JP2016024376A - 画像形成装置および検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により、装着／取り外し可能な部材の装着不良を検出する画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、装着および取り外しが可能な部材と接続端子を介して電気的に接続し、部材に対して電圧を印加するための電圧供給部を備え、電圧供給部と接地電位との間に設けられ、電圧供給部と接続端子とを通る経路の電流を検出する。検出された電流値に基づいて、部材の装着不良を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、装着／取り外し可能な交換部材を有する画像形成装置および検出方法に関する。

一般的に、電子写真プロセスにより記録を行う画像形成装置では、現像装置や感光体を含む交換部材が装着／取り外し可能な構成となっている。特許文献１には、交換ユニットに接続可能な高圧電源の各出力点（帯電、現像、転写）におけるリークを検知する複数のリーク検知回路が記載されている。

特開平５−５３３９０号公報

特許文献１には、各出力点におけるリークを検知することにより、電気的接続が完全でないことを検知すると記載されている。しかしながら、特許文献１のリーク検知回路は、高圧電源の各出力点や電気接点の近傍に構成しなくてはならず、高圧電源と交換部材との接続構成に影響を及ぼしてしまう。また、リーク検知回路では、交換ユニットが装着されている状態と、完全に装着されていない状態とを区別するのみである。

本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。本発明は、上記の点に鑑み、簡易な構成により、装着／取り外し可能な部材の装着正常／装着不良／非装着を検出する画像形成装置および検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、着脱自在な部材と電気的に接続し、前記部材に対して電圧を印加するための電圧供給部と、前記電圧供給部と接地電位との間に設けられ、前記電圧供給部と前記部材とを通る経路の電流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電流値に基づいて、前記部材の装着不良を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成により、装着／取り外し可能な部材の装着正常／装着不良／非装着を検出することができる。

画像形成装置の構成を示す図である。 プロセスユニットの装着を検出するための構成を示すブロック図である。 プロセスユニットの装着判定の処理を示すフローチャートである。 プロセスユニットが装着されていない場合の電流波形を示す図である。 プロセスユニットが正常に装着されている場合の電流波形を示す図である。 プロセスユニットが正常に装着されていない場合の電流波形を示す図である。 プロセスユニットの装着判定の処理を示す他のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。

図１は、本実施形態における画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置１０１は、例えば、電子写真記録方式によりシート等の記録媒体に記録を行う記録装置（プリンタ）である。図１は、原稿台に設置された原稿を光学的に読み取り、その読取データに基づいて記録媒体に記録を行う複写（コピー）機能に着目した構成を示している。原稿読取部１０２は、原稿台に設置された原稿を、光源及びイメージセンサを搭載したスキャナユニットにより光学的に読み取る。スキャナユニットは、例えば、イメージセンサが読取領域幅に渡って配置されたフルライン型の読取部である。原稿読取部１０２は、原稿を読み取った読取データをレーザスキャナ１０３に出力する。

レーザスキャナ１０３は、原稿読取部１０２からの読取データに基づいて変調されたレーザ光を出力する。出力されたレーザ光は、ミラー等の光学構成により導かれ、プロセスユニット１０４内に構成された像担持体である感光体ドラム１０５上に照射される。感光体ドラム１０５は、帯電ローラ１０６により帯電し、レーザ光が照射されることにより、感光体ドラム１０５上に静電潜像が形成される。現像スリーブ１０７上にトナー容器１０８から現像室１０９に補給されたトナーが担持し、トナーが感光体ドラム１０５上に形成された静電潜像に転移することによりトナー像が形成される。

給紙カセット１１０は、シートを収納する。収納されているシートは、ピックアップローラ１１１により給送され、搬送ローラ１１２により搬送路上をレジストローラ対１１３に向かって搬送される。レジストローラ対１１３は、感光体ドラム１０５上のトナー像の形成と同期してシートを搬送し、感光体ドラム１０５と転写ローラ１１４とのニップ部において、トナー像がシートに転写される。トナー像が転写されたシートは、定着装置１１５によりトナー像の定着が行われ、その後、排出部１１６に排出される。

