JP5207726B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特にその動作中に、停電等により商用電源の入力が遮断された場合においても、必要なデータを確実に不揮発メモリへ記憶できる画像形成装置に関するものである。
近年、画像形成装置の使用履歴データを、EEPROM等の不揮発メモリに記憶しておき、そのデータを利用して最適な画像を得られるようにしたものが出現している。例えば、プリンタに関しては、累積プリント枚数を履歴データとしてEEPROM等の不揮発メモリに記憶しておき、このデータに応じて定着装置や搬送ベルトやトナーカートリッジ等、消耗品の交換をユーザに促すものがある。また、データに応じて画像形成プロセスの制御方法を変更して、画像形成プロセス部品の経時劣化に応じて、適正な画像を得られるようにするプリンタ等もある。
前述したように、画像形成装置はデータを信頼して最適な制御を行うため、当然のことながらそのデータに破壊などの問題があってはならず、正しいデータが確実に不揮発メモリに記憶されるようにしておかなければならない。不揮発メモリへのデータ書き込みは電気的手段によって行われるため、データの書き込みが行われている最中に、停電が発生したり、ユーザが電源プラグを抜いてしまったりして商用電源の供給が断たれると、不揮発メモリへのデータの書き込みが完了しなかったり、不揮発メモリへ異常なデータが書き込まれたりすることがあった。この対策として、商用電源が供給されている場合には不揮発メモリへデータの書き込みを許可し、商用電源の供給が遮断されている場合にはデータの書き込みを禁止することで、停電時であっても不揮発メモリに異常なデータが書き込まれないようにする提案がなされている(特許文献1)。
特開平9−22223号公報
しかしながら、前述した特許文献1に記載のものでは、画像形成装置への商用電源の供給が遮断された場合に、履歴データの書き込みを禁止してしまうため、それまでの履歴データを不揮発メモリに書き込むことができないという問題がある。ここで、不揮発メモリには通常書き込み回数に制限があるため、揮発メモリであるRAMにデータを一時的に蓄積しておき、所定のタイミングでそのデータを不揮発メモリに書き込むことが一般的である。したがって、特許文献1に記載のものでは、商用電源遮断時に、その蓄積データを記憶せずに全て捨ててしまうこととなるおそれがある。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、画像形成装置に供給されている商用電源が遮断された場合においても、必要なデータを不揮発メモリに書き込むことのできる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の(1)のとおりに構成する。
(1)画像形成のために駆動する駆動手段と、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、交流電源から入力される交流電圧を平滑化する平滑手段を有し、前記交流電圧を変換し、変換した第一電圧を前記駆動手段に供給する第一のコンバータと、前記交流電源から入力される交流電圧を変換し、変換した第二電圧を前記制御手段に供給する第二のコンバータと、前記第一のコンバータから前記第一電圧を前記駆動手段に供給するオン状態と、前記第一電圧の前記駆動手段への供給を遮断するオフ状態を切り替えるスイッチ手段と、前記交流電源から入力される交流電圧のゼロクロスのタイミングを示す信号を検出するゼロクロス検出手段と、画像形成に関するデータを記憶する不揮発メモリと、を備え、前記制御手段は、前記スイッチ手段が前記オン状態であり前記第一のコンバータからの前記第一電圧を供給した状態において、前記ゼロクロス検出手段でゼロクロスのタイミングを示す信号が検出されない場合には、前記第一のコンバータの前記平滑手段に蓄えられた電荷の消費量を、前記スイッチ手段が前記オン状態における電荷の消費量よりも低減するために、前記スイッチ手段を前記オフ状態として前記第一のコンバータからの前記第一電圧の前記駆動手段の供給を遮断した状態で、前記不揮発メモリに前記画像形成に関するデータを記憶させることを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、画像形成装置に供給されている商用電源が遮断された場合においても、必要なデータを不揮発メモリに書き込むことができる
本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
実施例1である電子写真方式の“画像形成装置”(レーザビームプリンタ)について説明する。本実施例について図1〜図8を用いて説明を行う。
まず最初に図7を用いて、本実施例の画像形成装置Aの動作原理について簡単に説明を行う。
