JP6287926B2 - 湿度センサー駆動回路、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、湿度センサー駆動回路およびそれを備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置が、交流電圧が供給されることによって湿度を検出する湿度センサーを備えることが知られている。前記画像形成装置において、前記湿度センサーの検出結果は転写電圧の制御などに用いられる。前記転写電圧は、像担持体からシート材へトナー像を転写する転写部に印加される電圧である。

前記画像形成装置は、直流電圧をパルス波を成す制御信号に同期した交流電圧へ変換する回路を備え、その回路が前記湿度センサーに対して前記交流電圧を供給する。この場合、前記制御信号が停止すると、前記直流電圧が前記湿度センサーに印加されてしまい、前記湿度センサーが破損するおそれがある。

一方、前記画像形成装置が、リセット信号の入力に応じて前記直流電圧の電源を前記湿度センサーから遮断する回路を備えることが知られている（例えば、特許文献１参照）。前記リセット信号は、前記制御信号を出力する制御部を停止させる信号である。この場合、前記リセット信号の発生によって前記制御部による前記制御信号の出力が停止しても、前記直流電圧が前記湿度センサーに印加されてしまうことがない。

特開２００７−２６３７０２号公報

ところで、前記制御信号の発振が、静電気または雷などによるサージ電圧の発生および前記制御部の誤動作など、前記制御部の停止以外の原因によって停止する場合がある。従って、前記制御部の停止を含む様々な原因で前記制御信号の発振が停止する場合において、前記湿度センサーに直流電圧が印加されることを防止することが望まれる。

本発明の目的は、湿度センサーへ供給する交流電圧を直流電圧から生成する回路に入力される制御信号の発振が停止した場合に、その停止の原因に関わらず湿度センサーに直流電圧が印加されることを防止できる湿度センサー駆動回路およびそれを備える画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る湿度センサー駆動回路は、給電回路と給電停止回路とを備える。前記給電回路は、パルス波を成す制御信号および直流電圧が入力され、前記直流電圧を前記制御信号に同期した交流電圧へ変換して湿度センサーに供給する回路である。前記給電停止回路は、前記制御信号が入力され、前記制御信号の発振が停止したときに前記給電回路から前記湿度センサーへの給電を停止させるである。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、本発明の一の局面に係る前記湿度センサー駆動回路と、その湿度センサー駆動回路から交流電圧が供給される湿度センサーとを備える。

本発明によれば、湿度センサーへ供給する交流電圧を直流電圧から生成する回路に入力される制御信号の発振が停止した場合に、その停止の原因に関わらず湿度センサーに直流電圧が印加されることを防止できる湿度センサー駆動回路およびそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る湿度センサー駆動回路を備える画像形成装置のブロック図である。 図２は、実施形態に係る湿度センサー駆動回路の回路図である。 図３は、実施形態に係る湿度センサー駆動回路における制御信号が発振中の各種信号のタイムチャートである。 図４は、実施形態に係る湿度センサー駆動回路における制御信号の発振が停止したときの各種信号のタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［画像形成装置１０の構成］
まず、図１を参照しつつ、実施形態に係る湿度センサー駆動回路１を備える画像形成装置１０の構成について説明する。画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置である。

図１が示すように、画像形成装置１０は、筐体１００内にシート供給部２、シート搬送部３、画像形成部４、光走査部５、定着部６、湿度センサー８０、湿度センサー駆動回路１および制御部８などを備える。

なお、画像形成装置１０は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置または複合機などである。前記複合機は、前記プリンターの機能および前記コピー機の機能などを併せ持つ。

シート供給部２は、シート受部２１およびシート送出部２２を備える。シート受部２１は、複数のシート材９を重ねて載置可能に構成されている。シート材９は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびＯＨＰシートなどのシート状の画像形成媒体である。

