JP5311893B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本体電源投入後にプリント可能状態へ速やかに移行するためには定着装置の温度を急速に上昇させなければならず、そのためには定着装置への供給電流量を可能な限り多くする必要性がある。しかしながら商用交流電源においてはコンセントの電流定格による電気用品安全法の規制があり定格電流以下の電流しか使用することができない。そのため、例えば特許文献3で開示されているように画像形成装置への入力電流を検出する手段を設け、定格電流値以下でより多くの電流を定着装置に供給する制御が行われている。
また、画像形成装置は、各国の商用電源の電圧値および多様化する紙種に対し安定した定着性を得ることが求められている。そこで、例えば特許文献4に開示されているように熱定着装置への入力電流と、熱定着装置に配された温度検出素子からの出力に基づいて熱定着装置への電力投入量を制御する手法が使われている。
図1は本実施例の画像形成装置(本体)であるオプション装置付きのカラーレーザプリンタの構成図で、画像形成動作を説明する。
電力供給手段を構成するメインスイッチ503がONされると、低圧電源202にACインレット501及び商用交流電源のノイズを除去するACフィルタ502を介して電力が供給され、商用交流電流が流れるとダイオードブリッジ504で全波整流される。そして、コンバータ制御回路506によりコンバータ505がスイッチングされ、コンバータ505の2次側に脈流電流が励起される。前記脈流電流はダイオード507及び平滑コンデンサ508により整流される。
次に、定着器の温度制御動作について説明する。
次に本実施例における電流を検出する回路構成について説明する。
エンジン制御基板201によるカレントトランス512もしくはカレントトランス601の出力を選択する制御について説明する。
次に図3、図4は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。本実施例においては連続画像形成中に画像形成装置の消費電流が増加した場合において、所望の定着性を確保すると共に、画像形成装置の総電流値がコンセントの定格電流値を超えないように制御する。また、本体の総電流値だけでなく定着器に流れる電流も検知し、総電流が増加した理由が、定着器に流れる電流の増加によるもか否かを判断し、判断結果に応じて電流抑制手段を選択して制御を行う。
まず、図3を用いて通常の連続画像形成中の制御について、ステップS100〜S109に沿って説明する。
「スタート」
ステップS100で画像形成を開始する。
「OUT1をHigh、OUT2をLow」
ステップS101でエンジン制御基板201のOUT1ポートをHigh、OUT2ポートをLowに設定し、カレントトランス601の出力を短絡し電流検知回路514にカレントトランス512のみを入力する。その結果、電流検知回路514はカレントトランス512の出力に基づき実効値演算され、エンジン制御基板201は、画像形成装置の総電流の実効値が検知可能となる。
「定着器の加熱開始」
ステップS102で上述の方法により定着ローラ433の加熱を開始する。
「モータ駆動開始」
ステップS103でメインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453等の各DCブラシレスモータの駆動を開始する。
「定着器は温度Taに到達?」
ステップS104で定着器温度が設定温度Taに到達したかを判断する、YESならステップS107へ、NOならステップS105へ進む。
「画像形成」
ステップS107で定着器温度が設定温度Taに到達したら画像形成を開始し、所定のタイミングで給紙カセット402から記録紙32を給紙する。画像形成中においてエンジン制御基板201は電流検知回路514からの出力をA/D2ポートを使用して検知している。
「総電流値は規定値以内?」
ステップS108でエンジン制御基板201において画像形成中の画像形成装置の総電流値が規定値以内であるか否かを判断する。YESであればステップS109へ、NOであれば、本体の総電流値が規定値を超えていると判断し、後述する記号A以下のステップS110(図4記載)の電流抑制動作の制御へと移行する。
「印刷終了?」
ステップS109でプリントジョブが終了したかを判断する、印刷終了でないと判断した場合、ステップS107に戻り画像形成処理を継続する。YESであればステップS124で画像形成を終了する。
「異常低温」
ステップS105で定着器の異常であると判断して、S106へ進む。
