JP7259555B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置100の構成を概略的に示す縦断面図である。
実施の形態1に係る画像形成装置100は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの4色の現像剤であるトナーを重ね合わせて印刷することで、カラー画像を得るカラー画像形成装置の例であるが、このような態様に限定されず、ブラック一色のモノクロ画像形成装置、又は、他の色を用いたカラー画像形成装置であってもよい。
また、画像形成装置100は、転写ローラ6K、6Y、6M、6Cと、転写ベルト8と、ドライブローラ9と、アイドルローラ10と、定着器11と、第1搬送ローラ12と、第2搬送ローラ13と、排出ローラ14と、ホッピングローラ15と、書き出しセンサ16と、排出センサ17と、支持プレート部材18と、スプリング19と、表示部20とを備える。
さらに、画像形成装置100は、低圧電源110と、メイン制御部180とを備える。なお、以下では、メイン制御部180を単に制御部ともいう。また、低圧電源110を電源部ともいう。
なお、以下の説明において、これらの色を特に区別する必要がない場合には、これらの大文字を省略して説明する。
帯電器3は、対応する感光ドラム2をマイナスに帯電させる。
露光器4は、対応する感光ドラム2に静電潜像を書き込む。
現像器5は、対応する感光ドラム2上の静電潜像を現像剤であるマイナスに帯電したトナーにて可視化する。
アイドルローラ10は、ドライブローラ9の回転に連動して転写ベルト8が移動すると、この転写ベルト8の移動に連動してドライブローラ9の回転方向と同じ方向に回転する。
図2においては、低圧電源110及びメイン制御部180の、実施の形態1の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、直流検出部130のIN1ピンとに接続される。
また、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、ヒーター保護部138のIN1ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続され、
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
FET123のドレインは、トランス118の一次側に接続され、FET123のソースは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の第3巻線側は、ダイオード124のアノードと接続され、ダイオード124のカソードは、電解コンデンサ121の+極と、電源制御IC120のVCCピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部129の+24Vピンと、直流検出部130の+24Vピンと、低圧電源110の+24V出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と、抵抗132とに接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター用AC出力部136とに接続される。
また、トライアック134は、抵抗135と、ヒーター用AC出力部136に接続される。
ここで、トライアック134は、メイン制御部180からの指示に従って、ヒーター22のオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子である。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136に接続される。
表示コントロール部184は、表示部20に接続される。
低圧電源110のGND出力ピンは、メイン制御部180のGND入力ピンを介して、電圧変換部185に接続される。
フォトトライアック133のアノードは、メイン制御部180のACONコネクタを介して、ヒーター温度コントロール部183に接続される。
言い換えると、画像形成装置100は、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部180に供給される第1の経路と、その第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを備える。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒーター保護部138とが直列に接続されている。
直流検出部130は、抵抗130aと、コンデンサ130bと、フォトカプラ130cと、抵抗130dと、抵抗130eと、トランジスタ130fと、電解コンデンサ130gとを備える。
また、抵抗130aは、コンデンサ130bに接続される。
コンデンサ130bは、フォトカプラ130cに接続される。
また、フォトカプラ130cのコレクタは、抵抗130eと、直流検出部130の+24Vピンとに接続される。
さらに、フォトカプラ130cのエミッタピンは、抵抗130dに接続される。
トランジスタ130fのエミッタは、直流検出部130のGNDピンと、電解コンデンサ130gの-極とに接続される。
トランジスタ130fのコレクタは、抵抗130eと、電解コンデンサ130gの+極と、直流検出部130のdtcOピンとに接続される。
保護動作部129は、リレーコイル部129aと、トランジスタ129bと、トランジスタ129cと、抵抗129eと、抵抗129fと、ダイオード129gとを備える。
また、リレーコイル部129aは、ダイオード129gのアノードと、トランジスタ129bのコレクタとに接続される。
抵抗129fは、保護動作部129のdtcIピンに接続される。
保護動作部129のPrintピンは、抵抗129eに接続される。
抵抗129eは、トランジスタ129cのベースに接続される。
トランジスタ129cのエミッタは、保護動作部129のGNDピンに接続される。
ヒーター保護部138は、ヒューズC138aと、バリスタ138bと、リレー接点部138cとを備える。
また、ヒューズC138aは、ヒーター保護部138のIN1ピンに接続される。
ヒューズC138aは、ヒーター22への電圧の供給路を切断するための切断部である。
リレー接点部138cは、ヒーター保護部138のOUT2ピン及びIN2ピンに接続される。
印刷時のヒーター22のオン又はオフの制御は、メイン制御部180のヒーター温度コントロール部183から出力されるACON信号にてトライアック134を制御することで行われる。
