JP6620495B2 - 駆動装置、画像形成装置、駆動制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置、画像形成装置、駆動制御方法及びプログラムに関する。

例えば電子写真方式の画像形成装置では、故障した場合等に交換できるように、現像装置、定着装置等のユニットが本体から着脱可能に設けられている。各ユニットと本体とは、例えば双方の駆動軸に設けられて嵌合する一対のカップリングにより連結され、各ユニットに設けられている現像ローラや定着ローラ等がカップリングを介して本体からの駆動力を受けて回転する。

ここで、各ユニットの着脱時におけるカップリング同士の衝突による振動の発生や耐久性の低下を防止するために、弾性部材で覆われた変形連結部がカップリングに設けられた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記した特許文献１に係る構成では、変形連結部を追加する必要があるため、部品コスト及び組み立てに要する製造コストが増大する可能性がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、被駆動装置との連結部分の耐久性を確保可能な駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の駆動装置によれば、回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段の回転速度を設定する速度設定手段と、着脱される被駆動装置に設けられている被駆動軸継手に嵌合し、前記駆動手段に接続されて回転することで前記被駆動装置に駆動力を伝達する駆動軸継手と、前記駆動軸継手の所定の回転位置を検知する回転位置検知手段と、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を有し、前記被駆動装置が取り外される場合に、前記速度設定手段が、前記被駆動装置を動作させる通常駆動時の回転速度よりも遅い第１回転速度に前記駆動手段の回転速度を設定し、前記駆動制御手段が、前記回転位置検知手段による前記所定の回転位置の検知結果に基づいて前記駆動手段を停止させ、前記第１回転速度は、予め定められた前記駆動軸継手の停止位置ばらつきと前記回転速度との関係に基づき決定されている。

本発明の実施形態によれば、被駆動装置との連結部分の耐久性を確保可能な駆動装置が提供される。

実施形態に係る画像形成装置の構成を例示する図である。 実施形態に係る駆動装置の構成を例示する図である。 実施形態に係る駆動側カップリングを例示する図である。 実施形態に係る現像側カップリングを例示する図である。 実施形態におけるカップリングの停止位置を説明するための図である。 実施形態における停止位置ばらつきとモータ回転速度との関係を例示する図である。 実施例１におけるモータ制御処理のフローチャートを例示する図である。 実施例１におけるモータ制御を例示する図である。 実施例２における停止位置ばらつきとモータ回転速度との関係を例示する図である。 実施例２におけるモータ制御処理のフローチャートを例示する図である。 実施例２におけるモータ制御を例示する図である。 実施例３におけるモータ制御処理のフローチャートを例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

＜画像形成装置＞
図１は、実施形態に係る画像形成装置１の構成を例示する図である。

画像形成装置１は、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｓ、トナー供給ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ，２０Ｓ、定着装置５０、操作部６０を有し、給紙ユニット３０，３１から給紙搬送される用紙Ｐに画像を形成する。

なお、図中に示されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓといった符号は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、特色といったトナーの色を表しており、以下では省略して説明する場合がある。また、特色とは、例えば白以外の色紙に白色の画像を形成するための白色トナーや、画像の光沢度を上げるために用いられる透明トナー等、従来のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックで色再現できない色の再現に用いられるトナーの色である。

画像形成ユニット１０は、感光体ドラム２、帯電装置３、現像装置４、１次転写ローラ５、クリーニング装置６、除電装置７を有し、中間転写ベルト８の表面に各色のトナー像を形成する。

感光体ドラム２は、図中矢印方向に回転し、帯電装置３によって表面が帯電した後、不図示の書き込み装置によって画像データに基づいて静電潜像が形成される。感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像は、現像装置４によって各色のトナーが付与されてトナー像となり、１次転写ローラ５との間で中間転写ベルト８に転写される。

トナー像が中間転写ベルト８に転写された感光体ドラム２は、引き続き回転してクリーニング装置６によって表面に残留しているトナーが除去された後、除電装置７によって表面が除電され、次回の画像形成に用いられる。

中間転写ベルト８には、各色の画像形成ユニット１０において形成されたトナー像が重ねて転写される。中間転写ベルト８の表面に重ねて形成されたトナー像は、回転駆動する中間転写ベルト８によって２次転写ローラ９まで搬送され、給紙ユニット３０，３１から搬送ローラ４０等によって給紙搬送される用紙Ｐに転写される。

表面にトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置５０に搬送されて加熱及び加圧されることで表面にトナー像が定着された後、装置外に排出される。

画像形成装置１に設けられている操作部６０は、例えば液晶パネル等の表示装置や複数のハードキー等を有し、ユーザからの画像形成装置１の各種操作、設定変更等を受け付ける。

画像形成装置１では、画像形成ユニット１０の現像装置４等の各部、中間転写ベルト８、２次転写ローラ９、定着装置５０等が、本体から着脱可能に設けられており、必要に応じて取り外して交換等することができるように構成されている。

