JP5347013B2

JP5347013B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、現像部に補給するトナーを収容するトナー収容体が、着脱可能に装着される画像形成装置に関する。

モーターが回転すると、モーターには逆起電圧が生じる。逆起電圧又は逆起電圧により流れる逆起電流を電気信号として利用することで、センサーレスでモーターの回転を制御する技術が広く知られている。

この技術を応用した画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。この画像形成装置では、トナー収容体であるトナーホッパーに設けられたローラー(トナー送出機構の一例)を回転させてトナーを現像器に補給する際に、モーターに生じる逆起電圧を監視しながら、モーターの目標回転速度に対応する電圧よりも高い電圧をモーターに供給する。そして、モーターの目標回転速度を超えないようにモーターに供給する電圧を制御する。

特開２００９−１６９０００号公報

本発明は、トナー収容体に設けられたトナー送出機構をモーターにより動かした際にモーターに生じる逆起電圧を、モーターの回転制御に利用した画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一局面に係る画像形成装置は、トナー送出機構が設けられたトナー収容体が着脱可能に装着される画像形成装置であって、前記トナー送出機構が動作することによって前記トナー収容体からトナーが補給され、前記トナーにより静電潜像を現像する現像部と、前記トナー送出機構を動作させる回転駆動力を生成するモーターと、操作部と、前記モーターの回転速度を第１の速度から前記第１の速度より小さい第２の速度に切り換える低速切換、又は、前記第１の速度から前記第１の速度より大きい第３の速度に切り換える高速切換の設定を、前記操作部が操作されることにより受け付ける受付部と、前記モーターが前記トナー送出機構を動作させることで、前記モーターに発生する逆起電圧又は逆起電流の値を測定する測定部と、(ａ)前記受付部が前記低速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が予め定められた第１の値以下になるまで、前記第１の速度で前記モーターを回転させ、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第１の値より小さくなれば、前記第２の速度で前記モーターを回転させ、(ｂ)前記受付部が前記高速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が予め定められた第２の値以下になるまで、前記第１の速度で前記モーターを回転させ、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第２の値より小さくなれば、前記第３の速度で前記モーターを回転させるモーター制御部と、を備える。

トナー収容体のトナーが減ると、モーターの負荷トルクが小さくなる。これにより、トナー送出機構を動作させる際にモーターを安定して回転させることができる回転速度の範囲が広くなる。

そこで、本発明では、操作部を操作することにより、モーターの回転速度を低速切換又は高速切換のいずれかを選択して設定できるようにしている。トナー収容体のトナーが満杯のときからトナー収容体のトナーがある程度減るまでは、モーターを第１の速度で回転させる。トナー収容体のトナーがある程度減ることで、モーターの負荷トルクが小さくなり、モーターに発生する逆起電圧又は逆起電流の値の絶対値が予め定められた値(低速切換では第１の値、高速切換では第２の値)より小さくなれば、低速切換か高速切換かに応じてモーターの回転速度を異ならせる。低速切換が選択されていれば、第１の速度より小さい第２の速度でモーターを回転させる。高速切換が選択されていれば、第１の速度より大きい第３の速度でモーターを回転させる。第１の値と第２の値とは異なっていてもよいし、同じでもよい。

低速切換を選択した場合、モーターの回転速度が下がるので、モーターの回転により生じる騒音を低減できる。特に、ＤＣブラシモーターは、ステッピングモーターに比べて、騒音が大きいので、モーターとしてＤＣブラシモーターを使用する場合に、本発明は有効である。高速切換を選択した場合、現像部にトナーを補給する速度を向上できるので、高速印刷が可能となる。

モーターの回転速度を第１の速度から第２の速度又は第３の速度に切り換える判定に使用する値は、モーターの逆起電圧の値でもよいし、モーターの逆起電圧により発生する逆起電流の値でもよい。

以上より、本発明によれば、トナー収容体に設けられたトナー送出機構をモーターにより動かした際にモーターに生じる逆起電圧を、モーターの回転制御に利用した画像形成装置を提供することができる。

