JP2013162484A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ノイズによるDA変換器の誤動作に適切に対応可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】制御部122は、アドレスビットとデータビットとを含むデジタルデータDINをDA変換部124にシリアル伝送し、DA変換部124は、クロックCLKに同期して、取込済みのデータを1ビットシフトした後にデジタルデータDINを取込むシフトレジスタを備え、シフトレジスタに取込まれたデータビットからアナログ信号を生成して、シフトレジスタに取込まれたアドレスビットにより特定される出力端子CH1〜CH10から出力し、クロックCLKに同期して、アドレスビットの特定ビットの値であるDOUTを制御部122に入力し、制御部122は、一連のデジタルデータのシリアル伝送を終えた後、DOUTが変化したか否かを判定する。これにより、ノイズによるDA変換器の誤動作に適切に対応することができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、ノイズによるDA変換器の誤動作に適切に対応可能な画像形成装置に関する。
電子機器である画像処理装置の1種として、多くの事業所(会社、事務所等)に、記録媒体(例えば、記録紙)の表面に画像を形成する画像形成装置(代表的にはコピー機)が導入されている。画像形成装置の1種である複合機(MFP(MultiFunction Peripheral))は、コピー機能、ファクシミリ(以下、ファクシミリをFAXともいう)機能、ネットワーク対応のプリント機能、及びスキャナ機能等、複数の機能を備える。
画像形成装置は、各種機能を実行するために、外部電源(商用電源)から供給される電圧から高電圧(以下、高圧ともいう)を生成して、内部の画像形成部等に供給する。画像形成装置の機能に応じて、どの構成部に、どのようなタイミングで、どのような値の高圧を生成して供給するかは、制御部(制御基板)によって、内部の高電圧生成部に指示される。制御部の指示はデジタル信号であるので、画像形成装置は、デジタル信号をアナログ信号に変換するためにDA変換器(以下、DAコンバータともいう)を備えている。
近年では、画像形成装置においては、1つの半導体チップで複数のアナログ信号を出力できる多チャンネルDA変換器が利用されている。即ち、画像形成装置の制御基板からは、1本のデータ線を用いて、デジタルデータをDA変換器にシリアル伝送し、DA変換器がアナログ信号を生成し、このアナログ信号を基に高電圧が生成される。
例えば、下記特許文献1には、画像読取装置において、DAコンバータを用いたシリアルデータ伝送におけるDA変換を正常に行なうために、ADコンバータから出力されるデジタル出力に基づいて、DAコンバータのダイナミックレンジを制御する技術が開示されている。
画像形成装置において使用される、高圧を生成するためのDA変換器に入力されるデジタル信号線にノイズが入ると、DA変換器は誤動作し、誤ったデータを出力してしまう。例えば、画像形成部に対して、現像出力用として−420Vを出力すべきところ、0Vを出力してしまうと、画像不良(正常な画像形成が出来ない)、キャリア上がり(感光体ドラム表面の電位は正常出力されているが、現像出力が0V)等が発生し、画像形成装置が損傷を受ける。
これに関して、下記特許文献2には、ノイズによるDA変換装置の誤動作を防止するための技術が開示されている。特許文献2のカラーレーザプリンタの電力制御系は、図1に示すように、制御基板50と高圧電源部20とを備えている。高圧電源部20は、DA変換装置1と、12個の第1の高圧出力部22A〜第12の高圧出力部22Lとを備えている。DA変換装置1は、図2のように構成されている。制御基板50は、DA変換装置1に、クロックCLK、データDI及びロード信号LDを出力し、DA変換装置1は、入力されるこれらの信号によって、12個の高圧出力部のうち所定の高圧出力部に、高圧を生成するためのアナログ信号を出力する。
具体的には、DA変換装置1は、12ビットシフトレジスタ2、4ビットのアドレスデコーダ3、8ビットラッチ4A〜4L、及び、8ビットDAコンバータ5A〜5Lを備えている。12ビットシフトレジスタ2は、入力されるデータDIをクロックCLKのタイミングで、1ビットずつ取込み、新たに1ビットを取込む毎に1ビットシフトする。制御基板50は、12ビットのデータDIを出力したタイミング(12ビットのデータD00〜D11が、シフトレジスタ2に取込まれたタイミング)で、ロード信号LDをローレベルからハイレベルに立ち上げる。これによって、アドレスデコーダ3は、4ビットのデータD08〜D11から8ビットラッチ4A〜4Lの何れかを示すアドレスを生成し、該当する8ビットラッチに8ビットのデータD00〜D07をラッチさせる。ラッチされた8ビットのデータは、対応する8ビットDAコンバータに入力され、アナログの高圧が生成されて出力される。
なお、図1及び図2では、アドレスビットが4ビット(16のアドレスを指定可能)であるにも拘わらず、高圧出力部1〜12(22A〜22L)、8ビットラッチ4A〜4L、及び8ビットDAコンバータ5A〜5Lがそれぞれ12個であるので、4つの無効アドレス(DON’T CARE)が存在する。具体的には、アドレスビットが“0000”、“1101”、“1110”、“1111”である4つのアドレスが無効アドレスである。
