JP5879301B2 - 電子機器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器及び画像形成装置に関し、特に、駆動モーターからの駆動力を受ける被回転体の駆動量を検出する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置等の電子機器では、感光体ドラムや中間転写ベルトの表面に形成された静電潜像に現像ユニットからトナーが供給されることにより現像処理が行われる。トナーはトナーコンテナに収納されており、現像ユニット内のトナー濃度が低下すると、トナーコンテナが駆動モーターにより駆動されてトナーコンテナ内のトナーが攪拌パドルにより攪拌されつつ搬送スクリューにより現像ユニットに補給される。したがって、トナーコンテナ（搬送スクリュー）の駆動量に応じて、現像ユニットに補給されるトナーの量を算出可能である。このように、トナーコンテナから現像ユニットに補給されるトナーの量をトナーコンテナの駆動量から算出する場合、当該駆動量は駆動モーターのトルクに応じて変動するため、当該トルクを考慮した上でのトナー量算出を要する。

下記特許文献１では、ＣＰＵが、駆動モーター（駆動モーター）の電流やトルクが所定時間内に大きく変動したかどうかを判断し、トルク等が大きく変動した場合、すなわち現像ユニットに予期しないトナーの補給があった場合、トナーコンテナから現像ユニットへのトナー補給を所定時間だけ停止させ、所定時間経過後に現像ユニット内のトナー濃度を検出し、再度通常のトナー補給制御を行うことで、適正に画像を形成する画像形成装置が提案されている。

また、下記特許文献２では、直流サーボモーターの駆動において、回転速度検出装置と電流制御手段を用いて、回転数と供給電流値の関係から駆動トルクを算出する画像形成装置が提案されている。

特開２０１１−１３３６１６号公報 特開２００８−２３３４３９号公報

上記特許文献１に示される画像形成装置は、異常トルク時にはトナー補給を停止し、正常トルク時のみにトナー補給を行うことで、想定通りの量でトナー補給を可能にするものである。しかし、現像ユニット内のトナー濃度検出センサーがトナーコンテナから離れた位置に配置されている場合には、トナー補給後に現像ユニット内のトナー濃度検出結果として現れるまでにある程度の時間が必要になる。このため、上記特許文献１のように、駆動モーターのトルク等が大きく変動してからトナー補給を停止しても、トナーコンテナから現像ユニットへのトナー補給が所望のトナー補給量よりも多くなる場合がある。

また、特許文献１に記載の画像形成装置は、現像器内に予期しないトナーの補給があった場合にトナー補給を所定時間停止させるものに過ぎず、トナーコンテナから現像ユニットに補給されるトナーの量を、上記トルクを考慮して正確に算出することは行われていない。

また、上記特許文献２のようにエンコーダー等の回転速度検出装置を用いる場合、トルクの影響が加味されたモーターの回転量（駆動量）を検出できるが、当該回転速度検出装置を要する分、コスト増加の原因となる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、特別な機構を要することなく、駆動モーターからの駆動力を受ける被回転体の駆動量を正確に検出できるようにし、例えば、本発明が画像形成装置に適用された場合には、トナーコンテナから現像ユニットに正確な補給量でトナーを補給可能にすることを目的とする。

本発明の一局面に係る電子機器は、回転駆動力を発生させる駆動モーターと、前記駆動モーターの回転駆動力を受けて回転する駆動ギアと、当該駆動ギアとの噛合により前記駆動モーターの回転駆動力を受けて回転して前記駆動モーターによる被駆動体に回転駆動力を伝達する従動ギアとを有し、前記駆動ギア又は前記従動ギアのいずれか一方は、その周縁部に、歯を有しない欠歯部が形成されているギア機構と、前記駆動モーターを駆動制御する制御部と、前記駆動モーターの駆動時に、前記駆動モーターの駆動電流を検出する検出部と、前記検出部により計測された前記駆動電流が予め定められた閾値を下回ったか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記駆動電流が前記閾値を下回ったと判定された回数を計測し、当該計測した回数に基づいて、前記従動ギアの駆動量を算出する算出部と、を備える。

本発明によれば、コスト増の要因となるエンコーダー等の回転速度検出装置を用いずに比較的安価な構成でありながら、駆動モーターからの駆動力を受ける被回転体の駆動量を正確に検出できる。これにより、例えば、本発明が画像形成装置に適用された場合には、トナーコンテナから現像ユニットに正確な補給量でトナーを補給することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 トナーコンテナと現像ユニットとの接続を示す斜視図である。 カバーを取り外したトナーコンテナの平面図である。 トナーコンテナに設けられたギア機構を示す背面図である。 トナーコンテナを駆動するギア機構の主要部及び駆動モーターの構成を示す図である。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 駆動モーターに流れる電流の時間変化を表すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３を備える。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。