上記構成において、前記測定部で測定された前記値の絶対値が小さくなるにしたがって前記第２の速度が小さくなる関係が成立するように、前記値と前記第２の速度とを対応付けたデータを予め記憶する第１の記憶部を備え、前記モーター制御部は、前記受付部が前記低速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第１の値より小さくなれば、前記第１の記憶部に記憶されている前記データと前記測定部で測定された前記値とを利用して、前記第２の速度を小さくする制御をする。

第１の速度から第２の速度に切り換えて、以降、第２の速度の大きさを変えない態様を考える。トナー収容体のトナーが多い状態から第２の速度に切り換えると、モーターの回転による騒音を低減する効果を、トナー収容体のトナーが多い状態から得ることができる。このため、その効果が生じる期間を長くすることができる。しかし、トナー収容体のトナーが多い状態では、モーターの負荷トルクが大きいので、第２の速度を小さくすることができない。よって、モーターの回転による騒音を大きく低減することができない。

一方、トナー収容体のトナーが少ない状態から第２の速度に切り換えると、トナー収容体のトナーが少ない状態ではモーターの負荷トルクが小さい。このため、第２の速度を小さくできるので、モーターの回転による騒音を大きく低減することができる。しかし、モーターの回転による騒音を低減する効果が得られるのは、トナーが少ない状態に到達しなければならないので、その効果が生じる期間は短い。

これに対して上記構成によれば、測定部で測定された値の絶対値が小さくなることに応じて、第２の速度を段階的に小さくできる。従って、トナー収容体のトナーが多い状態から第２の速度に切り換えることができるので、モーターの回転による騒音を低減する効果を生じさせる期間を長くすることができる。また、モーターの回転速度を段階的に小さくできるので、トナー収容体のトナーが少ない状態になれば、モーターの回転による騒音を大きく低減できる。

上記構成において、前記測定部で測定された前記値の絶対値が小さくなるにしたがって前記第３の速度が大きくなる関係が成立するように、前記値と前記第３の速度とを対応付けたデータを予め記憶する第２の記憶部を備え、前記モーター制御部は、前記受付部が前記高速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第２の値より小さくなれば、前記第２の記憶部に記憶されている前記データと前記測定部で測定された前記値とを利用して、前記第３の速度を大きくする制御をする。

第１の速度から第３の速度に切り換えて、以降、第３の速度の大きさを変えない態様を考える。トナー収容体のトナーが多い状態から第３の速度に切り換えると、トナーの補給速度を向上させる効果を、トナー収容体のトナーが多い状態から得ることができる。このため、その効果を生じさせる期間を長くすることができる。しかし、トナー収容体のトナーが多い状態では、モーターの負荷トルクが大きいので、第３の速度を大きくすることができない。よって、トナーの補給速度を大きく向上させることができない。

一方、トナー収容体のトナーが少ない状態から第３の速度に切り換えると、トナー収容体のトナーが少ない状態ではモーターの負荷トルクが小さい。このため、第３の速度を大きくできるので、トナーの補給速度を大きく向上させることができる。しかし、トナーの補給速度を向上させる効果が得られるのは、トナー収容体のトナーが少ない状態に到達しなければならないので、その効果が生じる期間は短い。

これに対して上記構成によれば、測定部で測定された値の絶対値が小さくなることに応じて、第３の速度を段階的に大きくできる。従って、トナー収容体のトナーが多い状態から第３の速度に切り換えることができるので、トナーの補給速度を向上させる効果を生じさせる期間を長くすることができる。また、モーターの回転速度を段階的に大きくできるので、トナー収容体のトナーが少ない状態になれば、トナーの補給速度を大きく向上させることができる。

本発明によれば、トナー収容体に設けられたトナー送出機構をモーターにより動かした際にモーターに生じる逆起電圧を、モーターの回転制御に利用した画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。本実施形態において、現像部とブラックトナー用のコンテナーとの位置関係を示す斜視図である。図３に示すコンテナーを矢印Ａ−Ａ線に沿って切断した断面図である。トナー送出機構を制御する構成を示すブロック図である。逆起電圧測定部及びモーター制御部を実現する回路ブロックの構成の一例を示す図である。本実施形態において、ブラックトナー用のコンテナーから現像部にブラックトナーを補給する制御を説明するフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００及び原稿給送部３００を備える。

