JP2021004938A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタや複写機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a printer or a copier.
画像形成装置は、トナー像を用紙に定着させる定着器を備える。定着器に含まれる定着ローラは、ブラシレスDCモータやステッピングモータ等の様々な種類のモータにより駆動される。一般的にモータは、定格負荷における効率を追求しており、軽負荷時の効率がよくない。例えば定着器を駆動するモータの停止時には、定着器は非動作状態である。この場合、定着器が低負荷であるためにモータの効率が悪く、熱損失が多くなる。つまり、エネルギーが熱として破棄される。
これに対して、モータの減速時や停止時にモータを回生動作させ、回生エネルギーをコンデンサ等の蓄電器に蓄電することで、熱損失として破棄されていたエネルギーを回収する技術が提案されている(特許文献1)。
The image forming apparatus includes a fixing device for fixing the toner image on the paper. The fixing roller included in the fixing device is driven by various types of motors such as a brushless DC motor and a stepping motor. In general, motors pursue efficiency at rated loads, and are not efficient at light loads. For example, when the motor that drives the fuser is stopped, the fuser is in a non-operating state. In this case, since the fuser has a low load, the efficiency of the motor is low and the heat loss increases. That is, energy is discarded as heat.
On the other hand, a technology has been proposed in which the motor is regenerated when the motor is decelerated or stopped, and the regenerative energy is stored in a capacitor or other storage device to recover the energy discarded as heat loss (patented). Document 1).
モータの制動動作としては、「ショートブレーキ」及び「逆転ブレーキ」のいずれか一方が採用される。ショートブレーキは、モータ巻線をショートし、モータ巻線の抵抗で回転エネルギーを消費させながら、電磁誘導効果により発生するトルクにより制動制御を行う。逆転ブレーキは、逆回転トルクが発生するように巻線電流を半導体素子により制御することで、制御動作を行う(非特許文献1)。 As the braking operation of the motor, either "short brake" or "reverse brake" is adopted. In the short brake, the motor winding is short-circuited, and while the resistance of the motor winding consumes rotational energy, braking control is performed by the torque generated by the electromagnetic induction effect. The reverse brake performs a control operation by controlling the winding current with a semiconductor element so that a reverse rotation torque is generated (Non-Patent Document 1).
モータへの電力供給を停止して負荷の慣性のみでモータを停止させる場合には、モータが停止するために要する時間(停止時間)が比較的長いため、当該停止時間中に回生エネルギーを効率よく蓄電器に回収することができる。
しかしながら、回生エネルギーを蓄電器に蓄電する構成が定着ローラを駆動するモータに適用される場合には、以下の問題が生じる可能性がある。具体的には、定着器の近傍で用紙のジャムが発生した場合に、モータへの電力供給を停止して負荷の慣性のみでモータを停止させると、定着ローラにジャム紙が巻き付いて当該ジャム紙を取り除くことが困難になる可能性がある。したがって、定着ローラにジャム紙が巻き付くことを防止するために、定着ローラの回転は早急に停止される必要がある。即ち、定着ローラを駆動するモータにおいては停止時間が短いため、回生エネルギーを効率よく蓄電器に回収することができない。
When the power supply to the motor is stopped and the motor is stopped only by the inertia of the load, the time required for the motor to stop (stop time) is relatively long, so the regenerative energy can be efficiently used during the stop time. It can be collected in a capacitor.
However, when the configuration for storing the regenerative energy in the capacitor is applied to the motor for driving the fixing roller, the following problems may occur. Specifically, when paper jam occurs near the fuser, if the power supply to the motor is stopped and the motor is stopped only by the inertia of the load, the jam paper is wrapped around the fixing roller and the jam paper is concerned. Can be difficult to remove. Therefore, in order to prevent the jam paper from wrapping around the fixing roller, the rotation of the fixing roller needs to be stopped immediately. That is, since the stop time of the motor that drives the fixing roller is short, the regenerative energy cannot be efficiently recovered in the capacitor.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回生エネルギーを回収しつつモータを迅速に停止させることができる画像形成装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of quickly stopping a motor while recovering regenerative energy.
