JPH09123519A

JPH09123519A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09123519A
Application number: JP7281774A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tomioka; 康弘冨岡; Yoji Serizawa; 洋司芹澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】故障診断精度を上げる。【解決手段】ＢＤ信号の発生周期をＣＰＵ２０１によ
り監視し、異常周期の連続発生回数と、スキャナモータ
１０３の回転状態に応じて、回転多面鏡（ポリゴンミラ
ー）１０７関連の故障か、ＢＤ１１０の故障かをＣＰＵ
２０１により識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタや複写機等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の電子写真方式のプリンタの
構造例を図１に示す。

【０００３】図１において、１は静電潜像を形成するた
めの感光体ドラム、２は感光体ドラム１を一様に帯電す
るための帯電ローラである。３はレーザビームを感光体
ドラム１上で走査するための光走査ユニット、４は光走
査ユニット３から発せられたレーザビームである。５
は、レーザビームにより感光体ドラム１上に形成された
静電潜像を、トナーにて現像するための現像器である。

【０００４】６は感光体ドラム１上のトナー像を、所定
の用紙に転写する転写ローラ帯電器、７は用紙上のトナ
ーを溶融して用紙に定着させる定着器である。８は定着
された用紙を機外に排出する排出ローラ、９は用紙サイ
ズ不定の用紙を印字できるＭＰトレイの給紙ローラであ
る。１１は用紙サイズを検出するためのサイズセンサ、
１２は用紙先端を検出するためのレジストセンサであ
る。１３は定着器７を用紙が抜けたことを検出する排出
センサ、１４は用紙サイズがあらかじめわかるカセット
の給紙ローラである。１５は用紙を積載しておく用紙カ
セットである。

【０００５】次に、レーザ光走査について説明する。図
２はレーザ光が光走査ユニット３内の半導体レーザ１０
１より発光されてから感光体ドラム１に到達するまでの
光学系を示す。図２において、１０１は画像信号に応じ
てオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）される半導体レーザ、１
０２は半導体レーザ１０１の駆動を司るレーザドライバ
である。１０３は回転多面鏡１０７（以後ポリゴンミラ
ーと呼ぶ）を回転するためのスキャナモータ、１０４は
半導体レーザ１０１から放射されるレーザ光の拡散放射
を平行光にするためのコリメータレンズである。１０５
は平行光にされたレーザ光を縦方向にのみ縮めるシリン
ドリカルレンズ、１０６はスキャナモータ１０３の駆動
を司るスキャナモータドライバである。

【０００６】１０７はポリゴンミラー、１０８はポリゴ
ンミラー１０７で反射されたレーザ光を再び平行光に戻
すためのトーリックレンズである。１０９は画像形成装
置全体を司るエンジン制御部、１１０はポリゴンミラー
１０７により走査され水平同期ミラー１１３上で反射し
たレーザ光を受光し各主走査ライン毎の書き込み開始位
置を決定するために有効画像領域外の所定位置に設けら
れた受光素子（以後ＢＤと呼ぶ）である。１１１はポリ
ゴンミラー面と感光体ドラム１の光路長を補正するため
の結像レンズ、１１２は反射ミラーである。

【０００７】エンジン制御部１０９は図示しないプリン
タコントローラよりプリント信号を受け取るとスキャナ
モータドライバ１０６に対するスキャナドライブ信号１
５２をＯＮにし、スキャナモータ１０３を回転させる。
次にレーザドライバ１０２へのレーザ駆動信号１５１を
ＯＮにし、半導体レーザ１０１を発光させる。このレー
ザ光はポリゴンミラー１０７上で走査され、水平同期ミ
ラー１１３で反射されＢＤ１１０で検出が可能となる。
スキャナモータ１０３の回転速度はエンジン制御部１０
９がＢＤ１１０から受けたＢＤ信号１５３により判断
し、エンジン制御部１０９はスキャナモータ１０３が印
字可能回転速度に達するまでスキャナモータ１０３を加
速し、印字可能な速度に達したと判断したらこの回転速
度を保つようにスキャナドライブ信号１５２を出力す
る。