装置本体１００の上に原稿読取部２００が配置されており、原稿読取部２００の上に原稿給送部３００が配置されている。

原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００で読み取ることができるように送ることができる。

原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ、ガラス等の透明部材により構成された原稿台、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット(いずれも不図示)を備える。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。

装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる二つの用紙カセット１０１ａ，１０１ｂを備える。

用紙カセット１０１ａ，１０１ｂのうち、選択されたカセットに貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー(不図示)の駆動により、装置本体１００の用紙搬送路１０７へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１０７を通って、画像形成部１０３へ搬送される。

用紙搬送路１０７は装置本体１００の一方の側面(図１において右側の側面)に沿って下方から上方に向かって略垂直方向に延設され、上方で他方の側面(図１において左側の側面)に向かうように湾曲して、原稿読取部２００の下方に沿って略水平方向に延びている。そして、その端部に排出トレイ１３１が設けられている。

画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３はトナー画像を転写ベルト１１３に転写する順番に従って配置された、イエロー画像形成部１１１Ｙ、マゼンタ画像形成部１１１Ｍ、シアン画像形成部１１１Ｃ、ブラック画像形成部１１１ＢＫを備える。これらのユニットは同様の構成を有しており、ブラック画像形成部１１１ＢＫを例にして説明する。

ブラック画像形成部１１１ＢＫは感光体ドラム１１５及び露光部１１７を備える。感光体ドラム１１５の周りには帯電部１１９、現像部１２１及びクリーニング部１２３が配置されている。帯電部１１９は感光体ドラム１１５の周面を一様に帯電させる。露光部１１７は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)に対応して変調された光ビームを生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１５の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１５の周面にはブラックの画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１５の周面に現像部１２１からブラックトナーを供給することにより、周面にはブラックの画像データに対応するトナー画像が形成される。

転写ベルト１１３は感光体ドラム１１５と１次転写ローラー１２５により挟まれた状態で反時計周りに動くことができる。ブラックのトナー画像は感光体ドラム１１５から転写ベルト１１３に転写される。感光体ドラム１１５の周面に残っているブラックトナーはクリーニング部１２３によって除去される。以上がブラック画像形成部１１１ＢＫの説明である。

イエロー画像形成部１１１Ｙ、マゼンタ画像形成部１１１Ｍ、シアン画像形成部１１１Ｃ、ブラック画像形成部１１１ＢＫの上方には、対応する色のトナーを収容したコンテナー、すなわち、イエロートナー用のコンテナー１２７Ｙ、マゼンタトナー用のコンテナー１２７Ｍ、シアントナー用のコンテナー１２７Ｃ、ブラックトナー用のコンテナー１２７ＢＫが配置されている。各色の現像部１２１には、対応するコンテナーからトナーが補給される。

上述したように転写ベルト１１３にはイエローのトナー画像が転写され、このトナー画像に重ねてマゼンタのトナー画像が転写され、同様に、シアンのトナー画像、ブラックのトナー画像が重ねて転写される。これにより転写ベルト１１３にカラーのトナー画像が形成される。このように各色のパターンのトナー画像を転写ベルト１１３に重畳して転写することにより、転写ベルト１１３にカラーのトナー画像が形成される。カラーのトナー画像は２次転写ローラー１２９によって、先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。

カラーのトナー画像が転写された用紙は、定着部１０５に送られる。定着部１０５は加熱ローラーと定着ローラーとを備える。これらのローラーによって、カラーのトナー画像が転写された用紙が挟まれる。これにより、カラーのトナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、カラーのトナー画像を用紙に定着させる。用紙は排紙トレイ１３１に排紙される。

図２は、図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００及び原稿給送部３００に関しては、既に説明したので、説明を省略する。

操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。

操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー、テンキー、ストップキー、リセットキー、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリを切り換えるための機能切換キー等が設けられている。

スタートキーはコピー、ファクシミリ送信等の動作を開始させるキーである。テンキーはコピー部数、ファクシミリ番号等の数字を入力するキーである。ストップキーはコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキーは設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。

機能切換キーはコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリ送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。

