JP5558947B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置の主電源スイッチ遮断時の制御に関する。
画像形成装置の定着装置においては、定着ローラと加圧ローラとが加圧されたまま画像形成することなく長時間放置されると、定着ローラの同一の位置が加圧され続けることになるため、加圧し続けられた部分が変形してしまう。そして、画像形成を再び行う際に、定着ローラの変形が戻るまでの間は、定着不良が発生してしまう惧れがある。
そこで、特許文献1では、定着ローラと加圧ローラとを離間させる機構を設け、画像形成装置の電源がオフされた後に、定着器の熱を電気エネルギーに変換して離間機構を動作させるようになっている。この構成によれば、画像形成装置の電源が遮断された後でも離間機構を動作させることができる。
しかし、特許文献1では、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための機構が必要になり、装置のコストが高くなってしまう。
そこで、画像形成装置の主電源スイッチがオフされても、一定時間電源を維持させて、定着ローラを離間させた後、電源をオフすることが考えられる。しかし、安全性の観点より、ユーザが主電源スイッチをオフした際には、ヒータなどへの電力供給を即時遮断することが望まれる。
特開2005−122168号公報
そこで図5に示すような回路が考えられる。第一の直流電源501は、制御回路512のための電源VCC_A(5V)を出力する。第二の直流電源504は、当接/離間モータ515を動作させる離間駆動回路514及びその他のモータ等の負荷を駆動するための電源VCC_B(24V)を出力する。主電源スイッチ502がオンされると、第一の直流電源501からの出力が主電源スイッチ502の状態検出用スイッチを介して制御回路512へ入力され、制御回路512はリレー503をオンさせる。尚、主電源スイッチ502の3つのスイッチは連動している。従って、主電源スイッチ502がオフされてもリレー503を介して交流電力が第一の直流電源501に供給されつづける。一方、第二の直流電源504は、主電源スイッチがオフされると直ちに交流電力が遮断される。第一の直流電源501および第二の直流電源504のいずれの電源からの電力供給でも、離間駆動回路514が動作可能なように直流供給回路505が設けられる。
この構成によれば、主電源スイッチ502がオンの状態においては、第二の直流電源504からの電力によって定着ローラの離間駆動を行うが、主電源スイッチがオフされたときは、第一の直流電源501からの電力によって定着ローラの離間駆動を行う。制御回路512は定着ローラの離間動作が終了した後に、シャットダウン信号を出力しリレー503をオフすることにより、第一の直流電源501への交流電力も遮断されて、画像形成装置の全電源をオフする。
しかし、定着ローラの離間動作をさせるための離間/当接モータ515および離間駆動回路514は、第一の直流電源501と第二の直流電源504の両方の電源電圧にて動作しなければならない。そのため、安価な単一電源で動作可能な駆動回路に比べて装置のコストアップを招いてしまう。
また、第一の直流電源501および第二の直流電源504のそれぞれに対して、個別にAC給電を行う必要がある。そこで、AC給電を行うケーブル530、531が必要であるが、一般的にAC給電用に用いるケーブルは直流給電用のケーブルに対して高価であるため、この給電ケーブルにおいてもコストアップを招いてしまうという課題がある。
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、シートにトナー画像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によりシートに形成されたトナー画像を定着する離間可能な定着ローラ対とを有する画像形成装置であって、交流電源から電力供給され、直流の第一の電源電圧と第二の電源電圧とを出力する直流電源と、前記交流電源と前記直流電源との間に設けられ、オン及びオフされる電源スイッチと、前記電源スイッチのオン及びオフの状態を示す信号を出力するスイッチ検出信号出力手段と、前記直流電源から前記第一の電源電圧が供給され、前記画像形成装置の動作を制御する制御回路と、前記制御回路からの信号により制御され、前記電源スイッチがオフされた後も前記交流電源から前記直流電源への電力供給を維持させる維持手段と、前記直流電源から前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記画像形成装置の負荷を駆動する第一の駆動手段と、前記直流電源から前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記定着ローラ対の離間および当接を行う第二の駆動手段と、前記電源スイッチのオフに同期して、前記第一の駆動手段へ供給される前記第二の電源電圧を遮断する一方、前記第二の駆動手段への前記第二の電源電圧の供給を維持する遮断手段と、を有し、前記制御回路は、前記スイッチ検出信号出力手段からの前記電源スイッチのオフを示す信号を受信することに応じて、前記第二の駆動手段により前記定着ローラ対を離間させることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、シートにトナー画像