【０００８】スキャナモータ１０３の回転速度が印字可
能（ＲＥＡＤＹ）となったことを判断したエンジン制御
部１０９はプリンタコントローラにスキャナＲＥＡＤＹ
になったことを伝え、スキャナＲＥＡＤＹになったこと
を判断したプリンタコントローラは画像信号に応じて半
導体レーザ１０１をＯＮ／ＯＦＦする。発光されたレー
ザ光はポリゴンミラー１０７上で走査され、感光体ドラ
ム上に静電潜像を形成する。ここで例えばＢＤ故障が発
生したとする。エンジン制御部はスキャナＲＥＡＤＹ中
にもかかわらず、本来スキャナＲＥＡＤＹ中に入力され
るべきタイミングでＢＤ信号が入力されないため、スキ
ャナユニット故障とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように、スキャナモータ１０３の回転をＢＤ信号
によりエンジン制御部１０９が判断して駆動する電子写
真方式のプリンタにおいては、エンジン制御部１０９に
対し光走査ユニット３内からフィードバックされる信号
はＢＤ信号のみであるため、レーザ故障、スキャナ故
障、ＢＤ故障のように故障箇所の特定を行なうことがで
きず、光走査ユニット３の故障に統一せざるを得なかっ
た。そのため故障解析の手間がかかり、製造メーカ側の
サービス性が欠ける場合があった。

【００１０】そこで、本発明は、光学系の故障解析をさ
らに詳細化することのできる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、画像信号に応じて感光体
上に静電潜像を形成するための半導体レーザ光を主走査
方向に走査するための回転多面鏡と、該回転多面鏡を回
転させる駆動手段と、前記半導体レーザ光を受光検知す
ることにより各主走査ライン毎の書き込み開始位置を決
定するためのタイミング信号を発生する光検出器と前記
回転多面鏡および前記光検出器それぞれの故障について
前記回転多面鏡の回転状態と前記光検出器のタイミング
信号の出力状態とでの特徴を予め定めておき、前記回転
多面鏡の回転状態を判断する第１の手段と、前記光検出
器の出力の状態を判断する第２の手段と、前記第１の手
段および前記第２の手段の判断結果と前記特徴を比較す
ることにより前記光検出器と前記回転多面鏡の故障を識
別する識別手段と、を具えたことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、さらに前記回転多面鏡
の回転状態の種類は、加速状態か定常回転状態かその他
の状態かであって、前記光検知器の出力状態の種類は、
前記タイミング信号の発生周期および該発生周期の連続
異常回数であることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、さらに前記回転多面鏡
の回転状態が加速中であると前記第１の手段が判断し、
かつ、前記光検出器の出力状態が異常であると前記第２
の手段が判断したときに、前記識別手段は前記回転多面
鏡が故障と識別することを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、さらに前記回転多面鏡
の回転状態が定常回転中であると前記第１の手段が判断
し、かつ、前記光検出器の出力状態が異常であると前記
第２の手段が判断したときには、前記光検出器の出力状
態の連続異常発生回数により前記回転多面鏡の故障か前
記光検出器の故障かを前記識別手段が識別することを特
徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、さらに前記識別手段が
前記光検出器は故障と識別したときには前記駆動手段の
駆動を停止させることを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、さらに前記第２の手段
は前記タイミング信号の発生回数を前記回転多面鏡の回
転数に応じた異なる分周比で計数し、前記光検出器の出
力状態を判断することを特徴とする。

