JP2019008237A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に着脱自在なカートリッジ式の現像器を有する画像形成装置の制御に関する。 The present invention relates to control of an image forming apparatus having a cartridge type developer that is detachable from the image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置は、帯電・露光により像担持体である感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤としてのトナーを用いて現像してトナー像とし、そのトナー像を記録媒体に転写することにより記録媒体上に画像を形成する。このような画像形成装置には、寿命の異なる構成部材の交換やトナー等の消耗品の補給などに対応すべく、カートリッジ方式を採用したものがある。例えば、トナーが収容されるトナー容器と現像ローラとを一体化した現像カートリッジや、それらに加えて感光体や、帯電手段、クリーニング手段なども一体化したプロセスカートリッジなどが知られている。 An electrophotographic image forming apparatus forms an electrostatic latent image on a photoconductor as an image carrier by charging and exposure, and develops the electrostatic latent image using toner as a developer to form a toner image. Then, the toner image is transferred to a recording medium to form an image on the recording medium. Some of these image forming apparatuses adopt a cartridge system in order to cope with replacement of components having different lifetimes or supply of consumables such as toner. For example, a developing cartridge in which a toner container for containing toner and a developing roller are integrated, and a process cartridge in which a photosensitive member, a charging unit, a cleaning unit, and the like are also integrated are known.
このようなカートリッジでは、運搬中や交換中のトナー漏れを防止するために、トナーを収容するトナー容器の開口部をシール部材などで封止している。そしてシール部材の開封は、一般的に新品のカートリッジを画像形成装置に装着する際、使用者によって行われる。つまり、シール部材の開封は人手で行われるため、シール部材の開封が忘れられたままカートリッジが画像形成装置に装着されてしまう場合があった。 In such a cartridge, in order to prevent toner leakage during transportation or replacement, the opening of a toner container that contains toner is sealed with a seal member or the like. The sealing member is generally opened by the user when a new cartridge is mounted on the image forming apparatus. That is, since the seal member is manually opened, the cartridge may be mounted on the image forming apparatus while the seal member is forgotten to be opened.
シール部材が剥がされないまま装着されたカートリッジにてトナー容器内のトナー搬送が行われると、トナー搬送部材(スクリュー等)は、せき止められたトナーを搬送方向下流へ搬送しようとする。そのためトナー搬送部材に過剰な力がかかり、トナー搬送部材が破損する等の可能性があった。 When the toner in the toner container is transported by the cartridge mounted without the seal member being peeled off, the toner transport member (screw or the like) tries to transport the blocked toner downstream in the transport direction. Therefore, an excessive force is applied to the toner conveying member, and the toner conveying member may be damaged.
特許文献1では、カートリッジ内にシール部材を剥がして巻取る巻取り部材を設け、駆動源を用いてカートリッジ装着時に自動でシール部材を巻取る構成が提案されている。
しかし、従来の技術では、カートリッジ装着時にただ一度、シール部材(封止部材)を剥がして巻取るために新たに巻取り部材をカートリッジ内に設ける必要があった。また、運搬時に剥がれない力で張り付いているシール部材を剥がすための駆動力もモータの追加やスペックアップにより確保する必要があった。そのため、画像形成装置がコストアップしてしまっていた。 However, according to the conventional technique, it is necessary to newly provide a winding member in the cartridge in order to peel off the sealing member (sealing member) and wind it once when the cartridge is mounted. In addition, it is necessary to secure a driving force for peeling off the sealing member attached with a force that does not peel off during transportation by adding a motor or improving specifications. Therefore, the cost of the image forming apparatus has been increased.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。本発明は、封止部材の剥がし忘れによるトナー搬送部材の破損を防止することができる仕組みを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a mechanism capable of preventing damage to a toner conveying member due to forgetting to remove a sealing member.
本発明に係る画像形成装置は、現像剤を収容する収容部と前記収容部に収容される現像剤を前記収容部の開口部の方向に搬送する搬送部とを備え初期状態で前記開口部を封止する封止部材が前記開口部に貼られている現像器を、着脱自在に装着する画像形成装置であって、前記現像器の搬送部を駆動するモータと、前記モータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、前記回転子の目標位相を表す指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、前記巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記検出手段により検出された駆動電流に関する値が所定の値より大きい場合は、前記モータを停止することを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes a storage unit that stores a developer and a transport unit that transports the developer stored in the storage unit in the direction of the opening of the storage unit. An image forming apparatus in which a developing unit having a sealing member to be sealed is attached in a detachable manner, a motor that drives a conveying unit of the developing unit, and rotation of a rotor of the motor Phase determining means for determining the phase, and controlling the drive current flowing in the motor winding so that the deviation between the command phase representing the target phase of the rotor and the rotational phase determined by the phase determining means is small. Control means for detecting the drive current flowing in the winding, and the control means, when the value related to the drive current detected by the detection means is greater than a predetermined value, the motor To stop And butterflies.