感光体ドラム１０５、帯電ローラ１０６、現像装置１１７、現像装置１１７の現像室１０９内の現像スリーブ１０７、余剰のトナーを回収するクリーナ１１８は、プロセスユニット１０４内に構成されている。プロセスユニット１０４は、画像形成装置１０１からの取り外しと画像形成装置１０１への装着が可能な部材である。プロセスユニット１０４の画像形成装置１０１への装着部分には、接続端子が設けられている。プロセスユニット１０４の接続端子が画像形成装置１の接続端子に接触することにより、プロセスユニット１０４は、画像形成装置１０１と電気的に接続される。本実施形態では、画像形成装置１０１は、プロセスユニット１０４の装着状態を、装着正常、装着不良、非装着の３種類のいずれかと判定し、装着不良と判定した場合にはユーザに対してその旨を通知する。

図２は、プロセスユニット１０４の画像形成装置１への装着状態を検出するための構成を示すブロック図である。コントローラ２０１は、ＣＰＵ２０４を有し、印刷機能や複写機能等に応じて、画像形成装置１０１の各部（プリンタエンジンやスキャナエンジン等）を統括的に制御する。また、コントローラ２０１は、不図示のＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部やタイマを有し、記憶部には、各種プログラムやデータ等が記憶されている。本実施形態の動作は、例えば、ＣＰＵ２０４がＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。表示装置２０３は、ＬＣＤ等のディスプレイであり、例えば、画像形成装置１０１の各機能を設定可能なユーザインタフェース画面を表示する。表示装置２０３は、コントローラ２０１から表示情報を受信し、ユーザインタフェース画面上に、画像形成装置１０１の状態情報やＣＰＵ２０４によるジョブの処理結果等を表示する。また、画像形成装置１０１は、ユーザインタフェース画面を介して、不図示のハードキー等（入力装置）によりユーザからの指示を受け付ける。

高圧電源２０２は、プロセスユニット１０４に対して、帯電ローラ１０６への印加用の電圧を供給する。図２に示すように、高圧電源２０２は、比較器２０５、正弦波生成回路２０６、増幅器２０７、高圧トランス２０８（電圧供給部の一例）、電流検出回路２０９を含む。比較器２０５は、基準電圧と、電流検出回路２０９からの出力電圧とが、一致するように正弦波生成回路２０６へ出力する。例えば、基準電圧に対して、電流検出回路２０９の値が低い場合には比較器２０５の出力電圧は高くなり、基準電圧と電流検出回路２０９が一致したところで比較器２０５の出力は固定する。正弦波生成回路２０６は、比較器２０５の比較結果を示す出力信号から正弦波信号を生成する。生成された正弦波信号は、増幅器２０７により増幅され、交流電圧として高圧トランス２０８の１次側に入力される。高圧トランス２０８は、入力された交流電圧を昇圧して２次側に出力する。

プロセスユニット１０４は、画像形成装置１０１に装着されると、接続端子２１０を介して高圧電源２０２と電気的に接続され、接続端子２１１を介してグランド（接地電位）と接続される。その状態において、高圧トランス２０８により昇圧された出力電圧が、プロセスユニット１０４内の帯電ローラ１０６に印加される。電流検出回路２０９は、高圧トランス２０８の２次側の経路に流れる電流を検出する。電流検出回路２０９は、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１を含み、コントローラ２０１は、ＣＰＵ２０４のＡ／Ｄポートにより、抵抗Ｒ１における電圧をモニタする。また、抵抗Ｒ１における電圧は、比較器２０５の一方の入力段にフィードバックされて、帯電ローラ１０６に印加される電圧が一定となるように制御される。

上述したように、ＣＰＵ２０４は、抵抗Ｒ１における電圧をモニタしている。プロセスユニット１０４が正しく画像形成装置１０１に装着されている場合、電流検出回路２０９、接続端子２１０、帯電ローラ１０６、感光体ドラム１０５、接続端子２１１、グランドにより閉回路が形成され、高圧トランス２０８の２次側に電流が流れる。その結果、ＣＰＵ２０４は、抵抗Ｒ１における電圧を検出し、プロセスユニット１０４が正常に装着されていると判定する。一方、プロセスユニット１０４が装着されていない場合、接続端子２１０及び２１１が接続されず、高圧トランス２０８の２次側に流れる電流はほぼゼロとなる。その場合には、抵抗Ｒ１における電圧はほぼ０Ｖとなり、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４が装着されていないと判定する。

