画像形成装置、同装置におけるクラッチの制御方法及び制御プログラム
【課題】用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動され、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介さず起動／停止が行われる第２の搬送ローラを備えた画像形成装置において、第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合の問題を解消できる画像形成装置等を提供する。
【解決手段】前記クラッチ１５に対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラ１４の起動／停止を制御するとともに、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータ２４Ａの回転速度に合うように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御手段１を備えている。
【解決手段】前記クラッチ１５に対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラ１４の起動／停止を制御するとともに、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータ２４Ａの回転速度に合うように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御手段１を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多機能デジタル画像形成装置であるＭＦＰ（Multi Function Peripherals) 等に用いられる画像形成装置、及び同装置におけるクラッチの制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、例えばブラシレスモータで駆動され、電磁クラッチにより起動／停止（連結／解除）が行われる第１の搬送ローラと、例えばステッピングモータでクラッチを介することなく駆動／停止が行われる第２の搬送ローラの両方が、同一の用紙搬送路に併設されているものが知られている。
【０００３】
この場合、クラッチによる第１の搬送ローラとステッピングモータによる第２の搬送ローラとで、互いに応答速度が異なることから、起動／停止タイミングが互いに異なるものとなる。
【０００４】
このため、第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチとステッピングモータで、第１の搬送ローラと第２の搬送ローラを起動／停止させると、それぞれの紙送り量が異なってしまい、以下のような問題が起きる。
【０００５】
なお、従来、クラッチ連結時に急激なトルク変動でステッピングモータが脱調しないように、起動時にクラッチをＰＷＭ制御してトルク緩やかに変化させるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
即ち、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合、クラッチの応答速度の方がステッピングモータよりも速いので、該ステッピングモータの速度が定速になるまでは、クラッチに該ステッピングモータのトルクも加算されることになる。このため、クラッチに必要なトルクは、このステッピングモータのトルク分も加算して決めなければならず、小型のクラッチでは対応が難しく、容量の大きなクラッチを使用せざるを得ないという問題があった。
【０００８】
また、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあると、用紙に余分なループが生じやすくなり、ジャムが起きるおそれがあるという問題があった。
【０００９】
このような問題に対して、前記特許文献１に記載された技術は、解決策を提供しうるものではなかった。
【００１０】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置において、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合に、クラッチによる第１の搬送ローラとモータによる第２の搬送ローラとで、互いに応答速度が異なることに起因して発生する問題を解消できる画像形成装置、及び同装置におけるクラッチの制御方法を提供し、さらには前記制御方法を画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合に、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
（２）前記クラッチの出力側に回転数検出器を備えており、前記制御手段は、前記回転数検出器で検出された回転数に対応する回転速度と前記第２のモータの回転速度とを比較するとともに、その比較結果に基づいて前記パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する前項１に記載の画像形成装置。
（３）前記クラッチの負荷情報および耐久情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されたクラッチの負荷情報および／または耐久情報に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する前項１に記載の画像形成装置。
（４）前記負荷情報は、搬送される用紙のサイズおよび厚さである前項３に記載の画像形成装置。
（５）前記制御手段は、前記第２のモータの回転速度を前記クラッチの回転速度が下回った場合には前記デューティ比を加算し、前記クラッチの回転速度が上回った場合には前記デューティ比を減算する前項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
（６）用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置におけるクラッチの制御方法であって、前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを備えていることを特徴とする画像形成装置におけるクラッチの制御方法。
（７）用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムであって、前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを前記コンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラム。
【発明の効果】
【００１２】
前項（１）に記載の発明によれば、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、第１の搬送ローラの起動／停止を行うクラッチの出力側の速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変してクラッチの起動／停止制御が行われるので、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合に、従来のように、モータのトルクを考慮して容量の大きなクラッチを使用する必要はなくなる。このため、クラッチの小形化を促進できる。
【００１３】
また、前記クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあっても、用紙が弛んだりすることもなく、円滑な搬送状態が確保される。
【００１４】
前項（２）に記載の発明によれば、クラッチの出力側の回転数に対応する回転速度と第２のモータの回転速度との比較結果に基づいて、パルス幅変調信号のデューティ比が可変設定されるので、該パルス幅変調信号のデューティ比の設定を正確に行うことができる。
【００１５】
前項（３）に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されたクラッチの負荷情報および／または耐久情報に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を可変設定するので、パルス幅変調信号のｄｕｔｙ比の設定を容易に行える。
【００１６】
前項（４）に記載の発明によれば、前記負荷情報が、搬送される用紙のサイズおよび厚さであるので、これら用紙のサイズおよび厚さに応じて正確なパルス幅変調信号のデューティ比が設定可能となる。
【００１７】
