(57)【要約】【課題】ファーストプリントに要する時間を短縮するために適した印刷装置の提供。【解決手段】定着部を加熱するためのヒータ５３と、前記定着部の温度を示す電圧値を有する温度信号ＳＥＮＳＥを生成するセンス回路５４、Ｒ１と、温度信号ＳＥＮＳＥと、目標温度に対応するしきい値電圧ＶＴＨ１とを比較することにより第１通電制御信号ＨＷ＿ＯＮ／ＨＷ＿ＯＦＦを出力するコンパレータＣＰ１と、電源の供給が開始されるとプログラムを起動し、前記プログラムを実行することによって、前記定着部の温度を制御するための第２通電制御信号ＳＷ＿ＯＮ／ＳＷ＿ＯＦＦを出力するプロセッサＣＰＵと、前記プログラムによる温度制御が開始するまでは前記第１通電制御信号に従い、前記プログラムによる温度制御が開始した後は前記第２通電制御信号に従って、ヒータ５３への通電及び通電停止を行う通電制御回路Ｑ１、Ｇ１、ＲＬと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体にトナーを定着させるための定着部を加熱するためのヒータと、
前記定着部の温度を示す電圧値を有する温度信号を生成するセンス回路と、
前記温度信号と、目標温度に対応するしきい値電圧とを比較することにより、前記定着部の温度を前記目標温度に維持するための第１通電制御信号を出力するコンパレータと、
電源の供給が開始されるとプログラムを起動し、前記プログラムを実行することによって、前記定着部の温度を制御するための第２通電制御信号を出力するプロセッサと、
前記プログラムによる温度制御が開始するまで、前記第１通電制御信号に従って前記ヒータへの通電及び通電停止を行い、前記プログラムによる温度制御が開始した後、前記第２通電制御信号に従って前記ヒータへの通電及び通電停止を行う通電制御回路と、
を備える印刷装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することによって起動通知信号を出力し、
前記通電制御回路は、前記起動通知信号に応じて前記第１通電制御信号を無効化する無効化回路を有する、
請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
さらに、複数の抵抗を直列に接続してなり、両端に所定の電圧を印加されることによって前記抵抗の接続点から前記しきい値電圧を出力するしきい値電圧生成回路を備え、
前記無効化回路は、前記起動通知信号に応じて前記接続点と前記しきい値電圧生成回路の一方の端点とを接続するトランジスタ素子で構成される、
請求項２に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷装置に関し、特にはファーストプリントに要する時間を短縮する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の印刷装置において、電源が投入された直後に行われる印刷や、主電源の供給が停止される深いスリープモードから復帰した直後に行われる印刷に要する時間を短縮するための様々な技術が検討されている。これらの印刷はファーストプリントと呼ばれ、ファーストプリントに要する時間の多くの部分は、ヒータによって定着部を加熱するためのウォームアップ時間によって占められる。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、メインプロセッサとサブプロセッサとを備えた画像形成装置において、前記画像形成装置の電源投入時に、前記サブプロセッサはＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶された定着温度制御プログラムを実行し、前記メインプロセッサは、ローダープログラムを実行し、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｅｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）へサブプログラムの展開が終了すると、前記サブプロセッサに展開終了通知を行い、前記サブプロセッサは、前記展開終了通知を受けると、前記定着温度制御プログラムの実行からＲＡＭに展開された前記サブプログラムの実行へと切り替える技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１によれば、このように構成された画像形成装置によって、電源投入時に瞬時に定着温度制御プログラムを起動することで、ウォームアップ時間を短縮することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、たとえば、１つのプロセッサのみを備える印刷装置には適用できない。
