(57)【要約】【課題】中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、除去したトナーを排出する搬送モータの駆動による騒音の低減を図ることを目的とする。【解決手段】中間転写ベルト１０ｅ上の残留トナーを除去するクリーニング装置と、搬送モータに所定電圧を印加することで搬送モータを制御するモータ駆動制御手段と、を備える画像形成装置において、予め定められた値の電圧を搬送モータに印加して、搬送モータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、検出された電流値に基づいて搬送モータの目標の回転数を決定し、目標の回転数に対応する基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、を有し、モータ駆動制御手段は、前記所定電圧として基準電圧を搬送モータに印加して、搬送モータを駆動制御する。【選択図】図１０
2013076894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写材にトナー像を転写するための転写ベルトと、
前記転写ベルトに残留したトナーを除去するクリーニング部材と、除去された残留トナーが堆積する搬送経路と、前記搬送経路に堆積した前記残留トナーを前記搬送経路からトナー回収容器へ搬送する搬送スクリューと、を備えるクリーニング装置と、
前記搬送スクリューを駆動する搬送モータと、
前記搬送モータに所定電圧を印加することで前記搬送モータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、を有する画像形成装置において、
予め定められた値の電圧を前記搬送モータに印加して、前記搬送モータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流値に基づいて前記搬送モータの目標の回転数を決定し、前記目標の回転数に対応する基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、を有し、
前記モータ駆動制御手段は、前記所定電圧として前記基準電圧を前記搬送モータに印加して、前記搬送モータを駆動制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記基準電圧設定手段は、
予め定められた前記搬送モータの負荷トルク対電流の特性から、前記電流検出手段で検出された電流値に対応する負荷トルクを算出し、
予め定められた前記搬送経路内の堆積トナー量と負荷トルクとの関係から、前記算出された負荷トルクに対応する堆積トナー量を推定し、
予め定められた堆積トナー量と排出トナー量の関係から、前記推定された堆積トナー量に対応して排出すべき排出トナー量を推定し、
予め定められた排出トナー量と搬送モータの回転数との関係から、前記推定された排出トナー量に対応する搬送モータの目標の回転数を決定し、
予め定められた前記搬送モータの負荷トルク対回転数の特性から、前記算出された負荷トルクと前記目標の回転数に対応する最小限の基準電圧を設定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】
前記転写ベルトは、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写体であり、
前記基準電圧設定手段は、前記中間転写体上に形成されたトナー像であって、転写材に二次転写される部分の画素数であるピクセルカウント値を測定し、予め定められているピクセルカウント値と前記中間転写体の搬送速度に対応する流入トナー量の関係から、前記測定されたピクセルカウント値と前記中間転写体の搬送速度に対応する流入トナー量を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前回の画像形成動作中に、トナーが前記中間転写体に一次転写される前に画像形成動作が中断され、かつ、前記中間転写体上に形成されたトナー像であって転写材に転写される部分のピクセルカウント値が予め定められた所定値以上の場合には、次回の画像形成開始時に前記搬送モータを予め設定された全速回転制御を行う強制全速回転指示情報を保持する手段を有し、
前記強制全速回転指示情報を保持している場合には、画像形成開始時に、所定時間、前記搬送モータに予め定めた全速回転時に対応する電圧を印加して全速回転制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成指示が完了する前に、前記中間転写体の搬送速度が変更されたか否かを判別し、変更されている場合に前記基準電圧設定手段により前記基準電圧を再度設定する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成指示が完了する前に、定期的に前記搬送モータの電流値が予め定められた上限値以上になったかどうかを判別し、上限値以上になった場合に、前記搬送モータを強制的に予め定めた全速回転数となるように前記搬送モータを制御する手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記搬送モータはＤＣブラシモータであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項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、転写ベルトに付着したトナーを除去するためのクリーニング装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多色画像形成装置としてのカラーレーザプリンタにおいては、中間転写ベルト上にトナー像を一次転写する。