(57)【要約】【課題】  プリンタ本体の負荷をＤコン基板とシリアル通信で接続した駆動ユニットで分散駆動する構成で通信線の異常／負荷駆動信号生成部の異常／負荷の異常を切り分けて特定し、サービス作業での修復作業手間を低減する。【解決手段】  各駆動部品のドライバを積載した複数の駆動基板とＣＰＵなどで構成される制御基板を分離し、駆動基板と制御基板間をシリアル通信で接続する構成にするとともに、上記駆動基板に通信線の異常、基板内での異常、被駆動部品の異常をそれぞれ独立に検知できる手段を設けることで少ない手順で的確に故障個所の特定ができるようにしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ、ソレノイドなどの複数駆動負荷を制御することで子葉状部材を記録部に搬送し、該部材上に画像を形成する画像形成装置において、上記駆動負荷を駆動するすくなくとも１つの駆動手段および装置内の状態を検知する複数の検知手段の信号をすくなくとも１つ受信する入力手段をもった複数の駆動ユニットと該駆動ユニットと上記駆動手段の駆動信号を時系列に送信する送信信号線と時系列信号を受信する受信信号線で接続されて画像形成装置の動作モードあるいは上記検知手段の検知結果に応じて該駆動ユニットを制御する制御手段を持ち、該駆動ユニットは制御手段からの送信信号を出力する返信手段と前記送信信号を駆動手段駆動信号へ変換する第１の変換手段と第１の変換手段の出力を再度時系列信号へ変換する第１の再変換手段と、駆動手段の出力信号を時系列信号へ変換する第２の再変換手段と検知手段の信号を時系列信号へ変換する検知信号変換手段と上記返信手段、第１、第２再変換手段、検知信号変換手段の出力を受信信号線へ選択出力する切り替え手段により構成され、制御手段は送信信号線への特定信号出力と受信信号線からの返信を検証することで駆動ユニット内の故障個所を特定する故障個所検出方法。
【請求項２】
上記検出方法は上記切り替え手段が受信信号線へ上記返信手段、第１、第２再変換手段、検知信号変換手段の出力を順次出力する検査モードを実行する請求項１記載の故障個所検出方法。
【請求項３】
モータ、ソレノイドなどの複数駆動負荷を制御することで子葉状部材を記録部に搬送し、該部材上に画像を形成する画像形成装置において、上記駆動負荷を駆動するすくなくとも１つの駆動手段および装置内の状態を検知する複数の検知手段の信号をすくなくとも１つ受信する機能をもった複数の駆動ユニットと該駆動ユニットと上記駆動手段の駆動信号を時系列に送信する送信信号線と時系列信号を受信する受信信号線で接続され、画像形成装置の動作モードあるいは上記検知手段の検知結果に応じて該駆動ユニットを制御する制御手段を持ち、該駆動ユニットは制御手段からの送信信号を出力する返信手段と前記送信信号を複数の駆動手段駆動信号へ変換する第１の変換手段と第１の変換手段の出力の１つを選択出力する第１の選択手段と、駆動手段の複数の出力信号の１つを選択出力する第２の選択手段と上記返信手段、第１、第２選択手段、検知手段の信号を１つの時系列信号へ変換する第２の変換手段により構成され、制御手段は送信信号線への特定信号出力と受信信号線からの返信を検証することで駆動ユニット内の故障個所を特定する故障個所検出方法。
【請求項４】
上記第１、第２の選択手段における選択切り替えは上記送信信号の同期信号でなされることを特徴とした請求項３記載の故障個所検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数のモータ、ソレノイドなどの駆動負荷を駆動することで動作する画像形成装置及びその駆動ユニットの故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の適用される画像形成装置たとえば、複写機もしくはページプリンタなどの電子写真式画像形成装置においては光電体上に画像情報を光信号に変換したもので潜像形成し、該潜像をトナーで顕像化するとともに紙葉状の用紙を搬送し、上記形成された画像を該用紙上に転写形成する構成が一般的である。これらの装置では画像形成体の移動や用紙搬送のために複数の駆動モータやソレノイド、クラッチの類が使用され、また用紙の正確な搬送や画像形成体との同期を取り画像の形成位置を最適にするために複数の位置検知センサを備えているのが一般的である。
【０００３】