本発明の画像形成装置は、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体から用紙に画像を転写する転写手段と、第1ローラ及び第2ローラを有し、前記画像が転写された前記用紙を前記第1ローラと前記第2ローラとで挟持搬送することで、該用紙に該画像を定着させる定着手段と、前記第1ローラを回転駆動するモータと、前記モータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記モータの駆動制御を行う制御手段と、蓄電手段と、を備え、前記制御手段は、前記定着手段に起因しない異常の発生時に、前記モータから回生エネルギーを回収して前記蓄電手段に蓄えながら前記モータを停止させ、前記定着手段に起因する異常の発生時に、前記回生エネルギーを回収して停止させる場合よりも短時間で前記モータを停止させることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes an image forming means for forming an image on an image carrier, a transfer means for transferring an image from the image carrier to paper, and a first roller and a second roller. A fixing means for fixing the image on the paper by sandwiching and transporting the transferred paper between the first roller and the second roller, a motor for rotationally driving the first roller, and driving the motor. The drive means is provided, a control means for controlling the drive means to control the drive of the motor, and a storage means, and the control means regenerates from the motor when an abnormality not caused by the fixing means occurs. The motor is stopped while recovering the energy and stored in the power storage means, and when an abnormality caused by the fixing means occurs, the motor is stopped in a shorter time than when the regenerated energy is recovered and stopped. It is a feature.
本発明によれば、回生エネルギーを回収しつつモータを迅速に停止させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to quickly stop the motor while recovering the regenerative energy.
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(全体構成)
図1は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。本実施形態の画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を重畳したカラー画像を用紙Pに形成する。そのために画像形成装置1は、各色に対応した画像形成部100a、100b、100c、100d、中間転写ベルト107、給紙カセット111、給紙搬送部130、二次転写部108、定着器109、及び排紙搬送部131を備える。
(overall structure)
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus of the present embodiment. The
各画像形成部100a、100b、100c、100dは同様の構成であり、形成する画像の色が異なるのみである。画像形成部100a〜100dは、像担持体である感光ドラム101a〜101dを備える。感光ドラム101a〜101dは、図中、矢印R方向に回転可能である。感光ドラム101a〜101dの周囲には、帯電器102a〜102d、レーザ走査ユニット103a〜103d、現像器104a〜104d、一次転写ローラ105a〜105d、及びドラムクリーナ106a〜106dが設けられる。
The
感光ドラム101a〜101dは、回転中に表面が帯電器102a〜102dにより一様に帯電される。レーザ走査ユニット103a〜103dは、半導体レーザを光源として有し、感光ドラム101a〜101dの帯電された表面にレーザを照射する。レーザ走査ユニット103a〜103dは、形成する画像を表す画像データに基づいてレーザを照射することで、感光ドラム101a〜101dの表面に該画像に応じた静電潜像を形成する。
The surface of the photosensitive drums 101a to 101d is uniformly charged by the chargers 102a to 102d during rotation. The
現像器104a〜104dは、感光ドラム101a〜101dに形成された静電潜像を現像する。現像器104aは、感光ドラム101aの静電潜像を現像して、感光ドラム101aの表面にイエローのトナー像を形成する。現像器104bは、感光ドラム101bの静電潜像を現像して、感光ドラム101bの表面にマゼンタのトナー像を形成する。現像器104cは、感光ドラム101cの静電潜像を現像して、感光ドラム101cの表面にシアンのトナー像を形成する。現像器104dは、感光ドラム101dの静電潜像を現像して、感光ドラム101dの表面にブラックのトナー像を形成する。 The developing devices 104a to 104d develop the electrostatic latent image formed on the photosensitive drums 101a to 101d. The developer 104a develops an electrostatic latent image of the photosensitive drum 101a to form a yellow toner image on the surface of the photosensitive drum 101a. The developer 104b develops an electrostatic latent image of the photosensitive drum 101b to form a magenta toner image on the surface of the photosensitive drum 101b. The developing device 104c develops an electrostatic latent image of the photosensitive drum 101c to form a cyan toner image on the surface of the photosensitive drum 101c. The developer 104d develops an electrostatic latent image of the photosensitive drum 101d to form a black toner image on the surface of the photosensitive drum 101d.
