JP2020086094A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に係り、特に、無端状のベルト上に形成された所定パターンのトナー像を検出してトナー濃度又は色ずれを調整する機能を有する複写機、プリンタ、印刷機をはじめとする画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a copier, a printer, and a printing machine having a function of detecting a toner image of a predetermined pattern formed on an endless belt and adjusting toner density or color misregistration. And an image forming apparatus.
従来から、複写機やプリンタなどの電子写真装置は、発光部及び受光部を備えた光学センサを用いて、ベルト状の像担持体に形成した所定パターンのトナー像を検出して、トナー濃度を適正に調整する機能を備えている。また、例えば、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色からなる画像の位置ずれを像担持体に形成した所定パターンのトナー像から検出して位置ずれを調整する機能を備えた画像形成装置も知られている。 Conventionally, an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer uses an optical sensor having a light emitting unit and a light receiving unit to detect a toner image of a predetermined pattern formed on a belt-shaped image carrier to determine the toner density. It has a function to properly adjust. Further, for example, there is also known an image forming apparatus having a function of detecting a positional deviation of an image composed of four colors of yellow, magenta, cyan and black from a toner image of a predetermined pattern formed on an image carrier and adjusting the positional deviation. Has been.
像担持体に形成されたトナー像を検出する光学センサは、トナー汚れや監視対象物である像担持体の反射率低下等に起因してSN比(信号、雑音比)が低下することがある。従って、発光部品の駆動電流を定期的、例えば、所定プリント枚数毎又は電源投入毎に調整することによって、監視対象である像担持体を検出したときの光学センサの出力値が所定範囲内で一定になるように調整する光量調整制御がなされている(特許文献1)。このような光量調整制御では、酷い汚れや光学センサの故障等に起因してセンサの出力値が所定範囲内に調整しきれない場合にはセンサ異常と判断される。 An optical sensor that detects a toner image formed on an image carrier may have a low SN ratio (signal, noise ratio) due to toner stains or a decrease in reflectance of the image carrier that is an object to be monitored. . Therefore, the output value of the optical sensor when the image carrier to be monitored is detected is constant within a predetermined range by periodically adjusting the drive current of the light emitting component, for example, every predetermined number of prints or every power-on. The light amount adjustment control is performed so as to achieve the following (Patent Document 1). In such light amount adjustment control, if the output value of the sensor cannot be adjusted within a predetermined range due to severe dirt, failure of the optical sensor, or the like, it is determined that the sensor is abnormal.
しかしながら、上記従来技術では、センサ異常と判断された場合、光学センサ側に異常が発生したのか光学センサを制御する制御基板側が故障したのかを装置自身で切り分けることができないという問題がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, when it is determined that the sensor is abnormal, there is a problem in that the apparatus itself cannot determine whether the abnormality has occurred on the optical sensor side or the control board side controlling the optical sensor has failed.
一般に、光学センサを制御する制御基板には各種半導体部品が用いられており、半導体部品は、静電気などのオーバーストレスによって偶発的に故障することがある。そして、半導体部品が偶発的に故障した場合も、センサの光量調整制御においては、センサ出力を所定範囲内に調整しきれない状態となるので、センサ異常と判断される。センサ異常と判断された場合、メンテナンス作業者が1つ1つ半導体部品を交換しながら故障箇所を特定する必要があるので、装置の復旧に長時間を要する。 Generally, various semiconductor components are used for a control board that controls an optical sensor, and the semiconductor components may accidentally fail due to overstress such as static electricity. Even if the semiconductor component accidentally fails, the sensor output cannot be adjusted within the predetermined range in the light amount adjustment control of the sensor, and thus it is determined that the sensor is abnormal. When it is determined that the sensor is abnormal, the maintenance worker needs to specify the failure portion while replacing the semiconductor parts one by one, and thus it takes a long time to restore the device.
そこで、センサ異常と判断された装置を短時間で復旧させるためにも、光学センサ側の故障か光学センサを制御する制御基板側の故障かを切分けて診断できる技術が求められている。特に、静電気などのオーバーストレスによって偶発的に故障することがある半導体部品を適用した制御基板の故障を光学センサの故障と区別して検出できる技術の開発が求められている。 Therefore, there is a demand for a technique capable of separately diagnosing a failure on the side of the optical sensor or a failure on the side of the control board for controlling the optical sensor, in order to recover the device determined to be the sensor abnormality in a short time. In particular, there is a demand for the development of a technique that can detect a failure of a control board that uses a semiconductor component that may accidentally fail due to overstress such as static electricity, separately from a failure of an optical sensor.
本発明は、かかる現状に鑑み、像担持体に形成されたトナー像を検出する光学センサを制御するための制御基板が故障しているか否かを診断する機能を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present invention provides an image forming apparatus having a function of diagnosing whether or not a control board for controlling an optical sensor that detects a toner image formed on an image carrier has a failure. The purpose is to
上記課題を解決するために、請求項1記載の画像形成装置は、画像形成手段によって形成された画像が転写される像担持体と、前記像担持体に転写された画像を検知する検知手段と、前記検知手段に電源を供給する駆動手段と、前記検知手段を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記検知手段の一端にかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記駆動手段によって前記検知手段に供給される電流値を変化させた際の前記電流検出手段および前記電圧検出手段の検出結果を用いて、前記駆動手段の故障の有無を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to claim 1, wherein an image carrier on which an image formed by the image forming unit is transferred, and a detecting unit for detecting the image transferred on the image carrier. Drive means for supplying power to the detection means, current detection means for detecting a current flowing through the detection means, voltage detection means for detecting a voltage applied to one end of the detection means, and the detection means by the drive means. A determination unit that determines whether or not there is a failure in the drive unit using the detection results of the current detection unit and the voltage detection unit when the current value supplied to the drive unit is changed.
本発明によれば、検出手段に供給される電流値を変化させた際の当該検出手段に流れる電流値及び検出手段にかかる電圧値を用いて駆動手段の故障の有無を判定するので、光学センサ側の故障と切り分けて制御基板が故障しているか否かを判定することができる。 According to the present invention, the presence/absence of a failure of the drive unit is determined using the current value flowing through the detection unit and the voltage value applied to the detection unit when the current value supplied to the detection unit is changed. It is possible to determine whether or not the control board has a failure by separating it from the side failure.
以下、実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。図1において、画像形成装置300は、中間転写方式を採用したカラー電子写真装置である。画像形成装置300は、原稿画像を読み取る原稿読取部200と、読み取った画像を転写材としてのシートに印字するプリンタ部100とを備えている。原稿読取部200の前面には画像形成装置300を操作するための操作表示部600(図示省略)が設けられている。 FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. In FIG. 1, an image forming apparatus 300 is a color electrophotographic apparatus adopting an intermediate transfer system. The image forming apparatus 300 includes a document reading unit 200 that reads a document image and a printer unit 100 that prints the read image on a sheet as a transfer material. An operation display unit 600 (not shown) for operating the image forming apparatus 300 is provided on the front surface of the document reading unit 200.
プリンタ部100は、画像形成ユニット10、給紙ユニット20、中間転写ユニット30、及び定着ユニット40を備えている。 The printer unit 100 includes an image forming unit 10, a paper feeding unit 20, an intermediate transfer unit 30, and a fixing unit 40.
画像形成ユニット10は、4つの画像形成ステーション(画像形成部)10a、10b、10c、10dからなる。画像形成ステーション10a〜10dは、それぞれ同様の構成である。画像形成ステーション10a〜10dは、像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dを備えており、感光ドラム11a〜11dは、図1中、矢印方向に回転可能に軸支されている。感光ドラム11a〜11dは、電子写真用の円筒状の感光体である。 The image forming unit 10 includes four image forming stations (image forming units) 10a, 10b, 10c and 10d. The image forming stations 10a to 10d have the same configuration. The image forming stations 10a to 10d are provided with photosensitive drums 11a, 11b, 11c, and 11d as image carriers, and the photosensitive drums 11a to 11d are rotatably supported in the arrow direction in FIG. The photosensitive drums 11a to 11d are cylindrical photoconductors for electrophotography.
