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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−11195(P2007−11195A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−194846(P2005−194846)
出願日 平成17年7月4日(2005.7.4)
代理人 【識別番号】110000039
【氏名又は名称】特許業務法人アイ・ピー・エス
発明者 河北 恭一
要約 課題
ヒータの異常加熱時に、ヒータへの電力供給を確実に遮断できる画像形成装置を提供する。

解決手段
障害がスイッチ素子120に発生し、ヒータ108の温度が上限温度Tuを超えた場合には、強制スリープ回路128は、エンジン制御部112を介して、温度信号Vsがしきい値Vrefを下回ったことを検知して、電圧供給部106に対して、スリープ電源制御信号がローである状態と同等の信号を出力する。このため、画像形成装置10はスリープモードに移行し、電圧供給部106は、直流電圧V2,V3をオフとして、ヒータ108への通電が、リレー118により遮断される。よって、ヒータ108の温度が下がる。強制スリープ回路128は、比較器、フリップフロップ、トランジスタ等のハードウェアにより構成される。
特許請求の範囲
【請求項1】
記録媒体上のトナー像を加熱定着するための加熱手段と、
この加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
一定時間使用されていない場合にスリープ信号を出力して、前記加熱手段への通電を含めて遮断するスリープモード設定手段と、
前記温度検出手段により異常加熱を検出した場合、強制的にスリープ信号を出力したのと同じ状態としてスリープモードに移行させる強制スリープ回路と
を有する画像形成装置。
【請求項2】
前記スリープモード設定手段は、前記強制スリープ回路によりスリープモードに移行されることを検出する
請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記スリープモード設定手段は、通信の出力及び入力の少なくともいずれか一方が遮断された場合に、前記強制スリープ回路によりスリープモードに移行されたと判断する
請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記スリープモード設定手段は、前記強制スリープ回路から出力される信号を監視する
請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記スリープモード設定手段は、電源から供給される電圧を監視する
請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記強制スリープ回路は、スリープモードを維持するラッチ回路を有する
請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記スリープモード設定手段が、前記強制スリープ回路によりスリープモードに移行されたことを検出した場合に、その旨を表示する表示手段をさらに有する
請求項2乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記加熱手段に接続され、スリープモードに移行された場合に、前記加熱手段への供給電力を遮断するスイッチ素子をさらに有する
請求項1乃至7のいずれか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、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の画像形成装置は、記録媒体上にトナー像を加熱定着するためのヒータを備えている。ヒータは、構成部品の故障等により制御不能になることがあり、異常加熱し発煙や発火を引き起こす場合がある。
特許文献1では、定着器が温度異常になったとき、装置制御部が、温度異常を検出し、電源出力をオフに制御して、定着器への電力供給を遮断することが開示されている。
また、特許文献2では、装置のエラー検知時にスリープモードに移行し、エラー時の消費電力を低減する手法が開示されている。
さらに、特許文献3では、異常状態が解除されると、省エネモードから復帰する手法が開示されている。
【0003】
しかしながら、特許文献1に開示された手法では、ヒータの制御異常が、CPUの暴走により引き起こされている場合には、正常な制御が不能になっているため、電源オフが確実に制御されることができなくなる場合があった。また、CPUが正常である状態においても、温度異常か否かの判断はソフトウェアによりなされるので、ソフトウェア処理が電源制御指令を出すまでに時間がかかることもある。
