JP4962762B2 - 画像形成装置及びその断線検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びその断線検査方法に関する。

画像形成装置は、電気的負荷として、例えば感光ドラムを帯電させる帯電器、その帯電した感光ドラムに現像剤を付着させる現像器や、その現像剤像を印刷媒体に転写する転写器を備え、更には、印刷媒体を搬送するベルトをクリーニングするクリーニングユニットを備えるものがある。そして、これらの電気的負荷には、高電圧電源装置から複数の接続点を介して高電圧（バイアス電圧）が印加される。従って、いずれかの接触点において、例えば接触子が折れたり位置ずれしたりして、高電圧電源装置から各電気的負荷への接続ラインが断線すると、各電気的負荷へ正常なバイアス電圧が印加されず、各電気的負荷が正常に役割を果たさないといったおそれがある。
そこで、下記特許文献１には、各電気的負荷ごとに、高電圧電源装置との接続を確認する検知手段を１つずつ設けた構成が開示されている。
特開２００３−３４５１９４公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、各電気的負荷ごとに、１つずつ検査手段を設ける構成であるから、効率的な検査を行うことができないという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、複数の電気的負荷へのラインの接続状態を効率的に確認することが可能な画像形成装置及びその断線検査方法を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る断線検査方法は、電気的負荷と、その電気的負荷に印加する電圧を生成する電圧生成回路とを備える画像形成装置について、前記電圧生成回路と、前記電気的負荷に電気的に接続される電極とが正常に接続されているか否かを検査する断線検査方法であって、第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷よりも低インピーダンスの抵抗で接続し、前記第２電気的負荷に対応する第２電圧生成回路で第２電圧を生成し、前記第１電気的負荷に対応する第１電圧生成回路で生成した第１電圧を検出しつつ、その検出電圧が所定の目標値に向かうようにフィードバック制御を実行し、その後、前記第１電圧と前記第２電圧との電位差に基づき前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されているか否かを検査する。
なお、本発明の「画像形成装置」は、プリンタ（例えばレーザプリンタ）などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及び読み取り機能（スキャナ機能）等を備えた複合機であってもよい。また、上記ベルトを有するものであれば、現像ユニット毎に像担持体を備えたタンデム（シングルパス）方式のものに限らず、各現像ユニットが共通の像担持体に対して現像を行う４サイクル（シングルドラム）方式であってもよい。さらに、現像剤像を被記録媒体に直接転写するダイレクト転写方式、あるいは、中間転写ベルトを介して間接的に転写する中間転写方式のいずれであってもよい。

第２の発明に係る断線検査方法は、電気的負荷と、その電気的負荷に印加する電圧を生成する電圧生成回路とを備える画像形成装置について、前記電圧生成回路と、前記電気的負荷に電気的に接続される電極とが正常に接続されているか否かを検査する断線検査方法であって、第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷よりも低インピーダンスの抵抗で接続し、前記第２電気的負荷に対応する第２電圧生成回路で第２電圧を生成し、前記第１電気的負荷に対応する第１電圧生成回路で生成した第１電圧を検出しつつ、その検出電圧が所定の目標値に向かうようにＰＷＭ制御を実行し、その後、前記ＰＷＭ制御におけるＰＷＭ値に基づき前記第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されているか否かを検査する。

第３の発明に係る画像形成装置は、互いに電気的に接続される第１電気的負荷及び第２電気的負荷と、前記第１電気的負荷に印加する第１電圧を生成する第１電圧生成回路と、前記第２電気的負荷に印加する第２電圧を生成する第２電圧生成回路と、前記第１電圧生成回路の第１電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標値に向かうように前記第１電圧生成回路の生成電圧をフィードバック制御するフィードバック制御部と、前記第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と、前記第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷より低インピーダンスの抵抗を接続した状態で、前記第１電圧と前記第１電圧との電位差に基づき前記第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されているか否かを検査する検査部と、を備える。

第４の発明に係る画像形成装置は、互いに電気的に接続される第１電気的負荷及び第２電気的負荷と、前記第１電気的負荷に印加する第１電圧を生成する第１電圧生成回路と、前記第２電気的負荷に印加する第２電圧を生成する第２電圧生成回路と、前記第１電圧生成回路の生成電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標値に向かうように前記第１電圧生成回路の生成電圧をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部と、前記第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と、前記第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷より低インピーダンスの抵抗を接続した状態で、前記ＰＷＭ制御部におけるＰＷＭ値に基づき前記第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されているか否かを検査する検査部と、を備える。

第５の発明は、第３又は第４の発明の画像形成装置において、前記第２電圧生成回路は、変圧器を有した構成であり、前記第１電圧生成回路は、前記第１電極と第２電極との間に接続され、所定の基準電位ラインと前記変圧器の二次側巻線との間に電流を流すシャント回路を有し、当該シャント回路に流れる電流が制御されることで、前記生成電圧が制御される構成である。

第６の発明は、第３から第５の発明のいずれかの画像形成装置において、周動可能に張設されたベルトと、前記ベルトに接触し、当該ベルト上の付着物を電気的に吸引する、前記第１電気的負荷としての第１クリーニングローラと、前記第１クリーニングローラが吸引した付着物を電気的に吸引する前記第２電気的負荷としての第２クリーニングローラと、前記第１クリーニングローラとの間で前記ベルトを挟み、所定電位に接地された押さえローラと、を備える。

