JP7494509B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像に、現像装置からトナーを供給して、現像処理を行う。トナーは、トナー収容部（トナーコンテナ）に収容される。トナー収容部内には、回転羽根を有するトナー搬送部が配置されている。

トナー搬送部は、駆動モーターにより駆動される。トナーは、駆動モーターの駆動により回転するトナー搬送部により、攪拌されつつ搬送される。回転搬送されたトナーは、トナー収容部に設けられた開口から、現像装置に補給される。

ところで、トナー収容部内のトナーには、ユーザーの元に輸送する途中で、凝集が発生する可能性がある。トナーが凝集すると、それを攪拌する駆動モーターに、過大な負荷（過負荷）がかかる。この過負荷により、駆動モーターに、過電流が流れるおそれがある。

特許文献１には、駆動モーターに対する駆動指令信号を送信後、所定時間内に駆動モーターの回転を検知できない場合、駆動モーターを停止させる画像形成装置が開示されている。

特開２０１２－１９８３５９号公報

ところで、特許文献１に記載の発明は、駆動モーター及び回転羽根が回転していないことの判定に、時間がかかる。そのため、判定までの間に、駆動モーターに、過電流が流れてしまう可能性がある。従って、駆動モーターを停止させる処理には、改善の余地がある。

本発明は、トナー搬送部を駆動する駆動モーターに過電流が流れることを抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、画像形成部と、トナー収容部と、トナー搬送部と、駆動モーターと、制御部とを備える。前記画像形成部は、トナーを用いてシートに画像を形成する。前記トナー収容部は、前記画像形成部に補給する前記トナーを収容する。前記トナー搬送部は、前記トナーを搬送する。前記駆動モーターは、前記トナー搬送部が前記トナーを搬送するための駆動力を発生する。前記制御部は、前記駆動モーターの回転速度を示す情報に基づいて前記駆動モーターを制御する制御信号を生成する。前記制御部は、前記制御信号に基づいて、前記駆動モーターの動作を停止させるか否かを判定する判定処理を実行する。

本発明によれば、トナー搬送部を駆動する駆動モーターに過電流が流れることを抑制することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の画像形成装置におけるトナーを補給する構造を示す図である。 ユニット交換の際に行われる判定処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

図１及び図２を参照して、本実施形態の画像形成装置１００の構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成を示す図であり、図２は、画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。

画像形成装置１００は、例えば、複写機又は複合機である。図１に示す画像形成装置１００は、シートＳに画像を形成して定着させる装置本体１と、画像読取部２と、操作パネル６０とを備える。

画像読取部２は、例えば画像読取装置（スキャナー）である。画像読取部２は、装置本体１に接続されている。操作パネル６０は、表示部６１と、操作受付部６２とを含む。

装置本体１は、図１及び図２に示すように、画像の形成に関連する構成として、シート給送部１０、シート搬送部１１、画像形成部２０、定着部３０、及び排出部３１を備える。また、装置本体１は、画像形成部２０へトナーを補給する構成として、トナー補給部４１、トナー収容部４２、トナー搬送部４３、駆動モーター７０、及びコード読取部４５を備える。更に、画像形成装置１００は、制御部５０、記憶部５１を備える。

シート給送部１０は、シートＳをシート搬送部１１に給送する。シート給送部１０は、リフトアップ式の用紙トレイと、ピックアップローラー対とを含む。

用紙トレイは、複数枚のシートＳを収容する。ピックアップローラー対は、用紙トレイからシートＳを１枚ずつピックアップして、シート搬送部１１に給送する。

シート搬送部１１は、複数のガイド板と、複数の搬送ローラー対とを含む。複数のガイド板及び複数の搬送ローラー対は、シートＳの搬送経路に沿って配置される。

シート搬送部１１は、シート給送部１０から給送されたシートＳを、画像形成部２０及び定着部３０を経由して、排出部３１まで搬送する。

画像形成部２０は、シートＳに画像を形成する。本実施形態において、画像形成部２０は、電子写真方式によって、シートＳに画像を形成する。具体的には、画像形成部２０は、感光体ドラム２１（像担持体）、帯電装置、露光装置、現像部２２、転写装置、クリーニング装置、及び除電装置を有する。