また、特許文献2及び特許文献3に開示された手法はいずれも、装置エラー時の省エネを主目的とし、装置制御部が省エネモードへの移行を制御しているので、ソフトウェアが暴走した場合には、スリープモードへの移行がなされない可能性があった。また、定着器の異常など発火発煙に至るような場合において、異常検知からスリープモードに入るまで、ソフトウェア処理が時間を要することもある。
【0004】
【特許文献1】特開2004−252192号公報
【特許文献2】特開2001−232906号公報
【特許文献3】特開2004−170560号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、ヒータの異常加熱時に、ヒータへの電力供給を確実に遮断する画像形成装置を提供す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、本発明にかかる画像形成装置は、記録媒体上のトナー像を加熱定着するための加熱手段と、この加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、一定時間使用されていない場合にスリープ信号を出力して、前記加熱手段への通電を含めて遮断するスリープモード設定手段と、前記温度検出手段により異常加熱を検出した場合、強制的にスリープ信号を出力したのと同じ状態としてスリープモードに移行させる強制スリープ回路とを有する。
【0007】
好適には、前記スリープモード設定手段は、前記強制スリープ回路によりスリープモードに移行されることを検出する。
好適には、前記スリープモード設定手段は、通信の出力及び入力の少なくともいずれか一方が遮断された場合に、前記強制スリープ回路によりスリープモードに移行されたと判断する。
【0008】
好適には、前記スリープモード設定手段は、前記強制スリープ回路から出力される信号を監視する。
好適には、前記スリープモード設定手段は、電源から供給される電圧を監視する。
【0009】
好適には、前記強制スリープ回路は、スリープモードを維持するラッチ回路を有する。
好適には、前記スリープモード設定手段が、前記強制スリープ回路によりスリープモードに移行されたことを検出した場合に、その旨を表示する表示手段をさらに有する。
好適には、前記加熱手段に接続され、スリープモードに移行された場合に、前記加熱手段への供給電力を遮断するスイッチ素子をさらに有する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ヒータの異常加熱時に、ヒータへの電力供給を確実に遮断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置10を示す。画像形成装置10は、画像形成装置本体12を有し、この画像形成装置本体12の上部に回動支点14を中心に回動自在の開閉カバー16が設けられていると共に、この画像形成装置本体12の下部に例えば1段の給紙ユニット18が配置されている。
【0012】
給紙ユニット18は、給紙ユニット本体20と、用紙が収納される給紙カセット22とを有する。給紙カセット22の奥端近傍上部には、給紙カセット22から用紙を供給するフィードロール24、及び、供給される用紙を1枚ずつ捌くリタードロール26が配置されている。
【0013】
搬送路28は、フィードロール24から排出口30までの用紙通路であり、この搬送路28は、画像形成装置本体12の裏側(図1の右側面)近傍にあって、給紙ユニット18から後述する定着装置90まで略垂直に形成されている。この搬送路28の定着装置90の上流側に後述する二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72とが配置され、二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72の上流側にレジストロール32が配置されている。また、搬送路28の排出口30の近傍には排出ロール34が配置されている。
【0014】
したがって、給紙ユニット18の給紙カセット22からフィードロール24により送り出された用紙は、リタードロール26により捌かれて最上部の用紙のみ搬送路28に導かれ、レジストロール32により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が定着装置90により定着され、排出ロール34により排出口30から開閉カバー16の上部に設けられた排出部36へ排出される。この排出部36は、排出口部分が低く、正面方向(図1の左方向)に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。
【0015】
画像形成装置本体12には、例えば略中央部にロータリ現像装置38が配置されている。ロータリ現像装置38は、現像器本体40内にイエロー(Yellow)、マゼンタ(Magenta)、シアン(Cyan)及び黒(Black)の4色のトナー像をそれぞれ形成する現像器42を有し、ロータリ現像装置中心44を中心として左回り(図1において反時計回り)に回転する。現像器42それぞれは、現像ロール46を有する。
【0016】
