JP2022184572A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置におけるモータの制御技術に関する。 The present invention relates to motor control technology in an image forming apparatus.
画像形成装置の回転部材の駆動源としてブラシレスモータが使用されている。特許文献1は、モータを回転させるためにモータのコイルに供給するコイル電流を制限する構成を開示している。コイル電流を制限することでモータの昇温を抑制することが可能になる。 A brushless motor is used as a drive source for a rotating member of an image forming apparatus. Patent Document 1 discloses a configuration for limiting a coil current supplied to a coil of a motor in order to rotate the motor. By limiting the coil current, it is possible to suppress the temperature rise of the motor.
中間転写体を使用する電子写真方式の画像形成装置は、感光体に形成したトナー像を中間転写体に転写し、中間転写体のトナー像をシートに転写することでシートに画像を形成する。この様な画像形成装置において、シートに転写されず、中間転写体に残留したトナーは、中間転写体の残留トナーを除去・回収するクリーニング部材(以下、ベルトクリーナ)によって回収容器に回収される。また、中間転写体に転写されず、感光体に残留したトナーは、感光体の残留トナーを除去・回収するクリーニング部材(以下、感光体クリーナ)によって回収容器に回収される。ここで、一般的に、ベルトクリーナの回収容器の容量は、感光体クリーナの回収容器の容量より大きい。感光体クリーナの回収容器が早期に満杯になることを防ぐため、画像形成装置には、ジャム等により画像形成動作を中断する場合、当該画像形成において感光体に付着させたトナーを中間転写体に転写してベルトクリーナにより回収させるものがある。 An electrophotographic image forming apparatus using an intermediate transfer member transfers a toner image formed on a photoreceptor to the intermediate transfer member, and transfers the toner image from the intermediate transfer member onto a sheet to form an image on the sheet. In such an image forming apparatus, the toner remaining on the intermediate transfer member without being transferred onto the sheet is recovered in a recovery container by a cleaning member (hereinafter referred to as a belt cleaner) that removes and recovers the residual toner on the intermediate transfer member. Toner remaining on the photoreceptor without being transferred to the intermediate transfer member is collected in a collection container by a cleaning member (hereinafter referred to as a photoreceptor cleaner) that removes and collects residual toner on the photoreceptor. Here, generally, the capacity of the collection container of the belt cleaner is larger than the capacity of the collection container of the photoreceptor cleaner. In order to prevent the collection container of the photoreceptor cleaner from becoming full early, the image forming apparatus is equipped with an intermediate transfer member that removes the toner adhered to the photoreceptor during image formation when the image forming operation is interrupted due to a jam or the like. Some are transferred and collected by a belt cleaner.
しかしながら、感光体に付着させたトナーをベルトクリーナで回収するには、感光体のトナーを中間転写体に転写してベルトクリーナが回収するまで、これらの部材を回転させなければならない。たとえば、これらの部材を回転させるモータに想定外の過負荷が発生したことにより画像形成を中断する場合において、感光体のトナーをベルトクリーナにより回収するまでモータを回転させると、モータが昇温してその定格温度を超えることが生じ得る。一方、感光体に付着させたトナーを感光体クリーナで回収すると、感光体クリーナの回収容器が早期に満杯になってしまう。 However, in order to collect the toner adhering to the photoreceptor with the belt cleaner, these members must be rotated until the toner on the photoreceptor is transferred to the intermediate transfer member and collected by the belt cleaner. For example, when image formation is interrupted due to an unexpected overload occurring in the motor that rotates these members, if the motor is rotated until the toner on the photoreceptor is collected by the belt cleaner, the temperature of the motor rises. may exceed its rated temperature. On the other hand, if the toner adhering to the photoreceptor is collected by the photoreceptor cleaner, the collection container of the photoreceptor cleaner becomes full early.
本発明は、感光体にトナーが付着しているときに画像形成を中断する場合に、モータの定格温度を超えない様にしつつ、かつ、感光体のトナーをベルトクリーナが回収する頻度を高くする技術を提供するものである。 The present invention increases the frequency with which a belt cleaner collects the toner on the photoreceptor while preventing the rated temperature of the motor from exceeding when image formation is interrupted when toner adheres to the photoreceptor. It provides technology.