前項（５）に記載の発明によれば、前記クラッチの回転速度が下回った場合には前記デューティ比を加算され、前記クラッチの回転速度が上回った場合には前記デューティ比を減算されることにより、一層高精度の制御が可能となる。
【００１８】
前項（６）に記載の発明によれば、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合に、モータのトルクを考慮して容量の大きなクラッチを使用する必要はなくなるので、クラッチの小形化を促進できるし、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあっても、用紙が弛んだりすることもなく、円滑な搬送状態が確保される。
【００１９】
前項（７）に記載の発明によれば、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合に、モータのトルクを考慮して容量の大きなクラッチを使用する必要はなくなり、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあっても、用紙が弛んだりすることもなく、円滑な搬送状態を確保できる処理を、画像形成装置のコンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】同じく画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ＰＷＭ信号のデーティ（ｄｕｔｙ）比とクラッチに印加される平均電流との関係を示す特性図である。
【図４】用紙搬送時におけるクラッチ制御の動作説明図である。
【図５】クラッチ制御における予測起動特性の決定方法の説明図である。
【図６】クラッチ制御におけるフィードバックを行う場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】クラッチ制御におけるフィードバックを行わない場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】クラッチ制御におけるフィードバックを行う場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】クラッチ制御におけるフィードバックを行わない場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００２３】
図１において、この画像形成装置は、装置本体１００と、この装置本体１００の下側に配備された給紙オプション部２００とを備えている。
【００２４】
前記装置本体１００は、下部に位置する複数段（例えば上下２段）の給紙カセット部１０Ａ，１０Ｂと、画像形成部３０と、定着部４０と、両面印字用の反転搬送部５０とを備えている。
【００２５】
前記装置本体１００側における上側の給紙カセット部１０Ａ，１０Ｂならびに給紙オプション部２００から後述する排紙部までの給紙搬送路Ｒには、前記給紙カセット部１０Ａ，１０Ｂからの用紙を搬送する第１の給紙搬送部Ｒ１と、給紙オプション部２００からの用紙を搬送する第２の給紙搬送部Ｒ２とが設定されている。
【００２６】
前記装置本体１００側における下側の給紙カセット部１０Ａには、用紙を第１給紙搬送部Ｒ１に取り出すために、第１のモータとしての１台のブラシレスモータ１３で駆動される給紙ローラ１１Ａが配備されており、この給紙ローラ１１Ａには、クラッチ１２Ａが連結されている。つまり、ブラシレスモータ１３の回転力が伝達される給紙ローラ１１Ａは、前記クラッチ１２Ａにより起動／停止が行われるようになっている。なお、給紙ローラ１１Ａには従動ローラが接触しており、給紙ローラ１１Ａと従動ローラにより挟まれて用紙が搬送される。以下の給紙ローラ、搬送ローラ等各種のローラについても同様の構成である。
【００２７】
また、上側の給紙カセット部１０Ｂにも同様に、用紙を第１の給紙搬送部Ｒ１に取り出すために、前記のブラシレスモータ１３で駆動される給紙ローラ１１Ｂが配備されており、この給紙ローラ１１Ｂには、クラッチ１２Ｂが連結されている。つまり、ブラシレスモータ１３の回転力が伝達される給紙ローラ１１Ｂは、前記クラッチ１２Ｂにより起動／停止が行われるようになっている。
【００２８】
下側の給紙カセット部１０Ａと上側の給紙カセット部１０Ｂとの間の位置において、前記第１の給紙搬送部Ｒ１には、前記ブラシレスモータ１３の回転力が伝達されて、クラッチ１５で起動／停止が行われる搬送（縦搬）ローラ１４が配備されている。
【００２９】
また、上側の給紙カセット部１０Ｂの上方位置において、前記第１の給紙搬送部Ｒ１には、前記ブラシレスモータ１３の回転力が伝達されて、クラッチ１７で起動／停止が行われる、用紙の搬送タイミングを調整するためのタイミングローラ１６が配備されている。なお、第１のモータはブラシレスモータ１３に限定されるものではない。
【００３０】
一方、前記給紙オプション部２００側における下側の給紙カセット部２０Ａには、用紙を第２の給紙搬送部Ｒ２に取り出すために、第２のモータとしてのステッピングモータ２２Ａで駆動される給紙紙ローラ２１Ａが配備されている。
【００３１】
また、上側の給紙カセット部２０Ｂにも同様に、用紙を第２の給紙搬送部Ｒ２に取り出すために、別の第２のモータとしてのステッピングモータ２２Ｂで駆動される給紙ローラ２１Ｂが配備されている。
【００３２】
下側の給紙カセット部２０Ａの側方位置において、前記第２の給紙搬送部Ｒ２には、さらに別の第２のモータとしてのステッピングモータ２４Ａの回転力が伝達される搬送（縦搬）ローラ２３Ａが配備されている。
【００３３】
また、上側の給紙カセット部２０Ｂの側方位置において、前記第２の給紙搬送部Ｒ２には、ステッピングモータ２４Ｂの回転力が伝達される搬送（縦搬）ローラ２３Ｂが配備されている。なお、第２のモータもステッピングモータに限定されるものではない。
【００３４】
前記装置本体１００において、画像形成部３０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する４つの感光体（図示せず）と、一対の駆動・従動ローラ３１、３２に間に掛設されて、４つの感光体から各色にトナー像が順次転写される中間転写ベルト３３と、前記タイミングローラ１６，１６の下流側に位置して、中間転写ベルト３３のトナー像を給紙搬送路Ｒを搬送されてきた用紙に転写する転写ローラ３４とを備えている。
【００３５】
前記定着部４０は、給紙搬送路Ｒにおける前記転写位置の下流側に位置しており、一対の定着ローラ４１と加熱ローラ４２により、用紙のトナー像を定着させるようになっている。
【００３６】
この定着部４０の下流側に設けられた排紙センサ５０を通過した用紙は、片面印字時には、ステッピングモータ２５で駆動される排紙／反転ローラ１８による排紙動作により、図示しない排紙トレイに排紙される。
【００３７】
また、両面印字時の用紙は、前記排紙／反転ローラ１８による反転搬送動作により反転搬送部５１に戻されてステッピングモータ２６で駆動される両面ローラ５１〜５３により給紙搬送路Ｒに搬送されて、用紙の裏面が印字されてから排紙される。
【００３８】
図２は、画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００３９】
図２において、この画像形成装置は、制御部としてのＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、データ記憶部３と、ステッピングモータドライブ用のドライバＩＣ４と、クラッチドライブ用のドライバＩＣ５とを備えており、これらは、制御基板１０００に実装されている。なお、符号６は、前記クラッチの出力側、つまりクラッチで連結駆動されるローラ（例えば搬送ローラ１４）の回転数を検出して検出信号を前記ＣＰＵ１に送るローラ回転数検出器である。
【００４０】
前記ステッピングモータドライブ用のドライバＩＣ４には、モータドライブラインを介して前記ステッピングモータ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６が接続されている。
【００４１】
また、前記クラッチドライブ用のドライバＩＣ５には、クラッチドライブラインを介して前記クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７が接続されている。
【００４２】
前記ＣＰＵ１は、画像形成装置の全体動作を統括的に制御する他に、前記ドライバＩＣ４を介して前記ステッピングモータ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６を、運転マップに基づいて動作制御し、さらに、前記クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７の駆動源であるブラシレスモータ１３に対して所定の回転数制御クロック信号等を送給し、該ブラシレスモータ１３からは、回転状態の信号が返送されるようになっている。