ロータリ現像装置38には、例えば感光体からなる像担持体50が当接するように配置されており、現像ロール46は、像担持体50に当接していない状態で、それぞれの外周の一部が現像器本体40の外周から半径方向に、例えば2mm突出している。また、現像ロール46それぞれの両端には、現像ロール46の直径よりもわずかに大きい直径のトラッキングロール(図示せず)が現像ロール46と同軸で回転するように設けられている。つまり、現像器42の現像ロール46は、ロータリ現像装置中心44を中心として、それぞれ90°の間隔で現像器本体40の外周に配置され、現像ロール46のトラッキングロールが像担持体50の両端に設けられたフランジ(図示せず)に当接し、現像ロール46と像担持体50との間に所定の隙間を形成しつつ、像担持体50上の潜像をそれぞれの色のトナーで現像する。
【0017】
ロータリ現像装置38の下方には、像担持体50にレーザ光などの光線により潜像を書き込む露光装置60が配置されている。また、ロータリ現像装置38の上方には、ロータリ現像装置38によって可視化されたトナー像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置62が設けられている。
【0018】
中間転写装置62は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体64、一次転写ロール66、ラップインロール68、ラップアウトロール70、二次転写バックアップロール72、スクレーパバックアップロール74及びブラシバックアップロール76から構成される。中間転写体64は、例えば弾性を有し、ロータリ現像装置38の上方で長辺と短辺とを有するように略扁平に張られている。中間転写体64の上面側の長辺は、例えば画像形成装置本体12の上部に設けられた排出部36に対して略平行となるように張られている。また、中間転写体64は、該中間転写体64の長辺下方で一次転写ロール66の上流に配置されたラップインロール68と、一次転写ロール66の下流に配置されたラップアウトロール70との間で像担持体50にラップ状に当接する一次転写部(像担持体ラップ領域)を有し、像担持体50に所定の範囲だけ巻きついて、像担持体50の回転に従動する。このように、中間転写体64は、一次転写ロール66によって像担持体50上のトナー像を例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール80に向けて搬送する。
なお、ラップインロール68及びラップアウトロール70は、像担持体50から離間している。
【0019】
さらに、中間転写体64の裏側(図1の右側面)には、ラップアウトロール70及び二次転写バックアップロール72により、平面部(短辺)が形成されており、この平面部が二次転写部となって搬送路28に臨むようにされている。
なお、二次転写部において、中間転写体64と搬送路28との間が、例えば12°の角度になるように、ラップアウトロール70は配置されている。
【0020】
スクレーパバックアップロール74は、二次転写後に中間転写体64に残留するトナーを後述するスクレーパ84が掻き取ることを補助し、ブラシバックアップロール76は、二次転写後に中間転写体64に残留するトナーを後述するブラシロール86が掻き取ることを補助する。
【0021】
中間転写装置62の二次転写バックアップロール72には、搬送路28を挟んで二次転写ロール80が対峙している。つまり、二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72との間が二次転写部における二次転写位置となっており、二次転写ロール80は、二次転写バックアップロール72の補助により、中間転写体64に一次転写されたトナー像を二次転写位置で用紙に二次転写する。ここで、二次転写ロール80は、中間転写体64が3回転する間、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの3色のトナー像を搬送する間は中間転写体64から離間しており、黒のトナー像が転写されると中間転写体64に当接するようにされている。
【0022】
中間転写体64の反像担持体側端には、中間転写体用クリーナ82が当接するように設けられている。中間転写体用クリーナ82は、例えば二次転写後に中間転写体64に残留するトナーを掻き取ってクリーニングするスクレーパ84、スクレーパ84によるクリーニング後に残ったトナーをさらに掻き取るブラシロール86、スクレーパ84及びブラシロール86によって掻き取られたトナーを回収するトナー回収ボトル88から構成される。スクレーパ84は、例えばステンレスの薄板からなり、トナーとは逆極性の電圧がかけられている。ブラシロール86は、例えば導電性の処理がなされたアクリルなどのブラシからなる。また、中間転写体64がトナー像を搬送する間は、スクレーパ84及びブラシロール86は、中間転写体64から離間しており、所定のタイミングでこれらが一体となって中間転写体64に当接するようにされている。
【0023】