さらに近年では上記画像形成動作の実行のためにシーケンス制御手段として一連の動作をプログラム可能なマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を使用するのが専らである。
【０００４】
また該ＣＰＵには上記のように画像形成動作を制御すると同時に該動作が何らかの原因で正常に続行できないと判断したときに、操作者にその旨を表示部等で通知することで装置の故障かどうかを検査できるようにするとともに安全に装置を終了させる様プログラムされている。また上記異常動作の記録は不揮発性メモリなどに記録され後にサービスマンが装置のメンテナンスをするときに部品交換のための判断材料として供される。
【０００５】
又、従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開２００１−１５０７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら近年は必要とされる機能が増加するため装置を構成する部品にも厳しい性能が求められるとともに部品の総数も増加する傾向にある。
【０００７】
また従来の方法では異常動作の現象のみを表示・記録していたため、たとえば“用紙の滞留（ジャム）”の記録が残っていても、どの部分の異常なのか、またはどの構成部品（モータ、センサ、など）の異常なのか判断できないため可能性のある部品を順次交換していくという手法を取っていたため正常な部品まで交換するという無駄が発生していた。また、さらには上記モータやソレノイドを駆動するためのトランジスタなどで構成される複数の駆動ドライバが上記ＣＰＵと同一の制御基板上に積載されるため該ドライバのいずれか一つが故障した場合でも制御基板すべてを交換しなければいけないために更なる無駄が発生する欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明では各駆動部品のドライバを積載した複数の駆動基板とＣＰＵなどで構成される制御基板を分離し、駆動基板と制御基板間をシリアル通信で接続する構成にするとともに、上記駆動基板に通信線の異常、基板内での異常、被駆動部品の異常をそれぞれ独立に検知できる手段を設けることで少ない手順で的確に故障個所の特定ができるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上で述べたように駆動ユニット部の各段階での信号を受信信号線を介して検証できる構成にしたことで単一部品レベルでの故障個所特定が簡便な構成で可能となり、部品交換／修復する上での作業負荷も軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施例）
［画像形成装置本体の全体構成］
まず、図１を用いて画像形成装置本体の全体構成について説明する。図１において、画像形成装置本体Ａは、その上部にブック原稿の画像情報を読み取る画像読み取り手段であるスキャナ部Ｂを有し、その下部に画像形成手段となる画像形成部Ｃを有し、更にその下部にシートデッキＤを組み付けて構成されている。
【００１１】
前記スキャナ部Ｂは、走査系光源２０１、プラテンガラス２０２、走査本体Ａに対して開閉可能な原稿圧板２０３、ミラー２０４、レンズ２０５、および受光素子（光電変換素子）２０６および画像処理部などを有して構成されている。そして、プラテンガラス２０２上に本や厚紙、カール紙等のブック原稿やシート状原稿などを原稿面を下側にして載置し、原稿圧板２０３により背面を押圧して静止状態でセットし、読み取り開始キーを押すと、走査光学源２０１がプラテンガラス２０２の下部を矢印ａ方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。走査系光源２０１により読み取られた原稿の画像情報は画像処理部で処理され、電気信号に変換されてレーザスキャナ１１１に伝送される。
【００１２】
ここで、画像形成装置本体Ａは、レーザスキャナ１１１に画像処理部の処理信号を入力すれば複写機として機能し、コンピューターの出力信号を入力すればプリンタとして機能する。また、他のファクシミリ装置からの信号を受信したり、画像処理部の信号を他のファクシミリ装置に送信したりすれば、ファクシミリ装置としても機能する。
【００１３】