＜第１，３の発明＞
第１電極と第２電極とを、短絡、または、電気的負荷（第１電気的負荷、第２電気的負荷）よりも低インピーダンスの抵抗で接続する。すると、第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、第２電圧生成回路と第２電極との間が、正常に接続されているときは、第１電極及び第２電極間の電位差が上記短絡等によって制約を受けるため、第１電圧生成回路は、その第１電圧を目標値に到達させることができない。一方、第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、第２電圧生成回路と第２電極との間のいずれかの位置で、断線等の接続不良が発生したときは、第１電圧生成回路は、なんらの制約を受けることなく、第１電圧を目標値に到達させることが可能となる。本発明は、このことに基づき第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、第２電圧生成回路と第２電極との間の２ラインの断線や接続不良の検査を一度に行うことができる。

＜第２，４の発明＞
第１電極と第２電極とを、短絡、または、電気的負荷（第１電気的負荷、第２電気的負荷）よりも低インピーダンスの抵抗で接続する。すると、第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、第２電圧生成回路と第２電極との間が、正常に接続されているときは、第１電極及び第２電極間の電位差が上記短絡等によって制約を受けるため、第１電圧生成回路は、そのPWM制御におけるＰＷＭ値を所定量増減させても第１電圧を所定の目標値に到達させることができない。一方、第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、第２電圧生成回路と第２電極との間のいずれかの位置で、断線等の接続不良が発生したときは、第１電圧生成回路は、なんらの制約を受けることなく、ＰＷＭ制御におけるＰＷＭ値に応じて第１電圧を目標値に到達させることが可能となる。本発明は、このことに基づき第１電圧生成回路と第１電極との間、及び、第２電圧生成回路と第２電極との間の２ラインの断線や接続不良の検査を一度に行うことができる。

＜第５の発明＞
このような構成に対しても、本発明を適用して効率的な断線検査を行うことができる。

＜第６の発明＞
本発明は、ベルトをクリーニングするクリーニングユニットに対しても、効率的な断線検査を行うことができる。

本発明の一実施形態を図１〜図６を参照しつつ説明する。
１．プリンタの全体構成
図１は、本実施形態の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ１」という）１の内部構成を表す概略断面図である。
図１に例示するプリンタ１は、トナー像形成部４と、ベルト部材としての用紙搬送ベルト６と、定着部８と、給紙部９と、スタッカー１２と、制御部１０とを備え、印刷媒体として用紙Ｐに、外部から入力される画像データに応じた４色の画像を形成する。

そして、トナー像形成部４は、４個の現像ユニット５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｂと、これらの現像ユニット５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｂに貯留されたイエロー，マゼンタ，シアン，及びブラックのトナーＴ（現像剤の一例：図２参照）による４つのトナー像形成工程毎に、感光体としての感光体ドラム３と、その感光体ドラム３を一様に帯電させる帯電器３１と、該帯電後の感光体ドラム３の表面をレーザ光で露光して画像データに応じた静電潜像を形成する露光手段としてのスキャナユニット４１とを備えている。なお、スキャナユニット４１は、大部分の図示が省略されており、最終的にレーザ光が出射される部分のみが図示されている。

以下、各構成要素の構成について詳しく説明する。なお、以下の説明において、色毎に区別する必要のある場合は各部の符号にＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂ（ブラック）の添え字を付し、区別する必要のない場合は添え字を省略する。
トナー像形成部４の感光体ドラム３は、略円筒形状の部材で構成され、４つがほぼ等間隔に水平方向に並んで、回動可能に配設されている。なお、感光体ドラム３の略円筒形状の部材は、例えば、アルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものが用いられる。そして、このアルミニウム製の基材は、プリンタ１のグランドラインに接地されている。

また、帯電器３１は、いわゆるスコロトロン型の帯電器であり、感光体ドラム３に対向して、その幅方向に延設される帯電ワイヤ３２と、この帯電ワイヤ３２を納めて感光体ドラム３側を開放したシールドケース３３とで構成され、この帯電ワイヤ３２に高電圧を印加することにより、感光体ドラム３の表面を正極性（例えば＋７００Ｖ）に帯電させる。また、シールドケース３３は、上記感光体ドラム３側の開放部にグリッドを設けた構造となっており、このグリッドに規定の電圧を印加することにより感光体ドラム３の表面がほぼグリッド電圧と同電位に帯電される。

スキャナユニット４１は、各感光体ドラム３に、感光体ドラム３の回転方向の帯電器３１より下流側に配設され、外部より入力される画像データの１色分に応じたレーザー光を光源から出射し、ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラーの鏡面などによりレーザー光を走査して、感光体ドラム３の表面へ照射する。
なお、スキャナユニット４１により、画像データに応じたレーザー光が感光体ドラム３の表面に照射されると、照射された部分の表面電位が低下（＋１５０〜＋２００Ｖ）することにより、感光体ドラム３の表面には、静電潜像が形成される。

また、現像ユニット５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｂはそれぞれ、各色のトナーＴを収納する現像ユニットケース５５に現像手段としての現像ローラ５２を備えた構成を有し、感光体ドラム３の回転方向に対してスキャナユニット４１より下流側で現像ローラ５２が感光体ドラム３に接するように配設される。そして、各現像ユニット５１は、トナーＴを「＋」（正極性）に帯電させ、均一な薄層として感光体ドラム３へ供給して、現像ローラ５２と感光体ドラム３との接触部において、感光体ドラム３上に形成された「＋」（正極性）の静電潜像に対して、「＋」（正極性）に帯電したトナーＴを反転現像方式で担持させて上記静電潜像を現像する。

なお、現像ローラ５２は、導電性シリコーンゴムなどを基材として円柱状に構成され、表面にフッ素を含有した樹脂、または、ゴム材のコート層が形成されている。また、現像ユニットケース５５に収納されるトナーＴは、正帯電性の非磁性１成分トナーであり、現像ユニット５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｂに応じて、それぞれイエロー，マゼンタ，シアントナー，及びブラックのトナーＴが収容されている。

