JP2023060662A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境温度が上昇しても、装置のダウンタイムの発生を抑制できる構成を提供する。【解決手段】システムコントローラは、第１駆動シーケンスと第２駆動シーケンスを実行可能である。第２駆動シーケンスは、現像モータを第１駆動シーケンスにおける第１の速度よりも遅い第２の速度で駆動し、且つ、現像モータに印加する駆動電流が、第１駆動シーケンスにおける駆動電流よりも大きい。システムコントローラは、画像形成装置の電源ＯＮ時、或いは、画像形成を待機する待機状態よりも消費電力が低いスリープ状態から待機状態への復帰時に、環境センサにより検知された温度が所定温度以上であるか否かを判断する。所定温度以上である場合には第２駆動シーケンスを実行してから待機状態に移行する。所定温度未満である場合には第２駆動シーケンスを実行せずに待機状態に移行する。【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置として、省エネルギー化のために、トナーの融点を低くすることで、記録材上のトナー像を記録材に定着させる定着温度を低くする構成が提案されている（特許文献１）。

特開２００２－３５１１２２号公報

トナーの融点を低くした場合、画像形成装置の周囲の環境温度の上昇により、感光ドラムなどの像担持体にトナー像を現像する現像装置周辺の温度が上昇すると、現像装置内のトナーを含む現像剤が溶融し易くなる。現像装置内の現像剤が溶融した場合、現像装置内に現像剤の凝集塊が発生し、現像装置内で現像剤を攪拌搬送する搬送部材の負荷が大きくなってしまう。そして、搬送部材の負荷が大きくなると、搬送部材を駆動するモータにエラーが発生し、装置のダウンタイムが生じる虞がある。

本発明は、環境温度が上昇しても、装置のダウンタイムの発生を抑制できる構成を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を攪拌搬送する搬送部材と、前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体と対向する位置に搬送し、前記像担持体上の静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体と、を有する現像装置と、前記搬送部材を駆動するモータと、画像形成装置の周囲の環境温度を検知する温度検知センサと、前記モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、画像形成時に前記モータを第１の速度で駆動する第１駆動シーケンスと、前記モータを前記第１の速度よりも遅い第２の速度で駆動し、且つ、前記モータに印加する駆動電流が、前記第１駆動シーケンスにおいて前記モータに印加する駆動電流よりも大きい第２駆動シーケンスとを実行可能であり、前記画像形成装置の電源ＯＮ時、或いは、画像形成を待機する待機状態よりも消費電力が低いスリープ状態から前記待機状態への復帰時に、前記温度検知センサにより検知された温度が所定温度以上である場合には前記第２駆動シーケンスを実行してから前記待機状態に移行し、前記温度検知センサにより検知された温度が所定温度未満である場合には前記第２駆動シーケンスを実行せずに前記待機状態に移行することを特徴とする。

本発明によれば、環境温度が上昇しても、装置のダウンタイムの発生を抑制できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１の実施形態に係る画像形成部の概略構成を示す斜視図。 （ａ）第１の実施形態に係る画像形成部の概略構成を示す断面図、（ｂ）（ａ）の矢印Ｂ方向から見た図。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 環境温度と各部の温度との関係を示す図。 第１の実施形態に係る電源ＯＮ又はスリープ復帰時の制御の流れを示すフローチャート。 第２駆動シーケンスのフローチャート。 第１の実施形態に係る、（ａ）第１駆動シーケンスと、（ｂ）第２駆動シーケンスのタイミングチャート。 第２の実施形態に係る、（ａ）第１駆動シーケンスと、（ｂ）第２駆動シーケンスのタイミングチャート。 第３の実施形態に係る電源ＯＮ又はスリープ復帰時の制御の流れを示すフローチャート。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。画像形成装置、特にオフィス向けの電子写真方式の画像形成装置では、感光体および現像装置を有する画像形成部の下側にレーザスキャナなどから成る露光装置を有する下面露光方式が用いられることがある。下面露光方式の場合、感光体表面の静電潜像に現像装置よりトナーを含む現像剤が供給され形成された画像を感光体上部に配置される中間転写体に転写する。このような下面露光方式の構成において、感光体下部に感光体ヒータを配置すれば、例えば露光装置の照射光を通過させるための空間を利用して自然対流による感光体の加熱効果を期待できる可能性がある。以下に示す実施形態では、下面露光方式の画像形成装置を例として、感光体を加熱するヒータを配置する構成を説明する。

［画像形成装置］
本実施形態では、カラー画像を形成する画像形成装置１００の構成を例示する。カラー画像形成装置１００の構成は、主に、複数の画像形成部２００を並べて配置したタンデム方式と円筒状に配置したロータリー方式に分類できる。また、転写方式から見ると、感光体から直接、記録材としてのシート（例えば、用紙、プラスチックシートなど）にトナー像を転写する直接転写方式と、一旦、中間転写体に転写した後、シートに転写する中間転写方式がある。

図１は、中間転写体としての中間転写ベルト５０６を中心として４色のカラー記録を行う画像形成部２００を配置した中間転写タンデム方式の画像形成装置１００の概略構成を断面図として示している。このような中間転写方式は、直接転写方式のようにシートを転写ドラムや転写ベルト上に保持する必要がない。そのため、超厚紙やコート紙などの多種多様なシートに対応できる上、複数の画像形成部２００における並列処理およびフルカラー画像の一括転写が可能で、高生産性の画像形成装置を容易に実現できる。

本実施形態では、中間転写ベルト５０６に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の記録色に相当する４つの画像形成部２００が配置される。各色の画像形成部２００は、静電潜像を担持する像担持体としての感光ドラム（感光体）４、像担持体上の静電潜像を現像剤により現像する現像装置２などを備える。感光ドラム４は、円筒状の感光体であり、不図示のモータにより回転駆動される。現像装置２は、内部にトナーを含む現像剤が収容されている。本実施形態では、非磁性のトナーと、磁性を有するキャリアを含む２成分現像剤が現像装置２内に収容されている。