現像装置４等の着脱可能なユニットは、それぞれ駆動軸に設けられているカップリングが本体側のカップリングと嵌合するように本体に設けられ、本体側に設けられているモータからカップリングを介して駆動力が伝達される。例えば現像装置４は、カップリングを介して本体側のモータから駆動力が伝達されて駆動軸が回転し、駆動軸に接続されている現像ローラや撹拌スクリュ等が回転駆動するように構成されている。

＜駆動装置＞
次に、画像形成装置１に設けられている駆動装置１００の構成について説明する。以下で説明する駆動装置１００は、着脱可能に設けられている現像装置４を駆動させる。

図２は、実施形態に係る駆動装置１００の構成を例示する図である。

図２に示されるように、駆動装置１００は、制御装置１１０、モータドライバ１２０、モータ１３０、駆動軸１４０、回転位置検知センサ１５０、駆動側カップリング１６０を有する。

制御装置１１０は、モータ速度設定部１１１、モータ制御部１１２、回転位置取得部１１３、トナー残量取得部１１４を有する。制御装置１１０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有し、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能が実現される。

モータ速度設定部１１１は、画像形成装置１において設定されている画像形成条件等に応じて、現像装置４の現像ローラ４１０等を回転させるモータ１３０の回転速度を設定する。

モータ制御部１１２は、駆動制御手段の一例であり、モータ速度設定部１１１により設定された回転速度でモータ１３０が回転するように、モータドライバ１２０に制御信号を送信する。モータ制御部１１２は、例えばＣＬＯＣＫ信号、ＰＷＭ信号等を制御信号としてモータドライバ１２０に送信する。ＣＬＯＣＫ信号は、信号の周波数を変えることでモータ１３０の回転速度を制御できる。また、ＰＷＭ信号は、アクティブレベルのＤｕｔｙを変えることでモータ１３０の回転速度を制御できる。

また、モータ制御部１１２は、例えばＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信することで、モータ１３０を回転開始又は回転停止させることができる。モータ制御部１１２は、例えばＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号を送信してモータ１３０を回転開始させ、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号を送信してモータ１３０を回転停止させる。

さらに、モータ１３０がブレーキ機能を有する場合には、モータ制御部１１２は、ＢＲＡＫＥ信号をモータドライバ１２０に送信してモータ１３０のブレーキ機能を作動させることができる。モータ制御部１１２は、Ｅｎａｂｌｅ信号を送信してモータ１３０を無制御状態にして惰性でモータ１３０を停止させるよりも、ＢＲＡＫＥ信号を送信してブレーキ機能を作動させることで、モータ１３０をより早く停止させることができる。

回転位置取得部１１３は、モータ１３０に接続されて回転する駆動軸１４０の所定の回転位置を検知する回転位置検知センサ１５０から検知結果を取得する。

トナー残量取得部１１４は、トナー供給ユニット２０に設けられている残量検知センサ２３から、サブホッパ２２に残っているトナー残量を取得する。

モータドライバ１２０は、モータ制御部１１２から送信される制御信号に基づいてモータ１３０を回転駆動させる。また、モータドライバ１２０は、例えばモータ１３０が設定された回転速度に達していない場合にはＬｏｗレベルのＬＯＣＫ信号をモータ制御部１１２に送信し、モータ１３０が設定された回転速度に達した場合にはＨｉｇｈレベルのＬＯＣＫ信号をモータ制御部１１２に送信する。

モータ１３０は、駆動手段の一例であり、モータ制御部１１２によってモータドライバ１２０を介して制御されて回転駆動する。モータ１３０には、駆動軸１４０が接続されており、モータ１３０が駆動すると駆動軸１４０も回転駆動する。

モータ１３０は、例えばＤＣモータであり、ブレーキ機能を有することが好ましい。ブレーキ機能を有する場合には、モータ制御部１１２に制御されてブレーキ機能が作動することで、回転状態からより早く停止することが可能になる。

回転位置検知センサ１５０は、回転位置検知手段の一例であり、回転部材１５１、透過型フォトセンサ１５２を有する。回転部材１５１は、例えば棒状の部材であり、駆動軸１４０の回転軸中心から半径方向外側に向かって延伸するように固定され、駆動軸１４０と共に回転する。

透過型フォトセンサ１５２は、発光部と受光部とを有し、駆動軸１４０と共に回転する回転部材１５１によって発光部と受光部との間の光路が遮断されることで、回転部材１５１を検知して制御装置１１０の回転位置取得部１１３に検知結果を送信する。

回転位置検知センサ１５０は、駆動軸１４０に設けられている駆動側カップリング１６０が所定の回転位置で、透過型フォトセンサ１５２が回転部材１５１を検知するように設けられている。なお、回転位置検知手段としては、駆動側カップリング１６０が所定の回転位置にあることを検知可能であれば、本実施形態に係る回転位置検知センサ１５０とは異なる構成であってもよい。

