(57)【要約】【課題】電流が無駄に使用されない駆動装置を提供する。【解決手段】本発明による駆動装置１１は、モーター１１１と、データ生成手段１１２と、制御手段１１３とを備える。モーター１１１はトナーコンテナー１２を回転駆動する。データ生成手段１１２は、モーター１１１の回転数を示す回転数データを生成する。制御手段１１３は、回転数データに基づいてモーターへの駆動電流を制御する。モーター１１１はステッピングモーターであることが好ましく、データ生成手段１１２は、制御手段１１３がモーター１１１に出力したパルス信号に基づいて回転数データを生成することが好ましい。【選択図】図２
2014149352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーコンテナーの排出スクリューを回転駆動するモーターと、
前記モーターの回転数を示す回転数データを生成するデータ生成手段と、
前記回転数データに基づいて前記モーターへの駆動電流を制御する制御手段と
を備える駆動装置。
【請求項２】
前記モーターはステッピングモーターであり、
前記データ生成手段は、前記制御手段が前記モーターに出力したパルス信号に基づいて前記回転数データを生成する、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記回転数データに基づいて前記トナーコンテナーのトナー残量を検出する、請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記トナーコンテナーに予め記憶されていた前記モーターの累計回転数を読み取って前記データ生成手段に出力するＲＦＩＤリードライターを更に備え、
前記データ生成手段は、前記モーターの回転数と、前記モーターの前記累計回転数とを加算して新たな回転数データを生成する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の駆動装置と、
前記駆動装置の前記モーターによって駆動される排出スクリューを有するトナーコンテナーと
を備えるトナー容器。
【請求項６】
トナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー容器と
を備え、
前記トナー容器は、
請求項４に記載の駆動装置と、
前記駆動装置の前記モーターによって駆動される排出スクリューを有するトナーコンテナーと、
前記トナーコンテナーに設置されており、前記モーターの前記累計回転数データが記憶されているＲＦＩＤタグとを有する、画像形成装置。
【請求項７】
前記リードライターは、前記モーターが停止した際の回転数と、前記モーターの前記累計回転数とを加算して新たな累計回転数データとして前記ＲＦＩＤタグに書き込む、請求項６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、駆動装置、トナー容器及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリー、複写機、プリンター等の画像形成装置では、現像装置から、静電潜像の形成された感光体ドラム上にトナーが付与されることによって、現像が行われる。現像装置にはトナーコンテナーが着脱可能に装着されており、トナーコンテナーから現像装置にトナーが供給される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、ＤＣブラシモーターがトナー収容器内の排出スクリューを駆動することにより、トナー収容器から現像器にトナーが排出されることが記載されている。特許文献１に記載の画像形成装置では、ＤＣブラシモーターが、所定の時間または所定の回転数で排出スクリューを回転させてトナーを補給しており、一定量のトナーを補給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４３８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的なＤＣブラシモーターでは、一定の電流を供給することで回転させている。一定の電流を供給した場合、モーターは一定のトルクで回転する。画像形成装置の使用に伴ってトナーコンテナー（トナーカットリッジ）内のトナー量が減少する。トナー量が減少すると、モーターにかかる負荷が軽減するが、ＤＣブラシモーターのように、比較的高い電流を供給して高いトルクで回転させ続けると、電流は無駄に使用されることになる。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、電流が無駄に使用されない駆動装置、トナー容器及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による駆動装置は、トナーコンテナーの排出スクリューを回転駆動するモーターと、前記モーターの回転数を示す回転数データを生成するデータ生成手段と、前記回転数データに基づいて前記モーターへの駆動電流を制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明によるトナー容器は、上記記載の駆動装置とトナーコンテナーとを備える。前記トナーコンテナーは、前記駆動装置のモーターによって駆動される排出スクリューを有する。
【０００９】