シート送出部２２は、シート材９に接して回転することによりシート材９をシート受部２１から搬送路３０へ向けて送り出す。

シート搬送部３は、レジストローラー３１、搬送ローラー３２および排出ローラー３３などを備える。レジストローラー３１および搬送ローラー３２が、シート供給部２から供給されるシート材９を画像形成部４へ向けて搬送する。さらに、排出ローラー３３が画像形成後のシート材９を搬送路３０の排出口から排出トレイ１０１上へ排出する。

画像形成部４は、搬送路３０を移動中のシート材９の表面にトナーなどの現像剤９０の像を形成する。画像形成部４は、ドラム状の感光体４１、帯電部４２、現像部４３、転写部４５およびクリーニング部４７などを備える。なお、感光体４１は像担持体の一例である。

感光体４１が回転し、帯電部４２が感光体４１の表面を一様に帯電させる。さらに、光走査部５がレーザー光を走査することにより帯電した感光体４１の表面に静電潜像を書き込む。さらに、現像部４３が感光体４１に現像剤９０を供給することにより、前記静電潜像を現像する。

転写部４５は、感光体４１表面の画像を、搬送路３０を移動中のシート材９に転写する。画像形成装置１０は、転写部４５に転写電圧を印加する転写電圧印加部４５０を備える。前記転写電圧は、感光体４１の電位を基準とする感光体４１と転写部４５と電位差が現像剤９０の帯電極性に対して逆極性となる電圧である。さらに、クリーニング部４７が感光体４１表面に残存する現像剤９０を除去する。

定着部６は、ヒーター６１０を内包する加熱ローラー６１および加圧ローラー６２を備える。加熱ローラー６１および加圧ローラー６２は、それらの間に画像が形成されたシート材９を挟み込みつつ後工程へ送り出す。これにより、定着部６は、画像、即ち現像剤９０の像が形成されたシート材９上に前記画像を加熱によって定着させる。

湿度センサー８０は、画像形成装置１０の設置環境の湿度を計測するセンサーである。湿度センサー８０は、湿度センサー駆動回路１から交流電圧が供給される。以下の説明において、湿度センサー８０に供給される電圧のことを給電電圧Ｖｓｕｐと称する。湿度センサー８０は、交流電圧が給電電圧Ｖｓｕｐとして供給されることによって周囲の空気の湿度を検出する。

制御部８は、画像形成装置１０が備える各種の機器を制御する。制御部８は、ＣＰＵ（Central Processor Unit）８１および記憶部８２などを備える。ＣＰＵ８１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。

記憶部８２は、ＣＰＵ８１に各種の処理を実行させるための制御プログラムおよびその他の情報が予め記憶される不揮発性の記憶部である。さらに、記憶部８２は、ＣＰＵ８１による各種情報の読み書きが可能な記憶部でもある。

制御部８は、ＣＰＵ８１が記憶部８２に予め記憶された各種の制御プログラムを実行することにより画像形成装置１０を統括的に制御する。

例えば、ＣＰＵ８１が記憶部８２に記憶された転写電圧制御プログラムＰｒ１を実行することにより、制御部８は転写電圧印加部４５０が出力する前記転写電圧を制御する。より具体的には、制御部８は、湿度センサー８０の検出結果に応じて前記転写電圧を制御する。

例えば、制御部８は、湿度センサー８０の検出湿度が高い場合よりも低い場合の方が、感光体４１の電位を基準とする感光体４１と転写部４５と電位差が小さくなる方向へ前記転写電圧を調節する。

湿度センサー駆動回路１は、湿度センサー８０に交流電圧を供給する回路を含む。後述するように、湿度センサー駆動回路１は、直流電圧Ｖｄｃをパルス波を成す制御信号Ｓｃｔに同期した前記交流電圧へ変換する回路を備え、その回路が湿度センサー８０に対して前記交流電圧を供給する（図２参照）。

制御信号Ｓｃｔは、制御部８のＣＰＵ８１から出力される信号である。例えば、制御信号Ｓｃｔがパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）であることが考えられる。