また、プロセスユニット１０４が正常に画像形成装置１０１に装着されていない場合、プロセスユニット１０４と画像形成装置１０１との間に数ｍｍの空隙が生じ、接続端子２１０及び２１１は不十分な接続状態となる。しかしながら、空隙間において、多少の電流は流れるので、抵抗Ｒ１において電圧が発生するものの、基準電圧に到達することはない。本実施形態においては、ＣＰＵ２０４がモニタする電圧値に閾値を設けることにより、プロセスユニット１０４の正常な装着状態、不十分な装着状態、非装着状態を判定する。本実施形態においては、例えば、閾値を１．２Ｖ（第１の閾値の一例）、基準電圧を２．０Ｖ（第２の閾値の一例）としている。

図３は、プロセスユニット１０４の装着判定の処理を示すフローチャートである。本フローチャートにおける各処理は、例えば、ＣＰＵ２０４がＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより実現される。Ｓ３０１において、ＣＰＵ２０４は、帯電ローラ１０６に印加するために、帯電ＡＣバイアスをオンとし、増幅器２０７により増幅した交流電圧を高圧トランス２０８の一次側に供給し始める。Ｓ３０２において、ＣＰＵ２０４は、不図示のタイマを制御し、高圧トランス２０８の２次側に昇圧された電圧を十分に出力できるように、１００ｍｓの待機時間を設定する。

１００ｍｓの経過後、Ｓ３０３において、ＣＰＵ２０４は、電流検出回路２０９の抵抗Ｒ１における電圧を検出し、その電圧が予め定められた第１の閾値である１．２Ｖ以上であるか否かを判定する。ここで、１．２Ｖ以上（第１の閾値以上）であると判定された場合にはＳ３０４に進み、１．２Ｖ以上でない（第１の閾値未満）であると判定された場合にはＳ３０９に進む。Ｓ３０９において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４は画像形成装置１０１に装着されていないと判定し、Ｓ３１０において、表示装置２０３に、プロセスユニット１０４を装着するようユーザを促すためのメッセージ画面を表示する。図４は、プロセスユニット１０４が装着されていないと判定された場合の電流検出回路２０９が検出した電流波形を示す図である。波形４０１が示すように、電流検出回路２０９が検出する電流は、ほぼ０Ａに近い電流値となる。

Ｓ３０４において、ＣＰＵ２０４は、検出された電圧が予め定められた第２の閾値である２．０Ｖ以上であるか否かを判定する。ここで、２．０Ｖ以上（第２の閾値以上）であると判定された場合にはＳ３０５に進み、２．０Ｖ以上でない（第２の閾値未満）と判定された場合にはＳ３０７に進む。Ｓ３０５において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４は画像形成装置１０１に正常に装着されていると判定し、Ｓ３０６において、表示装置２０３に、画像形成装置１０１は印刷可能な状態であることを示すメッセージ画面を表示する。Ｓ３０７において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４は画像形成装置１０１に正常に装着されていないと判定し、Ｓ３０８において、表示装置２０３に、プロセスユニット１０４の装着が正常でなく、再装着を指示するための警告画面を表示する。

図５は、プロセスユニット１０４が正常に装着されていると判定された場合の電流検出回路２０９が検出した電流波形を示す図である。また、図６は、プロセスユニット１０４が正常に装着されていないと判定された場合の電流検出回路２０９が検出した電流波形を示す図である。図５の波形５０１及び図６の波形６０１が示すように、電流検出回路２０９が検出する電流は、プロセスユニット１０４が正常に装着されていないと判定された場合の方が低い電流値となる。

図７は、本実施形態において、プロセスユニット１０４の装着判定の処理を示す他のフローチャートである。本フローチャートにおける各処理は、例えば、ＣＰＵ２０４がＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより実現される。図７の処理の前に、ＣＰＵ２０４は、ＲＡＭ等の記憶領域にプロセスユニット１０４の再装着回数を計測するための変数を確保している。図７の処理が既に複数回数行われている場合には、その変数にその回数が格納されている。Ｓ７０１において、ＣＰＵ２０４は、帯電ローラ１０６に印加するために、帯電ＡＣバイアスをオンとし、増幅器２０７により増幅した交流電圧を高圧トランス２０８の一次側に供給し始める。Ｓ７０２において、ＣＰＵ２０４は、不図示のタイマを制御し、高圧トランス２０８の２次側に昇圧された電圧を十分に出力できるように、１００ｍｓの待機時間を設定する。

