JP2009265229A - 回転駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品コストの増加や部品実装スペースの拡大を招くことなく、駆動負荷を検出でき且つ駆動負荷を低減する。
【解決手段】駆動対象物を回転駆動するモータと、前記駆動対象物の表面を清掃するため
に設けられた清掃体と、少なくとも積分要素を有するフィードバック制御によって前記モ
ータを制御する制御部とを備える回転駆動装置であって、前記駆動対象物表面に対する前
記清掃体の清掃力を調整するための清掃力調整部を備え、前記制御部は、前記フィードバ
ック制御の積分要素にて算出される積分値を前記駆動対象物の駆動負荷情報として取得し、
当該取得した積分値に基づいて前記清掃力調整部を制御することにより、前記駆動対象物
の駆動負荷の大きさに応じて前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転駆動装置及び画像形成装置に関する。

プリンタやコピー機等の画像形成装置で使用されるドラムユニット等の回転駆動装置では、駆動対象物（感光体ドラム）の回転動力を得るためにモータを用いているが、このモータの回転数及びトルクの都合上、モータ軸からギアを介して駆動対象物へ回転動力を伝達する構成を採用することが一般的である。このような回転駆動装置では、経年劣化や外的要因などに起因して駆動負荷が大きくなる。

例えば、下記特許文献１には、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジと、キャリッジモータと、キャリッジモータの動作を制御する駆動制御装置とを備えるプリンタにおいて、キャリッジの搬送負荷を検出する負荷検出手段を設けると共に、負荷検出手段の検出結果に基づいてキャリッジモータの回転速度を制御する機能を駆動制御装置に設けることによって、経年劣化や外的要因などに起因してキャリッジの搬送負荷が大きくなった場合であっても安定的にキャリッジの搬送動作を制御する技術が開示されている。
特開２００６−２４０２１２号公報

上記従来技術では、キャリッジ（駆動対象物）の搬送負荷（駆動負荷）を検出するための負荷検出手段を新たに設ける必要があり、部品コストの増加や部品実装スペースの拡大等、装置開発上の障害となり得る。また、上記従来技術では、キャリッジの搬送負荷が大きくなった場合に搬送負荷を低減する技術については何ら開示されていない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、部品コストの増加や部品実装スペースの拡大を招くことなく、駆動負荷を検出でき且つ駆動負荷を低減することが可能な回転駆動装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、回転駆動装置に係る解決手段として、駆動対象物を回転駆動するモータと、前記駆動対象物の表面を清掃するために設けられた清掃体と、少なくとも積分要素を有するフィードバック制御によって前記モータを制御する制御部とを備える回転駆動装置であって、前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を調整するための清掃力調整部を備え、前記制御部は、前記フィードバック制御の積分要素にて算出される積分値を前記駆動対象物の駆動負荷情報として取得し、当該取得した積分値に基づいて前記清掃力調整部を制御することにより、前記駆動対象物の駆動負荷の大きさに応じて前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を制御することを特徴とする。

また、本発明は、画像形成装置に係る第１の解決手段として、駆動対象物を回転駆動するモータと、前記駆動対象物の表面を清掃するために設けられた清掃体と、少なくとも積分要素を有するフィードバック制御によって前記モータを制御すると共に電子写真方式による画像形成動作を統合制御する制御部とを備える画像形成装置であって、前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を調整するための清掃力調整部を備え、前記制御部は、前記フィードバック制御の積分要素にて算出される積分値を前記駆動対象物の駆動負荷情報として取得し、当該取得した積分値に基づいて前記清掃力調整部を制御することにより、前記駆動対象物の駆動負荷の大きさに応じて前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を制御することを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記駆動対象物は感光体ドラムであり、前記清掃体は前記感光体ドラムに圧接配置された摺擦ローラである場合において、前記清掃力調整部は、前記摺擦ローラを回転駆動するための摺擦ローラ用モータと、前記摺擦ローラ用モータの回転軸と前記摺擦ローラの回転軸との機械的な接続／非接続を切り替えるための接続切替部と、を有し、前記制御部は、前記積分値が所定の閾値以下の場合、前記接続切替部を制御して前記摺擦ローラ用モータの回転軸と前記摺擦ローラの回転軸とを非接続とし、前記積分値が所定の閾値を越えた場合、前記接続切替部を制御して前記摺擦ローラ用モータの回転軸と前記摺擦ローラの回転軸とを接続すると共に、前記摺擦ローラ用モータを制御して前記感光体ドラム表面に対する前記摺擦ローラの清掃力が大きくなるように前記摺擦ローラの回転状態を制御することを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記制御部は、前記摺擦ローラの回転方向が前記感光体ドラムの回転方向と同一となるように前記摺擦ローラ用モータを制御することにより前記清掃力を大きくすることを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第４の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記制御部は、前記摺擦ローラの回転方向が前記感光体ドラムの回転方向と同一となるように、または逆方向になるように前記摺擦ローラ用モータを制御すると共に、前記摺擦ローラの回転速度が高くなるように前記摺擦ローラ用モータを制御することにより前記清掃力を大きくすることを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第５の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記駆動対象物は感光体ドラムであり、前記清掃体は前記感光体ドラムに圧接配置されたクリーニングブレードである場合において、前記清掃力調整部は、前記感光体ドラムに対する前記クリーニングブレードの押圧力を調整するためのアクチュエータであり、前記制御部は、前記積分値が所定の閾値以下の場合、前記アクチュエータを制御して前記感光体ドラムに対する前記クリーニングブレードの押圧力を初期設定値とし、前記積分値が所定の閾値を越えた場合、前記アクチュエータを制御して前記感光体ドラムに対する前記クリーニングブレードの押圧力を前記初期設定値より高くすることにより、前記感光体ドラム表面に対する前記クリーニングブレードの清掃力を大きくすることを特徴とする。

