JP5247236B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真法によって画像形成を行う画像形成装置に関するものである。

画像形成装置として、電子写真法により画像を形成（印刷）するレーザプリンタ装置が知られている。このプリンタ装置では、レーザ光により形成された静電潜像を現像器から供給されるトナーにより現像し、そのトナー像をシートに転写して画像を形成している。このようなプリンタ装置には、感光体ドラム上のトナー像を直接シートに転写するものと、感光体ドラム上のトナー像を転写ベルトに一次転写し、その転写ベルト上のトナー像をシートに二次転写するものとがある。

このような転写ベルトを使用するプリンタ装置では、転写ベルトは繰り返し使用されるため、シートにトナー像を転写した後、その転写ベルト上に残ったトナーを除去するためのクリーニング装置が必要となる。このクリーニング装置の代表的なものとして、ブレードクリーニング装置がある。

このブレードクリーニング装置は、可撓性（ゴム弾性）を有するクリーニング用ブレードを転写ベルトに所定の押圧力で当接させて転写ベルトから残トナーを掻きとって残トナーを除去する。このクリーニング用ブレードは、クリーニング効率を向上させるために、転写ベルトの回転方向に対向して当接されている。このクリーニング用ブレードによって除去された残トナーは、残トナーの搬送経路を自重又は搬送部によって移動して残トナー容器に蓄積される。この残トナーの搬送部としては、モータ等のアクチュエータを用いたものがあり、アクチュエータの駆動によって搬送部材が駆動されることにより残トナーが搬送されて残トナー容器に蓄積される。従来は、搬送部材にバネを用いたものが提案されている（特許文献１参照）。

また永久磁石励磁型の直流モータを駆動する駆動回路を用い、そのモータの駆動電流を検知し、駆動電流が所定値以上のときに過負荷状態であると判断して駆動を停止させる過電流保護回路が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００４−１９８８９１号公報 特開平５−１５３７９５号公報

一般に残トナーの量は、単色で画像を形成する場合よりもフルカラーで画像を形成する場合のほうが多くなる。例えば、一般的な文書のように単黒像密度が約５％のモノクロ画像を形成する場合に対して、ポップアート市場における各色像密度が約４０％のフルカラー画像を形成する場合は、一定時間内に約３０倍以上の残トナーが生じることが知られている。

また画像形成装置を使用する温度環境で、残トナーの搬送部材及び残トナーの搬送モータに使用されるグリス等に代表される潤滑剤は、温度が低くなるに従って硬化する傾向があり、残トナーの搬送モータの起動初期に必要となるトルク増加の要因となる。しかし搬送モータのトルクを増加させると消費電力の増大を招き、また高トルクで駆動し続けると、それに伴って騒音が発生することが懸念される。

また駆動手段として永久磁石励磁型の直流モータを用いると、直流モータは起動時や負荷変動時に大きな過大電流が流れ、また定常回転中も電流変動が大きい傾向がある。従って、そのモータ電流を検知しつつ、かつ直流モータに過負荷がかかってモータがロックした状態を確実に検知して、直流モータの駆動電流を遮断することが必要となる。ところが元々直流モータの電流は、ノイズのような電流波形なので電流検知回路の電流閾値の設定が困難であり、特に自己保持回路を設けて一度でも過電流が発生した時点でモータへの電流供給を遮断する回路構成では、電流閾値の設定が特にシビアとなる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。

本願発明の特徴は、残留トナーの搬送時に発生する騒音を極力低減し、かつ残留トナーの搬送経路の詰まり等の検知精度を高めることにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
画像が形成される転写体と、
画像形成を行うことによって前記転写体に残留したトナーを回収する回収手段と、
前記回収手段により回収されたトナーを搬送する搬送部材と、
前記搬送部材を駆動するモータと、
前記モータによって前記搬送部材を駆動した際における負荷を検知する負荷検知手段と、
前記負荷検知手段により検知した前記負荷に対応した値と、複数の閾値のそれぞれとの比較結果に基づいて前記モータを駆動する駆動信号のデューティを変更する駆動制御手段と、を有し、
前記駆動制御手段は、前記負荷検知手段によって検知された負荷に対応した値が第一の閾値以上である場合に、前記負荷に対応した値が前記第一の閾値未満における前記駆動信号のデューティよりも大きい第一のデューティに変更し、前記負荷検知手段によって検知された負荷に対応した値が前記第一の閾値よりも大きい第二の閾値以上である場合に、前記第一のデューティよりも大きい第二のデューティに変更することを特徴とする。