感光ドラム11a〜11dの外周面に対向するように、その回転方向に沿って一次帯電装置12a〜12d、光学系13a〜13d、折り返しミラー16a〜16d、現像装置14a〜14d、及びクリーニング装置15a〜15dが配置されている。 The primary charging devices 12a to 12d, the optical systems 13a to 13d, the folding mirrors 16a to 16d, the developing devices 14a to 14d, and the cleaning devices 15a to 11d are arranged along the rotation direction of the photosensitive drums 11a to 11d so as to face the outer peripheral surfaces thereof. 15d is arranged.
一次帯電装置12a〜12dは、感光ドラム11a〜11dの表面に一様な帯電量の電荷を与える。光学系13a〜13dは、原稿読取部200からの画像信号に応じて変調された信号に基づいたレーザービームを発光し、折り返しミラー16a〜16dを介して感光ドラム11a〜11d上を露光して静電潜像を形成する。現像装置14a〜14dは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの現像剤(以下、「トナー」という。)を収容し、現像スリーブに現像高圧が印加されることによって対応する感光ドラム11a〜11dにトナーを供給して静電潜像を可視化する。 The primary charging devices 12a to 12d give a uniform amount of charge to the surfaces of the photosensitive drums 11a to 11d. The optical systems 13a to 13d emit a laser beam based on a signal modulated according to an image signal from the document reading unit 200, and expose the photosensitive drums 11a to 11d through the folding mirrors 16a to 16d to expose the laser beams. Form a latent image. The developing devices 14a to 14d respectively contain black, cyan, magenta, and yellow developers (hereinafter, referred to as "toners"), and apply high developing pressure to the developing sleeves to cause the corresponding photosensitive drums 11a to 11d to develop. Toner is supplied to visualize the electrostatic latent image.
画像形成ステーション10a〜10dの感光ドラム11a〜11dとそれぞれ摺接するようにその下方に像担持体としての中間転写ベルト31が配置されている。中間転写ベルト31は、複数のローラ32〜34で回転可能に軸支されている。中間転写体である中間転写ベルト31は、中間転写ユニット30を構成する。中間転写ベルト31を介して感光ドラム11a〜11dとそれぞれ対向するように一次転写用帯電器35a〜35dが配置されている。感光ドラム11a〜11dと一次転写用帯電器35a〜35dとの当接部がそれぞれ画像転写領域(一次転写部)Ta〜Tdとなる。 An intermediate transfer belt 31 as an image carrier is arranged below the photosensitive drums 11a to 11d of the image forming stations 10a to 10d so as to be in sliding contact therewith. The intermediate transfer belt 31 is rotatably supported by a plurality of rollers 32 to 34. The intermediate transfer belt 31, which is an intermediate transfer member, constitutes the intermediate transfer unit 30. Primary transfer chargers 35a to 35d are arranged to face the photosensitive drums 11a to 11d via the intermediate transfer belt 31, respectively. The contact portions of the photosensitive drums 11a to 11d and the primary transfer chargers 35a to 35d are image transfer areas (primary transfer portions) Ta to Td, respectively.
感光ドラム11a〜11d上に顕像化された可視像は、それぞれ一次転写用帯電器35a〜35dに転写高圧が印加されることによって一次転写部Ta〜Tdにおいて中間転写ベルト31上に転写され、重畳されて複数色画像となる。クリーニング装置15a〜15dは、中間転写ベルト31に転写されずに感光ドラム11a〜11d上に残留したトナーをそれぞれ掻き落として感光ドラム11a〜11dの表面を清掃する。 The visible images visualized on the photosensitive drums 11a to 11d are transferred onto the intermediate transfer belt 31 at the primary transfer portions Ta to Td by applying transfer high voltage to the primary transfer chargers 35a to 35d, respectively. , Are superimposed to form a multi-color image. The cleaning devices 15a to 15d scrape off the toner remaining on the photosensitive drums 11a to 11d without being transferred to the intermediate transfer belt 31 to clean the surfaces of the photosensitive drums 11a to 11d.
中間転写ベルト31を支持する支持ローラ34と対向するように二次転写ローラ36が配置されている。支持ローラ34と二次転写ローラ36の当接部が二次転写部Teとなる。中間転写ベルト31における二次転写部Teの下流側には、支持ローラ33と対向するようにクリーニング装置50が配置されている。クリーニング装置50は、クリーニングブレード51と回収トナーボックス52を備えている。クリーニングブレード51は、画像転写後の中間転写ベルト31上に残留したトナーを回収するためのブレードである。回収トナーボックス52は、クリーニングブレード51で回収した回収トナーを収納する収納ボックスである。 A secondary transfer roller 36 is arranged so as to face a support roller 34 that supports the intermediate transfer belt 31. The contact portion between the support roller 34 and the secondary transfer roller 36 serves as the secondary transfer portion Te. On the downstream side of the secondary transfer portion Te on the intermediate transfer belt 31, a cleaning device 50 is arranged so as to face the support roller 33. The cleaning device 50 includes a cleaning blade 51 and a recovery toner box 52. The cleaning blade 51 is a blade for collecting the toner remaining on the intermediate transfer belt 31 after the image transfer. The collected toner box 52 is a storage box that stores the collected toner collected by the cleaning blade 51.
二次転写部TeにシートPを供給する給紙ユニット20は、シートPを収納するカセット21a及び21bと、装置本体の側面に設けられた手差しトレイ27を備えている。給紙ユニット20は、シート搬送装置として機能する。給紙ユニット20は、ピックアップローラ22a、22b又は26によって送り出されたシートPを二次転写部Teまで搬送する搬送路24を有している。搬送路24における縦パス部分には、ピックアップローラ22a、22bから送り出されたシートPを搬送するための複数の搬送ローラ対23が配置されている。また、手差しトレイ27のピックアップローラ26から払い出されたシートPを搬送する手差しパス部分にも、給紙用の搬送ローラ対23が配置されている。 The sheet feeding unit 20 that supplies the sheet P to the secondary transfer unit Te includes cassettes 21a and 21b that store the sheet P, and a manual feed tray 27 provided on the side surface of the apparatus body. The sheet feeding unit 20 functions as a sheet conveying device. The paper feeding unit 20 has a conveyance path 24 that conveys the sheet P fed by the pickup rollers 22a, 22b, or 26 to the secondary transfer portion Te. In the vertical path portion of the transport path 24, a plurality of transport roller pairs 23 for transporting the sheet P sent from the pickup rollers 22a and 22b are arranged. Further, at the manual feed path portion for conveying the sheet P paid out from the pick-up roller 26 of the manual feed tray 27, a pair of paper feed conveyance rollers 23 is also arranged.
搬送路24における縦パス部分と手差しパス部分との合流部の下流側に、レジストローラ(レジストレーションローラ)対25a、25bが配置されている。レジストローラ対25a、25bは、画像形成ユニット10の画像形成タイミングに合わせてシートPを二次転写部Teへ送り出す。二次転写部Teの下流側には、定着ユニット40、該定着ユニット40のニップ部へシートPを導くための搬送ガイド43が設けられている。定着ユニット40は、定着ローラ41aと加圧ローラ41bを備えている。定着ローラ41aは、内部にハロゲンヒータなどの熱源を備えている。加圧ローラ41bは、定着ローラ41aに加圧されるローラである。定着ユニット40の下流側の搬送路には、定着ユニット40から排出されたシートPを装置外に排紙する排紙ローラ対44及び45が配置されている。 A pair of registration rollers (registration rollers) 25a and 25b are arranged on the downstream side of the junction of the vertical path portion and the manual feed path portion in the transport path 24. The pair of registration rollers 25a and 25b send the sheet P to the secondary transfer portion Te at the image forming timing of the image forming unit 10. A fixing unit 40 and a conveyance guide 43 for guiding the sheet P to the nip portion of the fixing unit 40 are provided on the downstream side of the secondary transfer unit Te. The fixing unit 40 includes a fixing roller 41a and a pressure roller 41b. The fixing roller 41a includes a heat source such as a halogen heater inside. The pressure roller 41b is a roller that is pressed by the fixing roller 41a. A paper discharge roller pair 44 and 45 for discharging the sheet P discharged from the fixing unit 40 to the outside of the apparatus is arranged in the transport path on the downstream side of the fixing unit 40.
