

実効電流値と基準電流値との差が許容範囲内にあると判断する場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、制御部１１０は、ステップＳ１１５の処理に移る。一方、実効電流値と基準電流値との差が許容範囲内にないと判断する場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、制御部１１０は、修正テーブル４００（図７参照）を参照し（ステップＳ１１３）、制御テーブル３００のデューティ指令値を変更する（ステップＳ１１４）。

図７は、修正テーブルの一例を示す図である。修正テーブル４００は、ステッピングモーター２１０の実効電流値と基準電流値との差と、ＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値の変更量とを相互に関連付けた変換テーブルである。修正テーブル４００では、ステッピングモーター２１０の実効電流値が大きいほどＤＣブラシレスモーターの出力トルクが大きくなるようにデューティ指令値の変更量が規定されている。制御部１１０は、修正テーブル４００を参照して、ステッピングモーター２１０の実効電流値と基準電流値との差に対応するデューティ指令値の変更量を算出する。そして、制御部１１０は、制御テーブル３００中の現在のイベントの全データ番号に対応するデューティ指令値に対して、算出した変更量の加算または減算を行って、制御テーブル３００中のデューティ指令値を書き換える。

次に、制御部１１０は、制御対象の搬送ローラー１７１を１枚の用紙５００が通過し終えたか否かを判断する（ステップＳ１１５）。より具体的には、制御部１１０は、制御対象の搬送ローラー１７１の近傍に設けられたフォトセンサー１７２の出力信号から、用紙５００の後端部が制御対象の搬送ローラー１７１を抜けたか否かを判断する。

制御対象の搬送ローラー１７１を用紙５００が通過し終えていないと判断する場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、制御部１１０は、イベント番号を「１」増加させ（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０５の処理に戻る。そして、制御部１１０は、制御対象の搬送ローラー１７１を用紙５００が通過し終えるまで、ステップＳ１０５以下の処理を繰り返す。一方、制御対象の搬送ローラー１７１を用紙５００が通過し終えたと判断する場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、制御部１１０は、イベント番号を「０」にリセットする（ステップＳ１１７）。

次に、制御部１１０は、印刷ジョブが終了したか否かを判断する（ステップＳ１１８）。より具体的には、制御部１１０は、複数枚の用紙５００に連続的に画像を形成する印刷ジョブについて、制御対象の搬送ローラー１７１をすべての用紙５００が通過し終えたか否かを判断する。

印刷ジョブが終了したと判断する場合（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、制御部１１０は、処理を終了する。

一方、印刷ジョブが終了していないと判断する場合（ステップＳ１１８：ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ１０４の処理に戻る。そして、制御部１１０は、印刷ジョブが終了するまで、ステップＳ１０４以下の処理を繰り返す。このとき、制御テーブル３００のデューティ指令値が書き換えられていれば、書き換えられたデューティ指令値を適用して、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが制御される。

以上のとおり、図４および図５に示すフローチャートの処理によれば、制御対象の搬送ローラー１７１が用紙５００を搬送する際に搬送ローラー１７１にかかる負荷が検出される。そして、搬送ローラー１７１にかかる負荷に応じて、制御テーブル３００のデューティ指令値が書き換えられる。具体的には、搬送ローラー１７１にかかる負荷が重ければ、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが増加するようにデューティ指令値が書き換えられる。一方、搬送ローラー１７１にかかる負荷が軽ければ、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが減少するようにデューティ指令値が書き換えられる。このような構成によれば、制御対象の搬送ローラー１７１が次の用紙５００を搬送する際、搬送ローラー１７１にかかる負荷が調整され、ステッピングモーター２１０の脱調が防止される。つまり、２台のモーター２１０，２２０により搬送ローラー１７１の回転軸１７１ａを駆動させる駆動機構について、負荷の変動に対して安定な動作を実現できる。

次に、図８を参照して、本実施形態の用紙搬送処理についてより具体的に説明する。

図８は、用紙搬送処理を説明するための図である。図８（ａ）は、制御対象の搬送ローラー１７１の上流側に隣接する他の搬送ローラー１７１の近傍に設けられたフォトセンサー１７２の出力を示す。図８（ｂ）は、制御対象の搬送ローラー１７１の近傍に設けられたフォトセンサー１７２の出力を示す。図８（ｃ）は、制御対象の搬送ローラー１７１の下流側に隣接するさらに他の搬送ローラー１７１の近傍に設けられたフォトセンサー１７２の出力を示す。