中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を、熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

画像形成ユニット１２Ｍにおける現像ユニット（現像部）１２２Ｍ、画像形成ユニット１２Ｃにおける現像ユニット（現像部）１２２Ｃ、画像形成ユニット１２Ｙにおける現像ユニット（現像部）１２２Ｙ、及び画像形成ユニット１２Ｂｋにおける現像ユニット（現像部）１２２Ｂｋは、それぞれ、各色の現像処理を行う。

続いて、トナーコンテナ１７Ｍ、トナーコンテナ１７Ｃ、トナーコンテナ１７Ｙ、及びトナーコンテナ１７Ｂｋについて説明する。図２は、トナーコンテナと現像ユニットとの接続を示す斜視図である。図３はカバーを取り外したトナーコンテナの平面図である。図４はトナーコンテナに設けられたギア機構を示す背面図である。図５は、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋを駆動するギア機構の主要部及び駆動モーターの構成を示す図である。

現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋから離れた位置に、例えば、中間転写ベルト１２５を挟んで上方に、マゼンタトナーを収納するトナーコンテナ１７Ｍ、シアントナーを収納するトナーコンテナ１７Ｃ、イエロートナーを収納するトナーコンテナ１７Ｙ、及びブラックトナーを収納するトナーコンテナ１７Ｂｋが、装置本体１１に設けられた図略のトナーコンテナ装着部に着脱可能に装着されている。トナーを使い切った時には、装置本体１１に設けられたカバーを開閉することで、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋが必要に応じて交換できるようになっている。

各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋの底面にはトナー供給口３０が設けられている（図３）。

なお、単にトナーコンテナ又は現像ユニットという場合には、トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋ、又は現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋのいずれかを指す。また、トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋの構成はいずれも同様であり、及び現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂの構成はいずれも同様である。

コンテナ本体２７には、トナー供給口３０の上方に、搬送手段としての搬送スクリュー３２０が回転可能に設けられている。搬送スクリュー３２０は、コンテナ本体２７の前後両側壁３３、３４に長さ方向両端部が軸支された回転軸３５と、この回転軸３５の外周に同心で設けられたスパイラルフィン３６と、回転軸３５の長さ方向一端（本実施形態では後端）に設けられた搬送ギア３７（図４参照）と、を備えている。

また、コンテナ本体２７には、搬送スクリュー３２０の上部一側（本実施形態では上部左側）に第１攪拌手段としての第１攪拌パドル３８が回転可能に設けられ、搬送スクリュー３２０の上部他側（本実施形態では上部右側）に第２攪拌手段としての第２攪拌パドル４０が回転可能に設けられている。

コンテナ駆動ユニット２６は、装置本体１１の後部に配置されており、トナーコンテナ１７に対して着脱可能に設けられている。コンテナ駆動ユニット２６には、駆動モーター６０と、駆動モーター６０の出力軸６１と、出力軸６１の端部に設けられたピニオン６２と、このピニオン６２に噛合する駆動ギア１８Ａとが備えられている。

また、コンテナ本体２７には、コンテナ本体２７に軸支された回転軸と供回りする従動ギア１８Ｂが設けられている。従動ギア１８Ｂは、トナーコンテナ１７を装置本体１１に装着したときに、駆動モーター６０側の駆動ギア１８Ａと噛合する。従動ギア１８Ｂは、第１攪拌パドル３８の回転軸と供回りするギア４３と、第２攪拌パドル４０の回転軸に駆動力を伝達するギア４８と、搬送スクリュー３２０の回転軸と供回りする搬送ギア３７と噛合し、これら第１攪拌パドル３８、第２攪拌パドル４０、及び搬送スクリュー３２０に駆動モーター６０の回転駆動力を伝達する。駆動ギア１８Ａ及び従動ギア１８Ｂは、ギア機構１８を構成する。

当該トナー供給口３０は、装置本体１１に略鉛直姿勢で設置されたパイプ３１０を介して、対応する現像ユニットの内部と接続されている。上記搬送スクリュー３２０が自転によりトナー供給口３０までトナーを搬送することにより、トナーコンテナからパイプ３１０を介して、対応する現像ユニットにトナーが補給される。このため、搬送スクリュー３２０の回転量に応じて、トナーコンテナから現像ユニットへのトナー補給量が決定する。