その後、一次転写された中間転写ベルト上のトナー像を紙等の転写材に二次転写する。この際に、中間転写ベルト上にトナーが残留する場合がある。そこで、従来より、中間転写ベルト上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置が備えられる画像形成装置が知られている。クリーニング装置は、クリーニング部材と、搬送経路（トナーダクト）と、搬送スクリューと、搬送モータとを備えている。中間転写ベルト上に残った残留トナーは、クリーニング部材により掻き取られる。掻き取られたトナーは、搬送経路に堆積する。そして、搬送経路に堆積するトナーは、搬送スクリューの回転によりトナーを回収するトナー回収容器へと搬送される。搬送スクリューは、搬送モータの駆動により回転する。この種の搬送モータとしては、安価なＤＣブラシモータを用いるものが知られている。例えば、特許文献１において、トナーを収容するトナー収容器から二成分現像剤を収容する現像器にトナーを搬送し補給するためのスクリューを備える画像形成装置が開示されており、このスクリューを駆動するためにＤＣブラシモータが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
従来、上記のような搬送モータとしてのＤＣブラシモータは、トナー量に関わらず、あらゆる状況において確実にトナー搬送可能な回転数を維持できるように駆動制御されていた。したがって、ＤＣブラシモータをフィードバックを受け取ることなく所定の目標値のみに基づいて制御する場合であって、トナー回収容器へ搬送するトナーの量が少量である場合、必要以上の回転数でＤＣブラシモータが駆動することとなってしまう。その結果、ＤＣブラシモータの駆動による騒音が発生するという問題が生じることがあった。このような問題は、ＤＣブラシモータに限らずほかのモータについても同様である。
【０００５】
そこで、本発明は、中間転写体上の残留トナーを除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、除去したトナーを排出する搬送モータの駆動による騒音の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体から転写材にトナー像を転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに残留したトナーを除去するクリーニング部材と、除去された残留トナーが堆積する搬送経路と、前記搬送経路に堆積した前記残留トナーを前記搬送経路からトナー回収容器へ搬送する搬送スクリューと、を備えるクリーニング装置と、前記搬送スクリューを駆動する搬送モータと、前記搬送モータに所定電圧を印加することで前記搬送モータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、を有する画像形成装置において、予め定められた値の電圧を前記搬送モータに印加して、前記搬送モータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電
流値に基づいて前記搬送モータの目標の回転数を決定し、前記目標の回転数に対応する基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、を有し、前記モータ駆動制御手段は、前記所定電圧として前記基準電圧を前記搬送モータに印加して、前記搬送モータを駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、搬送経路内のトナーを搬送するために必要な回転数と駆動トルクを担持する最小限の電圧である基準電圧を搬送モータに印加することで、適当な回転数になるように搬送モータを駆動させ、搬送モータの駆動による騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図
【図２】実施例１に係る画像形成装置とその周辺のシステム構成を示す図
【図３】エンジン制御部とコントローラ部のインタフェース信号を示す図
【図４】実施例１に係る中間転写ベルトとクリーニング装置の断面図
【図５】実施例１に係るクリーニング装置とトナー回収容器の断面図
【図６】ＤＣブラシモータについての回路図
【図７】ＰＷＭ制御と電圧の関係について示す図
【図８】ＤＣブラシモータの駆動時間と、電流値の関係を示す図
【図９】電流値確定手順を示すフローチャート図
【図１０】基準電圧決定手順を示すフローチャート図
