JP2009128582A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置に複数の除電装置８が備えられる場合、簡易、低コスト、迅速に発光素子の断線の検出・特定を行う。
【解決手段】複数の画像形成部５を有し、カラー画像を形成する画像形成装置において、
各画像形成部５は、感光体ドラム５１と、除電装置８が設けられ、各除電装置８の点灯時に、基準値を記憶する記憶部９２と、ＬＥＤ８１を流れる電流が合流した後の電流値又は合流した後の電流を電圧に変換した電圧値を検出し、基準値又は基準値の合算値との比較演算を行うＣＰＵ９１等と、除電装置８の点消灯制御を行う除電制御部９３と、を有し、ＣＰＵ９１等は検出された電流値又は電圧値が各基準値の合算値と異なることを検出した場合、除電装置８の断線発生を検出し、除電制御部９３が点灯させる除電装置８を順に切り替え、ＣＰＵ９１等は、除電装置８の点灯切り替えごとに、検出した値と基準値との比較を行い、断線した除電装置８を特定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ、これらの機能を複数有する複合機等の画像形成装置に関する。

一般に、いわゆる電子写真方式のプリンタ、複合機、複写機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを帯電後、露光、現像してトナー像を形成し、そのトナー像をシートに転写・定着させて画像を形成する。そして、帯電処理後の感光体ドラムの電位を一様とするため、感光体ドラムを帯電処理前に除電することが一般的である。この感光体ドラムの除電のため、発光素子を有し、感光体ドラムに光を照射する除電装置が画像形成装置に設けられる。

しかし、発光素子の破壊やハンダ不良等の何らかの原因で発光素子で断線が生ずると、除電装置が機能せず、感光体ドラムの帯電処理後の電位が不均一となり、形成される画像の濃度等に影響が出て、画像品質が低下してしまう。

そこで、発光素子での断線を検出するため特許文献１記載の発明が提案されている。具体的に特許文献１には、複数の発光ダイオードを直列接続した除電装置を有する画像形成装置において、発光ダイオードの１個もしくは複数個の断線、短絡等の故障による内部抵抗値の変化を電圧値に変換する手段と、温度変化分の変動幅を含む正常時の発光ダイオードの基準電圧値と前記故障時の電圧値とを比較判定する手段を備え、内部抵抗値の電圧値が基準電圧値から増、減したとき異常を検出表示する除電装置が記載されている。（特許文献１：請求項１、図１等参照）。
特開平０２−２９３８８７

ここで、カラー印刷可能な画像形成装置では、感光体ドラムが複数設けられ、併せて、除電装置も複数設けられる場合がある（いわゆるタンデム式の画像形成装置）。このような画像形成装置では、複数の除電装置での発光素子の断線を検出する必要があり。又、除電装置の交換や修理のため、断線が発生した除電装置を特定する必要がある。

しかし、特許文献１の発光ダイオードの断線検出を行う構成は、１つの除電装置での発光ダイオードの断線を検出するための構成である。従って、複数の除電装置が設けられた場合、発光素子の断線が発生した除電装置を特定できないという問題がある。即ち、特許文献１記載の発明を、複数の除電装置を有する画像形成装置に適用した場合、発光素子の断線が発生した除電装置を特定するためには、除電装置ごとに発光ダイオードの断線発生を検出する構成を設けるか、又は、新たな何らかの構成を付加して対応する必要がある。従って、断線発生箇所を特定するための構成が複雑化し、製造コストが上昇するという問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、画像形成装置に複数の除電装置が備えられる場合、発光素子の断線の検出・特定を行う構成が簡易、低コストでありながら、迅速に断線の発生した除電装置を特定することを課題とする。

上記課題を解決するため請求項１に係る発明は、それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を有し、複数色のトナー像を重ね合わせカラー画像を形成する画像形成装置において、各前記画像形成部には、像担持体としての感光体ドラムと、発光素子を備えるとともに前記感光体ドラムに光を照射して前記感光体ドラムの除電を行う除電装置が設けられ、各前記除電装置の点灯時に、発光素子に流れる電流を電圧に変換した電圧値又は発光素子に流れる電流値のそれぞれの基準値を記憶する記憶部と、各前記除電装置の発光素子に流れる電流が合流した後の電流値又は合流した後の電流を電圧に変換した電圧値を検出し、各前記基準値又は各前記基準値の合算値との比較演算を行う検出演算部と、
各前記除電装置の点消灯制御を行う除電制御部と、を有し、前記検出演算部は、前記除電装置を複数又は全て点灯した際、検出された電流値又は電圧値が各前記基準値の合算値と所定値以上異なることを検出した場合、前記除電装置のいずれかで発光素子で断線が発生したことを検出し、前記除電制御部は、断線発生検出時、点灯させる前記除電装置を順に切り替え、前記検出演算部は、前記除電装置の点灯切り替えごとに、検出した電流値又は電圧値と各前記基準値若しくは各前記基準値の合算値との比較を行い、断線した前記除電装置を特定することとした。

この構成によれば、各除電装置の発光素子に流れる電流が合流した後の電流値又は電圧値を検出し、各基準値又は各基準値の合算値との比較演算を行って断線検出及び断線箇所を特定するから、電流値又は電圧値の検出を行う検出部を除電装置ごとに複数設ける必要が無く、１つだけですみ、断線箇所の特定までも行うことができる。従って、複数の除電装置での断線検出及び断線箇所特定を行う構成の簡素化、低コスト化、省スペース化を図ることができる。又、検出演算部が電流値又は電圧値の検出を行う測定点は一箇所でよく、例えば、検出演算部にＣＰＵを用いた場合、ＣＰＵで使用するポートは１つですみ、又、ＣＰＵへの負荷は少なくて済み、ＣＰＵや製造に要するコストの上昇を招かない。

