JP2009227357A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置に使用されるソレノイドスイッチをより省電力で駆動することができる技術を提供すること。
【解決手段】画像形成装置１は、被記録媒体を搬送する搬送手段（５、６、３０）と、搬送手段を作動させる動力手段Ｍと、そのＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切替えられることによって、動力手段による搬送手段の作動状態を切替える切替手段（６１、６２、６３）と、切替手段の駆動信号の大きさを制御する制御手段１２０とを備える。制御手段１２０は、切替手段（６１、６２、６３）をＯＦＦ状態からＯＮ状態に起動させた後においては、起動時における切替手段の駆動信号の大きさよりも小さくするように、駆動信号の大きさを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは、それに使用されるソレノイドスイッチの制御に関する。

特許文献１には、駆動源からの駆動力をレジストローラに伝達したり切り離したりするソレノイドスイッチを備えた画像形成装置が開示されている。上記従来技術文献では、レジストローラにおいて、搬送されてくる用紙を一旦停止させ、用紙の先端を挟持させ、その後所定のタイミングで用紙を転写位置に搬送させるように、ソレノイドスイッチをＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）する技術が開示されている。
特開平０５−２１２９２６号公報

しかしながら、従来技術文献におけるソレノイドスイッチの制御においては、単にソレノイドスイッチをオン／オフする制御であるため、オフする際に機械的なノイズ音が発生したり、長時間のオン時には電力消費が大きくなりソレノイドスイッチが発熱する虞があった。

そこで本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、ソレノイドスイッチ等の切替手段を、より省電力によって駆動する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、第１の発明の画像形成装置は、被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段を作動させる動力手段と、そのＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切替えられることによって、前記動力手段による前記搬送手段の作動状態を切替える切替手段と、前記切替手段を前記ＯＦＦ状態から前記ＯＮ状態に起動させた後においては、起動時における前記切替手段の駆動信号の大きさよりも小さくするように、前記駆動信号の大きさを制御する制御手段とを備える。

本構成によれば、例えばメカ部品を作動させるために、切替手段をそのＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させて起動するときには、大きな駆動パワーが必要となるが、その後はメカ部品を保持するためのエネルギーしか必要とされない場合がある。そのような場合において、本構成によれば、切替手段の起動後の駆動信号の大きさが、起動時の大きさに比べて小さくなるように制御されるため、切替手段の省電力駆動が可能となる。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記切替手段をＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行する際、前記駆動信号の大きさを徐々に減少させる。
本構成によれば、切替手段のＯＦＦ時に１つのメカ部品を他のメカ部品に結合させる場合において、機械的に発生するノイズ音を抑制できる。

第３の発明は、第１または第２の発明の画像形成装置において、前記搬送手段は、レジストローラである。
本構成によれば、動力手段によるレジストローラの動作状態、例えばレジストローラの回転および停止を切替える切替手段、例えばレジストローラソレノイドスイッチの省電力駆動が可能となる。

第４の発明は、第３の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記被記録媒体が前記レジストローラに近づくにつれ、前記駆動信号の大きさをより大きくする。 本構成によれば、被記録媒体がレジストローラに突き当たったときの衝撃に伴う振動等の外乱に対しても、切替手段による切替状態を好適に維持することができる。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置において、レジストローラ手前の位置を通過する前記被記録媒体を検知する第１検知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１検知手段により前記被記録媒体を検知した後、前記駆動信号の大きさを大きくする。

本構成によれば、被記録媒体がレジストローラに接近したことを検知して、被記録媒体がレジストローラに突き当たる前に、好適に駆動信号の大きさを大きくすることができる。そのため、第４の発明の効果を確実に得ることができる。

第６の発明は、第５の発明の画像形成装置において、ユーザにより前記被記録媒体が挿入される挿入口と、前記挿入口に挿入される被記録媒体を検知する第２検知手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記第１検知手段による被記録媒体検知時の前記駆動信号の大きさを、前記第２検知手段による被記録媒体検知時の前記駆動信号の大きさよりも大きくする。

本構成によれば、ユーザにより挿入口から被記録媒体が挿入される場合であっても、電力消費を抑制しつつ、レジストローラ等の動作への、被記録媒体が挿入口に挿入される際の振動の影響を抑制することができる。

第７の発明は、第６の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、ウォーミングアップ時、前記被記録媒体がレジストローラに挟持された状態における前記駆動信号の大きさを徐々に小さくする。

本構成によれば、被記録媒体が、レジストローラより搬送方向下流に位置するウォーミングアップ中の部分に搬送されないように、ウォーミングアップ終了まで切替手段をＯＮにしなければならないが、このように制御すると、電力消費を大きく抑制できる。また、切替手段のＯＦＦ時に機械的に発生するノイズ音を抑制することもできる。

第８の発明は、第１〜７のうちのいずれか一つ発明の画像形成装置において、
前記制御手段は、環境温度が高いとき、前記切替手段の前記駆動信号の大きさを環境温度が低いときより大きくする。
本構成によれば、環境温度に応じて効果的に切替手段を制御できる。

第９の発明は、第８の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像形成装置がモノクロプリンタの場合、前記切替手段の前記駆動信号の大きさを該装置がカラープリンタの場合よりも大きくする。