供給された直流は、低圧電源110のAC入力部111、ヒューズA112、フィルタA113、ヒューズB114、整流ブリッジ115、電解コンデンサ116及び抵抗117を通り、電源制御IC120に供給される。
つまり、供給される電源が交流であっても、直流であっても、トランス118から出力される電圧は、降圧された直流電圧となり、その直流電圧をメイン制御部180に供給することができる。
画像形成装置100に供給された直流は、低圧電源110のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部130のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
具体的には、IN1ピンに直流が供給されると、図3に示されている抵抗130aに電圧がかかるが、コンデンサ130bによって直流が遮断され、以降この直流検出部130には、電流が流れない。よってフォトカプラ130cは、動作しない。フォトカプラ130cが動作しないため、dtcOピンからは、+24Vピンからの入力が出力されて、dtc信号は、Hレベルとなる。
画像形成装置100に供給された直流は、低圧電源110のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部130のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
dtcOピンからの出力は、保護動作部129のdtcIピンに入力されるため、保護動作部129のトランジスタ129bはオン状態となる。
入力電源異常判定部182は、直流検出部130のdtcOピンからの出力により、直流検出部130が直流を検出したか否かを判断する(S10)。直流が検出された場合(S10でYes)には、処理はステップS11に進む。
例えば、入力電圧の異常(直流)が検出された場合に、ヒューズC138aが切断されるようになっていてもよい。このような場合には、例えば、図4に示されている保護動作部129において、Printピン、抵抗129e及びトランジスタ129cが設けられていなければよい。
図1に示されているように、実施の形態2に係る画像形成装置200は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源210及びメイン制御部280が異なっている。以下、低圧電源210及びメイン制御部280について主に説明する。
図8においては、低圧電源210及びメイン制御部280の、実施の形態2の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、直流検出部230のIN1ピンとに接続される。
また、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、ヒーター保護部138のIN1ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線側と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
FET123のソースは、トランス118の一次側に接続され、FET123のドレインは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部229の+24Vピンと、電圧変換部240のVINピンと、低圧電源210の+24V出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と、抵抗132とに接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター用AC出力部136とに接続される。
トライアック134は、抵抗137と、ヒーター保護部138のOUT1ピンとに接続される。
ヒーター動作部241のIN4ピンは抵抗137に接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136に接続される。
電圧変換部240の+3.3Vピンは、直流検出部230の+3.3Vピンと、ヒーター動作部241の+3.3Vピンと、低圧電源210の+3.3V出力ピンとに接続される。
表示コントロール部184は、表示部20に接続される。
メイン制御部280の中にある各電圧(+24V、+5V、+3.3V、GND)は、メイン制御部280の各回路に供給される。
言い換えると、画像形成装置200は、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部280に供給される入力される第1の経路と、その第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを備える。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒーター保護部138とが直列に接続されている。
直流検出部230は、抵抗230aと、コンデンサ230bと、フォトカプラ230cと、抵抗230eと、コンデンサ230dとを備える。
また、抵抗230aは、コンデンサ230bに接続される。
コンデンサ230bは、フォトカプラ230cに接続される。
また、フォトカプラ230cのコレクタは、抵抗230eと、コンデンサ230dと、直流検出部230のdtcOピンとに接続される。
さらに、フォトカプラ230cのエミッタピンは、コンデンサ230dと、直流検出部230のGNDピンとに接続される。
保護動作部229は、リレーコイル部229aと、トランジスタ229bと、抵抗229cと、抵抗229dと、ダイオード229eと、AND回路229fとを備える。
また、リレーコイル部229aは、ダイオード229eのアノードと、トランジスタ229bのコレクタとに接続される。
トランジスタ229bのエミッタは、抵抗229cと、AND回路229fのGNDピンと、保護動作部229のGNDピンとに接続される。
AND回路229fの入力ピンは、保護動作部229のdtcIピンと、保護動作部229のACONピンとに接続される。
ヒーター動作部241は、フォトトライアックカプラ241aと、抵抗241bと、トランジスタ241cと、抵抗241dと、抵抗241eと、抵抗241fと、トランジスタ241gと、抵抗241hとを備える。
また、フォトトライアックカプラ241aは、ヒーター動作部241のIN4ピンに接続される。
抵抗241bは、ヒーター動作部241の+3.3Vピンに接続される。
また、抵抗241bは、フォトトライアックカプラ241aのアノードと、抵抗241fと、トランジスタ241gのコレクタとに接続される。
トランジスタ241cのエミッタは、抵抗241dと、トランジスタ241gのエミッタと、抵抗241hと、ヒーター動作部241のGNDピンとに接続される。
