JP2014006332A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ制御リレー等を用いず、ユーザにカセットヒータのスイッチをオン／オフすべきことを適切に指示する。
【解決手段】カセット１６内の記録紙を加熱するカセットヒータ２と、カセットヒータ２のオン／オフ状態を検知する電流計３と、カセットヒータ２への電流の供給をユーザがオン／オフするカセットヒータスイッチ５と、情報を表示するための表示部１２と、湿度を検知する湿度センサ１１とを有し、電流計３の検知した電流値と、湿度センサ１１の検知した湿度に基づいて、カセットヒータスイッチ５のオン／オフをユーザに指示する情報を表示部１２に表示するよう制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、収納された記録紙を加熱する機能を有する画像形成装置に関する。

一般的なプリンタ、複写機等の画像形成装置は記録紙を収納するカセットを有するが、湿度が高い設置環境ではカセットの中の記録紙が水分を多く含んでしまう場合がある。このような状態で記録紙にトナー像を転写し、定着器にて加熱した際に、記録紙に含まれた水分が蒸発して水蒸気が発生し、トナー像の定着が十分に行われないことがある。そのため、カセット内の記録紙を加熱するカセットヒータを設置して、カセット内の記録紙の水分を除去することが従来から行われている。そして、このカセットヒータはユーザが操作可能なスイッチによりオン／オフされる。しかし、低湿度の環境下においては、記録紙の水分が少なくカセットヒータによる加熱が不要であるのに、ユーザはカセットヒータをオンのままにして気が付かない場合もあり、無駄な電力を消費することとなる。

そこで、例えば特許文献１には、記録紙を加熱するためのカセットヒータを制御する機能を有する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置においては、ヒータ制御リレーによってカセットヒータへの電流の供給が制御されており、更にヒータ制御リレーはトランジスタによって制御される。そして、トランジスタの制御は、カセット内の記録紙の残量を検知する残量検知センサと、カセット内の記録紙の有無を検知する用紙検知センサ、更に画像形成装置内の湿度を検知する湿度センサの検知結果に基づいて行われる。この画像形成装置は、カセット内の記録紙の残量が多い程、また装置内の湿度が高い程カセットヒータが多くの熱を発生するよう自動的に制御される。

特開平１１−２１７１３７号公報

しかし、特許文献１の画像形成装置では、検知センサの検知結果に基づいて、ヒータ制御リレーを用いて自動的にカセットヒータのオン／オフ制御を行っているので、各種センサ、ヒータ制御リレー等が必要でありコスト上昇の要因になる。一方、ヒータ制御リレーの自動制御を行わない、すなわちユーザ自身がカセットヒータのオン／オフスイッチを切替える構成では、例えば記録紙がカセットに無い状態、または画像形成装置内の湿度の低い状態においても、カセットヒータがオンされる場合がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたものであり、ヒータ制御リレー等を用いず、ユーザにカセットヒータのスイッチをオン／オフすべきことを適切に指示することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

（１）記録紙を収納するカセットと、前記カセットに収納された記録紙を加熱するカセットヒータと、前記カセットヒータのオン／オフ状態を検知するカセットヒータ検知手段と、前記カセットヒータへの電流の供給をユーザがオン／オフするための第１の切換手段と、ユーザに所定の情報を表示するための表示手段と、装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記カセットヒータ検知手段の検知結果と、前記湿度検知手段により検知された湿度に基づいて、前記第１の切換手段のオン／オフをユーザに指示する情報を前記表示手段に表示するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、ヒータ制御リレー等を用いず、ユーザにカセットヒータのスイッチをオン／オフすべきことを適切に指示することができる。

実施形態のプリンタの概略構成断面図 実施形態のプリンタのヒータ関連の制御ブロック図 実施形態のヒータ制御のフローチャート 実施形態のカセットヒータ判定のフローチャート