制御信号Ｓｃｔの発信が停止すると、直流電圧Ｖｄｃが湿度センサー８０に印加されてしまい、湿度センサー８０が破損するおそれがある。例えば、画像形成装置１０が省電力状態へ移行する場合などにおいて制御部８の動作が停止した場合、制御信号Ｓｃｔの発振が停止する。

ところで、制御信号Ｓｃｔの発振が、静電気または雷などによるサージ電圧の発生および制御部８におけるＣＰＵ８１の誤動作など、制御部８の停止以外の原因によって停止する場合がある。従って、制御部８の停止を含む様々な原因で制御信号Ｓｃｔの発振が停止する場合において、湿度センサー８０に直流電圧Ｖｄｃが印加されることを防止することが望まれる。

画像形成装置１０が備える湿度センサー駆動回路１は、湿度センサー８０へ供給する前記交流電圧を直流電圧Ｖｄｃから生成する回路に入力される制御信号Ｓｃｔの発振が停止した場合に、その停止の原因に関わらず湿度センサー８０に直流電圧Ｖｄｃが印加されることを防止する。以下、その詳細について説明する。

［湿度センサー駆動回路１］
図２は、湿度センサー駆動回路１の回路図である。湿度センサー駆動回路１は、給電回路１１、給電停止回路１２および検出信号調整回路１３を含む。

給電回路１１は、前記交流電圧を湿度センサー８０に供給する周知の回路である。パルス波を成す制御信号Ｓｃｔおよび直流電圧Ｖｄｃが給電回路１１に入力される。

給電回路１１は、直流電圧Ｖｄｃを制御信号Ｓｃｔに同期した前記交流電圧へ変換し、その交流電圧を湿度センサー８０に供給する。直流電圧Ｖｄｃは、直流電源７から供給される。給電電圧Ｖｓｕｐは、給電回路１１および湿度センサー８０を接続する一対の給電ライン１４を通じて湿度センサー８０に供給される。

図３は、湿度センサー駆動回路１における制御信号Ｓｃｔが発振中の各種信号のタイムチャートである。図３が示すように、制御信号Ｓｃｔが発振中の給電電圧Ｖｓｕｐは、湿度センサー８０の一対の入力端子に対して直流電圧Ｖｄｃが制御信号Ｓｃｔに同期して交互に逆方向に印加される交流電圧である。

検出信号調整回路１３は、制御信号Ｓｃｔが発振中における湿度センサー８０の検出信号を制御部８のＣＰＵ８１が入力可能な湿度検出信号Ｓｗｅｔへ変換する回路である。図２が示す例では、検出信号調整回路１３は、抵抗素子およびコンデンサーを含むＲＣ積分回路である。

給電停止回路１２は、制御信号Ｓｃｔが入力され、制御信号Ｓｃｔの発振が停止したときに給電回路１１から湿度センサー８０への給電を停止させる回路である。給電停止回路１２は、発振停止検出回路１２１および一対の短絡用スイッチ回路１２２を含む。

発振停止検出回路１２１は、制御信号Ｓｃｔが入力されスイッチ信号Ｓｓｗを出力する回路である。発振停止検出回路１２１は、制御信号Ｓｃｔが発振しているときにネガティブなスイッチ信号Ｓｓｗを出力し、制御信号Ｓｃｔの発振が停止したときにアクティブなスイッチ信号Ｓｓｗを出力する。

図２が示す例では、発振停止検出回路１２１は、前処理回路１２３とボルテージディテクタ１２４とを含む。ボルテージディテクタ１２４は、リセットＩＣなどと称される集積回路である。

制御信号Ｓｃｔが入力され、中間信号Ｓｍｄを出力する回路である。中間信号Ｓｍｄは、制御信号Ｓｃｔの立ち上がりもしくは立ち下がりに同期してそのレベルが予め定められた許容レベル範囲から外れる信号である。