二次転写位置の上方には、定着装置90が配置されている。定着装置90は、加熱ロール92と、加圧ロール94とを有し、二次転写ロール80及び二次転写バックアップロール72により用紙に二次転写されたトナー像を用紙に定着させ、排出ロール34に向けて搬送する。加熱ロール92は、後述するヒータ108により、定着に適した温度に加熱される。
【0024】
電源制御部100は、上述した装置に対して電力を供給して、装置それぞれを駆動させる。また、画像形成装置10が一定時間使用されていない場合には、電源制御部100は、出力する一部の電圧を低下させて、画像形成装置10の状態を低消費電力状態に移行させる。電源制御部100は、画像形成装置本体12の内部及び外部近傍における所定の環境に応じて、低消費電力状態に移行させる。特に、電源制御部100は、後述するヒータ108の温度を検出し、検出された温度に応じて、出力する電圧を変化させる。なお、低消費電力状態は、スリープモードと称される場合があり、後述するプリントモード及び待機モードと区別される。
【0025】
操作部122は、画像形成装置10の制御情報や指示情報などを表示すると共に、指示情報などのユーザによる入力を受入れる。操作部122は、例えばタッチパネルなどのユーザインターフェイス装置により構成される。なお、操作部122は、スイッチなどの入力のみを受入れるものであってもよいし、表示などの出力のみを行うものであってもよく、これらを組合わせたものであってもよい。
【0026】
図2は、電源制御部100の詳細な構成を示す。
図2に示すように、電源制御部100は、交流電源102、この交流電源とメインスイッチ104を介して接続されている電圧供給部106、定着装置90内に配置されているヒータ108、このヒータ108の一端とメインスイッチ104との間に接続されているリレー118、ヒータ108の他端とメインスイッチ104との間に接続されているスイッチ素子120、ヒータ108の近傍に配置されている温度検出部110、この温度検出部110から出力される信号を入力するエンジン制御部112、このエンジン制御部112と協調して電圧供給部106を制御するプリンタコントローラ114、エンジン制御部112の制御により装置それぞれを駆動する装置駆動部116、及び温度検出部110から出力されてエンジン制御部112を介して入力される信号に応じて動作する強制スリープ回路128を含む。また、プリンタコントローラ114はCPU124を含み、エンジン制御部112はCPU126を含む。
【0027】
交流電源102は、電圧供給部106及びヒータ108に対して交流電圧を供給する。メインスイッチ104は、オン状態(導通状態)又はオフ状態(非導通状態)に切り替えられ、交流電源102から電圧供給部106及びヒータ108への通電を遮断する。
【0028】
電圧供給部106は、交流電源102から供給される交流電圧に基づいて、直流電圧を生成し、画像形成装置10において直流電圧を必要とする各構成要素に対して、直流電圧を供給する。電圧供給部106は、画像形成装置10の構成要素に応じて、複数の直流電圧を出力する。電圧供給部106は、プリンタコントローラ114に対して直流電圧V1を供給し、エンジン制御部及び装置駆動部116に対して直流電圧V2を供給し、装置駆動部116に対して直流電圧V3を供給する。電圧供給部106は、プリンタコントローラ114又は強制スリープ回路128からの信号に応じて、直流電圧V2,V3を変化させる。電圧供給部106は、直流電圧V1,V2,V3をオン又はオフの状態とし、オンである場合に所定の電圧を出力する。電圧供給部106は、例えば、ダイオードブリッジ及びコンデンサを備える。
なお、画像形成装置10のモードは、電圧供給部106により供給される直流電圧V1,V2,V3の組み合わせに対応する。画像形成装置10のモードと直流電圧V1,V2,V3の組み合わせとの関係は、後で詳述する。
【0029】
ヒータ108は、加熱ロール92を加熱し、記録媒体上にトナー像を定着させ、加熱手段を構成する。
温度検出部110は、ヒータ108の温度を検出し、エンジン制御部112に対して、検出された温度に対応する温度信号Vsを出力する。温度検出部110は、例えば、サーミスタで構成される。
【0030】
リレー118は、電圧供給部106から駆動電圧を供給されて動作するスイッチ素子である。リレー118の駆動電圧は、直流電圧V3である。リレー118は、直流電圧V3がオンである場合に、交流電源102からヒータ108への供給電力を通電し、直流電圧V3がオフである場合に、供給電力を遮断する。なお、リレー118は、例えば、ソリッドステートリレー、トライアック又はその他のスイッチ素子であってもよい。
スイッチ素子120は、エンジン制御部112の制御により、開状態(非導通状態)又は閉状態(導通状態)に切り替わり、ヒータ108への通電を制御する。スイッチ素子120は、例えば、トライアックで構成される。
【0031】