このような、構成において、制御基板50からDA変換装置1に入力されるクロック線(CLK)、データ線(DI)及びロード線(LD)にノイズが入ると、シフトレジスタ1には1ビットシフトしたデータが確定されて、アドレスデコーダ3及び8ビットラッチ4A〜4Lに意図しないデータが入力されてしまう。このノイズによる誤動作を回避するために、特許文献2の制御基板50は、ロード信号LDをハイレベルにして、所定の12ビットデータを確定させた後、12ビット全てが“0”又は“1”のデータを出力し、ロード信号LDをハイレベルにしてデータを確定させる。これによって、クロック線(CLK)、データ線(DI)及びロード線(LD)にノイズが入ってビットシフトが生じても、アドレスデコーダ3のアドレスは無効なアドレス(DON’T CARE)に維持されるので、DA変換装置1の誤動作を防止することができる。
特開2000−316087号公報 特開2005−94186号公報
上記したように、画像形成装置では、高圧生成部のDA変換器で、シリアルデータをアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を出力する端子を決定するので、正しくデータ変換し、正しく出力端子を決定するためには、デジタル信号線にノイズが入ることを可能な限り防止することが望ましい。特許文献2に開示された技術によって、クロック線(CLK)、データ線(DI)及びロード線(LD)にノイズが入っても、DA変換装置1の誤動作を防止することができる。
しかし、特許文献2の技術では、所定のアナログ信号を生成した後に、制御基板50から12ビットの無効なデータを出力し、ロード信号LDでデータを確定させるという、本来の高電圧を生成するための制御とは別に余分な制御が必要となる問題がある。また、ノイズの発生回数が多くなると、特許文献2の技術では、アドレスデコーダ3のアドレスが無効なアドレス(DON’T CARE)に維持されなくなり、DA変換装置1が誤動作してしまう問題もある。
したがって、本発明は、本来の高電圧を生成するための制御とは別に、無効なアドレスを設定する処理等の余分な処理を行なうことなく、ノイズによるDA変換器の誤動作に適切に対応可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の目的は、下記によって達成することができる。
即ち、本発明に係る画像形成装置は、制御部と、制御部からシリアル伝送されるデジタルデータからアナログ信号を生成するDA変換部とを備える画像形成装置であって、DA変換部は、アナログ信号を出力する複数の出力端子を備え、出力端子から出力されるアナログ信号は、記録媒体の表面への画像形成のために使用され、デジタルデータは、複数のアドレスビットと複数のデータビットとを含み、DA変換部は、制御部からシリアル伝送により入力されるデジタルデータを、制御部から入力されるクロック信号に同期して取込むシフトレジスタを備え、シフトレジスタは、クロック信号に同期して、取込済みのデータを所定方向にシフトした後にデジタルデータを取込み、DA変換部は、シフトレジスタに取込まれた複数のデータビットからアナログ信号を生成し、当該アナログ信号を、複数の出力端子のうちの、シフトレジスタに取込まれた複数のアドレスビットにより特定される出力端子から出力し、DA変換部は、クロック信号に同期して、アドレスビットの特定のビットの値を制御部に入力し、制御部は、画像形成のために一連のデジタルデータをDA変換部にシリアル伝送した後に、特定のビットの値が変化したか否かを判定する。
好ましくは、制御部は、特定のビットの値が変化したことを検出したことを受けて、画像形成のためにDA変換部に伝送されたデジタルデータのうち、最後に出力端子から出力されたアナログ信号の生成に使用されたデジタルデータを、DA変換部にシリアル伝送する。
より好ましくは、出力端子から出力されるアナログ信号は、カラー画像の形成時における、各色のトナーを記録媒体の表面に形成するためのグリッドGB電圧及び現像DV電圧として使用される。
さらに好ましくは、DA変換部は、複数の出力端子の各々に対応するラッチと、当該ラッチに対応する1チャンネル出力のDAコンバータとを、それぞれ複数備え、アドレスビットによって、複数のラッチのうちの1つのラッチが特定され、1チャンネル出力のDAコンバータは、対応するラッチから入力されるデジタルデータをアナログ信号に変換して、対応する出力端子から出力する。
好ましくは、アドレスビットの特定のビットと、特定のビットに隣接するアドレスビット内の隣接ビットとの組合せは、“01”又は“10”であり、隣接ビットのビット値は、シフトレジスタにおいて1ビットシフトされることにより、特定のビットにシフトされる。
より好ましくは、特定のビットは、シフトレジスタにおいて1ビットシフトすることにより破棄される値を記録するビットである。
本発明によれば、本来の高電圧を生成するための制御とは別に、無効なアドレスを設定する処理等の余分な処理を行なうことなく、ノイズによるDA変換器(DA変換部)の誤動作に適切に対応することができる。したがって、ノイズによってDA変換器が誤動作して異常な電圧が生成されることを防止することができるので、画像形成の失敗を防止し、画像形成装置の損傷を防止することができる。
DA変換器から制御部にフィードバックされる信号として、DA変換器をカスケード接続するための信号を用いることができるので、既存のDA変換器を使用することができるので、製造費用の増加を抑制することができる。
従来の電力制御系の構成を示すブロック図である。 図1のDA変換装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 図3の画像形成装置が備える高電圧生成部の構成を示すブロック図である。 図4のDA変換器の内部構成を示すブロック図である。 図4の高電圧生成部において実行されるDA変換器の制御プログラムの制御構造を示すフローチャートである。 コピー時における高電圧生成のシーケンスを示す図である。 図7に示したシーケンスにおいて使用されるデジタルデータとアナログ電圧値との対応関係を示す図である。 図7に示したシーケンスにおいて使用されるデータの例を示す図である。 図7に示したシーケンスにおいて正しくデータが確定された状態を示すタイミングチャートである。 図7に示したシーケンスにおいて間違ったデータが確定された状態を示すタイミングチャートである。