本発明では、フィードバック制御の積分要素にて算出される積分値を駆動対象物の駆動負荷情報として取得する。積分要素を有するフィードバック制御では、駆動対象物の駆動負荷が大きくなると、積分要素にて算出される積分値も大きくなる。つまり、積分要素にて算出される積分値から駆動対象物の駆動負荷の状態を知ることができる。従って、本発明によれば、従来のような駆動対象物の駆動負荷を検出する負荷検出手段が不要であり、部品コストの増加や部品実装スペースの拡大を招くことなく、駆動負荷を検出することが可能である。

また、本発明では、駆動対象物表面に対する清掃体の清掃力を調整するための清掃力調整部を設け、上記のように取得した積分値に基づいて清掃力調整部を制御することにより、駆動対象物の駆動負荷の大きさに応じて駆動対象物表面に対する清掃体の清掃力を制御する。駆動対象物の駆動負荷上昇の原因の１つとして、駆動対象物表面の付着物が挙げられる。従って、駆動対象物の駆動負荷の大きさに応じて駆動対象物表面に対する清掃体の清掃力を制御することにより、駆動対象物表面の汚れ状態に応じた清掃を行うことができ、その結果、駆動負荷を低減することが可能となる。
以上のように、本発明によれば、部品コストの増加や部品実装スペースの拡大を招くことなく、駆動負荷を検出でき且つ駆動負荷を低減することが可能である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置１００は、例えば電子写真方式を用いたフルカラープリンタであり、感光体ドラム（駆動対象物）１、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５、クリーニングブレード（清掃体）６、摺擦ローラ（清掃体）７、給紙ローラ８、用紙搬送ローラ９、定着ユニット１０、用紙搬送ローラ１１及び排紙ローラ１２から概略構成されている。

感光体ドラム１は、その表面に静電潜像を形成するための回転感光体である。詳細は後述するが、この感光体ドラム１は、その回転軸がＤＣブラシレスモータの回転軸とギアを介して連結されており、ＤＣブラシレスモータによって回転駆動されるものである。帯電部２は、感光体ドラム１の上方に設置されており、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。露光部３はレーザ照射ユニットから構成されており、帯電部２によって帯電された感光体ドラム１の表面にレーザ光を照射することにより、静電潜像を形成するものである。

現像部４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面に各色のトナーを供給してトナー像を形成するものである。具体的には、この現像部４は、ロータリラック４ａと、このロータリラック４ａの円周方向に９０度間隔で配設された、イエロー用トナーを供給する現像器４Ｙ、マゼンタ用トナーを供給する現像器４Ｍ、シアン用トナーを供給する現像器４Ｃ、ブラック用トナーを供給する現像器４Ｋとから構成されている。ロータリラック４ａは、回転軸４ｂを中心に回転しながら各色の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを感光体ドラム１に対向する現像位置に順次移動させて現像（トナー供給）を行わせるものである。

転写部５は、感光体ドラム１のトナー像を用紙Ｐに転写するものであり、中間転写ベルト５ａ、一次転写ローラ５ｂ及び５ｃ、駆動ローラ５ｄ、二次転写対向ローラ５ｅ、二次転写ローラ５ｆから構成されている。中間転写ベルト５ａは、一次転写ローラ５ｂ及び５ｃ、駆動ローラ５ｄ、二次転写対向ローラ５ｅにエンドレス状に巻きかけられ、駆動ローラ５ｄによって駆動されており、感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写され一時的に保持される転写体の役割を担っている。二次転写ローラ５ｆは、中間転写ベルト５ａの外周面において二次転写対向ローラ５ｅに対向する位置に配置され、中間転写ベルト５ａに一次転写されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する役割を担っている。