【０００７】
そこで、本発明は、ファーストプリントに要する時間を短縮するために適した構成を持つ印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る印刷装置は、印刷媒体にトナーを定着させるための定着部を加熱するためのヒータと、前記定着部の温度を示す電圧値を有する温度信号を生成するセンス回路と、前記温度信号と、目標温度に対応するしきい値電圧とを比較することにより、前記定着部の温度を前記目標温度に維持するための第１通電制御信号を出力するコンパレータと、電源の供給が開始されるとプログラムを起動し、前記プログラムを実行することによって、前記定着部の温度を制御するための第２通電制御信号を出力するプロセッサと、前記プロセッサによる温度制御が開始するまで、前記第１通電制御信号に従って前記ヒータへの通電及び通電停止を行い、前記プログラムによる温度制御が開始した後、前記第２通電制御信号に従って前記ヒータへの通電及び通電停止を行う通電制御回路と、を備える。
【０００９】
このような構成によれば、前記プログラムは前記プロセッサにおいてソフトウェア機能による温度制御を行うためのプログラムであり、前記プログラムによる温度制御が開始するまでに行われるあらゆる処理と並行して、ハードウェア回路による温度制御を行うことができる。これにより、電源の供給が開始されると同時に定着部の加熱を開始して、ファーストプリントに要する時間を短縮することができる。
【００１０】
また、たとえば、前記プロセッサは、前記プログラムを実行することによって起動通知信号を出力し、前記通電制御回路は、前記起動通知信号に応じて前記第１通電制御信号を無効化する無効化回路を有してもよい。
【００１１】
このような構成によれば、ソフトウェア機能による温度制御が開始した後、ハードウェア回路による温度制御を無効化するので、例えば、ソフトウェア機能によって、より高度な温度制御を行う場合に適する。
【００１２】
また、たとえば、前記印刷装置は、さらに、複数の抵抗を直列に接続してなり、両端に所定の電圧を印加されることによって前記抵抗の接続点から前記しきい値電圧を出力するしきい値電圧生成回路を備え、前記無効化回路は、前記起動通知信号に応じて前記接続点と前記しきい値電圧生成回路の一方の端点とを接続するトランジスタ素子で構成されてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、前記しきい値電圧をシフトすることで、前記第１通電制御信号を無効化することができる。
【００１４】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る印刷装置によると、プロセッサにおいてソフトウェア機能による温度制御が開始されるまでに行われるあらゆる処理と並行して、ハードウェア回路による温度制御を行うことができる。
【００１６】
たとえば、単一のプロセッサのみを備える印刷装置において、電源の供給が開始されたときに、プログラムのロード処理のような、かなりの時間を要する処理を当該単一のプロセッサで行わなくてはならない場合を考える。そのような場合でも、前記印刷装置によれば、当該処理と並行して制御回路でハードウェア機能による温度制御を行うことで、電源の供給が開始されると同時に定着部の加熱を開始して、ファーストプリントに要する時間を短縮することができる。
【００１７】
またたとえば、２つ以上のプロセッサを備える印刷装置では、定着部の温度制御を行うプロセッサについて、本発明の構成を適用してもよい。そうすれば、電源の供給が開始されると同時に、制御回路でハードウェア機能による温度制御を行うことで定着部の加熱を開始し、なおかつ、プログラムのロードのようなかなりの時間を要する処理を当該２つ以上のプロセッサで分散かつ並行して行い、ファーストプリントに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係る印刷装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る印刷装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る印刷装置の制御部の一例を示す回路図である。
【図４】実施の形態に係る印刷装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２０】
（実施の形態）
実施の形態に係る印刷装置は、ファーストプリントに要する時間を短縮するために適した構成を持つ印刷装置であり、たとえば、温度制御を必要とする定着部を持つ電子写真方式の印刷装置であってもよい。
【００２１】
