(57)【要約】【課題】電源電圧の影響によりモータの回転速度が変動する場合でも、特殊な構成を用いることなく、回転速度の算出性能を向上させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】ヒータ１０８と、ヒータ１０８に電力を供給する電力印加部１４と、ヒータ１０８で加熱される定着ローラ２１と、加圧ローラ２２と、定着ローラ２１の温度を検出するサーミスタ１０９と、サーミスタ１０９により検知される定着ローラ２１の単位時間当たりの温度変化量△ｔを計測する変化量計測部１０１ａと、変化量計測部１０１ａが計測する温度変化量△ｔに基づいて電源電圧を算出する電圧測定部１０１ｂと、電圧測定部１０１ｂが算出する電源電圧に基づいて、ＤＣモータの回転速度を算出する速度算出部１０１ｃと、を備える画像形成装置１００を構成した。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータにより加熱される加熱部材と、
前記加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、
前記ニップ部を通過する記録材上のトナーを定着させる定着器を備える画像形成装置であって、
前記加熱部材の温度を検出する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知する前記加熱部材の単位時間当たりの温度変化量△ｔを計測する変化量計測手段と、
前記変化量計測手段が計測した温度変化量△ｔが所定温度よりも低いならば電源電圧を所定電圧よりも低く算出し、前記変化量計測手段が計測した温度変化量△ｔが所定温度よりも高いならば電源電圧を所定電圧よりも高く算出する電圧算出手段と、
前記電圧判断手段が判断した電源電圧が所定電圧よりも低いならば装置本体の内部機器のＤＣモータの回転速度を所定速度よりも遅くなるように算出し、前記電圧判断手段が判断した電源電圧が所定電圧よりも高いならば前記ＤＣモータの回転速度を所定速度よりも速くなるように算出する速度算出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧判断手段が測定した電源電圧値を蓄積するバッファと、
前記バッファに蓄積された電源電圧の平均値を算出する平均電圧算出手段と、
を備え、
前記速度算出手段は、前記平均電圧算出手段により算出された電圧の平均値に基づいて、前記ＤＣモータの回転速度を算出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】
トナーを収容し、開口部が形成され、回転することによりトナーを前記開口部から排出するトナー容器と、
前記トナー容器から現像器へとトナーを搬送するサブホッパーと、
前記サブホッパーを回転させるためのホッパーモータと、
前記ホッパーモータの回転時間に基づいて、トナー残量を算出する残量検知手段と、
前記速度算出手段が算出した前記補給モータの回転速度に基づいて、前記残量検知手段が算出したトナー残量の値を補正する残量値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２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、画像形成装置におけるＤＣモータの回転速度算出方法に関する。特に電源電圧の変動によりＤＣモータ回転速度が変動する際の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを使用して画像を形成するプリンタ、複写機及びファクシミリ装置などの画像形成装置においては、トナー補給などのメンテナンスの都合上、トナー残量を把握する必要がある。
【０００３】
従来の技術として、特許文献１では、トナー少／トナー無し状態を検出する方法としてトナーボトルを回転させるボトルモータの回転状態を検出することによりトナーボトル内のトナー残量を判断する方法も提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、トナーボトルの回転時間とトナーボトルからのトナーの予測排出量との相関関係から容器内のトナーの量を推定し、推定したトナーの量に応じてトナーボトルの回転速度を変更して、現像器に安定的にトナーを補給する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５８３５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術では、モータの回転状態や回転速度を利用してトナーの残量を把握する場合に、電源事情の不安定な地域で電源電圧が一定でない場合に、モータの回転状態や回転速度が変動するために、トナーの残量を正確に把握することが難しい場合があった。