クリーニングブレード６は、感光体ドラム１の表面に残留した残留現像剤などの付着物をクリーニングする清掃体であり、例えばウレタンゴムを感光体ドラム１に圧接している。摺擦ローラ７は、感光体ドラム１の表面に圧接配置されており、感光体ドラム１の表面に残留したトナーを回収したり吐き出したりする清掃体の機能を有している。この摺擦ローラ７は、金属シャフトの周りを発泡ゴムで覆った構成となっており、バネ（図示略）により感光体ドラム１に付勢されている。

給紙ローラ８は、用紙カセットに積載された用紙Ｐを１枚ずつ給紙するためのローラである。この給紙ローラ８によって給紙された用紙Ｐは、用紙搬送ローラ９によって二次転写対向ローラ５ｅと二次転写ローラ５ｆとの間に搬送されてトナー像が転写された後、定着ユニット１０に搬送される。定着ユニット１０は、回転自在に配設された定着体たる加熱ローラ１０ａと、加熱ローラ１０ａに圧接しながら回転する加圧体たる加圧ローラ１０ｂとから構成されている。この定着ユニット１０に搬送された用紙Ｐは、加熱ローラ１０ａと加圧ローラ１０ｂとの間を通過する際に表裏両面から一定の温度、圧力で加熱及び加圧される。これにより、用紙Ｐ上のトナー像は溶融して定着し、用紙Ｐにフルカラー画像が形成される。定着処理後の用紙Ｐは、用紙搬送ローラ１１によって排紙ローラ１２に搬送され、排紙ローラ１２によって外部に設置された排紙トレイに排紙される。

図２は、上述した画像形成装置１００の機能ブロック構成図である。なお、この図２において、図１と同じ構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。図２において、符号２０はＣＰＵ(Central Processing Unit：制御部)、符号２１はＲＯＭ(Read Only Memory)、符号２２はＲＡＭ(Random Access Memory)、符号２３はフラッシュメモリ、符号２４は操作表示部、符号２５は通信Ｉ／Ｆ、符号２６は第１のモータドライバ、符号２７は第１のＤＣブラシレスモータ、符号２８はギア部、符号２９はエンコーダ、符号３０は第２のモータドライバ、符号３１は第２のＤＣブラシレスモータ（摺擦ローラ用モータ）、符号３２はクラッチ装置（接続切替部）である。また、符号２００は、外部から画像形成装置１００へ印刷指示するためのＰＣ(Personal Computer)である。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶されている制御プログラムを実行し、フラッシュメモリ２３に記憶されている画像データ、操作表示部２４から入力される操作信号、エンコーダ２９から入力されるパルス信号、第２のＤＣブラシレスモータ３１から入力されるＦＧ信号、通信Ｉ／Ｆ２５を介してＰＣ２００から受信した印刷指示信号及び印刷用画像データ（つまり印刷ジョブ）に基づいて、画像形成装置１００内部の各機能部（感光体ドラム１、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５、摺擦ローラ７、給紙ローラ８、用紙搬送ローラ９、定着ユニット１０、用紙搬送ローラ１１及び排紙ローラ１２を含む）を統合制御するものである。

このＣＰＵ２０は、感光体ドラム１の回転駆動制御として、エンコーダ２９から割込み入力されるパルス信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、感光体ドラム１の回転速度を検出し、この感光体ドラム１の回転速度が予め設定されている目標回転速度と一致するように（言い換えれば目標回転速度と回転速度との速度偏差量が零となるように）ＰＩＤ演算を行い、当該ＰＩＤ演算によって得られる操作量に応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を第１のモータドライバ２６に出力する機能（つまり第１のＤＣブラシレスモータ２７をＰＩＤ制御する機能）有している。

また、このＣＰＵ２０は、摺擦ローラ７の回転駆動制御として、第２のＤＣブラシレスモータ３１から割込み入力されるＦＧ信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、摺擦ローラ７の回転速度を検出し、当該検出した回転速度Ｖｃ’と摺擦ローラ７の目標回転速度Ｖｔ’との速度偏差量ΔＶ’が零となるようにＰＩＤ演算を行い、当該ＰＩＤ演算によって得られる操作量に応じたＰＷＭ信号を第２のモータドライバ３０に出力する機能（つまり第２のＤＣブラシレスモータ３１をＰＩＤ制御する機能）と、摺擦ローラ７の回転方向を制御する機能も有している。
なお、このＰＩＤ制御は、ＣＰＵ２０においてソフトウェアによって演算処理されるものである。

さらに、このＣＰＵ２０は、本実施形態における特徴的な動作として、印刷ジョブ毎に、感光体ドラム１が安定駆動状態（感光体ドラム１の回転速度が安定して目標回転速度と一致する状態）になった場合に、その時のＰＩＤ制御における速度偏差量の積分演算処理にて算出される積分値を感光体ドラム１の駆動負荷情報として取得してフラッシュメモリ２３に記憶すると共に、この取得した積分値に基づいて、清掃力調整部を構成する第２のＤＣブラシレスモータ３１及びクラッチ装置３２を制御することにより、感光体ドラム１の駆動負荷の大きさに応じて感光体ドラム表面に対する摺擦ローラ７の清掃力を制御する。なお、このようなＣＰＵ２０の動作の詳細については後述する。

