JP2021135413A - Image forming apparatus and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a control method thereof.
感光体及び帯電ローラを含む感光体ユニットを備える電子写真方式の画像形成装置が知られている。画像形成装置では、感光体の帯電方式として、例えば、感光体に帯電ローラを接触させて感光体を帯電させる接触帯電方式が用いられる。このような接触帯電方式を用いる画像形成装置では、帯電ローラが感光体と接触した状態が、画像形成動作を行わないまま長期間続くと、帯電ローラにおける感光体と接触していた箇所が変形する等の不具合が生じる。その結果、画像形成を行った際に、画像不良が生じてしまう。 An electrophotographic image forming apparatus including a photoconductor unit including a photoconductor and a charging roller is known. In the image forming apparatus, as a charging method for the photoconductor, for example, a contact charging method in which a charging roller is brought into contact with the photoconductor to charge the photoconductor is used. In an image forming apparatus using such a contact charging method, if the charging roller is in contact with the photoconductor for a long period of time without performing the image forming operation, the portion of the charging roller that is in contact with the photoconductor is deformed. Etc. occur. As a result, when image formation is performed, image defects occur.
このような画像不良の発生を抑制するために、例えば、画像形成装置の出荷時に帯電ローラが感光体と離間され、感光体が回転することによって離間されていた帯電ローラが感光体に当接する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to suppress the occurrence of such image defects, for example, the charging roller is separated from the photoconductor at the time of shipment of the image forming apparatus, and the separated charging roller comes into contact with the photoconductor by rotating the photoconductor. Is known (see, for example, Patent Document 1).
また、感光体の回転に伴って回転するギアに係合して駆動力を受ける係合部が係合していることによって感光体と帯電ローラとを離間させた状態を保持する離間位置と離間状態を解除して感光体と帯電ローラとを接触可能とする解除位置との間で回動可能な離間部材を備える画像形成装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, the distance between the photoconductor and the charging roller is maintained by engaging the engaging portion that receives the driving force by engaging with the gear that rotates with the rotation of the photoconductor. An image forming apparatus is known that includes a separating member that can rotate between a release position that releases the state and allows the photoconductor and the charging roller to come into contact with each other (see, for example, Patent Document 2).
しかし、上述した特許文献1,2の技術では、感光体が帯電ローラと接触した後に長期休暇等で画像形成装置が長期間利用されない場合、上述した不具合が生じてしまう。これに対し、離間部材を離間位置から解除位置へ回動させる回転方向と逆方向に感光体を回転させることで、離間部材を解除位置から離間位置へ回動させて、感光体と帯電ローラとを離間させる離間制御を行うことが検討されている。
However, in the above-mentioned techniques of
しかしながら、上述した離間制御において、離間部材を解除位置から回動させて離間位置へ停止させる制御を高精度に行うためには、離間部材の位置を検知するセンサ等を画像形成装置に設ける必要があり、部品点数が増えてしまう。 However, in the above-mentioned separation control, in order to perform control for rotating the separation member from the release position and stopping it at the separation position with high accuracy, it is necessary to provide a sensor or the like for detecting the position of the separation member in the image forming apparatus. Yes, the number of parts will increase.
本発明の目的は、部品点数を増やすことなく、離間部材の停止制御を行うことができる画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing stop control of a separating member without increasing the number of parts.
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体と接触することによって前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体を駆動させるモータとを備える画像形成装置であって、前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御手段を備え、前記モータ制御手段は、前記離間制御において、前記モータに印加する電圧を決定するPWM信号のデューティを計測し、前記計測したPWM信号のデューティが予め決定したデューティ閾値を超えたことに従って、前記モータの回転量の計測を開始し、前記モータの回転量が予め設定された所定の量に到達したことに従って、前記モータを停止させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention includes a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor. The apparatus includes a motor control means for rotating the motor in a direction opposite to the rotation direction for driving the image of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means, and the motor control means is provided. In the separation control, the duty of the PWM signal that determines the voltage applied to the motor is measured, and the rotation amount of the motor is measured according to the fact that the duty of the measured PWM signal exceeds the predetermined duty threshold. It is characterized in that the motor is started and stopped when the rotation amount of the motor reaches a preset predetermined amount.
本発明によれば、部品点数を増やすことなく、離間部材の停止制御を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to control the stop of the separating member without increasing the number of parts.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。まず、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の構成を概略的に示す側面図である。なお、図1では理解を容易にするために内部の構成が透過して示される。
FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of an
画像形成装置1は、中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置である。画像形成装置1は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成する。画像形成装置1は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色のトナー像をそれぞれ形成する画像形成部100Y,100M,100C,100Kを備える。なお、画像形成部100Y,100M,100C,100Kの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下では、特に区別しない場合には、画像形成部において、対応する色を示す末尾のY、M、C、Kを省略して、その構成について説明する。
The
画像形成部100は、像担持体としての円筒の感光ドラム11を備える。感光ドラム11は、画像形成装置1に設けられる図2のモータ駆動装置160によって駆動を制御され、所定のプロセススピードで回転駆動する。
The
図2は、図1の感光ドラム11を回転駆動させるモータ駆動装置160の構成を概略的に示すブロック図である。図2において、モータ駆動装置160は、コントローラ151を備える。コントローラ151は、PID演算器152、PWM制御器153、及び周期比較器154を備える。コントローラ151は、感光ドラム11の回転速度が所定のプロセススピードとなるように速度制御を行う。例えば、コントローラ151は、感光ドラム11の駆動させるブラシレスDCモータ150から回転速度に応じた周期のFGパルス信号を受信すると、FGパルス信号の周期と目標回転速度に対応する周期とを周期比較器154によって比較する。コントローラ151は、比較した結果をPID演算器152に入力する。また、コントローラ151は、PWM制御器153により、ブラシレスDCモータ150の巻線に印加する電圧の量を可変させて感光ドラム11の回転速度が一定になるように制御する。PWM制御器153は、PID演算器152から受けた信号に基づいて電源電圧Vmからパルス電圧を生成し、当該パルス電圧のオン期間(以下、「デューティ」という。)を調整することで、ブラシレスDCモータ150の巻線に印加する平均電圧を調整する。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a
図1に戻り、画像形成部100において、感光ドラム11の周囲には、その回転方向に沿って、帯電ローラ12、露光装置16、現像装置14、一次転写ローラ17、クリーニングブレード15がこの順に配置されている。
Returning to FIG. 1, in the
帯電ローラ12は、回転可能なローラ状の帯電部材であり、感光ドラム11を帯電させる。露光装置16は、レーザスキャナ装置等の露光手段である。本実施の形態では、感光ドラム11の表面が露光装置16によって露光されるように配置される。現像装置14は、現像手段である。現像装置14には、トナー収容容器としてのトナーボトル19からトナー搬送路(不図示)を介してトナーが供給される。一次転写ローラ17は、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である。クリーニングブレード15は、感光ドラム11を清掃する清掃手段である。また、画像形成部100には、帯電ローラ12を清掃するローラ状の帯電清掃部材であるクリーニングローラ13が、帯電ローラ12に接触して配置されている。本実施の形態では、帯電ローラ12は、感光ドラム11の表面に、バネ等の付勢手段によって所定の押圧力で接触しており、感光ドラム11の回転に伴って従動して回転する。
The
また、画像形成装置1は、中間転写体としての中間転写ベルト61を備える。中間転写ベルト61は、無端状のベルト体で形成され、画像形成部100Y,100M,100C,100Kの各感光ドラム11と接触するように配置されている。中間転写ベルト61は、複数の支持ローラ(張架ローラ)(不図示)に所定の張力で掛け回されている。中間転写ベルト61の内周面側(裏面側)において、感光ドラム11と対向する位置に、上述した一次転写ローラ17が配置されている。一次転写ローラ17は、中間転写ベルト61を介して感光ドラム11に押圧されており、中間転写ベルト61と感光ドラム11とが接触する一次転写部(一次転写ニップ部)N1を形成している。一次転写ローラ17は、中間転写ベルト61の回転に伴って従動して回転する。中間転写ベルト61の外周面側(表面側)において、二次転写対向ローラ62に対向する位置に、2次転写手段としての二次転写ローラ35が配置されている。二次転写ローラ35は、ローラ状の二次転写部材である。二次転写ローラ35は、中間転写ベルト61を介して二次転写対向ローラ62に押圧されており、中間転写ベルト61と二次転写ローラ35とが接触する二次転写部(二次転写ニップ部)N2を形成している。また、中間転写ベルト61の外周面側において、テンションローラ64に対向する位置に、中間転写体クリーニング手段としてのクリーニングユニット70が配置されている。中間転写ベルト61は、ポリイミド等の誘電体樹脂にて無端状に形成されている。
Further, the
さらに、画像形成装置1は、レジストローラ対23、定着器40等を備える。レジストローラ対23は、記録用紙等の記録材Pを搬送する。定着器40は、トナー像を記録材Pに定着させる。
Further, the
画像形成時において、回転駆動する感光ドラム11の表面は、帯電ローラ12によって所定の電位に一様に帯電される。本実施の形態において、帯電ローラ12に対して高圧電源(不図示)から所定の直流電圧が印加されて感光ドラム11の表面に対して放電が発生することによって感光ドラム11の表面が負の電位に帯電する。
At the time of image formation, the surface of the
感光ドラム11の表面が一様に帯電した後、露光装置16が、画像情報の信号に基づいて、感光ドラム11の表面を走査露光して、感光ドラム11上に静電潜像を形成する。感光ドラム11上に形成された静電潜像は、現像装置14により、現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像される。本実施の形態では、トナーの正規の帯電極性は負極性である。現像装置14は、トナーを担持して感光ドラム11との対向部に搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ(不図示)を備える。現像スリーブは、回転駆動する。現像時において、現像スリーブには、現像電源としての高圧電源(不図示)から所定の現像電圧(現像バイアス)が印加される。本実施の形態では、現像電圧として、直流電圧(直流成分)と交流電圧(交流成分)とが重畳された振動電圧が用いられる。
After the surface of the
感光ドラム11上に形成されたトナー像は、一次転写部N1において、一次転写ローラ17の作用により、中間転写ベルト61の表面に転写(一次転写)される。このとき、一次転写ローラ17には、一次転写電源(不図示)から、現像時のトナーの帯電極性(負極性)とは逆の極性(正極性)の直流電圧である一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。フルカラー画像の形成時には、上述した動作が画像形成部100Y,100M,100C,100Kの各々において行われる。各感光ドラム11上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、順次に重ね合わせるようにして中間転写ベルト61上に転写される。転写した後、感光ドラム11上に残った僅かな転写残トナーは、清掃部材としてのクリーニングブレード15によって除去され、回収部(不図示)に回収される。
The toner image formed on the
一方、給紙カセット20から記録材Pが1枚ずつ給送され、レジストローラ対23に搬送される。その後、レジストローラ対23は、中間転写ベルト61上のトナー像と同期を取って、記録材Pを中間転写ベルト61と二次転写ローラ35との間に搬送する。中間転写ベルト61上のカラーのトナー像は、二次転写部N2において、二次転写ローラ35の作用によって、記録材Pの表面に転写(二次転写)される。この記録材Pが二次転写部N2を通過する際に、二次転写ローラ35には、二次転写電源(不図示)から、現像時のトナーの帯電極性と逆の極性の直流電圧である二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。転写した後、中間転写ベルト61上に残った僅かな残トナーは、クリーニングユニット70によって除去回収される。記録材P上に転写されたトナー像は、定着器40によって、加熱加圧されることで定着され、排紙ローラ対41により排紙トレイ50上に排出される。
On the other hand, the recording materials P are fed one by one from the
図3は、本実施の形態におけるドラムカートリッジ101の側面図である。図4は、図3のドラムカートリッジ101周辺の構成を示す斜視図である。なお、図3では理解を容易にするために内部の構成が透過して示される。本実施の形態では、画像形成部100Y,100M,100C,100Kは、それぞれドラムカートリッジ101を備える。
FIG. 3 is a side view of the
図3及び図4において、ドラムカートリッジ101は、感光ドラム11、帯電ローラ12、クリーニングローラ13、クリーニングブレード15を、枠体としてのドラム容器30で一体的に保持した構成となっている。ドラムカートリッジ101は、画像形成装置1に対して着脱可能であり、メンテナンス等で交換される。
In FIGS. 3 and 4, the
ドラム容器30には、感光ドラム11が、軸受け(不図示)を介して、回転軸線を中心に回転可能に保持されている。感光ドラム11には、画像形成装置1に装着された状態でモータ駆動装置160から駆動力を受け取って回転するための図5のカップリング39が設けられている。
In the