１００ｍｓの経過後、Ｓ７０３において、ＣＰＵ２０４は、電流検出回路２０９の抵抗Ｒ１における電圧を検出し、その電圧が予め定められた第１の閾値である１．２Ｖ以上（第１の閾値以上）であるか否かを判定する。ここで、１．２Ｖ以上であると判定された場合にはＳ７０４に進み、１．２Ｖ以上でない（第１の閾値未満）であると判定された場合にはＳ７１３に進む。Ｓ７１３において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４は画像形成装置１０１に装着されていないと判定し、Ｓ７１４において、再装着回数を０に設定（リセット）する。Ｓ７１５において、ＣＰＵ２０４は、表示装置２０３に、プロセスユニット１０４を装着するようユーザを促すためのメッセージ画面を表示する。

Ｓ７０４において、ＣＰＵ２０４は、検出された電圧が予め定められた第２の閾値である２．０Ｖ以上（第２の閾値以上）であるか否かを判定する。ここで、２．０Ｖ以上であると判定された場合にはＳ７０５に進み、２．０Ｖ以上でない（第２の閾値未満）と判定された場合にはＳ７０８に進む。Ｓ７０５において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４は画像形成装置１０１に正常に装着されていると判定し、Ｓ７０６において、再装着回数を０に設定（リセット）する。Ｓ７０７において、ＣＰＵ２０４は、表示装置２０３に、画像形成装置１０１は印刷可能な状態であることを示すメッセージ画面を表示する。

Ｓ７０８において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４は画像形成装置１０１に正常に装着されていないと判定し、Ｓ７０９において、再装着回数を＋１インクリメントする。Ｓ７１０において、ＣＰＵ２０４は、再装着回数が予め定められた基準値、例えば３以下であるか否かを判定する。ここで、基準値以下であると判定された場合にはＳ７１１に進み、基準値以下でない（基準値未満）と判定された場合にはＳ７１２に進む。

Ｓ７１１において、ＣＰＵ２０４は、表示装置２０３に、プロセスユニット１０４の装着が正常でなく、再装着を指示するための警告画面を表示する。一方、Ｓ７１２において、ＣＰＵ２０４は、プロセスユニット１０４の装着エラーとして、サービスマンコールを行う旨の警告画面を表示装置２０３に警告表示する。

１０１ 画像形成装置： １０４ プロセスユニット： ２０３ 表示装置： ２０４ ＣＰＵ： ２０９ 電流検出回路

Claims (8)

1. 着脱自在な部材と電気的に接続し、前記部材に対して電圧を印加するための電圧供給部と、
   前記電圧供給部と接地電位との間に設けられ、前記電圧供給部と前記部材とを通る経路の電流を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された電流値に基づいて、前記部材の装着不良を判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段は、
   前記検出手段により検出された電流値が第１の閾値以上で、前記第１の閾値と異なる第２の閾値未満である場合には、前記部材は装着不良であると判定し、
   前記第１の閾値未満である前記電流値は、前記部材が装着されていないときの電流値であり、前記第２の閾値以上である前記電流値は、前記部材が正常に装着されているときの電流値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記部材は装着不良であると前記判定手段により判定された場合、前記部材の再装着を促す画面を表示する表示手段、をさらに備え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. 前記部材は装着不良であると前記判定手段により判定された場合、当該判定の回数を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された回数が予め定められた回数に到達したか否かを判定する第２の判定手段と、
   前記第２の判定手段により前記予め定められた回数に到達したと判定された場合、前記部材の装着エラーを警告表示する第２の表示手段と、
   を備え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. 前記電圧供給部はトランスであり、前記検出手段は前記トランスの２次側に接続された抵抗を含み、
   前記検出手段は、前記トランスの２次側に流れる電流値を検出し、当該検出された電流値に基づき前記抵抗に発生する電圧値を出力し、
   前記判定手段は、当該出力された電圧値と閾値とを比較することにより、前記部材の装着不良を判定する、
   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。
6. 前記部材が前記電圧供給部と電気的に接続されると、前記部材は、他の接続端子を介して接地電位と接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記部材は、帯電ローラと感光体ドラムを含み、
   前記部材が前記電圧供給部と電気的に接続されると、前記帯電ローラ及び前記感光体ドラムが前記画像形成装置と接続される、ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 着脱自在な部材と電気的に接続し、前記部材に対して電圧を印加するための電圧供給部を有する画像形成装置において実行される検出方法であって、
   前記電圧供給部と接地電位との間に設けられ、前記電圧供給部と前記部材とを通る経路の電流を検出する検出工程と、
   前記検出工程において検出された電流値に基づいて、前記部材の装着不良を判定する判定工程と、
   を有することを特徴とする検出方法。