JP5856989B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、装置本体に設けられる本体カバーの開閉に応じて、画像形成装置に備えられる各機構を制御する技術に関する。

画像形成装置は、モーターから供給される駆動力で搬送ローラーが記録紙を搬送し、画像形成部が当該搬送されてきた記録紙に画像を形成する。この画像形成装置において、記録紙が搬送路に詰まった場合、すなわち、ジャムが発生した場合は、操作者は、本体カバーを開けて内部機構を露出させ、搬送路に詰まった記録紙を取り除く。このとき、本体カバーの開放に伴ってインターロックスイッチがオフとされ、モーターへの電力供給が遮断されると共に、電源遮断検知回路が当該電源遮断を検知してＣＰＵに出力することで、画像形成装置の各機構の動作を停止させる。下記特許文献１には、画像形成装置の本体カバーが開いたときに、画像形成装置の各機構に対する電源からの電源供給を遮断する構成を有する画像形成装置が示されている。

特開２００４−１４８７２４号公報

今日では、画像形成装置における上記モーターから搬送ローラーへの駆動力の伝達機構には、コスト低減の観点から双方向クラッチを設けずに、ワンウェイクラッチを用いる、或いは、クラッチを設けない機構が用いられることがある。上記ジャム処理時に、操作者が搬送路に詰まっている記録紙を搬送路から引き抜き、当該記録紙を挟んでいた搬送ローラーが回転し、これに従動してモーターが回転すると、モーターが発電機として動作して起電力が発生する。このように、ジャム処理時にモーターに発生する起電力により電圧が発生すると、上記電源遮断回路が誤って電力が供給されていると検知し、すなわち、本体カバーが閉じられたと検知し、この検知結果に基づいて、制御部が画像形成装置の各機構に通常時の動作を再開させる等の誤動作を引き起こす。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、モーターによる起電力発生時にも誤動作を生じさせず、正常なインターロック機能を確保することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、記録媒体を搬送する各回転部材に回転駆動力を付与するモーターユニットと、前記モーターユニットに対して電源を接続して電力を供給する電力供給線に設けられ、本体カバーの閉時に前記モーターユニットと前記電源とを接続し、本体カバーの開時には前記モーターユニットと前記電源とを非接続とするインターロックスイッチ回路と、前記電力供給線の電圧に基づいて、前記電源からの電力供給が遮断されたか否かを検知する電源遮断検知部と、前記電力供給線の電圧の変化率を算出する電圧変化率算出部と、前記電源遮断検知部により前記電源からの電力供給の遮断が検知されたときは、本画像形成装置が備える各機構の駆動を停止させ、その後に前記電源遮断検知部により、前記電力供給線の電圧が、前記電源から電力供給がある場合に相当する予め定められた電圧値になったことが検知されたときは、前記電圧変化率算出部により算出された電圧変化率が予め定められた閾値に達していることを条件に前記各機構を再駆動する制御部と、を備える。

本発明によれば、画像形成装置の本体カバーを開けてジャム処理を行っているときに駆動モーターが起電力を発生させても、電力供給線の電圧の変化率が予め定められた閾値に達しない限り、制御部は、画像形成装置の各機構を再駆動させないため、上記起電力を要因とする誤動作が生じず、正常なインターロック機能を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 画像形成装置が備えるインターロック機構の構成を示す図である。 (Ａ)はスイッチ回路が閉じた状態における電力供給線の電圧をグラフにより示す図、(Ｂ)は起電力発生時における電力供給線の電圧をグラフにより示す図である。 電力供給線の電圧に応じた画像形成装置の動作制御時における処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内やジャム発生を報知する画像等を表示する表示部４７３を備えている。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。

中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を、熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

給紙部１４は、複数の給紙カセットを備える。制御部１００（図２）は、操作者による指示で指定されたサイズの記録紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー１４５（回転部材の一例）を回転駆動させて、各給紙カセットに収容されている記録紙Ｐを上記ニップ部Ｎに向けて搬送させる。

