JPH0749640A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型軽量化，コスト低減および運転中の省電を
図る。 【構成】メインモータ２Ｍの発生トルクを大小切替運転
可能に形成し、新品検出手段（５０）と発生トルク切替
制御手段（３１，３２）とを設け、感光ドラム２と現像
ローラ４ＡとがトナーＴ層を介さずに直接接触するイニ
シャル回転時には発生トルクを大きく、トナーＴ層を介
して間接接触する場合には発生トルクを小さく自動切替
する構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メインモータで回転駆
動される感光ドラムと現像ローラとが所定ニップを形成
するように接触配設された電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に電子写真装置の概略構成を示す。
図６において、１はドラムユニットで、帯電器，転写器
とともにプロセス手段を形成する感光ドラム２，廃トナ
ーボックス３，現像器４（現像ローラ４Ａ，トナー供給
ローラ４Ｂ）等をケース５に一体的に組込んだものであ
る。このドラムユニット１は、カバー７を開放すること
によって矢印Ｙ方向から本体６に着脱可能である。ま
た、感光ドラム３，現像ローラ４Ａ，トナー供給ローラ
４Ｂ，搬送ローラ等は、直流サーボモータやステッピン
グモータからなるメインモータ２Ｍで回転駆動される。
したがって、メインモータ２Ｍ，その駆動回路および電
源装置１００は、現像器４内にトナーが満杯とされ、用
紙搬送中である等の条件を加味した最大負荷に応じたト
ルクを発生できるように選択されている。

【０００３】かくして、図６に実線で示す装着状態にお
いて、右方向から左方向に用紙を給送すれば、感光ドラ
ム２の下側を通過するときに静電画像が転写され、用紙
上に画像を印刷（印字）することができる。そして、左
方向の定着器８を通すことによって用紙上に電子写真
（印字画像）を確実に定着することができる。なお、制
御部２０は、全体を駆動制御するものである。また、電
源装置１００は、制御用電源（ＤＣ５Ｖ）や駆動電源
（ＤＣ２４Ｖ）等を生成出力する。

【０００４】ところで、鮮明印字保証上の観点から、感
光ドラム２の寿命は、印字運転時間、一般的には印字用
紙枚数によって規制されている。これに関連して、廃ト
ナーボックス３の容量は感光ドラム２の寿命がきたとき
に満杯になるように選定され、現像器４も交換するもの
とされている。このために、感光ドラム２，廃トナーボ
ックス３，現像器４等を含む消耗品がケース５に一体的
に組込まれているわけである。

【０００５】このドラムユニット１の寿命による交換時
期を適正管理するために、ドラム寿命管理ユニット
（９，５０）が設けられている。すなわち、例えば印字
用紙枚数を計数する寿命カウンタ９を本体６内に配設
し、これによるカウント値が所定値となったときにドラ
ムユニット１を交換するものとしている。また、この寿
命カウンタ９は、ドラムユニット１を本体６に装着した
とき、つまり新品の感光ドラム２に交換されたことを新
品交換検出器５０が検出したときに、零クリアされるも
のと形成されている。さらに、ドラムユニット１（ケー
ス５）内に溶断可能素子（例えばヒューズ抵抗）を取付
け、新品交換検出器５０が新品交換検出した後に溶断可
能素子を溶断させ、一旦使用されたドラムユニット１が
再装着されないように形成したものも先に提案されてい
る。

【０００６】また、かかる電子写真装置の中には、特に
非磁性一成分トナー（Ｔ）を用いる現像方式の場合、現
像ローラ４Ａの周面を導電性ウレタンゴム等から形成し
かつ感光ドラム２に押付けた状態で接触配設し、図８
（Ａ）に示すような所定幅Ｎのニップを形成したものが
ある。したがって、メインモータ２Ｍの発生トルクは、
このニップによる摩擦抵抗にも打勝つように大きく選択
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる電子
写真装置も例外でなくコスト低減，消費電力軽減および
小型軽量化が一段と強く求められている。したがって、
メインモータ２Ｍを小容量化乃至運転中の発生トルクを
小さく抑制することができるなら、メインモータ２Ｍは
もとよりその駆動回路や電源装置１００も小型・小容量
とすることができる筈である。

