JP2006303569A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 モジュールが独立したシーケンスで動作する分散システムにおける、異常処理の誤動作を防ぐこと。
【解決手段】 作像モジュール、給紙モジュール、搬送モジュール、定着モジュール等モジュール毎に分割されていて、各々のモジュールが独立的に動作する動作シーケンスと、各モジュール間を通信する通信手段と、前記シーケンスは所定の方法にて制御線を介して、モジュール毎にダウンロードする手段をもち、各モジュールが共通に使用する異常処理用の共有データ領域を設け、異常が発生した場合に異常になったモジュールが共有データ領域に書き込んで、縮退運転させ、縮退運転するかどうかは書き込まれた異常処理データに基づいて行い、異常になったモジュールが他のモジュールを縮退運転させるか止めるべきか、また縮退運転のレベルを判断してデータを書き込む。
【選択図】 図14

Description

本発明は、画像形成装置の構成と異常発生時処理に関する。
従来の画像形成装置は図1〜3のような構成をとることが一般的で、画像形成に関わる制御を集中的に管理し、装置内の一部分に不具合があったとしても動作可能な状態で画像形成を行う縮退運転がある(例えば、特許文献1、2参照)。
特開2002−254781号公報 特開2003−295547号公報
しかしながら従来の画像形成装置では、高機能化するに従って、集中管理しているメインCPUの負荷が増大し、更なる処理能力が求められる。またオプション機能追加に対応するため、あらかじめ想定されるすべてのオプションに対するインターフェースを用意する必要があり、開発にかかる日数やコストがかかってしまうという問題があった。
また、各部品への信号線や電源線などの束線が増大し、コストアップの要因になっているほか、小型化、軽量化の妨げになり、また機内の風路の妨げになって機内の異常昇温の原因になったり、放射ノイズの発生源もなっている恐れがあった。
そこで従来と異なる、モジュール単位での独立分散型制御方式が考えられるが、その構成において、ジャムやエラー等装置内の一部分に不具合があったとしても動作可能な状態で画像形成を行う縮退運転を行おうとするとメインのCPUが必要となり、従来の方法から大きく改善することは出来なかった。
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、異常処理の誤動作を防ぐことが可能となり、また異常状態解除後の復帰も確実に行えるようになり、さらに異常状態に最適に対応した縮退運転動作を行えるようになる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本願発明は、下記を特徴とする画像形成装置を提供するものである。
(1)作像モジュール、給紙モジュール、搬送モジュール、定着モジュール等モジュール毎に分割して実装され、各々のモジュールが独立的に動作する動作シーケンスと、各モジュール間を通信する通信手段と、前記シーケンスが予めモジュール毎に格納されたデータをもとに動作し、各々のモジュールが、前記通信手段から与えられる共通の信号をもとに画像形成動作を行う画像形成手段と、各々のモジュールが独立的に異常状態を判別する判別手段、異常状態の情報を全てのモジュールが共有する共有データ領域とを有する画像形成装置において、異常状態発生時には異常を判別したモジュールが前記共有データ領域に異常情報を書き込み、前記制御線を介して全てのモジュールに異常状態を通知するとともに、共有データ領域に書き込まれた異常状態のレベルに応じて各々のモジュールが動作可能な動作条件で画像形成を行うこと。
(2)前記(1)に記載の画像形成装置における各々のモジュールが動作可能な条件とは前記異常発生モジュール以外のモジュールが前記異常発生モジュールの異常レベルに応じた動作モードに変更して画像形成を行うこと。
(3)前記(1)に記載の画像形成装置における動作可能条件とは前記異常発生モジュール以外のモジュールが前記異常発生モジュールを用いないで画像形成が行える動作モードを受け付けるようにしたことにより上述の問題点を解決したものである。
本発明によれば、モジュールが独立したシーケンスで動作する分散システムにおける、異常処理の誤動作を防ぐことが可能となる。また異常状態解除後の復帰も確実に行える。
本発明により、各機能モジュールが共通のインターフェースで接続することが可能になるとともに、拡張されたシステムにおけるモジュールの異常発生時にも、異常状態に最適に対応した縮退運転動作を行えるようになった。