【００１７】請求項１の発明では光検出器と回転多面鏡
の故障とを識別できるので、故障診断精度が向上する。

【００１８】請求項２〜４，６の発明では、さらに回転
多面鏡の回転状態に関連して光検出器の故障と回転多面
鏡の故障とを識別する。

【００１９】請求項５の発明では光検出器の故障検出に
応じて回転多面鏡の回転を停止し、装置の誤動作を阻止
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００２１】（第１実施例）第１実施例の光学系は図１
の従来例とほぼ同様とすることができるので、相違点を
説明する。図３は実施例１におけるエンジン制御部１０
９の構成を示す。図３において、２０１は、プリンタエ
ンジンを統括的に制御するためのＣＰＵであり、このＣ
ＰＵ２０１は不図示のプリンタコントローラ（画像コン
トローラ）との間でシリアル通信を行って、上記コント
ローラからの指示を受けると共に、エンジン内部の様々
な機構部（駆動系、光学系、定着器、高圧出力など）を
制御する。ＣＰＵ２０１はスキャナモータをコントロー
ルするために、ゲートアレイ２０２をアクセスする。こ
のゲートアレイ２０２は、スキャナモータ１０３を制御
するためのスキャナモータ回転制御回路２０３、クロッ
ク発生回路２０４、レジスタ２０５およびカウンタ２０
６を有し、ロジックが盛り込まれている。このゲートア
レイ２０２から出力される制御信号１，２はスキャナモ
ータを加速、減速、低速の３モードをコントロールする
ための信号である。

【００２２】以下に、スキャナモータの回転制御につい
て説明する。スキャナモータ１０３を駆動開始するため
にＣＰＵ２０１は、まずＳＣＮＯＮ信号を“ｔｒｕｅ”
（真）にする。するとスキャナモータ制御回路２０３
は、制御信号を加速にセットする。これによりスキャナ
モータドライバ１０６はスキャナモータ１０３の回転を
開始する。その後、ＣＰＵ２０１はレーザを駆動するた
めのＬＯＮ信号を“ｔｒｕｅ”にする。この信号により
レーザが点灯すると、スキャナモータ１０３の回転にと
もない、ＢＤ１１０がＢＤ信号（本発明のタイミング信
号）１５３を出力開始する。このＢＤ信号１５３は、Ｃ
ＰＵ２０１に対する外部割込信号になっていると共に、
ゲートアレイ２０２内部のカウンタ２０６の開始／停止
のタイミング信号になっている。このカウンタ２０６の
カウント値はＢＤ信号１５３によってラッチされ、レジ
スタ２０５に出力される。

【００２３】以上の装置により、ＣＰＵ２０１はＢＤ信
号１５３の発生毎に、ＢＤ信号１５３の周期に相当する
カウンタ２０６の値を参照することができる。このカウ
ント値をスキャナモータ１０３の立ち上げ時及び定常回
転時にモニタすることにより、下記に示す本発明に関連
の自己診断処理が可能になる。以下、この自己診断処理
の詳細を図４により説明する。図４はスキャナモータ１
０３立ち上げ時のＣＰＵ２０１の処理内容を示す。図４
において、ＣＰＵ２０１はＳＣＮＯＮ信号を“ｔｒｕ
ｅ”にセットした後エラー検出のためのタイマＴｅをセ
ットする（ステップＳ１〜Ｓ３）。ＬＯＮ信号を“ｔｒ
ｕｅ”にセット後ＣＰＵ２０１はＢＤの割込待ち状態に
なる（ステップＳ５のループ処理）。このとき、Ｔｅ時
間経過してもＢＤ信号が入力されない場合には、その時
点でスキャナモータ故障と判定する。また、ＢＤ信号が
割込として入力された場合には、ゲートアレイ上のレジ
スタ値を読み取り（ステップＳ５→Ｓ６）、このカウン
ト値が所定範囲に入った場合にはスキャナレディ（ＲＥ
ＡＤＹ）と認識する（ステップＳ７→Ｓ８）。また、所
定時間Ｔｅ経過してもスキャナレディ状態にならない場
合にはスキャナ故障と判断する（ステップＳ７→Ｓ９→
Ｓ１０）。