トランジスタ241cのベースは、抵抗241dと、抵抗241eとに接続される。
トランジスタ241gのベースは、抵抗241hと、ヒーター動作部241のdtcIピンとに接続される。
なお、ヒーター温度検出部286は、ヒーター22の温度を検出するセンサにより実現することができる。
印刷時のヒーター22のオン又はオフの制御は、メイン制御部280のヒーター温度検出部286の検出温度に基づいて、ヒーター温度コントロール部283から出力されるACON信号にてヒーター動作部241を介して、トライアック134をオン又はオフすることで行われる。
具体的には、図9に示されているように、IN1ピンに直流が入力されると、抵抗230aに電圧がかかるが、コンデンサ230bによって直流が遮断され、直流検出部230には電流が流れない。このため、フォトカプラ230cは、動作しない。
dtcOピンの出力は、保護動作部229のdtcIピンに接続されているため、保護動作部229のdtcIピンには、Hレベルが入力される。
ヒーター温度コントロール部283のACON信号は、保護動作部229のACONピンに入力されるため、保護動作部229のACONピンには、Hレベルが入力される。
リレーコイル部229aに電流が流れると、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cがオンになる。この場合、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続される。バリスタ138bとして、バリスタ電圧が例えば80Vとなるようなものを使用することで、供給電圧が80V以上となると、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態となる。短絡電流がヒーター保護部138のヒューズC138aに流れると、ヒューズC138aが断となり、ヒーター22に電圧を供給することができなくなる。以上により、ヒーター22が点灯状態であっても、ヒーター22を安全に停止させることができる。
入力電源異常判定部282は、直流検出部230のdtcOピンからの出力により、直流検出部230が直流を検出したか否かを判断する(S20)。直流が検出された場合(S20でYes)には、処理はステップS21に進む。
図1に示されているように、実施の形態3に係る画像形成装置300は、実施の形態2に係る画像形成装置200と比較して、低圧電源310及びメイン制御部380が異なっている。以下、低圧電源310及びメイン制御部380について主に説明する。
図13においては、低圧電源310及びメイン制御部380の、実施の形態3の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
なお、実施の形態3は、メイン制御部380に温度異常検出部387が追加されている点、及び、低圧電源310の保護動作部329での動作の点において、実施の形態2と異なっている。以下、実施の形態2と異なっている点に関連する部分を主に説明する。
温度異常検出部387は、ヒーター温度検出部286の検出温度により、ヒーター22の温度が、目標温度を超えて、異常に高くなった場合を検出する。例えば、温度異常検出部387は、その検出温度が予め定められた閾値を超えた場合に、温度異常を検出する。温度異常検出部387は、異常温度を検出した場合には、その旨をヒーター温度コントロール部383に通知するとともに、メイン制御部380のAlarmコネクタから出力する温度異常信号であるAlarm信号を、Hレベルにする。
具体的には、保護動作部329のAlarmピンは、メイン制御部380のAlarmピンに接続されている。
保護動作部329は、リレーコイル部329aと、トランジスタ329bと、抵抗329cと、抵抗329dと、ダイオード329eと、AND回路329fとを備える。
また、リレーコイル部329aは、ダイオード329eのアノードと、トランジスタ329bのコレクタとに接続される。
トランジスタ329bのエミッタは、抵抗329cと、AND回路329fのGNDピンと、保護動作部329のGNDピンとに接続される。
AND回路329fの入力ピンは、保護動作部329のdtcIピンと、メイン制御部380のAlarmピンとに接続される。
実施の形態2では、ヒーター22の点灯中に、一時的でも直流電圧が印加された場合には、ヒーター保護部138のヒューズC138aが切断される。
これに対して、実施の形態3は、直流検出部230に一時的に直流電圧が印加され、その後交流電圧に復帰する場合を考慮している。
図1に示されているように、実施の形態4に係る画像形成装置400は、実施の形態2に係る画像形成装置200と比較して、低圧電源410及びメイン制御部480が異なっている。以下、低圧電源410及びメイン制御部480について主に説明する。
図15においては、低圧電源410及びメイン制御部480の、実施の形態4の特徴に関わる部分を抜粋したものである。なお、実施の形態4は、低圧電源410に電圧検出部442が追加されている点、及び、低圧電源410の保護動作部429での動作の点において、実施の形態2と異なっている。以下、実施の形態2と異なっている点に関連する部分を主に説明する。
電圧検出部442は、直流検出部230の検出結果が商用電源の瞬断によるものか、直流電圧が印加されたものかを判別するために、低圧電源410に電圧が入力されているか否かを検出する。電圧検出部442での検出結果を示す電圧検出信号であるVout信号は、保護動作部429に与えられる。
電圧検出部442のIN6ピンは、降圧トランス442aの入力側と、直流検出部230のIN2ピンと、フィルタA113と、ヒューズA112とに接続されている。
電圧検出部442のGNDピンは、ヒーター動作部241のGNDピンと、直流検出部230のGNDピンと、保護動作部429のGNDピンと、電解コンデンサ126の-極と、低圧電源410のGND出力ピンとに接続される。
電圧検出部442のVoutピンは、保護動作部428のVoutピンに接続される。
降圧トランス442aの入力側は、電圧検出部442のIN5ピン及びIN6ピンに接続されている。
降圧トランス442aの出力側は、ブリッジダイオード442bの入力側に接続されている。
ブリッジダイオード442bの-ピンは、コンデンサ442cと、トランジスタ442eのエミッタと、トランジスタ442gのエミッタと、コンデンサ442jと、電圧検出部442のGNDピンとに接続されている。
トランジスタ442eのコレクタは、抵抗442fと、トランジスタ442gのベースとに接続されている。