画像形成装置１００内部の搬送経路を用紙５００が搬送される場合、用紙５００は、まず、上流側の搬送ローラー１７１に到達し、その後、制御対象の搬送ローラー１７１および下流側の搬送ローラー１７１に順番に到達する。したがって、まず、図８（ａ）に示すとおり、上流側の搬送ローラー１７１の近傍のフォトセンサー１７２がＯＮ状態になり、次に、図８（ｂ）に示すとおり、制御対象の搬送ローラー１７１の近傍のフォトセンサー１７２がＯＮ状態になる。それから、図８（ｃ）に示すとおり、下流側の搬送ローラー１７１の近傍のフォトセンサー１７２がＯＮ状態になる。その後、用紙５００の搬送が進むに連れて、上流側の搬送ローラー１７１のフォトセンサー１７２、制御対象の搬送ローラー１７１のフォトセンサー１７２、および下流側の搬送ローラー１７１のフォトセンサー１７２の順にＯＮ状態からＯＦＦ状態に戻る。

図８（ｄ）は、用紙５００の搬送期間中にステッピングモーター２１０に実際に供給される電流の基準値の一例を示し、図８（ｅ）は、用紙５００の搬送期間中のＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値の一例を示す。

本実施形態の用紙搬送処理では、搬送ローラー１７１が用紙５００を搬送している間、制御テーブル３００に記述された設定電流値を適用して、ステッピングモーター２１０の動作が制御される。このとき、図８（ｄ）に示すとおり、ステッピングモーター２１０に実際に供給される電流の電流値（実効電流値）の理想値が、基準電流値として予め求められる。また、本実施形態の用紙搬送処理では、図８（ｅ）に示すとおり、搬送ローラー１７１が用紙５００を搬送している間、制御テーブル３００に記述されたデューティ指令値を適用して、ＤＣブラシレスモーター２２０の動作が制御される。なお、理想的な状態では、ＤＣブラシレスモーターの動力がステッピングモーター２１０の回転を補助するように、ＤＣブラシレスモーター２２０の動作が制御される。

図８（ｆ）は、ステッピングモーター２１０の実効電流値の一例を示し、図８（ｇ）は、次の用紙５００を搬送する際のＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値の一例を示す。

上述したとおり、ステッピングモーター２１０の実効電流値は、搬送ローラー１７１にかかる負荷に応じて変化する。図８（ｆ）では、図８（ｂ）のフォトセンサーがＯＮ状態になってから図８（ａ）のフォトセンサーがＯＦＦ状態になるまでの第１期間Ｔ１の間、ステッピングモーター２１０の実効電流値が基準電流値よりも大きくなっている。一方、図８（ａ）のフォトセンサーがＯＦＦ状態になってから図８（ｂ）のフォトセンサーがＯＦＦ状態になるまでの第２期間Ｔ２の間、ステッピングモーター２１０の実効電流値が基準電流値よりも小さくなっている。つまり、第１期間Ｔ１の間、搬送ローラー１７１にかかる負荷が重くなり、第２期間Ｔ２の間、搬送ローラー１７１にかかる負荷が軽くなっている。これらの負荷は、用紙５００を挟持する複数対の搬送ローラー１７１の用紙搬送速度の差等に起因する。

本実施形態の用紙搬送処理では、このような場合、図８（ｇ）に示すとおり、制御対象の搬送ローラー１７１が次の用紙５００を搬送する際、第１期間Ｔ１の間、ＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値が増加するように、制御テーブル３００が書き換えられる。一方、第２期間Ｔ２の間、ＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値が減少するように、制御テーブル３００が書き換えられる。その結果、制御対象の搬送ローラー１７１が次の用紙５００を搬送する際、第１期間Ｔ１の間、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが増大され、第２期間Ｔ２の間、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが低減される。

以上のとおり、本実施形態の用紙搬送処理によれば、１枚の用紙５００の搬送期間中に制御対象の搬送ローラー１７１にかかる負荷が検出され、負荷に応じて、次の用紙５００の搬送期間中のＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが変更される。具体的には、搬送ローラー１７１にかかる負荷が重ければ、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが増加され、搬送ローラー１７１にかかる負荷が軽ければ、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが減少される。このような構成によれば、次の用紙５００を搬送する際に搬送ローラー１７１にかかる負荷が調整され、ステッピングモーター２１０の脱調が防止される。なお、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクを調整すれば、ＤＣブラシレスモーター２２０の動力がステッピングモーター２１０の回転を補助するアシスト制御、ＤＣブラシレスモーター２２０の動力がステッピングモーター２１０の回転を妨げるブレーキ制御、または、ＤＣブラシレスモーター２２０の動力がステッピングモーター２１０の回転に影響を与えない中立制御が行われる。

