JP2019174728A - Image formation device - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置は、トナー画像を印刷用紙に定着する定着器を備える。ある画像形成装置では、定着器のヒートローラーにハロゲンヒーターとセラミックヒーターとが設けられており、ヒートローラーが停止している待機時においては、セラミックヒーターのみが通電されて消費電力を抑制している(例えば特許文献1参照)。 An electrophotographic image forming apparatus includes a fixing device that fixes a toner image on a printing paper. In a certain image forming apparatus, a halogen heater and a ceramic heater are provided in the heat roller of the fixing device, and only the ceramic heater is energized to suppress power consumption during standby when the heat roller is stopped. (For example, refer to Patent Document 1).
上述のように待機時に一方のヒーターに通電することで機内除湿を行うことが考えられる。しかしながら、上述の画像形成装置では、定着器に2つのヒーターを設けてその2つのヒーターをそれぞれ独立して制御する必要があり、装置のコストが高くなってしまう。 As described above, in-machine dehumidification may be performed by energizing one heater during standby. However, in the above-described image forming apparatus, it is necessary to provide two heaters in the fixing unit and to control the two heaters independently, which increases the cost of the apparatus.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、低コストで省電力モードにおける機内除湿を行う画像形成装置を得ることを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that performs in-machine dehumidification in a power saving mode at low cost.
本発明に係る画像形成装置は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーターを備える定着器と、前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電のオン/オフを行う交流スイッチング部と、指定された出力電圧で前記商用電源から直流電力を生成する電源回路と、前記出力電圧で直流電力を電源電力として供給され、前記交流スイッチング部を制御して前記定着ヒーターの温度制御を行うコントローラーと、前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオフであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電し、前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオンであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力の通電を遮断する直流スイッチング部とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention is designated by a fixing device including a fixing heater that is supplied with AC power based on a commercial power source, and an AC switching unit that turns on / off the supply of AC power to the fixing heater. A power supply circuit for generating DC power from the commercial power supply with the output voltage, a controller for supplying DC power as the power supply power with the output voltage, and controlling the temperature of the fixing heater by controlling the AC switching unit, When the AC power is not supplied to the fixing heater by the AC switching unit, the DC power is supplied to the fixing heater, and the AC power is not supplied to the fixing heater by the AC switching unit. And a DC switching unit that cuts off the supply of the DC power to the fixing heater.
本発明によれば、低コストで省電力モードにおける機内除湿を行う画像形成装置が得られる。 According to the present invention, an image forming apparatus that performs in-machine dehumidification in a power saving mode at low cost can be obtained.
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。 These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図1に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。 FIG. 1 is a side view showing a part of a mechanical internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus having an electrophotographic printing function, such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, or a multifunction machine.
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム1a〜1d、露光装置2a〜2dおよび現像装置3a〜3dを有する。感光体ドラム1a〜1dは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色の感光体である。
The image forming apparatus of this embodiment has a tandem color developing device. The color developing device includes photosensitive drums 1a to 1d, exposure devices 2a to 2d, and developing
露光装置2a〜2dは、レーザー光を感光体ドラム1a〜1dに照射して静電潜像を形成する。露光装置2a〜2dは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム1a〜1dへ導く光学素子(レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど)を有する。 The exposure devices 2a to 2d irradiate the photosensitive drums 1a to 1d with laser light to form electrostatic latent images. The exposure apparatuses 2a to 2d include a laser diode that is a light source of laser light and optical elements (lenses, mirrors, polygon mirrors, etc.) that guide the laser light to the photosensitive drums 1a to 1d.
さらに、感光体ドラム1a〜1dの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、1次転写後に、感光体ドラム1a〜1d上の残留トナーを除去し、除電器は、1次転写後に、感光体ドラム1a〜1dを除電する。 Further, around the photosensitive drums 1a to 1d, a charger such as a scorotron, a cleaning device, a static eliminator and the like are arranged. The cleaning device removes residual toner on the photosensitive drums 1a to 1d after the primary transfer, and the static eliminator neutralizes the photosensitive drums 1a to 1d after the primary transfer.