また、ドラム容器30には、感光ドラム11の表面を清掃するクリーニングブレード15が、感光ドラム11の表面に当接するように固定されている。クリーニングブレード15の近傍には、回収部(不図示)及びトナー搬送スクリュー38が設けられている。回収部は、クリーニングブレード15が感光ドラム11の表面から除去した転写残トナーを回収する。トナー搬送スクリュー38は、回収部に回収されたトナーを搬送してドラムカートリッジ101の外に当該トナーを搬送するための搬送部である。トナー搬送スクリュー38によってドラムカートリッジ101の外に搬送されたトナーは、画像形成装置1に設けられた廃トナー容器(不図示)に回収される。
Further, a
感光ドラム11の長手方向端部には、図4に示すように、感光ドラム11の回転軸線を中心として感光ドラム11と一体で回転するように固定された回転部材としてのギア36が設けられている。感光ドラム11の回転時に一体で回転するギア36の回転力がトナー搬送スクリュー38に伝わることによってトナー搬送スクリュー38が回転し、回収部に回収されている転写残トナーがドラムカートリッジ101の外に搬送される。
As shown in FIG. 4, a
帯電ローラ12は、図5に示すように、導電性支持体(芯金、芯材)である回転軸12aと、該回転軸12aの周囲に形成された一層以上の弾性層12bとを備えるローラ状の部材である。帯電ローラ12の外周面が感光ドラム11に接触するように構成される。帯電ローラ12の保持部としての図4の帯電ローラ軸受け31に回転軸12aが保持されることによって帯電ローラ12が回転可能に支持されている。また、帯電ローラ軸受け31は、ドラム容器30に対してスライド可能に支持されている。具体的には、帯電ローラ軸受け31が感光ドラム11の回転軸線に向かう方向にスライド可能に構成されている。これにより、支持されている帯電ローラ12が、感光ドラム11の回転軸線に垂直な面における感光ドラム11の回転軸線に向かう方向に沿って移動可能となる。さらに、ドラム容器30と帯電ローラ軸受け31との間には、第1の付勢手段としての図5の帯電ローラ加圧バネ32が設けられている。この帯電ローラ加圧バネ32が帯電ローラ12を感光ドラム11の回転軸線に垂直な面における感光ドラム11の回転軸線に向かう方向(付勢方向)に付勢しているため、帯電ローラ12は、感光ドラム11に加圧されて接触している。
As shown in FIG. 5, the charging
クリーニングローラ13は、図5に示すように、棒状の支持部(芯金、芯材)である回転軸13a、及び該回転軸13aの周囲に形成された弾性層13bを備える。クリーニングローラ13は、その外周面が帯電ローラ12に接触する。弾性層13bは、帯電ローラ12の表面(外周面)に接触する最外層(当接部)として発泡弾性体層を備える。図4のクリーニングローラ軸受け33に回転軸13aが支持されることによってクリーニングローラ13は回転可能に支持される。クリーニングローラ軸受け33は、帯電ローラ軸受け31に対してスライド可能に支持されている。具体的に、クリーニングローラ13が、クリーニングローラ軸受け33が離間保持部材200の回動軸線に向かう方向(帯電ローラ12の回転軸線に向かう方向)にスライド可能に構成されている。これにより、クリーニングローラ13が、離間保持部材200の回動軸線に垂直な面における離間保持部材200の回動軸線に向かう方向(帯電ローラ12の回転軸線に向かう方向)に沿って移動可能となる。
As shown in FIG. 5, the cleaning
さらに、帯電ローラ軸受け31とクリーニングローラ軸受け33との間には、第2の付勢手段としてのクリーニングローラ加圧バネ34が設けられている。クリーニングローラ加圧バネ34がクリーニングローラ13を離間保持部材200の回動軸線に垂直な面における離間保持部材200の回動軸線に向かう方向(帯電ローラ12の回転軸線方向に向かう方向)(付勢方向)に付勢している。このため、クリーニングローラ13は帯電ローラ12に加圧されて接触している。つまり、クリーニングローラ13は、クリーニングローラ加圧バネ34による付勢方向に沿って移動可能に構成されている。なお、本実施の形態では、第1の付勢手段による付勢方向と第2の付勢手段による付勢方向とが同じ方向である。
Further, a cleaning
以上の構成によって、感光ドラム11が画像形成装置1に設けられる駆動源から駆動力を受けて回転すると、帯電ローラ12は、感光ドラム11との摩擦力によって従動回転する。帯電ローラ12が回転すると、クリーニングローラ13は帯電ローラ12との摩擦力によって従動回転する。また、トナー搬送スクリュー38は、ギア36により駆動力を受けて回転する。
With the above configuration, when the
また、以上の構成によって、帯電ローラ12が感光ドラム11から離れる方向へ移動するのに連動してクリーニングローラ13が帯電ローラ12の移動方向に移動する。
Further, with the above configuration, the cleaning
次に、感光ドラム11と帯電ローラ12とを離間させた状態を保持する離間保持機構について説明する。なお、帯電ローラ12の両端の構成は同等であるので、本実施の形態では、一例として、片側のみを示した図を用いて説明する。
Next, a separation holding mechanism for holding the
ドラムカートリッジ101には図5及び図6に示すように流通のための輸送時に帯電ローラ12及び感光ドラム11の間、帯電ローラ12及びクリーニングローラ13の間をそれぞれ離間してクリアランスを確保するための離間保持部材200が設けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
離間保持部材200は、帯電ローラ12の回転軸12aの両端に、帯電ローラ12の回転軸12aを回動軸として回動可能にそれぞれ設けられている。つまり、離間保持部材200は、帯電ローラ12の回転軸線を中心として回動可能に帯電ローラ12に支持されている。このため、離間保持部材200は、帯電ローラ12の回転に連動して移動可能となっている。
The
離間保持部材200は、感光ドラム11及び帯電ローラ12を離間させるための離間保持部210と、帯電ローラ12及びクリーニングローラ13を離間させるための離間保持部220を備える。感光ドラム11及び帯電ローラ12、帯電ローラ12及びクリーニングローラ13をそれぞれ離間させた状態(以下、「離間状態」という。)において、離間保持部210は、帯電ローラ加圧バネ32の加圧力(付勢力)によって帯電ローラ12の回転軸12a(離間保持部材200の回動軸)とギア36の間に挟み込まれている。また、離間状態において、離間保持部220は、クリーニングローラ加圧バネ34の加圧力(付勢力)によってクリーニングローラ13に押圧されて帯電ローラ12の回転軸12aとクリーニングローラ13の回転軸13aの間に挟み込まれている。これにより、帯電ローラ12の弾性層12bが感光ドラム11と離間し、また、帯電ローラ12がクリーニングローラ13と離間して、互いのクリアランスが確保される。本実施の形態では、ドラムカートリッジ101が出荷されてから、ドラムカートリッジ101が画像形成装置1に装着されて後述する解除動作が行われるまで、上述した離間状態が保持される。
The
図7は、図3のドラムカートリッジ101の離間状態の解除動作を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of releasing the separated state of the
ユーザが画像形成装置1にドラムカートリッジ101を装着して、画像形成装置1を起動させると、画像形成装置1の初期動作によって、正回転したブラシレスDCモータ150から感光ドラム11に駆動力(回転力)が伝わり、感光ドラム11が回転し始める。例えば、図7(a)に示すドラムカートリッジ101の離間状態から、感光ドラム11が回転し始めると、感光ドラム11に従動してギア36が回転し始める。ギア36が回転すると、ギア36と係合している離間保持部材200の係合部211がギア36の回転力を受けて回動する。離間保持部材200が回動することによってクリーニングローラ13の回転軸13aが離間保持部材200の回動方向における受け面221よりも上流側の端部を乗り越える(例えば、図7(b)を参照。)。その後、ギア36の回転によって離間保持部材200が更に回動すると、図7(c)に示すように、ギア36と係合部211が噛合わない状態となる。このとき、クリーニングローラ13には、クリーニングローラ加圧バネ34によってA方向に付勢力が働いている。このA方向の力は、離間保持部材200に設けられた離間補助面222(接触部)によって、離間保持部材200がB方向へ回動する力に変換される。B方向は、離間状態が解除される際に離間保持部材200が回動する方向と同一の方向である。離間補助面222は、ギア36から駆動力を受けた時の回動方向における受け面221の上流側の端部よりも更に上流側に位置し、回動方向の下流になるに従って短くなっている。このように接触部が形成されることにより、A方向の力がB方向へ回動する力に変換される。上述した動作を言い換えると、係合部211がギア36から外れた時にクリーニングローラ13の回転軸13aが離間補助面222に接触し、離間補助面222がクリーニングローラ13の回転軸13aからクリーニングローラ加圧バネ34による付勢力を受けることによって、係合部211がギア36から離れる方向に離間保持部材200が回動する。
When the user attaches the
その後、図7(d)に示すように、離間保持部材200の係合部211がギア36から離れ、帯電ローラ12が感光ドラム11の表面と接触すると共に、クリーニングローラ13が帯電ローラ12と接触して、離間状態が解除される。このように、離間保持部材200は、ブラシレスDCモータ150が正回転した際に、離間状態を保持する位置(以下、「離間保持位置」という。)から離間状態を解除する位置(以下、「解除位置」という。)へ回動可能な構成である。離間状態が解除されると、帯電ローラ12は、感光ドラム11に当接され、上述したように感光ドラム11の表面を所定の電圧レベルに帯電させる。
After that, as shown in FIG. 7D, the engaging