【０００８】本発明の目的は、メインモータの発生トル
クを小さく抑制することにより、低コスト化，節電化お
よび小型・軽量化を達成できる電子写真装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】電子写真装置では、電源
投入時やカバーを閉じたときに、装置内の搬送経路中に
用紙が残っているか否かを検出する等のためにメインモ
ータ２Ｍを予めセットされた設定時間だけ回転駆動する
いわゆるイニシャル回転工程を設けている。この際、搬
送ローラはもとより感光ドラム２や現像ローラ４Ａなど
も回転される。したがって、このイニシャル回転が終了
した時点では、図８（Ｂ）に示すように幅Ｎのニップ内
にも例えば厚さ３０μｍのトナーＴが介在するから、感
光ドラム２と現像ローラ４Ａとの摩擦抵抗は非常に小さ
くなっていることになる。

【００１０】しかるに、従来はいわば慣行的に、図７に
示す如く、イニシャル回転（Ｉｎｔ．）時も、その後の
ウォーミングアップ時および時刻ｔ１以降の印字運転
（Ｎｏｍ．）時も区別なく、メインモータ２Ｍを最大的
トルクを発生可能な最大電流Ｉｎで駆動している。

【００１１】ところが、同じイニシャル回転（Ｉｎ
ｔ．）時の中にも、図８（Ａ）に示すように感光ドラム
２と現像ローラ４ＡとがトナーＴ層を介さずに直接接触
する場合と、同（Ｂ）に示すようにトナーＴ層を介して
間接接触する場合とがある。同（Ｂ）の場合は摩擦抵抗
が小さいが、同（Ａ）の場合は比較的に非常に大きい。
ここにおいて、同（Ａ）に示す両者２，４Ａが直接接触
する状態となるのは、ドラムユニット１つまり感光ドラ
ム２および現像ローラと４Ａが新品に交換された直後の
イニシャル回転時の場合のみである。しかも、この第１
回目のイニシャル回転時間Ｔは、感光ドラム２の寿命に
よる交換時期迄になされる印字運転時間長に比較すれば
無視できる程の極短時間である。

【００１２】本発明は、かかる固有的技術事項に着目
し、感光ドラム２と現像ローラ４ＡとがトナーＴ層を介
さずに直接接触する場合にのみメインモータ２Ｍの発生
トルクを大きくし、それ以外の時は小さくすることがで
きるように構成したものである。

【００１３】すなわち、本発明に係る電子写真装置は、
メインモータで回転駆動される感光ドラムと現像ローラ
とが所定ニップを形成するように接触配設された電子写
真装置において、前記メインモータの発生トルクを大小
切替運転可能に形成し、前記感光ドラムが新品に交換さ
れたことを検出する新品検出手段と、この新品検出手段
で感光ドラムが新品であると検出されたことを条件にイ
ニシャル回転時における前記メインモータの発生トルク
を予めセットされた設定時間中だけ大きくかつ設定時間
経過後に小さく切替える発生トルク切替制御手段とを設
けた、ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成による本発明の場合、発生トルク切替
制御手段は、新品検出手段で交換された感光ドラムが新
品であると検出された直後のイニシャル回転時におい
て、メインモータの発生トルクを大きく切替える。した
がって、感光ドラムと現像ローラとがトナー層を介さず
に直接接触し摩擦抵抗が大きくとも円滑に回転できる。
また、このイニシャル回転により、感光ドラムと現像ロ
ーラとの間にはトナー層が形成される。かくして、予め
セットされた設定時間が経過すると、発生トルク切替制
御手段は、メインモータの発生トルクを小さく切替え
る。この場合、感光ドラムと現像ローラとがトナー層を
介して間接接触するので摩擦抵抗は非常に小さいから、
発生トルクが小さくとも円滑な印字運転ができる。とと
もに、電力消費も小さい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本電子写真装置（１０）は、図１に示す如く、制
御部２０とエンジン部（エンジンコントローラ３０，エ
ンジン４０）とからなり、メインモータ２Ｍの発生トル
クを大小切替運転可能に形成し、新品検出手段（５０）
と発生トルク切替制御手段（３１，３２）とを設け、感
光ドラム２と現像ローラ４ＡとがトナーＴ層を介さずに
直接接触するイニシャル回転時には発生トルクを大き
く、トナーＴ層を介して間接接触する場合には発生トル
クを小さく自動的に切替える構成とされている。

