(57)【要約】【課題】感光体等における除電用ＬＥＤの断線を検出し、除電用ＬＥＤが一つ、二つ断線した場合でもコピー機やプリンタの画像には影響を与えることがなく、断線情報をユーザーに知らせるＬＥＤ発光装置を簡単な構成で低コストで提供する。【解決手段】静電画像が形成される感光体の移動方向と交わる方向に配列した複数のＬＥＤを有し、前記複数のＬＥＤを並列に接続し、発光させる為の電流を制御する電流制限抵抗を各々直列に前記ＬＥＤに接続し、前記各々のＬＥＤにかかる電圧または分圧した電圧から前記ＬＥＤの断線を検知し、状況に応じて動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電画像が形成される感光体の回転軸と同じ方向に配列した複数のＬＥＤを有し、前記感光体を除電するＬＥＤ発光装置において、前記複数のＬＥＤを並列に接続し、発光させる為の電流を制御する電流制限抵抗を各々直列に前記ＬＥＤに接続し、前記各々のＬＥＤにかかる電圧に基づいて記ＬＥＤの断線を検知することを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
請求項１記載の範囲において、前記電流制限抵抗と前記ＬＥＤとの接続点から、直列に接続された２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂを１組として前記ＬＥＤと並列に接続してこの抵抗の分圧電圧で断線を検知する断線検知回路を構成し、Ｖｃｃを電源電圧、ＶｆをＬＥＤの順方向電圧としたときＲａ、Ｒｂの抵抗比を
３Ｖｆ／Ｖｃｃ−１＜Ｒａ／Ｒｂ＜０．５
としたことを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
請求項１記載の範囲において、前記電流制限抵抗と前記ＬＥＤとの接続点から、直列に接続された２つの抵抗を１組として前記ＬＥＤと並列に接続し、この抵抗の分圧電圧で断線を検知する断線検知回路と、該分圧電圧をシフトレジスタ（パラレル−シリアル変換）を介してＣＰＵのポートへ断線発生情報として出力する断線情報伝達部とを有することを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
請求項１記載の範囲において、前記ＬＥＤの断線位置を検知する手段を備え、一箇所以上の断線を検知した場合、ユーザーにメンテナンスを報告、要求すると共に、その断線したＬＥＤが二箇所以上隣接している場合は、前記ＬＥＤ発光装置を利用している画像形成装置等の機器の動作を停止させることを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
請求項１記載の範囲において、前記ＬＥＤが一つ以上点灯しなくなった場合、ユーザーにメンテナンスを報告、要求すると共に、その断線したＬＥＤが隣接して発生しない場合は、前記ＬＥＤ発光装置を利用している画像形成装置等の機器の動作を停止する事なく継続させることを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【請求項６】
請求項１記載の範囲において、前記ＬＥＤが一つ以上点灯しなくなった場合、ユーザーにメンテナンスを報告、要求すると共に、その断線したＬＥＤに隣接するＬＥＤの光出力を調整して断線したＬＥＤの光量を補うことを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【請求項７】
請求項３記載の範囲において、断線情報伝達部から出力されるシリアル信号をＣＰＵに入力してチェックし、チェック結果が２ビット以上連続してＨｉｇｈレベル信号の場合は、隣り合った２つ以上のＬＥＤが発光していないと判断してユーザーに断線検知情報をフロントパネルなどの表示装置等によって伝えると共に画像形成装置等の機器の動作を停止し、２ビット以上連続してＨｉｇｈレベル信号でない場合は、ユーザーに断線検知情報をフロントパネルなどの表示装置によって知らせると共に、画像形成装置等の機器の動作を正常な状態に保つようにしたことを特徴としたＬＥＤ発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コピー機、プリンタなどの電子写真を利用した画像形成装置において、特に静電画像が形成される感光体の帯電した電荷を一律、または選択的に除電するＬＥＤ発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コピー機、プリンタなどの電子写真を利用した画像形成装置においては感光体に静電画像を形成し、この像を現像して顕像化する。この種の画像形成において不要な帯電や潜像を消去するために除電する目的で発光装置を備えるものがある。