また、本実施の形態では、離間保持部材200は、離間状態が解除された状態でブラシレスDCモータ150を逆回転させることで、解除位置から離間保持位置へ回動可能な構成である。
Further, in the present embodiment, the
離間状態が解除された状態で、逆回転したブラシレスDCモータ150から感光ドラム11に駆動力が伝わり、感光ドラム11が回転し始め、感光ドラム11に当接された帯電ローラ12が従動して上述した動作における回転方向と逆の回転方向に回転し始める。帯電ローラ12が或る回転角まで回転すると、離間保持部210の離間ギアがギア36と噛合いを開始する。更に回転すると、離間保持部材200は、離間保持位置まで回動する。本実施の形態では、ギア36の回転を制限するための図7(a)の突き当て機構230(移動制限手段)が設けられる。これにより、離間保持部材200が解除位置を超えて不要に回転するのを抑制することが可能となる。上述した動作に際して必要となるトルクについて図8、図9を用いて説明する。
In the state where the separated state is released, the driving force is transmitted from the
図8は、図2のブラシレスDCモータ150を正回転した際の感光ドラム11の駆動軸のトルクを示す図である。図8では、感光ドラム11がクリーニングブレード15に当接することで生じる分のトルク(図8では「A」)が示される。
FIG. 8 is a diagram showing the torque of the drive shaft of the
図9は、図2のブラシレスDCモータ150を逆回転した際の感光ドラム11の駆動軸のトルクを示す図である。図9では、感光ドラム11がクリーニングブレード15に当接することで生じる分のトルク(図9では「A’」)が示される。なお、トルクA’は、離間保持部材200が解除位置から離間保持位置へ回動する離間動作によって生じる分のトルクを含まない。また、図9では、離間動作によるトルクの変化量(図9では「Δtrq」)が示される。
FIG. 9 is a diagram showing the torque of the drive shaft of the
正回転時トルクA及び逆回転時トルクA’は、感光ドラム11がクリーニングブレード15に当接することで生じ、感光ドラム11の表面におけるトナーの付着状況等に応じて変化する。なお、これらのトルクの関係性は、正回転時トルクA>逆回転時トルクA’である。また、これらのトルクは、上述したように感光ドラム11がクリーニングブレード15に当接することで生じるので、その相対差(以下、「相対トルク差」という。)Bは、ほぼ一定量(≒正回転時トルクA−逆回転時トルクA’)となる。このため、正回転時トルクAを検出することができると、検出した正回転時トルクAと相対トルク差Bとに基づいて逆回転時トルクA’(=正回転時トルクA−相対トルク差B)を算出可能となる。また、算出した逆回転時トルクA’に上記離間動作によるトルクの変化量Δtrqを加算して、離間動作分を加味したトルクを算出することもできる。離間動作分を加味したトルクが得られると、このトルクの変化に基づいて、例えば、離間保持部210の離間ギアがギア36と噛合いを開始する図9の離間開始位置Xが検出可能となる。なお、図9から、離間保持部210が突き当て機構230に突き当たる位置(以下、「突き当り位置」とし、図9ではYで示す。)からトルクが急激に増加することが読み取れる。
The forward rotation torque A and the reverse rotation torque A'are generated when the
図10は、図1の感光ドラム11の正回転及び逆回転の各動作状態を計測した結果を示す図である。図10において、期間Rは、ブラシレスDCモータ150の正回転時のトルクに対するブラシレスDCモータ150の速度制御量となるデューティ指示量を示す。期間R’は、ブラシレスDCモータ150の逆回転時のトルクに対するブラシレスDCモータ150のデューティ指示量を示す。なお、図10において、正回転時のデューティ指示量(期間R)は、逆回転時のデューティ指示量(期間R’)と同等レベルで示される。これは、ブラシレスDCモータ150が駆動を開始してから所定の時間分の計測結果をマスクし、また、期間R’には離間動作によるトルク分が加味されているためである。上述した相対トルク差B分を差し引いたデューティ指示量を、図11の一点鎖線で示す。
FIG. 10 is a diagram showing the results of measuring the forward rotation and reverse rotation operation states of the
ここで、上述したように感光ドラム11は、コントローラ151がブラシレスDCモータ150の回転を速度制御することで駆動される。この時にブラシレスDCモータ150に印加される電圧は、コントローラ151を構成するPWM制御器153から出力されるPWM信号のデューティによって決定され、このデューティは、上記トルクの変化に応じて制御される。つまり、PWM制御器153から出力されるPWM信号のデューティから、上述したトルクの変化を検出可能となる。
Here, as described above, the
本実施の形態では、PWM制御器153から出力されるPWM信号のデューティに基づいて、離間保持部材200の停止制御に必要となる離間開始位置Xが検出される。ここで、ブラシレスDCモータ150は、ホール素子を用いて磁極位置を検出しており、電気角60度の分解能しか得ることができない。ブラシレスDCモータ150を使用した場合、離間保持部材200の停止制御に必要となる離間保持部材200の位置情報等を取得するために、エンコーダ等の回転位置検知手段を用いる必要がある。これに対し、本実施の形態では、PWM制御器153から出力されるPWM信号のデューティに基づいて、離間開始位置Xが検出される。これにより、上記回転位置検知手段を設けることなく、離間保持部材200の停止制御に必要となる情報を取得することができる。
In the present embodiment, the separation start position X required for the stop control of the
また、本実施の形態では、離間開始位置Xの検出に従って、計測が開始されたブラシレスDCモータ150の回転量に基づいて離間保持部材200の停止制御が行われる。具体的に、ブラシレスDCモータ150から出力されるFGパルス信号のカウントが開始され、FGパルス信号のカウント数に基づいて離間保持部材200の停止制御が行われる。
Further, in the present embodiment, according to the detection of the separation start position X, the stop control of the
ここで、FGパルス信号は、ロータの回転による磁束変化に基づく誘起電圧として生成されるため、FGパルス信号の出力可能速度FG_limより回転速度が遅い低回転域(図12では(a)で示す。)では利用できない。また、ブラシレスDCモータ150、ブレーキによる減速期間(図12では(b)で示す。)において、停止位置を制御することができない。
Here, since the FG pulse signal is generated as an induced voltage based on the change in magnetic flux due to the rotation of the rotor, the rotation speed is slower than the output speed FG_lim of the FG pulse signal (shown in FIG. 12A). ) Cannot be used. Further, the stop position cannot be controlled during the deceleration period (indicated by (b) in FIG. 12) by the
これに対し、本実施の形態では、図12の期間(a)や期間(b)を除く期間において離間開始位置Xが検出され、離間開始位置Xの検出に従ってFGパルス信号のカウントが開始される。FGパルス信号のカウント数が図12のカウント閾値Sに到達した際に離間保持部材200の停止制御が行われる。これにより、上述した制約を持つモータ制御系において、離間保持部材200の停止制御を高精度に行うことができる。上述した制御を行うことにより、停止制御の精度は、下記のように決定される。
On the other hand, in the present embodiment, the separation start position X is detected in the period excluding the period (a) and the period (b) of FIG. 12, and the counting of the FG pulse signal is started according to the detection of the separation start position X. .. When the count number of the FG pulse signal reaches the count threshold value S in FIG. 12, the stop control of the
モータ停止時の運動方程式として、減速直前のモータ速度をωmとして、停止(ωm→0)までの時間をt_stopとすると、トルクと加速度の関係式から下記式(1)が得られる。 As the equation of motion when the motor is stopped, if the motor speed immediately before deceleration is ωm and the time until the stop (ωm → 0) is t_stop, the following equation (1) can be obtained from the relational expression between torque and acceleration.