駆動側カップリング１６０は、駆動軸継手の一例であり、駆動軸１４０の一端に固定して設けられ、モータ１３０によって駆動軸１４０と共に回転する。また、駆動側カップリング１６０は、現像装置４の現像側カップリング４３０に嵌合することで、モータ１３０からの駆動力を現像装置４に伝達する。

現像装置４は、被駆動装置の一例であり、被駆動軸継手としての現像側カップリング４３０が設けられている被駆動軸４２０に、現像ローラ４１０や不図示の現像剤搬送スクリュ等が接続されている。現像ローラ４１０は、駆動装置１００のモータ１３０からの駆動力が伝達されて、所定の速度で回転駆動する。

現像ローラ４１０は、現像手段の一例であり、例えばトナーとキャリアとを含む現像剤を担持して回転し、現像バイアスが印加されて感光体ドラム２の表面に形成されている静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する。また、現像装置４には、余剰トナーが排出される排出口４１１が設けられている。

トナー供給ユニット２０は、トナー供給手段の一例であり、トナーボトル２１、サブホッパ２２、残量検知センサ２３を有する。

トナーボトル２１は、現像装置４に対応する色のトナーを収容し、例えば回転することでサブホッパ２２にトナーを排出する。サブホッパ２２は、トナーボトル２１から排出されるトナーを一時的に貯留し、現像装置４にトナーを供給する。サブホッパ２２から現像装置４へは、例えば不図示のダイアフラムポンプによって必要に応じた量のトナーが供給される。

残量検知センサ２３は、残量検知手段の一例であり、サブホッパ２２に残っているトナーの量を検知し、トナー残量の検知結果を制御装置１１０のトナー残量取得部１１４に送信する。残量検知センサ２３は、例えばサブホッパ２２の内壁面に設けられる圧電センサ、光センサ等であるが、トナー残量を検知可能であればこれらに限られない。

＜カップリング＞
次に、駆動装置１００と現像装置４とを連結する駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の構成について説明する。

図３は、実施形態に係る駆動側カップリング１６０を例示する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

図３に示されるように、駆動側カップリング１６０は、円柱部１６１、円柱部１６１の外周面から突出する突出部１７０を有し、駆動軸１４０の一端に固定され、モータ１３０により駆動軸１４０と共に回転する。

円柱部１６１は、中心軸方向が駆動軸１４０に平行になるように、駆動軸１４０の一端に固定されている。突出部１７０は、円柱部１６１の外周面において周方向に等間隔に３箇所に設けられ、それぞれ円柱部１６１の中心軸方向に平行に延伸するように形成されている。各突出部１７０は、駆動軸１４０とは反対側に突出する先端部１７１を頂点として、傾斜面１７２、駆動伝達面１７３を有する。

図４は、現像側カップリング４３０を例示する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図４に示されるように、現像側カップリング４３０は、円筒部４３１、円筒部４３１の内周面から突出する突出部４４０を有し、現像装置４の被駆動軸４２０の一端に固定されている。

円筒部４３１は、被駆動軸４２０側が塞がれた中空円筒状の形状を有し、中心軸方向が被駆動軸４２０に平行になるように、被駆動軸４２０の一端に固定されている。突出部４４０は、円筒部４３１の内周面において周方向に等間隔に３箇所に設けられ、それぞれ円筒部４３１の中心軸方向に平行に延伸するように形成されている。各突出部４４０は、被駆動軸４２０とは反対側に突出する先端部４４１を頂点として、傾斜面４４２、被駆動伝達面４４３を有する。

駆動側カップリング１６０と、現像側カップリング４３０とは、駆動側カップリング１６０の突出部１７０が現像側カップリング４３０の突出部４４０の間に入るように円柱部１６１が円筒部４３１に挿入されることで嵌合する。

駆動側カップリング１６０と現像側カップリング４３０とが嵌合した状態で、駆動装置１００のモータ１３０が回転すると、駆動軸１４０と共に駆動側カップリング１６０が回転する。駆動側カップリング１６０が回転すると、駆動側カップリング１６０の駆動伝達面１７３と現像側カップリング４３０の被駆動伝達面４４３とが当接して係り合うことでモータ１３０の駆動力が伝達され、現像側カップリング４３０及び被駆動軸４２０が回転する。

ここで、例えば新しい現像装置４を画像形成装置１に取り付ける際に、駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の回転位置によっては、互いの突出部１７０，４４０がぶつかり合うように挿入される場合がある。

例えば駆動側カップリング１６０の先端部１７１が現像側カップリング４３０の先端部４４１又は傾斜面４４２に衝突し、現像側カップリング４３０の先端部４４１が駆動側カップリング１６０の先端部１７１又は傾斜面１７２に衝突すると、衝突部分が損傷する可能性がある。

