JP4356760B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置に関し、特に、駆動機構にステッピングモータが用いられている画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、これらの複合機であるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）などの画像形成装置では、駆動源として、ステッピングモータが用いられている場合がある。そして、このような画像形成装置では、多くの場合、ステッピングモータの制御方式として定電流駆動方式が採用されている。定電流方式は、駆動開始時には目標の電流が流れるまでステッピングモータに比較的高い電圧を印加し、そして、ステッピングモータに流れる電流が目標電流に到達した後、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行なって、目標電流を保つ方式である。つまり、ステッピングモータに流れる電流が目標電流に到達した後、ステッピングモータに流れる電流が継続して監視され、高速で電圧の印加のＯＮ／ＯＦＦを繰返すスイッチング方式が採用されることにより、目標電流を保つ制御が実現される。

画像形成装置で採用されている定電流方式によるステッピングモータの駆動は、装置において当該ステッピングモータが利用される部分に対する負荷が最大となった場合でもモータを脱調させずに確実に動作させるため、当該部分に対する負荷が最大である場合に想定される電流が目標電流として設定されている。なお、脱調とは、ステッピングモータに与えられる駆動電圧のパルス信号の周期が短くなりすぎた場合に、当該ステッピングモータのロータの動作が付いていくことが出来なくなって正常に回転しなくなる現象を言う。

このような画像形成装置に関して、従来から種々の技術が開示されている。
たとえば、引用文献１（特開平７−６７０１６号公報）では、画像処理装置において、モータの回転速度と回転方向とをパラメータとして、モータの回転トルクを最適状態に校正する技術が開示されている。

また、引用文献２（特開平１１−１８０００３号公報）では、画像形成装置において、モータの駆動電流の立ち上がりの変化を検知したり当該駆動電流のチョッピングの回数をカウントしたりすることにより、モータの回転の状況を検知し、そして、検知した状態によって駆動電流を制御する技術が開示されている。

なお、画像形成装置では、このようなモータの他にも、種々のセンサが設けられ、紙送り機構におけるジャムの発生や、作像ユニットにおけるインクカートリッジの装着の有無などが検知されていた。
特開平７−６７０１６号公報 特開平１１−１８０００３号公報

上記のような画像形成装置では、一般の装置と同様に、製造コストの削減が重要視されているとともに、当該画像形成装置の構成部品をできるだけ少なくして小型化を進めたいという要望もあった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、画像形成装置において、製造コストの削減および当該装置の小型化を図ることを目的とする。

本発明の一側面に従った画像形成装置は、用紙上に画像を形成する画像形成装置であって、画像形成の際に駆動される部材と、前記部材を駆動するためのステッピングモータと、前記ステッピングモータに、前記部材を駆動するための電力の供給を制御する制御手段と、前記ステッピングモータの負荷を判定するためのしきい値の情報を記憶する記憶手段と、情報を表示する表示手段とを含み、前記制御手段は、前記部材を駆動するために、前記ステッピングモータに電力を供給し、前記ステッピングモータに対する駆動電流波形における立上がり領域での変曲点の電流値に基づいて、前記ステッピングモータの、前記部材を駆動するための負荷を算出し、前記算出した負荷と、前記記憶手段に記憶されたしきい値の情報との比較結果に基づいて、前記部材に生じている異常に関する表示を行なうように前記表示手段を制御することを特徴とする。
また、同上画像形成装置では、前記制御手段は、前記画像形成手段における画像形成動作が実行されていない期間中に、前記表示手段の制御を実行することが好ましい。

本発明の他の側面に従った画像形成装置は、用紙上に画像を形成する画像形成装置であって、画像形成の際に駆動される部材と、前記部材を駆動するためのステッピングモータと、前記ステッピングモータに、前記部材を駆動するための電力の供給を制御する制御手段と、前記ステッピングモータの負荷を判定するためのしきい値の情報を記憶する記憶手段と、前記制御手段は、前記部材を駆動するために、前記ステッピングモータに電力を供給し、前記ステッピングモータに対する駆動電流波形における立上がり領域での変曲点の電流値に基づいて、前記ステッピングモータの、前記部材を駆動するための負荷を算出し、前記算出した負荷と、前記記憶手段に記憶されたしきい値の情報との比較結果に基づいて、前記部材における異常発生の有無を判定することを特徴とする。
また、同上画像形成装置は、情報を表示する表示手段をさらに含むことが好ましい。

また、前記ステッピングモータに供給される電流値は、当該電流値に対応した電圧値として検出されることが好ましい。

また、同上画像形成装置は、用紙に現像剤を転写することにより画像を当該用紙上に形成する画像形成手段と、現像剤が転写された用紙を挟持搬送して転写用紙上に画像を定着させる定着手段とをさらに含み、前記部材は、前記定着手段において転写用紙を挟持搬送するローラでを含むことが好ましい。

また、同上画像形成装置は、中間転写体をさらに含み、前記部材は、用紙に現像剤を転写するための現像器を含むことが好ましい。

また、同上画像形成装置では、前記現像器は、現像剤を収容するカートリッジを装着可能に構成され、前記記憶手段は、前記ステッピングモータの負荷に関する上限値と下限値を記憶し、前記制御手段は、前記ステッピングモータの負荷が前記上限値以上である場合には、第１の情報を前記表示部に表示させ、前記ステッピングモータの負荷が前記下限値以下である場合には、前記第１の情報とは異なる第２の情報を表示させることが好ましい。

また、同上画像形成装置では、前記部材は、画像を形成される用紙を挟持搬送するロー
ラを含むことが好ましい。

また、同上画像形成装置は、前記用紙を収容する給紙カセットと、画像形成された用紙を前記画像形成装置の外部に排出する排紙ローラとをさらに含み、前記記憶手段は、用紙が、前記給紙カセットから、前記排紙ローラを介して前記画像形成装置の外部に排出されるまでに対応する前記ステッピングモータの負荷を判定するためのしきい値の記憶し、前記制御手段は、用紙が、前記給紙カセットから、前記排紙ローラを介して前記画像形成装置の外部に排出されるまでの、前記ステッピングモータの負荷を算出し、当該算出した負荷と前記記憶手段に記憶されたしきい値の情報との比較結果に基づいて、前記給紙カセットから前記排紙ローラを介して前記画像形成装置の外部に排出されるまでの経路に生じている異常に関する表示を行なうように前記表示手段を制御することが好ましい。

本発明によれば、画像形成装置において、画像形成の際に駆動される部材を駆動するのに必要な負荷が算出され、そして、表示部の表示内容を、当該算出された負荷の値に基づいたものにすることができる。

つまり、本発明によれば、上記のような部材においてエラーが発生し、当該部材を駆動するのに通常より多くの負荷を要するとなった場合に、そのことが、当該部材を駆動するステッピングモータの負荷を算出すれば、別途センサ等を設置しなくとも、表示部におけるエラー表示等に反映される。

したがって、画像形成装置において必要とされる部品点数を抑えることができ、装置の低コスト化および小型化を図ることができる。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も、特に言及される場合を除いて同じものである。

［第１の実施の形態］
本実施の形態においては、本発明にかかる画像形成装置をタンデム方式のデジタルカラー複写機（以下、複写機という）で適用する場合について説明する。しかしながら、本発明にかかる画像形成装置は複写機に限定されず、駆動機構にステッピングモータが用いられる画像形成装置であれば、プリンタやファクシミリ装置やそれらの複合機であるＭＦＰなどであってもよい。また、印刷方式もタンデム方式に限定されるものではなく、さらにデジタル方式に限定されるものでもない。さらに、カラー機でなくモノクロ機であってもよい。

カラータンデム方式の画像形成装置は、各々現像器を含んだ４色の作像部が、（当該作像部で形成されたトナー像を担持する中間転写体である）中間転写ベルトに沿って列設されて構成されている。そして、それぞれの作像部で形成された各色のトナー画像が上記中間転写ベルトに転写され（一次転写）、各色トナーの重ね合わせにより多色画像が形成される。さらに、中間転写ベルト上で重ね合わされた画像を印刷媒体である用紙上に転写し（二次転写）、定着工程を経て出力する。

