JP2016004082A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部電源の低下による、定着器の異常を誤検出することを防止することである。
【解決手段】外部電源から電力供給を受けて発熱する加熱手段を備え、記録媒体に形成されたトナー像を加熱手段によって加熱定着させる画像形成装置は以下の構成を備える。即ち、加熱手段への電力供給が開始された時に、加熱手段に流れる電流の値と加熱手段の温度とを検出し、その検出された電流値と予め定められた電流値とを比較する。ここで、検出された電流値が前記予め定められた電流値未満であった場合で、さらに電力供給の開始の後予め定められた時間が経過後、温度検出手段により検出された温度が予め定められた設定温度未満であった場合に、外部電源の電圧が低下したと判断する。そして、加熱手段への電力供給を中止する。
【選択図】 図2

Description

本発明は画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、電子写真方式に従って画像を形成し、熱定着により画像を定着する、例えば、複写機及びプリンタ等の画像形成装置及びその制御方法に関する。
従来より電子写真方式に従って画像を形成する複写機及びプリンタでは、ドラムに形成した潜像をトナーで現像し、可視像化する。そして、その可視像を用紙などの記録媒体に転写して、ヒータを熱源とする定着器によって、所定の温度と圧力により記録媒体にトナーの可視像を熱定着させて画像形成を行っている。そこで、定着器に何らかの故障が発生した場合でも、安全な状態で装置を停止できるようにサーミスタでヒータの温度を監視し、異常状態を検出することが行われている。
例えば、特許文献1は画像形成装置の電源投入時に所定温度よりも低いと判断した場合、ヒータに所定時間電力を供給し、その電力供給時間内にサーミスタの検出温度が所定温度よりも低い温度を検出した場合、定着器の故障と判断している構成を開示している。また、このような定着器の故障を検出した場合、例えば、電源を一時的にOFFし再度電力を投入したとしても、メモリ等に定着器での異常発生を記憶しておき、電源投入時にその情報に基づいてヒータへの電力供給を行わないように制御が行われている。
このような異常検出機能を備えた画像形成装置において、例えば、商用電源において異常が発生して交流電圧が低下している場合において以下のような対処を行っている。
装置に内蔵された交流電圧から直流電圧を生成するAC/DCコンバータが、自装置以外の要因における商用交流電圧の断続的な停電や短時間の電圧変動があった場合にも、装置の動作を可能にしている。画像形成装置が動作停止又は故障が発生しないように、例えば、各国の商用交流電圧の規定電圧よりも低い電圧になっても、AC/DCコンバータは動作可能になっている。
このため、商用交流電源に異常が発生して交流電圧が低下している場合にも、AC/DCコンバータは起動し動作可能になる。その結果、画像形成装置の制御部やその制御部に搭載されているCPUは動作可能な状態となるため、たとえ商用交流電源に異常が発生しても通常の状態と判断し定着器の起動シーケンスを開始される。
特許第3667055号公報
しかしながら画像形成装置の定着器は、トナーを確実に溶融してシートなどの記録媒体上に定着させるためには高い電力が必要となるため、商用交流電圧が規定電圧内である必要があるので、商用電圧の規定電圧を下回る電圧で動作することは想定されていない。一方、上記従来例のように、商用交流電源に異常が発生して交流電圧が低下してもCPUが起動されると、通常の状態のように、定着器の起動シーケンスが開始される。その結果、交流電圧が低下しているため、ヒータの発熱量が著しく低下して、所定時間が経過しても定着器の異常検出を判断する設定温度まで、サーミスタの温度が上昇しないことがあり得る。
図6は温度検出による定着器異常を説明する図である。
定着器の定着ヒータに電力が供給されると、そのヒータ温度は監視される。定着器の異常は、ヒータへの電力供給開始からの異常判定時間(ET1、ET2、ET3)が経過した場合に、温度検出部の異常判定温度(T1、T2、T3)に温度が到達しているか否かで判断される。ここで、入力される商用電圧が正常な場合では、点線のように温度が推移するため、異常判定時間(ET1、ET2、ET3)が経過後の温度は全て異常判定温度(T1、T2、T3)を十分超えているため、異常とは判断されない。これに対して、商用電圧が低下した場合は、定着ヒータへの供給電力が低下するため、例えば、実線のように温度が推移する。その結果、異常判定時間ET2を経過した時点でヒータ温度が異常判定温度(T2)に達せず、定着器の故障と判定される。
このように、定着器の故障は発生していないにも関わらず、画像形成装置のCPUは故障が発生したと誤って判断してしまう。その結果、次回以降の電源投入時において、定着器への電力供給を行わないように、メモリ等に定着異常の発生を記録してしまう。
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、例えば、商用交流電源などの外部電源の異常により定着器が故障していると誤って判断しない信頼性の高い画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は次のような構成からなる。