図２は、各色の画像形成部２００の内、特定の１色を記録する画像形成部２００を示している。具体的には、感光ドラムユニット１、現像装置２、および露光装置７の部分の構造を斜視図の形式で示している。また、図３（ａ）、（ｂ）は、この感光ドラムユニット１、現像装置２、および露光装置７の部分の構造を断面図及び側面図の形式でそれぞれ示している。図３（ａ）は正面の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印Ｂ方向から見て現像装置２の内部の一部を透視して示す側面図である。

以下ではまず、特に図１ないし図２、図３を参照して、本実施形態の画像形成装置１００の基本的な構成および動作について説明する。本実施形態の画像形成装置１００では、図１のように普通紙などの材質から成るシートＳが不図示のリフトアップ機構の上に積載された状態でカセット内に収納されている。カセット内のシートは、シート給送装置５３によって最上層のシートから順次、画像形成タイミングに合わせて給送される。シート給送装置５３は給送ローラなどによる摩擦分離を利用する方式や、エアによる分離吸着を利用する方式などによって構成される。本実施形態の画像形成装置１００では摩擦分離によるシート給送方式を用いるものとする。

シート給送装置５３により送り出されたシートＳは搬送パス５４を通過し、斜行補正装置５５へ搬送される。この斜行補正装置５５において斜行補正やタイミング補正を行った後、二次転写部へと送られる。本実施形態の二次転写部は、中間転写ベルト５０６のうち二次転写内ローラ５０３により張架された部分と、この部分に対向配置された二次転写外ローラ５６から成るトナー像転写挟持部として構成される。二次転写部では、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることでシートＳにトナー画像を転写させる。以上が二次転写部までのシートＳの搬送プロセスに相当する。

次に、図１及び図２を用いて画像形成プロセスについて説明する。画像形成装置１００では、中間転写ベルト５０６に沿って、各色のトナー像を担持する回転可能な円筒形状の感光ドラム４と、その鉛直下方に露光装置７が配置されている。露光装置７は、レーザ光源５１１およびレーザ光源５１１の記録光を感光ドラム４に対して走査させるための走査装置５１２を備える。また、各々の感光ドラム４に対して、感光ドラム４に形成された静電潜像をトナー現像する現像装置２、および一次転写装置５０７などが配置される。

上記構成において、予め帯電ローラ１０により表面を一様に帯電された感光ドラム４に対し、露光装置７が、記録すべき画像情報に基づき変調された記録光を照射する。この記録光は、走査装置５１２によって偏向され、感光ドラム４を走査し、これにより感光ドラム４の表面に静電潜像が形成される。

さらに、感光ドラム４上に形成された静電潜像に対して現像装置２によってトナー現像が行われ、感光ドラム４上にトナー像が形成される。その後、一次転写装置５０７により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト５０６上にトナー像が転写される。

中間転写ベルト５０６は、図中矢印Ａの方向へと搬送駆動され、これにより上述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢｋの各記録色の画像形成が行われる。各記録色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト５０６上に一次転写された上流のトナー像に順次、重畳されていくようなタイミングで行われる。その結果、最終的には各記録色の減色混合によるフルカラーのトナー像が中間転写ベルト５０６上に形成され、二次転写部へと搬送される。

上述のシートＳの搬送プロセスと画像形成プロセスによって、二次転写部に搬送されたシートＳに対して、上記のようにして形成されたフルカラーのトナー像が二次転写され、その後、シートＳは定着装置５８へと搬送される。定着装置５８は、略対向するローラもしくはベルトなどによる所定の加圧力と、例えばヒータなどの熱源による加熱効果によってシートＳ上にトナーを溶融固着させる。画像が定着済みとなったシートＳは定着後搬送部５９を通過して、そのまま排出トレー５００上に排出されるか、あるいは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置５０１へと搬送される。シートＳは、反転搬送装置５０１により表裏が反転された後、反転搬送部５０２を通って斜行補正装置５５へ搬送される。その後、上述と同様に、シートＳの裏面に画像が形成される。

また、本実施形態においては、画像形成装置１００の周囲の設置環境を計測する環境センサ６０が装置内部に配置されている。温度検知センサとしての環境センサ６０は、温度に加えて湿度も計測可能である。環境センサ６０は、画像形成装置１００が設置された場所の温度（環境温度）や湿度などの環境情報を計測するためのセンサであり、検出結果は、画像形成のための各種高圧の補正や現像装置２近傍の温度を予測するために用いられる。そして環境センサ６０は熱源を持つ定着装置５８から各色の画像形成部２００よりも離れた位置で装置から発する熱の影響を受けずに設置環境を検知できる位置に配置される。また、環境センサ６０は、後述する感光ドラムヒータ６から現像装置２よりも離れた位置に配置されている。

［画像形成部］
図２、図３（ａ）、（ｂ）に本実施形態の感光ドラムユニット１、現像装置２を含む画像形成部２００、および露光装置７の部分の構造を示す。本実施形態では、感光ドラムユニット１、および現像装置２はそれぞれ別体カートリッジから成り、画像形成装置本体に対してそれぞれ個別に挿抜できるように構成されている。

感光ドラムユニット１は、円筒形状の感光ドラム４を、回転軸４ａを介して回転自在に支持する。また、感光ドラムユニット１は、感光ドラム４を帯電する帯電部としての帯電ローラ１０を回転自在に支持する。感光ドラムユニット１が例えば下記のように所定の装着位置に位置決めされると、感光ドラム４の端部のギアなどが不図示の回転駆動系のギアと係合し、これにより感光ドラム４の回転駆動が可能となる。

本実施形態の感光ドラムユニット１は、感光ドラム４の両端の回転軸４ａを回転自在に支持する例えばコの字型の筐体部１ａを備える。感光ドラムユニット１の筐体部１ａの現像装置２に面する側は、特に、帯電ローラ１０と現像装置２の間の部位は、帯電後の感光ドラム４の表面に照射される例えば露光装置７の記録光を通過させる開口部１ｂとなっている。また、この開口部１ｂは、本実施形態では後述の感光ドラムヒータ６の発する熱の対流経路として機能する。