通常、画像形成装置がモノクロプリンタの場合、被記録媒体に画像を形成するための画像形成部が、該装置がカラープリンタの場合と比較して小さく、レジストローラと定着手段との距離がカラープリンタの場合より短いため、レジストローラの作動状態を切替える切替手段が高温になりやすく、それに伴ってソレノイド抵抗が増加しやすい。そのため、本構成によって、環境温度に応じて効果的にソレノイドを制御できる。

第１０の発明は、第１〜９のうちのいずれか一つ発明の画像形成装置において、
前記駆動信号はＰＷＭ信号であり、前記切替手段は、前記ＰＷＭ信号によって駆動されるソレノイドスイッチであり、前記駆動信号の大きさは、前記ＰＷＭ信号のデューティ比である。
本構成によれば、切替手段であるソレノイドスイッチの制御を容易かつ緻密に行うことができる。

本発明の画像形成装置によれば、当該装置に使用される切替手段であるソレノイドスイッチをより省電力によって駆動することができる。

＜実施形態＞
次に本発明の一実施形態について図１から図８を参照して説明する。
１．プリンタの全体構成
最初に図１〜図３を参照してプリンタの全体構成を説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一例であるカラープリンタ１の概略構成を示す側断面図である。図２は、カラープリンタ１の、片面印字、両面印字、および手差し印字における用紙の各移動経路に係る構成を概略的に示す構成図である。なお、以下の説明においては、図１および図２における右側をカラープリンタ１の前方とする。なお、画像形成装置はカラープリンタに限定されず、例えば、モノクロプリンタ、コピー機能等を備えた、いわゆる複合機等であってもよい。

カラープリンタ１は、本体ケーシング２を備えており、この本体ケーシング２の底部には、用紙３（被記録媒体の一例）が積載される供給トレイ４が設けられている。供給トレイ４の前端上方にはピックアップローラ（搬送手段の一例）５、給紙ローラ７、補助給紙ローラ７ａ、紙端センサＳ１、およびピックアップローラ用ソレノイドスイッチ（切替手段の一例）６１が設けられている。

ピックアップローラ５の回転に伴って供給トレイ４内の最上位に積載された用紙３がピックアップされ、給紙ローラ７および補助給紙ローラ７ａによってレジストローラ６（搬送手段の一例）に送り出される。紙端センサＳ１はレジストローラ６側に送り出される用紙３の末端部を検出する。また、ピックアップローラ用ソレノイドスイッチ（以下、単に「ピックアップソレノイド」という）６１は、モータ（動力手段の一例）Ｍから動力伝達機構（（図示せず）を介してピックアップローラ５に伝達される回転動力等をオン／オフする。

また、本体ケーシング２の前面には、用紙３を手差しで給紙するための給紙口（挿入口の一例）８が設けられ、その近傍に手差しセンサ（第２検知手段の一例）Ｓ２が設けられている。給紙口８から給紙された用紙３は、手差しセンサＳ２によって検知され、同じくレジストローラ６に搬送される。

また、レジストローラ６と手差しセンサＳ２との間、すなわち、レジストローラ６の用紙搬送方向上流側の手前にはレジ前センサ（第１検知手段の一例）Ｓ３が設けられ、レジ前センサＳ３はレジストローラ６の手前まで搬送された用紙３を検知する。レジストローラ６では、用紙３の斜行を補正した上でその用紙３を所定のタイミングでベルト１３上に送る。また、レジストローラ６の下流側の直後にはレジ後センサＳ４が設けられ、レジストローラ６を通過した用紙３を検知する。

さらに、レジストローラ６の近傍には、レジストローラ６の回転をオン／オフするレジストローラ用ソレノイドスイッチ（搬送手段の一例）６２が設けられている。レジストローラ用ソレノイドスイッチ（以下、単に「レジストソレノイド」という）６２は、図３に示されるように、モータＭから動力伝達機構７４、遊星ギヤ７５およびレジストローラギヤ６ａを介してレジストローラ６に伝達される回転動力をオン／オフする。ここで、図３はレジストソレノイド６２のオン／オフ時の動作を概略的に示す説明図である。

詳しくは、レジストソレノイド６２がオフ状態においては、クラッチ７１の鉄心７２はレジストソレノイド６２に吸引されないため、バネ７３の復元力Ｆによってクラッチ７１は図３に示す方向Ａに押されて、遊星ギヤ７５の歯に結合されている。このとき、レジストローラギヤ６ａにはモータＭからの回転動力が伝達され、レジストローラ６は回転する。一方、レジストソレノイド６２がオン状態においては、クラッチ７１の鉄心７２は、バネ７３の復元力Ｆに抗して図３に示す方向Ｂに吸引されるため、クラッチ７１は遊星ギヤ７５の歯との結合を解除され、遊星ギヤ７５から離脱される。このとき、レジストローラギヤ６ａにはモータＭからの回転動力が伝達されず、レジストローラ６は回転しない。