ＲＯＭ２１は、ＣＰＵ２０で使用される制御プログラムやその他の設定データ（例えばＰＩＤ制御で用いられる目標回転速度や比例ゲイン定数、積分ゲイン定数、微分ゲイン定数など）を記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０が制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。フラッシュメモリ２３は、ＰＣ２００から送信される画像データや上記の速度偏差量の積分値を記憶するために用いられる書き換え可能な不揮発性メモリである。

操作表示部２４は、例えばタッチパネルによって構成されており、ＣＰＵ２０の制御の下、各種操作キーや各種情報を報知する画面を表示すると共に、タッチパネル上に表示される各種操作キーの操作入力情報を操作信号としてＣＰＵ２０に出力する。通信Ｉ／Ｆ２５は、画像形成装置１００（詳しくはＣＰＵ２０）と外部のＰＣ２００との間で通信を行うためのインタフェースであり、ＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークによってＰＣ２００と接続されている。

第１のモータドライバ２６は、ＣＰＵ２０から入力されるＰＷＭ信号に応じて、第１のＤＣブラシレスモータ２７に印加する直流駆動電圧をオン／オフする半導体スイッチング素子を備えており、ＰＷＭ信号と同一のデューティ比を有する直流駆動電圧を第１のＤＣブラスレスモータ２７に供給する。第１のＤＣブラシレスモータ２７は、第１のモータドライバ２６から供給される直流駆動電圧によって回転動作するモータであり、その回転軸はギア部２８を介して感光体ドラム１の回転軸と連結されている。エンコーダ２９は、感光体ドラム１の回転軸に設けられ、感光体ドラム１と同期回転するエンコーダ板２９ａと、エンコーダ板２９ａを挟み込むように配置されたエンコーダセンサ（例えば光センサ）２９ｂとから構成されており、エンコーダセンサ２９ｂはエンコーダ板２９ａの周方向に沿って複数形成されているスリットが光を通過した際に矩形波状のパルス信号を出力する。つまり、エンコーダ２９（詳細にはエンコーダセンサ２９ｂ）は、感光体ドラム１の回転速度に応じたパルス信号をＣＰＵ２０に出力する。

第２のモータドライバ３０は、ＣＰＵ２０から入力されるＰＷＭ信号に応じて、第２のＤＣブラシレスモータ３１に印加する直流駆動電圧をオン／オフする半導体スイッチング素子を備えており、ＰＷＭ信号と同一のデューティ比を有する直流駆動電圧を第２のＤＣブラスレスモータ３１に供給する。第２のＤＣブラシレスモータ３１は、第２のモータドライバ３０から供給される直流駆動電圧によって回転動作するモータであり、その回転軸はクラッチ装置３２を介して摺擦ローラ７の回転軸と連結されている。また、この第２のＤＣブラシレスモータ３１は、自己の回転速度に応じたパルス信号であるＦＧ信号をＣＰＵ２０に出力する。クラッチ装置３２は、第２のＤＣブラシレスモータ３１の回転軸側に設けられた第１のクラッチ板３２ａと、摺擦ローラ７の回転軸側に設けられた第２のクラッチ板３２ｂとから構成されており、ＣＰＵ２０による制御の下、第２のＤＣブラシレスモータ３１の回転軸と摺擦ローラ７の回転軸との機械的な接続／非接続を切り替える。

なお、上記の構成要素の内、少なくともＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、フラッシュメモリ２３、第１のモータドライバ２６、第２のＤＣブラシレスモータ２７、ギア部２８、エンコーダ２９、感光体ドラム１、第２のモータドライバ３０、第２のＤＣブラシレスモータ３１、クラッチ装置３２及び摺擦ローラ７は、回転駆動装置を構成するものである。

次に、上記のように構成された画像形成装置１００の動作、特にＣＰＵ２０における感光体ドラム１の回転駆動制御に関する動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、初期状態において、クラッチ装置３２は非接続状態、つまり第２のＤＣブラシレスモータ３１の回転軸と摺擦ローラ７の回転軸とは切り離された状態となっている。つまり、摺擦ローラ７は感光体ドラム１の回転に従動する状態となっている。

図３に示すように、まず、ＣＰＵ２０は、ＰＣ２００から印刷指示信号及び印刷用画像データを受信して、印刷ジョブの発生を検知すると（ステップＳ１）、ＲＯＭ２１からＰＩＤ制御で用いられる設定データ（感光体ドラム１の目標回転速度Ｖｔ、比例ゲイン定数Ｋｐ、積分ゲイン定数Ｋｉ、微分ゲイン定数Ｋｄ）を読み出す（ステップＳ２）。