エンジン制御部112は、温度検出部110から入力された温度信号Vsに基づいて、スイッチ素子120を制御して、ヒータ108の発熱量を制御して、加熱ロール92の表面温度が定着に適した温度になるように制御する。より具体的には、エンジン制御部112は、温度信号Vsから算出される温度が予め設定された目標温度Tl以下である場合には、スイッチ素子120を閉状態にして、ヒータ108への交流電源を通電させ、温度信号Vsから算出される温度が予め設定された目標温度Tuを超える場合には、スイッチ素子120を開状態にして、ヒータ108への通電を遮断させる。エンジン制御部112は、電圧供給部106から駆動電圧として直流電圧V2を供給されて動作する。
【0032】
エンジン制御部112のCPU126は、上述した動作を行うプログラムを実行し、温度制御をソフトウェアにより実現する。CPU126は、プリンタコントローラ114との間で所定の情報の入出力を行い、装置駆動部116を制御するプログラムを実行する。なお、CPU126には、温度信号Vsが、適宜、アナログ-デジタル変換されて入力される。
また、エンジン制御部112には、抵抗R1が設けられており、エンジン制御部112は、強制スリープ回路128に対して、温度検出部110から入力された温度信号Vsを出力する。
【0033】
プリンタコントローラ114は、操作部122又は外部のパーソナルコンピュータ(不図示)からの指示に基づいて、電圧供給部106に対して出力するスリープ電源制御信号を制御する。より具体的には、プリンタコントローラ114は、外部のパーソナルコンピュータ等からのプリント信号を待ち受け、プリント信号を受け付けると、スリープ電源制御信号をハイ(HI)にする。プリンタコントローラ114は、紙等の記録媒体へのプリント動作の終了後、次の信号を受け付ける前に、予め設定された一定時間が経過すると、スリープ電源制御信号をLOW(ロー)にする。プリンタコントローラ114のCPU124は、上述した動作を行うプログラムを実行し、スリープ電源制御信号の制御をソフトウェアにより実現する。また、プリンタコントローラ114は、電圧供給部106から駆動電圧として直流電圧V1を供給されて動作する。このようにして、プリンタコントローラ114は、スリープモード設定手段を構成する。
なお、スリープ電源制御信号のハイ並びにローと、画像形成装置10のモードとの関係は、後で詳述する。
【0034】
また、プリンタコントローラ114は、画像形成装置10が、プリンタコントローラ114による契機とは異なる契機により、スリープモードに移行したことを検出する。具体的には、プリンタコントローラ114は、後述する強制スリープ回路128によりスリープモードに移行されることを検出する。例えば、プリンタコントローラ114は、エンジン制御部112との通信の出力及び入力の少なくともいずれか一方が遮断された場合に、強制スリープ回路128によりスリープモードに移行されたと判断する。また、プリンタコントローラ114は、強制スリープ回路128から出力される信号を監視して、スリープモードに移行されたことを検出してもよい。さらに、プリンタコントローラ114は、電圧供給部106から供給される電圧を監視することにより、スリープモードへの移行を検出してもよい。プリンタコントローラ114は、画像形成装置10が強制スリープ回路128によりスリープモードに移行されたことを検出した場合に、操作部122にその旨を表示させてもよい。
【0035】
装置駆動部116は、電圧供給部106から駆動電圧として直流電圧V2及びV3を供給され、エンジン制御部112の制御に基づいて、所定の電圧で各構成要素を駆動する。装置駆動部116は、例えば、モータ、高圧電源又はファンを駆動する。
【0036】
強制スリープ回路128は、異常加熱が温度検出部110により検出された場合に、強制的にスリープ信号を出力したのと同じ状態としてスリープモードに移行させるハードウェアである。より具体的には、強制スリープ回路128は、エンジン制御部112から入力される温度信号Vsを受け付けて、温度信号Vsが予め設定されたしきい値Vrefより小さくなった場合に、電圧供給部106に対して、スリープ電源制御信号がローである状態と同等の信号を出力する。なお、強制スリープ回路128は、電圧供給部106から駆動電圧として直流電圧V1を供給されて動作する。
【0037】
図3は、強制スリープ回路128の詳細な回路図である。
図3に示すように、強制スリープ回路128は、比較器130、フリップフロップ132及びリセット回路134を有する。
比較器130は、予め設定されたしきい値Vrefと、エンジン制御部112から入力される温度信号Vsとを入力し、これらの値を比較した結果に基づいて、出力値を決定する。温度信号Vsがしきい値Vref以上である場合には、比較器130は、フリップフロップ132に対して、ロー(LOW)信号を出力する。温度信号Vsがしきい値Vrefより小さい場合には、比較器130は、フリップフロップ132に対して、ハイ(HI)信号を出力する。なお、しきい値Vrefは、電圧V1を上限として、抵抗R2及び抵抗R3により所定値に設定される。
【0038】