【図１１】ＤＣブラシモータのＴ−Ｉ特性表及び堆積トナー量と負荷トルクの関係図
【図１２】流入トナー量とピクセルカウント値の関係を示す図
【図１３】ＤＣブラシモータのＴ−Ｎ特性表を示す図
【図１４】推定流入トナー量平均値と検知期間実施判断基準の関係を示す図
【図１５】実施例１に係る画像形成装置の印刷開始から終了までのフローチャート図
【図１６】実施例２に係る画像形成装置の印刷開始から終了までのフローチャート図
【図１７】実施例３に係る画像形成装置の印刷開始から終了までのフローチャート図
【図１８】駆動電圧毎の電流上限値を示した図
【図１９】実施例４に係る画像形成装置の印刷開始から終了までのフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例として、画像形成装置としての電子写真方式のカラーレーザプリンタについて具体的に説明する。ただし、本発明は、レーザビームプリンタのみに限定するものでなく、複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置に適用してもよい。また、本実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１０】
（実施例１）
図１を用いて、実施例１に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、実施例１に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。実施例１に係る画像形成装置は、装置本体１００に対して、着脱自在なプロセスカートリッジ３を備えている。プロセスカートリッジ３は、現像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、クリーニングユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって構成される。現像ユニット４は、現像ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、トナー塗布ローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、トナー容器を有している。クリーニングユニット５は、像担持体としての感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、帯電ローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、ドラムクリーニングブレード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとを有している。また、図１に示すように、プロセスカートリッジ３の鉛直下方には、スキャナユニット９が配置されている。帯電ローラ２によって所定の負極性の電位に帯電された感光ドラム１上に、スキャナユニット９からレーザ光が照射されることで、感
光ドラム１上（像担持体上）に静電潜像が形成される。
【００１１】
次に、トナー像の一次転写について説明する。中間転写体としての中間転写ベルト１０ｅは、駆動ローラ１０ｆとテンションローラ１０ｇに張架されている。中間転写ベルト１０は、トナー像を転写材に転写するための転写ベルトである。感光ドラム1上に形成され
た静電潜像は、現像ローラ６によりトナーが供給されることによって可視化される。各感光ドラム１が、図２における時計周りに回転することで、中間転写ベルト１０ｅが反時計周りに回転する。そして、一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム１ａ上に可視化されたトナー像から順次、中間転写ベルト上（中間転写体上）に一次転写される。そして、中間転写ベルト上に転写された４色のトナー像は、重なった状態で二次転写部１３まで搬送される。
【００１２】
次に、トナー像の二次転写について説明する。用紙給送装置２０に備えられる給送ローラ２１および分離ローラ２２の協働により、給紙カセット３０内の用紙積載束から1枚ず
つ分離された転写材としての用紙Ｓは、レジストローラ対１４を経由して、二次転写部１３に搬送される。二次転写部１３において、二次転写ローラ１３ａに正極性のバイアスを印加することにより、搬送された用紙Ｓに、中間転写ベルト１０ｅ上の４色のトナー像を二次転写する。トナー像転写後の用紙Ｓは、定着部１５に搬送され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとによって加熱、加圧されることにより、その表面にトナー像が定着されることとなる。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラ対１６に向けて搬送され、排紙トレイ１７上へ排出される。
【００１３】