図２において、前処理回路１２３は、反転回路１２５および微分回路１２６を含む。反転回路１２５は、制御信号Ｓｃｔが入力され、制御信号ＳｃｔのＨｉｇｈおよびＬｏｗの状態を反転させた反転信号Ｓｒｅｖを出力する回路である。

微分回路１２６は、前記反転信号が入力され、反転信号Ｓｒｅｖの微分信号を中間信号Ｓｍｄとして出力する回路である。図２が示す例では、微分回路１２６はＲＣ微分回路である。

なお、トランジスタによって実現される反転回路１２５は、制御信号Ｓｃｔのラインと微分回路１２６との間に介在することにより、微分回路１２６が給電回路１１に入力される制御信号Ｓｃｔに影響を及ぼすことを防止する役割も果たす。

図３が示すように、図２が示す前処理回路１２３が出力する中間信号Ｓｍｄは、制御信号Ｓｃｔの立ち下がりに同期してそのレベルが予め定められた許容下限レベルＬｍｉｎを下回る信号である。なお、図３が示す例において、前記許容レベル範囲は許容下限レベルＬｍｉｎから中間信号Ｓｍｄの取り得る上限レベルまでの範囲である。

なお、微分回路１２６は、実際には反転信号Ｓｒｅｖの立ち下がりおよび立ち上がりの両方を検出し、反転信号Ｓｒｅｖの立ち下がりおよび立ち上がりの両方のタイミングで中間信号Ｓｍｄを急変させようとする。しかしながら、反転信号Ｓｒｅｖの立ち上がり時において、中間信号Ｓｍｄのレベルは取り得る上限レベルで飽和する。

ボルテージディテクタ１２４は、中間信号Ｓｍｄが入力されスイッチ信号Ｓｓｗを出力する回路である。ボルテージディテクタ１２４は、中間信号Ｓｍｄが予め定められた許容レベル範囲から外れているか否かに応じて出力するスイッチ信号Ｓｓｗの状態（アクティブかネガティブか）を切り替える。

図３が示す例において、スイッチ信号Ｓｓｗは、アクティブＨｉｇｈおよびネガティブＬｏｗの信号である。

より具体的には、ボルテージディテクタ１２４は、中間信号Ｓｍｄのレベルが前記許容レベル範囲から外れた時点から、中間信号Ｓｍｄが前記許容レベル範囲内を維持する状態が予め定められた維持時間ｔ１の間継続するまでネガティブなスイッチ信号Ｓｓｗを出力し、その他の場合にアクティブなスイッチ信号Ｓｓｗを出力する。維持時間ｔ１は、制御信号Ｓｃｔの発振周期ｔ０よりも長い。

従って、制御信号Ｓｃｔが維持時間ｔ１よりも短い周期で発振していれば、ボルテージディテクタ１２４は、ネガティブなスイッチ信号Ｓｓｗを出力し続ける（図３参照）。

なお、図３において、中間信号Ｓｍｄのレベルが、許容下限レベルＬｍｉｎを下回った後に前記許容レベル範囲内に復帰し、さらに前記許容レベル範囲内を維持する状態が維持時間ｔ１以上継続した場合のスイッチ信号Ｓｓｗの変化が仮想線（２点鎖線）で示されている。

一対の短絡用スイッチ回路１２２は、それぞれスイッチ信号Ｓｓｗが入力され、スイッチ信号Ｓｓｗの状態に応じて一対の給電ライン１４を所定の電位の導電部１５に短絡させるか否かを切り替える回路である。本実施形態において、導電部１５は、基準電位部、即ち、筐体接地部である。例えば、導電部１５が筐体１００の一部を成す金属フレームなどであることが考えられる。

一対の短絡用スイッチ回路１２２は、入力されるスイッチ信号Ｓｓｗがネガティブであるときに一対の給電ライン１４各々と導電部１５との間を電気的に遮断する。さらに、一対の短絡用スイッチ回路１２２は、入力されるスイッチ信号Ｓｓｗがアクティブであるときに一対の給電ライン１４各々を導電部１５に短絡させる。一対の給電ライン１４各々が導電部１５と短絡すると、一対の給電ライン１４の間の電位差が０になり、湿度センサー８０への給電が停止する。