制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリ等により構成される。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)を一時的に記憶する。

通信部６００はファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は電話回線６０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

トナーコンテナー(トナー収容体の一例)から現像部１２１にトナーを補給する機構について説明する。この機構は、各色の画像形成部１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１ＢＫにおいて同じであり、ブラック画像形成部１１１ＢＫを例にして説明する。図３は、現像部１２１とブラックトナー用のコンテナー１２７ＢＫとの位置関係を示す斜視図である。図４は、図３に示すコンテナー１２７ＢＫを矢印Ａ−Ａ線に沿って切断した断面図である。

ブラックトナー用のコンテナー１２７ＢＫは、画像形成装置１に着脱自在にされている。詳細には、コンテナー１２７ＢＫを画像形成装置１に装着する場合、コンテナー１２７ＢＫを画像形成装置１に設けられたガイドレール１０に沿って、画像形成装置１の正面から背面への方向にスライドさせる。コンテナー１２７ＢＫが画像形成装置１に正しく装着されると、コンテナー１２７ＢＫの底面に設けられたトナー供給口１２７ａが、トナー補給路２０の上端口２０ａと対向する。トナー補給路２０は画像形成装置１に装着されたコンテナー１２７ＢＫ内のブラックトナーを、現像部１２１に補給する通路となる。トナー補給路２０は筒状の形状を有しており、その下端口(不図示)は現像部１２１の内部とつながっている。これにより、コンテナー１２７ＢＫ内のブラックトナーがトナー補給路２０を介して現像部１２１に補給可能となる。現像部１２１とコンテナー１２７ＢＫとの間に、図１に示す転写ベルト１１３が位置する。トナー補給路２０は転写ベルト１１３の横に位置する。

コンテナー１２７ＢＫを画像形成装置１から取り出す場合、コンテナー１２７ＢＫをガイドレール１０に沿って、画像形成装置１の背面から正面への方向にスライドさせて、コンテナー１２７ＢＫを画像形成装置１から抜き取る。

図４に示すように、コンテナー１２７ＢＫ内には、トナー送出機構３０が配置されている。トナー送出機構３０は、スクリューコンベアー３１及び二つの攪拌ローラー３２，３３を備える。スクリューコンベアー３１及び攪拌ローラー３２，３３は、図５を用いて後で説明するモーター４１によって回転駆動力が伝達される。これにより、スクリューコンベアー３１及び攪拌ローラー３２，３３は、コンテナー１２７ＢＫの長手方向(言い換えれば、画像形成装置１の正面から背面に向かう方向)に延びる軸を中心に回転する。

攪拌ローラー３２，３３は、スクリューコンベアー３１の両側に配置されており、図４において、スクリューコンベアー３１の左側に攪拌ローラー３２が配置され、右側に攪拌ローラー３３が配置されている。攪拌ローラー３２は反時計周りに回転可能にされ、攪拌ローラー３３は時計周りに回転可能にされている。

攪拌ローラー３２には、このローラーの周方向に突出した攪拌羽根３４が設けられている。攪拌ローラー３３には、このローラーの周方向に突出した攪拌羽根３５が設けられている。攪拌ローラー３２，３３が回転すると、攪拌羽根３４，３５により、コンテナー１２７ＢＫ内のブラックトナーが攪拌されながらスクリューコンベアー３１に供給される。この供給されたブラックトナーを、スクリューコンベアー３１は回転しながら、トナー補給路２０に送り出す。これにより、ブラックトナーはトナー補給路２０を通り、現像部１２１に補給される。

次に、トナー送出機構３０を制御する構成について説明する。この構成は、各色の画像形成部１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１ＢＫにおいて同じであり、ブラック画像形成部１１１ＢＫを例にして説明する。図５は、トナー送出機構３０を制御する構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は現像部１２１を含むブラック画像形成部１１１ＢＫ、モーター４１、逆起電圧測定部４２、モーター制御部４３、受付部４４及び操作部４００を備える。