本発明の一態様によると、画像形成装置は、感光体と、前記感光体に形成された静電潜像にトナーに付着させることで前記感光体にトナー像を形成する現像ローラと、前記感光体のトナー像が転写される中間転写体と、を有し、前記中間転写体に転写された前記トナー像をシートに転写することで画像形成を行う画像形成手段と、前記現像ローラ、前記感光体及び前記中間転写体を回転駆動するための1つ以上のモータと、前記1つ以上のモータにコイル電流を供給して前記1つ以上のモータの回転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像形成において前記感光体に前記トナーが付着しているときに前記画像形成を中断する場合、前記感光体に付着しているトナーを前記中間転写体に転写した後に前記1つ以上のモータを停止するか、前記感光体に付着している前記トナーを前記中間転写体に転写することなく前記1つ以上のモータを停止するかを、前記1つ以上のモータそれぞれの温度を評価する評価値に基づき判定することを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, an image forming apparatus includes a photoreceptor, a developing roller that forms a toner image on the photoreceptor by causing toner to adhere to an electrostatic latent image formed on the photoreceptor, and the photoreceptor. an intermediate transfer member to which the toner image on the intermediate transfer member is transferred; image forming means for forming an image by transferring the toner image transferred on the intermediate transfer member to a sheet; the developing roller; one or more motors for rotationally driving the body and the intermediate transfer body; and control means for supplying a coil current to the one or more motors to control rotation of the one or more motors; When the image formation is interrupted while the toner is adhering to the photoreceptor in the image formation, the control means is configured to transfer the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body and then transfer the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body. The temperature of each of the one or more motors determines whether to stop the one or more motors or to stop the one or more motors without transferring the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer member. is determined based on an evaluation value for evaluating the
本発明によると、感光体にトナーが付着しているときに画像形成を中断する場合に、モータの定格温度を超えない様にしつつ、かつ、感光体のトナーをベルトクリーナが回収する頻度を高くすることができる。 According to the present invention, when image formation is interrupted while toner is adhering to the photoreceptor, the frequency with which the toner on the photoreceptor is collected by the belt cleaner is increased while the rated temperature of the motor is not exceeded. can do.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims. Although multiple features are described in the embodiments, not all of these multiple features are essential to the invention, and multiple features may be combined arbitrarily. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<第一実施形態>
図1は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー像を重ね合わせてフルカラーの画像を形成する。図1において、参照符号の末尾のY、M、C及びKは、参照符号により示される部材が形成に関わるトナー像の色が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。なお、以下の説明において、色を区別する必要がない場合には、末尾のY、M、C及びKを除いた参照符号を使用する。感光体13は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電ローラ15は、対応する感光体13の表面を一様な電位に帯電させる。露光部11は、対応する感光体13の表面を光で露光して感光体13に静電潜像を形成する。現像部12の現像ローラ16は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動され、現像電圧を出力することにより、対応する感光体13の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。一次転写ローラ18は、一次転写電圧により、対応する感光体13に形成されたトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト19に転写する。感光体クリーナ14(第1クリーニング部材)は、中間転写ベルト19に転写されず、対応する感光体13に残留したトナーを除去して、第1トナー回収容器17に回収する。なお、各感光体13に形成されたトナー像を中間転写ベルト19に重ねて転写することでフルカラーの画像が中間転写ベルト19に形成される。