本発明による画像形成装置は、トナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー容器とを備える。前記トナー容器は、上記に記載の駆動装置と、トナーコンテナーと、前記トナーコンテナーに設置されているＲＦＩＤタグとを有する。前記トナーコンテナーは前記駆動装置の前記モーターによって駆動される排出スクリューを有する。前記ＲＦＩＤタグには、前記モーターの前記累計回転数データが記憶されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電流が無駄に使用されない駆動装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置１００を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る駆動装置１１を示す模式図である。
【図３】本実施形態の画像形成装置１００において、モーター１１１の回転数と、モーター１１１への駆動電流との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る駆動装置１１示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る駆動装置１１を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る駆動装置１１によるモーター１１１の駆動方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る駆動装置１１によるモーター１１１の駆動方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明による画像形成装置１００、トナー容器１０及び駆動装置１１の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置１００を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機、プリンター、ファクシミリー又はこれらの機能を兼ね備えた複合機であり得る。以下、複写機を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。画像形成装置１００は、トナー容器１０、給紙カセット２０、作像部３０、用紙排出部５０、用紙搬送部６０、定着装置７０及び画像読取装置（図示せず）を有している。
【００１４】
給紙カセット２０には、印刷用の用紙Ｐが収容されている。用紙Ｐに印刷を行う際、給紙カセット２０内の用紙Ｐは、作像部３０と定着装置７０とを経由して用紙排出部５０から排出されるように、用紙搬送部６０によって搬送される。
【００１５】
作像部３０では、トナー像を用紙Ｐに形成する。作像部３０には、感光体３１と現像装置３２と転写装置３３とが含まれている。感光体３１には、画像読取装置で生成された原稿画像の電子信号に基づいたレーサーによって静電潜像が形成される。現像装置３２は現像ローラ３２１を有している。現像ローラ３２１は、感光体３１にトナーを供給して静電潜像を現像させることで、感光体３１にトナー像を形成する。転写装置３３は、感光体３１に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
【００１６】
トナー容器１０は、駆動装置１１とトナーコンテナー１２とを備える。トナーコンテナー１２にはトナーと複数本の排出スクリュー（図示せず）とが収容されている。排出スクリューは、例えば、ゴム状のローラである。トナーコンテナー１２は、着脱可能に駆動装置１１と結合し、駆動装置１１によってトナーコンテナー１２の排出スクリュー（図示せず）が駆動される。トナーコンテナー１２内のトナーは、駆動された排出スクリューによって排出されて現像装置３２へ補給される。なお、トナーコンテナー１２には、1本の排出スクリューが収容されてもよい。
【００１７】
以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る駆動装置１１を説明する。図２は、トナーコンテナー１２と本実施形態の駆動装置１１と備えたトナー容器１０を示す模式図である。駆動装置１１は、モーター１１１とデータ生成手段１１２と制御手段１１３とを備えている。
【００１８】
モーター１１１は、トナーコンテナー１２の排出スクリューを回転駆動する。排出スクリューの回転によってトナーがトナーコンテナー１２から送り出される。モーター１１１の駆動力は、例えばギアやカップリングを含む動力伝導系によってトナーコンテナー１２内のスクリューに伝導される。モーター１１１は、例えばステッピングモーター、ブラシモーターやブラシレスモーターであり得る。
【００１９】
データ生成手段１１２は、モーター１１１の回転数を示す回転数データを生成する。モーター１１１への駆動信号に基づいて回転数データを生成することができる。例えば、モーター１１１として、入力された駆動信号の数に応じて一定の角度だけ回転するステッピングモーターを使用する場合、データ生成手段１１２は、パルス信号の数を数えることでモーター１１１の回転数を求め、回転数に基づいて回転数データを生成する。また、データ生成手段１１２は、エンコーダーによって検出した回転数に基づいて、回転数データを生成することができる。エンコーダーは例えばモーター１１１に取り付けられている。
【００２０】
制御手段１１３は、モーター１１１への駆動電流を制御する手段である。制御手段１１３は、データ生成手段１１２において生成された回転数データに基づいて駆動電流を制御する。