中間転写ベルト31の画像転写面(外側面)と対向するようにセンサ60(61)が配置されている。センサ60(61)は、中間転写ベルト31上に形成されたトナー像を検知してトナー濃度又は色ずれの有無を検知する。 The sensor 60 (61) is arranged so as to face the image transfer surface (outer surface) of the intermediate transfer belt 31. The sensor 60 (61) detects the toner image formed on the intermediate transfer belt 31 and detects the presence or absence of toner density or color misregistration.
次に、このような構成の画像形成装置300の動作について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus 300 having such a configuration will be described.
ユーザからの操作等に起因して図示省略した操作表示部600から画像形成動作開始信号が発せられると、例えば、ピックアップローラ22aがカセット21aからシートPを1枚ずつ送り出す。送り出されたシートPは、搬送ローラ対23、23によって搬送路24を案内されてレジストローラ対25a、25bまで搬送される。このときレジストローラ対25a、25bは停止しており、シートPの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成ユニット10が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対25a、25bが回転を始める。レジストローラ対25a、25bの回転開始時期は、シートPと、画像形成ユニット10から中間転写ベルト31上に転写されたトナー画像とが二次転写領域Teにおいて一致するようにそのタイミングが設定される。 When an image forming operation start signal is issued from the operation display unit 600 (not shown) due to a user operation or the like, for example, the pickup roller 22a feeds the sheets P one by one from the cassette 21a. The sent-out sheet P is guided along the transport path 24 by the transport roller pairs 23, 23 and is transported to the registration roller pair 25a, 25b. At this time, the pair of registration rollers 25a and 25b are stopped, and the leading edge of the sheet P hits the nip portion. After that, the pair of registration rollers 25a and 25b start rotating at the timing when the image forming unit 10 starts forming an image. The rotation start timing of the pair of registration rollers 25a and 25b is set so that the sheet P and the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 31 from the image forming unit 10 coincide with each other in the secondary transfer area Te. ..
一方、画像形成ユニット10では、操作表示部600から画像形成動作開始信号が発せられると、各プロセスに従って感光ドラム11a〜11d上に各色のトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト31の回転方向において最も上流側にある感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器35dによって一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト31に転写される。転写されたトナー像は、中間転写ベルト31の回転に伴って次の一次転写領域Tcまで搬送される。このとき、各画像形成ステーション間をトナー像が搬送される時間だけそれぞれ遅延して各画像形成ステーションで画像形成動作が実行され、前のトナー像の上にレジストを合わせて、その次のトナー像が転写される。 On the other hand, in the image forming unit 10, when an image forming operation start signal is issued from the operation display unit 600, a toner image of each color is formed on the photosensitive drums 11a to 11d according to each process. After that, the toner image formed on the photosensitive drum 11d on the most upstream side in the rotation direction of the intermediate transfer belt 31 is transferred to the intermediate transfer belt 31 in the primary transfer area Td by the primary transfer charger 35d to which a high voltage is applied. Transcribed. The transferred toner image is conveyed to the next primary transfer area Tc as the intermediate transfer belt 31 rotates. At this time, the image forming operation is executed in each image forming station with a delay of the time during which the toner image is conveyed between the image forming stations, the resist is aligned on the previous toner image, and the next toner image is formed. Is transcribed.
以下、同様の工程が繰り返され、最終的に4色のトナー像が中間転写ベルト31上に転写、重畳される。その後、シートPが二次転写領域Teに進入して中間転写ベルト31に接触すると、シートPの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト31上に形成された複数色画像がシートPの表面に転写される。トナー像が転写されたシートPは搬送ガイド43に沿って定着ローラのニップ部まで案内される。定着ローラのニップ部まで案内されたシートPの転写画像は、加熱及び加圧されて当該シートPの表面に定着される。画像が定着されたシートPは、内排紙ローラ対44及び外排紙ローラ対45の作用によって搬送され機外に排出される。 Thereafter, the same steps are repeated, and finally the toner images of four colors are transferred and superposed on the intermediate transfer belt 31. After that, when the sheet P enters the secondary transfer area Te and comes into contact with the intermediate transfer belt 31, a high voltage is applied to the secondary transfer roller 36 in synchronization with the passage timing of the sheet P. As a result, the multi-color image formed on the intermediate transfer belt 31 is transferred to the surface of the sheet P. The sheet P to which the toner image is transferred is guided to the nip portion of the fixing roller along the conveyance guide 43. The transferred image on the sheet P guided to the nip portion of the fixing roller is heated and pressed to be fixed on the surface of the sheet P. The sheet P on which the image is fixed is conveyed by the action of the inner paper discharge roller pair 44 and the outer paper discharge roller pair 45 and is discharged to the outside of the machine.
次に、中間転写ベルト31の像担持面である外周面に対向配置されたセンサ60(61)の概略構成について説明する。センサ60(61)は、中間転写ベルト31に転写されたトナー画像のトナー濃度や多色画像間の色ずれの有無を診断する。 Next, a schematic configuration of the sensor 60 (61) arranged to face the outer peripheral surface which is the image bearing surface of the intermediate transfer belt 31 will be described. The sensor 60 (61) diagnoses the toner density of the toner image transferred to the intermediate transfer belt 31 and the presence or absence of color misregistration between multicolor images.
図2は、図1における中間転写ベルト31の搬送方向に対して上流側から見たときの当該中間転写ベルト31及びセンサの縦断面図である。 2 is a vertical cross-sectional view of the intermediate transfer belt 31 and the sensor when viewed from the upstream side with respect to the conveyance direction of the intermediate transfer belt 31 in FIG.
図2において、センサ60(61)は、光学センサであり、発光素子としての発光ダイオード(以下、「LED」という。)601、受光素子としてのフォトトランジスタ(以下、「Ptr」という。)602、及びレンズユニット603を備えている。LED601は、中間転写ベルト31に対して赤外線を入射角度約15°で照射するように配置されている。Ptr602は、LED601から中間転写ベルト31及びトナー像70に照射された光の反射光を正反射角度の位置で受光する。 In FIG. 2, a sensor 60 (61) is an optical sensor, and includes a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) 601 as a light emitting element, a phototransistor (hereinafter referred to as “Ptr”) 602 as a light receiving element, And a lens unit 603. The LED 601 is arranged so as to irradiate the intermediate transfer belt 31 with infrared rays at an incident angle of about 15°. The Ptr 602 receives the reflected light of the light emitted from the LED 601 to the intermediate transfer belt 31 and the toner image 70 at the position of the regular reflection angle.
次に、センサ60(61)と、センサ60(61)を駆動する回路が実装された制御基板の回路構成について説明する。 Next, a circuit configuration of the sensor 60 (61) and a control board on which a circuit for driving the sensor 60 (61) is mounted will be described.
図3は、センサ60(61)と、当該センサ60(61)を駆動する回路が実装された制御基板500の回路構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the sensor 60 (61) and a control board 500 on which a circuit for driving the sensor 60 (61) is mounted.
図3において、センサ60(61)は、LED601、Ptr602、増幅回路603、及び電圧変換素子604を備えている。電圧変換素子604は、Ptr602に流れる受光電流を電圧に変換する。増幅回路603は、Ptr602の受光量に応じた出力電圧を増幅する。 In FIG. 3, the sensor 60 (61) includes an LED 601, a Ptr 602, an amplifier circuit 603, and a voltage conversion element 604. The voltage conversion element 604 converts the received light current flowing through the Ptr 602 into a voltage. The amplifier circuit 603 amplifies the output voltage according to the amount of light received by the Ptr 602.
