JP7409201B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
画像形成装置において、画像を形成する対象となるシートは、用紙トレイから、ピックアップローラーにより1枚ずつピックアップされ、シート搬送経路に沿って搬送される。シート搬送経路には、シートを、シート搬送経路の下流側に向けて搬送する搬送ローラー対が、複数配置されている。なお、ピックアップローラー及び搬送ローラーは、モーターにより駆動される。
シート搬送経路の複数の位置には、シートの正常な通過(正常搬送)を確認するための搬送センサーが配置されている。例えば、特許文献1には、搬送中のシートの用紙詰まり(いわゆる用紙ジャム)を検知する下流側詰まり検知手段を備える画像形成装置が開示されている。下流側詰まり検知手段は、搬送センサーの一例である。
特開2000-352895号公報
ところで、シートの通過を検知する搬送センサーは、装置のコストアップの要因となるうえ、必ずしも、用紙ジャムの発生する位置に配置されているとも限らない。そのため、搬送センサーを設けなくとも、用紙ジャムを検出できる画像形成装置が求められている。
本発明は、搬送センサーを用いることなく、搬送経路上で発生した用紙ジャムを検知することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、複数の搬送ローラーと、駆動モーターと、制御部とを備える。前記複数の搬送ローラーは、シートを搬送する。前記駆動モーターは、前記複数の搬送ローラーを駆動する。前記制御部は、前記駆動モーターの回転速度を示す情報に基づいて前記駆動モーターを制御する制御信号を生成する。前記制御部は、前記複数の搬送ローラーが前記シートを搬送する前段階から、前記制御信号として初期制御信号を生成して前記複数の搬送ローラーを駆動させ、前記初期制御信号の特徴値を基準値として取得し、前記複数の搬送ローラーが前記シートを搬送している間に、前記制御信号の特徴値と前記基準値とに基づいて、前記複数の搬送ローラーの駆動を停止させるか否かを判定する判定処理を実行する。
本発明によれば、搬送センサーを用いることなく、搬送経路上で発生した用紙ジャムを検知することができる。
本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 実施形態の画像形成装置においてシートの搬送中に用紙ジャムを検出する判定処理の流れを示すフローチャートである。 画像形成装置におけるシート搬送時の駆動モーターのDutyの変化を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図1及び図2を参照して、本実施形態の画像形成装置100の構成及び動作について説明する。図1は、本実施形態の画像形成装置100の構成を示す図であり、図2は、画像形成装置100の構成を示すブロック図である。
画像形成装置100は、例えば、複写機又は複合機である。図1に示す画像形成装置100は、シートSに画像を形成して定着させる装置本体1と、画像読取部2と、操作パネル60とを備える。
画像読取部2は、例えば画像読取装置(スキャナー)である。画像読取部2は、装置本体1に接続されている。操作パネル60は、表示部61と、操作受付部62とを備える。
装置本体1は、図1及び図2に示すように、シート給送部10、シート搬送部11、画像形成部20、定着部30、排出部31、トナー補給部40、駆動モーター70(図2)、及び駆動力伝達機構を備える。また、画像形成装置100は、制御部50と、記憶部51とを備える。なお、駆動モーター70は、図1において割愛している。また、駆動力伝達機構は、図1及び図2において記載を省略している。
シート給送部10は、シートSをシート搬送部11に給送する。シート給送部10は、リフトアップ式の用紙トレイと、ピックアップローラーPRとを含む。
用紙トレイは、複数枚のシートSを収容する。ピックアップローラーPRは、用紙トレイからシートSを1枚ずつピックアップして、シート搬送部11に給送する。用紙トレイは、シートトレイの一例である。
シート搬送部11は、シート給送部10から給送されたシートSを、画像形成部20及び定着部30を経由して、排出部31まで搬送する。具体的には、シート搬送部11は、複数のガイド板と、複数の搬送ローラーFRとを含む。複数のガイド板及び複数の搬送ローラーFRは、シートSの搬送経路に沿って配置される。
以下、シート搬送経路におけるシート給送部10と画像形成部20との間の区間を第1搬送路F1と記載する。同様に、シート搬送経路における画像形成部20と定着部30との間の区間を第2搬送路F2と記し、シート搬送経路における定着部30と排出部31との間の区間を第3搬送路F3と記載する。