そこで、本実施形態に係る駆動装置１００では、少なくとも現像装置４が取り外される場合には、駆動側カップリング１６０が所定の回転位置で停止するようにモータ１３０が制御される。駆動側カップリング１６０が所定の回転位置で停止することで、新たに取り付ける現像装置４の現像側カップリング４３０の回転位置を調整しておくことで、現像装置４の交換時に上記した衝突が発生せず互いの損傷を回避することが可能になる。

本実施形態に係る現像側カップリング４３０は、図５に示されるように、突出部４４０が周方向に６０度間隔で形成されている。したがって、駆動側カップリング１６０は、例えば図５に示される中心点Ｏからの角度が０度の位置から±３０度の範囲に先端部１７１が停止することで、先端部１７１が現像側カップリング４３０の突出部４４０に衝突することなく嵌合することが可能になる。

ただし、現像装置４の現像側カップリング４３０の回転位置ばらつきも考慮して、駆動側カップリング１６０は、例えば図５に示される中心点Ｏからの角度が０度の位置から±１５度の範囲内で先端部１７１が停止するように制御されることが好ましい。

本実施形態では、モータ制御部１１２がＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信することでモータ１３０を回転停止させる。モータドライバ１２０は、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号に応じてモータ１３０を無制御状態にして惰性でモータ１３０を停止させる。

モータ１３０は、無制御状態になって惰性で空走した後に停止するため、停止位置にばらつきが生じる。モータ１３０の停止位置のばらつきは、モータ１３０と共に回転する駆動側カップリング１６０の停止位置のばらつきであり、このような停止位置ばらつきはモータ１３０の回転速度に依存する。

図６は、駆動側カップリング１６０の停止位置ばらつきとモータ１３０の回転速度との関係を例示する図である。

図６に示されるように、モータ１３０が高速で回転するほど停止位置ばらつきは大きくなり、モータ１３０が低速で回転するほど停止位置ばらつきは小さくなる。したがって、例えば駆動側カップリング１６０を目標とする回転位置から±１５度で合計３０度の範囲内で停止させる場合には、モータ１３０を回転速度Ｖ１以下に制御する必要がある。

ここで、回転速度Ｖ１は、例えば画像形成装置１における画像形成時のような通常駆動時でのモータ１３０の回転速度よりも低い値となる。なお、通常駆動とは、例えば画像形成装置１における画像形成時に現像装置４が駆動する場合等であり、モータ１３０に接続される被駆動装置がその機能を果たすように動作している状態を指す。

このように、モータ１３０が通常駆動時よりも低い回転速度Ｖ１以下に制御されることで、目標範囲内でモータ１３０及び駆動側カップリング１６０を停止させることが可能になる。

なお、駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０は、本実施形態において例示される形状に限定されるものではなく、嵌合して回転することでモータ１３０の駆動力を被駆動軸４２０に伝達可能であればよい。

また、駆動側カップリング１６０の停止位置は、現像側カップリング４３０との嵌合形状に応じて適宜設定される。さらに、モータ１３０の回転速度は、駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の形状等によって変化する停止位置ばらつきに基づいて適宜設定される。

＜モータ制御処理＞
次に、例えば現像装置４を取り外す場合におけるモータ１３０の制御処理の実施例１〜３について説明する。

［実施例１］
図７は、実施例１におけるモータ制御処理のフローチャートを例示する図である。

例えば画像形成装置１において現像装置４を取り外して交換する場合には、図７に示されるように、まずステップＳ１０１にて、モータ速度設定部１１１が、モータ１３０の回転速度を設定する。モータ１３０の回転速度は、例えば画像形成装置１における画像形成時等の通常駆動時の回転速度よりも低く、駆動側カップリング１６０の停止位置ばらつきを所定範囲内で抑えることができる速度Ｖ１以下に設定される。

次にステップＳ１０２にて、モータ制御部１１２が、ＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０をモータ速度設定部１１１により設定された回転速度で回転させる。

ステップＳ１０３では、モータ制御部１１２が、モータドライバ１２０から送信されるＬＯＣＫ信号に基づいて、モータ１３０が設定された回転速度に達したか否かを判断する。

モータ１３０が設定された回転速度に達した場合には、ステップＳ１０４に進み、回転位置取得部１１３が、回転位置検知センサ１５０による検知結果を取得し、駆動軸１４０及び駆動側カップリング１６０が所定の回転位置に達したか否かを判断する。

回転位置検知センサ１５０は、検知後にモータ１３０が無制御状態で惰性により停止したときに目標とする停止位置の範囲内になるような駆動側カップリング１６０の回転位置を検知するように設けられている。すなわち、駆動側カップリング１６０が所定の回転位置に到達したときに、透過型フォトセンサ１５２が回転部材１５１を検知するように構成されている。

駆動側カップリング１６０が所定の回転位置にあることが回転位置検知センサ１５０によって検知されると、ステップＳ１０５にて、モータ制御部１１２が、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０を停止させる。

