JP2012035975A - Image forming device, and control method and control program of clutch in the same - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an image forming apparatus used for an MFP (Multi Function Peripherals), which is a multifunction digital image forming apparatus, and a clutch control method and control program in the apparatus.
画像形成装置において、例えば用紙を搬送する一対の搬送ローラの一方に、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、解除を含む搬送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。 In an image forming apparatus, for example, an electromagnetic clutch is connected to one of a pair of transport rollers that transport paper, and this clutch is electrically controlled to control the rotational driving state of the transport roller including connection and release of the clutch. May be done. In this case, electrical control of the clutch is performed based on a duty ratio of a pulse width modulation (PWM) signal applied to the clutch.
ところで、この種のクラッチを実装するにあたっては、クラッチで駆動される駆動対象物の最大負荷に合わせて負荷トルクを求め、最大静止摩擦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。 By the way, when mounting this type of clutch, the load torque is obtained in accordance with the maximum load of the driven object driven by the clutch, and a clutch having a capacity in accordance with the maximum static friction torque is selected.
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）。 Conventionally, in the case where the clutch is connected to one of the pair of conveying rollers activated by the stepping motor, the clutch is pulse-width-modulated at the time of activation so that the stepping motor does not step out due to a sudden torque fluctuation caused by coupling of the clutch. A technique has been proposed in which the torque is gradually changed by control (see, for example, Patent Document 1).
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。 In recent years, with the demand for energy saving, image forming apparatuses are also required to reduce power consumption as much as possible.
ところが、従来よりこの種のクラッチでは、駆動対象物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ものであった。例えば用紙の搬送ローラを駆動する場合、クラッチの連結終了後に定速回転に移行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、電力消費が無駄に消費されるという問題があった。 However, this type of clutch conventionally has been configured to supply maximum power in accordance with the maximum load regardless of the object to be driven, so that power consumption is relatively large. For example, when driving the paper transport roller, the maximum power is applied even when the load is lightened after shifting to the constant speed after the clutch is connected, so that the power consumption is wasted. there were.
特に、実際には、最大負荷となるような駆動対象物を駆動する場合よりも、最大負荷よりも軽い負荷の駆動対象物を駆動することが多いので、ほとんどの稼働状況において、余分な電力が消費されていた。 In particular, in many cases, the drive object with a lighter load than the maximum load is driven more than when the drive object with the maximum load is driven. Was consumed.
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。
For such a problem, the technique described in
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ＰＷＭ制御され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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an image forming apparatus capable of reducing power consumption by effectively supplying power to a clutch that is PWM-controlled, and the apparatus. It is an object of the present invention to provide a clutch control method, and further to provide a clutch control program for causing a computer of an image forming apparatus to execute the control method.
上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）電源に接続されて、駆動対象物を駆動制御するクラッチと、前記駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報を検出する情報検出手段と、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制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記クラッチの起動時には前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定するととも、クラッチの連結終了後には前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、かつ前記第２の値を、前記情報検出手段で得られた画像形成情報に基づいて設定することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記制御手段は、前記クラッチの連結終了タイミングを経過時間に基づいて判断する前項１に記載の画像形成装置。
（３）前記制御手段は、前記クラッチの連結終了タイミングを速度情報に基づいて判断する前項１に記載の画像形成装置。
（４）前記制御手段は、前記クラッチの連結終了タイミングをクラッチの電流値に基づいて判断する前項１に記載の画像形成装置。
（５）前記第２の値は、予め設定された複数の値の中から、情報検出手段により検出された画像形成情報に基づいて選択される前項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
（６）前記クラッチで駆動されるローラの回転数を検出するローラ回転数検出器と、前記ローラの回転速度を予め記憶する記憶手段と、を備えており、前記制御手段は、前記連結終了タイミングを、前記ローラ回転数検出器により検出したローラの回転数に基づく回転速度が、前記記憶手段に記憶された回転速度数を超えたことにより判断する前項３に記載の画像形成装置。
（７）電源に接続されて、駆動対象物を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、前記駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報を検出する情報検出ステップと、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制御ステップと、を備え、前記制御ステップでは、前記クラッチの起動時には前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定するととも、クラッチの連結終了後には前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、かつ前記第２の値を、前記情報検出ステップにおいて得られた画像形成情報に基づいて設定する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。
（８）電源に接続されて、駆動対象物を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、前記駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報を検出する情報検出ステップと、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制御ステップと、を前記コンピュータに実行させ、さらに、前記制御ステップでは、前記クラッチの起動時には前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定するととも、クラッチの連結終了後には前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、かつ前記第２の値を、前記情報検出ステップにおいて得られた画像形成情報に基づいて設定する処理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。
The above problem is solved by the following means.