複数の搬送ローラーFRは、第1搬送路F1の入り口付近に配置された搬送ローラーFR1(ここではローラー対)を含む。ピックアップローラーPRによりピックアップされたシートSは、搬送ローラーFR1により第1搬送路F1に送り込まれ、搬送路内を搬送されて画像形成部20に達する。
画像形成部20は、シートSに画像を形成する。本実施形態において、画像形成部20は、電子写真方式によって、シートSに画像を形成する。
具体的には、画像形成部20は、感光体ドラム21(像担持体)、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、及び除電装置を有する。
また、画像形成部20に隣接して、トナー補給部40が配置される。トナー補給部40は、消耗品であるトナーを、画像形成部20の現像装置に補給する。
シート搬送部11は、画像形成後のシートSを定着部30に搬送する。詳しくは、複数の搬送ローラーFRは、感光体ドラム21と共に転写ニップを形成する搬送ローラーFR2を含む。画像形成後のシートSは、搬送ローラーFR2により第2搬送路F2に送り込まれ、搬送路内を搬送されて定着部30に達する。
定着部30は、シートSに画像を定着させる。定着部30は、加圧ローラーと加熱ローラーとを含む。定着部30は、シートSを加熱及び加圧して、シートSに画像を定着させる。本実施形態において、加圧ローラーと加熱ローラーとは、搬送ローラーFR3(ここではローラー対)を構成する。
シート搬送部11は、画像定着後のシートSを排出部31に搬送する。具体的には、複数の搬送ローラーFRは、搬送ローラーFR3を含む。画像定着後のシートSは、搬送ローラーFR3により第3搬送路F3に送り込まれ、搬送路内を搬送されて排出部31に到達する。
排出部31は、シートSを装置本体1の外部に排出する。排出部31は、排出ローラーFR4を含む。本実施形態において、複数の搬送ローラーFRは、排出ローラーFR4を含む。
駆動モーター70は、モーター本体70aと、回転数検出部70bとを有する。駆動モーター70は、各部に動力(駆動力)を供給する。駆動モーター70は、感光体ドラム21、搬送ローラーFR1、搬送ローラーFR2、搬送ローラーFR3、及び排出ローラーFR4を駆動する駆動力を発生する。駆動モーター70から発生した駆動力は、駆動力伝達機構(図示省略)に伝達される。
駆動力伝達機構は、例えば、複数の歯車(ギア)と複数の軸(シャフト)とを含む。駆動力伝達機構は、複数の歯車と複数の軸とにより、駆動モーター70から伝達された駆動力を、複数の搬送ローラーFRに分配する。
具体的には、駆動力伝達機構に伝達された駆動力は、複数の歯車と複数の軸とを介して、ピックアップローラーPR、感光体ドラム21、搬送ローラーFR1、FR2、FR3、及び排出ローラーFR4に分配される。ピックアップローラーPR、感光体ドラム21、搬送ローラーFR1、FR2、FR3、及び排出ローラーFR4に分配された駆動力は、各ロールを各々回転させる。
駆動モーター70の回転数検出部70bは、モーター本体70aの単位時間あたりの回転数(rpm)を検出する。回転数検出部70bは、例えばエンコーダーである。以下、単位時間あたりの回転数を「回転数」と記載する場合がある。
回転数検出部70bは、検出した回転数を示す信号又は回転速度を示す信号を、制御部50に出力する。制御部50は、回転数検出部70bから受信した信号に基づいて、モーター本体70aの回転数を、フィードバック制御により調整する。
続いて、図2を参照して、画像形成装置100を更に説明する。
制御部50は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサーを含む。制御部50は、記憶部51に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、画像形成装置100の各要素を制御する。
制御部50は、回転数検出部70bから受信した信号に基づいて、モーター本体70aの回転を制御する。具体的には、制御部50は、回転数検出部70bが検出する回転数に基づいて、モーター本体70aの回転数が目標値に近づくように、モーター本体70aの回転数を調整する制御信号を生成する(フィードバック制御)。
より詳しくは、制御部50は、制御信号として、モーター本体70aに駆動電流パルスを供給する。モーター本体70aは、駆動電流パルスに基づいて回転する。以下、駆動電流パルスを「モーター駆動電流」と記載する場合がある。
制御部50は、駆動電流パルスのデューティー比を制御することにより、モーター本体70aの回転数を調整する。以下、デューティー比を「Duty」と記載する。