Trq_stop=J×dω/dt=J×(ωm−0)/t_stop …(1)
式(1)において、ブレーキを用いたとすると、期間(b)の停止時間t_brkは、下記式(2)にて算出される。
Trq_stop = J × dω / dt = J × (ωm-0) / t_stop… (1)
Assuming that the brake is used in the formula (1), the stop time t_brk in the period (b) is calculated by the following formula (2).
t_brk=J×ωm/Trq_stop …(2)
ここで、
J[kg・m2]=Jm+Jl(Jm:ロータ慣性モーメント、Jl:負荷慣性モーメント)
ωm[rad/s]:モータ角速度
Trq_stop=Tbrk+Tl[N・m](Tbrk:ブレーキによる制動トルク、Tl:負荷トルク)である。
t_brk = J × ωm / Trq_stop… (2)
here,
J [kg ・ m 2 ] = Jm + Jl (Jm: rotor moment of inertia, Jl: load moment of inertia)
ωm [rad / s]: Motor angular velocity Trq_stop = Tbrk + Tl [Nm] (Tbrk: braking torque by brake, Tl: load torque).
なお、このブレーキによる停止時の回転角θstopは下記式(3)となる。 The rotation angle θstop when stopped by this brake is given by the following equation (3).
θstop[rad]=1/2×ωm×t_brk …(3)
このようなブレーキによる停止において、トルクが(0〜100mNm)のように変化しても、制動トルク(500rpm時において40mNm程度)がある。このため、停止までの回転距離の変動幅は、約1/9程度まで抑制でき、約5deg以下の精度で停止制御可能となる。これは、メカ的な停止位置範囲約40degに対し、8倍程度のマージンをもって停止できることになり、十分な停止制御精度となる。
θstop [rad] = 1/2 x ωm x t_brk ... (3)
In such a stop by the brake, even if the torque changes like (0 to 100 mNm), there is a braking torque (about 40 mNm at 500 rpm). Therefore, the fluctuation range of the rotation distance until the stop can be suppressed to about 1/9, and the stop control can be performed with an accuracy of about 5 deg or less. This means that the vehicle can be stopped with a margin of about 8 times the mechanical stop position range of about 40 deg, and the stop control accuracy is sufficient.
次に、離間開始位置Xの検出と、FGパルス信号による停止制御の詳細について説明する。 Next, the details of the detection of the separation start position X and the stop control by the FG pulse signal will be described.
本実施の形態では、モータ駆動装置160の図13(a)のパルス幅カウント部155が、PWM制御器153から出力されるPWM信号のデューティ(以下、「PWMデューティ」という。)を計測し、計測した結果に基づいて離間開始位置Xを検出する。パルス幅カウント部155は、図13(b)に示すように、PWM信号の立上りエッジからPWM信号の立下りエッジまで、基準クロックをカウントして、PWMデューティ、つまり、PWM信号のONパルスの幅を測定する。基準クロックのカウント数が所定数(PWM信号のONパルスの幅が所定の幅)となると、パルス幅カウント部155は、コントローラ151へその旨を示す通知を行う。この通知を受けたコントローラ151は、モータ駆動装置160の図13(a)のFGカウント部156に対し、FGパルス信号のカウントの開始を指示する。
In the present embodiment, the pulse
指示を受けたFGカウント部156は、ブラシレスDCモータ150が出力するFGパルス信号の立下りエッジ(又は立上りエッジ)をカウントする。カウント数が図12のカウント閾値Sに到達すると、FGカウント部156は、コントローラ151へその旨を示す通知を行う。この通知を受けたコントローラ151は、ブラシレスDCモータ150を停止させるように制御する。
Upon receiving the instruction, the
図14は、図2のモータ駆動装置160によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。図14の処理は、例えば、画像形成装置1が起動した際に実行される。図14の処理では、画像形成装置1において作像モード及び離間モードの何れかが予め設定されていることとする。作像モードが設定された場合、モータ駆動装置160は、ブラシレスDCモータ150を正回転させて感光ドラム11を作像駆動させる。離間モードが設定された場合、モータ駆動装置160は、ブラシレスDCモータ150を逆回転させて離間保持部材200を解除位置から離間保持位置へ回動させる。
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of control processing executed by the
図14において、モータ駆動装置160は、作像モード及び離間モードの何れが設定されているかを判別する(ステップS101)。
In FIG. 14, the
ステップS101の判別の結果、作像モードが設定されている場合、モータ駆動装置160は、初期設定を行う(ステップS102)。例えば、ステップS102では、ブラシレスDCモータ150の回転方向が正回転に設定される。また、ステップS102では、ブラシレスDCモータ150の回転速度や、作像駆動に必要となる各種制御パラメータ等が設定される。次いで、モータ駆動装置160は、潜像形成シーケンスに応じてブラシレスDCモータ150の駆動を開始させ(ステップS103)、本処理を終了する。
As a result of the determination in step S101, when the image drawing mode is set, the
ステップS101の判別の結果、離間モードが設定されている場合、モータ駆動装置160は、初期設定を行う(ステップS104)。ステップS104では、後述するステップS105,S107の処理にて使用される各種設定、例えば、上記相対トルク差B、上記トルク変化量ΔTrq、上記カウント閾値Sが設定される。
As a result of the determination in step S101, when the separation mode is set, the
次いで、モータ駆動装置160は、後述する図15(a)のPWMデューティ算出処理を実行し(ステップS105)、逆回転時のトルクA’に対応するPWM信号のデューティ(以下、「PWMデューティA’」とする。)を算出する。次いで、モータ駆動装置160は、ステップS105にて回転を停止したブラシレスDCモータ150の振動が収まるまで待機する。具体的に、モータ駆動装置160は、予め設定された所定の時間、例えば、100msが経過するまで待機する(ステップS106)。次いで、モータ駆動装置160は、後述する図15(b)の離間制御処理を実行し(ステップS107)、ブラシレスDCモータ150を逆回転させて、離間保持部材200を離間保持位置に停止させる。次いで、モータ駆動装置160は、ステップS107にて行われていたパルス幅カウント部155及びFGカウント部156によるカウント動作を停止させ(ステップS108)、作像モードへ移行する準備を行い、本処理を終了する。
Next, the
図15(a)は、図14のステップS105のPWMデューティ算出処理の手順を示すフローチャートである。PWMデューティ算出処理では、正回転時のトルクAに対応するPWMデューティAが測定され、当該PWMデューティAとステップS104にて設定された相対トルク差Bとに基づいて、逆回転時のトルクA’に対応するPWMデューティA’が算出される。 FIG. 15A is a flowchart showing the procedure of the PWM duty calculation process in step S105 of FIG. In the PWM duty calculation process, the PWM duty A corresponding to the torque A at the time of forward rotation is measured, and the torque A'at the time of reverse rotation is based on the PWM duty A and the relative torque difference B set in step S104. The PWM duty A'corresponding to is calculated.