図１は、実施の形態に係る印刷装置の外観の一例を示す斜視図である。図１に示される印刷装置１は、給紙部１０、印刷部２０、排紙部３０、電源部７０を備えている。
【００２２】
図２は、印刷部２０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２には、一般的な電子写真方式の印刷装置に設けられる印刷部２０の構成の一例が示されている。
【００２３】
印刷部２０は、給紙部１０から供給される紙などの印刷媒体９１上に、トナー９２で任意の画像を形成して排紙部３０に送り出す部であり、画像形成部４０、定着部５０、制御部６０から構成される。印刷部２０は、電源部７０から供給される電力で動作する。
【００２４】
電源部７０は、たとえば、商用電源から供給される交流電圧を、印刷部２０の動作に用いられる直流電圧に変換するスイッチング電源装置であってもよい。
【００２５】
画像形成部４０は、感光ドラム４１及び転写ローラ４２を有し、光源（不図示）を用いて感光ドラム４１に形成した潜像にトナー９２を付着させ、感光ドラム４１に付着したトナー９２を転写ローラ４２で印刷媒体９１に転写する。
【００２６】
定着部５０は、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２を有し、印刷媒体９１に転写されたトナー９２を、加熱及び加圧により印刷媒体９１に定着させる。加熱ローラ５１は、ヒータ５３及び温度センサ５４を有し、制御部６０によって温度を制御される。たとえば、ヒータ５３は、ハロゲンヒータで構成され、温度センサ５４は、サーミスタで構成されてもよい。
【００２７】
制御部６０は、定着部５０の温度制御を含む印刷部２０の制御に加えて、画像処理、通信処理を含む印刷装置１での処理一式を行う制御部であり、プロセッサを含むハードウェア回路によって構成される。
【００２８】
図３は、制御部６０の一例を示す回路図である。図３には、制御部６０とともに、電源部７０、ヒータ５３、及び温度センサ５４が示されている。
【００２９】
図３に示されるように、制御部６０は、一例として、プロセッサＣＰＵ、コンパレータＣＰ１、ＣＰ２、ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換器ＤＡＣ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、トランジスタＱ１、論理和ゲートＧ１、リレーＲＬから構成される。
【００３０】
温度センサ５４と抵抗Ｒ１とは直列に接続されてセンス回路を構成する。当該センス回路は、両端を電源電圧と接地電圧とに接続され、温度センサ５４と抵抗Ｒ１との接続点から、定着部５０の温度（特には加熱ローラ５１の温度）を示す電圧値を有する温度信号ＳＥＮＳＥを出力する。
【００３１】
抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とは直列に接続されてしきい値電圧生成回路を構成する。当該しきい値電圧生成回路は、両端を電源電圧と接地電圧とに接続され、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点から、定着部５０のウォームアップにおける目標温度に対応するしきい値電圧ＶＴＨ１を出力する。
【００３２】
コンパレータＣＰ１は、温度信号ＳＥＮＳＥとしきい値電圧ＶＴＨ１とをアナログ値で比較することにより、定着部５０の温度を前記目標温度に維持するための第１通電制御信号を出力する。コンパレータＣＰ１は、プロセッサＣＰＵの介在なしに２つの入力電圧を比較することができる回路であり、たとえば、オペアンプなどのアナログ回路で構成されてもよい。一例として、前記第１通電制御信号は、Ｈレベルで通電（ＨＷ＿ＯＮ）を指示し、Ｌレベルで通電停止（ＨＷ＿ＯＦＦ）を指示してもよい。
【００３３】
プロセッサＣＰＵは、所定のプログラムを実行することにより、起動通知信号ＲＥＡＤＹを出力するとともに、定着部５０の温度を制御するための参照信号ＴＭＥＰ及び第２通電制御信号を出力する。一例として、前記第２通電制御信号は、Ｈレベルで通電（ＳＷ＿ＯＮ）を指示し、Ｌレベルで通電停止（ＳＷ＿ＯＦＦ）を指示してもよい。
【００３４】
ここで、プロセッサＣＰＵにおいて前記プログラムを起動するためにかなりの時間を要する状況を想定する。このような状況は特定の状況には限定されないが、一例を挙げれば、次のような状況が想定され得る。すなわち、前記プログラムは、定着部５０の温度制御を含む印刷装置１での処理一式を行うためのプログラムであり、背景技術の欄で述べたように、プロセッサＣＰＵは、ＲＯＭ（不図示）に記憶されているローダープログラムを実行することにより、前記プログラムをＲＡＭ（不図示）に展開し、ＲＡＭに展開された前記プログラムを実行するといった状況である。