本発明によれば、残留トナーの搬送時に発生する騒音を極力低減し、かつ残留トナーの搬送経路の詰まり等の検知精度を高めることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

まず最初に本実施形態に係る画像形成装置の一例である、電子写真方式によりカラー画像を形成するカラーレーザプリンタの構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るカラーレーザプリンタ装置の構成を示すブロック図である。このカラーレーザプリンタ装置は、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｋ（黒）のトナー像を各対応する感光ドラムで形成し、それらトナー像を転写ベルト上に重畳して転写する。その後、その転写ベルト上のトナー像をシートに転写するタンデム方式のプリンタ装置として説明する。

このカラーレーザプリンタ装置は、本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備えている。これら４個のプロセスカートリッジ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋはそれぞれ同一構造であるが、互いに異なる色、即ち、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋはそれぞれトナー容器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ、像担持体である感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを有している。更に帯電ローラ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、現像ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、ドラムクリーニングブレード４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、転写残りの残トナー回収容器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋとを有している。

これらプロセスカートリッジ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの下方には、各対応するレーザユニット７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが配置されている。各レーザユニットは、各色に対応する画像信号に基づいてレーザ光を変調し、その変調したレーザ光を各対応する感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上を走査させて像を形成する。感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、帯電ローラ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋによって所定の負極性の電位に帯電された後、レーザユニット７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋから照射されるレーザ光によってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのトナー像が形成される。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０を有している。また、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対向して、中間転写ベルト８の内側に各一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。

各感光ドラム上に形成された各色のトナー像は、感光ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト８が矢印Ａ方向に移動し、更に、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに正極性のバイアスを印加することにより中間転写ベルト８に一次転写される。こうして中間転写ベルト８上に４色のトナー像が重畳された状態で二次転写ローラ１１の位置まで搬送される。

給搬送装置１２は、転写材（シート）Ｐを収納する給紙カセット１３内からシートＰを給紙する給紙ローラ１４と、その給紙されたシートＰを搬送する搬送ローラ対１５とを有している。そして、この給搬送装置１２から搬送されたシートＰは、レジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１の位置まで搬送される。

二次転写ローラ１１では、中間転写ベルト８からシートＰへトナー像を転写する場合は、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加する。こうして搬送されたシートＰに、中間転写ベルト８上の４色のトナー像が二次転写される。

こうしてトナー像が転写されたシートＰは定着装置１７に搬送され、定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって加熱、加圧され、そのシートの表面にトナー像が定着される。その後、像が定着されたシートＰは排紙ローラ対２０の回転によって装置外に排出される。

また、３０は本体の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板であり、この制御基板３０には、この装置全体の動作を制御するＣＰＵ４０やメモリ等が搭載されている。ＣＰＵ４０は、シートＰの搬送に関わる駆動源（不図示）やプロセスカートリッジの駆動（不図示）の制御、画像形成に関する制御、更には故障検知に関する制御など、本体の動作を一括して制御している。

また２５は残トナー（廃棄紛体）の搬送経路、２６は残トナー搬送部材を示している。２７は残トナー搬送用モータ、２８は残トナーの回収容器である。また２９は環境センサで、個の装置が置かれている環境（温度、湿度等）を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０に知らせている。尚、この環境センサ２９はなくても良い。

