JP2013129130A

JP2013129130A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2013129130A
Application number: JP2011280607A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Ito; 紀之伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-07-04

Abstract

【課題】省電力モードを備えた画像形成装置において、省電力モード動作中に装置の異常を検知した場合、消費電力の増加を最小限に抑えた状態で異常保護動作を行う装置を安価に構成する。
【解決手段】動作クロック変更機能を有したCPUと、ヒータ駆動回路やモータ、表示装置などの各装置に対して電源供給を制御するFETを複数備え、異常検知時にCPUを通常よりも低い動作クロックで動作させると同時に、異常が発生した装置の保護回路と異常報知手段に電源を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置、特に待機時に消費電力を低減させるモードを搭載した画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置について、図５を用いて説明する。図５はレーザプリンタなどの画像形成装置の断面図であり、本図に於いて５１０は記録紙を収容する給紙カセットであり、該給紙カセット５１０の上部には該給紙カセット内の記録紙の有無を検知するカセット紙有無センサ５０２と、カセット給紙ローラ５１１が設けられており、該給紙ローラ５１１の記録紙搬送方向に配置された搬送ローラ５１２によって記録紙が搬送される。５０６は装置内部の記録紙の有無を検知する為のセンサである。該搬送ローラ５１２の下流には電子写真プロセス形成手段が内包されたカートリッジ５１３があり、該プロセスカートリッジ内にある感光ドラム５１４が一次帯電器５０８により一様に帯電され、不図示外部装置からの画像信号により半導体レーザ５０３がオンオフし、レーザービームがポリゴンミラー５０１に照射され、その反射光が結像レンズ５０４及び反射ミラー５０５を介して感光ドラム５１４上に照射されると感光ドラム５１４の表面には画像信号に対応した潜像が形成される。該プロセスカートリッジ内にある現像装置５２３によって感光ドラム５１４に形成された潜像が可視像となり、搬送された記録紙上に転写ローラ５１５によって転写される。可視像を転写された記録紙は熱定着装置５１８へ向けて搬送され、定着装置５１８に於いて加熱定着される。画像が定着した記録紙は排紙ローラ５１７によって機外に排出され、排紙トレイ５１９上に積載される。５０９は画像形成装置を動作させる為の直流電源を生成する回路や、画像形成動作に必要な高電圧生成回路と、CPUを備えた電気基板などが配置されており、画像形成動作を制御している。

近年、画像形成装置においても待機状態の消費電力を抑えるための省電力モードを搭載する装置が増えてきている。特に、省電力モードにおける装置の異常発生時においては、電力を抑えた状態で故障を報知する手段として、例えば特許文献１で開示されているように複数のCPUと異常状態を記憶する不揮発性メモリを搭載して異常状態を不揮発性メモリに記録した後、１つのCPU以外は動作停止させると同時に異常状態を表示手段により報知するという構成が提案されている。

特許第03346956号明細書

しかしながら上記従来例では、異常検知時も消費電力を抑える為に複数のCPUなど部品点数が多く必要となりコスト高で構成が複雑になってしまうという問題があった。また、異常の内容によらず異常発生時は表示手段により表示を行う為、緊急な報知が不要な場合においても使用者が長期不在の間も無駄な電力を消費してしまうという問題があった。さらに、異常があった場合は保護回路が動作していた方が安全性確保の点で望ましいが、省電力モード中も常に保護回路を動作させている為電力が増えてしまうという課題があった。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とする所は画像形成装置内でエラーが発生した時においても、可能な限り消費電力を抑えつつ装置の状態に応じて適切な動作を自動的に行う事であり、本目的を達成するため本発明は下記の構成を特徴とする。
（１）電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真プロセス手段の制御を司るCPUと、画像形成動作を行う為の複数の装置に対して電源供給する複数の電源供給切換手段と、該複数の装置の動作状態を検知する為の異常検知手段を有し、待機中は該CPUを通常動作中よりも省電力状態にすると共に該複数の電源供給切換手段を給電しない状態にすることで画像形成装置の消費電力を低減させる省電力モードを備え、
該省電力モード中に該異常検知手段により装置内の異常を検知した場合、該CPUは通常動作中よりも省電力状態を維持したまま必要な装置への電源供給を再開させる事を特徴とした画像形成装置。
（２）（１）記載の画像形成装置において、該CPUの省電力モードは内部動作周波数を通常モードよりも低い状態である事を特徴とした画像形成装置。
（３）（１）記載の画像形成装置において、発生した異常状態を報知する必要がある場合には報知手段へ電源を供給して異常状態を表示する事を特徴とした画像形成装置。
（４）（１）記載の画像形成装置において、該CPUの省電力モードは内部動作周波数を停止させた状態であるとともに、該異常検知手段から異常検知信号が出力された場合に該CPUは内部動作周波数を通常モードよりも低い状態で再起動する事を特徴とした画像形成装置。