即ち、外部電源から電力供給を受けて発熱する加熱手段を備え、記録媒体に形成されたトナー像を前記加熱手段によって加熱定着させる画像形成装置であって、前記加熱手段に流れる電流の値を検出する電流検出手段と、前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、前記加熱手段への電力供給が開始された時に、前記電流検出手段により検出された電流値と予め定められた電流値とを比較し、前記検出された電流値が前記予め定められた電流値以下であった場合で、さらに前記加熱手段への電力供給の開始の後、予め定められた時間が経過した後に、前記温度検出手段により検出された温度が予め定められた設定温度以下であった場合に、前記外部電源の電圧が低下したと判断し、前記加熱手段への電力供給を中止する判断手段とを有することを特徴とする。
また、本発明を別の側面から見れば、外部電源から電力供給を受けて発熱する加熱手段を備え、記録媒体に形成されたトナー像を前記加熱手段によって加熱定着させる画像形成装置の制御方法であって、前記加熱手段に流れる電流の値を検出する電流検出工程と、前記加熱手段の温度を検出する温度検出工程と、前記加熱手段への電力供給が開始された時に、前記電流検出工程において検出された電流値と予め定められた電流値とを比較し、前記検出された電流値が前記予め定められた電流値以下であった場合で、さらに前記加熱手段への電力供給の開始の後、予め定められた時間が経過した後に、前記温度検出工程において検出された温度が予め定められた設定温度以下であった場合に、前記外部電源の電圧が低下したと判断し、前記加熱手段への電力供給を中止する判断工程とを有することを特徴とする画像形成装置の制御方法を備える。
従って本発明によれば、外部電源の低下による定着器の異常を誤検出することを防止することができるという効果がある。
本発明の代表的な実施例であるにマルチファンクションプリンタの構成を示す側断面図である。 MFPの画像形成制御部とシステム制御部の構成を示すブロック図である。 MFP立上げ時の温度判定制御を示すフローチャートである。 定着立上げ処理を示すフローチャートである。 故障モードとその故障状態との関係を示す図である。 温度検出による定着器の異常を説明する図である。
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
なお、この明細書において、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、トナーを受容可能なものも表すものとする。
図1は本発明の代表的な実施例であるマルチファンクションプリンタ100(以下、MFP)の構成を示す側断面図である。
MFP100は画像形成を行うプリンタユニット(画像形成装置)101と画像読み取りを行うリーダユニット102と読取原稿の搬送を行うADFユニット103とで構成される。
プリンタユニット101は記録媒体Pを収納するカセット110を備え、ピックアップローラ111と給送ローラ112により記録媒体Pをカセット110から給送する。給送された記録媒体Pは、1枚ずつ分離するため、リタードローラ113により分離給送され、その後、記録媒体Pは搬送ローラ114によりさらに搬送される。その後、停止しているレジストローラ対115により、記録媒体Pの斜行補正が行われると、レジストクラッチCL1(不図示)を駆動連結してレジストローラ対115を回転させて、画像形成部130へと搬送される。
画像形成部130には、感光体ドラム131と帯電ローラ132によって感光体ドラム131の外周面を所定の極性の電位に一様に帯電処理される。レーザスキャナ120は画像情報の時系列デジタル画素信号に応じて変調されたレーザ光Lで感光体ドラム131を走査することで、感光体ドラム131上の帯電電位がレーザ光が照射された部分のみ変化することで静電潜像が形成される。その後、現像器140の現像ローラ141によって、感光体ドラム131上の静電潜像がトナー像として現像される。転写ローラ133には感光体ドラム131とは逆極性の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム131上のトナー像が記録媒体P上に静電転写される。
定着器150では、内側に定着ヒータが配置された定着フィルム151と加圧ローラ152によってニップが形成されている。そのニップ部に記録媒体Pが到達すると、定着ヒータの発熱と圧力により記録媒体上のトナー像を加熱定着する為に、加熱溶融して記録媒体P上に定着させる。その後、排出ローラ160により装置外に記録媒体Pは排出される。
また、両面記録の際には定着器150を通過した記録媒体Pは排出部にて停止・反転しスイッチバックされ、反転搬送路170に搬送される。その際、定着器150に再度、記録媒体Pが戻らないように反転フラッパー171によって自重で搬送パスの切り替えが行われる。反転搬送路170では記録媒体Pは反転ローラ172によりレジストローラ対115に搬送され、再度斜行補正を行った後に、裏面への画像形成が行われる。