【０００３】
この発光装置は、例えば光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を複数個並べ、一律に不要な帯電を除去したり任意の領域を指定して指定部分の潜像を消去する装置である。
【０００４】
このようなＬＥＤ発光装置において発光すべきＬＥＤが断線等で滅光すると除電すべき帯電領域が除電されず印刷品質が保てない。そのため簡単で安価なＬＥＤの断線を検出する装置が望まれている。このＬＥＤの断線検知装置としては、特開平７−２８７０４３号公報で示すように、鉄道信号機、交通信号機、踏切警報灯などの屋外信号灯などに利用されているＬＥＤを用いた信号灯の断線検知装置がある。この屋外信号灯などで利用されている前記断線検知装置では、断線の検知素子としてフォトカプラを用いたものが提案されている。  前記屋外信号灯などで利用されているＬＥＤは、直列に十数個接続したものを一組とし、その組が並列に並んでいる構成になっており、その一組の中のＬＥＤが一つでも断線などによって発光しなくなった場合、残りの直列に接続された十数個のＬＥＤも全て消灯し、断線検知されるというものである。  コピー機やプリンタなどにおいて、帯電した感光体の電荷を一律、または選択的に除電する為に用いているＬＥＤは、数個直列に接続したものや、前記数個直列に接続したものを並列に並べたものがあり、これらの断線検知においても、一つのＬＥＤが断線などによって消灯した時、直列に接続されている残りのＬＥＤも全て消灯し、断線前後での前記直列に接続したＬＥＤ群にかかる電圧の差などで断線検知をしている。この技術では、たった１つのＬＥＤが点灯しなくなっただけで、コピー機やプリンタが正常に機能しなくなり、動作を停止させている。また無理に動作させても異常画像が発生し、正常にコピー機能やプリンタ機能が動作しなくなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８７０４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた。前記屋外信号灯などで断線検知素子として利用されているフォトカプラを用いた場合、部品単価が高く、コピー機、プリンタなどに多数用いるのは適当でない。また、屋外信号灯では直列に接続された数十個のＬＥＤが消灯しても、点灯させているＬＥＤの数が非常に多数のため、その他のＬＥＤが点灯していれば、実用上その消灯による輝度の低下で警報信号に支障を来すことは殆ど無い。
【０００７】
一方、感光体の電荷を除電するという目的で使用するＬＥＤでは、多くの場合ＬＥＤは数個〜十数個直列に接続されているが、直列に接続されたＬＥＤが消灯してしまうと、感光体を除電するという機能を得られなくなってしまう。直列に接続されたＬＥＤのうち一つでも断線などによって消灯すると、直列に接続されたＬＥＤは全て消灯してしまうため、感光体の除電が不完全となり、コピー機やプリンタの画像が乱れ、ユーザーはその瞬間から使用することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構成でＬＥＤの断線を検出し、ＬＥＤが一つ、二つ断線した場合でもコピー機やプリンタの画像には影響を与えることがなく、断線情報をユーザーに知らせるＬＥＤ発光装置を低コストで提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため本願発明のＬＥＤ発光装置においては、静電画像が形成される感光体の回転軸と同じ方向に配列した複数のＬＥＤを有し、前記感光体を除電するＬＥＤ発光装置において、前記複数のＬＥＤを並列に接続し、発光させる為の電流を制御する電流制限抵抗を各々直列に前記ＬＥＤに接続し、前記各々のＬＥＤにかかる電圧または分圧した電圧から前記ＬＥＤの断線を検知する。
【００１０】
