JPH10239928A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置内のモータのサーボ定数を最適
値に設定できるようにする。 【解決手段】 画像形成装置８０に接続されたオプショ
ン８１の駆動を、画像形成装置８０内のモータ９０８で
賄ってしまう構成のものにおいて、画像形成装置８０に
接続されたオプション８１の数，種類，カートリッジの
トナー充填容量、またはプリント枚数等の情報からモー
タ９０８にかかる負荷を判断し、その判断結果から画像
形成装置８０内のサーボ定数を最適に制御できるように
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置のモ
ータ制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像剤、すなわちトナーをプリント用紙
に定着させることで、メモリ上に記憶されているイメー
ジを可視化する画像形成装置は、レーザビームプリンタ
や複写機に代表され、その記録装置の静粛性から広く利
用されている。

【０００３】この種の画像形成装置におけるプリント動
作は、メモリに記憶されているイメージを、公知の電子
写真技術、すなわち、露光，現像，転写のプロセスを経
て、プリント用紙上にトナーで可視化し、最後にトナー
をプリント用紙に定着させて終了する。

【０００４】図８は、このような動作を行う従来の画像
形成装置の概略の構成を示す。この装置は電子写真プリ
ンタである。

【０００５】図８において、８０は画像形成装置であ
る。画像形成装置８０において、８００は静電潜像担持
体たる感光ドラムであり、この感光ドラム８００の上方
にその表面を一様に帯電させる帯電ローラ８０１が配設
され、感光ドラム８００の表面に当接している。

【０００６】帯電ローラ８０１の当接位置よりも感光ド
ラム８００の回転方向下流側の帯電された表面には、発
光手段によって光ビーム８０２が照射されるようになっ
ている。この発光手段は、光ビーム８０２を発する半導
体レーザ８０３と、半導体レーザを平行光に偏光するコ
リメータレンズ８０４と、光ビーム８０２を前記感光ド
ラム８００の表面に走査させるポリゴンミラー８０５
と、光ビーム８０２を前記表面でスポットを形成するよ
うに調整する光学レンズ８０７と、ポリゴンミラー８０
５を定速制御するスキャナモータ８０６とより構成され
ている。

【０００７】画像データに基づいて、感光ドラム８００
の表面に光ビーム８０２を照射すると、その表面に静電
潜像が形成される。この静電潜像は、光ビーム８０２の
照射位置よりも感光ドラム８００の回転方向下流側に感
光ドラム８００に当接するように配設された現像装置８
０８によってトナー像として現像される。このトナー像
は、感光ドラム８００の下方にこれと対向するように配
設された転写ローラ８０９によって転写材たる記録紙Ｐ
上に転写される。

【０００８】この記録紙Ｐは、感光ドラム８００の後方
（図８において右側）の記録紙カセット８１０内に収納
されているが、手差しでも給紙が可能である。記録紙カ
セット８１０の前端部には、給紙ローラ８１１が配設さ
れており、記録紙カセット８１０内の記録紙Ｐを搬送路
へ送り込む。給紙ローラ８１１と転写ローラ８０９の間
の搬送路には、記録紙Ｐの斜行補正ならびに感光ドラム
８００上の画像形成と記録紙搬送の同期をとるためのレ
ジストローラ８１２が配設されており、記録紙Ｐはこれ
により前述した転写位置へ所定のタイミングで送り込ま
れる。なお、レジストローラ８１２と給紙ローラ８１１
の間には、レジスト紙有無検知センサ８１３が配設して
記録紙Ｐの有無を検知するようになっている。

【０００９】以上のようにして、未定着トナー像が転写
された記録紙Ｐは、さらに感光ドラム８００の前方（図
８において左側）の定着装置へと搬送される。この定着
装置は、内部にハロゲンヒータ（図示しない）を有する
定着ローラ８１４と、定着ローラ８１４に圧接するよう
に配設された加圧ローラ８１５とで構成されている。転
写部から搬送されてきた記録紙Ｐは、定着ローラ８１４
と加圧ローラ８１５の圧接部にて加圧されながら加熱さ
れる。記録紙Ｐ上の未定着トナー像は、この加圧，加熱
により定着する。圧接部の前方には、この圧接部から記
録紙Ｐが排出されることを確認する排紙紙有無センサ８
１６が配設されている。さらに、排紙紙有無センサ８１
６の前方には排紙ローラ８１７が配設されている。定着
された記録紙Ｐは、このローラ８１７により排出され
る。