又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記除電装置の断線発生検出時、前記除電制御部は、全除電装置を２つのグループに分け、最初に、１つのグループの前記除電装置を全て点灯させ、検出された電流値又は電圧値が各前記基準値の合算値と所定値以上異なる場合、点灯させた前記除電装置を少なくとも１つ点灯させて断線した前記除電装置を特定し、検出された電流値又は電圧値が各前記基準値の合算値と所定値以上異ならない場合、点灯させていないグループの前記除電装置を少なくとも１つ点灯させて断線した前記除電装置を特定することとした。

この構成によれば、点灯を行う各除電装置のグループ、順番を最適化するので、迅速に断線箇所の特定を行うことができる。例えば、４つの除電装置が画像形成装置に備えられる場合、除電装置を２つずつのグループに分けると、２回の電流値又は電圧値の検出と基準値との比較で、発光素子の断線の発生した除電装置を特定することができる。

又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の発明において、各前記基準値は、あらかじめ設定された初期値として前記記憶部に記憶されることとした。

この構成によれば、例えば、工場出荷時等に検出された発光素子に流れる電流値又は流れる電流に基づく電圧値を初期値として記憶するので、受光素子の断線の発生を正確に検出できる。

又、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の発明において、前記発光素子はＬＥＤであり、前記除電装置は、複数のＬＥＤと電流を制限するための電流制限抵抗を直列接続したＬＥＤ回路を並列接続することで構成される発光部を有することとした。

この構成によれば、発光素子としてのＬＥＤを電流制限抵抗とともに複数直列接続したＬＥＤ回路を並列接続して発光部を構成するので、除電に十分な発光量を確保できる。しかも、ＬＥＤ回路の１つが断線した場合、発光部の合成抵抗が変化し、断線前と断線後で検出される電流値又は電圧値が変化するので、ＬＥＤの断線を容易に検出することができる。

又、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の発明において、装置の状態を表示するための表示部を有し、前記表示部は、前記除電装置に断線の発生、又は、断線したと特定した前記除電装置の表示を行うこととした。

この構成によれば、除電装置での断線発生と、断線の発生した除電装置特定して、使用者に伝達することができる。従って、画像形成装置の修理の際に、除電装置の断線箇所の判定、検出を行う必要が無いので、修理を迅速に行うことができ、使用者の利便性が向上する。

上述したように、本発明によれば、安価かつ簡易な構成で、除電装置の発光素子の断線の発生と、断線の発生した除電装置を特定することができる。

以下、本発明の実施形態について図１〜７を参照しつつ説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

まず、図１及び２を用いて、本発明の実施形態における電子写真方式でディジタル式のプリンタ１（画像形成装置に相当）の構成概略を説明する。このプリンタ１は、それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部５を有する。尚、図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す模型的断面図である。図２は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の１つの画像形成部５を拡大した拡大模型的断面図である。

本実施形態にかかるプリンタ１は、図１に示すように、プリンタ１本体の正面上方に操作パネル２（表示部に相当、図１において破線で図示）が、プリンタ１本体内に、シート供給部３、シート搬送部４、画像形成部５、中間転写部６、定着部７等が設けられる。

前記操作パネル２は、設定用の各種キーや、装置の動作状態や各種メッセージを表示する液晶表示部２１等を備える（図３参照）。従って、使用者は、操作パネル２からプリンタ１の操作や設定を行える。又、液晶表示部２１は、文字、数字等を表示可能であり、プリンタ１の状態を使用者に伝達できる。

前記シート供給部３は、中間転写部６等に向け、例えば、コピー用紙、ＯＨＰシート、ラベル用紙等のシートを送り出し、カセット３１、供給ローラ３２等で構成される。前記カセット３１は、複数のシートを積載し、最上位のシートが供給ローラ３２に当接する状態となるようにシートを収容する。又、カセット３１のシート搬送方向下流側上部（図１の左上方位置）に供給ローラ３２が設けられ、供給ローラ３２は、プリンタ１に対して画像を形成する旨の入力がなされると、モータ（不図示）により所定の方向（図１では時計方向）に回転駆動し、シートが１枚ずつシート搬送路４２に送り出される。

前記シート搬送部４は、カセット３１から中間転写部６、定着部７を経て排出トレイ４１までシートを搬送するシート搬送路４２を主として構成される。シート搬送路４２には、モータ（不図示）等により回転駆動する複数の搬送ローラ対４３や、シートの搬送を案内するガイド４４や、搬送されてくるシートを２次転写部６７の手前で待機させ、タイミングをあわせて送り出すレジストローラ対４５等が設けられる。

各前記画像形成部５は、形成すべき画像の画像データに基づき、各色のトナー像を形成し、図１に示すように、本実施形態のプリンタ１では、図１の紙面左側から順に、ブラックのトナー像を形成するため画像形成部５Ｋが配され、この画像形成部５Ｋには、除電装置８Ｋが設けられる。その右方にイエローのトナー像を形成するため画像形成部５Ｙが配され、この画像形成部５Ｙには、除電装置８Ｙが設けられる。その右方にマゼンタのトナー像を形成するため画像形成部５Ｍが配され、この画像形成部５Ｍには、除電装置８Ｍが設けられる。その右方にシアンのトナー像を形成するため画像形成部５Ｃが配され、この画像形成部５Ｃには、除電装置８Ｃが設けられる。従って、画像形成部５及び除電装置８は、それぞれ、計４つ設けられ、カセット３１と後述する中間転写部６との間に並列して設けられる（配列順序は変更可能である）。