本発明によれば、制御手段は、検出手段により検出された駆動電流に関する値が所定の値より大きい場合はモータを停止する。この結果、封止部材の剥がし忘れによる搬送部の破損を防止することができる。 According to the present invention, the control means stops the motor when the value relating to the drive current detected by the detection means is larger than the predetermined value. As a result, it is possible to prevent the conveyance unit from being damaged due to forgetting to remove the sealing member.
以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態について説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状及びそれらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲が以下の実施の形態に限定される趣旨のものではない。
まず、本発明の一実施を示す画像形成装置の概略構成と動作を、図1を用いて説明する。
図1は、本実施の画像形成装置の概略構成を説明する断面図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. However, the shape of the component parts described in this embodiment and the relative arrangement thereof should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions, and the scope of the present invention is limited. It is not intended to be limited to the following embodiments.
First, the schematic configuration and operation of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
本実施例の画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色トナー像を形成する4個の画像形成部を並列配置した電子写真方式のカラー画像形成装置である。それぞれの画像形成部は、形成するトナー像の色が異なるのみで構成は同一である。
The
各画像形成部において、各感光体ドラム101a〜101dは、帯電ローラ102a〜102dによって一様に帯電され、レーザスキャナ103a〜103dからの各色の画像信号に応じた露光がされて静電潜像が形成される。これらの静電潜像が、現像器400a〜400dによって、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで現像される。なお、現像器400a〜400dは、構成部材の交換が容易なようにカートリッジ方式となっており、画像形成装置1に着脱自在に構成されている。
In each image forming unit, the
感光体ドラム101a〜101d上に現像されたトナーは、一次転写ローラ105a〜105dによって中間転写体ベルト106に転写され、中間転写体ベルト106上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム101a〜101d上の転写残トナーは、ドラムクリーナ107a〜107dによって回収される。
The toner developed on the
また、画像形成装置1は、給紙カセット111、112及び手差し給紙部113等の複数の給紙部を有し、画像形成動作が開始されると、いずれかの給紙部から記録紙Sが給紙される。記録紙Sは、搬送ローラ114によって搬送され、さらにレジスト前ローラ115によってレジストローラ116に向けて搬送される。レジストローラ116に到達した記録紙Sは、斜行補正を実施されるとともに一旦、搬送を停止される。そして、中間転写体ベルト106上のトナー画像が記録紙Sの所望の位置に転写されるようタイミングを調整された上で、記録紙Sは二次転写部118の二次転写ローラ109へ運ばれ、当該記録紙Sにトナー像が転写される。
Further, the
記録紙Sに転写されたトナー像は、定着器110にて加圧および加熱され記録紙S上に定着される。定着を終えた記録紙Sは、排出部119a又は119bから画像形成装置1外へと排出される。なお、二次転写部118において転写されなかった中間転写体ベルト106上の転写残トナーは中間転写体クリーナ108によって回収される。
The toner image transferred to the recording paper S is pressed and heated by the
次に、画像形成装置1を統括的に制御するシステムコントローラ200の動作と画像形成装置1の各部との関係について図2を用いて説明する。
図2は、画像形成装置1の制御構成を説明するブロック図である。
Next, the relationship between the operation of the
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control configuration of the
システムコントローラ200は、画像形成装置1を統括的に制御する。システムコントローラ200は、主に画像形成装置1内の各負荷の駆動、センサ類250の情報収集解析、及び画像処理部202に加えて、操作部203、即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。
The
システムコントローラ200には、CPU200a、ROM200b、RAM200cが搭載されている。CPU200aは、ROM200bに格納されたプログラムを実行することによって、予め決められた画像形成シーケンスに係わる様々なシーケンスを実行する。また、ROM200bには、後述するq軸電流iqの閾値が予め保存されている。
The
RAM200cは、CPU200aの作業領域として機能する。RAM200cには、CPU200aの動作時に一次的又は恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータが格納される。例えば、RAM200cには、各種データ、操作部203からの画像形成指令情報等が保存されることになる。