次に、図２を用いて、実施例１に係る画像形成装置とその周辺のシステム構成について説明する。図２は、実施例１に係る画像形成装置とその周辺のシステム構成を示すブロック図である。図２に示すように、コントローラ部２０１によって、ホストコンピュータ２００と、実施例１に係る画像形成装置が備えるエンジン制御部２０３とが相互に通信可能となっている。エンジン制御部２０３は、ビデオインタフェース部２０４と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２０５と、画像処理ＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）２０６と、画像制御部２０７と、定着制御部２０８と、転写材搬送部２０９と、駆動制御部２１０とを有する。さらに、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１２と、ＭＯＴＯＲ部２１３とを有する。コントローラ部２０１は、エンジン制御部から送信されたステータスデータを表示装置２１５に表示するとともに、ホストコンピュータ２００にプリンタの状態を表示するためにステータスデータを送る。ＭＯＴＯＲ部２１３は、搬送モータとしてのＤＣブラシモータ２１４を有している。また、ＣＰＵ２０５は、検出部（不図示）によって、ＤＣブラシモータ２１４に流れる電流を検出している。
【００１４】
次に、図３を用いて、コントローラ部２０１とエンジン制御部２０３とを通信するインタフェースについて説明する。図３は、コントローラ部２０１とエンジン制御部２０３のインタフェース信号を示す図である。図３おいて、シリアルコマンド送信信号線１０３は、コントローラ部２０１からエンジン制御部２０３へ命令を送信するものである。シリアルコマンドステータス送信信号線１０４は、コマンドに応えてエンジン制御部２０３からコントローラ部２０１ヘシリアル通信でステータスデータを送信するものである。基準垂直同期信号線１０５は、エンジン制御部２０３からコントローラ部２０１へ基準の垂直同期信号を送信するものである。水平同期信号線１０６は、エンジン制御部２０３からコントローラ部２０１ヘイエローの水平同期信号を送信するものである。同様に、水平同期信号線１０７、１０８、１０９は、エンジン制御部２０３からコントローラ部２０１ヘマゼンタ、シアン、ブラックの水平同期信号を送信するものである。画像データ信号線１１０は、コントローラ部２０１からエンジン制御部２０３ヘイエローの画像データ信号を送信するものである。同様に、画像データ信号線１１１、１１２、１１３は、コントローラ部
２０１からエンジン制御部２０３ヘマゼンタ、シアン、ブラックの画像データ信号を送信するものである。コントローラ部２０１は、ホストコンピュータ２００から画像情報と印字命令を受け取り、受け取った画像情報を解析してビットデータに変換する。そして、ビデオインタフェース部２０４を介して、転写材毎に印字予約コマンド、印字開始コマンド及びビデオ信号をエンジン制御部２０３に送出する。コントローラ部２０１は、ホストコンピュータ２００からの印字命令に従って印字予約コマンドをエンジン制御部２０３へ送信し、印字可能な状態となったタイミングで、エンジン制御部２０３へ印字開始コマンドを送信する。エンジン制御部２０３は、コントローラ部２０１からの印字予約コマンドの順に印字の実行準備を行ない、コントローラ部２０１からの印字開始コマンドを待つ。エンジン制御部２０３は、印字指示信号を受信すると、コントローラ部２０１に、ビデオ信号の出力の基準タイミングとなる基準垂直同期信号（／ＴＯＰ信号）を出力し、印字予約コマンドに従ってプリント動作を開始する。さらに、コントローラ部２０１は、表示装置２１５に接続されており、表示装置２１５はエンジン制御部２０３で演算された給紙カセット積載用紙残量及び警告等を表示する。
【００１５】
次に、図４及び図５を用いて、実施例１に係る中間転写ベルトをクリーニングするクリーニング装置について説明する。図４は、実施例１に係る中間転写ベルトとクリーニング装置の断面図である。図５は、実施例１に係るクリーニング装置とトナー回収容器の断面図である。クリーニング装置１１には、クリーニング部材１１ａと、搬送スクリュー１１ｂと、搬送経路１１ｃと、搬送モータとしてのＤＣブラシモータ１１ｅとが備えられている。クリーニング部材１１ａは、中間転写ベルト１０ｅに当接して配置してあり、転写材としての用紙Ｓにトナー像を二次転写した後に中間転写ベルト１０ｅ上に残った残留トナーを掻き取り、除去する。図５に示すように、搬送経路１１ｃは、クリーニング部材１１ａ直下に配置されており、クリーニング部材１１ａにより掻き取られたトナーを堆積する。搬送スクリュー１１ｂは、ＤＣブラシモータ１１ｅの駆動によって回転することで、搬送経路１１ｃ内に堆積したトナーをトナー回収容器１２に向かう図５のＡ方向に搬送する。
【００１６】
次に、図６を用いて、ＤＣブラシモータの駆動回路について説明する。図６は、ＤＣブラシモータについての回路図である。ＣＰＵ２０５からＤＣブラシモータ１１ｅのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動用としてＰＷＭ駆動信号７０２が出力される。ＣＰＵ２０５は、回路７０１を介してＤＣブラシモータ１１ｅの一端に接続されている。また、ＣＰＵ２０５は、回路７０５を介してＤＣブラシモータ１１ｅのもう一端に接続されており、ＤＣブラシモータ１１ｅの電流検知信号が入力される。ＤＣブラシモータ１１ｅは、抵抗７０４を介してグラウンドに接続されており、フライホイールダイオード７０３による回生電流を逃がすための回路に接続されている。
