JP7301520B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、異常が発生したときに異常の原因となった故障箇所を特定する技術に関する。
画像形成装置は、複数の構成部品が協働して動作することでシートへ画像を形成する。各構成部品の動作は、個々に制御される。動作制御が正常に終了しない場合、画像形成装置は、エラーコードの表示や、ネットワークを介したコールセンタへのエラーコードの送信により、異常の発生を報知する。画像形成装置のサービスマンは、エラーコードに基づいて故障箇所の構成部品の交換等の画像形成装置の修理を行う。このように、画像形成装置の動作を正常状態に復帰させるサービスサポートが運用されている。特許文献1は、エラーコードに対応するサービスマニュアルを印刷することで、発生した異常への対処方法を明確に且つ確実にサービスマンに提供する画像形成装置を提供する。
特開2008-145948号公報
サービスマニュアルには、異常に関連する構成部品(ユニット)の情報や、それらのユニットを交換する手順等が明示される。サービスマンは、例えばサービスマニュアルに従って関連するユニットを一つずつ交換し、その都度エラーの発生を確認しながら修復作業を進めることになる。そのために、故障したユニットが、サービスマニュアルが示す手順上最後の交換部品であった場合や、交換対象のユニットが多数ある場合に、作業時間が長くなる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、異常発生時に異常の原因となった部品を迅速に特定することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、第1電源電圧及び第2電源電圧を出力する電源基板と、前記電源基板から出力される前記第1電源電圧により動作する第1制御手段を有する第1基板と、前記電源基板から出力される前記第2電源電圧により動作する第2制御手段を有し、かつ前記第2電源電圧から第3電源電圧を生成する第2基板と、前記第2基板から出力される前記第3電源電圧により動作する第3基板と、を備え、前記第基板の前記第2制御手段は、前記第基板と通信を正常に行えるか否かを判定し、正常に行えない場合に前記第電源電圧と所定の閾値とを比較した結果に応じて前記第2基板が異常であるか否かを判定することを特徴とする。
本発明によれば、異常の原因となった部品を迅速に特定することができる。
画像形成装置の構成図。 制御系統の説明図。 故障箇所の特定処理を表すフローチャート。 故障箇所の例示図。 故障箇所の特定処理を表すフローチャート。 診断結果の取得処理を表すフローチャート。
本発明の画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
(画像形成装置)
図1は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。画像形成装置1は、画像読取部2、画像形成部3、及び操作部1000を備えている。画像読取部2は、原稿Dから原稿画像を読み取る。画像形成部3は、シートSに画像を形成する。操作部1000は、キーボタンやタッチパネル等の入力装置と、ディスプレイ等の出力装置とを備えるユーザインタフェースである。画像形成装置1は、画像読取部2で読み取った原稿画像を画像形成部3によりシートSに形成する複写機能を備える。
画像読取部2は、上部に透明ガラス板からなる原稿台4、及び原稿圧着板5が設けられる。原稿台4は、原稿Dが、画像面を下向きにして所定の位置に載置される。原稿圧着板5は、原稿台4に載置された原稿Dを押圧固定する。原稿台4の下側には、原稿Dを照明するランプ6と、画像処理ユニット7と、照明した原稿Dの光像を画像処理ユニット7に導くための反射ミラー8、9、10からなる光学系と、が設けられている。ランプ6及び反射ミラー8、9、10は所定の速度で移動して原稿Dを走査する。画像処理ユニット7は、受光する原稿Dの光像に基づいて原稿画像を表す画像データを生成する。
画像形成部3は、画像形成を行うために、感光ドラム11、一次帯電ローラ12、ロータリ現像ユニット13、中間転写ベルト14、転写ローラ15、クリーナ16、レーザユニット17、及び定着器19等の構成部品を備えている。感光ドラム11は、ドラム形状の感光体であり、一次帯電ローラ12により表面が一様に帯電される。レーザユニット17は、画像読取部2から画像データを取得し、この画像データに応じて発光制御されたレーザ光を表面が帯電された感光ドラム11に照射する。これにより感光ドラムの表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。
ロータリ現像ユニット13は、感光ドラム11の表面に形成された静電潜像にマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のトナーを付着させて、感光ドラム11の表面にトナー像を形成する。ロータリ現像ユニット13は、回転現像方式の現像器である。ロータリ現像ユニット13は、現像器13K、現像器13Y、現像器13M、及び現像器13Cを有し、モータ(ロータリモータ)により回転される。現像器13Kは、ブラックのトナーによる現像を行う。現像器13Yは、イエローのトナーによる現像を行う。現像器13Mは、マゼンタのトナーによる現像を行う。現像器13Cは、シアンのトナーによる現像を行う。
