(57)【要約】【課題】負荷が経時的に変化する駆動対象物を駆動制御するクラッチに対して効果的な電力供給を行って、消費電力の低減化を図ることができる画像形成装置等を提供する。【解決手段】負荷が経時的に変化する駆動対象物１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチ４と、前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが前記駆動対象物と連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御手段１を備える。【選択図】  図７
2012037736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷が経時的に変化する駆動対象物を、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチと、
前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが前記駆動対象物と連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記駆動対象物を含む部品ユニットの交換が行われた場合、駆動対象物の定常回転開始時から所定回転後または所定時間後に、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値からさらに小さい値に変更する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記駆動対象物を所定の時間動作させなかった場合、駆動対象物の定常回転開始時から所定回転後または所定時間後に、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値からさらに小さい値に変更する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記駆動対象物を含む部品ユニットの交換が行われた場合、定常回転開始時に前記パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値に変更し、かつ、駆動対象物の回転量に応じて定常回転時のパルス幅変調信号のデューティ比を増加させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、定常回転開始時に前記パルス幅変調信号信号のデューティ比を第２の値に変更したのち、前記駆動対象物の負荷状態に応じてパルス幅変調信号のデューティ比を複数回変更する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記部品ユニットはトナーが充填されたトナーカートリッジであり、前記駆動対象物はトナー撹拌ローラである請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記部品ユニットは定着ユニットであり、前記駆動対象物は定着ローラである請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
負荷が経時的に変化する駆動対象物を、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチを備えた画像形成装置における前記クラッチの制御方法であって、
前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御ステップを備えたことを特徴とする画像形成装置におけるクラッチの制御方法。
【請求項９】
負荷が経時的に変化する駆動対象物を、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチを備えた画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムであって、
前記プログラムは、
前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御ステップを前記コンピュータに実行させるクラッチの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多機能デジタル画像形成装置であるＭＦＰ（Multi Function Peripherals) 等に用いられる画像形成装置、及び同装置におけるクラッチの制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、交換可能な部品ユニットに用いられている駆動対象物、例えばトナーが充填されたトナーカートリッジや定着ユニットに用いられる駆動対象物であるトナー撹拌ローラや定着ローラ等に、電磁クラッチを連結し、このクラッチを電気的に制御して、クラッチとの連結、解除を含む前記ローラの回転駆動状態を制御することが行われる場合がある。この場合、クラッチの電気的な制御は、クラッチに印加されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティ（ｄｕｔｙ）比に基づいて行われる。
【０００３】
ところで、この種のクラッチを実装するにあたっては、駆動対象物である前記トナー撹拌ローラや定着ローラ等の最大負荷トルクに合わせた容量のクラッチを選定するようになっている。
【０００４】
また、従来、ステッピングモータで起動される搬送ローラ対の一方にクラッチを連結したものにおいて、クラッチの連結による急激なトルク変動により前記ステッピングモータが脱調しないように、起動時に前記クラッチをパルス幅変調制御することにより、前記トルクを緩やかに変動させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、省エネルギーの要請に伴って、画像形成装置においても消費電力を可及的に削減することが求められている。
【０００７】
ところが、従来よりこの種のクラッチでは、部品ユニットの状態に応じて駆動対象物の負荷が変化しても、この負荷変化に関係なく最大負荷に合わせて最大電力を供給するようになっているので、電力消費が比較的大きいという問題があった。例えばトナー撹拌ローラでは、トナーを撹拌して負荷が軽くなった場合でも、最大電力を印加しているので、電力が無駄に消費されているという問題があった。