また、前記電流制限抵抗と前記ＬＥＤとの接続点から、直列に接続された２つの抵抗Ｒａ、Ｒｂを１組として前記ＬＥＤと並列に接続してこの抵抗の分圧電圧で断線を検知する断線検知回路を構成し、Ｖｃｃを電源電圧、ＶｆをＬＥＤの順方向電圧としたときＲａ、Ｒｂの抵抗比を
３Ｖｆ／Ｖｃｃ−１＜Ｒａ／Ｒｂ＜０．５
とした。
【００１１】
また、前記電流制限抵抗と前記ＬＥＤとの接続点から、直列に接続された２つの抵抗を１組として前記ＬＥＤと並列に接続し、この抵抗の分圧電圧で断線を検知する断線検知回路と、該分圧電圧をシフトレジスタ（パラレル−シリアル変換）を介してＣＰＵのポートへ断線発生情報として出力する断線情報伝達部とを有する。
【００１２】
また、前記ＬＥＤの断線位置を検知する手段を備え、一箇所以上の断線を検知した場合、ユーザーにメンテナンスを報告、要求すると共に、その断線したＬＥＤが二箇所以上隣接している場合は、前記ＬＥＤ発光装置を利用している画像形成装置等の機器の動作を停止させるものである。
【００１３】
また、前記ＬＥＤが一つ以上点灯しなくなった場合、ユーザーにメンテナンスを報告、要求すると共に、その断線したＬＥＤが隣接して発生しない場合は、前記ＬＥＤ発光装置を利用している画像形成装置等の機器の動作を停止する事なく継続させるものである。
【００１４】
また、前記ＬＥＤが一つ以上点灯しなくなった場合、ユーザーにメンテナンスを報告、要求すると共に、その断線したＬＥＤに隣接するＬＥＤの光出力を調整して断線したＬＥＤの光量を補うものである。
【００１５】
また、断線情報伝達部から出力されるシリアル信号をＣＰＵに入力してチェックし、チェック結果が２ビット以上連続してＨｉｇｈレベル信号の場合は、隣り合った２つ以上のＬＥＤが発光していないと判断してユーザーに断線検知情報をフロントパネルなどの表示装置等によって伝えると共に画像形成装置等の機器の動作を停止し、２ビット以上連続してＨｉｇｈレベル信号でない場合は、ユーザーに断線検知情報をフロントパネルなどの表示装置によって知らせると共に、画像形成装置等の機器の動作を正常な状態に保つようにしたＬＥＤ発光装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、静電画像が形成される感光体の回転軸と同じ方向に配列した複数のＬＥＤを全て並列に接続し、それぞれに断線検知回路を設けると共に断線情報をＣＰＵ等に伝える断線情報伝達部を設け、ＬＥＤが一つでも点灯しなくなった時に、それを検知して表示装置にメンテナンス情報を表示する。また、ＬＥＤの断線が感光体の除電性能に影響を与えるかを判断し、動作の継続あるいは動作の停止を決定する。
【００１７】
以下図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は本発明のＬＥＤ発光装置のブロック図、図２は発光用ＬＥＤがＮ個の場合のＬＥＤ発光部及び断線情報伝達部の回路例、図３〜図６は断線検知信号の状態を示す図、図７はＬＥＤ発光部の他の回路例、図８は断線検知のフローチャートである。
【００１８】
図１に示すＬＥＤ発光装置のブロック図の動作を、プリンタ等の画像形成装置を例に以下に説明する。画像形成装置の感光体の帯電除去時において、まずＣＰＵ等の制御装置がＬＥＤ発光部に発光制御信号を送りＬＥＤを発光させる（▲１▼）。ＬＥＤが正常に発光しているかどうかを検知する際、断線情報伝達部はＣＰＵからの指示（▲４▼）によってＬＥＤ発光部の状態すなわち断線情報を読み込み（▲２▼）、ＣＰＵからの転送クロック信号に応じて上記断線情報をシリアルデータに変換してＣＰＵへ送る（▲３▼、▲４▼）。
【００１９】
ＣＰＵはこのシリアルデータ（断線情報データ）をチェックして断線検知を行なうと共に断線情報データからどのＬＥＤ（何番目のＬＥＤ）が断線したかの断線位置情報をメモリーに格納する。この時、１ビットのＨｉｇｈレベル信号を検知した場合、ＬＥＤが１つ断線していることを示す。その前後のデータがＬｏｗレベルならば前記断線しているＬＥＤの左右両隣のＬＥＤは発光していることを認識する。ＬＥＤが連続して断線していなければ、帯電を除去する除電性能に影響がないためそのまま画像形成装置本体の動作を継続するが表示装置に断線したＬＥＤ情報を送り、ユーザーにＬＥＤが断線してメンテナンスが必要なことを知らせる（▲５▼）。
【００２０】
