JP2008040169A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 装置の異常時等に、CPUの暴走等の影響を受けることなく過熱を良好に抑制することのできる画像形成装置の提供。
【解決手段】 サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱を検出すると、ASIC200からFANON信号が出力されているか否かに関わらず、ドライバ回路211を介してファン251が駆動される(OR回路215)。また、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱を検出しているときは、ASIC200からモータドライバ212へ入力されるモータ駆動許可(Enable)、及び、ASIC200からドライバ回路タイマ回路213,214へ入力される給紙ソレノイドON信号,レジストソレノイドON信号が無効化される(AND回路216,217,218)。このため、発熱を抑制すると共にファン251を強制的に駆動することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、被記録媒体に電子写真方式で画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、装置の異常時等に過熱を抑制することのできる画像形成装置に関する。
従来より、被記録媒体に電子写真方式で画像を形成する画像形成手段を、内部に備えた画像形成装置が考えられている。この種の装置では、内部に設けられた画像形成手段によって被記録媒体に電子写真方式で画像を形成することができる。
また、この種の装置では、装置に何らかの異常がある場合に一部のアクチュエータが駆動されると、不都合が生じる場合がある。そこで、例えば、画像形成装置内の各種モータをソフトウェアによって制御する装置において、モータの駆動中にタイムアウトが発生した場合にはモータを停止させることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−120232号公報
ところが、装置の異常等に対する制御をソフトウェアで行う場合、CPUが暴走するなどすると、その異常等に対する対処が全くできなくなってしまう。また、装置の異常時にファンも含む全てのアクチュエータを停止してしまうと、装置が過熱する可能性がある。
そこで、本発明は、装置の異常時等に、CPUの暴走等の影響を受けることなく過熱を良好に抑制することのできる画像形成装置を提供することを目的としてなされた。
上記目的を達するためになされた本発明は、被記録媒体に電子写真方式で画像を形成する画像形成手段を、内部に備えた画像形成装置であって、該画像形成装置の内部に設けられ、該画像形成装置の内部機構を駆動するモータと、該モータを駆動するモータ駆動手段と、上記画像形成装置の内部を冷却するファンを駆動するためのファンモータを駆動するファン駆動手段と、温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段が検出した温度が過熱状態に相当する温度となったとき、上記モータ駆動手段に上記モータを停止させ、上記ファン駆動手段に上記ファンモータを駆動させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
このように構成された本発明では、温度検出手段が検出した温度が過熱状態に相当する温度となったとき、制御手段は次のような制御を行う。すなわち、画像形成装置の内部に設けられてその画像形成装置の内部機構を駆動するモータをモータ駆動手段に停止させ、画像形成装置の内部を冷却するファンを駆動するためのファンモータをファン駆動手段に駆動させる。このため、モータ及びモータ駆動手段の発熱が減少し、かつ、ファンによって画像形成装置の内部を冷却することができるので、CPUの暴走等の影響を受けることなく装置の過熱を良好に抑制することができる。
なお、本発明は以下の構成に限定されるものではないが、上記制御手段は、ハードロジック回路にて構成されたものであってもよい。この場合、制御手段がハードロジック回路にて構成されているので、CPUの暴走等の影響を一層良好に排除することができる。
また、上記温度検出手段は、上記モータ駆動手段を含む制御部の温度を検出するものであってもよい。この場合、温度検出手段がモータ駆動手段を含む制御部の温度を検出するので、上記制御部の過熱を一層良好に抑制することができる。
また、上記各発明の画像形成装置において、上記モータ駆動手段と、上記ファン駆動手段と、上記温度検出手段と、上記制御手段とが、共通のIC内に形成されてもよい。この場合、モータ駆動手段,ファン駆動手段,温度検出手段,及び制御手段が共通のIC内に形成されているので、構成を簡略化して製造コストを低減すると共に、ノイズ等による誤動作も抑制することができる。
また、上記共通のICを備えた場合、更に、上記モータの駆動力の被記録媒体への伝達/非伝達を切り換えるためのソレノイドと、上記共通のIC内に形成され、上記ソレノイドを駆動するソレノイド駆動手段と、を備えてもよい。この場合、ソレノイドは、上記モータの駆動力の被記録媒体への伝達/非伝達を切り換えるので、被記録媒体の搬送等が適宜のタイミングで間欠的に行える。また、この場合、上記ソレノイドを駆動するソレノイド駆動手段も、上記共通のIC内に形成されているので、一層構成を簡略化して製造コストを低減すると共に、ノイズ等によるソレノイドの誤動作も抑制することができる。