なお、画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１２より一方の面に画像が形成された記録紙Ｐを、排出ローラー対１５９にニップされた状態とした後、当該記録紙Ｐを排出ローラー対１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対１９により、上記ニップ部Ｎ及び定着部１３に対して記録紙Ｐの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部１２により当該記録紙の他方の面に画像が形成される。

画像形成装置１の正面、側面等には、開閉可能な本体カバー（図示せず）が配設されている。本体カバーの開閉は、後述する電源６０からモーターユニット７０への電力の供給又は非供給を切り換えるスイッチ回路５１のオンオフ動作と連動している。制御部１００は、本体カバー閉時にオン状態となるスイッチ回路５１により、電源６０からモーターユニット７０に電力が供給されると、画像形成装置１の各機構を通常動作させる。

画像形成装置１内部で発生したジャムを処理したり、トナーを交換したりする場合、操作者は上記本体カバーを開き、記録紙ジャム部分を露出させるが、その際、本体カバー開時にオフ状態となるスイッチ回路５１により、電源６０からモーターユニット７０に電力が非供給にされると、画像形成装置の各機構の動作を停止させる。すなわち、画像形成装置１では、本体カバーが開いている状態では、インターロック機能が働く。

次に、画像形成装置１の主要内部構成を説明する。図２は、画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。図３は、画像形成装置１が備えるインターロック機構の構成を示す図である。

画像形成装置１は、制御ユニット１０、操作部４７、原稿給送部６、原稿読取部５、画像メモリー３２、画像形成部１２、モーターユニット７０、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、ジャム検知センサー８０及びＨＤＤ９２等を備える。

原稿読取部５は、制御ユニット１０による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する読取機構１６３（図１）を備える。原稿読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。

画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。

ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。

ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内又はインターネット上のコンピューター２００等と種々のデータの送受信を行う。

ＨＤＤ９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。

モーターユニット７０は、駆動モーター７０１と、駆動モーター７０１を駆動する駆動回路（ドライバー）とを含む。駆動モーター７０１は、搬送ローラー対１９、その他の画像形成部１２等の各回転部材に回転駆動力を付与する駆動源である。駆動モーター７０１の回転駆動力は図略のギアを介して各回転部材に伝達される。なお、本実施形態では、駆動モーター７０１から上記各回転部材に駆動力を伝達する機構として、ワンウェイクラッチを用いるか、又はクラッチを設けない機構が採用される。

ジャム検知センサー８０は、搬送路１９０等の記録紙Ｐが搬送される経路上における記録紙ジャムを検知し、ジャムの有無を示す検知信号を制御ユニット１０に出力するセンサーである。ジャム検知センサー８０は、当該経路に記録紙Ｐを挟む状態に配設された発光部及び受光部を有する光センサー、又は当該経路に設けられて記録紙Ｐとの接触でオン状態となる機械式スイッチである。ジャム検知センサー８０は、記録紙Ｐを搬送する搬送路１９０の適所に設けられている。

制御ユニット１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。制御ユニット１０は、制御部１００、電源遮断検知部１０１、及び電圧変化率算出部１０２を備える。

制御部１００は、操作部４７、原稿給送部６、原稿読取部５、画像メモリー３２、画像形成部１２、モーターユニット７０、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、及びＨＤＤ９２等と接続され、これら各部の制御を行う。

また、制御部１００は、ジャム検知センサー８０から出力されるジャム検知信号を受けて、駆動モーター７０１の駆動を停止させて記録紙Ｐの搬送を中止させる等の処理を行う。

電源遮断検知部１０１は、電源６０（図３（Ａ）（Ｂ））からモーターユニット７０への電力供給が遮断されているか否かを検知する。電源遮断検知部１０１は、例えば、電源６０とモーターユニット７０とを接続するためにスイッチ回路５１とモーターユニット７１との間に設けられた電力供給線５３に発生する電圧に基づいて、当該電力供給がされているか遮断されているかを検知する。制御部１００は、電源遮断検知部１０１による検知結果に基づいて、画像形成装置１の各機構を駆動又は駆動停止させる制御を行う。