また、給紙部９は、装置の最下部に設けられており、用紙Ｐを収容する収容トレイ９１と、用紙Ｐを送り出すピックアップローラ９２とから構成されている。そして、収容トレイ９１に収容された用紙Ｐは、ピックアップローラ９２により、給紙部９から１枚ずつ取り出され、搬送ローラ９８，レジストローラ９９を介して用紙搬送ベルト６に送られる。

用紙搬送ベルト６は、感光体ドラム３の幅より狭く、用紙Ｐを上面に担持した状態で、その用紙Ｐと一体に走行するように無端状に構成され、駆動ローラ６２と従動ローラ６３との間に架け渡されている。また、各感光体ドラム３と対向する位置の近傍には、用紙搬送ベルト６を挟んで転写ローラ６１がそれぞれ設けられている。そして、用紙搬送ベルト６は、駆動ローラ６２の回動により、感光体ドラム３と対向する側の表面が、図１に示すように、図中右方向から図中左方向へ移動して、レジストローラ９９から送られて来る用紙Ｐを、感光体ドラム３との間へ順番に搬送して定着部８へ送る。

また、用紙搬送ベルト６の駆動ローラ６２で折り返した面の従動ローラ６３寄りの位置には、除去手段としてのクリーニングローラ１０５（「第１電気的負荷、第１クリーニングローラ」の一例）が設けられている。

図２は、クリーニングローラ１０５を備えたトナー除去部１００の構成を詳細に表す説明図である。図２に示すように、クリーニングローラ１０５は、用紙搬送ベルト６の幅方向に延びた軸部材１０５Ａの周囲にシリコーンからなる発泡材が設けられた構成をなしており、用紙搬送ベルト６を挟んで対向する位置に設けられた金属製の電極ローラ１０４（「押さえローラ」の一例）との間で所定の第１バイアス電圧Ｖ１が印加されて、用紙搬送ベルト６に接触しながら回転するように配設される。この第１バイアス電圧Ｖ１によって、用紙搬送ベルト６に付着したトナーＴ（「付着物」の一例）がクリーニングローラ１０５によって除去される。例えば、電極ローラ１０４をグランドラインに接続して接地すると共に、クリーニングローラ１０５にトナーＴの極性とは逆極性のバイアス（例えば−１２００Ｖ）を印加すれば、トナーＴをクリーニングローラ１０５に吸引して除去することができる。なお、クリーニングローラ１０５は、用紙搬送ベルト６との接触部分が互いに反対方向となるように図示しない駆動手段によって駆動される。

また、クリーニングローラ１０５には、クリーニングローラ１０５に付着したトナーＴをクリーニングローラ１０５から除去する金属製（例えば、鉄材にＮｉメッキが施された構成、あるいはステンレス材からなる構成等）の回収ローラ１０６（「第２電気的負荷、第２クリーニングローラ」の一例）と、クリーニングローラ１０５から除去されたトナーＴを貯留しておく貯留ボックス（貯留容器）１０７が設けられている。回収ローラ１０６には、ゴム製のクリーニングブレード１０８が当接しており、このクリーニングブレード１０８は、回収ローラ１０６に付着しているトナーＴを掻きとるように機能する。

図１に戻って、転写ローラ６１は、負電圧の電流源１１２により転写ローラ６１と感光体ドラム３との間にトナーＴの帯電極性と逆極性の転写バイアス（例えば−１０〜−１５μＡ）が印加されて、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を用紙搬送ベルト６により搬送される用紙Ｐに転写するように構成されている。

また、定着部８は、加熱ローラ８１と、加圧ローラ８２とから構成され、トナー像が転写された用紙Ｐを、加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２によって狭持搬送しながら加熱及び加圧することにより、トナー像を用紙Ｐに定着させる。
また、プリンタ１の上面にはスタッカー１２が形成されている。このスタッカー１２は、定着部８の排紙側に設けられており、定着部８から排出される用紙Ｐを収容する。また、制御部１０は、図示しないＣＰＵを用いた制御装置などにより構成され、プリンタ１の動作全般の制御を行う。

２．高圧制御装置の構成
上記制御部１０の制御基板１０Ａ上には、転写ローラ６１、現像ローラ５２、帯電器３１、トナー除去部１００など、プリンタ１に備えられた各電気的負荷にそれぞれ印加するバイアス電圧を生成する高圧制御装置１２０が搭載されている。図３には、このうち、トナー除去部１００へのバイアス電圧（第１バイアス電圧Ｖ１，第２バイアス電圧Ｖ２）を生成する構成部分が図示されている。

具体的には、制御基板１０Ａ上には、第１バイアス生成回路１２１（「第１電圧生成回路」の一例）と、第２バイアス生成回路１２２（「第２電圧生成回路」の一例）と、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって構成されたＰＷＭ（Pulse
Width Modulation。パルス幅変調）制御回路１２３と、が備えられている。

（１）第２バイアス生成回路
第２バイアス生成回路１２２は、回収ローラ１０６に印加する第２バイアス電圧Ｖ２（「第２電圧」の一例 例えば目標値−１６００Ｖ）を生成するものであり、ＰＷＭ信号平滑回路１２４、トランスドライブ回路１２５、昇圧・平滑整流回路１２６、出力電圧検出回路１２７を備えている。このうち、ＰＷＭ信号平滑回路１２４は、ＰＷＭ制御回路１２３のＰＷＭポート１２３ＡからのＰＷＭ信号Ｓ１を受けて平滑しトランスドライブ回路１２５に与える役割を果たす。トランスドライブ回路１２５は、受けたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧・平滑整流回路１２６の１次側巻線１２６Ａに発振電流を流すよう構成されている。

