JP7337546B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

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。

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。

特開２００８－２８７２３６号公報

しかしながら、シートの給送が大きく遅れた場合でも転写部までにシート間隔を目標値に合わせるためには、搬送速度を加速する際の目標速度を高い値に設定せざるを得ない場合がある。また、シートの搬送抵抗の大きさやローラ部材の摩耗状態によっては、モータの回転速度を変更する際にモータに掛かる負荷トルクが大きくなる場合がある。そのため、搬送ローラを駆動するモータとしては、負荷トルクが大きい条件でも余裕を持って加速できるような高出力のモータが選定されていた。これに対して、シート間隔の目標値を大きな値（広い目標間隔）に設定すると、低出力なモータを用いてシートを搬送することが可能になったとしても、画像形成装置の生産性は低下してしまう。

そこで、本発明は、モータの出力が低い場合であっても、可能な限り高い生産性を発揮可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

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、シートが積載される積載部と、前記積載部から給送された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、前記画像形成位置を先行シート及び後続シートが通過する間隔が目標間隔に近付くように、前記搬送手段により前記後続シートを搬送させる搬送動作の実行中に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目標間隔を変更する間隔変更処理を実行し、かつ前記後続シートが前記積載部から給送される際の前記先行シートと前記後続シートとの間隔である給送間隔を前記目標間隔に拘わらず一定となるように制御する、ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明の他の一態様は、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、前記画像形成位置を先行シート及び後続シートが通過する間隔が目標間隔に近付くように、前記搬送手段により前記後続シートを搬送させる搬送動作の実行中に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、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、を備え、前記制御手段は、複数枚のシートに対して前記搬送動作を繰り返し実行するジョブを実行する場合に、前記シート検知手段が前記ジョブの１枚目のシートを検知したタイミングに基づく搬送遅れ量と、前記トルク検知手段が検知する負荷トルクと、の関係をテーブルとして記憶しており、前記制御手段は、前記ジョブにおいて、前記１枚目のシートに対する前記搬送動作を行った際に前記トルク検知手段の検知結果と前記シート検知手段の検知結果に基づいて２枚目以降のシートについての前記目標間隔を前記テーブルから決定し、前記速度制御における前記目標間隔を変更する間隔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。

本発明によれば、モータの出力が低い場合であっても、可能な限り高い生産性を発揮することができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略図。 実施例１に係る給送機構の駆動構成を示す模式図。 実施例１に係る給送モータの概略図。 実施例１に係る給送モータの制御回路を示す図。 実施例１に係るシートの搬送経路の配置（ａ）及びシート給送動作におけるシートの位置（ｂ、ｃ）を示す図。 参考例におけるシート先端位置の推移及びシートの搬送速度を示す線図。 実施例１に係る給送モータの負荷トルクと加速倍率との関係を示すグラフ。 実施例１におけるシート先端位置の推移及びシートの搬送速度を示す線図。 実施例１に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャート。 実施例２に係る給送遅れ量と必要加速倍率との関係を表すグラフ。 実施例２に係るシート間隔のテーブルを表す図。 実施例２に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャート。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。なお、トルク検知手段として、給送モータ３４に対する投入電力の大きさや給送モータ３４のコイルに流れる電流値を測定可能な構成（例えば、コイルに接続された電流検出抵抗）を用いてもよい。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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、加減速制御の対象であるシート（後続シート）とこれに先行する先行シートとのシート間隔の目標値は、予め決定された一定の値が用いられるものとする。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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とすることが可能である。

ところで、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。給送遅れ量を取り戻すために必要な目標速度に対してモータの出力が不足していると、目標地点までにシート間隔を１０ｍｍまで縮めることができずに画像不良が発生したり搬送動作の異常が検知される可能性がある。また、ローラ部材の摩耗によって転がり抵抗が大きくなった状態や搬送抵抗の大きいシートを搬送する場合等、モータに大きな負荷トルクが掛かるような条件（モータの加速に不利な条件）でも、このような不都合を回避する必要がある。