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は従来のシート処理方法を搭載した画像形成装置の構成を説明する断面図である。101は原稿台ガラスであり、原稿自動送り装置160から給送された原稿が順次、所定位置に載置される。102は例えば蛍光灯から構成される原稿照明ランプで、原稿台ガラス101に載置された原稿を露光する。103、104、105は走査ミラーであり、図示しない光学走査ユニットに収容され、往復運動しながら、原稿からの反射光をCCDユニット106に導く。CCDユニット106はCCDに原稿からの反射光を結像させる結像レンズ107、例えばCCDから構成される撮像素子108、撮像素子108を駆動するCCDドライバ109等から構成されている。撮像素子108からの画像信号出力は例えば8ビットのデジタルデータに変換された後、画像処理部300(図2参照)に入力される。
また、110は感光ドラムであり、112の前露光ランプによって画像形成に備えて除電される。150はエンジンコントローラ部である。113は一次帯電器であり、感光ドラム110を一様に帯電させる。117は露光手段であり、例えば半導体レーザ等で構成され、画像処理や装置全体の制御を行う画像処理部300で処理された画像データに基づいてレーザ露光のためのパルス幅に変換し、感光ドラム110を露光し、静電潜像を形成する。118は現像器であり、黒色の現像剤(トナー)が収容されている。119はトナーを収容するバッファ部と呼ばれるもので、120にセットされた着脱式トナー収納容器(以下、カートリッジと称す)からトナーが補給される。バッファ部119に補給されたトナーは現像器内のトナー量に応じて現像器に補給される。121は転写前帯電器であり、感光ドラム110上に現像されたトナー像を用紙に転写する前に高圧をかける。
122、124、126、128、130は給紙ユニットであり、各給紙ローラ123、125、127、129、131の駆動により、転写用紙が装置内へ給送され、レジストローラ132の配設位置で一旦停止し、感光ドラム110に形成された画像との書き出しタイミングがとられ再給送される。133転写帯電器であり、感光ドラム110に現像されたトナー像を給送される転写用紙に転写する。134は分離帯電器であり、転写動作の終了した転写用紙を感光ドラム110より分離する。170は分離爪で、もし分離帯電器134による静電分離がうまく行かなかった際に、物理的に転写紙を分離するためのものである。
転写されずに感光ドラム110上に残ったトナーはクリーナー111によって回収される。135は搬送ベルトで、転写プロセスの終了した転写用紙を定着器136に搬送し、例えば熱により定着される。137はフラッパであり、定着プロセスの終了した転写用紙の搬送パスを、ステイプルソーター145または反転パス139方向のいずれかに制御する。ステイプルソーター145に排紙された用紙は各ビンに仕分けされ、エンジンコントローラ部150からの指示によりステイプル部146がステイプルを行う。
反転パス139は、フェイスダウン排紙、両面コピーを行う際に使用され、フェイスダウン排紙を行う際は反転部139で反転してから排紙される。また、両面コピーを行う際は反転パス139から両面パス144に搬送される。140〜142は給紙ローラであり、両面パス144上の再転写紙を再給紙ローラ143まで搬送する。再転写紙は140〜142、143の給紙ローラにより、給紙ユニットから給紙される転写紙とタイミングをとりながら搬送され、再度レジストローラ132の配設位置まで搬送される。150のエンジンコントローラ部には後述するマイクロコンピュータ、PWM部を備えており、操作パネル151からの指示に従って、前述の画像形成動作を行う。
図2は従来の画像形成装置におけるコントローラ部150および画像処理部300のブロック図である。
201は画像処理装置全体の制御を行うCPUであり、装置本体の制御手順(制御プログラム)を記憶した読み取り専用メモリ203(ROM)からプログラムを順次読み取り、実行する。CPU201のアドレスバスおよびデータバスは202のバスドライバー回路、アドレスデコーダ回路をへて各負荷に接続されている。また、204は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ(RAM)である。