センサ60(61)を駆動する制御基板500は、CPU501、LED駆動部502及び電流検出部503を備えている。制御基板500は、センサ60(61)の発光素子であるLED601を駆動する発光素子駆動部として機能する。制御基板500のCPU501は、図示省略した内部ROM及びAD変換部を内蔵している。CPU501は、内部ROMに予め記憶されているプログラムに基づいて各種負荷を制御し、信号をサンプリングし、演算処理を実行する。 The control board 500 that drives the sensor 60 (61) includes a CPU 501, an LED drive unit 502, and a current detection unit 503. The control board 500 functions as a light emitting element drive unit that drives the LED 601 which is the light emitting element of the sensor 60 (61). The CPU 501 of the control board 500 incorporates an internal ROM and an AD conversion unit (not shown). The CPU 501 controls various loads based on a program stored in advance in the internal ROM, samples signals, and executes arithmetic processing.
LED駆動部502は、センサ60(61)のLED601に電流を流すための回路である。LED駆動部502は、LED601を駆動するトランジスタTr510と、Tr510を制御するOPAMP509を備えている。OPAMP509は、Tr510の制御部として機能する。 The LED drive unit 502 is a circuit for supplying a current to the LED 601 of the sensor 60 (61). The LED drive unit 502 includes a transistor Tr510 that drives the LED 601 and an OPAMP 509 that controls the Tr510. The OPAMP 509 functions as a control unit of the Tr 510.
制御基板500からセンサ60(61)に供給される電源電圧は、例えば、5Vである。一方、CPU501の許容電圧は、例えば3.3Vである。従って、センサ電源検査信号ラインには、センサ用電源5Vを3V程度に分圧するための抵抗が配置されており、当該抵抗によって3V程度に分圧されたセンサ電源検査信号504がCPU501に入力されるように構成されている。CPU501のAD変換部は、センサ電源検査信号504の電圧レベルを計測する。 The power supply voltage supplied from the control board 500 to the sensor 60 (61) is, for example, 5V. On the other hand, the allowable voltage of the CPU 501 is, for example, 3.3V. Therefore, a resistor for dividing the sensor power supply 5V into about 3V is arranged on the sensor power supply inspection signal line, and the sensor power supply inspection signal 504 divided into about 3V by the resistance is input to the CPU 501. Is configured. The AD conversion unit of the CPU 501 measures the voltage level of the sensor power supply inspection signal 504.
電流検出部503は、LED601及びLED駆動部502を流れてきた電流を電圧に変換するための抵抗素子(75Ω程度)である。CPU501からLED駆動部502に対して制御信号506を与えることによって、LED601の駆動電流を可変制御することができる。LED601の電流値が一定に保たれるように、電流検出部503で検出した電流値を当該電流検出部503からOPAMP509に帰還させてフィードバック制御している。センサ出力信号508は、センサ60(61)の出力信号であり、CPU501のAD入力端子に入力される。 The current detector 503 is a resistance element (about 75Ω) for converting the current flowing through the LED 601 and the LED driver 502 into a voltage. The drive current of the LED 601 can be variably controlled by giving the control signal 506 from the CPU 501 to the LED drive unit 502. The current value detected by the current detection unit 503 is fed back from the current detection unit 503 to the OPAMP 509 for feedback control so that the current value of the LED 601 is kept constant. The sensor output signal 508 is an output signal of the sensor 60 (61) and is input to the AD input terminal of the CPU 501.
制御基板500は、図示省略したコンパレータ回路を備えており、コンパレータ回路は、アナログ信号であるセンサ60(61)のセンサ出力信号508を2値化する。2値化された信号は図示省略したASIC(高集積回路)に入力され、色ずれ計測用に使用される。 The control board 500 includes a comparator circuit (not shown), and the comparator circuit binarizes the sensor output signal 508 of the sensor 60 (61) which is an analog signal. The binarized signal is input to an ASIC (highly integrated circuit) (not shown) and used for color misregistration measurement.
図3において、OPAMP509の帰還信号ラインに接続された電流検出信号ラインの電流検出信号507と、LED601のカソード側に接続された順電圧信号ラインの順電圧信号505がCPU501に入力される構成となっている。これによって、センサ60(61)の出力波形に異常が見られた場合に、センサ60(61)の故障か、センサ60(61)を駆動する制御基板500の故障かを切り分けることができる。制御基板500の故障を診断する上で、LED601の故障状態と、Tr510又はOPAMP509の故障状態を切り分けて診断する方法については、後述する。 In FIG. 3, the current detection signal 507 of the current detection signal line connected to the feedback signal line of the OPAMP 509 and the forward voltage signal 505 of the forward voltage signal line connected to the cathode side of the LED 601 are input to the CPU 501. ing. Thus, when an abnormality is found in the output waveform of the sensor 60 (61), it is possible to determine whether the sensor 60 (61) is out of order or the control board 500 that drives the sensor 60 (61) is out of order. A method for diagnosing the failure state of the LED 601 and the failure state of the Tr 510 or the OPAMP 509 for diagnosing the failure of the control board 500 will be described later.
順電圧信号505をCPU501に入力する電圧検出信号ラインには、分圧抵抗(1M、1.5MΩ程度)が接続されている。分圧抵抗は、電圧を60%程度に抑制する。これによって、CPU501に3.3Vを超える電源電圧、例えば5Vがそのまま印加されないように構成されている。 A voltage dividing resistor (about 1 M, 1.5 MΩ) is connected to the voltage detection signal line that inputs the forward voltage signal 505 to the CPU 501. The voltage dividing resistor suppresses the voltage to about 60%. As a result, the power supply voltage exceeding 3.3V, for example, 5V is not directly applied to the CPU 501.
上述したように、センサ60(61)において、Ptr602には、主として中間転写ベルト31からの正反射光が入射する。このため、中間転写ベルト31上にトナー像70が形成されている場合、中間転写ベルト31の表面まで到達する入射光及び表面で反射する反射光が低下するので、Ptr602の受光量が低下する。この原理に基づいて、センサ60(61)の出力レベルからトナー像70の濃度を把握することができる。 As described above, in the sensor 60 (61), specularly reflected light mainly from the intermediate transfer belt 31 enters the Ptr 602. For this reason, when the toner image 70 is formed on the intermediate transfer belt 31, the incident light reaching the surface of the intermediate transfer belt 31 and the reflected light reflected by the surface decrease, so that the amount of light received by the Ptr 602 decreases. Based on this principle, the density of the toner image 70 can be grasped from the output level of the sensor 60 (61).
図4は、センサ60(61)によって中間転写ベルト31上のトナー画像のトナー濃度を計測する際に適用されるトナーパターンとセンサ出力波形との関係の一例を示す図である。図4において、中間転写ベルト31上に形成された濃度の異なるトナーパターンD1〜D5を矢印方向に沿ってセンサ60(61)で読み取ると、トナーパターンの濃度が濃くなるにつれてセンサ出力が段階的に低下する信号波形が得られる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship between a toner pattern and a sensor output waveform applied when the toner density of the toner image on the intermediate transfer belt 31 is measured by the sensor 60 (61). In FIG. 4, when the toner patterns D1 to D5 formed on the intermediate transfer belt 31 and having different densities are read by the sensor 60 (61) along the arrow direction, the sensor output gradually increases as the toner pattern density increases. A decreasing signal waveform is obtained.
また、図5は、センサ60(61)によって4色画像間の色ずれを計測する場合のトナーパターンとセンサ出力波形の関係の一例を示す図である。図5において、Y、M、C、Kは、中間転写ベルト31上に比較的高濃度で形成されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各トナーパターンである。このトナーパターンを矢印方向に沿ってセンサ60(61)で順次読み取った際のセンサの出力波形が図5中のセンサ出力波形(上側の波形)である。また、得られた出力波形をコンパレータ回路(図示省略)で2値化したデジタル波形が図5中の2値化出力波形(下側の波形)である。2値化出力波形の重心間の時間を計測することによって、Y、M、C、K画像の相対的な位置ずれを把握することができる。図5において、画像の位置ずれがない場合は、2値化した各出力波形を合せるとぴったりと重なる。 Further, FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the toner pattern and the sensor output waveform when the color shift between the four-color images is measured by the sensor 60 (61). In FIG. 5, Y, M, C, and K are yellow, magenta, cyan, and black toner patterns formed on the intermediate transfer belt 31 at a relatively high density. The sensor output waveform when the toner pattern is sequentially read by the sensor 60 (61) along the arrow direction is the sensor output waveform (upper waveform) in FIG. A digital waveform obtained by binarizing the obtained output waveform by a comparator circuit (not shown) is the binarized output waveform (lower waveform) in FIG. By measuring the time between the centers of gravity of the binarized output waveforms, it is possible to grasp the relative positional deviation of the Y, M, C, and K images. In FIG. 5, when there is no displacement of the image, the binarized output waveforms are exactly overlapped.