The
システムコントローラ200は、画像処理部202に対し、画像処理部202に必要な各部の仕様設定値データを送出する。また、システムコントローラ200は、各部からの信号、例えば原稿画像濃度信号等を受信して、高圧制御部220や画像処理部202を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。
The
システムコントローラ200は、操作部203から、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値等の情報を得る。また、システムコントローラ200は、操作部203に対して、画像形成装置1の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに通知するためのデータを送出する。また、システムコントローラ200と操作部203の間で、タブ紙に対する各種設定やタブ紙に対する警告表示を行うためのやり取り等も行われる。
The
画像形成装置1は、内部に単数或いは複数のモータ、クラッチ/ソレノイド等のDC負荷及び、フォトインターラプタやマイクロスイッチ等のセンサを配置している。画像形成装置1では、モータの駆動や各DC負荷を適宜駆動させることで、記録紙Sの搬送や各ユニットの駆動を行っており、各種センサ類250により、その動作を監視している。システムコントローラ200は、各種センサ類250からの信号を基に、モータ制御部230により各モータをコントロールさせると同時に、DC負荷制御部240によりクラッチ/ソレノイドを動作させて画像形成動作を円滑に進めている。また、システムコントローラ200は、高圧制御部220に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット221を構成する各種帯電器である一次帯電器、補助帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラに適切な高圧を印加させている。
The
定着器110の定着ローラ及び加圧ローラの内部のハロゲンヒータは、ACドライバ260によりON/OFFおよび通電量の制御が行われる。定着ローラには、定着ローラの表面温度を測定するための温度検知体としてのサーミスタ211が設けられている。サーミスタ211は、定着ローラの温度変化に従って変化するサーミスタの抵抗値を表すアナログ信号(電圧値)をAD変換器210へ出力する。AD変換器210は、サーミスタ211からのアナログ信号をデジタル値へ変換し、定着ローラの検知温度データとしてのデジタル値をシステムコントローラ200へ出力する。システムコントローラ200は、検知温度データとしてのデジタル値をもとにACドライバ260を制御する。
The halogen heaters inside the fixing roller and the pressure roller of the fixing
以上のように、画像形成装置1における動作シーケンスは、システムコントローラ200により制御される。この一連の制御シーケンスにおいて、各部の駆動源であるモータは、図3に示すモータ駆動制御装置2の構成で駆動制御される。
As described above, the operation sequence in the
以下、図3、図4を用いて本発明のモータ駆動制御装置2の構成、動作について説明する。
図3は、モータ駆動制御装置2の概略構成を説明する図である。
図4は、ステッピングモータ300の概略構成を説明する模式図であり、作動原理を説明するために簡略化されたものである。
図4に示すように、ステッピングモータ300は、不図示の出力軸(シャフト)に取り付けられた回転子(ロータ)302と、この回転子302と対向するように配置された4つの固定子(ステータ)301a、301b、301c、301dと、を有する。
Hereinafter, the configuration and operation of the motor
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the motor
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of the stepping
As shown in FIG. 4, the stepping
図3に示すように、モータ駆動制御装置2への位相指令値(θ_ref)は、CPU200aから出力される、回転子302の目標位相を表す指令位相である。モータ制御部230は、この位相指令値(θ_ref)に基づきベクトル制御を伴う位置制御を行う。
As shown in FIG. 3, the phase command value (θ_ref) to the motor
モータ駆動制御装置2の基本的な構成は、ブラシレスDCモータやACサーボモータ等で利用されている座標変換を用いたインバータ制御である。インバータ制御は、図4のようにステッピングモータ300のA相、B相に流れる通常の電流ベクトルを表す静止座標系(α-β座標系)を、回転子302の回転位相θに基づく回転座標系(d-q座標系)に変換する。すなわち、ステッピングモータ300のA相方向をα軸、B相方向をβ軸とする静止座標系(α-β座標系)を、回転子302の磁極方向をd軸、d軸から90度進んだ方向をq軸と定義される回転座標系(d-q座標系)に変換する。
インバータ制御は、大きく分けて、電流制御器234、235と、位置制御器232の2つの制御ループで構成される。
The basic configuration of the motor
Inverter control is roughly composed of two control loops of
まず、位置制御器232の制御ループについて説明する。
位置制御器232は、比例補償器と積分補償器から構成される。位置制御器232は、例えばエンコーダ等の位置検知器314により検知されたステッピングモータ300の回転子302の回転位相θと、CPU200aからの位相指令値θ_refとの偏差が小さくなるように電流指令iq_ref、id_refを出力する。即ち、モータ駆動制御装置2は、回転子の目標位相を表す指令位相(θ_ref)と位置検知器314によって検知(位相決定)された回転位相(θ)との偏差が小さくなるように、ステッピングモータ300の巻線に流れる駆動電流を制御する。ここで、電流指令iq_ref、id_refは、静止座標系(α-β座標系)から回転座標系(d-q座標系)へと変換された後の電流指令値である。なお、回転位相θは、モータの巻線に誘起される誘起電圧に基づいて決定される構成であってもよい。