現像装置２は、図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、現像剤を収容する現像容器２０と、現像容器内の現像剤を攪拌搬送する搬送部材としての第１搬送スクリュー２１及び第２搬送スクリュー２２と、現像剤担持体としての現像スリーブ５とを有する。現像スリーブ５は、現像容器内の現像剤を担持して感光ドラム４と対向する位置に搬送し、感光ドラム４上の静電潜像を現像剤により現像する。

具体的に説明すると、現像容器２０は、例えば露光装置７の記録光によって感光ドラム４に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー現像する現像スリーブ５（現像ローラ）を回転自在に支持する。また、現像容器２０は、トナーを含む現像剤を収容して攪拌、搬送する容器として機能する。また、第１搬送スクリュー２１及び第２搬送スクリュー２２、現像容器２０内の下部に配置されている。現像容器２０は、不図示の隔壁により区切られた現像室と攪拌室とを有し、攪拌室に第１搬送スクリュー２１が、現像室に第２搬送スクリュー２２がそれぞれ長手方向（現像スリーブ５の回転軸線方向）に沿って配置されている。第１搬送スクリュー２１及び第２搬送スクリュー２２は、回転することで互いに反対方向に現像剤を搬送する。隔壁の長手方向の両端部には現像室と攪拌室とを連通する連通口が形成されており、現像容器２０内を現像剤が循環するようになっている。

図３（ｂ）に図示する通り、現像装置２内の現像スリーブ５や第１、第２搬送スクリュー２１，２２の駆動源は現像モータ６１であり、回転系駆動ギアと係合しており、現像モータ６１が駆動することによって各々が回転する。本実施形態において、現像モータ６１はステッピングモータを用いている。

なお、本実施形態では、感光ドラムユニット１と現像装置２が個別交換可能な形態を例示しているが、感光ドラムユニット１と現像装置２が一体化されたプロセスカートリッジを用いる構成であっても構わない。

また、本実施形態では、感光ドラム４を加熱（ないし保温）するため、図３（ａ）のように、感光ドラムユニット１の下側、特に感光ドラム４の鉛直下方に、感光ドラム４を加熱するためのヒータ、即ち、感光ドラムヒータ６を配置する。感光ドラムヒータ６は例えば電熱線のような熱源を備える。

本実施形態のような下面露光方式では、感光ドラム４と現像装置２の間には、これらの長手方向に沿って露光装置７の記録光を通過させる空間がある。例えば、感光ドラムユニット１の筐体の感光ドラム４の下部、特に現像装置２の側は、露光装置７の記録光を通過させるように開放されている。従って、下面露光方式においては、感光ドラム４の鉛直下方に、感光ドラム４に少なくともその一部が面するよう感光ドラムヒータ６を配置することによって、効率よく感光ドラム４を加熱することができる。即ち、感光ドラムヒータ６により加熱された空気は、感光ドラムヒータ６から上方への対流によって、障害物で妨げられることなく、効率よく露光装置７の記録光が通過する空間を介して感光ドラム４の近傍まで運ばれる。

感光ドラムヒータ６は、例えば電熱線のような熱源を備え、この熱源には感光ドラム４の表面を所定温度以上に維持できるような仕様のものを選択する。感光ドラムヒータ６への電力供給は、例えば後述するＡＣドライバ４１１（図４）によって制御される。その場合、感光ドラム４や感光ドラムヒータ６の近傍にサーミスタなどの温度検出手段を配置し、この温度検出手段によって検出された温度に応じて、ＡＣドライバ４１１が感光ドラムヒータ６への電力供給を制御するような構成を用いてよい。

図３（ａ）に示すように、感光ドラムヒータ６が周囲の雰囲気温度を上昇させることにより、矢印Ｃのように感光ドラムヒータ６で加熱された空気が上昇する。これにより感光ドラム４と帯電ローラ１０、現像スリーブ５とで囲われた空気が加熱される。即ち、感光ドラムヒータ６で加熱された空気（熱気）を自然対流によって感光ドラムヒータ６上方へ移動させ、これにより感光ドラム４周囲の雰囲気温度を上昇させて感光ドラム４の表面温度を所定温度以上に維持することができる。このような本実施形態の場合、感光ドラムヒータ６は、感光ドラム４よりも現像装置２に近い位置に配置されている。

［制御構成］
図４は、画像形成装置１００の制御構成の例を示すブロック図である。制御部としてのシステムコントローラ４０１は、図４に示すように、ＣＰＵ４０１ａ、ＲＯＭ４０１ｂ、ＲＡＭ４０１ｃを備えている。また、システムコントローラ４０１は、画像処理部４０３、操作部４０２、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４０４、高圧制御部４０６、モータ制御装置４０８、センサ類４１０、ＡＣドライバ４１１と接続されている。システムコントローラ４０１は、接続された各ユニットとの間でデータやコマンドの送受信をすることが可能である。

ＣＰＵ４０１ａは、ＲＯＭ４０１ｂに格納された各種プログラムを読み出して実行することによって、予め定められた画像形成シーケンスに関連する各種シーケンスを実行する。ＲＡＭ４０１ｃは記憶デバイスである。ＲＡＭ４０１ｃには、例えば、高圧制御部４０６に対する設定値、モータ制御装置４０８に対する指令値及び操作部４０２から受信される情報等の各種データが記憶される。

システムコントローラ４０１は、画像処理部４０３における画像処理に必要となる、画像形成装置１００の内部に設けられた各種装置の設定値データを画像処理部４０３に送信する。更に、システムコントローラ４０１は、センサ類４１０、例えば環境センサ６０からの信号を受信して、受信した信号に基づいて高圧制御部４０６の設定値を設定する。なお、図４においては画像形成装置のセンサとしてセンサ類４１０のみが記載されているが、実際には画像形成装置内を搬送されるシートＳの位置情報を検知する光学センサも含まれており、２種類以上の複数のセンサが設けられている。