次に、中間転写ベルト８の残トナーを除去する動作について説明する。

中間転写ベルト８上の４色のトナー像がシートＰに二次転写された後、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ表面に残ったトナーは、クリーニングブレード４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって除去されて残トナー回収容器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋに回収される。一方、シートＰへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残った残トナーは、ベルトクリーニングブレード２１によって除去される。これにより除去された残トナーは、残トナー搬送経路２５に落下する。この残トナー搬送経路２５には残トナー搬送部材２６が設けられており、この残トナー搬送部材２６は残トナー搬送用モータ２７により駆動されて残トナーを矢印Ｂ方向に搬送する。こうして搬送された残トナーは、残トナー回収容器２８内へ落下して収容され装置の内外に残トナーが飛散するのを防止する。残トナー回収容器２８は残トナー堆積量を検知するセンサ（不図示）を有しており、その収容量が一定以上になると残トナー回収容器２８の清掃もしくは交換を促す警告を制御基板３０内のＣＰＵ４０よりユーザに報知する構成となっている。

次に、残トナー搬送部材２６を駆動する残トナー搬送用モータ２７について説明する。尚、この実施形態では、モータ２７は永久磁石励磁型の直流モータの場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

またこのモータの駆動制御方式は、モータ駆動電圧のデューティ比率を変更してモータへの投入電力を制御するＰＷＭ制御方式の場合で説明する。このＰＷＭ制御方式を採用する理由の１つは、駆動電圧を可能な限り低く設定して駆動できるため、プリンタ装置の動作音を低減できるためである。

残トナー搬送用モータ２７は、残トナー搬送部材２６を駆動することにより、トナーの搬送力を高めて残トナー回収容器２８までの残トナー搬送経路２５内に残トナーが詰まるのを防止している。また画像の形成状況により中間転写ベルト８上の残トナー量が変化するため、残トナーを大量に搬送する場合を想定して残トナー搬送経路２５の残トナー詰まりを検知する構成を採用している。

次に、残トナー搬送経路２５のトナー詰まりの検知に関して説明する。このトナー詰まり検知は、残トナー搬送用モータ２７のモータロックを検知することにより行う場合で説明する。モータロックの検知は、モータの駆動電流値又は駆動電圧値が所定値以上となることにより検知する。ここではモータ駆動電流値を所定回数検知し、その平均値がモータロック電流閾値を超えた時点で残トナー搬送用モータ２７にかかる負荷が所定値以上となったロック状態であると判断する。即ち、残トナー搬送経路２５内にトナーが駆動可能な想定トルク以上に詰まった状態であると判断する。そして、この場合は、残トナー搬送経路２５の清掃もしくは交換を促す警告を制御基板３０内のＣＰＵ４０よりユーザに報知するように制御する。

［実施形態１］
図２は、本発明の実施形態１に係る制御基板３０の機能構成を示すブロック図である。ここでは残トナー搬送用モータ２７の駆動制御に関する制御ブロックを示している。

ＣＰＵ４０は、プログラムメモリ４４に記憶されているプログラムに従って制御処理を実行している。ＲＡＭ４５は、ＣＰＵ４０による制御処理時に各種データを一時的に保存するワークエリアを提供している。以下、このＣＰＵ４０によるモータ駆動制御及び前述のモータロック検知の制御処理について説明する。

ＣＰＵ４０から残トナー搬送用モータ２７に送られる速度指令がＰＷＭ駆動部４１に送られる。これによりＰＷＭ駆動部４１において、所望のモータ回転数となるようにＰＷＭ制御のデューティが設定されて、モータ駆動回路４２をＰＷＭ駆動する。これにより残トナー搬送用モータ２７が回転する。電流検知回路４３は残トナー搬送用モータ２７を流れる電流値を検知しており、その電流値が所定値以上、即ち、モータロック状態を検知すると、ＣＰＵ４０に通知する。これによりＣＰＵ４０は、ＰＷＭ駆動部４１の駆動を中断してモータ駆動回路４２によるモータ２７の回転駆動を停止させる。

次に図３のフローチャートを参照して、本実施形態１に係るＣＰＵ４０による残トナー搬送用モータ２７の駆動制御について説明する。

図３は、本発明の実施形態１に係るカラーレーザプリンタ装置における残トナー搬送用モータ２７の駆動制御処理を説明するフローチャートである。尚、このフローチャートで示す処理は、このカラーレーザプリンタ装置の画像形成過程でＣＰＵ４０により実行され、これを実行するプログラムはプログラムメモリ４４に記憶されている。またＣＰＵ４０によるモータ２７の負荷検知は、残トナー搬送用モータ２７を流れる電流値と、第１と第２の電流閾値とを比較して、その比較結果に基づいて行っている。ここで、第１の電流閾値≦第２の電流閾値とする。