そして、ＣＰＵ２０は、エンコーダ２９から割込み入力されるパルス信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、感光体ドラム１の回転速度を検出する（ステップＳ３）。以下では、このステップＳ３で検出した回転速度の今回値をＶｃ(ｎ)とする。また、感光体ドラム１が回転を始めていない初期状態ではエンコーダ２９からパルス信号は出力されないため、回転速度Ｖｃ(ｎ)＝０となる。

続いて、ＣＰＵ２０は、目標回転速度Ｖｔと回転速度の今回値Ｖｃ(ｎ)との速度偏差量ΔＶ(ｎ)を算出する（ステップＳ４）。そして、ＣＰＵ２０は、速度偏差量ΔＶ(ｎ)を基に、感光体ドラム１が安定駆動状態になったか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、安定駆動状態とは、感光体ドラム１の回転速度Ｖｃ(ｎ)が安定して目標回転速度Ｖｔと一致する状態を指す。例えば、本実施形態では、速度偏差量の今回値ΔＶ(ｎ)が複数回連続して零になった場合に、感光体ドラム１が安定駆動状態になったと判定するものとする。

上記ステップＳ５において、感光体ドラム１が安定駆動状態ではないと判定された場合（「Ｎｏ」）、ＣＰＵ２０は、ＰＩＤ制御に関する比例要素演算処理、積分要素演算処理、微分要素演算処理を並列的に実行する。具体的には、ＣＰＵ２０は、比例要素演算処理として、速度偏差量の今回値ΔＶ(ｎ)と比例ゲイン定数Ｋｐとから成る下記（１）式に基づいて比例操作量Ｃｐ(ｎ)を算出する（ステップＳ６）。
Ｃｐ(ｎ) ＝ Ｋｐ×ΔＶ(ｎ) ・・・・・・（１）

また、ＣＰＵ２０は、積分要素演算処理として、速度偏差量の今回値ΔＶ(ｎ)と、速度偏差量の積分値の前回値Ｖｉ(ｎ−１)とから成る下記（２）式に基づいて速度偏差量の積分値の今回値Ｖｉ(ｎ)を算出し（ステップＳ７）、速度偏差量の積分値の今回値Ｖｉ(ｎ) と積分ゲイン定数Ｋｉとから成る下記（３）式に基づいて積分操作量Ｃｉ(ｎ)を算出する（ステップＳ８）。
Ｖｉ(ｎ) ＝ ΔＶ(ｎ)＋Ｖｉ(ｎ−１) ・・・・・・（２）
Ｃｉ(ｎ) ＝ Ｋｉ×Ｖｉ(ｎ) ・・・・・・（３）

また、ＣＰＵ２０は、微分要素演算処理として、速度偏差量の今回値ΔＶ(ｎ)と、速度偏差量の前回値ΔＶ(ｎ−１)とから成る下記（４）式に基づいて速度偏差量の微分値の今回値Ｖｄ(ｎ)を算出し（ステップＳ９）、速度偏差量の微分値の今回値Ｖｄ(ｎ) と微分ゲイン定数Ｋｄとから成る下記（５）式に基づいて微分操作量Ｃｄ(ｎ)を算出する（ステップＳ１０）。
Ｖｄ(ｎ) ＝ ΔＶ(ｎ)−ΔＶ(ｎ−１) ・・・・・・（４）
Ｃｄ(ｎ) ＝ Ｋｄ×Ｖｄ(ｎ) ・・・・・・（５）

そして、ＣＰＵ２０は、上記のように算出した比例操作量Ｃｐ(ｎ)、積分操作量Ｃｉ(ｎ)及び微分操作量Ｃｄ(ｎ)から成る下記（６）式に基づいて最終的な操作量の今回値Ｃ(ｎ)を算出する（ステップＳ１１）。
Ｃ(ｎ) ＝ Ｃｐ(ｎ)＋Ｃｉ(ｎ)＋Ｃｄ(ｎ) ・・・・・（６）

ＣＰＵ２０は、ステップＳ１２で算出した最終的な操作量の今回値Ｃ(ｎ)に、ソフトウェアリミッタ処理を施した後（ステップＳ１２）、操作量の今回値Ｃ(ｎ)に応じたＰＷＭ信号を生成して第１のモータドライバ２６に出力する（ステップＳ１３）。これにより、第１のモータドライバ２６からＰＷＭ信号と同一のデューティ比を有する直流駆動電圧が第１のＤＣブラスレスモータ２７に供給され、感光体ドラム１の回転駆動が開始される。

