JP2010020150A

JP2010020150A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010020150A
Application number: JP2008181202A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fujimori; 貴司藤森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】電源電圧が低下した場合に、電源に異常があるかどうか判別し、異常がある場合に警告表示をする。
【解決手段】前記画像形成装置に入力される電源の電圧を測定する電源電圧測定手段と、前記複数のユニットを単独で通電した時の電源電圧降下量を前記電源電圧測定手段により測定するユニット別電源電圧降下量測定手段と、前記ユニット別電源電圧降下量測定手段で測定した前記複数のユニットの個別の電圧降下量を記憶したテーブルと、前記画像形成装置に関する情報を表示する表示手段と、前記画像形成装置を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記テーブルに記憶されている前記複数のユニットの個別の電圧降下量のうち、通電中のユニットに対応する電圧降下量の合計値に基づいて電源電圧降下量の閾値を決定し、電源電圧測定装置により測定した電源の電圧降下量が、閾値より大きくなった場合に、電源異常と判別し表示手段により警告表示を行う。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にその電源異常の判別に関するものである。

近年、画像形成装置のカラー化や高速化に伴い、装置の消費電力は電源負荷容量に対してほぼ使い切る状態が続いている。特に電子写真方式の画像形成装置においては、定着器や駆動モータ等に大きな電力を供給する必要がある。

一方、小規模なオフィスやＳＯＨＯ等では電源負荷容量が十分でない場合や、商用電源の同じ電源ラインのコンセントに複数の機器を接続する必要がある場合が多い。電源容量が不足する場合、画像形成装置に入力される電源入力電圧が低下してしまう。電源入力電圧が装置の駆動可能電圧を下回った場合、駆動ユニットモータの搬送不良によるジャムや、装置の誤動作によるエラー誤検知等、装置の使用に支障をきたすようなトラブルが発生する可能性が高くなる。このため、電源容量の改善やコンセントのつなぎ方の変更等の処置を速やかに行う必要があった。

そして、画像形成装置の電源入力電圧の降下を監視する例は特許文献１ないし３に開示されている。前記特許文献１ないし特許文献３では、電子写真方式の画像形成装置における電源電圧の降下検知に言及しているが、電源電圧の検知手法によって同じ電源ライン上の装置の有無を判別するものではない。

また、画像形成装置以外では、特許文献４および特許文献５で電源電圧の降下について言及している。

特許文献４では、車両電源の電圧降下を判別する手段について言及しているが、電圧の落ち込み波形をモニターしているのみで、電圧落ち込み要因にまで言及していない。また、特許文献５では、マイコンがコンパレータで電圧降下を検知して停電モードに移行する手段について言及しているが、装置自身の動作による電圧落ち込みを考慮するものではない。
特開２００６−２９３２１２号公報特開平０９−１９０１２９号公報特開２００４−２２６８８８号公報特開平０８−１１４５３０号公報特開平１０−１７１５６号公報

ところが画像形成装置内で電源入力電圧を監視する場合、画像形成装置自身のユニット動作による電源電圧の降下と商用電源の容量不足による電源電圧の降下の区別がつきにくいという問題がある。すなわち、画像形成装置、とりわけ電子写真方式における画像形成装置は、定着器やステッピングモータ等の比較的大きな電力を消費するユニットで構成されているため、前記ユニットの駆動時には自身の電力消費により画像形成装置自体の電源電圧が低下してしまう。そのため電源電圧の降下の要因分析を正しく行うことができず、商用電源の状態を判別することが困難となる要因となっていた。前記特許文献１ないし特許文献５の開示技術ではその意味での電源の異常状態を判別することができない。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、電源電圧が低下した場合に、電源に異常があるかどうか判別し、異常がある場合に警告表示をする画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。