図８は、実施例１におけるモータ制御を例示する図である。

図８は、モータ１３０を通常駆動後に停止させ、現像装置４を取り外すために図７に示した制御処理を実行した場合のタイミングチャートを例示する図である。図８に示されるように、モータ制御部１１２は、例えばモータ速度設定部１１１によって設定された速度でモータ１３０が回転する周波数のＣＬＯＣＫ信号をモータドライバ１２０に出力する。現像装置４の取り外し時には、通常駆動時よりもＣＬＯＣＫ信号の周波数が低く設定される。また、モータ制御部１１２は、現像装置４を取り外す場合には、ＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信して、モータ１３０の回転を開始させる。

モータ１３０が設定された回転速度に達すると、モータドライバ１２０からＨｉｇｈレベルのＬＯＣＫ信号がモータ制御部１１２に送信される。現像装置４の取り外し時には、モータ１３０が設定された回転速度で回転している状態で、回転位置取得部１１３が回転位置検知センサ１５０からの検知信号を受信すると、モータ制御部１１２がＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信してモータ１３０を停止させる。ここで、モータ１３０の回転速度が設定された回転速度より低くなると、モータドライバ１２０からＬｏｗレベルのＬＯＣＫ信号がモータ制御部１１２に送信される。

なお、通常駆動時には、回転位置取得部１１３が回転位置検知センサ１５０から検知信号を受信しても、モータ制御部１１２はモータ１３０を停止させることはない。また、現像装置４の取り外し時において、モータドライバ１２０からＨｉｇｈレベルのＬＯＣＫ信号がモータ制御部１１２に送信されてから、所定時間（例えば数秒）待機した後に、回転位置取得部１１３が回転位置検知センサ１５０から検知信号の受信を開始してもよい。

なお、図８には、モータ１３０が停止した状態からモータ制御処理を実行する場合が例示されているが、モータ１３０が駆動している状態で現像装置４の交換モードに入って上記した実施例１に係るモータ制御処理が実行されてもよい。この場合には、モータ制御部１１２は、現像装置４の取り外しが指示されると、ＣＬＯＣＫ信号の周波数を低くする。ＣＬＯＣＫ信号の周波数が低くなると、モータ１３０が通常駆動時の設定速度で回転していない状態となるため、モータドライバ１２０からＬｏｗレベルのＬＯＣＫ信号が出力される。その後、現像装置取り外し時の設定速度になると、モータドライバ１２０からＨｉｇｈレベルのＬＯＣＫ信号が出力される。モータドライバ１２０からＨｉｇｈレベルのＬＯＣＫ信号が出力された後に、回転位置取得部１１３が回転位置検知センサ１５０からの検知信号を受信すると、モータ制御部１１２がＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号を送信してモータ１３０を停止させる。

画像形成装置１では、例えば現像装置４を取り外して交換する場合に、上記した実施例１に係るモータ制御処理が実行されることで、駆動側カップリング１６０が目標とする回転位置の範囲内で停止する。

したがって、新しい現像装置４の現像側カップリング４３０の回転位置を調整しておくことで、現像装置４の取り付け時における駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の突出部１７０，４４０同士の衝突による損傷を低減することが可能になる。

［実施例２］
次に、モータ１３０がブレーキ機能を有する場合のモータ制御処理について説明する。

モータ１３０がブレーキ機能を有する場合には、モータ制御部１１２がＢＲＡＫＥ信号をモータドライバ１２０に送信してブレーキ機能を作動させることで、回転しているモータ１３０をより早く停止させることが可能になる。

図９は、駆動側カップリング１６０の停止位置ばらつきとモータ１３０の回転速度との関係を例示する図である。図９には、モータ１３０がブレーキ機能を有する場合と、モータ１３０がブレーキ機能を持たない場合とが例示されている。

図９に示されるように、モータ１３０がブレーキ機能を有する場合には、ブレーキ機能なしの場合に比べて、同じ回転速度でも停止位置のばらつきが小さくなる。したがって、同様に停止位置ばらつきを３０度以内に抑える場合において、モータ１３０の最大回転速度を、ブレーキ機能なしの場合における最大値Ｖ１よりも大きいＶ２にすることが可能になる。

このように、モータ１３０がブレーキ機能を有する場合には、モータ１３０を通常駆動時の回転速度よりも低い速度範囲内でより高速回転させた状態からばらつきを抑えて停止することが可能になり、モータ制御処理に要する時間を短縮することができる。

図１０は、実施例２におけるモータ制御処理のフローチャートを例示する図である。

例えば画像形成装置１において現像装置４を取り外して交換する場合には、図１０に示されるように、まずステップＳ２０１にて、モータ速度設定部１１１が、モータ１３０の回転速度を設定する。モータ１３０の回転速度は、例えば画像形成装置１における画像形成時等の通常駆動時の回転速度よりも低く、駆動側カップリング１６０の停止位置ばらつきを所定範囲内で抑えることができる速度Ｖ２以下に設定される。