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図3を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置100は、原稿を読取って生成された画像データに応じて、所定の記録紙に多色又は単色の画像を形成する。画像形成装置100は、本体装置102と自動原稿処理装置104とにより構成されている。
本体装置102の上部には操作部(図示せず)が配置されており、ユーザが操作部を操作することによって入力される指示に応じた処理を実行する。本体装置102は、画像読取装置90、光走査装置8、現像器22、感光体ドラム13、クリーナユニット14、帯電器15、中間転写ベルトユニット6、定着ユニット7、給紙カセット81、及び胴内排紙トレイ70を備えて構成されている。
自動原稿処理装置104は、原稿載置台(プラテンガラス)の上に自動的に原稿を搬送する。自動原稿処理装置104は、回動自在に構成され、原稿載置台の上を開放することができる。
本画像形成装置100において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)を用いたカラー画像データである。現像器22、感光体ドラム13、帯電器15、及びクリーナユニット14は、各色に応じた4種類の潜像を形成するように、それぞれ4個ずつ設けられている。
帯電器15は、感光体ドラム13の表面を帯電させる。光走査装置8は帯電された感光体ドラム13を、入力された画像データに応じて露光し、その表面に静電潜像を形成する。現像器22は、各感光体ドラム13上の静電潜像を4色(YMCK)のトナーにより顕像化する。クリーナユニット14は感光体ドラム13上の残留トナーを除去及び回収する。
中間転写ベルトユニット6は、中間転写ベルト61、中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、中間転写ローラ64、及び中間転写ベルトクリーニングユニット65を備えている。これらのローラは中間転写ベルト61を回転駆動させる。感光体ドラム13上に形成された各色のトナー像を、中間転写ローラ64により中間転写ベルト61に順次転写して、中間転写ベルト61上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する。中間転写ベルト61上のトナー像は、転写ローラ10によって記録紙上に転写される。中間転写ベルト61上に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット65によって除去及び回収される。
給紙カセット81及び手差し給紙カセット82は、画像形成に使用する記録紙を保持するためのトレイである。胴内排紙トレイ70は、印刷済みの記録紙を集積するためのトレイである。
ピックアップローラ11a,11b、複数の搬送ローラ12a〜12d、レジストローラ16、転写ローラ10、及び定着ユニット7等によって、記録紙搬送路Sが形成されている。ピックアップローラ11a,11bはそれぞれ、給紙カセット81又は手差し給紙カセット82から記録紙を1枚ずつピックアップして記録紙搬送路Sに供給する。搬送ローラ12a〜12dは、記録紙搬送路Sに沿って記録紙を搬送する。レジストローラ16は、記録紙を一旦保持し、所定のタイミングで記録紙を転写ローラ10に搬送する。
定着ユニット7は、ヒートローラ71及び加圧ローラ72を備えている。ヒートローラ71は、所定の定着温度に設定されており、加圧ローラ72とともに、記録紙に転写された多色トナー像を熱定着させる。外部加熱ベルト73は、ヒートローラ71を外部から加熱する。
画像読取装置90は、原稿載置台、第1走査ユニット、第2走査ユニット、結像レンズ、及びCCD等を備えている。第1走査ユニットは、副走査方向(図3の左右方向)へと移動しながら、原稿載置台上の原稿を照明装置によって露光する。原稿からの反射光は、第2走査ユニット及び結像レンズを介してCCDに集光される。これにより原稿表面の画像を読取る。
画像読取装置90は、原稿載置台上の静止原稿だけでなく、自動原稿処理装置104により搬送される原稿表面の画像を読取ることができる。自動原稿処理装置104では、ピックアップローラによって、原稿トレイ上の原稿を引き込み、搬送し、原稿読取ガラスの上を通過させ、原稿を排紙トレイへと排出する。このとき、第1走査ユニットは移動せずに、原稿読取ガラスを介して、搬送される原稿表面を照明し、上記と同様に原稿表面の画像を読取る。CCDにより読取られた原稿表面の画像は、種々の画像処理を施されてから画像形成装置100の光走査装置(レーザ露光装置)8へと入力され、画像が記録紙に記録され、この記録紙が複写原稿として出力される。
上記したように、画像形成時には、感光体ドラム13にトナーを付着させるために、帯電器15は感光体ドラム13の表面を帯電させる。そのために、高電圧生成部から帯電器15に高電圧のグリッドGB電圧が供給される。また、現像器22の現像槽内のマグローラによりトナーを帯電させ、感光体ドラム13に付着させる。そのために、高電圧生成部から、高電圧の現像DV電圧が供給され、現像槽内のマグローラに電位を発生させる。なお、本明細書においては、高電圧とは、絶対値が50V以上の電圧(基準電位との差が50V以上の電位)を意味する。
図4に、画像形成装置100が備える、グリッドGB電圧及び現像DV電圧等の高電圧を生成する高電圧生成部120の構成を示す。高電圧生成部120は、制御部122、DA変換器124、ROM126、RAM128、タイマ130、及びバス132を備えている。制御部122、ROM126、RAM128、及びタイマ130はバス132に接続されており、これらの間のデータ交換はバス132を介して行なわれる。