シート搬送部１１は、画像形成後のシートＳを定着部３０に搬送する。

定着部３０は、シートＳに画像を定着させる。定着部３０は、加圧部材と加熱部材とを含む。定着部３０は、シートＳを加熱及び加圧して、シートＳに画像を定着させる。

シート搬送部１１は、画像定着後のシートＳを排出部３１に搬送する。

排出部３１は、シートＳを装置本体１の外部に排出する。排出部３１は、排出ローラー対を含む。

図１、図２、及び図３を参照して、画像形成部２０へトナーを補給する構成について説明する。図３は、本実施形態の画像形成装置１００においてトナー補給部４１から画像形成部２０へトナーを補給する構造を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、ユニット４０と、ユニット装着部４４とを備える。ユニット４０は、ユニット装着部４４に着脱自在に装着される。ユニット４０は、画像形成装置１００の交換部品である。

ユニット４０は、ユニットケース４０ａと、画像形成部２０の一部である現像部２２と、トナー補給部４１とを含む。ユニットケース４０ａは、現像部２２とトナー補給部４１とを収容する。ユニットケース４０ａは、例えば、樹脂製のケースである。ユニット装着部４４には、ユニットケース４０ａが装着される。

トナー補給部４１は、現像部２２にトナーを補給する。具体的には、トナー補給部４１は、トナー収容部４２と、トナー搬送部４３とを有する。

トナー収容部４２は、トナーを収容する。トナー搬送部４３は、スクリュー４３ａを含む。スクリュー４３ａが回転することにより、トナー収容部４２から現像部２２へトナーが供給される。また、スクリュー４３ａが回転することにより、トナー収容部４２内のトナーが攪拌される。

図３に示すように、駆動モーター７０は、トナー搬送部４３を駆動する駆動力を発生する。駆動モーター７０から発生した駆動力は、スクリュー４３ａの一端に伝達されて、スクリュー４３ａを回転させる。

具体的には、画像形成装置１００は、駆動力伝達機構７１を更に備える。駆動力伝達機構７１は、駆動モーター７０から発生した駆動力を、スクリュー４３ａの一端部に伝達する。

詳しくは、駆動力伝達機構７１は、例えば、複数の歯車（ギア）を有する。駆動力伝達機構７１の複数の歯車は、駆動モーター７０の駆動軸の先端に配置された歯車を含む。

ユニット４０は、スクリュー４３ａの一端部に連結する駆動連結部４０ｂを有する。駆動力伝達機構７１の複数の歯車のうちの一つ（以下、「連結歯車」）は、駆動連結部４０ｂに対向する。

駆動力伝達機構７１は、連結歯車に結合するシャフト７１ａを有する。ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されると、シャフト７１ａの一端は、駆動連結部４０ｂに連結する。そして、連結歯車の駆動（回転）がスクリュー４３ａに伝達される。

図３に示すように、トナー収容部４２の一端部には、開口４２ａが設けられている。具体的には、開口４２ａは、スクリュー４３ａの他端部側に設けられている。スクリュー４３ａは、回転軸部（シャフト）と、スパイラル状の回転羽根（搬送羽根又は攪拌羽根）とを備える。回転羽根は、軸部の外周面に設けられている。

軸部は、トナー収容部４２の長手方向に沿って延びる。駆動モーター７０の駆動力が、駆動力伝達機構７１を介して、スクリュー４３ａの一端部に伝達されると、その駆動力によって、スクリュー４３ａが回転する。

スクリュー４３ａが回転すると、スクリュー４３ａの搬送羽根又は攪拌羽根が、トナー収容部４２内のトナーを一方向（図３では左方向）へ搬送する。

具体的には、スクリュー４３ａは、スクリュー４３ａの他端部側に、トナーを搬送する。従って、トナーは、開口４２ａ側に搬送される。開口４２ａまで搬送されたトナーは、開口４２ａを介して、現像部２２に補給される。

図３に示すコード読取部４５は、ユニット装着部４４に装着されたユニットケース４０ａの所定の一面に隣接する位置に配置される。コード読取部４５は、ユニット４０の識別情報を読み取る。