図１は、本発明にかかる画像形成装置が適用される、本実施の形態にかかる複写機１のハードウェア構成の概略を示す模式的断面図である。複写機１は、タンデム方式のデジタルカラー複写機であって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを順次重ね合わせることによってカラー画像を形成する。

図１を参照して、本実施の形態にかかる複写機１は、画像読取部１０と、用紙搬送部２０と、画像形成部３０と、用紙格納部４０とを含む。

画像読取部１０は、原稿をセットするための戴荷台３と、原稿台ガラス１１と、戴荷台３にセットされた原稿を原稿台ガラス１１に自動的に１枚ずつ搬送する搬送部２と、読取られた原稿を排出するための排出台４とを含む。さらに、原稿読取部１０は、図示しないスキャナを含む。スキャナは、スキャンモータによって原稿台ガラス１１と平行移動する。スキャナには、原稿を照射する露光ランプ、原稿からの反射光の向きを変える反射ミラー、反射ミラーからの光路を変えるミラー、反射光を集光するレンズ、および受光した反射光に応じて電気信号を発生する３列（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの光電変換素子が含まれる。

搬送部２によって搬送された原稿は原稿台ガラス１１上にセットされ、スキャナが原稿台ガラス１１と平行に移動するとき露光走査される。原稿からの反射光は光電変換素子によって電気信号に変換され、画像形成部３０に入力される。

画像形成部３０は、複数のローラ３２，３３，３４により弛まないように懸架され、これらのローラが図１中で反時計回り（図１中の矢印Ａ方向）に回転することで、所定速度で同方向に回転する無端ベルトである中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１に沿って所定間隔で配置されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）各色トナーに対応し、現像器を含む作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ（これらを代表させて作像部２１とする）と、各作像部２１に含まれる現像器と、感光体と、中間転写ベルト３１を介して対をなす転写ローラ２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ（これらを代表させて転写ローラ２５とする）と、中間転写ベルト３１に転写されたトナー像が用紙に転写された後に定着させる定着器３６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３（図３参照）などを含むコントローラ１００と、コントローラ１００で実行されるプログラムやプログラムの実行に利用されるデータなどを記憶するメモリ１０１とを含む。作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、それぞれの色に対応するトナーを収容するカートリッジを装着できるように構成されている。

用紙格納部４０は、印刷媒体である用紙Ｓを収納する給紙カセット４１を含み、用紙搬送部２０は、給紙カセット４１から用紙Ｓを搬送するためのローラ４２，４３，３５，３７、および印刷された用紙を排出する排紙トレイ３８を含む。

コントローラ１００は、図示しない操作パネル等から入力される指示信号に基づいてメモリ１０１からプログラムを読出して実行し、上記各部を制御する。また、コントローラ１００は内部にタイマなどの計時手段を備えて、所定時間が計時されたときにプログラムを実行してもよい。なお、コントローラ１００およびメモリ１０１は画像形成部３０以外の画像読取部１０や用紙搬送部２０などに備えられてもよい。

コントローラ１００は上記プログラムを実行することで、画像読取部１０や外部装置などから入力された画像信号に対して所定の画像処理を施し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色に色変換したデジタル信号を作成する。コントローラ１００で作成された、上記画像を形成するための、シアン用の画像色データ、マゼンタ用の画像色データ、イエロー用の画像色データ、およびブラック用の画像色データは、各色に応じてコントローラ１００から作像部２１の露光器に出力される。

露光器が、コントローラ１００から入力された画像データに基づいて、感光体にレーザビームを出力することで、均一に帯電された感光体の表面が画像データに応じて露光され、静電潜像が形成される。現像ローラには現像バイアス電圧が印加されて、感光体の潜像電位との間に電位差が発生する。その状態において電荷を帯びたトナーが供給されることによって、感光体の表面にトナー像が形成される。感光体の表面に形成されたトナー像は、定電圧もしくは定電流の転写ローラ２５によって、像担持体である中間転写ベルト３１に転写される。これを一次転写と言う。

中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像は、ローラ３４によって、給紙カセット４１から搬送された用紙Ｓに転写される。これを二次転写と言う。用紙に二次転写されたトナー像は、定着器３６によって用紙に定着され、電子写真画像として排紙トレイ３８に排紙される。

複写機１の上記構成のうち、駆動機構として、作像部２１、特に感光体を駆動させる機構（以下、ＰＣ（Photo Conductor）駆動部と称する）や、定着器３６を駆動させる機構（以下、定着駆動部と称する）や、用紙搬送部２０のローラ４２，４３，３５，３７を駆動させる機構や、トナーユニットから作像部２１のトナーを感光体に供給する機構に対してトナーを補給するための機構（以下、トナー補給駆動部と称する）にステッピングモータが用いられ得る。図１においては、ステッピングモータＭ１が定着駆動部に用いられるステッピングモータの１つの具体例、ステッピングモータＭ２がＰＣ駆動部に用いられるステッピングモータの１つの具体例、およびステッピングモータＭ３がトナー補給駆動部に用いられるステッピングモータの１つの具体例を指している。なお、本発明においては、ステッピングモータが用いられる駆動機構は上記機構に限定されず、他の機構で用いられていてもよい。また、上記機構のいずれか１つまたは２つで用いられていてもよい。本実施の形態では、用いられるステッピングモータが２相バイポーラタイプであるものとする。

ここで、ステッピングモータの駆動に関して、説明する。
図２は、ステッピングモータを駆動させるために必要な負荷トルクの経時的変化と、設定される定電流値（上記の目標電流）との関係を説明する図である。なお、図２では、前者の負荷トルクが「Ａ」で示され、後者の定電流値に対応するトルクが「Ｂ」で示されている。

図２を参照して、Ａで示された負荷トルクは、時間経過に沿って上昇していき、使用環境等における条件によって、装置本体の負荷が最大となる（図中のＡの右端）。そこで、一般に、定電流駆動方式では、使用環境がそのような条件となって負荷トルクが最大となった場合であっても、また、突発的な変化が発生して一時的に負荷トルクが上昇した場合であっても、モータを脱調させずに確実に動作させるために、最大の負荷トルクに応じた（一定の余裕を加えた）トルクで駆動できるような定電流値が設定されている（図２中のＢ参照）。

本実施の形態にかかる複写機１では、上述の定電流駆動方式でステッピングモータの駆動が制御される。図３は、ステッピングモータの駆動を制御するための駆動回路の等価回路図の具体例であって、２相バイポーラタイプのステッピングモータの駆動回路の回路図の具体例を示す図である。

図３を参照して、本実施の形態にかかるステッピングモータの駆動回路は、ＣＰＵ１３に、ステッピングモータＭ（上記したステッピングモータＭ１〜Ｍ３の総称）に接続されたモータドライバ回路１２の入力端子が接続される。モータドライバ回路１２は、ＣＰＵ１３からの制御信号に従って励磁信号をステッピングモータＭに出力し、ステッピングモータＭの駆動（回転）を制御する。ＣＰＵ１３は、モータドライバ回路１２のＶｒｅｆ端子の電圧を変化させることによって、ステッピングモータＭのトルクを制御する。なお、図３において、モータドライバ回路１２のＶｒｅｆ端子の電圧はＣＰＵ１３からの制御信号によって設定される回路構成が示されているが、抵抗の分圧で設定される構成であってもよい。

また、モータドライバ回路１２の出力端子の一端は接地され（ＧＮＤ）、他の一端であるｓｅｎｓｅ端子は、電流検出抵抗１４と、増幅回路１５を介してＣＰＵ１３とに接続される。この回路構成によって、Ｖｒｅｆ端子の電圧と接地された端子との電圧差（Ｖｒｅｆ電位）に応じた電流がステッピングモータＭに供給される。また、ｓｅｎｓｅ端子から流出する電流と電流検出抵抗１４とで得られる、ｓｅｎｓｅ端子と接地された端子との間の電圧、つまりｓｅｎｓｅ端子の電位が、ＣＰＵ１３において検出される。ＣＰＵ１３においてｓｅｎｓｅ端子の電位の変化を検出することで、ステッピングモータＭに流れる電流の変化を検出することができる。