【００２４】次に、スキャナモータ１０３が一旦定常回
転に達してからの自動診断処理について以下に説明す
る。図５は、スキャナモータ１０３が一旦レディになっ
てから、スキャナモータ１０３の故障あるいはＢＤ１１
０の故障を検出するための処理内容を示す。図５におい
て、スキャナモータ１０３が一旦、定常回転に達する
と、ＣＰＵ２０１はＢＤ信号の割込待ち状態になる（ス
テップＳ１００のループ処理）。前述のように、ここで
所定時間ＢＤ信号を受けない場合には、光学系の故障と
判断することは当然である。ＢＤ割込が発生すると（ス
テップＳ１００のＹｅｓ判定）、前回のカウント値と今
回検出したカウント値とを比較し、その差分をＤ１とし
て記憶しておく（ステップＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０
３）。また、今回のカウント値は、次回検出値との比較
を行うための基準値として変数ＲＥＧ１に記憶する（ス
テップＳ１０４）。

【００２５】差分Ｄ１は、まず所定範囲に入っているか
否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、範囲外
であると判断した場合には、ＢＤ信号がイリーガルな期
間に入ってきた、あるいは所定の期間内に入ってこなか
ったものと判断し、ＢＤエラーと判断し、ＢＤエラーの
回数を更新する（ステップＳ１０５→Ｓ１０９）。この
ＢＤエラーの状態が所定回数あるいは所定時間継続した
場合には、ＢＤ故障が確実に発生と判断し、故障処理を
行う（ステップＳ１１０Ｙｅｓ判定）。一方、差分Ｄ１
が所定範囲内に入っている場合、カウント値そのものが
所定の範囲に入っているか否かを判断する（ステップＳ
１０５→Ｓ１０６）。これは、スキャナモータ１０３が
所定の回転数で回転しているかどうかを検出するための
処理である。ここで、所定範囲外にあった場合には一時
的なスキャナ故障と判断し、スキャナエラーの回数を更
新する（ステップＳ１０６→Ｓ１０７）。そして、スキ
ャナエラーの回数が所定数（Ｍ）を越えたときにスキャ
ナ故障と確定し、スキャナ回転中上記処理を引き続き実
行する（ステップＳ１０８Ｙｅｓ判定）。このように、
カウント値をＣＰＵ２０１で判断することにより、スキ
ャナ故障とＢＤ故障とを識別することができる。

【００２６】（第２実施例）ここでは、本発明第２の実
施例について説明する。前述、第１の実施例では、定常
回転時のスキャナモータ故障、及びＢＤ故障を識別する
方法についてのべた。本実施例では、ＢＤエラー、ある
いはＢＤ故障を検出した場合の処理について説明する。
本発明のスキャナモータ回転制御にはＢＤ信号の存在は
不可欠である。したがって、何等かの原因でＢＤ信号が
得られなくなった場合には、スキャナモータの駆動を即
停止しなければならない。

【００２７】このための第１の方法は、図６に示すよう
に、ＢＤ故障検出時に即座にスキャナモータの駆動を停
止する方法である。ここでは、ＢＤエラーが所定回数検
出された時点で（ＢＤ故障を検出する前に）スキャナモ
ータの駆動を停止している。第２の方法は本来のＢＤ信
号はマスクして、別の発振回路からの仮のＢＤ信号を入
力することにより、スキャナの暴走を防止する方法であ
る。