「印刷中止」
ステップS106で画像形成制御を停止させ、ステップS124で画像形成を終了する。
次に図4を用いて、ステップS108において画像形成装置の総電流値が規定値を超えた場合の記号A以下の電流抑制動作の制御について説明する。
「OUT1をLow、OUT2をHigh」
ステップS110でOUT1ポートをLow、OUT2ポートをHighに出力変更し定着電流を検出するカレントトランス601の出力のみが電流検知回路514へ入力されるよう制御する。
「200msec後の電流算出部の出力を読みとる」
ステップS111で、カレントトランス601の出力が安定するまで200msec待機した後、A/D2ポートを使用して定着電流を検知する。所定時間待機させることでMOSFET604のON/OFFによるカレントトランスの出力の不安定状態を回避し、安定した出力に基づいて制御することができる。
「定着電流は規定値以内か?」
ステップS112で定着電流が規定値以内か否かを判断する、YESならステップS113へ進み、NOなら定着電流が規定値を超えた単位体積当りの熱容量(以降 坪量と記載)の大きい記録紙だと判断し、ステップS121へ進む。
「イメージスキャナは動作しているか?」
ステップS113でイメージスキャナ901が動作しているかどうかを判断する。YESならステップS115へ進み、NOならステップS114へ進む。
「イメージスキャナ停止」
ステップS115でイメージスキャナ901が動作している場合、イメージスキャナ901の動作を停止させる。この制御を行うことで画像形成処理とイメージスキャナ動作を同時に行うことを回避し、消費電力の削減を実現する。
「画像形成」
ステップS116で画像形成を行う。
「画像形成は終了したか?」
ステップS117で画像形成が終了したかどうかを判断し、NOであれば画像形成を繰り返す。YESであればステップS118へ進む。
「イメージスキャナ動作」
ステップS118でイメージスキャナ901の動作を再開させる。
「画像形成」
ステップS119で再開したイメージスキャナ動作によって読み取った画像をもとに、画像形成処理を行う。
「印刷終了?」
ステップS120で印刷が終了したかどうかを判断し、終了していない場合はステップS115まで戻り画像形成処理等を続ける。印刷終了の場合は、ステップS124で動作終了となる。
「1/2速に変更」
ステップS121で定着速度を1/2速に変更する。一般的に同じ坪量の記録紙に定着する場合、定着速度が遅いほど定着電流は低くなる。しかし本実施例の場合、定着速度のみを変更することが出来ないため、画像形成速度もあわせて1/2速に変更することで消費電力を削減する。
「画像形成」
ステップS122で画像形成処理を行う。
「印刷終了?」
ステップS123で印刷ジョブが終了したかを判断する。ステップS123で印刷終了でないと判断した場合、ステップS122で1/2速モードで画像形成を続ける。YESの場合は、ステップS124で動作終了となる。
「画像形成装置の異常処理」
S114で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断して画像形成処理を中止し、ステップS124で動作終了となる。
「終了」
ステップS124では、図3記載のステップS106、S109、及び図4記載のステップS114、S120、S123の処理後、画像形成の動作終了となる。
本実施例においては定着器に流れる定着電流を検出するカレントトランスと、低圧電源に流れる電源電流を検出するカレントトランスとを配し、さらに各々のカレントトランスの2次側出力を直列に接続し、電流検知回路に入力する構成を有している。本実施例で説明する回路構成は、実施例1で示したカレントトランスの2次側出力を短絡する制御回路を更に簡略化して電流検知回路に入力する回路構成となっている。なお、本実施例におけるカラーレーザプリンタの要部構成は実施例1と同じであるため説明は省略する。
具体的なエンジン制御基板201による制御を以下に述べる。
図6、図7は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。本実施例においては連続画像形成中に画像形成装置の消費電流が増加した場合において、所望の定着性を確保するとともに、画像形成装置の総電流値が、コンセントの定格電流値を超えないように制御する。また、総電流だけでなく定着器に流れる電流も検知し、本体の総電流が増加した理由が、定着器に流れる電流の増加か否かを判断し、判断結果に応じて電流抑制手段を選択して制御することができる。