ROM(Read Only Memory)126は、高電圧生成部120の動作を制御するのに必要なプログラム及びデータが記憶されている。ROM126は、通電が遮断された場合にもデータを保持する不揮発性記憶装置である。RAM(Random Access Memory)128は、揮発性の記憶装置である。制御部122は、ROM126に格納されているプログラムにしたがってDA変換器124を制御して、高電圧を生成する。具体的には、制御部122は、ROM126からプログラムをRAM128上に読出して、RAM128の一部を作業領域としてプログラムを実行する。タイマ130は、制御部122からの要求を受けて、制御部122に現在時刻を表す情報(以下、単に現在時刻という)を提供する。
制御部122は、ROM126に格納されているプログラムにしたがって高電圧を生成するための信号(クロックCLK、ロード信号LD、データDIN)をDA変換器124に出力する。DA変換器124は、シリアル入力されるデータDINからアナログ信号を生成して、複数の端子(各端子をチャンネルCH1〜CH10で表す)から出力する。チャンネルCH1〜CH10からの出力は、画像形成装置100内部の各部に、グリッドGB電圧、現像DV電圧等として供給される。
DA変換器124は、公知のDAコンバータであり、例えば図5に示すように、14ビットのシフトレジスタ140、アドレスデコーダ142、10ビットのラッチ150〜166、及び、1チャンネル出力の10ビットのDAコンバータ170〜186を備えている。
出力電圧値を決定するためのデータは、図2のDA変換装置1では8ビットデータ(D00〜D07)を処理するのに対して、図5のDA変換器124は10ビットデータを処理する。DA変換器124は、14ビットのシフトレジスタ140を備えている。シリアル伝送されるデータDINは、14ビットのデータを構成する。D0〜D3の4ビットは、出力端子を特定するためのアドレスとして使用される。D4〜D13の10ビットは、チャンネルCH1〜CH10から出力されるアナログの電圧値を決定するために使用される。クロックCLKは、DA変換器124に入力されるデータDINを、シフトレジスタ140に1ビットずつ取込むために使用される。即ち、クロックCLKの立ち上り毎に、データDINの値が、1ビットずつシフトレジスタ140に取込まれる。ここでは、データDINがD0、D1、・・・、D13の順でDA変換器124に入力されるとする。
DA変換器124の出力DOUTは、制御部122に入力される。出力DOUTは、クロックCLKの立ち上り毎に、シフトレジスタ140中の14ビットのうち、先頭のビット(シフト毎に破棄されるビットであり、例えばLSB(Least Significant Bit))の値が出力される。クロックCLKの立ち上りで取込まれる1ビットデータは、シフトレジスタ140の末尾のビット(例えばMSB(Most Significant Bit))に入力される。シフトレジスタ140の各ビットの値は、クロックCLKの立ち上り毎に1ビットずつ、シフトレジスタ140の先頭ビットの方向にシフトされる。したがって、データDINの最初に入力されるデータD0は、後続のデータD1〜D13以降が取込まれるときに、1ビットずつシフトされ、D13が取込まれたときに、シフトレジスタ140の先頭ビットに位置することになる。この段階で、シフトレジスタ140に14ビットのデータDIN(D0〜D13)が取込まれたことになる。クロックCLKの立ち上りタイミングで、シフトレジスタ140の先頭ビットに、データD0がシフトされたときには、先頭ビットの値(D0)が、DOUTとして出力される。したがって、制御部122は、このタイミングで出力されたDOUT(=D0)がその後変化するか否かを判定することによって、制御部122からDA変換器124への信号線にノイズが入ったか否かを判定することができる。なお、出力DOUTは、公知のDAコンバータにおける、複数のDAコンバータをカスケード接続するために使用される信号であるので、これ以上の説明は繰返さない。
上記したように、カラー画像を形成可能な画像形成装置100では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の4色それぞれに対して、現像器22、感光体ドラム13、及び帯電器15等を備えている(合計4組)。したがって、これらに関してグリッドGB電圧及び現像DV電圧を、1つのDA変換器で生成するためには8(=4(色)×2(グリッドGB電圧及び現像DV電圧))以上のアナログ出力が可能なDA変換器が使用される。
図6を参照して、図4の高電圧生成部120において、制御部122が実行するDA変換器124の制御プログラムの制御構造について説明する。以下においては、初期状態では、DA変換器124の全端子(チャンネルCH1〜CH10)の出力は0Vに設定されているとする。
ステップ400において、制御部122は、画像形成装置100に対して何らかの指示がなされたか否かを判定する。画像形成装置100に対する指示には、ユーザが操作部のキー(例えば、タッチパネルディスプレイに表示されたソフトウェアキー、又はハードウェアキー)を操作して行なう指示、ネットワークを介して外部の端末装置からのプリントジョブの実行指示、又は、電話回線を介して受信したFAXデータのプリントの実行指示等がある。指示されたと判定された場合、制御はステップ402に移行する。そうでなければ、ステップ400が繰返される。
ステップ402において、制御部122は、指示内容が、高電圧の生成が必要な指示であるか否かを判定する。高電圧の生成が必要な指示であると判定された場合、制御はステップ406に移行する。そうでなければ、制御はステップ404に移行し、該当する処理が実行された後、制御はステップ418に移行する。
