JP2006301367A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置本体への電力の供給が停止されている場合であっても、電力供給再開時には合理的な初期安定化処理を可能とする画像形成装置を得る。
【解決手段】 キャパシタ１２は電圧Ｖｃｃの印加にて充電され、電圧Ｖｃｃの供給が停止されると自然放電し、画像形成装置本体から現像ユニットが取り出されてスイッチＳＷ２がオフすると放電を開始する。装置本体への電力供給が再開されたとき、現像ユニットが脱着されたか否かをキャパシタ１２の電圧値に基づいて判断し、その判断結果と通電停止経過時間とに基づいて通電再開後の初期安定化処理の制御シーケンスを切り換えて実行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置、特に、現像ユニットなど所定のユニット（消耗品を含む）が本体部から脱着可能な複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、複写機やプリンタなどの画像形成装置にあっては、省電力モードや初期安定化処理モードを備えている。省電力モードとは、定着ユニットなどの大きな電力を必要とするユニットへの電力供給を停止することにより省エネ対策を実行するモードである。初期安定化処理モードとは、装置本体への電源投入後、ユニットの脱着後、長時間の省電力モードからの復帰後などに機内のコンディションを所定の状態に整えるために実行される。

初期安定化処理モードは所定の時間が必要なため、従来では、初期安定化処理モードを合理的に実行する提案が様々になされている。例えば、特許文献１には、省電力モードの時間と機内の各ユニットの状態を監視し、省電力モード状態の経過時間が規定時間内でかつ各ユニットの状態監視結果から初期安定化処理モードが必要ないと判断された場合には、初期安定化処理モードを行わずに通常モードへ移行する制御方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の制御方法では、各ユニットの状態監視手段や制御部に対しては省電力モードであっても電力を供給しなければならず、省電力モード時の消費電力が大きくなってしまうという問題点を有している。また、省電力モードにのみ適用される制御方法であり、装置本体への電源投入時に適用することは不可能である。
特開２０００−３３０４２６号公報

そこで、本発明の目的は、装置本体への電力の供給が停止されている場合であっても、電力供給再開時には合理的な初期安定化処理を可能とする画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明は、装置本体から所定のユニットが脱着可能な画像形成装置において、前記ユニットの脱着を検出する検出手段と、装置本体への電力供給停止時間を算出する停止時間算出手段と、装置本体への電力供給時はキャパシタを充電させ、電力供給停止時には該キャパシタに蓄えられた電荷を保持し、前記検出手段が前記ユニットの脱着を検出したとき該キャパシタの電荷を放電する充放電回路と、装置本体への電力供給を再開したときに前記ユニットが脱着されたか否かを前記キャパシタの電圧に基づいて判断してその判断結果と、前記停止時間算出手段によって算出された電力供給停止時間に基づいて電力供給再開後の制御シーケンスを切り換える制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置においては、装置本体への電力供給が再開された場合、電力の供給がない状態にてもキャパシタの電圧によってユニットが脱着されたか否かを判断することができ、ユニットの脱着の有無と電力の供給停止時間によって電力供給再開後の初期安定化処理を適切に選択することができる。特に、装置本体へ電力の供給を断った状態で省電力モードを実行することができ、省電力モードでのさらなる消費電力の抑制が可能である。

本発明に係る画像形成装置において、前記停止時間算出手段は種々の態様を採用することができる。例えば、装置本体内の所定箇所での温度を検出する温度検出手段から得た電力供給停止時と電力供給再開時の温度情報に基づいて電力供給停止時間を算出するようにしてもよい。あるいは、ネットワーク上の時刻管理制御部から得た電力供給停止時刻と電力供給再開時刻に基づいて電力供給停止時間を算出するようにしてもよい。あるいは、電力供給停止時と電力供給再開時の前記キャパシタの電圧情報に基づいて電力供給停止時間を算出するようにしてもよい。さらには、装置本体内の時計機能又は経時カウント機能から得た情報に基づいて電力供給停止時間を算出することもできる。

また、前記制御手段は、電力供給停止状態の経過時間が一又は複数の設定時間を越える場合と越えない場合とで電力供給再開後の制御シーケンスを切り換えてもよい。あるいは、制御手段は、電力供給停止状態の経過時間が、第１の設定時間を超えた場合は簡易安定化シーケンスを実行させ、第２の設定時間を超えた場合はフル安定化シーケンスを実行させ、第１及び第２の設定時間を超えなかった場合は安定化シーケンスを実行させないようにしてもよい。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（画像形成装置の構成及び制御装置、図１，２参照）
図１に、本発明の一実施例である画像形成装置の概略構成を示す。この画像形成装置は、カラーの複写機ないしレーザプリンタとして構成されたもので、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像データに基づいて図示しない感光体ドラム上に画像（静電潜像）を形成し、該潜像をトナーで現像した後に中間転写ベルトに１次転写して合成し、合成されたトナー画像を用紙上に２次転写し、定着処理の後に機外に排出する。画像を形成するためのこの種の各ユニットの構成、動作は周知であり、その詳細は省略する。