【０００８】
また、実際には、消耗品ユニット等に用いられているローラ等の駆動対象物が最大負荷となるような状況はほとんどなく、余分な電力が使用されていた。
【０００９】
このような問題に対して、前記特許文献１に記載された技術は、解決策を提供しうるものではなかった。
【００１０】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、負荷が経時的に変化する駆動対象物を駆動制御するクラッチに対して効果的な電力供給を行って、消費電力の低減化を図ることができる画像形成装置、及び同装置におけるクラッチの制御方法を提供し、さらには前記制御方法を画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）負荷が経時的に変化する駆動対象物を、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチと、前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが前記駆動対象物と連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
（２）前記制御手段は、前記駆動対象物を含む部品ユニットの交換が行われた場合、駆動対象物の定常回転開始時から所定回転後または所定時間後に、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値からさらに小さい値に変更する請求項１に記載の画像形成装置。
（３）前記制御手段は、前記駆動対象物を所定の時間動作させなかった場合、駆動対象物の定常回転開始時から所定回転後または所定時間後に、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値からさらに小さい値に変更する請求項１または２に記載の画像形成装置。
（４）前記制御手段は、前記駆動対象物を含む部品ユニットの交換が行われた場合、定常回転開始時に前記パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値に変更し、かつ、駆動対象物の回転量に応じて定常回転時のパルス幅変調信号のデューティ比を増加させる請求項１に記載の画像形成装置。
（５）前記制御手段は、定常回転開始時に前記パルス幅変調信号信号のデューティ比を第２の値に変更したのち、前記駆動対象物の負荷状態に応じてパルス幅変調信号のデューティ比を複数回変更する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
（６）前記部品ユニットはトナーが充填されたトナーカートリッジであり、前記駆動対象物はトナー撹拌ローラである請求項２または３に記載の画像形成装置。
（７）前記部品ユニットは定着ユニットであり、前記駆動対象物は定着ローラである請求項４に記載の画像形成装置。
（８）負荷が経時的に変化する駆動対象物を、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチを備えた画像形成装置における前記クラッチの制御方法であって、前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御ステップを備えたことを特徴とする画像形成装置におけるクラッチの制御方法。
（９）負荷が経時的に変化する駆動対象物を、電源からの電力供給を受けて駆動制御するクラッチを備えた画像形成装置のコンピュータに実行させるためのクラッチの制御プログラムであって、前記プログラムは、前記クラッチをパルス幅変調信号のデューティ比により制御するとともに、前記クラッチが連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定し、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比を、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更する制御ステップを前記コンピュータに実行させるクラッチの制御プログラム。
【発明の効果】
【００１２】
前項（１）に記載の発明によれば、クラッチがパルス幅変調信号のデューティ比により制御される。また、前記クラッチが前記駆動対象物と連結完了するまでの起動回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比が第１の値に設定され、連結完了後の定常回転時には、前記パルス幅変調信号のデューティ比が、前記駆動対象物の負荷状態に応じて、前記第１の値よりも小さい第２の値に変更される。このため、駆動対象物の負荷変化に関係なく常時最大負荷に合わせて最大電力を供給していた従来に比べて、消費電力の低減を図ることができるとともに、駆動対象物の負荷に応じた最適なクラッチの電力制御を行うことができ、益々節電効果を高めることができる。
【００１３】
前項（２）に記載の発明によれば、前記駆動対象物を含む部品ユニット例えばトナーカートリッジの交換が行われた場合、駆動対象物であるトナー撹拌ローラの定常回転開始時から所定回転後または所定時間後には、最初固まっていたトナーが撹拌されてトナー撹拌ローラの負荷が軽くなるので、前記クラッチに対するパルス幅変調信号のｄｕｔｙ比が第２の値からさらに小さい値に設定変更され、その分、消費電力がさらに低減されることになる。
【００１４】
前項（３）に記載の発明によれば、駆動対象物である例えばトナー撹拌ローラが長時間動作しないと、トナーが固まってトナー撹拌ローラの負荷が大きくなってくるが、定常回転開始時から所定回転後または所定時間後には、トナーが撹拌されてトナー撹拌ローラの負荷が軽くなるので、前記クラッチに対するパルス幅変調信号のデューティ比が第２の値からさらに小さい値に設定変更され、その分、消費電力を低減することができる。
【００１５】
前項（４）に記載の発明によれば、部品ユニットである例えば定着ユニットが交換された場合、この定着ユニットの駆動対象物である定着ローラの定常回転開始時には、プリント枚数が０であり、該定着ローラの負荷が小さいので、クラッチに対するパルス幅変調信号のデューティ比は第２の値に設定されて消費電力が抑えられる。また、プリント枚数（定着ローラの回転量）が増大にするに伴って該定着ローラの負荷が増大するので、定着ローラの回転量に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比を第２の値よりも増加させることにより、定着ローラによる適正動作が確保される。