電圧変化率算出部１０２は、電力供給線５３の電圧の変化率を算出する。例えば、電圧変化率算出部１０２は、電力供給線５３の電圧が変化したときに、当該電圧の立ち上がり特性に基づいて、当該電圧の変化率を算出する。

制御部１００は、電源遮断検知部１０１により電源６０からの電力供給の遮断が検知されたときは、画像形成装置１の本体カバーが開いているとして、画像形成装置１が備える各機構の駆動を停止させる。また、制御部１００は、電源遮断検知部１０１により電源６０から電力が供給される等により、電力供給線５３から予め定められた電圧が検知されたときは、電圧変化率算出部１０２により算出された変化率が予め定められた閾値(後述)に達していることを条件に、画像形成装置１の本体カバーが閉じているとして、画像形成装置１の上記各機構を再駆動する。

画像形成装置１は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すインターロック機構２０を備える。インターロック機構２０は、モーターユニット７０への電力供給及び電力供給停止を切り換える。インターロック機構２０は、スイッチ回路５１、及びモーターユニット７０を備えている。

スイッチ回路５１は、上述したように、画像形成装置１の本体カバーの開閉に連動して動作するインターロックスイッチ回路である。スイッチ回路５１は、本体カバーが閉じているときは、その接点ａと接点ｃとを接触させて、電源６０と電力供給線５３とを接続する（図３（Ａ））。操作者が画像形成装置１の本体カバーを開くと、スイッチ回路５１は、その接点ａと接点ｃとを非接触の状態とする（図３（Ｂ））。

電源６０は、モーターユニット７０の電力供給元であり、本実施形態では＋２０Ｖ電源である。

また、電源６０とモーターユニット７０とを接続するためにスイッチ回路５１とモーターユニット７０との間に設けられた電力供給線５３には、制御ユニット１０に対して電力供給線５３の電圧を入力するための接続線５５が接続されている。特に図示しないが、接続線５５には分圧回路が設けられ、＋２０Ｖの電源６０の電圧を、ＣＰＵ等からなる制御ユニット１０のポートに入力可能な電圧レベルに変換する。制御ユニット１０のポートには、当該分圧回路による変換後の電圧が入力される。

続いて、電力供給線５３の電圧に応じた画像形成装置１の動作制御を上記図３に加えて新たに図４及び図５を参照して説明する。図４(Ａ)はスイッチ回路５１が開状態から閉状態に変化した場合における電力供給線５３の電圧をグラフにより示す図、(Ｂ)は起電力発生時における電力供給線５３の電圧をグラフにより示す図である。図５は電力供給線５３の電圧に応じた画像形成装置１の動作制御時における処理の流れを示すフローチャートである。

画像形成装置１の動作時、例えば画像形成時に、ジャム検知センサー８０によって記録紙ジャムが検出されると(Ｓ１でＹＥＳ)、制御部１００は、画像形成装置１の画像形成部１２等の各機構の駆動を停止させる(Ｓ２)。このとき、駆動モーター７０１の駆動を停止させて記録紙Ｐの搬送を中止させる等の処理を行う。

ここで、操作者が、記録紙ジャムを解消するために、画像形成装置１の本体カバーを開くと、スイッチ回路５１は、その接点ａと接点ｃとを非接触の状態とする（図３（Ｂ））。これにより、電源６０からの電力はモーターユニット７０には供給されない状態となる。