ここで、画像形成装置本体１から脱着可能な所定のユニットとして、本実施例ではトナーを含む現像ユニット５を取り上げて説明する。現像ユニット５は消耗品であるトナーの補充時、新品との交換時、紙詰まり処理時などに装置本体１から適宜取り出される。現像ユニット５の脱着後は初期安定化処理を行う必要がある。

現像ユニット５は装置本体１のカバー２を開くことにより取り出すことができ、該カバー２の開閉はスイッチＳＷ１により検出される。カバー２が閉じられているときスイッチＳＷ１はオン状態にあり、開けられるとオフする。また、現像ユニット５の脱着はスイッチＳＷ２により検出される。現像ユニット５が装着されているときスイッチＳＷ２はオフ状態にあり、取り出されるとオンする。

さらに、画像形成装置本体１には、電源供給制御部１１、キャパシタ１２、充放電回路１３、制御部（ＣＰＵ）１４、温度検出センサ（サーミスタ）２１、内部時計２２を備えている。制御部（ＣＰＵ）１４は機外の時刻管理制御部（サーバなど）３０とネットワークで結ばれ、該制御部３０から送信される時刻情報を取得する。

電源供給制御部１１は装置本体１への電力供給を制御する。即ち、主電源のオン、オフ及び省電力モードのオン、オフに従って装置本体１への電力供給を停止、復帰させる。

図２に示すように、キャパシタ１２は電源供給制御部１１から供給される電圧Ｖｃｃが印加され、充電は制御部（ＣＰＵ）１４から出力される充電イネーブル信号によって制御され、放電は現像ユニット５の脱着を検出するスイッチＳＷ２によって制御される。このキャパシタ１２の電圧値信号は制御部（ＣＰＵ）１４に入力されて管理される。

ここで、制御部（ＣＰＵ）１４及びキャパシタ１２の動作を以下の表１に示す。

装置本体１が通常モードであるとき、電圧Ｖｃｃはオン状態にあり、カバー検出スイッチＳＷ１がオン状態にあるとき充電イネーブル信号はオン状態にあり、かつ、現像ユニット５の検出スイッチＳＷ２はオフ状態にあるため、キャパシタ１２は電圧Ｖｃｃが供給されて充電される。このとき、制御部（ＣＰＵ）１４はキャパシタ電圧値信号がＨｉレベルにあることを検出する。

通常モードにおいて、カバー２が開放されると、スイッチＳＷ１がオフするとともに充電イネーブル信号がオフし、キャパシタ１２への電圧Ｖｃｃの供給が停止される。このとき、現像ユニット５が装置本体１から取り出されると、スイッチＳＷ２がオンする。これにて、キャパシタ１２は放電を開始し、制御部（ＣＰＵ）１４はキャパシタ電圧値信号がＬｏｗレベルになったことを検出する。カバー２が開放されても現像ユニット５が装着されたままであると、キャパシタ１２は電荷を保持した状態で自然放電する。

一方、電力供給停止モード（主電源のオフ又は省電力モードのオン）であるとき、電圧Ｖｃｃはオフされるため、制御部（ＣＰＵ）１４はその機能を失う。そして、キャパシタ１２は電荷を保持した状態で自然放電する。このとき、カバー２が開放されて現像ユニット５が取り出されると、スイッチＳＷ２がオンするので、キャパシタ１２は放電する。カバー２が開放されても現像ユニット５が装着されたままであると、キャパシタ１２は電荷を保持した状態で自然放電する。

電力供給が再開されると（主電源のオン又は省電力モードのオフ）、制御部（ＣＰＵ）１４はキャパシタ電圧値検出信号を読み取り、カバー２が閉（スイッチＳＷ１がオン）であれば充電イネーブル信号をオンする。

また、前記制御部（ＣＰＵ）１４は電力の供給が停止されている間（省電力モードを含む）の停止経過時間を算出する。電力供給停止時間を算出する方法は種々あり、以下に詳述する。

