(57)【要約】【課題】駆動手段に生じる不具合を防止し、画像形成動作を安定して行うことが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像剤を担持して回転する現像剤担持体及び内部に収容する前記現像剤を撹拌する撹拌部材を有し、前記現像剤で像担持体に画像を形成する画像形成手段と、駆動力を伝達する伝達機構を介して前記現像剤担持体及び前記撹拌部材に接続され、回転駆動することで前記現像剤担持体及び前記撹拌部材を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段の負荷を検出し、前記負荷に応じて負荷低減動作を行う負荷低減手段と、を有する画像形成装置。【選択図】図６
2014025966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して回転する現像剤担持体及び内部に収容する前記現像剤を撹拌する撹拌部材を有し、前記現像剤で像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
駆動力を伝達する伝達機構を介して前記現像剤担持体及び前記撹拌部材に接続され、回転駆動することで前記現像剤担持体及び前記撹拌部材を駆動させる駆動手段と、
前記駆動手段の負荷を検出し、前記負荷に応じて負荷低減動作を行う負荷低減手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動手段の目標回転位置及び目標回転速度を計算する計算手段と、
前記駆動手段の回転位置及び回転速度を検出する検出手段と、
前記計算手段による計算結果と、前記検出手段の検出結果とに基づくＰＩＤ制御により、ＰＷＭ信号を前記駆動手段に発信することで前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
を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。
【請求項３】
前記負荷低減手段は、前記計算手段によって計算される前記目標回転位置と前記検出手段によって検出される前記回転位置との位置偏差により前記負荷を検出し、前記位置偏差が所定の値を超えた場合に前記負荷低減動作を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記負荷低減手段は、前記計算手段によって計算される前記目標回転速度と前記検出手段によって検出される前記回転速度との速度偏差により前記負荷を検出し、前記速度偏差が所定の値を超えた場合に前記負荷低減動作を行う
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記負荷低減手段は、前記駆動制御手段から発信される前記ＰＷＭ信号の周期により前記負荷を検出し、前記周期が所定の値を超えた場合に前記負荷低減動作を行う
ことを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記負荷低減手段は、前記駆動制御手段から発信される前記ＰＷＭ信号のデューティ比により前記負荷を検出し、前記デューティ比が所定の値を超えた場合に前記負荷低減動作を行う
ことを特徴とする請求項２から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記負荷低減手段は、前記駆動制御手段の積分ゲイン値により前記負荷を検出し、前記積分ゲイン値が所定の値を超えた場合に前記負荷低減動作を行う
ことを特徴とする請求項２から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記負荷低減手段は、前記画像形成手段の内部の前記現像剤に接触する位置に振動器を有し、前記負荷に応じて前記負荷低減動作として前記振動器を振動させる
ことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記負荷低減手段は、前記負荷に応じて前記負荷低減動作として前記駆動制御手段により前記駆動手段を正方向及び逆方向に交互に繰り返し回転させる
ことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記負荷低減手段は、前記伝達機構において前記駆動手段から前記現像剤担持体への駆動力の伝達を遮断する駆動遮断手段を有し、前記負荷低減動作を行う時に、前記駆動遮断手段により前記駆動手段から前記現像剤担持体への駆動力の伝達を遮断する