次いで、図１に戻って、印刷部１０は、ベルトユニット１１、プロセス部２０、定着器２８などを備えている。ベルトユニット１１は、前後一対の支持ローラ１２間に、ベルト１３を張架した構成となっており、ベルト１３が駆動されることによりベルト１３上の用紙３が後方に向けて搬送される。また、ベルト１３の内側には、後述するプロセス部２０の各感光体ドラム２６とベルト１３を挟んで対向する位置にそれぞれ転写ローラ１４が設けられている。

プロセス部２０は、例えば４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つの現像カートリッジ２２（それぞれ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）を備えている。各現像カートリッジ２２には、スキャナ部１７が個別に設けられている。スキャナ部１７は、レーザ発光部（図示せず）から出射されたレーザ光Lを、各色毎に対応する感光体ドラム２６（それぞれ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ）の表面にそれぞれ照射する。これにより、印刷データに基づいて感光体ドラム２６の表面が露光される。

各現像カートリッジ２２には、現像剤である各色のトナーを収容するトナー収容室２３、供給ローラ２４、現像ローラ２５、感光体ドラム２６、スコロトロン型の帯電器２７等がそれぞれ設けられている。

トナー収容室２３から放出されたトナーは、供給ローラ２４の回転により現像ローラ２５に供給され、このとき、供給ローラ２４と現像ローラ２５との間で正に摩擦帯電される。感光体ドラム２６の表面は、その回転に伴って、まず、帯電器２７により一様に正帯電された後、スキャナ部１７からのレーザ光Ｌにより露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ２５の回転により、現像ローラ２５上のトナーが感光体ドラム２６の表面に供給され、静電潜像が可視像化される。その後、感光体ドラム２６の表面上に担持されたトナー像は、用紙３が感光体ドラム２６と転写ローラ１４との間を通過する間に、転写ローラ１４に印加される転写バイアス電圧によって、用紙３に転写される。

転写後の用紙３は、ベルトユニット１１によって定着器２８に搬送され、ここで用紙３上に転写されたトナー像が熱定着される。このようにして用紙３には、印刷データに基づいて印刷部１０によって印刷処理がなされる。そして、熱定着された用紙３は、後述するＣＰＵ（制御手段の一例）１２０により制御されるモータＭにより回転駆動される排紙ローラ（搬送手段の一例）３０によって本体ケーシング２の上面に設けられた排出トレイ２９上に排出される。この場合、用紙３は、フェースダウン（用紙３のトナー像が形成された面が下側になる状態）で排出トレイ２９上に排出される。また、排紙ローラ３０の近傍には排紙ローラ用ソレノイドスイッチ（切替手段の一例）６３が設けられており、排紙ローラ用ソレノイドスイッチ（以下、単に「排紙ローラソレノイド」という）６３のオン／オフによって、排紙ローラ３０の正回転および逆回転が切替えられる。

また、本体ケーシング２内の下部には、ベルト１３と供給トレイ４との間に位置して、両面印刷のための再搬送路５１が設けられている。再搬送路５１は本体ケーシング２の前後に延びる形状をなしており、経路上の２箇所に用紙３を搬送するために、後述するＣＰＵ１２０により制御されるモータＭにより回転駆動される中継ローラ５３が配置されている。この再搬送路５１は、その前端が、上記給紙ローラ７からのＵ字形の搬送路５５とレジストローラ６の上流側において合流する一方、その後端がベルト１３及び定着器２８からの搬送路５７と合流している。

さらに、本体ケーシング２の排出口６３の手前に排出センサＳ５が設けられている。したがって、両面印刷時には、トナー像が熱定着された用紙３は、排出センサＳ５の通過直後に、排紙ローラ３０が逆回転されることによって、再搬送路５１を通って給紙側に搬送される。そして、用紙３の裏面側に印刷部１０によってトナー像が形成され、その裏面側がフェースダウン（用紙３に最初にトナー像が形成された表面側は、フェースアップとなる）で排出トレイ２９上に排出される。このようにカラープリンタ１では、上記構成とすることで、供給トレイ４からの用紙３の片面のみに印刷をする片面印刷に加えて、用紙３の両面に印刷をする両面印刷が可能となる。
２．電気的構成
次に、図４を参照してレーザプリンタ１の本発明にかかる電気的な構成を説明する。

図４に示すように、レーザプリンタ１は回路基板１００を備え、回路基板１００はＣＰＵ１２０、ＲＡＭ１２１、ＲＯＭ１２２、およびタイマ部１２３等を含む。回路基板１００にはモータＭ、後端センサＳ１、手差しセンサＳ２、レジ前センサＳ３、レジ後センサＳ４、排紙センサＳ５、ピックアップソレノイド６１、レジストソレノイド６２、および排紙ローラソレノイド６３等が接続されている。それらは全てＣＰＵ１２０に接続されている。

そして、回路基板１００には、インターフェース１２９が設けられており、同インターフェース１２９を通じて上位装置（例えば、パーソナルコンピュータ等、図示せず）と通信可能とされている。そして、ＣＰＵ１２０は、同インターフェース１２９を通じて印刷データ、並びに印刷指令を受信すると、カラープリンタ１の全体を制御して、用紙３に所望の画像を形成させる。