（１）電力を消費する複数のユニットを備えた画像形成装置であって、
前記画像形成装置に入力される電源の電圧を測定する電源電圧測定手段と、
前記複数のユニットのそれぞれを単独で通電した時の電源電圧降下量を前記電源電圧測定手段により測定するユニット別電源電圧降下量測定手段と、
前記ユニット別電源電圧降下量測定手段で測定した前記複数のユニットの個別の電圧降下量を記憶したテーブルと、
前記画像形成装置に関する情報を表示する表示手段と、
前記画像形成装置を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記テーブルに記憶されている前記複数のユニットの個別の電圧降下量のうち、通電中のユニットに対応する電圧降下量の合計値に基づいて電源電圧降下量の閾値を決定し、前記電源電圧測定装置により測定した前記電源の電圧降下量が、前記閾値より大きくなった場合に、電源異常と判別し前記表示手段により警告表示を行うことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、電源電圧が低下した場合に、電源に異常があるかどうか判別し、異常がある場合に警告表示することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施形態の例により詳しく説明する。

（実施形態１）
図１に、実施形態１の画像形成装置の概略構成を示す。
１０１は電子写真方式のカラープリンタユニットであり、カラーモードおよびモノクロモードにて毎分７０枚の連続印刷が可能になっている。１０２は原稿読取装置であり、プリンタユニット１０１と同期してコピー機能を実現している。１０４は画像形成装置を駆動する商用電源の電源コンセントである。１０５は電源ユニットであり、電源コンセント１０４から供給された電力を画像形成装置の各制御ユニットに分配している。１０６は電圧センサ（請求項でいう、電源電圧測定手段に相当）である。１０７は後述するコントローラユニットであり、プリンタユニット１０１を制御している。電圧センサ１０６は電源コンセント１０４から供給される電源電圧を測定するセンサであり、電圧センサ１０６が検知した電圧はコントローラユニット１０７によりモニターされる。

図２は、コントローラユニット１０７の構成を表したブロック図である。２０１はＣＰＵである。２０２はＲＯＭである（ＲＯＭのメモリ内容については図３で詳述する）。２０３はＲＡＭ（ＲＡＭのメモリ内容については図３で詳述する）である。ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２に格納されたプログラムを実行することによりプリンタユニット１０１を制御する。２０４は通信ドライバである。コントローラユニット１０７は、通信ドライバ２０４を通じて原稿読取装置１０２と通信して、制御情報や動作タイミングをやり取りしている。２０５はＡ／Ｄ変換器であり、電圧センサ１０６で測定した電源電圧値をＣＰＵ２０１が解読可能なデジタル値に変換する。２０６はプリンタユニット１０１を構成するモータ（不図示）を駆動するためのモータドライバである。また、２０７はプリンタユニット１０１が電子写真方式で画像形成するための高圧出力装置（不図示）を制御する高圧ドライバである。また、２０８は画像形成装置に付随する、ユーザーが画像形成モード等を入力したり、各種情報を表示するための液晶操作パネル１１０を制御する液晶操作パネルコントローラである。また、２０９はプリンタユニット１０１が転写シート上のトナー像を定着する定着器のための定着器ドライバである。

図３にて、ＲＯＭ２０２のメモリ内容およびＲＡＭ２０３のメモリ内容について詳説する。３０１〜３０２はＲＯＭ２０２の内容を表している。３０１はプログラムが格納されている領域である。３０２はデータテーブルであり、プリンタユニット１０１を制御するために必要なモータの駆動速度や高圧の出力レベル値等のデータが格納されている領域である。

３０３〜３０８はＲＡＭ２０３の内容を表している。３０３はスタック領域であり、プログラム実行時にＣＰＵ２０１が使用する。３０４は変数領域であり、プログラム３０１の実行時の演算、データの一次格納、およびプリンタユニット１０１の個別調整設定値等を格納する。３０５は電圧モニターサンプリングテーブルであり、１０個のデータ配列より構成されている。３０６は電圧モニター平均データを格納する領域である。３０５および３０６については図５で詳説する。