感光ドラム11上にモノクロのトナー像を形成する場合、ロータリ現像ユニット13は、感光ドラム11と近接する現像位置に現像器13Kを回転移動させて現像を行う。フルカラーのトナー像を形成する場合、ロータリ現像ユニット13は、回転して、現像位置に各現像器13Y、13M、13C、13Kを順に配置させ、順次各色のトナーによる現像を行う。
ロータリ現像ユニット13によって感光ドラム11に形成されたトナー像は、転写体である中間転写ベルト14に転写される。転写後に感光ドラム11に残留するトナーは、クリーナ16により除去される。フルカラーのトナー像を形成する場合、トナー像は、一色ずつ感光ドラム11から中間転写ベルト14に転写される。つまりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、一色ずつ中間転写ベルト14にトナー像が転写される。クリーナ16は、転写の度に感光ドラム11に残留するトナーを除去する。このように、一色ずつ順にトナー像が転写されることで、中間転写ベルト14にフルカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト14に転写されたトナー像は、転写ローラ15によりシートSに転写される。シートSは、用紙カセット18又は手差しトレイ50から転写ローラ15へ給送される。画像形成装置1は、シートSを搬送経路に給送するためのローラ等の給送機構を備える。
定着器19は、シートSの搬送方向で転写ローラ15の下流側に設けられる。定着器19は、シートSに、転写されたトナー像を定着させる。トナー像が定着されたシートSは、定着器19から排出ローラ対21を介して画像形成装置1の機外に排出される。
画像形成装置1は、内部の感光ドラム11やロータリ現像ユニット13等の構成部品にアクセスするために、開閉可能な前ドア22を備える。画像形成装置1内の上記の各構成部品の修理や点検、消耗品の交換の際には、前ドア22が開放される。画像形成装置1は、前ドア22の開閉を検知するための前ドア開閉センサ801を備える。
画像形成装置1は、各用紙カセット18の開閉を検知するための用紙カセット開閉センサ205及び用紙カセット18内のシートSのサイズを検知する不図示の用紙サイズ検知センサを備える。用紙カセット18が閉じられると、用紙カセット開閉センサ205がこれを検知する。用紙サイズ検知センサは、用紙カセット18が閉じられたことを用紙カセット開閉センサ205が検知すると、この検知結果に基づいて自動的にシートSのサイズを検知する。
画像形成装置1は、手差しトレイ50上のシートSの有無を検知する手差し用紙センサ204を備える。手差し用紙センサ204が手差しトレイ50にシートSが載置されたことを検知すると、画像形成装置1は、載置されたシートSのサイズ設定をユーザに促す画面を操作部1000に表示する。ユーザが画面の指示に従ってシートサイズを設定することで、画像形成装置1は、手差しトレイ50上のシートSのサイズを認識することができる。
なお、画像形成装置1の構成は、上述した構成に限らず、例えば、複数の色成分に対応して、複数の感光ドラムが転写ベルトの移動方向に沿って設けられる周知の構成の画像形成装置であってもよい。
(制御系統)
図2は、画像形成装置1の制御系統の説明図である。制御系統は、電源基板200、コントローラ基板210、エンジン制御基板220、及びドライバ基板230の4種類の基板を備える。
電源基板200は、所定の電圧値(本実施形態では+12[V])の2種類の電源電圧(本実施形態では+12V_CONT電源電圧、+12V_ENG電源電圧)を生成して出力する。+12V_CON電源電圧は、12[V]の電源から直接出力される。+12V_ENG電源電圧は、12[V]の電源からFET(Field Effect Transistor)201を介して出力される。+12V_CONT電源電圧は、コントローラ基板210等へ供給される。+12V_ENG電源電圧は、コントローラ基板210及びエンジン制御基板220等へ供給される。FET201は、保護素子として機能し、エンジン制御基板220側で異常が発生したときに、+12V_ENG電源の電源系統を介して、該異常が電源基板200に影響することを防止する。