次にステップＳ２０２にて、モータ制御部１１２が、ＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０をモータ速度設定部１１１により設定された回転速度で回転させる。

ステップＳ２０３では、モータ制御部１１２が、モータドライバ１２０から送信されるＬＯＣＫ信号に基づいて、モータ１３０が設定された回転速度に達したか否かを判断する。

モータ１３０が設定された回転速度に達した場合には、ステップＳ２０４に進み、回転位置取得部１１３が、回転位置検知センサ１５０による検知結果を取得し、駆動軸１４０及び駆動側カップリング１６０が所定の回転位置に達したか否かを判断する。

駆動側カップリング１６０が所定の回転位置にあることが回転位置検知センサ１５０によって検知されると、ステップＳ２０５にて、モータ制御部１１２が、ＢＲＡＫＥ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０のブレーキ機能を作動させる。次にステップＳ２０６にて、モータ制御部１１２が、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０を停止させる。

図１１は、実施例２におけるモータ制御を例示する図である。図１１には、現像装置取り外し時のタイミングチャートが示されている。

図１１に示されるように、モータ制御部１１２は、例えばモータ速度設定部１１１によって設定された速度でモータ１３０が回転する周波数のＣＬＯＣＫ信号をモータドライバ１２０に出力する。また、モータ制御部１１２は、ＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信することで、モータ１３０の回転を開始させる。

続いて、モータ１３０が設定された回転速度に達すると、モータドライバ１２０からＨｉｇｈレベルのＬＯＣＫ信号がモータ制御部１１２に送信される。モータ１３０が設定された回転速度で回転している状態で、回転位置取得部１１３が回転位置検知センサ１５０からの検知信号を受信すると、モータ制御部１１２がＢＲＡＫＥ信号をモータドライバ１２０に送信してモータ１３０のブレーキ機能を作動させる。続いて、モータ制御部１１２は、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信してモータ１３０を停止させる。ここで、モータ１３０の回転速度が設定された回転速度より低くなると、モータドライバ１２０からＬｏｗレベルのＬＯＣＫ信号がモータ制御部１１２に送信される。

なお、図１１には、モータ１３０が停止した状態からモータ制御処理を実行する場合が例示されているが、実施例１において示したように、モータ１３０が駆動している状態で上記した実施例２に係るモータ制御処理が実行されて停止するように制御されてもよい。

実施例２のモータ制御処理によれば、実施例１と同様に、駆動側カップリング１６０を目標とする回転位置の範囲内で停止させることができる。したがって、現像装置４の交換時において、駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の突出部１７０，４４０同士の衝突による損傷を低減できる。

また、実施例２では、モータ１３０に設けられているブレーキ機能を作動させることで、モータ１３０を速やかに停止させることができる。したがって、モータ制御処理を短時間で実行することが可能になる。

［実施例３］
次に、例えば白色のトナーを現像する現像装置４Ｓを、透明トナーを現像する現像装置４Ｓに交換する場合のモータ制御処理について説明する。

画像形成装置１において現像装置４Ｓを異なる色に交換する場合には、トナーボトル２１Ｓは交換すればよいが、サブホッパ２２とサブホッパ２２から現像装置４Ｓへのトナー供給経路にトナーが残っていると、異なる色のトナーが混ざってしまう可能性がある。

そこで、実施例３におけるモータ制御処理では、交換される現像装置４Ｓが取り外される前に、サブホッパ２２及びサブホッパ２２から現像装置４Ｓへのトナー供給経路からトナーを除去する処理を実行する。

図１２は、実施例３におけるモータ制御処理のフローチャートを例示する図である。

例えば画像形成装置１において現像装置４Ｓを異なる色に交換する場合には、まずステップＳ３０１にて、サブホッパ２２Ｓに貯留されているトナーが、現像装置４Ｓに排出される。

サブホッパ２２Ｓから現像装置４Ｓにトナーが排出されている状態で、ステップＳ３０２にて、モータ速度設定部１１１が、モータ１３０の回転速度を例えばＶｒ１に設定する。次にステップＳ３０３にて、モータ制御部１１２が、ＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０をモータ速度設定部１１１により設定された回転速度Ｖｒ１で回転させる。

現像装置４Ｓでは、例えばモータ１３０により回転する被駆動軸４２０に伝達手段を介して接続されている現像剤搬送スクリュが回転し、サブホッパ２２Ｓから排出されたトナーが排出口４１１から現像装置４Ｓの外に排出される。

ここで、ステップＳ３０２において、モータ速度設定部１１１は、サブホッパ２２Ｓのトナーが現像装置４Ｓから速やかに排出されるように、モータ１３０の回転速度Ｖｒ１を可能な範囲で大きい値に設定することが好ましい。サブホッパ２２Ｓからのトナー排出時には、駆動側カップリング１６０の停止位置ばらつきについては考慮しなくてもよいため、回転速度Ｖｒ１は、例えば図９に示される速度Ｖ２又はＶ１よりも大きい値に設定されることが好ましい。