静止座標系(α-β座標系)でステッピングモータ300に流れる電流を式(1)としたとき、回転座標系(d-q座標系)における電流値は式(2)のように表わされる。
First, the control loop of the
The
When the current flowing through the stepping
この変換によって、A相B相に流れる交流電流iα、iβや電流指令値iq_ref、id_refは直流電流で表現される。ここで、d軸電流は磁束量を制御可能な成分であり、トルクには寄与しない。一方、q軸電流はステッピングモータ300の発生トルクを支配する成分(トルク電流成分)であり、負荷トルクに比例した値となる。したがって、このq軸電流iqの値を監視することで、モータの負荷トルクの大きさを監視することができる。なお、q軸電流iqは、モータ駆動制御装置2からシステムコントローラ200に入力され、システムコントローラ200により監視される(後述する図5)。
By this conversion, the alternating currents iα and iβ and the current command values iq_ref and id_ref flowing in the A phase and the B phase are expressed by direct current. Here, the d-axis current is a component capable of controlling the amount of magnetic flux and does not contribute to torque. On the other hand, the q-axis current is a component (torque current component) that dominates the torque generated by the stepping
次に、電流制御器234、235の制御ループについて説明する。
モータの各相に流れる電流は、電流検出器312及び313によって検出され、A/Dコンバータ315により、CPUもしくはFPGAなどのプログラミングデバイスに取り込み可能な状態(iα、iβ)に変換される。そして、座標変換部231にて、上記式(2)のd-q変換が行われ、q軸電流iq及びd軸電流idが得られる。得られたq軸電流iq、d軸電流idと、上述した位置制御器232から出力された電流指令値iq_ref、id_refとの偏差が、電流制御器234、235に入力される。通常のベクトル制御では、トルクに寄与しないid成分が0となるようにd軸電流は制御される。電流制御器234、235は、位置制御器232と同様に比例補償器、積分補償器から構成される。電流制御器234、235に入力された電流偏差量は、電流制御器234、235で増幅された後に駆動電圧vd、vqとして座標変換部236に入力される。座標変換部236ではvq、vdを静止座標系の駆動電圧vα、vβに逆変換する。この逆変換は以下の式(3)で計算される。
Next, the control loop of the
The current flowing in each phase of the motor is detected by
座標変換部236で変換された駆動電圧vα、vβが、PWMインバータ311に入力されることにより、各相巻線を駆動するフルブリッジ回路が駆動し、駆動電圧vα、vβに対応する電流iα、iβが巻線に流れるように制御される。
このようにモータ駆動制御装置2では、電流検出器312、313で検出された駆動電流iα、iβを、d軸電流idとq軸電流iqに変換し、該変換された電流id、iqに基づきステッピングモータ300の駆動を制御する。
The drive voltages vα and vβ converted by the coordinate
As described above, in the motor
このようなフィードバック系を構築することで、ベクトル制御では、負荷に応じた必要最低限の駆動電流を常時モータに印加することになり、脱調回避のための余剰電流(トルクマージン)が必要なオープン制御駆動よりも省電力、低騒音を実現できる。 By constructing such a feedback system, in vector control, the minimum necessary drive current corresponding to the load is always applied to the motor, and a surplus current (torque margin) for avoiding step-out is required. Power saving and low noise can be achieved compared to open control drive.
次に、図5、図6を用いて、現像器400の構成と動作について説明する。以下、現像器400a,400b,400c,400dに共通の説明を行う場合には、a,b,c,dを省略して「現像器400」と記載する。
Next, the configuration and operation of the developing
図5、図6は、現像器400及びその周辺の概略構成を説明する図である。なお、図5は現像器400を横から見た図に対応し、図6は現像器400を上から見た図に対応する。また、図5、図6において網掛け部は現像剤Dを示す。
5 and 6 are diagrams for explaining a schematic configuration of the developing
現像器400は、画像形成装置1に着脱自在で容易に交換可能なカートリッジ式となっている。現像器400は、搬送スクリュー401、搬送スクリュー402、現像スリーブ403、第一室406、第二室407、隔壁404および連通口408を備えている。さらに、現像器400は、初期状態ではシール部材(封止部材)405を備えている。なお、現像器400を画像形成装置1に装着した場合、現像スリーブ403と対向する位置(図5、図6の右方向)には、図5、図6には図示しない感光体ドラム101が存在する。
The developing