ＣＰＵ１２０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成され、用紙３の搬送タイミングの制御、すなわち、各ソレノイドスイッチ６１〜６３を動作させる動作開始タイミング等を制御する。なお、メモリ１２２内にはプログラム格納領域および用紙搬送データ格納領域等が設けられ、プログラム格納領域内にＣＰＵ１２０の各種制御、例えば以下で説明するソレノイドスイッチのＰＷＭ（パルス幅変調）制御に係る処理を実行するための処理プログラムが格納されている。

３．ソレノイドスイッチのＰＷＭ制御
続いて、ＣＰＵ１２０によるソレノイドスイッチのＰＷＭ制御の例について、図５〜図８を参照して説明する。ＣＰＵ１２０は、以下のソレノイドスイッチのＰＷＭ制御を、上記したように所定の処理プログラムにしたがって実行する。また、以下の説明において特に基準時刻からの時間が説明されていない時刻は、事前に実験等によって所定の基準時刻からの時間が決定され、その時間は例えば、タイマ部１２３の所定のタイマによってカウントされるものとする。

３−１． レジストソレノイドの制御例１
＜実施例１＞
まず、実施例１において、図５を参照してレジストソレノイド６２の制御の一例を説明する。

ユーザによってカラープリンタ１の手差し給紙口８から用紙３が挿入されて、図５の時刻ｔ０において手差しセンサＳ２が用紙３を検知すると、手差しセンサＳ２は、論理ローレベルの検出信号をＣＰＵ１２０に供給する。その検出信号に応じて、ＣＰＵ１２０は、デューティ比１００％のＰＷＭ信号をレジストソレノイド６２に供給して、レジストソレノイド６２をＯＮ（オン）する。すると、図３に示したように、クラッチ７１の鉄心７２がレジストソレノイド６２に吸引されてクラッチ７１が遊星ギヤ７５から離脱される。

なお、レジストソレノイド６２をオンする際のデューティ比は１００％に限られず、例えば、９０％あるいは９５％でもよい。要するに、レジストソレノイド６２をオンして、クラッチ７１を遊星ギヤ７５から離脱させることのできる、ＰＷＭ信号のデューティ比であればよい。

次いで、時刻ｔ０から所定時間が過ぎた時刻ｔ１において、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭ信号のデューティ比を１００％から例えば、５０％に減少させる。ここで、レジストソレノイド６２の起動後においてＰＷＭ信号のデューティ比を減少させるのは、以下の理由による。

すなわち、レジストソレノイド６２の起動時には、遊星ギヤ７５に結合したクラッチ７１を遊星ギヤ７５から離脱させるために、起動後よりも大きなエネルギーが要求される。そのため、クラッチ７１の遊星ギヤ７５からの離脱後において、離脱された状態にクラッチ７１を保持するエネルギーは、離脱させるためのエネルギーに比べて小さくて済むことによる。

したがって、レジストソレノイド６２の起動後においてＰＷＭ信号のデューティ比を減少させる場合には、レジストソレノイド６２の起動後においてもＰＷＭ信号のデューティ比を１００％で一定とする場合と比べて、駆動エネルギーの節約となる。

なお、減少後のデューティ比は、少なくともクラッチ７１を遊星ギヤ７５から離脱された状態に保持できるデューティ比であればよく、５０％に限られない。例えば、４０％あるいは６５％でもよく、保持に必要なエネルギーに応じて設定されればよい。いずれにしても、デューティ比１００％で保持する場合と比べて駆動エネルギーの節約となる。

ついで、時刻ｔ２においてレジ前センサＳ３が用紙３を検知すると、論理ローレベルの検出信号をＣＰＵ１２０に供給する。用紙３がさらに押し込まれると、時刻ｔ３の近傍において用紙３はレジストローラ６に突き当たる。次いで、時刻ｔ３から所定時間後の時刻ｔ４において、ＣＰＵ１２０はモータＭを駆動させる。そして、モータ駆動の時刻ｔ４から所定時間後の、用紙引き込みタイミングである時刻ｔ５において、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から０％としてレジストソレノイド６２をＯＦＦ（オフ）させる。すると、図３に示したように、クラッチ７１の鉄心７２がバネ７３の復元力Ｆによってレジストソレノイド６２から押し出され、クラッチ７１が遊星ギヤ７５と結合する。このとき、モータＭの回転動力が、動力伝達機構７４、遊星ギヤ７５およびレジストローラギヤ６ａを介してレジストローラ６に伝達され、レジストローラ６が回転し、用紙３がレジストローラ６に引き込まれる。

そして、用紙３の引き込みを停止するタイミングである時刻ｔ６において、ＣＰＵ１２０は、デューティ比１００％のＰＷＭ信号をレジストソレノイド６２に供給して、レジストソレノイド６２をオンする。すると、クラッチ７１の鉄心７２がレジストソレノイド６２に吸引されて、再びクラッチ７１が遊星ギヤ７５から離脱される。すると、モータＭの回転動力のレジストローラ６への伝達が遮断され、レジストローラ６の回転が停止し、レジストローラ６による用紙３の引き込みが、用紙３の先端部を挟持した状態で停止される。