また、上記ソレノイド及びソレノイド駆動手段を備えた場合に、更に、上記共通のIC内には、計時を行ってその計時結果に基いて上記ソレノイドを制御する計時制御手段が形成されてもよい。この場合、計時手段による計時結果に基いて、計時制御手段では、例えば上記ソレノイドを所定時間以上駆動しないなどの各種制御が実行可能となる。
また更に、上記共通のICを備えた場合、上記温度検出手段は、上記共通のICの温度を検出してもよい。この場合、上記温度検出手段が上記共通のICの温度を検出するので、上記共通のICの過熱を一層良好に抑制することができる。
次に、本発明の実施の形態を、図面と共に説明する。図1は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタ1の構成を表す概略側断面図である。図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体ケース2内に、被記録媒体としての用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成手段としての画像形成部5などを備えている。
フィーダ部4は、本体ケース2内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8及び給紙パッド9と、給紙ローラ8に対して用紙3の搬送方向下流側に設けられる紙粉取りローラ10,搬送ローラ11と、搬送ローラ11に対して用紙3の搬送方向下流側に設けられるレジストローラ12とを備えている。
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動する。給紙ローラ8及び給紙パッド9は、互いに対向状に配設され、給紙パッド9の裏側に配設されるばね13によって、給紙パッド9が給紙ローラ8に向かって押圧される。
用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から上記ばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8の回転によって給紙ローラ8と給紙パッド9とで挟まれた後、1枚ずつ給紙される。給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10によって紙粉を取り除かれた後、搬送ローラ11によってレジストローラ12に送られる。レジストローラ12は、1対のローラから構成され、用紙3を所定のレジスト後に、画像形成位置に送るようにしている。ここで、画像形成位置とは、用紙3にトナー像を転写する位置であって、本実施の形態では、感光体ドラム27と転写ローラ30との接触位置である。
なお、このフィーダ部4は、更に、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15及びマルチパーパス側給紙パッド25とを備えている。マルチパーパス側給紙ローラ15及びマルチパーパス側給紙パッド25は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パッド25の裏側に配設されるばねによって、そのマルチパーパス側給紙パッド25がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パッド25とで挟まれた後、1枚ずつ給紙されて上記レジストローラ12に送られる。
画像形成部5は、露光手段としてのスキャナユニット16、プロセスユニット17、定着部18などを備えている。スキャナユニット16は、本体ケース2内の上部のうち、排紙トレイ46の下面側に配置され、ポリゴンモータ19によって回転駆動されるポリゴンミラー20、レンズ21及び23、反射鏡22などを備えており、図示しないレーザダイオードが発生するレーザビームを、鎖線で示すように、偏向手段としてのポリゴンミラー20、レンズ21、反射鏡22、レンズ23の順に通過或いは反射させて、プロセスユニット17における感光体としての感光体ドラム27の表面を走査露光する。
プロセスユニット17は、感光体ドラム27、スコロトロン型帯電器29、転写手段としての転写ローラ30、クリーニングローラ51、2次ローラ52などを備えている。レーザプリンタ1では、転写ローラ30によって用紙3に転写された後に感光体ドラム27の表面上に残存する残存トナーを、現像ローラ31によって回収する、いわゆるクリーナレス方式によって残存トナーを回収するようにしている。このようなクリーナレス方式によって感光体ドラム27の表面上の残存トナーを回収すれば、ブレードなどの残トナークリーナ装置や廃トナーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略化、小型化、及びコストの低減化を図ることができる。
感光体ドラム27は、現像手段としての現像ローラ31の側方位置において、その現像ローラ31と対向するような状態で図1における反時計方向に回転可能に配設されている。この感光体ドラム27は、ドラム本体が接地されると共に、その表面部分(感光層)は、例えば、α−Si:H等のアモルファスシリコン系CdSの硫化カドミウム系、ZnO等の酸化亜鉛系、AsSe3 等のセレン系の材料、若しくは有機系感光体材料、例えば、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。