【００４３】
また、ＣＰＵ１は、前記ローラ回転数検出部６からのローラ回転数の検出信号を受けて算出した回転速度信号と、前記ステッピングモータ２４Ｂ（２４Ａ）等の回転速度信号とを比較し、その比較結果に基づいてクラッチ制御用のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティ（以下、ｄｕｔｙまたはＤｕｔｙともいう）比を決定し、その結果に基づく連結／解放信号を前記ドライバＩＣ５を介して前記クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７に送出して、これらクラッチをＰＷＭ制御するようになっている。
【００４４】
前記データ記憶部３には、前記ステッピングモータ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６の各運転マップやその他のデータが記憶されている。
【００４５】
前記ＲＡＭ２は、ＣＰＵ１が所定の動作プログラムに基づいて制御する際の動作領域を提供するメモリである。
【００４６】
図３は、ＰＭＷ信号のｄｕｔｙ比（％）とクラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７に印加される平均電流との関係を示す特性図である。
【００４７】
図３において、ＰＭＷ信号のｄｕｔｙ比を加算（増大）することにより、クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７に印加する電圧値が上昇し、その印加電圧が上昇することにより、クラッチ電流が増大し、駆動トルクが上昇する。
【００４８】
つぎに、用紙搬送時におけるクラッチの制御動作を図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
【００４９】
図４（Ａ）には、給紙動作により１枚目の用紙Ｓ１が、前記ステッピングモータ２４Ｂで駆動される搬送ローラ２３Ｂと、搬送ローラ２３Ｂに対する用紙搬送方向の下流側に設けられている、前記クラッチ１５で連結される搬送ローラ１４との間に位置する場合を例示してある。
【００５０】
なお、２枚目の用紙Ｓ２は、その先端が前記ステッピングモータ２４Ａで駆動される搬送ローラ２３Ａに差しかかっているものとする。
【００５１】
前記各ステッピングモータ２４Ａ，２４Ｂの起動／停止の特性は、図４（Ｂ）に示すように、略台形状のカーブに沿ったものとなっており、特性の頂部平坦部でステッピングモータ２４Ａ，２４Ｂの速度が一定となる。
【００５２】
前記ステッピングモータ２４Ａ，２４Ｂの起動／停止時には、図４（Ｃ）に示すクラッチ起動／停止特性をもったクラッチ電流がＰＭＷ信号のｄｕｔｙ比の可変制御によって供給される。
【００５３】
具体的には、ステッピングモータ２４Ｂで駆動される搬送ローラ２３Ｂに対してクラッチ１５が用紙搬送方向の下流側にある状態では、搬送ローラ１４に付設したエンコーダ１５０に基づいて算出されたクラッチの速度（搬送ローラ１４の速度）とステッピングモータ２４Ｂの速度を、モータ速度を前記ＣＰＵ１で比較し、比較結果をＣＰＵ１にフィードバックして、クラッチ１５に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を決定したのち、決定されたｄｕｔｙ比のパルス信号が、ＣＰＵ１から前記クラッチドライバＩＣ５を介してクラッチ１５に出力される。なお、エンコーダ１５０は必ずしも搬送ローラ１４に付設されなければならないものではなく、クラッチ１５の出力側の回転数（速度）を検出できる態様であればよい。
【００５４】
図４（Ｃ）に示すクラッチ起動／停止特性において、速度比較によるフィードバック制御がない場合には、クラッチ電流の特性が点線ｂで示すように早期に急峻に立ち上がって最大値に達し、急峻に立ち下がるが、前記クラッチの速度をステッピングモータ２４Ｂの速度に合うように、ＰＷＭのｄｕｔｙ比を決定して制御を実施した場合には、クラッチ電流の特性が実線ａで示すように、立ち上がりが遅れて緩やかに最大値に達し、遅れて立ち下がる。
【００５５】
搬送（縦搬）ローラ１４の速度特性も、前記速度比較によるフィードバック制御がない場合には、図４（Ｃ）の点線ｙで示すように早期に急峻に立ち上がって最大値に達し、急峻に立ち下がるが、速度比較によるフィードバック制御を実施することにより、図４（Ｃ）の実線ｘで示すように、立ち上がりが遅れて最大値に達し、遅れて立ち下がる。
【００５６】
これにより、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの起動／停止タイミングがほぼ同じになり、クラッチ１５が速く立ち上がった場合のようにクラッチにステッピングモータのトルクを加算する必要はなくなるから、その分、該クラッチ１５を小形化できる。また、クラッチ１５が通紙の上流側にある場合には、用紙に弛みが生じたりするのが抑制される。
【００５７】
なお、図４（Ａ）の構成において、クラッチ１５に対する速度フィードバック制御を行うのではなく、前記データ記憶部３にクラッチの起動特性あるいは停止特性に沿った運転パータンを予め記憶させておき、この運転パターンを読み出して起動、停止させても良い。この場合は、用紙の種別、用紙サイズおよび用紙の送り方向に合わせた負荷情報を保持しておき、これら負荷情報とプロセス（システム）速度から起動特性（カーブ）等を決定する。
【００５８】
図５（Ａ）は、速度（ｍｍ／ｓ）と負荷（ｍＮ・ｍ）との関係から必要な起動特性を選択するためのテーブルであり、例えば、プロセス速度が２５０（ｍｍ／ｓ）において、負荷が３００（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「１−丸数字１」が選択され、負荷が７０（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「１−丸数字３」が選択される。
【００５９】
同様に、例えば、プロセス速度が５０（ｍｍ／ｓ）において、負荷が３００（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「４−丸数字１」が選択され、負荷が７０（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「４−丸数字３」が選択される。
【００６０】
また、クラッチ耐久回数により起動／停止時間（応答時間）が図５（Ｃ）（Ｄ）に示すように、変化するので、耐久係数を起動特性に加算し、最終的な起動／停止特性を決定しても良い。
【００６１】
図６は、速度フィードバックを行う場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理及び図７以降のフローチャートに示す処理は、画像形成装置のＣＰＵ１がデータ記憶部３等の記録媒体に記録された制御プログラムに従って動作することにより実行される。
【００６２】
なお、以下の説明では、図４（Ａ）の構成を参考にして説明する。
【００６３】
図６において、ステップＳ１では、画像形成指令があるか否かを判断し、画像形成指令がなければ（ステップＳ１でＮＯ）、画像形成指令を待ち、画像形成指令があれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２では、クラッチ１５の初期のｄｕｔｙ比の設定と、ステッピングモータ２４Ｂの起動特性を設定する。ステップＳ３では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの起動を開始し、ステップＳ４では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度（搬送ローラ１４の速度）との差、即ち［ステッピングモータ２４Ｂの速度−クラッチ１５の速度］の値を算出する、
ステップＳ５では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であるか否かを判断する。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ９では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を加算（増大）してから、ステップＳ７に進む。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側でなければ（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ６では、ＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を減算（減少）してから、ステップＳ７に進む。