昇圧・平滑整流回路１２６は、トランス（変圧器）１２８、ダイオード１２９、平滑コンデンサ１３０などを備えている。トランス１２８は、２次側巻線１２６Ｂ，１次側巻線１２６Ａ及び補助巻線１２６Ｃを備えている。２次側巻線１２６Ｂの一端は、ダイオード１２９及び第２出力端子ｔ２を介して回収ローラ１０６のローラ軸に接続される接続ライン１３１に接続されている。また、平滑コンデンサ１３０及び放電抵抗１３３がそれぞれ２次側巻線１２６Ｂに並列に接続されている。なお、第２出力端子ｔ２と接続ライン１３１とは、分離可能なコネクタを介して接続されている。

このような構成により、１次側巻線１２６Ａの発振電圧は、昇圧・平滑整流回路１２６において昇圧及び整流され、回収ローラ１０６のローラ軸に第２バイアス電圧Ｖ２として印加される。

出力電圧検出回路１２７は、昇圧・平滑整流回路１２６のトランス１２８の補助巻線１２６ＣとＰＷＭ制御回路１２３とに接続されている。出力電圧検出回路１２７は、補助巻線１２６Ｃの両端間で発生する出力電圧Ｖｆを検出して、その検出信号Ｓ２をＰＷＭ制御回路１２３のＡ／Ｄポート１２３Ｂに入力するように構成されている。出力電圧Ｖｆは上記２次側巻線１２６Ｂの出力電圧である第２バイアス電圧Ｖ２と比例関係にあるため、ＰＷＭ制御回路１２３は、この出力電圧Ｖｆが所定の一定値になるようにＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を適宜変更することで第２バイアス電圧Ｖ２を目標値（例えば−１６００Ｖ）にする定電圧制御を実行する。

（２）第１バイアス生成回路
第１バイアス生成回路１２１は、クリーニングローラ１０５に印加する第１バイアス電圧Ｖ１（「第１電圧」の一例 例えば目標値−１２００Ｖ）を生成するものであり、本実施形態では、上記第２バイアス生成回路１２２が生成する上記第２バイアス電圧Ｖ２に基づき、クリーニングローラ１０５に印加すべき第１バイアス電圧Ｖ１を生成する。具体的には、第１バイアス生成回路１２１は、主として、シャント回路１４０と、シャント電流制御回路１４１とを備える。シャント回路１４０は、クリーニングローラ１０５に連なる接続ライン１４２に接続される第１出力端子ｔ１と、上記第２出力端子ｔ２との間に接続された電流制御素子としてのトランジスタ１４３を備えて構成されている。より具体的には、ｐｎｐ型のトランジスタ１４３は、コレクタが第２出力端子ｔ２側に接続され、エミッタが第１出力端子ｔ１側に接続され、ベースが入力抵抗１４４を介して第２出力端子ｔ２側に接続されている。また、トランジスタ１４３のエミッタ（第１出力端子ｔ１）は、フィードバック抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して所定の基準電位（例えば３．３ｖの正電位）Ｖ３ラインに接続されている。なお、第１出力端子ｔ１と接続ライン１４２とは、分離可能なコネクタを介して接続されている。

シャント電流制御回路１４１は、フォトカプラ１４５を介してＰＷＭ制御回路１２３のＰＷＭポート１２３に接続されており、このＰＷＭポート１２３から出力されるＰＷＭ信号Ｓ４に応じてトランジスタ１４３のベース電位を制御することで、シャント回路１４０に流れるシャント電流ｉｓの電流量を調整する役割を果たす。ＰＷＭ制御回路１２３は、フィードバック抵抗Ｒ１，Ｒ２間の接点電位Ｖ４が検出信号Ｓ５としてＡ／Ｄポート１２３Ｅに入力される。この接点電位Ｖ４は、第１バイアス生成回路１２１の出力電圧である第１バイアス電圧Ｖ１と比例関係にあるため、ＰＷＭ制御回路１２３は、この接点電位Ｖ４が所定の一定値になるようにＰＷＭ信号Ｓ４のディーティ比を適宜変更することで第１バイアス電圧Ｖ１を目標値（例えば−１２００Ｖ）にする定電圧制御を実行する。従って、フィードバック抵抗Ｒ１，Ｒ２が「電圧検出部」として機能し、ＰＷＭ制御回路１２３が「フィードバック制御部、ＰＷＭ制御部」として機能する。なお、フォトカプラ１４５は、ＰＷＭ制御回路１２３側の電流が、後述する第１電流ｉ１に混じらないようにアイソレートする役割を果たす。

３．用紙搬送ベルトに流れるベルト電流の監視方法
さて、抵抗体であるクリーニングローラ１０５、用紙搬送ベルト６や当該用紙搬送ベルト６上の用紙Ｐは、プリンタ１の温度や湿度に応じてインピーダンスが大きく変動し、これに伴って用紙搬送ベルト６に流れるベルト電流ｉｂ（「第３電流」の一例）も変動する。用紙搬送ベルト６は、一定の電流以上の過電流（例えば１００μＡ）が流れると、穴が開くなど、破損のおそれあるから、上記ベルト電流ｉｂを監視する必要がある。また、使用頻度により用紙搬送ベルト６やクリーニングローラ１０５等が劣化するため、インピーダンスを測定し、その交換時期を把握する必要ある。