（変形例）
上述した実施形態では、搬送ローラー１７１にかかる負荷が軽い場合、制御テーブル３００が書き換えられ、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが低減された。しかしながら、搬送ローラー１７１にかかる負荷が軽い場合、ＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクに加え、ステッピングモーター２１０の出力トルクが低減されてもよい。

図９は、変形例に係る用紙搬送処理を説明するための図である。図９（ｆ）は、ステッピングモーター２１０の実効電流値の一例を示し、図９（ｇ）は、次の用紙５００を搬送する際のＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値の一例を示す。図９（ｈ）は、次の用紙を搬送する際のステッピングモーター２１０の設定電流値の一例を示す。

図９（ｆ）では、用紙５００の搬送期間中、搬送ローラー１７１にかかる負荷が軽くなっている。変形例に係る用紙搬送処理では、このような場合、図９（ｇ）および図９（ｈ）に示すとおり、ＤＣブラシレスモーター２２０のデューティ指令値が低減され、かつ、ステッピングモーター２１０の設定電流値が低減されるように、制御テーブル３００が書き換えられる。このような構成によれば、消費電力を抑制できる。

（第２実施形態）
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、制御テーブル３００が一時的または恒久的に変更される実施形態である。

本実施形態に係る画像形成装置１００の記憶部１２０には、制御テーブル３００および修正テーブル４００に加え、初期テーブルおよび履歴テーブル（不図示）が格納されている。制御テーブル３００および初期テーブルは、用紙の種類別に複数記憶されている。初期テーブルは、制御テーブル３００と同様のテーブルであり、たとえば、画像形成装置１００の電源投入時、制御テーブル３００として初期テーブルが用いられる。なお、本実施形態に係る画像形成装置１００の構成自体は、第１実施形態と同様であるため、画像形成装置１００についての詳細な説明は省略する。

図１０および図１１は、本実施形態に係る用紙搬送処理の手順を示すフローチャートである。

まず、制御部１１０は、印刷に用いられる用紙に関する情報を取得して、用紙５００の種類を認識する（ステップＳ２０１）。

次に、制御部１１０は、用紙の種類別に記憶部１２０に記憶されている複数の制御テーブル３００の中から、用紙の種類に応じた一の制御テーブル３００を選択する（ステップＳ２０２）。本実施形態では、たとえば、画像形成装置１００が実行する印刷ジョブが、画像形成装置１００の電源投入後の最初の印刷ジョブの場合、初期テーブルが制御テーブル３００として利用される。一方、画像形成装置１００が実行する印刷ジョブが、画像形成装置１００の電源投入後の２回目以降の印刷ジョブの場合、制御テーブルとして記憶部１２０に記憶されている制御テーブル３００がそのまま利用される。

ステップＳ２０３〜ステップＳ２１２の処理は、図４のステップＳ１０３〜Ｓ１１２の処理と同様であるため、説明は省略する。

ステップＳ２１２に示す処理において、実効電流値と基準電流値との差が許容範囲内にあると判断する場合（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、制御部１１０は、ステップＳ２１６の処理に移る。

一方、実効電流値と基準電流値との差が許容範囲内にないと判断する場合（ステップＳ２１２：ＮＯ）、制御部１１０は、修正テーブル４００を参照し（ステップＳ２１３）、制御テーブル３００のデューティ指令値を変更する（ステップＳ２１４）。

次に、制御部１１０は、履歴テーブルを変更する（ステップＳ２１５）。本実施形態では、制御部１１０は、記憶部１２０に記憶されている履歴テーブルに、ステッピングモーター２１０の実効電流値を記述する。ここで、実効電流値は、搬送ローラー１７１の経時変化を反映するパラメーターとして用いられる。履歴テーブルには、搬送ローラーの経時変化を検出するために、たとえば、１月分の実効電流値のデータが記述されている。

ステップＳ２１６〜Ｓ２１９の処理は、図５のステップＳ１１５〜Ｓ１１８の処理と同様であるため、説明は省略する。

ステップＳ２１９に示す処理において、印刷ジョブが終了していないと判断する場合（ステップＳ２１９：ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ２０４の処理に戻る。