【００６４】
ステップＳ７では、ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達したか否かを判断し、目標値に達していなければ（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５に戻る。目標値に達すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ８では、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比をそのまま固定して、処理を終了する。
【００６５】
図７は、速度フィードバックを行わない場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６６】
図７において、ステップＳ１１では、画像形成指令があるか否かを判断し、画像形成指令がなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、画像形成指令を待ち、画像形成指令があれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２では、各条件（図５）によりクラッチ１５の起動特性を設定し、さらにステッピングモータ２４Ｂの起動特性を設定する。
【００６７】
ステップＳ１３では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの起動を開始し、ステップＳ１４では、クラッチ１５の起動特性の設定（図５）に基づいてｄｕｔｙ比を加算してから、ステップＳ１５に進む。
【００６８】
ステップＳ１５では、ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達したか否かを判断し、ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達していなければ（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１４に戻る。ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達していれば（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１５では、クラッチ１５のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比をそのままに固定し、処理を終了する。
【００６９】
図８は、速度フィードバックを行う場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００７０】
図８において、ステップＳ３１では、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を固定し、ステッピングモータ２４Ｂの速度も固定している。
【００７１】
ステップＳ３２では、停止の指示があるか否かを判断し、停止の指示がなければ（ステップＳ３２でＮＯ）、停止の指示を待つ。停止の指示があれば（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの減速を開始し、ステップＳ３４では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差を算出してから、ステップＳ３５に進む。
【００７２】
ステップＳ３５では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であるか否かを判断する。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であれば（ステップＳ３５でＹＥＳ）、ステップＳ３９では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を加算してから、ステップＳ３７に進む。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ速度との差がプラス側でなければ（ステップＳ３５でＮＯ）、ステップＳ３６では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を減算してから、ステップＳ３７に進む。
【００７３】
ステップＳ３７では、クラッチ１５が停止したか否かを判断し、クラッチ１５が停止していなければ（ステップＳ３７でＮＯ）、ステップＳ３５に戻り、クラッチ１５が停止していれば（ステップＳ３７でＹＥＳ）、ステップＳ３８で、クラッチ１５に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を「０」にする。
【００７４】
図９は、速度フィードバックを行わない場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００７５】
図９において、ステップＳ４１では、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を固定し、ステッピングモータ２４Ｂの速度も固定している。
【００７６】
ステップＳ４２では、停止の指示であるか否かを判断し、停止の指示がなければ（ステップＳ４２でＮＯ）、停止の指示を待つ。停止の指示があれば（ステップＳ４２でＹＥＳ）、ステップＳ４３では、各条件（図５）に応じてクラッチ１５の停止特性を設定し、さらにステッピングモータ２４Ｂの特性を設定する。
【００７７】
ステップＳ４４では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの停止を開始し、ステップＳ４５では、クラッチ１５の起動ｄｕｔｙ比の特性設定に基づいてｄｕｔｙ比を減算し、ステップＳ４６に進む。
【００７８】
ステップＳ４６では、クラッチ１５が停止したか否かを判断し、クラッチ１５が停止していなければ（ステップＳ３７でＮＯ）、ステップＳ４５に戻り、クラッチ１５が停止していれば（ステップＳ４６でＹＥＳ）、ステップＳ４７で、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を「０」にする。
【符号の説明】
【００７９】
１ ＣＰＵ
３ データ記憶部
６ ローラ回転数検出器
１３ ブラシレスモータ
１２Ａ，１２Ｂ，１６，１７ クラッチ
２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６ ステッピングモータ
Ｒ 給紙搬送路
Ｒ１ 第１の給紙搬送部
Ｒ２ 第２の給紙搬送部
Ｓ１，Ｓ２ 用紙
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多機能デジタル画像形成装置であるＭＦＰ（Multi Function Peripherals) 等に用いられる画像形成装置、及び同装置におけるクラッチの制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、例えばブラシレスモータで駆動され、電磁クラッチにより起動／停止（連結／解除）が行われる第１の搬送ローラと、例えばステッピングモータでクラッチを介することなく駆動／停止が行われる第２の搬送ローラの両方が、同一の用紙搬送路に併設されているものが知られている。
【０００３】
この場合、クラッチによる第１の搬送ローラとステッピングモータによる第２の搬送ローラとで、互いに応答速度が異なることから、起動／停止タイミングが互いに異なるものとなる。
【０００４】
このため、第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチとステッピングモータで、第１の搬送ローラと第２の搬送ローラを起動／停止させると、それぞれの紙送り量が異なってしまい、以下のような問題が起きる。
【０００５】
なお、従来、クラッチ連結時に急激なトルク変動でステッピングモータが脱調しないように、起動時にクラッチをＰＷＭ制御してトルク緩やかに変化させるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
即ち、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合、クラッチの応答速度の方がステッピングモータよりも速いので、該ステッピングモータの速度が定速になるまでは、クラッチに該ステッピングモータのトルクも加算されることになる。このため、クラッチに必要なトルクは、このステッピングモータのトルク分も加算して決めなければならず、小型のクラッチでは対応が難しく、容量の大きなクラッチを使用せざるを得ないという問題があった。