【００１０】８１はエンジンに着脱可能なオプションで
ある。その内部には、記録紙８１８が大量に収納されて
いる。いま、コントローラからの給紙場所指定がオプシ
ョンに設定され、プリント信号が画像形成装置８０に送
信されると、半月ローラ８１９が駆動され、記録紙８１
８がピックアップされ、搬送ローラ８２０を介して画像
形成装置内に送り込まれる。送り込まれた記録紙８１８
は今まで述べた画像形成動作を行い、所定の画像を印字
し、排紙される。なお、半月ローラ８１９の駆動源は画
像形成装置８０内のモータより供給されている。

【００１１】次に、図９によって、エンジン、およびオ
プションの駆動を賄うモータの制御について説明する。

【００１２】図９において、９０１は発振器であり、セ
ラミック振動子、水晶振動子等で構成されている。発振
器９０１の出力は、分周器９０２で分周され、速度制御
部９０３に入力される。一方、モータ９０８を支持する
プリント基板には、永久磁石が装着されているロータに
対向する位置に、周波数発生用のプリントパターンが形
成されていて、ロータが回転することで（永久磁石がプ
リントパターン上を回転することで）、１回転につき所
定回数のパルス（以下、ＦＧ周波数９０４と呼ぶ）が発
生するようになっている。発生したＦＧ周波数９０４
は、速度制御部９０３に入力される。

【００１３】発振器９０１の出力した周波数を分周した
周波数とＦＧ周波数９０４は、速度制御部９０３におい
てその位相が比較され、その結果から加速パルス、減速
パルスが生成される。ここで、分周器９０２から出力さ
れる周波数は、モータの希望回転数時に発生するＦＧ周
波数と対応した周波数に予め設定しておく。

【００１４】ホール素子９０６は、モータ９０８の電機
子の鉄心に巻かれた巻線の相数分用意されていて、各ホ
ール素子９０６の出力によりロータの磁極検出を行って
いる。

【００１５】制御部９０５は、速度制御部９０３で生成
されたパルスを積分アンプ（図示せず）によって積分
し、ホール素子９０６の検出結果と波形合成して、これ
を出力アンプ９０７に入力する。出力アンプ９０７は、
入力された波形を増幅し、モータ９０８を駆動する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、画像形成装置からオプションの駆動を
供給するような構成となっているので、オプションが装
着されているときとそうでないとき、トナー充填容量の
多いカートリッジと少ないカートリッジが装着されたと
き等で、画像形成装置のモータにかかる負荷の差が大き
くなってしまう。このため、小さい負荷に対してサーボ
定数を設定すると、大きい負荷が加わったときにモータ
の回転ムラが大きくなるという問題が発生していた。ま
た、カートリッジを長い間使って行くうちに排トナーが
増え、モータにかかる負荷が段々増えてゆき、最初に設
定したサーボ定数が合わなくなるといった問題が発生し
ていた。

【００１７】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明が提供する画像形成装置は、画像形成装置
に接続されたオプションの駆動を、画像形成装置内のモ
ータで賄ってしまう構成のものにおいて、画像形成装置
に接続されたオプションの数，種類，カートリッジのト
ナー充填容量、またはプリント枚数等の情報からモータ
にかかる負荷を判断し、その判断結果から画像形成装置
内のモータのサーボ定数を最適値に設定できるようにし
たものである。

【００１９】また、カートリッジが不揮発性メモリを有
する場合は、不揮発性メモリの総プリント枚数情報から
排トナーの蓄積量を予測し、モータのサーボ定数を最適
値に設定できるようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００２１】（実施例１）図１は、実施例１のエンジン
とオプションの通信接続を示すブロック図である。

【００２２】図１において、１０１はレーザビームプリ
ンタのエンジン制御部、１０２はオプション制御部であ
る。エンジン制御部１０１とオプション制御部１０２
は、図１に示すように、シリアル通信を行うためのシリ
アルクロック（ＣＬＫ）、エンジンからオプションに送
られるデータであるシリアルイン（ＳＩＮ）、オプショ
ンからエンジンに送られるデータであるシリアルアウト
（ＳＯＵＴ）、および数あるオプションの中でどのオプ
ションとシリアル通信を行っているか判別するセレクト
信号（ＳＥＬ）の４つの信号によって接続されている。