次いで、時刻ｔ６から所定時間後の時刻ｔ７において、ＣＰＵ１２０はモータＭを停止させる。そして、モータ停止の時刻ｔ７から所定時間後の時刻ｔ８において、ＣＰＵ１２０は、時刻ｔ１と同様に、ＰＷＭ信号のデューティ比を１００％から例えば、５０％に減少させて、レジストソレノイド６２に、遊星ギヤ７５から離脱された状態でクラッチ７１を保持させる。

そして、時刻ｔ８から所定時間が過ぎた時刻ｔ９において、ＣＰＵ１２０は、時刻ｔ５と同様に、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から０％としてレジストソレノイド６２をオフさせる。すると、クラッチ７１の鉄心７２がバネ７３の復元力Ｆによってレジストソレノイド６２から押し出され、クラッチ７１が遊星ギヤ７５と結合する。しかしながら、このときモータＭは停止しているので、レジストローラ６は回転しない。このようにして、印字準備が完了する。

上記したように、実施例１においては、ＣＰＵ１２０は、レジストローラソレノイド６２をオフ状態からオン状態に起動させた後においては、レジストソレノイド６２の駆動信号であるＰＷＭ信号のデューティ比（例えば、５０％）を、起動時の値（例えば、１００％）よりも小さくするように制御する。そのため、レジストソレノイド６２の駆動エネルギーが節約されるとともに、レジストソレノイド６２の発熱が抑制される。

なお、実施例１においてはソレノイドスイッチの例として、レジストソレノイド６２を示したが、これに限られない。ソレノイドスイッチとして、ピックアップソレノイド６１および排紙ローラソレノイド６３にも、実施例１に示したＰＷＭ信号のデューティ比をソレノイドの起動後において減少させる制御を適用できる。

３−２． レジストソレノイドの制御例２
＜実施例２＞
次いで、実施例２において図６を参照してレジストソレノイド６２の別の制御例を説明する。なお、図６の時刻ｔ０〜時刻ｔ９は実施例１と同一の時刻を示す。そのため、実施例１と重複する説明は省略し、実施例１との相違点のみ説明する。

図６に示されるように、実施例２では、レジストソレノイド６２をオフ状態からオン状態に起動させた後における、クラッチ７１を保持するためのＰＷＭ信号のデューティ比（例えば、５０％）を一定とはせず、外乱等の状況に応じて変化させる。すなわち、実施例２では、ＣＰＵ１２０は、少なくとも、レジ前センサＳ３が用紙３を検知した後、ＰＷＭ信号のデューティ比を大きくする。

より詳細には、時刻ｔ２においてレジ前センサＳ３が用紙３を検知すると、ＣＰＵ１２０はＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から、例えば８０％まで増加させるために、ＰＷＭ信号のデューティ比を、時刻ｔ２から時刻ｔ２ａに間において徐々に増加させる。好ましくは、デューティ比を所定時間毎に所定量ずつ増加させる。

そして、時刻ｔ２ａから時刻ｔ３ａの期間τ１において、ＣＰＵ１２０はＰＷＭ信号のデューティ比を８０％で一定とする。なお、この期間τ１には、少なくとも、用紙３がレジストローラ６に突き当たる時刻ｔ３が含まれる。その理由は以下による。

すなわち、用紙３がレジストローラ６に突き当たると、レジストソレノイド６２はレジストローラ６の近傍に配置されるため、その振動がレジストソレノイド６２に伝わり、レジストソレノイド６２によるクラッチ７１の保持が解除される虞がある。そして、クラッチ７１の保持が解除されると、クラッチ７１はバネ７３の復元力Ｆによってレジストソレノイド６２から押し出され、クラッチ７１が遊星ギヤ７５と結合される。クラッチ７１が遊星ギヤ７５と結合された状態で、時刻ｔ４においてモータＭが駆動されると、レジストローラ６が回転し、用紙３の引き込みが開始されてしまい、用紙３が所定量より多く引き込まれ、後の印字処理に支障をきたすこととなる。そのため、実施例２においては、少なくとも、用紙３がレジストローラ６に突き当たる時刻ｔ３が含まれる期間τ１の間は、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から８０％に増加させて、用紙３がレジストローラ６に突き当たったときの衝撃に伴う振動によっても、クラッチ７１の保持を保障するようにしている。なお、増加されたＰＷＭ信号のデューティ比は８０％に限られず、クラッチ７１の保持を確実に維持する値であればよく、例えば、７５％あるいは８５％であってもよい。また、期間τ１は例えば、タイマ部１２３の所定のタイマによってカウントされる。

次いで、時刻ｔ３ａから時刻ｔ３ｂの間において、デューティ比を８０％から、例えば５０％まで減少させるために、ＰＷＭ信号のデューティ比を、好ましくは、デューティ比を所定時間毎に所定量ずつ減少させる。そして、時刻ｔ３ｂ以降の時刻ｔ４からは、実施例１と同様の処理が行われる。

上記したように、実施例２においては、ＣＰＵ１２０は、少なくとも、レジ前センサＳ３が用紙３を検知した後、ＰＷＭ信号のデューティ比を大きくする。そのため、用紙３がレジストローラ６に突き当たったときの衝撃に伴う振動等の外乱に対しても、レジストソレノイド６２による、遊星ギヤ７５から離脱された状態でのクラッチ７１の保持を好適に維持することができる。