高圧制御部４０６は、システムコントローラ４０１によって設定された設定値に応じて、高圧ユニット４０７（帯電ローラ１０、現像装置２、一次転写装置５０７等）に必要な電圧を供給する。

モータ制御装置４０８は、ＣＰＵ４０１ａから出力された指令に応じてモータ４０９を制御する。例えばモータ４０９は現像モータ６１がある。なお、図４においては、画像形成装置のモータとしてモータ４０９のみが記載されているが、実際には、画像形成装置には２個以上のモータが設けられており、ステッピングモータやＤＣブラシレスモータなど様々なモータがある。また、１個のモータ制御装置４０８が複数個のモータを制御する構成であっても良い。更に、図４においては、モータ制御装置４０８が１個しか設けられていないが、２個以上のモータ制御装置４０８が画像形成装置に設けられていてもよい。

本実施形態では、複数存在するモータ４０９の中の１つである現像モータ６１はステッピングモータが使用され、モータ制御装置４０８はベクトル制御を実施する。ベクトル制御とは、モータの回転子の回転位相を基準とした回転座標系における電流値を制御することによってモータを制御する制御方法である。回転座標系における電流値とは、モータの回転子にトルクを発生させるｑ軸成分（トルク電流成分）の電流値と、モータの回転子の磁束強度に影響するｄ軸成分（励磁電流成分）の電流値であり、それぞれの電流成分を独立に制御している。そして、回転座標系における電流値を用いることでモータの回転状態の検出や負荷のトルク換算をすることが可能である。本実施形態では現像モータ６１に対してモータ制御装置４０８はベクトル制御を実施しているが、モータ制御装置４０８はＤＣブラシレスモータに対してのベクトル制御をする装置やステッピングモータを定電流駆動方式にて制御する装置であってもよい。

Ａ／Ｄ変換器４０４は、定着ヒータ４１２の温度を検出するためのサーミスタ４０５が検出した検出信号を受信し、検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してシステムコントローラ４０１に送信する。システムコントローラ４０１は、Ａ／Ｄ変換器４０４から受信したデジタル信号に基づいてＡＣドライバ４１１の制御を行う。

ＡＣドライバ４１１は、定着ヒータ４１２の温度が定着処理を行うために必要な温度となるように定着ヒータ４１２を制御する。なお、定着ヒータ４１２は、定着処理に用いられるヒータであり、定着装置５８に含まれる。また、ＡＣドライバ４１１は、除湿ヒータ４１３の制御も行っており、例えば感光ドラムヒータ６の制御を実施している。感光ドラムヒータ６に含まれるサーミスタ（詳細不図示）を元に感光ドラムヒータ６への電力供給をＯＮ／ＯＦＦすることで感光ドラムヒータ６を一定温度に保っている。なお、図４においては、除湿ヒータ４１３とは感光ドラムヒータ６であるが、除湿ヒータ４１３は１つとは限らず、他の結露防止ヒータやカセット内のシートの除湿を行うカセットヒータなど複数の除湿ヒータを含んでも良い。この場合、ＡＣドライバ４１１は、複数の除湿ヒータ４１３を制御する。

システムコントローラ４０１は、使用する記録媒体（シート）の種類（以下、紙種と称する）等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部４０２に設けられた表示部に表示するように、操作部４０２を制御する。システムコントローラ４０１は、ユーザが設定した情報を操作部４０２から受信し、ユーザが設定した情報に基づいて画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する。また、システムコントローラ４０１は、画像形成装置１００の状態を示す情報を操作部４０２に送信する。なお、画像形成装置１００の状態を示す情報とは、例えば、画像形成枚数、画像形成動作の進行状況、画像形成装置１００におけるシートのジャムや重送等に関する情報である。操作部４０２は、システムコントローラ４０１から受信した情報を表示部に表示する。このようにして、システムコントローラ４０１は画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する。

［環境温度と各部の温度の関係］
図５は感光ドラム４、現像装置２の周囲温度、感光ドラムヒータ６の温調温度と環境温度の特性を示した図である。画像形成装置１００は、感光ドラムヒータ６によって感光ドラム４の表面温度を所定温度以上に保つように感光ドラム４を温めている。感光ドラム４の帯電によって生じる放電生成物が感光ドラム４表面に付着したまま空気中の水分を吸湿して結合すると、感光ドラム４ドラムの表面抵抗が低下して静電潜像に影響を与え、画像不良を生じる場合がある。そのため、感光ドラムヒータ６によって感光ドラム４の表面温度を一定に保つことで水分を揮発させ、放電生成物と空気中の水分が結合することを防いでいる。そこで、本実施形態の場合、感光ドラムヒータ６を例えば５０．０℃の一定温度で温調し、３０℃の環境温度の場合に感光ドラム４の周囲温度を３７．５℃以上に保つように制御している。

図５に示すように３０℃の環境温度で感光ドラム４の周囲温度は３７．５℃である一方、現像装置２の周囲温度は３９．５℃と感光ドラム４の周囲温度に対して２．０℃高い。これは現像装置２の方が感光ドラム４よりも感光ドラムヒータ６に距離が近いためである。更に、環境温度が３７．５℃になると、感光ドラムヒータ６は５０．０℃の同一温度であっても、感光ドラム４の周囲温度は４５．０℃、現像装置２の周囲温度は４７．０℃に上昇する。現像装置２や感光ドラム４は感光ドラムヒータ６による熱の他に環境温度による外気からの影響を受けているためであり、環境温度が高くなればなるほど感光ドラム４や現像装置２の温度は上昇する。また、感光ドラムヒータ６は画像形成装置１００の電源ＯＦＦ時でも温調されるため、複雑な制御は実施しておらず環境温度に依らず５０．０℃の同一温度で温調されている。