【００１７】
次に、図７を用いて、ＰＷＭ制御と電圧の関係について説明する。図７は、ＰＷＭ制御と電圧の関係について示す図である。ここでＰＷＭ制御とは、電源電圧をパルス信号で入力する際に、デューティ比によって、投入する平均電圧を調節する制御である。デューティ比とは、パルス幅をパルス周期で割った値である。ＣＰＵ２０５は、フィードバックを受け取ることなく所定の目標値のみに基づいて制御する開ループ制御を用いて、ＰＷＭ駆動信号７０２のデューティ比を決定し、モータに投入する平均電圧（以下、駆動電圧）を設定する。
【００１８】
次に、実施例１に係る画像形成装置の特徴部であるＤＣブラシモータの制御の概略について説明する。ＤＣブラシモータ１１ｅが駆動してから停止するまでの期間をＤＣブラシモータ駆動期間とする。実施例１において、上記駆動期間は、検知期間と搬送期間の２つの期間に分けられる。ＣＰＵ２０５は、検知期間中、ＤＣブラシモータに固定の駆動電圧を印加し、ＤＣブラシモータに流れる電流値から、残留トナーが搬送経路に堆積すること
によりＤＣブラシモータにかかる負荷トルクを算出する。そして、ＣＰＵ２０５は、負荷トルクに基づいて、排出すべき排出トナー量を推定する。ここで印加する駆動電圧は、搬送経路１１ｃ内に考えうる最大量のトナーが堆積されていた場合において定常回転可能な最小限の駆動電圧であり、予め開発段階で用意されているものである。ＣＰＵ２０５が備える基準電圧設定手段は、検知期間において、搬送経路１１ｃから排出すべきトナー量を推定し、推定した排出トナー量を搬送しうる回転数とトルクを担保した最小限の駆動電圧を求める。また、ＣＰＵ２０５が備えるモータ駆動制御手段は、搬送期間において、検知期間で求めた駆動電圧を基準電圧としてＤＣブラシモータ１１ｅを駆動する。
【００１９】
次に、図８及び図９を用いて、上述した電流値の確定の手順について説明する。電流値は、ＣＰＵ２０５の電流検出手段が、搬送モータとしてのＤＣブラシモータに予め定められた値の電圧を印加することによって検出する。図８は、搬送モータとしてのＤＣブラシモータ１１ｅの駆動時間と、ＤＣブラシモータ１１ｅに流れる電流値の関係を示す図である。図９は、電流値確定手順を示すフローチャート図である。搬送経路１１ｃからの排出トナー量を推定するために、搬送経路１１ｃ内の堆積トナー量と搬送経路１１ｃへの流入トナー量を推定する。そのうち、搬送経路１１ｃ内の堆積トナー量を高い精度で推定するためには、可能な限り電流値が安定している状態において検知を実施する必要がある。ＤＣブラシモータ１１ｅの駆動時間は、検知期間開始時点Ｔ０を基点とする。図８において、検知期間開始時点Ｔ０からＤＣブラシモータ１１ｅに流れる電流値の測定を開始し、所定時間ごとにＤＣブラシモータ１１ｅに流れる電流値を測定する。測定した電流値が安定範囲内に収束した時点で、ＤＣブラシモータ１１ｅに流れる電流値を確定する。この確定した時点をＴ１とする。図９に示すように、電流値測定を開始してからまず、ＣＰＵ２０５は、予め定めた所定電圧でＤＣブラシモータ１１ｃを駆動させる（ｓ９０１）。次に、ＣＰＵ２０５は、ＤＣブラシモータ電流値を測定する（ｓ９０２）。次に、ＣＰＵ２０５は、現在保持している測定結果が所定の数に至っているか否かを判別する（ｓ９０３）。保持している測定結果が所定の数に至っていない場合、ＣＰＵ２０５は、新しい測定結果を保持し（ｓ９０４）、再びＤＣブラシモータ電流値を測定する（ｓ９０２）。ＣＰＵ２０５は、保持している測定結果が所定の数に至っている場合、新しい測定結果を保持し、最も古い測定結果を棄てる（ｓ９０５）。次に、ＣＰＵ２０５は、保持している測定結果の最大値と最小値の差が設定した安定判別範囲内閾値より小さいか否かを判別する（ｓ９０６）。安定判別範囲内閾値より大きい場合、ＣＰＵ２０５は、測定を開始してからの時間が強制終了時間に達しているかを判別する（ｓ９０７）。測定経過時間が強制終了時間に達していない場合、ＣＰＵ２０５は、再びＤＣブラシモータ電流値を測定する（ｓ９０２）。測定経過時間が強制終了時間に達している場合、ＣＰＵ２０５は、その時点で保持している測定結果の平均からＤＣブラシモータ電流値結果を確定する（ｓ９０８）。そして、ＣＰＵ２０５はＤＣブラシモータ電流値測定を終了する。（ｓ９０６）において保持している測定結果の最大値と最小値の差が設定した安定判別範囲内閾値より小さい場合、ＣＰＵ２０５は保持している測定結果の平均からＤＣブラシモータ電流値結果を確定する（ｓ９０８）。そして、ＣＰＵ２０５は、ＤＣブラシモータ電流値測定を終了する。
【００２０】