以上説明したように、本発明によれば、省電力モード中に装置の異常を検知した場合でも、消費電力を抑えた状態で異常の状態に応じた適切な動作を行う画像形成装置を安価な構成で実現する事が可能となる。これにより使用者が装置を放置中に故障しても無駄な電力を消費せず安心していられる。

本発明第１の実施例の構成を示すブロック図本発明第１の実施例の制御フローチャート本発明第１の実施例の回路ブロック図本発明第２の実施例の制御フローチャート従来例の画像形成装置断面図本発明第３の実施例の構成を示す回路ブロック図本発明第３の実施例の制御フローチャート

［実施例１］
図１は本発明第１の実施例の構成を示すブロック図であり、商用電源１０１からトナー像を加熱する為のヒータ１０８と直流電圧を生成する為のAC／DCコンバータ１０２に電力が供給され、AC／DCコンバータ１０２にて24V電源が生成され、FET１２０〜１２２を介してヒータ駆動回路１０５とヒータ保護回路１０６並びにスキャナユニット１０９、モータ１１０、高圧電源回路１１１に電源が供給されている。また、AC／DCコンバータ１０２の出力はDC／DCコンバータ１０３にも接続され、本体動作を制御するCPU１０４に3.3V電源を供給すると共に、FET１２３とFET１２４、FET１２５を介して用紙センサ１１２と、不図示ホストコンピュータからの画像データを展開する為の画像処理装置１１３、本体の動作状況を使用者に報知するための表示手段１１４に対して電源が供給されている。１０７はヒータの温度を検知する為のサーミスタであり、CPU１０４と共に省電力モード中でも電源が接続され常にヒータ１０８の温度を検知可能な状態になっていると同時にヒータ保護回路にも接続されCPU１０４を介さずにヒータ駆動回路１０５によりヒータ１０８の通電を遮断する事が可能となっている。

省電力モードに移行すると、CPU１０４は内部動作クロックを通常動作時よりも遅くすると同時に、FET１２０〜１２５を全てオフにして電力消費を最小限に抑える動作が行われる。

図２は本発明第１の実施例の制御フローを示した図であり、CPU１０４は電源投入され通常モードで起動した後にまず省電力モードであるかどうかを判定し（S1）、省電力モードである場合CPU１０４は内部クロック周波数の分周比を変更して通常よりも内部クロック周波数が遅い状態で動作させる。（S2）次に消費電力を削減する為にFET１２０〜１２５をオフして各ユニットへの電源供給を停止して省電力モードに移行する（S3）。

省電力モード状態において、サーミスタ１０７が通常よりも高い温度を検知した場合に（S4）、FET１２０をオンしてヒータ保護回路に電源を供給して安全性の確保が出来るようにすると同時に、FET１２５をオンして表示手段に電源を供給し（S5）、温度異常が発生している事を表示装置（例えばLEDランプを点灯）にて使用者に報知する（S6）。

図３は本発明第１の実施例のヒータ駆動回路とヒータ保護回路を示す回路ブロック図であり、図１と同じ機能を有するものは同じ番号を付与して説明を省略する。

省電力モード中にサーミスタ１０７が通常よりも高い温度を検知すると、CPU１０４はトランジスタ３１３を介してFET１２０をオン状態にしてヒータ駆動回路に電源を供給し、FET１２１によりヒータ駆動回路に電源を供給する。尚、図中の3.3Vは省電力モード中でも電源は供給されている。

ヒータ駆動回路は、ヒータ１０８への電源供給を行うためのリレー３０３と、ヒータの温度制御を行うためのトライアック３０１とトライアック３０１をオンオフ制御する為のフォトトライアックカプラ３０２が接続され、リレー３０３はトランジスタ３１５、フォトトライアックカプラ３０２はトランジスタ３０９を介して、CPU１０４によりオンオフ制御されている。

３２２はヒータ保護回路の主たる構成部品であるオペアンプであり、分圧抵抗３１７と３１８にて生成される基準電圧と、分圧抵抗３１６とサーミスタ１０７で生成される電圧をオペアンプにて比較し、サーミスタ１０７の電圧が基準電圧よりも低くなった時（温度が高い状態を検知した時）にオペアンプ３２２の出力がHiとなりトランジスタ３２０をオンさせてCPU１０４の出力状態に関係なくリレー３０３をオフさせる事が可能となっている。３０４は温度ヒューズなどの温度保護素子であり、万が一ヒータ保護回路で通電が遮断出来なかった場合に通電が遮断出来るように構成されている。

本実施例によれば、省電力モード中はヒータ駆動回路とヒータ保護回路の消費電力を無くす事が出来るため電力低減が可能である。また、異常発生時にFET１２０をオンしてヒータ保護回路の電源を供給する事で常に動作可能状態になり、より安全性が高い状態を確保する事が可能となる。また、ヒータの加熱異常は迅速に対処すべき故障であるため、表示装置に電源を供給して異常状態を報知することで、最小限の消費電力状態を維持したままより安全に異常に対処する事が可能となる。