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によりシートに形成されたトナー画像を定着する離間可能な定着ローラ対とを有する画像形成装置であって、交流電源から電力供給され、直流の第一の電源電圧と第二の電源電圧とを出力する直流電源と、前記交流電源と前記直流電源との間に設けられ、オン及びオフされる電源スイッチと、前記電源スイッチのオン及びオフの状態を示す信号を出力するスイッチ検出信号出力手段と、前記直流電源から前記第一の電源電圧が供給され、前記画像形成装置の動作を制御する制御回路と、前記交流電源と前記直流電源との間に前記電源スイッチと並列に接続され、前記制御回路からの信号によりオン及びオフされる第一のリレーと、前記直流電源から前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記画像形成装置の負荷を駆動する第一の駆動手段と、前記直流電源から前記第一の駆動手段へ供給される前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記定着ローラ対の離間および当接を行う第二の駆動手段と、前記第一の駆動手段へ前記第の電源電圧が供給される電源経路に設けられ、前記電源スイッチのオンおよびオフに同期して前記第一の駆動手段への前記第の電源電圧を供給或いは遮断する第二のリレーと、を有し、前記制御回路は、前記スイッチ検出信号出力手段からの前記電源スイッチのオフを示す信号を受信することに応じて、前記第二の駆動手段により前記定着ローラ対を離間させることを特徴とする。
本発明によれば、主電源スイッチをオフ時に、安価な構成で、負荷への電力供給を即座に遮断しつつ、定着ローラ対の離間動作を行うための電源を維持することができ、安全性の確保と定着ローラの変形、装置のコストアップを防止することができる。
画像形成装置の構成を示す断面図 画像形成装置の電源構成を示す図 定着ローラ対の当接/離間機構を示す図 制御回路の動作を示すフローチャート 画像形成装置の電源構成の一例を示す図
(第1の実施の形態)
図1は、本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。画像形成装置は、画像読取部1Rと、画像出力部1Pとを有する。画像読取部1Rは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部1Pに送信する。画像出力部1Pは、4つ並設された画像形成部10(10a、10b、10c、10d)と、給紙ユニット20と、中間転写ユニット30と、定着ユニット40と、クリーニングユニット50と、制御ユニット80とを有する。画像形成部10a、10b、10c、10dはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー画像を形成する。各画像形成部の構成は同一であるため、最も上流側に配置されるイエローの画像形成部10dについて説明する。
第一の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム11dが回転自在に軸支され、図の矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム11dの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器12d、光学系13d、折り返しミラー16d、現像装置14d及びクリーニング装置15dが配置されている。一次帯電器12dにより帯電高圧(1〜2KV)が感光体ドラム11dに印加され、その表面は均一に帯電される。次いで、光学系13dにより、記録画像信号出力部1Rからの記録画像信号に応じて変調されたレーザービームが折り返しミラー16dを介して感光体ドラム11d上に照射され、静電潜像が形成される。静電潜像は、ブラックのトナーを収納した現像装置14dによって顕像化される。顕像化されたトナー画像は画像転写領域Tdにて転写高圧(1〜2KV)が印加され、中間転写ユニット30を構成する第二の像担持体としてのベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト31に転写される。中間転写ベルト31に転写されずに感光体ドラム11d上に残されたトナーはクリーニング装置15dにより掻き落とされ、ドラム表面が清掃される。以上に示したプロセスが画像形成部10c,10b,10aにより行われ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像が中間転写ベルト31に重ねて転写される。
給紙ユニット20としては、シートPを収納するためのカセット21a、21b及び手差しトレイ27が設けられている。更に、カセット21a、21b、手差しトレイ27よりシートPを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22a、22b、26が設けられている。各ピックアップローラ22a、22b、26から送り出されたシートPは給紙ローラ対23によりレジストレーションローラ25(25a,25b)まで搬送される。、レジストレーションローラ25は、中間転写ベルト31に転写されたトナー画像の位置に合せたタイミングでシートPを二次転写領域Teへ送り出す。