そして、フルカラー画像を形成する場合、各画像形成部５は、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に位置をあわせて重ね合わせ、これによりフルカラーの画像形成が行われる。一方、単色画像（例えば、ブラックのみ）の形成の場合は、いずれか１つの画像形成部５がトナー像を形成する。

ここで、図２に基づき、各画像形成部５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃを詳細に説明する。尚、各画像形成部５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃは、形成するトナー像の色が異なるだけで同様の構成であり、又、除電装置８Ｋ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃもそれぞれ同様の構成である。そこで、以下では、画像形成部５及び除電装置８の説明では、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの符号は、特に説明する場合を除き省略する（図２の符号も同様）。

各画像形成部５は、像担持体としての感光体ドラム５１を有し、及び感光体ドラム５１を取り巻くように、順に帯電装置５２、露光装置５３、現像装置５４、清掃部材５５、除電装置８等で構成される。

前記感光体ドラム５１は、本実施形態では、画像形成部５のほぼ中央に配され、図１及び２の紙面垂直方向に伸びて形成され、外周面上にアモルファスシリコン等の感光層を有し、トナー像がその周面に形成される像担持体である。具体的に、表面が帯電され、画像データに対応した静電潜像が形成され、静電潜像にトナーが供給されることで表面にトナー像が形成される。又、感光体ドラム５１は、モータ、ギア等の駆動装置（不図示）により、図２では反時計方向に回転駆動され、中間転写ベルト６１の周回に合わせ回転する。

前記帯電装置５２は、感光体ドラム５１の下方に配され、その対向位置で所定の電位で感光体ドラム５１の周面を帯電させる。帯電装置５２は帯電ローラ５２ａが備えられ、帯電ローラ５２ａは、感光体ドラム５１の軸線方向に沿って当接するように回転可能に支持され、所定の電圧が印加され、感光体ドラム５１を帯電させる。尚、帯電ローラ５２ａではなく、コロナ帯電方式のものやブラシによって帯電させてもよい。

前記露光装置５３は、図２において感光体ドラム５１の右斜め下方に設けられ、帯電された感光体ドラム５１の周面に、形成すべき画像の画像データに基づき、光（図１及び２で破線で図示）を感光体ドラム５１に対し照射し、感光体ドラム５１の周面を走査・露光して、形成すべき画像の静電潜像を形成する。尚、本実施形態では、画像形成部５につき１つの露光装置５３を示しているが、露光装置５３として半導体レーザ装置、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、ミラー（不図示）等を１又は複数備え、各感光体ドラム５１にレーザ光を照射する１つのレーザユニットを変わりに配しても良い。

前記現像装置５４は、図２において感光体ドラム５１の右側に配され、トナーを収容するとともに、トナーを所定の電位に帯電させ、そのトナーを感光体ドラム５１の周面上に形成された静電潜像に向けて供給し、静電潜像の現像を行う。前記清掃部材５５は、図１において、感光体ドラム５１の左斜め上方に配され、感光体ドラム５１の周面上の残トナー、水分、塵芥等の付着物を除去、回収する。

前記除電装置８は、図２において、清掃部材５５と帯電装置５２の間に設けられ、感光体ドラム５１表面の除電を行うため、複数の発光素子として、例えば赤色発光のＬＥＤ８１（Light Emitting Diode）を備える。そして、除電装置８は、ＬＥＤ８１やＬＥＤ８１を点灯させるためのスイッチ回路等を１つにまとめ、ユニット化される（図５参照）。このＬＥＤ８１からの光を感光体ドラム５１に対し照射し電荷をキャンセルして除電した後に、帯電装置５２による帯電処理後を施すので、感光体ドラム５１表面の電位が均一化され、品質の高い画像形成が行われる。尚、本実施形態では、発光素子としてＬＥＤ８１を用いるが、他の発光素子を用いても構わない。

図１に示すように、前記中間転写部６は、画像形成部５の上方に設けられ、画像形成部５により形成された複数色のトナー像の１次転写を受け、更に、シートへの２次転写を行う部分である。そして、中間転写ベルト６１は、シート搬送路４２に面して設けられる駆動ローラ６２と、３本の従動ローラ６３と４本の１次転写ローラ６４とによって周回可能に張架支持され、下側の外周面が各感光体ドラム５１と当接される。

ここで、駆動ローラ６２にはモータ、ギア等からなる駆動手段（不図示）が接続され、これにより、中間転写ベルト６１が、図１において時計方向（矢印方向）に周回（回転）駆動する。又、１次転写ローラ６４は、各画像形成部５の感光体ドラム５１と中間転写ベルト６１を介して当接する位置に１本ずつ回転可能に配される。尚、１次転写ローラ６４は、感光体ドラム５１から中間転写ベルト６１にトナー像を転写するため、所定のバイアス電流（電圧）を印加される。これにより、画像形成部５で形成された各色のトナー像が中間転写ベルト６１上で重畳される。ベルトクリーニング装置６５は、シートに転写されなかった残トナー等を中間転写ベルト６１から除去する。