【００１６】エンジン４０は、従来例（図６）に示す構
造と同じとされ、かつ図８に示すように幅Ｎのニップが
形成され非磁性一成分トナーＴを用いて印字運転するも
のと形成されている。また、ニップ幅Ｎは４．５ｍｍに
設定され、トナーＴ層は３０μｍの厚さに形成される。
また、感光ドラム２と現像ローラ４Ａとの間の摩擦抵抗
に打勝つために必要とするトルク（ｋｇ・ｃｍ）は、図
４に示す如く、両者２，４Ａが直接接触する場合が４ｋ
ｇ・ｃｍで、トナーＴ層を介して間接接触する場合は２
ｋｇ・ｃｍである。なお、トナーＴの厚さの影響は少な
い。また、現像器４内のトナー量が多いとトナー供給ロ
ーラ４Ｂの負荷が増大するから、定性的にはメインモー
タ２Ｍの発生トルクを大きくしなければならない。しか
し、その増大分は、図５に示す如く、非常に小さい。用
紙が搬送中であるか否かによる変動分も非常に小さい。
よって、メインモータ２Ｍの発生トルクに影響する負荷
変動は、感光ドラム２と現像ローラ４Ａとの接触状態の
違いによる場合が一番大きいと理解される。

【００１７】さて、制御部２０は、図１に示す如く、Ｃ
ＰＵ２１，ＲＯＭ２２，ＲＡＭ２３，ビデオデータ変換
チップ２４，ＥＥＰ ＲＯＭ２５，インターフェース２
６，２７等を含み、ホストコンピュータ１００から印字
データＰＤＳを受信すると、これをビットマップデータ
のビデオデータＶＤＳに変換してエンジンコントローラ
３０に伝送する。このビデオデータＶＤＳとともに用紙
サイズ指定や印字用紙枚数指定等も伝送される。

【００１８】エンジンコントローラ３０は、ＣＰＵ３
１，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３，入出力ポート３４，イン
ターフェース３６等を含み，制御部２０から受信したビ
デオデータＶＤＳに基づき、エンジン４０を適時に適量
だけ駆動制御する。エンジン４０は、上記の通り従来例
（図６）と同じとされ、かつ新品交換検出器５０と寿命
カウンタ９とからなる感光ドラム２のドラム寿命管理ユ
ニットが設けられている。

【００１９】このドラム寿命管理ユニットは、ドラムユ
ニット１が本体６に装着された場合に交換されたドラム
ユニット１（感光ドラム２，現像ローラ４Ａ等）が新品
か否かを判別し、新品と判別したときに寿命カウンタ９
を零クリアするとともに、その後に寿命カウンタ９が計
数した印字用紙枚数を監視して感光ドラム２の寿命を管
理するものと形成されている。

【００２０】すなわち、ドラムユニット１内には抵抗ヒ
ューズが格納され、この抵抗ヒューズと新品交換検出器
５０とはドラムユニット１を本体６に装着した場合に電
気的に接続される。ここに、新品交換検出器５０は抵抗
ヒューズが正常であるときに当該ドラムユニット１が新
品であると判別し、寿命カウンタ９を零クリアする。そ
の後に、電流を流して当該抵抗ヒューズを溶断する。一
方、抵抗ヒューズが溶断されている場合は新品でないと
判別し、寿命カウンタ９はクリアしない。

【００２１】また、メインモータ２Ｍは、電源装置１０
０で生成出力されたＤＣ２４Ｖを駆動電源とするステッ
ピングモータから形成され、図１に示す駆動回路６０で
回転制御される。この駆動回路６０は、エンジンコント
ローラ３０とバス接続されたモータ相切替ラッチ回路６
１およびモータ電流制御データ回路６２と，Ｄ／Ａコン
バータ６３と，定電流制御回路６４とからなり、モータ
相切替ラッチ回路６１から定電流回路６４へ回転方向お
よび回転速度を規定するモータ相切替信号Ｐｈが入力さ
れる。また、モータ電流制御データ回路５２は、ＣＰＵ
３１から入力されたトルク値データＴｑをＤ／Ａコンバ
ータ６３へ入力し、このＤ／Ａコンバータ６３でアナロ
グ信号に変換される。つまり、定電流制御回路６４に電
流値Ｉを設定する。

【００２２】ここに、メインモータ２Ｍは、発生トルク
が大小に切替可能とされていることが理解される。この
実施例の場合、図３に示す如く、イニシャル回転（Ｉｎ
ｔ．）時に大きな電流値Ｉｉ（例えば、１Ａ）を設定し
大トルクＴｑｉを発生させ、ウォーミングアップおよび
時刻ｔ１以降の印字運転（Ｎｏｍ．）時に小トルクＴｑ
ｎを発生させるための小さな電流値Ｉｎ（例えば、０．
６Ａ）を設定することができる。

【００２３】かくして、駆動回路６０および電源装置１
００（ＤＣ２４Ｖ分）は、耐電流的および耐熱的に、従
来例に比較して約半分の容量とすることができる。した
がって、大幅なコスト低減，小型・軽量化および印字運
転中の省電力を図れる。