レジストレーションローラ25から送り出されたシートPは二次転写領域Teにてトナー画像を転写され、搬送ベルト43によって定着ユニット40へと搬送される。定着ユニット40は離間可能な定着ローラ対41(41a、41b)によってシートPを加熱・加圧し、シートP上のトナー画像を定着させる。
定着ローラ41a,41bは、図示しない内蔵されたヒータによって定着に必要な温度となるように加熱されている。尚、定着ローラ41aのみにヒータを内蔵した構成であっても良い。また、定着ローラ41a,41bのニップ幅を広くするために、各ローラの表面にはゴム層が形成されている。定着ユニット40でトナー画像が定着されたシートPは排紙ローラ44、45により機外へ排出され画像形成工程が終了する。
図2は画像形成装置の電源構成を示すブロック図である。商用交流電源99と直流電源101との間には、画像形成装置の主電源スイッチ102が設けられている。主電源スイッチオンされると、商用交流電源99から交流電力が電源経路110,130を介して直流電源101へ供給される。直流電源101は、電力供給を受けると第一の電源電圧VCC_A(5V)を生成し、制御回路112へ供給する。主電源スイッチ102には、主電源スイッチ102に同期してオンオフされ、主電源スイッチ102のオンオフ状態を検出するスイッチ検出信号出力手段として動作する検出スイッチ104が設けられている。検出スイッチ104の一方の端子には、直流電源101からのVCC_Aと接続され、他方の端子は制御回路112と接続され、スイッチ検出信号105として制御回路112へ入力される。すなわち、主電源スイッチ102がオンされると、検出スイッチ104も同期してオンされ、検出信号105はVCC_Aとほぼ同一の電位となる。また主電源スイッチ102がオフされると、検出スイッチ104も同期してオフされ、検出信号105はほぼゼロの電位となる。制御回路112は、このように変化する検出信号105に基づいて主電源スイッチ102のオンオフ状態を検知する。
商用交流電源99と直流電源101との間には主電源スイッチ102を介した経路110とは並列に電源供給用の経路111が設けられる。経路111には制御回路112によりオンオフ制御されるリレー103が設けられる。制御回路112は、電源電圧VCC_Aの供給により動作を開始すると、シャットダウン信号106(ハイレベル)をトランジスタ121へ出力する。トランジスタ121は、リレー103をオンさせるリレー駆動素子として機能し、ハイレベルのシャットダウン信号が入力されると、リレー103をオンさせる。リレー103がオンすると商用交流電源99から交流電力が経路111,130を介して直流電源101へ供給される。従って、直流電源101には、2つの経路から交流電力が供給され、主電源スイッチ102がオフされてもリレー103がオフするまでは、経路111,130での交流電力の供給が維持される。制御回路112は、制御プログラムと種々のデータを格納したROMやCPUを備えており、ROMに格納された情報にしたがって画像形成装置の制御を行う。
制御回路112は、主電源スイッチ102がオフされたことを示すスイッチ検知信号を受信すると、画像形成装置の動作終了処理を実行し、その処理が完了しだいシャットダウン信号106をローレベルに切り替える。これにより、第一のリレーの駆動素子121および第一のリレー103がオフし、画像形成装置はオフ状態になる。なお画像形成装置の動作終了処理の1つとして、後述する定着ローラ対41の離間動作を含んでいる。
また、主電源スイッチ102がオンされることにより直流電源101に交流電力が供給されると、直流電源101は、さらに第一の電源電圧よりも高い第二の電源電圧VCC_B(24V)を生成する。即ち、直流電源101は1系統の交流入力から2つの電源出力を生成し、第一の駆動手段としての第一の負荷駆動回路113に供給する。第一の負荷駆動回路113は画像形成装置の各負荷を駆動するものであり、例えば感光体ドラム11などの各駆動部を回転駆動するモータ類116、一次帯電器12等に高圧電源を供給する高圧電源類117、定着ユニット40内のヒータ類118等である。第一の負荷駆動回路113への電源経路には第二のリレー109が設けられる。第二のリレー109は、検出スイッチ104を経由した駆動信号122によってオンオフされる。すなわち、主電源スイッチ102がオフされると画像形成装置がいかなる動作状態であっても、直流電源101から第一の負荷駆動回路113への電源出力VCC_Bの給電が直ちに遮断される。その結果、モータ類116、高圧電源類117、ヒータ類118を含む画像形成装置の各負荷が直ちにオフされるので、画像形成装置の安全性が確保される。
また、電源出力VCC_Bは第一の負荷駆動回路113への電源経路から分岐されて第二の駆動手段としての第二の負荷駆動回路114にも供給される。第二の負荷駆動回路114への電源経路は第二のリレーを介さないので、主電源スイッチ102がオフされても、第二の負荷駆動回路114へのVCC_Bの給電は維持される。即ち、第二の負荷駆動回路114は、制御回路112からの制御信号に従って、定着ユニット40内の定着ローラ41aと加圧ローラ41bとを当接状態または離間状態に切り替えるためのモータ119を駆動する。主電源スイッチ102がオンされている状態においては、定着ローラ41aと定着ローラ41bとは当接状態に制御される。従ってプリント時にシートPが定着ユニット40を通過した際に、シートP上に載ったトナー画像が加熱加圧されて定着される。