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、内部にトナーを含む現像剤を収容する現像装置が、例えば現像剤を担持して回転する現像ローラから感光体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給することで画像を形成する。
【０００３】
この様な画像形成装置において、停止時間が長期に渡ると現像剤の自重等によって、現像装置内で現像剤が凝集する場合がある。現像剤が凝集すると、現像装置の内部で現像剤を撹拌搬送するスクリュや現像ローラを回転駆動させるモータにかかる負荷が大きくなり、モータの故障やギヤの破損に至る場合がある。
【０００４】
そこで、現像ローラが高負荷状態であるか非高負荷状態であるかを判定する判定手段を備え、現像ローラが高負荷状態であると判定される場合には、現像ローラが非高負荷状態であると判定される場合よりも現像ローラを駆動するモータへの入力電流を大きな値に設定する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に係る技術によれば、モータの脱調等を防止し、現像ローラの回転を安定に保つことが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る技術では、モータへの入力電力を大きくするため消費電力が増大し、高負荷状態のままでモータを駆動させるため、モータの故障やギヤの破損を招く可能性がある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、駆動手段に生じる不具合を防止し、画像形成動作を安定して行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の画像形成装置によれば、現像剤を担持して回転する現像剤担持体及び内部に収容する前記現像剤を撹拌する撹拌部材を有し、前記現像剤で像担持体に画像を形成する画像形成手段と、駆動力を伝達する伝達機構を介して前記現像剤担持体及び前記撹拌部材に接続され、回転駆動することで前記現像剤担持体及び前記撹拌部材を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段の負荷を検出し、前記負荷に応じて負荷低減動作を行う負荷低減手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、駆動手段に生じる不具合を防止し、画像形成動作を安定して行うことが可能な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を例示する図である。
【図２】第１の実施形態における現像装置の概略構成を例示する図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を例示する図である。
【図４】第１の実施形態におけるモータ駆動部、モータ制御部及びモータの機能構成を例示する図である。
【図５】第１の実施形態におけるモータの外観斜視図である。
【図６】第１の実施形態における現像装置の要部の概略構成を例示する上面図である。
【図７】第１の実施形態におけるモータ駆動制御のフローチャートを例示する図である。
【図８】第２の実施形態における現像装置の要部の概略構成を例示する上面図である。
【図９】第２の実施形態におけるモータ駆動制御のフローチャートを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
[第１の実施形態]
＜画像形成装置の構成＞
第１の実施形態に係る画像形成装置１００の基本的な構成について図１に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示す様に、画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を形成するための４つの感光体ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、現像剤として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
【００１３】
Ｋトナー像を形成するための感光体ユニット１Ｋを例にすると、図２に示すように、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｋ、現像装置５Ｋ等を備えている。感光体ユニット１Ｋは、画像形成装置１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１４】