帯電手段としてのスコロトロン型帯電器29は、感光体ドラム27の上方に、感光体ドラム27に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。スコロトロン型帯電器29は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光体ドラム27の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。また、このスコロトロン型帯電器29は、帯電電源によりオン・オフされる。
そして、感光体ドラム27の表面は、その感光体ドラム27の回転に伴って、先ず、スコロトロン型帯電器29により一様に正帯電された後、スキャナユニット16からのレーザービームの高速走査により露光され、画像データに基づく静電潜像が形成される。
転写ローラ30は、感光体ドラム27の下方において、この感光体ドラム27に対向するように配置され、ドラムカートリッジ26に回転可能(図1における時計方向)に支持されている。この転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス印加電源から転写バイアス(転写順バイアス)が印加されるように構成されている。そのため、感光体ドラム27の表面上に担持された可視像は、用紙3が感光体ドラム27と転写ローラ30との間を通る間に用紙3に転写される。
現像ユニットとしての現像カートリッジ28は、現像ローラ31,供給ローラ33,トナーボックス34などを備えており、トナーボックス34内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、例えば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、球状をなし、流動性が極めて良好である。なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されると共に、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その粒子径は、約6〜10μm程度である。
そして、トナーボックス34に充填されたトナーは、現像ローラ31,供給ローラ33の回転等により正に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ31上に担持される。次いで、現像ローラ31の回転により、現像ローラ31上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光体ドラム27に対向して接触するときに、感光体ドラム27の表面上に形成された静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム27の表面のうち、レーザービームによって露光され電位が下がっている露光部分に付着され、選択的に担持されることによって可視像化される。前述のように、この可視像が、感光体ドラム27と転写ローラ30との間を通る用紙3に転写される。
定着部18は、プロセスユニット17の側方下流側に配設され、加熱ローラ41と、加熱ローラ41を押圧する押圧ローラ42と、これら加熱ローラ41及び押圧ローラ42の下流側に設けられる1対の搬送ローラ43とを備えている。加熱ローラ41は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、プロセスユニット17において用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ41と押圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙3を搬送ローラ43によって、排紙パス44に搬送するようにしている。排紙パス44に送られた用紙3は、排紙ローラ45に送られて、その排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排紙される。
次に、図2はレーザプリンタ1の上記各部を制御する制御部100の構成を表すブロック図である。図2に示すように、制御部100は、ASIC200と、共通のICの一例としての複合IC210とを中心に構成されている。ASIC200は、CPUを備えてソフトウェアプログラムに基く各種処理を実行するが、その詳細な説明は省略する。
レーザプリンタ1は、その内部機構を冷却するためのファン251を備えており、ファン251を駆動するファンモータ255は複合IC210に接続されている。また、複合IC210には、前述の給紙ローラ8等を駆動するモータの一例としてのメインモータ261、及び、前述のポリゴンモータ19が接続され、更に、次のようなソレノイドの一例としての給紙ソレノイド271,レジストソレノイド273等も接続されている。
ここで、メインモータ261の駆動力は定着部18の加熱ローラ41,加圧ローラ42やプロセスユニット17の感光体ドラム27へは常時伝達されているが、給紙ローラ8やレジストローラ12へは駆動力の伝達/非伝達を切り換え可能に構成されている。すなわち、図3に模式的に示すように、メインモータ261から給紙ローラ8,レジストローラ12への駆動力伝達経路には、給紙ソレノイド271,レジストソレノイド273が周知の電磁クラッチ等の形態で設けられている。そこで、図2に示すように、給紙ソレノイド271とレジストソレノイド273とが複合IC210に接続されている。なお、図1では図示省略したが、制御部100及びメインモータ261は本体ケース2の内部に設けられている。