フリップフロップ132は、例えばSRフリップフロップであって、比較器130から出力された信号と、後述するリセット回路134から出力された信号とを入力し、トランジスタTr1に対して、次の状態の信号を出力する。フリップフロップ132は、比較器130からハイ信号を入力すると、次の状態では出力をハイにセットし、リセット回路134からハイ信号を入力すると、次の状態では出力をローにリセットする。また、フリップフロップ132は、比較器130及びリセット回路134からロー信号を入力すると、次の状態では前の状態を同じ信号を出力し、比較器130及びリセット回路134からハイ信号を入力すると、ドントケアとする。このため、フリップフロップ132は、比較器130からハイ信号を入力すると出力をハイにセットし、リセット回路134からハイ信号を入力するまで、出力をハイに維持する。このようにして、フリップフロップ132は、スリープモードを維持するラッチ回路を構成する。なお、抵抗R6は、任意の抵抗値を有する抵抗である。
【0039】
トランジスタTr1は、フリップフロップ132からハイ信号の場合にはオン状態になり、ロー信号の場合にはオフ状態になる。トランジスタTr1は、オン状態である間、電圧供給部106に対して、スリープ電源制御信号がローである状態と同等の信号を出力する。
【0040】
リセット回路134は、抵抗R4,R5、コンデンサC1、トランジスタTr2を有する。リセット回路134は、メインスイッチ104がオン状態にされたときに、抵抗R5とコンデンサC1の時定数により決定される時間の間、フリップフロップ132に対して、ハイ信号を出力して、フリップフロップ132の出力をローにリセットする。このため、フリップフロップ132の出力は、ローに初期化される。
【0041】
図4は、画像形成装置10のモード、スリープ電源制御信号、及び電圧供給部106により供給される直流電圧の関係を示す図である。
図4に示すように、画像形成装置10は、プリントモード、待機モード及びスリープモードのいずれかの状態にある。画像形成装置10は、スリープ電源制御信号がハイである場合には、プリントモード又は待機モードであり、スリープ電源制御信号がローである場合には、スリープモードである。また、画像形成装置10がプリントモード又は待機モードである場合に、スリープ電源制御信号がローになると、画像形成装置10はスリープモードに切り替わり、画像形成装置10がスリープモードである場合に、スリープ電源制御信号がハイになると、画像形成装置10はプリントモード又は待機モードに切り替わる。電圧供給部106は、画像形成装置10がプリントモード又は待機モードである場合には、直流電圧V1,V2,V3の全てをオンとし、画像形成装置10がスリープモードである場合には、直流電圧V1のみをオンとし、V2,V3をオフとして、直流電圧V2,V3を低電力状態とする。例えば、直流電圧V1,V2,V3は、オンである場合には、それぞれ3.3ボルト、5ボルト、24ボルトである。
【0042】
図5は、温度信号Vsとヒータ108近傍の温度との関係を示す図である。
図5に示すように、温度信号Vsは、ヒータ108近傍の温度が上がると単調に減少し、温度が下がると単調に上昇する。Vsが予め設定されたしきい値Vlより大きい(温度が目標温度Tlより小さい)場合には、ヒータ108が加熱されて、温度が上がりVsは小さくなる。逆に、Vsが予め設定されたしきい値Vuより小さい(温度が目標温度Tuより大きい)場合には、ヒータ108への通電が遮断されて、温度が下がりVsは大きくなる。
【0043】
温度制御が正常になされない状態に陥った場合、温度信号Vsがしきい値Vuよりも小さくなったとしても、ヒータ108への通電が遮断されない。例えば、スイッチ素子120が故障した場合、CPU126に障害が発生した場合、又はCPU126で実行されるプログラムが暴走した場合である。この場合には、温度信号Vsが、しきい値Vrefより小さくなることがある。即ち、ヒータ108近傍の温度がしきい値温度Thを上回る。このとき、強制スリープ回路128が、電圧供給部106に対して、スリープ電源制御信号がローである状態と同等の信号を出力して、画像形成装置10をスリープモードに移行させ、ヒータ108への通電が、リレー118により遮断される。
【0044】
次に上記実施形態の作用について説明する。
メインスイッチ104がオンにされると、画像形成装置10はプリント/待機モードに移行する。プリント/待機モードでは、直流電圧V1,V2,V3は全てオンに設定される。リレー118は、直流電圧V3を供給されて、交流電源102からヒータ108への供給電力を通電する。ヒータ108は、交流電圧を供給されて温度制御され、加熱ロール92を加熱する。ここで、プリント信号が、操作部122又は外部のコンピュータからプリンタコントローラ114に対して入力されると、画像形成装置10はプリント動作を行う。
【0045】