そして、ＣＰＵ２０は、印刷ジョブが終了したか否かを判定し（ステップＳ１４）、印刷ジョブが終了していない場合（「Ｎｏ」）、ステップＳ３の処理に戻る。ＣＰＵ２０は、印刷ジョブが終了するまでの期間（つまりステップＳ１４で印刷ジョブの終了判定が発生するまでの期間）は、ステップＳ３〜Ｓ１４の処理をループすることにより、感光体ドラム１の回転速度が目標回転速度Ｖｔと一致するようにＰＩＤ制御を継続する。ここで、ステップＳ５において、感光体ドラム１が安定駆動状態になったと判定された場合（「Ｙｅｓ」）、ＣＰＵ２０は、この時の速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)を感光体ドラム１の駆動負荷情報として取得してフラッシュメモリ２３に記憶した後、印刷ジョブが終了するまでＰＩＤ制御を継続する（ステップＳ１５）。なお、感光体ドラム１が安定駆動状態になった以降は、速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)は変化しないため、上記のステップＳ１５の処理は１回だけ行えば良い。

また、図３には図示していないが、ＣＰＵ２０は、感光体ドラム１が安定駆動状態になると、給紙ローラ８及び用紙搬送ローラ９を制御することにより、用紙カセットから用紙Ｐを二次転写対向ローラ５ｅと二次転写ローラ５ｆとの間に搬送すると共に、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５を制御することにより、感光体ドラム１に形成したトナー像を用紙Ｐに転写し、さらに定着ユニット１０を制御して用紙Ｐ上のトナーを定着させた後、用紙搬送ローラ１１及び排紙ローラ１２を制御して、フルカラー画像が形成（印刷）された用紙Ｐを排紙トレイに排紙する、という画像形成処理を並列的に行っている。

このような画像形成処理により印刷ジョブが終了し、ステップＳ１４において、印刷ジョブが終了したと判定された場合（「Ｙｅｓ」）、ＣＰＵ２０は、フラッシュメモリ２３から最新の速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)を読み出し（ステップＳ１６）、この速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)が所定の閾値ＶｉＴＨより大きいか否かを判定する（ステップＳ１７）。

ＰＩＤ制御において、駆動対象物（ここでは感光体ドラム１）の駆動負荷が大きくなると、積分要素演算処理で算出される積分値（ここでは速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)）も大きくなる。つまり、速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)から感光体ドラム１の駆動負荷の状態を知ることができる。感光体ドラム１の駆動負荷上昇の原因の１つとして、感光体ドラム表面の付着物（残留現像剤やトナー等）が挙げられる。従って、感光体ドラム１の駆動負荷の大きさに応じて感光体ドラム表面に対する摺擦ローラ７の清掃力を制御することにより、感光体ドラム表面の汚れ状態に応じた清掃を行うことができ、その結果、駆動負荷を低減することが可能となる。

具体的には、上記ステップＳ１７において、積分値Ｖｉ(ｎ)≦閾値ＶｉＴＨの場合（「Ｎｏ」）、感光体ドラム表面の汚れ状態は摺擦ローラ７の清掃力を変える程悪化していないと考えられるため、ＣＰＵ２０は、クラッチ装置３２を制御して第２のＤＣブラシレスモータ３１の回転軸と摺擦ローラ７の回転軸とを非接続状態とする（ステップＳ１８）。図４（ａ）は、この場合の感光体ドラム１と摺擦ローラ７の回転状態を表したものである。図４（ａ）に示すように、クラッチ装置３２が非接続状態の場合、摺擦ローラ７は感光体ドラム１の回転に従動する状態となっている。この時、摺擦ローラ７の回転方向は、感光体ドラム１の回転方向に対して逆方向になる。すなわち、この場合、摺擦ローラ７の感光体ドラム表面に対する清掃力は初期状態と変わらない。

一方、上記ステップＳ１７において、積分値Ｖｉ(ｎ)＞閾値ＶｉＴＨの場合（「Ｙｅｓ」）、感光体ドラム表面の汚れ状態は摺擦ローラ７の清掃力を変える必要がある程悪化していると考えられるため、ＣＰＵ２０は、クラッチ装置３２を制御して第２のＤＣブラシレスモータ３１の回転軸と摺擦ローラ７の回転軸とを接続状態とする（ステップＳ１９）。そして、ＣＰＵ２０は、摺擦ローラ７の回転方向が感光体ドラム１の回転方向と同一となるように第２のＤＣブラシレスモータ３１を制御することにより、感光体ドラム表面に対する摺擦ローラ７の清掃力を大きくする（ステップＳ２０）。

図４（ｂ）は、この場合の感光体ドラム１と摺擦ローラ７の回転状態を表したものである。図４（ｂ）に示すように、クラッチ装置３２が接続状態の場合、摺擦ローラ７の回転方向と感光体ドラム１の回転方向とは同一方向（いわゆるカウンタ駆動状態）になっており、両者の接触面における研磨力は大きくなる。すなわち、この場合、摺擦ローラ７の感光体ドラム表面に対する清掃力は大きくなるため、感光体ドラム表面の付着物が清掃されやすくなり、その結果、感光体ドラム１の駆動負荷が低減される。

