画像形成装置、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
【課題】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等を提供する。
【解決手段】電源に接続されて、駆動対象物を駆動制御するクラッチ４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１と、前記クラッチ４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１とを備えており、前記制御手段１は、前記クラッチ４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。
【解決手段】電源に接続されて、駆動対象物を駆動制御するクラッチ４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１と、前記クラッチ４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１とを備えており、前記制御手段１は、前記クラッチ４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。
【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、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。
【０００３】
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。
【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、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。
【０００８】
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。
【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、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。
【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）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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【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】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。
【図４】従来のクラッチ制御方法の説明図である。
【図５】この実施形態におけるクラッチ制御方法の説明図である。
【図６】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７】用紙情報に基づいて決定されたＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比テーブルを示す図である。
【図８】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。
【図９】現像ローラをクラッチ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。
【図１０】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。
【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。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。
【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。
【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。
【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、定着器１０８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】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）。
【００４５】
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。
【００４６】
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）。
【００４７】
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。
【００４８】
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）。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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）。
【００７０】
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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
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
【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、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。
【０００３】
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。
【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、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。
【０００８】
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。
【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、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。
【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）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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【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】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。
【図４】従来のクラッチ制御方法の説明図である。
【図５】この実施形態におけるクラッチ制御方法の説明図である。
【図６】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７】用紙情報に基づいて決定されたＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比テーブルを示す図である。
【図８】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。
【図９】現像ローラをクラッチ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。
【図１０】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。
【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。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。
【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。
【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。
【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、定着器１０８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】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）。
【００４５】
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。
【００４６】
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）。
【００４７】
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。
【００４８】
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）。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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）。
【００７０】
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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
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
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項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請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項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請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項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請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項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請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３５９７５（Ｐ２０１２−３５９７５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８１７５（Ｐ２０１０−１７８１７５）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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