JP2006285015A

JP2006285015A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006285015A
Application number: JP2005106237A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fuse; 洋布施
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】加圧ローラに付着したトナーの除去を目的とする画像形成装置の提供。
【解決手段】加圧ローラに付着したトナーを除供する為には、シート材を低速度で搬送することが必要であり、ＤＣブラシレスモータをドラムカートリッジ駆動源、ステッピングモータを定着器駆動源に用いた画像形成装置においては、ＤＣブラシレスモータをすく数回に渡ってＯＮ／ＯＦＦを繰り返すステップ駆動をさせ、かつ、前記ＤＣブラシレスモータの前記ステップ駆動の搬送距離に合わせてステッピングモータのパルス数を設定する必要があり、前記搬送距離が双方で異なる場合、シート材に弛みや引っ張り合いが生じてしまうため、前記ＤＣモータに実装されているホール素子の出力信号より、ＤＣブラシレスモータの回転角量を検出し、前記回転角量に基づき前記ステッピングモータのパルス数を設定し、前記シート材の弛みや引っ張り合いを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に搭載される定着器に付着したトナーをクリーニングする為のモータ駆動制御方法に係る画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置の定着器のクリーニング手段としては、特許文献１、特許文献２等の従来技術に記載されているように、定着器の加圧ローラに付着したトナーをクリーニングする方法としては、シート材を低速度にて搬送し、前記加圧ローラに付着したトナーを前記シート材の像形成する面の裏に付着させる方法がある。本発明は、ドラムカートリッジをＤＣブラシレスモータ、定着器をステッピングモータで駆動する画像形成装置において、前記クリーニングを行なう際に前記シート材を前記ドラムカートリッジと前記定着器の間で弛みや引っ張り合いの無いように搬送するものである。

図３、図４、図５、は従来のステップ駆動を行なうことにより定着器に溶着したトナーを除去する技術を説明する図である。

図３は、画像形成装置における通常印字動作を説明する図である。

１は前記画像形成装置において静電潜像を形成するカートリッジドラム９の駆動源であるＤＣブラシレスモータであり、３０はトナーを前記シート材に溶着させる定着器を駆動する為のステッピングモータである。給紙カセット２に積載されているシート材３はカセット給紙ローラ４によって給紙され、搬送ローラ５により画像形成装置内のシート材搬送路上へ給紙され、前記シート材３はレジストローラ６でシート材の先端をＴＯＰセンサ７により合せ転写ローラ８、ドラムカートリッジ９へ搬送される。

転写ローラ８とドラムカートリッジ９にてトナーを転写されたシート材はトナーをシート材に溶着させるための定着器１４に搬送される。前記定着器は、前記トナーを溶解するセラミックヒータ１２、前記セラミックヒータから発生する熱を均等に分散する、定着フィルム１１、前記溶解されたトナーを前記シート材２に圧力を印加し付着させる加圧ローラ１０、にて構成される。続いて前記定着器によりシート材は加圧定着された後、排紙ローラ１３にて排紙される。

図４は、前記加圧ローラ１０にトナーが付着し、更にトナーが付着し汚れた加圧ローラで印字動作を行った場合、シート材の潜像形成面の裏面に前記加圧ローラに付着したトナーが付着し前記シート材の裏面が汚れるメカニズムを説明する図である。

図４−Ａにおいて、前記定着器１４にて前記トナーは、定着前のトナー１５から加圧定着され、定着後のトナー１６のようにシート材へ定着される。前記定着動作において、トナーが定着された前記シート材の後端が前記定着器１４を通過するタイミングでは、図４−Ｂの１７のようにトナーが定着フィルム１１へ付着する。前記定着フィルム１１に付着したトナーは前記定着フィルムよりも温度の低い加圧ローラ１０へ移動する（１８）。前記メカニズムにて、前記加圧ローラ１０はトナーが付着し汚れていく。前記汚れた加圧ローラにて印字をした場合、図４−Ｃに示すようにシート材の裏面に前記加圧ローラに付着したトナーが移動し前記シート材の裏面を汚してしまう（１９）。これは、トナーは表面性が滑らかな物質、温度の低い物質へ移動する性質があるからである。