なお、ＣＰＵ１３は、複写機１に設けられた表示部５０（図１では、図示略）に接続されている。ＣＰＵ１３は、後述するようにステッピングモータＭに流れる電流の値に基づいた情報を表示部５０に表示する。

次に、図４を参照して、ステッピングモータＭに流れる電流（モータ電流と言う）の増減率の変化を説明する。なお、図４では、（Ａ）〜（Ｄ）として示された４種類の場合のモータ電流値の変化が示されている。

まず図４（Ａ）を参照して、ステッピングモータＭに、モータドライバ回路１２から新たに励磁信号が入力されると、または現在励磁している相から他の相に切替って励磁信号が入力されると、モータコイルに電流が流れ始め、モータ電流値が増加する（図４中の「立上がり領域」に対応）。

ＣＰＵ１３は、モータ電流が設定電流（目標電流）まで増加したことを検出すると、モータドライバ回路１２に制御信号を出力して、モータ電流のＯＮ，ＯＦＦを繰返すような励磁信号を出力させる。その結果、図４において「定電流制御領域」として示されるように、モータ電流は設定電流に維持される。

モータ電流波形において、新たに励磁信号が入力され、または現在励磁している相から他の相に切替って励磁信号が入力されて、電流値が上昇を始める点を「立上がり点」と称し、立上がり点から設定電流（目標電流）になるまで上昇する領域を「立上がり領域」と称し、設定電流が維持されている領域を「定電流制御領域」と称する。

立上がり領域では、励磁信号が入力された直後は、モータ電流の増減率（増加率）が低く、徐々に増減率が増大する。そして、定電流制御領域に近付くにつれて増減率が低くなるという傾向がある。なお、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示された各例では、増減率は正の値の増加率を有することが示されているが、ステッピングモータＭの特性や、ステッピングモータＭを駆動させるために必要な負荷トルクによっては増減率が負の値となり減少率となることがある。

さらに、上述の、増大する増減率が低くなるポイントと、装置でステッピングモータを駆動させるために必要な負荷トルクに対して現在設定されている定電流値でのモータ出力との関係について、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）を用いて説明する。立上がり領域において増減率が変化する（図４中の（Ａ）〜図４（Ｄ）では、増減率が一旦低くなる）ポイントを「変曲点」と称する。

複写機１でステッピングモータを駆動させるために必要な負荷トルクに対して現在設定されている定電流値でのモータ出力が大きい場合、言い換えると、現在設定されている定電流値でのモータ出力に対して必要な負荷トルクが軽い場合、図４（Ｃ）に示されるように、変曲点が、定電流制御領域よりも立上がり点に近い位置（駆動開始時と定電流制御領域の開始時の中間よりも駆動開始時側寄り）に発生する。

複写機１で必要な負荷トルクに対して現在設定されている定電流値でのモータ出力が適正である場合、言い換えると、現在設定されている定電流値でのモータ出力に対して必要な負荷トルクが重くなると、図４（Ｂ）に示されるように、変曲点が、図４（Ｃ）で変曲点が現れた時間よりも定電流制御領域側寄りに発生する。

複写機１で必要な負荷トルクに対して現在設定されている定電流値でのモータ出力が小さい場合、つまり現在設定されている定電流値でのモータ出力に対して必要な負荷トルクがさらに重くなると、変曲点は図４（Ｂ）に示された位置よりもさらに定電流制御領域により近付くことにより（遅い時間に現れるようになり）、重くなりすぎると、図４（Ａ）に示されるように、定電流制御領域に到達するまでに発生しなくなる。

なお、複写機１で必要な負荷トルクに対して現在設定されている定電流値でのモータ出力が極めて小さい場合、つまり現在設定されている定電流値でのモータ出力に対して必要な負荷トルクが（図４（Ａ）で示された状態よりも）さらに重くなると、図４（Ｄ）に示されるように、電流波形の立上がりから定電流制御領域に到達するまでの時間が短くなる。これは、複写機１で必要な負荷トルクに対して現在設定されている定電流値でのモータ出力が小さすぎる状態、つまり必要な負荷トルクに対して現在の定電流値の設定では適切なモータ出力の駆動ではないことを示している。これは、信頼性のない状態でのモータ駆動と言える。

本実施の形態の複写機１では、モータの駆動開始時のモータ電流の波形変曲点の位置（モータ駆動開始から変曲点が発生する発生する時間または発生したときのモータ電流値）に基づいて、ステッピングモータの駆動状態（駆動環境）が判断され、これに応じて、メッセージが表示されたり、モータ電流についての目標電流の値を決定されたりする。

図５は、本実施の形態の複写機１において各ステッピングモータの状態を決定するための機能構成の具体例を示すブロック図である。図５に示される機能は、ＣＰＵ１３がメモリ１０１からプログラムを読出して実行することによって主にＣＰＵ１３に形成される機能であるが、その中の少なくとも一部が図１に示されたハードウェア構成によって形成されてもよい。また、図５に示される機能は、各ステッピングモータの状態を互いに独立して決定できるように、複写機１に搭載されているものとする。

図５を参照して、ステッピングモータの状態を決定するための機能は、制御部１３１０、モータ電流検出部１３１１、変曲点検出部１３１２、第１判断部１３１３、第１しきい値記憶部１３１４、第２判断部１３１５、第３判断部１３１６、履歴記憶部１３１７、制御部１３１８、信号出力部１３１９、第２しきい値記憶部１３２０、および第３しきい値記憶部１３３０を含んで構成される。

モータ電流検出部１３１１は、図３に示されたモータドライバ回路１２のｓｅｎｓｅ端子と増幅回路１５を介して接続された構成によって、モータドライバ回路１２のｓｅｎｓｅ端子と接地点との間の電圧、つまりｓｅｎｓｅ端子の電位を検出する。検出された電圧は変曲点検出部１３１２に入力され、その電圧波形の変曲点が検出される。図３に示されたように、モータドライバ回路１２のｓｅｎｓｅ端子から流出する電流はステッピングモータＭに供給される電流に対応しているため、ｓｅｎｓｅ端子の電位変化による電圧波形は、モータ電流の電流波形とほぼ同様の形状である。変曲点の検出結果は、第１判断部１３１３および制御部１３１８、または第３判断部１３１６に入力される。

第１しきい値記憶部１３１４および第２しきい値記憶部１３２０は、主にメモリ１０１などに構成されて、変曲点の位置が適正な位置であるか否かを判断するために用いるしきい値を記憶する。たとえば第１しきい値記憶部１３１４，第２しきい値記憶部１３２０のそれぞれには、各モータについての、変曲点における電流値（または電圧値）から換算された負荷に関する上限値ＣＵ，下限値ＣＤが記憶される。なお、変曲点でのステッピングモータにおける電流値（または電圧値）を当該ステッピングモータの負荷に換算する方法は、周知のものであるためここでは説明を繰り返さない。

第１判断部１３１３は、変曲点検出部１３１２においてモータ電流の電流波形に対応した電圧波形より変曲点が検出された場合に、当該変曲点に対応する電圧値をステッピングモータの負荷に換算し、第１しきい値記憶部１３１４に記憶されているしきい値（ＣＵ）未満であるか否かを判断し、その結果を制御部１３１８へ出力する。また、第２判断部１３１５は、当該変曲点に対応する電圧値をステッピングモータの負荷に換算し、第２しきい値記憶部１３２０に記憶されているしきい値（ＣＤ）を超えているか否かを判断し、その結果を制御部１３１８へ出力する。しきい値ＣＵ，ＣＤは、予め第１しきい値記憶部１３１４，第２しきい値記憶部１３２０に記憶されていてもよいし、図示しない操作パネルにおいて設定操作を受付けて、当該操作パネルからの操作信号に基づいて第１しきい値記憶部１３１４，第２しきい値記憶部１３２０に格納されてもよい。