図7は本画像形成装置Aにおける断面図を表す図である。画像形成装置Aは、スキャナユニット30から画像情報に基づいたレーザ光を、ドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム31ヘ照射して該感光体ドラム31に潜像を形成し、この潜像を現像剤(以下「トナー」という)で現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、記録媒体である記録材Pを収容した普通紙用カセット32からピックアップローラ33およびこれに圧接する圧接部材34で一枚ずつ分離給送し、搬送ローラ35、レジストローラ36等からなる搬送手段で搬送する。そして、プロセスカートリッジBとしてカートリッジ化された前記電子写真感光体である感光体ドラム31に形成したトナー像を、転写手段としての転写ローラ37に電圧印加することによって記録材Pに転写する。そして、その記録材Pを転写紙搬送ベルト38によって定着器39へと搬送する。この定着器39は加圧ローラ40と、ヒータを内蔵すると共に支持体によって回転可能に支持された筒状シートで構成した定着ローラ41からなり、通過する記録材Pに熱および圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの記録材Pを排出ローラ42,43で搬送し、反転搬送経路を通して排出部44へ排出する。なお、この画像形成装置Aは、手差しトレイ45および手差し給紙用ピックアップローラ46によって手差し給送も可能となっている。
次に、本実施例における電源装置50の動作原理について、図5を用いて簡単に説明する。図5はスイッチング方式の電源装置の構成を示す図である。電源装置50には入力端子10が設けられており、入力端子10を介して電源装置50に交流電源C(商用電源)が供給される構成となっている。電源装置50に供給された交流電源Cは、電流ヒューズ12、入力フィルタ回路13の順番で経由して整流回路14まで到達すると、交流電源Cの正弦波形が整流され、電圧波形はマイナス側の波形がプラス側に折り返された脈流波形に整形される。そして、その脈流波形は平滑回路16で平滑され、脈流波形のピーク値とほぼ等しい直流電源に変換される。平滑回路16で変換された直流電源は、プラス端子より変圧器17に入力され、さらにトランジスタ18を介してマイナス端子へと帰還する。トランジスタ18は電源制御回路22によって、ON/OFFのタイミングが制御されており、また、電源制御回路22の駆動用電源は変圧器17で生成されている。変圧器17で変換された二次側出力には、二次側整流ダイオード19と二次側平滑コンデンサ20からなる二次側整流回路が存在し、所定の電圧に安定化された電源Vが出力端子25の1pinより電源装置50外に出力される。また、二次側整流回路の出力は出力検出回路23に入力されており、出力検出回路23の出力結果が一次−二次を絶縁する素子(例えばフォトカプラ)で一次側の電源制御回路22に入力される。電源制御回路22は出力検出回路23の出力結果によってトランジスタ18のON/OFFのタイミングを決定する。
また、画像形成装置Aに搭載される電源装置50には、定着器39に給電するタイミングを検出するため、交流電源Cのゼロクロスポイントを検出するためのゼロクロス検出回路15が搭載されているのが一般的である。このゼロクロス信号は出力端子26の4pinから電源装置50外に出力される。DC/DCコンバータ24は、電源V1から電源V2を生成するためのブロックであり、出力端子26の2pinより電源装置50外に出力される。また、FETで構成される負荷スイッチ21(第一の電源の電力供給の可否を切り替えるスイッチ手段)は、電源V1の電源装置50外への出力をON/OFFするものであり、出力端子26の1pinより電源装置50外部より制御される。
次に、本実施例の具体的な動作について、図1のフローチャートを用いて詳細な説明を以下で行う。図1の処理はCPU52により行われる。
画像形成装置Aの電源スイッチが投入されると、電源装置50に交流電源Cが供給され、電源装置50で電源V1と電源V2とが生成される。ここで、電源V1は駆動系負荷の電源(例えばDC24V、第一の電源)であり、電源V2は信号系負荷の電源(例えばDC3.3V、第二の電源)である。初期状態では、負荷スイッチ21はオフ状態となっているため、コントローラ51(図6参照)には出力端子26の2pinから電源V2が供給される。
電源V2がCPU52に供給されるとCPU52は起動し、センサ55の状態を検出して、装置内に残留紙がないか、あるいは装置のドアがきちんと閉じているか等を確認する。また、コントローラ51内の不揮発メモリ53(所要のデータを保存するための不揮発メモリ)にアクセスして、不揮発メモリ53内の情報を読み取って製品の状態(現在までのプリント枚数等)を確認する。画像形成装置Aが前述の初期シーケンスを行って、特に装置に異常が無ければプリントコマンドを待ち受けるスタンバイ状態に移行する(ステップ101参照、以下S101のように略記する)。