206はI/Oインターフェースであり、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、LEDを用いて表示する151の操作パネルや給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモーター類207、クラッチ類208、ソレノイド類209、また、搬送される用紙を検知するための紙検知センサ類210等の装置の各負荷に接続される。現像器118には現像器内のトナー量を検知する211のトナー残検センサが配置されており、その出力信号がI/Oポート206に入力される。さらに、各負荷のホームポジション、ドアの開閉状態等を検知するためのスイッチ類212の信号もI/Oポート206に入力される。213は高圧ユニットであり、CPUの指示に従って、前述の1次帯電器113、現像器118、転写前帯電器121、転写帯電器133、分離帯電器134へ高圧を出力する。
215は画像処理部であり、CCDユニット106から出力された画像信号が入力され、後述する画像処理を行い、画像データに従って117のレーザユニットの制御信号を出力する。レーザユニット117から出力されるレーザ光は感光ドラム110を照射し、露光するとともに非画像領域において受光センサであるところの214のビーム検知センサによって発光状態が検知され、その出力信号がI/Oポート206に入力される。
図3は従来の画像形成装置における画像処理部300のブロック図である。
CCD108により電気信号に変換された画像信号は、まずシェーディング回路301によって画素間のばらつきの補正を行った後、302の変倍回路において、縮小コピー時はデータの間引き処理を行い、拡大コピー時はデータの補間を行う。次に、303のエッジ強調回路において、例えば5×5のウインドウで2次微分を行い、画像のエッジを強調する。この画像データは輝度データであるのでプリンタに出力するための濃度データに変換するため304のγ変換回路でテーブルサーチによりデータ変換を行う。
濃度データに変換された画像データは305の2値化処理部へ入力される。ここでは例えばED法により多値データを2値データに変換する。309は画像データ用ハードディスクで、CCDユニットから入力され、画像処理されたデータが記憶される。また、ネットワーク等に接続されている場合なども画像データを記憶する。2値に変換された画像データは306のメモリコントローラに入力される。
メモリコントローラ306では、入力された画像データと例えばハードディスクにより構成される画像用メモリ309内の画像データを選択的に出力する、またはORをとって出力する。この画像用メモリ310に対するリードライト制御はメモリコントローラ306で行い、画像を回転させる場合はメモリ内の画像データの読み出しアドレスを制御することで行う。これらの画像データはレーザの発光強度の信号に変換するためPWM回路215へ入力され、画像の濃度に従ったパルス幅をレーザユニットに対して出力する。
次に本発明の構成を表す接続図を図4〜図8に示す。図1で説明した従来のエンジンコントローラによる集中管理構成ではなく、図5に示すように機能モジュールごとに制御を行う構成をとっている。図5は図1の従来の複写機の形態を大まかな機能モジュールに分けて各モジュールごとにモジュールコントロールユニットを配置している構成図である。
また図4はリーダモジュール1からフィニッシャモジュールまでの接続形態を示した図である。図6でさらに詳しく各モジュールの中を説明するが、図4に示すようにすべてのモジュールが共有しているデータ領域を設けている。
図4におけるそれぞれのモジュールは、自律して動作する動作シーケンスを持っており、モジュール内の入出力に応じて独立的に動作している。図4において、プリンタコントローラ2からレーザモジュール3に接続され、その他のモジュールがレーザモジュールから接続されている理由は画像信号がプリンタコントローラからレーザモジュールに直接手渡されれば画像信号が引き回されないですむからである。と同時にレーザモジュールは他の紙搬送系のモジュールに対する動作トリガとなるため、プリンタコントローラ2にはレーザモジュール3が接続されている。
図6が各モジュール内の構成を説明した図である。