帯電装置４Ｋは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転する感光体２Ｋの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体２Ｋの表面には、レーザ光Ｌによって露光走査されてＫ用の静電潜像が形成される。感光体２Ｋに形成された静電潜像は、現像装置５ＫによってＫトナーを用いて現像される。現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト３６上に中間転写される。
【００１５】
ドラムクリーニング装置３Ｋは、中間転写工程を経た後の感光体２Ｋ表面に付着している転写残トナーを除去する。また、不図示の除電装置が、クリーニング後の感光体２Ｋの残留電荷を除電する。この除電により、感光体２Ｋの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色の感光体ユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ）においても、同様にして感光体（２Ｙ，Ｍ，Ｃ）上に（Ｙ，Ｍ，Ｃ）トナー像が形成されて、後述する中間転写ベルト３６上に各色のトナー像が中間転写される。
【００１６】
現像装置５Ｋは、画像形成手段の一例であり、図示しないＫトナーを収容する縦長のホッパ部６Ｋと、現像部７Ｋとを有する。ホッパ部６Ｋ内には、回転駆動するアジテータ８Ｋ、回転駆動する撹拌パドル９Ｋ、不図示の駆動手段によって回転駆動される撹拌部材としての撹拌スクリュ１０Ｋなどが配設されている。
【００１７】
ホッパ部６Ｋ内のＫトナーは、アジテータ８Ｋや撹拌パドル９Ｋの回転駆動によって撹拌されながら、自重によって撹拌スクリュ１０Ｋに向けて移動する。撹拌スクリュ１０Ｋは、ホッパ部６Ｋ内のＫトナーを撹拌しながら回転する。
【００１８】
現像装置５Ｋの現像部７Ｋ内には、感光体２Ｋ及び撹拌スクリュ１０ＫからＫトナーを供給されて回転する現像ローラ１１Ｋ、現像ローラ１１Ｋの表面に先端が当接された薄層化ブレード１２Ｋ等が配設されている。
【００１９】
現像ローラ１１Ｋの表面に供給されたＫトナーは、現像ローラ１１Ｋの回転に伴ってローラと薄層化ブレード１２Ｋとの当接位置を通過する際に、ローラ表面上での層厚が規制される。層厚規制後のＫトナーは、現像ローラ１１Ｋと感光体２Ｋとの当接部である現像領域において、感光体２Ｋ表面のＫ用の静電潜像に付着してトナー像を形成する。
【００２０】
図２を用いてＫ用の感光体ユニットについて説明したが、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の感光体ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃにおいても、同様のプロセスにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ表面にＹ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００２１】
図１において、感光体ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直方向上方には、光書込ユニット９０が配設されている。光書込ユニット９０は、画像情報に基づいて発光されるレーザ光Ｌにより、一様に帯電された後の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面を光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。光書込ユニット９０は、レーザ光Ｌを不図示のポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏向させ、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射する。なお、光書込ユニット９０としては、ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤから発光されるＬＥＤ光を用いて光書込を行う構成を採用してもよい。
【００２２】
感光体ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直方向下方には、無端状の中間転写ベルト３６を張架して図中反時計回り方向に回転移動させる転写ユニット３５が配設されている。転写ユニット３５は、中間転写ベルト３６の他に、駆動ローラ３７、従動ローラ３８、１次転写ローラ３９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、２次転写ローラ４０、ベルトクリーニング装置４１、クリーニングバックアップローラ４２等を備えている。