この処理は、例えば二次転写が終了して中間転写ベルト８のクリーニングが実行されることにより、残トナー搬送用モータ２７の回転駆動が指示されることにより開始される。ステップＳ１で、初期値として設定されている所定のＰＷＭデューティで残トナー搬送用モータ２７の回転を開始する。次にステップＳ２に進み、電流検知回路４３により検知したモータ２７を流れる電流値を入力する。次にステップＳ３に進み、所定回数（例えば１０ｍｓ間隔で６４回）検出した電流値の平均値が第１の電流閾値以上であるか否かを判断する。ここで第１の電流閾値よりも小さい場合はステップＳ１０に進むが、そうでないときはステップＳ４に進み、残トナー搬送用モータ２７の駆動制御をＰＷＭデューティ１００％とする駆動制御に切り替える。これは、ＰＷＭのデューティを１００％にすると、残トナー搬送用モータ２７のトルクが高くなるため、初期値のデューティに基づくＰＷＭ制御では搬送が困難であった残トナー搬送経路２５における残トナーの搬送を可能にするためである。これにより残トナー搬送経路２５に詰まっていた残トナーを掃き出す効果が期待できる。

次にステップＳ５に進み、電流検知回路４３により検知したモータ２７を流れる電流値を入力する。そしてステップＳ６で、所定回数（例えば１０ｍｓ間隔で６４回）検出した電流値の平均値が第２の電流閾値以上であるか否かを判断する。ここで第２の電流閾値よりも小さい場合はステップＳ１０に進み、残トナー搬送動作が終了しているか否かを判断する。この判断は、例えば残トナー搬送動作を開始してからの経過時間で判定してもよく、或は残トナー搬送経路２５の負荷電流が所定値以下になったことにより判定しても良い。こうして残トナー搬送動作が終了していると判定した場合は、この処理シーケンスを終了する。一方、ステップＳ１０で、残トナー搬送動作が継続していると判定した場合はステップＳ２に進み、前述した処理を繰り返し実行する。

ステップＳ６で、第２の電流閾値よりも小さい場合は、ステップＳ４でデューティを変更したことによりモータ２７のトルクが上昇し、残トナー搬送経路２５内で詰まりを起こしていた残トナーが十分に搬送されたと考えられる。

一方、ステップＳ６で、第２の電流閾値以上であると判断した場合はステップＳ７に進み、残トナー搬送用モータ２７がロック状態であると判断する。そしてステップＳ８に進み、このレーザプリンタ装置による画像形成動作を中断し、残トナー搬送経路２５の清掃或は交換、或はサービスマンによる点検が必要であることを示す警告を操作部に表示してユーザに知らせる。そしてステップＳ９で、エラー状態となって、そのエラー原因が解消するのを待つ。

以上説明したように本実施形態１によれば、残トナー搬送用モータ２７の負荷の検知を２段階に分けて検知するため、残トナー搬送用モータ２７の負荷を誤って検知する可能性を減少できる。

一般に、残トナー搬送部材及び残トナー搬送用モータ２７に使用されるグリスに代表される潤滑剤は極寒条件にて硬化する傾向があり、このような硬化が残トナー搬送用モータ２７が起動初期に必要なトルクアップの要因となる。そこで本実施形態１のように、残トナー搬送用モータ２７の負荷検知を２段階に分けて検知することで、その検知精度を高め、残トナー搬送経路の詰まり検知精度を高めることができる。これにより、誤ってプリンタ装置の動作を停止させる回数を減らすことができ、ユーザへのエラー報知の回数を極力少なくできるという効果がある。

［実施形態２］
次に本発明の実施形態２について説明する。尚、この実施形態２に係るカラーレーザプリンタ装置（画像形成装置）の構成は、前述の実施形態１に係るカラーレーザプリンタ装置と同様であるので、その説明を省略する。