次に、図１０乃至図１３を用いて、算出された負荷トルクとＤＣブラシモータの目標の回転数に対応する最小限の基準電圧の決定の手順について説明する。図１０は、基準電圧決定手順を示すフローチャート図である。図１１は、ＤＣブラシモータのＴ−Ｉ特性（負荷トルク対電流の特性）表（ａ）及び堆積トナー量と負荷トルクの関係図（ｂ）である。図１２は、流入トナー量と、中間転写体に形成されるトナー像であって転写材に転写される部分の画素数であるピクセルカウント値の関係を示す図である。図１３は、ＤＣブラシモータＴ−Ｎ特性表を示す図である。ここで、基準電圧決定手順とは、ＣＰＵ２０５が搬送経路１１ｃ排出トナー量を推定し、推定した排出トナー量に応じて、基準電圧を決定するための手順である。ＣＰＵ２０５は、図１１（ａ）に示すＤＣブラシモータに用いるＤＣブラシモータＴ−Ｉ特性表から、上記確定電流値ＩｃよりＤＣブラシモータ負荷トルク
を求める（Ｓ１００１）。次に、ＣＰＵ２０５は、図１１（ｂ）に示す搬送経路１１ｃ内に堆積するトナー量とＤＣブラシモータにかかる負荷トルクの関係から、求めた負荷トルクより搬送経路１１ｃ内堆積トナー量を推定する（Ｓ１００２）。図１１（ａ）、（ｂ）に示す関係は、開発段階において予め用意しておき、ＣＰＵ２０５のＲＯＭ２１１、ＲＡＭ２１２等に保持しておく。次にＣＰＵ２０５が、ピクセルカウント値を測定する（Ｓ１００３）。ピクセルカウント値の測定は、図３に示す信号線から送られる画像データ信号をＣＰＵ２０５がカウントすることによって行う。また、ＣＰＵ２０５は、その際の中間転写ベルト速度を保持する（Ｓ１００４）。続けてＣＰＵ２０５は、図１２に示すピクセルカウントと中間転写ベルトの回転速度と搬送経路１１ｃ流入トナー量の関係から、測定ピクセルカウント値と中間転写ベルト速度より搬送経路１１ｃ流入トナー量を推定する（Ｓ１００５）。図１２の関係は、開発段階において予め同定して用意しておき、ＣＰＵ２０５のＲＯＭ２１１、ＲＡＭ２１２等に保持しておく。
【００２１】
排出すべき排出トナー量Ｖｏｕｔと、流入してくる流入トナー量Ｖｉｎと、搬送経路内に堆積する堆積トナー量との関係は、式（１）のように表せる。ここで、ｋ１は定数であり、開発段階であらかじめ決定されている。式（１）に、推定された流入トナー量と、推定された堆積トナー量を代入することにより、推定される排出トナー量を求めることが出来る（Ｓ１００６）。また、ＤＣブラシモータの目標の回転数Ｎｏｕｔと排出トナー量との関係は、式（２）のように表せる。ここで、ｋ２は定数であり、開発段階であらかじめ決定されている。式（２）に、式（１）で求めた排出トナー量Ｖｏｕｔを代入することにより、ＤＣブラシモータの目標の回転数Ｎｏｕｔを求めることが出来る（Ｓ１００７）。
【数１】
2013076894.tif 000003
そして、ＣＰＵ２０５は、図１３に示すＤＣブラシモータＴ−Ｎ特性（負荷トルク対回転数特性）表から、求めたＤＣブラシモータ回転数とＤＣブラシモータにかかる負荷トルクより、基準電圧を決定する（Ｓ１００８）。
【００２２】
次に、ＤＣブラシモータ駆動期間のうち搬送期間について説明する。搬送期間においてＤＣブラシモータは、検知期間で決定された基準電圧で駆動する。また、搬送期間中、ＣＰＵ２０５は、定期的に検知期間実施判断を行い、必要に応じて検知期間を再度実施する。搬送期間における検知期間実施判断の手順について説明する。搬送期間中、ＣＰＵ２０５は、定期的に搬送経路１１ｃ流入トナー量を推定し、その流入トナー量の変化に応じて検知期間実施判断を行う。搬送期間が開始するとＣＰＵ２０５はピクセルカウント値を定期的に測定する。測定毎に、測定ピクセルカウント値と測定した時点の中間転写ベルトの速度から搬送経路１１ｃ流入トナー量を推定する。推定した流入トナー量のうち、最新の所定回数分の値を平均し、その平均値を保持する。ここで、図１４は、推定流入トナー量平均値と検知期間実施判断基準の関係を示す図である。保持した推定流入トナー量平均値と、検知期間中に確定した推定流入トナー量を比較し、その差分が一定量開いた際に、搬送期間を終了し、検知期間を再度実施する。
【００２３】
次に、図１５を用いて、実施例１に係る画像形成装置における、画像形成開始してから終了するまでのＤＣブラシモータの駆動について説明する。図１５は、実施例１に係る画像形成装置の印刷開始から終了までのフローチャート図である。まず、画像形成を開始すると、ＣＰＵ２０５は電流値を確定する（Ｓ１０１）。次に、ＣＰＵ２０５は、基準電圧を決定する（Ｓ１０２）。次に、ＣＰＵ２０５は、搬送期間を開始し、先ずＤＣブラシモータを検知期間決定基準電圧で駆動する（Ｓ１０３）。次に、ＣＰＵ２０５は、ピクセル
カウント値を測定する（Ｓ１０４）。次に、ＣＰＵ２０５は、中間転写ベルト速度を保持する（Ｓ１０５）。次に、ＣＰＵ２０５は、測定したピクセルカウント値と保持した中間転写ベルト速度から搬送経路流入トナー量を推定する（Ｓ１０６）。さらに、ＣＰＵ２０５は、現在保持している流入トナー量が所定の数に至っているか否かを判別する（Ｓ１０７）。至っていない場合、ＣＰＵ２０５は、新しい流入トナー量を保持して（Ｓ１０８）、再度ピクセルカウント値を測定し（Ｓ１０４）、中間転写ベルト速度を保持する（Ｓ１０５）。さらに、ＣＰＵ２０５は、測定したピクセルカウント値と保持した中間転写ベルト速度から搬送経路流入トナー量を推定する（Ｓ１０６）。現在保持している流入トナー量が所定の数に至っている場合、ＣＰＵ２０５は、新しい流入トナー量を保持し、最も古い流入トナー量を棄てる（Ｓ１０９）。そして、ＣＰＵ２０５は、保持している流入トナー量の平均値を算出する（Ｓ１１０）。続いて、ＣＰＵ２０５は、印刷指示確認をして（Ｓ１１１）、印刷指示が完了していた場合は、印刷動作を終了する。印刷指示が完了していなかった場合、続いて算出した流入トナー量平均値と検知期間で確定した流入トナー量の差分が検知期間実施判断基準閾値より大きいか否かを判別する（Ｓ１１２）。検知期間実施判断基準閾値より大きい場合は、検知期間の最初に戻り、電流値確定から再度実施する（Ｓ１０１）。検知期間実施判断基準閾値より小さい場合は、搬送期間最初に戻り、ピクセルカウント値を測定する（Ｓ１０４）ところから再度実施する。