図2はMFPの画像形成制御部とシステム制御部の構成を示すブロック図である。
画像形成制御部200は画像形成装置本体に接続する外部電源の交流電源201と接続され、交流電源201より電力を定着器150のヒータ203に供給することによりヒータ203を発熱させる。
ヒータは少なくとも1本の発熱体を備えている。但し、発熱体の本数は、1本以上あってもよくて、加熱定着に必要な本数もしくはヒータの大きさがあれば、十分である。ヒータ203への電力供給(又は電圧供給)は、CPU205からのヒータ制御信号S1によりタイミングをとり、トライアック204が点弧することで、ヒータ203への電力の供給、遮断が制御される。交流電源ラインには、ゼロクロス検出回路206が設けられ、交流波形のゼロクロスポイントを検出し、これをゼロクロス信号S4としてCPU205に出力している。
CPU205は、このゼロクロス信号から電源周波数を検出し、ゼロクロス信号を起点とし、所定の時間t後にヒータ制御信号S1を出力することでヒータへ印加する電圧の位相を制御してヒータの発熱量を変化させる。また、CPU205は、ヒータ203の近傍に配した温度検出センサ(サーミスタ)208の温度検出信号S2より温度を検出し、ヒータ203が所定の目標温度にて推移するようにヒータ制御信号S1の出力タイミングを変化させることで電圧の位相制御を行う。
ヒータ203と交流電源201との間にはカレントトランス202が配置される。ヒータ203へ電力が供給され、電流が流れると、カレントトランス202により流れた電流が電圧に変換され、電流検出回路210へと供給される。電流検出回路210はカレントトランス202の出力電圧を半波整流する整流回路211と半波整流された電圧を積分する積分回路212とからなり、ヒータに流れる電流の積算値を算出し、これをCPU205へ電流検出信号S3として出力する。
CPU205は、後述するフローチャートに対応するプログラムや画像形成にかかる制御パラメータをメモリ207に記憶し、そのプログラムに従って、前述の種々の制御を行う。
また、CPU205は通信信号S6により、システム制御部250内のシステムコントローラ251と接続され、画像形成制御部200への動作要求や、動作タイミング、出力画像データの授受が行われる。システムコントローラ251は、通信信号S6を介してCPU205と接続され、画像形成制御部200の状態や異常発生を受信し、ユーザインタフェースである表示パネル252に伝える。そのため、システムコントローラ251は、ユーザインタフェースである表示パネル252との間で制御信号S5を介して接続され、画像形成制御部200を含むシステムの状態や異常発生などを表示パネル252を介してユーザに通知する。さらに、システムコントローラ251は、ユーザが設定した印刷ジョブ情報をユーザインタフェースから受信して、画像形成制御部200に通信する。
なお、メモリ207は、後述するフローチャートに対応するプログラムや画像形成にかかる制御パラメータ(例えば、ヒータに流れる電流値を比較するための所定の電流値)を記憶し、更に一時的に制御信号などを記憶する。
次に、以上の構成からなるMFP100の定着制御動作をフローチャートを参照して説明する。なお、フローチャートの各ステップはCPU205が実行する。
図3はヒータ203立上げ時の温度判定処理を示すフローチャートである。
ステップS102でヒータONからの経過時間をカウンタ(CPU内に設けてある)で計測しながら待ち合わせる。その後、その経過時間がヒータへの電力供給開始からの異常判定時間(ET1)秒を経過すると、ステップS103では、サーミスタ温度(Tth)が温度T1以上に達したかどうかを、サーミスタ温度と予め設定した温度T1とを比較してチェックする。
ここで、Tth>T1である場合、処理はステップS104に進み、ヒータへの電力供給開始からの経過時間が次の設定時間(ET2)となるまで待ち合わせる。この時間を経過すると、処理はステップS105で、サーミスタ温度(Tth)が温度T2以上に達したかどうかを比較してチェックする。
ここで、Tth>T2である場合は、処理はステップS106に進み、ヒータへの電力供給開始からの経過時間が次の設定時間(ET3)となるまで待ち合わせる。この時間が経過すると、処理はステップS107で、サーミスタ温度(Tth)が温度T3以上に達したかどうかを比較してチェックする。
ここで、Tth>T3である場合は、処理はステップS108に進み、立上げ温度判定OKとして、次の処理へ進む。
なお、ステップS102、S105、S107それぞれにおいて、サーミスタ温度(Tth)が各設定温度以下(T1,T2,T3以下)であると判断された場合、処理はステップS109に進み、立上げ温度判定NGとして、次の処理へ進む。
ここで、各設定温度(T1,T2,T3)と異常判定時間(ET1,ET2,ET3)との相関により温度の時間変化を観測することで後述する定着立上げ処理において、故障モードの判定をする際に、この時間変化を故障部品や状態の区別に使用してもよい。
図4は図3の処理の判定結果を用いた定着立上げ処理を示すフローチャートである。この処理も、メモリ207に記憶されたプログラムをCPU205が実行することにより実現される。