以上の如く、本実施例において、制御部（ＣＰＵ）１４は装置本体１への電力供給復帰時にキャパシタ１２の容量（電圧値）を検出し、通電停止中の状態変化、即ち、ユニットや消耗品（本実施例では現像ユニット５を例にして説明している）の脱着の有無を判断する。その判断結果と電力供給停止時間に基づいて電力供給再開後の制御シーケンスを切り換える。

ここでの制御シーケンスを概説すると、電力供給停止中に現像ユニット５の脱着があれば強制的に初期安定化処理を実施する。また、電力供給停止中に現像ユニット５の脱着がない場合であっても、装置本体１内の状態・環境が変化したと判断すれば、初期安定化処理を実行する。装置本体１内の状態・環境が変化したか否かは、本実施例において電力供給停止時間に基づいて判断する。詳しくは、図１３を参照して後述する。

（基本制御手順、図３及び図４参照）
次に、本実施例における基本的な制御手順について図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。

図３に示すように、電力の供給が開始されると（ステップＳ１）、キャパシタ１２の充電が行われる（ステップＳ２）。その後、現像ユニット５の脱着（ステップＳ３）によるスイッチＳＷ２のオン、オフに基づいて、脱着があればキャパシタ１２が放電する（ステップＳ４）。脱着がなければキャパシタ１２は自然放電する（ステップＳ５）。制御部（ＣＰＵ）１４は、キャパシタ１２の電圧値に基づいて制御シーケンス切換え処理を実行する（ステップＳ６、図１３参照）。

また、図４に示すように、電力の供給が停止されると（ステップＳ１１）、通電停止経過時間を算出する（ステップＳ１２、図６、図８、図９、図１０及び図１１参照）。その後、現像ユニット５の脱着（ステップＳ１３）によるスイッチＳＷ２のオン、オフに基づいて、脱着があればキャパシタ１２が放電する（ステップＳ１４）。脱着がなければキャパシタ１２は自然放電する（ステップＳ１５）。

次に、通電停止が解除されて電力の供給が再開されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、キャパシタ１２の電圧値と通電停止経過時間に基づいて制御シーケンス切換え処理を実行する（ステップＳ１７、図１３参照）。

（通電停止経過時間の算出手順１、図５及び図６参照）
キャパシタ１２は、図５に示すように、電圧Ｖｃｃの供給停止時間に応じて電圧値が変化する自然放電特性を有している。従って、キャパシタ電圧値を検出することにより通電停止経過時間を算出することができる。

図６に示す算出手順１は、前記自然放電特性のデータを制御部（ＣＰＵ）１４のＲＯＭ１５に記憶させ、電力供給停止時と再開時におけるキャパシタ電圧値を取得し、自然放電特性データを参照して通電停止経過時間を算出するものである。

即ち、装置本体１への通電停止要求が発生すると（ステップＳ２１）、制御部（ＣＰＵ）１４はキャパシタ１２の電圧値（アナログ値）情報１を取得し（ステップＳ２２）、該情報１を不揮発性メモリ１６へ記憶させる（ステップＳ２３）。そして、装置本体１への通電を停止させる（ステップＳ２４）。その後、電源オン要求があるまで（ステップＳ２５でＮＯの間）特に処理は行わない。

電源オン要求がなされると（ステップＳ２５でＹＥＳ）、通電を再開させる（ステップＳ２６）とともに、キャパシタ１２の電圧値（アナログ値）情報２を取得し（ステップＳ２７）、不揮発性メモリ１６へ記憶されている電圧値情報１を読出し（ステップＳ２８）、情報１，２を比較することで通電停止経過時間を算出する（ステップＳ２９）。

（通電停止経過時間の算出手順２、図７及び図８参照）
温度検出センサ２１は、図示しない定着ユニットの温度を検出する。定着ユニットは通電を断たれると自然に降温し、図７に示すように、電力供給停止時間に応じた自然降温特性を有し、該特性は温度検出センサ２１の電圧値として検出することができる。従って、温度検出センサ２１の電圧値を検出することにより通電停止経過時間を算出することができる。

図８に示す算出手順２は、前記自然降温特性のデータを制御部（ＣＰＵ）１４のＲＯＭ１５に記憶させ、電力供給停止時と再開時における温度検出センサ２１の電圧値を取得し、自然降温特性データを参照して通電停止経過時間を算出するものである。

即ち、装置本体１への通電停止要求が発生すると（ステップＳ３１）、制御部（ＣＰＵ）１４は温度検出センサ２１から現在の温度情報１を取得し（ステップＳ３２）、該温度情報１を不揮発性メモリ１６へ記憶させる（ステップＳ３３）。そして、装置本体１への通電を停止させる（ステップＳ３４）。その後、電源オン要求があるまで（ステップＳ３５でＮＯの間）特に処理は行わない。

