JP2004233615A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の現像器を搭載した現像ロータリーを回転駆動する現像ロータリーの駆動を所定の時間内に減速して停止させる駆動停止制御を行う際に、振動や異音の発生を防止できるようにする。
【解決手段】現像ロータリー１７に搭載された現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｂｋを現像位置に移動させて停止させる際において、ステッピングモータ３０の駆動を所定の時間内に減速して停止させる駆動停止制御を、トナー量検知センサで検知したトナー量に応じて行うことにより、現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｂｋ内のトナー残量によって変化する現像ロータリー１７全体の重量によって変化する慣性力に対して適正なトルクで停止させることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いて転写材にトナー像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置として、例えば単体の感光ドラム上に複数色のトナーにより可視画像を順次形成し、これらの可視画像を中間転写体上に重ね合わせた後に転写材上に一括転写して多色画像を得るカラー画像形成装置がある。この種のカラー画像形成装置においては、複数のトナーをいれた現像器を搭載した現像器回転保持体である現像ロータリーを回転駆動し、所定の現像器を現像位置に精度よく移動させるために現像ロータリー駆動源を備えている。この現像ロータリー駆動源には、一般的にステッピングモータが使用されている。
【０００３】
現像ロータリー駆動源としてのステッピングモータは、その原理として振動の連続で駆動するため、すぐに停止させると停止時に慣性等の影響によって回転方向が逆転する等の悪影響が発生するため、その対策として従来では、ステッピングモータの回転駆動を停止させる場合に直ぐに停止信号を出力しないで、なだらかに減速を行い停止に至るようなスローダウン制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のように、現像ロータリー駆動源としてのステッピングモータで現像ロータリーを回転駆動する画像形成装置では、現像ロータリーには複数の現像器を有しており、更に使用開始直後の各現像器にはトナーが満杯に入っているため、各現像器を含む現像ロータリー全体の重量は重い。
【０００５】
このため、ステッピングモータのトルクは、現像ロータリーのトナーが満杯時における重量や、慣性等の最大負荷に対して安全率を加味して設定している。しかしながら、漸次的に減速を行い停止に至るようなスローダウン制御を行う場合に、トナーが減少して各現像器を含む現像ロータリー全体の重量が軽くなってくると、スローダウン制御中のある時点の特に回転低速域でトルク余りによる振動が起き、画像ブレ等の悪影響が発生するおそれがあった。また、このときの振動によって異音も発生する。
【０００６】
そこで本発明は、複数の現像器を搭載した現像ロータリーを回転駆動する現像ロータリーの駆動を所定の時間内に減速して停止させる駆動停止制御を行う際に、振動や異音の発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、複数の現像器を保持した移動自在な現像器保持体と、前記現像器保持体を移動駆動するための駆動手段を有し、現像時に前記駆動手段の駆動により前記現像器保持体を移動させて、保持されている前記現像器を現像位置に移動させて現像動作を行う画像形成装置において、前記各現像器内に収納されているトナー量を検知するトナー量検知手段と、前記現像器保持体の移動駆動を制御する制御手段と、を備え、前記現像器を現像位置に移動させて停止させる際において、前記駆動手段の駆動を所定の時間内に減速して停止させる駆動停止制御を、前記トナー量検知手段で検知したトナー量に応じて行うことを特徴としている。
【０００８】
また、前記駆動停止制御は、前記現像器内のトナー量に応じて複数の制御パターンを有しており、前記制御手段は、前記現像器内のトナー量に応じた適切な駆動停止制御を前記複数の制御パターンのうちから選択して行うことを特徴としている。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記現像器内のトナー量が現像動作により減少するにつれて、前記駆動手段への駆動停止信号が発せられてから前記駆動手段が駆動停止するまでの時間が短くなるように制御することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１１】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では電子写真方式のフルカラー複写機）を示す概略断面図である。
【００１２】