トランジスタ442gのコレクタは、抵抗442hと、コンデンサ442jと、電圧検出部442のVoutピンとに接続されている。
抵抗442fは、抵抗442hと、電圧検出部442の+3.3Vピンとに接続されている。
保護動作部429は、リレーコイル部429aと、トランジスタ429bと、抵抗429cと、抵抗429dと、ダイオード429eと、AND回路429fとを備える。
また、リレーコイル部429aは、ダイオード429eのアノードと、トランジスタ429bのコレクタとに接続される。
トランジスタ429bのエミッタは、抵抗429cと、AND回路429fのGNDピンと、保護動作部429のGNDピンとに接続される。
AND回路429fの入力ピンは、電圧検出部442のVoutピンと、保護動作部429のdtcIピンと、ヒーター温度コントロール部283のACONピンとに接続される。
実施の形態2又は実施の形態3では、低圧電源210、310に入力された電圧が瞬断で一時的にAC0Vになる場合でも、直流検出部230がHレベルを出力してしまうため、誤って保護動作部229を動作させて、ヒューズC138aが切断されてしまう可能性がある。従って、直流検出部230の抵抗230eとコンデンサ230dの時定数を大きくし、LレベルからHレベルに切り替わるまでの時間を長くして瞬断時間を考慮する必要があった。言い換えると、予め定められた期間直流が入力された場合に、Hレベルが出力されるようになっている。
低圧電源410に交流電圧が入力されている場合、電圧検出部442のIN5ピン及びIN6ピンにも同様に交流電圧が入力される。降圧トランス442aの入力側に交流電圧が入力されると、降圧トランス442aの出力側にも降圧された交流電圧が出力される。
図1に示されているように、実施の形態5に係る画像形成装置500は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源510及びメイン制御部580が異なっている。以下、低圧電源510及びメイン制御部580について主に説明する。
図18においては、低圧電源510及びメイン制御部580の、実施の形態5の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、直流検出部530のIN1ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続され、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、トライアック134と、抵抗137とに接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線側と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
FET123のソースは、トランス118の一次側に接続され、FET123のドレインは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部529の+24Vピンと、電圧変換部540のVINピンと、低圧電源510の+24V出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と抵抗132とに接続される。
また、フォトトライアック133は、抵抗137に接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター保護部138のIN1ピンへ接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136と、出力直流検出部543のIN2ピンとに接続される。
電圧変換部540の+3.3Vピンは、直流検出部530の+3.3Vピンと、出力直流検出部543の+3.3Vピンと、低圧電源510の+3.3V出力ピンとに接続される。
入力電源異常判定部582の出力は、ヒーター温度コントロール部183と、表示コントロール部184とに入力される。
表示コントロール部184は、表示部20に接続される。
フォトトライアック133の発光ダイオードのカソードピンは、GNDに接続される。
メイン制御部580の中にある各電圧(+24V、+5V、+3.3V、GND)は、メイン制御部580の各回路に供給される。
言い換えると、画像形成装置500は、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部580に供給される入力される第1の経路と、第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを備える。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒーター保護部138とが直列に接続されている。
直流検出部530は、抵抗530aと、コンデンサ530bと、フォトカプラ530cと、コンデンサ530dと、抵抗530eとを備える。
抵抗530aは、直流検出部530のIN1ピンに接続される。
また、抵抗530aは、コンデンサ530bに接続される。
コンデンサ530bは、フォトカプラ530cに接続される。
また、フォトカプラ530cのコレクタは、抵抗530eと、コンデンサ530dと、直流検出部530のdtcO1ピンとに接続される。
さらに、フォトカプラ530cのエミッタは、直流検出部530のGNDピンと、コンデンサ530dとに接続される。
保護動作部529は、リレーコイル部529aと、トランジスタ529bと、抵抗529cと、抵抗529dと、ダイオード529eと、AND回路529fとを備える。
また、リレーコイル部529aは、ダイオード529eのアノードと、トランジスタ529bのコレクタとに接続される。
トランジスタ529bのエミッタは、抵抗529cと、AND回路529fのGNDピンと、保護動作部529のGNDピンとに接続される。
AND回路529fの入力ピンは、保護動作部529のdtcI1ピン及びdtcI2ピンに接続される。
出力直流検出部543は、抵抗543aと、コンデンサ543bと、フォトカプラ543cと、コンデンサ543dと、抵抗543eとを備える。
抵抗543aは、出力直流検出部543のIN1ピンに接続される。
また、抵抗543aは、コンデンサ543bに接続される。
コンデンサ543bは、フォトカプラ543cに接続される。
フォトカプラ543cのコレクタは、抵抗543eと、コンデンサ543dと、出力直流検出部543のdtcO2ピンに接続される。
フォトカプラ543cのエミッタは、出力直流検出部543のGNDピンと、コンデンサ543dとに接続される。
なお、ヒーター温度検出部286は、ヒーター22の温度を検出するセンサにより実現することができる。