<First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to this embodiment. The image forming apparatus superimposes toner images of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) to form a full-color image. In FIG. 1, Y, M, C and K at the end of the reference numerals indicate that the colors of the toner images involved in the formation of the members indicated by the reference numerals are yellow, magenta, cyan and black, respectively. . In the following description, reference numerals without Y, M, C, and K at the end are used when there is no need to distinguish between colors. The
中間転写ベルト19は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動される。これにより中間転写ベルト19に転写されたトナー像は、二次転写ローラ29の対向位置へと搬送される。一方、カセット22に格納されたシート21は、搬送路に沿って設けられた各ローラの回転によりカセット22から搬送路に給送され、二次転写ローラ29の対向位置へと搬送される。二次転写ローラ29は、二次転写電圧により中間転写ベルト19のトナー像をシート21に転写する。ベルトクリーナ33(第2クリーニング部材)は、シート21に転写されず、中間転写ベルト19に残留したトナーを除去して、第2トナー回収容器34に回収する。なお、本実施形態において、ベルトクリーナ33に設けられた第2回収容器34は、感光体クリーナ14に設けられた第1回収容器17より容量が大きい。トナー像が転写されたシート21は、定着部30へと搬送される。定着部30は、シート21を加熱・加圧してトナー像をシート21に定着させる。トナー像の定着後、シート21は、画像形成装置の外部に排出される。
The
画像形成装置の全体を制御する制御部31は、CPU32や、図示しない揮発性及び/又は不揮発性のメモリを備えている。CPU32は、メモリに格納されているプログラムを実行することで画像形成装置を制御する。また、画像形成装置は、感光体13、現像ローラ16及び中間転写ベルト19を回転駆動するための1つ以上のモータ101(図2)を有する。上述した様に、ベルトクリーナ33に設けられた第2回収容器34は、感光体クリーナ14に設けられた第1回収容器17より容量が大きい。このため、制御部31は、トナー像を形成するために感光体13にトナーを付着させた後、中間転写ベルト19にトナー像を転写することなく画像形成を中断・中止する場合、当該感光体13上のトナーについては、感光体クリーナ14ではなく、ベルトクリーナ33に回収させることを優先する。つまり、制御部31は、画像形成を中断する場合、感光体13上のトナーについては、可能な限り中間転写ベルト19に転写してベルトクリーナ33にトナーを回収させる。
A
図2は、モータ101の制御構成図である。モータ制御部120は、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと表記)121を有する。マイコン121の通信ポート122は、制御部31とシリアル通信を行う。制御部31は、シリアル通信を介してモータ制御部120を制御することで、モータ101の回転を制御する。基準クロック生成部125は、水晶発振子126の出力に基づき基準クロックを生成する。カウンタ123は、この基準クロックに基づきパルスの周期の計測等を行う。不揮発メモリ124は、モータの制御に使用する各種データやマイコン121が実行するプログラム等を格納する。マイコン121は、パルス幅変調信号(PWM信号)をPWMポート127から出力する。本実施形態において、マイコン121は、モータ101の3つの相(U、V、W)それぞれについて、ハイ側のPWM信号(U-H、V-H、W-H)と、ロー側のPWM信号(U-L、V-L、W-L)の計6つのPWM信号を出力する。このため、PWMポート127は、6つの端子U-H、V-H、W-H、U-L、V-L、W-Lを有する。
FIG. 2 is a control configuration diagram of the
PWMポート127の各端子は、ゲートドライバ132に接続され、ゲートドライバ132は、PWM信号に基づき、3相のインバータ131の各スイッチング素子のオン・オフ制御を行う。なお、インバータ131は、各相についてハイ側3個、ロー側3個の計6つのスイッチング素子を有し、ゲートドライバ132は、各スイッチング素子を対応するPWM信号に基づき制御する。スイッチング素子としては、例えばトランジスタやFETを使用することができる。本実施形態においては、PWM信号がハイであると、対応するスイッチング素子がオンとなり、ローであると、対応するスイッチング素子がオフになるものとする。インバータ131の出力133は、モータ101のコイル135(U相)、136(V相)及び137(W相)に接続されている。インバータ131の各スイッチング素子をオン・オフ制御することで、各コイル135、136、137の励磁電流(コイル電流)を制御することができる。この様に、マイコン121、ゲートドライバ132及びインバータ131は、複数のコイル135、136及び137にコイル電流を供給し、かつ、コイル電流の電流値を制御する電流供給部として機能する。
Each terminal of the
電流センサ130は、各コイル135、136、137に流れたコイル電流の電流値に応じた検出電圧を出力する。増幅部134は、各相の検出電圧を増幅し、かつ、オフセット電圧の印加を行ってアナログ・デジタルコンバータ(ADコンバータ)129に出力する。ADコンバータ129は、増幅後の検出電圧をデジタル値に変換する。電流値算出部128は、ADコンバータ129の出力値(デジタル値)に基づき各相のコイル電流を判定する。例えば、電流センサ130が、1A当たり、0.01Vの電圧を出力し、増幅部134での増幅率(ゲイン)を10倍とし、増幅部134が印加するオフセット電圧を1.6Vとする。モータ101に流れるコイル電流の範囲が-10A~+10Aであるとすると、増幅部134が出力する電圧範囲は、0.6V~2.6Vになる。例えば、ADコンバータ129が、0~3Vの電圧を、0~4095のデジタル値に変換して出力するのであれば、-10A~+10Aのコイル電流は、凡そ、819~3549のデジタル値に変換される。なお、インバータ131からモータ101への方向にコイル電流が流れているときを正の電流値とし、その逆を負の電流値とする。