コード読取部４５は、例えば、磁気的に識別情報を読み取る。識別情報は、例えば、ユニット４０に固有のシリアルナンバーである。コード読取部４５が、磁気的に識別情報を読み取る場合、ユニットケース４０ａの一面に、例えば、ＩＣタグが配置される。ＩＣタグは、識別情報を記憶している。

この場合、コード読取部４５は、ＲＦＩＤリーダーを有する。ＲＦＩＤリーダーは、ＩＣタグと対向する位置に配置される。ＲＦＩＤリーダーは、ＩＣタグに対向する位置に配置されると、ＩＣタグから識別情報を読み取る。

従って、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されると、コード読取部４５のＲＦＩＤリーダーは、ユニットケース４０ａのＩＣタグから、識別情報を読み取る。

ＲＦＩＤリーダーは、ＩＣタグから読み出した情報を示す信号を、制御部５０へ送信する。コード読取部４５は、検出部の一例である。

なお、コード読取部４５は、光学的に識別情報を読み取ってもよい。この場合、ユニットケース４０ａの一面には、例えば、識別情報を示す二次元バーコードが印字されたシールが貼り付けられる。

二次元バーコードを使用する場合、コード読取部４５は、撮像装置を有する。制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されると、コード読取部４５に、二次元バーコードを撮像させる。コード読取部４５は、二次元バーコードを撮像すると、撮像画像を示す信号を、制御部５０へ出力する。

あるいは、二次元バーコードは、一次元バーコードであってもよい。ユニットケース４０ａに一次元バーコードが貼り付けられている場合、コード読取部４５は、バーコードリーダーを有する。

図３に示すように、駆動モーター７０は、モーター本体７０ａと、回転数検出部７０ｂとを備える。モーター本体７０ａは、例えば、直流ブラシモーター、あるいは、直流ブラシレスモーターである。なお、制御部５０は、モーター本体７０ａの回転を調整するための駆動回路を備える。

回転数検出部７０ｂは、例えば、インクリメンタル形のエンコーダーである。回転数検出部７０ｂは、モーター本体７０ａに関する単位時間あたり回転数（ｒｐｍ）又は回転速度を検出する。

回転数検出部７０ｂは、検出したモーター本体７０ａに関する単位時間あたり回転数（ｒｐｍ）又は回転速度を示す信号を、制御部５０に出力する。制御部５０は、モーター本体７０ａに関する単位時間あたり回転数（ｒｐｍ）又は回転速度を示す信号に基づいて、モーター本体７０ａをフィードバック制御する。

図２に示すように、画像形成装置１００は、制御部５０、記憶部５１を備える。また、操作パネル６０は、表示部６１、及び操作受付部６２を含む。

制御部５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。制御部５０は、記憶部５１に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、画像形成装置１００の各要素を制御する。

制御部５０は、駆動モーター７０に関する単位時間あたり回転数（ｒｐｍ）又は回転速度を示す信号に基づいて、駆動モーター７０を制御する。具体的には、制御部５０は、駆動モーター７０の回転数（ｒｐｍ）に基づいて、駆動モーター７０の回転数が目標値に近づくよう、モーター本体７０ａを制御する制御信号を生成する。

より詳しくは、制御部５０は、モーター本体７０ａに供給される電流の電流値を制御する制御信号を生成する。

また、制御部５０は、制御信号に基づいて、駆動モーター７０の動作及び駆動モーター７０により駆動されるスクリュー４３ａの動作を停止させるか否かを判定する判定処理を実行する。

具体的には、制御部５０は、モーター本体７０ａに供給される電流の電流値を監視する。以下、モーター本体７０ａに供給される電流を「モーター駆動電流」と記載する場合がある。また、モーター駆動電流の電流値を、「モーター駆動電流値」と記載する場合がある。

制御部５０は、モーター駆動電流値が、閾値よりよりも大きいか否かを判定する。ここで、閾値は、モーター本体７０ａを過負荷状態にする電流値よりも低い値を示す。閾値は、記憶部５１に記憶されている。

更に、制御部５０は、ユニット装着部４４に、ユニットケース４０ａが装着されたことに応じて制御信号を生成して、駆動モーター７０を駆動させる。

換言すると、制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されたことに対応して、トナー搬送部４３のスクリュー４３ａを回転させる。従って、制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されたことに応じて、判定処理を実行する。