そのため、図６に示すように加減速制御の最高速度が大きくなり得る構成では、目標地点までにシート間隔を目標値まで安定して狭めることができるように高出力なモータを選定する必要があった。このような高出力なモータを用いることは、コストを押し上げる要因となり、また、モータ自体が大型化することにより装置の大型化にもつながる。

加減速制御におけるシート間隔の目標値をより大きな値（上記の例で１０ｍｍより広い間隔）に設定すれば、このような不都合は回避される。しかしながら、単にシート間隔の目標値を大きくすると、二次転写部におけるシート間隔が広がることで画像形成装置の生産性が低下してしまう。

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、加減速制御により縮めることが可能なシート間隔との関係とを調べて、低出力なモータを用いる場合でも安定してシート間隔を制御することが可能な方法を検討した。

図７は、モータ負荷トルクの大きさと加速倍率との関係を示すグラフである。横軸のモータ負荷トルクの大きさとは、給送モータ３４に掛かる負荷トルクの大きさを表している。縦軸の加速倍率とは、加減速制御において給送モータ３４が出力可能な最高速度の、加速前の回転速度（基準速度Ｖｐ）に対する比率である。

図から読み取れるように、モータ負荷トルクが大きい程、加減速制御における加速倍率が小さくなる（つまり、給送モータ３４が出力可能な最高速度は小さくなる）関係がある。これは、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが大きいと、給送モータ３４が出力可能な加速度が小さくなり、加減速制御の実行期間中に到達可能な最高速度が小さくなるためである。

従って、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが大きい場合に大きな給送遅れが発生すると、高出力なモータを用いない限り加減速制御によってシート間隔を狭めることは難しいことが分かる。同時に、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが小さければ、比較的大きな給送遅れが発生したとしても、低出力なモータであっても十分にシート間隔を狭めることができることも分かる。

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ついてのシート間隔の目標値が変更される。

（制御例）
図８は、本実施例を適用した加減速制御の動作例を表す。図８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８の下段は、給送モータの回転速度の推移を表している。図８の上段及び下段の横軸（時間）は共通である。

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、シート間隔の目標値の違いによる加減速制御の変化を説明する。

図８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、目標間隔としては小さな値（１０ｍｍ）が選ばれる。速度プロファイルの目標速度Ｖａは、シートが目標地点に到達するまでにシート間隔を１０ｍｍまで縮められるように設定される。つまり、加減速制御によって取り戻すべき給送遅れ量が大きいことから、加減速制御における目標速度Ｖａは相対的に大きな値に設定される。

なお、目標速度Ｖａは、加減速制御の速度プロファイルにおいて、加速部と減速部との間の定速区間における速度である。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。

図８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、目標間隔としては大きな値（７０ｍｍ）が選ばれる。速度プロファイルの目標速度Ｖｂは、シートが目標地点に到達するまでにシート間隔を７０ｍｍまで縮められるように設定される。つまり、加減速制御によって取り戻すべき給送遅れ量が小さいことから、加減速制御における目標速度Ｖｂは相対的に小さな値に設定される。

図８の下段で実線（ａ）と破線（ｂ）を見比べると、給送遅れの程度が同じであったとしても、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが大きい条件では加減速制御の最高速度が抑制され（Ｖａ＞Ｖｂ）、代わりにシート間隔の目標値を大きくしていることが分かる。このため、低出力なモータを用いる場合において、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが大きい条件でもシート間隔を安定して制御することが可能となっている。一方、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが小さい条件では、シート間隔の目標値を小さくして画像形成装置の生産性向上を図ることができる。

なお、図８では比較的大きな給送遅れが発生しているものとして説明しているが、実際には、給送モータ３４に掛かる負荷トルクが大きい場合及び小さい場合の両方において、図８に示す例よりも給送遅れが小さい場合がある。しかしながら、給送遅れが大きい場合を想定して、低出力なモータでも十分に実現可能なシート間隔の目標値を設定することで、安定してシート間隔を制御することが可能となる。

図９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９は、本実施例におけるシート間隔の目標値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、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。