一方、画像形成部Ｃの下部にはシートカセット１を装着しており、このシートカセット１は下段カセット１ａと上段カセット１ｂの２個で１つの給送ユニットとして構成されている。本従来例では、２つの給送ユニットＵ１，Ｕ２を装着して４個のカセットを装着するようにしている。そして、上方に位置する１つの給送ユニットＵ１は装置本体Ａに対して着脱可能に取り付けられ、下方の給送ユニットＵ２はシートデッキＤに着脱可能に取り付けられている。
【００１４】
前記カセット１ａ，１ｂ内に収容されたシートは、後述するように給送回転体となるピックアップローラ３により繰り出され、フィードローラ４とリタードローラ５との協働作用により１枚ずつ分離、給送された後、搬送ローラ１０４，１０５によって搬送され、レジストローラ１０６に導かれ、該ローラ１０６によって画像形成動作に同期するようにして画像形成部Ｃへと給送される。
【００１５】
また、上記シートカセット１とは別に、手差しトレイ１０が装置本体Ａの側面に配置されており、トレイ１０上のシートＳは手差し給紙ローラ１１により、レジストローラ１０６へと繰り出される。
【００１６】
画像形成部Ｃは、電子写真感光体ドラム１１２、画像書き込み光学系１１３、現像器１１４および転写帯電器１１５等を有して構成されている。そして、帯電器により一様に帯電された感光体ドラム１１２の表面にレーザスキャナ１１１から射出された画像情報に対応するレーザ光が画像書き込み光学系１１３により走査されて潜像を形成し、この潜像に現像器１１４によりトナー画像が形成されて、レジストローラ１０６により感光体ドラム１１２の回転に同期して搬送されたシートに転写帯電器１１５によりシートの第１面にトナー画像が転写される。
【００１７】
１１７はトナー画像が形成されたシートを搬送する搬送部、１１８は定着装置、１１９は排出ローラである。トナー画像が形成されたシートは搬送部１１７により定着装置１１８に搬送されて、加熱および加圧されてトナー画像がシート表面に定着された後、排出ローラ１１９によって機外に配置されたソーター１２０に排出、積載される。
【００１８】
また、シートの両面に画像を記録する場合には、定着装置１１８から排出されたシートが排出ローラ１１９に挟持され、シートの後端が分岐点２０７を通過した時点で該排出ローラ逆転し、シート両面トレイ１２１上に一旦載置された後、搬送ローラ１０４，１０５により搬送されて、レジストローラ１０６に到達し、反転されたシートは第２面に前述と同様にして画像が形成された後、ソーター１２０に排出、積載されるように構成されている。
【００１９】
ここで例として排紙ローラ１１９と搬送分岐部２０７を例にするとそれぞれ駆動するためにステッピングモータ１２１、ソレノイド１２２に接続されており、駆動ドライバ基板１２３からの駆動電流にしたがって駆動される。
【００２０】
また、上記基板１２３は不図示の制御部と通信線で接続され、モータ１２１あるいはソレノイド１２２が本体Ａの動作に応じて適切に動作するように駆動する。
【００２１】
したがって、モータ１２１、ソレノイド１２２あるいはドライバ基板１２３の少なくとも１つに異常があれば上記に述べたシートの搬送動作は正常に行われず、紙詰まりや破れなどの異常動作となる。しかし、上記のような異常動作が生じても１２１〜１２３のどれか（もしくはすべて）に異常個所がある可能性が大きいことは予測がついてもさらに詳細に異常個所を特定（たとえばモータ１２１が故障とか）することは困難である。
【００２２】
（故障検出方法の詳細）
図２は駆動基板１２３と制御部としてのコントローラ基板との接続説明図で前図と共通のものは同一の番号を付してある。
【００２３】
３０１はコントローラ基板、３０２はＣＰＵ、３２２は駆動基板制御ＩＣで３０２，３２２間はＩＦバス３２５で接続され、ＣＰＵ３０２より被駆動部を駆動する条件が３２５を介して３２２に設定される。
【００２４】
３０３から３０５は駆動基板とコントローラ基板を接続する通信線で３０３は被駆動部つまりモータ１２１、ソレノイド１２２を駆動するデータを送信する送信線、３０４は基板１２３からのデータを受信する受信線で開始トリガ３０５に同期してデータを非同期のシリアルデータとしてやり取りする。
【００２５】