画像形成装置Aがスタンバイ状態において、ユーザより画像形成装置Aにプリントの要求がなされた場合、コントローラ51内のCPU52は出力端子26の1pinをローレベルにして、電源装置50の負荷スイッチ21をオフ状態からオン状態に移行させる。負荷スイッチ21がオン状態となると、電源装置50の出力端子25の1pinからコントローラ51へ電源V1が供給される。これにより、コントローラ51からモータ54やスキャナユニット30に電源V1を供給できる体制が整って、画像形成装置Aはプリント動作を開始する(S102)。
画像形成装置Aのプリント動作中、CPU52は電源装置50から出力端子26の4pinを介して送られてくるゼロクロス信号を監視する(S103)。
ここで、図2および図3を用いてゼロクロス信号について詳しく説明する。図2はゼロクロス検出回路15を示す図である。交流電源Cが回路の入力に与えられ、回路の出力がコントローラ51のCPU52へと接続されている。回路の入力部に交流電源Cが入力されている場合において、a点がb点より電位が高いときにはホトカプラPC101のフォトダイオードが導通して、二次側のフォトトランジスタがオン状態となる。また、逆にa点がb点よりも電位が低いときにはホトカプラPC102のフォトダイオードが導通して、二次側のフォトトランジスタがオン状態となる。a点、b点が略同電位のときには、ホトカプラPC101およびPC102どちらのフォトダイオードも非導通状態となって、二次側のフォトトランジスタも各々オフ状態となる。ここで、ホトカプラPC101およびPC102のどちらかのフォトトランジスタがオン状態となると、トランジスタTr101はオフ状態となり、CPU52にはハイ状態が出力される。また、ホトカプラPC101,PC102のフォトトランジスタが両方共にオフ状態となると、トランジスタTr101はオン状態となり、CPU52にはロー状態が出力される。
前述した内容をグラフで表したものが図3である。交流電源がゼロクロス検出回路15に入力されると、T、T、T、T、のタイミングで、ローレベルの信号がCPU52に入力される。ローレベルの期間Δtは約0.5ms程度の時間である。すなわち、画像形成装置Aのプリント動作中、交流電源Cが供給され続けていれば、図3に示されるゼロクロス信号がCPU52に入力されていることになる。
画像形成装置Aがプリント動作を行っている間、CPU52は所定のタイミング(交流電源Cが50Hzの場合には10ms毎、60Hzの場合には約8.33ms毎。なお、本実施例では交流電源Cの発振周波数は50Hzとする。)でゼロクロス信号が検出されるか監視を行う。ゼロクロス信号の検出手法としては例えば立下りエッジを確認すればよく、10ms毎にハイレベルからローレベルに移行する立下りエッジを確認できていれば、CPU52はゼロクロス信号が正常に検出できていると判断する(S104)。
画像形成装置Aがプリント動作をしている期間、CPU52でゼロクロス信号が所定のタイミングで検出され続け、そのままプリント動作を完了した場合には、画像形成装置Aは再びスタンバイ状態に移行する(S101)。
一方、画像形成装置Aのプリント動作中、CPU52が所定のタイミングでゼロクロス信号が入力されないことを検出した場合には、CPU52は出力端子26の1pinをハイインピーダンス状態にし、負荷スイッチ21をオン状態からオフ状態に移行させる(S105)。
ここで、所定のタイミングでCPU52にゼロクロス信号が入力されない場合について、図4を用いて説明する。図4(a)では、画像形成装置Aの電源装置50にTからTの期間中(20ms)、交流電源Cが供給されていない場合の波形を示している。このような交流電源Cが供給されたとき、CPU52には図4(b)に示すような信号が入力される。すなわち、交流電源Cが供給されなかったTからTの期間中では、CPU52はTおよびTのタイミングでゼロクロス信号である立下りエッジを検出できないことになる。
通常、交流電源Cが1サイクル(20ms)以下の瞬時停電であれば、電源装置50は動作を停止することなく、電源Vと電源Vとを生成し続けられるように設計されている。
したがって、本実施例では、20ms以下の瞬時停電は無視するよう、CPU52がゼロクロス信号を連続して2回検出されなかった場合(T2およびT3のタイミング)に、画像形成装置Aへの交流電源Cの供給が遮断されたとCPU52は判断することとする。また、本実施例では、CPU52でゼロクロス信号を連続して2回検出されなかった場合(ゼロクロスが連続して所定回数検出されない場合)に、交流電源Cの供給が遮断されたと判断したもののこれに限定するものではない。他の手法で検出することも可能である。例えば、CPU52がゼロクロス信号を検出後、所定時間以上(例えば21ms以上)経過してもゼロクロス信号を検出できない場合(ゼロクロスが所定時間以上検出されない場合)に、交流電源Cの供給が遮断されたと判断することも可能である(CPU52では21msの間、ローレベルを検出し続けることになる。)。