次に、複合IC210には、ファンモータ255を駆動するファン駆動手段の一例としてのドライバ回路211と、メインモータ261及びポリゴンモータ19を駆動するモータ駆動手段の一例としてのモータドライバ212と、給紙ソレノイド271,レジストソレノイド273をそれぞれを駆動するソレノイド駆動手段及び計時制御手段の一例としてのドライバ回路タイマ回路213,214と、OR回路215と、AND回路216〜218と、複合IC210の温度を検出して過熱状態に相当する温度となったとき「H」レベルの信号を出力する温度検出手段の一例としてのサーマルシャットダウン回路219とが設けられている。
次に、各部で入出力される信号について説明する。OR回路215には、ASIC200からのFANON信号とサーマルシャットダウン回路219の出力とが入力され、その論和理演算の結果は、ドライバ回路211へ入力されている。そして、ドライバ回路211は、OR回路215から「H」レベルの信号が入力されたときに、すなわち、ASIC200が「H」レベルのFANON信号を出力するか、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱を検出して「H」レベルの信号を出力したときに、ファンモータ255へ駆動信号を出力する。
また、サーマルシャットダウン回路219の出力は、AND回路216〜218へ反転して入力されている。AND回路216へは、サーマルシャットダウン回路219の出力の否定と共に、ASIC200から入力されるメインモータ261及びポリゴンモータ19へのモータ駆動許可(Enable)も入力され、その論理積演算の結果がモータドライバ212へ入力される。すなわち、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱を検出しているときは、上記モータ駆動許可(「H」レベルの信号)は無効にされる。
この他、モータドライバ212には、ASIC200から、メインモータ261の速度制御信号及び回転方向選択信号やポリゴンモータ19の速度制御信号が入力されている。逆に、モータドライバ212からASIC200へは、メインモータ261及びポリゴンモータ19の速度をフィードバックする信号が入力されている。そして、上記モータ駆動許可がモータドライバ212へ入力されている場合にのみ、上記速度制御信号及び回転方向選択信号が入力されたメインモータ261または上記速度制御信号が入力されたポリゴンモータ19が、入力されたそれらの信号等に基いて駆動される。
また、モータドライバ212からメインモータ261へは、駆動信号としてのメインモータ出力が入力され、メインモータ261からモータドライバ212へは、メインモータ261の速度をフィードバックする信号、及び、メインモータ261の速度及び位置をフィードバックする信号が入力されている。同様に、モータドライバ212からポリゴンモータ19へは、駆動信号としてのポリゴンモータ出力が入力され、ポリゴンモータ19からモータドライバ212へは、ポリゴンモータ19の速度及び位置をフィードバックする信号が入力されている。また、モータドライバ212は、メインモータ261の過電流を検出する過電流検出手段の一例としてのメインモータ過電流検出回路212Aも備えており、そのメインモータ過電流検出回路212Aが過電流を検出したとき、モータドライバ212はメインモータ261を停止する。
更に、AND回路217へは、サーマルシャットダウン回路219の出力の否定と共にASIC200からの給紙ソレノイドON信号が入力され、その論理積演算の結果がドライバ回路タイマ回路213へ入力される。すなわち、ドライバ回路タイマ回路213は、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱を検出しておらず、かつ、ASIC200から給紙ソレノイドON信号(「H」レベルの信号)が入力されているときにのみ、給紙ソレノイド271へ通電を行う。また、ドライバ回路タイマ回路213は、給紙ソレノイド271への通電時間を計時するタイマ回路を備えており、その通電時間が予め定められた所定時間以上になると強制的に通電を中止する。
ドライバ回路タイマ回路214も同様に、サーマルシャットダウン回路219の出力の否定とASIC200からのレジストソレノイドON信号との論理積演算結果がAND回路218を介して入力される。このため、ドライバ回路タイマ回路214は、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱を検出しておらず、かつ、ASIC200からレジストソレノイドON信号(「H」レベルの信号)が入力されているときにのみ、レジストソレノイド273へ通電を行う。また、ドライバ回路タイマ回路214も、レジストソレノイド273への通電時間を計時するタイマ回路を備えており、その通電時間が予め定められた所定時間以上になると強制的に通電を中止する。