ヒーター22のオン及びオフのスイッチングは、メイン制御部580のヒーター温度コントロール部183の出力信号であるACON信号により、トライアック134をオン又はオフすることで行われる。
上述のように、トライアック134は、直列が入力されるとオフすることができず、オンが継続することになりヒーター22が点灯し続けてしまう。
低圧電源510に直流が供給されると、供給された直流は、低圧電源510のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部530のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
直流検出部530は、商用電源から入力される電圧である入力電圧の異常を検出する入力異常検出部として機能する。直流検出部530は、入力電圧が直流である場合に、異常を検出する。
具体的には、出力直流検出部543のIN1ピンに直流が供給されると、図21に示されているように、抵抗543aには電圧がかかるが、コンデンサ543bによって直流が遮断され、出力直流検出部543には、電流が流れない。従って、フォトカプラ543cは動作せず、+3.3Vピンから入力される電流がdtcO2ピンから出力されて、その出力信号は、Hレベルとなる。
ここでは、保護動作部529のAND回路529fの入力信号は何れもHレベルのため、AND回路529fからの出力は、Hレベルとなる。このため、抵抗529dを介してトランジスタ529bのベースに電流が流れ、保護動作部529のリレーコイル部529aに電流が流れる。
低圧電源510に直流が供給されると、供給された直流は、低圧電源510のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部530のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。直流検出部530に直流が供給されると、直流検出部530のdtcO1ピンからの出力は、Hレベルとなる。これは、実施の形態1と同様である。
具体的には、IN1ピンに直流が供給されないため、出力直流検出部543には、電流が流れず、フォトカプラ543cは動作しない。フォトカプラ543cが動作しないため、+3.3Vピンから入力される電流がdtcO2ピンから出力され、その出力はHレベルとなる。
入力電源異常判定部582は、直流検出部530のdtcO1ピンからの出力により、直流検出部130が直流を検出したか否かを判断する(S30)。直流が検出された場合(S30でYes)には、処理はステップS31に進む。
例えば、出力直流検出部543で直流が検出された場合に、ヒューズC138aが切断されるようになっていてもよい。低圧電源510に直流が入力され、かつ、ヒーター22が点灯されている場合に、出力直流検出部543で直流が検出されるためである。このような場合には、図20において、出力直流検出部543の検出信号が、抵抗529dを介して、トランジスタ529bのベースに入力されるようにすればよい。
但し、出力直流検出部543は、トライアック134よりもヒーター22側に配置されている必要がある。
一方、分岐点BPから、トライアック134、出力直流検出部543、ヒーター保護部138及びヒーター22の順に配置されている場合には、出力直流検出部543から出力される信号で、ヒューズC138aが切断された後でも、低圧電源510に直流が入力されていることを検出することができる。
図1に示されているように、実施の形態6に係る画像形成装置600は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源610及びメイン制御部680が異なっている。以下、低圧電源610及びメイン制御部680について主に説明する。
図23においては、低圧電源610及びメイン制御部680の、実施の形態6の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、ACゼロクロス回路644のIN1ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続され、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、ヒューズC645を介して、ヒーター保護部638のIN1ピンとに接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線側と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
FET123のソースは、トランス118の一次側に接続され、FET123のドレインは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部129の+24Vピンと、低圧電源610の+24V出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と、抵抗132とに接続される。
また、フォトトライアック133は、抵抗137に接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136に接続される。
また、トライアック134は、ヒーター用AC出力部136に接続される。
ACゼロクロス回路644のOUTピンは、ACZEROコネクタを介して、メイン制御部680にACゼロクロス信号を出力する。
ACゼロクロス回路644の+5Vピンには、図示されていないが、+24V電源からDC-DCコンバータで生成された+5Vが入力される。
電圧変換部185は、メイン制御部680の+24V入力ピン又は+5V入力ピンから入力される+24V又は+5Vから、DC-DC変換回路で、制御基板のロジック等で用いられる各電源(3.3V又は1.8V等)を生成する。
不揮発性記憶部688は、エラー情報を記憶する。
印刷コントロール部681は、画像形成装置600での画像形成(印刷)を制御する。印刷コントロール部681には、ヒーター温度コントロール部683が含まれる。
入力電源異常判定部682は、FCコネクタを介して、ヒューズカット信号(FC信号)を出力し、そのFC信号は、保護動作部629のFCIピンに入力される。
言い換えると、画像形成装置600においては、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部180に供給される入力される第1の経路と、第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを通ることになる。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒューズ645Cと、ヒーター保護部638とが直列に接続されている。