【００１６】
前項（５）に記載の発明によれば、前記駆動対象物の定常回転開始時には、前記クラッチに対するパルス幅変調信号のデューティ比が第１の値により小さい第２の値に設定されて、消費電力が抑えられる。また、駆動対象物の負荷状態に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比を複数回変更可能であるので、駆動対象物の負荷状態に合わせた合理的な消費電力の削減が可能となる。
【００１７】
前項（６）に記載の発明によれば、トナーカートリッジのトナー撹拌ローラを駆動するクラッチの適正な電力制御を行うことができる。
【００１８】
前項（７）に記載の発明によれば、定着ユニットの定着ローラを駆動するクラッチの適正な電力制御を行うことができる。
【００１９】
前項（８）に記載の発明によれば、駆動対象物の負荷変化に関係なく常時最大負荷に合わせて最大電力を供給していた従来に比べて、消費電力の低減を図ることができるとともに、駆動対象物の負荷に応じた最適なクラッチの電力制御を行うことができ、益々節電効果を高めることができる。
【００２０】
前項（９）に記載の発明によれば、駆動対象物の負荷変化に関係なく常時最大負荷に合わせて最大電力を供給していた従来に比べて、消費電力の低減を図ることができるとともに、駆動対象物の負荷に応じた最適なクラッチの電力制御を行うことができ、益々節電効果を高めることができる処理を、画像形成装置のコンピュータに実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】同じく画像形成装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】パルス幅変調信号のデューティ比と駆動トルクとの関係を示す特性図である。
【図４】従来のＰＷＭ信号によるクラッチ制御方法において、時間に対するクラッチ電流とローラ速度の変化を示す特性図である。
【図５】この発明の実施形態におけるＰＷＭ信号によるクラッチ制御方法において、時間に対するクラッチ電流とローラ速度の変化を示す特性図である。
【図６】（Ａ）はトナー撹拌ローラの起動回転時間および設定されたパルス幅変調信号のデューティ比を示す表であり、（Ｂ）は定着ローラの起動回転時間および設定されたパルス幅変調信号のデューティ比を示す表である。
【図７】（Ａ）は定常回転時のトナー撹拌ローラの負荷と回転量との関係を示す特性図、（Ｂ）はパルス幅変調信号のデューティ比と回転量との関係を示す特性図である。
【図８】定常回転時間においてパルス幅変調信号のデューティ比を変化させる場合のデューティ比の設定値の一例を示す表である。
【図９】クラッチによりトナー撹拌ローラを駆動する場合の、パルス幅変調信号によるクラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０の「起動回転時１」の処理（Ｓ３）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図１０の「定常回転１」の処理（Ｓ４）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図１０の「停止時１」の処理（Ｓ５）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ）は定常回転時の定着ローラの負荷とプリント枚数（定着ローラ回転量）との関係を示す特性図、（Ｂ）はパルス幅変調信号のデューティ比とプリント枚数（定着ローラ回転量）との関係を示す特性図である。
【図１４】定着ローラにおけるプリント枚数毎のローラ回転量、ローラ負荷、設定されたパルス幅変調信号のデューティ比およびクラッチ駆動力を示す表である。
【図１５】クラッチにより定着ローラを駆動する場合の、パルス幅変調信号によるクラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１５の「起動回転時２」の処理（Ｓ１３）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】図１５の「定常回転２」の処理（Ｓ１４）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】図１５の「停止時２」の処理（Ｓ１５）のサブルーチン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】
【００２２】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２４】
図１において、この画像形成装置１０１に印字の指示があると、給紙トレイ１０２に格納された記録媒体としての用紙Ｓが１枚ずつ給紙ローラ１１０ａにより給紙搬送路１００に取り出され、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃにより搬送される。
【００２５】
前記用紙Ｓが搬送される一方、帯電された各色の感光体１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ、１０５ｄが画像データに基づいてレーザユニット１０３により露光される。そして、各色の現像ユニット１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ内のトナーが現像されて感光体１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ１０５ｄ上にトナー画像が形成され、電圧を印加することにより感光体１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ１０５ｄ上のそれぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の４色のトナー画像が、中間転写ベルト１０６上に転写される。
【００２６】
この後、転写ローラ１１０ｄに電圧を印加することにより、中間転写ベルト１０６に形成された４色のトナー画像が用紙Ｓに転写される。用紙Ｓ上に形成されたトナー画像は、定着器（定着ユニット）１０８の定着ローラ１１と加圧ローラ１２の間を通過することにより、熱と圧力が加わり用紙Ｓ上に定着される。トナー画像が定着された用紙Ｓは、排紙ロ−ラ１１０ｅ，１１０ｅにより図示しない排紙トレイに排出される。