３０７は、図４で詳説するプリンタユニット１０１内の各駆動負荷および原稿読取装置１０２の駆動状態を記憶する、ユニット別駆動ステータステーブルである。各ユニットの駆動状態は、ＣＰＵ２０１が各ユニットを駆動制御した時の状態遷移や、各ユニットの駆動ドライバの状態を元に作成する。３０８は、図５で詳説するユニット別電圧降下量を記憶するテーブルである。

図４は、ユニット別駆動ステータステーブルのデータ構成について説明した図である。４１１〜４２０はそれぞれ４０１〜４１０で表した駆動ユニットのステータス（駆動状態）が格納されている。ステータスの値が０である時はその駆動ユニットが停止中であることを表わす。ステータスの値が１である時はその駆動ユニットが駆動中を表している。図４では、定着器、定着モータ、ドラムモータ、ポリゴンモータ、高圧ユニットがそれぞれ駆動中であり、給紙モータ、レジ前モータ、レジモータ、排紙モータ、原稿読み取り装置が停止中であることを示している。ここで、各駆動ユニットのステータスはＣＰＵ２０１による駆動もしくは停止処理を元に更新する場合（４０２〜４１０）と、図２で説明した各駆動ドライバやユニットのステータス情報を元に更新する場合（４０１）がある。定着器４０１に関しては、ＣＰＵ２０１による制御状態に拘わらずフリッカ対策等で定着器ドライバがヒータの駆動をマスクする場合があり、ＣＰＵ２０１の制御している駆動状態と一致しない場合がある。このため、定着器ドライバからのヒータ駆動状態情報を元に判断することがふさわしい。

図５は、各ユニットを単独で駆動した時の電源電圧の降下量測定結果を格納するテーブルについて説明した図である。５０１〜５１０は、図４で説明したユニット４０１〜４１０をそれぞれ単独で駆動した時の電源電圧降下量を測定して格納する。電圧降下測定方法については図７および図８で後述する。

図６は、電源電圧サンプリングおよび平均化処理について説明したフローチャート６０１であり、ＣＰＵ２０１により実行される。電源投入後、ＣＰＵ２０１は、ステップ６０２（以下、Ｓ６０２のように表示する）でサンプリングカウンタｉをゼロに初期化する。ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器２０５を通じて電圧センサ１０６により検出した電源電圧をテーブル３０６のＶｍｏｎｉＳｍｐｌ［ｉ］に格納する（Ｓ６０３）。そしてＣＰＵ２０１は、テーブル３０６に格納された複数の電源電圧のデータを平均化し、ＶｍｏｎｉＡｖｅ（３０６）に格納する（Ｓ６０４）。ＣＰＵ２０１は、カウンタｉを１つインクリメントし（Ｓ６０５）、ｉが１０以上になったか否かを判断し（Ｓ６０６）、１０以上になればＳ６０２へ戻ってゼロリセットする。本実施形態では平均化処理を１００ｍｓｅｃインターバルで常時実施している。そのためＣＰＵ２０１はＶｍｏｎｉＡｖｅを参照することにより、常に最新の電源電圧レベルを知ることができる。

図７は、図５で説明したユニット別電源電圧降下量を初期測定する時（請求項でいう、画像形成動作中以外のタイミングに相当）のタイミングチャートについて示した図である。画像形成装置は、電圧降下量モニターモードに入ると各ユニットを順番に単独で所定時間通電させて駆動し（請求項でいう、前記複数のユニットのそれぞれを単独で通電した時に相当）、駆動中の電源電圧をサンプリングする。このサンプリングは、ＣＰＵ２０１が電圧センサ１０６の出力をＡ/Ｄ変換器２０５を介して取得することにより行われる。そして、ＣＰＵ２０１は、ＶｍｏｎｉＡｖｅからサンプリングした値を減算することにより電源電圧の降下量を求める。即ち、ＣＰＵ２０１は請求項でいう、ユニット別電源電圧降下量測定手段として機能する。複数のユニットを同時に駆動しないことにより、各ユニット別の電源電圧降下量への影響を知ることができる。