［実施例２］
図４は本発明第２の実施例の制御フローを示した図であり、第一の実施例と異なる所は、省電力モード状態において、サーミスタ１０７が通常よりも極めて低い温度を検知した場合に（S4）、FET１２０をオンしてヒータ保護回路に電源を供給して安全性の確保が出来るようにした状態で待機する（S5）所である。

次に、待機状態から通常状態に移行する時（S6）に、FET１２５をオンして表示手段に電源を供給し、温度異常が発生している事を表示装置（例えばLEDランプを点灯）にて使用者に報知する。（S7）。

この制御フローによれば、ヒータ保護回路を機能させることで安全性を確保した状態を維持しながら、ヒータが通常よりも極めて低い温度を検出してしまうような異常の場合には、ヒータ加熱異常のような安全性に関わる重大な異常では無いと判断されるため、次に使用者が使う時になってから故障状態を報知しても安全上の支障はなく、消費電力を最小限に抑えた状態を維持する事が可能となる。

［実施例３］
図６は本発明第３の実施例の構成を示すブロック図であり、図２と異なる所は商用電源１０１の周波数検出手段を備えた所にある。電源周波数検知手段は、商用電源を半波整流する為の整流ダイオード６０１と電流制限抵抗６０２とフォトカプラ６０３内の発光ダイオードがリレー３０３を介して商用電源のライン間に直列に接続され、フォトカプラ６０３内の受光トランジスタのコレクタ端子がプルアップ抵抗６０４で3.3VにプルアップされるとともにＣＰＵ１０４の割込み入力端子に接続されている。

半波毎にフォトカプラ６０３内の発光ダイオードに電流が流れると受光トランジスタがオンになりＣＰＵ１０４の割込み入力端子の電圧がLoになり、発光ダイオードに電流が流れない時は受光トランジスタがオフになりＣＰＵ１０４の入力端子の電圧がHiになることで、商用電源周波数の半波毎にHiとLoに切り替わるパルス信号が生成される。生成されたパルス信号のエッジタイミングにより、ＣＰＵ１０４にはトライアック３０２の駆動タイミングを制御してヒータの温度制御を行っている。

省電力モード中においてはヒータの温度制御を行わない為、制御タイミングを調整する必要が無いため、電源周波数検知手段による消費電力をなくす為にリレー３０３をオフにする事で電流が流れない構成となっている。

図７は本発明第３の実施例の制御フローを示した図であり、CPU１０４は電源投入され通常モードで起動した後にまず省電力モードであるかどうかを判定し（S1）、省電力モードである場合CPU１０４は内部クロック動作を停止させてCPU１０４の消費電力を最小限に抑えると共に（S2）外部割込み信号の入力部のみ動作させておき外部からの割込み要求待機状態にしている（S3）。

本来省電力モード中はパルス信号が出力されないにも関わらず、周波数検知手段からパルス信号が出力されるとCPU１０４に対して割込み信号が入力されるため、CPU１０４はクロック動作停止状態から動作状態に移行する（S4）。CPU１０４が動作開始するとFET１２１をオンしてヒータ保護回路に電源を供給して安全性の確保が出来るようにすると同時に、FET１２５をオンして表示手段に電源を供給し（S5）、ヒータ駆動回路異常が発生している事を表示装置（例えばLEDランプを点灯）にて使用者に報知する（S6）。

本実施例においては、ヒータ保護回路１０６からの割込み要求によりCPU１０４が動作状態に移行するときは内部動作クロックを低くしたモードで起動させている。

この制御フローによれば、ヒータ保護回路１０６に比べてCPU１０４の消費電力が大きい場合の省電力手段として特に有効となり、異常発生時においても不必要に電力を消費する事無く適切な処理を行う事が可能となる。

１０４‥‥CPU、１２１〜１２５‥‥FET、１０６‥‥ヒータ保護回路
１０５‥‥ヒータ駆動回路、１０７‥‥温度検知手段

Claims

電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、
電子写真プロセス手段の制御を司るCPUと、画像形成動作を行う為の複数の装置に対して電源供給する複数の電源供給切換手段と、該複数の装置の動作状態を検知する為の異常検知手段を有し、
待機中は該CPUを通常動作中よりも省電力状態にすると共に該複数の電源供給切換手段を給電しない状態にすることで画像形成装置の消費電力を低減させる省電力モードを備え、
該省電力モード中に該異常検知手段により装置内の異常を検知した場合、該CPUは通常動作中よりも省電力状態を維持したまま必要な箇所へ電源供給を再開させる事を特徴とする画像形成装置。
該CPUの省電力モードは内部動作周波数を通常モードよりも低い状態である事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
発生した異常状態を報知する必要がある場合には報知手段へ電源を供給して異常状態を表示する事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
該CPUの省電力モードは内部動作周波数を停止させた状態であるとともに、該異常検知手段から異常検知信号が出力された場合に該CPUは内部動作周波数を通常モードよりも低い状態で再起動する事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。