３−３． レジストソレノイドの制御例３
＜実施例３＞
次いで、実施例３において図７を参照してレジストソレノイド６２の別の制御例を説明する。なお、図７の時刻ｔ０〜時刻ｔ９は実施例１と同一の時刻を示す。そのため、実施例１と重複する説明は省略し、実施例１との相違点のみ説明する。

図７に示されるように、実施例３では、レジストソレノイド６２をオフ状態からオン状態に起動させた後における、クラッチ７１を保持するためのＰＷＭ信号のデューティ比（例えば、５０％）を一定に維持せずに、外乱等の状況に応じて変化させとともに、レジストソレノイド６２をオン状態からオフ状態に移行する際に、デューティ比を徐々に、減少させる。好ましくは、デューティ比を所定時間毎に、所定量ずつ減少させる。また、ＣＰＵ１２０は、ウォーミングアップ時、用紙３がレジストローラ６に挟持された状態におけるデューティ比の大きさを徐々に小さくする。その際、好ましくは、デューティ比を所定時間毎に、所定量ずつ減少させる。

より詳細には、時刻ｔ２においてレジ前センサＳ３が用紙３を検知すると、実施例２と同様に、ＣＰＵ１２０はＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から、例えば８０％まで増加させるために、ＰＷＭ信号のデューティ比を、時刻ｔ２から時刻ｔ２ａに間において徐々に増加させる。好ましくは、デューティ比を所定時間毎に所定量ずつ増加させる。

そして、実施例２とは異なり、時刻ｔ２ａから、モータＭが起動される時刻ｔ４より後の時刻ｔ４ａまでの期間において、ＣＰＵ１２０はＰＷＭ信号のデューティ比を８０％で一定に維持する。ここで、時刻ｔ４ａまでの期間において、ＣＰＵ１２０はＰＷＭ信号のデューティ比を８０％で一定とするのは、例えば、時刻ｔ４においてモータＭが起動されることに起因する振動によって、レジストソレノイド６２によるクラッチ７１の保持が解除されることを抑制するためである。すなわち、ＰＷＭ信号のデューティ比を８０％で一定にする期間を実施例１と比べて長くすることによって、消費電力は増加するものの、外乱による影響をより抑制することができる。

次いで、レジストソレノイド６２をオン状態からオフ状態に移行する際の時刻ｔ４ａから時刻ｔ５の間において、デューティ比を８０％から、例えば３０％まで徐々に減少させる。そのため、バネ７３の復元力Ｆを減少させた状態で、クラッチ７１をレジストソレノイド６２から解除することができる。その結果、クラッチ７１が遊星ギヤ７５に結合される際に発生する、機械的ノイズ音を減少させることができる。

また、ＣＰＵ１２０は、時刻ｔ８〜時刻ｔ９の期間において、用紙３がレジストローラ６に挟持された状態におけるデューティ比の大きさを、例えば１００％〜５０％まで徐々に小さくする。その際、好ましくは、デューティ比を所定時間毎に、所定量ずつ減少させるようにする。通常、カラープリンタ１のウォーミングアップ時に、用紙３が、レジストローラ６より搬送方向下流に位置するウォーミングアップ中の部分に搬送されないように、ウォーミングアップ終了までレジストソレノイド６２をオンにしなければならないが、このように制御すると、電力消費を大きく抑制できる。また、時刻ｔ９においてレジストソレノイド６２をオフする際に、クラッチ７１が遊星ギヤ７５に結合される際に発生する、機械的ノイズ音を減少させることができる。

上記したように、実施例３においては、ＣＰＵ１２０は、少なくとも、レジ前センサＳ３が用紙３を検知した後、ＰＷＭ信号のデューティ比を大きくする。そのため、用紙３がレジストローラ６に突き当たったときの衝撃に伴う振動、あるいはモータＭの起動に伴う振動等の外乱に対しても、レジストソレノイド６２による、遊星ギヤ７５から離脱された状態におけるクラッチ７１の保持を好適に維持することができる。さらに、レジストソレノイド６２の電力消費を大きく抑制できるとともに、レジストソレノイド６２がオフするの機械的ノイズ音を減少させることができる。

３−４． 排紙ローラソレノイドの制御例１
＜実施例４＞
次いで、実施例４において図８を参照して、排紙ローラソレノイド６３の一制御例を説明する。

カラープリンタ１の印刷処理を実行するために、用紙３がレジストローラ６より搬送方向下流に搬送され、今、図８の時刻ｔ１０において、レジ後センサＳ４が用紙３の紙無しを検知したとする。次いで、時刻ｔ１１において、排紙センサＳ５が用紙３を検知し、その後、排紙ローラ３０によって用紙３が排出口３１への搬送され、時刻ｔ１２において排紙センサＳ５が用紙３の紙無しを検知したとする。