各色のトナー像は、高電圧が印加された一次転写ローラ105a〜105dと感光ドラム101a〜101dとが中間転写ベルト107を介して摺擦する一次転写部において、中間転写ベルト107に順次転写される。転写後に感光ドラム101a〜101dに残留するトナーは、ドラムクリーナ106a〜106dにより除去される。
The toner images of each color are sequentially transferred to the
中間転写ベルト107は、無端状の像担持体であり、感光ドラム101a〜101dと一次転写ローラ105a〜105dの間を通り、二次転写部108を構成するローラに巻き回される。中間転写ベルト107は、矢印V方向に回転可能であり、回転に応じたタイミングで各感光ドラム101a〜101dからトナー像が重畳して転写されることで、フルカラーのトナー像を担持する。フルカラーのトナー像は、中間転写ベルト107の回転により二次転写部108へ搬送される。
The
二次転写部108には、中間転写ベルト107によりトナー像が搬送されるタイミングに応じて、用紙Pが搬送される。用紙Pは、給紙カセット111に収容されており、画像形成のタイミングに応じて給紙搬送部130に給紙される。給紙搬送部130は、複数のローラ対を備え、給紙された用紙Pを複数のローラ対により二次転写部108へ挟持搬送する。
Paper P is conveyed to the
二次転写部108は、中間転写ベルト107に形成される4色のトナー像を用紙Pに一括転写する。二次転写部108は、2つのローラを備え、高電圧が印加されることで、トナー像を中間転写ベルト107から用紙Pに転写する。転写後に中間転写ベルト107に残留するトナーは、中間転写ベルト107の近傍に設けられるベルトクリーナ112により除去される。
The
トナー像が転写された用紙Pは、二次転写部108から定着器109へ搬送される。定着器109は、定着ローラ301及び加圧ローラ302を備える。定着器109は、未定着のトナー像を定着ローラ301及び加圧ローラ302により加熱及び加圧することで用紙Pに定着させる。用紙Pは、定着ローラ301と加圧ローラ302とに挟持搬送されながら画像の定着処理が行われる。これにより用紙Pに画像が定着して成果物が完成する。用紙Pは、画像定着後に排紙搬送部131を経由して排紙トレイ110へ排出される。
The paper P on which the toner image is transferred is conveyed from the
図2は、画像形成装置1の動作を制御するコントローラの説明図である。コントローラ201は、システムコントローラ251、A/D変換器252、高圧制御部254、モータ制御部256、DC負荷制御部257、センサ類258、及びACドライバ259を備える。システムコントローラ251は、画像処理部202及び操作部280が接続される。画像処理部202は、画像データに所定の処理を行う。操作部280は、ユーザインタフェースである。
システムコントローラ251は、A/D変換器252、高圧制御部254、モータ制御部256、DC負荷制御部257、センサ類258、及びACドライバ259が接続される。A/D変換器252は定着器109内に設けられるサーミスタ253に接続される。高圧制御部254は高圧ユニット255に接続される。ACドライバ259は定着器109内に設けられる定着ヒータ260に接続される。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a controller that controls the operation of the
The
システムコントローラ251は、画像形成装置1の動作を統括的に制御する。システムコントローラ251は、主に、画像形成装置1内部に設けられる各負荷の駆動、センサ類258による検知結果の解析を行い、操作部280との間でデータの交換を行う。システムコントローラ251は、CPU(Central Processing Unit)270、ROM(Read Only Memory)271、及びRAM(Random Access Memory)272を備えるコンピュータである。CPU270は、ROM271に格納されたコンピュータプログラムを、RAM272をワークエリアに用いて実行することで、画像形成装置1の動作を制御する。RAM272には、例えば高圧制御部254への高圧設定値、後述する各種データ、操作部280からの画像形成指令情報等が保存される。
The