ここで、駆動モーター６０及びそのギア機構を説明する。駆動モーター６０は、例えばＤＣブラシモーターであり、ＤＣ電流が通電されることで回転駆動力を発生する。

上記のように、駆動モーター６０の出力軸６１にはピニオン６２が取り付けられている。駆動ギア１８Ａは、小ギア１８１及び大ギア１８２からなる２段ギアである。小ギア１８１は、大ギア１８２と同心に設けられて供回りし、駆動モーター６０のピニオン６２と噛合している。駆動ギア１８Ａは駆動モーター６０の回転駆動力を受けて回転する。

駆動ギア１８Ａにおける大ギア１８２は、周縁部に、従動ギア１８Ｂと噛合して駆動モーター６０の駆動力を従動ギア１８Ｂに伝達する複数の歯が設けられた歯部１８２ａと、当該歯が設けられておらず従動ギア１８Ｂと噛合しない欠歯部１８２ｂとを有する。本実施形態では、駆動ギア１８Ａの大ギア１８２における周縁部の１箇所に欠歯部１８２ｂが設けられている。但し、大ギア１８２に設けられる欠歯部１８２ｂの数を限定する趣旨ではない。

歯部１８２ａにより駆動モーター６０の回転駆動力が従動ギア１８Ｂに伝達され、第１攪拌パドル３８、第２攪拌パドル４０、及び搬送スクリュー３２０に駆動モーター６０の回転駆動力が伝達されているときは、駆動モーター６０は有負荷状態となる。これにより、トナーコンテナが駆動され、対応する現像ユニットのトナーが補給される。

一方、欠歯部１８２ｂでは、駆動モーター６０の回転駆動力が従動ギア１８Ｂに伝達されずに駆動ギア１８Ａは空転し、駆動モーター６０は無負荷状態となる。駆動モーター６０が無負荷状態にあるとき、トナーコンテナは駆動されず、現像ユニットにはトナーが補給されない。

駆動モーター６０の駆動時、上記の駆動モーター６０の有負荷状態と無負荷状態は交互に繰り返し発生する。また、駆動モーター６０にＤＣ電流を連続的に通電した場合、駆動ギア１８Ａが１回転する毎に駆動モーター６０が無負荷となる状態が１回発生する。本実施形態では、駆動モーター６０の無負荷状態の発生回数と駆動ギア１８Ａの回転数とが一致する。

次に、画像形成装置１の構成を説明する。図６は画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。

画像形成装置１は、制御ユニット１０を備える。制御ユニット１０は、ＣＰＵ(CentralProcessing Unit)、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。

原稿読取部５は、制御ユニット１０による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する上記の読取機構１６３を備える。原稿読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。

画像処理部３１は、原稿読取部５で読み取られた画像の画像データを必要に応じて画像処理する。例えば、画像処理部３１は、原稿読取部５により読み取られた画像が画像形成部１２により画像形成された後の品質を向上させるために、シェーディング補正等の予め定められた画像処理を行う。

画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。

画像形成部１２は、原稿読取部５で読み取られた印刷データ、ネットワーク接続されたコンピューター２００から受信した印刷データ等の画像形成を行う。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者からの指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３を備える。

表示部４７３は、画像形成装置１が通常動作モードにあるときに、操作画面、プレビュー画面、印刷ジョブ状況の確認画面等の各種表示をする。一方、表示部４７３は、画像形成装置１がスリープモードにあるときには消灯する。

ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。

ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内のコンピューター２００等と種々のデータの送受信を行う。

ＨＤＤ９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。

駆動用モーター７０は、画像形成部１２の各回転部材及び搬送ローラー対１９１，１９２以外の搬送ローラー対１９等に回転駆動力を付与する駆動源である。

駆動モーター６０は、上述したように、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋを駆動する駆動源である。

トナーセンサー１２０は、各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋ内に設けられ、各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋ内のトナー濃度を検出するセンサーである。

例えば、制御部１００は、トナーセンサー１２０の検出信号に基づいて、各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋへのトナー補給を開始するか否かの判断を行う。制御部１００は、トナー補給を開始する判断をすると、駆動モーター６０へのＤＣ電流の通電を開始して駆動モーター６０を駆動させる。

制御ユニット１０は、制御部１００と、検出部１０１と、判定部１０２と、算出部１０３と、消費量算出部１０４と、補正部１０５とを備えている。

制御部１００は、原稿読取部５、原稿給送部６、画像処理部３１、画像メモリー３２、画像形成部１２、操作部４７、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９２、駆動モーター６０、トナーセンサー１２０等と接続され、これら各部の駆動制御を行う。