そして、中間転写部６には、中間転写ベルト６１上に重畳形成されたフルカラーのトナー像をシートに２次転写するため、駆動ローラ６２に中間転写ベルト６１を介して当接し回転可能に支持される２次転写ローラ６６が設けられる。そして、２次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１上のトナー像のシートへの転写のため、２次転写ローラ６６と中間転写ベルト６１のニップ（２次転写部６７）にシートが進入した際に、所定の電圧を印加される。

前記定着部７は、シートに２次転写されたトナー像を加熱・加圧して定着させる。そして、定着部７は主として、発熱源Ｈを内蔵する加熱ローラ７１と、これに圧接される加圧ローラ７２とで構成され、ニップが形成される。そして、トナー像の転写されたシートは、ニップを通過すると加熱・加圧され、その結果、トナー像がシートに定着する。尚、定着後のシートは、排出トレイ４１に排出され画像形成処理が完了する。

次に、図３に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１の構成及びプリンタ１を制御する制御部９について説明する。図３は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の制御部９の一例を説明するためのブロック図である。

図３に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、プリンタ１内に適宜配置される制御基板上に設けられる制御部９を有する。制御部９は、プリンタ１全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ９１（検出演算部に相当）、記憶部９２、除電制御部９３、表示制御部９４等から構成される。

前記ＣＰＵ９１は、中央演算処理装置であって、各種の演算や、記憶部９２のフラッシュＲＯＭやＨＤＤに格納され、ＲＡＭに展開されている制御プログラムに基づきプリンタ１の各部を制御する。

前記記憶部９２は、制御プログラムやデータを保存し、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置で構成される。フラッシュＲＯＭは、プリンタ１の制御用プログラムや制御用データを記憶し、ＣＰＵ９１が制御用プログラムを読み出す場合などに用いられる。ＲＡＭは、制御用プログラムを一時的に展開する場合や、画像データを一時的に保存しておく場合などに用いられる。ＨＤＤは、大容量の記憶装置であって、制御用プログラムや、ユーザ端末１０から送信される画像データの保存や、使用者によるプリンタ１の設定情報を保存する場合などに使用される。又、記憶部９２は、本発明に関し、ＬＥＤ８１の断線検出のため各除電装置８の点灯時に、発光素子に流れる電流を電圧に変換した電圧値又は発光素子に流れる電流値のそれぞれの基準値を記憶する。

前記除電制御部９３は、複数の除電装置８のＬＥＤ８１の点消灯制御を行う。例えば、ブラックの単色印刷を行う場合、除電制御部９３は、画像形成部５Ｋの除電装置８のＬＥＤ８１のみ点灯するように制御を行う。一方、フルカラー印刷を行う場合、除電制御部９３は全画像形成部５の除電装置８を点灯させる制御を行う。又、ＬＥＤ８１の断線した除電装置８を検出・特定する場合は、複数の除電装置８を同時に点灯させる制御や、除電装置８を個別に点灯させる制御を行う。尚、除電制御部９３を設けず、ＣＰＵ９１が直接、各除電装置８の点消灯制御を行っても良い。

前記表示制御部９４は、ＣＰＵ９１の指示を受けて、実際に操作パネル２の表示を制御する。そして、本発明に関して言えば、表示制御部９４は、ＬＥＤ８１の断線を検出し、又、ＬＥＤ８１の断線した除電装置８を液晶表示部２１に表示させる制御を行う。例えば、「エラー ブラックノＬＥＤニダンセンハッセイ」のような表示を行う。又、操作パネル２に複数設けられる表示灯（不図示）にエラー発生の旨を表示させ、液晶表示部２１にエラーコードを表示してもよい。尚、表示制御部９４はハードとして設けずに、ＣＰＵ９１により機能的に実現されても良い。

そして、図３に示すように、制御部９は、プリンタ１を構成するシート供給部３、シート搬送部４、中間転写部６、定着部７等と信号線を介し接続され、各部の制御用センサ（不図示）からデータを受ける等により、プリンタ１を構成する各部を、制御プログラムにより適宜制御し、高品質の画像形成が行われるように各部の動作を制御する。

特に、画像形成部５について、制御部９は、各画像形成部５とも信号線等で接続され、各画像形成部５の動作を制御するとともに、詳細は後述するが、制御部９のＣＰＵ９１は、本発明に関し、各除電装置８の発光素子に流れる電流が合流した後の電流値又は合流した後の電流を電圧に変換した電圧値を検出し、各基準値又は各基準値の合算値との比較演算を行って除電装置８のＬＥＤ８１に断線が発生していないかの検出を行う。

又、図３に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、外部のコンピュータである。ユーザ端末１０とインターフェイス（不図示）、ネットワーク等により接続される。そして、プリンタ１は、画像データをユーザ端末１０から受け取り、制御部９は、その画像データに基づき画像形成を行う。

次に、図４及び５に基づき、本発明の実施形態に係る除電装置８について具体的に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る除電装置８の動作を説明するため、１つの除電装置８を抽出した回路図である。図５は、本発明の実施形態に係る全ての除電装置８の回路図である。

まず、図４に基づき、除電装置８の回路構成及び動作ついて説明する。

まず、除電装置８には、図５の左方に位置する除電制御部９３（又はＣＰＵ９１）からの除電装置８の点灯を制御する制御信号が入力される入力端子Ｖｉｎが設けられる。そして、この入力端子Ｖｉｎは抵抗Ｒ１と接続され、抵抗Ｒ１はｎｐｎ型のトランジスタＴｒ１のベースと接続される。尚、抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１のベースの間には、ベースに流れ込む電流を調整するための抵抗Ｒ２が接続され、抵抗Ｒ２は接地される。