【００２３】このような構成の下で、どのようにしてオ
プションの接続有無を判断するかを、図２のフローチャ
ートを用いて説明する。

【００２４】電源立ち上げ時、またはエンジン立ち上げ
状態でユーザによりオプションが接続された場合、エン
ジンはオプションに対してリセット信号を出力する（Ｓ
２０１）。このリセット信号によりオプションのリセッ
ト処理が行われる。次に、オプションがリセット処理を
完全に終了する時間を見込んで、オプションタイプリク
エスト信号が出力される（Ｓ２０２）。この信号はどの
ような種類のオプションがエンジンに接続されたか確認
するための信号である。この信号をオプションが受信す
ると、オプションはエンジンに対してオプションタイプ
を送信する。

【００２５】Ｓ２０３において、エンジンはオプション
タイプ信号を受信したか否か判断する。Ｓ２０３の判定
がＹＥＳのときは（オプションタイプが送信されたとき
は）、Ｓ２０４に移り、接続を確認したあと、本シーケ
ンスを終了する。Ｓ２０３の判定がＮＯのときは（オプ
ションタイプが返信されなかったときは）、オプション
からの返信がＦＦＨであるか否か判断する。エンジン内
部ではＳＩＮ信号がプルアップされていて、オプション
未接続時にはＦＦＨが入力される。

【００２６】Ｓ２０５の判定がＹＥＳのときは（ＳＩＮ
の信号がＦＦＨのときは）、オプションが未接続である
と判定して本シーケンスを終了する。一方、Ｓ２０５の
判定がＮＯのときは（ＳＩＮの信号がＦＦＨ以外のとき
は）、通信エラーがあったと判断し、再度、Ｓ２０１か
らの処理を行う。このときＳ２０７において、カウンタ
バッファの値をカウントアップさせておき、カウント値
が２になったところでオプションに異常があると判断
し、エラー処理シーケンスに移る。

【００２７】このように、エンジンとオプションの通信
結果により、オプションの接続／未接続状態を判別する
ことができる。今までは、一つのオプションが接続され
た場合についてのみ説明したが、複数のオプションが接
続可能なエンジンについても、それぞれ同じような処理
を行い、何種類のオプションが接続されたか判断するこ
とが可能となる。この結果を基にして、オプション接続
数毎の最適のサーボ定数を設定することができる。

【００２８】すなわち、サーボ定数は、図３に示す制御
部９０５（図９）内部の積分アンプの増幅度を決定する
抵抗、コンデンサを、セレクタ，アナログスイッチ等で
切り替えることで、任意に設定することができる。この
サーボ定数の設定方法は一つの例である。定数値を自動
的に設定できれば、どんな設定方法でも構わない。

【００２９】以上説明したように、本実施例によれば、
エンジンとオプションの間の通信内容によって、接続さ
れたオプションの数を検知することが可能となり、この
情報を基にして、オプションの接続数毎に異なる負荷に
対してモータの最適なサーボ定数を設定できる。

【００３０】（実施例２）実施例１では、エンジンに接
続されたオプションの数を検知し、オプションの数によ
って、エンジンにかかる負荷を予想し、それに対して最
適なサーボ定数を設定した。

【００３１】本実施例では、エンジンに接続されたオプ
ションの種類を認識し、オプションの種類毎の負荷条件
で、最適なサーボ定数を設定するようにしたものであ
る。

【００３２】本実施例は、例えば、図２のフローチャー
トにおいて、Ｓ２０３の判断結果がＹＥＳのときは（オ
プションタイプ信号が返信されたときは）、オプション
の接続の確認とともにオプションの種類が認識できるよ
うに、予め、各オプション毎にオプションタイプを割り
振っておくか、もしくは、オプションが有するＣＰＵに
ＩＤを設定し、エンジン側でオプションのＩＤを読み込
める構成にすることにより実現できる。このようにすれ
ば、エンジンにどのような種類のオプションが接続され
たか認識できる。

【００３３】以上説明したように、エンジンに装着され
ているオプションの種類を認識することで、オプション
毎に異なる負荷に対して、実施例１で述べたような方法
でモータの最適なサーボ定数を設定できる。

【００３４】（実施例３）実施例１および実施例２で
は、ソフトウェアによってエンジンに接続されているオ
プションの数，種類を認識した。本実施例は、ハードウ
ェアによって、エンジンに接続されているオプションの
数，種類を認識するようにしたものである。

【００３５】以下、本実施例を図４に基づいて説明す
る。図４において、４０１は画像形成装置のエンジンで
あり、４０４はその内部に設けられたスイッチである。
４０２はエンジンに着脱可能なオプションの一つであ
り、４０３はこのオプションに形成された突起である。
スイッチ４０４の両端は各々プルダウン，プルアップさ
れており、プルアップ抵抗はモータのサーボ定数を選定
するセレクタ４０５に接続されている。