また、ＣＰＵが２ビット以上連続してＨｉｇｈレベル信号を検知した場合、隣り合ったＬＥＤが２つ以上断線していると認識し、同時に本体駆動部へ画像形成装置の動作を止めるための信号を送り、動作を停止させる（▲６▼）。同時に表示装置へ断線したＬＥＤ情報を送り、ユーザーにＬＥＤの断線を知らせるとともに、画像形成装置が使用不能であることや、メンテナンスが必要なこと等も知らせる（▲５▼）。
【００２１】
図２は発光用ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄｎ）がＮ個の場合のＬＥＤ発光部及び断線情報伝達部の基本動作を説明するための回路例である。図２において、Ｖｃｃ、ＶＦ〜ＶＦｎ及びＶａｂ〜Ｖａｂｎはそれぞれ電源電圧、ＬＥＤ端電圧、及び分圧抵抗によって分圧されたシフトレジスタへの入力電圧である。なおＣＰＵからの発光制御信号は省略している。Ｒ１〜ＲｎはＬＥＤへの電流を制限する制限抵抗であるが抵抗の代わりに定電流源などであってもよい。
【００２２】
前記分圧抵抗Ｒａ〜Ｒａｎ、Ｒｂ〜Ｒｂｎの分圧電圧Ｖａｂは、ＬＥＤが異常無くＬＥＤの順電圧の場合はＬｏｗレベルに、断線などによってＶＦがＶｃｃになった場合は（Ｒｎ＜＜Ｒａ，Ｒｂ）、ＶａｂがＨｉｇｈレベルになるように分圧比を設定する。ＶｆをＬＥＤの順電圧、Ｌｏｗレベルを（１／３）Ｖｃｃ以下、Ｈｉｇｈレベルを（２／３）Ｖｃｃ以上とすれば、
Ｖｆ・Ｒｂｎ／（Ｒａｎ＋Ｒｂｎ）＜（１／３）Ｖｃｃ
Ｖｃｃ・Ｒｂｎ／（Ｒａｎ＋Ｒｂｎ）＞（２／３）Ｖｃｃ
の条件より
３Ｖｆ／Ｖｃｃ−１＜Ｒａ／Ｒｂ＜０．５
であればよい。
【００２３】
Ｖｃｃ＝５Ｖ、Ｖｆ＝１．８Ｖとして
０．０８＜Ｒａ／Ｒｂ＜０．５
となるように分圧抵抗を設定すればよい。
【００２４】
前記二つの抵抗によって分圧された電圧Ｖａｂ１〜Ｖａｂｎが、ＣＰＵからのＬｏａｄ信号によってシフトレジスタに入り、そのシリアル出力がＣＰＵへのＤＡＴＡ入力となる。前記ＬＥＤのＤ１〜Ｄｎは発光状態になっている時、シフトレジスタに入る電圧は、各ＬＥＤの順電圧Ｖｆを前記Ｒａ、Ｒｂの分圧抵抗によって分圧されたＬｏｗレベル電圧Ｖａｂである。ＣＰＵからのＣＬＫ信号に同期してシフトレジスタはＬｏｗレベルの電圧をＣＰＵに出力する。これが正常な場合の動作である。  ＬＥＤの断線などでＬＥＤが消灯した時、ＶＦ点における電圧はほぼ電源電圧Ｖｃｃとなる（Ｒｎ＜＜Ｒａｎ，Ｒｂｎ）。この電圧は前記Ｒａ、Ｒｂの分圧抵抗によって分圧されてＨｉｇｈレベル信号となる。ＣＰＵが断線検知を行う際、ＣＰＵからのＬｏａｄ信号によって各ＬＥＤの分圧電圧がシフトレジスタに読み込まれ、ＣＰＵからのクロック信号に同期しシリアルデータとして、ＬＥＤが断線しているときはＨｉｇｈレベル信号を点灯している時はＬｏｗレベル信号をＣＰＵへ出力することになる。
【００２５】
図３に示すようにその出力信号が常時Ｌｏｗレベルの場合はＬＥＤが点灯し断線無しと認識する。しかし図４のように１クロック分のＨｉｇｈレベル信号を認識した場合、ＬＥＤの断線を検知し、断線情報をフロントパネルなどの表示装置でＬＥＤが断線してメンテナンスが必要なことをユーザーに伝える。図５のように１クロック分のＨｉｇｈレベル信号を２つ検知した場合はＬＥＤが二つ断線している状態を示すが、連続して検知しない限り、ＬＥＤが連続して断線していないため、帯電を除去する除電性能には影響しない。そのため、そのまま画像形成装置本体の動作を継続し、表示装置に断線したＬＥＤ情報を送り、ユーザーにＬＥＤが断線してメンテナンスが必要なことを知らせる。Ｈｉｇｈレベル信号が連続しない場合は、３つ以上でも同様である。しかし、図６に示すように連続して２クロック分以上のＨｉｇｈレベル信号を１つでも検知した場合は隣り合うＬＥＤが断線した状態を示し帯電を除去する除電性能に影響を与えるため、断線情報を表示装置等でユーザーに伝えると共に、本体の動作を停止させる。このように本発明においては、隣り合うＬＥＤが断線していなければ、両隣のＬＥＤの点灯によって断線したＬＥＤをカバーし、除電性能に影響を及ぼさないようにＬＥＤを設定する。
【００２６】
