(57)【要約】【課題】帯電した感光体の荷電消去を行うためのに用いられるＬＥＤアレイの故障を早期に検知できるようにした画像形成装置の提供。【解決手段】感光体の除電のために使用されるＬＥＤアレイを備えた画像形成装置であって、スイッチング素子と抵抗とを直列に接続した回路を、前記ＬＥＤアレイを駆動するための駆動素子と並列に接続し、画像形成装置の制御手段が、前記駆動素子をオフ状態に、前記スイッチング素子をオン状態にして、前記抵抗の両端の電位差を検知することにより前記ＬＥＤアレイの故障を検知することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の除電のために使用されるＬＥＤアレイを備えた画像形成装置であって、スイッチング素子と抵抗とを直列に接続した回路を、前記ＬＥＤアレイを駆動するための駆動素子と並列に接続し、画像形成装置の制御手段が、前記駆動素子をオフ状態に、前記スイッチング素子をオン状態にして、前記抵抗の両端の電位差を検知することにより前記ＬＥＤアレイの故障を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体の除電のために使用されるＬＥＤアレイを備えた画像形成装置であって、前記ＬＥＤアレイの近傍にＬＥＤアレイの点滅を検知するための検知手段を設け、前記検知手段の出力情報により、画像形成装置の制御手段が前記ＬＥＤアレイの故障を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
画像形成装置の電源がオンとなった時、あるいは画像形成装置の動作開始ボタンが押された時、あるいは他の装置から画像形成開始を指示するための指示信号を画像形成装置が受けた時、あるいは画像形成装置の前扉が閉じられた時に、画像形成装置の制御手段がＬＥＤアレイの故障検知を行うように制御することを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ等が広く知られている。これらの装置においては、先ず、感光体ドラムを帯電手段により一様に帯電して、次に、帯電している感光体ドラム表面に原稿画像を光学的に露光して静電潜像を形成する。感光体ドラム上の静電潜像は現像手段により反転現像され、トナー画像が形成される。トナー画像は転写手段により感光体ドラムの表面から給送されてきた用紙の表面に転写される。トナー画像を担持した用紙は定着手段による画像定着がなされた後、排紙トレイに排出され、感光体ドラム表面は、クリーニング手段により残ったトナーが除去された後、除電されて次の画像形成のための準備がなされる。
【０００３】
上述の様なプロセスにより画像形成を行っている画像形成装置においては、ト感光体ドラム上のトナー画像を用紙への転写を容易にするための除電手段としての露光（転写前露光）と、帯電手段による感光体ドラムの一様帯電を実行する前に行われるイニシャライズ処理である除電のために用いられる除電手段としての露光（帯電前露光）とが一般的に採用されている。
【０００４】
従来、除電手段として使用する光源としては、除電のための光量が大きくとれる冷陰極管が多く用いられてきた。しかしながら、画像形成装置の高速化に伴って、高速で正確な露光のオンオフ制御を行う必要性が生じ、また、光源の高寿命化への要求も高まってきた結果、冷陰極管に代ってＬＥＤを複数個並べたＬＥＤアレイが用いられるようになってきた。
【０００５】
ＬＥＤアレイそのものは高寿命ではあるが、複数のＬＥＤを並べて使用すること、コネクタや関連する構成部品との間に接触不良を起こす要因が多く存在するとから、ある頻度での故障の発生は避けられない。また、市場におけるアフターサービス作業の際にも、作業ミスを原因とした不都合が発生することもある。
【０００６】
ＬＥＤアレイの点灯不良が発生すると、転写前露光の場合には、トナー画像の感光体ドラムから用紙への転写率が低下し、結果として、濃度の低い画像が用紙上に形成されてユーザに不満を与える。また、ドラム上には未転写のトナーが多く残される結果、クリーニング手段への負荷が増大する。帯電前露光の場合には、除電が充分になされない結果として、帯電手段による感光体ドラムの帯電による表面電位の上昇が異常に高くなり、画像濃度が上がるばかりでなく、余計なトナーの付着が起こりユーザが期待した画質のコピーが得られない。
【０００７】