(1) A clutch connected to a power source for driving and controlling a driving object; information detecting means for detecting image formation information related to a load of the driving object; and the clutch based on a duty ratio of a pulse width modulation signal Control means for controlling, wherein the control means sets the duty ratio of the pulse width modulation signal to a first value when the clutch is started, and after the clutch is connected, the duty of the pulse width modulation signal is set. An image forming apparatus characterized in that the ratio is set to a second value smaller than the first value, and the second value is set based on the image forming information obtained by the information detecting means. .
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein the control unit determines the clutch connection end timing based on an elapsed time.
(3) The image forming apparatus according to (1), wherein the control unit determines the clutch end timing based on speed information.
(4) The image forming apparatus according to (1), wherein the control unit determines the connection end timing of the clutch based on a current value of the clutch.
(5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the second value is selected from a plurality of preset values based on the image forming information detected by the information detecting unit. .
(6) A roller rotation number detector that detects the rotation number of the roller driven by the clutch, and a storage unit that stores in advance the rotation speed of the roller, and the control unit includes the
(7) A method for controlling the clutch in an image forming apparatus including a clutch connected to a power source for driving and controlling a driving object, and detecting information for detecting image forming information related to a load on the driving object. And a control step for controlling the clutch based on a duty ratio of a pulse width modulation signal. In the control step, the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to a first value when the clutch is activated. After the engagement of the clutch, the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to a second value smaller than the first value, and the second value is set to the image formation obtained in the information detection step. A method for controlling a clutch in an image forming apparatus, wherein the setting is performed based on information.
(8) A clutch control program that is connected to a power source and that is executed by a computer of an image forming apparatus that includes a clutch that drives and controls a drive target, the program relating to the load of the drive target An information detecting step for detecting image forming information to be performed, and a control step for controlling the clutch based on a duty ratio of a pulse width modulation signal. The control step further includes: The duty ratio of the width modulation signal is set to the first value, and after the clutch is engaged, the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to a second value smaller than the first value, and the first The computer executes processing for setting a value of 2 based on the image formation information obtained in the information detection step. Clutch control program to be.
前項（１）に記載の発明によれば、クラッチが起動され駆動対象物との連結終了後のパルス幅変調信号のデューティ（以下、ｄｕｔｙまたはＤｕｔｙともいう）比である第２の値が、起動時のパルス幅変調信号のｄｕｔｙ比である第１の値よりも小さいので、短時間で起動した後の連結終了後は、供給電力が減少し、連結終了後も起動時の最大ｄｕｔｙ比でクラッチの駆動を行っ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。 According to the invention described in item (1) above, the second value, which is the duty ratio (hereinafter also referred to as duty or duty) of the pulse width modulation signal after the clutch is activated and the connection with the driving object is completed, is activated. Since the duty ratio of the pulse width modulation signal at the time is smaller than the first value, the power supply decreases after the connection after starting in a short time, and the clutch remains at the maximum duty ratio at the start even after the connection ends. The power consumption can be reduced as compared with the conventional case where the driving is performed.