次に、ステップＳ３０４にて、トナー残量取得部１１４が、トナー供給ユニット２０Ｓの残量検知センサ２３Ｓの検知結果を取得し、サブホッパ２２Ｓ内のトナー残量が所定量未満になったか否かを判断する。サブホッパ２２Ｓ内のトナー残量が所定量未満になるまで、トナーがサブホッパ２２から現像装置４Ｓに送られて排出口４１１から排出される。

サブホッパ２２内のトナー残量が所定量未満になると、ステップＳ３０５にて、モータ制御部１１２が、ＢＲＡＫＥ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０のブレーキ機能を作動させる。次にステップＳ３０６にて、モータ制御部１１２が、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０を停止させる。

次に、ステップＳ３０７にて、モータ速度設定部１１１が、モータ１３０の回転速度を例えばＶｒ２に設定する。続いてステップＳ３０８にて、モータ制御部１１２が、ＬｏｗレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０をモータ速度設定部１１１により設定された回転速度Ｖｒ２で回転させる。

ここで、ステップＳ３０７において、モータ速度設定部１１１は、駆動側カップリング１６０が目標とする停止位置の範囲内で停止できるように、例えば画像形成装置１における画像形成時等の通常駆動時の回転速度よりも低く、且つ図９に示される速度Ｖ２以下に回転速度Ｖｒ２を設定する。

ステップＳ３０９では、モータ制御部１１２が、モータドライバ１２０から送信されるＬＯＣＫ信号に基づいて、モータ１３０が設定された回転速度に達したか否かを判断する。

モータ１３０が設定された回転速度に達した場合には、ステップＳ３１０に進み、回転位置取得部１１３が、回転位置検知センサ１５０による検知結果を取得し、駆動軸１４０及び駆動側カップリング１６０が所定の回転位置に達したか否かを判断する。

駆動側カップリング１６０が所定の回転位置にあることが回転位置検知センサ１５０によって検知されると、ステップＳ３１１にて、モータ制御部１１２が、ＢＲＡＫＥ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０のブレーキ機能を作動させる。次にステップＳ３１２にて、モータ制御部１１２が、ＨｉｇｈレベルのＥｎａｂｌｅ信号をモータドライバ１２０に送信し、モータ１３０を停止させる。

なお、モータ１３０はブレーキ機能が設けられていなくてもよく、この場合にはステップＳ３０５及びステップＳ３１１の処理は省略され、ステップＳ３０７で設定されるモータ１３０の回転速度は、例えば画像形成装置１における画像形成時等の通常駆動時の回転速度よりも低く、且つ図６及び図９に示される速度Ｖ１以下に設定される。

また、上記した例では、ステップＳ３０５，Ｓ３０６にてモータ１３０を一旦停止させているが、モータ１３０が駆動している状態で上記した実施例２に係るモータ制御処理が実行されて停止するように制御されてもよい。

実施例３のモータ制御処理によれば、現像装置４Ｓを異なる色に交換する場合に、サブホッパ２２Ｓに貯留されているトナーが現像装置４Ｓから速やかに排出され、交換後に異なる色のトナーが混ざることがない。また、実施例１及び実施例２と同様に、駆動側カップリング１６０を目標とする回転位置の範囲内で停止させることができる。したがって、現像装置４Ｓの交換時において、駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の突出部１７０，４４０同士の衝突による損傷を低減できる。

上記した実施例１及び実施例２に係るモータ制御処理は、モータ１３０の通常駆動から連続して現像装置４を回転状態から停止させる際に常に実行されてもよく、画像形成装置１の操作部６０が現像装置４の交換モードを受け付けた場合に実行されてもよい。また、実施例１及び実施例２に係るモータ制御処理は、現像装置４の停止状態から、例えばユーザから現像装置４の交換モードを受け付けた場合に実行される。実施例３に係るモータ制御処理は、例えばユーザから現像装置４Ｓの交換モードを受け付けた場合に実行される。

以上で説明したように、本実施形態に係る駆動装置１００によれば、例えば被駆動装置としての現像装置４が交換される場合に、駆動側カップリング１６０が所定の回転位置で停止するように、モータ１３０が制御される。

このため、取り付ける現像装置４の現像側カップリング４３０の回転位置を調整することで、駆動側カップリング１６０の突出部１７０と現像側カップリング４３０の突出部４４０との衝突による互いの損傷を低減できる。したがって、被駆動装置である現像装置４との連結部分である駆動装置１００の駆動側カップリング１６０の耐久性が確保される。