図15(a)において、モータ駆動装置160は、ブラシレスDCモータ150の回転方向を正回転に設定し(ステップS201)、ブラシレスDCモータ150を正回転させる(ステップS202)。次いで、モータ駆動装置160は、起動期間をマスクする。ブラシレスDCモータ150の回転速度が所定の速度に安定すると、モータ駆動装置160は、正回転時のPWMデューティの計測を開始する(ステップS203)。具体的に、モータ駆動装置160のパルス幅カウント部155が、PWM信号の立上りエッジからPWM信号の立下りエッジまで、基準クロックをカウントして、各PWM信号のONパルスの幅(PWMデューティ)を計測する。パルス幅カウント部155は、FGカウント部156によるFGパルス信号のカウント数が所定数に到達するまで、PWM信号のONパルスの幅の計測を継続する。FGパルス信号のカウント数が所定数に到達すると(ステップS204でYES)、モータ駆動装置160は、計測した結果を平均してPWMデューティAを算出する。次いで、モータ駆動装置160は、算出したPWMデューティAと、ステップS104にて設定された相対トルク差Bとに基づいて、逆回転時のトルクに対応するPWMデューティA’を算出する(ステップS205)。なお、PWMデューティA’には、上述したように、離間動作によって生じるトルク分が加味されていない。次いで、モータ駆動装置160は、PWMデューティA’に、ステップS104にて設定された上記トルク変化量ΔTrqに対応する値を加算して、離間開始位置Xを検出するための離間動作開始デューティ閾値A”を決定する。モータ駆動装置160は、画像形成装置1のストレージ(不図示)に、決定した離間動作開始デューティ閾値A”を格納し、ブラシレスDCモータ150の回転を停止させ(ステップS206)、本処理を終了する。
In FIG. 15A, the
図15(b)は、図14のステップS107の離間制御処理の手順を示すフローチャートである。離間制御処理では、計測した逆回転時のPWMデューティが離間動作開始デューティ閾値A”を超えたことに従ってFGパルス信号のカウントが開始され、FGパルス信号のカウント数がカウント閾値Sに到達したことに従って、離間保持部材200を停止させる。
FIG. 15B is a flowchart showing the procedure of the separation control process in step S107 of FIG. In the separation control process, counting of the FG pulse signal is started when the measured PWM duty at the time of reverse rotation exceeds the separation operation start duty threshold value A ”, and the count number of the FG pulse signal reaches the count threshold value S. , The
図15(b)において、モータ駆動装置160は、ブラシレスDCモータ150の回転方向を逆回転に設定し(ステップS207)、ブラシレスDCモータ150を逆回転させる(ステップS208)。次いで、モータ駆動装置160は、起動期間をマスクする。ブラシレスDCモータ150の回転速度が所定の速度に安定すると、モータ駆動装置160は、逆回転時のPWMデューティの計測を開始する(ステップS209)。具体的に、パルス幅カウント部155は、PWM信号の立上りエッジからPWM信号の立下りエッジまで、基準クロックをカウントして、各PWM信号のONパルスの幅(PWMデューティ)を計測する。パルス幅カウント部155は、PWMデューティがステップS104にて設定された離間動作開始デューティ閾値A”を超えるまで、逆回転時のPWMデューティの計測を継続する。計測した逆回転時のPWMデューティが離間動作開始デューティ閾値A”を超えると(ステップS210でYES)、モータ駆動装置160は、FGカウント部156にFGパルス信号のカウントを開始させる。FGパルス信号のカウント数がステップS104にて設定されたカウント閾値Sに到達すると(ステップS211でYES)、ブラシレスDCモータ150の回転を停止させる(ステップS212)。これにより、ドラムカートリッジ101が離間状態となる。その後、モータ駆動装置160は、本処理を終了する。
In FIG. 15B, the
上述した実施の形態によれば、感光ドラム11を作像駆動させる回転方向と逆方向にブラシレスDCモータ150を回転させて感光ドラム11を帯電ローラ12から離間させる離間制御において、モータ駆動装置160は、パルス幅カウント部155によって逆回転時のPWMデューティを計測する。計測した逆回転時のPWMデューティが予め決定した離間動作開始デューティ閾値A”を超えたことに従って、モータ駆動装置160のFGカウント部156がFGパルス信号のカウントを開始する。モータ駆動装置160は、FGパルス信号のカウント数が予め設定されたカウント閾値Sに到達したことに従って、ブラシレスDCモータ150を停止させる。すなわち、離間制御に必要な情報が、離間保持部材200の位置を検知するセンサ等を用いることなく、モータ駆動装置160のパルス幅カウント部155及びFGカウント部156によって取得される。これにより、部品点数を増やすことなく、離間保持部材200の停止制御を行うことができる。
According to the above-described embodiment, in the separation control in which the
また、上述した実施の形態では、離間動作開始デューティ閾値A”は、正回転時のPWMデューティA、予め設定された相対トルク差B及び離間動作によるトルク変化量ΔTrq/2(設定値)に基づいて決定される。これにより、離間保持部材200の停止制御に必要となる離間開始位置Xを検出するための離間動作開始デューティ閾値A”を、部品点数を増やすことなく、決定することができる。
Further, in the above-described embodiment, the separation operation start duty threshold value A ”is based on the PWM duty A during normal rotation, the preset relative torque difference B, and the torque change amount ΔTrq / 2 (set value) due to the separation operation. As a result, the separation operation start duty threshold value A "for detecting the separation start position X required for the stop control of the
上述した実施の形態では、ブラシレスDCモータ150の回転数に応じて周波数が変化するFGパルス信号のカウント数に基づいてブラシレスDCモータ150の回転量が計測される。これにより、部品点数を増やすことなく、離間保持部材200を離間保持位置に停止させることができる。
In the above-described embodiment, the rotation speed of the
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、作像駆動時にPWMデューティAを計測し、計測したPWMデューティAに基づいてPWMデューティA’を算出しても良い。これにより、離間モードにおいて、ステップS105,S106の処理を省略することができ、もって、離間動作に必要となる時間を短縮することができる。 Although the present invention has been described above with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the PWM duty A may be measured during the image drawing drive, and the PWM duty A'may be calculated based on the measured PWM duty A. As a result, in the separation mode, the processing of steps S105 and S106 can be omitted, and thus the time required for the separation operation can be shortened.
次に、本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。本実施の形態は、その構成や作用が上述した第1の実施の形態と基本的に同じであり、突き当り位置を検出してからFGパルス信号のカウントを開始する点で上述した第1の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。 Next, the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation of the present embodiment are basically the same as those of the first embodiment described above, and the first embodiment described above is started in that the count of the FG pulse signal is started after the abutting position is detected. It is different from the form of. Therefore, the description of the duplicated configuration and action will be omitted, and the different configurations and actions will be described below.
ギア36や離間保持部材200の係合部211は、通常動作のトルクの数倍以上のトルクに耐久可能な耐久性能を持って設計されている。このため、離間保持部材200が突き当て機構230に突き当る程度でギア36や離間保持部材200の係合部211が歯飛びや故障に至ることは無い。これらの耐久性能を考慮して、本実施の形態では、離間保持部材200が突き当て機構230に突き当る突き当り位置を検出して、当該突き当り位置を検出してからカウントを開始したFGパルス信号のカウント数が所定数に到達した際に、離間保持部材200を停止させる。
The engaging
図16は、第2の実施の形態における画像形成装置1’が備えるモータ駆動装置160’の構成を概略的に示す構成図である。図16において、モータ駆動装置160’は、コントローラ151、FGカウント部157、及びパルス幅カウント部158を備える。FGカウント部157は、ブラシレスDCモータ150の駆動の開始と共にFGパルス信号のカウントを開始する。パルス幅カウント部158は、PWMデューティを計測する。パルス幅カウント部158によるPWMデューティの計測処理は、FGカウント部157によるFGパルス信号のカウント処理と並列で実行される。
FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the motor drive device 160'provided by the image forming apparatus 1'in the second embodiment. In FIG. 16, the motor drive device 160'includes a
図17は、第2の実施の形態におけるモータ駆動装置160’によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。図17の処理は、例えば、画像形成装置1’が起動した際に実行される。図17の処理では、画像形成装置1’において作像モード及び離間モードの何れかが予め設定されていることとする。 FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of control processing executed by the motor driving device 160'in the second embodiment. The process of FIG. 17 is executed, for example, when the image forming apparatus 1'is activated. In the process of FIG. 17, it is assumed that either the image forming mode or the separation mode is preset in the image forming apparatus 1'.