図４は、本発明の実施形態２に係るカラーレーザプリンタ装置における残トナー搬送用モータ２７の駆動制御処理を説明するフローチャートである。尚、このフローチャートで示す処理は、このカラーレーザプリンタ装置の画像形成過程でＣＰＵ４０により実行され、これを実行するプログラムはプログラムメモリ４４に記憶されている。

本実施形態２では、残トナー搬送用モータ２７の負荷検知を第１から第ＮまでのＮ段階で行っている。各段階での負荷の検知に際して、それぞれ異なる電流閾値が設定されており、ここで第１の電流閾値＜第２の電流閾値＜第３の電流閾値＜...＜第（Ｎ−１）の電流閾値＜第Ｎの電流閾値とする。また、電源電圧ＰＷＭのデューティの設定は、各段階毎に例えば１０％ずつ上昇するように設定されている。

この処理は、例えば二次転写が終了して中間転写ベルト８のクリーニングが実行されることにより、残トナー搬送用モータ２７の回転駆動が指示されることにより開始される。先ずステップＳ２１で、初期値として設定されている所定のＰＷＭデューティで残トナー搬送用モータ２７の回転を開始する。次にステップＳ２２に進み、電流検知回路４３により検知した残トナー搬送用モータ２７を流れる電流値を入力する。次にステップＳ２３に進み、所定回数（例えば１０ｍｓ間隔で６４回）検出した電流値の平均値が第１の電流閾値以上であるか否かを判断する。ここで第１の電流閾値よりも小さい場合はステップＳ３６に進むが、そうでないときはステップＳ２４に進み、残トナー搬送用モータ２７の駆動制御をＰＷＭデューティを２０％とする駆動制御に切り替える。これは、ＰＷＭのデューティを２０％にして、残トナー搬送用モータ２７のトルクを高くするためである。

次にステップＳ２５に進み、電流検知回路４３により検知した残トナー搬送用モータ２７を流れる電流値を入力する。そしてステップＳ２６で、所定回数（例えば１０ｍｓ間隔で６４回）検出した電流値の平均値が第２の電流閾値以上であるか否かを判断する。このステップＳ２６で、第２の電流閾値よりも小さい場合は、ステップＳ２４でデューティを変更したことにより残トナー搬送用モータ２７のトルクが上昇し、残トナー搬送経路２５内で詰まりを起こしていた残トナーが十分に搬送されたと考えられる。

一方、ステップＳ２６で、第２の電流閾値以上であると判断した場合はステップＳ２７に進み、残トナー搬送用モータ２７の駆動制御をＰＷＭデューティを３０％に上昇する駆動制御に切り替える。以下同様にして、順次第３〜第（Ｎ−３）の電流閾値との比較を行い、そのいずれかで電流閾値よりも低い電流値の場合はステップＳ３６に進んで、残トナー搬送動作の終了判定を行う。一方、それぞれ電流閾値との比較で、その電流閾値よりも大きい電流が流れている場合は、ＰＷＭ駆動のデューティをそれぞれ１０％ずつ上昇させて残トナー搬送用モータ２７のトルクを上昇させる。

こうしてステップＳ２８で、電流検知回路４３により検知した残トナー搬送用モータ２７を流れる電流値を入力する。そしてステップＳ２９に進み、所定回数（例えば１０ｍｓ間隔で６４回）検出した電流値の平均値が第（Ｎ−１）の電流閾値以上であるか否かを判断する。このステップＳ２９で、第（Ｎ−１）の電流閾値よりも小さい場合はステップＳ３６に進むが、そうでないときはステップＳ３０に進み、モータの駆動ＰＷＭをデューティＸ％（Ｘ≦１００％）とする駆動制御に切り替える。その後、ステップＳ３１で、電流検知回路４３により検知した残トナー搬送用モータ２７を流れる電流値を入力する。そしてステップＳ３２に進み、所定回数（例えば１０ｍｓ間隔で６４回）検出した電流値の平均値が第Ｎの電流閾値以上であるか否かを判断する。ここで第Ｎの電流閾値よりも小さいときはステップＳ３６に進んで、残トナーの搬送動作の終了かどうかを判定する。