ところが、クリーニングローラ１０５及び用紙搬送ベルト６間の負荷状態により、トナー除去部１００と高圧制御装置１２０との間に流れる電流の経路や向きが変わるため、トナー除去部１００側において所定の位置で精度よくベルト電流ｉｂを測定することができない。具体的には、例えば、用紙搬送ベルト６に多量のトナーＴが付着している場合には、用紙搬送ベルト６及びクリーニングローラ１０５間のインピーダンスが大きくなり、ここでの電圧降下が大きくなる。そうすると、第１バイアス電圧Ｖ１が目標値（−１２００Ｖ）よりも低くなるため、これを当該目標値に戻すために、シャント電流制御回路１４１はシャント電流ｉｓを減少させるようにトランジスタ１４３のベース電流が制御され、そのコレクタ−エミッタ間電圧（第１出力端子ｔ１と第２出力端子ｔ２との端子間電圧）を増大させる。このとき、基準電位Ｖ３ラインからフィードバック抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して流れる第１電流ｉ１の一部の電流ｉ１'が第１出力端子ｔ１及びクリーニングローラ１０５を介して回収ローラ１０６側に流れ込む。

一方、例えば、高湿であり、かつ、クリーニングローラ１０５と電極ローラ１０４とによって用紙搬送ベルト６が高いニップ力で挟まれた場合には、用紙搬送ベルト６及びクリーニングローラ１０５間のインピーダンスが小さくなり、ここでの電圧降下も小さくなる。そうすると、第１バイアス電圧Ｖ１が目標値（−１２００Ｖ）よりも高くなるため、これを当該目標値に戻すために、シャント電流制御回路１４１はシャント電流ｉｓを増大させるようにトランジスタ１４３のベース電流が制御され、そのコレクタ−エミッタ間電圧（第１出力端子ｔ１と第２出力端子ｔ２との端子間電圧）を減少させる。このとき、上記ベルト電流ｉｂの一部の電流ｉｂ'が第１出力端子ｔ１側に流れ込み、上記第１電流ｉ１と合流する。このように、クリーニングローラ１０５及び用紙搬送ベルト６間の負荷状態により、トナー除去部１００と高圧制御装置１２０との間に流れる電流の経路や向きが変わるのである。

そこで、本実施形態では、まず、昇圧・平滑整流回路１２６の２次側巻線１２６Ｂに流れる第２電流ｉ２（＝電流ｉｃ（回収ローラ１０６から第２出力端子ｔ２を介して２次側巻線１２６Ｂに流れ込む電流）＋シャント電流ｉｓ）を検出するための構成が設けられている。具体的には、昇圧・平滑整流回路１２６の２次側巻線１２６Ｂの他端は、電流測定用抵抗１３２（「第２抵抗」の一例）を介してグランドラインに接続されており、この電流測定用抵抗１３２の端子電圧Ｖｄに応じた検出信号Ｓ３が、ＰＷＭ制御回路１２３のＡ／Ｄポート１２３Ｃに取り込まれる。電流測定用抵抗１３２には、上記第２電流ｉ２が流れ、この電流値に応じて端子電圧Ｖｄも変化する。ＰＷＭ制御回路１２３は、この端子電圧Ｖｄと電流測定用抵抗１３２の抵抗値ｒｄとから第２電流ｉ２を算出することができる。

また、ＰＷＭ制御回路１２３は、上記Ａ／Ｄポート１２３Ｅに取り込まれる接点電位Ｖ４と、基準電位Ｖ３と、フィードバック抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値ｒ１，ｒ２とから第１電流ｉ１を算出することができる。

ここで、用紙搬送ベルト６及びクリーニングローラ１０５間のインピーダンスが小さくなり、電流ｉｂ'が第１出力端子ｔ１側に流れ込むときは、ベルト電流ｉｂは次の式で表すことができる。

[数１]
ｉｃ＋ｉｂ'＝（Ｖｄ／ｒｄ）−ｉ１
ｉ１＝（Ｖ３−Ｖ１）／（ｒ１＋ｒ２）
ｉｂ＝ｉｃ＋ｉｂ'＝（Ｖｄ／ｒｄ）−{（Ｖ３−Ｖ１）／（ｒ１＋ｒ２）}
一方、用紙搬送ベルト６及びクリーニングローラ１０５間のインピーダンスが大きくなり、電流ｉ１'が第１出力端子ｔ１及びクリーニングローラ１０５を介して回収ローラ１０６側に流れ込むときは、ベルト電流ｉｂは次の式で表すことができる。

[数２]
ｉｃ＝（Ｖｄ／ｒｄ）−ｉ１
ｉ１＝（Ｖ３−Ｖ１）／（ｒ１＋ｒ２）
ｉｂ＝ｉｃ＝（Ｖｄ／ｒｄ）−{（Ｖ３−Ｖ１）／（ｒ１＋ｒ２）}
この結果、数式１，２において、ベルト電流ｉｂを算出する式が一致している。このことは、電流ｉｂ'及び電流ｉ１'のいずれが流れても、同一の数式（数式１，２）で、ベルト電流ｉｂを算出することができることを意味する。ＰＷＭ制御回路１２３は、図示しないメモリから上記数式に関する情報を読み出して、この数式に従って随時ベルト電流ｉｂの算出を行う。

ＰＷＭ制御回路１２３は、例えば、上記算出処理によるベルト電流ｉｂが、所定値（例えば用紙搬送ベルト６を破損させるレベルよりもやや小さい電流値）以上であったときは、ベルト電流ｉｂが当該所定値以下の一定値にさせる定電流制御に切り替える。また、ＰＷＭ制御回路１２３は、算出処理によるベルト電流ｉｂと、現在の第１バイアス電圧Ｖ１または第２バイアス電圧Ｖ２の値とからクリーニングローラ１０５及び用紙搬送ベルト６のインピーダンスを算出し、この値が所定値以上になったときに、クリーニングローラ１０５等の交換時期と判断し、その旨のメッセージ等をプリンタ１の図示しない表示部に表示させるなどして、ユーザに報知する。