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）。

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ついてのシート間隔の目標値を決定し（Ｓ１０６～Ｓ１１２）。このとき、ＰＷＭ＿ＡＶＥの値が大きくなると、シート間隔の目標値が大きくなるような条件が設定される。図９に示す例では、以下のように設定されている。
ＰＷＭ＿ＡＶＥが５０％未満の場合の目標間隔…１０ｍｍ
ＰＷＭ＿ＡＶＥが５０％以上６０％未満の場合の目標間隔…３０ｍｍ
ＰＷＭ＿ＡＶＥが６０％以上７０％未満の場合の目標間隔…５０ｍｍ
ＰＷＭ＿ＡＶＥが７０％以上の場合の目標間隔…７０ｍｍ

つまり、本実施例は、ＰＷＭ＿ＡＶＥが第１の値であったときに目標間隔が第１の間隔に設定され、ＰＷＭ＿ＡＶＥが第１の値より大きい第２の値であったときに目標間隔が第１の間隔より広い第２の間隔に設定されるように構成されている。第１の値、第２の値の例をそれぞれ３５％、５５％とするとき、図９に示す制御例における第１の間隔、第２の間隔はそれぞれ１０ｍｍ、３０ｍｍである。

以上の処理によって加減速制御におけるシート間隔の目標値が決定すると、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、決定されたシート間隔の目標値と、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、低出力のモータを用いる場合であっても安定してシート間隔を制御できるようになる。

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。

また、ＰＷＭデューティの平均値ＰＷＭ＿ＡＶＥに応じたシート間隔の目標値の選択条件、及び、上記の目標間隔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、各階級に対応する目標間隔を予め決定しておいてもよい。

（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、加減速制御におけるシート間隔の目標値を変更する処理（図９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目標間隔する間隔変更処理を実行する。これにより、モータに掛かる負荷トルクが大きい条件では目標間隔を広げてシート間隔をより確実に制御することを可能とする。また、モータに掛かる負荷トルクが小さい条件では目標間隔を狭めて画像形成装置の生産性向上を図ることができる。即ち、本実施例によれば、モータの出力が低い場合であっても安定してシート間隔を制御することができる。

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おけるシート間隔の目標値を決定する。これにより、ジョブを実行する度により適切なシート間隔の目標値を決定することが可能となる。

（変形例）
負荷トルクに応じてシート間隔の目標値を変更するタイミング（間隔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目標間隔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シート間隔の目標値を決定してもよい。

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目標間隔を決定しているが、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目標間隔を決定してもよい。

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目標間隔を決定してもよい。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目標間隔を決定することで、ジョブの実行中に目標間隔を随時変更してもよい。

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、あるシートの搬送を行った際にモータに掛かった負荷トルクの検知結果に加えて、当該シートの給送遅れの程度に応じて、他のシートを搬送する際のシート間隔の目標値を変更する点で実施例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。

実施例１においては、給送遅れの量が大きい状況を想定して、給送モータに掛かる負荷トルクの大きさに関する条件毎に低出力なモータでも実現可能なシート間隔の目標値を決定していた。しかしながら、実際に発生する給送遅れが小さいことが分かっているときは、シート間隔の目標値をより小さな値に設定してもシート間隔の制御の安定性は損なわれないと考えられる。

ここで、給送遅れが発生する主な要因の１つは、給送ローラ１４の摩耗によりシートに対する摩擦力が低下し、給送ローラ１４のスリップが大きくなることである。そのため、あるシートを搬送した際の給送遅れ量が分かっていれば、他のシートを搬送した際の給送遅れ量の値の範囲やその最大値を予測することが可能である。そこで、本実施例においては、ジョブ中の１枚目のシートを搬送した際に、給送モータに掛かった負荷トルクに加えて当該シートの給送遅れ量を取得し、負荷トルク及び給送遅れ量に基づいて２枚目以降のシートについてのシート間隔の目標値を決定する。

図１０は、給送遅れ量と加減速制御において必要となる加速倍率との関係を示した図である。この図は、給送遅れ量が大きければ大きいほど、シート間隔を目標値まで狭めるために必要となる加速倍率は大きくなることを示している。つまり、シートの給送が最も遅れた場合として想定する給送遅れ量をどの値にするかによって、給送モータに求められる加速倍率が決まる。