ACゼロクロス回路644は、抵抗644aと、抵抗644bと、抵抗644cと、フォトカプラ644dと、抵抗644eと、コンデンサ644fと、デジトラ644gとを備える。
また、抵抗644aは、抵抗644bと、フォトカプラ644dとに接続される。
また、抵抗644cは、抵抗644bと、フォトカプラ644dとに接続される。
また、フォトカプラ644dは、コンデンサ644fと、デジトラ644gのベースとに接続される。
デジトラ644gのエミッタは、ACゼロクロス回路644のGNDピンに接続され、デジトラ644gのコレクタは、ACゼロクロス回路644のOUTピンに接続される。
ここで、ACゼロクロス回路644は、入力電圧の交流ゼロクロス点を検出する交流ゼロクロス検出部として機能する。
保護動作部629は、リレーコイル部629aと、トランジスタ629bと、抵抗629cと、ダイオード629dとを備える。
また、リレーコイル部629aは、ダイオード629dのアノードと、トランジスタ629bのコレクタとに接続される。
抵抗629cは、保護動作部629のFCIピンに接続される。
ヒーター保護部638は、バリスタ638bと、リレー接点部638cとを備える。
また、バリスタ638bは、リレー接点部638cに接続される。
リレー接点部638cは、ヒーター保護部638のOUT2ピン及びIN2ピンに接続される。
画像形成装置600は、ACコンセント40を介して、パワーコンディショナー41に接続されている。
パワーコンディショナー41は、分電盤から室内配線でACコンセント40に接続される。パワーコンディショナー41には、商用電源からの交流と、太陽光パネル42からの直流とが入力される。
図28(A)~(C)に示されているグラフの横軸は時間であり、縦軸は電圧値である。但し、図28(A)~(C)に示されているACゼロクロス信号は、電源波形と比較するために示されており、縦軸の電圧値とは無関係である。
なお、不揮発性記憶部688は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)又はFlashメモリ等の不揮発性メモリで構成することができる。
図29は、入力電源異常判定部682での動作を示すフローチャートである。
まず、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス回路644からのACゼロクロス信号においてACゼロクロス点(Hレベル)が消失したか否かを判断する(S40)。例えば、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス信号のHレベルが、予め定められた時間、検出されない場合、ACゼロクロス点が消失したと判断する。ここで、予め定められた時間は、例えば、正常時のACゼロクロス信号の1周期の時間(例えば、10ms)から2周期の時間(例えば、20ms)の間から選択された時間であればよい。また、ACゼロクロス点が消失した場合には、入力電源異常判定部682は、低圧電源610に直流電圧が入力されている又は入力電圧が瞬断していると判定することができる。
そして、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止されるとともに、不揮発性記憶部688に、交流と直流とが重畳したことによる周期異常のエラーコードを記録する。
ステップS45では、入力電源異常判定部682は、ヒーター温度コントロール部683からの信号により、ヒーター22を点灯しているか否かを判断する。ヒーター22を点灯している場合(S45でYes)には、処理はステップS46に進み、ヒーター22を消灯している場合(S45でNo)には、処理はステップS53に進む。なお、ヒーター22が点灯している場合には、ヒーター温度コントロール部683からのACON信号がHレベルとなっており、ヒーター22が消灯している場合には、ヒーター温度コントロール部683からのACON信号がLレベルとなっている。
一方、ステップS49では、入力電源異常判定部682は、ステップS46でスタートしたタイマが、予め定められた時間に到達したか否かを判断する。予め定められた時間に到達した場合(S48でYes)には、処理はステップS50に進み、予め定められた時間に到達していない場合(S48でNo)には、処理はステップS47に戻る。
そして、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に直流の入力によるエラーコードを記録する。
ステップS53では、入力電源異常判定部682は、フォトトライアック133へのACON信号がHレベルとならないように、ACON信号をガードする。
一方、ステップS57では、入力電源異常判定部682は、ステップS54でスタートしたタイマが、予め定められた時間に到達したか否かを判断する。予め定められた時間に到達した場合(S57でYes)には、処理はステップS58に進み、予め定められた時間に到達していない場合(S57でNo)には、処理はステップS55に戻る。
ステップS40では、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス信号の周期時間において、ACゼロクロス点の消失の判定を行う。ここでは、正常時であるため、ACゼロクロス点が検出され、処理はステップS41に進む。
まず、ステップS40では、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス点を検出しているため、処理はステップS41に進む。
ステップS42では、入力電源異常判定部682は、ACON信号をカードして、ヒーター22がオンされないようにして、ヒーター22の動作を停止する。
次に、入力電源異常判定部682は、表示部20に警告を表示させる。
まず、ステップS40では、直流が入力されているため、ACゼロクロス点は検出されず、処理はステップS45に進む。
一方、直流が入力されている場合には、ステップS47でACゼロクロス信号が検出されないため、処理はステップS49に進み、入力電源異常判定部682は、80msのタイマが経過したか否かを判断する。
FC信号が入力されると、保護動作部629は、リレーコイル部629aが動作して、ヒューズC645が溶断する。
そして、入力電源異常判定部682は、表示部20に警告を表示させる。
次に、ステップS55で、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス点の検出を行う。