1100はレーザモジュールの機能ブロックでレジスタ設定で動作する。機能ブロック設定手段1106がレジスタを設定する。機能ブロック設定手段は各レジスタの値やタイマー値を設定する。このレジスタ値は通信手段1109によって送信されてくる。通信手段は他のモジュールとの通信を行う部分で各モジュールの動作開始、動作終了、各種状態をシリアルデータで伝達している。また通信手段にはエラー情報の通信線である。またレーザモジュールには画像形成装置のメカニカルな動作情報以外に、画像データが送られて来る。この画像データはレーザモジュールにのみ送られてくる。レーザモジュールは水平同期信号、あるいはページ同期信号を生成するためのBD信号を出力する。各機能ブロック手段には実際の紙センサやモーター、ソレノイドなどの負荷が接続されていて、モジュール内のシーケンスに応じて独立的に動作する。例えば画像形成装置の画像形成動作が開始されるとシリアルデータで動作開始が指示される。
搬送モジュールに紙が送られてくると、搬送モジュール内の紙パスセンサが紙を検知する。その検知信号を元に、搬送モジュール内のタイマーが動作し、所定のタイミングで紙送りローラのクラッチをオンする。紙が通過したらタイマーでクラッチの動作を止める。そして画像形成が終了すると動作終了信号によって、画像形成装置の動作が終了する。紙が次のモジュール、例えば排紙モジュールに渡ったら今度は排紙モジュールが同様の独立シーケンスで動作する。各モジュールは図示しないがASICまたはCPUを持ち、独立したシーケンスで動作する。このシーケンスはプリンタコントローラ2から変更可能で、モードやオプションの数に応じて逐次書き換えられる。
次に本発明の縮退運転について説明する。
図7に示すように各モジュールがエラー状態を検知したら、共有データ領域12にエラー情報を書き込む。例えば定着モジュールが高温を検知したら温度情報や、ハード的に検知したエラーかソフト的に検知したエラーかなどの情報をエラー情報として書き込む。と同時に共有データ領域のエラー情報領域に画像形成装置全体がエラーであることを書き込む。このエラー情報領域は領域でなくともフラグでもかまわない。このエラー情報は図6で説明した通信手段から共有データ領域に書き込まれる。また、エラーやジャムが発生した状態でも、動作可能な部分だけでプリント動作が可能かどうかを共有データ領域の異常レベルのエリアに書き込む。
図8が共有データ領域を表した図である。
図8においてエンジン状態を表す共有データ領域はどのモジュールからも読み書きが可能に構成されている。またモジュール状態を表す領域はすべてのモジュールから読み出しは可能であるが、書き込みは自分のモジュール状態の部分のみ可能である。動作パラメータはプリンタコントローラから送られて来る情報である。本発明において、エラーやジャムが発生した場合は発生したユニットがエンジン状態を表す共有データ領域にエラー情報を書き込む。エラー状態を書き込む際に、異常レベルのエリアに縮退運転をするかどうか、また縮退運転するとするとどういうモードで縮退運転するかという情報を書き込む。
縮退運転するかどうかについて、図9、図10、図11を用いて説明する。
図9に示すように、動作を即時停止すべきか、動作が終了してから停止すべきか、縮退運転で違うモードに移行してジョブを行うか、異常が発生したモジュールが判断して図8の異常レベルのエリアに書き込む。図11に示すように本実施例では異常レベルエリアは10ビットの情報として持っており、上位2ビットを異常レベル情報、下位8ビットを縮退運転レベルとしている。図12は他のモジュールでジャムが発生した場合、定着モジュールがとるべき処理を表にしたものである。例えば給紙遅延ジャムが発生した場合、給紙より下流にある定着モジュールは、即時停止する必要がない。したがって、通常動作を終了させてから動作を停止すればよい。この場合異常レベル領域の上位2ビットに10が書き込まれる。
装置内でのエラーと縮退運転モードについて説明する。例えば給紙滞留ジャムが発生した場合、他の給紙段に同じサイズの紙があればそちらから給紙してもまったく同じ動作が可能である。その場合、給紙モジュールは異常レベル領域に01 0100 0000と書き込む。
これにより給紙段を変更して同じジョブを再開することができる。ただし、ジャム情報の領域にはジャムしている給紙段の情報と、給紙STS領域にジャムの詳細情報が書き込まれたままとなる。この状態はJAM解除されるとリセットされる。
また、図示しないが定着の温度を検知している複数のサーミスタに温度差がある場合、小サイズ紙などで端部の温度上昇が厳しい状態であることが考えられるし、定着温度の推移が時間とともに下降気味の場合、定着部の発熱が通紙中の紙に奪われる熱に追従していないことが考えられる。このような場合は、スループットを下げることで端部の異常高温を防いだり、定着性を維持したりすることが出来る。この例では定着モジュールが、異常レベル領域に01 0010 0000と書き込むことで、スループットを下げたダウンシーケンスに移行する。ダウンシーケンスの生産性は、他のモジュールが定着STSを参照しながら判断する。