すると、ＣＰＵ１２０は、時刻ｔ１２から所定時間τ２の経過後の時刻ｔ１３において、デューティ比１００％のＰＷＭ信号を排紙ローラソレノイド６３に供給して、排紙ローラソレノイド６３をオンする。すると、モータＭから排紙ローラ３０への回転動力の方向が動力伝達機構（図示せず）によって逆転され、排紙ローラ３０は逆回転する。そのため、用紙３の搬送方向は反転され、排出口３１から再搬送路５１側に戻される。なお、排紙センサＳ５は、搬送方向を反転された用紙３が通過しても、用紙３の紙無しを検知する構成とされている。

次いで、時刻ｔ１３から所定時間が過ぎた時刻ｔ１４において、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭ信号のデューティ比を１００％から例えば、５０％に減少させる。このように、排紙ローラソレノイド６３のオン状態において、ＰＷＭ信号のデューティ比を１００％から５０％に減少させるのは、レジストソレノイド６２と同じく、排紙ローラソレノイド６３の起動時には、起動後よりも大きなエネルギーが要求されるが、起動後において、離脱された状態に排紙ローラソレノイド６３のクラッチを保持するエネルギーは、離脱させるためのエネルギーに比べて小さくて済むことによる。したがって、排紙ローラソレノイド６３の起動後においてもＰＷＭ信号のデューティ比を１００％で一定とする場合と比べて、駆動エネルギーの節約となる。

そして、時刻ｔ１３から所定時間τ３が過ぎ、反転された用紙３が搬送路５７と合流する再搬送路５１に突入する前の時刻ｔ１５から、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から徐々に増加させる。その際、好ましくは、デューティ比を所定時間毎に、所定量ずつ増加させるようにする。そして、反転された用紙３が搬送路５７と合流する再搬送路５１に突入する時刻ｔ１６において、ＰＷＭ信号のデューティ比が例えば、８０％に達すると、ＰＷＭ信号のデューティ比を８０％から徐々に、例えば５０％まで減少させる。その際、好ましくは、デューティ比を所定時間毎に、所定量ずつ減少させるようにする。そして、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％に維持して、時刻ｔ１５から所定時間τ４を経過した時刻ｔ１７において、排紙ローラソレノイド６３をオフさせる。ここで、所定期間τ２、τ３、τ４は、それぞれ、例えばタイマ部１２３の対応する所定のタイマによってそれぞれカウントされる。なお、時刻ｔ１０から時刻ｔ１７の期間中、モータＭは駆動されている。

このように、排紙ローラソレノイド６３のオン状態において、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から８０％に増加させるのは、反転された用紙３が搬送路５７と合流する再搬送路５１に突入する際に、再搬送路５１に設けられた図示しない搬送ローラ等の駆動機構と接触したり再搬送路５１における曲率の小さい部分から曲率の大きい部分に突入したりすることによる。このとき、用紙３に与えられた衝撃に伴う振動が未だ用紙３を挟持している排紙ローラ３０に伝わると、排紙ローラソレノイド６３は排紙ローラ３０の近傍に配置されるため、その振動が排紙ローラソレノイド６３に伝わり、排紙ローラソレノイド６３によるクラッチの保持が解除される虞がある。そして、排紙ローラソレノイド６３によるクラッチの保持が解除されると、排紙ローラ３０が正回転してしまい、印字処理に支障をきたすこととなる。

そのため、実施例４においては、ＰＷＭ信号のデューティ比を５０％から８０％に増加させて、用紙３が搬送路５７と合流する再搬送路５１に突入するときの衝撃に伴う振動によっても、排紙ローラソレノイド６３によるクラッチの保持を保障するようにしている。そのため、用紙３が搬送路５７と合流する再搬送路５１に突入するときの衝撃に伴う振動等の外乱に対しても、排紙ローラソレノイド６３によるクラッチの保持を好適に維持することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態において、さらに、ＣＰＵ１２０は、環境温度が高いとき、ソレノイドスイッチのＰＷＭ信号のデューティ比（駆動信号の大きさ）を環境温度が低いときより大きくするようにしてもよい。例えば、環境温度が１０℃のときにオンデューティ比を９０％とし、環境温度が３０℃のときにオンデューティ比を１００％とするようにする。

これは、通常、環境温度が増加するとソレノイドスイッチのソレノイドの抵抗値が増加するため、同一のデューティ比に対するソレノイド電流が低下し、ソレノイドの吸引力も低下する。そのため、環境温度によらずに所定のソレノイドの吸引力を確保するためである。この場合、環境温度の増加に応じてデューティ比を大きくしても、それに応じてソレノイド電流が増加しないため、環境温度に応じて効果的にソレノイドを制御できる。

なお、この場合、好ましくは、画像形成装置は環境温度を検出する温度検出手段を設け、温度検出手段の検出結果に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を制御するようにする。あるいは、ソレノイドの電流検出手段を設け、電流検出手段の検出結果に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を制御するようにする。