The
電流値算出部128は、デジタル値からオフセット電圧に対応するオフセット値を減じ、所定の変換係数を乗ずることでコイル電流の電流値を求める。本例では、オフセット電圧(1.6V)に対応するオフセット値は、約2184(1.6×4095/3)である。また、変換係数は、約0.000733(3/4095)である。この様に、電流センサ130と、増幅部134と、ADコンバータ129と、電流値算出部128は、コイル電流の電流値を検出する電流検出部を構成する。
A
図3は、モータ101の構成図である。モータ101は、6スロットのステータ140と、4極のロータ141からなり、ステータ140はU相、V相、W相の各コイル135、136、137を備える。ロータ141は、永久磁石により構成され、2組のN極/S極を備える。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
図4(A)は、モータ101の回転軸にかかる負荷トルクと、ロータ141を所定の目標速度で回転させるためのコイル電流との関係を示している。図4(A)に示す様に、コイル電流と負荷トルクは比例関係にあり以下の式(1)で示される。
Ic=(1/Kt)×T (1)
式(1)において、Icはコイル電流であり、Tは負荷トルクであり、Ktはモータ101のトルク定数である。図4(A)及び式(1)から明らかな様に、負荷が大きくなるとコイル電流は大きくなる。
FIG. 4A shows the relationship between the load torque applied to the rotating shaft of the
Ic=(1/Kt)×T (1)
In equation (1), Ic is the coil current, T is the load torque, and Kt is the torque constant of the
図4(B)は、ロータ141を図4(A)と同じ所定の目標速度で回転させる際にモータ101の回転軸にかかる負荷トルクと、モータ101のコイルの温度(コイル温度)及びインバータ131のスイッチング素子の温度(スイッチング素子温度)との関係を示している。負荷トルクとコイル温度の関係は、以下の式(2)で表すことができ、負荷トルクとスイッチング素子温度との関係は、以下の式(3)で表すことができる。
Tc=a×T2 (2)
Tf=b×T2 (3)
式(2)及び式(3)において、Tcはコイル温度であり、Tfはスイッチング素子温度であり、Tは負荷トルクであり、aはコイルの温度上昇係数であり、bはスイッチング素子の温度上昇係数である。図4(B)並びに式(2)及び式(3)から明らかな様に、負荷トルクが大きくなると、コイル温度及びスイッチング素子温度は上昇する。
4B shows the load torque applied to the rotating shaft of the
Tc=a×T 2 (2)
Tf=b×T 2 (3)
In equations (2) and (3), Tc is the coil temperature, Tf is the switching element temperature, T is the load torque, a is the temperature rise coefficient of the coil, and b is the temperature rise of the switching element. is the coefficient. As is clear from FIG. 4B and equations (2) and (3), the coil temperature and the switching element temperature increase as the load torque increases.
例えば、モータ101のコイルの定格温度が120度の場合、コイル温度が120度を超えると、コイルの絶縁皮膜が熱によって溶け、モータ101が故障し得る。図4(B)から、コイル温度が120度のときの負荷トルクは80mNmである。図4(A)から負荷トルクが80mNmのときのコイル電流値は3.5Aである。したがって、コイル温度を120度以下にするには、基本的には、コイル電流を3.5A以下にする必要がある。なお、短い期間の間、一時的にコイル電流が3.5Aを超えてもコイル温度は120度に到達しない、或いは、到達してもその期間は短いため絶縁被膜が溶けることはない。つまり、モータ101の故障を防ぐには、3.5Aより大きいコイル電流が所定期間以上継続することを防ぐ必要がある。
For example, if the rated temperature of the coil of the
図5は、モータ101の負荷に異常がない正常状態において、モータ101を所定の目標速度で回転させている間のコイル電流の時間変化例を示している。負荷が正常であっても、瞬間的な負荷変動が生じ得る。負荷変動により負荷が増加した場合、負荷の増大による速度低下を防いで目標速度を維持するためにコイル電流が増加する。図5では、コイル電流が3.5Aを超えることが2回生じている。ここで、モータ101のコイル電流を3.5A以下に制限すると、この様な負荷の増大時にロータ141の回転速度が低下し、画像ブレや色ずれ等の画像不良が生じ得る。負荷変動に対してロータ141の回転速度を目標速度に維持するためには、負荷変動に対応するために必要なコイル電流を供給できるようにする必要がある。つまり、コイル温度が定格温度を超えることを防ぎつつ、負荷変動時のロータ141の回転速度変動を抑える様にコイル電流を供給する必要がある。
FIG. 5 shows an example of changes over time in the coil current while the
このため、本実施形態では、モータ制御に関するパラメータとして、各モータ101に関連付けられたコイル電流制限値ILと、第1閾値Th1及び第2閾値Th2と、を設ける。モータ101に関連付けられたコイル電流制限値ILは、当該モータ101のコイル電流の最大値を規定する。つまり、モータ制御部120は、モータ101のコイル電流を、当該モータ101に関連付けられたコイル電流制限値IL以下に抑える。コイル電流制限値ILは可変値であり、その初期値は、定常負荷状態(正常時)においてロータ141を目標速度で回転させている際の負荷変動に対応できる値に設定する。なお、コイル電流制限値ILの初期値は、可変値であるILの最大値でもある。例えば、正常状態における負荷変動が図5に示すものである場合、負荷変動時におけるコイル電流の最大値は凡そ4Aになる。したがって、コイル電流制限値ILの初期値は4A以上とする。以下の説明においては、コイル電流制限値ILの初期値を、負荷変動時におけるコイル電流の最大値である4Aより1Aだけ大きい5Aとする。
For this reason, in the present embodiment, a coil current limit value IL associated with each