図17において、モータ駆動装置160’は、ステップS101の処理を行う。ステップS101の判別の結果、作像モードが設定されている場合、モータ駆動装置160’は、ステップS102以降の処理を行う。 In FIG. 17, the motor drive device 160'performs the process of step S101. As a result of the determination in step S101, when the image drawing mode is set, the motor drive device 160'performs the processes after step S102.
ステップS101の判別の結果、離間モードが設定されている場合、モータ駆動装置160’は、初期設定を行う(ステップS301)。ステップS301では、後述するステップS302の処理にて使用される各種設定、例えば、突き当てデューティ閾値Cやカウント閾値R’が設定される。突き当てデューティ閾値Cは、離間保持部材200が突き当て機構230に突き当たる場合にギア36や離間保持部材200のギアが故障に至らない値である。カウント閾値R’は、離間状態が解除された状態で、ブラシレスDCモータ150を逆回転し始めてから、離間保持部材200が突き当て機構230に突き当たるまでにカウントされるFGパルス信号の予測カウント数である。
As a result of the determination in step S101, when the separation mode is set, the motor drive device 160'makes an initial setting (step S301). In step S301, various settings used in the process of step S302 described later, for example, the abutting duty threshold C and the count threshold R'are set. The abutting duty threshold value C is a value at which the
次いで、モータ駆動装置160’は、後述する図18の離間制御処理を実行し(ステップS302)、ブラシレスDCモータ150を逆回転させて、離間保持部材200を離間保持位置に停止させる。次いで、モータ駆動装置160’は、ステップS302にて行われたパルス幅カウント部158及びFGカウント部157によるカウント動作を停止させ(ステップS303)、作像モードへ移行する準備を行い、本処理を終了する。
Next, the motor drive device 160'executes the separation control process of FIG. 18 described later (step S302), rotates the
図18は、図17のステップS302の離間制御処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 18 is a flowchart showing the procedure of the separation control process in step S302 of FIG.
図18において、モータ駆動装置160’は、ブラシレスDCモータ150の回転方向を逆回転に設定し(ステップS401)、ブラシレスDCモータ150を逆回転させる(ステップS402)。ブラシレスDCモータ150が逆回転し始めると、モータ駆動装置160’は、逆回転時のPWMデューティの計測及びFGパルス信号のカウントを並列で実行する(ステップS403)。ステップS403では、パルス幅カウント部158は、PWM信号の立上りエッジからPWM信号の立下りエッジまで、基準クロックをカウントして、各PWM信号のONパルスの幅(PWMデューティ)を計測する。また、ステップS403では、FGカウント部157が、FGパルス信号の立ち上りエッジ(又は立ち下りエッジ)をカウントする。
In FIG. 18, the motor drive device 160'sets the rotation direction of the
計測した逆転時のPWMデューティが突き当てデューティ閾値Cを超える、又はFGパルス信号のカウント数がカウント閾値R’に到達すると(ステップS404でYES)、モータ駆動装置160’は、ブラシレスDCモータ150の回転を停止させる(ステップS405)。これにより、ドラムカートリッジ101が離間状態となる。その後、モータ駆動装置160’は、本処理を終了する。
When the measured PWM duty at the time of reversal exceeds the abutting duty threshold C or the count number of the FG pulse signal reaches the count threshold R'(YES in step S404), the motor drive device 160'is the
上述した実施の形態では、離間制御において、ブラシレスDCモータ150の回転の開始に基づいて、FGカウント部157がFGパルス信号のカウントを開始すると共に、パルス幅カウント部158が逆回転時のPWMデューティを計測する。FGパルス信号のカウント数が予め設定されたカウント閾値R’に到達した場合、又は計測した逆回転時のPWMデューティが突き当てデューティ閾値Cを超えた場合、モータ駆動装置160’は、ブラシレスDCモータ150を停止させる。これにより、部品点数を増やすことなく、離間部材の停止制御を行うことができる。
In the above-described embodiment, in the separation control, the
また、上述した実施の形態では、突き当てデューティ閾値Cは、離間保持部材200が突き当て機構230に突き当たる場合にギア36や離間保持部材200のギアが故障に至らない値である。これにより、ギア36や離間保持部材200のギアが故障することなく、離間保持部材200を停止させることできる。
Further, in the above-described embodiment, the abutting duty threshold value C is a value at which the
次に、本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。本実施の形態は、その構成や作用が上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態と基本的に同じであり、PWMデューティを計測せずに、離間制御を行う点で上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。 Next, the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation of the present embodiment are basically the same as those of the first embodiment and the second embodiment described above, and the separation control is performed without measuring the PWM duty. It is different from the first embodiment and the second embodiment. Therefore, the description of the duplicated configuration and action will be omitted, and the different configurations and actions will be described below.
図19は、第3の実施の形態における画像形成装置1”が備えるモータ駆動装置160”の構成を概略的に示す構成図である。図19において、モータ駆動装置160”は、コントローラ151及びFGカウント部157を備える。
FIG. 19 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the
モータ駆動装置160”は、例えば、画像形成装置1”が起動した際に図14の制御処理を実行する。モータ駆動装置160”が実行する制御処理では、ステップS107において、図20の離間制御処理が行われる。
The
図20は、第3の実施の形態におけるモータ駆動装置160”によって実行される離間制御処理の手順を示すフローチャートである。図20では、ステップS104にて突き当て予測時間が設定されていることとする。突き当て予測時間は、ブラシレスDCモータ150が逆回転し始めてから、離間保持部材200が突き当り位置に回動するまでに要する予測時間である。
FIG. 20 is a flowchart showing a procedure of the separation control process executed by the
図20において、モータ駆動装置160”は、ブラシレスDCモータ150の回転方向を逆回転に設定し(ステップS501)、ブラシレスDCモータ150を逆回転させる(ステップS502)。ブラシレスDCモータ150が逆回転し始めると、モータ駆動装置160”は、FGカウント部157によるFGパルス信号のカウント及びタイマー(不図示)による経過時間の計測を開始する(ステップS503)。
In FIG. 20, the
FGパルス信号のカウント数がカウント閾値Sに到達する、又は計測された経過時間が突き当て予測時間に到達すると(ステップS504でYES)、モータ駆動装置160”は、ブラシレスDCモータ150の回転を停止させる(ステップS505)。これにより、ドラムカートリッジ101が離間状態となる。その後、モータ駆動装置160”は、本処理を終了する。
When the count number of the FG pulse signal reaches the count threshold value S or the measured elapsed time reaches the estimated time (YES in step S504), the
上述した実施の形態では、離間制御において、ブラシレスDCモータ150の回転の開始に基づいて、モータ駆動装置160”は、FGカウント部157によってFGパルス信号のカウントを開始すると共に、ブラシレスDCモータ150の回転を開始してからの経過時間の計測を開始する。FGパルス信号のカウント数が予め設定されたカウント閾値Sに到達した場合、又は経過時間が突き当て予測時間に到達した場合、モータ駆動装置160”は、ブラシレスDCモータ150を停止させる。これにより、部品点数を増やすことなく、離間部材の停止制御を行うことができる。
In the above-described embodiment, in the separation control, the
また、上述した実施の形態では、ステップS107の処理を実行する前、つまり、離間制御を行う直前に、ステップS104の処理を実行して、感光ドラム11を作像駆動させる回転方向にブラシレスDCモータ150を回転させる。これにより、離間状態であるにも関わらず、ブラシレスDCモータ150を逆回転させて離間保持部材200を突き当て機構230に押し付けてギア36や離間保持部材200の係合部211を破損させるのを防止することができる。
Further, in the above-described embodiment, the brushless DC motor is executed in the process of step S104 before the process of step S107 is executed, that is, immediately before the separation control is performed, to drive the
1 画像形成装置
11 感光ドラム
155,158 パルス幅カウント部
156,157 FGカウント部
160 モータ駆動装置
200 離間保持部材
230 突き当て機構
A” 離間動作開始デューティ閾値
C 突き当てデューティ閾値
S,R カウント閾値
1 Image forming
Claims (11)
前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記離間制御において、
前記モータに印加する電圧を決定するPWM信号のデューティを計測し、
前記計測したPWM信号のデューティが予め決定したデューティ閾値を超えたことに従って、前記モータの回転量の計測を開始し、
前記モータの回転量が予め設定された所定の量に到達したことに従って、前記モータを停止させることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor.
