JP2009172784A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コントローラに生じた異常の要因を検証するためのデータを確保することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300とが通信ライン60を介して接続されている画像形成装置9に、プリンタエンジン100のプロセスデータPDを所定間隔で蓄積する揮発性メモリ22、32と、前記エンジンコントローラ200または前記システムコントローラ300の何れかの暴走を検出する異常検出部70と、前記異常検出部70で何れかのコントローラの異常が検出されたときに、正常作動しているコントローラが前記揮発性メモリ22、32に蓄積されたプロセスデータPDを異常検証データとして不揮発性メモリ37に格納する異常検証データ記憶処理部71を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、プリンタエンジンを制御するエンジンコントローラと、印字データを生成するとともに前記エンジンコントローラに印字データを出力するシステムコントローラとが通信ラインを介して接続されている画像形成装置に関する。
画像形成装置には、機内に設置したセンサ等から機内温度や湿度などのプロセスデータを取得し、当該プロセスデータに基づいてアクチュエータやモータ等の被制御装置を制御する単一または複数のコントローラが備えられている。
例えば、ヒートローラ方式を採用した定着部ではヒータとなるハロゲンランプがヒートローラに内挿されており、サーミスタでなる温度センサがヒートローラに接触配置されている。
そして、当該定着部を備えた電子写真方式を採用した画像形成装置では、コントローラは温度センサで検出された温度に基づいて被制御装置であるハロゲンランプへの給電を制御して定着温度を予め設定された所定範囲に制御している。そこで、何らかの要因によってコントローラに異常が生じるとハロゲンランプへの給電制御が不能となって定着温度の制御ができなくなる。
特許文献1には、コントローラに異常が生じたときのヒータの加熱を確実に停止させることを目的として、電源部からの供給電力で加熱され、記録紙に転写されたトナー画像を熱定着する定着器と、上記定着器の熱ローラの温度を検出する温度センサと、上記電源部と上記定着器との間に介設された第1スイッチと、温度制御プログラムを備え、上記温度センサの検出温度を第1レベルに維持するべく上記第1スイッチをオン、オフ切り替え制御する温度調整手段とを備えた画像形成装置において、上記電源部と上記定着器との間に介設された第2スイッチと、上記温度センサからの検出温度が上記第1レベル以上である所定の第2レベルを超えると上記第2スイッチを強制的にオフ側に切り替える電源供給停止回路とを備えた画像形成装置が提案されている。
特開2004−184608号公報
ところで、コントローラには、例えば、機内に発生したノイズ、機内温度や湿度の変動、または、供給電力の変動など、様々な要因で異常が生じるが、画像形成装置を安定して動作させるには、コントローラに生じた異常の要因を特定することが重要である。
例えば、機内温度がコントローラの定格上限温度に近ければコントローラに異常が生じる可能性が高くなるなど、装置の動作状態を表す各種のプロセスデータに基づいて異常発生要因を検証することが考えられる。
しかし、既に異常が発生したコントローラからは、そのようなプロセスデータを収集することができない。
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、コントローラに生じた異常の要因を検証するためのデータを確保することができる画像形成装置を提供する点にある。
上述の目的を達成するため、本発明による画像形成装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、プリンタエンジンを制御するエンジンコントローラと、印字データを生成するとともに前記エンジンコントローラに印字データを出力するシステムコントローラとが通信ラインを介して接続されている画像形成装置であって、前記プリンタエンジンのプロセスデータを所定間隔で蓄積する揮発性メモリと、前記エンジンコントローラまたは前記システムコントローラの何れかの暴走を検出する異常検出部と、前記異常検出部で何れかのコントローラの異常が検出されたときに、正常作動しているコントローラが前記揮発性メモリに蓄積されたプロセスデータを異常検証データとして不揮発性メモリに格納する異常検証データ記憶処理部を備えている点にある。
エンジンコントローラとシステムコントローラの何れかのコントローラの異常が異常検出部で検出されたときに、所定間隔で揮発性メモリに蓄積されたプリンタエンジンのプロセスデータが、正常作動しているコントローラにより当該揮発性メモリから読み出されて異常検証データとして不揮発性メモリに格納される。
従って、当該異常検証データに基づいて何れかのコントローラに生じた異常の発生要因を検証することができる。
同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記異常検出部は前記通信ラインを介したデータの送受信状態に基づいて異常を検出するように構成されている点にある。
何れかのコントローラに異常が生じると、通信ラインを介したコントローラ間の正常なデータ送受信は成り立たない。そこで、異常検出部は、通信ラインを介したデータ送受信状態に基づいて、各コントローラの異常を好適に検出することができる。