ステップS57で、タイマが経過すると、処理はステップS58に進み、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に直流の入力によるエラーコードを記録する。
また、ヒューズC645を着脱可能な定着器11内に設けることで、直流電圧の入力によりヒューズC645が切断されても、サービスマンの保守性が向上する。
図1に示されているように、実施の形態7に係る画像形成装置700は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源710及びメイン制御部780が異なっている。以下、低圧電源710及びメイン制御部780について主に説明する。
図30においては、低圧電源710及びメイン制御部780の、実施の形態7の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
以下、実施の形態6からの変更点について主に説明する。
直流検出部730のIN2ピンは、ヒューズA112と、フィルタA113とに接続されている。
直流検出部730のdtcOピンからの出力(dtc信号)は、DC dtcコネクタを介して、メイン制御部780の入力電源異常判定部782に入力される。
また、直流検出部730のFCOピンは、保護動作部629のFCIピンに接続される。
直流検出部730は、抵抗730aと、コンデンサ730bと、フォトカプラ730cと、抵抗730dと、抵抗730eと、トランジスタ730fと、電解コンデンサ730gと、NAND回路730hと、抵抗730iと、コンデンサ730jと、コンデンサ730kと、タイマIC730lと、NOT回路730mと、Dフリップフロップ730nとを備える。
タイマIC730lは、NE555がオリジナルで、各社からセカンドソース品が販売されている。
また、抵抗730aは、コンデンサ730bに接続される。
コンデンサ730bは、フォトカプラ730cに接続される。
また、フォトカプラ730cは、直流検出部730の+5Vピンと、抵抗730eと、タイマIC730lのVccピンと、Dフリップフロップ730nのPRピン及びCLRピンとに接続される。なお、フォトカプラ730cは、図示されていないが、NAND回路730hのVccピンと、NOT回路730mのVccピンにも接続される。
また、フォトカプラ730cは、抵抗730dに接続される。
トランジスタ730fのエミッタは、直流検出部730のGNDピンに接続される。
直流検出部730のGNDピンには、他に、電解コンデンサ730gの-極、コンデンサ730j、コンデンサ730k、及び、タイマIC730lのGNDピンが接続されている。また、図示されていないが、直流検出部730のGNDピンには、NAND回路730hのGNDピン、NOT回路730mのGNDピン、及び、Dフリップフロップ730nのGNDピンも接続される。
また、NAND回路730hの出力側は、タイマIC730lのTRGピンに接続されている。
また、抵抗730iは、タイマIC730lのRピン及びVccピンに接続される。
タイマIC730lのOUTピンは、NOT回路730mの入力側に接続される。
NOT回路730mの出力側は、DフリッブフロップのCLKピンに接続される。
Dフリップフロップ730nのQピンは、直流検出部730のFCOピンに接続される。
図32(A)は、直流が検出される場合の直流検出部730での動作を示す。
ACON信号がON状態で、直流が検出される場合、直流検出信号(dtc信号)がHレベルになり、NAND回路730hの出力がLレベルになることで、タイマIC730lのタイマトリガとなる(T01)。
タイマ設定時間(例えば、80ms)で、タイマ出力反転信号はHレベルになる(T02)。このとき、直流検出信号(dtc信号)は、直流検出状態(Hレベル)なので、Dフリップフロップ730nのCLKピンが、LレベルからHレベルになり、Dフリップフロップ730nのQピンから、ヒューズカット信号(FC信号)のHレベルが出力され、この信号は、FCOピンからHレベルの信号として出力される。
ACON信号がON状態で、交流の瞬断が検出される場合、直流検出信号(dtc信号)がHレベルになり、NAND回路730hの出力がLレベルになることで、タイマIC730lのタイマトリガとなる(T11)。
交流の瞬断が終わり、交流が入力されると(T12)、dtc信号がHレベルからLレベルになる。
このため、タイマ終了時(T13)に、Dフリップフロップ730nのQピンからは、ヒューズカット信号(FC信号)のLレベルが出力され、FCOピンからLレベルの信号が出力される。
まず、入力電源異常判定部782は、直流検出部730からの直流検出信号(dtc信号)により、直流が入力されたか否かを判断する(S60)。直流が入力されていない場合(S60でNo)には、処理はステップS61に進み、直流が入力されている場合(S60でYes)には、処理はステップS62に進む。
図1に示されているように、実施の形態8に係る画像形成装置800は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源810及びメイン制御部780が異なっている。以下、低圧電源810及びメイン制御部780について主に説明する。
図30においては、低圧電源810及びメイン制御部780の、実施の形態8の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
また、図30に示されているように、実施の形態8における低圧電源810は、直流検出部830を除いて、実施の形態7における低圧電源710と同様である。
直流検出部830は、抵抗830aと、コンデンサ830bと、フォトカプラ830cと、抵抗830dと、抵抗830eと、トランジスタ830fと、電解コンデンサ830gと、抵抗830hと、トランジスタ830iと、電解コンデンサ830jと、抵抗830kとを備える。
また、抵抗830aは、コンデンサ830bに接続される。
コンデンサ830bは、フォトカプラ830cに接続される。
また、フォトカプラ830cは、直流検出部830の+5Vピンと、抵抗830eと、抵抗830kとに接続される。
さらに、フォトカプラ830cは、抵抗830dと、抵抗830hとに接続される。
抵抗830hは、トランジスタ830iのベースに接続される。
また、トランジスタ830fのコレクタは、抵抗830eと、電解コンデンサ830gの+極と、直流検出部830のdtcOピンとに接続される。
符号50は、フォトカプラ830cの発光波形である。
符号51は、フォトカプラ830cの出力波形である。
符号52は、トランジスタ830fのコレクタ出力(直流検出信号:dtc信号)である。符号51で示されているフォトカプラ830cの出力がオフの際のバタツキを抑えるために、トランジスタ830fには電解コンデンサ830gが接続されている。