コントローラ基板210は、CPU(Central Processing Unit)212、ROM(Read Only Memory)214、及びRAM(Random Access Memory)215を備える。また、コントローラ基板210は、DCDCコンバータ211及びNW通信部213を備える。DCDCコンバータ211は、電源基板200から供給される+12V_CON電源電圧を所定の電圧値(本実施形態では+3.3[V])の電圧(+3.3V_CON電圧)に変圧する。DCDCコンバータ211で生成された+3.3_CON電圧は、CPU212の動作に用いられる。CPU212は、ROM214に格納されたコンピュータプログラムを実行することで、エンジン制御基板220の動作を制御する。その際、RAM225は、ワークメモリとして用いられ、一時的又は恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納する。NW通信部213は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介したコールセンタ等の外部装置との通信を制御する通信インタフェースである。CPU212は、NW通信部213を介して外部装置との間で通信を行う。CPU212は、操作部1000に接続され、操作部1000にメッセージ等を表示させる。また、CPU212は、操作部1000から指示等の入力を受け付ける。また、RAM215は、エンジン制御基板220が検知した異常を表す情報を記憶する。
エンジン制御基板220は、DCDCコンバータ221、CPU222、ROM223、RAM225、及びFET224を備える。DCDCコンバータ221は、電源基板200から供給される+12V_ENG電源電圧を所定の電圧値(本実施形態では+3.3[V])の電圧(+3.3V_ENG電圧)に変圧する。DCDCコンバータ221で生成された+3.3V_ENG電圧は、CPU222及びドライバ基板230の動作に用いられる。ドライバ基板230に供給される+3.3V_ENG電圧は、FET224を介して、+3.3V_DRV電圧として出力される。FET224は、保護素子として機能し、ドライバ基板230側で異常が発生したときに、+3.3V_ENG電源の電源系統を介して、該異常が電源基板200に影響することを防止する。CPU222は、+3.3V_ENG電圧により動作する。CPU222は、ROM223に格納されたコンピュータプログラム及びコントローラ基板210のCPU212の指示に応じてドライバ基板230の動作を制御する。その際、RAM225は、ワークメモリとして用いられ、一時的又は恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納する。また、RAM225は、ドライバ基板230で発生した異常を表す情報を記憶する。
ドライバ基板230は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)231、センサ検知部232、及びモータ駆動部233を備える。センサ検知部232には、センサ2321が接続される。モータ駆動部233には、モータ2331が接続される。ASIC231は、エンジン制御基板220から供給される+3.3V_DRV電圧により動作する。ASIC231は、エンジン制御基板220のCPU222により、負荷(モータ2331)を駆動するタイミングを制御される。モータ駆動部233は、ASIC231の制御によりモータ2331を駆動する。モータ2331は、図1に示すロータリ現像ユニット13の回転、或いはシート搬送に用いられる。センサ検知部232は、センサ2321の検知結果を取得する。センサ2321は、図1に示すシートサイズの検知、或いはシートの有無の検知に用いられる。センサ検知部232は、取得したセンサ2321の検知結果をASIC231へ送信する。
+12V_ENG電源電圧は、電源基板200からエンジン制御基板220へ正常に供給されているか否かを判定できるように、コントローラ基板210のCPU212の定格範囲に収まるように分圧される。分圧された+12V_ENG電源電圧は、+12V_ENG電源検知信号としてコントローラ基板210のCPU212のアナログポートに入力される。CPU212は、+12V_ENG電源検知信号により、+12V_ENG電源電圧が電源基板200からエンジン制御基板220へ正常に供給されているか否かを判定する。本実施形態では、分圧後の電圧値を+3.3[V]とする。
+3.3V_DRV電圧も同様に、エンジン制御基板220からドライバ基板230へ正常に供給されているか否かを判定できるように、+3.3V_DRV電源検知信号としてエンジン制御基板220のCPU222のアナログポートに入力される。CPU222は、+3.3V_DRV電源検知信号により、+3.3V_DRV電圧がエンジン制御基板220からドライバ基板230へ正常に供給されているか否かを判定する。
なお、+12V_ENG電源電圧及び+3.3V_DRV電圧が正常に供給されているか否かを判定するための構成は、これに限らない。例えば、+12V_ENG電源電圧(+3.3V_DRV電圧)をトランジスタ等の検知回路によりデジタル値に変換して、CPU212(CPU222)のデジタルポートに入力するようにしてもよい。
エンジン制御基板220のCPU222とドライバ基板230のASIC231とは、所定の通信路を介して通信する。CPU222は、ASIC231と通信することで、負荷(モータ2331)の駆動タイミングの制御を行う。また、CPU222は、ASIC231からセンサ2321の検知結果等の信号を取得する。