検出部１０１は、駆動モーター６０の駆動時に、当該駆動モーター６０の駆動電流を検出する。

判定部１０２は、検出部１０１により計測された駆動モーター６０の駆動電流が予め定められた閾値を下回ったか否かを判定する。当該予め定められた閾値thは、例えば、後述の図７に示すように、予め計測により検出されている無負荷時のトルクであるときの駆動モーター６０の駆動電流値Ｂを若干上回る値であって、有負荷時のトルクであるときの駆動モーター６０の駆動電流値Ａを下回る値が用いられる。

算出部１０３は、判定部１０２により駆動モーター６０の駆動電流が上記閾値を下回ったと判定された回数を計測し、当該計測した回数に基づいて、駆動モーター６０に連結されている従動ギア１８Ｂの駆動量（本実施形態では回転数）を算出する。

消費量算出部１０４は、画像形成部１２による画像データに基づく画像形成時におけるトナー消費量を画像データに基づいて算出する。

補正部１０５は、消費量算出部１０４によって算出されたトナー消費量に応じた係数を用いて、算出部１０３によって算出される従動ギア１８Ｂの駆動量を用いて、トナーコンテナから現像部へのトナー補給量を補正する。

なお、算出部１０３及び消費量算出部１０４は、後述する実施形態において必要となる限りで、画像形成装置１の構成要素となる。

図７は、駆動モーター６０に流れる電流の時間変化を表すグラフである。上述したように駆動モーター６０にＤＣ電流を連続的に通電すると、駆動モーター６０の有負荷状態と無負荷状態とが交互に繰り返し発生する。すなわち、駆動モーター６０の駆動が開始されると、駆動ギア１８Ａの歯部１８２ａと従動ギア１８Ｂとが噛合して、ある有負荷電流値Ａまで駆動モーター６０の駆動電流が上昇し、その後、負荷の軽重に応じたモーター電流が一定期間流れる（定常補給駆動負荷状態）。

そして、駆動ギア１８Ａの欠歯部１８２ｂが従動ギア１８Ｂに差し掛かり、駆動ギア１８Ａが空転すると、駆動モーター６０の駆動電流は無負荷の電流値（駆動電流値Ｂ）まで減少する（無負荷状態）。以後、これら定常補給駆動負荷状態と無負荷状態とが交互に繰り返される。

駆動モーター６０の駆動電流は、例えば図略の電流検出抵抗の両端電圧を観測することで検出部１０１により検出される。そして、判定部１０２は、無負荷状態におけるモーター電流の一時的な低下を検出し、すなわち、検出部１０１により検出される駆動モーター６０の駆動電流値が上記閾値thを下回ったかを検出する。

算出部１０３は、判定部１０２による判定結果に基づいて、駆動モーター６０の駆動電流値が上記閾値を下回った回数をカウントし、当該回数に基づいて、従動ギア１８Ｂの駆動量を算出する。本実施形態では、上述したように、駆動モーター６０の無負荷状態の発生回数と駆動ギア１８Ａの回転数とは一致するため、算出部１０３は、駆動モーター６０の駆動電流値が上記閾値を下回った回数を駆動ギア１８Ａの駆動量＝回転数として算出可能である。

欠歯部１８２Ｂが大ギア１８２に複数設けられている場合は、駆動モーター６０の無負荷状態の発生回数と駆動ギア１８Ａの回転数は比例するため、この場合は、回転数が1回転に満たない駆動ギア１８Ａの駆動量まで、算出部１０３が算出可能となる。このように、本実施形態では、駆動モーター６０の無負荷状態の発生回数から駆動ギア１８Ａの駆動量を正確に検出することができる。

そして、算出部１０３は、例えば、当該駆動ギア１８Ａの回転数と、駆動ギア１８Ａの歯数及び従動ギア１８Ｂの歯数の比に基づいて、従動ギア１８Ｂの回転数を算出する。

なお、制御部１００は、駆動モーター６０の駆動を停止させるときは、駆動モーター６０の駆動電流が上記閾値を下回っているタイミング（判定部１０２により駆動モーター６０の駆動電流値が上記閾値を下回ったと判定されたタイミング）で駆動モーター６０を停止させる。このように駆動モーター６０が無負荷状態のときに駆動モーター６０を停止させることで、駆動モーター６０の次回の駆動開始時において、判定部１０２により駆動電流が上記閾値を下回る回数を正確にカウントすることができ、駆動ギア１８Ａ及び従動ギア１８Ｂの駆動量を正確に算出することができる。