【００２７】
画像形成が行われて前記現像ユニット１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ内のトナーが少なくなると、各色のトナーボトル（トナーカートリッジ）１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに充填されたトナーが現像ユニット１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄに供給される。各トナーボトル（トナーカートリッジ）１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄには、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄがそれぞれ設けられている。
【００２８】
また、メインモータ１０９ａは、給紙工程から転写工程まで用紙Ｓを搬送するための回転駆動源であり、この他、中間転写ベルト１０６を駆動したり、ブラック感光体１０５ｄを駆動する。定着モータ１０９ｂはクラッチを介して定着ローラ１１の駆動を行う。
【００２９】
さらにまた、ブラック用現像モータ１０９ｃは、ブラック現像ユニット１０４ｄの駆動を行う。
【００３０】
また、カラー現像モータ１０９ｄは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の現像ユニット１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを駆動する。
【００３１】
さらに、カラー感光体モータ１０９ｅは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の感光体１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを駆動する。
【００３２】
ブラック現像モータ１０９ｃとカラー現像モータ１０９ｄに代わってブラック現像クラッチとカラー現像クラッチを使用してもよい。
【００３３】
なお、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄも、クラッチを介してモータ（図示せず）により駆動される。
【００３４】
つぎに、トナーボトル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄのトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、定着器１０８の定着ローラ１１を、クラッチ４（図２）で制御する場合の実施例について説明する。
【００３５】
なお、トナーボトル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄは、内部にトナーが充填され、トナーの状態によってクラッチの駆動対象物であるトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの負荷が経時的に変化し、トナーがなくなると交換される部品ユニットである。また、定着器１０８も印字の実行により、駆動対象物である定着ローラ１１の負荷が経時的に変化するとともに、寿命に達すると交換される部品ユニットである。なお、交換可能な部品ユニットはトナーボトルや定着器に限定されることはなく、駆動対象物である経時的に負荷が変化する現像ローラを備えた現像ユニット等であっても良い。
【００３６】
図２は、画像形成装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【００３７】
画像形成装置は図２に示すように、制御部としてのＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、データ記憶部３と、クラッチ４を備えており、前記ＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、データ記憶部３とは、制御基板１０に実装されている。
【００３８】
前記ＣＰＵ１は、画像形成装置１の全体の動作を統括的に制御する他に、駆動対象物としてのトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄや定着ローラ１１等を駆動制御するクラッチ４に対して、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号ともいう）を印加するとともに、連結／解放信号を送出して、クラッチ４と搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃとの連結／解放を制御する。クラッチ４が連結されるとトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄや定着ローラ１２が回転する。一方、クラッチ４が解放されると、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄや定着ローラ１１は停止する。また、ＣＰＵ１はクロックによるタイマ機能を有しており、ＰＷＭ信号のデューティ（ｄｕｔｙまたはＤｕｔｙともいう）比を変化させるタイミングを決定するとともに、ｄｕｔｙ比を可変にすることで、クラッチ４に入力される電圧量（電力量）を制御する。
【００３９】
前記ＲＡＭ２は、ＣＰＵ１が動作する際に作業領域を提供するメモリである。
【００４０】
前記データ記憶部３は、ＣＰＵ１によって検出され管理される、図示しないトナーボトル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの交換情報、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄによる前回のトナー撹拌時刻、定着器１０８の交換情報、さらにはプリント枚数等の各種データを記憶するものであり、これらの情報は、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を設定する場合等に使用される。
【００４１】
前記クラッチ４は、例えばトナーカートリッジのトナー撹拌ローラまたは定着器１０８の定着ローラ１１を駆動制御するものである。