なお、上記ステップＳ２０における第２のＤＣブラシレスモータ３１の制御は、第１のＤＣブラシレスモータ２７の制御と同様の手法を使用すれば良い。つまり、摺擦ローラ７用の目標回転速度Ｖｔ’、比例ゲイン定数Ｋｐ’、積分ゲイン定数Ｋｉ’、微分ゲイン定数Ｋｄ’をＲＯＭ２１から読み出し、第２のＤＣブラシレスモータ３１から割込み入力されるＦＧ信号を基に検出した摺擦ローラ７の回転速度Ｖｃ’と摺擦ローラ７の目標回転速度Ｖｔ’との速度偏差量ΔＶ’が零となるように第２のＤＣブラシレスモータ３１のＰＩＤ制御を行えば良い。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１００によれば、従来のように駆動対象物の駆動負荷を検出する負荷検出手段を設けることなく、つまり部品コストの増加及び部品実装スペースの拡大を招くことなく、駆動対象物（感光体ドラム１）の駆動負荷を検出し、当該検出した駆動負荷に応じて駆動負荷を低減することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、印刷ジョブが終了した後、速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)が所定の閾値ＶｉＴＨより大きい場合に摺擦ローラ７の回転制御を実施したが、この摺擦ローラ７の回転制御の実施タイミングはこれに限定されず、例えば、速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)が所定の閾値ＶｉＴＨより大きい場合に所定のフラグを「１」にセットしておき、次回の印刷ジョブ発生時にそのフラグが「１」にセットされていれば、実際の画像形成処理を行う前に、摺擦ローラ７の回転制御を行うようにしても良い。

または、摺擦ローラ７の回転制御の実施タイミングとして、次回の電源投入時またはウオーミングアップ時に、フラッシュメモリ２３から速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)を読み出して、この速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)が所定の閾値ＶｉＴＨより大きかった場合に摺擦ローラ７の回転制御を行うようにしても良い。または、印刷中に速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)が所定の閾値ＶｉＴＨより大きいか否かを判定して、大きいと判定された場合に強制的に印刷動作を停止して、摺擦ローラ７の回転制御を実施しても良い。または、速度偏差量の積分値Ｖｉ(ｎ)が所定の閾値ＶｉＴＨより大きかった場合、ユーザに摺擦ローラ７の回転制御の実施を促す画面を操作表示部２４に表示するようにしても良い。

（２）上記実施形態では、ステップＳ２０における摺擦ローラ７の回転制御として、摺擦ローラ７の回転方向が感光体ドラム１の回転方向と同一となるように第２のＤＣブラシレスモータ３１を制御する場合を例示したが、これに限らず、摺擦ローラ７の回転方向が感光体ドラム１の回転方向と同一となるように、または逆方向になるように第２のＤＣブラシレスモータ３１を制御すると共に、摺擦ローラ７の回転速度が高くなるように第２のＤＣブラシレスモータ３１を制御することにより、摺擦ローラ７の感光体ドラム表面に対する清掃力を大きくしても良い。この場合、摺擦ローラ７用の目標回転速度Ｖｔ’を高く設定すれば良い。

（３）上記実施形態では、摺擦ローラ７の回転制御を実施することで感光体ドラム表面に対する清掃力を大きくする場合を例示して説明したが、同じく清掃体の１つであるクリーニングブレード６を用いて感光体ドラム表面に対する清掃力を大きくするようにしても良い。具体的には、例えば、感光体ドラム１に対するクリーニングブレード６の押圧力を調整するためのアクチュエータ（清掃力調整部）４０を設け、ＣＰＵ２０によって、積分値Ｖｉ(ｎ)が閾値ＶｉＴＨ以下の場合は、図５（ａ）に示すように、アクチュエータ４０を制御して感光体ドラム１に対するクリーニングブレード６の押圧力を初期設定値に設定し、一方、積分値Ｖｉ(ｎ)が閾値ＶｉＴＨを越えた場合は、図５（ｂ）に示すように、アクチュエータ４０を制御して感光体ドラム１に対するクリーニングブレード６の押圧力を初期設定値より高く設定することにより、感光体ドラム表面に対するクリーニングブレード６の清掃力を大きくする。

（４）画像形成装置１００の製造後、新品状態での初回の感光体ドラム１の安定駆動時の積分値Ｖｉ(ｎ)を初期値Ｖｉｎｉとしてフラッシュメモリ２３に記憶しておき、次回以降の感光体ドラム１の駆動時に取得する積分値Ｖｉ(ｎ)と上記初期値Ｖｉｎｉとの差分値を所定の閾値と比較するようにしても良い。

（５）上記実施形態では、駆動対象物として感光体ドラム１を例示して説明したが、少なくとも積分要素を有するフィードバック制御によって駆動される駆動対象物であれば、本発明を適用することができる。また、フィードバック制御としては、ＰＩＤ制御だけでなく、ＰＩ制御でも本発明を適用することができる。