【００２３】
中間転写ベルト３６は、そのループ内側に配設された駆動ローラ３７、従動ローラ３８、クリーニングバックアップローラ４２及び４つの１次転写ローラ３９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって張架され、図中反時計回り方向に回転駆動される。
【００２４】
１次転写ローラ３９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、不図示の転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されており、これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、１次転写ローラ３９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成される。なお、１次転写ローラ３９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシ等を採用してもよい。
【００２５】
Ｙ用の感光体ユニット１Ｙの感光体２Ｙ表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙと１次転写ローラ３９Ｙとの間の１次転写ニップに進入すると、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３６上に１次転写される。Ｙトナー像が１次転写された中間転写ベルト３６は、さらに回転してＭ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを通過する際に、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＭ，Ｃ，Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。
【００２６】
転写ユニット３５の２次転写ローラ４０は、中間転写ベルト３６の外周側に配設されて、内周側の従動ローラ３８に中間転写ベルト３６を押圧する様に設けられている。中間転写ベルト３６と、２次転写ローラ４０との当接位置で、２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ４０には、図示しない転写バイアス電源によって２次転写バイアスが印加される。２次転写バイアスにより、２次転写ローラ４０と、アース接続されている従動ローラ３８との間には、２次転写電界が形成される。
【００２７】
転写ユニット３５の鉛直方向下方には、用紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット５０が画像形成装置１００の筐体に対して着脱可能に配設されている。給紙カセット５０は、紙束の一番上の用紙Ｐに給紙ローラ５０ａを当接させており、給紙ローラ５０ａを所定のタイミングで図中反時計回り方向に回転させることで、用紙Ｐを給紙路５１に給紙する。
【００２８】
給紙路５１の末端付近には、レジストローラ対５２が配設されている。このレジストローラ対５２は、給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐをローラ間で挟持した状態で両ローラの回転を停止させる。そして、挟持した用紙Ｐを上述の２次転写ニップ内で中間転写ベルト３６上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開し、用紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２９】
２次転写ニップで用紙Ｐに密着される中間転写ベルト３６上の４色トナー像は、２次転写電界やニップ圧の影響を受けて用紙Ｐ上に一括２次転写され、用紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。表面にフルカラートナー像が形成された用紙Ｐは、２次転写ニップを通過すると、２次転写ローラ４０及び中間転写ベルト３６から曲率分離する。さらに用紙Ｐは、転写後搬送路５３を経由して、後述する定着装置５４に送り込まれる。
【００３０】