図４が示すように、制御信号Ｓｃｔの発振が停止すると、反転信号Ｓｒｅｖの発振も停止する。反転信号Ｓｒｅｖの発振が停止すると、微分回路１２６が反転信号Ｓｒｅｖの立ち下がりを検出する状態が発生せず、中間信号Ｓｍｄが前記許容レベル範囲内のレベルを維持する。

従って、中間信号Ｓｍｄが最後に前記許容レベル範囲内に復帰してから維持時間ｔ１が経過すると、ボルテージディテクタ１２４がアクティブなスイッチ信号Ｓｓｗを出力し、そのアクティブな状態を維持する。その結果、一対の短絡用スイッチ回路１２２の作用により、一対の給電ライン１４各々が導電部１５と短絡する。

一対の給電ライン１４各々が導電部１５と短絡すると、一対の給電ライン１４の間の電位差、即ち、給電電圧Ｖｓｕｐが０になり、湿度センサー８０への給電が停止する。

本実施形態によれば、制御信号Ｓｃｔ自体の発振の有無が検知され、給電回路１１に入力される制御信号Ｓｃｔの発振が停止した場合に、その停止の原因に関わらず湿度センサー８０に直流電圧Ｖｄｃが印加されることを防止できる。その結果、直流電圧Ｖｄｃの印加による湿度センサー８０の破損を防止することができる。

また、制御信号Ｓｃｔの発振有無に応じて一対の給電ライン１４と導電部１５との接続および遮断を切り替える短絡用スイッチ回路１２２が採用されることにより、簡易な給電停止回路１２を構成することができる。

また、反転回路１２５および微分回路１２６を含む前処理回路１２３が採用されることにより、ごく一般的な素子であるボルテージディテクタ１２４を用いて簡易な発振停止検出回路１２１を構成することができる。

本実施形態において、制御信号Ｓｃｔの立ち上がりまたは立ち下がりに同期して一時的に急変する中間信号Ｓｍｄが前処理回路１２３によって生成され、その中間信号Ｓｍｄがボルテージディテクタ１２４に入力される。この場合、維持時間ｔ１が制御信号Ｓｃｔの発振周期ｔ０に近い時間に設定されることにより、制御信号Ｓｃｔの発振の停止を早期に検知することができる。

[応用例]
以上に示された実施形態において、前処理回路１２３が制御信号Ｓｃｔの立ち下がりに同期して前記許容レベル範囲から外れる中間信号Ｓｍｄを出力する回路であることも考えられる。同様に、前処理回路１２３が反転信号Ｓｒｅｖの立ち上がりに同期して前記許容レベル範囲から外れる中間信号Ｓｍｄを出力する回路であることも考えられる。

また、中間信号Ｓｍｄが、制御信号Ｓｃｔの立ち上がりまたは立ち下がりに同期して前記許容レベル範囲の上限レベルを一時的に超える信号であることも考えられる。この場合、前処理回路１２３とボルテージディテクタ１２４との間に反転回路が設けられることが考えられる。或いは、ネガティブなスイッチ信号Ｓｓｗの入力に応じて一対の給電ライン１４と導電部１５とを接続する一対の短絡用スイッチ回路１２２が採用されることなども考えられる。

また、制御部８が、湿度センサー８０の検出結果に応じて転写電圧印加部４５０以外の機器を制御することも考えられる。例えば、制御部８が、湿度センサー８０の検出結果に応じて定着部６のヒーター６１０に電力を供給するヒーター電力供給部を制御することも考えられる。この場合、制御部８が、湿度センサー８０の検出結果に応じて前記ヒーター電力供給部における温度フィードバック制御の目標温度を調節することなどが考えられる。