【００４２】
図３は、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比と駆動トルクとの関係を示す特性図である。
【００４３】
図３において、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を増加させることによりクラッチ４に印加する電圧値が上昇し、さらにクラッチ４の印加電圧が上昇することでクラッチ４に流れる電流が大きくなり、駆動トルクも増大する。
【００４４】
図４は、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄまたは定着ローラ１１を駆動制御する従来のクラッチ制御方法において、時間に対するクラッチ電流とローラ速度の変化を示す特性図である。
【００４５】
図４において、時間０〜ｔ１までが起動回転時間であり、時間ｔ１でクラッチ４のローラに対する連結が完了し、ローラが定常回転を開始する。起動回転時間０〜ｔ１は、実機仕様に応じて予め設定される。時間ｔ１〜ｔ２までが定常回転時間である。この図４では、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの起動回転時のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を図６（Ａ）の表のように設定し、定着ローラ１１の起動回転時のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を図６（Ｂ）の表のように設定した場合を示している。
【００４６】
図６（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、実機仕様に基づくトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄと定着ローラ１１の起動回転時間およびＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比の設定値を示す表である。なお、図６（Ａ）（Ｂ）に示された数値はデータ記憶部３に記憶されている。
【００４７】
図６（Ａ）において、ローラ速度が５０／ｍｉｎで、ローラ負荷が０．０４〔ｍＮ・ｍ〕では、ローラ起動回転時間が１５〔ｍｓ〕、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比が３４〔％〕、クラッチ駆動力が０．１０〔ｍＮ・ｍ〕となっており、ローラ負荷が０．１０〔ｍＮ・ｍ〕では、ローラ起動回転時間が２０〔ｍｓ〕、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比が８０〔％〕、クラッチ駆動力が０．２４〔ｍＮ・ｍ〕となっている。一方、図６（Ｂ）においても、ローラ負荷に応じて、ローラ起動回転時間、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比、クラッチ駆動力がそれぞれ異なる値となっている。
【００４８】
図４の例では、時間ｔ１〜ｔ２の定常回転時間においても、起動回転時間におけるＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比がそのまま維持されて、クラッチ４の駆動が行われている。
【００４９】
図５は、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを駆動制御する場合のこの実施形態に係るクラッチ制御方法において、時間に対するクラッチ電流とローラ速度の変化を示す特性図である。図５に示すクラッチ制御方法では、時間０〜ｔ１の起動回転時間におけるクラッチ４の制御は、図４で説明したものと同じであり、図６（Ａ）または（Ｂ）のような設定で行われる。しかし、定常回転時間におけるＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は起動回転時間におけるｄｕｔｙ比の半分の値に設定される。
【００５０】
具体的には、起動回転時間のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を第１の値とすると、定常回転時間には、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を第１の値よりも小さい第２の値（図５の例では前述したように第１の値の１／２）に設定する。第２の値は、ローラ負荷に応じて異なる値となる。例えば図６（Ａ）（Ｂ）の表では、ローラ負荷に応じて異なるｄｕｔｙ比（第１の値）が設定されているが、第２の値もローラ負荷に応じた異なる値となり、ローラ負荷０．０４ｍＮ・ｍで第１の値が３４％に設定されていた場合、第２の値として例えば１７％が設定され、ローラ負荷０．１０ｍＮ・ｍで第１の値が８０％に設定されていたい場合、第２の値として例えば４０％が設定される。
【００５１】
このように、定常回転時のクラッチのＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比が、起動回転時のｄｕｔｙ比に比べて、駆動対象物の負荷状態に応じた小さい値に変更されるから、駆動対象物の負荷変化に関係なく常時最大負荷に合わせて最大電力を供給していた従来に比べて、消費電力の低減を図ることができるとともに、駆動対象物の負荷に応じた最適なクラッチの電力制御を行うことができ、益々節電効果を高めることができる。
【００５２】
但し、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比が第２の値の時に、クラッチ４の駆動トルクは、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄや定着ローラ１１の負荷トルクより大きいことが条件となる。
【００５３】
なお、定常回転時間でのトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄや定着ローラ１１の速度は、図４の従来例と図５の本実施形態とで相違はない。
【００５４】
また、回転停止については、図４の従来例よりも図５の本実施形態の方がクラッチ電流が早く減少するので、早く停止する。
【００５５】