中間転写ベルト３６上の転写残トナーは、中間転写ベルト３６の表面に当接するベルトクリーニング装置４１によってクリーニングされる。中間転写ベルト３６の内周側に配設されたクリーニングバックアップローラ４２は、ベルトクリーニング装置４１によるベルトのクリーニングを内周側からバックアップする。
【００３１】
定着装置５４は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ５４ａと、定着ローラ５４ａに圧接しながら回転する加圧ローラ５４ｂとの間で定着ニップを形成している。定着装置５４内に送り込まれた用紙Ｐは、定着ニップ内で加熱及び加圧されてフルカラー画像が定着される。
【００３２】
定着装置５４内から排出された用紙Ｐは、定着後搬送路５５を経由した後、排紙路５６と反転前搬送路６１との分岐点にさしかかる。定着後搬送路５５の側方には、回動軸６２ａを中心にして回動駆動される切替爪６２が配設されており、切替爪６２が定着後搬送路５５の末端付近を閉鎖又は開放する。定着装置５４から用紙Ｐが送り出されるタイミングでは、切替爪６２が図中実線で示す回動位置で停止して、定着後搬送路５５の末端付近を開放している。よって、用紙Ｐが定着後搬送路５５から排紙路５６内に進入して、排紙ローラ対５７に挟持される。
【００３３】
片面プリントモードが設定されている場合には、排紙ローラ対５７に挟み込まれた用紙Ｐはそのまま機外へと排出され、筐体の上カバー７０の上面にスタックされる。
【００３４】
一方、両面プリントモードに設定されている場合には、切替爪６２が図中一点鎖線で示す位置に回動し、排紙ローラ対５７が逆回転することで用紙Ｐは後端側を先頭に逆方向に搬送されて、反転前搬送路６１内に進入する。画像形成装置１００は、筐体の図中右側に、回動軸６０ａを中心に回動することで筐体本体に対して開閉可能な反転ユニット６０を有する。
【００３５】
用紙Ｐは、反転ユニット６０の反転前搬送路６１内に進入して、鉛直方向上側から下側に向けて搬送されると、反転搬送ローラ対６３のローラ間を経由した後、半円状に湾曲している反転搬送路６４内に進入する。用紙Ｐは更に搬送され、表裏が反転した状態で２次転写ニップに再進入する。２次転写ニップにて、裏面にもフルカラー画像が２次転写された後、転写後搬送路５３、定着装置５４、定着後搬送路５５、排紙路５６、排紙ローラ対５７を順次経由して、機外へと排出される。
【００３６】
＜画像形成装置の機能構成＞
図３は、第１の実施形態に係る画像形成装置１００の機能構成を例示する図である。
【００３７】
図３に示す様に、画像形成装置１００は、制御部１０１、画像書込部１１０、画像形成部１２０、給紙部１３０、搬送部１４０、モータ駆動部１５０、モータ１６０、操作表示部１７０、ホストＩ／Ｆ部１８０、ネットワークＩ／Ｆ部１９０を有する。
【００３８】
制御部１０１は、例えばＣＰＵ等を含んで構成され、ＣＰＵがＲＯＭやＨＤＤ等の記憶手段に保存されているプログラムを実行することで、画像形成装置１００の各部の動作を制御する演算装置である。
【００３９】
画像書込部１１０は、光書込ユニット９０を制御して各感光体ユニット１が備える感光体２の表面に、入力画像信号に基づいて変調されたレーザ光Ｌで静電潜像を形成する。
【００４０】
画像形成部１２０は、各感光体ユニット１の感光体２の表面にトナー像を形成し、トナー像を感光体２から中間転写ベルト３６を経て用紙Ｐに転写し、定着装置５４にて用紙Ｐにトナー像を定着させるまでの各部の動作を制御する。
【００４１】
給紙部１３０は、給紙カセット５０に収容されている用紙Ｐを所定のタイミングで給紙する様に、給紙ローラ５０ａの回転を制御する。
【００４２】
搬送部１４０は、給紙部１３０によって給紙された用紙Ｐを搬送するために、搬送路に沿って設けられているレジストローラ対５２、各搬送ローラ対、反転ユニット６０等の動作を制御する。
【００４３】
モータ駆動部１５０は、感光体ユニット１の現像装置５に設けられている撹拌スクリュ１０、現像ローラ１１を回転させるモータ１６０を回転駆動させる。
【００４４】
モータ１６０は、現像装置５の撹拌スクリュ１０、現像ローラ１１の各回転軸の端部に設けられているギヤ等で構成される伝達機構に接続して回転することで、撹拌スクリュ１０及び現像ローラ１１を回転駆動させる。
【００４５】
操作表示部１７０は、画像形成装置１００を操作するための操作キーや表示装置等を有し、画像形成装置１００を使用するユーザからの操作を受け付ける。
【００４６】
ホストＩ／Ｆ部１８０は、パーソナルコンピュータ装置等の不図示のホスト装置に接続し、ホスト装置との間で印刷画像データ等の様々なデータの送受信を行う。
【００４７】