なお、定着ローラ41aと定着ローラ41bとが回転停止したまま当接されている状態が長時間継続されると、その当接部分のゴム層が変形し、シートPを加熱加圧させる際にムラが生じて画像不良が発生する惧れがある。従って、定着ローラ対41が回転停止したまま当接されている状態が所定時間(例えば8時間)を経過した場合には、定着ローラ対41を所定位相分だけ回転させて、定着ローラ41aと定着ローラ41bとの当接位置をずらすようにしている。なお、定着ローラ対41は第一の負荷駆動回路113に接続されているモータにより回転駆動される。
一方で、制御回路112および第一の負荷駆動回路113に電源が給電されていない状態においては、定着ローラ41aと定着ローラ41bとの当接位置をずらすことができない。従って、主電源スイッチ102がオフされた際には、動作終了処理として、定着ローラ対41を離間状態にさせる。これにより、定着ローラ対41が同一の位置を加圧し続けることによる定着ローラ対41の変形およびその変形による画像不良の発生を防止できる。
定着ローラ対41の離間動作を図3を用いて説明する。図3(A)は、定着ローラ対41が離間していない状態を示しており、図3(B)は定着ローラ対41が離間している状態を示している。偏心カム52が図3(A)の位置にあるときは、加圧バネ51の作用により、定着ローラ41aと41bとは当接している。モータ119が駆動され、偏心カム52が図3(B)に示す位置に移動すると、加圧バネ51が図の下方向に引っ張られ、定着ローラ41bが定着ローラ41aから離間される。また、このとき、センサ53が偏心カム52を検知している状態となり、制御回路112がセンサ53の信号を入力することにより定着ローラ対41が離間されたことを認識する。尚、定着ローラ41bを移動させる代わりに定着ローラ41aを移動させるように構成しても良い。
次に、制御回路112の制御を図4のフローチャートを用いて説明する。主電源スイッチ102がオンされて制御回路112が動作を開始すると、制御回路112はシャットダウン信号106をハイレベルにし(S1)、第一のリレーの駆動素子121および第一のリレー103をオンさせる。このことにより、交流電力の電源経路111からも直流電源101へ交流電力が供給される。従って、主電源スイッチ102がユーザによりオフされても、直流電源101への交流給電は遮断されずに、制御回路112への電源出力VCC_Aの供給および、第2の負荷駆動回路114への電源出力VCC_Bの供給は継続されるようになる。
その後、制御回路112は、画像形成装置の初期化動作を行い(S2)、スイッチ検出信号105を定期的に監視してスイッチ検出信号105がローレベルになったか否か、即ち、主電源スイッチ102がオフされたか否かを判断する(S3)。制御回路112は、検出信号105がローレベルになったことを検出すると、定着ローラ対41の離間動作を含む画像形成装置の動作終了処理を実行する(S4)。この動作終了処理には、他に記憶装置が書き込み中であれば書き込みを終了させる処理が含まれる。制御回路112は、第二の負荷駆動回路114を制御してモータ119を動作させ、定着ローラ対41の離間させる。制御回路112は、離間処理を含む動作終了処理が終了したことを判断すると(S5)、シャットダウン信号をローレベルにする(S6)。これにより第一のリレー103がオフされ、直流電源101への交流電力の供給が遮断されて、画像形成装置への電源供給が全てオフになる。なお主電源スイッチ102がオフになるのと同時に、第一のリレーの駆動信号122がローレベルになり、第一のリレー109はオフする。これにより、第一の負荷駆動回路113がオフされて、第一の負荷駆動用回路に接続された高出力の負荷は即時安全に遮断されることになる。
ステップS3で、スイッチ検出信号105がハイレベルであるときは、制御回路112は、定着ローラ対41の回転駆動を停止してから所定時間経過したか否かを判断する(S7)。所定時間経過していれば、制御回路112は、第1の負荷駆動回路113により定着ローラ対41を回転駆動するモータを所定量動作させ(S8)、再び、スイッチ検出信号105の状態を監視する。所定時間経過していなければ、制御回路112は、像形成の指示がされているか否かを判断し(S9)、指示があれば、像形成動作を実行し(S10)、再び、スイッチ検出信号105を監視する。
尚、ステップS8において、定着ローラ対41を回転駆動する代わりに、定着ローラ対41を離間させるようにしても良い。また、スイッチ検出信号105の監視は、メインルーチンではなく、周期的な割り込み処理により行うようにしても良い。
本実施形態によれば、主電源スイッチ102がいかなるタイミングでオフされた場合でも、ヒータ等の負荷を即時遮断して安全性を確保することができる。更に、定着ローラ対41の離間処理を実行して、定着ローラが同一の位置を加圧し続けることによる定着ローラの変形および、その変形による画像不良の発生を防止することができる。
また、図5に示すような2系統の交流電力の供給ケーブルが不要となり、ケーブルのコストを抑えることができる。
さらに、図5に示すような2種類の直流電源電圧に対応しうる駆動回路を必要とせず、単一電源のみで動作する安価な構成とすることができるので、装置の低コスト化を図ることができる。
101 直流電源
102 主電源スイッチ
103 第一のリレー
104 検出スイッチ
109 第二のリレー
113 第一の負荷駆動回路
114 第二の負荷駆動回路

Claims (7)