そこで、図５に示すように、前記加圧ローラに付着したトナーを除去するには、加圧ローラよりも熱した用紙を前記加圧ローラへ通紙することが知られている。具体的には、前記セラミックヒータ１２によりシート材を熱するために、前記シート材を通常印刷速度よりも低速度で搬送する。前記低速度での搬送は、前記ステッピングモータ３０は可能であるが、前記ＤＣブラシレスモータ１においては、通常の一定回転速度制御における低回転速度制御限界以下にて回転させる必要がある。そこで、前記ＤＣモータ１を設定された一定の間隔ＯＮさせ、設定された一定の間隔ＯＦＦするスッテプ動作をさせることで低速度のシート材搬送駆動を行なうことができる。

図６は前記ステップ送り動作の前記ドラムカートリッジ上の紙送り量と前記ＤＣブラシレスモータ１のＯＮ／ＯＦＦ時間を示したものであり、目標の紙送り量の傾き２１に対して、前記ＤＣモータ１をＯＮ／ＯＦＦすることで前記ステップ送り動作のシート材搬送２２を行なうことができる。また、前記ステッピングモータは、特性上送信されたステップ数だけ回転する為、前記ＤＣブラシレスモータの様に低速度回転できない現象は無い。

以上、説明したように前記加圧ローラ１０の付着したトナーを除去することができ、通常印刷動作にてシート材の裏面が汚れることを防止することができる。
特開平９−２９２８０３号公報特開平１１−５４２４３号公報

しかしながら、上記従来例では以下に示す問題点があった。

予め設定された時間間隔のＯＮ／ＯＦＦ動作によるステップ送りでは、画像形成装置の機械的な負荷のバラツキがある為、前記ＤＣブラシレスモータ１の搬送量は、図７に示すように、機械的な負荷が重い場合、２３のように目標のシート材搬送量に到達せずに前記シート材を前記定着器１４へ搬送する為、前記ドラムカートリッジ９と前記定着器の両方で搬送されたシート材は、前記ドラムカートリッジを前記定着器１４により引っ張り合いが生じ前記シート材を破損させる可能性や、前記ステッピングモータ３０に対する機械的な負荷を増大させ脱調する危険性が高くなる恐れがある。

また、逆に機械的な負荷が軽い場合、前記ＤＣブラシレスモータ１の搬送量は、２４のように目標のシート材搬送量以上にシート材が搬送されてしまい前記ドラムカートリッジと前記定着器の両方で搬送されたシート材に、弛みを生じさせ前記シート材が搬送路内で折り曲がってしまう恐れがある。

本発明は、ＤＣブラシレスモータをドラムカートリッジ駆動に、ステッピングモータを定着器駆動に用いた画像形成装置において、画像形成装置の機械的な負荷が変動しても、前記ドラムカートリッジ９と前記定着器１４間でシート材の弛みや引っ張り合いを防止し安定した定着器のトナークリーニング動作を行なう画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために請求項１、請求項２、請求項３記載の画像形成装置では、前記クリーニングを行なう時は、ＤＣブラシレスモータ１の１ステップあたりの回転数量を検知し、前記回転数量に基き前記ステッピングモータのステップ数の設定を行なうことにより安定したシート材の搬送を行なうことで加圧ローラに付着したトナーの除去を行なう。

すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。

（１）静電潜像を形成するカートリッジドラムの駆動源にＤＣブラシレスモータを、トナーをシート材に溶着させる定着器にステッピングモータを用い、前記シート材に圧力を印加する加圧ローラに付着したトナーを除去するクリーニングモードを有し、前記クリーニングモードでは、低速度のシート材搬送を行なう為に前記ＤＣブラシレスモータと前記ステッピングモータを間欠駆動させるステップ駆動を行なう画像形成装置において、前記ステッピングモータのステップ駆動時における駆動パルス数を前記ＤＣブラシレスモータの回転角量に基き決定される値にて駆動することを特徴とした画像形成装置。