ネットワークＩ／Ｆ部１９０は、有線及び／又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続される通信機能を有する他の端末装置とのインタフェースである。
【００４８】
図４に、第１の実施形態におけるモータ駆動部１５０、モータ制御部１５１及びモータ１６０の機能構成を例示する図を示す。
【００４９】
モータ１６０は、画像形成装置１００の現像装置５が有する撹拌スクリュ１０、現像ローラ１１に伝達機構を介して接続し、モータ駆動部１５０、モータ制御部１５１及びドライバ１６１に制御されて回転駆動する。
【００５０】
モータ１６０には、エンコーダディスク１６３、フォトセンサ１６２で構成されるエンコーダが設けられている。エンコーダディスク１６３は、表面にスリットが刻まれており、モータ１６０のモータ軸に設けられてモータ１６０のモータ軸と共に回転する。フォトセンサ１６２は、光学式のセンサであり、回転するエンコーダディスク１６３のスリットを読み取ってパルス信号を発信する。
【００５１】
モータ駆動部１５０は、目標信号生成部１５２を有する。目標信号生成部１５２は、モータ１６０の回転方向信号、移動パルス数の信号をモータ制御部１５１に送信する。
【００５２】
モータ制御部１５１は、目標位置・速度計算部１５３、モータ位置・速度計算部１５４、位置・速度追従制御器１５５を有する。
【００５３】
目標位置・速度計算部１５３は、モータ駆動部１５０の目標信号生成部１５２から送信される回転方向信号、移動パルス数の信号及び不図示のオシレータの時間情報に基づいて、モータ１６０の目標位置、目標速度を計算して出力する。
【００５４】
モータ位置・速度計算部１５４は、モータ１６０に設けられているフォトセンサ１６２がモータ１６０に伴って回転するエンコーダディスク１６３のスリットを読み取って発信するパルス信号を計測し、モータ１６０の回転位置及び回転速度を計算する。
【００５５】
位置・速度追従制御器１５５は、目標位置・速度計算部１５３によって計算された目標位置及び目標速度、モータ位置・速度計算部１５４によって計算されたモータ１６０の回転位置及び回転速度に基づいて、モータ１６０の駆動を制御する駆動制御手段である。位置・速度追従制御器１５５は、目標位置と回転位置との位置偏差、目標速度と回転速度との速度偏差を算出し、これらに基づくＰＩＤ制御を行い、ＰＷＭ信号、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった信号をドライバ１６１に送信する。
【００５６】
ドライバ１６１は、位置・速度追従制御器１５５からの信号及びホールＩＣ１６４からのホール信号に基づいて、モータ電流等を制御してモータ１６０を回転駆動させる。
【００５７】
モータ１６０は、図５に示す様に、モータ軸１６５にギヤ１６６が形成されている。モータ軸１６５に直接ギヤ１６６を歯切りすることで、モータ１６０に接続するギヤとの間の減速比を大きくすることができ、減速に必要となるギヤの数を減らすことでコストダウンが可能になる。また、モータ軸１６５のギヤ１６６の反対側には、エンコーダディスク１６３及びフォトセンサ１６２が設けられている。モータ１６０には、コネクタ１６７が設けられており、コネクタ１６７に接続されるケーブルを介してモータ制御部１５１、ドライバ１６１との間で信号の入出力が行われる。
【００５８】
＜モータの負荷低減方法＞
図６は、第１の実施形態における現像装置５の要部の概略構成を例示する上面図である。
【００５９】
図６に示す様に、現像装置５の撹拌スクリュ１０及び現像ローラ１１は、それぞれ回転軸の端部にギヤ２１，２２を有する。モータ１６０のギヤ１６６は、撹拌スクリュ１０のギヤ２１に噛み合い、ギヤ２１はアイドラギヤ２３を介して現像ローラ１１のギヤ２２に接続している。撹拌スクリュ１０及び現像ローラ１１は、伝達機構としてのギヤ２１，２２及びアイドラギヤ２３を介してモータ１６０からの駆動力を受けて回転する。
【００６０】
また、現像装置５の内壁には、現像剤に接触する位置に、内部に振動モータを有する振動器１６８が設けられている。なお、振動器１６８は、現像装置５内に複数設けても良い。
【００６１】
ここで、例えば現像装置５が長期に渡って停止すると、現像剤が自重等によって凝集する場合があり、現像剤が凝集した状態でモータ１６０を駆動すると、過負荷になりモータ１６０の故障、ギヤ２１，２２，２３の破損を招く虞がある。
【００６２】
そこで、第１の実施形態に係る画像形成装置１００では、モータ１６０が駆動する時の負荷を検出し、負荷に応じて負荷低減手段としての振動器１６８を振動させて凝集した現像剤をほぐすことで、モータ１６０にかかる負荷を低減する。