しかも、クラッチの連結終了後には、駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報に基づいてパルス幅変調信号のｄｕｔｙ比が設定されるので、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。 In addition, since the duty ratio of the pulse width modulation signal is set based on the image formation information related to the load of the driving object after the clutch is connected, the optimum clutch power control according to the load of the driving object This can increase the power saving effect.
前項（２）に記載の発明によれば、クラッチの連結終了タイミングを経過時間に基づいて正確に判断できる。 According to the invention described in item (2) above, the clutch engagement end timing can be accurately determined based on the elapsed time.
前項（３）に記載の発明によれば、クラッチの連結終了タイミングを速度情報に基づいて正確に判断できる。 According to the invention described in item (3) above, the clutch engagement end timing can be accurately determined based on the speed information.
前項（４）に記載の発明によれば、クラッチの連結終了タイミングをクラッチの電流値に基づいて正確に判断できる。 According to the invention described in item (4) above, it is possible to accurately determine the clutch connection end timing based on the current value of the clutch.
前項（５）に記載の発明によれば、連結終了後のパルス幅変調信号信号のデューティ比は、予め設定された複数の値から、情報検出手段により検出された画像形成情報に基づいて選択されるから、例えば用紙のサイズや紙種等にそれぞれ応じて適正なクラッチの電力制御を行うことができる。 According to the invention described in item (5) above, the duty ratio of the pulse width modulation signal after connection is selected from a plurality of preset values based on the image formation information detected by the information detection means. Therefore, for example, appropriate clutch power control can be performed in accordance with the paper size, paper type, and the like.
前項（６）に記載の発明によれば、検出したローラの回転数が前記記憶手段に記憶された回転数を超えることで、クラッチの連結終了タイミングを容易にかつ的確に判断できる。 According to the invention described in item (6) above, when the detected rotational speed of the roller exceeds the rotational speed stored in the storage means, it is possible to easily and accurately determine the clutch end timing.
前項（７）に記載の発明によれば、連結終了後も起動時の最大ｄｕｔｙ比でクラッチの駆動を行っ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、節電効果を高めることができる。 According to the invention described in the preceding item (7), it is possible to reduce power consumption as compared with the conventional case where the clutch is driven at the maximum duty ratio at the time of activation even after the connection is completed, Optimal clutch power control according to the load can be performed, and the power saving effect can be enhanced.
前項（８）に記載の発明によれば、連結終了後も起動時の最大ｄｕｔｙ比でクラッチの駆動を行っ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、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。 According to the invention described in the preceding item (8), it is possible to reduce power consumption and to reduce the power consumption of the object to be driven as compared with the conventional case where the clutch is driven at the maximum duty ratio at the time of activation even after the connection is completed. Optimal clutch power control according to the load can be performed, and processing that can enhance the power saving effect can be executed by the computer of the image forming apparatus.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
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。搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃは、クラッチを介してメインモータ１０９ａにより駆動される。
In FIG. 1, when the
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。
While the sheet S is conveyed, the
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１０８の加圧ローラ１１と定着ローラ１２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。
Thereafter, the four color toner images formed on the
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１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに保管されたトナーが現像ユニット１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄに供給される。
When the image formation is performed and the toner in the developing
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、定着器１０８の駆動を行う。
The
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。
Furthermore, the black developing
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。
The
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。
Further, the
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。
A black developing clutch and a color developing clutch may be used in place of the black developing
つぎに、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃ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。
Next, an embodiment in which the
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。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a main part of the image forming apparatus.
図２において、制御部としてのＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、データ記憶部３と、クラッチ４と、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃと、ローラ回転数検出器５とを備えており、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。
In FIG. 2, a
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搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃ等を駆動制御するクラッチ４に対してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号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が連結されると搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃが回転し、用紙Ｓの搬送が可能となる。クラッチ４が解放されると、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃ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ｄｕｔｙ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、クラッチに入力される電圧量（電力量）を制御する。さらに、駆動対象物である搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃ等の負荷に関連する画像形成情報を検出する機能も有している。
The
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。
The
前記データ記憶部３は、記録媒体としての用紙Ｓのサイズ、紙送り方向、紙種等の用紙情報が記憶されており、この用紙情報は、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの負荷に関連する情報であり、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を決定するための画像形成情報として使用される。
The
前記ローラ回転数検出器５は、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの回転数を図示しないエンコーダにより検出するものであり、これにより回転速度が演算される。
The roller
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。 FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the duty ratio of the PWM signal and the drive torque.