なお、制御部１３１８は、上記のように変曲点から求められたステッピングモータの負荷が上記のしきい値ＣＵ，ＣＤで規定される範囲外である場合（しきい値ＣＵ以上またはしきい値ＣＤ以下である場合）に、目標電流の電流値を設定することができる。ここで、設定される電流値を「ねらいの位置ＮＡ」と言う。

ねらいの位置ＮＡは、具体的には、たとえば現在設定されている定電流の設定値（目標電流）を値Ｉｓ、複写機１において必要とされる負荷に対する安全率を安全率Ｈ１（たとえば１０％）とすると、定電流制御領域の電流値がＩｓ／Ｈ１（安全率が１０％のときには、Ｈ１＝１．１）となるような電流波形における変曲点の位置として決めることができる。図示しない操作パネルにおいてこのようにして算出された変曲点の位置をねらいの位置ＮＡとして設定する操作を受付けて、操作パネルからの操作信号に基づいて第１しきい値記憶部１３１４に格納されてもよいし、安全率Ｈ１を設定する操作を受付け、その安全率Ｈ１に基づいて予め記憶されている必要なパラメータを用いてねらいの位置ＮＡが算出されて、第１しきい値記憶部１３１４に格納されてもよい。複写機１で必要とされる負荷に対して変曲点の位置がどこにあればその電圧波形のモータ出力でステッピングモータＭが安定して駆動（回転）できるかは、負荷の特徴、つまり、ステッピングモータＭが一定速度で駆動中に突発的に負荷が変更した場合に対応できる構成とするか否かに応じて、設計者が適宜設計することができる。

履歴記憶部１３１７は、主にメモリ１０１などに構成され、後述する定電流駆動方式における定電流の設定値の変更の履歴を記憶する。第３しきい値記憶部１３３０は、主にメモリ１０１などに構成され、脱調が発生しているか否かを判断するために用いるしきい値を記憶する。第３判断部１３１６は、変曲点検出部１３１２においてモータ電流より変曲点が検出されなかった場合に、履歴記憶部１３１７に記憶されている上記履歴を参照して過去に設定値を上昇させた履歴があるか否かを判断し、その履歴がなかった場合には、その判断結果を制御部１３１８に入力する。また、第３判断部１３１６は計時部１３０９を含み、過去に設定値を上昇させた履歴があった場合には、計時部１３０９で、変曲点検出部１３１２で得られたモータ電流の電流波形に対応した電圧波形より立上がり点から定電流制御領域に達するまでの時間を計時し、その時間が第３しきい値記憶部１３３０に記憶されているしきい値を越えているか否かを判断する。越えている場合にはその判断結果は制御部１３１８に入力され、越えていない場合には脱調であると判断されて、その判断結果は制御部１３１０に入力される。

制御部１３１８は信号生成部１３１８Ａを含み、第１判断部１３１３、第２判断部１３１５、および第３判断部１３１６から入力された判断結果に基づき、表示部５０に表示させるメッセージを特定する信号を信号生成部１３１８Ａに生成させ、そして、当該信号を信号出力部１３１９に入力する。信号出力部１３１９は、入力された演算結果に従って設定値をそのように変更するための制御信号をモータドライバ回路１２に対して出力する。また、設定値がそのように変更されたことが履歴として履歴記憶部１３１７に記憶される。

制御部１３１０は信号生成部１３０８を含み、第３判断部１３１６から入力された脱調であるとの判断結果に基づき、対象としているステッピングモータが用いられている部位に応じて、信号生成部１３０８において信号出力部１３１９から必要な各部に制御信号を出力させるために制御信号を生成し、信号出力部１３１９に入力する。

図６は、上記変曲点検出部１３１２のさらに詳細な構成の具体例を示すブロック図である。また、図７は、変曲点の検出方法を説明するための図であり、電圧波形の具体例を示す図である。

図６を参照して、変曲点検出部１３１２は、サンプリング部１３２１、関数設定部１３２２、差分算出部１３２３、および変曲点認識部１３２４を含んで構成される。

関数設定部１３２２は、設定されている定電流値（目標電流）と、履歴記憶部１３１７に記憶されている、前回のモータ電流検出において検出された立上がり点から定電流制御領域に達するまでの時間とを用いて、立上がり点から設定された定電流値にて定電流制御領域に達するまでの一次関数の係数Ａ（傾き）を算出し、図７に示される一次関数Ｙ１（ｎ）＝Ａ＊ｔ（ｎ）を設定する。なお、ｔ（ｎ）は、立上がり点から定電流制御領域に達するまでの時間を指す。

サンプリング部１３２１はモータ電流検出部１３１１において検出された電圧より、電圧波形の立上がり点から定電流制御領域到達までの立上がり領域のｓｅｎｓｅ端子と接地点との間の電圧を所定の時間間隔でｎ回サンプリングし、サンプリングされた電圧値をＹ２（ｎ）とする。

差分算出部１３２３は、サンプリング部１３２１でサンプリングされた電圧値Ｙ２（ｎ）と、関数設定部１３２２で設定された一次関数のＹ１（ｎ）との差分Ｄ（ｎ）を算出し、その結果を変曲点認識部１３２４に入力する。変曲点認識部１３２４はｎ回分の差分Ｄ（ｎ）を比較し、差分Ｄ（ｎ）が０である点、または差分Ｄ（ｎ）が＋から−あるいは−から＋に変化する点を変曲点Ｂとして認識し、認識された変曲点Ｂの位置ＮＢを第１判断部１３１３および制御部１３１８に入力する。または、差分Ｄ（ｎ）が常に０である場合、あるいは差分Ｄ（ｎ）の正負が変化しない場合にはその旨を第３判断部１３１６に入力する。

図８は、上記制御部１３１８のさらに詳細な構成の具体例を示すブロック図である。図８を参照して、制御部１３１８は、判定部１３３１、判定幅記憶部１３３２、演算部１３３３、第１係数記憶部１３３４、および第２係数記憶部１３３５を含んで構成される。

判定幅記憶部１３３２は主にメモリ１０１などに構成されて、モータ電流に対応する電圧値を複数回サンプリングした場合の、検出された変曲点における電圧値の最大値と最小値と差分が所定範囲内であるか否かを判定するために用いるしきい値としての、判定幅を記憶する。この判定幅は予め判定幅記憶部１３３２に記憶されていてもよい。また、実験によって求められるものであってもよく、その場合、図示しない操作パネルにおいて設定操作を受付けて、操作パネルからの操作信号に基づいて判定幅記憶部１３３２に格納されてもよい。

判定部１３３１は、変曲点検出部１３１２から入力された複数回のサンプリング結果で検出された変曲点における電圧値の最大値と最小値との差分Ｈ２を算出してその差分Ｈ２と上記判定幅とを比較することで、差分Ｈ２が上記判定幅内か否かを判定する。判定結果は、演算部１３３３に入力される。

第１係数記憶部１３３４および第２係数記憶部１３３５は主にメモリ１０１などに構成されて、後述する演算部１３３３での演算に用いられる第１係数Ｋ１および第２係数Ｋ２を記憶する。第１係数Ｋ１は増減係数であり、上述の安全率Ｈ１から定められる係数である。係数Ｋ１は予め第１係数記憶部１３３４に記憶されていてもよいし、図示しない操作パネルにおいて設定操作を受付けて、操作パネルからの操作信号に基づいて第１係数記憶部１３３４に格納されてもよい。または、安全率Ｈ１と係数Ｋ１との対応関係が記憶されており、安全率Ｈ１から自動的に設定されてもよい。第２係数Ｋ２は増減係数であり、複写機１において必要とされる負荷の変動が大きい場合にその変動に応じて用いられる係数、つまり上記差分Ｈ２から定められる係数である。係数Ｋ２もまた、予め第２係数記憶部１３３５に記憶されていてもよいし、図示しない操作パネルにおいて設定操作を受付けて、操作パネルからの操作信号に基づいて第２係数記憶部１３３５に格納されてもよい。または、差分Ｈ２と係数Ｋ２との対応関係が記憶されており、差分Ｈ２から自動的に設定されてもよい。