図１１は、本実施例においてシート間隔の目標値を決定するためのテーブルである。このテーブルにより、ジョブ中の１枚目のシートを搬送した際の給送遅れ量及びＰＷＭデューティの平均値ＰＷＭ＿ＡＶＥから、２枚目以降のシートを搬送する際のシート間隔の目標値が導出される。

給送モータに掛かる負荷トルクが一定である場合（つまり、テーブルの行に注目した場合）、１枚目のシートを搬送した際の給送遅れ量が大きい程、シート間隔の目標値は大きくなる。これは、１枚目のシートを搬送した際の給送遅れ量が大きいとき、２枚目以降のシートについても比較的大きな給送遅れが発生することが予想されるため、必要な加速倍率が大きくなりすぎることを避けることを考慮したものである。

また、１枚目のシートを搬送した際の給送遅れ量が一定である場合（つまり、テーブルの列に注目した場合）、給送モータに掛かる負荷トルクが大きい程（ＰＷＭ＿ＡＶＥの値が大きい程）、シート間隔の目標値は大きくなる。これは、給送モータに掛かる負荷トルクが大きい程、加減速制御においてモータが実現可能な加速倍率が制限されること（図７参照）を考慮したものである。

図１１に示すテーブルの内容は、画像形成装置に搭載されるメモリ２７（図１）の不揮発性の記憶領域に格納され、適宜ＣＰＵ２６によって参照されるものとする。ただし、このようなテーブルを用いてシート間隔の目標値を求める方法に限らず、例えば、負荷トルクの大きさを表す変数及び給送遅れの程度を表す変数からシート間隔の目標値を算出する関数をＣＰＵ２６が実行するプログラムの一部として実装してもよい。

図１２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１２は、本実施例におけるシート間隔の目標値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。

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）。すると、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）の記録を開始する（Ｓ２０３）。

１枚目のシートの先端が搬送センサ１５Ｓの検知位置に到達したことを搬送センサ１５Ｓが検知すると（Ｓ２０４）、ＣＰＵ２６は給送遅れ量Ｄを算出する（Ｓ２０５）。給送遅れ量Ｄは、Ｓ２０２の給送開始タイミングからＳ２０４の検知タイミングまでの経過時間Ｔを用いて、次の計算式で算出される。
Ｄ＝（Ｔ－Ｔｒｅｆ）×Ｖｐｒ×１．２

ただし、上式のＴｒｅｆは給送遅れがないと仮定した場合の経過時間Ｔの値であり、Ｖｐｒはプロセス速度である。また、係数「１．２」は、シート毎の給送遅れ量Ｄのバラつきを考慮したマージンを規定している。この係数を１より大きな値とすることで、１枚目のシートの実際の給送遅れ量に比べて、シート間隔の目標値を設定する上での給送遅れ量Ｄの値は大きめに見積もられる。つまり、１枚目のシートの実際の給送遅れ量が、同一の負荷トルク条件下で観察される給送遅れ量の平均より小さい値だったとしても、この給送遅れ量Ｄは当該条件下において通常発生する給送遅れ量の最大値よりも大きな値となるように係数が選ばれている。従って、この給送遅れ量Ｄに基づいて図１１のテーブルから求めたシート間隔の目標値は、実際の給送遅れ量がシート毎に変動したとしても加減速制御によって十分に達成可能なものであると期待できる。

Ｓ２０５の後、シート先端が二次転写部に到達すると（Ｓ２０６）、ＣＰＵ２６はＰＷＭデューティの平均値ＰＷＭ＿ＡＶＥを算出する（Ｓ２０７）。そして、図１１に示したテーブルを参照することで、Ｓ２０５で算出した給送遅れ量Ｄ及びＳ２０７で算出したＰＷＭデューティの平均値ＰＷＭ＿ＡＶＥに対応する値を、シート間隔の目標値として決定する（Ｓ２０８）。

このように、本実施例では、給送モータを回転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だけでなく、給送遅れ量の大きさにも依存して、加減速制御におけるシート間隔の目標値を変更する。これにより、給送遅れ量が比較的小さいことが予想される条件ではシート間隔の目標値をより小さな値とすることができ、実施例１に比べて画像形成装置の生産性を向上可能である。