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、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、駆動トルクも上昇する。 In FIG. 3, by increasing the duty ratio of the PWM signal, the voltage value applied to the clutch 4 increases, and as the applied voltage of the clutch 4 increases, the current flowing through the clutch 4 increases and the drive torque also increases.
ここで、ＰＷＭ信号による従来のクラッチ制御方法を図４を参照して説明する。 Here, a conventional clutch control method using a PWM signal will be described with reference to FIG.
図４において、ＣＰＵ１からクラッチ４に連結信号を送り、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を最大にしてクラッチの連結を制御する（起動と定義する）。クラッチの連結終了後、搬送ローラ１１ｂ，１１０ｃが定速になっても（定速と定義する）、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は起動時と同じく最大のままであり、クラッチの平均電流が最大値のままになっている。
In FIG. 4, a connection signal is sent from the
そして、解放指令があると、ＣＰＵ１からクラッチ４に解放信号が送られ、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を０にしてクラッチを解放していた（減速と定義する）。
When a release command is issued, a release signal is sent from the
図５は、この実施形態におけるＰＷＭ信号によるクラッチ制御方法の説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a clutch control method using a PWM signal in this embodiment.
図５において、ＣＰＵ１からクラッチ４に連結信号を送り、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を最大にしてクラッチ４の連結を制御する（起動）。
In FIG. 5, a connection signal is sent from the
連結修了後、ＰＷＭ信号は、前述した画像形成情報である用紙情報に基づいて選択されたｄｕｔｙ比に設定される（定速）。従って、定速時のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は、起動時のｄｕｔｙ比よりも小さく設定されることになり、その分、従来に較べて電力消費が低減される。但し、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は、クラッチ４の駆動トルクが搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの負荷トルクより大きくなることを条件としている。
After completion of the connection, the PWM signal is set to a duty ratio selected based on the paper information that is the image formation information described above (constant speed). Therefore, the duty ratio of the PWM signal at the constant speed is set to be smaller than the duty ratio at the start-up, and accordingly, power consumption is reduced as compared with the conventional case. However, the duty ratio of the PWM signal is on condition that the driving torque of the clutch 4 is larger than the load torque of the
そして、解放指令があると、ＣＰＵ１によりＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を０にしてクラッチ４を解放する（減速）。
When a release command is issued, the
図６は、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。この処理は、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。
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of clutch control processing using a PWM signal. This process is executed by the
図６において、クラッチ制御の開始後、ステップＳ６０１で、画像形成指令があるか否かを判断し、画像形成指令がなければ（ステップＳ６０１でＮＯ）、画像形成指令を待つ。画像形成指令があれば（ステップＳ６０１でＹＥＳ）、ステップＳ６０２で、クラッチ４のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を最大設定にし、ステップＳ６０３では、連結条件を監視する。 In FIG. 6, after starting the clutch control, it is determined in step S601 whether there is an image formation command. If there is no image formation command (NO in step S601), the image formation command is awaited. If there is an image formation command (YES in step S601), in step S602, the duty ratio of the PWM signal of the clutch 4 is set to the maximum, and in step S603, the connection condition is monitored.