【００２４】
以上説明したように、実施例１に係る画像形成装置においては、搬送モータとしてＤＣブラシモータを用いて、ＣＰＵからのＰＷＭ信号で駆動電圧を制御し、所定の目標値のみに基づいてＤＣブラシモータを駆動させるオープンループ制御を行う。このように安価な構成においても、排出すべきトナー量を推定することで、搬送経路内のトナーを搬送するのに必要な最小限の駆動電圧を印加し、ＤＣブラシモータを駆動させることができ、その結果、ＤＣブラシモータの駆動音による騒音を抑制することが出来る。
【００２５】
（実施例２）
次に、図１６を用いて、実施例２に係る画像形成装置について説明をする。なお、実施例１と同じ部分についての説明は割愛し、以下、実施例２に係る画像形成装置の搬送期間におけるプロセス速度変化、すなわち、中間転写ベルトの搬送速度の変化による検知期間実施判断手順について説明する。搬送期間中、ＣＰＵ２０５は、搬送速度の変化に応じて検知期間を実施する。搬送速度の変化に応じて、かぶりトナー量が変化し、搬送経路１１ｃから排出すべきトナー量が変化するためである。図１６は、実施例２に係る画像形成装置の印刷（画像形成）開始から終了までのフローチャート図である。まず、画像形成を開始すると、ＣＰＵ２０５は、電流値を確定する（Ｓ１５０１）。次に、ＣＰＵ２０５は、基準電圧を決定する（Ｓ１５０２）。次に、ＣＰＵ２０５は、検知期間で決定した基準電圧でＤＣブラシモータを駆動する（Ｓ１５０３）。次に、ＣＰＵ２０５は、印刷指示確認をして（Ｓ１５０４）、印刷指示（画像形成指示）が完了していた場合は、印刷動作を終了する。印刷指示が完了していなかった場合、搬送速度が変化したか否かを判別する（Ｓ１５０５）。搬送速度が変化した場合、ＣＰＵ２０５は、検知期間の最初に戻り、電流値確定から再度実施し（Ｓ１５０１）、基準電圧を再度設定する（Ｓ１５０２）。搬送速度が変化しなかった場合、ＣＰＵ２０５は、搬送期間最初に戻り印刷指示確認を再度実行する（Ｓ１５０４）。
【００２６】
以上説明したように、実施例２に係る画像形成装置においては、搬送モータとしてＤＣブラシモータを用いて、ＣＰＵからのＰＷＭ信号で駆動電圧を制御し、所定の目標値のみに基づいてＤＣブラシモータを駆動させるオープンループ制御を行う。このように安価な構成においても、排出すべきトナー量を推定することで、搬送経路内のトナーを搬送するのに必要な最小限の駆動電圧を印加し、ＤＣブラシモータを駆動させることができる。また、搬送するトナー量に応じて、ＤＣブラシモータの回転数を変え、回転数変更判断を搬送速度の変化に応じて実行することができる。その結果、ＤＣブラシモータの駆動音によ
る騒音を抑制することが出来る。
【００２７】
（実施例３）
次に、図１７及び図１８を用いて、実施例３に係る画像形成装置について説明をする。なお、実施例１と同じ部分についての説明は割愛し、以下、実施例３に係る画像形成装置の印刷（画像形成）中におけるＤＣブラシモータ強制全速回転のアルゴリズムについて説明する。ＣＰＵ２０５は印刷動作中、定期的にＤＣブラシモータ強制全速回転判断を実行し、必要に応じてＤＣブラシモータを一定時間、強制的に全速回転させる。図１７は、実施例３に係る画像形成装置の印刷開始から終了までのフローチャート図である。また、図１８は、駆動電圧毎の電流上限値を示した図である。ここで、電流上限値は開発段階で予め決定されている。図１７に示すように、ＣＰＵ２０５は、印刷動作が完了しているか否か判別し（Ｓ１６０１）、完了している場合は印刷動作を終了する。完了していない場合、ＣＰＵ２０５はＤＣブラシモータ電流を検知する（Ｓ１６０２）。その後、ＣＰＵ２０５は、検知電流が検知時の駆動電圧に対応した電流上限値以上であるか否かを判別する（Ｓ１６０３）。検知時駆動電圧の電流上限値以上であった場合に、ＣＰＵ２０５は、ＤＣブラシモータ駆動制御を中断し（Ｓ１６０４）、所定時間ＤＣブラシモータを全速回転数となるように搬送モータを制御する（Ｓ１６０５）。所定時間経過（Ｓ１６０６）した後、ＣＰＵ２０５は、検知期間を開始する（Ｓ１６０７）。
【００２８】
以上説明したように、実施例３に係る画像形成装置においては、搬送モータとしてＤＣブラシモータを用いて、ＣＰＵからのＰＷＭ信号で駆動電圧を制御し、所定の目標値のみに基づいてＤＣブラシモータを駆動させるオープンループ制御を行う。このように安価な構成においても、排出すべきトナー量を推定することで、搬送経路内のトナーを搬送するのに必要な最小限の駆動電圧を印加し、ＤＣブラシモータを駆動させることができる。また、突発的に搬送経路内のトナー堆積量が増えるような状態においても、搬送経路内のトナー量変化に柔軟に対応しつつ、搬送するトナー量に応じてＤＣブラシモータの回転数を変化させ、回転数変更判断を搬送速度の変化に応じて実行する。その結果、ＤＣブラシモータの駆動音による騒音を抑制することが出来る。