一方、印刷ジョブが終了したと判断する場合（ステップＳ２１９：ＹＥＳ）、制御部１１０は、経時変化があるか否かを判断する（ステップＳ２２０）。より具体的には、制御部１１０は、履歴テーブルに記述されている実効電流値の長期的な変化量（たとえば、１月分の変化量の平均値）が所定値よりも大きい場合、経時変化があると判断する。

経時変化がないと判断する場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、制御部１１０は、処理を終了する。一方、経時変化があると判断する場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、制御部１１０は、初期テーブルを書き換え（ステップＳ２２１）、処理を終了する。より具体的には、制御部１１０は、制御テーブル３００により初期テーブルを置換して、処理を終了する。その結果、たとえば、翌日、画像形成装置１００の電源を起動して印刷ジョブを実行する場合、制御テーブル３００により置換された初期テーブルを用いて、用紙搬送処理が実行される。

以上のとおり、図１０および図１１に示すフローチャートの処理によれば、用紙５００の搬送時に搬送ローラー１７１にかかる負荷が検出され、次の用紙５００を搬送する際のＤＣブラシレスモーター２２０の出力トルクが変更される。そして、印刷ジョブが完了した場合、経時変化を反映するパラメーターの値が所定値を超えていれば、制御テーブル３００により初期テーブルが置換され、制御テーブル３００の内容が翌日以降も利用される。つまり、制御テーブル３００が恒久的に書き換えられる。

一方、経時変化を反映するパラメーターの値が所定値以下であれば、制御テーブル３００により初期テーブルが置換されず、翌日は、初期テーブルが制御テーブルとして利用される。つまり、制御テーブル３００は一時的に書き換えられ、現在の制御テーブル３００は翌日以降利用されることはない。

以上のとおり、本実施形態の用紙搬送処理によれば、経時変化がある場合、制御テーブル３００が恒久的に書き換えられ、経時変化がない場合、制御テーブル３００が一時的に書き換えられる。

なお、上述した実施形態では、経時変化を反映するパラメーターに基づいて、制御テーブル３００を一時的に書き換えるか、恒久的に書き換えるかが判断された。しかしながら、本実施形態とは異なり、画像形成装置１００の内部または周囲の温度／湿度に基づいて、制御テーブル３００を一時的に書き換えるか、恒久的に書き換えるかが判断されてもよい。この場合、たとえば、画像形成装置１００の温度／湿度が所定値よりも高い場合には、制御テーブル３００により初期テーブルが置換されず、制御テーブル３００が一時的に書き換えられる。その後、画像形成装置１００の温度／湿度が所定値よりも高い状況が解消されれば、制御テーブル３００は破棄されて、新たな制御テーブルとして初期テーブルが利用される。

本発明は、上述した第１および第２実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。

たとえば、上述した第１および第２実施形態では、制御テーブル３００は、用紙の種類に応じて複数用意された。しかしながら、制御テーブル３００は、画像形成装置１００の温度／湿度に応じて複数用意されてもよい。この場合、画像形成装置１００の温度／湿度情報が取得され、温度／湿度に応じて制御テーブル３００が選択される。さらに、制御テーブル３００は、用紙の種類と温度／湿度とを組み合わせて複数用意されてもよい。

また、上述した第１および第２実施形態では、ステッピングモーター２１０の実効電流値が所定の許容範囲内にない場合、修正テーブル４００を参照して、制御テーブル３００のデューティ指令値が変更された。しかしながら、ステッピングモーター２１０の電流値が許容範囲内にあるか否かを判断することなく、修正テーブル４００を参照して、制御テーブル３００のデューティ指令値を変更してもよい。

また、上述した実施形態では、１つのイベント単位で実効電流値の平均値と基準電流値の平均値とが比較され、比較結果に応じて、制御テーブル３００のデューティ指令値が変更された。しかしながら、１つのイベント内の１つまたは複数のデータ単位で実効電流値と基準電流値とが比較され、比較結果に応じて、制御テーブル３００のデューティ指令値が変更されてもよい。

また、上述した第１および第２実施形態では、ステッピングモーター２１０の実効電流値を検出することによって、搬送ローラー１７１にかかる負荷を検出した。しかしながら、用紙の搬送経路上の複数のフォトセンサー１７２の検知タイミングから、各搬送ローラーの用紙搬送速度の速度差を算出して、搬送ローラー１７１にかかる負荷を予測してもよい。

また、上述した第１および第２実施形態では、起動済みの搬送ローラー１７１が用紙５００を搬送する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の駆動装置２００は、制御対象の搬送ローラーと、制御対象の搬送ローラーに隣接する他の搬送ローラーとを同時に起動させて用紙５００を搬送する同期制御にも適用される。