次いで、ステップＳ６０４で、クラッチ４が連結されたか否かを判断し、クラッチ４が連結されていなければ（ステップＳ６０４でＮＯ）、ステップＳ６０２に戻る。クラッチ４が連結されていれば（ステップＳ６０４でＹＥＳ）、ステップＳ６０５で、クラッチ４の連結後、搬送される用紙についての用紙情報（画像形成情報）を検出し、この用紙情報に基づいて、クラッチ４のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を可変設定する。
Next, in step S604, it is determined whether or not the clutch 4 is connected. If the
ステップＳ６０６では、クラッチ４に対する解放指令があるか否か判断し、クラッチ４に対する解放指令がなければ（ステップＳ６０６でＮＯ）、ステップＳ６０５に戻る。クラッチ４に対する解放指令があれば（ステップＳ６０６でＹＥＳ）、ステップＳ６０７では、ｄｕｔｙ比を０にしてクラッチを解放し、処理を終了する。
In step S606, it is determined whether or not there is a release command for the
なお、クラッチ４の連結終了の判断については、起動からの経過時間を監視し、予め定められた起動時間を超えれば、「クラッチ４の連結」と判断してもよいし、クラッチ４の電流を検出し、この検出電流値が予めデータ記憶部成３に記憶されている所定の平均電流を超えれば、「クラッチ４の連結」と判断してもよい。
Regarding the determination of the end of engagement of the clutch 4, the elapsed time from the start is monitored, and if the predetermined start time is exceeded, it may be determined that the
また、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの回転数を前記回転数検出器５のエンコーダで検出し、この検出した回転数に基づく回転速度が、予めデータ記憶部３に記憶されている定速時のローラ回転速度を超えたときに、「クラッチ４の連結」と判断してもよい。図６のステップＳ６０３における連結条件の監視処理では、前述した起動からの経過時間や、クラッチ４の平均電流や、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの速度を監視することになる。
Further, the rotation speed of the
図７は、用紙情報に基づいてＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を設定するためのテーブルを示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a table for setting the duty ratio of the PWM signal based on the paper information.
搬送する用紙Ｓのサイズ、用紙Ｓの送り方向および紙種等の用紙情報により、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの負荷トルクは変化する。この用紙情報に基づいて計算されたＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を、図７のようにテーブルとして予め前記データ記憶部３に記憶させておき、画像形成の指示がある時にこのテーブルを参照することにより、クラッチ連結終了後のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を選択決定する。
The load torque of the
図７のテーブルでは、例えば用紙サイズがＡ３で紙種が厚紙の場合、負荷は「３００」（ｍＮ／ｍ）で、ｄｕｔｙ比（％）は「５０」が設定されている。用紙サイズがＡ３で紙種が普通紙では、負荷が「１００」（ｍＮ／ｍ）で、ｄｕｔｙ比（％）は「１７」に設定されている。 In the table of FIG. 7, for example, when the paper size is A3 and the paper type is thick paper, the load is set to “300” (mN / m), and the duty ratio (%) is set to “50”. When the paper size is A3 and the paper type is plain paper, the load is “100” (mN / m), and the duty ratio (%) is set to “17”.
また、例えば用紙サイズがＡ４縦で紙種が厚紙では、負荷が「２１０」（ｍＮ／ｍ）で、ｄｕｔｙ比（％）は「３５」、同一用紙サイズで紙種が普通紙の場合、負荷が「７０」（ｍＮ／ｍ）で、ｄｕｔｙ比（％）は「１２」となっている。 For example, when the paper size is A4 length and the paper type is thick paper, the load is “210” (mN / m), the duty ratio (%) is “35”, and the load is when the paper size is the same paper size and plain paper. Is “70” (mN / m), and the duty ratio (%) is “12”.
従って、用紙サイズがＡ３で紙種が厚紙の場合、図６のステップＳ６０５ではｄｕｔｙ比を５０％に設定し、普通紙ではｄｕｔｙ比を１７％に設定し、用紙サイズがＡ４縦で紙種が厚紙の場合、ｄｕｔｙ比を３５％に設定し、普通紙ではｄｕｔｙ比を１２％に設定する。 Therefore, when the paper size is A3 and the paper type is thick paper, the duty ratio is set to 50% in step S605 in FIG. 6, the duty ratio is set to 17% for plain paper, the paper size is A4 portrait, and the paper type is For thick paper, the duty ratio is set to 35%, and for plain paper, the duty ratio is set to 12%.