モータ101に関連付けられた第1閾値Th1は、当該モータ101のコイル温度を定格温度にするコイル電流の電流値に基づき決定する。例えば、目標速度におけるモータ101の特性が図4に示すものであり、かつ、コイルの定格温度を120度とすると、コイル温度を定格温度にするコイル電流の電流値は3.5Aである。この場合、例えば、3.5Aを第1閾値Th1とすることができる。或いは、3.5Aに対してマージンを考慮した値を第1閾値Th1とすることができる。以下の説明においては、総てのモータ101に関連付けられた第1閾値Th1を3.5Aとする。さらに、モータ101に関連付けられた第2閾値Th2は、当該モータ101に関連付けられた第1閾値Th1より所定値だけ小さい値に設定する。以下の説明においては、総てのモータ101に関連付けられた第2閾値Th2を第1閾値Th1より1.0Aだけ小さい2.5Aとする。
The first threshold Th1 associated with the
制御部31は、コイル電流の所定期間毎の平均値を求める。なお、以下の例では、この所定期間を1秒とする。制御部31は、モータ101のコイル電流の1秒間の平均値が当該モータ101に関連付けられた第1閾値Th1より大きいと、当該モータ101に関連付けられたコイル電流制限値ILを所定値ずつ下げる様に更新する。また、制御部31は、モータ101のコイル電流の1秒間の平均値が当該モータ101に関連付けられた第2閾値Th2より小さいと、当該モータ101に関連付けられたコイル電流制限値ILを所定値ずつ上げる様に更新する。なお、本例では、これらの所定値を0.1Aとする。
The
図6(A)は、正常負荷状態の場合のコイル電流及びコイル電流制限値ILの時間変化を示している。図6(A)によると、コイル電流は瞬間的に第1閾値Th1(3.5A固定)を超えているが、1秒間の平均値は第1閾値Th1より小さいため、コイル電流制限値ILは初期値(5A)のままとなっている。図6(B)は、過負荷状態の場合のコイル電流及びコイル電流制限値ILの時間変化を示している。図6(B)によると、コイル電流は、定常的に4.3A程度流れており、かつ、瞬間的に上昇しているが、コイル電流制限値ILによりその最大値は抑えられている。図6(B)において、コイル電流の1秒間の平均値は第1閾値Th1より大きいため、コイル電流制限値ILは初期値(5A)から徐々に(0.1Aずづ)減少する様に更新されている。また、コイル電流制限値ILが、定常的に流れているコイル電流の電流値である4.3Aより小さくなると、制御部31は、モータ101の速度を維持することができなくなり、モータ101は停止される。
FIG. 6A shows temporal changes in the coil current and the coil current limit value IL under normal load conditions. According to FIG. 6A, the coil current momentarily exceeds the first threshold Th1 (fixed at 3.5 A), but the average value for one second is smaller than the first threshold Th1, so the coil current limit value IL is It remains at the initial value (5A). FIG. 6B shows temporal changes in the coil current and the coil current limit value IL in the case of overload. According to FIG. 6(B), the coil current steadily flows at about 4.3 A and momentarily increases, but the maximum value is suppressed by the coil current limit value IL. In FIG. 6B, since the average value of the coil current for one second is greater than the first threshold value Th1, the coil current limit value IL is updated so as to gradually decrease (by 0.1 A) from the initial value (5 A). It is Further, when the coil current limit value IL becomes smaller than 4.3 A, which is the current value of the coil current flowing steadily, the
図6(A)に示す様に、本実施形態の制御によると、正常負荷時の負荷変動に対応することができる。一方、図6(B)に示す様に、過負荷時には、コイル温度が過剰に上昇することでモータが故障となることを防ぐことできる。なお、本実施形態においては、コイル電流の1秒間の平均値が第1閾値Thを超えた場合、平均値に拘わらずコイル電流制限値ILを所定値ずつ減少させるとした。しかしながら、平均値が大きくなる程、或いは、平均値と第1閾値Th1との差分が大きくなる程、コイル電流制限値ILの減少値を大きくする構成とすることもできる。 As shown in FIG. 6A, according to the control of this embodiment, it is possible to cope with load fluctuations under normal load conditions. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when overloaded, it is possible to prevent the motor from malfunctioning due to an excessive increase in coil temperature. In this embodiment, when the average value of the coil current for one second exceeds the first threshold value Th, the coil current limit value IL is decreased by a predetermined value regardless of the average value. However, it is also possible to configure such that the larger the average value or the larger the difference between the average value and the first threshold value Th1, the larger the decrease value of the coil current limit value IL.