まず、図6を用いて通常の連続画像形成中の制御について、ステップS200〜S224に沿って説明する。
「スタート」
ステップS200で画像形成が開始される。
「OUT1をLow」
ステップS201でエンジン制御基板201のOUT1ポートをLowに設定し、MOSFET617をOFFとして、電流検知回路514には、カレントトランス601とカレントトランス615の2次側出力を直列に接続した電圧値を入力する。その結果、エンジン制御基板201は、画像形成装置に流れる総電流の実効値が検知可能となる。
「定着器の加熱開始」
ステップS202で上述の方法により定着ローラ433の加熱を開始する。
「モータ駆動開始」
ステップS203でメインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453等の各DCブラシレスモータの駆動を開始する。
「定着器は温度Taに到達?」
ステップS204で定着器の温度が設定温度Taに到達したか否かをA/D1ポートの入力を使って判断し、NOであればステップS205へ、YESであればステップS207へ移動する。
「異常低温」
ステップS205では、ステップS204において定着器の温度が規定時間経過しても設定温度Taに到達しない場合には、定着器の異常であると判断してステップS206へ進む。
「印刷中止」
ステップS206で画像形成を中止し、ステップS224で画像形成を終了する。
「画像形成」
ステップS207は、画像形成を開始して所定のタイミングで給紙カセット402から記録紙32を給紙する。
「総電流値は規定値以内?」
ステップS208は、エンジン制御基板201が画像形成中において電流検知回路514からの出力をA/D2ポートを使用して検出しており、画像形成装置の総電流値が規定値以内であるか否かを判断する。総電流値が規定値以内であればステップS209へ、また、総電流値が規定値を超えている場合は、後述する記号B以下のステップS210〜S224(図7記載)の電流抑制の動作へ移行する。
「印刷終了?」
S209でプリントジョブが終了したかを判断する。印刷終了でないと判断した場合、ステップS207に戻り画像形成処理を継続する、印刷終了した場合は、ステップS224で画像形成を終了する。
次に図7を用いて、画像形成装置の総電流値が規定値を超えた場合の記号B以下の電流抑制動作について説明する。
「OUT1をHight」
ステップS210でOUT1ポートをHighに出力変更してカレントトランス615の2次側出力をMOSFET617で短絡し、定着電流を検出するカレントトランス601の2次側出力のみが電流検知回路514へ入力されるよう制御する。
「200msec後の電流算出部の出力を読み取る」
ステップS211でカレントトランス601の出力が安定するまで200msec待機した後、A/D2ポートを使用して定着電流を検知する。所定時間待機させることでMOSFET617のON/OFFによるカレントトランス601の出力の不安定状態を回避し、安定した出力に基づいて制御することができる。
「定着電流は規定値以内か?」
ステップS212で定着電流が規定値以内か否かを判断する。YESの場合はステップS213へ移動し、NOの場合はステップS221へ移動する。
「イメージスキャナは動作しているか?」
ステップS213で定着電流が規定値以内である場合は、総電流値増加の原因を判別するためイメージスキャナ901が動作しているか否かを判断する。YESの場合はステップS215へ移動し、NOの場合はステップS214へ移動する。
「イメージスキャナ停止」
ステップS215で動作しているイメージスキャナ901を停止させる。
「画像形成」
ステップS216で画像形成を行う。この制御を行うことで画像形成処理とイメージスキャナ動作を同時に行うことを回避し、画像形成装置の消費電力の削減を実現する。
「画像形成は終了したか?」
ステップS217で画像形成が終了したかどうかを判断し、終了していない場合は画像形成を繰り返す、画像形成処理が終了した時点でステップS218へ移動する。
「イメージスキャナ動作」
ステップS218で停止していたイメージスキャナ901の動作を再開させる。
「画像形成」
ステップS219で再開したイメージスキャナ動作によって読み取った画像をもとに、画像形成処理を行う。
「印刷終了?」
ステップS220で印刷が終了したかどうかを判断し、終了していない場合はステップS215まで戻り画像形成処理等を続ける。
「画像形成装置の異常処理」
ステップS214で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断し、ステップS224で画像形成の動作を終了させる。