図７はこの発明の他の実施形態を説明するためのもので、図７（Ａ）は定常回転時間のトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの負荷と回転量との関係を示す特性図、図７（Ｂ）は、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比とトナー撹拌ローラの回転量との関係を示す特性図である。
【００５６】
トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄによるトナー撹拌を２４時間以上行わなかった場合に、トナーが固まって負荷が大きくなり、トナーの撹拌を行うことにより、図７（Ａ）に示すように、固まったトナーが解砕されて、負荷が徐々に減少する。
【００５７】
新品のトナーボトルを使用する際にも同様に、トナー撹拌開始時は負荷が高く、トナー撹拌を行うことにより、負荷が徐々に減少する。
【００５８】
この現象は、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの回転量と関係しており、図７（Ａ）に示すように、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄが所定の回転量に達した後に、負荷が一定となる。
【００５９】
なお、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの回転速度は、一定であるので、前記所定の回転量は所定時間と同義である。
【００６０】
また、トナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの負荷は、線形状に減少するため、この実施形態では図７（Ｂ）に示すように、トナー撹拌ローラが半回転した時点（定常回転開始後ｔ３経過時点）で、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を低下させ、トナー撹拌ローラがさらに半回転し、トナー撹拌ローラの負荷が一定となった時点（定常回転開始後ｔ４経過時点）で再度、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を低下させるものとなされている。
【００６１】
このように定常回転時間においてＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を変化させる場合のｄｕｔｙ比の設定値の一例を、図８に示す。
【００６２】
図８では、定常回転開始時（定常回転開始からの経過時間０〔ｓ〕、トナー撹拌ローラの回転量０〔周〕）には、トナー撹拌ローラ負荷が０．１０〔ｍＮ・ｍ〕であり、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は４０％に設定され、そのときのクラッチ駆動力は、０．１２〔ｍＮ・ｍ〕である。半周回転が進んだ時点（定常回転開始からの経過時間ｔ３〔ｓ〕）では、トナー撹拌ローラ負荷が０．０７〔ｍＮ・ｍ〕であり、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は３０％に減少され、そのときのクラッチ駆動力は、０．０９〔ｍＮ・ｍ〕である。さらに半周回転が進んだ時点（定常回転開始からの経過時間ｔ４〔ｓ〕）では、トナー撹拌ローラ負荷が０．０４〔ｍＮ・ｍ〕であり、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は１７％に減少され、そのときのクラッチ駆動力は、０．０５〔ｍＮ・ｍ〕である。
【００６３】
このように、前記クラッチ４をパルス幅変調信号のｄｕｔｙ比を可変して制御するＣＰＵ１により、クラッチ４が連結完了するまでの起動回転時間には、設定された第１の値のｄｕｔｙ比の値で制御されるが、クラッチ駆動開始から所定時間後または所定回転後の定常回転時間には、前記パルス幅変調信号のｄｕｔｙ比が前記第１の値よりも小さい第２の値に設定され、さらに前記トナーボトル１０７ａ、１０７、１０７ｃ、１０７ｄの状態、例えばトナーボトルが交換された状態あるいは２４時間以上トナーの撹拌がなかった状態等に応じて、第２の値よりもさらに小さい値に設定される。従って、その分、消費電力を低減することができるとともに、トナー撹拌ローラの負荷に応じた最適なクラッチの電力制御を行うことができる。
【００６４】
図９は、クラッチ４によりトナー撹拌ローラ１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを駆動する場合の、ＰＷＭ信号によるクラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６５】
この制御処理は、画像形成装置のＣＰＵ１がデータ記憶部３等の記録媒体に記録された制御プログラムに従って動作することにより実行される。
【００６６】
図９において、ステップＳ１で、パラメータとして予めデータ記憶部３に記憶されている負荷情報とＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比の設定情報を読み込み、ステップＳ２で、クラッチ４の起動を開始する。ステップＳ３では、「起動回転時１」の制御処理を行い、ステップＳ４では、「定常回転時１」の制御処理を行い、ステップＳ５では、「停止時１」の制御処理を行ったのち、終了する。
【００６７】
図１０は、「起動回転時１」の処理（図９のステップＳ３）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００６８】
図１０において、ステップＳ３１では、クラッチ４の起動が開始されたか否かを判断し、クラッチ４の起動が開始されていなければ（ステップＳ３１でＮＯ）、開始されるのを待つ。クラッチ４の起動が開始されれば（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２に進む。
【００６９】
ステップＳ３２では、トナーカートリッジ（トナーボトル）が交換されたか否かを判断し、トナーカートリッジが交換されなければ（ステップＳ３２でＮＯ）、ステップＳ３３で、トナー撹拌がなされていない時間であるトナー撹拌放置時間が２４時間を超えているか否かを判断し、トナー撹拌放置時間が２４時間を超えていなければ（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３４でＰＷＭのｄｕｔｙ比を３４％に設定し、ステップＳ３５に進む。