エンジン制御基板220のCPU222とコントローラ基板210のCPU212とは、所定の通信路を介して通信する。コントローラ基板210のCPU212は、操作部1000や通信回線を介して画像形成の開始指示を取得すると、エンジン制御基板220のCPU222に画像形成の開始指示があったことを通知する。エンジン制御基板220のCPU222は、コントローラ基板210のCPU212から画像形成の開始指示を取得して、ドライバ基板230の動作を制御して画像形成処理を行う。
エンジン制御基板220のCPU222は、ドライバ基板230で検知された異常をRAM225に保存する。また、エンジン制御基板220のCPU222は、コントローラ基板210のCPU212に異常の発生を通知する。コントローラ基板210のCPU212は、異常の発生が通知されると、操作部1000等によりユーザやサービスマンに異常の発生を報知する。また、CPU212は、NW通信部213により通信回線を介してコールセンタへ異常の発生を報知する。このように、画像形成装置1の設置場所にいるユーザやサービスマンの他に、コールセンタにいるサービスマンに対して、異常の発生が報知される。
(故障箇所の特定処理)
図3は、このような制御系統でコントローラ基板210のCPU212とエンジン制御基板220のCPU222との間で通信異常が発生した場合における、コントローラ基板210のCPU212が実行する故障箇所の特定処理を表すフローチャートである。この処理では、+12V_ENG電源電圧の異常の有無が判定され、異常が発生している場合に故障箇所が特定される。この処理は、画像形成装置1の起動時から繰り返し実行される。
CPU212は、エンジン制御基板220のCPU222との間で通信を開始する(S301)。例えば、CPU212は、エンジン制御基板220のCPU222に対して通信の開始を指示する。CPU212は、エンジン制御基板220のCPU222から通信開始の指示に対する応答の有無を判定する(S302)。応答がある場合(S302:Y)、CPU212は、電源基板200から+12V_ENG電源電圧が正常に出力され、画像形成装置1が正常に動作していると判定して処理を終了する。
応答が無い場合(S302:N)、CPU212は、エンジン制御基板220に供給される+12V_ENG電源電圧の電圧値が所定の閾値以上であるか否かを判定する(S303)。具体的には、CPU212は、+12V_ENG電源電圧から変換された+12V_ENG電源検知信号の値(+3.3[V])を閾値と比較する。本実施形態では、閾値は、例えば+2.0[V]である。
+12V_ENG電源電圧の電圧値が閾値以上である場合(S303:Y)、CPU212は、+12V_ENG電源電圧が正常であると判定する。この場合、CPU212は、電源系統以外の構成部品に異常が発生していると判定して、電源異常以外の異常の診断を行う(S306)。電源異常以外の異常の診断の詳細は省略する。
+12V_ENG電源電圧の電圧値が閾値未満である場合(S303:N)、CPU212は、+12V_ENG電源電圧が異常、つまり電源基板200が故障していると判定する(S304)。
CPU212は、S304及びS306のいずれかの処理により判定した故障箇所を、操作部1000を用いて報知する(S305)。図4は、操作部1000に表示される故障箇所の報知例を示す図である。図4は、電源基板200が故障した場合を例示し、電源基板200の交換を促す表示を示している。また、CPU212は、NW通信部213により通信回線を介してサポートセンサへ故障箇所を報知する。故障箇所の報知により、故障箇所の特定処理が終了する。
図5は、エンジン制御基板220のCPU222とドライバ基板230のASIC231との間で通信異常が発生した場合における、エンジン制御基板220のCPU222が実行する故障箇所の特定処理を表すフローチャートである。この処理では、+3.3V_DRV電圧の異常の有無が判定され、異常が発生している場合に故障箇所が特定される。この処理は、図4の処理により電源基板200から+12V_ENG電源電圧が正常に出力され、画像形成装置1が正常に動作していると判定された場合に行われる。
CPU222は、ドライバ基板230のASIC231との間で通信を開始する(S401)。例えば、CPU222は、ドライバ基板230のASIC231に対して通信の開始を指示する。CPU222は、ドライバ基板230のASIC231から通信開始の指示に対する応答の有無を判定する(S402)。応答がある場合(S402:Y)、CPU222は、エンジン制御基板220から+3.3V_DRV電圧が正常に出力され、画像形成装置1が正常に動作していると判定して処理を終了する。
応答が無い場合(S402:N)、CPU222は、ドライバ基板230に供給される+3.3V_DRV電圧の電圧値が所定の閾値以上であるか否かを判定する(S403)。具体的には、CPU222は、+3.3V_DRV電圧から変換された+3.3V_DRV電源検知信号の値(+3.3[V])を閾値と比較する。本実施形態では、閾値は、例えば+2.0[V]である。
+3.3V_DRV電圧の電圧値が閾値以上である場合(S403:Y)、CPU222は、+3.3V_DRV電圧が正常であると判定する。この場合、CPU222は、電源系統以外の構成部品に異常が発生していると判定して、電源異常以外の異常の診断を行う(S406)。電源異常以外の異常の診断の詳細は省略する。