高電圧の生成が必要な指示とは、例えば、コピー又はプリントの実行指示である。これらの指示がなされた場合、制御部122は、上記したように記録紙に画像を形成するために、高電圧のグリットGB電圧、及び現像DV電圧等を生成し、該当する構成部に供給する。以下においては、ユーザによってモノクロコピーが指示されたとする。即ち、ブラック(K)に関する現像器22、感光体ドラム13、帯電器15等に対して、高電圧のグリットGB電圧、及び現像DV電圧等の高電圧が供給されるとする。
ステップ406において、制御部122は、ROM126から所定のデータを読出し、読出したデータにしたがって、所定のタイミングで、クロックCLK、ロード信号LD、及びデータDINを出力する。これによって、DA変換器124は、14回のクロックCLKの立ち上りで14ビットデータをシフトレジスタ140に取込んで、ロード信号LDがハイレベルになったタイミングで、チャンネルCH1〜CH10のうちの所定のチャンネルからアナログ電圧を出力し、その状態を維持する。このとき、制御部122は、ロード信号LDをハイレベルにすると同時に、現在時刻をタイマ130から取得して、開始時刻としてRAM128に記憶する。
ステップ408において、制御部122は、ステップ406でアナログ電圧の出力を開始してから、所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、制御部122は、現在時刻をタイマ130から取得し、取得した現在時刻とステップ406でRAM128に記憶した開始時刻との時間差が、所定時間以上であるか否かを判定する。所定時間が経過したと判定された場合、制御はステップ410に移行する。そうでなければ、ステップ408が繰返される。
ステップ410において、制御部122は、指示された処理に必要な電圧を設定するためのデータの出力が完了したか否かを判定する。完了したと判定された場合、制御はステップ412に移行する。そうでなければ、制御はステップ406に戻り、ステップ406〜410が繰返される。データ出力の完了は、例えば、指定された処理に必要な電圧を生成するための次のデータがROM126に記憶されているか否かによって行なう。
図7〜図9を参照して、ステップ406〜410の処理を具体的に説明する。コピー時には、グリットGB電圧及び現像DV電圧は、例えば、図7に示すように段階的に変化するように制御される。時刻T1において、グリッド電圧が−180Vに設定され、その直後の時刻T2において、現像DV電圧が−70Vに設定され、それぞれの値が、時刻T3及び時刻T4まで維持される。時刻T3において、グリッド電圧が−180Vから−450Vに変更され、その直後の時刻T4において、現像DV電圧が−70Vから−280Vに変更され、それぞれの値が、時刻T5及び時刻T6まで維持される。時刻T5において、グリッドGB電圧が−450Vから−630Vに変更され、その直後の時刻T6において、現像DV電圧が−280Vから−420Vに変更され、それぞれの値が維持され、コピーが実行される。
制御部122は、上記した各電圧値をDA変換器124に生成させるために、時刻T1〜T6において、例えば図8に示すデジタルデータDINをDA変換器124に出力する。DATAは、デジタル10ビットに対応する十進数である(0〜1023)。グリッドGB電圧及び現像DV電圧の欄は、DATAに対応するアナログ値を示す。出力順は、制御部122がデータDINを出力する順序を表し、図7の時刻T1〜T6に対応する。図8の対応テーブルにしたがって、制御部122は、時刻T1〜T6においてそれぞれ、“205”、“102”、“512”、“409”、“716”、及び“614”に対応する10ビットの2進データを生成する。制御部122は、それぞれの10ビットデータ(D4〜D13)を所定のアドレス4ビット(D0〜D3)に続けて、データDINを生成してシリアル出力する。なお、制御部122から同じDATA値(10ビットデータD4〜D13)がDA変換器124に入力されても、出力チャンネル(CH1〜CH10)に応じたアナログ値の電圧が生成される。これは、図5に示した、1チャンネルのDAコンバータ170〜186の設定が異なることによる。即ち、1チャンネルのDAコンバータ170〜186は、供給先に応じてDA変換のパラメータが設定される。
図9は、アドレスを含めて、制御部122が時刻T1〜T6(出力順1〜6に対応)でシリアル出力する14ビットデータを示す。ここでは、アドレスを表す4ビットがアドレスデコーダ142によってコードされて、ラッチ150〜166のうち、グリッドGB電圧又は現像DV電圧を出力するためのラッチが特定される。
上記のことから、制御部122は、最初にステップ406を実行する場合、ROM126から、図9の出力順が“1”の行の14ビットデータD0〜D13と維持時間ΔT1(=T2−T1)とを読出し、クロックCLKの立ち上りでデータD0〜D13が確定するように、データDINを変化させる。制御部122は、14個のクロックCLKを出力した後、ロード信号LDをローレベルからハイレベルに立ち上げる。同時に、現在時刻をRAM128に記憶する。これによって、DA変換器124では、シフトレジスタ140へのデータ取込、アナログ出力チャンネル(グリッドGB電圧を出力するチャンネル)の決定、及び、アナログ電圧(グリッドGB電圧)の出力が実行される。
その後、制御部122は、ステップ408において、維持時間ΔT1が経過したと判定した場合、ステップ410の判定(出力すべき次のデータがROM126に在るとの判定)に続き、ステップ406を再度実行する。
制御部122は、2回目にステップ406を実行する場合、ROM126から、図9の出力順が“2”の行の14ビットデータD0〜D13と維持時間ΔT2(=T3−T2)とを読出す。制御部122は、上記と同様に、クロックCLKの立ち上りでデータD0〜D13が確定するように、データDINを変化させ後、ロード信号LDをローレベルからハイレベルに立ち上げる。同時に、現在時刻をRAM128に記憶する。これによって、DA変換器124では、シフトレジスタ140へのデータ取込、アナログ出力チャンネル(現像DV電圧を出力するチャンネル)の決定、及び、アナログ電圧(現像DV電圧)の出力が実行される。現像DV電圧を出力するチャンネルは、グリッドGB電圧を出力したチャンネルと異なる。したがって、図9の出力順が“1”の行の14ビットデータD0〜D13にしたがって、所定のチャンネルから出力されたグリッドGB電圧に関しては、既に設定された値が維持されている。また、それら以外のチャンネルの出力は初期値(0V)に維持されている。