現像装置3a〜3dには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置3a〜3dは、そのトナーを感光体ドラム1a〜1d上の静電潜像に付着させてトナーパターンを形成する。
Each of the developing
感光体ドラム1a、露光装置2a、および現像装置3aにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム1b、露光装置2b、および現像装置3bにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム1c、露光装置2c、および現像装置3cにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム1d、露光装置2d、および現像装置3dにより、ブラックの現像が行われる。
The photosensitive drum 1a, the exposure device 2a, and the developing
中間転写ベルト4は、感光体ドラム1a〜1dに接触し、感光体ドラム1a〜1d上のトナー画像を1次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト4は、駆動ローラー5に張架され、駆動ローラー5からの駆動力によって、感光体ドラム1dとの接触位置から感光体ドラム1aとの接触位置への方向へ周回していく。
The intermediate transfer belt 4 is an annular image carrier that contacts the photosensitive drums 1a to 1d and primarily transfers the toner images on the photosensitive drums 1a to 1d. The intermediate transfer belt 4 is stretched around the driving roller 5 and circulates in the direction from the contact position with the
転写ローラー6は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト4に接触させ、中間転写ベルト4上のトナー画像を用紙に2次転写する。トナー画像が2次転写された用紙は、定着器9へ搬送される。 The transfer roller 6 brings the conveyed paper into contact with the intermediate transfer belt 4 and secondarily transfers the toner image on the intermediate transfer belt 4 to the paper. The sheet on which the toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing device 9.
ローラー7は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト4に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト4に残ったトナーを除去する。 The roller 7 has a cleaning brush, and the cleaning brush is brought into contact with the intermediate transfer belt 4 to remove the toner remaining on the intermediate transfer belt 4 after the transfer of the toner image onto the paper.
センサー8は、トナーパターンの濃度測定に使用される光学式センサーであって、中間転写ベルト4に光線を照射し、その反射光を検出する。例えば、トナー濃度調整の際、センサー8は、中間転写ベルト4の所定の領域に光線を照射しその反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。 The sensor 8 is an optical sensor used for measuring the density of the toner pattern, and irradiates the intermediate transfer belt 4 with a light beam and detects the reflected light. For example, when adjusting the toner density, the sensor 8 irradiates a predetermined region of the intermediate transfer belt 4 with a light beam, detects the reflected light, and outputs an electrical signal corresponding to the light amount.
定着器9は、2次転写されたトナー画像を、加熱加圧方式で用紙に定着させる。 The fixing device 9 fixes the toner image that has been secondarily transferred onto a sheet by a heating and pressing method.