現像装置２はトナーを含む現像剤を収容しているため、周囲温度が高くなると現像剤が溶融して凝集塊が発生するリスクが高くなる。更に低電力化を図るべく低融点トナーを採用している場合はより凝集塊の発生するリスクが高くなる。本実施形態の場合、トナーとして、ガラス転移点Ｔｇが７０°以下のものを採用している。トナーの凝集塊が発生してしまうと、現像容器２０内の現像剤を攪拌搬送している第１搬送スクリュー２１及び第２搬送スクリュー２２に過負荷がかかり駆動源である現像モータ６１が停止し、エラーが発生してしまう虞がある。本実施形態では環境温度が３０℃以上の場合に現像装置２の周囲温度が３９．５℃まで上昇するため、凝集塊が発生するリスクが高くなる。しかし、凝集塊が発生する可能性が高まる環境温度（所定温度）については、本実施形態では３０℃であるが、トナーの特性や装置の構成に依るものでありこの限りではない。

［電源ＯＮ又はスリープ復帰時の制御］
上述のように環境温度が所定温度以上（本実施形態では３０℃以上）になると、現像容器２０内でトナーの凝集塊が発生して、第１搬送スクリュー２１及び第２搬送スクリュー２２を駆動する現像モータ６１が停止する虞がある。そして、現像モータ６１が停止してしまうと、装置のダウンタイムが発生する。そこで、本実施形態では、画像形成装置の電源ＯＮ時、或いは、画像形成（ジョブ）を待機する待機状態よりも消費電力が低いスリープ状態から待機状態（Ｓｔａｎｄｂｙ）への復帰時の環境温度に応じて、現像モータ６１の駆動シーケンスを変更するようにしている。

具体的には、システムコントローラ４０１は、画像形成時に現像モータ６１を第１の速度で駆動する第１駆動シーケンスと、現像モータ６１を第１の速度よりも遅い第２の速度で駆動する第２駆動シーケンスとを実行可能である。本実施形態では、第２駆動シーケンスにおいて現像モータ６１に印加する駆動電流は、第１駆動シーケンスにおいて現像モータ６１に印加する駆動電流よりも大きくしている。第１駆動シーケンス及び第２駆動シーケンスの詳細については後述する。

そして、システムコントローラ４０１は、電源ＯＮ時或いはスリープ復帰時に、環境センサ６０により検知された温度が所定温度以上である場合には第２駆動シーケンスを実行してから待機状態に移行する。また、システムコントローラ４０１は、電源ＯＮ時或いはスリープ復帰時に、環境センサ６０により検知された温度が所定温度未満である場合には第２駆動シーケンスを実行せずに前記待機状態に移行する。以下、図６を用いて詳細に説明する。

図６は、画像形成装置１００起動時の全体動作シーケンスを示すフローチャートである。電源ＯＮ又はスリープ復帰後に（Ｓ１０１）、システムコントローラ４０１は、環境センサ６０で検知している環境温度Ｔが３０℃未満であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。３０℃未満（所定温度未満）であれば（Ｓ１０２のＹ）、現像モータ６１を回転させることなく、即ち、第２駆動シーケンスを実行することなく、ジョブ受付状態であるＳｔａｎｄｂｙ（待機状態）へ移行する（Ｓ１０３）。そして、第２駆動シーケンスの実行後に現像モータ６１が正常回転していなかった回数であるカウント値Ｎをクリアして、Ｎ＝０にした後（Ｓ１０４）、制御を終了する。

一方、Ｓ１０２において、環境温度Ｔが３０℃以上（所定温度以上）の場合（Ｓ１０２のＮ）、通常画像形成時の第１駆動シーケンスとは異なる、第２駆動シーケンスを実行し、第１駆動シーケンスとは異なる駆動速度で現像モータ６１を回転させる（Ｓ１０５）。これにより、高温環境に設置されたことにより発生する現像装置２内の凝集塊を崩す。次に、システムコントローラ４０１は、第２駆動シーケンス後に現像モータ６１が正常回転したか否かを判断し（Ｓ１０６）、正常回転した場合（Ｓ１０６のＹ）、Ｓｔａｎｄｂｙに移行し（Ｓ１０３）、カウント値をクリアする（Ｓ１０４）。

一方、Ｓ１０６において、第２駆動シーケンス後に現像モータ６１が正常回転しなかった場合（Ｓ１０６のＮ）、システムコントローラ４０１は、カウント値Ｎが２以上であるかを判定する（Ｓ１０７）。カウント値が２以上の場合は（Ｓ１０７のＹ）、現像モータ６１にエラーが発生している旨の現像モータエラー（エラー情報）を出力する。システムコントローラ４０１から出力された情報は、例えば、操作部４０２の表示部に表示（通知）される（Ｓ１０８）。そして、カウント値Ｎをクリア後（Ｓ１０４）、終了する。Ｓ１０７において、カウント値Ｎが２より小さい場合は（Ｓ１０７のＮ）、カウント値Ｎをカウントアップ（Ｎ＋１）し（Ｓ１０９）、再度、第２二駆動シーケンス実行する（Ｓ１０５）。

現像モータ６１が正常回転しているか否かは、上述した回転座標系における電流値を用いることで検出した現像モータ６１の回転状態から判定する。即ち、システムコントローラ４０１は、第２駆動シーケンスの実行後に、検出した現像モータ６１の電流値に基づいて、現像モータ６１が回転している否かを判断する。現像モータ６１が回転していない場合には、現像容器２０内の凝集塊を十分に崩せていないと判断できるため、再度、第２駆動シーケンスを実行する。但し、カウント値Ｎが２以上（所定値以上）となった場合には、待機状態に移行せずに、現像モータエラーを通知するようにしている。なお、エラー通知するまでのカウント値Ｎは、２に限らず、３以上の他の数値に設定しても良い。