【０００８】
また、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあると、用紙に余分なループが生じやすくなり、ジャムが起きるおそれがあるという問題があった。
【０００９】
このような問題に対して、前記特許文献１に記載された技術は、解決策を提供しうるものではなかった。
【００１０】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置において、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合に、クラッチによる第１の搬送ローラとモータによる第２の搬送ローラとで、互いに応答速度が異なることに起因して発生する問題を解消できる画像形成装置、及び同装置におけるクラッチの制御方法を提供し、さらには前記制御方法を画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合に、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
（２）前記クラッチの出力側に回転数検出器を備えており、前記制御手段は、前記回転数検出器で検出された回転数に対応する回転速度と前記第２のモータの回転速度とを比較するとともに、その比較結果に基づいて前記パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する前項１に記載の画像形成装置。
（３）前記クラッチの負荷情報および耐久情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されたクラッチの負荷情報および／または耐久情報に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する前項１に記載の画像形成装置。
（４）前記負荷情報は、搬送される用紙のサイズおよび厚さである前項３に記載の画像形成装置。
（５）前記制御手段は、前記第２のモータの回転速度を前記クラッチの回転速度が下回った場合には前記デューティ比を加算し、前記クラッチの回転速度が上回った場合には前記デューティ比を減算する前項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
（６）用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置におけるクラッチの制御方法であって、前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを備えていることを特徴とする画像形成装置におけるクラッチの制御方法。
（７）用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムであって、前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを前記コンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラム。
【発明の効果】
【００１２】
前項（１）に記載の発明によれば、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、第１の搬送ローラの起動／停止を行うクラッチの出力側の速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変してクラッチの起動／停止制御が行われるので、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合に、従来のように、モータのトルクを考慮して容量の大きなクラッチを使用する必要はなくなる。このため、クラッチの小形化を促進できる。
【００１３】
また、前記クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあっても、用紙が弛んだりすることもなく、円滑な搬送状態が確保される。
【００１４】
前項（２）に記載の発明によれば、クラッチの出力側の回転数に対応する回転速度と第２のモータの回転速度との比較結果に基づいて、パルス幅変調信号のデューティ比が可変設定されるので、該パルス幅変調信号のデューティ比の設定を正確に行うことができる。
【００１５】
前項（３）に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されたクラッチの負荷情報および／または耐久情報に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を可変設定するので、パルス幅変調信号のｄｕｔｙ比の設定を容易に行える。
【００１６】
前項（４）に記載の発明によれば、前記負荷情報が、搬送される用紙のサイズおよび厚さであるので、これら用紙のサイズおよび厚さに応じて正確なパルス幅変調信号のデューティ比が設定可能となる。
【００１７】
前項（５）に記載の発明によれば、前記クラッチの回転速度が下回った場合には前記デューティ比を加算され、前記クラッチの回転速度が上回った場合には前記デューティ比を減算されることにより、一層高精度の制御が可能となる。
【００１８】
前項（６）に記載の発明によれば、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合に、モータのトルクを考慮して容量の大きなクラッチを使用する必要はなくなるので、クラッチの小形化を促進できるし、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあっても、用紙が弛んだりすることもなく、円滑な搬送状態が確保される。
【００１９】
前項（７）に記載の発明によれば、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の下流側にある場合に、モータのトルクを考慮して容量の大きなクラッチを使用する必要はなくなり、クラッチがモータに対して用紙搬送方向の上流側にあっても、用紙が弛んだりすることもなく、円滑な搬送状態を確保できる処理を、画像形成装置のコンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】同じく画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ＰＷＭ信号のデーティ（ｄｕｔｙ）比とクラッチに印加される平均電流との関係を示す特性図である。
【図４】用紙搬送時におけるクラッチ制御の動作説明図である。
【図５】クラッチ制御における予測起動特性の決定方法の説明図である。
【図６】クラッチ制御におけるフィードバックを行う場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】クラッチ制御におけるフィードバックを行わない場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】クラッチ制御におけるフィードバックを行う場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】クラッチ制御におけるフィードバックを行わない場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００２３】
図１において、この画像形成装置は、装置本体１００と、この装置本体１００の下側に配備された給紙オプション部２００とを備えている。
【００２４】
前記装置本体１００は、下部に位置する複数段（例えば上下２段）の給紙カセット部１０Ａ，１０Ｂと、画像形成部３０と、定着部４０と、両面印字用の反転搬送部５０とを備えている。
【００２５】
前記装置本体１００側における上側の給紙カセット部１０Ａ，１０Ｂならびに給紙オプション部２００から後述する排紙部までの給紙搬送路Ｒには、前記給紙カセット部１０Ａ，１０Ｂからの用紙を搬送する第１の給紙搬送部Ｒ１と、給紙オプション部２００からの用紙を搬送する第２の給紙搬送部Ｒ２とが設定されている。
【００２６】
前記装置本体１００側における下側の給紙カセット部１０Ａには、用紙を第１給紙搬送部Ｒ１に取り出すために、第１のモータとしての１台のブラシレスモータ１３で駆動される給紙ローラ１１Ａが配備されており、この給紙ローラ１１Ａには、クラッチ１２Ａが連結されている。つまり、ブラシレスモータ１３の回転力が伝達される給紙ローラ１１Ａは、前記クラッチ１２Ａにより起動／停止が行われるようになっている。なお、給紙ローラ１１Ａには従動ローラが接触しており、給紙ローラ１１Ａと従動ローラにより挟まれて用紙が搬送される。以下の給紙ローラ、搬送ローラ等各種のローラについても同様の構成である。