このように、クラッチ４の連結終了後には、用紙情報に基づいて、図７のデーブルに従い、パルス幅変調信号のｄｕｔｙ比が設定されるので、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃ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。
As described above, after the
なお、この実施形態では、クラッチによる駆動対象物が搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃである場合を説明したが、搬送ローラ１１０ｂ，１１０ｃの代わりに給紙ローラ１１０ａ等にも適用可能である。
In this embodiment, the case where the object to be driven by the clutch is the
次に、この発明の他の実施形態として、現像ローラ（図示せず）をクラッチ４で駆動する場合を対象にして説明する。 Next, as another embodiment of the present invention, a case where a developing roller (not shown) is driven by a clutch 4 will be described.
この実施形態では、前記データ記憶部３に、印刷モード（カラーモード、モノクロモード）や紙種等の情報に基づいて決められたプロセス速度情報が記憶されている。このプロセス速度情報は、前記ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を決定するために使用する画像形成情報である。
In this embodiment, the
前記クラッチ４が現像ローラに連結されると現像ローラが回転し、感光体１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄへのトナーの移動が可能となる。
When the clutch 4 is connected to the developing roller, the developing roller rotates, and the toner can be moved to the
図８は、前記プロセス速度と現像材の粘性負荷トルクとの関係を示す特性図である。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the process speed and the viscous load torque of the developer.
図８において、プロセス速度を増加させると、現像ローラに加わる粘性負荷が増加する。このため、プロセス速度を増加させた場合、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を増加させて駆動トルクを上昇させる必要がある。 In FIG. 8, when the process speed is increased, the viscous load applied to the developing roller increases. Therefore, when the process speed is increased, it is necessary to increase the drive torque by increasing the duty ratio of the PWM signal.
なお、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比と駆動トルクの関係は、図３に示したものと同様である。つまり、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を増加させることにより、クラッチ４に印加する電圧値は上昇し、この印加電圧の上昇によりクラッチ４に流れる電流が大きくなり、駆動トルクが増大する。 The relationship between the duty ratio of the PWM signal and the drive torque is the same as that shown in FIG. That is, by increasing the duty ratio of the PWM signal, the voltage value applied to the clutch 4 increases, and the current flowing through the clutch 4 increases due to the increase in the applied voltage, and the drive torque increases.
次に、現像ローラをクラッチ４で駆動する場合のクラッチ制御方法を、図５を参照して説明する。 Next, a clutch control method when the developing roller is driven by the clutch 4 will be described with reference to FIG.
ＣＰＵ１からクラッチ４に連結信号を送り、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を最大にしてクラッチ４の連結を制御する（起動）。
A connection signal is sent from the
連結修了後、ＰＷＭ信号は、前述した画像形成情報であるプロセス速度情報に基づいて選択されたｄｕｔｙ比に設定される（定速）。従って、定速時のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は、起動時のｄｕｔｙ比よりも小さく設定されることになり、その分、従来に較べて電力消費が低減される。但し、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比は、クラッチ４の駆動トルクが現像ローラの負荷トルクより大きくなることを条件としている。 After completion of the connection, the PWM signal is set to a duty ratio selected based on the process speed information which is the image formation information described above (constant speed). Therefore, the duty ratio of the PWM signal at the constant speed is set to be smaller than the duty ratio at the start-up, and accordingly, power consumption is reduced as compared with the conventional case. However, the duty ratio of the PWM signal is on condition that the driving torque of the clutch 4 is larger than the load torque of the developing roller.