なお、本発明に係る湿度センサー駆動回路および画像形成装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

１ ：湿度センサー駆動回路
２ ：シート供給部
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
５ ：光走査部
６ ：定着部
７ ：直流電源
８ ：制御部
９ ：シート材
１０ ：画像形成装置
１１ ：給電回路
１２ ：給電停止回路
１３ ：検出信号調整回路
１４ ：給電ライン
１５ ：導電部（接地部）
２１ ：シート受部
２２ ：シート送出部
３０ ：搬送路
３１ ：レジストローラー
３２ ：搬送ローラー
３３ ：排出ローラー
４１ ：感光体（像担持体）
４２ ：帯電部
４３ ：現像部
４５ ：転写部
４７ ：クリーニング部
６１ ：加熱ローラー
６２ ：加圧ローラー
８０ ：湿度センサー
８１ ：ＣＰＵ
８２ ：記憶部
９０ ：現像剤
１００ ：筐体
１０１ ：排出トレイ
１２１ ：発振停止検出回路
１２２ ：短絡用スイッチ回路
１２３ ：前処理回路
１２４ ：ボルテージディテクタ
１２５ ：反転回路
１２６ ：微分回路
４５０ ：転写電圧印加部
６１０ ：ヒーター
Ｐｒ１ ：転写電圧制御プログラム
Ｓｃｔ ：制御信号
Ｓｍｄ ：中間信号
Ｓｒｅｖ ：反転信号
Ｓｓｗ ：スイッチ信号
Ｓｗｅｔ ：湿度検出信号
Ｖｄｃ ：直流電圧
Ｖｓｕｐ ：給電電圧
ｔ０ ：発振周期
ｔ１ ：維持時間

Claims (5)

1. パルス波を成す制御信号および直流電圧が入力され、前記直流電圧を前記制御信号に同期した交流電圧へ変換して湿度センサーに供給する給電回路と、
   前記制御信号が入力され、前記制御信号の発振が停止したときに前記給電回路から前記湿度センサーへの給電を停止させる給電停止回路と、を備える湿度センサー駆動回路。
2. 前記給電停止回路は、
   前記制御信号が入力され、前記制御信号が発振しているときにネガティブなスイッチ信号を出力し、前記制御信号の発振が停止したときにアクティブな前記スイッチ信号を出力する発振停止検出回路と、
   前記スイッチ信号が入力され、前記スイッチ信号がネガティブであるときに前記給電回路および前記湿度センサーを接続する一対の給電ライン各々と予め定められた導電部との間を電気的に遮断し、前記スイッチ信号がアクティブであるときに前記一対の給電ライン各々を前記導電部に短絡させる一対の短絡用スイッチ回路と、を備える請求項１に記載の湿度センサー駆動回路。
3. 前記発振停止検出回路は、
   前記制御信号が入力され、前記制御信号の立ち上がりもしくは立ち下がりに同期してそのレベルが予め定められた許容レベル範囲から外れる中間信号を出力する前処理回路と、
   前記中間信号が入力され、前記中間信号のレベルが前記許容レベル範囲から外れた時点から前記中間信号が前記許容レベル範囲内を維持する状態が前記制御信号の発振周期よりも長い予め定められた時間継続するまでネガティブな前記スイッチ信号を出力し、その他の場合にアクティブな前記スイッチ信号を出力するボルテージディテクタと、を備える請求項２に記載の湿度センサー駆動回路。
4. 前記前処理回路が、
   前記制御信号が入力され、前記制御信号を反転させた反転信号を出力する反転回路と、
   前記反転信号が入力され、前記反転信号の微分信号を前記中間信号として出力する微分回路と、を備える請求項３に記載の湿度センサー駆動回路。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の湿度センサー駆動回路と、
   前記湿度センサー駆動回路から交流電圧が供給される湿度センサーと、
   前記湿度センサーの検出結果に応じて機器を制御する制御部と、を備える画像形成装置。

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