MFP100の電源スイッチ(SW)のONやスリープモードからの復帰要求または印刷ジョブの入力をシステムコントローラ251が受け付けると、システムコントローラ251から画像形成制御部200のCPU205に定着立上げ要求が発生する。
ステップS201で、CPU205はヒータ203への電力供給を開始する。さらに、ステップS202では、電流検出回路210において検出した電流検出信号S3をCPU205が読み取る。電流検出信号S3が示す電流値(I)をメモリ207に記憶されている比較対象の国毎(仕向地毎)に設定された電流値(I1)と比較して、電流が検出できているか否かを調べる。
なお、画像形成装置が出荷される国毎に商用交流電源の電圧が異なるので、不揮発性メモリに国毎(仕向地毎)に対応した電流値(設定値)を記憶させ、設置させる国に合わせてメモリの電流値を選択できるようにスイッチを備える。そして、そのスイッチの設定により、比較対象に適切な電流値が読み出される。なお、供給された電源電圧をチェックして、メモリの電流値を自動選択できるようにしてもよい。
さて、電流が流れていないと判定された場合(I=0)、処理はステップS205に進み、故障モードAが発生したと判断する。
図5は故障モードとその故障状態との関係を示す図である。
図5において、故障モードAとは画像形成制御部200の故障を意味する。また、電流値(I)が検出できない場合、その他の故障判断ができないため、ヒータを含む画像形成制御部200全体の故障と判断する。
さて、ステップS202で電流検出信号S3が示す電流値(I)が比較対象の電流値以上の場合(I≧I1)、処理はステップS203に進み、図3の立上げ温度判定の結果を参照する。ステップS203において、立上げ温度判定の結果がOKの場合、処理はステップS204に進み、定着立上げ処理を正常終了し、ジョブ印刷が可能なスタンバイ状態に移行する。これに対して、ステップS203での立上げ温度判定の結果がNGの場合、処理はステップS208に進み、故障モードBが発生したと判断する。図5において、故障モードBとはサーミスタまたはサーミスタ検出回路の故障を意味する。この場合、電流値(I)が正常なので、その他の回路は正常で、サーミスタが故障したと判断することができる。
一方、ステップS202で電流検出信号S3が示す電流値(I)が比較対象の電流値未満の場合(I<I1)の場合、処理はステップS209に進み、図3の立上げ温度判定の結果を参照する。ステップS209において、立上げ温度判定の結果がOKの場合、処理はステップS210に進み、故障モードCが発生したと判断する。図5において、故障モードCとは電流検出回路故障を意味する。この場合、ヒータは正常なのに、電流値(I)が比較対象の電流値(I1)に達していないので、電流検出回路が故障したと判断することができる。これに対して、ステップS209での立上げ温度判定の結果がNGの場合、処理はステップS211に進み、故障モードDが発生したと判断する。図5において、故障モードDとは外部電源(商用交流電源)の電圧降下を意味する。この場合、電流値とヒータ温度が共に目標に達していないため、画像形成制御部200の内部ではなく、外部電源の電圧降下と判断することができる。ここまでで図5に示す故障モードの4種類が判断できる。
次に故障モード判断後の処理を説明する。
(1)故障モードA、B、Cと判断された場合
この場合は、画像形成制御部200の内部に異常が発生し、復帰の見込みがないと判断し、処理はステップS206に進み、どの故障モードが発生したかをメモリ207に保存する。そして、ステップS207で定着器の立上げを中止して終了する。この場合、以降の印刷ジョブの処理は不可能となる。
(2)故障モードDと判断された場合
この場合は、画像形成制御部200の内部には異常がなく、外部電源の電圧低下と判断されるので、ステップS212でシステムコントローラ251を通じてユーザインタフェースの表示パネル252に電圧低下を通知する。そして、ステップS213で定着立上げ処理を中止し、スタンバイ状態へ移行する。この場合、外部電源の電圧低下が一時的なものである可能性があるので、次の定着立上げ要求(例えば、ジョブの実行要求)が発生した時、または所定時間経過後に定着立上げ処理を再開することができる。
なお、メモリ207は不揮発性メモリであり、MFP100が電源を落としても、その内容は保持されるので、MFP100を再度立ち上げた場合にも、装置の履歴のチェックが可能になる。
従って以上説明した実施例に従えば、外部電源である商用交流電源の電圧低下が生じた場合にはそれがどのような状態で発生したのかに従って後続する処理の実行を制御し、装置をスタンバイ状態に移行させることができる。
なお、以上説明した実施例では、MFPを例として説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、単機能のプリンタ、また、通信機能を備えたファクシミリ装置、ネットワークを接続可能なネットワークプリンタなどに本発明を適用してもよい。