本発明を実施するための形態を、以下に説明する。

［実施形態］
＜画像形成装置の構成＞
図１は本実施形態に係る画像形成装置であるプリンタの概略構成断面図である。プリンタ１の内部には、まずイエロー用の感光ドラム９０１ｙ、マゼンタ用の感光ドラム９０１ｍ、シアン用の感光ドラム９０１ｃ、ブラック用の感光ドラム９０１ｂｋが図のように配置されている。なお、ｙ，ｍ，ｃ，ｂｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色に係るものであることを示し、以降省略する場合がある。まず、イエローのトナー像の形成について述べる。

イエローの感光ドラム９０１ｙは駆動モータ（不図示）により反時計回りに回転駆動され、一次帯電ローラ９０２ｙが、感光ドラム９０１ｙの表面をマイナスに帯電する。均一に帯電した感光ドラム９０１ｙの表面は、レーザーユニット９０３ｙから照射されるレーザー光により露光され、イエローの静電潜像が形成される。次に現像シリンダ９０４ｙが感光ドラム９０１ｙの表面を通過することで、感光ドラム９０１ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像となる。

次に、イエローのトナー像が形成された感光ドラム９０１ｙの表面は中間転写ベルト９０６と接する。中間転写ベルト９０６に対して感光ドラム９０１ｙの反対側には一次転写ローラ９０５ｙが設置されている。そして、この一次転写ローラ９０５ｙには、プラスの電圧が加えられ、感光ドラム９０１ｙの表面に形成されたイエローのトナー像が中間転写ベルト９０６の表面に転写される。イエロー以外のマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像も、同様に中間転写ベルト９０６に順次転写される。

このようにして、中間転写ベルト９０６には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナーで形成されたフルカラーのトナー像が形成される。そして、中間転写ベルト９０６が２次転写内ローラ９０７と２次転写外ローラ９０８を通過する。その際、中間転写ベルト９０６と２次転写外ローラ９０８の間に記録紙１７−２が挟まれて搬送される。２次転写外ローラ９０８には、プラスの電圧が加えられていて、マイナスに帯電したトナー像が、記録紙１７−２の表面上に転写される。記録紙１７−２はカセット１６から給紙されて、矢印９１２−１、９１２−２、９１２−３、９１２−４と搬送されたものである。２次転写内ローラ９０７と２次転写外ローラ９０８を通過した記録紙１７−２表面のトナー像は未定着トナー像であり、記録紙１７−２から容易に剥がれる状態となっている。この状態の記録紙１７−２が定着ヒータ７を有する定着器９１１に搬送されて加熱され、圧力を加えられることで定着される。そして、矢印９１２−５、９１２−６、９１２−７、９１２−８、９１２−９と搬送されて記録紙１７−３のように排出され積載される。

また、カセット１６の下にカセットヒータ２が配置されており、外部電源（商用電源）から電源プラグ４を介して電力が供給される。カセット１６の内部に記録紙１７−１が収納されており、カセットヒータ２が発熱するとカセット１６内の記録紙１７−１は加熱されて水分が気化し記録紙１７−１の水分量が減少する。なお、カセット１６に収納された記録紙１７−１を給紙する給紙機構（不図示）を駆動するために多くのソレノイドが使用されている。ソレノイドは、プリンタ１において他にも多く使用されている。

＜制御ブロック図＞
図２は、プリンタ１のヒータ関連の制御ブロック図である。外部電源１４は、プリンタ１へ交流電圧を供給し、電圧がＡＣ１００Ｖで周波数が５０Ｈｚである。電源プラグ４により外部電源１４とプリンタ１が接続される。カセットヒータ２は、外部電源１４からの電力で発熱する。電流計３は外部電源１４からプリンタ１に流れる電流値を検知する。カセットヒータスイッチ５（第１の切換手段）は外部電源１４からカセットヒータ２への電流の流れをオン／オフし、メインスイッチ６（第２の切換手段）はカセットヒータ２を除くプリンタ１の負荷への電流の流れをオン／オフする。カセットヒータスイッチ５とメインスイッチ６は、共にユーザによってオン／オフされる。