S105において、CPU52が負荷スイッチ21をオフ状態とすると、コントローラ51に供給されていた電源Vが遮断され、モータ54やスキャナユニット30等の駆動系負荷への電力供給が停止される。駆動系負荷への電力供給が停止すると、電源装置50で供給していた負荷が大幅に削減され、平滑回路16や二次側平滑コンデンサ20に蓄えられた電荷の消費が大きく減少することになる。すなわち、負荷スイッチ21がオン状態よりもオフ状態の方が、コントローラ51へ供給されている電源Vを長時間維持することができるようになる。
交流電源Cの供給遮断後、電源装置50からコントローラ51へ電源Vの供給を維持できる時間を表したグラフが図8である。交流電源Cの供給が遮断され、CPU52が負荷スイッチ21をオン状態のまま維持した場合には、図8(a)の状態1(破線)で示すようなカーブで電源Vの供給がストップする。この場合には、40msで電源Vの供給がストップすることになる。これに対し、交流電源Cの供給が遮断されてから20ms後に、CPU52が負荷スイッチ21をオン状態からオフ状態に移行した場合には、図8(a)の状態2(実線)で示すようなカーブで電源Vの供給がストップする。この場合には、1200msで電源Vの供給がストップすることになる。
CPU52が負荷スイッチ21をオフ状態とすることで、CPU52はその後電源Vの供給を1200msもの間、受けることが可能となる。その間に、RAM等に蓄えられた履歴データを不揮発メモリ53に記憶させる(S106)。
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置本体に供給している交流電源(商用電源)が何らかの原因によって強制的にオフ状態となった場合においても、確実に不揮発メモリへ本体使用履歴データを記憶させることが可能となる。
なお、本実施例では、画像形成装置のプリント状態時において、装置本体に供給している商用電源が供給停止された場合の処理手法について説明したものの、本発明はこれに限定するものではない。画像形成装置がプリント状態以外の状態、例えばイニシャルシーケンス、スタンバイ等の状態にあったとしても、プリント状態と同様の処理を行うことができ、同様の効果を得ることが可能である。例えば、画像形成装置がスタンバイ状態において交流電源が遮断された場合の、コントローラへの信号形電源供給時間は図8(b)のように示される。スタンバイ状態であっても、モータのホールド電流、ファン駆動等で駆動系負荷がかかっているため、負荷スイッチ21をオフ状態にすることで、信号系電源の供給時間を延長される。負荷スイッチ21がオン状態のまま維持された場合には300ms、負荷スイッチ21をオン状態からオフ状態に移行させた場合には2400msの期間、信号系負荷の電源Vを供給し続けることができる。これにより、不揮発メモリへの本体使用履歴を書き込むための時間を十分に確保することが可能となる。
また、本実施例では、駆動系負荷への電力供給は、コントローラを介して行われているが、これに限らず、コントローラを介することなく直接駆動系負荷へ電力供給がされる構成であってもよい。その場合は、各負荷への電力供給を、コントローラで制御されるスイッチなどでオン、オフする構成となる。
実施例2である“画像形成装置”について説明する。本実施例の全体構成、ブロック構成、電源装置の構成、動作原理は実施例1と同様なので、その説明を援用する。
本実施例の画像形成装置を、図5、図6、図9を用いて説明を行う。
図9は本実施例における動作を示したフローチャートである。図9の処理はCPU52により行われる。
ここで、S201〜S206はそれぞれ、実施例1のS101〜S106と同様であるため説明を省略し、S207以降のステップの説明を行う。
CPU52が不揮発メモリ53に履歴データの保存を完了すると、続いて、CPU52は交流電源Cが強制的にオフされたことを示す強制オフ情報を不揮発メモリ53に記憶させる(S207)。強制オフ情報には、強制的に交流電源Cがオフ状態とされたことだけではなく、プリント動作が正常に完了していないことや、前回プリント時の設定条件等も合わせて記憶させておく。そして、画像形成装置Aは交流電源Cの供給が断たれているため、そのまま画像形成装置A内の電源装置50が動作を停止して画像形成装置Aは動作を停止する(S208)。
その後、画像形成装置Aに再び交流電源Cが供給されたとき、画像形成装置Aは自動的に、あるいはユーザの手によって再起動されると(S209)、電源装置50よりコントローラ51に信号系の電源Vが供給される。電源Vが供給されるとCPU52が起動し、CPU52は不揮発メモリ53へアクセスし(S210)、強制オフ情報を取得する(S211)。
画像形成装置Aが前回電源オフ時に通常に終了していれば、不揮発メモリ53内に強制オフ情報は存在しておらず、その場合における初期シーケンスは実施例1と同様になる。すなわち、電源VがCPU52に供給されるとCPU52は起動し、センサ55の状態を検出して、装置内に残留紙がないか、あるいは装置のドアがきちんと閉じているか等を確認する。そして、不揮発メモリ53内の履歴データを読み取って製品の状態(現在までのプリント枚数等)を確認し、特に装置に異常が無ければプリントコマンドを待ち受けるスタンバイ状態に移行する。