【００３６】このような構成の下で、エンジンにオプシ
ョンが装着されると、オプションの突起４０３によって
エンジン内部に構成されているスイッチ４０４が押さ
れ、セレクタ４０５への入力がローレベルとなる。セレ
クタ４０５へは他のオプションの有無を示す信号も入力
されていて（図示せず）、複数あるオプションの装着状
態の組合せに最適なサーボ定数がセレクタ４０５により
選定される。

【００３７】以上説明したように、本実施例において
は、エンジンにオプションが装着されたときに、オプシ
ョンによってエンジン内にあるスイッチが押される構成
にしたから、各オプションのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状
態をセレクタに入力することにより、複数あるオプショ
ンの装着状態に最適なサーボ定数を設定できる。

【００３８】（実施例４）実施例１〜３では、エンジン
に接続されたオプションの数、または種類を認識し、そ
の結果を基にしてモータのサーボ定数を最適に設定し
た。

【００３９】本実施例は、画像形成動作において、感光
ドラムが露光される前に、モータオンからモータレディ
までの時間を検出し、検出値と予め決めた所定値を比較
し、その結果からサーボ定数を最適値に設定するように
したものである。

【００４０】以下、本実施例を図５に基づいて説明す
る。図において、（ａ）はサーボ定数の設定値が高い場
合のモータの立上り波形であり、（ｂ）はサーボ定数の
設定値が低い場合のモータの立上り波形である。（ａ）
の場合はモータの立上り時間は早いが、モータの回転数
にムラがあるという問題が生じ、（ｂ）の場合はモータ
の立上り時間が遅くなるという問題が生じる。

【００４１】そこで、感光ドラムが露光される前に、モ
ータオンからモータレディまでの時間を計測し、計測値
と予め決めた値とを比較し、計測値が予め決めた値より
低い場合は、サーボ定数が高すぎると判断し、低めに設
定する。一方、計測値が予め決めた値より高い場合は、
サーボ定数が低すぎると判断し、高めに設定する。

【００４２】以上説明したように、本実施例によれば、
感光ドラムが露光される前に、モータオンからモータレ
ディまでの時間を計測し、計測値と予め決めた所定値を
比較することで、最適なサーボ定数が設定できる。

【００４３】（実施例５）実施例４では、感光ドラムが
露光される前に、モータオンからモータレディまでの時
間を検出し、検出値と予め決めた所定値を比較し、その
結果からサーボ定数を最適値に設定した。

【００４４】本実施例は、感光ドラムが露光される前
に、モータの定常電流値を測定し、予め決めた値と比較
して、その結果からサーボ定数を最適値に設定するよう
にしたものである。

【００４５】以下、本実施例を図６に基づいて説明す
る。図６において、６０１はモータの制御部、６０２は
モータの制御部に流れる電流を検出する電流検出手段、
６０３は電流検出手段によって検出した値を、予め決め
た値と比較する比較部であり、この比較結果は制御部６
０１に入力される。

【００４６】このような構成においては、比較部６０３
は、電流範囲が複数用意され、電流検出手段６０２によ
って検出された電流値がどの範囲に含まれるか判断す
る。判断結果はモータ制御部６０１に送信され、内蔵さ
れた複数あるサーボ定数の中から最適なサーボ定数が選
択される。

【００４７】以上説明したように、本実施例によれば、
感光ドラムが露光される前に、モータの定常電流値を測
定し、予め決めた値と比較して、その結果からサーボ定
数を最適値に設定できる。

【００４８】（実施例６）実施例４，５では、感光ドラ
ムが露光される前に、モータオンからモータレディまで
の時間、あるいはモータの定常電流値を測定し、予め決
めた所定値と比較することでサーボ定数を最適値に設定
した。

【００４９】本実施利は、画像形成装置に装着されたカ
ートリッジの充填容量を認識することで、モータにかか
る負荷を予測し、サーボ定数を最適値に設定するように
したものである。

【００５０】以下、本実施例を図７に基づいて説明す
る。図７において、７０１は画像形成装置、７０２はカ
ートリッジである。画像形成装置７０１に装着可能なカ
ートリッジ７０２が２種類ある場合、一方のカートリッ
ジ７０２に図に示すような突起７０４を設けておく。カ
ートリッジ７０２が画像形成装置に装着されると、カー
トリッジ７０２の突起７０４はスイッチ７０３をＯＮ
し、その情報（図の場合ローレベル）が画像形成装置の
制御部内に入力される。突起７０４のない他のカートリ
ッジを装着した場合は、スイッチがＯＦＦのままなの
で、画像形成装置の制御部に入力される信号はハイレベ
ルとなり、２種類のカートリッジが認識可能となる。今
までの説明はカートリッジの数が２種類の場合について
述べたが、カートリッジの種類が多い場合はスイッチの
数を増やすことで対応できる。