なお、当該検出部１０１、判定部１０２及び算出部１０３による駆動ギア１８Ａの駆動量の算出は、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋに設けられている駆動モーター６０についてそれぞれ行われることが好ましい。

さらに、算出部１０３は、駆動モーター６０の駆動電流値が上記閾値を下回った回数に基づいて、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋから各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋへのそれぞれのトナー補給量を算出する。この場合、算出部１０３は、従動ギア１８Ｂの駆動量＝回転数をそのままトナー補給量として算出してもよいし、従動ギア１８Ｂの駆動量＝回転数に係数を乗じた値をトナー補給量として算出してもよい。本実施形態では、駆動ギア１８Ａの駆動量を正確に検出可能であるため、従動ギア１８Ｂの駆動量と、各色のトナー補給量もまた正確に算出することができる。これにより、駆動モーター６０からの駆動力を受ける被回転、例えば、搬送スクリュー３２０の駆動量を正確に検出可能となる。制御部１００は、当該従動ギア１８Ｂの駆動量を用いて、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋ別にそれぞれの駆動モーター６０を駆動制御して、トナー補給量を調節することが可能である。

また、このように各色のトナー補給量を正確に算出できることにより、制御部１００は、算出したトナー補給量に基づいて、各トナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋ内のトナー残量を従来よりも正確に算出可能となる。これにより、トナーコンテナのニアーエンドをユーザーに通知することができ、急にトナー切れとなる事態を避けることができる。

一般的な画像形成装置では、各色のトナーコンテナ１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋから対応する現像ユニットへのトナー補給量を調節するとき、駆動モーター６０の駆動時間がトナー補給量に比例するものとして、駆動モーター６０の駆動時間を変化させることでトナー補給量、ひいては現像ユニット内のトナー量を一定にする制御を行う。例えば、画像形成装置１のようなカラー機においては、各色の駆動モーター６０によるトナー補給制御として、500[ms]駆動ON、500[ms]駆動OFFを繰り返すといったモーター駆動時間によ
る制御を行っている。

しかし、この場合、各トナーコンテナで駆動負荷が異なるため、各色とも同じ時間モーター駆動ONしても、同じ量だけ第１攪拌パドル３８、第２攪拌パドル４０、及び搬送スクリュー３２０が回転しているということはなく、各色毎の駆動負荷の相違に基づいてトナー補給量が一定にならない。また、所望のトナー補給が完了する時間も各色でばらばらになる。しかし、本実施形態によれば、現像ユニットへのトナー補給量を調節するとき、制御部１００は、駆動モーター６０の駆動時間に代えて、駆動モーター６０の駆動電流値が上記閾値を下回った回数を用いることが可能であるため、各色毎の駆動負荷の相違に拘わらず、実際に回転する駆動ギア１８Ａ及び従動ギア１８Ｂの回転数に正確に対応して、トナー補給量の調節を正確に行うことが可能になる。

以上のように、本実施形態では、エンコーダー等の回転速度検出装置を用いずに比較的低コストで駆動モーター６０のトルクを加味した上での駆動モーター６０による駆動量を正確に検出することができる。これにより、特別な機構を要することなく、駆動モーター６０からの駆動力を受ける被回転体、例えば従動ギア１８Ｂの駆動量を正確に検出でき、トナーコンテナから現像ユニットに正確な補給量でトナーを補給可能となる。

なお、上記駆動モーター６０の駆動量が同じでも、トナーコンテナ内に残存するトナー量の違いにより、実際に現像ユニットに補給されるトナー量が違ってくる場合がある。このような場合には、消費量算出部１０４が、画像形成部１２がこれまでに画像形成に用いた全画像データから総ドット数及び対応する通算のトナー消費量を算出し、補正部１０５が、当該算出したトナー消費量に応じた係数を用いて、算出部１０３により算出されるトナー補給量を補正するようにしてもよい。これにより、更に正確にトナー補給量を算出することが可能になる。

また、トナーコンテナの累積駆動量に対するトナー補給量の変化が予め判明している場合もあり、このような場合には、当該変化に対応する係数を定め、当該係数を用いて算出部１０３が算出するトナー補給量を補正することで、新品のトナーコンテナを使用開始してからの駆動モーター６０の無負荷状態の総発生回数から、総トナー補給量を正確に推定することができる。これにより、安定したトナー補給を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、駆動ギア１８Ａに欠歯部１８２Ｂが形成されている例を示したが、このような欠歯部は、駆動ギア１８Ａと従動ギア１８Ｂのいずれか一方に設けられていればよい。例えば、従動ギア１８Ｂに欠歯部が形成され、駆動ギア１８Ａは周縁部全域に欠歯部を有さず歯部１８２ａのみを有するものとしてもよい。この場合も、駆動ギア１８Ａの歯部１８２ａが従動ギア１８Ｂの欠歯部に差し掛かったときに、上記と同様に、駆動モーター６０の駆動電流値が無負荷時のトルクであるときの駆動電流値Ｂとなるので、判定部１０２、算出部１０３、消費量算出部１０４、及び補正部１０５は、上記と同様に、従動ギア１８Ｂの駆動量を用いて、トナーコンテナから現像部へのトナー補給量を補正する。