しかしながら、S211で強制オフ情報を入手した場合には、前回電源オフが正常に行われていないことになるため、この旨をオペレーションパネル等(不図示)でユーザに報知を行う(S212)。
ユーザが適切な処理を行った場合、例えば、前回プリント最中で強制終了されたプリント要求を再度行った場合や、前回プリントの設定条件を呼び出したりした場合に(S213)、画像形成装置Aはユーザが強制オフ情報を取得したと判断する。そして、不揮発メモリ53の強制オフ情報を消去して処理を完了する(S214)。
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成装置本体に供給している交流電源(商用電源)が何らかの原因によって強制的にオフ状態となった場合においても、確実に不揮発メモリへ本体使用履歴データを記憶させることが可能となる。さらに、強制的にオフ状態となったことを記憶しておくことで、本体再起動時に適切な処理を行って復帰することが可能となる。
実施例1の画像形成装置における処理を示すフローチャート 実施例1における交流電源のゼロクロスタイミングを検出する回路の回路図 交流電源波形とそれに同期するゼロクロス信号波形を表す図 交流電源の供給が遮断された場合のゼロクロス信号波形を表す図 実施例1における電源装置の構成を示す図 実施例1のブロック図 実施例1の概略構成を示す断面図 実施例1における交流電源遮断後のコントローラへの信号系電源供給時間を示す図 実施例2の画像形成装置における処理を示すフローチャート
符号の説明
A 画像形成装置
C 交流電源(商用電源)
15 ゼロクロス検出回路
21 負荷スイッチ
50 電源装置
51 コントローラ
52 CPU
53 不揮発メモリ

Claims (5)

  1. 画像形成のために駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
    交流電源から入力される交流電圧を平滑化する平滑手段を有し、前記交流電圧を変換し、変換した第一電圧を前記駆動手段に供給する第一のコンバータと、
    前記交流電源から入力される交流電圧を変換し、変換した第二電圧を前記制御手段に供給する第二のコンバータと、
    前記第一のコンバータから前記第一電圧を前記駆動手段に供給するオン状態と、前記第一電圧の前記駆動手段への供給を遮断するオフ状態を切り替えるスイッチ手段と、
    前記交流電源から入力される交流電圧のゼロクロスのタイミングを示す信号を検出するゼロクロス検出手段と、
    画像形成に関するデータを記憶する不揮発メモリと、を備え、
    前記制御手段は、前記スイッチ手段が前記オン状態であり前記第一のコンバータからの前記第一電圧を供給した状態において、前記ゼロクロス検出手段でゼロクロスのタイミングを示す信号が検出されない場合には、前記第一のコンバータの前記平滑手段に蓄えられた電荷の消費量を、前記スイッチ手段が前記オン状態における電荷の消費量よりも低減するために、前記スイッチ手段を前記オフ状態として前記第一のコンバータからの前記第一電圧の前記駆動手段の供給を遮断した状態で、前記不揮発メモリに前記画像形成に関するデータを記憶させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記ゼロクロス検出手段でゼロクロスのタイミングを示す信号が検出されない場合とは、前記信号が所定時間以上検出されない場合であることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記ゼロクロス検出手段でゼロクロスのタイミングを示す信号が検出されない場合とは、前記ゼロクロス検出手段で前記信号が連続して所定回数検出されない場合であることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成に関するデータは、前記スイッチ手段を前記オフ状態として前記第一のコンバータからの前記第一電圧前記駆動手段への供給を遮断するまでの、前記画像形成装置の使用履歴データであることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成に関するデータは、前記スイッチ手段を前記オフ状態としたことを示すデータであり、
    前記制御手段は、前記交流電源からの交流電圧が入力された際に、前記不揮発性メモリに前記スイッチ手段を前記オフ状態としたことを示すデータが記憶されていれば、前記交流電源からの交流電圧の遮断が正常に行われていないことを示す情報を出力することを特徴とする画像形成装置。
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