システムコントローラ251は、各部の仕様設定値データを画像処理部202へ送信する。システムコントローラ251は、各部から信号、例えば原稿画像濃度信号等を受信し、高圧制御部254や画像処理部202を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。システムコントローラ251は、操作部280から、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値等の情報を取得する。システムコントローラ251は、操作部280に対して、画像形成装置1の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに提示するためのデータを送信する。システムコントローラ251と操作部280とは、タブ紙に対する各種設定や、タブ紙に対する警告表示を行うためのやり取りを行う。
The
画像形成装置1は、内部にモータ、クラッチ/ソレノイド等のDC負荷、及びセンサ類258(フォトインタラプタ、マイクロスイッチ等)が配置される。画像形成装置1は、モータや各DC負荷を適宜駆動することで、用紙Pの搬送や各ユニットの駆動を行う。センサ類258はモータや各DC負荷、用紙Pの搬送、各ユニットの駆動の監視に用いられる。システムコントローラ251は、センサ類258を用いた監視結果に基づいて、モータ制御部256に各モータを制御させ、DC負荷制御部257によりDC負荷を制御させて、画像形成動作を円滑に行う。システムコントローラ251は、高圧制御部254に各種高圧制御信号を送信することで、高圧ユニット255に適切な高電圧を印加させる。高圧ユニット255は、帯電器102、現像器104、一次転写ローラ105、及び二次転写部108である。
The
定着ヒータ260は、トナー像の加熱のために、定着器109の定着ローラ301及び加圧ローラ302のそれぞれに設けられる。サーミスタ253は、定着ヒータ260により加熱される定着器109の内部温度の測定を行う。システムコントローラ251は、サーミスタ253による検出温度をA/D変換器252を介して取得し、検出温度に応じてACドライバ259により定着ヒータ260の温度を制御する。ACドライバ259は、システムコントローラ251によりオン、オフが制御されて定着ヒータ260の通電を制御することで、定着ヒータ260の発熱量を制御する。サーミスタ253は、可変抵抗器を内蔵する。可変抵抗器は、定着器109内部の温度変化に応じて抵抗値が変化する。抵抗値の変化は、サーミスタ253の電圧値の変化としてA/D変換器252に入力される。A/D変換器252は、電圧値の変化をデジタル値に変換し、検出温度としてシステムコントローラ251に入力する。
The fixing
(定着器)
図3は、定着器109の説明図である。図3では、定着器109は、サーミスタ253、定着ローラ301、加圧ローラ302、定着ヒータ260としてのヒートローラ303、入口センサ401、及び出口センサ402を備える。入口センサ401は、定着器109に用紙Pが進入したことを検知する。出口センサ402は、用紙Pが定着器109を通過したことを検知する。なお、加圧ローラ302は不図示の定着ヒータを内蔵する。
(Fixer)
FIG. 3 is an explanatory diagram of the
図3(a)は、正常に搬送された用紙P1を示す図である。用紙Pは、入口センサ401の検知位置を通過して定着ローラ301と加圧ローラ302とにニップされながら搬送され、出口センサ402の検知位置を通過する(用紙P1)。この場合、入口センサ401が用紙P1を検知してから所定時間内に出口センサ402が用紙P1を検知する。しかし、用紙Pは、図3(b)に示すように、用紙Pのトナーが接着剤として機能することによって定着ローラ301に張り付くことがある(用紙P2)。このように定着器109に用紙P2が巻き付いた状態を、「定着巻き付き」という。定着巻き付きが発生した場合、入口センサ401が用紙Pを検知してから所定時間が経過しても出口センサ402が用紙Pを検知しないことになる。システムコントローラ251は、入口センサ401及び出口センサ402の検知結果(検知タイミングの差)に基づいて、定着器109内部でジャム(定着巻き付き)の発生を判断することができる。
FIG. 3A is a diagram showing paper P1 that has been normally conveyed. The paper P passes through the detection position of the
用紙P2のような定着巻き付きの状態では、ユーザが用紙P2を容易に除去することが困難であり、ユーザビリティが低下する。用紙Pが定着ローラ301の奥まで巻き込まれないようにするためには、入口センサ401と出口センサ402との距離を縮めて定着巻き付きを早期に発見したり定着ローラ301を急停止させたりする必要がある。しかしながら、入口センサ401及び出口センサ402は、定着ローラ301及び加圧ローラ302が高温で温度調節されるために、距離を縮めて配置することが困難となっている。従って、定着巻き付きが発生した場合には定着ローラ301を急停止させることが重要となる。定着ローラ301を急停止させる制御方法には、例えば後述するショートブレーキがある。