図８は、図５で図示したユニット別電源電圧降下量の初期測定モードを詳説したフローチャートである。このフローチャートはＣＰＵ２０１により実行される。まず、ＣＰＵ２０１は、Ｓ８０１ではユニットを示す変数ｊをゼロに初期化する。ＣＰＵ２０１は、Ｓ８０２で、変数ｊに対応したユニットに単独で通電する。最初はｊ＝０なので、ＣＰＵ２０１は、ｊ＝０に対応する定着器をオンにする。その後ＣＰＵ２０１は、Ｓ８０３で、ユニットの動作の立ち上がりを５００ｍｓｅｃ待つ。ＣＰＵ２０１は、Ｓ８０４で、電源定格電圧の１００Ｖから図６で図示した電源電圧のサンプリング値ＶｍｏｎＡｖｅを引き算した電源電圧降下値を求め、ユニット別電圧降下量記憶テーブルＵｎｉｔＶｏｌｔＤｏｗｎＴａｂｌｅ［ｊ］に記憶する。ＣＰＵ２０１は、Ｓ８０５で駆動中のユニットへの通電を停止し、Ｓ８０６でユニットの動作の停止完了を５００ｍｓｅｃ待つ。そして、ＣＰＵ２０１は、Ｓ８０７で変数ｊを１つインクリメントし、Ｓ８０８で変数ｊが最終測定対象のユニットに対応した９より大きいか否かを判断する。変数ｊが９より大きくなければ、以降ｊ＝１に対応する定着モータからｊ＝９に対応する原稿読取装置の電圧降下値の計測を順番に繰り返す。

なお、本実施形態ではユニットの立ち上がり待ちと駆動停止待ちで５００ｍｓｅｃを設定しているが、駆動ユニットの種類により待ち時間を変えても何ら問題がない。また、本実施形態では電源定格電圧が１００Ｖと設定したが、海外など電圧仕様の異なる環境では１００Ｖを電圧仕様に応じた電圧値に置き換えても何ら問題ないことは自明である。

図９は、本実施形態の画像形成装置におけるユニット別電源電圧降下量の初期測定モードを行う時の操作パネルの画面を示す図である。図示画面は、工場における画像形成装置の出荷前の工程でユニット別電源電圧降下量を入力するための工場調整用画面である。スタートキー９０２をオンすると、図７および図８で説明したユニット別電源電圧降下量の初期測定モードを実行する。測定の中断および初期測定モードから抜けたい時はリセットキー９０３を押下すればよい。測定は電源容量の安定した工場で行うため、商用電源側の問題による電圧降下分を抜きにした電圧降下値を測定することができる。