【００３５】
プロセッサＣＰＵは、前記プログラムによる温度制御が開示するまでは、起動通知信号ＲＥＡＤＹを出力せず、かつ通電停止（ＳＷ＿ＯＦＦ）を指示するＬレベルの第２通電信号を出力する。
【００３６】
プロセッサＣＰＵは、前記プログラムによる温度制御が開始した後、温度制御が開始されたことを示すＬレベルの起動通知信号ＲＥＡＤＹを出力するとともに、参照温度をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）で表す参照温度信号ＴＥＭＰを出力する。ＤＡ変換器ＤＡＣは、参照温度信号ＴＥＭＰを、前記参照温度に対応するしきい値電圧ＶＴＨ２に変換する。ＤＡ変換器ＤＡＣは、たとえば、単純なローパスフィルタで構成されてもよい。コンパレータＣＰ２は、温度信号ＳＥＮＳＥとしきい値電圧ＶＴＨ２とをアナログ値で比較し、当該比較の結果を示す比較結果信号をプロセッサＣＰＵに供給する。
【００３７】
プロセッサＣＰＵは、参照温度信号ＴＥＭＰによって表される前記参照温度を所定の範囲内で掃引することで、前記比較結果信号から定着部５０の温度を読み取ってもよい。これにより、プロセッサＣＰＵは、しきい値比較による単純な温度制御ロジックのみならず、ヒステリシス制御や予測制御といったより高度な温度制御ロジックに基づいて、通電（ＳＷ＿ＯＮ）及び通電停止（ＳＷ＿ＯＦＦ）を指示する前記第２通電制御信号を出力してもよい。
【００３８】
なお、プロセッサＣＰＵが、外部から取得した電圧をデジタル値に変換することができるＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を内蔵している場合、温度信号ＳＥＮＳＥを当該ＡＤＣでデジタル値に変換してもよい。この場合、ＤＡ変換器ＤＡＣ及びコンパレータＣＰ２を省略してもよい。
【００３９】
論理和ゲートＧ１、リレーＲＬ、及びトランジスタＱ１は、通電制御回路を構成する。
【００４０】
論理和ゲートＧ１は、前記第１通電制御信号及び前記第２通電制御信号のうちの少なくとも一方によって通電（ＨＷ＿ＯＮ、ＳＷ＿ＯＮ）が指示されているか否かを示す論理和信号を、リレーＲＬに供給する。
【００４１】
リレーＲＬは、論理和ゲートＧ１から供給される論理和信号に従って、ヒータ５３への通電及び通電停止を行う。リレーＲＬは、たとえば、トライアック、フォトカプラなどで構成される電子的なリレーであってもよい。
【００４２】
トランジスタＱ１は、起動通知信号ＲＥＡＤＹに応じて導通し、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とで構成される前記しきい値電圧生成回路の、電源電圧に接続される端点と、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点とを接続する。トランジスタＱ１が導通すると、しきい値電圧ＶＴＨ１がシフトすることにより、前記第１通電制御信号は、常に、導通停止（ＨＷ＿ＯＦＦ）を指示するＬレベルになる。トランジスタＱ１は、起動通知信号ＲＥＡＤＹに応じて前記第１通電制御信号を無効化する無効化回路の一例である。
【００４３】
通電制御回路は、このような構成によって、前記プログラムによる温度制御が開始するまで、前記第１通電制御信号に従ってヒータ５３への通電及び通電停止を行い、前記プログラムによる温度制御が開始した後、前記第２通電制御信号に従ってヒータ５３への通電及び通電停止を行う。
【００４４】
次に、上記のように構成された印刷装置１の動作について説明する。
【００４５】
図４は、印刷装置１の動作の一例として、印刷装置１の起動時において、電源の供給が開始されたときに制御部６０において行われる動作を示すフローチャートである。このような動作は、例えば、印刷装置１の電源が切れている状態で、ユーザによる電源投入操作が行われた場合や、印刷装置が主電源の供給が停止される深いスリープモードに入っている状態で、情報機器から印刷指令が与えられた場合などに行われてもよい。
【００４６】
図４に示されるフローチャートでは、制御部６０の動作を、プロセッサＣＰＵがソフトウェア機能によって行う動作と、プロセッサＣＰＵ以外のハードウェアで構成される制御回路がハードウェア機能によって行う動作とに分けて示している。
【００４７】
プロセッサＣＰＵは、プログラムをロードする（Ｓ１０１）。プログラムのロードは、たとえば、ローダープログラムによるＲＯＭからＲＡＭへのプログラムの展開処理を含んでもよい。プロセッサＣＰＵは、ロードされたプログラムに従って動作を開始すると、まず初期化処理を行い（Ｓ１０２）、その後にプログラムによる温度制御を開始する（Ｓ１０３）。
【００４８】