［第２駆動シーケンス］
次に、第２駆動シーケンスについて説明する。図７は、現像モータ６１の第２駆動シーケンスの詳細について示すフローチャートである。システムコントローラ４０１は、第２駆動シーケンスの実行要求を受けると、現像モータ６１の位相合わせを実施する（Ｓ２０１）。移送合わせ実施後、現像モータ６１に印加する駆動電流を画像形成時時の第１駆動シーケンスに対して２倍の値に設定する（Ｓ２０２）。本実施形態では画像形成時、即ち、第１駆動シーケンスの実行時の平均駆動電流５００ｍＡに対して、第２駆動シーケンスの実行時の平均駆動電流を１Ａに設定する。第２駆動シーケンスでは、電流設定後、回転速度を自起動周波数である２００ｒｐｍの速度で現像モータ６１を立ち上げ（Ｓ２０３）、自起動周波数のまま加速することなく１秒間（所定時間）、現像モータ６１を回転させる（Ｓ２０４）。

［第１駆動シーケンスと第２駆動シーケンス］
図８（ａ）、（ｂ）は、第１駆動シーケンスと第２駆動シーケンスのタイミングチャートを示した図である。図８（ａ）に第１駆動シーケンスのタイミングチャート、図８（ｂ）に第２駆動シーケンスのタイミングチャートを示している。第１駆動シーケンスは、現像モータ６１起動のタイミングで自起動周波数である２００ｒｐｍ（第３の速度）で立ち上げた後に加速時間ｔ１を要して目標回転数である１０００ｒｐｍ（第１の速度）まで加速させている。即ち、第１駆動シーケンスは、第１の速度（１０００ｒｐｍ）よりも遅い第３の速度（２００ｒｐｍ）で現像モータ６１の駆動を開始してから、第１の速度まで加速するシーケンスである。これは画像形成時のシーケンスであり、所望のプリント生産性を成立させるために決められたプロセススピードを満たす速度で回転している。

ここで、万が一、現像モータ６１に想定以上の負荷が発生していると、第１駆動シーケンスを実行しても、現像モータ６１を目標速度に加速している最中もしくは目標回転速度に到達した直後にトルクが不足して現像モータ６１が回転できずにモータエラーが生じてしまう。

一方、第２駆動シーケンスは、現像モータ６１起動のタイミングで自起動周波数である２００ｒｐｍ（第２の速度）で立ち上げ、そのまま速度を加速することなく同じ速度で１秒以上回転を続ける。即ち、第２駆動シーケンスは、第２の速度（２００ｒｐｍ）で現像モータ６１の駆動を開始し、第２の速度のまま所定時間（１秒以上）、現像モータ６１を駆動するシーケンスである。なお、本実施形態では、第２の速度と第３の速度は同じである。

このように本実施形態においては、第２駆動シーケンスを実行することで、２００ｒｐｍの速度で少なくとも１秒以上回転することによって、第１、第２搬送スクリュー２１、２２が１回転し、現像容器２０内の凝集塊を崩すことができる。また駆動時の電流は第１駆動シーケンスの５００ｍＡに対して第２駆動シーケンスは１Ａの電流設定で駆動する。これにより、画像形成時の第１駆動シーケンスの目標速度１０００ｒｐｍ時に５２ｍＮ・ｍのトルク出力に対して、第２駆動シーケンスは、１５６ｍＮ・ｍの３倍のトルクが出力可能となる。この結果、第２駆動シーケンスを実行することで、現像装置２内に凝集塊が万が一発生しても、高いトルク出力で第１、第２搬送スクリュー２１、２２を回転させることにより凝集塊を崩すことが可能となる。

例えば、５０℃の環境に放置された現像装置２内に発生する凝集塊を崩す際に約１２０ｍＮ・ｍのトルクが必要になることが分かっているので、第２駆動シーケンスにおいて１５６ｍＮ・ｍを出力できれば凝集塊を崩しながら現像モータ６１を回転させることができる。本実施形態では、第２駆動シーケンスにおいて、現像モータ６１の駆動時間（所定時間）は１秒に設定しているが、現像装置２内のスクリューが１回転するまでに要する時間は装置の構成に依存するものであり、１秒とは限らず装置によって設定される。即ち、第２駆動シーケンスにおける現像モータ６１の駆動時間は、第１、第２搬送スクリュー２１、２２を少なくとも１回転させるのに要する時間に設定されていれば良い。

このような本実施形態の場合、環境温度が上昇しても、装置のダウンタイムの発生を抑制できる。即ち、上述のように、本実施形態では、画像形成装置１００を起動後に環境センサ６０で計測する環境温度が３０℃以上の場合、現像装置２内に現像剤の凝集塊が発生している可能性があると判断する。そして、高トルク出力可能な第２駆動シーケンスで現像モータ６１を回転させることで凝集塊を崩すことが可能となる。これによって、感光ドラムヒータ６などの除湿ヒータを備え、かつ低融点トナーを採用して省電力を図った画像形成装置１００が高温環境に放置されるような状況においても、現像装置２内の凝集塊による過負荷モータエラーを未然に防ぐことができ、ダウンタイム低減、かつ省電力である装置を提供可能となる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図９を用いて説明する。上述の第１の実施形態と異なる点は、第２駆動シーケンスにおける現像モータ６１の駆動を間欠的に行っている点である。その他の構成及び作用は上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡潔にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

図９（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態に係る第１駆動シーケンス及び第２駆動シーケンスのタイミングチャートを示す図である。図９（ａ）に第１駆動シーケンスのタイミングチャート、図９（ｂ）に第２駆動シーケンスのタイミングチャートを示している。第１駆動シーケンスについては、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

第２駆動シーケンスは、現像モータ６１起動のタイミングで自起動周波数である２００ｒｐｍ（第２の速度）で立ち上げ、回転時間ｔ２（第１の時間）経過後に停止する。その後、停止時間（第２の時間）ｔ３経過後に再び自起動周波数の２００ｒｐｍで現像モータ６１を立ち上げ、回転時間ｔ２経過後にｔ３時間停止し、再び自起動周波数２００ｒｐｍで現像モータ６１を立ち上げｔ２経過後に停止する。即ち、本実施形態の第２駆動シーケンスは、第２の速度（２００ｒｐｍ）で現像モータ６１の駆動を開始し、第２の速度のまま現像モータ６１を第１の時間駆動してから、現像モータ６１の駆動を第２の時間停止するサイクルを所定時間繰り返すシーケンスである。