制御部50は、モーター駆動電流のDutyを監視する。以下、モーター駆動電流のDutyを「駆動Duty」と記載する場合がある。
制御部50は、駆動Dutyをフィードバック制御する。
更に、制御部50は、複数の搬送ローラーFRがシートSを搬送する前の段階において、初期制御信号を生成して複数の搬送ローラーFRを駆動させる。その後、制御部50は、複数の搬送ローラーFRの動作が安定すると、基準値として、駆動Dutyを記憶部51に記憶させる。
具体的にはフィードバック制御によって、駆動Dutyが略一定で安定するか、あるいは、駆動Dutyの変動が少なくなる(例えば、±1%)と、制御部50は、その駆動Dutyの値を基準値として記憶部51に記憶させる。
なお、「初期制御信号」とは、複数の搬送ローラーFRがシートSを搬送する前の段階、言い換えれば、ピックアップローラーがシートSをピックアップする前に、制御部50が送信する制御信号である。初期制御信号のDutyを「初期駆動Duty」と記載する場合がある。
続いて、制御部50は、複数の搬送ローラーFRがシートSを搬送している間、制御信号の特徴値と基準値とに基づいて、複数の搬送ローラーFRの駆動及び駆動モーター70の駆動を停止させるか否かを判定する判定処理を実行する。言い換えれば、制御部50は、シートSの搬送開始後に、複数の搬送ローラーFRの駆動及び駆動モーター70の駆動を停止させるか否かを判定する。
具体的には、制御部50は、基準値として、初期駆動Dutyの平均値を取得する。詳しくは、制御部50は、基準値として、複数の搬送ローラーFRの動作が安定した後の初期駆動Dutyの平均値を取得する。
そして、制御部50は、ピックアップローラーPRがシートSをピックアップしてから、排出ローラーFR4がシートSの排出を完了するまでの間、駆動Dutyと基準値の差分が閾値を超えるか否かを監視する。なお、閾値は任意の値であり、記憶部51に記憶されている。なお、基準値に閾値を加えた「監視対象値」を基準として、駆動Dutyが「監視対象値」を超えるか否かを監視する場合もある。
制御部50は、複数の搬送ローラーFRがシートSを搬送している間に、駆動Dutyと基準値の差分が閾値を超えた場合、駆動モーター70を停止させる。また、複数の搬送ローラーFRがシートSを搬送している間に、駆動Dutyが「監視対象値」を超えた場合も、駆動モーター70を停止させる。
なお、制御部50は、ピックアップローラーPRがシートSをピックアップした場合、シートSをピックアップしてから所定時間の間、駆動Dutyの監視及び判定処理を行わない。
これは、ピックアップローラーPRの駆動によるモーター負荷の増加が、駆動Dutyの監視に影響することを避けるための処理である。これにより、シートSをピックアップした直後の、駆動Dutyが上昇し易い期間を、監視対象外とすることができる。その結果、ピックアップ直後の駆動Dutyの上昇を、用紙ジャムが発生したと判定する誤認を回避できる。
なお、駆動Dutyの監視を行わない、シートSをピックアップしてから所定時間の間を「例外期間」と記載する場合がある。例外期間は、1秒以下の短い時間である。
制御部50は、判定処理の結果、駆動モーター70を停止させ、シートSの搬送をストップさせた場合、表示部61にエラーメッセージを表示させる。エラーメッセージは、例えば、用紙詰まり(ジャム)が発生した可能性がある旨を通知する。
制御部50は、シートSの排出完了までに、駆動Dutyが監視対象値を超えず、印刷ジョブの実行が完了していない場合、ピックアップローラーPRに、次のシートSをピックアップさせる。
記憶部51は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)のような主記憶装置を含む。記憶部51は、HDD(Hard Disk Drive)のような補助記憶装置を含み得る。記憶部51は、種々のコンピュータープログラムと、種々のデータとを記憶する。
また、記憶部51は、駆動モーター70の回転数の目標値を記憶する。
表示部61は、例えば、液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)である。表示部61は、各種画面を表示する。
表示部61が、タッチディスプレーである場合、指等のタッチにより、ユーザーの操作入力を受け付ける。なお、表示部61は、本発明における通知部の一例である。
操作受付部62は、例えば、ハードキーである。ハードキーは、ユーザーの各種操作を受け付ける。
次に、図3及び図4を参照して、制御部50が実行する判定処理について説明する。図3は、シートSの搬送中に用紙ジャムを検出する判定処理の流れを示すフローチャートである。図4は、シート搬送時の駆動モーターの駆動Dutyの変化を示すグラフである。