トランジスタＴｒ１のコレクタは、抵抗Ｒ３と接続され、又、抵抗Ｒ３は、ｐｎｐ型のトランジスタＴｒ２のベースに接続される。一方、トランジスタＴｒ１のエミッタは接地される。

トランジスタＴｒ２をみると、ｐｎｐ型のトランジスタＴｒ２のエミッタは、プリンタ１に備えられる電源装置（不図示）から供給される除電装置８を駆動するための直流電源Ｖ１（例えば２４Ｖ）と接続される。トランジスタＴｒ２のコレクタは、発光部８２と接続される。尚、トランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間には抵抗Ｒ４が設けられる。

発光部８２は、電流制限抵抗Ｒ５と７つのＬＥＤ８１が直列接続されたＬＥＤ回路８３ａと、電流制限抵抗Ｒ６と７つのＬＥＤ８１が直列接続されたＬＥＤ回路８３ｂとが並列接続されることで構成される。一般に、ＬＥＤ８１は照射範囲が狭い等の特徴があるが、このように複数のＬＥＤ８１を使用するので、感光体ドラム５１に対し光をムラなく照射することができる。

そして、発光部８２の入力側がトランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、出力側が、発光部８２からの出力電流を電圧として検出するための抵抗Ｒ７と接続される。又、抵抗Ｒ７の他端は、接地される。尚、抵抗Ｒ７と発光部８２の間にＣＰＵ９１が接続され、ＣＰＵ９１が抵抗Ｒ７の両端に印加される電圧（以下、「参照電圧Ｖｒｅｆ」とする）を検出する。

この除電装置８の回路の動作を説明する。除電制御部９３は、除電装置８を点灯させる場合、入力端子Ｖｉｎに所定の大きさの電圧を入力する（Ｈｉｇｈ状態にする）。そうすると、トランジスタＴｒ１がＯＮされ、このトランジスタＴｒ１のＯＮにより、トランジスタＴｒ２のベース２では電流が引き込まれてトランジスタＴｒ２がＯＮされる。そうすると、トランジスタＴｒ２のコレクタから発光部８２に向けて電流が流れ込み、各ＬＥＤ８１が点灯する。

次に、ＬＥＤ８１の断線検出の基本的な概念について説明する。

まず、ＣＰＵ９１は、２つのＬＥＤ回路８３ａとＬＥＤ回路８３ｂのいずれにも断線が発生していない場合の参照電圧Ｖｒｅｆをあらかじめ検出し、その参照電圧Ｖｒｅｆは、記憶部９２に基準値として記憶されている。そして、ＬＥＤ回路８３ａとＬＥＤ回路８３ｂの両方が断線している場合、除電制御部９３が入力端子Ｖｉｎに入力しているにもかかわらず、参照電圧Ｖｒｅｆは０Ｖとなるので、ＬＥＤ８１の断線を検出できる。

一方、ＬＥＤ回路８３ａとＬＥＤ回路８３ｂのいずれかに一方に断線が発生している場合、発光部８２から出力される電流値が減少するので、断線が発生していない場合に比べ、検出される参照電圧Ｖｒｅｆが小さくなる。

具体的に言うと、まず、トランジスタＴｒ２がＯＮ状態であると、トランジスタＴｒ２のコレクタの電圧は、電源電圧とほぼ同じになる。例えば、直流電源Ｖ１の電圧を２４Ｖとすると、発光部８２と抵抗Ｒ７間には、約２４Ｖが印加されることになる。そして、発光部８２は、ＬＥＤ回路８３ａとＬＥＤ回路８３ｂが並列して構成されているので、発光部８２の抵抗値は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の並列接続における合成抵抗となる。従って、抵抗Ｒ７を流れる電流Ｉは、
Ｉ ＝ 電源電圧／（合成抵抗＋抵抗Ｒ７）
により定まる。

ここで、ＬＥＤ回路８３ａとＬＥＤ回路８３ｂのいずれか一方が断線すると、発光部８２の抵抗値が変化する。具体的に例を挙げれば、一般に、ＬＥＤ８１に流れる電流が等しくなるように、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の抵抗値は、ほぼ等しいものが採用され、例えば、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６に１ｋΩの抵抗Ｒを採用するとすれば、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の合成抵抗は、
合成抵抗 ＝ １／（（１／１０００）＋（１／１０００））＝５００Ω
となる。

しかし、断線が発生すると、発光部８２の抵抗値は１ｋΩとなり、ＬＥＤ８１の断線未発生時よりも明らかに大きくなる。そうすると、発光部８２の抵抗値と抵抗Ｒ７の抵抗値の合計が大きくなり、ＬＥＤ８１の断線発生時、抵抗Ｒ７を流れる電流Ｉは、減少する。従って、ＬＥＤ８１の断線発生時は参照電圧Ｖｒｅｆも小さくなる。

そして、ＣＰＵ９１は、断線未発生時の参照電圧Ｖｒｅｆの基準値を記憶部９２から読み出し、入力端子Ｖｉｎへの制御信号入力時に検出した参照電圧Ｖｒｅｆと比較し、所定値以上の差があれば、ＬＥＤ回路８３ａとＬＥＤ回路８３ｂの両方又は一方で断線が発生したことを検出できる。ここで、基準値と所定値以上の差があることを確認するのは、ＬＥＤ８１は、温度により電流量が変化する場合があり、基準値と異なるというだけで、直ちに断線が発生したと判断することはできないためである。従って、所定値は、使用するＬＥＤ８１の温度特性との兼ね合いで定まる値である。