図７はＬＥＤ発光部の他の回路例である。図７では一つの発光部のみを示しているが、実際は図２と同様に複数個を並列に並べてＬＥＤ発光部を形成する。図７においてＬＥＤ制御信号はＬＥＤの発光を制御する信号であり、その信号がＨｉｇｈのタイミングでＬＥＤを発光させる。またこのＬＥＤ制御信号がＨｉｇｈの間にシフトレジスタに断線検知信号をＬｏａｄする。Ｒｐは右隣又は左隣のＬＥＤの断線検知によってＲ１と並列に接続される電流制限抵抗である。断線を検知した場合消灯したＬＥＤに隣接するＬＥＤの光出力を増し、断線したＬＥＤを補うようにしている。この場合通常点灯時の１．５倍〜２倍程度の光出力とすることが好ましい。
【００２７】
前記のように、隣り合わないＬＥＤが数個断線しても感光体の除電に影響を与えないようにＬＥＤの光量を予め多めに設定しておくか、もしくは断線したＬＥＤの左右両隣に配置されているＬＥＤの光量を調整できるようにする。ここで「隣り合わない」と記したのは、仮に隣り合うＬＥＤが二つ断線した場合、充分な除電ができず正常な画像を出す事が困難になるからである。上記の方法によって、画像の品質は落ちない状態で使用しながら、サービスマンを待つことができ、ユーザーに不便さを感じさせないで使用が可能となる。
【００２８】
図７の例では電流制限抵抗を並列に接続して光出力を増す例で記したが、電流制限抵抗を並列に接続する代わりに電流制限抵抗を電子ボリュームで構成して抵抗を可変としてもよいし、電流制限抵抗の代わりに定電流源とし、定電流源の電流値を可変としでも良い。
【００２９】
図８は断線検知のフローチャートである。ＬＥＤの分圧電圧を断線検知信号としてシフトレジスタなどの断線情報伝達部にＬｏａｄし、制御装置（ＣＰＵ）からのＣＬＫ信号に同期して断線情報伝達部から制御装置（ＣＰＵ）へシリアルに断線情報を出力する。この情報をＣＰＵで判断し、ＨＩＧＨレベル信号がないならば断線なしと判断して動作を継続する。ＨＩＧＨレベル信号がある場合は連続して２ビット以上ＨＩＧＨレベルかどうか確認し、連続していなければ動作は継続可能であるので断線情報のみ表示装置で表示し、隣り合ったＬＥＤの光量を調整して動作を継続する。連続して２ビット以上ＨＩＧＨレベルの場合は本体の動作を停止し、断線情報及び動作不能の表示を行う。
【００３０】
このように、本発明によれば、並列に接続された複数のＬＥＤのうち、一つでも点灯しなくなった時に、それを正確に検知することができる。また並列に接続する事によって、ＬＥＤを発光させるための電源を低電圧化できる。コピー機やプリンタの帯電した感光体の電荷を一律、または選択的に除電する装置において、隣り合わないＬＥＤが数個点灯しなくなった場合でも、異常画像を出さずに動作させ、ユーザーに不便を感じさせること無く断線情報で警告し使いながらサービスマンを待つ事ができるところに特徴がある。それによって、突然コピー機やプリンタが使用不可能になってしまうという最悪の事態を防ぐことができる。また、電気的に検知素子としてフォトカプラなど高価な部品を使用せず、抵抗器だけを使用することによって、格段に低価格なコストで構成できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、簡単な構成でプリンタ等における画像形成装置の感光体を除電するＬＥＤ発光装置提供するとともに、ＬＥＤの断線を検出し、滅等の状況に応じて装置本体を停止することなく使用することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＬＥＤ発光装置のブロック図。
【図２】発光用ＬＥＤがＮ個の場合のＬＥＤ発光部及び断線情報伝達部の回路例。
【図３】ＬＥＤがすべて点灯している場合の断線検知信号の状態を示す図。
【図４】ＬＥＤが一つ断線している場合の断線検知信号の状態を示す図。
【図５】隣合わないＬＥＤが二つ断線している場合の断線検知信号の状態を示す図。
【図６】隣合うが二つのＬＥＤ断線している場合の断線検知信号の状態を示す図。
【図７】ＬＥＤ発光部の他の回路例
【図８】断線検知のフローチャート
【符号の説明】
１    ＬＥＤ発光装置
２    ＬＥＤ発光部
３    断線情報伝達部
４    制御装置
５    表示装置
６    本体駆動部
【図１】
2004296782.tif 000003
【図２】
2004296782.tif 000004
【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】
2004296782.tif 000009
【図８】
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