In a fixed winding state such as the paper P2, it is difficult for the user to easily remove the paper P2, and usability is deteriorated. In order to prevent the paper P from being caught in the depth of the fixing
定着ローラ301を停止させるときには、定着ローラ301に当接するヒートローラ303及び加圧ローラ302を定着ローラ301から離間させるほうがよい。これは、回転の停止した定着ローラ301にヒートローラ303及び加圧ローラ302が当接する場合、定着ローラ301が、当該当接する位置だけが局所的に高温になり、ダメージを負うためである。
When stopping the fixing
図4は、定着ローラ301の駆動機構の説明図である。この駆動機構は、回生エネルギーの回収を行いながら、効率的に定着ローラ301を駆動する定着モータ500の駆動制御を行う。駆動機構は、モータ制御部256により動作が制御されるモータ駆動部501及びスイッチ部502を備える。スイッチ部502は、定着モータ500と、モータ駆動部501及び蓄電部503のいずれか一方とを、選択的に接続する。蓄電部503には、蓄電部503の出力電圧を変換して負荷506に供給する電圧変換部504が接続される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the drive mechanism of the fixing
定着モータ500が発生する駆動力は、不図示のギアを介して定着ローラ301に伝達される。定着ローラ301は、定着モータ500の回転数とギア比とに応じた回転数で回転する。モータ駆動部501は、Hブリッジ回路を構成するスイッチ素子SW1〜SW4を有する。定着モータ500は、モータ制御部256から出力される制御信号である駆動信号に基づいてスイッチ素子SW1〜SW4が動作し、定着モータ500の巻線に電流が流れることによって回転駆動される。スイッチ素子SW1〜SW4は、本実施形態では例えばFET(Field Effect Transistor)である。本実施形態では、定着モータ500の巻線が1相の場合について説明するが、2相、3相のモータであっても本実施形態の構成は適用可能である。
The driving force generated by the fixing
モータ駆動部501は、モータ制御部256から取得する駆動信号によりスイッチ素子SW1〜SW4のそれぞれのオン、オフが適宜制御されて、定着モータ500の回転制御を行う。
The
スイッチ部502は3端子を有し、入力端子には定着モータ500が接続され、2つの出力端子の一方には蓄電部503が接続され、他方にはモータ駆動部501が接続される。スイッチ部502は、リレーやトランジスタ等のスイッチングデバイス等のスイッチ機能を備えればよい。スイッチ部502は、モータ制御部256によって制御される。
モータ制御部256は、画像形成動作が行われる場合(通常の定着モータ500の駆動制御時)には定着モータ500とモータ駆動部501とを接続するように、スイッチ部502を制御する。この結果、モータ駆動部501による定着モータ500の駆動が行われる。
一方、モータ制御部256は、定着モータ500を停止あるいは減速させる場合には定着モータ500と蓄電部503とを接続するように、スイッチ部502を制御する。この結果、定着モータ500が停止あるいは減速する際の定着モータ500の回生電流が蓄電部503に供給される。
The
The
On the other hand, the
蓄電部503は、例えばキャパシタ等の蓄電機能を有するデバイスである。電圧変換部504は、蓄電部503の出力電圧を変換して負荷506に供給する。負荷506は、例えば定着器109を冷却するファンであり、停電等で画像形成装置1本体への電源供給が停止した場合でも蓄電部503に蓄えられたエネルギーを利用して動作することができる。このような構成により、画像形成装置1内の昇温を抑えることができる。
The
次に、回生ブレーキ動作とショートブレーキ動作について説明する。 Next, the regenerative braking operation and the short braking operation will be described.