同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記異常検出部は前記エンジンコントローラまたは前記システムコントローラに備えたウォッチドッグ回路で構成され、一方のウォッチドッグ回路の出力が他方のコントローラに入力されるように構成されている点にある。
異常検出部は、ウォッチドッグ回路が出力するリセット信号に基づいて、各コントローラの異常を好適に検出することができる。
同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記異常検証データ記憶処理部により前記異常検証データが不揮発性メモリに格納された後に、前記コントローラへの電源供給を遮断する電源遮断回路を備えている点にある。
揮発性メモリに蓄積されたデータはコントローラへの電源供給が遮断されると消失するが、コントローラへの電源供給が電源遮断回路により遮断されるのは、異常検証データ記憶処理部により異常検証データが不揮発性メモリに格納された後であり、異常検証データは確実に確保される。
同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第一から第四の特徴構成に加えて、前記プロセスデータはプリンタエンジンの温度データを含む点にある。
例えば、プリンタエンジンの温度がコントローラの定格温度外であるとき、コントローラに異常が生じる可能性は非常に高く、プリンタエンジンの温度データを含むプロセスデータは異常検証データとして好適である。
以上説明した通り、本発明によれば、コントローラに生じた異常の要因を検証するためのデータを確保することができる画像形成装置を提供することができるようになった。
以下に、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタについて説明する。
図1に示すように、電子写真方式を採用したプリンタ9には、トナー像を形成して用紙に転写し、用紙にトナー像を熱定着するプリンタエンジン100と、プリンタエンジン100を制御するエンジンコントローラ200と、ネットワークLANを介してコンピュータ端末400、401等から入力された画像データに基づいて印字データを生成するとともにエンジンコントローラ200に印字データを出力するシステムコントローラ300と、商用電源から入力される交流電圧を所定電圧の安定した直流電圧に変換してプリンタ9に供給する電源部500が備えられている。
プリンタエンジン100には、印字データに基づいてトナー像を形成する感光体ユニットと、感光体ユニットで形成されたトナー像を用紙に転写する転写チャージャと、トナー像が転写された用紙を通紙して当該用紙にトナー像を熱定着する定着ユニットなどが備えられている。
感光体ユニットには、感光体と、感光体表面を一様に帯電するチャージャと、システムコントローラ300から入力された印字データに基づきレーザビームを走査して感光体表面を露光し、当該印字データに対応する静電潜像を当該感光体表面に形成するLSU(Laser Scanning Unit:レーザスキャンユニット)101と、当該感光体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像として顕像化する現像ユニットなどが備えられている。
転写チャージャはコロナ帯電を用いて感光体表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。定着ユニットにはヒータが内挿されたヒートローラとヒートローラに圧接されたバックアップローラが備えられている。
また、プリンタエンジン100には、プリンタエンジン100の温度を検出する温度センサや、感光体やヒートローラなどに駆動力を供給するモータ等が備えられている。
エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300は、夫々、CPU20、30とCPU20、30の動作プログラム等が格納されたROM23、33とCPU20、30の作業領域となるRAM22、32と入出力回路24、34等が設置された基板で構成され、通信ライン60で接続されている。
更に、システムコントローラ300には、コンピュータ端末400、401等が接続されたネットワークLANと接続されるネットワークインタフェース36と、ネットワークLANを介してコンピュータ端末400、401等から入力される画像データから印字データを生成する画像生成部35が備えられている。
エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300は、夫々ROM23、33に格納された動作プログラムを実行し、当該動作プログラムに規定されたアルゴリズムに基づいて動作する。
電源部500には、商用電源から入力された交流電圧を所定電圧まで降圧して出力する電源トランス502と、電源トランス502から入力された所定電圧の交流電圧をAC/DC変換して、モータ等に供給する直流電圧24Vとエンジンコントローラ200やシステムコントローラ300などに供給する直流電圧3.3Vを出力するDCレギュレータ503を備えている。
商用電源から電源トランス502への給電ラインにはメインスイッチ操作に連動するリレースイッチ501が介装されている。リレースイッチ501はエンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300からの制御信号によりオフされる。