図2は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of the electrical configuration of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
図2に示すように、定着器9は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーター11を備える。定着ヒーター11は、抵抗発熱体のヒーターであり、定着ローラー内に配置される。例えば、定着ヒーター11は、面状ヒーターである。
As shown in FIG. 2, the fixing device 9 includes a
さらに、図2に示すように、商用電源と定着ヒーター11との間には、交流スイッチング部12、フューズFS1、リレーCR、およびチョークコイルLC1,LC2が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, an
交流スイッチング部12は、定着ヒーター11に直列に接続されているスイッチング素子(ここでは、双方向サイリスター)を備え、そのスイッチング素子によって、定着ヒーター11への交流電力の通電のオン/オフを行う。交流電力が定着ヒーター11に供給されるため、双方向に電流を導通させることが可能な双方向サイリスターが交流スイッチング部12に使用されている。
The
また、図1および図2に示す画像形成装置は、電源回路13、および電源回路13から給電される制御基板14を備える。
The image forming apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2 includes a
電源回路13は、指定された出力電圧で商用電源から直流電力を生成し、定着ヒーター11を制御するコントローラー31などへの電力供給を行う。通常モードでは、電源回路13は、所定の基準電圧(例えば24ボルト)で直流電力を制御基板14などの負荷に供給する。
The
電源回路13では、商用電源から得られる交流電力がダイオードブリッジDBで整流され、整流後の直流電力が、DC/DCコンバーターで定格電圧へ降圧され出力される。ダイオードブリッジDBの前段には、フューズFS2、チョークコイルLC3,LC4、およびサーミスターTHが設けられている。また、ダイオードブリッジDBの後段には、平滑用のキャパシターC1が設けられている。
In the
電源回路13のDC/DCコンバーター部分は、コンバータースイッチング素子Q1、制御部21、トランスTR、および整流回路22を備える。
The DC / DC converter portion of the
コンバータースイッチング素子Q1は、トランスTRの1次側巻線に接続され、制御部21からの制御信号に従ってスイッチング動作する。ここでは、コンバータースイッチング素子Q1は、FET(Field Effect Transistor)である。
Converter switching element Q <b> 1 is connected to the primary winding of transformer TR and performs a switching operation in accordance with a control signal from
制御部21は、コンバータースイッチング素子Q1をオンオフ制御する制御信号を出力する回路(例えばICチップ)である。
The
整流回路22は、ダイオードDと平滑コンデンサーC2とを含み、トランスTRの2次側巻線に誘起する交流電力を整流して直流電力を生成する。制御部21は、整流後の直流電圧が所定の電圧(通常モードでは基準電圧)になるように、制御信号のデューティなどを調整する。
The rectifier circuit 22 includes a diode D and a smoothing capacitor C2, and rectifies AC power induced in the secondary side winding of the transformer TR to generate DC power. The
また、制御基板14には、コントローラー31および省電力制御回路32が設けられている。したがって、電源回路13の出力電圧が、電源電圧としてコントローラー31および省電力制御回路32に印加されている。
The
コントローラー31は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、制御プログラムに従って動作するプロセッサーなどを備え、ヒーター制御信号を交流スイッチング部12に印加して交流スイッチング部12を制御し、これにより、定着ヒーター11の温度制御などを行う。
The
また、コントローラー31は、所定の条件設定に基づいて、動作モードを通常モードおよび省電力モード(通常モードより消費電力が少ないモード)のいずれかとし、動作モードに応じて各部を制御する。
Further, the
直流スイッチング部41は、(a)交流スイッチング部12により定着ヒーター11への交流電力の通電がオフであるときに、電源回路13から出力される直流電力を定着ヒーター11へ通電し、(b)交流スイッチング部12により定着ヒーター11への交流電力の通電がオンであるときに、定着ヒーター11へ電源回路13から出力される直流電力の通電を遮断する。
The DC switching unit 41 (a) energizes the
直流スイッチング部41は、スイッチング素子41aおよびスイッチング素子41bを備える。
The DC switching unit 41 includes a
スイッチング素子41aは、定着ヒーター11の一端と電源回路13の高圧側出力端との間に設けられ、定着ヒーター11の一端から電源回路13の高圧側出力端への電流を阻止し、制御信号(省電力信号)のレベルに応じて、電源回路13の高圧側出力端から定着ヒーター11の一端への通電を許可または阻止する。
The
スイッチング素子41bは、定着ヒーター11の他端と電源回路13の低圧側出力端との間に設けられ、電源回路13の低圧側出力端から定着ヒーター11の他端への電流を阻止し、制御信号(省電力信号)のレベルに応じて、定着ヒーター11の他端から電源回路13の低圧側出力端への通電を許可または阻止する。
The switching element 41b is provided between the other end of the fixing
ここでは、スイッチング素子41a,41bには、単方向サイリスターが使用される。