【００６３】
図７は、モータ１６０の駆動制御フローチャートの一例である。
【００６４】
図７に示す様に、画像形成装置１００に用紙Ｐへの印刷指示がなされ、モータ１６０の駆動を開始する時には、まずステップＳ１にて、モータ駆動部１５０の目標信号生成部１５２が回転方向信号と移動パルス数の目標信号を生成する。次に、ステップＳ２にて、モータ制御部１５１の目標位置・速度計算部１５３が目標信号等に基づいてモータ１６０の目標位置及び目標速度を計算する。
【００６５】
ステップＳ３では、モータ１６０のフォトセンサ１６２から出力されるパルス信号に基づいて、モータ位置・速度計算部１５４がモータ１６０の回転位置及び回転速度を計算する。
【００６６】
次に、ステップＳ４にて、位置・速度追従制御器１５５が、目標位置と回転位置との位置偏差、目標速度と回転速度との速度偏差に基づき、ＰＩＤ制御により求められたＰＷＭ信号をドライバ１６１に出力する。
【００６７】
ここで、ステップＳ５にて、位置・速度追従制御器１５５が、モータ１６０にかかる負荷を検出し、負荷が予め設定された範囲を超えるか否かを判断する。位置・速度追従制御器１５５による負荷の検出は、位置偏差、速度偏差、積分ゲイン値、求められたＰＷＭ信号の周期及びデューティ比と、それぞれの値に対して予め設定された所定の値との比較により行う。例えば、位置・速度追従制御器１５５によって求められた位置偏差、速度偏差、積分ゲイン値、ＰＷＭ信号の周期及びデューティ比のうちの少なくとも１つが所定の値を上回った時に、モータ１６０にかかる負荷が大きいと判断する。あるいは、位置偏差、速度偏差、積分ゲイン値、ＰＷＭ信号の周期及びデューティ比の全てがそれぞれ所定の値を上回った時に、モータ１６０にかかる負荷が大きいと判断する。
【００６８】
ステップＳ５にて、モータ１６０にかかる負荷が大きいと判断された場合には、ステップＳ６にて、モータ１６０にかかる負荷を低減させる負荷低減動作として、現像装置５に設けられている振動器１６８を振動させて例えば凝集した現像剤をほぐす様に動作する。
【００６９】
その後、ステップＳ７にて、位置・速度追従制御器１５５からドライバ１６１にＰＷＭ信号等をドライバ１６１に送信し、モータ１６０を駆動させる。
【００７０】
ステップＳ８にて、モータ１６０の駆動が終了するまで、ステップＳ１からステップＳ７までの処理を繰り返し行う。
【００７１】
以上で説明した様に、第１の実施形態に係る画像形成装置１００では、モータ１６０の負荷を検出し、負荷が大きい場合には振動器１６８により現像剤をほぐすことでモータ１６０にかかる負荷を低減できる。したがって、画像形成装置１００は、モータ１６０の故障や、ギヤ２１，２２、アイドラギヤ２３等の破損等を防止し、画像形成動作を安定して行うことが可能である。
【００７２】
[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【００７３】
図８は、第２の実施形態における現像装置５の要部の概略構成を例示する上面図である。
【００７４】
図８に示す様に、現像装置５の撹拌スクリュ１０及び現像ローラ１１は、それぞれ回転軸の端部にギヤ２１，２２を有する。ギヤ２１は、アイドラギヤ２３に噛み合い、ギヤ２２は、アイドラギヤ２３と同じ軸２５に固定して設けられているアイドラギヤ２４に噛み合う様に設けられている。
【００７５】
また、アイドラギヤ２３には、駆動遮断手段としてのクラッチ２６が設けられている。クラッチ２６は例えば電磁クラッチであり、クラッチ２６がＯＮの場合には、モータ１６０が回転するとアイドラギヤ２３は軸２５と共に回転し、軸２５に固定して設けられているアイドラギヤ２４、アイドラギヤ２４に噛合するギヤ２２が回転する。したがって、クラッチ２６がＯＮの場合には、モータ１６０の回転により、撹拌スクリュ１０及び現像ローラ１１が回転する。
【００７６】
クラッチ２６がＯＦＦの場合には、モータ１６０が回転するとアイドラギヤ２３はクラッチ２６により軸２５に対して空転し、軸２５及びアイドラギヤ２４が回転しないためギヤ２２も回転しない。したがって、クラッチ２６がＯＦＦの場合には、モータ１６０が回転した時に、撹拌スクリュ１０は回転するが、現像ローラ１１は回転しない。
【００７７】
第２の実施形態に係る画像形成装置では、モータ１６０が駆動する時の負荷を検出し、負荷に応じてクラッチ２６をＯＦＦにした状態でモータ１６０を正方向及び逆方向に交互に繰り返し回転させる。この様にモータ１６０が回転することで、撹拌スクリュ１０が正逆方向に繰り返し回転して現像剤をほぐし、モータ１６０にかかる負荷を低減できる。