一方ステップＳ３２で、電流値の平均値が第Ｎの電流閾値以上である場合はステップＳ３３に進み、残トナー搬送用モータ２７がロック状態であると判断する。そしてステップＳ３４に進み、このレーザプリンタ装置による画像形成動作を中断し、残トナー搬送経路２５の清掃或は交換、或はサービスマンによる点検が必要であることを示す警告を操作部に表示してユーザに知らせる。そしてステップＳ３５で、エラー状態となって、そのエラー原因が解消するのを待つ。

またステップＳ３６では、残トナー搬送動作が終了しているか否かを判断する。この判断は、例えば残トナー搬送動作を開始してからの経過時間で判定してもよく、或は残トナー搬送経路２５の負荷電流が所定値以下になったことにより判定しても良い。こうして残トナー搬送動作が終了していると判定した場合は、この処理シーケンスを終了する。一方、ステップＳ３６で、残トナー搬送動作が継続していると判定した場合はステップＳ２２に進み、前述した処理を繰り返し実行する。

以上説明したように本実施形態２によれば、残トナー搬送用モータの負荷状態をＮ段階に分けて検知することにより、残トナー搬送経路の詰まり検知精度を高めることができる。またこれにより、誤検知を減少でき、誤ってプリンタ装置の動作を停止させる回数を減らすことができる。

また、モータの駆動デューティをＮ段階で徐々に大きくすることにより、残トナー搬送用モータ２７の回転駆動に伴う動作音の上昇度合を小さく抑えることができる。

尚、図４のフローチャートでは特に示していないが、電流検知回路４３が検出する電流地が、例えば第（Ｎ−１）の電流閾値以下になった場合には、ＰＷＭのデューティの設定を、１つ前の第（Ｎ−２）の電流閾値に対応するデューティまで下げるようにしても良い。

［実施形態３］
次に本発明の実施形態３について説明する。尚、この実施形態３に係るカラーレーザプリンタ装置（画像形成装置）の構成は、前述の実施形態１に係るカラーレーザプリンタ装置と同様であるので、その説明を省略する。

図５は、本発明の実施形態３に係るカラーレーザプリンタ装置における残トナー搬送用モータ２７の駆動制御処理を説明するフローチャートである。尚、このフローチャートで示す処理は、このカラーレーザプリンタ装置の画像形成過程でＣＰＵ４０により実行され、これを実行するプログラムはプログラムメモリ４４に記憶されている。

尚、図５において、前述の実施形態１のフローチャートと共通するステップは同じ記号で示し、それらの説明を省略する。本実施形態３では、高温多湿、常温常湿、低温低湿の３つの環境パターンを検出するものとして説明する。これは例えば、高温多湿の環境下では、残トナー搬送用モータ２７の駆動力を伝達するギアに塗布されるグリスの粘度係数が低くなり、モータトルクが常温常湿の環境と比較して低くなる。このためモータの駆動音を低減するためには、ＰＷＭ制御のデューティの設定は可能な限り低くするのが望ましい。このようにして本実施形態３では、モータの駆動音を低減するために、各環境下で、なるべく駆動音が小さいモータの駆動設定を選択することを目的とする。

先ずステップＳ５１で、図１に示す環境センサ２９からの情報を入力する。次にステップＳ５２で、このカラーレーザプリンタ装置が置かれている環境が高温多湿の状態かどうかを判定する。ここで高温多湿の状態であると判定するとステップＳ５３に進み、高温多湿用のモータＰＷＭ制御テーブルを選択する。一方ステップＳ５２で高温多湿でないと判定するとステップＳ５４に進み、低温低湿の環境であるかどうかを判定する。ここで低音低湿であると判断するとステップＳ５５に進み、低温低湿用のモータＰＷＭ制御テーブルを選択する。一方ステップＳ５４で、低温低湿の環境でないと判定すると、常温常湿の環境であると判定してステップＳ５７に進み、常温常湿用のモータＰＷＭ制御テーブルを選択する。