【００２４】ここにおいて、新品検出手段は、上記寿命
管理ユニットの新品交換検出器５０を兼用するものとし
て構築され、新品または非新品の検出結果はＲＡＭ３３
のワークエリアに記憶されるものと形成されている。

【００２５】また、図３に示すイニシャル回転（Ｉｎ
ｔ．）の期間つまり設定時間Ｔは、予めＲＡＭ３２に格
納されている。さらに、この実施例では、上記大電流値
Ｉｉおよび小電流値Ｉｎを定電流制御回路６４へ設定す
るためのトルク値データＴｑ（大トルク用データＴｑ
ｉ，小トルク用データＴｑｎ）もＲＯＭ３２に格納して
ある。

【００２６】発生トルク切替制御手段は、新品検出手段
（５０）で感光ドラム２が新品であると検出（図２のＳ
Ｔ１０のＹＥＳ）されたことを条件に、イニシャル回転
時におけるメインモータ２Ｍの発生トルクを予めセット
された設定時間Ｔ中だけ大きくかつ設定時間Ｔの経過後
（ＳＴ１３のＹＥＳ）に小さく切替える手段で、ＣＰＵ
３１とＲＯＭ３２とから形成され図２のＳＴ１１とＳＴ
１４で実行される。

【００２７】すなわち、新品と判断される（ＳＴ１０の
ＹＥＳ）と、ＣＰＵ３１はＲＯＭ３２に格納されている
大トルク用データＴｑｉを読出してモータ電流制御デー
タ回路６２に出力し、定電流制御回路６４に大電流Ｉｉ
を設定する（ＳＴ１１）。そして、イニシャル回転（Ｓ
Ｔ１２）が設定時間Ｔだけ行われて終了する（ＳＴ１３
のＹＥＳ）と、今度はＲＯＭ３２から小トルク用データ
Ｔｑｎを読出してモータ電流制御回路６２に出力し、定
電流制御回路６４へ小電流Ｉｎを設定（ＳＴ１４）する
ものと形成されている。

【００２８】次に、この実施例の作用を説明する。図６
において、新品のドラムユニット１を本体６に装着し電
源をＯＮさせあるいはカバー７を閉めると、新品交換検
出器５０が新品であると検出し寿命カウンタ９を零クリ
アする。そして、ドラムユニット１内のヒューズ抵抗を
溶断する。したがって、以後当該ドラムユニット１が再
装着される場合があっても新品と検出されることはな
い。

【００２９】このようにして装着されたドラムユニット
１は新品であるから、感光ドラム２と現像ローラ４Ａと
は、図８（Ａ）に示すようにトナーＴ層を介さずに直接
接触している。ここにおいて、新品検出手段（５０）が
新品であると検出する（図２のＳＴ１０のＹＥＳ）と、
発生トルク切替制御手段（３１，３２）は図３に示すよ
うに大電流値Ｉｉ（例えば、１Ａ）でメインモータ２Ｍ
を回転させてその発生トルクを大トルクＴｑｉに切替え
る（ＳＴ１１）。

【００３０】したがって、最初のイニシャル回転（Ｉｎ
ｔ．）時に、感光ドラム２と現像ローラ４Ａとが直接接
触してその摩擦抵抗大きくとも感光ドラム２等々を円滑
に回転できる（ＳＴ１２）。そして、設定時間Ｔが経過
する（ＳＴ１３のＹＥＳ）と、発生トルク切替制御手段
（３１，３２）は図３に示した小電流Ｉｎ（例えば、
０．６Ａ）でメインモータ２Ｍを回転させ小さなトルク
Ｔｑｎに切替える（ＳＴ１４）。この段階では、感光ド
ラム２と現像ローラ４Ａとの間に図８（Ｂ）に示すよう
にトナーＴ層が介在するので、その摩擦抵抗は半減され
ているから、小さなトルクＴｑｎでも円滑に回転でき
る。すなわち、図３に２点鎖線で示した従来例（Ｉｉ）
よりも大幅に省電できる。

【００３１】また、軽負荷に大きなトルクＴｑｉを加え
ないので、低騒音である。なお、新品でない場合（ＳＴ
１０のＮＯ）は、最初からメインモータ２Ｍの発生トル
クを小さなトルクＴｑｎとする。すなわち、２回目以降
はこの運転となる。

【００３２】かくして、ＣＰＵ３１はウォーシングアッ
プ（ＳＴ１５）をさせ、しかる後の時刻ｔ１において制
御部２０から印字指令を受ける（ＳＴ１６のＹＥＳ）
と、エンジン４０を駆動制御して印字処理する。なお、
印字処理が終了し、その後に電源を再投入して再びイニ
シャル回転をする場合、今度はＳＴ１０でＮＯ判別され
るから、小トルクＴｑｎのままでよい。