図3に示す判定処理は、画像形成装置100に印刷の指示があった時にスタートする。具体的には、画像形成装置100が、ユーザーから、印刷ジョブデータを受信した時にスタートする。
図3に示すように、制御部50は、ユーザーから、ジョブデータを受信すると、ステップS1において、所定Dutyの初期制御信号を生成して複数の搬送ローラーFRの駆動を開始し、所定時間の間、各搬送ローラーの回転の安定を待つ。
具体的には、制御部50は、初期制御信号として初期駆動Duty(ここでは50%)を駆動モーター70に送信する。送信後、駆動Dutyのパルスのピーク値Dpkは、図4のグラフの初期期間(initi.)に示すように、不安定である。
制御部50は、ステップS1において、回転を開始した駆動モーター70の回転数を、フィードバック制御により調整し、安定を待機する。具体的には、図4のグラフの安定期間〔D(ave)〕に示すように、駆動Dutyは、制御部50のフィードバック制御により、ピーク値Dpkが±1%程度の変動の範囲内に収まるよう安定する。
制御部50は、駆動Dutyの安定を確認すると、ステップS2において、安定状態(シートSの非搬送状態)の平均Duty(Ds%)を取得して、基準値として記憶部51に記憶させる。
具体的に、図4のグラフにおいて、基準値(平均Duty Ds)は「59%」として記憶される。
駆動Dutyが安定すると、制御部50は、ステップS3において、シートSの給送を開始する。詳細には、ピックアップローラーPRで、シートSを1枚ピックアップし、搬送ローラー(対)FR1を通じて、シートSを第1搬送路F1に導入する。
シートSの給送を開始すると同時に、制御部50は、ステップS4において、所定の第1期間T1の間、駆動Dutyの監視を一旦中断する。この中断は、ピックアップローラーPRの作動によるモーター負荷(駆動Duty)の上昇を、ジャムと誤認しないようにするためである。
なお、図4に示す「T1」の期間は、ピックアップ後に、駆動Dutyの監視を行わない「例外期間」を示す。第1期間T1は、1秒以下の時間である。第1期間T1は、例えば0.1秒程度でよい。
例外期間が終了すると、制御部50は、ステップS5において、駆動Dutyの監視を再開し、ステップS6~S8の駆動Dutyの判定処理を実行する。
判定処理が開始されると先ず、制御部50は、ステップS6において、駆動Dutyのピーク値Dpkが、駆動モーター70の即時停止に繋がる第2設定値P2を超えていないか否かを判定する。
第2設定値P2は、記憶した基準値(平均Duty Ds)に第2値X2(%)を加えた値である。第2値は、記憶部51に記憶されている。第2値X2は、重大な故障が発生した時に、駆動モーター70を守るフェイルセーフのために設定されている。
重大な故障とは、複数個所での用紙ジャムの発生等により、駆動モーター70がロックし、全く回転していない状態をいう。ここでの第2値X2は、例えば15%である。従って、第2設定値P2は、平均Duty Ds(59%)に第2値X2(15%)を加えた「74%」である。
駆動Dutyが第2設定値P2を超えた場合、制御部50は、ステップ20において、即時に駆動モーター70を停止する。そして、ステップS21において、エラーの発生を通知した後、処理を終了する(エンド)。
ステップS6において、駆動Dutyが第2設定値P2を下回っている場合、制御部50は、用紙ジャムに繋がる駆動Dutyの異常値をカウントする。
詳細には、例外期間終了後、制御部50は、ステップS7において、予め定められたDuty監視期間T2の間に、駆動Dutyのピーク値Dpkが、第1設定値P1を超えた回数をカウントする。
第1設定値P1は、記憶した基準値(平均Duty Ds)に第1値X1(%)を加えた値である。第1値は、記憶部51に記憶されている。第1値X1は、5~10%の範囲内の値が設定される。本実施形態において、第1値X1は、例えば5%である。従って、第1設定値P1は、平均Duty Ds(59%)に第1値X1(5%)を加えた「64%」である。
また、Duty監視期間T2は、図4に示す「T2」の期間である。Duty監視期間T2は、例外期間終了後、シートSが、搬送ローラーFR1から、画像形成部20及び定着部30を経て、排出部31から排出されるまでの時間に相当する。制御部50は、Duty監視期間T2の間、ステップS6からステップS9までのループを繰り返し実行する。
Duty監視期間T2の間、制御部50は、ステップS7において、駆動Dutyのピーク値Dpkが、第1設定値P1を1度超えるごとに、記憶している回数Nをカウントアップ(N+1)する。