その後、制御部122は、ステップ408において、維持時間ΔT2が経過したと判定した場合、ステップ410の判定(出力すべき次のデータがROM126に在るとの判定)に続き、ステップ406を再度実行する。
以下同様にして、制御部122は、ステップ406〜410を繰返し、図9の出力順が“3”〜“6”の行の14ビットデータD0〜D13と維持時間ΔTi(i=3〜5)とを読出し、これにしたがって、クロックCLK、データDIN、及びロード信号LDをDA変換器124に出力する。これによって、DA変換器124の所定のチャンネルから、所定のアナログ電圧値(グリッドGB電圧又は現像DV電圧)が出力される。なお、図9の出力順が“6”の行の14ビットデータD0〜D13を読出すときには、維持時間は読出されない(ROM126に記憶されていない)。これは、出力順が“6”の行の14ビットデータD0〜D13にしたがって、現像DV電圧が生成されたときのアナログ値(グリッドGB電圧及び現像DV電圧)が、コピーが完了するまで維持されるからである。
図10に、図9の出力順が“6”の行の14ビットデータD0〜D13が読出され、これにしたがって生成される各信号を示す。クロックCLKの14回の立ち上りタイミングt0〜t13において、14ビットのデータ“01001001100110”が順に確定されるように、データDINが出力され、その後、シフトレジスタ140に取込まれたデータを、アナログ出力に反映するためにロード信号LDが立ち上げられている。
以上のように、ステップ400で指示された処理(コピー)に必要な電圧を生成した後、ステップ412において、制御部122は、DA変換器124の出力DOUTが、ステップ406〜410の繰返しにおいてDA変換器124に最後に出力したデータD0と同じである否かを判定する。同じであると判定された場合、制御はステップ416に移行する。そうでなければ、制御はステップ414に移行する。
上記したように、クロックCLKの立ち上り毎に、シフトレジスタ140の先頭ビットの値が、出力DOUTとして出力される。したがって、図10に示すように、クロックCLKの立ち上りタイミングt13において、出力DOUTは、矢印で示すように、シフトレジスタ140の先頭ビットの値(最初にシフトレジスタ140に入力されたD0)と同じ“0”になる。なお、その後、ロード信号LDが立ち上がっても、出力DOUTは変化しない。
この状態で、図11に示すように、クロック線(CLK)、データ線(DIN)、ロード線(LD)にノイズが発生した場合、クロック線のノイズによってシフトレジスタ140が1ビットシフトしてしまう。その結果、シフトレジスタ140の先頭ビットがデータD1になり、出力DOUTはデータD1と同じ“1”になる。したがって、制御部122は、出力DOUTが変化したか否かを判定することによってノイズ発生の有無を判定することができる。
このように、ステップ410において、出力DOUTが変化したと判定されたことは、ノイズが発生したことを意味するので、ステップ414において、制御部122は、ROM126から、各チャンネルに関して最後に設定した電圧に対応する14ビットデータD0〜D13を再度読出し、読出した14ビットデータD0〜D13を、ステップ406と同様にDA変換器124に出力する。ここでは、グリッドGB電圧及び現像DV電圧を設定するために、それぞれ最後に読出したデータをROM126から読出して、ステップ406と同様に順次DA変換器124に出力する。さらに、ノイズによってアドレスデータD0〜D3及び電圧を決定するデータD4〜D13が変化するので、意図しないチャンネルから意図しない値のアナログ電圧が出力される可能性があるので、グリッドGB電圧及び現像DV電圧を出力するチャンネル以外のチャンネルは、初期値(0V)になるように、DA変換器124に所定の14ビットデータを出力する。これによって、DA変換器124は、最後にステップ46が実行されたときと同じアナログ信号を出力する。
なお、アドレスデータが4ビットの場合、“0000”〜“1111”の合計16個のアドレスを指定できるが、“00**”又は“11**”(*は1又は0)を使用した場合、D0=D1なので、ノイズが発生して、シフトレジスタで1ビットシフトが発生しても、DA変換器の出力DOUTは変化しない。したがって、ノイズの発生を必ず検出できるようにするためには、“01**”又は“10**”のアドレスを使用することが好ましい。“01**”及び“10**”(*は1又は0)によって、合計8個のアドレスを指定できるので、1個のDA変換器で、カラー(CMYK)用のグリッドGB電圧及び現像DV電圧を生成することができる。
ステップ416において、制御部122は、出力DOUTの監視が必要か否かを判定する。監視が必要であると判定された場合、制御はステップ412に戻る。そうでなければ、制御はステップ418に移行する。出力DOUTの監視が必要か否かは、例えば、割込信号を用いて判定することができる。指示された処理が完了した場合に割込信号を発生させ、この割込信号が制御部122に入力されると、制御部122は出力DOUTの監視が不要であると判定し、それまでは出力DOUTの監視が必要であると判定する。また、制御部122が、指示された処理の完了を検知してもよい。例えば、コピーが指示された場合、制御部122が、画像が形成されて排出される記録紙の枚数を、排紙ローラ(搬送ローラ12b)の近傍に配置されたセンサによってカウントし、指示された枚数を完了した場合に、出力DOUTの監視が不要と判定し、それまでは出力DOUTの監視が必要であると判定してもよい。