次に、図3における制御基板500が故障しているか否かを診断するセンサ制御基板診断処理について説明する。 Next, a sensor control board diagnosis process for diagnosing whether or not the control board 500 in FIG. 3 is out of order will be described.
図6は、センサ60(61)を駆動する制御基板500が故障しているか否かを診断するセンサ制御基板診断処理の手順を示すフローチャートである。センサ制御基板診断処理は、制御基板500のCPU501が、図示省略した内部ROMに格納されたセンサ制御基板診断処理プログラに従って実行する。このセンサ制御基板診断処理は、センサ60(61)のLED601に流れる電流の検出信号と、LED601の一端にかかる順電圧の検出信号を用いて制御基板500の故障の有無を診断するものである。 FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of a sensor control board diagnostic process for diagnosing whether or not the control board 500 that drives the sensor 60 (61) is out of order. The sensor control board diagnostic processing is executed by the CPU 501 of the control board 500 according to the sensor control board diagnostic processing program stored in an internal ROM (not shown). This sensor control board diagnosis processing is for diagnosing whether or not there is a failure in the control board 500 using the detection signal of the current flowing through the LED 601 of the sensor 60 (61) and the detection signal of the forward voltage applied to one end of the LED 601.
センサ制御基板診断処理は、トナー濃度計測制御や色ずれ計測制御時に、センサ60(61)の出力波形の一次解析から何らかの異常が発生したと判断された場合に実行される。例えば、中間転写ベルト31からの反射出力を所定レベルに合わせるために、LED601の電流を調整する際、最大電流に設定しても中間転写ベルト31からの反射出力が所定レベルまで上がらなかった場合、センサ制御基板診断処理が実行される。また、センサ制御基板診断処理は、色ずれ計測時(図5参照)に得られる2値化波形を図示省略したASICやCPU501を用いてカウントし、所定時間内に所定カウント数にならなかった場合などにも実行される。 The sensor control board diagnosis processing is executed when it is determined that some abnormality has occurred from the primary analysis of the output waveform of the sensor 60 (61) during the toner density measurement control and the color shift measurement control. For example, when adjusting the current of the LED 601 in order to adjust the reflected output from the intermediate transfer belt 31 to a predetermined level, even if the maximum current is set and the reflected output from the intermediate transfer belt 31 does not rise to the predetermined level, The sensor control board diagnosis process is executed. In the sensor control board diagnosis process, the binarized waveform obtained at the time of measuring the color shift (see FIG. 5) is counted by using the ASIC or the CPU 501 (not shown), and the count does not reach the predetermined count within the predetermined time. And so on.
図6において、センサ制御基板診断処理が開始されると、CPU501は、先ず、LED601に電源電圧5Vを印加した状態で、CPU501に入力されるセンサ電源検査信号504が2.5〜3.5Vの範囲内であるか否か判定する(ステップS101)。ステップS101の判定の結果、センサ電源検査信号504が2.5〜3.5Vの範囲内であった場合(ステップS101で「YES」)、CPU501は、処理をステップS103へ進める。この場合、センサ60(61)には、適正に電圧が印加されているとみなされる。 In FIG. 6, when the sensor control board diagnosis processing is started, the CPU 501 first applies the power supply voltage 5V to the LED 601 and the sensor power supply inspection signal 504 input to the CPU 501 is 2.5 to 3.5V. It is determined whether it is within the range (step S101). If the result of determination in step S101 is that the sensor power supply inspection signal 504 is within the range of 2.5 to 3.5 V (“YES” in step S101), the CPU 501 advances the processing to step S103. In this case, it is considered that the voltage is properly applied to the sensor 60 (61).
ステップS103において、CPU501は、制御信号506を0Vに設定し、0Vに相当する制御電流をLED601に供給して50msec経過後に、順電圧信号505及び電流検出信号507をそれぞれ10msec間隔で10回サンプリングする。順電圧信号505は、LED601の一端にかかる順電圧の検出信号であり、電流検出信号507は、LED601を流れる電流の検出信号である。次いで、CPU501は、サンプリングした順電圧信号505及び電流検出信号507の各々平均値を求めてA0、B0とする(ステップS103)。 In step S103, the CPU 501 sets the control signal 506 to 0V, supplies a control current corresponding to 0V to the LED 601, and after 50 msec has elapsed, samples the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507 10 times at 10 msec intervals. .. The forward voltage signal 505 is a detection signal of a forward voltage applied to one end of the LED 601, and the current detection signal 507 is a detection signal of a current flowing through the LED 601. Next, the CPU 501 obtains the average values of the sampled forward voltage signal 505 and the current detection signal 507, and sets them as A0 and B0 (step S103).
次に、CPU501は、制御信号506を3.3Vに設定し、3.3Vに相当する制御電流をLED601に供給して同様に、50msec経過後に、順電圧信号505及び電流検出信号507をそれぞれ10msec間隔で10回ずつサンプリングする。次いで、CPU501は、各々サンプリングした順電圧信号505及び電流検出信号507の各々平均値を求めてA3及びB3とする(ステップS104)。 Next, the CPU 501 sets the control signal 506 to 3.3 V, supplies a control current corresponding to 3.3 V to the LED 601, and similarly, after 50 msec has elapsed, the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507 are each 10 msec. Sample 10 times at intervals. Next, the CPU 501 obtains the average values of the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507, which are sampled, and sets them as A3 and B3 (step S104).
制御信号506を2通りに設定して、それぞれ順電圧信号505及び電流検出信号507をサンプリングした後、CPU501は、処理をステップS105に進める。すなわち、CPU501は、ステップS103及びステップS104で求めた順電圧信号505及び電流検出信号507の検出結果の平均値が、各構成部品の故障モードのどの診断パターンに当てはまるかを照合する(ステップS105)。 After setting the control signal 506 in two ways and sampling the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507, respectively, the CPU 501 advances the process to step S105. That is, the CPU 501 collates with which diagnostic pattern of the failure mode of each component the average value of the detection results of the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507 obtained in steps S103 and S104 applies (step S105). ..
図7は、センサ60(61)及び制御基板500を構成する構成部品の故障モードと、対応する順電圧信号及び電流検出信号を示す表である。図7において、制御基板500側のOPAMP509及びTr510と、センサ60(61)側のLED601の各故障モードと、対応する電流検出信号507及び順電圧信号505の電圧レベルが、制御信号506が0Vと3.3Vの2通りの条件で示されている。 FIG. 7 is a table showing the failure modes of the components forming the sensor 60 (61) and the control board 500, and the corresponding forward voltage signals and current detection signals. In FIG. 7, each of the failure modes of the OPAMP 509 and Tr 510 on the control board 500 side, the LED 601 on the sensor 60 (61) side, the voltage level of the corresponding current detection signal 507 and forward voltage signal 505, and the control signal 506 is 0V. It is shown under two conditions of 3.3V.
なお、図7において、電流検出信号507は、電流値に対応する電圧値として表されている。また、本実施の形態における回路故障は、OPAMP509やTr510のような能動部品が静電気などのオーバーストレスで偶発的に故障するケースを想定したものであり、抵抗やコンデンサのような受動部品の故障は対象としていない。 In addition, in FIG. 7, the current detection signal 507 is represented as a voltage value corresponding to the current value. Further, the circuit failure in the present embodiment assumes a case where an active component such as OPAMP 509 or Tr 510 accidentally fails due to overstress such as static electricity, and a passive component such as a resistor or a capacitor does not fail. Not targeted.