次に、図５に基づき、図４で説明した断線検出の基本的な概念を本実施形態のプリンタ１に適用する点について述べる。

図５に示すように、本実施形態のプリンタ１は、各色のトナー像を形成するため、４つの画像形成部５を有し、各画像形成部５に、それぞれ除電装置８が設けられる（即ち、計４つ）。尚、図５では、各除電装置８で共通する部材については、同一の符号を付す。

そして、図５に示すように、各除電装置８の発光部８２からの電流は、１つにまとめられる。そして、各発光部８２からの全電流を電圧として測定するための１つの抵抗Ｒ７が全発光部８２からの電流の合流後に接続され、抵抗Ｒ７の他端は接地される。そして、抵抗Ｒ７と全電流の合流点ＰＪの間に、ＣＰＵ９１が参照電圧Ｖｒｅｆを測定するための測定点ＰＭが設けられる。そして、測定点ＰＭとＣＰＵ９１のポートが接続され、ＣＰＵ９１は、測定点ＰＭの電圧値を測定することになる。尚、測定点ＰＭとＣＰＵ９１を直接接続せずに、間にＡ／Ｄコンバータ（不図示）を設け、ＣＰＵ９１は、Ａ／Ｄコンバータの出力を受けるようにしても良い。

ＣＰＵ９１は、測定点ＰＭのアナログ電圧値をディジタル信号に変換し、各除電装置８のいずれかのＬＥＤ８１で断線が生じていれば、参照電圧Ｖｒｅｆは減少する点を利用して、断線発生の検出を行う。例えば、フルカラーの画像形成を行うため、全ての除電装置８を点灯させた場合の測定点ＰＭで検出された参照電圧Ｖｒｅｆと、全除電装置８の基準値の合計値とを比較し、参照電圧Ｖｒｅｆが所定値以上小さいと、ＣＰＵ９１は断線が発生していると認識する。

次に、図６及び図７に基づき、本発明の実施形態に係る除電装置８の断線検出と断線箇所特定までの流れをより詳細に説明する。図６は、本発明の実施形態に係る除電装置８の基準値を記憶する際のフローチャートであり、図７は、本発明の実施形態に係る除電装置８の断線検出と断線箇所特定の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、本実施形態のプリンタ１では、除電装置８のＬＥＤ８１の断線を検出するためには、基準値と検出された参照電圧Ｖｒｅｆとの比較演算を行う必要があるので、まず、基準値を定める。この基準値の設定について、図６に基づき説明する。

この基準値の設定は、例えば、一定温度下の工場出荷時等のＬＥＤ８１の断線が発生していないと認められる状態で行う。従って、基準値は、プリンタ１が使用者のもとで使用される前にあらかじめ設定される初期値として記憶部９２に設定、記憶される。尚、この設定された初期値に明らかな異常が認められれば、除電装置８の初期不良を発見することもできる。

基準値を設定する場合、工場出荷前の検査担当者等により、プリンタ１を初期値記憶モード等に設定した後、ＣＰＵ９１が除電制御部９３に指示を与え、除電制御部９３は、各画像形成部５の各除電装置８の内、いずれか１つの除電装置８を点灯させる（ステップ♯１）。そして、ＣＰＵ９１は、その除電装置８の参照電圧Ｖｒｅｆを初期値（基準値）として記憶部９２に記憶させる（ステップ♯２）。次に、ＣＰＵ９１は、全ての除電装置８の初期値の記憶が完了したかの確認を行う（ステップ♯３）。完了していなければ（ステップ♯３のＮｏ）、除電制御部９３が初期値の記憶未完了の除電装置８のうち、１つを点灯させ（ステップ♯４）、ステップ♯２に戻る。

一方、完了していれば（ステップ♯３のＹｅｓ）、ＣＰＵ９１は、記憶部９２に記憶された全ての初期値の合算値、即ち、全参照電圧Ｖｒｅｆの和を演算し、記憶部９２に記憶させておく。（ステップ♯５）。

尚、以下の説明では、画像形成部５Ｋの除電装置８を点灯させた場合の参照電圧Ｖｒｅｆの初期値をＶｒｅｆ（Ｋ）とし、画像形成部５Ｙの除電装置８を点灯させた場合の参照電圧Ｖｒｅｆの初期値をＶｒｅｆ（Ｙ）とし、画像形成部５Ｍの除電装置８を点灯させた場合の参照電圧Ｖｒｅｆの初期値をＶｒｅｆ（Ｍ）とし、画像形成部５Ｃの除電装置８を点灯させた場合の参照電圧Ｖｒｅｆの初期値をＶｒｅｆ（Ｃ）として以下説明を行う。

次に、図７に基づき、除電装置８のＬＥＤ８１の断線箇所の特定の一例について説明する。

まず、画像形成中に除電装置８を複数又は全てを点灯させている際に、点灯させている除電装置８の初期値の合算値と、ＣＰＵ９１により検出された参照電圧Ｖｒｅｆが所定値以上異なるかをＣＰＵ９１は確認して、ＬＥＤ８１の断線の有無を検出する（ステップ♯１１）。即ち、ＣＰＵ９１は、除電装置８を複数又は全て点灯した際、検出された電流値又は電圧値が、各基準値の合算値と所定値以上異なることを検出した場合、除電装置８のいずれかの発光素子で断線が発生したことを検出する。