こうしてステップＳ５３，Ｓ５５，Ｓ５７のいずれかでＰＷＭ制御テーブルが選択されるとステップＳ５８に進み、その選択されたＰＷＭのデューティで残トナー搬送用モータ２７の回転駆動を開始する。

以下、前述の実施形態１に係る図３のフローチャートのステップＳ２〜ステップＳ９と同様にして、残トナー搬送用モータ２７の回転駆動を制御する。

以上説明したように本実施形態３によれば、このプリンタ装置が設置されている温湿度条件に応じてモータの駆動制御及びモータの負荷量の判断を行うことにより、可能な限りモータ駆動による駆動騒音を抑えることが可能となる。

更に、モータの負荷検知を２段階に分けて行うことにより、残トナー搬送経路の詰まり検知精度を高めて誤検知を減少させることができる。またこれによりプリンタ装置の動作を停止させる回数を減らすことができる。

尚、環境状況の判断は上記説明に限定されるものでなく、プリンタ装置の構成、使用条件等に合わせて、更に別の条件を設定しても、或は温度だけ、湿度だけを参照するようにしても良い。

また、残トナー搬送用モータ２７の負荷検知を２つの閾値を基に２段階で行ったが、実施形態２のように複数（Ｎ）の閾値を用いてＮ段階で行うようにしても良い。

［実施形態４］
次に本発明の実施形態４について説明する。尚、この実施形態４に係るカラーレーザプリンタ装置（画像形成装置）の構成は、前述の実施形態１に係るカラーレーザプリンタ装置と同様であるので、その説明を省略する。

図６は、本発明の実施形態４に係る残トナー搬送用モータ２７のモータ駆動回路の構成を説明する回路図である。

図６において、残トナー搬送用モータ２７は、永久磁石励磁型の直流モータとし、このモータ２７の電機子は整流子を介して電源Ｖcc1から供給されている。この電機子への給電回路にはトランジスタＴＲ４（ＭＯＳ ＦＥＴ）が接続されている。モータ２７への印加電圧のＰＷＭ制御を行うトランジスタＴＲ４のベース端子には、ＰＷＭ駆動部４１から供給されるＰＷＭ電圧Ｖ３（駆動信号）が入力されている。このＰＷＭ信号電圧Ｖ３のＰＷＭデューティは、上述したように可変である。従って、このトランジスタＴＲ４（第１のトランジスタ）は、入力される駆動信号のデューティに従ってオン・オフしてモータ２７を回転駆動する。

以下、残トナー搬送用モータ２７の負荷が増大し、このモータ２７を流れる電流が、このプリンタ装置の過負荷を想定した閾値を超える電流（過電流）となった場合の回路の動きについて説明する。尚、この過電流かどうかを決定する閾値は任意に設定可能であるとする。

残トナー搬送用モータ２７に過電流が流れると、モータ電流検知トランジスタＴＲ１（第２のトランジスタ）がオンになる。これにより抵抗Ｒ１及びコンデンサＣを通って電流が流れ、コンデンサＣが充電される。こうしてコンデンサＣが充電されるとモータ駆動遮断トランジスタＴＲ２（第３のトランジスタ）がオンし、ダイオードＤ１を介してトランジスタＴＲ４（第１のトランジスタ）のベースの電位をロウレベルに低下させる。これによりトランジスタＴＲ４がオフになって、モータ２７の回転駆動を停止する。続いて自己保持トランジスタＴＲ３（第４のトランジスタ）がオンする。こうしてトランジスタＴＲ３がオンした後、ＣＰＵ４０がリセットの指示を行うまで、トランジスタＴＲ３はオン状態を保持し続ける。こうしてモータ駆動制御の停止状態が保持される。尚、ダイオードＤ１は、ＰＷＭ電圧Ｖ３がロウレベルになったときにトランジスタＴＲ３がオンするのを防止している。