４．断線検査方法
さて、図３に示すように、第１バイアス生成回路１２１の第１出力端子ｔ１が、複数の接点を連ねてなる接続ライン１４２を介してクリーニングローラ１０５のローラ軸に接続された電極ｔ５と接触する第１電極ｔ３に電気的に接続されることで、第１バイアス生成回路１２１の第１バイアス電圧Ｖ１をクリーニングローラ１０５に印加することができる。また、第２バイアス生成回路１２２の第２出力端子ｔ２が、複数の接点を連ねてなる接続ライン１３１を介して回収ローラ１０６のローラ軸に接続された電極ｔ６と接触する第２電極ｔ４に電気的に接続されることで、第２バイアス生成回路１２２の第２バイアス電圧Ｖ２を回収ローラ１０６に印加することができる。

一方、何らかの影響で、例えば上記接続ライン１３１，１４２のいずれかの位置で断線や、第１出力端子ｔ１及び第２出力端子ｔ２と上記接続ライン１３１，１４２との接続不良や、接続ライン１３１，１４２と第３電極ｔ３及び第２電極ｔ４との接続不良などが生じている場合には、たとえ各バイアス生成回路１２１，１２２で正常に目標電圧が生成されていても、それがクリーニングローラ１０５等に正常に印加されず、クリーニング能力を低下させる結果となり得る。

そこで、接続ライン１３１，１４２における断線検査や接続検査を行う必要がある。図４には断線検査時の回路図である。なお、トランジスタ１４３のエミッタと第１出力端子ｔ１との間には過電流を抑えるための電流制限用抵抗Ｒｂ１（抵抗値が例えばＭΩ）が接続され、トランジスタ１４３のコレクタと第２出力端子ｔ２との間にも過電流を抑えるための電流制限用抵抗Ｒｂ２（抵抗値が例えばＭΩ）が接続されている。そして、例えば使用者や検査員がユニット化されたトナー除去部１００を取り外すと、クリーニングローラ１０５及び回収ローラ１０６と電気的に接続していた第１電極ｔ３及び第２電極ｔ４がプリンタ１のケース内において露出する。そして、上記トナー除去部１００の代わりに、図４に示すように、接続部材１５０を配置する。これにより、当該接続部材１５０に備えられた低インピーダンス抵抗Ｒｇ（クリーニングローラ１０５と回収ローラ１０６とのインピーダンスよりも極めて低いインピーダンス）を挟んで第１電極ｔ３と第２電極ｔ４とが電気的に接続される。

この状態で、使用者等がプリンタ１の図示しない操作部で所定の操作を行うことで、ＰＷＭ制御回路１２３が図５に示す検査フローを実行する。まず、Ｓ１で、第２バイアス生成回路１２２を起動し、ＰＷＭポート１２３ＡからのＰＷＭ信号Ｓ１のディーティ比（ＰＷＭ値）を増大させていく（本実施形態では、ディーティ比が大きいほど各バイアス生成回路の出力電圧が大きくなる構成である）。Ｓ２で、Ａ／Ｄポート１２３Ｂに入力される検出信号Ｓ２（出力電圧Ｖｆ）に基づき、第２バイアス電圧Ｖ２が目標値（−１６００Ｖ）に達したかどうかを判断する。ここで、規定時間内に第２バイアス電圧Ｖ２が目標値に達しないときには（Ｓ２：Ｙ、且つ、Ｓ３：Ｙ）、そもそも第２バイアス生成回路１２２が正常に第２バイアス電圧Ｖ２を生成することができていないことを意味し、Ｓ４で第２バイアス電圧出力エラーを、例えばプリンタ１の図示しない表示部に表示させたり、プリンタ１の図示しない内蔵メモリに記録したりするなどのエラー処理を実行する。

一方、規定時間内に第２バイアス電圧Ｖ２が目標値に達したときには（Ｓ２：Ｙ）、Ｓ５で第１バイアス生成回路１２１を起動し、ＰＷＭポート１２３ＤからのＰＷＭ信号Ｓ４のディーティ比（ＰＷＭ値）を増大させていく（本実施形態では、ディーティ比が大きいほど各バイアス生成回路の出力電圧が大きくなる構成である）。具体的には、第１バイアス電圧Ｖ１は次の式で算出することができる。

[数３]
Ｖ１＝（Ｖ３−Ｖ２）＊（Ｒｂ２＋Ｒｇ＋Ｒｂ１）／（Ｒｇ２＋Ｒｇ＋Ｒｂ１＋ｒ１＋ｒ２）
そして、ＰＷＭ制御回路１２３は、この第１バイアス電圧Ｖ１が目標値に（−１２００Ｖ）に向かうようにＰＷＭ値を増大させていくのである。なお、これに伴って、シャント回路１４０のトランジスタ１４３は、シャント電流ｉｓを制限するオフ側へと移行していく。そして、Ｓ６でプリンタ１の通常の動作開始時において第１バイアス電圧Ｖ１が上記目標値に達し得る十分な規定時間経過した後に（Ｓ６：Ｙ）、Ｓ７で、Ａ／Ｄポート１２３Ｅに入力される検出信号Ｓ５（接点電位Ｖ４）及びＡ／Ｄポート１２３Ｂに入力される検出信号Ｓ２（出力電圧Ｖｆ）を取り込んで、Ｓ８で第１バイアス電圧Ｖ１と第２バイアス電圧Ｖ２との電位差Ｖ２１（＝Ｖ２−Ｖ１）が目標値（本実施形態では４００Ｖ）に達したかどうかを判断する。