【００２７】
また、上側の給紙カセット部１０Ｂにも同様に、用紙を第１の給紙搬送部Ｒ１に取り出すために、前記のブラシレスモータ１３で駆動される給紙ローラ１１Ｂが配備されており、この給紙ローラ１１Ｂには、クラッチ１２Ｂが連結されている。つまり、ブラシレスモータ１３の回転力が伝達される給紙ローラ１１Ｂは、前記クラッチ１２Ｂにより起動／停止が行われるようになっている。
【００２８】
下側の給紙カセット部１０Ａと上側の給紙カセット部１０Ｂとの間の位置において、前記第１の給紙搬送部Ｒ１には、前記ブラシレスモータ１３の回転力が伝達されて、クラッチ１５で起動／停止が行われる搬送（縦搬）ローラ１４が配備されている。
【００２９】
また、上側の給紙カセット部１０Ｂの上方位置において、前記第１の給紙搬送部Ｒ１には、前記ブラシレスモータ１３の回転力が伝達されて、クラッチ１７で起動／停止が行われる、用紙の搬送タイミングを調整するためのタイミングローラ１６が配備されている。なお、第１のモータはブラシレスモータ１３に限定されるものではない。
【００３０】
一方、前記給紙オプション部２００側における下側の給紙カセット部２０Ａには、用紙を第２の給紙搬送部Ｒ２に取り出すために、第２のモータとしてのステッピングモータ２２Ａで駆動される給紙紙ローラ２１Ａが配備されている。
【００３１】
また、上側の給紙カセット部２０Ｂにも同様に、用紙を第２の給紙搬送部Ｒ２に取り出すために、別の第２のモータとしてのステッピングモータ２２Ｂで駆動される給紙ローラ２１Ｂが配備されている。
【００３２】
下側の給紙カセット部２０Ａの側方位置において、前記第２の給紙搬送部Ｒ２には、さらに別の第２のモータとしてのステッピングモータ２４Ａの回転力が伝達される搬送（縦搬）ローラ２３Ａが配備されている。
【００３３】
また、上側の給紙カセット部２０Ｂの側方位置において、前記第２の給紙搬送部Ｒ２には、ステッピングモータ２４Ｂの回転力が伝達される搬送（縦搬）ローラ２３Ｂが配備されている。なお、第２のモータもステッピングモータに限定されるものではない。
【００３４】
前記装置本体１００において、画像形成部３０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する４つの感光体（図示せず）と、一対の駆動・従動ローラ３１、３２に間に掛設されて、４つの感光体から各色にトナー像が順次転写される中間転写ベルト３３と、前記タイミングローラ１６，１６の下流側に位置して、中間転写ベルト３３のトナー像を給紙搬送路Ｒを搬送されてきた用紙に転写する転写ローラ３４とを備えている。
【００３５】
前記定着部４０は、給紙搬送路Ｒにおける前記転写位置の下流側に位置しており、一対の定着ローラ４１と加熱ローラ４２により、用紙のトナー像を定着させるようになっている。
【００３６】
この定着部４０の下流側に設けられた排紙センサ５０を通過した用紙は、片面印字時には、ステッピングモータ２５で駆動される排紙／反転ローラ１８による排紙動作により、図示しない排紙トレイに排紙される。
【００３７】
また、両面印字時の用紙は、前記排紙／反転ローラ１８による反転搬送動作により反転搬送部５１に戻されてステッピングモータ２６で駆動される両面ローラ５１〜５３により給紙搬送路Ｒに搬送されて、用紙の裏面が印字されてから排紙される。
【００３８】
図２は、画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００３９】
図２において、この画像形成装置は、制御部としてのＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、データ記憶部３と、ステッピングモータドライブ用のドライバＩＣ４と、クラッチドライブ用のドライバＩＣ５とを備えており、これらは、制御基板１０００に実装されている。なお、符号６は、前記クラッチの出力側、つまりクラッチで連結駆動されるローラ（例えば搬送ローラ１４）の回転数を検出して検出信号を前記ＣＰＵ１に送るローラ回転数検出器である。
【００４０】
前記ステッピングモータドライブ用のドライバＩＣ４には、モータドライブラインを介して前記ステッピングモータ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６が接続されている。
【００４１】
また、前記クラッチドライブ用のドライバＩＣ５には、クラッチドライブラインを介して前記クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７が接続されている。
【００４２】
前記ＣＰＵ１は、画像形成装置の全体動作を統括的に制御する他に、前記ドライバＩＣ４を介して前記ステッピングモータ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６を、運転マップに基づいて動作制御し、さらに、前記クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７の駆動源であるブラシレスモータ１３に対して所定の回転数制御クロック信号等を送給し、該ブラシレスモータ１３からは、回転状態の信号が返送されるようになっている。
【００４３】
また、ＣＰＵ１は、前記ローラ回転数検出部６からのローラ回転数の検出信号を受けて算出した回転速度信号と、前記ステッピングモータ２４Ｂ（２４Ａ）等の回転速度信号とを比較し、その比較結果に基づいてクラッチ制御用のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティ（以下、ｄｕｔｙまたはＤｕｔｙともいう）比を決定し、その結果に基づく連結／解放信号を前記ドライバＩＣ５を介して前記クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７に送出して、これらクラッチをＰＷＭ制御するようになっている。
【００４４】
前記データ記憶部３には、前記ステッピングモータ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６の各運転マップやその他のデータが記憶されている。
【００４５】
前記ＲＡＭ２は、ＣＰＵ１が所定の動作プログラムに基づいて制御する際の動作領域を提供するメモリである。
【００４６】
図３は、ＰＭＷ信号のｄｕｔｙ比（％）とクラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７に印加される平均電流との関係を示す特性図である。
【００４７】
図３において、ＰＭＷ信号のｄｕｔｙ比を加算（増大）することにより、クラッチ１２Ａ，１２Ｂ，１５，１７に印加する電圧値が上昇し、その印加電圧が上昇することにより、クラッチ電流が増大し、駆動トルクが上昇する。
【００４８】
つぎに、用紙搬送時におけるクラッチの制御動作を図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
【００４９】
図４（Ａ）には、給紙動作により１枚目の用紙Ｓ１が、前記ステッピングモータ２４Ｂで駆動される搬送ローラ２３Ｂと、搬送ローラ２３Ｂに対する用紙搬送方向の下流側に設けられている、前記クラッチ１５で連結される搬送ローラ１４との間に位置する場合を例示してある。
【００５０】
なお、２枚目の用紙Ｓ２は、その先端が前記ステッピングモータ２４Ａで駆動される搬送ローラ２３Ａに差しかかっているものとする。
【００５１】
前記各ステッピングモータ２４Ａ，２４Ｂの起動／停止の特性は、図４（Ｂ）に示すように、略台形状のカーブに沿ったものとなっており、特性の頂部平坦部でステッピングモータ２４Ａ，２４Ｂの速度が一定となる。
【００５２】
前記ステッピングモータ２４Ａ，２４Ｂの起動／停止時には、図４（Ｃ）に示すクラッチ起動／停止特性をもったクラッチ電流がＰＭＷ信号のｄｕｔｙ比の可変制御によって供給される。
【００５３】
具体的には、ステッピングモータ２４Ｂで駆動される搬送ローラ２３Ｂに対してクラッチ１５が用紙搬送方向の下流側にある状態では、搬送ローラ１４に付設したエンコーダ１５０に基づいて算出されたクラッチの速度（搬送ローラ１４の速度）とステッピングモータ２４Ｂの速度を、モータ速度を前記ＣＰＵ１で比較し、比較結果をＣＰＵ１にフィードバックして、クラッチ１５に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を決定したのち、決定されたｄｕｔｙ比のパルス信号が、ＣＰＵ１から前記クラッチドライバＩＣ５を介してクラッチ１５に出力される。なお、エンコーダ１５０は必ずしも搬送ローラ１４に付設されなければならないものではなく、クラッチ１５の出力側の回転数（速度）を検出できる態様であればよい。