ここで、抵抗Ｒ２の抵抗値を、抵抗Ｒ１の抵抗値と比較して小さい定数（例えば、Ｒ１＝４７ｋΩ，Ｒ２＝１０ｋΩ）に設定し、コンデンサＣへの充電時定数Ｃ・Ｒ２を小さい値にする。これにより、モータ電流検知トランジスタＴＲ１が過電流を検知してオンした後、短時間で自己保持トランジスタＴＲ３をオンさせることができる。こうしてモータの駆動を停止した状態を保持できる。

次に、直流モータの電流検知回路の誤動作防止動作について説明する。

直流モータのモータ駆動回路では、一般的に起動時や負荷変動時に定常駆動電流よりも過大電流が流れる。また定常の回転中においても電流変動が大きいためノイズ電流が発生しやすいことが知られている。

図６の回路構成では、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣに大きい定数値（例えば、Ｒ１＝４７ｋΩ，Ｃ＝４７μＦ）を設定して、コンデンサＣを充電する時定数Ｃ・Ｒ１を大きな値に設定しておく。これにより、仮にモータの起動電流やノイズ電流が発生し、短時間でモータ電流検知トランジスタＴＲ１がオンになった場合でも、コンデンサＣの充電が完了するまでの時間を長くできる。

これにより、短時間内で発生したモータの起動電流やノイズ電流が引き起こすトランジスタＴＲ１の瞬間的なオン動作により、トランジスタＴＲ２及びトランジスタＴＲ３がオンになることを防止できる。その結果、モータの過電流保護回路の誤動作を防止でき、プリンタ装置の動作を停止させる回数を減らすことができる。またユーザへのエラー報知を極力無くすことが可能となる。

本発明の実施形態に係るカラーレーザプリンタ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る制御基板の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るカラーレーザプリンタ装置における残トナー搬送用モータの駆動制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るカラーレーザプリンタ装置における残トナー搬送用モータの駆動制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態３に係るカラーレーザプリンタ装置における残トナー搬送用モータの駆動制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る残トナー搬送用モータのモータ駆動回路の構成を説明する回路図である。

Claims (7)

1. 画像が形成される転写体と、
   画像形成を行うことによって前記転写体に残留したトナーを回収する回収手段と、
   前記回収手段により回収されたトナーを搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材を駆動するモータと、
   前記モータによって前記搬送部材を駆動した際における負荷を検知する負荷検知手段と、
   前記負荷検知手段により検知した前記負荷に対応した値と、複数の閾値のそれぞれとの比較結果に基づいて前記モータを駆動する駆動信号のデューティを変更する駆動制御手段と、を有し、
   前記駆動制御手段は、前記負荷検知手段によって検知された負荷に対応した値が第一の閾値以上である場合に、前記負荷に対応した値が前記第一の閾値未満における前記駆動信号のデューティよりも大きい第一のデューティに変更し、前記負荷検知手段によって検知された負荷に対応した値が前記第一の閾値よりも大きい第二の閾値以上である場合に、前記第一のデューティよりも大きい第二のデューティに変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記負荷検知手段により検知した前記負荷に対応した値が、前記複数の閾値のうちの最大の閾値以上の場合に画像形成動作を中断するように制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記負荷検知手段によって検知される前記負荷に対応した値とは、前記モータを流れる電流値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. 前記転写体とは、画像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動信号のデューティが前記第二のデューティの場合における前記モータのトルクは、前記駆動信号のデューティが前記第一のデューティの場合における前記モータのトルクより大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置が置かれた環境の温湿度条件を検知する検知手段を更に有し、
   前記駆動制御手段は、更に前記検知手段により検知された前記温湿度条件に従って前記駆動手段を駆動する信号のデューティを変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記駆動制御手段は、
   入力される駆動信号に応じてオン・オフする第１のトランジスタと、
   前記モータに接続されて前記モータに流れる電流に応じて動作する第２のトランジスタと、
   前記第２のトランジスタからの電流に応じて所定の時定数で立ち上がる信号に応じてオンする第３のトランジスタと、
   前記第３のトランジスタがオンになるとオンし、前記所定の時定数よりも短い時間で前記第３のトランジスタのオン状態を保持させるように動作する第４のトランジスタとを有し、
   前記第３のトランジスタがオンの間、前記モータの回転駆動が停止されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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