【００２８】（第３実施例）次に第３の実施例について
説明する。図７は本発明の第３の実施例におけるスキャ
ナモータ１０３立ち上げ時のＣＰＵ２０１が行なう光走
査ユニット３の制御フローを示す。この例では、一定回
数のＢＤ割り込み発生毎にＢＤ信号の周期に相当するカ
ウンタを参照にしてスキャナモータの異常検出を行な
う。図７において、ＣＰＵ２０１はＳＣＮＯＮ信号をセ
ットした後ＬＯＮ信号を“Ｔｒｕｅ”とし、ＢＤ信号の
割り込み待ち状態となる（ステップＳ２００→Ｓ２０１
→Ｓ２０２→Ｓ２０３）。ＢＤ信号割り込み回数を一定
回数ＫだけカウントしたらＣＰＵ２０１はレジスタ値を
読み込む（ステップＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０６）。
カウント値が所定範囲内に入っていた場合にはスキャナ
定常回転前処理に移行し（ステップＳ２０７Ｙｅｓ判
定）、カウント値が所定範囲外のときは前回カウント値
の記憶値ＲＥＧ１と今回のカウント値の比較を行なう
（ステップＳ２０７→Ｓ２０８→Ｓ２０９）。（今回の
カウント値）＞ＲＥＧ１になっていないと判断したとき
には、スキャナの動きに異常があると判断し、スキャナ
故障と確定して故障処理へ移行する（ステップＳ２０９
→Ｓ２１０）。

【００２９】図７のスキャナ定常回転前処理での制御内
容を図８に示す。図８において、スキャナ定常回転前処
理では、スキャナモータのオーバーシュートの影響を考
え、ＢＤ割り込み回数を一定回数Ｌ（ＬはＫに比べて小
さくとり、できる限り小さくする）だけカウントしたら
レジスタ値を読み込む（ステップＳ３００〜Ｓ３０
３）。レジスタの値が所定範囲内であればＳＣＮＲＤＹ
（スキャンレディ）カウンタをインクリメントし（ステ
ップＳ３０４→Ｓ３０５）、連続Ｓ回所定範囲内と判断
したらスキャナＲＤＹをセットし、定常回転処理へ移行
する（ステップＳ３０６Ｙｅｓ判定）。これにより、オ
ーバシュートが収束した後にスキャナＲＤＹとできる。

【００３０】次に、スキャナモータ１０３が定常回転に
達してからの処理について説明する。

【００３１】図９はスキャナモータが定常回転に達して
からＣＰＵ２０１が行なう光走査ユニット３の制御フロ
ーを示す。

【００３２】図９において、ＢＤ割り込みが発生すると
カウントをインクリメントするのはスキャナ立ち上げ時
と同じであり、ＢＤ割り込み回数を一定回数Ｍ（Ｍはポ
リゴンミラー各面の傾きや長さの誤差の影響を受けない
ためにも、面数の正数倍にするのが好ましい）だけカウ
ントし、レジスタの値を読み込む（ステップＳ４０１〜
Ｓ４０４）。レジスタの値が所定範囲内であればスキャ
ナモータ１０３の回転は目的とする回転数で回転してい
ると判断し（ステップＳ４０５→Ｓ４０６→Ｓ４０
２）、所定範囲外であるときには今回のレジスタ値と前
回のレジスタ値の差が所定範囲内であるかを判断する
（ステップＳ４０５→Ｓ４０７）。所定範囲内である場
合にはスキャナモータの回転に異常があると判断しスキ
ャナモータ故障とする（ステップＳ４０７Ｙｅｓ判
定）。今回のレジスタ値と前回のレジスタ値の差が所定
範囲外である場合にはＢＤエラーと判断し、この状態を
Ｎ回カウントしたらＢＤ故障と判断する（ステップＳ４
０７〜Ｓ４１０）。

【００３３】このように、スキャナモータ１０３の回転
状況により切り換え可能に設定できるＢＤ信号の異なる
分周比でＢＤ信号の検出回数をカウントしてレジスタ値
を判断できるため、ＢＤ割り込みの度にレジスタ値の判
断を行なう必要性がなくなる上、ＢＤ故障、スキャナ故
障の特定を容易に行なうことができる。