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑み、電源電圧の影響によりモータの回転速度が変動する場合でも、電源電圧を測定するための特殊な構成を用いることなく、回転速度の算出性能を向上させることができる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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、ヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、前記ヒータにより加熱される加熱部材と、前記加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部を通過する記録材上のトナーを定着させる定着器を備える画像形成装置であって、前記加熱部材の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知する前記加熱部材の単位時間当たりの温度変化量△ｔを計測する変化量計測手段と、前記変化量計測手段が計測した温度変化量△ｔが所定温度よりも低いならば電源電圧を所定電圧よりも低く算出し、前記変化量計測手段が計測した温度変化量△ｔが所定温度よりも高いならば電源電圧を所定電圧よりも高く算出する電圧算出手段と、前記電圧判断手段が判断した電源電圧が所定電圧よりも低いならば装置本体の内部機器のＤＣモータの回転速度を所定速度よりも遅くなるように算出し、前記電圧判断手段が判断した電源電圧が所定電圧よりも高いならば前記ＤＣモータの回転速度を所定速度よりも速くなるように算出する速度算出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電源電圧の影響によりモータの回転速度が変動する場合でも、電源電圧を測定するための特殊な構成を用いることなく、回転速度の算出性能が向上する
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】トナー補給器の断面図である。
【図３】電源電圧の判定処理の概要を示すグラフである。
【図４】ＣＰＵが電源電圧を判定処理する工程を示すフローチャートである。
【図５】実施例１に係るＣＰＵの制御工程を示すフローチャートである。
【図６】実施例２に係るＣＰＵの制御工程を示すフローチャートである。
【図７】実施例３に係るＣＰＵの制御工程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】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
図１（ａ）は、画像形成装置１００の内部構成を示すブロック図である。図１（ｂ）は、定着器９３の概略図である。画像形成装置１００は、装置本体１００Ａを有する。装置本体１００Ａには、制御部９１と、電力印加部１４と、トナー補給器９２（トナー補給部）と、定着器９３（定着部）と、現像器１１０と、ファン１１１と、が設けられる。
【００１３】
制御部９１は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、を有する。トナー補給器９２は、サブホッパー１０５と、ホッパーモータ１０６（ＤＣモータ１２０）と、ボトルモータ１０７（ＤＣモータ１２０）と、を有する。定着器９３は、ヒータ１０８と、サーミスタ１０９と、を有する。『電力供給手段』である電力印加部１４は、トナー補給器９２、定着器９３（ヒータ１０８を含む）、現像器１１０、ファン１１１に電力を供給する。
【００１４】
制御部９１中で、ＣＰＵ１０１は、装置全体の動作を制御する。『変化量計測手段』である変化量計測部１０１ａは、サーミスタ１０９が検知する定着ローラ２１の単位時間当たりの温度変化量△ｔを計測する。つまり、変化量計測部１０１ａは、定着ローラ２１の温度上昇前の所定の温度と温度上昇後の所定の温度との温度変化量△ｔを計測する。
【００１５】
『電圧測定手段』である電圧測定部１０１ｂは、変化量計測部１０１ａが計測した温度変化量△ｔが所定温度よりも低い（所定範囲外）ならば、電源電圧を所定電圧よりも低く算出し、電力量が少ないと判断する。そして、速度算出部１０１ｃは、電圧測定部１０１ｂが判断した電源電圧が所定電圧よりも低くて電力量が少ないならば、現像装置９２にトナーを補給する補給モータとしてのＤＣモータ１２０の回転速度を所定速度よりも遅くなるように算出する。これについては後述する。
【００１６】
反対に、電圧測定部１０１ｂは、変化量計測部１０１ａが計測した温度変化量△ｔが所定温度よりも高い（所定範囲外）ならば、電源電圧を所定電位よりも高く算出し、電力量が多いと判断する。そして、速度算出部１０１ｃは、電圧測定部１０１ｂが判断した電源電圧が所定電圧よりも高くて電力量が多いならば、現像装置９２にトナーを補給する補給モータとしてのＤＣモータ１２０の回転速度を所定速度よりも速くなるように算出する。
【００１７】
これらのことから、電源電圧部１０１ｂは、温度変化量△ｔに対応する電源電圧を導出して、この電源電圧に対応するＤＣモータ１２０の回転速度を導出する。
【００１８】
『トナー量補正手段』であるトナー量補正部１０１ｅは、速度算出部１０１ｃが導出したＤＣモータ１２０の回転速度が速いならば、トナーの残量が多いとしてトナー残量の値を補正する。トナー量補正部１０１ｅは、速度算出部１０１ｃが導出したＤＣモータ１２０の回転速度が遅いならば、トナーの残量が少ないとしてトナー残量の値を補正する。
【００１９】
『平均電圧算出手段』である平均電圧算出部１０１ｄは、バッファ１０３ａに蓄積された電源電圧の平均値を算出する。前述したＣＰＵ１０１の速度算出部１０１ｃは、平均電圧算出部１０１ｄにより算出された電圧の平均値に基づいて、ＤＣモータの回転速度を算出する。