ここで、接続ライン１３１，１４２や両出力端子ｔ１，ｔ２などのいずれかに箇所で断線や接続不良が生じている場合には、図６に示すように、上記低インピーダンス抵抗Ｒｇにおける電圧降下による制約を受けることなく、各バイアス生成回路１２１，１２２が自由に第１バイアス電圧Ｖ１、第２バイアス電圧Ｖ２を出力できる。つまり、ＰＷＭ値の増大に応じて第１バイアス電圧Ｖ１、第２バイアス電圧Ｖ２をそれぞれの目標値に到達させることができる（図６の実線グラフ参照）。このとき、図５では、Ｓ８で「Ｙ」となり、Ｓ９で断線エラーを、例えばプリンタ１の図示しない表示部に表示させたり、プリンタ１の図示しない内蔵メモリに記録したりするなどのエラー処理を実行する。

これに対して、接続ライン１３１，１４２のいずれかに箇所にも断線や接続不良が生じていない場合には、上記低インピーダンス抵抗Ｒｇにおける電圧降下による制約を受けることになる。これにより、上記ＰＷＭ信号Ｓ４のディーティ比を増大させ、トランジスタ１４３がほぼオフ状態になったとしても、未だ上記電位差Ｖ２１は目標値に達することができない（図６の点線グラフ参照）。なお、このとき、電位差Ｖ２１は、上記数式３で定められる値Ｖｘとなる。ＰＷＭ制御回路１２３は、電位差Ｖ２１が、目標値に達せず、かつ、上記電圧Ｖｘを基準とした所定の規定出力値範囲内にあるときには（Ｓ８：Ｎ、且つ、Ｓ１０：Ｙ）、断線エラーもバイアス電圧出力エラーも発生していない正常状態であり、その結果を、例えばプリンタ１の図示しない表示部に表示させたり、プリンタ１の図示しない内蔵メモリに記録したりする（Ｓ１１）。

ＰＷＭ制御回路１２３は、電位差Ｖ２１が、目標値に達せず、かつ、上記電圧Ｖｘを基準とした所定の規定出力値範囲外にあるときには（Ｓ８：Ｎ、且つ、Ｓ１０：Ｎ）、そもそも第１バイアス生成回路１２１が正常に第１バイアス電圧Ｖ１を生成することができていないことを意味し、Ｓ１２で第１バイアス電圧出力エラーを、例えばプリンタ１の図示しない表示部に表示させたり、プリンタ１の図示しない内蔵メモリに記録したりするなどのエラー処理を実行する。従って、ＰＷＭ制御回路１２３は、「検査部」として機能する。

５．本実施形態の効果
本実施形態によれば、第１電極ｔ３と第２電極ｔ４とを低インピーダンス抵抗Ｒｇで接続し、第１バイアス電圧Ｖ１と第２バイアス電圧Ｖ２との電位差Ｖ２１を監視することにより、第１電極ｔ３及び第２電極ｔ４それぞれに連なる２つの接続ライン１３１，１２４の断線や接続不良の検出を一度に行うことができる。しかも、上記電位差Ｖ２１は、制御基板１０Ａ側で検出できる出力電圧Ｖｆ及び接点電位Ｖ４に基づき算出できるから、トナー除去部１００側に電圧、電流をモニタするための構成を設ける必要がない。従って、余計な配線が不要であり、また、ノイズによる影響を極力抑えることができる。
図５に示す処理をＰＷＭ制御回路１２３に実行させるためのプログラムが予め高圧制御装置１２０内に格納されており、所定の操作によって当該処理が実行可能となっている。従って、プリンタ１を出荷後、そのプリンタ１の設置場所において、上記接続部材１５０さえあれば断線や接続不良の検査を行うことができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、第２バイアス生成回路１２２のみトランス（変圧器）１２８を有する構成としたが、第１バイアス生成回路１２１にもトランスを設けて第２バイアス生成回路１２２とは独立的にバイアス電圧を生成する構成であってもよい。

（２）また、上記実施形態では、第１バイアス電圧Ｖ１及び第２バイアス電圧Ｖ２を負極性とした例で説明したが、正極性であってもよく、この場合、各電流方向は上記実施形態とは逆になる。

（３）ベルトとしては、上記用紙搬送ベルト６以外に、例えば中間転写ベルトなどであってもよい。

（４）付着物としては、トナーＴ以外に、紙粉等であってもよい。

（５）電気的負荷としてクリーニングローラ１０５及び回収ローラ１０６等としたが、これに限らず、互いに電気的に接続される複数の電気的負荷であれば、例えば帯電器３１、現像ローラ５２や転写ローラ６１など、他の電気的負荷であってもよい。

（６）上記実施形態では、図５に示す処理を実行させるためのプログラムが高圧制御装置１２０内に格納された構成としたが、当該プログラムを、プリンタ１とデータ通信可能に接続される外部機器（例えばパーソナルコンピュータ）に格納し、外部機器が、このプログラムに従って動作し、プリンタ１から出力電圧Ｖｆ及び接点電位Ｖ４等を取り込みつつ断線検査を行う構成であってもよい。

（７）上記実施形態では、断線検査時に、低インピーダンス抵抗Ｒｇを接続する構成であったが、第１電極ｔ３と第２電極ｔ４とを短絡させる構成であってもよい。

（８）上記実施形態では、電位差Ｖ２１に基づいて断線検査を行う構成としたが、これに限らず、第１バイアス生成回路１２１に与えられるＰＷＭ信号Ｓ４のデューティ比（ＰＷＭ値）に基づいて断線検査を行う構成であってもよい。即ち、図６に示すように、断線していないときには、低インピーダンス抵抗Ｒｇの電圧降下による制約を受けるから、ＰＷＭ値は、早々にトランジスタ１４３がオフさせる所定値（例えば９５％以上）まで増大する。従って、ＰＷＭ値が当該所定値以上になっているかどうかに基づいて断線検査を行うことができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの内部構成を表す概略断面図 トナー除去部の構成を詳細に表す説明図 トナー除去部へのバイアス電圧を生成する構成部分のブロック図 断線検査時の回路図 検査処理を示すフローチャート 電位差とＰＷＭ値との関係を示したグラフ