回生ブレーキ動作時には、モータ駆動部501のHブリッジ回路のスイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4がオフされる。定着モータ500は、駆動制御が停止されることで、慣性により回転する。定着モータ500が慣性により回転している期間中、定着モータ500の巻線には逆起電力が誘起され、定着モータ500の巻線に誘導電流が流れる。本実施形態では、回生ブレーキ動作時には、スイッチ部502により定着モータ500と蓄電部503とが接続されるために、誘導電流は蓄電部503へ送られる。蓄電部503は、誘導電流を回生エネルギーとして回収する。
During the regenerative braking operation, the switch elements SW1, SW2, SW3, and SW4 of the H-bridge circuit of the
回生ブレーキ動作時に発生するブレーキトルクT1は、定着モータ500にかかる負荷トルクと、定着モータ500の慣性による回転に起因して発生する逆起電力により発生する回生トルクと、の和となる。回生トルクは、蓄電部503に蓄えられたエネルギー量に応じて変化する。蓄電部503に蓄えられたエネルギー量が多くなるほど、定着モータ500を回生動作させたときの回生電流量が少なくなるために、回生トルクは小さくなる。蓄電部503に蓄えられたエネルギー量が少なくなるほど、定着モータ500を回生動作させたときの回生電流量が多くなるために、回生トルクは大きくなる。
The brake torque T1 generated during the regenerative braking operation is the sum of the load torque applied to the fixing
図5は、ショートブレーキ動作の説明図である。ショートブレーキ動作時は、モータ駆動部501のHブリッジ回路のスイッチ素子SW1、SW2とスイッチ素子SW3、SW4とのいずれか一方がオンされる。即ち、スイッチ素子SW1、SW2とスイッチ素子SW3、SW4との他方がオフ状態である。定着モータ500の巻線は、スイッチ素子SW1、SW2とスイッチ素子SW3、SW4とのいずれか一方がオンになることで、両端に同電位が印加されてショートする。ここでは、スイッチ素子SW3、SW4がオンされる場合について説明する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the short brake operation. During the short brake operation, one of the switch elements SW1 and SW2 and the switch elements SW3 and SW4 of the H-bridge circuit of the
スイッチ素子SW3、SW4がオンされる場合、定着モータ500は接地にショートされる。定着モータ500は、駆動制御が停止されると慣性により回転する。定着モータ500が慣性により回転している期間中、定着モータ500の巻線には逆起電力が誘起され、図5中の点線に示すように、スイッチ素子SW3とスイッチ素子SW4とを介して定着モータ500の巻線に誘導電流が流れる。当該誘導電流によって、定着モータ500には回転方向とは逆方向のトルク(ショートブレーキトルク)が発生する。
When the switch elements SW3 and SW4 are turned on, the fixing
ショートブレーキ動作時に発生するブレーキトルクT2は、負荷トルクと、ショートブレーキトルクと、の和となる。ショートブレーキトルクは、回生トルクとは異なり、蓄電部503への回生エネルギーの回収に用いられない。そのために、ショートブレーキ動作時に発生するブレーキトルクT2は、回生ブレーキ動作時に発生するブレーキトルクT1よりも大きくなる。これにより、定着モータ500の停止時に発生する制動力は、ショートブレーキ時の方が回生ブレーキ時よりも大きくなる。よって、ショートブレーキは回収ブレーキよりも短時間で定着モータ500を完全に停止させることができる。
The brake torque T2 generated during the short brake operation is the sum of the load torque and the short brake torque. Unlike the regenerative torque, the short brake torque is not used for recovering the regenerative energy to the
図6は、定着モータ500の停止時の制御の説明図である。図6は、定着モータ500の駆動停止時の動作シーケンスを表す。この動作シーケンスは、定着巻き付き検知時以外と、定着巻き付き検知時とで、定着モータ500を停止させるときの定着ローラ301の停止時間の違いを表している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of control when the fixing
定着巻き付き検知時以外の場合の停止制御について説明する。この場合、モータ制御部256は、時刻t1において回生ブレーキ動作を行うようにモータ駆動部501を制御する。また、モータ制御部256は、スイッチ部502を切り替えて、定着モータ500と蓄電部503とを接続させる。定着モータ500の回転が完全に停止する時刻t2までの間に、定着モータ500による回生エネルギーが蓄電部503に回収される。
The stop control in the case other than the case of fixing wrapping detection will be described. In this case, the
次に、定着巻き付きを検知した場合の停止制御について説明する。この場合、モータ制御部256は、時刻t1においてショートブレーキ動作を行うようにモータ駆動部501を制御する。モータ駆動部501は、定着モータ500の回転が完全に停止する時刻t3まで、ショートブレーキ動作を行う。
Next, stop control when fixing wrapping is detected will be described. In this case, the