また、本発明は上述した実施例の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)が実行してもよい。さらに、本発明は前述の実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行してもよい。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
またさらに、本発明は、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけではない。また、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。
またさらに、本発明は、プログラムを実行するコンピュータ(プロセッサ)は1つに限らず、複数のコンピュータが協働して、以上の実施例の処理を実行してもよい。
またさらに、本発明は、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれることもある。そして、該プログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
201 交流電源
202 カレントトランス
203 ヒータ
204 トライアック
205 CPU
208 サーミスタ
210 電流検出回路

Claims (8)

  1. 外部電源から電力供給を受けて発熱する加熱手段を備え、記録媒体に形成されたトナー像を前記加熱手段によって加熱定着させる画像形成装置であって、
    前記加熱手段に流れる電流の値を検出する電流検出手段と、
    前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
    前記加熱手段への電力供給が開始された時に、前記電流検出手段により検出された電流値と予め定められた電流値とを比較し、前記検出された電流値が前記予め定められた電流値未満であった場合で、さらに前記加熱手段への電力供給の開始の後、予め定められた時間が経過した後に、前記温度検出手段により検出された温度が予め定められた設定温度以下であった場合に、前記外部電源の電圧が低下したと判断し、前記加熱手段への電力供給を中止する判断手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記判断手段が前記外部電源の電圧が低下したと判断した場合に、ユーザインタフェースを用いて、前記外部電源の電圧が低下していることを通知する通知手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記判断手段において、比較対象となる前記予め定められた電流値として、仕向地毎の外部電源の電圧に応じて異なる設定値を選択する選択手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記判断手段が前記外部電源の電圧が低下したと判断した場合、前記加熱手段の動作を再開させる再開手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記再開手段は、予め定められた設定時間が経過した場合、又は、ジョブの実行要求があった場合に、前記加熱手段の動作を再開させることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記加熱手段の温度が目標温度になるように制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記加熱手段は、前記記録媒体に形成されたトナー像を少なくとも1本の発熱体により加熱定着させ、
    前記制御手段は、前記加熱手段の温度が目標温度になるように、前記発熱体へ電圧を供給するタイミングを制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 外部電源から電力供給を受けて発熱する加熱手段を備え、記録媒体に形成されたトナー像を前記加熱手段によって加熱定着させる画像形成装置の制御方法であって、
    前記加熱手段に流れる電流の値を検出する電流検出工程と、
    前記加熱手段の温度を検出する温度検出工程と、
    前記加熱手段への電力供給が開始された時に、前記電流検出工程において検出された電流値と予め定められた電流値とを比較し、前記検出された電流値が前記予め定められた電流値未満であった場合で、さらに前記加熱手段への電力供給の開始の後、予め定められた時間が経過した後に、前記温度検出工程において検出された温度が予め定められた設定温度以下であった場合に、前記外部電源の電圧が低下したと判断し、前記加熱手段への電力供給を中止する判断工程とを有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
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JP2017156460A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2017207705A (ja) * 2016-05-20 2017-11-24 株式会社リコー 画像形成装置の制御方法

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