図7において、LED601がオープンモードで故障している場合、LED駆動部502には電流が流れないので、電流検出信号507は、制御信号506が0Vの場合及び3.3Vの場合も共に0.5Vよりも小さくなる。また順電圧信号505も抵抗でプルダウンされているので、制御信号506の如何に拘らず、それぞれ0.5Vよりも小さくなる。この状態を診断パターン(A)とする。なお、本実施の形態において、オープンモードでの故障とは、対象部品が電気を導通しない回路が開いた状態で故障したことをいう。 In FIG. 7, when the LED 601 fails in the open mode, no current flows in the LED drive unit 502. Therefore, the current detection signal 507 is 0. Both when the control signal 506 is 0V and when it is 3.3V. It becomes smaller than 5V. Further, since the forward voltage signal 505 is also pulled down by the resistor, it becomes smaller than 0.5 V regardless of the control signal 506. This state is called a diagnostic pattern (A). In the present embodiment, the failure in the open mode means that the target component has a failure in a state where a circuit that does not conduct electricity is open.
次に、LED601がショートモードで故障した場合、制御信号506が0Vの場合には、LED駆動部502が電流を止めようと働くので、電流検出信号507は0.5Vよりも小さくなる。このとき、順電圧信号505は、LED601に印加された電源5Vが分圧された値となり、2.0Vよりも大きく(5×1.5÷2.5=3.0V)となる。一方、制御信号506が3.3Vの場合には、LED駆動部502は制御範囲内で最大電流35mA程度が流れるため、電流検出信号507は2.0Vよりも大きく(75Ω×35mA≒2.6V)となる。そして、順電圧信号505は、制御信号506が0Vの場合と同様でLED601に印加された電源5Vが分圧された値となるので、2.0Vよりも大きくなる。この状態を診断パターン(B)とする。なお、本実施の形態において、ショートモードでの故障とは、対象部品が電気を導通するショートした状態で故障したことをいう。 Next, when the LED 601 fails in the short mode and the control signal 506 is 0V, the LED drive unit 502 works to stop the current, and the current detection signal 507 becomes smaller than 0.5V. At this time, the forward voltage signal 505 has a value obtained by dividing the power source 5V applied to the LED 601 and is larger than 2.0V (5×1.5÷2.5=3.0V). On the other hand, when the control signal 506 is 3.3 V, the maximum current of about 35 mA flows in the LED drive unit 502 within the control range, so that the current detection signal 507 is larger than 2.0 V (75Ω×35 mA≈2.6 V). ). Then, the forward voltage signal 505 becomes larger than 2.0 V because the power supply 5 V applied to the LED 601 has a divided voltage as in the case where the control signal 506 is 0 V. This state is called a diagnostic pattern (B). In the present embodiment, the failure in the short mode means that the target component fails in a short-circuited state in which electricity is conducted.
次に、LED駆動部502のTr510のコレクタ、エミッタ間がオープンモードで故障した場合、Tr510及び電流検出信号ラインには電流が流れない。従って、制御信号506が0V、3.3Vのどちらの場合も電流検出信号507は0.5Vよりも小さくなる。また、制御信号506の如何に関わらず、すなわち、制御信号506が0Vの場合、3.3Vの場合も共に、順電圧信号505は印加電源5VからLED601の順方向電圧分だけ低下した値を分圧した値になる。LED601の順電圧を0.7V、電圧検出信号ラインに接続された分圧抵抗を1MΩ、及び1.5MΩとすると、順電圧信号505は(5.0−0.7)×1.5÷(1.0+1.5)=2.58Vである。つまり、順電圧信号505は2.0Vよりも大きくなる。この状態を診断パターン(C)とする。 Next, when a failure occurs in the open mode between the collector and the emitter of the Tr 510 of the LED driving unit 502, no current flows in the Tr 510 and the current detection signal line. Therefore, the current detection signal 507 becomes smaller than 0.5 V regardless of whether the control signal 506 is 0 V or 3.3 V. Further, regardless of the control signal 506, that is, in the case where the control signal 506 is 0V and 3.3V, the forward voltage signal 505 is a value obtained by dividing the value of the applied power source 5V by the forward voltage of the LED 601. It becomes the pressed value. When the forward voltage of the LED 601 is 0.7 V and the voltage dividing resistors connected to the voltage detection signal line are 1 MΩ and 1.5 MΩ, the forward voltage signal 505 is (5.0−0.7)×1.5÷( 1.0+1.5)=2.58V. That is, the forward voltage signal 505 becomes larger than 2.0V. This state is called a diagnostic pattern (C).
次に、Tr510のコレクタ、エミッタ間がショートモードで故障した場合、制御信号506の如何に関わらず、すなわち、0V、3.3Vのどちらの場合もLED601に電流が流れっぱなしになるので、電流検出信号507は2.0Vよりも大きくなる。また、順電圧信号も制御信号506の如何に関係なく同じ状態となり、制御信号506が0V、3.3Vの何れの場合もLED601に印加された電源5Vが分圧された値(3.0v)から更にLED601の順方向電圧分だけ低下した値となる。本実施の形態におけるLED601の順電圧を0.7Vとすると、順電圧信号505は、2.0Vよりも大きく(3.0−0.7=2.3V)なる。この状態を診断パターン(D)とする。 Next, when a failure occurs between the collector and the emitter of the Tr 510 in the short mode, regardless of the control signal 506, that is, when the voltage is 0 V or 3.3 V, the current continues to flow to the LED 601. The detection signal 507 becomes larger than 2.0V. In addition, the forward voltage signal is in the same state regardless of the control signal 506, and when the control signal 506 is 0V or 3.3V, the power supply 5V applied to the LED 601 is a divided value (3.0v). Is a value further reduced by the forward voltage of the LED 601. When the forward voltage of the LED 601 in the present embodiment is 0.7V, the forward voltage signal 505 becomes larger than 2.0V (3.0-0.7=2.3V). This state is called a diagnostic pattern (D).
次いで、LED駆動部502のOPAMP509が出力オープンで故障した場合、OPAMP509からTr510に制御信号が発信されないので、Tr510が動作しない状態となる。すなわち、Tr510及び電流検出信号ラインには電流が流れないので、制御信号506が0V、3.3Vの何れの場合も電流検出信号507は0.5Vよりも小さくなる。また、この場合、LED601は、正常と仮定されるので、順電圧信号505は、制御信号506が0Vの場合、3.3Vの場合も共に印加電源5Vが分圧された値となるので2.0Vよりも大きくなる。この状態は、診断パターン(C)と同様となる。 Next, when the OPAMP 509 of the LED drive unit 502 fails due to the output open, the control signal is not transmitted from the OPAMP 509 to the Tr 510, so that the Tr 510 does not operate. That is, since no current flows through the Tr 510 and the current detection signal line, the current detection signal 507 becomes smaller than 0.5 V when the control signal 506 is 0V or 3.3V. Further, in this case, since the LED 601 is assumed to be normal, the forward voltage signal 505 is a value obtained by dividing the applied power source 5V both when the control signal 506 is 0V and 3.3V. It becomes larger than 0V. This state is similar to the diagnostic pattern (C).