【００２１】
図３は、本実施形態の画像形成装置１００におけるモーター１１１の総回転数（累計回転数）、モーター１１１の駆動電流およびトナーコンテナー１２内のトナー残量の関係を示すグラフである。以下、図２及び図３を参照して制御手段１１３による駆動電流の制御を説明する。
【００２２】
モーター１１１の回転によってトナーコンテナー１２内のトナーが送り出されるため、モーター１１１の総回転数が増加するにつれて、図３に示すように、トナーコンテナー１２内のトナー残量が低減する。トナー残量が低減すると、トナーを送り出すためのスクリューを回転駆動させるモーター１１１の負荷が低下する。例えば、トナー残量が多い場合では、一定量のトナーを送り出すのにモーター１１１にかかる負荷が大きいため、モーター１１１は比較的大きいトルクを提供する必要がある。これに対して、トナー残量が低下すると、モーター１１１の負荷が軽減するため、モーター１１１は比較的小さいトルクを提供すればよい。
【００２３】
本実施形態の駆動装置１１において、制御手段１１３は、データ生成手段１１２において生成された回転数データに基づいてモーター１１１の駆動電流を制御する。例えば、モーター１１１の累計回転数が比較的少なく、かつ、トナー残量が多い場合、制御手段１１３は、モーター１１１の駆動電流を増大させ、モーター１１１を比較的高いトルクで回転させる。一方、累計回転数が比較的多く、かつ、トナー残量が少ない場合、制御手段１１３は、モーター１１１の駆動電流を低減させ、モーター１１１を比較的低いトルクで回転させる。
【００２４】
例えば、モーター１１１としてステッピングモーターを用いる場合、電圧に対してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うことにより、モーター１１１の累計回転数に応じて変化する電流をステッピングモーター１１１に供給できる。
【００２５】
なお、一般に、トナーコンテナー内のトナー残量が多い場合にモーターを適切に回転させるためには、モーターに比較的高い電流を供給して高いトルクで回転させることが必要となるが、トナー残量が低減しても、モーターに比較的高い電流を供給し続けると、消費電力が増大されることになる。
【００２６】
これに対して、本実施形態の駆動装置１１では、モーター１１１の回転数（すなわち、トナーコンテナー１２内のトナー残量）に応じてモーター１１１の駆動電流を制御するため、消費電力を低減させることができる。
【００２７】
なお、図２及び図３を参照して説明した駆動装置１１では、制御手段１１３は累計回転数を示す回転数データに基づいて駆動電流の制御を行ったが、本発明はこれに限定されない。制御手段１１３は累計回転数以外の回転数を示す回転数データに基づいてモーター１１１の駆動電流の制御を行ってもよい。
【００２８】
例えば、データ生成手段１１２は、駆動装置１１（または、画像形成装置１００）の電源がオン状態になった後の回転数を示す回転数データを生成し、制御手段１１３は、上記回転数データに基づいてモーター１１１の駆動電流を制御してもよい。図３を参照した上述の説明から理解されるように、電源がオン状態になってからオフ状態になるまでの期間においても、回転数の増加に伴ってトナーコンテナー１２のトナー残量は減少するため、制御手段１１３はモーター１１１の駆動電流を制御してもよい。
【００２９】
また、制御手段１１３は、データ生成手段１１２において生成された回転数データに基づいてトナーコンテナー１２のトナー残量を検出してもよい。例えば、制御手段１１３は、累計回転数を示す回転データに基づいてトナーコンテナー１２のトナー残量を検出する。この場合、制御手段１１３は、予め用意した累計回転数とトナー残量との関係を示すテーブルを用いてトナー残量を検出してもよい。
【００３０】
なお、駆動装置１１は、トナーコンテナー１２に取り付けられた情報媒体に記録された情報に基づいてモーター１１１の駆動電流を制御してもよい。
【００３１】
以下、図４を参照して、本発明による駆動装置１１の実施形態を説明する。本実施形態の駆動装置１１は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）リードライター１１４を備える点を除いて図１〜図３を参照して上述した駆動装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
【００３２】
本実施形態の駆動装置１１において、ＲＦＩＤリードライター１１４は、トナーコンテナー１２に予め記憶されていたモーター１１１の累計回転数を読み取ってデータ生成手段１１２に出力する。例えば、トナー容器１０は、トナーコンテナー１２に取り付けられている情報媒体（図示せず）を更に備え得る。情報媒体には、モーター１１１の累計回転数を予め記憶されている。情報媒体の情報は、接触または非接触で駆動装置１１のＲＦＩＤリードライター１１４に伝送される。
【００３３】
情報媒体は、例えば、モーター１１１の累計回転数を予め記憶したＲＦＩＤタグである。トナーコンテナー１２に取り付けられている情報媒体により、駆動装置１１がモーター１１１の累計回転数を記憶しなくても、トナーを補給する際に、駆動装置１１は、累計回転数を示す回転数データに基づいてモーター１１１の駆動電流を制御することができる。また、駆動装置１１が、累計回転数を示す回転数データに基づいてモーター１１１の駆動電流を制御する場合、トナー補給が終了するごとに、駆動装置１１は情報媒体にモーター１１１の累計回転数を示す回転数データを転送することが好ましい。