３０６は３０３からのデータを受信してかつ出力３１３に分岐する受信バッファ、３０７は３０６を介した受信データをＣＬＫ３２１に同期してシリアル→パラレルに変換して駆動ドライバ３１２Ａ，Ｂ、……を駆動するＳＰ変換部、３０８は３０７の出力３１７−Ａ，Ｂ、……を再度パラレル→シリアルに変換して出力３１４に出力する第１のＰＳ変換部、ドライバ３１２は３０７の出力３１７に応じて被駆動部１２１，１２２を駆動する最終出力３１８−Ａ，Ｂ、……を出力する。３１８は一般的に電源Ｖddを基準とする非論理波形である。３０９は３１８およびＶddをツェナーダイオードなどで構成される電圧変換部３２０で変換された低圧信号３１９−Ａ，Ｂ、……をＣＬＫ３２１に同期して再度シリアルに変換して出力３１５に出力する第２のＰＳ変換部である。３１０はＳＷ、センサなどの複数の検知手段入力（３２３，３２４）を３２１に同期してシリアル信号３１６に出力する第３のＰＳ変換部、３１１は切り替え信号３２６に応じて３０４へ３１３〜３１６のいずれか１つを選択出力する信号選択部で通常動作時は３１６を３０４に接続してセンサ３２３，３２４の信号をシリアル信号として制御ＩＣ３２２が検知できるようになっている。
【００２６】
これらの回路が正常に動作しているときのタイムチャートは図３のようになる。
【００２７】
駆動制御ＩＣ３２２は通信スタート信号３０５でスタートトリガ３０５−ａを出力後、送信信号３０３にパラレル駆動信号３１７−Ａ，Ｂ、……に対応したシリアル信号を送出する。ここでは順次１→０→１……の信号を送るものとする。
【００２８】
まず分岐バッファ部３０６の出力３１３は３０３を受信しているときほぼ同時に同様の波形を出力する。
【００２９】
またシリアル→パラレル変換部３０７は最終データを受信した時点で３１７−Ａ，Ｂ……の複数信号への出力を確定して出力する。３０８は３０５−Ｂを開始信号として、３１７を直接パラレル→シリアル変換した信号を３１４に出力する。
【００３０】
３０９は３１７に応じてドライバ３１２が出力する負荷駆動信号３１８およびＶddをツェナーダイオード３２０を介して論理信号レベルまで低圧化した３１９を３０５−Ｂを開始信号としてシリアル変換して３１５を出力する。
【００３１】
図４は故障個所特定する手順のフローチャートで、図５〜７は異常時の各信号模式図である。
【００３２】
つぎにこれら図に従って本発明の動作を説明する。
【００３３】
まず、操作者はモータ１２１、あるいはソレノイド１２２に関わる紙詰まりなどの異常動作が発生したときに一定の操作により故障特定動作をスタートする。（４０１）
第１ステップとして、選択出力部３１１において分岐バッファ３０６の出力３１３を返信線３０４に接続する。その後３０３に５０１のようなデータが１→０および０→１と変化する変加点を持つ波形を出力する。（４０２）
そのとき通信線３０３や３０４、分岐バッファ３０６にＧＮＤへのショートがあると制御ＩＣにおける受信３０４は５０２のように０レベルへ固定となる。
【００３４】
また同様にＨＩＧＨレベルへショートしていると５０３のようになる。または５０４のように波形が乱れる異常も起こりうる。
【００３５】
このとき制御ＩＣは出力した波形５０１と出力した波形を比較して同一であれば通信部は正常と判断する。（４０３）
５０２，５０３，５０４のような異なった波形と認識すると、通信部に異常があるとしてその旨通知してテストモードを終了する。（４０４）
通信部が正常と判断されたら次に３１１は３１４を３０４に接続する。その後で（４０２）と同様に制御ＩＣは３０３にテストパターンを出力する。（４０５）
このとき、３１４は図３で説明したように３０３の出力を３０７でシリアル→パラレル変換した波形３１７を第１パラレル→シリアル変換部３０８において再変換した結果が１周期遅れて出力されるので制御ＩＣ３２２は１周期後の受信結果を比較して、同一かどうか判断する。（４０６）
詳しくは図６  ６０１のように各３１７端子に対応するデータが１の場合と０の場合両方を検査するように２回送信して、それぞれその結果を検査する。
【００３６】
図６  ６０２のように同一のパターンが２回とも返信されれば正常と判断し、６０３のようにたとえば３１７−Ａに相当するデータの１回目、２回目いずれかに不一致が発見されると
“３１７−Ａ”異常
と報知してテストモードを終了する。（４０７）
４０６で正常の場合、３１１は３１５を３０４に接続して、３０３へのテストパターンを出力する。（４０８）
この場合、チェックするのは３０３が３０７で変換されたパラレル出力３１７がドライバ３１２で変換されたモータ／ソレノイド駆動信号３１８および図２のようにシリアルで送信されないＶddであるのでこれらがツェナー３２０によって電圧変換された３１９を第２のパラレルシリアル変換部３０９によって変換されたシリアル信号３１５は３０３と一致するとは限らない。