モーター４１はＤＣブラシモーターである。モーター４１はコンテナー１２７ＢＫに設けられたトナー送出機構３０を動作させる回転駆動力を生成する。

コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少なくなると、スクリューコンベアー３１及び攪拌ローラー３２，３３(図４)に作用するブラックトナーによる抵抗が小さくなる。このため、モーター４１の回転速度が同じ場合、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少なくなるにしたがって、モーター４１に生じる逆起電圧の値の絶対値が小さくなる。例えば、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多く、スクリューコンベアー３１等がブラックトナーで埋もれた状態では、スクリューコンベアー３１等に生じる抵抗が大きいので、モーター４１に発生する逆起電圧の値の絶対値が大きくなる。これに対して、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少なくなり、スクリューコンベアー３１等がトナーから露出した状態では、スクリューコンベアー３１等に生じる抵抗が小さいので、モーター４１に発生する逆起電圧の値の絶対値が小さくなる。

コンテナー１２７ＢＫのトナーが減ると、モーター４１の負荷トルクが小さくなる。これにより、トナー送出機構３０を動作させる際にモーター４１を安定して回転させることができる回転速度の範囲が広くなる。

そこで、本実施形態では、操作部４００を操作することにより、モーター４１の回転速度を低速切換又は高速切換のいずれかを選択して設定できるようにしている。コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが満杯のときからコンテナー１２７ＢＫのブラックトナーがある程度減るまでは、モーター４１を第１の速度で回転させる。コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーがある程度減ることで、モーター４１の負荷トルクが小さくなり、モーター４１に発生する逆起電圧の値の絶対値が予め定められた値(低速切換では第１の値、高速切換では第２の値)より小さくなれば、低速切換か高速切換かに応じてモーター４１の回転速度を異ならせる。低速切換が選択されていれば、第１の速度より小さい第２の速度でモーター４１を回転させる。高速切換が選択されていれば、第１の速度より大きい第３の速度でモーター４１を回転させる。第１の値と第２の値とは異なっていてもよいし、同じでもよい。

低速切換を選択した場合、モーター４１の回転速度が下がるので、モーター４１の回転により生じる騒音を低減できる。特に、ＤＣブラシモーターは、ステッピングモーターに比べて、騒音が大きいので、モーター４１としてＤＣブラシモーターを使用する場合に、本実施形態は有効である。高速切換を選択した場合、現像部１２１にブラックトナーを補給する速度を向上できるので、高速印刷が可能となる。

モーターの回転速度を第１の速度から第２の速度又は第３の速度に切り換える判定に使用する値は、モーターの逆起電圧の値を例に説明するが、モーターの逆起電圧により発生する逆起電流の値でもよい。

受付部４４はモーター４１の回転速度を第１の速度から第１の速度より小さい第２の速度に切り換える低速切換、又は、第１の速度から第１の速度より大きい第３の速度に切り換える高速切換の設定を、操作部４００が操作されることにより受け付ける。受付部４４は制御部５００を構成するＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等により実現される。

逆起電圧測定部４２は測定部の一例であり、モーター４１がトナー送出機構３０を動作させることで、モーター４１に発生する逆起電圧の値を測定する。

モーター制御部４３は、以下の(ａ) 及び(ｂ)の制御をする。(ａ)受付部４４が低速切換を受け付けた場合、逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が予め定められた第１の値以下になるまで、第１の速度でモーター４１を回転させる。逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が第１の値より小さくなれば、第２の速度でモーター４１を回転させる。一方、(ｂ)受付部４４が高速切換を受け付けた場合、逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が予め定められた第２の値以下になるまで、第１の速度でモーター４１を回転させる。逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が第２の値より小さくなれば、第３の速度でモーター４１を回転させる。

図６は、逆起電圧測定部４２及びモーター制御部４３を実現する回路ブロックの構成の一例を示す図である。本実施形態では、ＰＷＭ制御でモーター４１の回転速度を制御する。ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３は、制御部５００(図２)を構成する要素である。なお、モーター４１に印加する電圧は、ＰＷＭ波に限らず、直流電圧でもよい。