（６）上記実施形態では、画像形成装置１００としてプリンタを例示して説明したが、この他、コピー機、プリンタ及びＦＡＸ等の機能を有する複合機や、コピー機、ＦＡＸ等の単体のＯＡ機器などにも本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成概略図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の動作フローチャートである。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の動作に関する補足図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の変形例である。

符号の説明

１００…画像形成装置、１…感光体ドラム、２…帯電部、３…露光部、４…現像部、５…転写部、６…クリーニングブレード、７…摺擦ローラ、８…給紙ローラ、９…用紙搬送ローラ、１０…定着ユニット、１１…用紙搬送ローラ、１２…排紙ローラ、２０…ＣＰＵ(Central Processing Unit)、２１…ＲＯＭ(Read Only Memory)、２２…ＲＡＭ(Random Access Memory)、２３…フラッシュメモリ、２４…操作表示部、２５…通信Ｉ／Ｆ、２６…モータドライバ、２７…ＤＣブラシレスモータ、２８…ギア部、２９…エンコーダ、３０…第２のモータドライバ、３１…第２のＤＣブラシレスモータ、３２…クラッチ装置、４０…アクチュエータ、２００…ＰＣ(Personal Computer)

Claims (6)

1. 駆動対象物を回転駆動するモータと、前記駆動対象物の表面を清掃するために設けられ
   た清掃体と、少なくとも積分要素を有するフィードバック制御によって前記モータを制御
   する制御部とを備える回転駆動装置であって、
   前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を調整するための清掃力調整部を備え、
   前記制御部は、前記フィードバック制御の積分要素にて算出される積分値を前記駆動対象物の駆動負荷情報として取得し、当該取得した積分値に基づいて前記清掃力調整部を制御することにより、前記駆動対象物の駆動負荷の大きさに応じて前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を制御する、
   ことを特徴とする回転駆動装置。
2. 駆動対象物を回転駆動するモータと、前記駆動対象物の表面を清掃するために設けられ
   た清掃体と、少なくとも積分要素を有するフィードバック制御によって前記モータを制御
   すると共に電子写真方式による画像形成動作を統合制御する制御部とを備える画像形成装
   置であって、
   前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を調整するための清掃力調整部を備え、
   前記制御部は、前記フィードバック制御の積分要素にて算出される積分値を前記駆動対象物の駆動負荷情報として取得し、当該取得した積分値に基づいて前記清掃力調整部を制御することにより、前記駆動対象物の駆動負荷の大きさに応じて前記駆動対象物表面に対する前記清掃体の清掃力を制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記駆動対象物は感光体ドラムであり、
   前記清掃体は前記感光体ドラムに圧接配置された摺擦ローラである場合において、
   前記清掃力調整部は、
   前記摺擦ローラを回転駆動するための摺擦ローラ用モータと、
   前記摺擦ローラ用モータの回転軸と前記摺擦ローラの回転軸との機械的な接続／非接続を切り替えるための接続切替部と、を有し、
   前記制御部は、前記積分値が所定の閾値以下の場合、前記接続切替部を制御して前記摺擦ローラ用モータの回転軸と前記摺擦ローラの回転軸とを非接続とし、前記積分値が所定の閾値を越えた場合、前記接続切替部を制御して前記摺擦ローラ用モータの回転軸と前記摺擦ローラの回転軸とを接続すると共に、前記摺擦ローラ用モータを制御して前記感光体ドラム表面に対する前記摺擦ローラの清掃力が大きくなるように前記摺擦ローラの回転状態を制御する、
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記摺擦ローラの回転方向が前記感光体ドラムの回転方向と同一となるように前記摺擦ローラ用モータを制御することにより前記清掃力を大きくすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記摺擦ローラの回転方向が前記感光体ドラムの回転方向と同一となるように、または逆方向になるように前記摺擦ローラ用モータを制御すると共に、前記摺擦ローラの回転速度が高くなるように前記摺擦ローラ用モータを制御することにより前記清掃力を大きくすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. 前記駆動対象物は感光体ドラムであり、
   前記清掃体は前記感光体ドラムに圧接配置されたクリーニングブレードである場合において、
   前記清掃力調整部は、前記感光体ドラムに対する前記クリーニングブレードの押圧力を調整するためのアクチュエータであり、
   前記制御部は、前記積分値が所定の閾値以下の場合、前記アクチュエータを制御して前記感光体ドラムに対する前記クリーニングブレードの押圧力を初期設定値とし、前記積分値が所定の閾値を越えた場合、前記アクチュエータを制御して前記感光体ドラムに対する前記クリーニングブレードの押圧力を前記初期設定値より高くすることにより、前記感光体ドラム表面に対する前記クリーニングブレードの清掃力を大きくする、
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
   
   
   

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