第一室406と第二室407は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとの二成分現像剤を収容可能に構成され、隔壁404によって仕切られている。隔壁404の両端には第一室406、第二室407を連通させる連通口408a、408bが設けられている。第一室406は、現像器400の初期状態においてトナーを収容する収容部として機能する。すなわち、現像器400の初期状態において、現像剤Dは第一室406のみに収容され、第一室406の開口部となる連通口408a、408bはシール部材405によって封止されている。これにより、運搬中などに現像器400からトナーが漏れてしまうことを防止している。なお、シール部材405は利用者により容易に剥がし、除去可能な封止部材である。現像器400を画像形成装置1に装着する際には、シール部材405は利用者により剥がされるべきものである。シール部材405が剥がされると、連通口408a、408bは開放され、第一室406に収容されているトナーは第二室407に搬送可能となる。
The
第一室406の内部には、現像剤Dを搬送するための搬送スクリュー401が回転自在に取りつけらており、これが回転することで第一室406の現像剤Dは連通口408a方向に搬送される。また、第二室407の内部には、現像剤Dを搬送するための搬送スクリュー402が回転自在に取りつけられており、これが回転することで第二室407の現像剤Dは連通口408b方向に搬送される。
Inside the
したがって、現像器400の使用時、シール部材405が剥がされ連通口408a、408bが開放されている場合には、現像剤Dは、第一室406、連通口408a、第二室407、連通口408bで形成される循環経路で図6矢印方向に搬送される。現像剤Dは、搬送の過程で同時に攪拌され、トナー粒子とキャリア粒子の摩擦によってトナーは負極性、キャリアは正極性に帯電される。
Therefore, when the developing
現像スリーブ403の内側には、表面に複数の磁極を配置して非回転に支持されたマグネットが配置されている。現像剤Dは、現像剤D内のキャリア(磁性体)がマグネットの磁極間に形成された磁束に拘束されることで、現像スリーブ403の表面に担持される。そして正極性に帯電したキャリアの表面に負極性に帯電したトナーが静電気的に拘束された磁気ブラシを形成する。図示しない電源によって負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧が印加されると、磁気ブラシに担持されたトナーは、感光体ドラム101上の静電潜像へ移転し、静電潜像を現像する。
Inside the developing
搬送スクリュー401、搬送スクリュー402、現像スリーブ403は、それぞれ不図示のギヤ等を介してステッピングモータ300に接続され、当該ステッピングモータ300の駆動によって回転する。ステッピングモータ300は、モータ駆動制御装置2によって前述した方法で制御される。
The conveying
図5に示すように、モータ制御部230は、上述したベクトル制御によって算出されるq軸電流iqの値をシステムコントローラ200へ送る(図3では省略)。このq軸電流iqはステッピングモータ300の負荷トルクに比例した値を示す。そのためシステムコントローラ200は、このq軸電流iqの値を監視することで、ステッピングモータ300の負荷トルクの大きさを監視することができる。
As shown in FIG. 5, the
以下、図7、図8を用いて、シール部材405の剥がし忘れ判定の動作について説明する。
シール部材405の剥がし忘れ判定は、カートリッジ式の現像器400が画像形成装置1に装着された後の現像器400の初期化動作中に実施される。現像器400の初期化動作は、画像形成装置1に装着された現像器400の初回動作に対応するものである。例えば使用者が操作部203を操作して現像器400の初期化動作の実行を指示する構成でも、画像形成装置1で現像器400が装着されたことを検知した場合にシステムコントローラ200が自動で現像器400の初期化動作の実行を指示する構成でもよい。
Hereinafter, the operation for determining whether to forget to remove the
The determination of forgetting to remove the
図7は、システムコントローラ200が行う現像器400の初期化動作の処理の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は、CPU200aがROM200bに格納されたプログラムを実行することによって実現される。
図8は、図7に示す現像器400の初期化動作の処理が行われる際のステッピングモータ300の速度指令とq軸電流iqの様子を示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of the initialization operation processing of the developing
FIG. 8 is a timing chart showing the speed command of the stepping
例えば、使用者によって現像器400の初期化動作が指示されると、システムコントローラ200は、図7の処理を開始する。
まず、S101において、システムコントローラ200は、現像器400の初期化動作を開始する。具体的には、システムコントローラ200は、ステッピングモータ300を駆動し、搬送スクリュー401、搬送スクリュー402を回転させる。これにより、現像器400内の現像剤Dを循環搬送しながら攪拌し、トナーおよびキャリアの帯電量を現像プロセスに必要な量まで増加させる。なお、現像器400の初期化動作の完了には例えば約2分を要する。
For example, when the user instructs the initialization operation of the developing
First, in S101, the
次に、S102において、システムコントローラ200は、ステッピングモータ300のq軸電流iqと予めROM200bに記憶されている閾値との比較を行う。上述したようにq軸電流iqは負荷トルクに比例した値となる。
Next, in S102, the
なお、上記閾値は下記(A)(B)を満たす値となる。
(A)シール部材405が剥がされている場合の正常なq軸電流iq(例えばトルク値10[mNm]相当の電流値)よりも大きい値。
(B)シール部材405が剥がされていない場合に部品の破損に至るトルク値(例えば100[mNm])相当の電流値よりも、適切なマージン分、小さいトルク値に相当する電流値。すなわち部品が破損しない電流値。
これら(A)(B)を同時に満たす値としては、例えばトルク値30[mNm]相当の電流値があり、これを上述の閾値として用いることが可能である。この閾値は、例えばROM200bに予め記憶されている。閾値=トルク値30[mNm]相当の電流値は、あくまで一例であり、閾値はこれに限定されるものではない。
The threshold value satisfies the following (A) and (B).