１...プリンタ（画像形成装置）
６...用紙搬送ベルト（ベルト）
１０４...電極ローラ（押さえローラ）
１０５...クリーニングローラ（第１電気的負荷、第１クリーニングローラ）
１０６...回収ローラ（第２電気的負荷、第２クリーニングローラ）
１２１...第１バイアス生成回路（第１電圧生成回路）
１２２...第２バイアス生成回路（第２電圧生成回路）
１２３...ＰＷＭ制御回路（フィードバック制御部、ＰＷＭ制御部、検査部）
１４０...シャント回路
１４１...シャント電流制御回路（制御回路）
Ｒ１，Ｒ２...フィードバック抵抗（電圧検出部）
Ｒｇ...低インピーダンス抵抗
ｔ３...第１電極
ｔ４...第２電極
Ｔ...トナー（付着物）
Ｖ１...第１バイアス電圧（第１電圧）
Ｖ２...第２バイアス電圧（第２電圧）
Ｖ２１...電位差

Claims (6)

1. 電気的負荷と、その電気的負荷に印加する電圧を生成する電圧生成回路とを備える画像形成装置について、前記電圧生成回路と、前記電気的負荷に電気的に接続される電極とが正常に接続されているか否かを検査する断線検査方法であって、
   第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷よりも低インピーダンスの抵抗で接続し、
   前記第２電気的負荷に対応する第２電圧生成回路で第２電圧を生成し、
   前記第１電気的負荷に対応する第１電圧生成回路で生成した第１電圧を検出しつつ、その検出電圧が第１目標値に向かうようにフィードバック制御を実行し、
   その後、前記第１電圧と前記第２電圧との電位差が、第２目標値に達しているときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていないと判断し、前記電位差が、前記第２目標値に達せず、且つ、予め定められた規定範囲内にあるときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていると判断する断線検査方法。
2. 電気的負荷と、その電気的負荷に印加する電圧を生成する電圧生成回路とを備える画像形成装置について、前記電圧生成回路と、前記電気的負荷に電気的に接続される電極とが正常に接続されているか否かを検査する断線検査方法であって、
   第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷よりも低インピーダンスの抵抗で接続し、
   前記第２電気的負荷に対応する第２電圧生成回路で第２電圧を生成し、
   前記第１電気的負荷に対応する第１電圧生成回路で生成した第１電圧を検出しつつ、その検出電圧が所定の目標値に向かうようにＰＷＭ制御を実行し、
   その後、前記ＰＷＭ制御におけるＰＷＭ値を所定量増減させた場合、前記第１電圧が前記所定の目標値未満になっているときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていると判断し、前記ＰＷＭ値を前記所定量増減させた場合、前記第１電圧が前記所定の目標値以上になっているときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていないと判断する断線検査方法。
3. 互いに電気的に接続される第１電気的負荷及び第２電気的負荷と、
   前記第１電気的負荷に印加する第１電圧を生成する第１電圧生成回路と、
   前記第２電気的負荷に印加する第２電圧を生成する第２電圧生成回路と、
   前記第１電圧生成回路の第１電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部の検出電圧が第１目標値に向かうように前記第１電圧生成回路の生成電圧をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
   前記第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と、前記第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷より低インピーダンスの抵抗を接続した状態で、前記第１電圧と前記第２電圧との電位差が、第２目標値に達しているときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていないと判断し、前記電位差が、前記第２目標値に達せず、且つ、予め定められた規定範囲内にあるときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていると判断する検査部と、を備える画像形成装置。
4. 互いに電気的に接続される第１電気的負荷及び第２電気的負荷と、
   前記第１電気的負荷に印加する第１電圧を生成する第１電圧生成回路と、
   前記第２電気的負荷に印加する第２電圧を生成する第２電圧生成回路と、
   前記第１電圧生成回路の生成電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標値に向かうように前記第１電圧生成回路の生成電圧をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部と、
   前記第１電気的負荷に電気的に接続される第１電極と、前記第２電気的負荷に電気的に接続される第２電極とを、短絡、または、前記電気的負荷より低インピーダンスの抵抗を接続した状態で、前記ＰＷＭ制御部におけるＰＷＭ値を所定量増減させた場合、前記第１電圧が前記所定の目標値未満になっているときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていると判断し、前記ＰＷＭ値を前記所定量増減させた場合、前記第１電圧が前記所定の目標値以上になっているときに、前記第１電圧生成回路と前記第１電極との間、及び、前記第２電圧生成回路と前記第２電極との間が正常に接続されていないと判断する検査部と、を備える画像形成装置。
5. 前記第２電圧生成回路は、変圧器を有した構成であり、
   前記第１電圧生成回路は、前記第１電極と前記第２電極との間に接続され、所定の基準電位ラインと前記変圧器の二次側巻線との間に電流を流すシャント回路を有し、当該シャント回路に流れる電流が制御されることで、前記生成電圧が制御される構成である請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
6. 周動可能に張設されたベルトと、
   前記ベルトに接触し、当該ベルト上の付着物を電気的に吸引する、前記第１電気的負荷としての第１クリーニングローラと、
   前記第１クリーニングローラが吸引した付着物を電気的に吸引する前記第２電気的負荷としての第２クリーニングローラと、
   前記第１クリーニングローラとの間で前記ベルトを挟み、所定電位に接地された押さえローラと、を備える請求項３から請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

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