Here, unidirectional thyristors are used for the
なお、直流スイッチング部41は、制御基板14に設けられていてもよい。その場合、例えば、スイッチング素子41a,41bが制御基板14に面実装される。
Note that the DC switching unit 41 may be provided on the
また、制御基板14の省電力制御回路32は、直流スイッチング部41のオンオフ制御を行う回路である。例えば、省電力制御回路32は、省電力信号を直流スイッチング部41のスイッチング素子41a,41bのゲートに供給し、これにより、通常モードにおいて、省電力信号をローレベルとしてスイッチング素子41a,41bをオフ状態にし、省電力モードにおいて、省電力信号をハイレベルとしてスイッチング素子41a,41bをオン状態にする。
The power
さらに、省電力制御回路32は、直流スイッチング部41で定着ヒーター11へ直流電力を通電するとき、電源回路13を制御して、基準電圧より低い所定出力電圧(例えば基準電圧が24ボルトである場合には8ボルト)を指定する。
Further, the power saving
具体的には、省電力制御回路32は、電源回路13の制御部21にも省電力信号を供給する。そして、制御部21は、省電力信号に従って、電源回路13の出力電圧の目標値を変更する。制御部21は、(a)省電力信号がローレベルである場合、目標値を基準電圧として、電源回路13の出力電圧が基準電圧となるようにコンバータースイッチング素子Q1を制御し、(b)省電力信号がハイレベルである場合、目標値を基準電圧より低い所定出力電圧として、電源回路13の出力電圧がその所定出力電圧となるようにコンバータースイッチング素子Q1を制御する。
Specifically, the power saving
また、省電力制御回路32は、例えば省電力モードにおいて、定着ヒーター11へ上述の直流電力を通電しているとき、コントローラー31の動作を停止させる。このとき、省電力制御回路32は、コントローラー31への給電を遮断するようにしてもよい。
The power
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus will be described.
コントローラー31は、所定の条件設定に基づいて、動作モードを通常モードまたは省電力モードとする。
The
初期状態(通常モード)では、電源回路13は、基準電圧でコントローラー31に給電する。通常モードにおいては、コントローラー31は、省電力制御回路32に、ローレベルの省電力信号を出力させる。これにより、電源回路13は、継続して、基準電圧でコントローラー31に給電し、直流スイッチング部41は、電源回路13と定着ヒーター11との間の電気的接続を遮断する。
In the initial state (normal mode), the
また、通常モードにおいては、コントローラー31は、リレーCRを導通状態とし、当該画像形成装置の印刷動作時に、交流スイッチング部12を制御して定着ヒーター11の温度制御を行う。
In the normal mode, the
そして、所定の条件設定により指定された条件(例えば、所定時間以上の無操作期間)が成立すると、コントローラー31は、動作モードを通常モードから省電力モードへ切り替える。省電力モードでは、印刷動作が行われず、また、コントローラー31は、交流スイッチング部12のオフ状態とし、また、リレーCRをオフ状態として、定着ヒーター11を商用電源から切断し、さらに、省電力制御回路32に、ハイレベルの省電力信号を出力させ、その後、動作を停止する。コントローラー31の動作停止後、リレーCRおよび交流スイッチング部12はオフ状態のままであり、定着ヒーター11は、継続して、商用電源から切断される。なお、省電力制御回路32での消費電力はコントローラー31の消費電力より少ない。
When a condition specified by a predetermined condition setting (for example, a no-operation period longer than a predetermined time) is satisfied, the
コントローラー31の動作停止後、省電力モードにおいて、省電力制御回路32は、継続的にハイレベルの省電力信号を出力する。これにより、省電力モードにおいては、電源回路13の出力電圧が、基準電圧より低い電圧となり、また、電源回路13と定着ヒーター11とが電気的に接続され、電源回路13が、その電圧で直流電力を定着ヒーター11に供給する。このとき、定着ヒーター11は、その電圧に応じた電力を消費し、発熱する。このとき、定着ヒーター11は、機内除湿に必要な発熱量で発熱する。
After the operation of the
その後、所定の条件設定により指定された条件(例えば印刷要求の受付など)が成立すると、コントローラー31は、動作モードを省電力モードから通常モードへ戻す。
Thereafter, when a condition specified by a predetermined condition setting (for example, acceptance of a print request) is satisfied, the
以上のように、上記実施の形態によれば、定着器9は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーター11を備える。交流スイッチング部12は、定着ヒーター11への交流電力の通電のオン/オフを行う。電源回路13は、指定された出力電圧で商用電源から直流電力を生成する。コントローラー31は、その出力電圧で直流電力を電源電力として供給され、交流スイッチング部12を制御して定着ヒーター11の温度制御を行う。直流スイッチング部41は、交流スイッチング部12により定着ヒーター11への交流電力の通電がオフであるときに、定着ヒーター11へ上述の直流電力を通電し、交流スイッチング部12により定着ヒーター11への交流電力の通電がオンであるときに、定着ヒーター11へ上述の直流電力の通電を遮断する。
As described above, according to the above-described embodiment, the fixing device 9 includes the fixing
これにより、定着ヒーター11とは別に機内除湿用のヒーターを設ける必要がなく、低コストで省電力モードにおける機内除湿が行われる。
Accordingly, it is not necessary to provide a heater for in-machine dehumidification separately from the fixing