電源遮断検知部１０１は、接続線５５により入力される電力供給線５３の電圧(以下、インターロック信号)が、予め定められた閾値、例えば、電源６０から電力供給がある場合に相当する電圧値として予め設定されている値V1を下回ったか否かを判断する(Ｓ３)。電源遮断検知部１０１が、インターロック信号が電圧値V1を下回ったと判断した場合(Ｓ３でＹＥＳ)、制御部１００は、画像形成装置１の本体カバーが開いているとして、画像形成装置１の各機構を駆動停止させる制御を再度行う(Ｓ４)。この状態では、スイッチ回路５１の接点ａ及び接点ｃが非接触となっているため、インターロック信号は0Vに近い値に落ち着く。なお、電源遮断検知部１０１によりインターロック信号が電圧値V1を下回っていると判断されていないときは(Ｓ３でＮＯ)、Ｓ４以降の処理には進まない。

この後、電圧変化率算出部１０２は、インターロック信号が電圧値V1に達したかを判断する（Ｓ５）。電圧変化率算出部１０２は、インターロック信号が電圧値V1に達したと判断した場合（Ｓ５でＹＥＳ）、更にインターロック信号の変化率を算出する（Ｓ６）。

例えば、電圧変化率算出部１０２は、上記変化率として、単位時間あたりの電圧変化量を算出する。電圧変化率算出部１０２は、インターロック信号としての電力供給線５３の電圧が変化したときに、当該電圧の立ち上がり特性に基づいて、その電圧変化率を算出する。図４(Ａ)に示すように、本体カバーが開状態から閉状態となり、スイッチ回路５１が閉じて電力供給線５３に電圧が生じる場合、インターロック信号としての電圧は0(V)の状態から20(V)の電圧の状態に上昇する。ここでは、当該電圧20(V)までの上昇に要する時間は約2(ms)程度であるとする。

一方、本体カバーが開状態であって、搬送ローラー対１９、又は画像形成部１２が露出する状態であるときに、操作者が、記録紙ジャムの解消のために、搬送ローラー対１９のニップ部、駆動ローラー１２５ａと２次転写ローラー２１０とのニップ部、又は定着部１３のローラー対に挟み込まれた記録紙Ｐを引き抜くと、搬送ローラー対１９等が逆回転し、これに従動して駆動モーター７０１が回転して、駆動モーター７０１が発電機として動作して起電力が発生することがある。画像形成装置１のように、駆動モーターから上記搬送ローラー対１９、定着部１３のローラー対、駆動ローラー１２５ａ、又は２次転写ローラー２１０等の各回転部材に駆動力を伝達する機構に、ワンウェイクラッチを用いるか、又はクラッチを設けない機構を採用していると、当該起電力が駆動モーター７０１から電源に向かうため、電力供給線５３には当該起電力を要因とする電圧が発生する。

この駆動モーター７０１の起電力によっても、図４(Ｂ)に示すように、インターロック信号としての電圧は上昇するが、当該起電力による電圧上昇は、図４(Ａ)に示したスイッチ回路５１閉時の電圧上昇と同条件であれば、0(V)の状態から20(V)まで上昇するには300(ms)を要する。すなわち、スイッチ回路５１閉時の電圧上昇に伴う電圧変化率＝10(V)/msに対し、起電力による電圧上昇時の電圧変化率≒0.0667(V)/msとなり、両電圧変化率には大きな差がある。このように、インターロック信号としての電圧の立ち上がり特性に、スイッチ回路５１閉時の電圧上昇と、起電力による電圧上昇の両者の特性の違いが現れるので、電圧変化率算出部１０２は、当該立ち上がり特性に基づいてその電圧変化率を算出して、当該両者の特性を反映させた電圧変化率を得る。

これに基づいて、制御部１００は、10(V)/ms又はここから一定範囲内となる値を閾値V2とし、電圧変化率算出部１０２により算出された電圧変化率が閾値V2に達しているか否かを判断する(Ｓ７）。制御部１００は、当該電圧変化率が閾値V2に達していると判断した場合(Ｓ７でＹＥＳ)、上記ジャム検知センサー８０により、記録紙ジャムが非検知の状態になっていることを条件に(Ｓ８でＹＥＳ)、制御部１００は、画像形成装置１の各機構を駆動して復帰させる(Ｓ９)。