【００７０】
トナーカートリッジが交換されていれば（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３６に進み、また、トナー撹拌放置時間が２４時間を超えている場合も（ステップＳ３３でＹＥＳ）、ステップＳ３６に進む。
【００７１】
ステップＳ３６ではフラグＦ＝１としたのち、ステップＳ３７で、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を８０％に設定し、ステップＳ３５に進む。
【００７２】
ステップＳ３５では、時間ｔ１になったか否か値換言すれば起動回転時間が終了したかどうかを判断し、時間ｔ１になっていなければ（ステップＳ３５でＮＯ）、時間ｔ１になるのを待ち、時間ｔ１になれば（ステップＳ３５でＹＥＳ）、リターンする。
【００７３】
図１１は、「定常回転時１」の処理（図９のステップＳ４）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７４】
図１１において、ステップＳ４１では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を半分に設定し、ステップＳ４２では、フラグＦ＝１か否かを判断する。フラグＦ＝１でなければ（ステップＳ４２でＮＯ）、ステップＳ４７に進む。
【００７５】
フラグＦ＝１であれば（ステップＳ４２でＹＥＳ）、ステップＳ４３では、ローラが半周回転したか否かを判断する。ローラが半周回転していなければ（ステップＳ４３でＮＯ）、半周回転するのを待つ。ローラが半周回転していれば（ステップＳ４３でＹＥＳ）、ステップＳ４４では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を３０％に設定したのちステップＳ４５に進む。
【００７６】
ステップＳ４５では、ローラがさらに半周回転したか否かを判断し、ローラがさらに半周回転していなければ（ステップＳ４５でＮＯ）、そのまま待つ。ローラがさらに半周回転していれば（ステップＳ４５でＹＥＳ）、ステップＳ４６では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を１７％に設定してステップＳ４７に進む。
【００７７】
ステップＳ４７では、クラッチを停止するか否かを判断し、クラッチを停止しなければ（ステップＳ４７でＮＯ）、停止するのを待ち、クラッチを停止するのであれば（ステップＳ４７でＹＥＳ）、リターンする。
【００７８】
図１２は、「停止時１」の処理（図９のステップＳ５）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７９】
図１２において、ステップＳ５１でＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を０％に設定したのち、リターンする。
【００８０】
次に、この発明の他の実施形態を説明する。
【００８１】
図１３（Ａ）は、定常回転時の定着ローラ１１の負荷とプリント枚数（定着ローラ回転量）との関係を示す特性図、図１３（Ｂ）は、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比とプリント枚数（定着ローラ回転量）との関係を示す特性図である。但し、プリント枚数は定着ローラの回転量に比例するものとする。
【００８２】
前記定着ローラ１１は、定着モータによりクラッチ４を介して駆動され、転写されたプリント用紙Ｓ上のトナー画像の定着のために使用されるものであり、図１３（Ａ）に示すように、プリント枚数即ちプリント用紙Ｓの定着枚数が増えるにつれて負荷が増大する。
【００８３】
これは、プリント用紙Ｓの定着枚数が増える度に、定着ローラ１１に不純物が発生し、この不純物が積もって負荷が重たくなるためである。
【００８４】
このような状況から、図１３（Ｂ）に示すように、プリント枚数が一定量、例えばｐ１〔枚〕，ｐ２〔枚〕を超えたら、前記クラッチ４のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を一定量、例えばｐ１〔枚〕では５％、ｐ２〔枚〕では３％増加させるものとなされている。なお、プリント枚数がｐ３〔枚〕に達した時点を、定着ローラ１１ないし定着ローラ１１を含む定着器１０８の交換時期とする。ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比の設定値は、この実施形態では図１４に示す表を参照して行われる。
【００８５】
図１４の表は、定着ローラ１１におけるプリント枚数毎のローラ回転量〔周〕、ローラ負荷〔ｍＮ・ｍ〕、ＰＷＮ信号の設定ｄｕｔｙ比〔％〕およびクラッチ駆動力〔ｍＮ・ｍ〕を示している。
【００８６】
図１４において、例えば、プリント枚数がｐ１〔枚〕では、ローラ回転量、ローラ負荷、ＰＷＭのｄｕｔｙ比およびクラッチ駆動力が、それぞれ１０００〔周〕、０．３５〔ｍＮ・ｍ〕、４２〔％〕、０．４２〔ｍＮ・ｍ〕となっている。
【００８７】
また、例えば、プリント枚数がｐ３（枚）では、ローラ回転量、ローラ負荷、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比およびクラッチ駆動力が、それぞれ２５０００〔周〕、０．４３〔ｍＮ・ｍ〕、４５〔％〕、０．４５〔ｍＮ・ｍ〕となっている。
【００８８】
このように、この実施形態では、駆動対象物である定着ローラ１１については、定着器１０８の交換後の定常回転開始時には、プリント枚数が０であり、該定着ローラ１１の負荷が小さいので、クラッチ４に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比が比較的小さく設定されて消費電力が抑えられる。また、プリント枚数（回転数）が増大にするに伴って該定着ローラ１１の負荷が増大するので、クラッチ４に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を大きく設定することにより、定着器１０８による適正な動作が確保されるとともに、定着ローラ１１の負荷に応じた最適なクラッチの電力制御が行われる。
【００８９】