A motor control means for controlling the distance of the photoconductor by rotating the motor in the direction opposite to the rotation direction for driving the image of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means is provided.
In the separation control, the motor control means
The duty of the PWM signal that determines the voltage applied to the motor is measured and
When the duty of the measured PWM signal exceeds the predetermined duty threshold value, the measurement of the rotation amount of the motor is started.
An image forming apparatus, characterized in that the motor is stopped when the amount of rotation of the motor reaches a preset predetermined amount.
前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記離間制御において、
前記モータの回転の開始に基づいて、前記モータの回転量の計測を開始すると共に、前記モータに印加する電圧を決定するPWM信号のデューティを計測し、
前記モータの回転量が予め設定された所定の量に到達した場合、又は前記計測したPWM信号のデューティが予め設定されたデューティ閾値を超えた場合、前記モータを停止させることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor.
A motor control means for controlling the distance of the photoconductor by rotating the motor in the direction opposite to the rotation direction for driving the image of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means is provided.
In the separation control, the motor control means
Based on the start of rotation of the motor, the measurement of the amount of rotation of the motor is started, and the duty of the PWM signal that determines the voltage applied to the motor is measured.
Image formation characterized in that the motor is stopped when the rotation amount of the motor reaches a predetermined predetermined amount or when the duty of the measured PWM signal exceeds the preset duty threshold value. Device.
前記離間制御において前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間保持部材の移動方向への前記離間保持部材の移動を制限する移動制限手段とを更に備え、
前記デューティ閾値は、前記離間保持部材が前記移動制限手段に突き当たる場合に前記離間保持部材が故障に至らない値であることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 A separation holding member that separates the photoconductor from the charging means based on the drive of the photoconductor in the separation control.
Further provided with a movement limiting means for restricting the movement of the separation holding member in the moving direction of the separation holding member for separating the photoconductor from the charging means in the separation control.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the duty threshold value is a value at which the separation holding member does not cause a failure when the separation holding member hits the movement limiting means.
前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記離間制御において、
前記モータの回転の開始に基づいて、前記モータの回転量の計測を開始すると共に、前記モータの回転を開始してからの経過時間の計測を開始し、
前記モータの回転量が予め設定した所定の量に到達した場合、又は前記経過時間が予め設定した所定の時間に到達した場合、前記モータを停止させることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor.
A motor control means for controlling the distance of the photoconductor by rotating the motor in the direction opposite to the rotation direction for driving the image of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means is provided.
In the separation control, the motor control means
Based on the start of rotation of the motor, the measurement of the amount of rotation of the motor is started, and the measurement of the elapsed time from the start of rotation of the motor is started.
An image forming apparatus characterized in that the motor is stopped when the rotation amount of the motor reaches a predetermined amount set in advance, or when the elapsed time reaches a predetermined time set in advance.
前記離間制御において前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間保持部材の移動方向への前記離間保持部材の移動を制限する移動制限手段とを更に備え、
前記所定の時間は、前記モータの回転が開始してから前記離間保持部材が前記移動制限手段に突き当たるまでの予測時間であることを特徴とする請求項5又は6記載の画像形成装置。 A separation holding member that separates the photoconductor from the charging means based on the drive of the photoconductor in the separation control.
Further provided with a movement limiting means for restricting the movement of the separation holding member in the moving direction of the separation holding member for separating the photoconductor from the charging means in the separation control.
The image forming apparatus according to claim 5 or 6, wherein the predetermined time is a predicted time from the start of rotation of the motor to the time when the separation holding member abuts on the movement limiting means.
前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御ステップを有し、
前記モータ制御ステップは、前記離間制御において、
前記モータに印加する電圧を決定するPWM信号のデューティを計測し、
前記計測したPWM信号のデューティが予め決定したデューティ閾値を超えたことに従って、前記モータの回転量の計測を開始し、
前記モータの回転量が予め設定された所定の量に到達したことに従って、前記モータを停止させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A control method for an image forming apparatus including a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor.
It has a motor control step of rotating the motor in a direction opposite to the rotation direction for driving the image-forming of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means.
The motor control step is the separation control.
The duty of the PWM signal that determines the voltage applied to the motor is measured and
When the duty of the measured PWM signal exceeds the predetermined duty threshold value, the measurement of the rotation amount of the motor is started.
A control method for an image forming apparatus, which comprises stopping the motor when the amount of rotation of the motor reaches a preset predetermined amount.
前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御ステップを有し、
前記モータ制御ステップは、前記離間制御において、
前記モータの回転の開始に基づいて、前記モータの回転量の計測を開始すると共に、前記モータに印加する電圧を決定するPWM信号のデューティを計測し、
前記モータの回転量が予め設定された所定の量に到達した場合、又は前記計測したPWM信号のデューティが予め設定されたデューティ閾値を超えた場合、前記モータを停止させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A control method for an image forming apparatus including a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor.
It has a motor control step of rotating the motor in a direction opposite to the rotation direction for driving the image-forming of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means.
The motor control step is the separation control.
Based on the start of rotation of the motor, the measurement of the amount of rotation of the motor is started, and the duty of the PWM signal that determines the voltage applied to the motor is measured.
Image formation characterized in that the motor is stopped when the rotation amount of the motor reaches a predetermined predetermined amount or when the duty of the measured PWM signal exceeds the preset duty threshold value. How to control the device.
前記感光体を作像駆動させる回転方向と逆方向に前記モータを回転させて前記感光体を前記帯電手段から離間させる離間制御を行うモータ制御ステップを有し、
前記モータ制御ステップは、前記離間制御において、
前記モータの回転の開始に基づいて、前記モータの回転量の計測を開始すると共に、前記モータの回転を開始してからの経過時間の計測を開始し、
前記モータの回転量が予め設定した所定の量に到達した場合、又は前記経過時間が予め設定した所定の時間に到達した場合、前記モータを停止させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A control method for an image forming apparatus including a photoconductor, a charging means for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, and a motor for driving the photoconductor.
It has a motor control step of rotating the motor in a direction opposite to the rotation direction for driving the image-forming of the photoconductor to separate the photoconductor from the charging means.
The motor control step is the separation control.
Based on the start of rotation of the motor, the measurement of the amount of rotation of the motor is started, and the measurement of the elapsed time from the start of rotation of the motor is started.
A control method for an image forming apparatus, which comprises stopping the motor when the rotation amount of the motor reaches a predetermined amount set in advance, or when the elapsed time reaches a predetermined time set in advance.
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