「1/2速に変更」
ステップS221では、定着電流の増加の原因が単位体積当りの熱容量(以降、坪量と記載)の大きい記録紙の画像形成処理によるものと判断し、定着速度を1/2速に変更する。一般的に同じ坪量の記録紙に定着する場合には、定着速度が遅いほど定着電流は低くなる。本実施例の場合、定着速度のみを変更することが出来ないため、画像形成速度もあわせて1/2速に変更することで消費電力を削減する。
「画像形成」
ステップS222で1/2速モードでの画像形成処理を行う。
「印刷終了?」
ステップS223で印刷ジョブが終了したかどうかを判断する。S223で印刷終了していないと判断した場合、ステップS222の1/2速モードで画像形成を繰り返す。印刷終了の場合は、ステップS224で画像形成の動作終了となる。
「終了」
図6記載のステップS206、S209、および図7記載のステップS214、S220、S223の処理後、画像形成の動作終了となる。
202 低圧電源(電源部に対応)
207 マイクロコンピュータ
304 現像ローラ
305 感光ドラム
401 カラーレーザプリンタ(画像形成装置に対応)
409 静電吸着搬送転写ベルト
410Y、401M、401C、401K プロセスカートリッジ
420Y、420M、420C、420K スキャナユニット
421Y、421M、421C、421K レーザユニット
431 定着器(加熱手段に対応)
432 加熱用のヒータ(発熱体に対応)
433 定着ローラ
434 加圧ローラ
440 ビデオコントローラ
441 ホストコンピュータ(外部装置に対応)
451、452、453 DCブラシレスモータ
501 ACインレット
502 ACフィルタ
503 メインスイッチ
504 ダイオードブリッジ
505 24Vコンバータ
506 コンバータ制御回路
507 ダイオード
508 コンデンサ
509 定電圧制御回路
510 フォトカプラ
511 3V DC/DCコンバータ
512 カレントトランス(第1の電流検出手段に対応)
513、602 抵抗
514 電流検知回路(電流算出部に対応)
515 ゼロクロス検知回路
521 インタロックスイッチ
522 リレー(保護回路に対応)
523 トライアック
526 フォトトライアックカプラ
528 トランジスタ
529 サーモスイッチ
530 サーミスタ
531、602 抵抗
601 カレントトランス(第2の電流検出手段に対応)
603 MOSFET(第1の半導体スイッチに対応)
604 MOSFET(第2の半導体スイッチに対応)
605、607、608、610 トランジスタ(入力選択手段に対応)
615 カレントトランス(第1の電流検出手段に対応)
617 MOSFET(半導体スイッチに対応)
619、621 トランジスタ(入力選択手段に対応)
901 オプションイメージスキャナ
904 露光ユニット
930 原稿搬送部
931 原稿読み込み部
940 イメージスキャナコントローラユニット
Claims (2)
- 交流電圧を整流し直流電圧を生成する電源と、
前記電源へ電力を供給する第一の電力供給路から分岐した第二の電力供給路を介して供給される電力により発熱するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記第二の電力供給路が分岐した後の前記第一の電力供給路に流れる電流を検知するための第一のカレントトランスと、
二次側が前記第一のカレントトランスの二次側と直列に接続されており、前記第二の電力供給路に流れる電流を検知するための第二のカレントトランスと、
前記第一のカレントトランスと前記第二のカレントトランスの直列接続された二次側の出力が入力しており、装置を制御するエンジン制御部へ電流の実効値を出力する電流検知回路と、
前記第一のカレントトランスの二次側に設けられており、前記電流検知回路への入力が前記第二のカレントトランスの二次側の出力のみとなる状態と、前記電流検知回路への入力が前記第一のカレントトランスの二次側の出力と前記第二のカレントトランスの二次側の出力を合わせた出力となる状態と、に切換えるスイッチと、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記装置は、前記電流検知回路からの出力に応じて前記装置を制御する制御部を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。
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