すなわち、制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されたことに応じて、モーター駆動電流値が所定値以上であるか否かを判定する。

具体的には、制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されたことに応じて、コード読取部４５がユニット４０の識別情報を読み取ると、ユニット４０が新品のユニット４０に交換されたか否かを判定する。

制御部５０は、ユニット４０が、新品のユニット４０に交換されたと判定した場合、制御信号を生成して、スクリュー４３ａを回転させると共に、判定処理を実行する。

制御部５０は、スクリュー４３ａの回転を開始してから、所定の時間が経過する前に、モーター駆動電流値が閾値以上になった場合、制御信号の生成を停止して、駆動モーター７０の駆動を停止させる。換言すると、制御部５０は、モーターに過電流が流れる前に、トナー搬送部４３の動作（スクリュー４３ａの回転）を停止させる。

制御部５０は、判定処理の結果、トナー搬送部４３の動作を停止させた場合、表示部６１にエラーメッセージを表示させる。エラーメッセージは、例えば、トナー収容部４２内のトナーが凝集している可能性がある旨を通知する。表示部６１は、本発明の通知部の一例である。

なお、制御部５０は、所定の時間の間に、モーター駆動電流値が所定値以上とならなかった場合でも、所定の時間経過後に、制御信号の生成を停止して、駆動モーター７０を停止させる。

制御部５０は、モーター本体７０ａがＤＣモーターである場合、モーター本体７０ａに供給される電圧（以下、モーター駆動電圧）の電圧値を制御する制御信号を生成して、モーター駆動電圧の電圧値を監視してもよい。

記憶部５１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置を含む。記憶部５１は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）のような補助記憶装置を含み得る。記憶部５１は、種々のコンピュータープログラムと、種々のデータとを記憶する。

また、記憶部５１は、駆動モーター７０の回転数（ｒｐｍ）又は回転速度の目標値を記憶する。

更に、記憶部５１は、コード読取部４５が読み取ったユニット４０の識別情報を記憶する。

制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されたことに応じて、コード読取部４５がユニット４０の識別情報を読み取ると、記憶部５１に記憶されている識別情報のうちに、今回読み取られた識別情報と一致する識別情報があるか否かを判定する。

制御部５０は、記憶部５１に、一致する識別情報の記憶があれば、今回装着されたユニット４０は新品でないと判定する。

一方、制御部５０は、記憶部５１に記憶されている識別情報のうちに、今回読み取られた識別情報と一致する識別情報がない場合、今回装着されたユニット４０は新品であると判定する。

表示部６１は、例えば、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）である。表示部６１は、各種画面を表示する。

表示部６１が、タッチディスプレーである場合、指等のタッチにより、ユーザーの操作入力を受け付ける。

操作受付部６２は、例えば、ハードキーである。ハードキーは、ユーザーの各種操作を受け付ける。

次に、図４を参照して、ユニット４０を交換した際に制御部５０が実行する判定処理について説明する。図４は、ユニット交換の際に行われる判定処理の流れを示すフローチャートである。

図４に示す処理は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されたことに応じてスタートする。

図４に示すように、制御部５０は、ユニット装着部４４にユニットケース４０ａが装着されると、ステップＳ１において、脱着により交換されたユニット４０が新品であるか否かを判定する。

ステップＳ１において、交換されたユニット４０が新品でない（Ｎｏ）と判定すると、制御部５０は、処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ１において、交換されたユニット４０が新品である（Ｙｅｓ）と判定すると、処理はステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、制御部５０は、トナー補給部４１を動作させる。具体的には、スクリュー４３ａを回転させる。詳しくは、制御部５０は、制御信号を生成し、駆動モーター７０への電流の供給を開始して、駆動モーター７０をフィードバック制御する。

トナー補給部４１の動作を開始させると、ステップＳ３において、制御部５０は、モーター駆動電流値Ｗが、閾値Ｘよりも大きいか否か判定する。

モーター駆動電流値Ｗは、ユニット４０の輸送中にトナー収容部４２内のトナーが凝集している場合、フィードバック制御によって上昇し続ける。

具体的には、スクリュー４３ａを回転させてもトナーの凝集がほぐれない場合に、モーター駆動電流値Ｗは、上昇し続ける。その結果、駆動モーター７０に過電流が流れて、駆動モーター７０が過負荷状態となる可能性がある。