電源オン要求がなされると（ステップＳ３５でＹＥＳ）、通電を再開させる（ステップＳ３６）とともに、温度検出センサ２１から現時点での温度情報２を取得し（ステップＳ３７）、不揮発性メモリ１６へ記憶されている温度情報１を読出し（ステップＳ３８）、温度情報１，２を比較することで通電停止経過時間を算出する（ステップＳ３９）。

（通電停止経過時間の算出手順３、図９参照）
ここで説明する算出手順３は、ネットワーク上の時刻管理制御部３０から得た時刻情報に基づいて通電停止経過時間を算出する。

即ち、装置本体１への通電停止要求が発生すると（ステップＳ４１）、制御部（ＣＰＵ）１４は時刻管理制御部３０から現在の時刻情報１を取得し（ステップＳ４２）、該時刻情報１を不揮発性メモリ１６へ記憶させる（ステップＳ４３）。そして、装置本体１への通電を停止させる（ステップＳ４４）。その後、電源オン要求があるまで（ステップＳ４５でＮＯの間）特に処理は行わない。

電源オン要求がなされると（ステップＳ４５でＹＥＳ）、通電を再開させる（ステップＳ４６）とともに、時刻管理制御部３０から現在の時刻情報２を取得し（ステップＳ４７）、不揮発性メモリ１６へ記憶されている時刻情報１を読み出し（ステップＳ４８）、時刻情報１，２を比較することで通電停止経過時間を算出する（ステップＳ４９）。

（通電停止経過時間の算出手順４Ａ，４Ｂ、図１０及び図１１参照）
ここで説明する算出手順４Ａ，４Ｂは、内部時計２２から得た時刻情報に基づいて通電停止経過時間を算出するものであり、２通りの手順４Ａ，４Ｂのいずれであってもよい。

手順４Ａでは、装置本体１への通電停止要求が発生すると（ステップＳ５１）、制御部（ＣＰＵ）１４は内部時計２２から現在の時刻情報１を取得し（ステップＳ５２）、該時刻情報１を不揮発性メモリ１６へ記憶させる（ステップＳ５３）。そして、装置本体１への通電を停止させる（ステップＳ５４）。その後、電源オン要求があるまで（ステップＳ５５でＮＯの間）特に処理は行わない。

電源オン要求がなされると（ステップＳ５５でＹＥＳ）、通電を再開させる（ステップＳ５６）とともに、内部時計２２から現在の時刻情報２を取得し（ステップＳ５７）、不揮発性メモリ１６へ記憶されている時刻情報１を読み出し（ステップＳ５８）、時刻情報１，２を比較することで通電停止経過時間を算出する（ステップＳ５９）。

手順４Ｂでは、内部時計２２をカウンタとして機能させる。即ち、装置本体１への通電停止要求が発生すると（ステップＳ６１）、制御部（ＣＰＵ）１４は内部時計２２にカウントを開始させ（ステップＳ６２）、装置本体１への通電を停止させる（ステップＳ６３）。その後、電源オン要求があるまで（ステップＳ６４でＮＯの間）特に処理は行わない。

電源オン要求がなされると（ステップＳ６４でＹＥＳ）、通電を再開させる（ステップＳ６５）とともに、内部時計２２のカウントを停止させて通電停止経過時間を算出する（ステップＳ６６）。

（制御シーケンス切換え処理、図１２及び図１３参照）
次に、前記ステップＳ６，Ｓ１７で実行される制御シーケンス切換え処理の手順について説明する。ここでは、キャパシタ１２の電圧値と通電停止経過時間に基づいて電力供給再開後の初期安定化処理の制御シーケンス（ステップＳ７５〜Ｓ７８）を実行する。

前記キャパシタ１２の自然放電特性は図５に示したとおりであり、ここでは、通電停止経過時間を図１２に示すようにＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に分割し、それぞれの時間帯に基づいてシーケンス（ステップＳ７５〜Ｓ７８）を選択的に実行する。なお、通電停止経過時間がＴ４を越えるとキャパシタ１２による時間計測機能の信頼性が失われる。

一般に、感光体特性、現像特性、帯電特性など種々の特性は環境条件や耐久（稼働累積時間）特性などで変動し、それに応じて形成される画像の色・濃度などが変化し、画像の安定性が損なわれる。これらの変動に対応する処理を行うことが初期安定化処理である。この初期安定化処理は、例えば、センサ調整、濃度調整、レジスト調整、γ調整の四つの調整制御から構成されており、フル安定化シーケンスは全ての調整制御を実行するが簡易安定化シーケンスは必要最低限の調整制御しか実行しない。