基準波生成回路５４は三角波を生成する。基準波生成回路５４で生成された三角波は、コンパレーター５５の一方の入力端子に入力される。

ＣＰＵ５１から出力されたＤＣ電圧の値を示すデジタルの電気信号Ｓ１は、ＤＡコンバーター５６によりアナログの電気信号Ｓ１に変換されて、コンパレーター５５の他方の入力端子に入力される。コンパレーター５５から出力されるＰＷＭパルスがモーター４１に供給され、モーター４１が回転する。電気信号Ｓ１で示されるＤＣ電圧に応じてコンパレーター５５から出力されるＰＷＭパルスのデューティー比を変化することができ、これを利用してモーター４１の回転速度を制御する。

モーター４１で発生する逆起電圧ＶはＡＤコンバーター５７でデジタルの電気信号Ｓ２に変換されて、ＣＰＵ５１に入力される。モーター４１で発生する逆起電圧Ｖの値は、常時、ＣＰＵ５１にフィードバックされ、モーター４１で発生した逆起電圧Ｖの値が、予め定められた値(低速切換では第１の値、高速切換では第２の値)以下になるまで、モーター４１を第１の速度で回転させる。モーター４１で発生した逆起電圧Ｖの値が、予め定められた値より小さくなれば、モーター４１を第２の速度又は第３の速度で回転させる。

本実施形態において、トナーコンテナーから現像部１２１にトナーを補給する制御について説明する。この制御は、各色の画像形成部１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１ＢＫにおいて同じであり、ブラック画像形成部１１１ＢＫを例にして、図５及び図７を用いて説明する。図７は、この制御を説明するフローチャートである。

ユーザーやサービスマンは、操作部４００を操作して、モーター４１の速度変更制御について、低速切換又は高速切換の設定をする(ステップＳ１)。

低速切換はモーター４１の回転速度を第１の速度とし、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーがある程度減ると、モーター４１の回転速度を第１の速度より小さい第２の速度に切り換える。高速切換はモーター４１の回転速度を第１の速度とし、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーがある程度減ると、モーター４１の回転速度を第１の速度より大きい第３の速度に切り換える。いずれも設定しない場合、モーターの回転速度を第１の速度とし、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが減っても、第１の速度が継続される。

画像形成装置１がスリープモード等の省エネモードでない通常の動作モードの場合、モーター制御部４３はモーター４１を回転させ、トナー送出機構３０を動作させている。コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが満杯のときからコンテナー１２７ＢＫのブラックトナーがある程度減るまでは、モーター制御部４３はモーター４１を第１の速度で回転させる(ステップＳ２)。

逆起電圧測定部４２は、ステップＳ２において回転するモーター４１の逆起電圧の値を測定する(ステップＳ３)。モーター制御部４３はステップＳ１において低速切換が設定されているかを判断する(ステップＳ４)。

モーター制御部４３が、低速切換が設定されていると判断した場合(ステップＳ４でＹｅｓ)、モーター制御部４３は、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが減ることにより、ステップＳ３において逆起電圧測定部４２が測定した逆起電圧の値の絶対値が予め定められた第１の値より小さくなったかを判断する(ステップＳ５)。モーター制御部４３は、逆起電圧の値の絶対値が第１の値より小さいと判断しない場合(ステップＳ５でＮｏ)、ステップＳ２に戻り、モーター４１を第１の速度で回転させる。

モーター制御部４３は、逆起電圧の値の絶対値が第１の値より小さいと判断した場合(ステップＳ５でＹｅｓ)、制御部５００がコンテナー１２７ＢＫのブラックトナーの残量が減り、コンテナー１２７ＢＫを交換する判断をしたか否かを判断する(ステップＳ６)。

制御部５００が、コンテナー１２７ＢＫを交換する判断をした場合(ステップＳ６でＹｅｓ)、制御部５００はコンテナー１２７ＢＫを交換することを示す画像を、表示部４０３(図２)に表示させる(ステップＳ８)。

制御部５００が、コンテナー１２７ＢＫを交換する判断をしない場合(ステップＳ６でＮｏ)、モーター制御部４３は、モーター４１の回転速度を第１の速度から第２の速度に切り換え(ステップＳ７)、ステップＳ６に戻る。

一方、モーター制御部４３が、ステップＳ１において低速切換が設定されていると判断しない場合(ステップＳ４でＮｏ)、すなわち、高速切換が設定されている場合、ステップＳ９へ進む。