演算部１３３３は、判定部１３３１から入力された判定結果に従って、現在設定されている定電流の値Ｉｓから変更すべき設定値Ｉを算出する。演算部１３３３で用いられる演算式の具体例として、次の演算式（１），（２）が挙げられる。

つまり、判定部１３３１において上記差分Ｈ２が上記判定幅内と判定された場合には、
Ｉ＝Ｉｓ−（ＶＡ−ＶＢ）×Ｋ１ …演算式（１）、
判定部１３３１において上記差分Ｈ２が上記判定幅内でないと判定された場合には、
Ｉ＝Ｉｓ−（ＶＡ−ＶＢ）×Ｋ１×Ｋ２ …演算式（２）、
が用いられる。ただし、
Ｉｓは現在設定されている定電流値、
ＶＡはねらいの位置ＮＡである変曲点Ａでの電圧値、
ＶＢは位置ＮＢである変曲点Ｂでの電圧値、および
Ｋ１，Ｋ２は増減係数、を指す。

以下に、複写機１において、スキャナで読取られた画像または外部機器（パーソナルコンピュータ等の複写機１に接続された機器）からの指示により、用紙に対する画像形成が行なわれる際の処理（印刷処理）の内容を、当該処理のフローチャートである図９を参照して説明する。

図９を参照して、印刷処理では、コントローラ１００は、まずステップＳ１００で、用紙上に画像を形成する指示（印刷指示）がなされたか否かを判断する。なお、この指示は、複写機１におけるコピー処理（スキャナで読取られた画像を用紙上に形成する処理）が実行される中で、スキャナによる画像の読取りが終了した時点でコントローラ１００自身によって出される場合もあれば、外部機器から画像データとともに送信されてくる場合もある。

次に、コントローラ１００は、ステップＳ２００で、エラー検出処理を実行する。この処理の内容を、当該処理のサブルーチンのフローチャートである図１０を参照して説明する。なお、以下の説明は、図１における作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋがそれぞれ各色用のトナーカートリッジとともにユニットを形成しており、トナーエンプティの際に各作像部２１が各トナーカートリッジとともに交換されるタイプについて説明している。

図１０を参照して、エラー検出処理では、コントローラ１００は、まずステップＳ２０１で、第１しきい値記憶部１３１４から、感光体を駆動するステッピングモータ（Ｍ２）についての負荷の上限値（しきい値ＣＵ）を読み出し、また、第２しきい値記憶部１３２０から、当該ステッピングモータについての負荷の下限値（しきい値ＣＤ）を読み出して、当該コントローラ１００内のＲＡＭ（Random Access Memory）等に書き込み、ステップＳ２０２へ処理を進める。

ステップＳ２０２では、コントローラ１００は、ステップＳ２０１で読出した上限値および下限値を作像部２１の環境温度（感光体周辺の温度）等に基づいて補正して更新する。なお、補正後の上限値を上限値ＣＵＡと言い、補正後の下限値を下限値ＣＤＡと言う。

次に、コントローラ１００は、ステップＳ２０３で、上記ステッピングモータに通電することにより、感光体を駆動させる。

そして、コントローラ１００は、ステップＳ２０４で、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）等を参照して説明したように、ステップＳ２０３でステッピングモータに通電させた際の「変曲点」から当該ステッピングモータの負荷（ＣＸ）を算出する。

次に、コントローラ１００は、ステップＳ２０５で、ステップＳ２０４で算出した負荷が、ステップＳ２０２で得られた上限値ＣＵＡよりも小さいか否かを判断し、そうであると判断するとステップＳ２０７へ、そうではないと判断するとステップＳ２０６へ、それぞれ処理を進める。

ステップＳ２０６では、コントローラ１００は、感光体に異常な負荷がかかっていると判定し、表示部５０にその旨のエラーメッセージを表示させ、動作を停止させて処理を終了する。

一方、ステップＳ２０７では、コントローラ１００は、ステップＳ２０４で算出した負荷が、ステップＳ２０２で得られた下限値ＣＤＡよりも大きいか否かを判断し、そうであると判断するとステップＳ２０９へ、そうではないと判断するとステップＳ２０８へ、それぞれ処理を進める。

ステップＳ２０８では、コントローラ１００は、作像部２１のユニットが装着されていないと判定し、表示部５０にその旨のエラーメッセージを表示させ、動作を停止させて処理を終了する。

一方、ステップＳ２０９では、コントローラ１００は、ステップＳ２０４で補正した上限値および下限値を元に戻した上で更新して、図９に示したフローチャートに処理をリターンさせる。

再度図９を参照して、ステップＳ２００の後、コントローラ１００は、ステップＳ３００で、用紙搬送部２０および画像形成部３０を適宜制御することにより、画像を用紙上に印刷する処理を開始し、そして、ステップＳ４００で、印刷の終了を検知すると、処理を終了させる。

以上図９および図１０を参照して説明した印刷処理では、印刷が指示されると、感光体を含む作像部２１が駆動させられ、当該駆動に用いられるステッピングモータの負荷が算出され、そして、当該負荷の値が予め定められた範囲（上限値と下限値で規定される範囲）にあるか否かが判断される。そして、当該負荷の値が当該範囲内にあると判断されると、印刷が行なわれ、無いと判断されると表示部５０にエラーメッセージが表示されて処理が終了する。なお、エラーメッセージが表示された際には、ユーザにより、エラーを解除する対処（感光体を含む作像部のユニットの取付け等）がなされることにより、複写機１は、コントローラ１００が、再度ステップＳ１００から処理を実行する状態に復活する。

また、以上説明した印刷処理では、感光体を含む作像部全体についてエラー処理が実行される旨が言及されたが、実際には、作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのそれぞれについて、エラー検出処理がなされる。つまり、実際の処理では、まず、作像部２１Ｙについて、エラー処理（上限値および下限値の呼び出しとその補正、ステッピングモータによる駆動、負荷の算出、上限値および下限値の比較、ならびに必要な場合のエラー表示）が実行され、エラー表示がなされなければ、作像部２１Ｍについてエラー処理が実行され、当該作像部２１Ｍについてエラー表示がなされなければ、作像部２１Ｃについてエラー処理が実行され、そして、当該作像部２１Ｃについてエラー処理が実行されなければ、作像部２１Ｋについてエラー処理が実行される。そして、作像部２１Ｋについてのエラー処理においてエラー表示がなされなければ、印刷が開始される。

なお、複写機１は、作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋについてエラー処理のいずれかにおいてエラー表示がなされても、作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのすべてについてエラー処理を実行するように構成されても良い。この場合、作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋのエラー処理のいずれにおいてもエラー表示がなされなかった場合にのみ、印刷動作が実行される。なお、印刷動作とは、換言すれば、現像剤（本実施の形態ではトナーを例示）を用紙に転写するための動作である。

以上説明した本実施の形態では、印刷指示がなされると、実際の印刷動作が実行される前に、ステッピングモータにより感光体を含む作像部が駆動され、当該ステッピングモータの負荷の値が算出され、そして、当該負荷の値が所定の範囲に無い場合には、エラー表示がなされる。つまり、本実施の形態では、ステッピングモータの負荷の値を検出することにより、感光体を含む作像部の状態（その周囲に異物が混入している等によって駆動するための負荷が異常に大きくなっている状態、または、カートリッジが取付けられていない状態等）を、特別なセンサを設けることなく、検知できる。したがって、複写機１を構成する部材の数を減らすことができ、低コストおよび小型化に寄与できる。

なお、ステッピングモータの負荷の値を検出することにより状態を検知できるのは、感光体を含む作像部２１の状態に限られない。たとえば、定着器３６に備えられる加熱ローラを駆動させるステッピングモータの負荷の値を検出し、当該加熱ローラの状態を検知することもできると考えられる。また、用紙搬送部２０のローラ４２，４３，３５，３７を駆動させる機構を駆動するステッピングモータの負荷の値を検出することにより、当該ローラの状態（ＪＡＭの発生等）を検知することもできると考えられる。なお、以上の説明では、各作像部２１が各トナーカートリッジとともに交換されるタイプについて述べたが、トナーカートリッジだけを交換するタイプにおいてもメンテナンス交換の目的で各作像部２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋを取り外していることも同様の構成で検知することができる。