【００３７】
したがって制御ＩＣ３２２は図７（Ａ）のようにテストパターン３０３に対応するすべてが正常な場合に返信されると予想されるチェックパターンＣＰを作成して、駆動基板１２３からの返信３０４と比較する。（４０９）
このときＣＰとすべて一致するパターンが３０４を介して返信されると当該ユニット１２３がすべてのテストにパスして正常であるとしてテストモードを終了する。（４１０）
しかし、図７（Ｂ）のようにたとえば３１８（３１９）−Ｅに相当するデータに不一致が検知されると
“３１８−Ｅ異常、ドライバ３１２Ｂ、ソレノイド１２２不良”
と故障可能性ある負荷、ドライバを特定してテストを終了する。（４１１）
以上のテストモードを実行して故障部位を特定して、操作者は該当部品の交換、修理を行うことで装置の復旧を行う。
【００３８】
（第２の実施例）
図８は本発明の第２の実施例としての説明図である。前図と同様な要素は同一の番号が付してある。
【００３９】
ここで８０４，８０５は起動トリガ３０５をカウントして複数の入力信号のうち１つを出力に接続するセレクタである。
【００４０】
具体的には図９のように３０５の２周期ごとに出力８０２，８０３に入力３１７−Ｎ，３１９−Ｎ（Ｎ：自然数）をＮを加算して切替接続する。
【００４１】
パラレル→シリアル変換部３１０は３０６，８０４，８０５の出力信号とセンサ３２３，３２４……の出力信号をＣＬＫ３２１に同期してシリアル信号に変換し、３０４に出力する。（図１０）
ここで故障個所特定手順は
（ＴＥＳＴ１）
１．１周期目に８０１が１になるような３０３を送信
２．２周期目に８０１が０となるような３０３を送信
して受信信号３０４の３０６に相当する個所を検査
（ＴＥＳＴ２）
１．１周期目に８０２（３１７−１）が１となる３０３を送信
２．２周期目に８０２（３１７−１）が０となる３０３を送信
して受信信号３０４の８０４に相当する個所を検査
…
をＮ回（Ｎ：テストするビット数）繰り返す。
【００４２】
これによって３１７−Ｎの全ビットをテストできる。
【００４３】
（ＴＥＳＴ３）
１．１周期目に８０３（３１９−１）が１となる３０３を送信
２．２周期目に８０３（３１９−１）が０となる３０３を送信
して受信信号３０４の３０６に相当する個所を検査
…
をＮ回（Ｎ：テストするビット数）繰り返す。
【００４４】
これによって３１９−Ｎの全ビットをテストできる。
の順序で行って、制御ＩＣはそれぞれ受信信号３０４の該当ビットが期待された値と一致するかどうかで、故障個所の特定を行う。
【００４５】
（第３の実施例）
第１の実施例ではパラレル変換後の信号の返信にパラレル→シリアル変換部を、第２の実施例ではセレクタを使用したがこれらはＴＥＳＴ個所によって混在していてもよい。
【００４６】
また、負荷駆動信号（３１８）→検知信号（３１９）への変換にはツェナーダイオードを使用したが抵抗による分圧など他の手段によっていいのももちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例による画像形成装置の概略断面図
【図２】第１の実施例の構成ブロック図
【図３】第１の実施例を説明する信号遷移図１
【図４】第１の実施例の動作説明フローチャート
【図５】第１の実施例での動作説明する信号遷移図２
【図６】第１の実施例での動作説明する信号遷移図３
【図７】第１の実施例での動作説明ブロック図（Ａ）と信号遷移図４（Ｂ）
【図８】第２の実施例の構成ブロック図
【図９】第２の実施例での信号切替器動作説明フローチャート
【図１０】第２の実施例の動作説明する信号遷移図
【符号の説明】
【００４８】
１１９  排紙ローラ
１２１  ステッピングモータ
１２２  ソレノイド
１２３  負荷駆動ユニット
２０７  搬送分岐部材
３０１  制御基板
３０３  シリアル送信信号
３０４  シリアル受信信号
３０５  シリアルタイミング信号
３０７  シリアルパラレル変換器
３０８，３０９，３１０  パラレルシリアル変換器
３１１  切替ＳＷ
３２０  ツェナーダイオード（電圧変換）
８０４，８０５  信号選択接続器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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