図１０は、本実施形態の画像形成装置における、電源電圧降下検知処理を示すフローチャートである。このフローチャートはＣＰＵ２０１により実行される。ＣＰＵ２０１は、ユニットを示す変数ｊをゼロに初期化し、なおかつユニット別電圧降下量の合計を演算するための変数ＶｏｌｔＤｏｗｎＳｕｍをゼロに初期化する（Ｓ１００１）。ＣＰＵ２０１は、変数ｊに対応するユニットが現在駆動中か否かを判断する（Ｓ１００２）。最初はｊ＝０なのでＣＰＵ２０１は、定着器が駆動中か否かを判断する。駆動中であれば、ＣＰＵ２０１は、変数ＶｏｌｔＤｏｗｎＳｕｍに、ユニット駆動中に降下するはずのユニット別電圧降下値を示す記憶テーブルＵｎｉｔＶｏｌｔＤｏｗｎＴａｂｌｅ［ｊ］の値を加算する（Ｓ１００３）。その後、ＣＰＵ２０１は、変数ｊを１つインクリメント（Ｓ１００４）し、変数ｊが最終測定対象のユニットに対応した９より大きいか否かを判断する（Ｓ１００５）。変数ｊが９より大きくなければ、ＣＰＵ２０１は、未測定のユニットの測定が終了するまでＳ１００２からＳ１００４までを繰り返す。全てのユニットの状態に応じたユニット別電圧降下量の合計値を積算した値ＶｏｌｔＤｏｗｎＳｕｍが予想電源電圧降下量に相当する。この予想電源電圧降下量は請求項でいう、「通電中のユニットに対応する電圧降下量の合計値」に相当する。ＣＰＵ２０１は、実際の電源電圧降下量をＶｍｏｎＡｖｅに基づいて求めて（１００−ＶｍｏｎＡｖｅ）、予想電源電圧降下量ＶｏｌｔＤｏｗｎＳｕｍと比較する（Ｓ１００６）。ＶｏｌｔＤｏｗｎＳｕｍが実際の降下量（１００−ＶｍｏｎＡｖｅ）を５ボルト以上下回っている場合は、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置自身以外の影響による電源電圧降下がある、すなわち電源異常があると判別して、現在画像形成中か否かを判断し（Ｓ１００７）、画像形成中であれば画像形成を中断し（Ｓ１００８）、図１１で図示するように操作部液晶パネルに警告画面を表示させる（Ｓ１００９）。その後Ｓ１０１０で、ＣＰＵ２０１は１秒待ち、Ｓ１００１へ戻り処理を繰り返す。即ち、本検知処理は、１秒単位で常時処理されているため、突然の電源電圧降下でも検知することが可能である。

なお前記５ボルトは、電源異常を誤って判定しないようにするためのマージン（余裕）であり、５ボルトに限らず、実際の電源異常の判定の精度などを考慮した適宜の値とすることができる。この予想電源電圧降下量にこのマージンを加算した値を決めることが、請求項でいう、「通電中のユニットに対応する電圧降下量の合計値に所定値を加算した値を前記閾値として決定する」に相当する。

図４で示した各駆動ユニットの駆動状況での予想電圧降下量を図１２に示す。以下に図１２を元にして、図１０における電源電圧降下フローチャートでの演算ルーチン例を示す。図４の場合、定着器および定着モータおよびドラムモータおよびポリゴンモータおよび高圧ユニットが駆動中である。前記各ユニットが駆動中での各ユニットの電圧降下量は、図５に示すように、それぞれ７Ｖ、０．２Ｖ、０．５Ｖ，０．４Ｖ、０．５Ｖであり、Ｓ１００６では、ＶｏｌｔＤｏｗｎＳｕｍは７＋０．２＋０．５＋０．４＋０．５＝８．６Ｖとなる。そこで、電源電圧ＶｍｏｎｉＡｖｅの定格電圧１００Ｖよりの降下量１００−ＶｍｏｎｉＡｖｅが８．６＋５（マージン）＝１３．６Ｖよりも大きければ画像形成装置自身以外の影響による電源電圧降下と判断できるため、Ｓ１００９で警告が表示される。図１２ではタイミング１２０１でＶｍｏｎｉＡｖｅが８２Ｖまで降下しており、１００−ＶｍｏｎｉＡｖｅ＝１８ＶであるためＣＰＵ２０１は警告を操作パネルへ出す。

図１１は、図１０で電源電圧の異常を検知した場合の操作パネル１１０の表示画面である。メッセージ１１０１では、電源電圧の異常が発生したため商用電源の接続等の確認を促すメッセージを表示する。キー１１０２を押下すると操作者は画像形成装置を安全にシャットオフでき、電源コンセントを抜くことができる。また急ぎの場合キャンセルキー１１０３を押下すると印刷ジョブを継続することができるが、電源異常が原因のジャムやエラー誤検知等が発生する可能性がある。