+3.3V_DRV電圧の電圧値が閾値未満である場合(S403:N)、CPU222は、DCDCコンバータ221からFET224を介してドライバ基板230へ供給される+3.3V_DRV電圧が異常であると判定する。つまりCPU222は、エンジン制御基板220が故障していると判定する(S404)。CPU222は、S404及びS406のいずれかの処理により判定した故障箇所を、診断結果としてコントローラ基板210のCPU212へ送信する(S405)。
図6は、コントローラ基板210のCPU212による、エンジン制御基板220のCPU222からの診断結果の取得処理を表すフローチャートである。この処理は、図5のS405の処理に応じた処理である。
CPU212は、図5のS405の処理によりエンジン制御基板220のCPU222から送信される診断結果を取得したか否かを判定する(S501)。診断結果を取得した場合(S501:Y)、CPU212は、取得した診断結果が表す故障箇所を、操作部1000を用いて報知する(S502)。また、CPU212は、NW通信部213により通信回線を介してサポートセンサへ故障箇所を報知する。
以上のような本実施形態の画像形成装置1は、内部の基板間の通信に異常が発生したときに、異常の原因が電源系統であるか否かを判定する。電源系統である場合には、画像形成装置1は異常が発生している具体的な電源系統上の基板を特定する。これにより、サービスマンによる基板の交換作業にかかわるトータルの作業時間を低減することができる。

Claims (11)

  1. 第1電源電圧及び第2電源電圧を出力する電源基板と、
    前記電源基板から出力される前記第1電源電圧により動作する第1制御手段を有する第1基板と、
    前記電源基板から出力される前記第2電源電圧により動作する第2制御手段を有し、かつ前記第2電源電圧から第3電源電圧を生成する第2基板と、
    前記第2基板から出力される前記第3電源電圧により動作する第3基板と、を備え、
    前記第2基板の前記第2制御手段は、前記第3基板と通信を正常に行えるか否かを判定し、正常に行えない場合に前記第3電源電圧と所定の閾値とを比較した結果に応じて前記第2基板が異常であるか否かを判定することを特徴とする、
    画像形成装置。
  2. 前記第2基板の前記第2制御手段は、前記第3電源電圧が前記所定の閾値未満である場合、前記第2基板が異常であると判定することを特徴とする、
    請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記電源基板は、前記第2電源電圧を、第1保護素子を介して出力し、
    前記第2基板は、前記第3電源電圧を、第2保護素子を介して出力することを特徴とする、
    請求項1又は2記載の画像形成装置。
  4. 前記第1保護素子及び前記第2保護素子はFETであることを特徴とする、
    請求項3記載の画像形成装置。
  5. 前記第1基板の前記第1制御手段は、前記第2基板の前記第2制御手段と通信を正常に行えるか否かを判定し、
    前記第2基板の前記第2制御手段は、前記第1基板の前記第1制御手段が前記第2基板の前記第2制御手段と通信を正常に行えると判定した場合に、前記第3基板と通信を正常に行えるか否かを判定することを特徴とする、
    請求項1乃至4の何れか1項記載の画像形成装置。
  6. 前記第1基板の前記第1制御手段は、前記第2基板の前記第2制御手段と通信を正常に行えない場合に、前記第2電源電圧と所定の閾値とを比較した結果に応じて前記電源基板が異常であるか否かを判定することを特徴とする、
    請求項5記載の画像形成装置。
  7. 前記第1制御手段が判定した前記電源基板の異常及び前記第2制御手段が判定した前記第2基板の異常を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする、
    請求項6記載の画像形成装置。
  8. 前記報知手段は、所定のディスプレイへの表示により前記電源基板の異常及び前記第2基板の異常を報知することを特徴とする、
    請求項7記載の画像形成装置。
  9. 前記報知手段は、通信回線を介して外部装置へ前記電源基板の異常及び前記第2基板の異常を報知することを特徴とする、
    請求項7記載の画像形成装置。
  10. 前記第1制御手段は、前記第2基板と通信を正常に行えるか否かを判定し、前記第2基板との通信を正常に行えない場合に前記第2電源電圧と第2の所定の閾値とを比較した結果に応じて前記電源基板が異常であるか否かを判定することを特徴とする、
    請求項1乃至9の何れか1項記載の画像形成装置。
  11. 前記第1制御手段は、前記第2電源電圧が前記第2の所定の閾値未満である場合、前記電源基板が異常であると判定することを特徴とする、
    請求項10記載の画像形成装置。
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