本発明の請求項１記載、請求項２記載、請求項３記載の画像形成装置によれば、ＤＣブラシレスモータをドラムカートリッジ駆動に、ステッピングモータを定着器駆動に用いた画像形成装置において、画像形成装置の機械的な負荷が変動しても、前記ドラムカートリッジ９と前記定着器１４間でシート材の弛みや引っ張り合いを防止し安定した定着器のトナークリーニング動作を行なうことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１、図２、図３、図４、図５、図８は、本発明第１の実施形態を示すものであり、画像形成装置の機械的な負荷のばらつきがあったとしてもシート材を安定して搬送し確実に加圧ローラに付着したトナーを除去することを説明する図である。

図３、図４、図５は、画像形成装置の通常印字動作、加圧ローラにトナーが付着するメカニズム、前記加圧ローラに付着したトナーをシート材に移動させ前記加圧ローラに付着したトナーを除去することを説明する図であるが、内容が従来例と同じであるため説明を省略する。

図８は、前記ドラムカートリッジ９の駆動源であるＤＣブラシレスモータ１と、前記定着器１４の駆動源であるステッピングモータ３０と前記画像形成装置の制御を行なうＡＳＩＣ２１の接続状態を記した図である。

２５は、前記ＤＣブラシレスモータ１の駆動を行なうＤＣブラシレスモータドライバであり、２７は前記ＤＣモータ１のＯＮ／ＯＦＦ信号であり、２８は前記モータドラバ２５内に設けられているホール素子の出力信号を波形成形しパルス状の信号に変換したホール素子パルス信号である。また、６０は、前記ステッピングモータ３０の駆動を行なうステッピングモータドライバであり、６１、６２、６３、６４は、前記ステッピングモータドライバ６０への励磁信号、Ａ、／Ａ、Ｂ、／Ｂであり、６５、６６、６７、６８は、前記ステッピングモータへ通電を行なう励磁電流Ａ、／Ａ、Ｂ、／Ｂである。また、２６は前記ＤＣブラシレスモータタドライバ２５と前記ステッピングモータドライバ６０へ電力を供給する電源である。

図１は、前記加圧ローラに付着したトナーをクリーニング用シート材に加圧定着させるクリーニング動作シーケンスを説明するフローチャートである。

前記画像形成装置の電源が投入されると、前記画像形成装置は自己診断を行なう前多回転を行い、プリント信号を受け付けるまで待機状態（７０）になる。前記待機状態（７０）で定着器のクリーニングを行なうクリーニング命令を受け付けると（７１）前記ＤＣブラシレスモータ１を設定された時間だけＯＮさせるスッテップ駆動を１回行なう（７２）。前記ステップ駆動を行なった時に前記ホール素子パルス信号２８を前記ＡＳＩＣ２１は計数し（７３）、前記ステッピングモータは、図２に示す予め用意された表を参照し計数結果ＨＣＮＴに基いたステップ数にて第２のクリーニング動作である２ステップ目を行い、同時に前記ＤＣブラシレスモータのスッテップ駆動を行なう（７４）。

続いて、前記２ステップ目を行なった時に前記ホール素子パルス信号２８を前記ＡＳＩＣ２１は計数し（７５）、前記計数結果を更新する。続いて、前記クリーニング動作のステップ数を１繰り上げ（７６）、前記ステップ数が設定された数値に到達したかどうかを判断する（７７）。前記クリーニング動作のステップ数が前記設定されたステップ数に到達していない場合は、上述したステップ駆動を再度行い、到達していた場合は、前記クリーニング動作を終了し（７８）、待機状態になる（７０）。