【００２９】
（実施例４）
次に、図１９を用いて、実施例４に係る画像形成装置について説明をする。なお、実施例１と同じ部分についての説明は割愛し、以下、実施例４に係る画像形成装置の印刷開始時（画像形成開始時）におけるＤＣブラシモータ強制全速回転のアルゴリズムについて説明する。ＣＰＵ２０５は印刷開始時、印刷開始以前に保持した情報から強制全速回転判断を実行し、必要に応じてＤＣブラシモータを一定時間強制全速回転させる。図１９（ａ）は、印刷動作中（画像形成動作中）における次回の印刷開始時ＤＣブラシモータ強制全速回転判別情報を保持するアルゴリズムについて示したフローチャートである。図１９（ｂ）は、印刷動作中（画像形成中）におけるＤＣブラシモータ強制全速回転のアルゴリズムについて示したフローチャートである。ＣＰＵ２０５は、印刷指示完了時（Ｓ１８０１）において、前回の印刷動作中（画像形成動作中）に、トナーが中間転写ベルトから用紙に転写される前に印刷動作が中断されたか否かを判別する（Ｓ１８０２）。トナーが中間転写ベルトに乗る前に中断された、若しくは用紙に転写された後に中断された、若しくは中断されずに正常終了した場合は、ＣＰＵ２０５は通常通り印刷動作を終了する。トナーが中間転写ベルト上にあり、中間転写ベルトから用紙に転写される前に印刷動作が中断されたか場合、ＣＰＵ２０５はその時点でのピクセルカウント値が所定の値以上か否かを判別する（Ｓ１８０３）。所定値未満であった場合、ＣＰＵ２０５は通常通り印刷動作を終了する。所定値以上であった場合、ＣＰＵ２０５は印刷開始時ＤＣブラシモータ強制全速回転指示情報をＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）に保持する（Ｓ１８０４）。次に、ＣＰＵ２０５は印刷開始時において、ＮＶＲＡＭに印刷開始時ＤＣブラシモータ強制全速回転指示情報が保持されているか否かを判別する（Ｓ１８０５）。保持されて
いなかった場合、ＣＰＵ２０５は通常通りＤＣブラシモータ駆動制御を行い、印刷動作を終了する。保持されていた場合、ＣＰＵ２０５は、所定時間、ＤＣブラシモータに予め定めた全速回転時に対応する電圧を印加する全速回転制御を行うことにより、ＤＣブラシモータを全速回転させる（Ｓ１８０６）。所定時間経過（Ｓ１８０７）した後、ＣＰＵ２０５は、通常通りＤＣブラシモータ駆動制御（Ｓ１８０８）を行い、印刷動作を終了する。
【００３０】
以上説明したように、実施例４に係る画像形成装置においては、搬送モータとしてＤＣブラシモータを用いて、ＣＰＵからのＰＷＭ信号で駆動電圧を制御し、所定の目標値のみに基づいてＤＣブラシモータを駆動させるオープンループ制御を行う。このように安価な構成においても、排出すべきトナー量を推定することで、搬送経路内のトナーを搬送するのに必要な最小限の駆動電圧で印加し、ＤＣブラシモータを駆動させることができる。また、印刷開始前に中間転写ベルト上若しくは搬送経路内のトナー量が多い状態において、搬送経路内のトナー量に対応しつつ、搬送するトナー量に応じて、ＤＣブラシモータの回転数を変え、回転数変更判断を搬送速度の変化に応じて実行する。その結果、ＤＣブラシモータの駆動音による騒音を抑制することが出来る。
【００３１】
なお、上記各実施例では、搬送モータとしてＤＣブラシモータを例にとって説明したが、ＤＣブラシモータに限定されるものではなく、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ等の各種のモータを適用することもできる。また、モータの制御方式として、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式を採用した場合を例にとって説明したがアナログ方式で制御するようにしてもよい。また、上記実施例では、堆積トナー量に加えて、流入トナー量を推定することにより、排出トナー量を推定し、必要な回転数を決定しているが、堆積トナー量のみから排出トナー量を推定し、必要な回転数を決定してもよい。その場合、数式（１）のＶｉｎを一定量としてもよいし、場合によっては、ゼロとしてもよい。その場合でも、堆積トナー量に対する負荷トルクが決定されるので、必要とするトルクを決定することはできる。また、上記各実施例では、転写ベルトとして中間転写ベルトの構成で説明したが、転写材を担持搬送する転写材搬送ベルトを転写ベルトとして採用する画像形成装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…感光ドラム  １０ｅ…中間転写ベルト  １１ａ…クリーニング部材  １１ｂ…搬送スクリュー  １１ｃ…搬送経路  １１ｅ…ＤＣブラシモータ  １２…トナー回収容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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