【００５１】以上説明したように、本実施例によれば、
数種類あるカートリッジに突起を設け、各カートリッジ
を画像形成装置に装着したときに制御部に送られる情報
を変えることで、どのカートリッジが装着されたか認識
できるようにしたので、各カートリッジのトナー充填容
量に最適なモータのサーボ定数を設定できる。

【００５２】（実施例７）実施例６では、予め決められ
たカートリッジ毎のトナー充填容量を認識し、その結果
を基にしてモータのサーボ定数を設定したが、カートリ
ッジが不揮発性メモリを有する場合は、カートリッジか
ら総プリント枚数の情報を入手し、その情報を基にし
て、モータにかかる負荷を予測してサーボ定数を最適設
定することもできる。

【００５３】また、今まで述べた実施例を組み合わせる
ことで更に最適なモータ制御ができることは言うまでも
ない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジンに接続されたオプションの数または、種類を認
識することで、もしくは、感光ドラムが露光される前
に、モータオンからモータレディの時間を計測し、所定
値と比較することで、または、定常電流電流値を測定し
所定値と比較することで、あるいは、トナー充填容量の
違うカートリッジを識別することで、エンジンのモータ
にかかる負荷を予想でき、その結果に基づいて最適なサ
ーボ定数を設定できるので、モータの最適制御が可能と
なる。

【００５５】また、カートリッジが不揮発性メモリを有
する場合は、総プリント枚数情報から排トナーの蓄積量
を予測でき、更に細かいモータ制御が可能となる。

【００５６】以上のモータ制御は、速度切り替え可能な
画像形成装置の場合に特に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１のエンジンとオプションの
通信接続を説明するブロック図

【図２】 本発明の実施例１を説明するフローチャート
図

【図３】 本発明の実施例１のモータ制御を説明する図

【図４】 本発明の実施例３のエンジンとオプションの
接続を説明する図

【図５】 本発明の実施例４のモータ立上りを説明する
図

【図６】 本発明の実施例５のモータ制御を説明する図

【図７】 本発明の実施例６のモータ制御を説明する図

【図８】 画像形成装置の構成図

【図９】 従来の画像形成装置におけるモータ制御を説
明する図

【符号の説明】

８０ 画像形成装置 ８１ オプション １０１ エンジン制御部 １０２ オプション制御部 ４０１ エンジン ４０２ オプション ４０３，７０４ 突起 ４０４，７０３ スイッチ ７０１ 画像形成装置 ７０２ カートリッジ ８００ 感光ドラム Ｐ 記録紙 ８０９ 転写ローラ ８１０ 記録紙カセット ８１４ 定着ローラ ８１７ 排紙ローラ ８１８ 記録紙 ８１９ 半月ローラ ９０８ モータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置に接続可能な複数の給紙手
   段と、画像形成装置を駆動するモータと、前記モータの
   回転制御を司る制御手段を有し、前記モータはフィード
   バックを持つサーボモータであり、前記複数の給紙手段
   の駆動は前記モータで賄われる画像形成装置において、
   前記モータにかかる負荷を負荷判断手段によって判断
   し、この判断結果から前記モータのサーボ系のサーボ定
   数を最適値に制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記負荷判断手段は、画像形成装置に接
   続された複数の判断手段の接続数によって負荷を判断す
   る手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記負荷判断手段は、画像形成装置に接
   続された給紙手段の種類によって負荷を判断する手段で
   あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記負荷判断手段は、感光ドラムが露光
   される以前に、モータの駆動開始信号からモータ立ち上
   げ完了信号までの時間を計測し、この計測結果を予め決
   めた所定値と比較することによって負荷を判断する手段
   であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記負荷判断手段は、感光ドラムが露光
   される以前に、定常回転時のモータの駆動電流値を測定
   し、この測定結果を予め決めた所定値と比較することに
   よって負荷を判断する手段であることを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記負荷判断手段は、画像形成装置に装
   着されたカートリッジの種類を識別することによって負
   荷を判断する手段であることを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記負荷判断手段は、不揮発性メモリを
   搭載したカートリッジのプリント枚数情報から負荷を判
   断する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。