【００３４】以上示したように、本実施例では、スキャ
ナモータの回転状態により光走査ユニット内の故障検出
手段を切り分けて行なうことでスキャナ故障、ＢＤエラ
ー、ＢＤ故障といった光走査ユニット内の故障箇所の特
定を行なうことを可能とし、サービス性の向上を図って
いる。また、ＢＤ信号に異常を検出した場合にはスキャ
ナモータの駆動を即座に中止できるため、故障箇所以外
の無駄な劣化を防ぐことができる。また、ＢＤ信号処理
の周期をスキャナモータの回転状態により変えること
で、ＣＰＵの行なっているＢＤ信号処理の簡易化を図る
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
では光検出器と回転多面鏡の故障とを識別できるので、
故障診断精度が向上する。

【００３６】請求項２〜４，６の発明では、さらに回転
多面鏡の回転状態に関連して光検出器の故障と回転多面
鏡の故障とを識別する。

【００３７】請求項５の発明では光検出器の故障検出に
応じて回転多面鏡の回転を停止し、装置の誤動作を阻止
する。

【００３８】さらに、これらの発明により、故障原因等
の究明が容易となり、メンテナンスサービスの向上に寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの概略構造を示すブロック図で
ある。

【図２】光学系の構成を示す構成図である。

【図３】本発明実施例における制御系のシステム構成を
示すブロック図である。

【図４】本発明実施例における故障診断処理の内容を示
すフローチャートである。

【図５】本発明実施例における故障診断処理の内容を示
すフローチャートである。

【図６】本発明実施例における故障診断処理の内容を示
すフローチャートである。

【図７】本発明実施例における故障診断処理の内容を示
すフローチャートである。

【図８】本発明実施例における故障診断処理の内容を示
すフローチャートである。

【図９】本発明実施例における故障診断処理の内容を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１感光体ドラム１０１半導体レーザ１０２レーザドライバ１０３スキャナモータ１０４コリメータレンズ１０５シリンドリカルレンズ１０６スキャナモータドライバ１０７ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０８トーリックレンズ１０９エンジン制御部１１０受光素子（ＢＤ）１５３ＢＤ信号２０１ＣＰＵ２０２ゲートアレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号に応じて感光体上に静電潜像を
形成するための半導体レーザ光を主走査方向に走査する
ための回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させる駆動手段と、前記半導体レーザ光を受光検知することにより各主走査
ライン毎の書き込み開始位置を決定するためのタイミン
グ信号を発生する光検出器と前記回転多面鏡および前記
光検出器それぞれの故障について前記回転多面鏡の回転
状態と前記光検出器のタイミング信号の出力状態とでの
特徴を予め定めておき、前記回転多面鏡の回転状態を判断する第１の手段と、前記光検出器の出力の状態を判断する第２の手段と、前記第１の手段および前記第２の手段の判断結果と前記
特徴を比較することにより前記光検出器と前記回転多面
鏡の故障を識別する識別手段と、を具えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記回転多面鏡の回転状態の種類は、加
速状態か定常回転状態かその他の状態かであって、前記
光検知器の出力状態の種類は、前記タイミング信号の発
生周期および該発生周期の連続異常回数であることを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記回転多面鏡の回転状態が加速中であ
ると前記第１の手段が判断し、かつ、前記光検出器の出
力状態が異常であると前記第２の手段が判断したとき
に、前記識別手段は前記回転多面鏡が故障と識別するこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記回転多面鏡の回転状態が定常回転中
であると前記第１の手段が判断し、かつ、前記光検出器
の出力状態が異常であると前記第２の手段が判断したと
きには、前記光検出器の出力状態の連続異常発生回数に
より前記回転多面鏡の故障か前記光検出器の故障かを前
記識別手段が識別することを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置。
【請求項５】前記識別手段が前記光検出器は故障と識
別したときには前記駆動手段の駆動を停止させることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記第２の手段は前記タイミング信号の
発生回数を前記回転多面鏡の回転数に応じた異なる分周
比で計数し、前記光検出器の出力状態を判断することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。