【００３４】
以下、図５を参照して本発明による駆動装置１１、トナー容器１０および画像形成装置１００の実施形態を説明する。図５では、駆動装置１１とともに画像形成装置１００の作像部３０および作像部３０に含まれる現像装置３２を併せて示している。
【００３５】
画像形成装置１００において、トナーコンテナー１２は、駆動装置１１によって駆動される。トナーコンテナー１２は作像部３０の現像装置３２にトナーを補給し、現像装置３２はトナー像を形成する。
【００３６】
本実施形態において、トナー容器１０は、トナーコンテナー１２に設置されたＲＦＩＤタグ１３を備えており、ＲＦＩＤタグ１３にはモーター１１１の累計回転数データが記憶されている。トナーコンテナー１２からトナーを現像装置３２に補給する場合、駆動装置１１は、ＲＦＩＤタグに記憶された累計回転数に基づいてモーター１１１を制御する。
【００３７】
また、トナー補給が終了するごとに、データ生成手段１１２は、モーター１１１が回転を停止した際の回転数とモーター１１１の累計回転数とを加算して新たな累計回転数データを生成する。新たな累計回転数データは、ＲＦＩＤリードライター１１４によってＲＦＩＤタグ１３に書き込まれる。
【００３８】
また、トナーコンテナー１２にＲＦＩＤタグが取り付けられていることにより、何らかの理由で画像形成装置１００からトナーコンテナー１２を取り出して他の画像形成装置に装着する場合でも、当該他の画像形成装置における駆動装置１１はトナーコンテナー１２から累計回転数を取得することができる。
【００３９】
図６及び図７は、本発明の実施形態に係る駆動装置１１によるモーター１１１の駆動方法を示すフローチャートである。以下、図１、図６及び図７を参照してモーター１１１の駆動方法を説明する。モーター１１１の駆動方法は、ステップＳ１１〜ステップＳ１７によって実行される。
ステップＳ１１：現像装置３２が感光体３１に対してトナー像の形成を開始する。
ステップＳ１２：現像装置３２内の残量検知センサーがトナー像を形成するために必要なトナー量を要求する。
ステップＳ１３：要求トナー量を補給するためにモーター１１１に出力する駆動電流を決定する。ステップＳ１３の詳細については後述する。
ステップＳ１４：ステップＳ１３において決定した駆動電流がモーター１１１に供給され、モーター１１１が回転する。
ステップＳ１５：モーター１１１の回転によってトナーコンテナー１２が駆動され、現像装置３２にトナーが補給される。
ステップＳ１６：現像装置３２へのトナー補給が終了したか否かを判断する。トナー補給が終了したと判断した場合、処理はステップＳ１７へ進む。トナー補給が終了していないと判断した場合、処理はステップＳ１２へ戻る。
ステップＳ１７：現像装置３２がトナーを感光体３１に供給し、トナー像の形成が完了する。
【００４０】
ステップＳ１３は、図７に示すステップＳ１３１〜ステップＳ１３８によって実行される。
ステップＳ１３１：要求トナー量に基づいて、モーター１１１への必須のパルス数を制御手段１１３が決定する。
ステップＳ１３２：ステップＳ１３１において決定したパルス数に基づいてモーター１１１の回転数を算出する。
ステップＳ１３３：ＲＦＩＤリードライター１１４がトナーコンテナー１２のＲＦＩＤタグに予め記憶されていた累計回転数を読み取って、ＲＦＩＤリードライター１１４が累計回転数をデータ生成手段１１２と制御手段１１３とに出力する。ステップＳ１３３の後、以下に説明するステップＳ１３４とステップＳ１３７へ進む。
ステップＳ１３４：制御手段１１３が累計回転数に基づいてトナーコンテナー１２内のトナー残量を算出する。
ステップＳ１３５：制御手段１１３が、トナー残量に基づいて、モーター１１１が最適なトルクを出力するために必須の駆動電流を決定する。
ステップＳ１３６：ステップＳ１３５において決定した駆動電流をモーター１１１に供給して、終了する。
ステップＳ１３７：ステップＳ１３２において算出された回転数と、ステップＳ１３３においてトナーコンテナー１２から読み取った累計回転数とをデータ生成手段１１２によって加算して、新たな累計回転数を生成する。
ステップＳ１３８：ステップＳ１３２において生成された新たな累計回転数をＲＦＩＤリードライター１１４によってトナーコンテナー１２のＲＦＩＤタグ１３に書き込み、累計回転数の更新が終了する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、駆動装置は、トナー残量に応じてモーターに供給する電流を制御することができ、電流を無駄に使用しない。このような駆動装置は、トナー容器及び画像形成装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  トナー容器
１１  駆動装置
１２  トナーコンテナー
１１１  モーター
１１２  データ生成手段
１１３  制御手段
１１４  ＲＦＩＤリードライター
３０  作像部
３２  現像装置
１００  画像形成装置
【図１】
2014149352.tif 000003
【図２】
2014149352.tif 000004
【図３】
2014149352.tif 000005
【図４】
2014149352.tif 000006
【図５】
2014149352.tif 000007
【図６】
2014149352.tif 000008
【図７】
2014149352.tif 000009