【００７８】
図９は、モータ１６０の駆動制御フローチャートの一例である。
【００７９】
図９に示す様に、画像形成装置１００に用紙Ｐへの印刷指示がなされ、モータ１６０の駆動を開始する時には、まずステップＳ１１にて、モータ駆動部１５０の目標信号生成部１５２が回転方向信号と移動パルス数の目標信号を生成する。次に、ステップＳ１２にて、モータ制御部１５１の目標位置・速度計算部１５３が目標信号等に基づいてモータ１６０の目標位置及び目標速度を計算する。
【００８０】
ステップＳ１３では、モータ１６０のフォトセンサ１６２から出力されるパルス信号に基づいて、モータ位置・速度計算部１５４がモータ１６０の回転位置及び回転速度を計算する。
【００８１】
次に、ステップＳ１４にて、位置・速度追従制御器１５５が、目標位置と回転位置との位置偏差、目標速度と回転速度との速度偏差に基づき、ＰＩＤ制御により求められたＰＷＭ信号をドライバ１６１に出力する。
【００８２】
ここで、ステップＳ１５にて、位置・速度追従制御器１５５が、モータ１６０にかかる負荷を検出し、負荷が予め設定された範囲を超えるか否かを判断する。位置・速度追従制御器１５５による負荷の検出は、位置偏差、速度偏差、積分ゲイン値、求められたＰＷＭ信号の周期及びデューティ比と、それぞれの値に対して予め設定された所定の値との比較により行う。
【００８３】
ステップＳ１５にて、モータ１６０にかかる負荷が大きいと判断された場合には、ステップＳ１６にて、モータ１６０にかかる負荷を低減させる負荷低減動作として、まずクラッチ２６をＯＦＦにする。次に、ステップＳ１７にて、モータ１６０を正方向及び逆方向に交互に繰り返し回転させることで、モータ１６０に伴う撹拌スクリュ１０の回転により例えば凝集した現像剤をほぐすことができる。この時、モータ１６０の回転に伴って撹拌スクリュ１０は回転するが、クラッチ２６をＯＦＦにしているため、現像ローラ１１は回転しない。したがって、現像ローラ１１が磨耗することによる寿命の低下を招くことなく、モータ１６０にかかる負荷を低減できる。
【００８４】
その後、ステップＳ１８にて、位置・速度追従制御器１５５からドライバ１６１にＰＷＭ信号等をドライバ１６１に送信し、ＰＷＭ信号に基づいてモータ１６０を駆動させる。
【００８５】
ステップＳ１９にて、モータ１６０の駆動が終了するまで、ステップＳ１１からステップＳ１８までの処理を繰り返し行う。
【００８６】
以上で説明した様に、第２の実施形態に係る画像形成装置１００では、モータ１６０の負荷を検出し、負荷が大きい場合にはモータ１６０を正方向及び逆方向に交互に繰り返し回転させることで、モータ１６０に伴う撹拌スクリュ１０の回転により、現像剤をほぐすことができる。したがって、長期停止中に現像剤が凝集した場合であっても、上記した負荷低減動作によりモータ１６０にかかる負荷を低減し、モータ１６０の故障、ギヤ２１，２２、アイドラギヤ２３等の破損を防止し、画像形成装置を安定して行うことが可能である。
【００８７】
以上、実施形態に係る画像形成装置について説明したが、本発明は上記実施例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。
【符号の説明】
【００８８】
２  感光体（像担持体）
５  現像装置（画像形成手段）
１０  撹拌スクリュ（撹拌部材）
１１  現像ローラ（現像剤担持体）
２１  ギヤ（伝達機構）
２２  ギヤ（伝達機構）
２３  アイドラギヤ（伝達機構）
２４  クラッチ（駆動遮断手段）
１００  画像形成装置
１５１  モータ制御部（駆動制御手段）
１５３  目標位置・速度計算部（計算手段）
１５４  位置・速度追従制御器（負荷低減手段）
１６０  モータ（駆動手段）
１６２  エンコーダディスク（検出手段）
１６３  フォトセンサ（検出手段）
１６８  振動器
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開２０１０−９１６０１号公報
【図１】
2014025966.tif 000003
【図２】
2014025966.tif 000004
【図３】
2014025966.tif 000005
【図４】
2014025966.tif 000006
【図５】
2014025966.tif 000007
【図６】
2014025966.tif 000008
【図７】
2014025966.tif 000009
【図８】
2014025966.tif 000010
【図９】
2014025966.tif 000011