解放指令があると、ＣＰＵ１からＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を０にしてクラッチ４を解放する（減速）。
When there is a release command, the duty ratio of the PWM signal is set to 0 from the
図９は、現像ローラをクラッチ４で駆動する場合のクラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、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。
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of clutch control processing when the developing roller is driven by the
図９において、クラッチ制御の開始後、ステップＳ９０１で、画像形成指令があるか否かを判断し、画像形成指令がなければ（ステップＳ９０１でＮＯ）、画像形成指令を待つ。画像形成指令があれば（ステップＳ９０１でＹＥＳ）、ステップＳ９０２で、クラッチ４に対するＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を最大設定にし、ステップＳ９０３では、連結条件を監視する。具体的には、起動後の経過時間やクラッチ４の平均電流や現像ローラの回転速度等を監視する。
In FIG. 9, after starting the clutch control, it is determined in step S901 whether there is an image formation command. If there is no image formation command (NO in step S901), the image formation command is waited. If there is an image formation command (YES in step S901), the duty ratio of the PWM signal to the
次いで、ステップＳ９０４で、クラッチ４が連結されたか否かを判断し、クラッチ４が連結されていなければ（ステップＳ９０４でＮＯ）、ステップＳ９０２に戻る。クラッチ４が連結されていれば（ステップＳ９０４でＹＥＳ）、ステップＳ９０５で、クラッチ４の連結後、プロセス速度情報（画像形成情報）を検出し、このプロセス速度情報に基づいて、クラッチ４のＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を可変設定する。
Next, in step S904, it is determined whether or not the clutch 4 is connected. If the
ステップＳ９０６では、クラッチ４に対する解放指令があるか否か判断し、クラッチ４に対する解放指令がなければ（ステップＳ９０６でＮＯ）、ステップＳ９０５に戻る。クラッチ４に対する解放指令があれば（ステップＳ９０６でＹＥＳ）、ステップＳ９０７では、ｄｕｔｙ比を０にしてクラッチを解放し、処理を終了する。
In step S906, it is determined whether or not there is a release command for the
なお、クラッチ４の連結終了の判断については、起動からの経過時間を監視し、予め定められた起動時間を超えれば、「クラッチ４の連結」と判断してもよいし、クラッチ４の電流を検出し、この検出電流値が予めデータ記憶部成３に記憶されている所定の平均電流を超えれば、「クラッチ４の連結」と判断してもよい。
Regarding the determination of the end of engagement of the clutch 4, the elapsed time from the start is monitored, and if the predetermined start time is exceeded, it may be determined that the
また、現像ローラの回転数を検出し、この検出した回転数に基づく回転速度が、予めデータ記憶部３に記憶されている回転速度を超えたときに、「クラッチ４の連結」と判断してもよい。
Further, the rotational speed of the developing roller is detected, and when the rotational speed based on the detected rotational speed exceeds the rotational speed stored in advance in the
図１０は、プロセス速度情報に基づいてＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を設定するためのテーブルを示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a table for setting the duty ratio of the PWM signal based on the process speed information.
印刷モード（カラーモード、モノクロモード）や紙種等の情報を基づいて決められたプロセス速度に応じて、粘性負荷トルクは変化する。このプロセス速度情報に基づいて計算されたＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を、図１０のようにテーブルとして予め前記データ記憶部３に記憶させておき、画像形成の指示があるときにこのテーブルを参照することにより、クラッチ連結終了後のＰＷＭ信号ｄｕｔｙ比を選択決定する。
The viscous load torque changes according to the process speed determined based on information such as the print mode (color mode, monochrome mode) and paper type. The duty ratio of the PWM signal calculated based on this process speed information is stored in advance in the
図１０においては、例えばプロセス速度（ｍｍ／Ｓ）が「２５０」、「２００」、「１００」、「５０」が示されており、ｄｕｔｙ比（％）は、それらのプロセス速度（ｍｍ／Ｓ）にそれぞれ対応して「５０」、「４０」、「２０」、「１０」と設定されている。 In FIG. 10, for example, the process speed (mm / S) is “250”, “200”, “100”, “50”, and the duty ratio (%) is the process speed (mm / S). ), “50”, “40”, “20”, and “10” are set.