(A) A value larger than a normal q-axis current iq (for example, a current value corresponding to a torque value of 10 [mNm]) when the
(B) A current value corresponding to a torque value that is smaller by an appropriate margin than a current value corresponding to a torque value (for example, 100 [mNm]) that leads to damage of a component when the
As a value that satisfies (A) and (B) at the same time, for example, there is a current value corresponding to a torque value of 30 [mNm], which can be used as the above-described threshold value. This threshold value is stored in advance in the
上記S102において、システムコントローラ200は、q軸電流iqが閾値未満である(iq<閾値)と判定した場合(S102でNoの場合)、S103に処理を進める。
S103において、システムコントローラ200は、現像器400の初期化動作が完了したか否かを確認する。システムコントローラ200は、まだ初期化動作が完了していないと判定した場合(S103でNoの場合)、S102に処理を戻す。すなわち、システムコントローラ200は現像器400の初期化動作が完了するまでの間、所定の周期(例えばモータ制御部230のq軸電流の演算周期=例えば25[μs])でq軸電流iqと閾値の比較を行って、シール部材405の剥がし忘れを監視する。
In S102, when the
In S103, the
一方、上記S103において、システムコントローラ200は、初期化動作が完了したと判定した場合(S103でYesの場合)、現像器400の初期化動作の処理を終了する。
On the other hand, if the
ここで図8(a)を用い、現像器400の初期化動作においてq軸電流iqが閾値を超えない場合、即ち現像器400のシール部材405の剥がし忘れがない場合のステッピングモータ300の速度指令とq軸電流iqの様子について説明する。
図8(a)は、現像器400の初期化動作の過程でq軸電流iqが閾値を超えない場合の様子を示すタイミングチャートである。
Here, referring to FIG. 8A, when the q-axis current iq does not exceed the threshold value in the initialization operation of the developing
FIG. 8A is a timing chart showing a state where the q-axis current iq does not exceed the threshold value during the initialization operation of the developing
図8(a)に示すように、現像器400の初期化動作が開始されると、システムコントローラ200はモータ駆動制御装置2に速度指令を出し、ステッピングモータ300は速度指令に従った速度で動作を開始する(時刻t0)。ステッピングモータ300は時刻t1まで所定の加速度で加速し、時刻t1で定常速度に達する。その後、現像器400の初期化動作が完了する時刻t2までの間、ステッピングモータ300は定常速度で回転する。現像器400の初期化動作が完了した時刻t2から時刻t3までの間、ステッピングモータ300は所定の減速度で減速し、時刻t3で停止する。
As shown in FIG. 8A, when the initialization operation of the developing
q軸電流iqは、時刻t1〜t2の定常速度で回転中、ある定常トルクに相当する値となる。時刻t0〜t1の加速中は、定常トルクにそれぞれ加速トルクが加わり、q軸電流iqは時刻t1〜t2よりも大きい値となる。また、時刻t2〜t3の減速中は、定常トルクに減速トルクが加わり、q軸電流iqは時刻t1〜t2よりも小さい値となる。
この場合、時刻t0〜t3のいずれのq軸電流iqも閾値未満となっており、搬送スクリューA401に過剰なトルクがかかることなく、現像器400の初期化動作が完了する。
The q-axis current iq is a value corresponding to a certain steady torque during rotation at the steady speed at times t1 to t2. During acceleration from time t0 to t1, acceleration torque is added to the steady torque, and the q-axis current iq is larger than that from time t1 to t2. Further, during deceleration from time t2 to time t3, deceleration torque is added to the steady torque, and the q-axis current iq has a value smaller than that from time t1 to time t2.
In this case, any q-axis current iq from time t0 to t3 is less than the threshold value, and the initialization operation of the developing
以下、図7のフローチャートの説明に戻る。
以下は、現像器400の初期化動作においてq軸電流iqが閾値以上となる場合、すなわち現像器400のシール部材405の剥がし忘れがあった場合の説明となる。
Returning to the flowchart of FIG.
The following is a description of the case where the q-axis current iq is greater than or equal to the threshold value in the initialization operation of the developing
上記S102において、システムコントローラ200は、q軸電流iqが閾以上(iq≧閾値)と判定した場合(S102でYesの場合)、シール部材405が剥がされていないと判断し、S104に処理を進める。
In S102, if the
S104において、、システムコントローラ200は、ステッピングモータ300を停止させる。これによって、シール部材405で連通口408aが塞がれているにも関わらず、ステッピングモータ300が回転を続け、搬送スクリュー401が連通口408aに向かって現像剤Dを搬送し続けてしまうことを防止できる。よって、連通口408a付近の現像剤Dの密度が高くなり、搬送スクリュー401に過剰なトルクがかかり、部品の破損に至るといった事態の発生を防止することができる。なお、ステッピングモータ300の停止は、例えばモータ駆動用電源の停止、切断、駆動指令の停止、PWMインバータの動作停止等で実現する。
In S104, the
さらに、S105において、システムコントローラ200は、シール部材405が剥がされていないまま現像器400(カートリッジ)が装着されていることことを、画像形成装置1の操作部203の不図示のディスプレイに表示して、使用者に通知する。これによって、使用者にシール部材405が剥がれていないまま現像器400(カートリッジ)が装着されていることを通知することができる。なお、上記通知の際に、シール部材405の場所や剥がし方などを、テキストや絵、アニメーション等で操作部203に表示して、現像器400(カートリッジ)を正しく画像形成装置1に再装着可能なように促すよう制御してもよい。
上記S105の処理の後、システムコントローラ200は、本フローチャートの処理を終了する。このようにCPU200aは、回転位相(θ)を基準とした回転座標系において表される、回転子302にトルクを発生させるトルク電流成分(q軸電流iq)に基づいてステッピングモータ300を制御する。そして、CPU200aは、検出された駆動電流のトルク電流成分(q軸電流iq)の値が所定の値(前記閾値)より大きい場合はステッピングモータ300を停止し、前記所定の値より小さい場合はステッピングモータ300の駆動を継続するよう制御する。
Further, in S105, the
After the process of S105, the
ここで図8(b)(c)を用い、現像器400の初期化動作においてq軸電流iqが閾値以上となる場合、即ち現像器400のシール部材405の剥がし忘れがある場合のステッピングモータ300の速度指令とq軸電流iqの様子について説明する。