次に、OPAMP509の電源とOPAMP509の出力が内部でショートする故障モード(電源ショート)の場合には、OPAMP509からTr510に制御信号が発信され続けるので、Tr510がONしっぱなしとなる。この場合、制御信号506が0V、3.3Vの何れの場合もLED601に電流が流れっぱなしになるので、電流検出信号507は2.0Vよりも大きくなる。また、順電圧信号も制御信号506の如何に関係なく、すなわち、制御信号506が0V、3.3Vの何れの場合もLED601に印加された電源5Vが分圧された値(3.0v)から更にLED601の順方向電圧分だけ低下した値(2.3V)となる。この状態は、診断パターン(D)と同様である。 Next, in the failure mode in which the power supply of the OPAMP 509 and the output of the OPAMP 509 are internally short-circuited (power supply short-circuit), the control signal is continuously transmitted from the OPAMP 509 to the Tr 510, so that the Tr 510 remains ON. In this case, when the control signal 506 is 0V or 3.3V, the current continues to flow to the LED 601, so that the current detection signal 507 becomes larger than 2.0V. Further, the forward voltage signal is not related to the control signal 506, that is, when the control signal 506 is 0V or 3.3V, the power supply 5V applied to the LED 601 is divided from the divided value (3.0v). Further, it becomes a value (2.3 V) lowered by the forward voltage of the LED 601. This state is similar to the diagnosis pattern (D).
次に、GNDとOPAMP509出力が内部でショートした故障モード(GNDショート)の場合は、OPAMP509の出力が全てGNDに流れてしまい、OPAMP509からTr510に制御信号が発信されないので、Tr510は駆動しない。従って、制御信号506が0V、3.3Vの何れの場合も電流検出信号507は0.5Vよりも小さくなる。また、この場合、順電圧信号505は、制御信号506が0Vの場合、3.3Vの場合も共に印加電源5Vが分圧された値となるので2.0V以上となる。この状態は、診断パターン(C)と同様である。 Next, in the failure mode in which the GND and the OPAMP 509 outputs are internally short-circuited (GND short), all the outputs of the OPAMP 509 flow to the GND, and the control signal is not transmitted from the OPAMP 509 to the Tr 510, so the Tr 510 is not driven. Therefore, the current detection signal 507 becomes smaller than 0.5 V when the control signal 506 is 0 V or 3.3 V. Further, in this case, the forward voltage signal 505 is 2.0 V or more because the applied power source 5 V is divided even when the control signal 506 is 0 V and 3.3 V. This state is similar to the diagnostic pattern (C).
最後に、LED駆動部502のOPAMP509の出力が中間電位のままとなる故障モード(出力中間電位で故障)の場合は、LED601に電流が流れたり、流れなかったりする状態となる。従って、制御信号506が0V、3.3Vの何れの場合も、電流検出信号ラインに電流が流れなければ、電流検出信号507は0.5Vよりも小さくなり、電流検出信号ラインに電流が流れれば、電流検出信号507は2.0Vよりも大きくなる。また、制御信号506が0Vの場合、3.3Vの場合も共に、順電圧信号505は印加電源5VからLED601の順方向電圧分だけ低下した値を分圧した値となる。本実施の形態の順電圧信号505は2.0V以上となる。すなわち、OPAMP509が出力中間電位で故障した場合は、診断パターン(C)又は診断パターン(D)となる。 Finally, in the failure mode in which the output of the OPAMP 509 of the LED driving unit 502 remains at the intermediate potential (failure at the output intermediate potential), current flows in the LED 601 or does not flow. Therefore, regardless of whether the control signal 506 is 0 V or 3.3 V, if no current flows in the current detection signal line, the current detection signal 507 becomes smaller than 0.5 V, and current flows in the current detection signal line. For example, the current detection signal 507 becomes larger than 2.0V. Further, both when the control signal 506 is 0 V and when it is 3.3 V, the forward voltage signal 505 is a value obtained by dividing the value obtained by reducing the forward voltage of the LED 601 by 5 V from the applied power source 5 V. The forward voltage signal 505 of this embodiment is 2.0 V or higher. That is, when the OPAMP 509 fails at the output intermediate potential, the diagnostic pattern (C) or diagnostic pattern (D) is obtained.
図6に戻り、ステップS105の判定の結果、診断パターン(A)または(B)と照合する場合、LED601が故障しているので、CPU501は、センサ60又はセンサ61の故障と判定し、本診断処理を終了する(ステップS106)。このとき、CPU501は、操作表示部600に故障個所を示す情報を表示してユーザに報知する。 Returning to FIG. 6, when the result of the determination in step S105 is to compare with the diagnostic pattern (A) or (B), the LED 601 is defective, so the CPU 501 determines that the sensor 60 or the sensor 61 is defective, and the main diagnosis is performed. The process ends (step S106). At this time, the CPU 501 displays information indicating the failure point on the operation display unit 600 to notify the user.
また、ステップS105の判定の結果、診断パターン(C)又は(D)と照合する場合、CPU501は、LED駆動部502のTr510又はOPAMP509が異常であるとして制御基板500の故障と判定し、本診断処理を終了する(ステップS107)。このとき、CPU501は、操作表示部600に故障個所を示す情報を表示してユーザに報知する。 When the result of the determination in step S105 is to match the diagnostic pattern (C) or (D), the CPU 501 determines that the Tr 510 or the OPAMP 509 of the LED drive unit 502 is abnormal, and determines that the control board 500 has a failure. The process ends (step S107). At this time, the CPU 501 displays information indicating the failure point on the operation display unit 600 to notify the user.
一方、ステップS105の判定の結果、診断パターン(A)〜(D)のいずれとも照合しなかった場合、CPU501は、制御基板500は故障しておらず正常と判定する(ステップS108)。制御基板500は正常であると判定した後(ステップS108)、CPU501は、センサ60(61)が、正常か否か判定するセンサ診断処理を実行する(ステップS109)。センサ診断処理の詳細については、図8を用いて後述する。 On the other hand, as a result of the determination in step S105, when none of the diagnostic patterns (A) to (D) is collated, the CPU 501 determines that the control board 500 is normal without any failure (step S108). After determining that the control board 500 is normal (step S108), the CPU 501 executes sensor diagnosis processing for determining whether the sensor 60 (61) is normal (step S109). Details of the sensor diagnosis process will be described later with reference to FIG.
一方、ステップS101の判定の結果、センサ電源検査信号504が2.5〜3.5Vの範囲外であった場合(ステップS101で「NO」)、CPU501は、処理をステップS102に進める。すなわち、CPU501は、制御基板500からセンサ60(61)に対して電源電圧が正常に供給されていないことを理由として、制御基板500の故障と判定する(ステップS102)。そして、その後、CPU501は、操作表示部600に故障個所を示す情報を表示してユーザに報知し、本処理を終了する。 On the other hand, if the result of determination in step S101 is that the sensor power supply inspection signal 504 is outside the range of 2.5 to 3.5 V (“NO” in step S101), the CPU 501 advances the processing to step S102. That is, the CPU 501 determines that the control board 500 has a failure because the power supply voltage is not normally supplied from the control board 500 to the sensor 60 (61) (step S102). Then, after that, the CPU 501 displays information indicating the failure point on the operation display unit 600 to notify the user, and ends the present process.
図6の処理によれば、LED601に供給する制御信号506を変化させた際の順電圧信号505と電流検出信号507の検出値に応じてセンサ60(61)の故障と、Tr510若しくはOPAMP509の故障を区別して検出する(ステップS105)。これによって、Tr510及びOPAMP509を備える制御基板500が故障しているか否か判定することができる。 According to the processing of FIG. 6, a failure of the sensor 60 (61) and a failure of the Tr 510 or OPAMP 509 according to the detected values of the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507 when the control signal 506 supplied to the LED 601 is changed. Are distinguished and detected (step S105). With this, it is possible to determine whether or not the control board 500 including the Tr 510 and the OPAMP 509 has a failure.
本実施の形態において、制御基板500が故障していないと判定された場合(ステップS108)、引き続いて、センサ60(61)が故障していないか否かを判定するセンサ診断処理を実行する(ステップS109)。この場合、センサ60(61)の故障は、LED601以外の構成部材の故障に起因したものとなる。 In the present embodiment, when it is determined that the control board 500 has not failed (step S108), subsequently, the sensor diagnosis process of determining whether or not the sensor 60 (61) has failed is executed ( Step S109). In this case, the failure of the sensor 60 (61) is due to the failure of components other than the LED 601.