モーター制御部４３は、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが減ることにより、ステップＳ３において逆起電圧測定部４２が測定した逆起電圧の値の絶対値が予め定められた第２の値より小さくなったかを判断する(ステップＳ９)。モーター制御部４３は、逆起電圧の値の絶対値が第２の値より小さいと判断しない場合(ステップＳ９でＮｏ)、ステップＳ２に戻り、モーター４１を第１の速度で回転させる。

モーター制御部４３は、逆起電圧の値の絶対値が第２の値より小さいと判断した場合(ステップＳ９でＹｅｓ)、制御部５００がコンテナー１２７ＢＫのブラックトナーの残量が減り、コンテナー１２７ＢＫを交換する判断をしたか否かを判断する(ステップＳ１０)。

制御部５００が、コンテナー１２７ＢＫを交換する判断をした場合(ステップＳ１０でＹｅｓ)、ステップＳ８へ進む。

制御部５００が、コンテナー１２７ＢＫを交換する判断をしない場合(ステップＳ１０でＮｏ)、モーター制御部４３は、モーター４１の回転速度を第１の速度から第３の速度に切り換え(ステップＳ１１)、ステップＳ１０に戻る。

本実施形態の主な効果を説明する。コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが減れば、モーター４１の負荷トルクが小さくなる。これにより、トナー送出機構３０を動作させる際にモーター４１を安定して回転させることができる回転速度の範囲が広くなる。本実施形態によれば、操作部４００を操作することにより、モーター４１の回転速度を低速切換又は高速切換のいずれかを選択して設定できるようにしている(ステップＳ１)。

低速切換を選択した場合、所定の条件を満たせば(ステップＳ５でＹｅｓ、ステップＳ６でＮｏ)、モーター４１の回転速度が第１の速度から第２の速度に下がるので、モーター４１の回転により生じる騒音を低減できる。一方、高速切換を選択した場合、所定の条件を満たせば(ステップＳ９でＹｅｓ、ステップＳ１０でＮｏ)、モーター４１の回転速度が第１の速度から第３の速度に上がるので、現像部１２１にトナーを補給する速度を向上できるので、高速印刷が可能となる。

以上より、本実施形態によれば、コンテナー１２７ＢＫに設けられたトナー送出機構３０をモーター４１により動かした際にモーター４１に生じる逆起電圧を、モーター４１の回転制御に利用した画像形成装置１を提供することができる。

本実施形態の変形例１，２を説明する。変形例１は以下の通りである。逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が小さくなるにしたがって第２の速度が小さくなる関係が成立するように、逆起電圧の値と第２の速度とを対応付けたデータを予め記憶する第１の記憶部が備えられる。モーター制御部４３は、受付部４４が低速切換を受け付けた場合、逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が第１の値より小さくなれば、第１の記憶部に記憶されているデータと逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値とを利用して、第２の速度を小さくする制御をする。

第１の速度から第２の速度に切り換えて、以降、第２の速度の大きさを変えない態様を考える。コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態から第２の速度に切り換えると、モーター４１の回転による騒音を低減する効果を、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態から得ることができる。このため、その効果が生じる期間を長くすることができる。しかし、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態では、モーター４１の負荷トルクが大きいので、第２の速度を小さくすることができない。よって、モーター４１の回転による騒音を大きく低減することができない。

一方、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態から第２の速度に切り換えると、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態ではモーター４１の負荷トルクが小さい。このため、第２の速度を小さくできるので、モーター４１の回転による騒音を大きく低減することができる。しかし、モーター４１の回転による騒音を低減する効果が得られるのは、トナーが少ない状態に到達しなければならないので、その効果が生じる期間は短い。

これに対して変形例１によれば、逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が小さくなることに応じて、第２の速度を段階的に小さくできる。従って、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態から第２の速度に切り換えることができるので、モーター４１の回転による騒音を低減する効果を生じさせる期間を長くすることができる。また、モーター４１の回転速度を段階的に小さくできるので、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態になれば、モーター４１の回転による騒音を大きく低減できる。