以上のように、定着巻き付き検知時以外で定着モータ500を停止させる場合には、定着モータ500が回生ブレーキ動作により制動して、回生エネルギーが蓄電部503に回収される。定着巻き付きを検知して定着モータ500を停止させる場合には、ショートブレーキ動作により定着モータ500を急停止させることで、用紙Pの定着ローラ301への巻き付きを抑制する。
As described above, when the fixing
なお、定着巻き付き検知時以外で定着モータ500を停止させる場合には、定着ローラ301と加圧ローラ302とを離間させることで、定着モータ500が時刻t4で完全に停止する(時刻t4>時刻t3)。回生させる時間が長くなるために、回生エネルギーを蓄電部503に効率よく回収することができる。
When the fixing
図7は、定着モータ500の停止動作時の処理を表すフローチャートである。
ジョブが開始されると、システムコントローラ251は、モータ制御部256により定着器109内の定着モータ500の駆動を開始する(S1)。システムコントローラ251は、ジョブの実行中に、センサ類258の検知結果や各ユニットへの制御信号により、画像形成装置1内のジャムや動作エラー等の異常の監視を行う(S2)。
FIG. 7 is a flowchart showing processing when the fixing
When the job is started, the
異常の発生を検知しない場合(S2:N)、システムコントローラ251は、ジョブが終了するまで異常の発生の監視を継続する(S5:N)。異常の発生を検知せずにジョブが終了する場合(S2:N、S5:Y)、システムコントローラ251は、スイッチ部502により定着モータ500と蓄電部503とを接続する(S6)。これによりシステムコントローラ251は、定着モータ500を回生ブレーキにより回生させながら停止させて(S7)、ジョブを終了する。
If the occurrence of an abnormality is not detected (S2: N), the
異常の発生を検知した場合(S2:Y)、システムコントローラ251は、入口センサ401及び出口センサ402の検知タイミングの差から、定着巻き付きに起因した異常であるか否かを判断する(S3)。定着巻き付きに起因した異常である場合(S3:Y)、システムコントローラ251は、定着モータ500をショートブレーキにより停止させて(S4)、ジョブを終了する。定着巻き付きに起因した異常ではない場合(S3:N)、システムコントローラ251は、定着モータ500を回生ブレーキにより停止させて(S6、S7)、ジョブを終了する。
When the occurrence of an abnormality is detected (S2: Y), the
以上のように本実施形態の画像形成装置1は、回生エネルギーを蓄電部503に蓄える構成を有する定着器109を備え、定着巻き付き以外で定着モータ500を停止する場合には、定着モータ500を回生ブレーキで停止させる。定着巻き付きで定着モータ500を停止する場合には、定着モータ500がショートブレーキで停止される。これにより画像形成装置1は、定着モータ500の減速、停止時に生じる回生エネルギーを回収しつつ、定着巻き付き発生時には迅速に定着モータ500を停止することができる。そのために、定着モータ500の減速、停止時に生じるエネルギーの損失を削減しつつ、定着巻き付き等で定着器109がダメージを負うことを抑制することができる。
As described above, the
なお、上記の例では定着巻き付き発生時にショートブレーキで定着モータ500を停止させる構成について説明した。これ以外にも、定着器109近傍におけるジャムの発生時や、定着器109の過昇温のような定着器109に起因する異常発生時にも、定着モータ500をショートブレーキで停止させてもよい。この場合、システムコントローラ251は、サーミスタ253による検出温度に基づいて、定着器109の過昇温を判断する。
In the above example, the configuration in which the fixing
迅速に定着モータ500を停止させる動作は、ショートブレーキ以外にも、逆転ブレーキであってもよい。逆転ブレーキは、逆回転トルクが発生するように定着モータ500の巻線の電流を制御することで行われる。この場合、モータ制御部256は、モータ駆動部501のスイッチ素子SW1〜SW4を、定着モータ500に逆回転トルクが発生するようにオン、オフ制御する。
The operation of quickly stopping the fixing
本実施形態では、蓄電部503に蓄えられたエネルギーがファンの動作に用いられる例を説明した。これ以外にも、省エネモード時のCPU270の動作等の他の用途に蓄電部503に蓄えられたエネルギーが用いられてもよい。
In the present embodiment, an example in which the energy stored in the
Claims (10)
前記像担持体から用紙に画像を転写する転写手段と、
第1ローラ及び第2ローラを有し、前記画像が転写された前記用紙を前記第1ローラと前記第2ローラとで挟持搬送することで、該用紙に該画像を定着させる定着手段と、
前記第1ローラを回転駆動するモータと、
前記モータを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記モータの駆動制御を行う制御手段と、
蓄電手段と、を備え、
前記制御手段は、前記定着手段に起因しない異常の発生時に、前記モータから回生エネルギーを回収して前記蓄電手段に蓄えながら前記モータを停止させ、前記定着手段に起因する異常の発生時に、前記回生エネルギーを回収して停止させる場合よりも短時間で前記モータを停止させることを特徴とする、
画像形成装置。 An image forming means for forming an image on an image carrier,
A transfer means for transferring an image from the image carrier to paper,
A fixing means having a first roller and a second roller and fixing the image on the paper by sandwiching and transporting the paper on which the image is transferred between the first roller and the second roller.