【００５４】
図４（Ｃ）に示すクラッチ起動／停止特性において、速度比較によるフィードバック制御がない場合には、クラッチ電流の特性が点線ｂで示すように早期に急峻に立ち上がって最大値に達し、急峻に立ち下がるが、前記クラッチの速度をステッピングモータ２４Ｂの速度に合うように、ＰＷＭのｄｕｔｙ比を決定して制御を実施した場合には、クラッチ電流の特性が実線ａで示すように、立ち上がりが遅れて緩やかに最大値に達し、遅れて立ち下がる。
【００５５】
搬送（縦搬）ローラ１４の速度特性も、前記速度比較によるフィードバック制御がない場合には、図４（Ｃ）の点線ｙで示すように早期に急峻に立ち上がって最大値に達し、急峻に立ち下がるが、速度比較によるフィードバック制御を実施することにより、図４（Ｃ）の実線ｘで示すように、立ち上がりが遅れて最大値に達し、遅れて立ち下がる。
【００５６】
これにより、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの起動／停止タイミングがほぼ同じになり、クラッチ１５が速く立ち上がった場合のようにクラッチにステッピングモータのトルクを加算する必要はなくなるから、その分、該クラッチ１５を小形化できる。また、クラッチ１５が通紙の上流側にある場合には、用紙に弛みが生じたりするのが抑制される。
【００５７】
なお、図４（Ａ）の構成において、クラッチ１５に対する速度フィードバック制御を行うのではなく、前記データ記憶部３にクラッチの起動特性あるいは停止特性に沿った運転パータンを予め記憶させておき、この運転パターンを読み出して起動、停止させても良い。この場合は、用紙の種別、用紙サイズおよび用紙の送り方向に合わせた負荷情報を保持しておき、これら負荷情報とプロセス（システム）速度から起動特性（カーブ）等を決定する。
【００５８】
図５（Ａ）は、速度（ｍｍ／ｓ）と負荷（ｍＮ・ｍ）との関係から必要な起動特性を選択するためのテーブルであり、例えば、プロセス速度が２５０（ｍｍ／ｓ）において、負荷が３００（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「１−丸数字１」が選択され、負荷が７０（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「１−丸数字３」が選択される。
【００５９】
同様に、例えば、プロセス速度が５０（ｍｍ／ｓ）において、負荷が３００（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「４−丸数字１」が選択され、負荷が７０（ｍＮ・ｍ）では、図５（Ｂ）に示す特性「４−丸数字３」が選択される。
【００６０】
また、クラッチ耐久回数により起動／停止時間（応答時間）が図５（Ｃ）（Ｄ）に示すように、変化するので、耐久係数を起動特性に加算し、最終的な起動／停止特性を決定しても良い。
【００６１】
図６は、速度フィードバックを行う場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理及び図７以降のフローチャートに示す処理は、画像形成装置のＣＰＵ１がデータ記憶部３等の記録媒体に記録された制御プログラムに従って動作することにより実行される。
【００６２】
なお、以下の説明では、図４（Ａ）の構成を参考にして説明する。
【００６３】
図６において、ステップＳ１では、画像形成指令があるか否かを判断し、画像形成指令がなければ（ステップＳ１でＮＯ）、画像形成指令を待ち、画像形成指令があれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２では、クラッチ１５の初期のｄｕｔｙ比の設定と、ステッピングモータ２４Ｂの起動特性を設定する。ステップＳ３では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの起動を開始し、ステップＳ４では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度（搬送ローラ１４の速度）との差、即ち［ステッピングモータ２４Ｂの速度−クラッチ１５の速度］の値を算出する、
ステップＳ５では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であるか否かを判断する。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ９では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を加算（増大）してから、ステップＳ７に進む。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側でなければ（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ６では、ＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を減算（減少）してから、ステップＳ７に進む。
【００６４】
ステップＳ７では、ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達したか否かを判断し、目標値に達していなければ（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５に戻る。目標値に達すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ８では、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比をそのまま固定して、処理を終了する。
【００６５】
図７は、速度フィードバックを行わない場合の起動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６６】
図７において、ステップＳ１１では、画像形成指令があるか否かを判断し、画像形成指令がなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、画像形成指令を待ち、画像形成指令があれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２では、各条件（図５）によりクラッチ１５の起動特性を設定し、さらにステッピングモータ２４Ｂの起動特性を設定する。
【００６７】
ステップＳ１３では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの起動を開始し、ステップＳ１４では、クラッチ１５の起動特性の設定（図５）に基づいてｄｕｔｙ比を加算してから、ステップＳ１５に進む。
【００６８】
ステップＳ１５では、ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達したか否かを判断し、ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達していなければ（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１４に戻る。ステッピングモータ２４Ｂの速度が目標値に達していれば（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１５では、クラッチ１５のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比をそのままに固定し、処理を終了する。
【００６９】
図８は、速度フィードバックを行う場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００７０】
図８において、ステップＳ３１では、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を固定し、ステッピングモータ２４Ｂの速度も固定している。
【００７１】
ステップＳ３２では、停止の指示があるか否かを判断し、停止の指示がなければ（ステップＳ３２でＮＯ）、停止の指示を待つ。停止の指示があれば（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの減速を開始し、ステップＳ３４では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差を算出してから、ステップＳ３５に進む。