このように、本実施形態では、第２駆動シーケンスにおいて現像モータ６１を間欠動作させ、回転時間ｔ２は複数回繰り返されるが、合計で１秒以上となるように設定される。停止時間ｔ３は、回転時間ｔ２と同じ時間であっても良いし、異なっていても良い。何れにしても、現像モータ６１の回転が複数回となるように回転と停止を繰り返し、回転時間ｔ２の合計時間が１秒以上となる所定時間の間、第２駆動シーケンスが実行される。これは、現像モータ６１が２００ｒｐｍの速度で、合計時間が少なくとも１秒以上回転することによって、第１、第２搬送スクリュー２１、２２が１回転し、凝集塊を崩すことができるためである。

また、本実施形態においても、第２駆動シーケンス実行時の現像モータ６１の駆動電流を、第１駆動シーケンスの５００ｍＡよりも大きい１Ａに設定している。これにより、第２駆動シーケンスを実行することで、より高トルクを出力して現像モータ６１を回転させ、間欠動作によるショックを与えることによって凝集塊をより効果的に崩すことが可能となる。

更に、現像モータ６１の設定電流が通常の画像形成時より大きいため昇温の影響が懸念されるが、間欠動作で停止時間を設けることでモータ駆動部品の温度上昇を抑えることができる。なお、本実施形態では、第２駆動シーケンスにおいて、間欠動作によって複数回繰り返される回転時間ｔ２が合計で１秒以上となるように設定しているが、現像装置２内のスクリューが１回転するまでに要する時間は装置の構成に依存するものであり、１秒に限らず装置によって設定される。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１０を用いて説明する。上述の第１の実施形態と異なる点は、第２駆動シーケンスの実行後に、現像モータ６１の負荷トルクの判定を行っている点である。その他の構成及び作用は上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡潔にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１０は、第３実施形態に係る画像形成装置１００起動時の全体動作シーケンスを示すフローチャートである。電源ＯＮ又はスリープ復帰後に（Ｓ３０１）、システムコントローラ４０１は、環境センサ６０で検知している環境温度Ｔが３０℃未満であるか否かを判断する（Ｓ３０２）。３０℃未満（所定温度未満）であれば（Ｓ３０２のＹ）、現像モータ６１を回転させることなく、即ち、第２駆動シーケンスを実行することなく、ジョブ受付状態であるＳｔａｎｄｂｙ（待機状態）へ移行する（Ｓ３０３）。そして、第２駆動シーケンスの実行後に現像モータ６１が正常回転していなかった回数であるカウント値Ｎ、及び、現像モータ６１が正常トルクではなかった回数であるカウント値Ｋをクリアして、Ｎ＝０、Ｋ＝０にした後（Ｓ３０４）、制御を終了する。

一方、Ｓ３０２において、環境温度Ｔが３０℃以上（所定温度以上）の場合（Ｓ３０２のＮ）、通常画像形成時の第１駆動シーケンスとは異なる、第２駆動シーケンスを実行し、第１駆動シーケンスとは異なる駆動速度で現像モータ６１を回転させる（Ｓ３０５）。これにより、高温環境に設置されたことにより発生する現像装置２内の凝集塊を崩す。次に、システムコントローラ４０１は、第２駆動シーケンス後に現像モータ６１が回転したか否かをモータ制御装置４０８にて判断する（Ｓ３０６）。

システムコントローラ４０１は、現像モータ６１が回転していると判定した場合（Ｓ３０６のＹ）、モータ制御装置４０８によりモータトルク（負荷）を検出し、正常トルクであるか否かを判定する（Ｓ３０７）。正常トルクとは正常時に現像モータ６１を回転させたときの負荷トルクで、例えば本実施形態では正常時の現像モータ６１に掛かる負荷トルクは５２±５ｍＮ・ｍであり、この正常トルク範囲（所定の範囲）であるか否かを判定する。即ち、正常トルク範囲（所定の範囲）は、４７ｍＮ・ｍ以上５７ｍＮ・ｍ以下であり、モータ制御装置４０８により上述の回転座標系における電流値を用いることで検出した負荷トルクがこの範囲内にあるか、範囲外（４７ｍＮ・ｍ未満、或いは、５７ｍＮ・ｍよりも大きい）にあるかを判定する。

システムコントローラ４０１は、Ｓ３０７にて正常トルクであると判定した場合は（Ｓ３０７のＹ）、Ｓｔａｎｄｂｙに移行し（Ｓ３０３）、カウント値Ｎ、Ｋをクリアして（Ｓ３０４）、終了する。一方、システムコントローラ４０１は、Ｓ３０７にて正常トルク範囲外（所定の範囲外）であると判定した場合（Ｓ３０７のＮ）、カウント値Ｋが２以上であるか否かを判定する（Ｓ３０８）。Ｋ≧２の場合は（Ｓ３０８のＹ）、現像モータ過負荷エラーを通知する（Ｓ３０９）。即ち、現像モータ６１に過負荷によるエラーが発生している旨の現像モータ過負荷エラー（エラー情報）を出力する。システムコントローラ４０１から出力された情報は、例えば、操作部４０２の表示部に表示（通知）される。そして、カウント値Ｎ、Ｋをクリア後（Ｓ３０４）、終了する。Ｓ３０８において、カウント値Ｋが２未満の場合は（Ｓ３０８のＮ）、凝集塊が崩し切れていないと判定し、カウント値Ｋをカウントアップ（Ｋ＋１）し（Ｓ３１０）、再度、第２駆動シーケンスを実施する（Ｓ３０５）。