定着ヒータ７は、上述したように未定着のトナー像が形成された記録紙１７−１を加熱する。トライアック８は制御部１０が出力する定着ヒータ駆動信号により定着ヒータ７をオン／オフ制御する。ＤＣ電源９（電圧変換手段）は、外部電源１４からの交流電圧を３．３Ｖ、２４Ｖの２種類の直流電圧に変換する。電流計３は、外部電源１４からプリンタ１に入力される電流を測定する。本実施形態では、電流計３はカセットヒータ２と定着ヒータ７とＤＣ電源９に流れる電流の合計を検知する。制御部１０は、表示部１２、モータ及びソレノイド１３（定着ヒータ以外の所定の負荷）、トライアック８を制御し、また、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）等の外部装置１９に電流値データを出力する。なお、モータ及びソレノイド１３のモータには、感光ドラム９０１を回転駆動させるための駆動モータや記録紙を搬送するための搬送モータなどがあり、ソレノイドには、上述した給紙機構を駆動するためのソレノイドなどがある。電流計３が出力する電流値信号は制御部１０に入力される。また、ＤＣ電源９の出力する３．３Ｖの電源出力を使って制御部１０が動作する。よって、メインスイッチ６がオフされると制御部１０も停止する。

湿度センサ１１（湿度検知手段）は、装置内空気の湿度を検知し、その検知結果は制御部１０に入力される。表示部１２は、制御部１０から出力される信号に基づいて文字や図形など多様な情報をユーザに表示する。モータ及びソレノイド１３は、ＤＣ電源９の出力する２４Ｖの直流電圧により駆動し、制御部１０により制御される。その他のセンサ群１５は、プリンタ内部に設置されている。ＰＣ等の外部装置１９は、制御部１０から入力された電流値データを使って複数のプリンタやその他装置の電力管理などを行う。

＜ヒータ制御のフローチャート＞
図３はプリンタ１のヒータ制御を示すフローチャートであり、制御部１０により実行される。電源がオン（図中でＯＮと表示、以下同様）、すなわちメインスイッチ６がオンされると制御部１０は、ステップ（以下、Ｓとする）１０１で、カセットヒータ判定処理を行う。なお、カセットヒータ判定とは、カセットヒータ２をオン状態にする、またはオフ状態にするようユーザに報知するか否かの判定をいう。この処理の詳細は図４のフローチャートで別途詳細に説明する。そして、制御部１０は、Ｓ１０２でネットワークからの印刷要求や、図示しない操作部のキー入力によるプリント要求などの外部入力処理を行う。次に、制御部１０は、Ｓ１０３で、プリント要求があるか否かの判断を行う。制御部１０は、Ｓ１０３でプリント要求があると判断した場合には、Ｓ１０４で記録紙上のトナー像を定着するためトライアック８を介して定着ヒータ７をオンする。その後、制御部１０は、Ｓ１０５で画像形成のさまざまな動作が適切に行われるようにモータ及びソレノイド１３をオンし、画像形成動作を行わせる。制御部１０は、Ｓ１０８で電流値データを外部装置１９に出力した後、再びＳ１０１の処理に戻る。制御部１０は、Ｓ１０３でプリント要求がないと判断した場合には、Ｓ１０６で定着ヒータ７をオフ（図中でＯＦＦと表示、以下同様）し、その後Ｓ１０７でモータ及びソレノイド１３もオフし、Ｓ１０８の処理に進む。