【００３３】しかして、この実施例によれば、メインモ
ータ２Ｍの発生トルクを大小切替運転可能に形成し、新
品検出手段（５０）と発生トルク切替制御手段（３１，
３２）とを設け、感光ドラム２と現像ローラ４Ａとがト
ナーＴ層を介さずに直接接触するイニシャル回転時には
発生トルクを大きく、トナーＴ層を介して間接接触する
場合には発生トルクを小さく自動切替する構成とされて
いるので、メインモータ２Ｍ，駆動回路６０，電源装置
１００の小型・軽量化，コスト低減を達成できるととも
に印字運転中の省電を図れる。

【００３４】また、メインモータ２Ｍを大トルクで回転
するイニシャル回転時間（設定時間Ｔ）は小トルクで回
転する通常の印字運転時間に比較して非常に短い。しか
も、感光ドラム２の直径は益々小型となってきた。した
がって、イニシャル回転の設定時間Ｔを例えば数十秒と
することができるから、メインモータ２Ｍ，駆動回路６
０，電源装置（ＤＣ２４Ｖ分）１００を、小トルク用の
ものとし、只１回のイニシャル回転時だけ一時的オーバ
ーロードでしのぐことも可能となるから、一段と低コス
トで小型化できる。

【００３５】また、軽負荷に大きなトルク発生電源で駆
動することがなくなるから、低騒音運転できる。

【００３６】新品検出手段がドラム寿命管理ユニットの
新品交換検出器５０を兼用するものとされているので、
低コストで具体化容易である。

【００３７】また、メインモータ２Ｍがステッピングモ
ータから形成され、かつ駆動回路６０がモータ相切替ラ
ッチ回路６１とモータ電流制御データ回路６２とを含み
回転スピードと発生トルクとを別個に設定できるから、
トルク切替運転をしても感光ドラム２上への静電潜像の
形成や用紙搬送にいささかの不具合も生じさせず高画質
印字を維持できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、メインモータの発生ト
ルクを大小切替運転可能に形成し、新品検出手段と発生
トルク切替制御手段とを設け、感光ドラムと現像ローラ
とがトナー層を介さずに直接接触するイニシャル回転時
には発生トルクを大きく、トナー層を介して間接接触す
る場合には発生トルクを小さく自動的に切替える構成と
されているので、メインモータ，駆動回路，電源装置の
小型・軽量化，コスト低減を達成できるとともに印字運
転中の消費電力を大幅に削減できる。また、低騒音運転
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】同じく、切替動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図３】同じく、発生トルク切替動作を説明するための
図である。

【図４】同じく、ニップにおけるトナー層の厚さと必要
トルクとの関係を説明するための図である。

【図５】同じく、現像器内のトナー量と必要トルクとの
関係を説明するための図である。

【図６】従来例を説明するための側面図である。

【図７】従来の発生トルク一定運転を説明するための図
である。

【図８】本発明および従来例における感光ドラムと現像
ローラとの接触状態を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ドラムユニット ２ 感光ドラム ２Ｍ メインモータ ４ 現像器 ４Ａ 現像ローラ ４Ｂ トナー供給ローラ ５ ケース ６ 本体 ９ 寿命カウンタ １０ 電子写真装置 ２０ 制御部 ３０ エンジンコントローラ ３１ ＣＰＵ（発生トルク切替制御手段） ３２ ＲＯＭ（発生トルク切替制御手段） ３３ ＲＡＭ ４０ エンジン ５０ 新品交換検出器（新品検出手段） ６０ 駆動回路 ６１ モータ相切替ラッチ回路 ６２ モータ電源制御データ回路 ６３ Ｄ／Ａコンバータ ６４ 定電流制御回路 Ｔ 設定時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインモータで回転駆動される感光ドラ
   ムと現像ローラとが所定ニップを形成するように接触配
   設された電子写真装置において、 前記メインモータの発生トルクを大小切替運転可能に形
   成し、前記感光ドラムが新品に交換されたことを検出す
   る新品検出手段と、この新品検出手段で感光ドラムが新
   品であると検出されたことを条件にイニシャル回転時に
   おける前記メインモータの発生トルクを予めセットされ
   た設定時間中だけ大きくかつ設定時間経過後に小さく切
   替える発生トルク切替制御手段とを設けた、ことを特徴
   とする電子写真装置。