【００２０】
ＲＯＭ１０２は、画像形成装置１００を駆動するためのファームウェアプログラムや、ファームウェアプログラムを制御するためのブートプログラムが書き込まれ、ＣＰＵ１０１によって使用される。
【００２１】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の作業領域及びデータの一時記憶領域である。ＲＡＭ１０３はバッファ１０３ａを有する。バッファ１０３ａは、電圧測定部１０１ｂにより測定された電源電圧値を蓄積する。これについては後述する。
【００２２】
定着器９３中で、ヒータ１０８は、記録材上に形成されたトナー像を記録材へ定着させる際にトナー像を加熱する。『温度検知手段』であるサーミスタ１０９は、定着ローラ２１の温度を検出する。ファン１１１は、定着器９３によって加熱された記録材の表面温度を下げるために使用される。
【００２３】
また、図１（ｂ）に示されるように、定着器９３は、定着ローラ２１と、加圧ローラ２２と、を有する。『加熱部材』である定着ローラ２１は、ヒータ１０８により加熱される。『加圧部材』である加圧ローラ２２は、定着ローラ２１に圧接してニップ部を形成する。この構成で、定着器９３は、ニップ部を通過する記録材上のトナーを定着させる。
【００２４】
図２は、トナー補給器９２の断面図である。トナー補給器９２は、トナーボトル２０１と、サブホッパー１０５と、ホッパーモータ１０６と、残量検知センサ２０２と、を有する。『トナー容器』であるトナーボトル２０１は、トナーを収容し、開口部（不図示）が形成され、回転することによりトナーを開口部から排出する。サブホッパー１０５は、トナーボトル２０１から現像器へとトナーを搬送する。ホッパーモータ１０６は、サブホッパー１０５を回転させるためのモータである。『残量検知手段』である残量検知センサ２０２は、ホッパーモータ１０６の回転時間に基づいて、トナー残量を算出する。以下、トナー補給器９２の動作を説明する。
【００２５】
ボトルモータ１０７によりトナーボトル２０１が回転すると、トナーボトル２０１内に蓄積されたトナーがサブホッパー１０５へと送出される。サブホッパー１０５にトナーが蓄積され、サブホッパー１０５の残量検知センサ２０２がＯＮとなると、ボトルモータ１０７は駆動を停止する。ホッパーモータ１０６を駆動させることでホッパースクリュー２０３が回転し、サブホッパー１０５内に蓄積されたトナーを現像器１１０へと搬送する。また現像器１１０の残量検知センサ２０４がＯＮになると、ホッパーモータ１０６の駆動を停止し、トナーの供給を終了する。
【００２６】
次に本発明の画像形成装置１００の実施例について説明する。まず、本実施例の動作の基礎となる電源電力の判定処理について具体的に説明する。電源電圧の判定処理は、定着器９３での温調制御実施時において、その温調温度の立ち上がりカーブを元に電源電圧を判定する処理である。
【００２７】
図３は、電源電圧の判定処理の概要を示すグラフである。温調制御は、初期温度に対し目標温度を定め、ヒータ１０８の温度を目標温度まで加熱する制御を指す。電源電圧の判定処理は、この温調制御中のサーミスタ１０９の検知温度ｔｓ及び検知温度ｔｅから温度変化量△ｔを求める。この△ｔと所定の温度変化量と比較することで電源電圧の判定を行う。
【００２８】
図４は、ＣＰＵ１０１が電源電圧を判定処理する工程を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、定着温調制御を開始し（Ｓ１０１）、ヒータ１０８の通電を開始する。このとき、ＣＰＵ１０１は、ヒータ１０８の検知温度ｔｓを取得する（Ｓ１０２）。
【００２９】
ＣＰＵ１０１は、取得したヒータ１０８の温度が所定値以下かを判定する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０３の結果ＮＯの場合には、電源電圧の判定処理を行わず、そのまま定着温調制御を続行する。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０３の結果ＹＥＳの場合には、電源電圧判定のための処理へと進む。電源電圧の判定処理ではヒータ１０８の所定時間の温度変化を利用するため、その所定時間を計測するためのタイムカウントを開始する（Ｓ１０４）。
【００３０】
ＣＰＵ１０１は、所定時間が経過したかを判定する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０５の結果ＮＯの場合には、引き続き時間の経過を待つ。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０５の結果ＹＥＳの場合には、タイムカウントを終了させる（Ｓ１０６）。ＣＰＵ１０１は、タイムカウント終了時の検知温度ｔｅを取得する（Ｓ１０７）。ＣＰＵ１０１は、タイムカウント開始時の検知温度ｔｓとタイムカウント終了時の検知温度ｔｅとの差分△ｔを算出する（Ｓ１０８）。ＣＰＵ１０１は、ここで算出された温度差分△ｔを利用し、現在の電源電圧を判定する（Ｓ１０９）。
【実施例１】
【００３１】