Here, referring to FIGS. 8B and 8C, the stepping
図8(b)は、現像器400の初期化動作の過程で徐々にq軸電流iqが増加していき、やがて閾値以上となる場合の様子を示すタイミングチャートである。
図8(c)は、現像器400の初期化動作を開始してすぐにq軸電流iqが閾値以上となる場合の様子を示すタイミングチャートである。
FIG. 8B is a timing chart showing a state where the q-axis current iq gradually increases in the course of the initialization operation of the developing
FIG. 8C is a timing chart showing a state in which the q-axis current iq becomes equal to or greater than the threshold immediately after the initialization operation of the developing
まず図8(b)について説明する。時刻t0から時刻t1までの速度指令、q軸電流iqの様子については、図8(a)で説明したものと同じであるため、説明を省略する。
図8(b)の時刻t1からt4までの間、ステッピングモータ300は定常速度で回転を続ける。この間、シール部材405で連通口408aが塞がれているにも関わらず、搬送スクリュー401は連通口408aに向かって現像剤Dを搬送し続けている。そのため、徐々に連通口408a付近の現像剤Dの密度が高くなり、搬送スクリューA401を回転させるために必要なトルクが大きくなる。結果、ステッピングモータ300の負荷トルクが増加し、該負荷トルクに比例した値であるq軸電流iqが大きくなる。やがてq軸電流iqが時刻t4にて閾値に達し、ステッピングモータ300が停止される。図8(b)の例では、速度指令を0にすることでステッピングモータ300を停止させている。そして、システムコントローラ200は、使用者にシール部材405が剥がれていないこと等を通知する。
First, FIG. 8B will be described. The speed command from time t0 to time t1 and the state of the q-axis current iq are the same as those described with reference to FIG.
The stepping
続いて図8(c)について説明する。画像形成装置1に装着された現像器400の第一室406内の現像剤Dは、運搬の具合によっては初めから連通口408a側に寄っている場合がある。すなわち初めから連通口408a付近の現像剤Dの密度が高く、搬送スクリュー401を回転させるために必要なトルクが大きい場合がある。この状態で時刻t0にて、ステッピングモータ300の駆動が開始されると、すぐに時刻t5にてq軸電流iqが閾値に達し、ステッピングモータ300が停止される。図8(c)の例でも速度指令を0にすることでステッピングモータ300を停止させている。そして、システムコントローラ200は、使用者にシール部材405が剥がれていないことを通知する。そして、システムコントローラ200は、使用者にシール部材405が剥がれていないこと等を通知する。
Next, FIG. 8C will be described. The developer D in the
以上のように、本実施例の画像形成装置では、現像器400の初期化動作中のq軸電流iqを監視し、q軸電流iqが所定の値より大きい場合、シール部材405が剥がされていないと判断し、ステッピングモータ300を停止させる停止制御を行う。また、シール部材が剥がれていないことを使用者に通知することができる。これにより、搬送スクリューA401等の部品の破損を防止することができる。これらを新規の部品を追加することなく、即ちコストアップすることなく実現することができる。
As described above, in the image forming apparatus of this embodiment, the q-axis current iq during the initialization operation of the developing
なお、本実施例では現像器400内の負荷を駆動するモータとしてステッピングモータを用いたが、モータ種はこれに限定するものではなく、例えばブラシレスモータでもよい。
また、本実施例では、q軸電流iqに基づいて負荷トルクの変化を検出したが、この限りではない。例えば、位相指令値θ_refと回転位相θとの偏差に基づいて負荷トルクの変化を検出することもできる。これは、回転子にかかる負荷トルクが大きくなると、位相指令値θ_refと回転位相θとの偏差も大きくなるからである。また、q軸電流指令値iq_refに基づいて負荷トルクの変化を検出することもできる。これは、q軸電流指令値iq_refは位相指令値θ_refと回転位相θとの偏差に基づいて決定される値であるからである。即ちCPU200aが、駆動電流のトルク電流成分の目標値(iq_ref)が前記所定の値より大きい場合はステッピングモータ300を停止し、前記所定の値より小さい場合はステッピングモータ300の駆動を継続するよう制御する構成でもよい。
In the present embodiment, a stepping motor is used as a motor for driving a load in the developing
In this embodiment, the change in the load torque is detected based on the q-axis current iq, but this is not restrictive. For example, a change in load torque can be detected based on a deviation between the phase command value θ_ref and the rotational phase θ. This is because as the load torque applied to the rotor increases, the deviation between the phase command value θ_ref and the rotation phase θ also increases. Also, a change in load torque can be detected based on the q-axis current command value iq_ref. This is because the q-axis current command value iq_ref is a value determined based on the deviation between the phase command value θ_ref and the rotational phase θ. That is, the
また、本実施例では、ベクトル制御を用いた構成を例に説明したが、ベクトル制御を用いない構成でも、負荷トルクの変化によってモータの駆動電流が変わる構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、位置制御や速度制御でモータを動かす構成であれば、負荷トルクの変化によってモータの駆動電流が変わる。そのため、その駆動電流について閾値を設け、該閾値と実際の駆動電流を比較し、駆動電流が閾値以上か否かを監視することで、シール部材が剥がされているか否かを判断することができる。 Further, in this embodiment, the configuration using vector control has been described as an example. However, any configuration may be used as long as the driving current of the motor changes according to a change in load torque, even if the configuration does not use vector control. . For example, in a configuration in which the motor is moved by position control or speed control, the drive current of the motor changes depending on the load torque. Therefore, it is possible to determine whether or not the seal member has been removed by providing a threshold for the drive current, comparing the threshold with the actual drive current, and monitoring whether the drive current is equal to or greater than the threshold. .