オペレータによりメインスイッチがオン操作されると、連動してリレースイッチ501がオンされ、電源部500からプリンタ9に電力が供給される。エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300により、RAM22、32等の初期化やプリンタエンジン100の備えるセンサ等に対する初期設定が実行され、プリンタ9でのプリントが可能となる。
エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300は通信ライン60を介して1Mbpsの同期式シリアル通信により夫々の制御データを送受信する。具体的に、システムコントローラ300はエンジンコントローラ200に所定間隔で制御コマンドを出力する。エンジンコントローラ200は、当該制御コマンドが入力されると、対応する処理を実行して所定の制御レポートをシステムコントローラ300に出力する。即ち、制御コマンド及び制御レポートにより制御データが構成される。
エンジンコントローラ200は、制御コマンドに基づいて、プリンタエンジン100に組み込まれた各負荷へ制御信号を出力し、各負荷に設けられたセンサの検出信号等を入力して、所定の演算処理を施して新たな制御信号を出力する。このとき、各負荷へ制御信号やセンサの検出信号や演算結果がRAM22に格納される。
例えば、エンジンコントローラ200は定着ユニットに設けられた温度センサの出力に基づいて、定着温度が予め設定された所定範囲に維持されるようにヒータへの給電を制御する。
また、エンジンコントローラ200は用紙の搬送経路に沿って設けられたペーパーセンサの出力に基づいて、搬送経路上に配置されたローラを制御する。
システムコントローラ300は制御コマンドの一つとしてプロセスデータPDを要求するコマンドを定期的に出力する。エンジンコントローラ200は、当該コマンドが入力されると、プロセスデータPDをRAM22から読み出し、当該プロセスデータPDを制御レポートとして通信バス60を介してシステムコントローラ300に出力する。
プロセスデータとは、RAM22に格納された制御信号、センサの検出信号、演算結果データのうち、プリンタエンジン100の各負荷の制御状態を表すデータであって、エンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300の異常原因の推定の基礎となるデータである。
システムコントローラ300はエンジンコントローラ200から送信されたプロセスデータPDを自身のRAM32に格納する。即ち、プリンタエンジン100のプロセスデータPDを所定間隔で蓄積するRAM22、32が本発明の揮発性メモリとなる。
ネットワークLANを介してコンピュータ端末400、401からプリンタ9に画像データが入力されると、システムコントローラ300は当該画像データから印字データを生成するとともにエンジンコントローラ200に当該印字データを出力する。
エンジンコントローラ200は、システムコントローラ300から入力された印字データに基づいてトナー像を形成し、当該トナー像の画像先端と用紙先端が一致するように用紙を搬送して当該用紙にトナー像を転写し、熱定着して排出する。
エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300は、通信ライン60を介した制御データの送受信状態に基づいて、互いの異常を検出する異常検出部70が設けられている。
異常検出部70は、相手側からの制御コマンドまたは制御レポートが所定時間継続して入力されなかったり、異常な受信データが所定回数連続して受信されたような場合に、相手側のコントローラに異常が生じたと検出する。
システムコントローラ300にはEPROMなどの不揮発性メモリ37が備えられている。不揮発性メモリ37には、エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300の何れかが暴走等の異常状態になったときに、当該異常が発生した要因を検証するための異常検証データが格納される。
エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300は、夫々シリアルインタフェースで不揮発性メモリ37に接続され、何れのコントローラからでも不揮発性メモリ37にデータを格納することができるように構成されている。
そして、相手側のコントローラの異常を検出した何れかのコントローラは、自身のRAMに格納したプロセスデータPDを異常検証データとして不揮発性メモリ37に格納する。
つまり、エンジンコントローラ200及びシステムコントローラ300には、異常検出部70で何れかのコントローラの異常が検出されたときに、揮発性メモリ22、32に蓄積されたプロセスデータPDを異常検証データとして不揮発性メモリ37に格納する異常検証データ記憶処理部71が設けられている。
具体的に、定着ユニットに設けられた温度センサで検出された定着温度や、機内に設けられた温度センサで検出された環境温度等の温度データ、機内に設けられた湿度センサで検出された湿度データ、冷却ファンの駆動状態データ、ヒータの制御状態データ、メインモータの駆動状態データ、ペーパーセンサによる用紙検出状態データ、LSUに組み込まれたポリゴンモータの駆動状態データ等のプロセスデータPDが、不揮発性メモリ37に格納される。
これらのプロセスデータPDは、サービス技術者により専用の端末装置を介して読み出され、コントローラに異常が発生した原因を解析するためのデータに活用される。
例えば、環境温度が想定された温度範囲に納まっていないときや、定着温度が異常に上昇している場合には、コントローラに設けられたCPUが熱暴走した可能性が高いと判断され、そのときに、冷却ファンが停止していると、ファンの故障によりCPUが熱暴走した可能性が高いと判断することができる。