例えば、本実施形態に係る画像形成装置１において現像装置４Ｓの交換を頻繁に行っても、駆動側カップリング１６０及び現像側カップリング４３０の損傷が低減される。このため、画像形成装置１によれば、現像装置４Ｓの着脱を繰り返しスムーズに行うことが可能であり、駆動装置１００のモータ１３０の駆動力が、例えば駆動側カップリング１６０や現像側カップリング４３０で損なわれることなく現像装置４Ｓに伝達される。

なお、上記した実施形態では、駆動装置１００が現像装置４を駆動させる構成を例示したが、同様の構成で、感光体ドラム２、中間転写ベルト８、２次転写ローラ９、定着装置５０等の着脱可能なユニットを駆動させる構成であってもよい。また、画像形成装置１に設けられている駆動装置１００を例示したが、駆動装置１００は、着脱可能なユニットを有する装置であれば、画像形成装置１以外の装置に設けられてもよい。

また、上記した実施形態では、画像形成装置１が電子写真方式でフルカラー画像を形成する構成を例示したが、着脱可能なユニットを備える構成であれば本実施形態とは異なる構成であってもよく、画像形成方式は電子写真方式に限定されるものではない。

さらに、上記実施形態に係る駆動装置１００が有する機能は、上記した各処理手順を、実施形態に係る駆動装置１００にあったプログラミング言語でコード化したプログラムとしてコンピュータで実行することで実現できる。上記した実施形態に係る駆動装置１００を実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納することができる。

以上、実施形態に係る駆動装置、画像形成装置、駆動制御方法及びプログラムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ 画像形成装置
４ 現像装置（被駆動装置）
２０ トナー供給ユニット（トナー供給手段）
２３ 残量検知センサ（残量検知手段）
１００ 駆動装置
１１１ モータ速度設定部（速度設定手段）
１１２ モータ制御部（駆動制御手段）
１３０ モータ（駆動手段）
１５０ 回転位置検知センサ（回転位置検出手段）
１６０ 駆動側カップリング（駆動軸継手）
４１０ 現像ローラ（現像手段）
４１１ 排出口
４３０ 現像側カップリング（被駆動軸継手）

特開２０１１−９９５３７号公報

Claims (8)

1. 回転駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段の回転速度を設定する速度設定手段と、
   着脱される被駆動装置に設けられている被駆動軸継手に嵌合し、前記駆動手段に接続されて回転することで前記被駆動装置に駆動力を伝達する駆動軸継手と、
   前記駆動軸継手の所定の回転位置を検知する回転位置検知手段と、
   前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を有し、
   前記被駆動装置が取り外される場合に、前記速度設定手段が、前記被駆動装置を動作させる通常駆動時の回転速度よりも遅い第１回転速度に前記駆動手段の回転速度を設定し、前記駆動制御手段が、前記回転位置検知手段による前記所定の回転位置の検知結果に基づいて前記駆動手段を停止させ、
   前記第１回転速度は、予め定められた前記駆動軸継手の停止位置ばらつきと前記回転速度との関係に基づき決定されている
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動手段は、ＤＣモータであることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記ＤＣモータは、ブレーキ機能を有し、
   前記駆動制御手段は、前記被駆動装置が取り外される場合に、前記回転位置検知手段の検知結果に基づいて、前記ブレーキ機能を作動させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記駆動軸継手の周方向に等間隔に設けられた突出部の間隔をＰとした場合に、前記第１回転速度は、前記停止位置ばらつきが±Ｐ／２以下に対応する回転速度である
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の駆動装置を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記被駆動装置にトナーを供給するトナー供給手段と、
   前記トナー供給手段におけるトナー残量を検知する残量検知手段と、を有し、
   前記被駆動装置は、トナーを用いて画像を形成する現像手段及び余剰トナーを排出する排出口を備え、
   前記速度設定手段は、前記被駆動装置が取り外される場合に、前記トナー供給手段から前記被駆動装置にトナーが供給されて前記残量検知手段により検知されるトナー残量が所定量以下になるまで、前記駆動手段の回転速度を前記第１回転速度よりも速い第２回転速度に設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 回転駆動する駆動手段と、着脱される被駆動装置に設けられている被駆動軸継手に嵌合し、前記駆動手段に接続されて前記被駆動装置に駆動力を伝達する駆動軸継手と、を有する駆動装置における駆動制御方法であって、
   前記被駆動装置を動作させる通常駆動時の回転速度よりも遅い第１回転速度に前記駆動手段の回転速度を設定する速度設定ステップと、
   前記駆動軸継手の所定の回転位置を検知する回転位置検知ステップと、
   前記被駆動装置が取り外される場合に、前記回転位置検知ステップによる前記所定の回転位置の検知結果に基づいて、前記駆動手段を停止させる駆動制御ステップと、を含み、
   前記第１回転速度は、予め定められた前記駆動軸継手の停止位置ばらつきと前記回転速度との関係に基づき決定されている
   ことを特徴とする駆動制御方法。
8. 請求項７に記載の駆動制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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