以上のように、本実施の形態では、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱(延いては制御部100の過熱)を検出しているか、若しくはASIC200からFANON信号が出力されていることを条件に、FAN251が駆動される。また、サーマルシャットダウン回路219が複合IC210の過熱(延いては制御部100の過熱)を検出しているときは、モータ駆動許可(Enable),給紙ソレノイドON信号,レジストソレノイドON信号が無効化される。このため、本実施の形態のレーザプリンタ1では、複合IC210の過熱時には、メインモータ261、ポリゴンモータ19、モータドライバ212、給紙ソレノイド271、レジストソレノイド273、及び、ドライバ回路タイマ回路213,214を停止して発熱を減少させ、ファン251を強制的に駆動して内部を冷却することができる。
しかも、本実施の形態では、OR回路215やAND回路216,217,218はもちろんのこと、ドライバ回路211,モータドライバ212,ドライバ回路タイマ回路213,214も、周知のようにハードロジック回路にて構成されている。このため、本実施の形態では、装置の過熱、特に複合IC210の過熱を、万が一CPUが暴走してもその暴走等の影響を受けることなく確実に抑制することができる。
更に、本実施の形態では、ドライバ回路211、モータドライバ212、ドライバ回路タイマ回路213,214、OR回路215、AND回路216,217,218、及びサーマルシャットダウン回路219が、共通の複合IC210に形成されている。このため、構成を簡略化して製造コストを低減すると共に、ノイズ等による誤動作も抑制することができる。すなわち、これらの回路を別々のICに形成すると、構成が複雑化するばかりでなく、IC同士を連絡する信号線にノイズが重畳する可能性もあるが、本実施の形態ではそのようなことを防止することができる。なお、上記実施の形態において、OR回路215、及び、AND回路216,217,218が制御手段に相当する。
また、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、本発明は、カラーレーザプリンタや、電子写真方式のコピー機,ファクシミリ装置等にも適用することができる。また、サーマルシャットダウン回路219等の温度検出手段は、上記実施の形態のようにドライバ回路211,モータドライバ212等のファン駆動手段,モータ駆動手段と一体のLSIとして作り込んでもよいが、それらとは別体に外付けしてもよい。
本発明が適用されたレーザプリンタの構成を表す概略断面図である。 そのレーザプリンタの制御部の構成を表すブロック図である。 そのレーザプリンタの駆動力伝達経路の一部を模式的に表すブロック図である。
符号の説明
1…レーザプリンタ 3…用紙 5…画像形成部
12…レジストローラ 16…スキャナユニット 17…プロセスユニット
18…定着部 19…ポリゴンモータ 20…ポリゴンミラー
27…感光体ドラム 31…現像ローラ 46…排紙トレイ
100…制御部 211…ドライバ回路 212…モータドライバ
213,214…ドライバ回路タイマ回路 215…OR回路
216,217,218…AND回路 219…サーマルシャットダウン回路
251…ファン 255…ファンモータ 261…メインモータ
271…給紙ソレノイド 273…レジストソレノイド 210…複合IC

Claims (7)

  1. 被記録媒体に電子写真方式で画像を形成する画像形成手段を、内部に備えた画像形成装置であって、
    該画像形成装置の内部に設けられ、該画像形成装置の内部機構を駆動するモータと、
    該モータを駆動するモータ駆動手段と、
    上記画像形成装置の内部を冷却するファンを駆動するためのファンモータを駆動するファン駆動手段と、
    温度を検出する温度検出手段と、
    該温度検出手段が検出した温度が過熱状態に相当する温度となったとき、上記モータ駆動手段に上記モータを停止させ、上記ファン駆動手段に上記ファンモータを駆動させる制御手段と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 上記制御手段が、ハードロジック回路にて構成されたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 上記温度検出手段が、上記モータ駆動手段を含む制御部の温度を検出することを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  4. 上記モータ駆動手段と、上記ファン駆動手段と、上記温度検出手段と、上記制御手段とが、共通のIC内に形成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 更に、
    上記モータの駆動力の被記録媒体への伝達/非伝達を切り換えるためのソレノイドと、
    上記共通のIC内に形成され、上記ソレノイドを駆動するソレノイド駆動手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
  6. 上記共通のIC内には、計時を行ってその計時結果に基いて上記ソレノイドを制御する計時制御手段が形成されたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
  7. 上記温度検出手段が、上記共通のICの温度を検出することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の画像形成装置。
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