図５は、実施例１に係るＣＰＵ１０１の制御工程を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、電源電圧の判定処理（図４参照）をする（Ｓ２０１）。ＣＰＵ１０１は、その電圧が所定範囲外か判定する（Ｓ２０２）。ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０２の結果ＮＯの場合には、ＤＣモータの回転速度の変動は見られないと判断し、処理を終了する。ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０２の結果ＹＥＳの場合には、電源電圧の判定処理（Ｓ２０１）によって判定された電源電圧に応じ、ＤＣモータの回転速度を算出する（Ｓ２０３）。
【実施例２】
【００３２】
図６は、実施例２に係るＣＰＵ１０１の制御工程を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、電源電圧の判定処理（図４参照）をする（Ｓ２０１）。ＣＰＵ１０１は、その測定結果である電圧ｖをバッファ領域へと格納する（Ｓ３０１）。ＣＰＵ１０１は、バッファ領域は電源電圧の判定処理（Ｓ２０１）をするごとにその結果である電圧ｖを追加する。このとき、ＣＰＵ１０１は、バッファ領域に格納されたデータ数ｎを１加算する（Ｓ３０２）。
【００３３】
ＣＰＵ１０１は、バッファ内に格納された電圧ｖの総和であるＳｖを算出し（Ｓ３０３）、さらにバッファ内に格納された電源電圧の平均値Ａｖを算出するため、前記電圧ｖの総和Ｓｖを、前記データ数ｎで除算する（Ｓ３０４）。ただし上記の制御において、電源電圧の判定処理（Ｓ２０１）により求められた電圧ｖが異常値と判断された場合は、バッファ領域へ格納することなく破棄することも可能とする。
【００３４】
また、前述の工程の後に、ＣＰＵ１０１は、電源電圧が所定値の範囲外かを判定する（Ｓ２０２）。ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０２の結果ＹＥＳであればＤＣモータ１２０の回転速度を算出し（Ｓ２０３）、Ｓ２０２の結果ＮＯであればフローを終了する。
【実施例３】
【００３５】
図７は、実施例３に係るＣＰＵ１０１の制御工程を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、電源電圧の判定処理（図４参照）をする（Ｓ２０１）。ＣＰＵ１０１は、電源電圧が所定範囲外であるか判定する（Ｓ４０１）。ＣＰＵ１０１は、Ｓ４０１の結果ＹＥＳの場合、判定した電源電圧からホッパーモータ１０６の回転速度を算出する（Ｓ４０２）。ＣＰＵ１０１は、このとき算出されたホッパーモータ１０６の回転速度をもって、トナー補給処理を開始する（Ｓ４０３）。
【００３６】
ＣＰＵ１０１は、まずホッパーモータの回転時間を計測するためのタイムカウントを開始する（Ｓ４０４）。ＣＰＵ１０１は、タイムカウント開始後、ホッパーモータ１０６の駆動を開始する（Ｓ４０５）。
【００３７】
ＣＰＵ１０１は、ホッパーモータ１０６の回転中に残量検知センサ２０４の状態を監視する（Ｓ４０６）。ＣＰＵ１０１は、残量検知センサ２０４がＯＮになればホッパーモータ１０６の駆動を停止する（Ｓ４０７）。
【００３８】
ＣＰＵ１０１は、同時にホッパーモータ１０６の駆動時間を計測していたタイムカウントを停止する（Ｓ４０８）。ＣＰＵ１０１は、このとき得られたタイムカウント値と、算出されたホッパーモータ１０６の回転速度を用いて、ホッパーモータ１０６の回転により消費されたトナー量を求めることにより、現在のトナー残量を計算する（Ｓ４０９）。
【００３９】
以上説明したように、実施例の画像形成装置１００によれば、電源電圧の影響によりＤＣモータ１２０の回転速度が変動する場合でも、電源電圧を測定するための特殊な構成を用いることなく、回転速度の算出性能が向上する。
【００４０】
複数回の電源電圧の測定結果の平均値に基づいてモータの回転速度を算出することで、電源電圧の測定結果の極値に基づいてモータの回転速度を算出することを避けて、モータの回転速度の算出精度を向上させることができる。
【００４１】
ホッパーモータ１０６の回転時間によりトナー残量を算出する構成をとる場合に，電源電圧が所定の電圧と異なる場合においても，モータ回転速度の変動によるトナー残量の算出結果の誤差を抑制することができる。
【００４２】
なお、前述の説明では、『ＤＣモータ』としては、ホッパーモータ１０６とボトルモータ１０７をいっていたが、これに限定されず、装置本体１００Ａの内部機器を駆動するいずれのＤＣモータでも良い。
【符号の説明】
【００４３】
１１      定着ローラ（加熱部材）
１２      加圧ローラ（加圧部材）
１４      電力印加部（電力供給手段）
９３      定着器
１００    画像形成装置
１０８    ヒータ
１０９    サーミスタ（温度検知手段）
１０１ａ  変化量計測部（変化量計測手段）
１０１ｂ  電圧測定部（電圧測定手段）
１０１ｃ  速度算出部
１２０    ＤＣモータ
△ｔ      温度変化量
【図１】
2015152690.tif 000003
【図２】
2015152690.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015152690.tif 000008
【図７】
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