変形例２は以下の通りである。逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が小さくなるにしたがって第３の速度が大きくなる関係が成立するように、逆起電圧の値と第３の速度とを対応付けて記憶する第２の記憶部が備えられる。モーター制御部４３は、受付部４４が高速切換を受け付けた場合、逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が第２の値より小さくなれば、第２の記憶部に記憶されているデータと逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値とを利用して、第３の速度を大きくする制御をする。

第１の速度から第３の速度に切り換えて、以降、第３の速度の大きさを変えない態様を考える。コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態から第３の速度に切り換えると、ブラックトナーの補給速度を向上させる効果を、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態から得ることができる。このため、その効果を生じさせる期間を長くすることができる。しかし、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態では、モーター４１の負荷トルクが大きいので、第３の速度を大きくすることができない。よって、ブラックトナーの補給速度を大きく向上させることができない。

一方、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態から第３の速度に切り換えると、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態ではモーター４１の負荷トルクが小さい。このため、第３の速度を大きくできるので、ブラックトナーの補給速度を大きく向上させることができる。しかし、ブラックトナーの補給速度を向上させる効果が得られるのは、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態に到達しなければならないので、その効果が生じる期間は短い。

これに対して第２変形例によれば、逆起電圧測定部４２で測定された逆起電圧の値の絶対値が小さくなることに応じて、第３の速度を段階的に大きくできる。従って、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが多い状態から第３の速度に切り換えることができるので、ブラックトナーの補給速度を向上させる効果を生じさせる期間を長くすることができる。また、モーター４１の回転速度を段階的に大きくできるので、コンテナー１２７ＢＫのブラックトナーが少ない状態になれば、ブラックトナーの補給速度を大きく向上させることができる。

１画像形成装置
３０トナー送出機構
４１モーター
４２逆起電圧測定部(測定部の一例)
４３モーター制御部
４４受付部
１２１現像部
１２７ＢＫブラックトナー用のコンテナー(トナー収容体の一例)
４００操作部

Claims

トナー送出機構が設けられたトナー収容体が着脱可能に装着される画像形成装置であって、
前記トナー送出機構が動作することによって前記トナー収容体からトナーが補給され、前記トナーにより静電潜像を現像する現像部と、
前記トナー送出機構を動作させる回転駆動力を生成するモーターと、
操作部と、
前記モーターの回転速度を第１の速度から前記第１の速度より小さい第２の速度に切り換える低速切換、又は、前記第１の速度から前記第１の速度より大きい第３の速度に切り換える高速切換の設定を、前記操作部が操作されることにより受け付ける受付部と、
前記モーターが前記トナー送出機構を動作させることで、前記モーターに発生する逆起電圧又は逆起電流の値を測定する測定部と、
(ａ)前記受付部が前記低速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が予め定められた第１の値以下になるまで、前記第１の速度で前記モーターを回転させ、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第１の値より小さくなれば、前記第２の速度で前記モーターを回転させ、(ｂ)前記受付部が前記高速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が予め定められた第２の値以下になるまで、前記第１の速度で前記モーターを回転させ、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第２の値より小さくなれば、前記第３の速度で前記モーターを回転させるモーター制御部と、を備える画像形成装置。
前記測定部で測定された前記値の絶対値が小さくなるにしたがって前記第２の速度が小さくなる関係が成立するように、前記値と前記第２の速度とを対応付けたデータを予め記憶する第１の記憶部を備え、
前記モーター制御部は、前記受付部が前記低速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第１の値より小さくなれば、前記第１の記憶部に記憶されている前記データと前記測定部で測定された前記値とを利用して、前記第２の速度を小さくする制御をする請求項１に記載の画像形成装置。
前記測定部で測定された前記値の絶対値が小さくなるにしたがって前記第３の速度が大きくなる関係が成立するように、前記値と前記第３の速度とを対応付けたデータを予め記憶する第２の記憶部を備え、
前記モーター制御部は、前記受付部が前記高速切換を受け付けた場合、前記測定部で測定された前記値の絶対値が前記第２の値より小さくなれば、前記第２の記憶部に記憶されている前記データと前記測定部で測定された前記値とを利用して、前記第３の速度を大きくする制御をする請求項１又は２に記載の画像形成装置。