［第２の実施の形態］
図１１は、本発明の画像形成装置の第２の実施の形態であるカラープリンタの縦断面を模式的に示す図である。

カラープリンタ２００は、当該カラープリンタ２００の動作を全体的に制御するコントローラ２０１、当該コントローラ２０１の実行するプログラムや種々のデータを記憶するメモリ２０２、および表示部２０３を含む。表示部２０３の表示内容は、コントローラ２０１によって制御される。

また、カラープリンタ２００は、感光体ドラム２２７および帯電器２１２を含む感光体ユニットと、現像ラック９９を含む現像ユニットと、中間転写ベルト２２１を含む中間転写ユニットと、露光装置２４０を含むレーザ走査ユニットと、定着装置２４４を含む定着ユニットから主に構成される。

感光体ユニットでは、感光体ドラム２２７は、帯電器２１２によって帯電され、図示せぬ駆動装置により図１１中の矢印Ｘ方向に回転される。

現像ラック９９は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像器９９Ｋ，９９Ｃ，９９Ｍ，９９Ｙを備えており、これらは、現像ラック９９において、支軸を中心に、一体的にかつ回転可能に設置されている。なお、現像器９９Ｋ，９９Ｃ，９９Ｍ，９９Ｙは、それぞれ各色のトナーを収容するトナーカートリッジとともに現像ラック９９から着脱可能に構成されている。

中間転写ベルト２２１は、クリーナ対向ローラ２２２、１次転写巻きかけローラ２２３、１次転写ローラ２２４、２次対向転写ローラ２２５、および、テンションローラ２２６によって、つまり、５本のローラによって懸架されている。そして、１次転写巻きかけローラ２２３が回転駆動されることにより、中間転写ベルト２２１は、矢印Ｙ方向に回転駆動される。

カラープリンタ２００では、感光体ドラム２２７が露光装置２４０によって露光されることにより、感光体ドラム２２７上に静電潜像が形成される。当該静電潜像は、現像ラック９９の現像器９９Ｋ，９９Ｃ，９９Ｍ，９９Ｙによって、現像（トナー像化）される。そして、当該トナー像は、中間転写ベルト２２１に転写される。また、カラープリンタ２００では、２次転写対向ローラ２２５に対向する位置に２次転写ローラ２４３が設置されている。そして、転写材である用紙Ｐは、２次転写対向ローラ２２５によって支持される中間転写ベルト２２１と２次転写ローラ２４３によって構成されるニップ部に搬送され、そこで、中間転写ベルト２２１上のトナー像を転写される。トナー像を転写された用紙Ｐは、定着装置２４４に送られることにより、当該トナー像を定着された後、排紙ローラ２５１によってカラープリンタ２００外に排紙され、排紙トレイ２５２上に送られる。

本実施の形態では、感光体ドラム２２７から中間転写ベルト２２１への転写を１次転写と呼び、中間転写ベルト２２１から用紙Ｐへの転写を２次転写と呼ぶ。

なお、カラープリンタ２００では、中間転写ベルト２２１および感光体ドラム２２７の表面上に残ったトナー等の不要な物質を取り払うためのクリーナブレード２３２，２１８が設置されている。

図１２は、カラープリンタ２００の定着装置２４４の拡大図である。
図１２を参照して、定着装置２４４は、サーミスタ２９１、サーモスタット２９２、排紙センサ２９３、加圧ローラ２９４、加熱ローラ２９５、ヒータランプ２９６、およびクリーニングローラ２９７を含む。

加圧ローラ２９４は、定着装置２４４に送り込まれてきた用紙上のトナーに圧力を与えて、当該トナーを当該用紙に定着させるものである。

加熱ローラ２９５は、当該用紙上のトナーに熱と圧力を与えて、加圧ローラ２９４とともに、トナーを当該用紙に定着させるものである。加熱ローラ２９５は、コントローラ２０１を介して電力を供給されることにより発熱し、また、図示せぬモータ（後述する定着モータ２９８）により回転駆動される。

サーミスタ２９１は、加熱ローラ２９５の温度を検出する。サーミスタ２９１の検出出力は、コントローラ２０１に入力される。

サーモスタット２９２は、加熱ローラ２９５の温度が予め定められた温度を超えた場合に当該加熱ローラ２９５への電力供給を断つことにより、加熱ローラ２９５の温度調整を行なう。

排紙センサ２９３は、加圧ローラ２９４および加熱ローラ２９５から搬送された用紙を検知する。排紙センサ２９３の検知出力は、コントローラ２０１に入力される。

コントローラ２０１は、加熱ローラ２９５の加熱期間中に、ヒータランプ２９６を点灯させる。また、クリーニングローラ２９７は、加熱ローラ２９５に付着した紙粉を除去するために設けられている。

図１３は、図１２の加熱ローラ２９５近傍の拡大図である。
図１３を参照して、カラープリンタ２００では、加熱ローラ２９５の近傍に、当該加熱ローラ２９５を回転駆動させるための定着モータ２９８が設置されている。定着モータ２９８は、ステッピングモータによって構成される。コントローラ２０１は、第１の実施の形態においてコントローラ１００（ＣＰＵ１３）の動作として説明したように、定着モータ２９８に電力を供給したときの電流値（または電圧値）の変化を検出することにより、当該定着モータ２９８に対する負荷を算出できる。

本実施の形態のカラープリンタ２００のメモリ２０２では、定着モータ２９８の負荷に対して、理想的な値の範囲に関する情報が記憶されている。そして、コントローラ２０１は、定着モータ２９８の負荷と上記理想的な値の範囲とを比較し、当該範囲外となった場合には、定着モータ２９８が動作する状況に異常があるとして、エラーメッセージを表示部２０３に表示させる。

以下、コントローラ２０１によるエラーメッセージの表示について説明する。
図１４は、定着モータ２９８への電力供給開始時からの、当該定着モータ２９８の負荷についての理想的な値の範囲と、定着モータ２９８の実際の負荷の一例を示す図である。

図１４を参照して、ハッチングで示された領域Ｖ１〜Ｖ３の３種類の領域は、それぞれ、定着モータ２９８に対して時間Ｔ０から電力が供給された場合の理想的であるとされる定着モータ２９８の負荷の値の範囲を示す領域である。領域Ｖ１〜Ｖ３を特定する情報は、たとえばメモリ２０２に記憶されている。なお、領域Ｖ１は、カラープリンタ２００において印刷される用紙が普通紙、すなわち一般的に使用される平均的な厚さを有する用紙である場合の領域であり、領域Ｖ２は、印刷される用紙が封筒のような普通紙よりも厚手のものである場合の領域であり、そして、領域Ｖ３は、ＪＡＭ処理モードにおいて動作した場合の領域である。ＪＡＭ処理モードとは、加熱ローラ２９５と加圧ローラ２９４との間隔を広げたり接触圧を下げることによって間に挟まっている用紙の除去を容易にした状態をいう。領域Ｖ１、領域Ｖ２、領域Ｖ３は、いずれも、或る時間に対して理想的であるとされる負荷の値に幅があることを意味している。また、領域Ｖ１〜Ｖ３を特定する情報は、予めメモリ２０２に記憶されていてもよいし、図示しない操作パネルにおいて設定操作を受付けて、当該操作パネルからの操作信号に基づいてメモリ２０２に格納されてもよい。

なお、領域Ｖ１、領域Ｖ２、領域Ｖ３の順に、負荷が高い値に位置している。このことは、この順で、加圧ローラ２９４と加熱ローラ２９５のニップ圧が高いことを意味している。