また、上述した第１および第２実施形態では、本発明の駆動装置２００が画像形成装置１００に適用される場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の駆動装置２００は、画像形成装置に連結される後処理装置に適用され、後処理装置内部の搬送ローラーの回転軸を駆動してもよい。

また、上述した第１および第２実施形態では、本発明の駆動装置２００が、ステッピングモーター２１０とＤＣブラシレスモーター２２０を備える場合を例に挙げて説明した。しかしながら、駆動装置２００が備えるモーターは、ステッピングモーターおよびＤＣブラシレスモーターに限定されるものではなく、２台のＤＣブラシレスモーターであってもよい。

上述した第１および第２実施形態に係る画像形成装置１００における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウエア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置の一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。

１００ 画像形成装置、
１１０ 制御部、
１２０ 記憶部、
１３０ 画像読取部、
１４０ 画像形成部、
１５０ 定着部、
１６０ 給紙部、
１７０ 用紙搬送部、
１７１ 搬送ローラー、
１７１ａ 回転軸、
１７２ フォトセンサー、
２００ 駆動装置、
２１０ ステッピングモーター、
２１１，２１２，２２１，２２２ ギア、
２１５，２２５ ドライバー、
２２０ ＤＣブラシレスモーター、
３００ 制御テーブル、
４００ 修正テーブル、
５００ 用紙。

Claims (13)

1. 用紙を搬送するための搬送ローラーの回転軸に動力を伝達する第１モーターと、
   前記搬送ローラーの前記回転軸に動力を伝達する第２モーターと、
   前記搬送ローラーが用紙を搬送する期間中の前記第２モーターの駆動力を示す情報を記憶している記憶部と、
   前記搬送ローラーが用紙を搬送している期間中、前記情報が示す駆動力で前記第２モーターを駆動させる制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記搬送ローラーが用紙を搬送している期間中に前記搬送ローラーにかかる負荷に応じて、前記搬送ローラーにかかる負荷が大きいほど前記第２モーターの駆動力が大きくなるように、前記記憶部に記憶されている前記情報を変更し、前記搬送ローラーが次の用紙を搬送している期間中、変更後の前記情報が示す駆動力で前記第２モーターを駆動させる、駆動装置。
2. 前記第１モーターは、ステッピングモーターであり、前記第２モーターは、ブラシレスモーターである、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記記憶部には、前記情報が記述された制御テーブルが格納されており、
   前記制御部は、前記制御テーブルの前記情報を書き換える、請求項１、または２に記載の駆動装置。
4. 前記制御テーブルは、用紙の種類に応じて複数生成されている、請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記変更後の情報は、前記記憶部に一時的または恒久的に保持される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 経時変化を反映するパラメーターの値が所定値よりも大きい場合、前記変更後の情報が恒久的に保持される、請求項５に記載の駆動装置。
7. 温度および湿度の少なくとも一方が所定値よりも高い場合、前記変更後の情報が一時的に保持される、請求項５に記載の駆動装置。
8. 前記第２モーターは、ブラシレスモーターであり、
   前記制御部は、前記第２モーターのデューティ指令値を設定することにより、前記第２モーターの駆動力を制御する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動装置。
9. 前記第２モーターの駆動力が制御されることによって、前記第２モーターの動力が前記第１モーターの回転を補助するアシスト制御、または、前記第２モーターの動力が前記第１モーターの回転を妨げるブレーキ制御が行われる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動装置。
10. 前記制御部は、制御対象である前記搬送ローラーと、用紙の搬送方向に沿って前記搬送ローラーに隣接する他の搬送ローラーとを同時に起動させる同期制御を行う、請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動装置。
11. 前記制御部は、所定のタイミングで区切られる期間単位で前記情報を変更し、
    前記所定のタイミングは、制御対象である前記搬送ローラーに対して、用紙の搬送方向の上流側に隣接する他の搬送ローラーを用紙の後端部が抜けたタイミング、または、前記制御対象の搬送ローラーに対して、前記搬送方向の下流側に隣接する他の搬送ローラーに用紙の先端部が到達したタイミングを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
12. 前記記憶部には、前記第１モーターの駆動力を示す情報がさらに記憶されており、
    前記負荷が所定値よりも小さい場合、前記制御部は、前記第１モーターの駆動力が小さくなるように、前記第１モーターの駆動力を示す前記情報を変更する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の駆動装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動装置を有する画像形成装置。

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