以上説明した構成と制御方法では、低速回転時であっても出力電圧が安定して得られるＤＣブラシレスモータのホール素子出力信号を計数し前記ＤＣブラシレスモータの回転角量を検出する為、前記ＤＣブラシレスモータ１をスッテプ駆動しても、前記回転角量を検出することができ、前記ＤＣブラシレスモータの回転角度量に基き前記ステッピングモータを駆動し、定着器のクリーニング動作を行なう際にシート材の弛みや引っ張り合いの無い安定した搬送を行なうことが出来る。従って、定着器のクリーニングを確実に行い加圧ローラに付着したトナーを除去することができる。

第１の実施例におけるクリーニングモードのシーケンスを説明するフローチャート第１の実施例におけるＤＣブラシレスモータのホール素子カウント数とステッピングモータパルス数の関係を示したグラフ本発明の第１の実施例と背景技術に係る画像形成装置の通常印字動作と定着器のクリーニング動作を説明する為の構成図本発明の第１の実施例と背景技術に係る定着器でトナーがシート材に定着するメカニズムと加圧ローラにトナーが付着する様子を示した図本発明の第１の実施例と背景技術に係る加圧ローラに付着したトナーを除去するメカニズムを示した図理想的なスッテプ送りシート材搬送距離を示した図実際のメカ負荷バラツキのある画像形成装置におけるスッテプ送りシート材搬送距離を示した図本発明の第１の実施例に係るＡＳＩＣ、ＤＣブラシレスモータ、ステッピングモータの接続図

符号の説明

１ＤＣブラシレスモータ
２給紙カセット
３シート材
４カセット給紙ローラ
５搬送ローラ
６レジストローラ
７ＴＯＰセンサ
８転写ローラ
９感光ドラム
１０加圧ローラ１０
１１定着フィルム１１
１２セラミックヒータ
１３排紙ローラ
１４定着器
１５定着前のトナー
１６定着後のトナー
１７定着フィルムへ付着したトナー
１８加圧ローラに付着したトナー
１９シート材裏面に付着したトナー
２１目標の紙送り量の傾き
２２理想的なステップ送り動作
２３メカ負荷重い場合のステップ送り動作
２４メカ負荷軽い場合のステップ送り動作
２５ＤＣブラシレスモータドラバ
２６ＤＣブラシレスモータとステッピングモータのドライバの電源
２７ＤＣブラシレスモータとステッピングモータのＯＮ／ＯＦＦ信号
２８ホール素子パルス信号
６０ステッピングモータドライバ
６１励磁信号Ａ
６２励磁信号／Ａ
６３励磁信号Ｂ
６４励磁信号／Ｂ
６５励磁電流Ａ
６６励磁電流／Ａ
６７励磁電流Ｂ
６８励磁電流／Ｂ
７０待機状態
７１クリーニング命令受信
７２ＤＣブラシレスモータの１ステップ目の動作
７３１ステップ目のホール素子パルス信号計数
７４ＤＣブラシレスモータとステッピングモータの２ステップ目の動作
７５２ステップ目のホール素子パルス信号計数
７６クリーニング動作のステップ数の繰り上げ
７７クリーニング動作終了の判断
７８クリーニング動作を終了

Claims

静電潜像を形成するカートリッジドラムの駆動源にＤＣブラシレスモータを、トナーをシート材に溶着させる定着器にステッピングモータを用い、前記シート材に圧力を印加する加圧ローラに付着したトナーを除去するクリーニングモードを有し、前記クリーニングモードでは、低速度のシート材搬送を行なう為に前記ＤＣブラシレスモータと前記ステッピングモータを間欠駆動させるステップ駆動を行なう画像形成装置において、前記ステッピングモータのステップ駆動時における駆動パルス数を前記ＤＣブラシレスモータの回転角量に基き決定される値にて駆動することを特徴とした画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記ＤＣブラシレスモータの回転角量の検出手段が前記ＤＣブラシレスモータの角度検出を行なう為のホール素子出力電圧であることを特徴とした画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、前記ＤＣブラシレスモータのステップ数が、Ｎは自然数であるＮステップ目の時に前記ステッピングモータのパルス数をＮ−１ステップ目の前記ＤＣブラシレスモータの回転角量に基づき設定することを特徴とする画像形成装置。