出力DOUTの監視が不要と判定された場合、ステップ418において、制御部122は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示は、例えば、画像形成装置100の電源がOFFされることである。終了の指示を受けたと判定された場合、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ400に戻る。
以上によって、画像形成装置100が何らかの指示を受けた場合、その指示を実行するために高電圧を生成することが必要であれば、制御部122は、必要な電圧を生成して、該当する構成部に供給することできる。そのときに、制御部122からの制御線(クロック線、データ線、ロード線)にノイズが発生した場合、DA変換器124の誤動作を直ちに修復して、DA変換器124に正常な電圧を出力させることができる。所定の出力電圧を維持すべき期間に、ノイズが繰返し発生したとしても、DA変換器124の誤動作を直ちに修復して、DA変換器124に正常な電圧を出力させることができる。
上記では、ユーザによってモノクロコピーが指示された場合を説明したが、カラーコピーが指示された場合も同様である。カラーコピーが指示された場合、ステップ406において制御部122は、図9の出力順“1”に対応する10ビットデータに、4色(ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y))に対応するアドレスをそれぞれ付加して14ビットデータを生成し、それらを、順次DA変換器124に出力する。例えば、ブラック(K)に関するグリッド電圧を生成する場合、制御部122は、上記したように、図9の出力順“1”に対応する14ビットデータをDA変換器124に出力する。それに続いて、例えば、シアン(C)に関するグリッドGB電圧を生成する場合、制御部122は、図9の出力順“1”に対応する10ビットデータ(D4〜D13)と、シアン(C)用のグリッドGB電圧を出力するチャンネルのラッチ(ラッチ150〜166の何れか)を特定するための4ビットデータ(D0〜D3)とを含む14ビットデータをROM126から読出して、DA変換器124に出力する。マゼンタ(M)又はイエロー(Y)に関するグリッドGB電圧を生成する場合も、同様である。また、4色(ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y))に関して、図9の出力順“2”〜“6”の10ビットデータに対応する14ビットデータを、DA変換器124に出力する処理も同様である。色及び高電圧の可能な組合せである8組のそれぞれに対して、異なるアドレスが指定され、異なるチャンネルが使用される。
なお、DA変換器124の制御線にノイズが発生し、これによってDA変換器124が誤動作することは、コピー時の時刻T6以前においても起こり得る。しかし、時刻T1〜T6の間は、比較的短い時間間隔で、アナログ電圧を設定するための14ビットデータがDA変換器124に出力されるので、ノイズによってDA変換器124が誤動作したとしても、その直後に、所定の14ビットデータが制御部122からDA変換器124に入力され、正しいアナログ値が出力される。したがって、時刻T1〜T6において出力DOUTの変化を検知して、ステップ414と同様の処理を実行する必要性はない。
上記では、ステップ406においてROM126からデータを読出す毎に、DA変換器124にデータを出力する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、指示された処理を実行するために必要となるDA変換器の制御に必要な全データを予めRAMに読出してもよい。
上記では、ステップ412において、出力DOUTが、最後に出力したデータD0と同じである否かが判定される場合を説明したが、出力DOUTが1ビットであるので、この処理は、出力DOUTが、電圧の設定が完了した時点から変化したか否かを判定する処理と等価である。したがって、制御部122は、電圧の設定が完了した時点の出力DOUTの値をRAMに記憶し、その後、出力DOUTが変化したか否かを判定してもよい。
上記では、DA変換器のアナログ出力を直接、グリッドGB電圧及び現像DV電圧として供給する場合を説明したが、これに限定されない。DA変換器のチャンネルCH1〜CH10の後段に、チャンネル毎に増幅回路を設けて、DA変換器からアナログ出力を所定の値に増幅して、グリッドGB電圧及び現像DV電圧等として供給してもよい。その場合、各増幅回路の特性(増幅率)を適宜設定することができる。そのようにする場合、DA変換器124のチャンネルCH1〜CH10から出力されるアナログ電圧は、デジタルデータが同じであれば同じアナログ値になるようにできる。即ち、上記したように、同じ10ビットのデジタルデータから生成されるアナログ値がグリッドGB電圧と現像DV電圧とで異なるようにするには、各増幅回路の特性(増幅率)を異なるように設定することで実現できる。
上記では、コピー時にDA変換器124から出力されるグリッドGB電圧及び現像DV電圧に関して説明したが、これに限定されない。画像形成装置100内部で任意のアナログ電圧を生成する場合に適用され得る。
上記では、クロックCLKの立ち上りでシフトレジスタにデータが取込まれ、ロード信号LDの立ち上りで、DA変換器の出力データが確定される場合を説明したが、これに限定されない。クロック信号に同期してシフトレジスタにデータが取込まれればよく、クロックCLKの立ち下りでシフトレジスタにデータが取込まれてもよい。また、ロード信号LDの立ち下りで、DA変換器の出力データが確定されてもよい。