尚、このとき画像形成動作を制御部９は停止させても良い。又、画像形成中ではなく、画像形成装置の電源投入時や、待機時、操作パネル２の断線箇所特定指示入力等により、除電装置８を全て点灯させ、断線検出を所定のタイミングで行うようにしてもよい。

ＬＥＤ８１の断線を検出すれば（ステップ♯１１のＹｅｓ）、最初に、断線の発生した除電装置８の特定のため、４つの除電装置８の内、例えば、ブラックの画像形成部５Ｋの除電装置８Ｋとマゼンタの画像形成部５Ｍの除電装置８Ｍの２つを１つのグループとして断線確認のため点灯させる（ステップ♯１２）。即ち、除電制御部９３は、断線発生検出時、点灯させる除電装置８を順に切り替える。尚、変わりに、画像形成部５Ｃと画像形成部５Ｙの除電装置８をグループとして点灯を行ってもよいが、単色印刷などで使用頻度が高く、断線の可能性が高いブラックの除電装置８Ｋが含まれるようにするとよい。

そして、この時に検出された参照電圧Ｖｒｅｆが、初期値Ｖｒｅｆ（Ｋ）とＶｒｅｆ（Ｍ）の合算値と所定値以上異なるか否かをＣＰＵ９１が演算し、除電装置８Ｋと除電装置８ＭでのＬＥＤ８１の断線の有無を確認する（ステップ♯１３）。

ステップ♯１３で断線が確認されれば（ステップ♯１３のＹｅｓ）、次に、一般的に、断線の可能性が最も高い除電装置８Ｋを点灯させる（ステップ♯１４）。そして、ＣＰＵ９１は、初期値Ｖｒｅｆ（Ｋ）と除電装置８Ｋの点灯時の参照電圧Ｖｒｅｆの比較を行い、所定値以上の差があるかを確認し、除電装置８Ｋの断線の有無を判定する（ステップ♯１５）。もし、断線が検出されれば（ステップ♯１５のＹｅｓ）、除電装置８Ｋで断線が発生したとＣＰＵ９１は特定する（ステップ♯１６）。一方、断線が検出されなければ（ステップ♯１５のＮｏ）、除電装置８Ｍで断線が発生したとＣＰＵ９１は特定する（ステップ♯１７）。

一方、ステップ♯１３で、断線が確認されなければ（ステップ♯１３のＮｏ）、次に、シアンの画像形成部５Ｃの除電装置８Ｃを点灯させる（ステップ♯１８）。尚、この時、点灯させる除電装置８は、イエローの画像形成部５Ｙの除電装置８Ｙものでもよい。そして、ＣＰＵ９１は、初期値Ｖｒｅｆ（Ｃ）と除電装置８Ｃの点灯時の参照電圧Ｖｒｅｆの比較を行い、所定値以上の差があるかを確認し、除電装置８Ｃの断線の有無を判定する（ステップ♯１９）。もし、断線が検出されれば（ステップ♯１９のＹｅｓ）、除電装置８Ｃで断線が発生したとＣＰＵ９１は特定する（ステップ♯２０）。一方、断線が検出されなければ（ステップ♯１９のＮｏ）、除電装置８Ｙで断線が発生したとＣＰＵ９１は特定する（ステップ♯２１）。

このように、ＣＰＵ９１は、断線検出時、除電装置８の点灯切り替えごとに、検出した電流値又は電圧値と各基準値若しくは各基準値の合算値との比較を行い、断線した除電装置８を特定する。具体的には、この特定の動作では、除電制御部９３は、全除電装置８を２つのグループに分け、最初に、１つのグループ（例えば、ブラックとマゼンタ）の除電装置８を全て点灯させ、検出された電流値又は電圧値が各基準値の合算値と所定値以上異なる場合、点灯させた除電装置８を少なくとも１つ点灯させて断線した除電装置８を特定し、検出された電流値又は電圧値が各基準値の合算値と所定値以上異ならない場合、点灯させていないグループ（例えば、シアンとイエロー）の除電装置８を少なくとも１つ点灯させて断線した除電装置８を特定するのである。

そして、ＬＥＤ８１の断線が発生した除電装置８の特定が行われると、制御部９は、操作パネル２に断線が発生した旨と、特定した除電装置８を表示させる（ステップ♯２２）。即ち、操作パネル２は、装置の状態を表示するための表示部として設けられ、除電装置８に断線の発生、又は、断線したと特定した除電装置８の表示を行う。これらの動作の後、一連の断線発生検出と、ＬＥＤ８１の断線が発生した除電装置８の特定制御が終了する（エンド）。

このようにして、本実施形態の構成によれば、各除電装置８のＬＥＤ８１（発光素子）に流れる電流が合流した後の電流値又は電圧値を検出し、各基準値又は各基準値の合算値との比較演算を行って断線検出及び断線箇所を特定するから、電流値又は電圧値の検出を行う検出部を除電装置８ごとに複数設ける必要が無く、１つだけですみ、断線箇所の特定までも行うことができる。従って、複数の除電装置８での断線検出及び断線箇所特定を行う構成の簡素化、低コスト化、省スペース化を図ることができる。又、ＣＰＵ９１（検出演算部）が電流値又は電圧値の検出を行う測定点ＰＭは一箇所でよく、例えば、検出演算部にＣＰＵ９１を用いた場合、ＣＰＵ９１で使用するポートは１つですみ、又、ＣＰＵ９１への負荷は少なくて済み、ＣＰＵ９１や製造コストの上昇を招くこともない。