A motor that rotationally drives the first roller and
The driving means for driving the motor and
A control means that controls the drive means to control the drive of the motor, and
Equipped with storage means
The control means stops the motor while recovering the regenerative energy from the motor and storing it in the power storage means when an abnormality not caused by the fixing means occurs, and the regenerating means occurs when an abnormality caused by the fixing means occurs. The motor is stopped in a shorter time than when energy is recovered and stopped.
Image forming device.
請求項1記載の画像形成装置。 When an abnormality not caused by the fixing means occurs, the control means ends the driving of the motor by the driving means, and the regenerative energy generated by the rotation of the motor after the driving due to inertia is stored in the storage means. The motor is stopped while being stored in the motor.
The image forming apparatus according to claim 1.
請求項1又は2記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that the first roller and the second roller are separated from each other when an abnormality not caused by the fixing means occurs.
The image forming apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that, when an abnormality caused by the fixing means occurs, the drive means short-circuits the motor to stop the motor.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項4記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that the motor is short-circuited by applying the same potential to both ends of the winding of the motor by the drive means.
The image forming apparatus according to claim 4.
請求項1〜3のいずれか1項記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that, when an abnormality caused by the fixing means occurs, the driving means generates a reverse rotation torque in the motor to stop the motor.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記制御手段は、前記定着手段に起因しない異常の発生時に、前記選択手段に前記モータと前記蓄電手段とを接続させ、前記定着手段に起因する異常の発生時に、前記選択手段に前記モータと前記駆動手段とを接続させることを特徴とする、
請求項1〜6のいずれか1項記載の画像形成装置。 Further comprising a selection means for selectively connecting the motor, the drive means, or any one of the power storage means.
The control means connects the motor and the power storage means to the selection means when an abnormality not caused by the fixing means occurs, and when an abnormality caused by the fixing means occurs, the motor and the motor are connected to the selection means. It is characterized by connecting with a driving means,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記制御手段は、前記第1検知手段と前記第2検知手段との検知タイミングの差に基づいて、前記定着手段に起因する異常の発生を判断することを特徴とする、
請求項1〜7のいずれか1項記載の画像形成装置。 The fixing means includes a first detecting means for detecting the entry of the paper into the fixing means and a second detecting means for detecting that the paper has passed through the fixing means.
The control means is characterized in that it determines the occurrence of an abnormality caused by the fixing means based on the difference in detection timing between the first detection means and the second detection means.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7.
請求項8記載の画像形成装置。 The control means causes an abnormality caused by the fixing means when the second detecting means does not detect the passage of the paper even after a predetermined time has elapsed after detecting the entry of the paper by the first detecting means. Is characterized by determining that
The image forming apparatus according to claim 8.
前記制御手段は、前記測定手段による検出温度に基づいて、前記定着手段に起因する異常の発生を判断することを特徴とする、
請求項1〜7のいずれか1項記載の画像形成装置。 The fixing means has a measuring means for detecting the internal temperature, and has a measuring means.
The control means is characterized in that it determines the occurrence of an abnormality caused by the fixing means based on the temperature detected by the measuring means.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
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