＜カセット判定処理のフローチャート＞
図４は図３のＳ１０１の処理であるカセットヒータ判定の詳細なフローチャートである。制御部１０は、Ｓ２０１で定着ヒータ７とモータ及びソレノイド１３がオフであるか否かを判断する。制御部１０は、Ｓ２０１で定着ヒータ７とモータ及びソレノイド１３がオフでないと判断した場合は、メインスイッチ６がオンされた後でプリント動作が行われる前の状態か、次のプリント動作までの待機状態であるとして、カセットヒータ判定を終了する。制御部１０がカセットヒータ判定を終了する理由は、定着ヒータ７とモータ及びソレノイド１３がオンの状態では、電流計３に流れる電流が大きく、カセットヒータ２のオン／オフ状態を判定できないためである。制御部１０は、Ｓ２０１で定着ヒータ７とモータ及びソレノイド１３がオフであると判断した場合は、カセットヒータ２がオンしているかオフしているかを判断するため、Ｓ２０２で電流計３の電流値が所定値（閾値）より大きいか否かを判断する。即ち、電流計３はカセットヒータ検知手段として機能する。なお、所定値（閾値）は、製品出荷前に実機での測定によって決定される。例えば、カセットヒータ２が設置されていない場合の電流計３の電流値が０．０５Ａと測定され、カセットヒータ２が１つ設置され、カセットヒータ２が通電されている場合の電流値が０．１５Ａであった場合、所定値は例えば０．１Ａと決定される。この場合の電流値は、定着ヒータ７とモータ及びソレノイド１３がオフであるため、カセットヒータ２と制御部１０にのみ流れる電流の電流値である。制御部１０は、カセットヒータ２の電流を検知しやすい定着ヒータ等がオフの状態において、既存の電流計３を用いてカセットヒータ２の電流検知を行い、この検知結果をもとに以下のカセットヒータ２のオン／オフの指示をユーザに行う。なお、カセットヒータがオン状態かオフ状態かを判断するために、電流計３の電流値によらず他の方法（電圧検知、温度検知など）によって判断してもよい。

制御部１０は、Ｓ２０２で電流計３の電流値が所定値より大きいと判断した場合には、Ｓ２０３でカセットヒータ２がオンであると判断する。制御部１０は、Ｓ２０２で電流計３の電流値が所定値より大きくない、すなわち所定値以下と判断した場合には、Ｓ２０７でカセットヒータ２がオフであると判断する。制御部１０は、Ｓ２０３でカセットヒータ２がオンであると判断した後、Ｓ２０４で湿度センサ１１により検知される湿度が所定値（第１の閾値）の３０％より小さいか否かを判断する。なお、湿度の所定値の３０％及び後述する７０％は、製品出荷前に実機での測定によって決定される。例えば、試験の結果７０％を超えた場合に定着性が良くないのであれば所定値（第２の閾値）を７０％とする。そして、例えば数日経過しても湿度が７０％に到達しない所定の湿度（第１の閾値）を３０％とする。

制御部１０は、Ｓ２０４で検知湿度が３０％より小さいと判断した場合には、Ｓ２０５で表示部１２にカセットヒータ２をオフするよう表示する。その理由は、記録紙に含まれる水分量が少ないのにカセットヒータ２がオンしており、電力を無駄に消費しているからである。制御部１０は、Ｓ２０４で検知湿度が３０％より大きいと判断した場合には、カセットヒータ２をオフする指示が表示されていれば、Ｓ２０６でカセットヒータ２をオフする指示の表示を消去し、表示されていなければ、その状態を維持する。その後、制御部１０は、カセットヒータ判定の処理を終了する。

制御部１０は、Ｓ２０７でカセットヒータ２がオフであると判断した場合には、Ｓ２０８で湿度センサ１１により検知される湿度が所定値（第２の閾値）の７０％より大きいか否かを判断する。制御部１０は、Ｓ２０８で検知湿度が７０％より大きいと判断した場合には、記録紙に含まれる水分量が多いのにカセットヒータ２がオフしており、トナー像の不十分な定着の原因になるので、Ｓ２０９で表示部１２にカセットヒータ２をオンするよう表示する。制御部１０は、Ｓ２０８で検知湿度が７０％より大きくない、すなわち小さいと判断した場合には、Ｓ２１０でカセットヒータ２をオンする指示の表示を消去し、表示されていなければ、その状態を維持する。その後、カセットヒータ判定の処理を終了する。