例えば、商用電源の電圧(実効値)が100ボルトであり、定着ヒーター11の抵抗値が11.5オームである場合、通常モードで連続通電すると、定着ヒーター11での消費電力は870ワットとなり、省電力モードで電源回路13の出力電圧が8ボルトであると、定着ヒーター11での消費電力は5.57ワットとなる。この場合、省電力モードで定着ヒーター11が消費電力5.57ワットで発熱し、機内温度が低下しにくくなり、機内除湿が行われる。
For example, if the voltage (effective value) of the commercial power supply is 100 volts and the resistance value of the fixing
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。 Various changes and modifications to the above-described embodiment will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the subject matter and without diminishing its intended advantages. That is, such changes and modifications are intended to be included within the scope of the claims.
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, an electrophotographic image forming apparatus.
9 定着器
11 定着ヒーター
12 交流スイッチング部
13 電源回路
14 制御基板
31 コントローラー
32 省電力制御回路
41 直流スイッチング部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9
Claims (3)
前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電のオン/オフを行う交流スイッチング部と、
指定された出力電圧で前記商用電源から直流電力を生成する電源回路と、
前記出力電圧で直流電力を電源電力として供給され、前記交流スイッチング部を制御して前記定着ヒーターの温度制御を行うコントローラーと、
前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオフであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電し、前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオンであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力の通電を遮断する直流スイッチング部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A fixing device including a fixing heater energized with AC power based on a commercial power source;
An AC switching unit for turning on / off the energization of the AC power to the fixing heater;
A power supply circuit for generating DC power from the commercial power supply at a specified output voltage;
DC power is supplied as power supply power at the output voltage, a controller for controlling the AC switching unit and controlling the temperature of the fixing heater;
When the AC power is not supplied to the fixing heater by the AC switching unit, the DC power is supplied to the fixing heater, and the AC power is supplied to the fixing heater by the AC switching unit. A DC switching unit that cuts off the DC power to the fixing heater,
An image forming apparatus comprising:
前記電源回路は、所定の基準電圧で前記コントローラーに電源電力を供給し、
前記省電力制御回路は、前記直流スイッチング部で前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電するとき、前記電源回路を制御して、前記基準電圧より低い前記出力電圧を指定すること、
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A power saving control circuit for performing on / off control of the DC switching unit;
The power supply circuit supplies power to the controller with a predetermined reference voltage,
The power saving control circuit controls the power supply circuit to specify the output voltage lower than the reference voltage when the DC power is supplied to the fixing heater in the DC switching unit;
The image forming apparatus according to claim 1.
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