この画像形成装置（フルカラー複写機）１では、画像形成動作開始信号が発せられると、装置本体３内に設けた像担持体としての感光ドラム１１は、矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、当接する帯電ローラ１２によりその表面が均一に帯電される。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１の回転駆動により従動回転する。そして、帯電された感光ドラム１１上に、露光装置（レーザ走査装置）１３からリーダ部（画像読取り部）２で読み取った原稿（不図示）の画像情報に応じた画像露光Ｌが付与され、入力される画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００１３】
そして、現像装置１４のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したイエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋのうちから１色目のイエロー現像器１８Ｙを所定の現像位置に移動させて、感光ドラム１１上の静電潜像を、感光ドラム１１の帯電極性と同極性に帯電したトナーによって反転現像してイエロートナー像として顕像化する。イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋは現像ロータリー１７に設置されており、現像ロータリー１７の回転によって各現像器を現像位置に回転移動することができる。
【００１４】
現像装置１４の現像ロータリー１７は、図２に示すように、ステッピングモータ３０の回転駆動によってモータギア３１を介して回転される（本発明の特徴であるステッピングモータ３０の回転駆動制御の詳細については後述する）。
【００１５】
そして、感光ドラム１１上に形成担持された１色目のイエロートナー像は、複数のローラに回転自在に張架された無端ベルト状の中間転写ベルト１５に１次転写される。この１次転写後に、感光ドラム１１上に残留した廃トナー（１次転写残トナー）は、感光ドラム１１に当接するクリーニング部材としてのクリーニングブレード１６によって除去され、回収される。
【００１６】
以下、同様にしてマゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋによる現像により、感光ドラム１１上にそれぞれ形成担持された２色目のマゼンタトナー像、３色目のシアントナー像、４色目のブラックトナー像を順次中間転写ベルト１５上のイエロートナー像に重ね合わせて転写し、フルカラートナー像を形成する。この際も、それぞれ感光ドラム１１上に残留した廃トナー（１次転写残トナー）は、クリーニングブレード１６によって除去され、回収される。中間転写ベルト１５は、駆動ローラ２０、テンションローラ２１、２次転写対向ローラ２２によって張架されている。
【００１７】
そして、２次転写ローラ２４を中間転写ベルト１５に加圧して２次転写部を形成し、中間転写ベルト１５上のフルカラートナー像の先端と同期させて、各カセット１０から所定サイズの転写材（用紙）を２次転写ローラ２４と中間転写ベルト１５間の２次転写部に搬送し、中間転写ベルト１５上のフルカラートナー像を転写材に一括して転写（２次転写）する。この際、中間転写ベルト１５上に残留した廃トナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーニングブレード２３によって除去され、回収される。
【００１８】
そして、フルカラートナー像が転写された転写材は定着ローラ対２５に搬送され、定着ローラ対２５でフルカラートナー像を加熱、加圧して転写材上に定着した後に、排紙部２６に排出する。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態におけるステッピングモータ３０による現像ロータリー１７の駆動制御について説明する。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１におけるステッピングモータ３０による現像ロータリー１７の駆動制御系を示すブロック図であり、４０は複数の駆動制御パターンを格納しているメモリ手段としてのＲＯＭ、４１はステッピングモータ３０の駆動制御を行うＣＰＵ（中央演算処理部）、４２は各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋに収納されているトナー量を検知するトナー量検知センサ、４３はタイミング信号を出力するジェネレータ、４４はモータドライバ、３０は上記した現像ロータリー１７を回転駆動するステッピングモータである。
【００２１】
そして、ステッピングモータ３０が駆動される現像工程時には、ＣＰＵ４１はＲＯＭ４０に格納されているパターンテーブルの形態で保持されている駆動制御パターンデータを参照し、所定の信号をジェネレータ４３へ出力する。ジェネレータ４３は、ＣＰＵ４１から入力される駆動制御パターンデータに基づいて、ステッピングモータ３０の各相の励磁コントロール信号となるタイミング信号を生成してモータドライバ４４へ出力する。
【００２２】
モータドライバ４４は、ジェネレータ４３から受取ったタイミング信号を基に、ステッピングモータ３０の各相の励磁駆動信号を生成し、この励磁信号を基に駆動電流を受けてステッピングモータ３０が回転する。ステッピングモータ３０の回転によりモータギア３１を介して現像ロータリー１７が回転駆動され、現像ロータリー１７に搭載されている各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋを、それぞれの現像に合わせて現像位置に回転移動させる。