【００７２】
ステップＳ３５では、ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であるか否かを判断する。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ１５の速度との差がプラス側であれば（ステップＳ３５でＹＥＳ）、ステップＳ３９では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を加算してから、ステップＳ３７に進む。ステッピングモータ２４Ｂの速度とクラッチ速度との差がプラス側でなければ（ステップＳ３５でＮＯ）、ステップＳ３６では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を減算してから、ステップＳ３７に進む。
【００７３】
ステップＳ３７では、クラッチ１５が停止したか否かを判断し、クラッチ１５が停止していなければ（ステップＳ３７でＮＯ）、ステップＳ３５に戻り、クラッチ１５が停止していれば（ステップＳ３７でＹＥＳ）、ステップＳ３８で、クラッチ１５に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を「０」にする。
【００７４】
図９は、速度フィードバックを行わない場合の停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００７５】
図９において、ステップＳ４１では、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を固定し、ステッピングモータ２４Ｂの速度も固定している。
【００７６】
ステップＳ４２では、停止の指示であるか否かを判断し、停止の指示がなければ（ステップＳ４２でＮＯ）、停止の指示を待つ。停止の指示があれば（ステップＳ４２でＹＥＳ）、ステップＳ４３では、各条件（図５）に応じてクラッチ１５の停止特性を設定し、さらにステッピングモータ２４Ｂの特性を設定する。
【００７７】
ステップＳ４４では、クラッチ１５とステッピングモータ２４Ｂの停止を開始し、ステップＳ４５では、クラッチ１５の起動ｄｕｔｙ比の特性設定に基づいてｄｕｔｙ比を減算し、ステップＳ４６に進む。
【００７８】
ステップＳ４６では、クラッチ１５が停止したか否かを判断し、クラッチ１５が停止していなければ（ステップＳ３７でＮＯ）、ステップＳ４５に戻り、クラッチ１５が停止していれば（ステップＳ４６でＹＥＳ）、ステップＳ４７で、クラッチ１５のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を「０」にする。
【符号の説明】
【００７９】
１ ＣＰＵ
３ データ記憶部
６ ローラ回転数検出器
１３ ブラシレスモータ
１２Ａ，１２Ｂ，１６，１７ クラッチ
２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６ ステッピングモータ
Ｒ 給紙搬送路
Ｒ１ 第１の給紙搬送部
Ｒ２ 第２の給紙搬送部
Ｓ１，Ｓ２ 用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、
前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、
前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合に、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クラッチの出力側に回転数検出器を備えており、
前記制御手段は、前記回転数検出器で検出された回転数に対応する回転速度と前記第２のモータの回転速度とを比較するとともに、その比較結果に基づいて前記パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クラッチの負荷情報および耐久情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されたクラッチの負荷情報および／または耐久情報に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記負荷情報は、搬送される用紙のサイズおよび厚さである請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２のモータの回転速度を前記クラッチの回転速度が下回った場合には前記デューティ比を加算し、前記クラッチの回転速度が上回った場合には前記デューティ比を減算する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置におけるクラッチの制御方法であって、
前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを備えていることを特徴とする画像形成装置におけるクラッチの制御方法。
【請求項７】
用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムであって、
前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを前記コンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラム。
【請求項１】
用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、
前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、
前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合に、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クラッチの出力側に回転数検出器を備えており、
前記制御手段は、前記回転数検出器で検出された回転数に対応する回転速度と前記第２のモータの回転速度とを比較するとともに、その比較結果に基づいて前記パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クラッチの負荷情報および耐久情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されたクラッチの負荷情報および／または耐久情報に基づいてパルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記負荷情報は、搬送される用紙のサイズおよび厚さである請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２のモータの回転速度を前記クラッチの回転速度が下回った場合には前記デューティ比を加算し、前記クラッチの回転速度が上回った場合には前記デューティ比を減算する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置におけるクラッチの制御方法であって、
前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを備えていることを特徴とする画像形成装置におけるクラッチの制御方法。
【請求項７】
用紙搬送経路に設けられ、第１のモータで駆動されるとともに、クラッチにより起動／停止が行われる第１の搬送ローラと、前記用紙搬送経路に設けられ、第２のモータでクラッチを介することなく起動／停止が行われる第２の搬送ローラと、を備えた画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムであって、
前記クラッチに対してパルス幅変調信号のデューティ比を制御することにより、前記第１の搬送ローラの起動／停止を制御するとともに、前記第１の搬送ローラと第２の搬送ローラとの間に用紙を挟んだままで、両搬送ローラの起動／停止を行う場合、前記クラッチの出力側速度が前記第２のモータの回転速度と一致するように、パルス幅変調信号のデューティ比を可変設定する制御ステップを前記コンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３５９７６（Ｐ２０１２−３５９７６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８１７９（Ｐ２０１０−１７８１７９）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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