図7は、本実施形態による制御部31が実行する処理のフローチャートである。なお、制御部31は、画像形成の開始によりモータ101の回転を開始すると図7の処理を実行する。制御部31は、モータ101が目標速度に達すると、S10で、コイル電流制限値ILを初期値、本例では5Aに設定する。その後、制御部31は、S11で、コイル電流の所定期間の平均値Iaveを判定し、S12で、平均値Iaveと第1閾値Th1とを比較する。平均値Iaveが第1閾値Th1より大きいと、制御部31は、S13で、コイル電流制限値ILを所定値、本例では、0.1だけ減少させる。その後、制御部31は、S14で画像形成が終了したかを判定する。画像形成が終了していると、制御部31は、図7の処理を終了し、画像形成が終了していないと、制御部31は、S11から処理を繰り返す。
FIG. 7 is a flowchart of processing executed by the
一方、S12で、平均値Iaveが温度上昇閾値Th1以下であると、制御部31は、S15で、平均値Iaveと第2閾値Th2とを比較する。制御部31は、平均値Iaveが第2閾値Th2より小さいと、S16で、コイル電流制限値ILを所定値、本例では、0.1だけ増加させてS14の処理を行う。一方、平均値Iaveが第2閾値以上であると、制御部31は、コイル電流制限値ILを更新することなくS14の処理を行う。なお、S13で減少させる所定値と、S16で増加させる所定値は同じ値であっても異なる値であっても良い。また、S16では所定値だけコイル電流制限値ILを増加させるとしたが、平均値が小さくなる程、或いは、平均値と第2閾値Th2との差分が大きくなる程、コイル電流制限値ILの増加値を大きくする構成とすることもできる。なお、上述した様に、コイル電流制限値ILの初期値である5Aは、コイル電流制限値ILが取り得る最大値でもある。したがって、制御部31は、S16において、コイル電流制限値ILを所定値だけ増加させた値が初期値である5Aより大きい場合、S16での更新後のコイル電流制限値ILを5Aとする。
On the other hand, if the average value Iave is equal to or lower than the temperature rise threshold Th1 in S12, the
以上、コイル電流制限値ILを、閾値とコイル電流の平均値とに基づき動的に制御することで、正常時の負荷変動に対応しつつ、過負荷時(負荷異常時)においてコイル温度が定格温度を超えることを防ぐことができる。 As described above, by dynamically controlling the coil current limit value IL based on the threshold value and the average value of the coil current, it is possible to cope with load fluctuations during normal operation, and at the time of overload (abnormal load), the coil temperature remains at the rated value. Exceeding the temperature can be prevented.
続いて、感光体13にトナー像を形成するために感光体13の静電潜像にトナーを付着させた後、中間転写ベルト19にトナー像を転写する前に画像形成を中断・中止する場合に制御部31が実行する処理について図8のフローチャートを用いて説明する。なお、制御部31は、感光体13、現像ローラ16及び中間転写ベルト19を回転駆動する1つ以上のモータ101の内のいずれかのモータ101の回転速度低下がモータ制御部120から通知された際に図8の処理を実行する。なお、モータ制御部120は、モータ101の回転速度が目標速度より所定速度以上遅くなると、モータ101の速度異常、つまり、回転速度の低下を制御部31に通知する。
Next, when the toner is attached to the electrostatic latent image of the
まず、図8のフローチャートの基本的な考え方について説明する。上述した様に、コイル電流制限値ILは、平均値が第1閾値より大きいコイル電流が流れた期間が長い程、小さくなる。したがって、コイル電流制限値ILが小さいことは、大きなコイル電流が長期間流れてコイル温度が高くなっていることを意味する。このため、本実施形態では、コイル電流制限値ILをコイル温度の評価値として使用する。なお、コイル電流制限値ILが小さい程、コイル温度が高いと評価される。 First, the basic concept of the flow chart of FIG. 8 will be described. As described above, the coil current limit value IL becomes smaller as the period during which the coil current whose average value is greater than the first threshold flows becomes longer. Therefore, when the coil current limit value IL is small, it means that a large coil current flows for a long period of time and the coil temperature is high. Therefore, in this embodiment, the coil current limit value IL is used as an evaluation value of the coil temperature. Note that the coil temperature is evaluated to be higher as the coil current limit value IL is smaller.