また、図１４中の実線は、定着モータ２９８の負荷の時間変化の実測値の一例である。
コントローラ２０１は、第１の実施の形態で説明したような印刷動作を実行していない期間中であって印刷指示も受取っていない期間に、予備的に定着モータ２９８に対して所定期間電力を供給することにより、図１４において実線で示される負荷を得る。そして、コントローラ２０１は、実線で示される負荷が、上記した範囲に含まれるか否かを判断し、含まれると判断した場合には、そのまま予備的な電力の供給を終了させて、印刷動作に備える。一方、実線で示される負荷が上記した範囲に含まれる場合には、予備的な電力の供給を停止させて、エラーメッセージを表示させる。

また、図１４に示されるように、理想的とされる領域が複数ある場合、コントローラ２０１は、予備的な電力の供給を行なう前に、どの領域を判断の対象とするかを決定するために、メモリ２０２に記憶されている設定内容を確認する。具体的には、コントローラ２０１は、予備的な電力の供給を行なう前に、現在のカラープリンタ２００の動作モードについてメモリ２０２に記憶されている情報を判定し、印刷の対象となる用紙の設定に関する情報として、「普通紙」に対応する情報が記憶されているか、「封筒」に対応する情報が記憶されているかを判断する。そして、コントローラ２０１は、前者であると判断すると、領域Ｖ１を判断の対象と決定し、後者であると判断すると、領域Ｖ２を判断の対象と決定する。

図１４に示されるような場合、実線は、領域Ｖ２内に含まれている。したがって、領域Ｖ２が判断の対象として決定されている場合には、コントローラ２０１は、表示部２０３にエラーメッセージを表示させることなく、印刷動作に向けて待機する。一方、領域Ｖ１が判断の対象として決定されている場合、すなわち普通紙を使用する状態に設定されているにも関わらず実際には封筒に対応する負荷トルクが発生していることが判明した場合には、表示部２０３にエラーメッセージを表示させる。また、負荷トルクが領域Ｖ３内にある場合には、ＪＡＭ処理モードの状態のままで印刷動作をさせていることになるため、動作を中止し、表示部２０３にエラーメッセージを表示させる。

以上説明した本実施の形態では、カラープリンタ２００において、コントローラ２０１は、定着装置２４４の加熱ローラ２９５の環境についての情報を、特別なセンサを設けることなく、定着モータ２９８の負荷に基づいて検知できる。

このような検知のための加熱ローラ２９５の駆動は、印刷動作が行なわれる前のウォームアップ時に行なうことが好ましい。

なお、本実施の形態において、エラーメッセージを表示させるか否か、つまり、加熱ローラ２９５の状態が基本的な状態にあるか否かが、当該加熱ローラ２９５を駆動させる定着モータ２９８に対する負荷が領域Ｖ１〜Ｖ３等の領域の範囲内にあるか否かによって判断されていたが、理想的な領域ではなく理想的な曲線がメモリ２０２に記憶され、そして、その時点での負荷が、当該曲線上の対応する時間の値に対して一定の誤差内であるか否かによって判断されても良い。

また、本実施の形態では、予備的な駆動時間の全域に対して、理想的であるとされる領域が設定されていたが、これに限らず、予備的な駆動時間の一部分についてのみ、当該領域は設定されていても良い。この場合、コントローラ１００は、当該一部分の時間についてのみ、モータの負荷が当該領域の範囲内にあるか否かを判断して、エラーメッセージを表示させるか否かを決定する。

なお、本実施の形態において、エラーメッセージの対象となるのは、定着装置２４４の加熱ローラ２９５の状態に限定されない。他に、現像ラック９９を対象としても良い。このような場合のエラーメッセージの表示について、以下に説明する。

図１５に、現像ラック９９が一回転分回転駆動される期間についての、領域Ｖ１１〜Ｖ１４で示される、当該現像器を回転駆動する現像器駆動モータ９９０の駆動開始時（時間Ｔ０）からの負荷の変化についての理想的な領域と、実線で示される、実際の負荷の変化とを示す。

図１５では、現像器９９Ｙから感光体２２７にイエロートナーが供給される状態で現像器（現像ローラ）９９Ｙを回転させる期間が期間Ｙで示され、現像器９９Ｍから感光体２２７にマゼンタトナーが供給される状態で現像器９９Ｍを回転させる期間が期間Ｍで示され、現像器９９Ｃから感光体２２７にシアントナーが供給される状態で現像器９９Ｃを回転させる期間が期間Ｃで示され、現像器９９Ｋから感光体２２７にブラックトナーが供給される状態で現像器９９Ｋを回転させる期間が期間Ｋで示されている。領域Ｖ１１は期間Ｙに対応し、領域Ｖ１２は期間Ｍに対応し、領域Ｖ１３は期間Ｃに対応し、領域Ｖ１４は期間Ｋに対応する。なお、実際には、ＹＭＣＫ各区間相互の間には現像ラック９９を１／４回転させる時間に対応する区間が存在するが、図１５では省略されている。

図１５から理解されるように、現像器駆動モータ９９０の負荷は、期間Ｍと期間Ｃにおいて、それぞれ、領域Ｖ１２と領域Ｖ１３の外にある値を含む。すなわち、期間Ｍにおいては負荷トルクが極端に低くなっているため現像器９９Ｍが未装着であると判断され、期間Ｃにおいては負荷トルクが低くなっているため、マゼンタトナーがなくなっていると判断される。したがって、コントローラ２０１は、現像器９９Ｍと現像器９９Ｃについてのエラーメッセージを表示部２０３に表示させる。つまり、コントローラ２０１は、現像器９９Ｙ，９９Ｍ，９９Ｃ，９９Ｋの中の、領域Ｖ１１〜Ｖ１４の中で現像器駆動モータ９９０の負荷の値がはみ出た領域に対応する現像器についてのエラーメッセージを、表示部２０３に表示させる。また、図示はされていないが、ＹＭＣＫ各区間相互の間に存在する現像ラック９９を１／４回転させる区間において現像ラック９９を回転させるモータ（現像ラックモータ９９Ａ）についても、同様に理想的な負荷と実際の負荷とを比較することができる。その場合、例えば現像器のいずれかが未装着である場合に、当該未装着の現像器が感光体２２７に対応する位置（図１１において、現像器９９Ｙが存在している位置）に移動して駆動される前にその未装着を知ることが可能となる。

なお、このような現像器駆動モータ９９０の負荷に基づいたエラーメッセージの表示は、たとえば印刷処理の実行が指示された時点であって印刷動作が実行される前であっても良いし、印刷動作が行なわれておらず印刷処理の実行の指示もされていない時点であっても良い。

また、本実施の形態においてエラーメッセージの表示の対象となるのは、印刷動作時に用紙を給紙カセット２４１から排紙トレイ２５２まで用紙を搬送するローラ（搬送ローラ２４２、２次転写ローラ２４３、加熱ローラ２９５、加圧ローラ２９４、および排紙ローラ２５１）の状態とされても良い。このような場合のエラーメッセージの表示について、以下に説明する。

図１６に、一枚の用紙が給紙カセット２４１から排紙トレイ２５２まで搬送される期間についての、理想的な搬送モータの負荷の値の領域Ｖ２１と、グラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３で示される、上記搬送ローラを駆動するステッピングモータの負荷の変化の例を示す。グラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、それぞれ、実際に印刷動作が行なわれた際に別々に得られたグラフである。

なお、図１６では、横軸の時間に対して「起動」「給紙」「作像」「定着」「排紙」「停止」の６種類の期間が定義されている。「起動」は、モータへの給電が開始されてから実際にモータがローラの駆動を開始するまでの期間に対応し、「給紙」は、用紙が給紙カセット２４１を出てから当該用紙の後端が搬送ローラ２４２を通過するまでの期間に対応し、「作像」は、当該用紙の後端が搬送ローラ２４２を通過してから２次転写ローラ２４３を通過するまでの期間に対応し、「定着」は、当該用紙の後端が２次転写ローラ２４３を通過してから定着装置２４４の加圧ローラ２９４と加熱ローラ２９５のニップ部を通過するまでの期間に対応し、「排紙」は、当該用紙の後端が上記ニップ部を通過してから排紙ローラ２５１を通過するまでの期間に対応し、そして、「停止」は、ステッピングモータへの通電を停止してから上記のローラの回転が停止するまでの期間に対応する。