符号53は、ヒューズカット信号(FC信号)の波形である。
一方、符号53で示されているヒューズカット信号(FC信号)は、抵抗830kと、電解コンデンサ830jとの時定数(τ=R×C)により、80msに調整された値での立ち上がりとなる。
また、ヒーター22が面状ヒーター等におけるクイック定着が用いられている場合には、フリッカ制御等の必要が無いため、ACゼロクロス回路では無く、実施の形態7又は8における直流検出部730、830を用いることができる。
Claims (15)
- 現像剤による画像が形成された媒体を加熱するためのヒーターと、
前記ヒーターを制御する制御部と、
外部電源から入力される電圧である入力電圧を受けて、前記入力電圧を所望の電圧に変換し、前記所望の電圧を前記制御部に供給する第1の経路と、
前記第1の経路から分岐し、前記入力電圧を前記ヒーターに供給する第2の経路と、
前記第2の経路に接続され、前記制御部からの指示に従って、前記ヒーターのオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子と、
前記第1の経路と並列に分岐し、コンデンサを配置した経路をもち、前記コンデンサにより前記入力電圧の直流成分を遮断した電流により、前記入力電圧が直流であるか又は交流であるかで出力を異ならせ、前記入力電圧の異常を検出する入力異常検出部と、
前記入力異常検出部を用いて検出された、前記入力電圧の状態に応じて、前記第2の経路を切断する切断部と、を備えること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記切断部は、前記異常が検出された場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにできる運転状態である場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにできない非運転状態である場合には、前記制御部は、前記非運転状態を前記運転状態にせず、前記切断部は、前記第2の経路を切断しないこと
を特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにしている場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオフにしている場合には、前記制御部は、前記制御素子に前記ヒーターをオンにさせず、前記切断部は、前記第2の経路を切断しないこと
を特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記ヒーターの温度を検出するヒーター温度検出部をさらに備え、
前記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記温度が予め定められた閾値を超えた場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記入力電圧が前記第1の経路に入力されているか否かを検出する電圧検出部をさらに備え、
前記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにし、かつ、前記入力電圧が前記第1の経路に入力されている場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第2の経路において前記入力電圧の異常を検出する出力異常検出部をさらに備え、
前記切断部は、前記出力異常検出部で前記異常が検出された場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第2の経路において、前記入力電圧の異常を検出する出力異常検出部をさらに備え、
前記切断部は、前記入力異常検出部及び前記出力異常検出部の両方で前記異常が検出された場合に、前記第2の経路を切断すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記入力電圧が直流である場合に、前記異常が検出されること
を特徴とする請求項2から10の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記入力電圧が予め定められた期間継続して直流である場合に、前記異常が検出されること
を特徴とする請求項2から10の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記制御素子は、トライアックであること
を特徴とする請求項1から12の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の経路は、外部電源と接続する整流ブリッジを含み、前記外部電源から交流又は直流のいずれが印加されても、前記整流ブリッジにより前記制御部に前記所望の電圧となる直流電圧を供給し、
前記切断部は、前記第2の経路において、前記入力電圧、前記ヒーター及び前記制御素子と直列に接続されるヒューズと、前記入力電圧及び前記ヒューズと直列に接続されるとともに、前記ヒーターと並列に接続されるリレーと、を備え、
前記入力異常検出部は、前記コンデンサと直列に接続されるフォトカプラを備え、前記フォトカプラが動作すると前記リレーをオフ状態とするときに用いる信号を出力し、前記フォトカプラが動作しない状態が継続すると、前記ヒーターと並列に電流を流して前記ヒューズの切断を促すために、前記リレーをオン状態とするときに用いる信号を出力すること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 現像剤による画像が形成された媒体を加熱するためのヒーターと、
前記ヒーターを制御する制御部と、
外部電源から入力される電圧である入力電圧を受けて、前記入力電圧を所望の電圧に変換し、前記所望の電圧を前記制御部に供給する第1の経路と、
前記第1の経路から分岐し、前記入力電圧を前記ヒーターに供給する第2の経路と、
前記第2の経路に接続され、前記制御部からの制御に従って、前記ヒーターのオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子と、
前記第1の経路と並列に分岐し、コンデンサを配置した経路をもち、前記コンデンサにより前記入力電圧の直流成分を遮断した電流により、前記入力電圧が直流であるか又は交流であるかで出力を異ならせる入力異常検出部と、
前記入力電圧が直流である場合に、前記第2の経路を切断する切断部と、を備えること
を特徴とする画像形成装置。
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