詳しくは、図１３に示すように、制御部（ＣＰＵ）１４は、通電を再開（ステップＳ７１）した後、通電停止経過時間Ｔｄの算出結果を取得し（ステップＳ７２）、キャパシタ１２の電圧値信号を判定する（ステップＳ７３）。キャパシタ電圧値信号がＬｏｗレベルであれば、現像ユニット５が脱着された（表１参照）、あるいは、長時間通電が停止されたことになるので、フル安定化シーケンスを実行する（ステップＳ７８）。

一方、キャパシタ電圧信号がＬｏｗレベルでない場合、通電停止経過時間Ｔｄの長短に基づいて実行すべき制御シーケンスを決定する（ステップＳ７４）。即ち、Ｔ０＜Ｔｄ≦Ｔ１の場合は安定化シーケンスを実行しない（ステップＳ７５）。時間Ｔ１は例えば４分である。Ｔ１＜Ｔｄ≦Ｔ２の場合は簡易安定化シーケンスを実行する（ステップＳ７６）。時間Ｔ２は例えば８分である。Ｔ２＜Ｔｄ≦Ｔ３の場合はフル安定化シーケンスを実行する（ステップＳ７７）。Ｔ３＜Ｔｄの場合はフル安定化シーケンスを実行する（ステップＳ７８）。従って、一例として、通電停止経過時間が８分を越えるとフル安定化シーケンスが実行されることになる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、本発明では、装置本体から脱着可能なユニットは前記実施例で示した現像ユニットに限定するものではないことは勿論である。また、画像形成装置の内部構成は任意であり、制御手順の詳細も任意である。

本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。 前記画像形成装置の制御装置の要部を示すブロック図である。 基本の制御手順（通電モード）を示すフローチャート図である。 基本の制御手順（通電停止モード）を示すフローチャート図である。 キャパシタの自然放電特性を示すグラフである。 通電停止経過時間の算出手順１を示すフローチャート図である。 定着ユニットの自然降温特性を示すグラフである。 通電停止経過時間の算出手順２を示すフローチャート図である。 通電停止経過時間の算出手順３を示すフローチャート図である。 通電停止経過時間の算出手順４Ａを示すフローチャート図である。 通電停止経過時間の算出手順４Ｂを示すフローチャート図である。 通電停止経過時間に対するキャパシタの自然放電電圧値を示すグラフである。 制御シーケンス切換え処理の手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…装置本体
５…現像ユニット
１１…電源供給制御部
１２…キャパシタ
１３…充放電回路
１４…制御部（ＣＰＵ）
２１…温度検出センサ
２２…内部時計
３０…時刻管理制御部

Claims (8)

1. 装置本体から所定のユニットが脱着可能な画像形成装置において、
   前記ユニットの脱着を検出する検出手段と、
   装置本体への電力供給停止時間を算出する停止時間算出手段と、
   装置本体への電力供給時はキャパシタを充電させ、電力供給停止時には該キャパシタに蓄えられた電荷を保持し、前記検出手段が前記ユニットの脱着を検出したとき該キャパシタの電荷を放電する充放電回路と、
   装置本体への電力供給を再開したときに前記ユニットが脱着されたか否かを前記キャパシタの電圧に基づいて判断してその判断結果と、前記停止時間算出手段によって算出された電力供給停止時間に基づいて電力供給再開後の制御シーケンスを切り換える制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 装置本体への電力供給が断たれる省電力モードを備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記停止時間算出手段は、装置本体内の所定箇所での温度を検出する温度検出手段から得た電力供給停止時と電力供給再開時の温度情報に基づいて電力供給停止時間を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記停止時間算出手段は、ネットワーク上の時刻管理制御部から得た電力供給停止時刻と電力供給再開時刻に基づいて電力供給停止時間を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記停止時間算出手段は、電力供給停止時と電力供給再開時の前記キャパシタの電圧情報に基づいて電力供給停止時間を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記停止時間算出手段は、装置本体内の時計機能又は経時カウント機能から得た情報に基づいて電力供給停止時間を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、電力供給停止状態の経過時間が一又は複数の設定時間を越える場合と越えない場合とで電力供給再開後の制御シーケンスを切り換えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、電力供給停止状態の経過時間が、第１の設定時間を超えた場合は簡易安定化シーケンスを実行させ、第２の設定時間を超えた場合はフル安定化シーケンスを実行させ、第１及び第２の設定時間を超えなかった場合は安定化シーケンスを実行させないことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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