プロセッサＣＰＵにおいて行われるステップＳ１０１〜Ｓ１０３の動作と並行して、制御回路はハードウェア機能による温度制御を行う（Ｓ２０１）。具体的には、コンパレータＣＰ１で、温度信号ＳＥＮＳＥとしきい値電圧ＶＴＨ１とを比較することにより、定着部５０の温度が前記目標温度に達しているか否かに応じて、通電（ＨＷ＿ＯＮ）又は通電停止（ＨＷ＿ＯＦＦ）を指示する前記第１通電制御信号を生成する。前記第１通電制御信号は、論理和ゲートＧ１を介してリレーＲＬに伝えられ、リレーＲＬによって前記第１通電制御信号に従ってヒータ５３への通電及び通電停止が行われる。
【００４９】
プロセッサＣＰＵは、温度制御を開始すると、起動通知信号ＲＥＡＤＹを出力する（Ｓ１０４）。トランジスタＱ１は、起動通知信号ＲＥＡＤＹに応じて導通し、しきい値電圧ＶＴＨ１をシフトさせる。これにより、前記第１通電制御信号は、通電停止（ＨＷ＿ＯＦＦ）を指示するＬレベルに固定され、無効化される（Ｓ２０２）。
【００５０】
プロセッサＣＰＵは、参照温度信号ＴＥＭＰを出力し（Ｓ１０５）、コンパレータＣＰ２から比較結果信号を取得し、取得された比較結果信号から、ヒータ５３への通電の要否を特定する（Ｓ１０６）。通電の要否を特定するための処理の内容は限定されないが、通電の要否は、たとえば、しきい値比較による単純な温度制御ロジックによって特定されてもよく、また、ヒステリシス制御や予測制御といったより高度な温度制御ロジックに基づいて特定されてもよい。
【００５１】
プロセッサＣＰＵは、通電（ＳＷ＿ＯＮ）又は通電停止（ＳＷ＿ＯＦＦ）のうち、特定された通電の要否に応じた一方を指示する前記第２通電制御信号を出力する（Ｓ１０７〜Ｓ１０９）。
【００５２】
前記第２通電制御信号は、論理和ゲートＧ１を介してリレーＲＬに伝えられ、リレーＲＬによって前記第２通電制御信号に従ってヒータ５３への通電及び通電停止が行われる（Ｓ２０３）。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、制御部６０の構成及び動作によれば、プロセッサＣＰＵにおいてソフトウェア機能による温度制御が開始するまでに行われるあらゆる処理と並行して、制御回路においてハードウェア機能による温度制御を行うことができる。
【００５４】
たとえば、１つのプロセッサのみを備える印刷装置において、電源の供給が開始されたときに、プログラムのロードのようなかなりの時間を要する処理を当該１つのプロセッサで行わなくてはならない場合を考える。そのような場合でも、制御部６０によれば、当該処理と並行して制御回路でハードウェア機能による温度制御を行うことで、電源の供給が開始されると同時に定着部の加熱を開始して、ファーストプリントに要する時間を短縮することができる。
【００５５】
またたとえば、２つ以上のプロセッサを備える印刷装置では、定着部の温度制御を行うプロセッサについて、制御部６０の構成を適用してもよい。そうすれば、電源の供給が開始されると同時に、制御回路でハードウェア機能による温度制御を行うことで定着部の加熱を開始し、なおかつ、プログラムのロードのようなかなりの時間を要する処理を当該２つ以上のプロセッサで分散かつ並行して行い、ファーストプリントに要する時間を短縮することができる。
【００５６】
以上、本発明の１つまたは複数の態様に係る印刷装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態が、本発明の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、たとえば、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタなど、温度制御が必要な定着部を有する印刷装置に広く利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１  印刷装置
１０  給紙部
２０  印刷部
３０  排紙部
４０  画像形成部
４１  感光ドラム
４２  転写ローラ
５０  定着部
５１  加熱ローラ
５２  加圧ローラ
５３  ヒータ
５４  温度センサ
６０  制御部
７０  電源部
９１  印刷媒体
９２  トナー
ＣＰ１、ＣＰ２  コンパレータ
ＣＰＵ  プロセッサ
ＤＡＣ  ＤＡ変換器
Ｇ１  論理和ゲート
Ｑ１  トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  抵抗
ＲＬ  リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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