図１６において、グラフＧ１は、「排紙」の期間で、初めて領域Ｖ２１の外にはみ出している。グラフＧ２は、「定着」の期間で、初めて領域Ｖ２１の外にはみ出している。また、グラフＧ３は、「給紙」の期間で、初めて領域Ｖ２１の外にはみ出している。

コントローラ２０１は、各グラフにおいて、領域Ｖ２１から初めて外にはみ出した期間に対応するエラーメッセージを表示部２０３に表示させる。つまり、グラフが初めてはみ出した期間が、「給紙」であれば給紙トレイ２４１でＪＡＭが発生した旨の、「作像」であれば２次転写ローラ２４３でＪＡＭが発生した旨の、「定着」であれば定着装置２４４でＪＡＭが発生したことが判定されるので搬送動作を停止するとともにその旨の、そして、「排紙」であれば排紙ローラ２５１でＪＡＭが発生した旨の、それぞれエラーメッセージを表示部２０３に表示させる。

以上説明した各実施の形態では、本発明にかかる、表示部の制御をする制御部は、コントローラ１００または２０１によって構成される。

また、以上説明した各実施の形態では、ともに、中間転写体（中間転写ベルト）を利用した装置が例示されたが、感光体により直接用紙に転写するものであっても、全く同様に本発明の実施の携帯とすることができる。

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態に示された技術は、可能な限り組み合わせて実現されることが意図される。

本発明の画像形成装置の第１の実施の形態である複写機のハードウェア構成の概略を示す模式的断面図である。 図１の複写機におけるステッピングモータを駆動させるために必要な負荷トルクの経時的変化と、設定される定電流値との関係を説明する図である。 図１の複写機におけるステッピングモータの駆動を制御するための駆動回路の等価回路図の具体例を示す図である。 図１の複写機におけるステッピングモータの電圧波形における変曲点と、複写機でステッピングモータを駆動するために必要な負荷トルクに対する現在設定されている定電流値でのモータ出力との関係を説明する図である。 図１の複写機において定電流の設定値を変更するための機能構成の具体例を示すブロック図である。 図５の変曲点検出部の構成の具体例を示すブロック図である。 図５の制御部の構成の具体例を示すブロック図である。 図１の複写機における変曲点の検出方法を説明するための図である。 図１の複写機において実行される印刷処理のフローチャートである。 図９のエラー検出処理のサブルーチンのフローチャートである。 本発明の画像形成装置の第２の実施の形態であるカラープリンタの縦断面を模式的に示す図である。 図１１のカラープリンタの定着装置の拡大図である。 図１２の加熱ローラ近傍の拡大図である。 図１１のカラープリンタのメモリで記憶されている、定着モータの負荷に関する値を示す図である。 図１１のカラープリンタのメモリで記憶されている、現像器モータの負荷に関する値を示す図である。 図１１のカラープリンタのメモリで記憶されている、搬送モータの負荷に関する値を示す図である。

符号の説明

１ 複写機、３ 戴荷台、２ 搬送部、４ 排出台、１０ 画像読取部、１１ 原稿台ガラス、１２ モータドライバ回路、１３ ＣＰＵ、１４ 電流検出抵抗、１５ 増幅回路、２０ 用紙搬送部、２１，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ 作像部、２５，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ 転写ローラ、３０ 画像形成部、３１ 中間転写ベルト、３２，３３，３４，３５，３７，４２，４３ ローラ、３８ 排紙トレイ、４０ 用紙格納部、４１ 給紙カセット、５０ 表示部、１００ コントローラ、１０１ メモリ、１３０８，１３１８Ａ 信号生成部、１３０９ 計時部、１３１０，１３１８ 制御部、１３１１ モータ電流検出部、１３１２ 変曲点検出部、１３１３ 第１判断部、１３１４ 第１しきい値記憶部、１３１５ 第２判断部、１３１６ 第３判断部、１３１７ 履歴記憶部、１３１９ 信号出力部、１３２０ 第２しきい値記憶部、１３２１ サンプリング部、１３２２ 関数設定部、１３２３ 差分算出部、１３２４ 変曲点認識部、１３３０
第３しきい値記憶部、１３３１ 判定部、１３３２ 判定幅記憶部、１３３３ 演算部、１３３４ 第１係数記憶部、１３３５ 第２係数記憶部。

Claims (10)

1. 用紙上に画像を形成する画像形成装置であって、
   画像形成の際に駆動される部材と、
   前記部材を駆動するためのステッピングモータと、
   前記ステッピングモータに、前記部材を駆動するための電力の供給を制御する制御手段と、
   前記ステッピングモータの負荷を判定するためのしきい値の情報を記憶する記憶手段と、
   情報を表示する表示手段とを含み、
   前記制御手段は、
   前記部材を駆動するために、前記ステッピングモータに電力を供給し、
   前記ステッピングモータに対する駆動電流波形における立上がり領域での変曲点の電流値に基づいて、前記ステッピングモータの、前記部材を駆動するための負荷を算出し、
   前記算出した負荷と、前記記憶手段に記憶されたしきい値の情報との比較結果に基づいて、前記部材に生じている異常に関する表示を行なうように前記表示手段を制御する、画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記画像形成手段における画像形成動作が実行されていない期間中に、前記表示手段の制御を実行する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 用紙上に画像を形成する画像形成装置であって、
   画像形成の際に駆動される部材と、
   前記部材を駆動するためのステッピングモータと、
   前記ステッピングモータに、前記部材を駆動するための電力の供給を制御する制御手段と、
   前記ステッピングモータの負荷を判定するためのしきい値の情報を記憶する記憶手段と、
   前記制御手段は、
   前記部材を駆動するために、前記ステッピングモータに電力を供給し、
   前記ステッピングモータに対する駆動電流波形における立上がり領域での変曲点の電流値に基づいて、前記ステッピングモータの、前記部材を駆動するための負荷を算出し、
   前記算出した負荷と、前記記憶手段に記憶されたしきい値の情報との比較結果に基づいて、前記部材における異常発生の有無を判定する、画像形成装置。
4. 情報を表示する表示手段をさらに含む、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記ステッピングモータに供給される電流値は、当該電流値に対応した電圧値として検出される、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 用紙に現像剤を転写することにより画像を当該用紙上に形成する画像形成手段と、
   現像剤が転写された用紙を挟持搬送して転写用紙上に画像を定着させる定着手段とをさらに含み、
   前記部材は、前記定着手段において転写用紙を挟持搬送するローラを含む、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 中間転写体をさらに含み、
   前記部材は、用紙または前記中間転写体に現像剤を転写するための現像器を含む、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像器は、現像剤を収容するカートリッジを装着可能に構成され、
   前記記憶手段は、前記ステッピングモータの負荷に関する上限値と下限値を記憶し、
   前記制御手段は、前記ステッピングモータの負荷が前記上限値以上である場合には、第１の情報を前記表示部に表示させ、前記ステッピングモータの負荷が前記下限値以下である場合には、前記第１の情報とは異なる第２の情報を表示させる、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記部材は、画像を形成される用紙を挟持搬送するローラを含む、請求項１，請求項２，請求項４〜請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記用紙を収容する給紙カセットと、
    画像形成された用紙を前記画像形成装置の外部に排出する排紙ローラとをさらに含み、
    前記記憶手段は、用紙が、前記給紙カセットから、前記排紙ローラを介して前記画像形成装置の外部に排出されるまでに対応する前記ステッピングモータの負荷を判定するためのしきい値の情報を記憶し、
    前記制御手段は、用紙が、前記給紙カセットから、前記排紙ローラを介して前記画像形成装置の外部に排出されるまでの、前記ステッピングモータの負荷を算出し、当該算出した負荷と前記記憶手段に記憶されたしきい値の情報との比較結果に基づいて、前記給紙カセットから前記排紙ローラを介して前記画像形成装置の外部に排出されるまでの経路に生じている異常に関する表示を行なうように前記表示手段を制御する、請求項９に記載の画像形成装置。

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