例えば、定着モジュールが毎分60枚の通紙状態では温度が維持できないと判断した場合、定着STSに分速40枚で運転していることをかきこむ。給紙モジュールや、搬送モジュールはこの定着STSの情報に基づいて、給紙間隔を遅らせて生産性を下げる。また搬送モジュールも生産性が下がっていることを認識して、紙間制御やジャム検知タイミングを変更する。
次に両面モジュールがジャムした場合について述べる。両面モジュールでジャム場発生した場合、そのジョブは中断される。しかしながら、片面ばかりのプリントアウトなら可能なため、ジョブの順番を変えて片面のジョブを先にプリントする。この場合異常レベル領域には01 0001 0000と書き込むことで、片面のみのジョブをプリントする。
両面モジュールを使わない縮退運転に関しては、他のモジュールは通常の片面プリントと同じ動作である。
同様に、ステイプラの針なし状態や、針ジャム状態ではステイプルを行わない縮退運転を行い、パンチくずが満タンの際はパンチを行わないモードで運転する。
この場合もステイプラやパンチ等後処理モジュールの使用を行わないだけで他のモジュールの動作は通常と同じ動作を行う。
またオフセットソートを行う排紙ビンが満載の場合は、ノンソートのジョブを行い、糊付け、三方裁断がついているフィニッシャーでも糊がない場合や、裁断くず満タンの状態ではフィニッシングを行わないジョブで運転する。ここでは単独の縮退運転について説明したが、組み合わせも可能なことはいうまでもない。例えば両面を行わずダウンシーケンスにはいる場合は01 0011 0000と書き込む。パンチ穴あけと仕分けとステイプルを行わない場合は01 0000 1110と書き込む。
ここで説明した、縮退運転の組み合わせの書き込みはどのモジュールからも書き込み可能で、論理和の形式をとっている。すなわち、複数のモジュールで異常が発生した場合は、各々のモジュールが停止すべきか、動作後停止か、縮退運転か判断し、停止、動作後停止の必要がある場合は縮退運転よりも優先して停止される。しかし、動作後停止の場合、異なるモードのジョブを選択して縮退運転することが可能である。異常が発生したモジュールが動作終了後縮退運転が可能であれば、異常状態レベルを縮退運転レベルに変更する。そして他のモジュールはその状態に応じて縮退運転を受け付ける。また複数のモジュールで停止に至らない縮退運転が可能な場合は、先述したように論理和の形式で図11の縮退運転選択の複数のビットが立てられる。
本実施例では、給紙段変更、ダウンシーケンス、片面ジョブのみ、ステイプルなし、パンチ穴あけなし、仕分けなし、フィニッシング処理なしを縮退運転の例にあげたが、この限りではない。例えばカラートナー補給モジュールがカラートナーなし状態の場合や、カラーの高圧モジュールに異常がある場合、白黒プリントのみを許可するとか、トナーが少ない場合低濃度のジョブのみ受け付けるとか、流し読みの読み取りごみがある場合、流し読みモードを使わずブックスキャンのみにする等、さまざまな縮退運転が考えられる。
図13にそのシーケンスの一例を表すフローチャートを記す。
図13においてはあるモジュールでジャムやエラーなどの異常が発生した場合(s1)、そのモジュールがエンジン全体を即時停止すべきかどうかを判断し(s2)、共有データ領域のエンジン状態に状態を書き込む。エンジン全体を即時停止しなければならないような場合、共有データ領域の異常レベル領域に11を書き込んで(s16)、マシンを即時停止させる。即時停止しなくてよい場合はs3に進む。モジュールによって動作後停止する場合はs14に進み異常レベル領域に10を書き込む。各モジュールはこの異常レベル情報とモジュール状態情報から、モジュールが動作後停止するかが決まる。各モジュールが共有データ領域の値を参照して動作が決定される。次に動作を停止させず、縮退運転が可能な場合はs4に進み、縮退運転するかどうかを判断する。縮退運転を行わない場合、異常状態でないことが考えられる(s11)。そこで正常に復帰してしまったのかどうかを判別し正常の場合は異常レベルを00にして(s12)正常運転に戻る(s13)。もし正常復帰してない場合はもう一度即時停止かどうかの判断に戻る(s2)。