【００２３】
そして、現像ロータリー１７の回転により各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋを現像位置に移動させて停止させる際に、これらの現像器が安定して精度よく現像位置で停止するように、本発明の実施の形態では以下のようにステッピングモータ３０を駆動制御するようにした。
【００２４】
即ち、現像ロータリー１７に搭載されている各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋに収納されているトナー量をトナー量検知センサ４２で検知し、この検知情報をＣＰＵ４１に出力する。ＣＰＵ４１は、入力される検知情報に基づいて、例えばブラック現像器１８Ｂｋのトナー量が満杯状態から半分程度以上残量していると判断した場合は、ＲＯＭ４０のパターンテーブルに予め格納されている、例えば図４に示す時間と角速度の制御波形図のような、ステッピングモータ３０の停止時の駆動制御パターンに基づいてステッピングモータ３０を停止させる。
【００２５】
この場合には、ステッピングモータ３０の停止に際してＣＰＵ４１は、ステッピングモータ３０を定常回転ω１から停止させるとき、収納されている多量のトナーによって現像ロータリー１７全体の重量が重く、慣性力が大きいので、図４に示す駆動制御パターンのように、時間Ｔの間で直線的になだらかに減速を行い停止に至るようにスローダウン制御を行う。
【００２６】
また、ＣＰＵ４１は、入力される検知情報に基づいて、例えばブラック現像器１８Ｂｋのトナー量が半分程度から略ゼロであると判断した場合は、ＲＯＭ４０のパターンテーブルに予め格納されている、例えば図５に示す時間と角速度の制御波形図のような、ステッピングモータ３０の停止時の駆動制御パターンに基づいてステッピングモータ３０を停止させる。
【００２７】
この場合には、ステッピングモータ３０の停止に際してＣＰＵ４１は、ステッピングモータ３０を定常回転ω１から停止させるとき、収納されている少量のトナーによって現像ロータリー１７全体の重量が軽く、慣性力が小さいので、図５に示す駆動制御パターンのように、時間Ｔの間で円弧状的に減速を行い停止に至るようにスローダウン制御を行う。
【００２８】
このように、予めステッピングモータ３０の停止時における図４、５に示した駆動制御パターンをＲＯＭ４０に格納しておき、各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋのトナー残量によって変化する現像ロータリー１７全体の重量に応じて、駆動制御パターンを換えることで、現像ロータリー１７全体の重量によって変化する慣性力に対して適正なトルクで停止させることが可能になり、回転低域で起こるトルク余りによる振動を減少させ、異音の発生を防止することができる。
【００２９】
〈実施の形態２〉
本発明の実施の形態２の画像形成装置及びステッピングモータ３０による現像ロータリー１７の回転駆動制御系は、図１〜図３に示した実施の形態１と同様であり、重複する説明は省略する。以下、本発明の実施の形態におけるステッピングモータ３０の停止時の駆動制御についてのみ説明する。
【００３０】
現像ロータリー１７の回転により各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋを現像位置に移動させて停止させる際に、これらの現像器が安定して精度よく現像位置で停止するように、本発明の実施の形態では以下のようにステッピングモータ３０を駆動制御するようにした。
【００３１】
即ち、現像ロータリー１７に搭載されている各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋに収納されているトナー量をトナー量検知センサ４２で検知し、この検知情報をＣＰＵ４１に出力する。ＣＰＵ４１は、入力される検知情報に基づいて、例えばブラック現像器１８Ｂｋのトナー量が満杯状態から半分程度以上残量していると判断した場合は、ＲＯＭ４０のパターンテーブルに予め格納されている、例えば図６に示す時間と角速度の制御波形図（図６のａ）のようなステッピングモータ３０の停止時の駆動制御パターンに基づいて、ステッピングモータ３０を停止させる。
【００３２】
この場合には、ステッピングモータ３０の停止に際してＣＰＵ４１は、ステッピングモータ３０を定常回転ω１から停止させるとき、収納されている多量のトナーによって現像ロータリー１７全体の重量が重く、慣性力が大きいので、図６のａに示す駆動パターンのように、時間Ｔ１の間で直線的になだらかに減速を行い停止に至るようにスローダウン制御を行う。
【００３３】
また、ＣＰＵ４１は、入力される検知情報に基づいて、例えばブラック現像器１８Ｂｋのトナー量が半分程度から略ゼロであると判断した場合は、ＲＯＭ４０のパターンテーブルに予め格納されている、例えば図６に示す時間と角速度の制御波形図（図６のｂ）のような、ステッピングモータ３０の停止時の駆動制御パターンに基づいてステッピングモータ３０を停止させる。
【００３４】