また、例えば、ギア機構１８が、複数の従動ギア１８Ｂを備え、当該従動ギア１８Ｂのいずれか１つに欠歯部が設けられている場合も、同様に、当該複数の従動ギア１８Ｂの駆動量及びトナー消費量を算出し、従動ギア１８Ｂの駆動量を用いて、トナーコンテナから現像部へのトナー補給量を補正することが可能である。

さらには、ギア機構１８が、複数の従動ギア１８Ｂを備え、当該従動ギア１８Ｂの周縁には歯部のみが形成され、駆動ギア１８Ａに歯部１８２ａ及び欠歯部１８２ｂが形成されているものとしてもよい。この場合は、以下のようにして各従動ギア１８Ｂの駆動量を算出することが可能である。

例えば、判定部１０２が、駆動モーター６０の駆動電流が閾値を下回ったか否かを判定する。そして、算出部１０３は、判定部１０２により駆動電流が閾値を下回ったと判定された回数を計測する。算出部１０３は、更に、当該計測した回数が従動ギア１８Ｂの数に達したときに、駆動ギア１８Ａの1回転に相当するものとして、駆動ギア１８Ａに対する
従動ギア１８Ｂのそれぞれのギア比に基づいて、各従動ギア１８Ｂの駆動量を算出する。

また、ギア機構１８が、歯部１８２ａのみからなる駆動ギア１８Ａと、複数の従動ギア１８Ｂとを備え、当該複数の従動ギア１８Ａの２以上がその周縁に歯部及び欠歯部を有し、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂは互いの歯数が同じとされた構成も採用し得る。

この場合、判定部１０２が、駆動モーター６０の駆動電流が閾値（欠歯部を有する従動ギア１８Ｂの１つの欠歯部が駆動ギア１８Ａに差し掛かったときの駆動電流値を若干超える値）を下回ったか否かを判定する。算出部１０３は、当該駆動電流が閾値を下回ったと判定された回数を計測する。

ここで、欠歯部を有する各従動ギア１８Ｂの歯数が同じであれば、欠歯部が駆動ギア１８Ａに差し掛かったことを示す駆動電流の低下は、欠歯部を有する各従動ギアについて同じ周期で発生する（なお、各従動ギア１８Ｂの欠歯部が駆動ギア１８Ａに到来するタイミングは異なるものとする）。

このため、当該回数が欠歯部を有する従動ギアの数に達することをもって、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂのすべてが1回転したとして判定可能である。このため、算出部１０３は、上記回数が欠歯部を有する従動ギア１８Ｂの数に達したときに、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂのすべてが1回転したものとすることで、当該計測した回数に基づいて、当該欠歯部を有し、かつ、歯数が同じである従動ギア１８Ｂの駆動量を算出する。これにより、駆動ギア１８Ａに噛合する従動ギア１８が複数であっても、欠歯部を有し、かつ、歯数が同じである従動ギア１８Ｂについては、当該各従動ギア１８Ｂの駆動量を正確に算出することが可能である。

また、ギア機構１８が、歯部１８２ａのみからなる駆動ギア１８Ａと、複数の従動ギア１８Ｂとを備え、当該複数の従動ギア１８Ａの２以上がその周縁に歯部及び欠歯部を有し、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂは、歯数が他の従動ギア１８Ｂに対して異なるものを含む構成も採用し得る。