次に縮退運転動作を行う場合について説明する。
縮退運転動作を行う場合はs6に進み図10で説明した縮退運転選モード選択を行う。
縮退運転モードが選択されると縮退運転を行い(s7)、縮退運転が終了したかどうか判断する(s8)。もしこの縮退運転中にも異常が発生した場合にはフローの最初からのシーケンスになる。縮退運転が終了した時点で異常のままになっているモジュールの異常解除をオペレーターに対して促すよう表示して、スタンバイ状態を取る。即時停止、動作後停止した際も同様にモジュールの異常解除をオペレーターに対して促すよう表示する(s9)。正常運転で終了した際はそのままスタンバイ状態に移行する(s10)。以上が本発明のフローチャートの説明である。
図14が実際のソフトウェアの処理を表した図である。
図14において、給紙制御、搬送制御などと記載されている部分はそれぞれのモジュールでの独立したシーケンスを表している。本実施例では各々のモジュールの独立したプログラム構造は割愛するが、このモジュール単位でのシーケンス処理は、共有データ領域を必ず通るように作られている。したがって、どのモジュールも共有データ領域の情報を必ず参照しながら自分のプログラムを実行している。
この共有データ領域はデュアルポートRAMのような半導体メモリを介在させてもよいが、どれかのモジュール内のRAM領域でもかまわない。画像形成には必ず必要なモジュール例えばレーザモジュールのRAM内に領域を確保し、レーザモジュールの内部RAMアクセスをウェイトさせて共有データ領域にアクセスする構成でも実現可能である。以上が本実施例の説明である。
従来の画像形成装置断面図 従来の画像形成装置の構成を表すブロック図 画像処理部のブロック図 本発明の画像形成装置のモジュール構成を表すブロック図 本発明の画像形成装置のモジュール配置を表す図 本発明の各モジュールの説明図 本発明の各モジュールからのエラー発生時の書き込みの様子を示した概念図 共有データ領域を表した図 本発明の異常状態レベルあらわした表 本発明の縮退運転モード選択あらわした表 本発明の異常レベル領域のデータ形態をあらわした表 本発明のモジュール異常発生時の処理を表した1例を示す図 本発明の制御の様子を表したフロー図 本発明の各モジュールのシーケンス動作の説明図
符号の説明
1 リーダモジュール
2 プリンタコントローラ
3 レーザモジュール
4 作像モジュール
5 給紙モジュール
6 搬送モジュール
7 両面モジュール
8 定着モジュール
9 排紙モジュール
10 トナー補給モジュール
11 フィニッシャモジュール
12 共有データ領域
150 エンジンコントローラ
300 画像処理部
1100−1102 機能ブロック
1106−1108 機能ブロック設定手段
1109−1111 通信手段

Claims (3)

  1. 作像モジュール、給紙モジュール、搬送モジュール、定着モジュール等モジュール毎に分割して実装され、各々のモジュールが独立的に動作する動作シーケンスと、各モジュール間を通信する通信手段と、前記シーケンスが予めモジュール毎に格納されたデータをもとに動作し、各々のモジュールが、前記通信手段から与えられる共通の信号をもとに画像形成動作を行う画像形成手段と、各々のモジュールが独立的に異常状態を判別する判別手段、異常状態の情報を全てのモジュールが共有する共有データ領域とを有する画像形成装置において、
    異常状態発生時には異常を判別したモジュールが前記共有データ領域に異常情報を書き込み、前記制御線を介して全てのモジュールに異常状態を通知するとともに、共有データ領域に書き込まれた異常状態のレベルに応じて各々のモジュールが動作可能な動作条件で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記画像形成装置における各々のモジュールが動作可能な条件とは前記異常発生モジュール以外のモジュールが前記異常発生モジュールの異常レベルに応じた動作モードに変更して画像形成を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記画像形成装置における動作可能条件とは前記異常発生モジュール以外のモジュールが前記異常発生モジュールを用いないで画像形成が行える動作モードを受け付けるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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