プリント信号が送られると、像担持体50が一様に帯電され、この帯電された像担持体50には、画像信号に基づいて露光装置60から光線が出射される。露光装置60からの光線は、像担持体50の表面を露光し、潜像が形成される。露光装置60により形成された像担持体50の潜像は、ロータリ現像装置38によってイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像を現像され、中間転写体64に重ねて一次転写される。
【0046】
一方、給紙信号等により、給紙カセット22に収納された用紙は、フィードロール24により送り出され、リタードロール26により捌かれて搬送路28に導かれ、レジストロール32により一時停止され、タイミングをとって二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72との間に導かれる。用紙が二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72との間に導かれると、中間転写体64に一次転写されているトナー像が二次転写ロール80と二次転写バックアップロール72とによって用紙に二次転写される。
【0047】
トナー像を転写された用紙は、定着装置90に導かれ、加熱ロール92と加圧ロール94とによる熱と圧力とによって、トナー像を定着される。トナー像が定着した用紙は、排出ロール34により排出口30から排出部36へ排出される。
【0048】
図6は、画像形成装置10の正常時のモード移行動作を示すタイムチャートである。
図6に示すように、t1において、画像形成装置10は、プリントモードでプリント処理を行う。t2において、画像形成装置10は、プリント処理を終了すると、プリントモードから待機モードに移行する。画像形成装置10は、待機モードでは、プリントモードに比べて小さい電力値で動作する。このとき、スリープ電源制御信号は、ハイのままである。
画像形成装置10は、待機モードの状態でプリント信号を入力せずに所定の時間tbを経過すると、スリープモードに移行する。一方、時間ta(<tb)が、画像形成装置10が待機モードに移行してから経過したときに、プリント信号が画像形成装置10に入力されると、画像形成装置10は再びプリントモードに移行する。
【0049】
t3において、画像形成装置10は、プリント信号を入力して、待機モードからプリントモードに移行する。
t4において、画像形成装置10は、プリント動作を終了して、プリントモードから待機モードに移行する。
【0050】
画像形成装置10が、待機モードでプリント信号を入力せずに、時間tbが経過すると、t5において、プリンタコントローラ114がスリープ電源制御信号をローにすることにより、画像形成装置10はスリープモードに移行する。スリープモードでは、直流電圧V2,V3がオフとなり、消費される平均電力値は、より小さくなる。
【0051】
t6において、プリント信号が外部のパーソナルコンピュータ等から入力されると、プリンタコントローラ114がスリープ電源制御信号をハイにすることにより、画像形成装置10はプリントモードに移行し、直流電圧V2,V3がオンとなり、各装置が駆動されて、プリント処理がなされる。
【0052】
図7は、ヒータ温度の制御動作を示すタイミングチャートである。
図7に示すように、t10において、メインスイッチ104がオンにされると、t11において、フリップフロップ132の入力Rは、リセット回路134からハイ信号を入力し、フリップフロップ132の出力は、ローにリセットされる。このため、強制スリープ回路128は、スリープ電源制御信号がローである状態と同等の信号を出力することを停止するので、電圧供給部106は、ハイ状態であるスリープ電源制御信号を入力する。したがって電圧供給部106は、直流電圧V1,V2,V3の全てをオンにする。直流電圧V3がオンにされたことにより、リレー118もまたオンとなり、交流電源102からヒータ108への供給電力を通電する。
【0053】
t12において、エンジン制御部112がスイッチ素子120を閉状態(導通状態)にして、交流電圧がヒータ108に供給されると、ヒータ108の温度が上昇し始める。以降、ヒータ108の温度は、温度検出部110により検出される温度信号Vsに基づいて、上限温度をTu、下限温度をTlとして制御される。
t13において、ヒータ108の温度が上限温度Tuを超えると、エンジン制御部112が、温度信号Vsがしきい値Vuを下回ったことを検知して、スイッチ素子120を制御する。スイッチ素子120は、エンジン制御部112により制御されて、開状態(非導通状態)に切り替わる。このため、ヒータ108への通電が制御されて、ヒータ108の温度は低下し始める。
【0054】
t14において、ヒータ108の温度が下限温度Tlを下回ると、エンジン制御部112が、温度信号Vsがしきい値Vlを超えたことを検知して、スイッチ素子120を制御する。スイッチ素子120は、エンジン制御部112により制御されて、閉状態(導通状態)に切り替わる。このため、交流電圧がヒータ108に対して再び供給されて、ヒータ108の温度は上昇し始める。
このようにして、ヒータ108の温度は、正常温度の範囲内で制御され、画像形成装置10は、所定のモードに移行しながら、プリント動作を行う。