制御部31は、感光体13、現像ローラ16及び中間転写ベルト19を回転駆動する1つ以上のモータ101の総ての温度が所定温度以下であると評価される場合、感光体13のトナーを中間転写ベルト19に転写し、ベルトクリーナ33により回収させると判定する。これは、全モータ101の温度が所定温度以下であると評価される場合、感光体13のトナーをベルトクリーナ33が回収するまでの期間、総てのモータ101を回転させ続けても総てのモータ101のコイル温度が定格を超える可能性が低いからである。
If the temperatures of all the
一方、1つ以上のモータ101の内の少なくとも1つのコイル温度が所定温度より高いと評価される場合、制御部31は、感光体13のトナーを回収することなく総てのモータ101を速やかに停止させる。これは、コイル温度が所定温度より高いと評価されるモータ101がある場合、感光体13のトナーをベルトクリーナ33が回収するまでの期間において当該モータ101のコイル温度が定格を超える可能性が高いからである。なお、この場合、感光体13上の未回収のトナーは、モータ101の過負荷等の異常が除去された後の初期化シーケンスにおいて感光体クリーナ14により回収される。以下、図8のフローチャートについて説明する。
On the other hand, when the coil temperature of at least one of the one or
S20において、制御部31は、1つ以上のモータ101それぞれに関連付けられたコイル電流制限値ILの総てが、それぞれのモータ101に関連付けられた判定閾値Th3以上であるか否かを判定する。判定閾値Th3は、上記の所定温度に対応し、本例では、1つ以上のモータ101それぞれに関連付けられた判定閾値Th3を4Aとする。1つ以上のモータ101の内の少なくとも1つモータ101に関連付けられたコイル電流制限値ILが、そのモータ101に関連付けられた判定閾値Th3より小さい場合、制御部31は、上述した様に、S23において、1つ以上のモータ101の総てを停止させる。従って、感光体13上のトナーはこの時点では回収されず、別途、後のタイミングにおいて感光体クリーナ14により回収される。
In S<b>20 , the
一方、1つ以上のモータ101それぞれに関連付けられたコイル電流制限値ILの総てが判定閾値Th3以上である場合、制御部31は、S21において、速度異常が生じているモータ101については、そのコイル電流制限値ILを初期値(最大値)の5Aに設定する。速度異常が生じているモータ101のコイル電流制限値ILを初期値の5Aに設定するのは、当該モータ101が予期せずに停止することを防ぎ、感光体13のトナーをベルトクリーナ33により確実に回収させるためである。なお、本例において、初期値の5Aは、感光体13のトナーをベルトクリーナ33が回収するまでの期間だけ回転させてもコイル温度が定格を超えない様に設定されている。
On the other hand, if all of the coil current limit values IL associated with each of the one or
制御部31は、S22において、感光体13のトナーを、中間転写ベルト19を介してベルトクリーナ33に回収させる。感光体13のトナーの回収後、制御部31は、S23において、1つ以上のモータ101の回転を停止させる。
In S<b>22 , the
なお、図8のフローチャートでは、S21において、速度異常が生じているモータ101のコイル電流制限値ILを初期値の5Aに設定していたが、初期値とは異なる所定値に設定する構成であっても良い。当該所定値は、判定閾値Th3より大きく、かつ、初期値未満であり、感光体13のトナーをベルトクリーナ33が回収するまでの期間だけ回転させてもコイル温度が定格を超えない様に設定される。また、速度異常が生じているモータ101のコイル電流制限値ILが所定値より小さい場合には所定値に設定し、所定値以上である場合には、当該モータ101のコイル電流制限値ILを変更しない構成とすることもできる。さらに、S21の処理を省略し、1つ以上のモータ101のコイル電流制限値ILを変更することなくS22の処理を行う構成とすることもできる。なお、図8の処理の間、図7の処理は実行されない。つまり、S21で速度異常が生じているモータ101のコイル電流制限値ILを例えば初期値又は所定値に設定した後、S22及びS23の処理においてコイル電流制限値ILは変更されない。
In the flowchart of FIG. 8, in S21, the coil current limit value IL of the
また、図8のフローチャートでは、S20がYesの場合、S22で、感光体13のトナーをベルトクリーナ33が回収していた。しかしながら、感光体13のトナーを中間転写ベルト19に転写した後、中間転写ベルト19に転写されたトナーをベルトクリーナ33で回収することなくS23で1つ以上のモータ101の回転を停止する構成とすることもできる。この場合、中間転写ベルト19のトナーは、モータ101の過負荷等の異常が除去された後の初期化シーケンスにおいてベルトクリーナ33により回収される。また、この場合、速度異常が生じているモータ101のコイル電流制限値ILのS21における変更後の値は、感光体13のトナーを中間転写ベルト19に転写するまでの期間回転させても、コイル温度が定格を超えない様に設定される。
In the flowchart of FIG. 8, when S20 is Yes, the
さらに、図8の処理では、コイル温度の評価値としてコイル電流制限値ILを使用していた。しかしながら、モータに設置された温度センサ等によりコイル温度を評価・判定する構成とすることもできる。この場合にも、1つ以上のモータ101の総てのコイル温度が所定温度以下である場合、感光体13のトナーを中間転写ベルト19に転写した後、総てのモータ101を停止させ、それ以外の場合には、感光体13のトナーを中間転写ベルト19に転写することなく総てのモータ101を停止させる。
Furthermore, in the process of FIG. 8, the coil current limit value IL is used as the coil temperature evaluation value. However, the coil temperature can also be evaluated/determined by a temperature sensor or the like installed in the motor. Also in this case, if the coil temperatures of all of the one or
以上、本実施形態によると、コイル温度が定格を超えることを抑えつつ、感光体13のトナーをベルトクリーナ33が回収する頻度を高くすることができる。この構成により、感光体クリーナ14の回収容器が早期に満杯になることを抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to increase the frequency with which the
なお、上記実施形態では、感光体13、現像ローラ16及び中間転写ベルト19を回転駆動するための1つ以上のモータ101それぞれが同じ種別のモータであるとしていた。このため、各モータ101に関連付けられたコイル電流制限値IL、第1閾値Th1、第2閾値Th2及び判定閾値Th3を同じ値としていた。しかしながら、各モータ101に関連付けられたコイル電流制限値IL、第1閾値Th1、第2閾値Th2及び判定閾値Th3は異なる値であり得る。
In the above embodiment, the one or
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の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。
[Other embodiments]
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims are appended to make public the scope of the invention.