また、例えば、ペーパーセンサの値から用紙が搬送されていると判断され、そのときの環境湿度が異常に低い場合には、静電気の発生によりコントローラに設けられたCPUが静電ノイズで暴走した可能性が高いと判断することができる。
つまり、複数のプロセスデータの組合せにより、コントローラに異常が発生したときの装置の状態を把握して、その原因を検証することができるようになる。
エンジンコントローラ200及びシステムコントローラ300は、所定インタバルで取得した過去のプロセスデータPDのうち、直近を含む複数回のプロセスデータPDを夫々のRAMに格納するように構成されている。
ここで、エンジンコントローラ200及びシステムコントローラ300は、リアルタイムクロック回路21、31から取得した時刻情報または通信ライン60を介して取得した時刻情報をプロセスデータPDに付加してRAM22、32に格納することが好ましく、これにより、より詳細に異常原因を解析することができる。
相手側のコントローラの異常を検出した何れかのコントローラは、異常検証データを不揮発性メモリ37に格納した後に、リレースイッチ501をオフする制御信号を出力して、商用電源から電源トランス502への給電ラインを遮断し、プリンタ9の電源を遮断することにより装置に重大な損傷が発生することを防止する。
即ち、エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300と、各コントローラからリレースイッチ501に対して制御信号を送信する送信ラインと、リレースイッチ501により、異常検証データ記憶処理部により異常検証データが不揮発性メモリ37に格納された後に、各コントローラ200、300への電源供給を遮断する本発明の電源遮断回路が構成される。
以下に、図2に示すフローチャートを用いて、システムコントローラ300による異常検証データの格納動作について説明する。
システムコントローラ300はエンジンコントローラ200に所定時間間隔で制御コマンドを送信する(S1,S2)。エンジンコントローラ200から返信された制御レポートにプロセスデータが含まれていると(S3)、受信したプロセスデータをRAM32に格納する(S4)。
エンジンコントローラ200から所定時間間隔と異常検出回数の積で算出される異常判断時間が経過するまでに制御レポートを受信できないときには(S5,S6)、エンジンコントローラ200に異常が発生したと判断して(S7)、RAM32に蓄積したプロセスデータPDを読み出し(S8)、必要なプロセスデータPDを不揮発性メモリ37に格納し終えると(S9)、リレースイッチ501をオフする制御信号を出力し、各コントローラ200、300への電源供給を遮断する(S10)。
同様に、エンジンコントローラ200が、システムコントローラ300からの制御コマンドを所定時間継続して受信できないとき、システムコントローラ300に異常が発生したと判断してRAM22に蓄積したプロセスデータPDを読み出し、必要なプロセスデータPDを不揮発性メモリ37に格納し終えると、リレースイッチ501をオフする制御信号を出力し、各コントローラ200、300への電源供給を遮断する。
以下に、別実施形態について説明する。
上述の実施形態では、不揮発性メモリ37は、システムコントローラ300に備えられているものとしたが、これに限定するものではなく、エンジンコントローラ200等、プリンタ9内で確保可能な空きスペースに備えられていてもよい。尚、プリンタ9内で発生するノイズの影響や定着温度の影響を受けにくいスペースが確保できるのであれば、当該不揮発性メモリ37の設置場所として好適である。
上述の実施形態では、通信ライン60を介したデータの送受信状態に基づいて異常を検出する異常検出部70を説明したが、図3に示すように、エンジンコントローラ200及びシステムコントローラ300にウォッチドッグ回路29、39を備え、夫々の異常検出信号を他方のコントローラに入力する異常検出部70を備えるものであってもよい。
ウォッチドッグ回路29、39は、夫々に対応するCPU20、30からウォッチドッグクリア信号が入力されなくなると、異常信号を出力するため、当該信号に基づいて相手側のコントローラの異常を検出することができる。
上述の実施形態では、システムコントローラ300に不揮発性メモリ37を備えたプリンタ9について説明したが、図4(a)に示すように、エンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300が出力するリレースイッチ501をオフする制御信号が入力されるアンド回路61と、アンド回路61の出力信号を遅延させるディレイ回路62と、アンド回路61の出力信号をトリガとしてプロセスデータPDを格納する電池バックアップされたラッチ回路38を備える画像形成装置9であっても、本発明を適用することが可能である。
エンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300が、相手側のコントローラの異常を検出したときに、リレースイッチ501をオフするために制御信号「L」を出力すると、図4(b)に示すように、アンド回路61から信号レベル「L」が出力される。
図5(a)に示すように、ラッチ回路38には、プロセスデータPDを構成する各データに対応する数のD型フリップフロップ(以下、「D型FF」と記載する。)380、381、382が備えられている。
エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300の入出力回路24、34には、プロセスデータPDを構成する各データを出力する出力端子が備えられている。