そして、制御部50は、ステップS8において、検出された第1設定値P1を超えるピーク値Dpkの数(カウント数)を確認する。具体的には、制御部50は、ステップS8では、第1設定値P1を超えるピーク値Dpkの数(回数N)が第3設定値M以上であるか否かを、ステップS6~S9のループの度に毎回判定する。
第3設定値Mは、記憶部51に記憶されている。第3設定値Mは、本実施形態において、2~10回の値をとる。第3設定値Mは、例えば「9回」である。
ステップS8において、カウントされた第1設定値P1を超えるピーク値Dpkの回数Nが、第3設定値M以上である場合、制御部50は、ステップS20において、駆動モーター70を停止する。そして、ステップS21において、エラーを通知した後、処理を終了する(エンド)。
具体例で説明すると、例えば、図4に示すグラフにおいて、一回目のDuty監視期間T2では、第1設定値P1を超えるピーク値Dpkの回数Nは、9回未満しかカウントされず、駆動モーター70の駆動及び印刷は継続されている。
また、図4に示すグラフにおいて、二回目のDuty監視期間T2では、第1設定値P1を超えるピーク値Dpkの回数Nが、9回以上カウントされ、ステップS8における判定は「Yes」となった。そのため、制御部50は、ステップS20に移行し、駆動モーター70の駆動を停止させた。
一方、ステップS8において、カウントされた第1設定値P1を超えるピーク値Dpkの回数Nが、第3設定値M未満で維持されたまま、ステップS9において、Duty監視期間T2が経過したことが確認(S9がYes)されると、制御部50は、ループを終了しステップS10に移行する。
ステップS10において、制御部50は、印刷ジョブの完了を確認する。ステップS10において、印刷ジョブが完了(S10がYes)であれば、回数Nのカウンターをリセットして、判定処理を終了する(エンド)。
ステップS10において、印刷ジョブが未完了(S10がNo)であれば、制御部50は、回数Nのカウンターをリセットした後、ステップS3において、次のシートSの給送を開始し、印刷を継続する。なお、その場合も、印刷ジョブが完了するまで、次のシートSに関して、以上のような用紙ジャムの発生の有無の判定処理を継続する。
以上の実施形態の画像形成装置100によれば、シートSの搬送経路上に搬送センサーを導入することなく、シートSの搬送経路上のいずれの位置で発生した用紙ジャムも検知することができる。また、検知に基づき、駆動モーター70が過負荷となる前に、適切に停止することができる。
従って、駆動モーター70に過大な負担がかることがなく、その結果、駆動モーター70の寿命を向上させることができる。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。
1 装置本体
10 シート給送部
11 シート搬送部
20 画像形成部
50 制御部
70 駆動モーター
70a モーター本体
70b 回転数検出部(エンコーダー)
100 画像形成装置

Claims (3)

  1. シートを搬送する複数の搬送ローラーと、
    前記複数の搬送ローラーを駆動する駆動モーターと、
    前記駆動モーターの回転速度を示す情報に基づいて前記駆動モーターを制御する制御信号を生成する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記複数の搬送ローラーが前記シートを搬送する前段階から、前記制御信号として初期制御信号を生成して前記複数の搬送ローラーを駆動させ、
    前記初期制御信号の特徴値を基準値として取得し、
    前記複数の搬送ローラーが前記シートを搬送している間に、前記制御信号の特徴値と前記基準値とに基づいて、前記複数の搬送ローラーの駆動を停止させるか否かを判定する判定処理を実行する、画像形成装置。
  2. 前記シートを載置するシートトレイと、
    前記シートトレイ上の前記シートをピックアップするピックアップローラーと
    を備え、
    前記複数の搬送ローラーは、前記ピックアップローラーを含み、
    前記制御部は、前記ピックアップローラーが前記シートをピックアップした場合、前記シートをピックアップしてから所定時間の間、前記判定処理を行わない、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. ユーザーに情報を通知する通知部を更に備え、
    前記制御部は、前記複数の搬送ローラーの駆動を停止させた場合、エラーメッセージを前記通知部に通知させる、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
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