ユーザは、表示部１２に表示された情報を見てカセットヒータスイッチ５を操作してカセットヒータ２をオン／オフすることができる。ユーザが、カセットヒータスイッチ５を操作してオン／オフ状態を変化させるとその後のカセットヒータ判定（Ｓ１０１）で、操作前とはオン／オフ状態の検知が異なるため、Ｓ２０６またはＳ２１０の処理により表示部１２の表示を消すことができる。

なお、ユーザが操作したカセットヒータスイッチ５の状態はメインスイッチ６がオフされた後も維持され、カセットヒータ２へ電流が流れる状態または流れない状態も維持される。季節による緩やかな湿度変動であればメインスイッチ６がオフされた後も湿度は大差ない可能性が高く、無駄にカセットヒータ２へ電流が流れることを抑制しかつ記録紙１７−１の水分を少なく保つことができる。以上説明したように、例えば、カセットヒータ２に印加される電圧を検知する電圧計を設けることなく、別の目的で設置されている電流計３を使用して適切なカセットヒータ２の制御が可能となる。

本実施形態によれば、ヒータ制御リレー等を用いず、ユーザにカセットヒータのスイッチをオン／オフすべきことを適切に指示することができる。

２ カセットヒータ
５ カセットヒータスイッチ
１０ 制御部
１１ 湿度センサ
１２ 表示部

Claims (7)

1. 記録紙を収納するカセットと、前記カセットに収納された記録紙を加熱するカセットヒータと、
   前記カセットヒータのオン／オフ状態を検知するカセットヒータ検知手段と、
   前記カセットヒータへの電流の供給をユーザがオン／オフするための第１の切換手段と、ユーザに所定の情報を表示するための表示手段と、
   装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、
   前記カセットヒータ検知手段の検知結果と、前記湿度検知手段により検知された湿度に基づいて、前記第１の切換手段のオン／オフをユーザに指示する情報を前記表示手段に表示するよう制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記カセットヒータ検知手段が前記カセットヒータのオン状態を検知し、前記湿度検知手段が検知した湿度が第１の閾値より小さい場合に、前記第１の切換手段により前記カセットヒータをオフするように前記表示手段に表示し、
   前記カセットヒータ検知手段が前記カセットヒータのオフ状態を検知し、前記湿度検知手段が検知した湿度が前記第１の閾値より大きい第２の閾値より大きい場合に、前記第１の切換手段により前記カセットヒータをオンするように前記表示手段に表示するように制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 記録紙に形成されたトナー像を定着させるための定着ヒータと、前記定着ヒータ以外の所定の負荷を駆動する駆動手段とを有し、
   前記カセットヒータ検知手段は、前記画像形成装置に流れる電流を検知する電流検知手段を有し、前記定着ヒータへの電流の供給と前記駆動手段の駆動を停止している状態で前記電流検知手段により検知される電流が所定の電流値より大きければ前記カセットヒータのオン状態を検知し、前記所定の電流値よりも大きくなければ前記カセットヒータのオフ状態を検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記定着ヒータへの電流の供給と前記駆動手段の駆動を停止している場合に、前記電流検知手段により検知された電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記湿度検知手段により検知された湿度が第１の閾値よりも小さい場合には、前記表示手段に前記第１の切換手段をオフするよう表示させ、
   前記電流検知手段により検知された電流値が前記所定の電流値より大きくなく、かつ前記湿度検知手段により検知された湿度が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値よりも大きい場合には、前記表示手段に前記第１の切換手段をオンするよう表示させるよう制御することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記定着ヒータへの電流の供給を、ユーザがオン／オフするための第２の切換手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記所定の負荷は、モータ及びソレノイドであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記表示手段に前記第１の切換手段をオンまたはオフするよう表示させた後に、ユーザが前記第１の切換手段をオンまたはオフした場合には、
   前記制御手段は、前記表示手段の表示を消去することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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