なお、駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報として、用紙情報やプロセス速度情報を例示したが、駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報はこれらに限定されることはなく、例えば印刷枚数によりＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比を設定しても良い。 Although the paper information and the process speed information are exemplified as the image formation information related to the load on the drive target, the image formation information related to the load on the drive target is not limited to these. For example, the number of printed sheets Thus, the duty ratio of the PWM signal may be set.
１ ＣＰＵ
３ データ記憶部
４ クラッチ
５ ローラ回転数検出器
１１０ａ 給紙ローラ
１１０ｂ，１１０ｂ 搬送ローラ
Ｓ 用紙
1 CPU
3
Claims (8)
前記駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報を検出する情報検出手段と、
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制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記クラッチの起動時には前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定するととも、クラッチの連結終了後には前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、かつ前記第２の値を、前記情報検出手段で得られた画像形成情報に基づいて設定することを特徴とする画像形成装置。 A clutch connected to a power source for driving and controlling the object to be driven;
Information detecting means for detecting image formation information related to the load of the driving object;
Control means for controlling the clutch by a duty ratio of a pulse width modulation signal;
With
The control means sets the duty ratio of the pulse width modulation signal to a first value when the clutch is started, and sets the duty ratio of the pulse width modulation signal to be higher than the first value after clutch engagement. An image forming apparatus, wherein the second value is set to a small second value, and the second value is set based on the image forming information obtained by the information detecting means.
前記ローラの回転速度を予め記憶する記憶手段と、
を備えており、
前記制御手段は、前記連結終了タイミングを、前記ローラ回転数検出器により検出したローラの回転数に基づく回転速度が、前記記憶手段に記憶された回転速度数を超えたことにより判断する請求項３に記載の画像形成装置。 A roller rotation number detector for detecting the rotation number of the roller driven by the clutch;
Storage means for storing in advance the rotation speed of the roller;
With
The said control means judges the said connection end timing when the rotational speed based on the rotational speed of the roller detected by the said roller rotational speed detector exceeded the rotational speed number memorize | stored in the said memory | storage means. The image forming apparatus described in 1.
前記駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報を検出する情報検出ステップと、
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制御ステップと、
を備え、
前記制御ステップでは、前記クラッチの起動時には前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定するととも、クラッチの連結終了後には前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、かつ前記第２の値を、前記情報検出ステップにおいて得られた画像形成情報に基づいて設定する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。 A method for controlling the clutch in an image forming apparatus including a clutch that is connected to a power source and controls driving of an object to be driven.
An information detection step of detecting image formation information related to the load of the driving object;
A control step of controlling the clutch by a duty ratio of a pulse width modulation signal;
With
In the control step, the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to a first value when the clutch is started, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to be higher than the first value after the clutch is connected. A clutch control method in an image forming apparatus, wherein the second value is set to a small second value, and the second value is set based on the image forming information obtained in the information detecting step.
前記プログラムは、
前記駆動対象物の負荷に関連する画像形成情報を検出する情報検出ステップと、
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制御ステップと、
を前記コンピュータに実行させ、
さらに、前記制御ステップでは、前記クラッチの起動時には前記パルス幅変調信号のデューティ比を第１の値に設定するととも、クラッチの連結終了後には前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、かつ前記第２の値を、前記情報検出ステップにおいて得られた画像形成情報に基づいて設定する処理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。 A clutch control program for causing a computer of an image forming apparatus including a clutch connected to a power source to drive and control a drive target,
The program is
An information detection step of detecting image formation information related to the load of the driving object;
A control step of controlling the clutch by a duty ratio of a pulse width modulation signal;
To the computer,
Further, in the control step, the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to a first value when the clutch is started, and the duty ratio of the pulse width modulation signal is set to the first value after the clutch is connected. A clutch control program for causing the computer to execute a process of setting a second value smaller than the second value and setting the second value based on the image formation information obtained in the information detection step.
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