上記では、アドレスが4ビット、電圧用データが10ビットである場合を説明したが、これに限定されない。但し、ノイズを必ず検出するためには、1個のDA変換器で使用されるアドレス(これにより出力チャンネルが決まる)は、上記したように“01**”又は“10**”であることが好ましい。
上記では、DA変換器が、シフトレジスタの先頭ビットの値を出力DOUTとして出力する場合を説明したが、これに限定されない。複数のアドレスビットのうちの1ビットが、クロックCLKに同期して出力DOUTとして出力されればよい。なお、ノイズを必ず検出できるようにするためには、DA変換器から出力DOUTとして出力されるビット(ビットAとする)と、それに隣接し、1ビットシフトされた結果、ビットAにシフトされるビット値を保持するビットとが、“01”又は“10”となるアドレスを使用することが好ましい。なお、制御部は、出力DOUTが変化したか否かを判定することによって、ノイズの発生を検出することができる。
上記では、制御部122が、DA変換器124の制御を含めて画像形成装置100全体の制御を行なう場合を説明したが、これに限定されない。別途画像形成装置100全体を制御するCPU等を備え、制御部122はDA変換器124を制御して高電圧を生成する機能のみを行なう構成であってもよい。
上記では画像形成装置100に関して、ノイズによるDA変換器124の誤動作対策を説明したが、これに限定されない。上記のノイズによるDA変換器124の誤動作の対策は、DA変換器を備えた一般的な装置に適用することができる。
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
100 画像形成装置
102 本体装置
104 自動原稿処理装置
120 高電圧生成部
122 制御部
124 DA変換器
126 ROM
128 RAM
130 タイマ
132 バス
140 シフトレジスタ
142 アドレスデコーダ
150〜166 ラッチ
170〜186 DAコンバータ

Claims (6)

  1. 制御手段と、前記制御手段からシリアル伝送されるデジタルデータからアナログ信号を生成するDA変換手段とを備える画像形成装置であって、
    前記DA変換手段は、前記アナログ信号を出力する複数の出力端子を備え、
    前記出力端子から出力される前記アナログ信号は、記録媒体の表面への画像形成のために使用され、
    前記デジタルデータは、複数のアドレスビットと複数のデータビットとを含み、
    前記DA変換手段は、前記制御手段からシリアル伝送により入力される前記デジタルデータを、前記制御手段から入力されるクロック信号に同期して取込むシフトレジスタを備え、
    前記シフトレジスタは、前記クロック信号に同期して、取込済みのデータを所定方向にシフトした後に前記デジタルデータを取込み、
    前記DA変換手段は、前記シフトレジスタに取込まれた複数の前記データビットからアナログ信号を生成し、当該アナログ信号を、複数の前記出力端子のうちの、前記シフトレジスタに取込まれた複数の前記アドレスビットにより特定される出力端子から出力し、
    前記DA変換手段は、前記クロック信号に同期して、前記アドレスビットの特定のビットの値を前記制御手段に入力し、
    前記制御手段は、画像形成のために一連の前記デジタルデータを前記DA変換手段にシリアル伝送した後に、前記特定のビットの値が変化したか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記特定のビットの値が変化したことを検出したことを受けて、画像形成のために前記DA変換手段に伝送された前記デジタルデータのうち、最後に前記出力端子から出力されたアナログ信号の生成に使用されたデジタルデータを、前記DA変換手段にシリアル伝送することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記出力端子から出力される前記アナログ信号は、カラー画像の形成時における、各色のトナーを前記記録媒体の表面に形成するためのグリッドGB電圧及び現像DV電圧として使用されることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記DA変換手段は、複数の前記出力端子の各々に対応するラッチと、当該ラッチに対応する1チャンネル出力のDAコンバータとを、それぞれ複数備え、
    前記アドレスビットによって、複数の前記ラッチのうちの1つのラッチが特定され、
    前記1チャンネル出力のDAコンバータは、対応する前記ラッチから入力されるデジタルデータを前記アナログ信号に変換して、対応する前記出力端子から出力することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記アドレスビットの前記特定のビットと、前記特定のビットに隣接する前記アドレスビット内の隣接ビットとの組合せは、“01”又は“10”であり、
    前記隣接ビットのビット値は、前記シフトレジスタにおいて1ビットシフトされることにより、前記特定のビットにシフトされることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記特定のビットは、前記シフトレジスタにおいて1ビットシフトすることにより破棄される値を記録するビットであることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の画像形成装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017181655A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置
JP2018074501A (ja) * 2016-11-02 2018-05-10 株式会社ディスコ D/a変換回路、a/d変換回路、駆動システム

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