プロセスデータPDを構成する各データに対応する入出力回路24、34の出力端子とD型FFの入力端子が接続されており、各D型FF380、381、382のクロック入力端子にはアンド回路61の出力信号が入力される。各D型FF380、381、382はクロック入力端子に入力されるクロックの立下りで入力端子に入力されている信号のレベルをラッチする。
従って、エンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300が、相手側の異常を検出して「L」レベルの制御信号をアンド回路61に出力すると共に、自身のRAM22、32に格納したプロセスデータPDを入出力回路24、34から出力すれば、アンド回路61から出力された信号レベルが「H」から「L」に変化したとき、各D型FF380、381、382にはプロセスデータPDを構成する各データが個別に格納される。
即ち、図4(a)に示した画像形成装置9には、本発明の不揮発性メモリとしてのラッチ回路38が備えられており、アンド回路61と、エンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300で構成される異常検証データ記憶処理部が備えられている。
図5(b)に示すように、ディレイ回路62には、インバータ回路620と、抵抗621とコンデンサ622とシュミットトリガ回路623が備えられており、アンド回路61から「L」レベルの信号が入力されると、インバータ回路620により反転された「H」レベルの信号が出力され、当該信号によりコンデンサ622が充電されて、コンデンサ622の電位が所定電位になるとシュミットトリガ回路623から「H」レベルの信号が出力される。
従って、「H」レベルの信号が入力されたときにリレースイッチ501がオフするように構成すれば、エンジンコントローラ200またはシステムコントローラ300からリレースイッチ501をオフする「L」レベルの制御信号を出力してから、抵抗621とコンデンサ622により決定される時定数に基づく時間だけ遅延されてリレースイッチ501がオフされる。
即ち、図4(a)に示した画像形成装置には、エンジンコントローラ200とシステムコントローラ300と、各コントローラからリレースイッチ501に対して制御信号を送信する送信ラインと、リレースイッチ501と、アンド回路61と、ディレイ回路62により構成される電源遮断回路が備えられている。
アンド回路61の出力信号が、各D型FF380、381、382にプロセスデータPDをラッチすることができる時間より長い時間遅延されてリレースイッチ501に入力されるように時定数を決定し、当該時定数となる様に抵抗621の抵抗値とコンデンサ622の静電容量を調整すれば、プロセスデータPDがラッチ回路38に確実に格納された後、リレースイッチ501がオフされる。
上述の実施形態では、本発明の画像形成装置の一例としてプリンタ9を用いて説明したが、図6に示すように、スキャナや操作部を備えた複合機8に対しても本発明を適用することができる。
尚、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができることは言うまでもない。
プリンタの説明図 システムコントローラによる異常検証データの格納動作を説明するフローチャート 別実施形態のプリンタの説明図 (a)は別実施形態のプリンタの説明図、(b)はアンド回路の出力信号の説明図 (a)はラッチ回路の説明図、(b)はディレイ回路の説明図 別実施形態の複写機の説明図
符号の説明
9:画像形成装置(プリンタ)
22:揮発性メモリ(RAM)
32:揮発性メモリ(RAM)
37:不揮発性メモリ(EPROM)
60:通信ライン
70:異常検出部
71:異常検証データ記憶処理部
200:エンジンコントローラ
300:プリンタエンジン

Claims (5)

  1. プリンタエンジンを制御するエンジンコントローラと、印字データを生成するとともに前記エンジンコントローラに印字データを出力するシステムコントローラとが通信ラインを介して接続されている画像形成装置であって、
    前記プリンタエンジンのプロセスデータを所定間隔で蓄積する揮発性メモリと、前記エンジンコントローラまたは前記システムコントローラの何れかの暴走を検出する異常検出部と、前記異常検出部で何れかのコントローラの異常が検出されたときに、正常作動しているコントローラが前記揮発性メモリに蓄積されたプロセスデータを異常検証データとして不揮発性メモリに格納する異常検証データ記憶処理部を備えている画像形成装置。
  2. 前記異常検出部は前記通信ラインを介したデータの送受信状態に基づいて異常を検出するように構成されている請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記異常検出部は前記エンジンコントローラまたは前記システムコントローラに備えたウォッチドッグ回路で構成され、一方のウォッチドッグ回路の出力が他方のコントローラに入力されるように構成されている請求項1または2記載の画像形成装置。
  4. 前記異常検証データ記憶処理部により前記異常検証データが不揮発性メモリに格納された後に、前記コントローラへの電源供給を遮断する電源遮断回路を備えている請求項1から3の何れかに記載の画像形成装置。
  5. 前記プロセスデータはプリンタエンジンの温度データを含む請求項1から4の何れかに記載の画像形成装置。
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