なお、実施例１の変形例において負荷トルクの大きさを取得する時期について説明したように、給送遅れ量の大きさを取得する時期についても、ジョブ中の１枚目のシートを搬送した場合に限らない。前回のジョブを実行した際に設定した給送遅れ量を今回のジョブにおいても引き続き使用したり、複数枚のシートを給送した際の給送遅れ量の平均値を用いたりすることが考えられる。

（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。

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。

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。

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。

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：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）

Claims (16)

1. 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、
   シートが積載される積載部と、
   前記積載部から給送された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、
   前記画像形成位置を先行シート及び後続シートが通過する間隔が目標間隔に近付くように、前記搬送手段により前記後続シートを搬送させる搬送動作の実行中に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目標間隔を変更する間隔変更処理を実行し、かつ前記後続シートが前記積載部から給送される際の前記先行シートと前記後続シートとの間隔である給送間隔を前記目標間隔に拘わらず一定となるように制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 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が第１の値であった場合に、前記目標間隔が第１の間隔に設定され、
   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２の値であった場合に、前記目標間隔が前記第１の間隔より広い第２の間隔に設定されるように、前記間隔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。
3. 前記第１の間隔は、前記給送間隔より狭く、
   前記第２の間隔は、前記給送間隔より広い、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、複数枚のシートに対して前記搬送動作を繰り返し実行するジョブを実行する場合に、１枚目のシートに対する前記搬送動作を行っ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間隔変更処理を実行することにより、２枚目以降のシートについての前記目標間隔を決定する、
   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。
5. 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をさらに備え、
   前記制御手段は、前記間隔変更処理において、１枚目のシートに対する前記搬送動作を行っ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と、前記シート検知手段が前記１枚目のシートを検知したタイミングと、に基づいて、２枚目以降のシートについての前記目標間隔を決定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 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をさらに備え、
   前記制御手段は、前記速度制御を実行する際に、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、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前記速度プロファイルにおける前記第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４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記モータに前記搬送手段を駆動させてシートの搬送を開始させてから当該シートの先端が前記画像形成位置に到達するまでの期間における、前記トルク検知手段が検知した負荷トルクの平均値に基づいて、前記間隔変更処理を実行する、
   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。
8. 前記画像形成手段は、トナー像を担持して回転する像担持体を有し、
   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７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 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、
   前記画像形成位置を先行シート及び後続シートが通過する間隔が目標間隔に近付くように、前記搬送手段により前記後続シートを搬送させる搬送動作の実行中に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、
   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、を備え、
   前記制御手段は、複数枚のシートに対して前記搬送動作を繰り返し実行するジョブを実行する場合に、前記シート検知手段が前記ジョブの１枚目のシートを検知したタイミングに基づく搬送遅れ量と、前記トルク検知手段が検知する負荷トルクと、の関係をテーブルとして記憶しており、
   前記制御手段は、前記ジョブにおいて、前記１枚目のシートに対する前記搬送動作を行った際に前記トルク検知手段の検知結果と前記シート検知手段の検知結果に基づいて２枚目以降のシートについての前記目標間隔を前記テーブルから決定し、前記速度制御における前記目標間隔を変更する間隔変更処理を実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記速度制御を実行する際に、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、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前記速度プロファイルにおける前記第２速度の大きさを変更する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記テーブルで参照される前記トルク検知手段の検知結果は、前記モータに前記搬送手段を駆動させて１枚目のシートの搬送を開始させてから当該１枚目のシートの先端が前記画像形成位置に到達するまでの期間における、前記トルク検知手段が検知した負荷トルクの平均値である、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成手段は、トナー像を担持して回転する像担持体を有し、
    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９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、指令信号を前記モータの駆動回路に送信することにより前記モータに対する投入電力を制御可能に構成され、
    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１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記指令信号はパルス幅変調された信号であり、
    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１３に記載の画像形成装置。
15. 前記トルク検知手段は、前記モータに流れる電流を検知する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記モータは、ブラシレスモータである、
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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