図１５は、クラッチ４により定着ローラ１１を駆動する場合の、ＰＷＭ信号によるクラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００９０】
この制御処理は、画像形成装置のＣＰＵ１がデータ記憶部３等の記録媒体に記録された制御プログラムに従って動作することにより実行される。
【００９１】
図１５において、ステップＳ１１では、パラメータとして予めデータ記憶部３に記憶されているプリント枚数情報とＰＷＭのｄｕｔｙ比の設定情報を読み込み、ステップＳ１２で、クラッチ４の起動を開始する。ステップＳ１３では、「起動回転時２」の制御処理を行い、ステップＳ１４では、「定常回転時２」の制御処理を行い、ステップＳ１５では、「停止時２」の制御処理を行ったのち、終了する。
【００９２】
図１６は、「起動回転時２」の処理（図１５のステップＳ１３）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００９３】
図１６において、ステップＳ１３１では、クラッチ４の起動が開始されたか否かを判断し、クラッチ４の起動が開始されていなければ（ステップＳ１３１でＮＯ）、開始されるのを待つ。クラッチ４の起動が開始されれば（ステップＳ１３１でＹＥＳ）、ステップＳ１３２に進む。
【００９４】
ステップＳ１３２では、プリント枚数がｐ１未満か否かを判断し、プリント枚数がｐ１未満であれば（ステップＳ１３２でＹＥＳ）、ステップＳ１３９でフラグＦ＝２とし、ステップＳ１４０でＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を７４％に設定したのち、ステップＳ１３６に進む。
【００９５】
プリント枚数がｐ１以上であれば（ステップＳ１３２でＮＯ）、ステップＳ１３３では、プリント枚数がｐ２未満か否かを判断し、プリント枚数がｐ２以上であれば（ステップＳ１３３でＮＯ）、ステップＳ１３４でフラグＦ＝４とし、ステップＳ１３５でＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を９０％に設定した後、ステップＳ１３６に進む。
【００９６】
プリント枚数がｐ２未満であれば（ステップＳ１３３でＹＥＳ）、ステップＳ１３７でフラグＦ＝３とし、ステップＳ３８０でＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を８４％に設定した後、ステップＳ１３６に進む。
【００９７】
ステップＳ１３６では、時間ｔ１になったか否か換言すれば起動回転時間が終了したかどうかを判断し、時間ｔ１になっていなければ（ステップＳ１３６でＮＯ）、時間ｔ１になるのを待ち、時間ｔ１になれば（ステップＳ１３６でＹＥＳ）、リターンする。
【００９８】
図１７は、「定常回転時２」の処理（図１５のステップＳ１４）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００９９】
図１７において、ステップＳ１４１では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を半分に設定し、ステップＳ１４２では、プリント枚数＝ｐ１か否かを判断し、プリント枚数＝ｐ１でなければ（ステップＳ１４２でＮＯ）、ステップＳ１４３に進む。プリント枚数＝ｐ１であれば（ステップＳ１４２でＹＥＳ）、ステップＳ１４６でＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を４２％に設定した後ステップＳ１４３に進む。
【０１００】
ステップＳ１４３では、プリント枚数＝ｐ２か否かを判断し、プリント枚数＝ｐ２でなければ（１４３でＮＯ）、ステップＳ１４４に進む。プリント枚数＝ｐ２であれば（ステップＳ１４３でＹＥＳ）、ステップＳ１４７でＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を４５％に設定した後ステップＳ１４４に進む。
【０１０１】
ステップＳ１４４では、プリント枚数＝ｐ３か否かを判断し、プリント枚数＝ｐ３であれば（ステップＳ１４４でＹＥＳ）、そのままリターンし、プリント枚数＝ｐ３でなければ（ステップＳ１４４でＮＯ）、ステップＳ１４５に進む。
【０１０２】
ステップＳ１４５では、クラッチを停止するか否かを判断し、クラッチを停止しなければ（ステップＳ１４５でＮＯ）、ステップＳ１４２に戻り、クラッチを停止するのであれば（ステップＳ１４５でＹＥＳ）、リターンする。
【０１０３】
図１８は、「停止時２」の処理（図１５のステップＳ１５）のサブルーチンを示すフローチャートである。
【０１０４】
図１８において、ステップＳ１５１では、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を０％に設定した後、リターンする。
【符号の説明】
【０１０５】
１      ＣＰＵ
４      クラッチ
５      経時変化物の状態検知部
１１    定着ローラ
１０８  定着器
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ  トナーボトル（トナーカートリッジ）
１２０ａ、１２ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ    トナー撹拌ローラ
【図１】
2012037736.tif 000003
【図２】
2012037736.tif 000004
【図３】
2012037736.tif 000005
【図４】
2012037736.tif 000006
【図５】
2012037736.tif 000007
【図６】
2012037736.tif 000008
【図７】
2012037736.tif 000009
【図８】
2012037736.tif 000010
【図９】
2012037736.tif 000011
【図１０】
2012037736.tif 000012
【図１１】
2012037736.tif 000013
【図１２】
2012037736.tif 000014
【図１３】
2012037736.tif 000015
【図１４】
2012037736.tif 000016
【図１５】
2012037736.tif 000017
【図１６】
2012037736.tif 000018
【図１７】
2012037736.tif 000019
【図１８】
2012037736.tif 000020