（２）上記実施形態においては、時刻ｔ０において手差しセンサＳ２による用紙３の検出に応じて、ＣＰＵ１２０はレジストソレノイド６２をオンする例を示したが、これに限られない。例えば、手差しセンサＳ２によって用紙３が検出される前にレジストソレノイド６２がオンされるようにしてもよい。その際、好ましくは、ＣＰＵ１２０は、手差しセンサ（第１検知手段）Ｓ２による用紙３の検知時のＰＷＭ信号のデューティ比（駆動信号の大きさ）を、手差しセンサ（第１検知手段）Ｓ２による用紙３の検知時のＰＷＭ信号のデューティ比（駆動信号の大きさ）よりも大きくするようにする。この場合、ユーザにより給紙口８から用紙３が挿入される場合であっても、電力消費を抑制しつつ、レジストソレノイド等の動作への、用紙３の給紙口８への挿入に起因する振動等の外乱の影響を抑制することができる。

（３）上記実施形態においては、本発明による画像形成装置をカラープリンタに適用する例を示したが、本発明による画像形成装置をモノクロプリンタに適用することもできる。その場合、好ましくは、レジストソレノイド（切替手段）のＰＷＭ信号のデューティ比の大きさをカラープリンタの場合よりも大きくする。

それは、モノクロプリンタの場合、用紙（被記録媒体）３に画像を形成するための画像形成部がカラープリンタの場合と比較して小さく、レジストローラと定着手段との距離がカラープリンタの場合より短いため、レジストローラの作動状態を切替えるレジストソレノイドが高温になりやすく、それに伴ってソレノイド抵抗が増加しやすいからである。

（４）ＰＷＭ信号のデューティ比を徐々に増加させたり、あるいは徐々に減少させたりする形態は、所定時間毎に、所定量ずつ増加させたりあるいは減少させたりする形態、すなわち、ＰＷＭ信号のデューティ比を一定勾配で変化させる形態に限られない。ＰＷＭ信号のデューティ比の変化勾配（変化量）を、時間区分に応じて変化させるようにしてもよい。
（５）上記実施形態においては、ソレノイドスイッチ（切替手段）の駆動信号をＰＷＭ信号とし、駆動信号の大きさをＰＷＭ信号のデューティ比とする例を示したが、これに限定されない。例えば、駆動信号を直流の電圧信号とし、駆動信号の大きさをその電圧値としてもよい。

本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成を示す側断面図 図１の画像形成装置の各種印字時における用紙の各移動経路を概略的に示す構成図 レジストソレノイドのオン／オフ時の動作を概略的に示す説明図 図１の画像形成装置の本発明にかかる電気的構成を示す回路ブロック図 ソレノイドスイッチのＰＷＭ制御の一例に係るタイムチャート ソレノイドスイッチのＰＷＭ制御の別の例に係るタイムチャート ソレノイドスイッチのＰＷＭ制御の別の例に係るタイムチャート ソレノイドスイッチのＰＷＭ制御の別の例に係るタイムチャート

符号の説明

１…カラープリンタ（画像形成装置）
３…用紙（被記録媒体）
５…ピックアップローラ（搬送手段）
６…レジストローラ（搬送手段）
８…給紙口（挿入口）
３０…排紙ローラ（搬送手段）
６１…ピックアップローラ用ソレノイドスイッチ（切替手段）
６２…レジストローラ用ソレノイドスイッチ（切替手段）
６３…排紙ローラ用ソレノイドスイッチ（切替手段）
１２０…ＣＰＵ（制御手段）
Ｍ…モータ（動力手段）
Ｓ２…手差しセンサ（第２検知手段）
Ｓ３…レジ前センサ（第１検知手段）

Claims (10)

1. 被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段を作動させる動力手段と、
   そのＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切替えられることによって、前記動力手段による前記搬送手段の作動状態を切替える切替手段と、
   前記切替手段を前記ＯＦＦ状態から前記ＯＮ状態に起動させた後においては、起動時における前記切替手段の駆動信号の大きさよりも小さくするように、前記駆動信号の大きさを制御する制御手段と
   を備える、画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記切替手段をＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行する際、前記駆動信号の大きさを徐々に減少させる。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記搬送手段は、レジストローラである。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記被記録媒体が前記レジストローラに近づくにつれ、前記駆動信号の大きさをより大きくする。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   レジストローラ手前の位置を通過する前記被記録媒体を検知する第１検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１検知手段により前記被記録媒体を検知した後、前記駆動信号の大きさを大きくする。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   ユーザにより前記被記録媒体が挿入される挿入口と、
   前記挿入口に挿入される被記録媒体を検知する第２検知手段とをさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１検知手段による被記録媒体検知時の前記駆動信号の大きさを、前記第２検知手段による被記録媒体検知時の前記駆動信号の大きさよりも大きくする。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、ウォーミングアップ時、前記被記録媒体がレジストローラに挟持された状態における前記駆動信号の大きさを徐々に小さくする。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、環境温度が高いとき、前記切替手段の前記駆動信号の大きさを環境温度が低いときより大きくする。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記画像形成装置がモノクロプリンタの場合、前記切替手段の前記駆動信号の大きさを該装置がカラープリンタの場合よりも大きくする。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記駆動信号はＰＷＭ信号であり、
    前記切替手段は、前記ＰＷＭ信号によって駆動されるソレノイドスイッチであり、前記駆動信号の大きさは、前記ＰＷＭ信号のデューティ比である。

Images