本実施の形態において、センサ60(61)は、中間転写ベルト31に転写された画像の濃度又は色ずれの有無を診断し、判定するセンサである。また、本実施の形態において、センサ60(61)に流れる電流値を示す電流検出信号507は、電流値に対応する電圧値として出力される。 In the present embodiment, the sensor 60 (61) is a sensor that diagnoses and determines the density or color misregistration of the image transferred to the intermediate transfer belt 31. Further, in the present embodiment, the current detection signal 507 indicating the value of the current flowing through the sensor 60 (61) is output as the voltage value corresponding to the current value.
本実施の形態において、制御基板500からセンサ60(61)に対して電源電圧が正常に供給されていない場合、制御基板500の故障と判定する(ステップS102)。この場合、制御基板500は、Tr510若しくはOPAMP509以外の構成部材の故障によって故障していると考えられる。 In the present embodiment, when the power supply voltage is not normally supplied from the control board 500 to the sensor 60 (61), it is determined that the control board 500 has a failure (step S102). In this case, the control board 500 is considered to have failed due to a failure of a component other than the Tr 510 or OPAMP 509.
LED601に供給する制御信号506を変化させた際の順電圧信号505と電流検出信号507の検出値に応じてセンサの故障と制御基板の故障を区別する本発明は、図3の構成と図7の診断パターンの組合わせを適用する技術分野に広く適用することができる。すなわち、本発明は、センサ及びセンサを駆動する制御基板を備えた広い分野で適用可能である。 The present invention that distinguishes between a sensor failure and a control board failure according to the detected values of the forward voltage signal 505 and the current detection signal 507 when the control signal 506 supplied to the LED 601 is changed is shown in FIG. It can be widely applied to the technical field in which the combination of the above diagnostic patterns is applied. That is, the present invention can be applied in a wide field including a sensor and a control board that drives the sensor.
次いで、図6のステップS109で実行されるセンサ診断処理について説明する。図8は、図6のステップS109で実行されるセンサ診断処理の手順を示すフローチャートである。センサ診断処理は、センサ基板診断処理と同様、制御基板500のCPU501が、図示省略した内部ROMに記憶されたセンサ診断処理プログラムに従って実行する。 Next, the sensor diagnosis processing executed in step S109 of FIG. 6 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the sensor diagnosis processing executed in step S109 of FIG. The sensor diagnosis processing is executed by the CPU 501 of the control board 500 according to the sensor diagnosis processing program stored in an internal ROM (not shown), as in the sensor board diagnosis processing.
図8において、センサ診断制御が開始されると、CPU501は、先ず、制御信号506を0Vに設定し、50msec経過後にセンサ出力信号508を10msec間隔で10回サンプリングする。そして、この10回の検出値の平均値を求め、C0とする(ステップS201)。制御信号506を0Vとしてセンサ出力信号508をサンプリングした後、CPU501は、制御信号506を3.3Vに設定し、ステップS201と同様、センサ出力信号508を測定し、平均してC3とする(ステップS202)。次いで、CPU501は、C0に対するC3の比率C3/C0が1.2よりも大きいか否か判定する(ステップS203)。 In FIG. 8, when the sensor diagnosis control is started, the CPU 501 first sets the control signal 506 to 0 V, and after 50 msec has elapsed, samples the sensor output signal 508 10 times at 10 msec intervals. Then, the average value of the detection values of 10 times is calculated and set as C0 (step S201). After sampling the sensor output signal 508 with the control signal 506 set to 0V, the CPU 501 sets the control signal 506 to 3.3V, measures the sensor output signal 508 similarly to step S201, and averages it to C3 (step S202). Next, the CPU 501 determines whether the ratio C3/C0 of C3 to C0 is larger than 1.2 (step S203).
ステップS203の判定の結果、C3/C0が1.2よりも大きい場合(ステップS203で「YES」)、CPU501は、制御信号の変化に対応して出力が変化しているのでセンサ60(61)は正常であると判定する(ステップS205)。このとき、CPU501は、故障箇所を示すメッセージを表示することなく、本センサ診断処理を終了する。 If the result of determination in step S203 is that C3/C0 is greater than 1.2 (“YES” in step S203), the CPU 501 changes the output in response to the change in the control signal, so the sensor 60 (61). Is determined to be normal (step S205). At this time, the CPU 501 ends the sensor diagnosis process without displaying a message indicating the failure location.
一方、ステップS203の判定の結果、C3/C0が1.2よりも小さかった場合(ステップS203で「NO」)、CPU501は、制御信号の変化に対応してセンサ60(61)の出力が変化していないと判断する。そして、CPU501は、センサ60(61)の故障と判定する(ステップS204)。次いで、CPU501は、操作表示部600へ故障箇所を示す情報を表示し、本センサ診断処理を終了する。 On the other hand, if the result of determination in step S203 is that C3/C0 is smaller than 1.2 (“NO” in step S203), the CPU 501 changes the output of the sensor 60 (61) in response to the change in the control signal. Judge that it has not. Then, the CPU 501 determines that the sensor 60 (61) has failed (step S204). Next, the CPU 501 displays information indicating the failure location on the operation display unit 600, and ends this sensor diagnosis processing.
図8の処理によれば、制御基板500が正常な状態において、センサ60(61)の制御信号506を0Vから3.3Vに変化させてセンサ出力信号508を測定する(ステップS202)。そして、制御信号506の変化に伴ってセンサ出力信号508が変化した場合、センサは正常と判定し(ステップS205)、変化しない場合、センサの故障と判定する(ステップS206)。これによって、センサ60(61)が、LED601以外の構成部品の異常に起因して故障しているか否かを判定することができる。 According to the process of FIG. 8, in the normal state of the control board 500, the control signal 506 of the sensor 60 (61) is changed from 0V to 3.3V and the sensor output signal 508 is measured (step S202). Then, when the sensor output signal 508 changes in accordance with the change of the control signal 506, the sensor is determined to be normal (step S205), and when it does not change, it is determined that the sensor has failed (step S206). This makes it possible to determine whether or not the sensor 60 (61) has a failure due to an abnormality in a component other than the LED 601.
31 中間転写ベルト
60(61) センサ
300 画像形成装置
500 制御基板
501 CPU
502 LED駆動部
503 電流検出部
504 センサ電源検査信号
505 順電圧信号
507 電流検出信号
508 センサ出力信号
509 オペアンプ素子(OPAMP)
510 トランジスタ素子(Tr)
601 発光ダイオード(LED)
602 フォトトランジスタ(Ptr)
603 増幅回路
604 電圧変換素子
31 intermediate transfer belt 60 (61) sensor 300 image forming apparatus 500 control board 501 CPU
502 LED drive unit 503 Current detection unit 504 Sensor power supply inspection signal 505 Forward voltage signal 507 Current detection signal 508 Sensor output signal 509 Operational amplifier element (OPAMP)
510 Transistor element (Tr)
601 light emitting diode (LED)
602 Phototransistor (Ptr)
603 Amplifier circuit 604 Voltage conversion element
Claims (12)
前記像担持体に転写された画像を検知する検知手段と、
前記検知手段に電源を供給する駆動手段と、
前記検知手段を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記検知手段の一端にかかる電圧を検出する電圧検出手段と、
前記駆動手段によって前記検知手段に供給される電流値を変化させた際の前記電流検出手段および前記電圧検出手段の検出結果を用いて、前記駆動手段の故障の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier to which the image formed by the image forming means is transferred,
Detection means for detecting the image transferred to the image carrier,
Drive means for supplying power to the detection means,
Current detecting means for detecting a current flowing through the detecting means,
Voltage detection means for detecting a voltage applied to one end of the detection means,
Using the detection results of the current detection means and the voltage detection means when changing the current value supplied to the detection means by the drive means, the determination means for determining the presence or absence of failure of the drive means,
An image forming apparatus comprising:
前記判定手段は、前記駆動手段が故障していると判定した場合、その旨を前記操作表示部に表示して報知することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の画像形成装置。 Equipped with an operation display unit that informs information,
The image according to any one of claims 1 to 7, wherein when the determination unit determines that the drive unit is out of order, the determination unit displays the fact on the operation display unit to notify the fact. Forming equipment.
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