判定部１０２は、欠歯部を有して歯数が異なる各従動ギア１８Ｂに予め設定されたそれぞれの閾値を用いて、当該従動ギア１８Ｂ毎に駆動モーター６０の駆動電流が閾値を下回ったか否かを判定する。ここで、各従動ギア１８Ｂの欠歯部が駆動ギア１８Ａに到来するタイミングは異なるものとすると、１つの従動ギア１８Ｂの欠歯部が駆動ギア１８Ａに到来しているときは、他の従動ギア１８Ｂは歯部が駆動ギア１８Ａに噛合するため、１つの従動ギア１８Ｂの欠歯部の到来時における駆動モーター６０のトルクは、噛合する他の従動ギア１８Ｂの如何によって異なる。このため、判定部１０２は、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂ毎にそれぞれの閾値を用いて、当該従動ギア１８Ｂ毎に駆動モーター６０の駆動電流が閾値を下回ったか否かを判定することが可能である。この場合、例えば、算出部１０３は、駆動電流が低下して、当該駆動電流が複数の閾値を下回ったときは、下回った最も低い値の閾値についてのみ、駆動電流が当該閾値を下回った回数をカウントする。以下、閾値を複数用いる場合は同様である。

このため、算出部１０３が、判定部１２により駆動電流が閾値を下回ったと判定された回数を、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂ毎に計測し、当該計測した回数に基づいて、当該従動ギア１８Ｂ毎の駆動量を算出することで、欠歯部を有する各従動ギア１８Ｂについて、当該各従動ギア１８Ｂの駆動量を正確に算出することが可能である。

さらに、ギア機構１８が、歯部１８２ａのみからなる駆動ギア１８Ａと、複数の従動ギア１８Ｂとを備え、当該複数の従動ギア１８Ｂの２以上がその周縁に歯部及び欠歯部を有する場合であって、複数の従動ギア１８Ｂの欠歯部が駆動ギア１８Ａに到来するタイミングが同時期となった場合の処理を説明する。この場合、判定部１０２は、２以上の従動ギア１８Ｂの欠歯部が同時に駆動ギア１８Ａに到来するときの閾値を、従動ギア１８Ｂの数に応じて段階的に設定し、当該従動ギア１８Ｂ毎に駆動電流が閾値を下回ったか否かを判定する。すなわち、駆動ギア１８Ａに同時に到来する欠歯部の数が多いときは駆動ギア１８Ａへの負荷が少なくなり、駆動モーター６０の駆動電流値は低くなる。他方、駆動ギア１８Ａに同時に到来する欠歯部の数が少ないときは駆動ギア１８Ａへの負荷が大きくなり、駆動モーター６０の駆動電流値は高くなる。また、各従動ギア１８Ｂに連結された被駆動体が異なれば、同時に欠歯部が到来した場合に、どの従動ギア１８Ｂの欠歯部が到来しているかの組合せに応じて、駆動モーター６０の駆動電流値が異なる。このため、判定部１０２は、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂの上記組合せに応じて異なる閾値を設定し、駆動電流が当該閾値を下回ったと判定すると、算出部１０３は、複数の欠歯部が同時に駆動ギア１８Ａに到来した場合であっても、閾値に対する従動ギア１８Ｂの組合せを記憶しておけば、当該閾値及び組合せの関係に基づいて、どの従動ギア１８Ｂについての回数をカウントすべきかを検出可能である。これにより、算出部１０３は、判定部１０２により駆動電流が閾値を下回ったと判定された回数を、欠歯部を有する従動ギア１８Ｂ毎に計測可能となり、当該計測した回数に基づいて、当該従動ギア毎の駆動量を算出可能である。これにより、欠歯部が同時に駆動ギア１８Ａに到来するような条件下であっても、当該各従動ギア１８Ｂの駆動量を正確に算出することが可能である。

また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。また、図５に示したギア機構をトナーコンテナの駆動以外の駆動系統に適用して、当該駆動系統の駆動量を正確に検出することができる。更には、画像形成装置に限られず、図５に示したギア機構をトナーコンテナの駆動以外の駆動系統に適用することも可能であり、その駆動系統の駆動量を正確に検出することも可能である。

また、上記実施形態では、図１乃至図７を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
６０ 駆動モーター
１８ ギア機構
１８Ａ 駆動ギア
１８２ａ 歯部
１８２ｂ 欠歯部
１８Ｂ 従動ギア
１００ 制御部
１０１ 検出部
１０２ 判定部
１０３ 算出部
１０４ 消費量算出部
１０５ 補正部
１７Ｍ トナーコンテナ
１７Ｃ トナーコンテナ
１７Ｙ トナーコンテナ
１７Ｂｋ トナーコンテナ
１２２Ｍ 現像ユニット
１２２Ｃ 現像ユニット
１２２Ｙ 現像ユニット
１２２Ｂｋ 現像ユニット

Claims (10)