以上のように、新たな部品追加によるコストアップを招くことなく、シール部材の剥がし忘れによるトナー搬送部材の破損を防止することができる。 As described above, it is possible to prevent damage to the toner conveying member due to forgetting to remove the seal member without incurring cost increase due to addition of new parts.
なお、上述した各種データの構成及びその内容はこれに限定されるものではなく、用途や目的に応じて、様々な構成や内容で構成されていてもよい。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
In addition, the structure of the various data mentioned above and its content are not limited to this, You may be comprised with various structures and content according to a use and the objective.
Although one embodiment has been described above, the present invention can take an embodiment as, for example, a system, apparatus, method, program, or storage medium. Specifically, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to an apparatus composed of a single device.
Moreover, all the structures which combined said each Example are also contained in this invention.
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施例の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施例及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of one device.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications (including organic combinations of the embodiments) are possible based on the spirit of the present invention, and these are excluded from the scope of the present invention. is not. That is, the present invention includes all the combinations of the above-described embodiments and modifications thereof.
1 画像形成装置
2 モータ駆動装置
200 システムコントローラ
230 モータ制御部
300 ステッピングモータ
311 PWMインバータ
1 Image forming device
2 Motor drive device
200 System controller
230 Motor controller
300 Stepping motor
311 PWM inverter
Claims (6)
前記現像器の搬送部を駆動するモータと、
前記モータの回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記回転子の目標位相を表す指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように、前記モータの巻線に流れる駆動電流を制御する制御手段と、
前記巻線に流れる駆動電流を検出する検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された駆動電流に関する値が所定の値より大きい場合は、前記モータを停止することを特徴とする画像形成装置。 A sealing member that seals the opening in an initial state includes an accommodating portion that accommodates the developer and a conveying portion that conveys the developer accommodated in the accommodating portion toward the opening of the accommodating portion. An image forming apparatus that detachably mounts a developing unit attached to a part,
A motor for driving the transport section of the developing device;
Phase determining means for determining the rotational phase of the rotor of the motor;
Control means for controlling the drive current flowing in the winding of the motor so that the deviation between the command phase representing the target phase of the rotor and the rotational phase determined by the phase determination means is small;
Detecting means for detecting a drive current flowing in the winding;
Have
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit stops the motor when a value related to the drive current detected by the detection unit is larger than a predetermined value.
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記駆動電流の前記トルク電流成分の値が前記所定の値としての第1の値より大きい場合は前記モータを停止し、前記検出手段によって検出された前記駆動電流の前記トルク電流成分の値が前記第1の値より小さい場合は前記モータの駆動を継続することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The control means controls the motor based on a torque current component that generates torque in the rotor, expressed in a rotation coordinate system based on the rotation phase determined by the phase determination means,
The control means stops the motor when the value of the torque current component of the drive current detected by the detection means is larger than a first value as the predetermined value, and is detected by the detection means The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the value of the torque current component of the driving current is smaller than the first value, the driving of the motor is continued.
前記制御手段は、前記駆動電流の前記トルク電流成分の目標値が前記所定の値としての第2の値より大きい場合は前記モータを停止し、前記駆動電流の前記トルク電流成分の目標値が前記第2の値より小さい場合は前記モータの駆動を継続することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The control means controls the motor based on a torque current component that generates torque in the rotor, expressed in a rotation coordinate system based on the rotation phase determined by the phase determination means,
The control means stops the motor when the target value of the torque current component of the drive current is larger than the second value as the predetermined value, and the target value of the torque current component of the drive current is The image forming apparatus according to claim 1, wherein the driving of the motor is continued when the value is smaller than the second value.
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CN109886974A (en) * | 2019-01-28 | 2019-06-14 | 北京易道博识科技有限公司 | A kind of seal minimizing technology |
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2017
- 2017-06-28 JP JP2017126015A patent/JP2019008237A/en active Pending
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