この場合には、ステッピングモータ３０の停止に際してＣＰＵ４１は、ステッピングモータ３０を定常回転ω１から停止させるとき、収納されている少量のトナーによって現像ロータリー１７全体の重量が軽く、慣性力が小さいので、図６のｂに示す駆動パターンのように、時間Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）の間で直線的になだらかに減速を行い停止に至るようにスローダウン制御を行う。即ち、収納されているトナー量が減少するにつれて、停止信号が発せられてからステッピングモータ３０が停止するまでの時間を短くなるように制御する。
【００３５】
このように、予め図６のａ、ｂのような駆動制御パターンをＲＯＭ４０に格納しておき、各イエロー現像器１８Ｙ、マゼンタ現像器１８Ｍ、シアン現像器１８Ｃ、ブラック現像器１８Ｂｋのトナー残量によって変化する現像ロータリー１７全体の重量に応じて、駆動制御パターンを換えることで、現像ロータリー１７全体の重量によって変化する慣性力に対して適正なトルクで停止させることが可能になり、回転低域で起こるトルク余りによる振動を減少させ、異音の発生を防止することができる。
【００３６】
なお、本発明におけるステッピングモータ３０の停止時の駆動制御パターンは、上述した実施の形態１、２で示した各駆動制御パターンに限定されることはなく、トナー量に応じた任意の駆動制御パターンに基づいたスローダウン制御を行うようにしてもよい。
【００３７】
また、上記した各実施の形態は、複数の現像器が回転する現像ロータリータイプの現像装置であったが、複数の現像器を水平方向に移動する水平移動現像器タイプでも同様に本発明を適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像器を所定の現像位置に移動させて停止させる際において、駆動手段の駆動を所定の時間内に減速して停止させる駆動停止制御を、トナー量検知手段で検知したトナー量に応じて行うことにより、現像器内のトナー残量によって変化する現像器保持体全体の重量によって変化する慣性力に対して適正なトルクで停止させることが可能になり、回転低域で起こるトルク余りによる振動を減少させ、異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１、２に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態１、２に係る画像形成装置の現像装置を示す概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態１、２におけるステッピングモータによる現像ロータリーの駆動制御系を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態１におけるステッピングモータの停止時の駆動制御パターンを示す図。
【図５】本発明の実施の形態１におけるステッピングモータの停止時の駆動制御パターンを示す図。
【図６】本発明の実施の形態２におけるステッピングモータの停止時の駆動制御パターンを示す図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ リーダ部
３ 装置本体
１１ 感光ドラム
１２ 帯電ローラ
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 中間転写ベルト
１７ 現像ロータリー（現像器保持体）
１８Ｙ イエロー現像器
１８Ｍ マゼンタ現像器
１８Ｃ シアン現像器
１８Ｂｋブラック現像器
３０ ステッピングモータ（駆動手段）
４０ ＲＯＭ
４１ ＣＰＵ（制御手段）
４２ トナー量検知センサ（トナー量検知手段）
４３ ジェネレータ
４４ モータドライバ

Claims (3)

1. 複数の現像器を保持した移動自在な現像器保持体と、前記現像器保持体を移動駆動するための駆動手段を有し、現像時に前記駆動手段の駆動により前記現像器保持体を移動させて、保持されている前記現像器を現像位置に移動させて現像動作を行う画像形成装置において、
   前記各現像器内に収納されているトナー量を検知するトナー量検知手段と、
   前記現像器保持体の移動駆動を制御する制御手段と、を備え、
   前記現像器を現像位置に移動させて停止させる際において、前記駆動手段の駆動を所定の時間内に減速して停止させる駆動停止制御を、前記トナー量検知手段で検知したトナー量に応じて行う、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動停止制御は、前記現像器内のトナー量に応じて複数の制御パターンを有しており、前記制御手段は、前記現像器内のトナー量に応じた適切な駆動停止制御を前記複数の制御パターンのうちから選択して行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記現像器内のトナー量が現像動作により減少するにつれて、前記駆動手段への駆動停止信号が発せられてから前記駆動手段が駆動停止するまでの時間が短くなるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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