既に説明したように、閾値Ｘは、モーター本体７０ａを過負荷状態とする電流値よりも低い値を示す。

制御部５０は、ステップＳ３において、モーター駆動電流値Ｗが閾値Ｘよりも大きいと判定した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ６において、トナー補給部４１の動作を停止させる。具体的には、制御部５０は、駆動モーター７０の駆動を停止させ、スクリュー４３ａの動作を停止させる。

制御部５０は、スクリュー４３ａの動作を停止させると、ステップＳ７において、エラーメッセージを表示部６１に表示させて、図４に示す判定処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ３において、制御部５０は、モーター駆動電流値Ｗが閾値Ｘよりも大きくない（小さい、Ｓ３がＮｏ）と判定した場合、ステップＳ４において、駆動モーター７０の駆動を開始してから経過した時間（以下、「監視時間」）が、所定の時間Ｔを超えたか否かを判定する。

なお、所定の時間Ｔは、例えば、３分以下である。本実施形態では、所定の時間Ｔは、６０秒である。

監視時間が所定の時間を超えていない（Ｓ４がＮｏ）場合、制御部５０は、処理をステップＳ３に戻す。換言すると、制御部５０は、監視時間が所定の時間Ｔを超えるまで、モーター駆動電流値Ｗが閾値Ｘよりも大きいか否かを判定する処理を繰り返す。

ステップＳ４において、監視時間が所定の時間Ｔを超えていた（Ｙｅｓ）場合、言い換えれば、トナーのほぐし時間が終了した場合、制御部５０は、駆動モーター７０の駆動を停止させ、ステップＳ５において、トナー補給部４１の動作を停止させて、図４に示す処理を終了する（エンド）。

以上の実施形態によれば、画像形成装置１００は、ユニット４０の交換時に、トナー収容部４２内のトナーに凝集が発生していても、スクリュー４３ａを駆動する駆動モーター７０に、過電流が流れることを抑制することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、図１～図４を参照して説明した実施形態では、ユニット４０（トナーコンテナ）を交換した直後のトナーのほぐし時に行う判定処理について説明したが、本発明の判定処理は、トナーの凝集が懸念される他の機会に行ってもよい。例えば、画像形成装置１００を長期間使用しなかった場合や、画像形成装置１００の設置場所を移動して、装置本体１に振動が加わった際などに、実施形態の判定処理を行ってもよい。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１ 装置本体
２０ 画像形成部
２２ 現像部
４０ ユニット
４１ トナー補給部
４２ トナー収容部
４３ トナー搬送部
４４ ユニット装着部
４５ コード読取部
５０ 制御部
７０ 駆動モーター
７０ａ モーター本体
７０ｂ 回転数検出部
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. トナーを用いてシートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部に補給する前記トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部内で前記トナーを前記画像形成部に向けて搬送するトナー搬送部と、を有するユニットと、
   前記トナー搬送部が前記トナーを搬送するための駆動力を発生する駆動モーターと、
   制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記ユニットが新品であるか否かを判定する新品判定と、
   前記新品判定で前記ユニットが新品であると判定した場合、前記駆動モーターの回転速度を示す情報に基づいて前記駆動モーターを制御する制御信号を生成する駆動処理と、
   前記制御信号に基づいて、前記駆動モーターの動作を停止させるか否かを判定する判定処理と、を実行し、
   前記新品判定で前記ユニットが新品でないと判定した場合、前記駆動処理と前記判定処理とを実行しない、画像形成装置。
2. 前記トナー収容部が装着される装着部と、
   前記装着部に前記トナー収容部が装着されているか否かを検出する検出部と
   を更に備え、
   前記トナー収容部は、前記装着部に着脱自在であり、
   前記制御部は、前記装着部に前記トナー収容部が装着されたことに応じて、前記制御信号を生成して前記判定処理を実行する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記判定処理を、前記トナー収容部が前記装着部に装着されてから所定の時間の間、実行する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. ユーザーに情報を通知する通知部を更に備え、
   前記制御部は、前記判定処理を実行して、前記駆動モーターの動作を停止させた場合、エラーメッセージを前記通知部に通知させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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