また、制御部１００が、当該電圧変化率が閾値V2に達していないと判断した場合は(Ｓ７でＮＯ)、駆動モーター７０１の逆回転による起電力による電圧上昇であり、起電力本体カバーは閉じておらずスイッチ回路５１は開状態のままであるとして、上記電圧変化率が閾値V1に到達しているか否か、これにより本体カバーが閉状態か否かを検出するＳ５の処理に戻る。

なお、Ｓ７でＹＥＳの後、上記ジャム検知センサー８０により記録紙ジャムが検知されている状態のときも(Ｓ８でＮＯ)、Ｓ５の処理に戻る。

従来は、上記起電力を要因とする電圧上昇が生じると、本体カバーが閉じられたものと誤検知され、制御部が、上記のように記録紙の引き抜きにより逆回転している駆動モーターに対して正転させる起動をかけることで、当該駆動モーターのモータードライバーが耐圧により破損する等の不具合が生じるおそれがあった。しかしながら、本実施形態では、上述したように、制御部１００は、電力供給線５３に電圧が生じていても、電圧変化率算出部１０２により算出される電圧変化率が上記閾値V2に達していなければ、画像形成装置１の各機構を通常動作させず、停止状態を維持する。

このため、本実施形態によれば、画像形成装置１の本体カバーが閉じられていないにも拘わらず制御部１００が画像形成装置１の各機構に通常動作を再開させてしまう等の誤動作は生じず、記録紙Ｐの引き抜きにより逆回転している駆動モーター７０１に対して正転させる起動をかける事態も生じないため、駆動モーター７０１のモータードライバーが破損する等の不具合も生じない。

これにより、本実施形態では、駆動モーター７０１による起電力発生に拘わらず、本体カバーが開いていることに的確に対応して、画像形成装置１の各機構に動作を停止させ、駆動モーター７０１による起電力発生時にも、画像形成装置１に誤動作を生じさせず、正常なインターロック機能を確保することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、上記実施形態では、図１乃至図５を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
１０ 制御ユニット
１００ 制御部
１０１ 電源遮断検知部
１０２ 電圧変化率算出部
２０ インターロック機構
１２１ 感光体ドラム（回転部材）
１２６ 一次転写ローラー（回転部材）
２１０ ２次転写ローラー（回転部材）
１２５ａ 駆動ローラー（回転部材）
１４５ ピックアップローラー（回転部材）
１５９ 排出ローラー対（回転部材）
１９ 搬送ローラー対（回転部材）
７０ モーターユニット
７０１ 駆動モーター
５１ スイッチ回路
５３ 電力供給線
６０ 電源

Claims (2)

1. 記録媒体を搬送する各回転部材に回転駆動力を付与するモーターユニットと、
   前記モーターユニットに対して電源を接続して電力を供給する電力供給線に設けられ、本体カバーの閉時に前記モーターユニットと前記電源とを接続し、本体カバーの開時には前記モーターユニットと前記電源とを非接続とするインターロックスイッチ回路と、
   前記電力供給線の電圧に基づいて、前記電源からの電力供給が遮断されたか否かを検知する電源遮断検知部と、
   前記電力供給線の電圧の変化率を算出する電圧変化率算出部と、
   前記電源遮断検知部により前記電源からの電力供給の遮断が検知されたときは、本画像形成装置が備える各機構の駆動を停止させ、その後に前記電源遮断検知部により、前記電力供給線の電圧が、前記電源から電力供給がある場合に相当する予め定められた電圧値になったことが検知されたときは、前記電圧変化率算出部により算出された電圧変化率が予め定められた閾値に達していることを条件に前記各機構を再駆動する制御部と、を備える画像形成装置。
2. 前記電圧変化率算出部は、前記電源遮断検知部により前記電力供給線の電圧が前記予め定められた電圧値になったことが検知されたときに、当該電圧の立ち上がり特性に基づいて前記電圧変化率を算出する請求項１に記載の画像形成装置。