一方、Ｓ３０６において、第２駆動シーケンス後に現像モータ６１が回転せずに停止していると判定した場合（Ｓ３０６のＮ）、カウント値Ｎが２以上であるかを判定する（Ｓ３１１）。カウント値が２以上の場合は（Ｓ３１１のＹ）、現像モータエラーを通知後（Ｓ３１２）、カウント値Ｎ，Ｋをクリアして（Ｓ３０４）、終了する。Ｓ３１１において、カウント値Ｎが２より小さい場合は（Ｓ３１１のＮ）、カウント値Ｎをカウントアップ（Ｎ＋１）し（Ｓ３１３）、再度、第２二駆動シーケンス実行する（Ｓ３０５）。

このようにシステムコントローラ４０１は、第２駆動シーケンスの実行後に、検出した現像モータ６１の電流値に基づいて、現像モータ６１が回転している否か、及び、現像モータ６１の負荷トルクが正常範囲か否かを判断する。現像モータ６１が回転していない場合や負荷トルクが正常範囲外である場合には、現像容器２０内の凝集塊を十分に崩せていないと判断できるため、再度、第２駆動シーケンスを実行する。但し、カウント値Ｎが２以上（第１の値以上）、或いは、カウント値Ｋが２以上（第２の値以上）となった場合には、待機状態に移行せずに、現像モータエラーを又は現像負荷エラーを通知するようにしている。

即ち、システムコントローラ４０１は、第２駆動シーケンスの実行後に現像モータ６１が回転しなかった回数であるカウント値Ｎと、第２駆動シーケンスの実行後に検出したモータトルクが所定の範囲外（正常範囲外）であった回数であるカウント値Ｋとをそれぞれカウントする。そして、第２駆動シーケンスの実行後に、現像モータ６１が回転しており、且つ、検出したモータトルクが所定の範囲内であれば、待機状態に移行して、カウント値Ｎ及びカウント値Ｋをそれぞれ０にする。一方、カウント値Ｎが第１の値以上（２以上）、或いは、カウント値Ｋが第２の値以上（２以上）となった場合には、待機状態に移行せずに、エラー情報を出力する。なお、エラー通知するまでのカウント値Ｎ、Ｋ（第１の値、第２の値）は、２に限らず、３以上の他の数値に設定しても良い。また、第１の値と第２の値は異なっていても良い。

本実施形態の場合、上述のように画像形成装置１００を高トルク出力可能な第２駆動シーケンスで現像モータ６１を回転させ、モータ回転時のトルクが正常か否かを判定することで、より確実に凝集塊を崩すことが可能となる。なお、本実施形態の第２駆動シーケンスを第２の実施形態で説明したシーケンスとしても良い。

２・・・現像装置
４・・・感光ドラム（像担持体）
５・・・現像スリーブ（現像剤担持体）
６・・・感光ドラムヒータ（ヒータ）
２０・・・現像容器
２１・・・第１搬送スクリュー（搬送部材）
２２・・・第２搬送スクリュー（搬送部材）
６０・・・環境センサ（温度検知センサ）
６１・・・現像モータ（モータ）
１００・・・画像形成装置
４０１・・・システムコントローラ（制御部）

Claims (10)

1. 静電潜像を担持する像担持体と、
   現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を攪拌搬送する搬送部材と、前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体と対向する位置に搬送し、前記像担持体上の静電潜像を現像剤により現像する現像剤担持体と、を有する現像装置と、
   前記搬送部材を駆動するモータと、
   画像形成装置の周囲の環境温度を検知する温度検知センサと、
   前記モータを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   画像形成時に前記モータを第１の速度で駆動する第１駆動シーケンスと、前記モータを前記第１の速度よりも遅い第２の速度で駆動し、且つ、前記モータに印加する駆動電流が、前記第１駆動シーケンスにおいて前記モータに印加する駆動電流よりも大きい第２駆動シーケンスとを実行可能であり、
   前記画像形成装置の電源ＯＮ時、或いは、画像形成を待機する待機状態よりも消費電力が低いスリープ状態から前記待機状態への復帰時に、前記温度検知センサにより検知された温度が所定温度以上である場合には前記第２駆動シーケンスを実行してから前記待機状態に移行し、前記温度検知センサにより検知された温度が所定温度未満である場合には前記第２駆動シーケンスを実行せずに前記待機状態に移行する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 現像剤は、ガラス転移点Ｔｇが７０°以下であるトナーを含む
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２駆動シーケンスは、前記第２の速度で前記モータの駆動を開始し、前記第２の速度のまま所定時間、前記モータを駆動するシーケンスである
   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。
4. 前記第２駆動シーケンスは、前記第２の速度で前記モータの駆動を開始し、前記第２の速度のまま前記モータを第１の時間駆動してから、前記モータの駆動を第２の時間停止するサイクルを所定時間繰り返すシーケンスである
   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。
5. 前記第１駆動シーケンスは、前記第１の速度よりも遅い第３の速度で前記モータの駆動を開始してから、前記第１の速度まで加速するシーケンスである
   ことを特徴とする、請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第２駆動シーケンスの実行後に前記モータが回転していなければ、再度、前記第２駆動シーケンスを実行する
   ことを特徴とする、請求項１ないし５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記モータに掛かる負荷を検出し、前記第２駆動シーケンスの実行後に、前記モータが回転しているが、検出した前記負荷が所定の範囲外であれば、再度、前記第２駆動シーケンスを実行する
   ことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、
   前記第２駆動シーケンスの実行後に前記モータが回転しなかった回数であるカウント値Ｎと、前記第２駆動シーケンスの実行後に検出した前記負荷が前記所定の範囲外であった回数であるカウント値Ｋとをそれぞれカウントし、
   前記第２駆動シーケンスの実行後に、前記モータが回転しており、且つ、検出した前記負荷が前記所定の範囲内であれば、前記待機状態に移行して、前記カウント値Ｎ及び前記カウント値Ｋをそれぞれ０にし、
   前記カウント値Ｎが第１の値以上、或いは、前記カウント値Ｋが第２の値以上となった場合には、前記待機状態に移行せずに、エラー情報を出力する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体を加熱するためのヒータを備えた
   ことを特徴とする、請求項１ないし８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記ヒータは、前記像担持体よりも前記現像装置に近い位置に配置されている
    ことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。

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