【0055】
t15において、障害が、スイッチ素子120に発生する。なお、障害が、エンジン制御部112のCPU126に発生した場合であっても、また、CPU126上で動作するプログラムの暴走に起因した場合であっても、本実施例と同様の処理がなされる。
障害発生後、ヒータ108の温度が上限温度Tuを超えた場合には、スイッチ素子120は、エンジン制御部112の制御に基づいて適切にヒータ108の温度を制御しないことがある。このため、ヒータ108の温度は、上限温度Tuを超えることになる。
【0056】
t16において、ヒータ108の温度がしきい値温度Thを超えると、強制スリープ回路128は、エンジン制御部112を介して、温度信号Vsがしきい値Vrefを下回ったことを検知する。より具体的には、強制スリープ回路128の比較器130は、温度信号Vsがしきい値Vrefを下回るので、フリップフロップ132に対して、ハイ信号を出力する。フリップフロップ132は、比較器130からハイ信号を入力するので、出力をハイにセットする。ハイ信号が、トランジスタTr1に対して入力されると、スリープ電源制御信号がローである状態と同等の信号が、トランジスタTr1から電圧供給部106に対して出力される。その後、画像形成装置10はスリープモードに移行し、直流電圧V2,V3がオフとなって、ヒータ108への通電が、リレー118により遮断される。このため、ヒータ108の温度が下がる。
また、強制スリープ回路128はメインスイッチ104がオフ、オンされリセット回路134によりフリップフロップ132がリセットされるまで、通電が遮断された状態は維持される。
このようにして、画像形成装置10は、不測の障害が発生した場合においても、ヒータ108に対する電源供給を遮断することができ、安全性を一層向上することができる。
【0057】
また、プリンタコントローラ114が、強制スリープ回路128によりスリープモードに移行されたことを検出して、その旨を操作部122に表示する。プリンタコントローラ114は、電圧供給部106から供給される直流電圧を監視しているので、スリープモードに強制的に移行されたことを検出できる。なお、プリンタコントローラ114は、エンジン制御部112との通信の出力及び入力又はこれらのいずれか一方が遮断された場合に、強制スリープ回路128によりスリープモードに移行されたことを検出してもよいし、強制スリープ回路128から出力される信号を監視することにより、スリープモードに強制的に移行されたことを検出してもよい。
このようにして、ユーザは、操作部122に表示される内容から、スリープモードに強制的に移行されたことを認識することができる。
【0058】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置10は、記録媒体上のトナー像を加熱定着するためのヒータ108と、このヒータ108の温度を検出する温度検出部110と、一定時間使用されていない場合にスリープ信号を出力して、ヒータ108への通電を含めて遮断するプリンタコントローラ114と、温度検出部110により異常加熱を検出した場合、強制的にスリープ信号を出力したのと同じ状態としてスリープモードに移行させる強制スリープ回路128とを有するので、ヒータ108の異常加熱時に、ヒータ108への電力供給を確実に遮断できる。この遮断は、ハードウェアである強制スリープ回路128によりなされるので、ソフトウェアによる制御よりも高速に実行されることができ、プログラムの暴走による障害の場合においても、確実に実行されることができる。
さらに、障害が発生した場合においても、画像形成装置10は確実にスリープモードに移行するので、画像形成装置10は、無駄な電力を消費せず、省エネ効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置10を示す。
【図2】電源制御部100の詳細な構成を示す。
【図3】強制スリープ回路128の詳細な回路図である。
【図4】画像形成装置10のモード、スリープ電源制御信号、及び電圧供給部106により供給される直流電圧の関係を示す図である。
【図5】温度信号Vsとヒータ108近傍の温度との関係を示す図である。
【図6】画像形成装置10の正常時のモード移行動作を示すタイムチャートである。
【図7】ヒータ温度の制御動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【0060】
10 画像形成装置
90 定着装置
92 加熱ロール
100 電源制御部
102 交流電源
104 メインスイッチ
106 電圧供給部
108 ヒータ
110 温度検出部
112 エンジン制御部
114 プリンタコントローラ
118 リレー
120 スイッチ素子
122 操作部
124,126 CPU
128 強制スリープ回路
130 比較器
132 フリップフロップ
134 リセット回路




 

 


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