又、断線箇所の特定の際、点灯を行う各除電装置８のグループ、順番を最適化するので、迅速に断線箇所の特定を行うことができる。例えば、４つの除電装置８が画像形成装置に備えられる場合、除電装置８を２つずつのグループに分けると、２回の電流値又は電圧値の検出と基準値との比較で、発光素子の断線の発生した除電装置８を特定することができる。又、例えば、工場出荷時等に検出された発光素子に流れる電流値又は流れる電流に基づく電圧値を初期値として記憶するので、受光素子の断線の発生を正確に検出できる。

又、発光素子としてのＬＥＤ８１を電流制限抵抗Ｒとともに複数直列接続したＬＥＤ回路を並列接続して発光部８２を構成するので、除電に十分な発光量を確保できる。しかも、ＬＥＤ回路の１つが断線した場合、発光部８２の合成抵抗が変化し、断線前と断線後で検出される電流値又は電圧値が変化するので、ＬＥＤ８１の断線を容易に検出することができる。又、除電装置８での断線発生と、断線の発生した除電装置８特定して、使用者に伝達することができる。従って、画像形成装置の修理の際に、除電装置８の断線箇所の判定、検出を行う必要が無いので、修理を迅速に行うことができ、使用者の利便性が向上する。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。

上記の実施形態の説明では、抵抗Ｒ７を流れる電流を電圧に変換し、抵抗Ｒ７の両端の電圧を参照電圧Ｖｒｅｆとして断線の検出及び断線箇所の特定を行ったが、抵抗Ｒ７を流れる電流を直接測定し、基準値、初期値も電流値ベースで定め、電流値を基準としてＣＰＵ９１が断線の検出及び断線箇所の特定を行っても良い。又、検出された参照電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ７の抵抗値で割る演算をＣＰＵ９１が行えば、抵抗Ｒ７を流れる電流値を求めることができ、この求められた電流値を基準に、断線の検出及び断線箇所の特定が行われても良い。

以上、本発明の実施形態を説明したが本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、複写機、複合機、プリンタ等で除電装置を有する画像形成装置等に利用可能である。

本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す模型的断面図である。 本実施形態に係るプリンタの１つの画像形成部を拡大した拡大模型的断面図である。 本実施形態に係るプリンタの制御部の一例を説明するためのブロック図である。 本実施形態に係る除電装置の動作を説明するため、１つの除電装置を抽出した回路図である。 本実施形態に係る全ての除電装置の回路図である。 本実施形態に係る除電装置の基準値を記憶する際のフローチャートであり、 本実施形態に係る除電装置の断線検出と断線箇所特定の流れの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置） ２ 操作パネル（表示部）
５（５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ） 画像形成部 ５１ 感光体ドラム
８（８Ｋ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ） 除電装置
８１ ＬＥＤ（発光素子） ８２ 発光部
８３ａ、８３ｂ ＬＥＤ回路 ９１ ＣＰＵ（検出演算部）
９２ 記憶部 ９３ 除電制御部
Ｒ５、Ｒ６ 電流制限抵抗

Claims (5)

1. それぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を有し、複数色のトナー像を重ね合わせカラー画像を形成する画像形成装置において、
   各前記画像形成部には、像担持体としての感光体ドラムと、発光素子を備えるとともに前記感光体ドラムに光を照射して前記感光体ドラムの除電を行う除電装置が設けられ、
   各前記除電装置の点灯時に、発光素子に流れる電流を電圧に変換した電圧値又は発光素子に流れる電流値のそれぞれの基準値を記憶する記憶部と、
   各前記除電装置の発光素子に流れる電流が合流した後の電流値又は合流した後の電流を電圧に変換した電圧値を検出し、各前記基準値又は各前記基準値の合算値との比較演算を行う検出演算部と、
   各前記除電装置の点消灯制御を行う除電制御部と、を有し、
   前記検出演算部は、前記除電装置を複数又は全て点灯した際、検出された電流値又は電圧値が各前記基準値の合算値と所定値以上異なることを検出した場合、前記除電装置のいずれかで発光素子で断線が発生したことを検出し、
   前記除電制御部は、断線発生検出時、点灯させる前記除電装置を順に切り替え、
   前記検出演算部は、前記除電装置の点灯切り替えごとに、検出した電流値又は電圧値と各前記基準値若しくは各前記基準値の合算値との比較を行い、断線した前記除電装置を特定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記除電装置の断線発生検出時、前記除電制御部は、全除電装置を２つのグループに分け、最初に、１つのグループの前記除電装置を全て点灯させ、検出された電流値又は電圧値が各前記基準値の合算値と所定値以上異なる場合、点灯させた前記除電装置を少なくとも１つ点灯させて断線した前記除電装置を特定し、検出された電流値又は電圧値が各前記基準値の合算値と所定値以上異ならない場合、点灯させていないグループの前記除電装置を少なくとも１つ点灯させて断線した前記除電装置を特定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 各前記基準値は、あらかじめ設定された初期値として前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記発光素子はＬＥＤであり、
   前記除電装置は、複数のＬＥＤと電流を制限するための電流制限抵抗を直列接続したＬＥＤ回路を並列接続することで構成される発光部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 装置の状態を表示するための表示部を有し、
   前記表示部は、前記除電装置に断線の発生、又は、断線したと特定した前記除電装置の表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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