1. 回転駆動力を発生させる駆動モーターと、
   前記駆動モーターの回転駆動力を受けて回転する駆動ギアと、当該駆動ギアとの噛合により前記駆動モーターの回転駆動力を受けて回転して前記駆動モーターによる被駆動体に回転駆動力を伝達する従動ギアとを有し、前記駆動ギア又は前記従動ギアのいずれか一方は、その周縁部に、歯を有しない欠歯部が形成されているギア機構と、
   前記駆動モーターを駆動制御する制御部と、
   前記駆動モーターの駆動時に、前記駆動モーターの駆動電流を検出する検出部と、
   前記検出部により計測された前記駆動電流が予め定められた閾値を下回ったか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記駆動電流が前記閾値を下回ったと判定された回数を計測し、当該計測した回数に基づいて、前記従動ギアの駆動量を算出する算出部と、を備える電子機器。
2. 前記従動ギアが複数とされ、
   前記欠歯部が前記駆動ギアに形成されており、
   前記判定部は、前記駆動電流が前記閾値を下回ったか否かを判定し、
   前記算出部は、前記判定部により前記駆動電流が前記閾値を下回ったと判定された回数を計測し、当該回数が前記従動ギアの数に達したときに前記駆動ギアの１回転に相当するものとして、前記駆動ギアに対する前記従動ギアのそれぞれのギア比に基づいて、前記各従動ギアの駆動量を算出する請求項１に記載の電子機器。
3. 前記従動ギアが複数とされ、
   前記欠歯部が前記従動ギアのうち二以上に形成され、
   前記欠歯部を有する従動ギアの歯数が同じであるギア機構が形成されており、
   前記判定部は、前記駆動電流が前記閾値を下回ったか否かを判定し、
   前記算出部は、前記判定部により前記駆動電流が前記閾値を下回ったと判定された回数を計測し、当該回数が前記欠歯部を有する従動ギアの数に達したときに前記欠歯部を有する従動ギアのすべてが1回転したと判定し、当該計測した回数に基づいて、当該欠歯部を
   有し、かつ、歯数が同じである従動ギアの駆動量を算出する請求項１に記載の電子機器。
4. 前記従動ギアが複数とされ、
   前記欠歯部が前記従動ギアの二以上に形成されており、
   前記欠歯部を有する従動ギアは歯数が異なるものを含み、
   前記判定部は、当該欠歯部を有し、かつ、歯数が異なる従動ギア毎に異なる値に設定されたそれぞれの閾値を用いて、当該従動ギア毎に前記駆動電流が前記閾値を下回ったか否かを判定し、
   前記算出部は、前記判定部により前記駆動電流が前記閾値を下回ったと判定された回数を、前記欠歯部を有する従動ギア毎に計測し、当該計測した回数に基づいて、当該従動ギア毎の駆動量を算出する請求項３に記載の電子機器。
5. 前記従動ギアが複数とされ、
   前記欠歯部が前記従動ギアの二以上に形成されており、
   前記判定部は、前記従動ギアの二以上が同時に無負荷状態となったときの閾値を同時に無負荷状態になった従動ギアの数に応じて段階的に設定し、当該従動ギア毎に前記駆動電流が前記閾値を下回ったか否かを判定し、
   前記算出部は、前記判定部により前記駆動電流が前記閾値を下回ったと判定された回数を、前記欠歯部を有する従動ギア毎に計測し、当該計測した回数に基づいて、当該従動ギア毎の駆動量を算出する請求項３又は請求項４に記載の電子機器。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子機器と、
   画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部が有する現像部にトナーを補給するトナーコンテナと、を備えてなる画像形成装置であって、
   前記トナーコンテナに備えられて当該トナーコンテナ内のトナーを前記現像部に補給する回転体が、前記被駆動体として前記駆動ギア及び従動ギアを介して回転する画像形成装置。
7. 前記算出部は、前記算出された前記従動ギアの駆動量を用いて、前記トナーコンテナからの前記現像部へのトナー補給量を算出する請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成部はカラー画像形成に必要な色毎に設けられ、
   前記トナーコンテナ及び前記駆動モーターは前記色毎の画像形成部に対してそれぞれ設けられ、
   前記制御部は、前記算出部により前記各色の画像形成部についてそれぞれ算出された前記従動ギアの駆動量を用いて、前記各色のトナーコンテナ別に前記駆動モーターを駆動制御する請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記算出部によって算出された前記従動ギアの駆動量に基づいて、前記駆動モーターを駆動制御して前記回転体の回転量を制御する請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成部による画像形成時におけるトナー消費量を前記画像データに基づいて算出する消費量算出部と、
    前記消費量算出部によって算出されたトナー消費量に応じた係数を用いて、前記算出部によって算出されるトナー補給量を補正する補正部と、を更に備えた請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。

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