以上説明したように、本実施形態によれば、電源電圧が低下した場合に、電源に異常があるか判別し、異常がある場合に警告表示することができる。

（実施形態２）
実施形態２の画像形成装置について説明する。本実施形態は、図７で説明したユニット別電源電圧降下量の初期測定モードを、操作者の設置環境（請求項でいう、出荷後の設置環境に相当）で行う例である。本実施形態では操作者の設置環境では予め商用電源の電源容量が十分ではない場合があり、ユニット別電源電圧降下量の初期測定値が商用電源の電圧降下分を含んでいる可能性がある。従って本実施形態では、ユニット別電源電圧降下量の初期測定を予め決められたスケジュール（例：毎日１２時３９分に定時測定）で実施し、その平均値をユニット別電源電圧降下量の初期測定値とする。操作者の設置環境で初期測定することにより、画像形成装置の設置後にオプション装置を追加した場合等のシステムアップグレード時にもユニット別電源電圧降下量の初期測定値を更新することが可能になる。

本実施形態では、実施形態１における図１〜図８、および図１０、図１１に示す構成、処理等には、変わりがないので、これらの図およびその説明を援用する。

以上説明したように。本実施形態によれば、オプション装置を追加した場合等のシステムアップグレード時にもユニット別電源電圧降下量の初期測定値を更新することが可能になり、より正確な電源異常の判定ができる。

実施形態１の画像形成装置の概略構成を示す図コントローラユニットの構成を示すブロック図ＲＯＭおよびＲＡＭのメモリ内容を示す図ユニット別駆動ステータステーブルのデータ構成を示す図各ユニットを個別に駆動した場合の電源電圧の降下量測定結果を格納するテーブルの内容を示す図電源電圧サンプリングおよび平均化処理のフローチャートユニット別電源電圧降下量を初期測定する時のタイミングチャートユニット別電源電圧降下量の初期測定処理を示すフローチャート工場でユニット別電源電圧降下量の初期測定を行う時の操作パネル画面を示す図電源の異常を判別する処理を示すフローチャート電源の異常を判別した時の操作パネルの表示画面を示す図電源の異常を判別するタイミングチャート

符号の説明

１０６電圧センサ
１１０１メッセージ
２０１ＣＰＵ

Claims

電力を消費する複数のユニットを備えた画像形成装置であって、
前記画像形成装置に入力される電源の電圧を測定する電源電圧測定手段と、
前記複数のユニットのそれぞれを単独で通電した時の電源電圧降下量を前記電源電圧測定手段により測定するユニット別電源電圧降下量測定手段と、
前記ユニット別電源電圧降下量測定手段で測定した前記複数のユニットの個別の電圧降下量を記憶したテーブルと、
前記画像形成装置に関する情報を表示する表示手段と、
前記画像形成装置を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記テーブルに記憶されている前記複数のユニットの個別の電圧降下量のうち、通電中のユニットに対応する電圧降下量の合計値に基づいて電源電圧降下量の閾値を決定し、前記電源電圧測定手段により測定した前記電源の電圧降下量が、前記閾値より大きくなった場合に、電源異常と判別し前記表示手段により警告表示を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記ユニット別電源電圧降下量測定手段を、画像形成動作中以外のタイミングで動作させ、測定した前記複数のユニットの個別の電圧降下量を前記テーブルに記憶することを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記ユニット別電源電圧降下量測定手段を、前記画像形成装置の出荷前の工程で動作させ、測定した前記複数のユニットの個別の電圧降下量を前記テーブルに記憶することを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記ユニット別電源電圧降下量測定手段を、前記画像形成装置の出荷後の設置環境で動作させ、測定した前記複数のユニットの個別の電圧降下量を前記テーブルに記憶することを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記表示手段に警告表示を行う際に、画像形成中であれば画像形成動作を中断することを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、通電中のユニットに対応する電圧降下量の合計値に所定値を加算した値を前記閾値として決定することを特徴とする画像形成装置。