13Y、13M、13C、13K:感光体、16Y、16M、16C、16K:現像ローラ、19:中間転写ベルト、31:制御部 13Y, 13M, 13C, 13K: photoreceptors, 16Y, 16M, 16C, 16K: development rollers, 19: intermediate transfer belt, 31: control section
Claims (13)
前記現像ローラ、前記感光体及び前記中間転写体を回転駆動するための1つ以上のモータと、
前記1つ以上のモータにコイル電流を供給して前記1つ以上のモータの回転を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像形成において前記感光体に前記トナーが付着しているときに前記画像形成を中断する場合、前記感光体に付着しているトナーを前記中間転写体に転写した後に前記1つ以上のモータを停止するか、前記感光体に付着している前記トナーを前記中間転写体に転写することなく前記1つ以上のモータを停止するかを、前記1つ以上のモータそれぞれの温度を評価する評価値に基づき判定することを特徴とする画像形成装置。 a photoreceptor, a developing roller that forms a toner image on the photoreceptor by causing toner to adhere to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor, and an intermediate transfer member to which the toner image on the photoreceptor is transferred; and image forming means for forming an image by transferring the toner image transferred to the intermediate transfer member onto a sheet;
one or more motors for rotating the developing roller, the photoreceptor, and the intermediate transfer member;
control means for supplying coil currents to the one or more motors to control rotation of the one or more motors;
with
When the image formation is interrupted while the toner is adhering to the photoreceptor in the image formation, the control means is configured to transfer the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body and then transfer the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body. The temperature of each of the one or more motors determines whether to stop the one or more motors or to stop the one or more motors without transferring the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer member. An image forming apparatus characterized in that determination is made based on an evaluation value for evaluating the.
前記1つ以上のモータそれぞれの前記評価値は、前記1つ以上のモータそれぞれに関連付けられた前記制限値であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 For each of the one or more motors, the control means updates a limit value associated with the motor based on a current value of the coil current to be supplied to the motor, and adjusts the coil current to be supplied to the motor. controlling not to exceed the limit value associated with the motor;
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the evaluation value for each of the one or more motors is the limit value associated with each of the one or more motors.
前記制御手段は、前記感光体に付着している前記トナーを前記中間転写体に転写した後に前記1つ以上のモータを停止すると判定した場合、前記感光体に付着している前記トナーを前記中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写された前記トナーが前記クリーニング手段により回収された後に前記1つ以上のモータを停止することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の画像形成装置。 further comprising cleaning means for removing and collecting toner remaining on the intermediate transfer body;
When the controller determines to stop the one or more motors after transferring the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body, the control means transfers the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the one or more motors are stopped after the toner is transferred onto the transfer member and the toner transferred onto the intermediate transfer member is recovered by the cleaning means. The described image forming apparatus.
前記制御手段は、前記感光体に付着している前記トナーを前記中間転写体に転写した後に前記1つ以上のモータを停止すると判定した場合、前記感光体に付着している前記トナーを前記中間転写体に転写した後、前記中間転写体に転写された前記トナーが前記クリーニング手段により回収される前に前記1つ以上のモータを停止することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の画像形成装置。 further comprising cleaning means for removing and collecting toner remaining on the intermediate transfer body;
When the controller determines to stop the one or more motors after transferring the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body, the control means transfers the toner adhering to the photoreceptor to the intermediate transfer body. 12. The one or more motors according to any one of claims 1 to 11, wherein after transferring onto the transfer member, the one or more motors are stopped before the toner transferred onto the intermediate transfer member is recovered by the cleaning means. 10. The image forming apparatus according to claim 1.
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