  1. シートにトナー画像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によりシートに形成されたトナー画像を定着する離間可能な定着ローラ対とを有する画像形成装置であって、
    交流電源から電力供給され、直流の第一の電源電圧と第二の電源電圧とを出力する直流電源と、
    前記交流電源と前記直流電源との間に設けられ、オン及びオフされる電源スイッチと、
    前記電源スイッチのオン及びオフの状態を示す信号を出力するスイッチ検出信号出力手段と、
    前記直流電源から前記第一の電源電圧が供給され、前記画像形成装置の動作を制御する制御回路と、
    前記制御回路からの信号により制御され、前記電源スイッチがオフされた後も前記交流電源から前記直流電源への電力供給を維持させる維持手段と、
    前記直流電源から前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記画像形成装置の負荷を駆動する第一の駆動手段と、
    前記直流電源から前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記定着ローラ対の離間および当接を行う第二の駆動手段と、
    前記電源スイッチのオフに同期して、前記第一の駆動手段へ供給される前記第二の電源電圧を遮断する一方、前記第二の駆動手段への前記第二の電源電圧の供給を維持する遮断手段と、
    を有し、前記制御回路は、前記スイッチ検出信号出力手段からの前記電源スイッチのオフを示す信号を受信することに応じて、前記第二の駆動手段により前記定着ローラ対を離間させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御回路は、前記定着ローラ対が離間された後に、前記維持手段による前記交流電源から前記直流電源への電力供給の維持を停止させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記第二の駆動手段により駆動され、前記定着ローラ対の離間及び当接を行わせるためのカム部材と、
    前記定着ローラ対が離間状態になる位置に前記カム部材があることを検知し、信号を出力する検知手段を有し、
    前記制御回路は、前記検知手段からの信号を受信すると、前記維持手段による前記交流電源から前記直流電源への電力供給の維持を停止させることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記維持手段は、前記交流電源と前記直流電源との間に設けられるリレーを有し、
    前記制御手段は、前記電源スイッチがオンされることに応じて前記リレーを導通させ、前記主電源スイッチがオフされた後の前記定着ローラ対の離間後に前記リレーを遮断することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. シートにトナー画像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によりシートに形成されたトナー画像を定着する離間可能な定着ローラ対とを有する画像形成装置であって、
    交流電源から電力供給され、直流の第一の電源電圧と第二の電源電圧とを出力する直流電源と、
    前記交流電源と前記直流電源との間に設けられ、オン及びオフされる電源スイッチと、
    前記電源スイッチのオン及びオフの状態を示す信号を出力するスイッチ検出信号出力手段と、
    前記直流電源から前記第一の電源電圧が供給され、前記画像形成装置の動作を制御する制御回路と、
    前記交流電源と前記直流電源との間に前記電源スイッチと並列に接続され、前記制御回路からの信号によりオン及びオフされる第一のリレーと、
    前記直流電源から前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記画像形成装置の負荷を駆動する第一の駆動手段と、
    前記直流電源から前記第一の駆動手段へ供給される前記第二の電源電圧が供給されるよう接続され、前記定着ローラ対の離間および当接を行う第二の駆動手段と、
    前記第一の駆動手段へ前記第の電源電圧が供給される電源経路に設けられ、前記電源スイッチのオンおよびオフに同期して前記第一の駆動手段への前記第の電源電圧を供給或いは遮断する第二のリレーと、
    を有し、前記制御回路は、前記スイッチ検出信号出力手段からの前記電源スイッチのオフを示す信号を受信することに応じて、前記第二の駆動手段により前記定着ローラ対を離間させることを特徴とする画像形成装置。
  6. 前記制御回路は、前記定着ローラ対が離間された後に、前記第一のリレーをオフすることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  7. 前記第二の駆動手段により駆動され、前記定着ローラ対の離間及び当接を行わせるためのカム部材と、
    前記定着ローラ対が離間状態になる位置に前記カム部材があることを検知し、信号を出力する検知手段を有し、
    前記制御手段は、前記検知手段からの信号を受信すると、前記第一のリレーをオフすることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
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