このような不都合の発生を防止するためにＬＥＤアレイに電流を供給する駆動回路を磁心コア内に通して、駆動電流の変化を磁心コアに設けたサーチコイルにより検知することによってＬＥＤアレイの故障を見つける提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。また、感光体ドラム表面の表面電位を測定する表面電位計を設け、除電光源の点灯不良を検知する提案もある（例えば、特許文献２。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−３１９５６号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１０−１６１３６８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、提案されている方法は、通常のＬＥＤアレイ点灯回路に使用される部品とは異質の故障検知のための専用部品を必要とするので、結果として装置のコストアップにつながりかねない。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みたなされたもので、ＬＥＤアレイの駆動回路に簡単な回路を追加することにより、ＬＥＤアレイの故障を検知できるようにした画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の手段により達成される。
【００１３】
（１）  感光体の除電のために使用されるＬＥＤアレイを備えた画像形成装置であって、スイッチング素子と抵抗とを直列に接続した回路を、前記ＬＥＤアレイを駆動するための駆動素子と並列に接続し、画像形成装置の制御手段が、前記駆動素子をオフ状態に、前記スイッチング素子をオン状態にして、前記抵抗の両端の電位差を検知することにより前記ＬＥＤアレイの故障を検知することを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（２）  感光体の除電のために使用されるＬＥＤアレイを備えた画像形成装置であって、前記ＬＥＤアレイの近傍にＬＥＤアレイの点滅を検知するための検知手段を設け、前記検知手段の出力情報により、画像形成装置の制御手段が前記ＬＥＤアレイの故障を検知することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（３）  画像形成装置の電源がオンとなった時、あるいは画像形成装置の動作開始ボタンが押された時、あるいは他の装置から画像形成開始を指示するための指示信号を画像形成装置が受けた時、あるいは画像形成装置の前扉が閉じられた時に、画像形成装置の制御手段がＬＥＤアレイの故障検知を行うように制御することを特徴とする（１）、もしくは（２）に記載の画像形成装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明をする。
【００１７】
図１は自動原稿搬送装置を備えた電子写真方式の画像形成装置を示す模式図で、本発明による除電手段の役割を説明するために用いる。
【００１８】
画像形成装置は、画像形成装置本体Ａと、この上部に付属装置として取り付けられている自動原稿搬送装置Ｆとから構成されている。また、前記画像形成装置本体Ａは、原稿画像読み取り手段３、画像書き込み手段４、画像形成手段５、定着手段６、給紙手段７、操作表示手段８（図１には不図示、図２に図示）、制御手段Ｃ１等から構成されている。
【００１９】
自動原稿搬送装置Ｆの原稿載置トレイ２１１の上には、原稿Ｄが載置される。載置された前記原稿Ｄは、原稿押圧板２１によって送り出しローラ２２に押圧され、送り出しローラ２２および給紙ローラ２３の作動により一枚ずつ送り出され、第１原稿検知センサＰＳ１により原稿Ｄの先端が検出されて、先端がレジストローラ２４に突き当てられ、一旦停止させられることにより先端が整えられる。
【００２０】
レジストローラ２４の回転により原稿搬送路に送り出された原稿Ｄは、ガイド部材２１３に導かれて進行し、さらに第１搬送ローラ２５にて画像形成装置本体Ａに設けられたスリットガラス３６のある原稿画像読み取り位置に向け搬送される。
【００２１】
搬送された原稿Ｄは、前記原稿画像読み取り位置の直前の原稿搬送路に設けてある第２原稿検知センサＰＳ２により先端が検知され、この検知信号を基に原稿先端が原稿画像読み取り位置に到達する時機と、原稿画像読み取り手段３による原稿画像の読み取り開始時機とのタイミングがとられる。
【００２２】
スリットガラス３６の上面を通過しながら原稿画像の読み取りが行われた原稿Ｄは第２搬送ローラ２６、排紙ガイドＧ１、排紙ローラ２７により原稿排紙トレイ２１２に排紙される。
【００２３】
なお、原稿Ｄの両面の画像を読み取る場合には、先ず原稿Ｄの第２面（裏面）の画像が読み取られ、次いで、第１面（表面）が読み取られる。この場合、レジストローら２４から送り出された原稿Ｄは、反転ゲートＧ２により反転ローラ２９に向け進行し、さらに、反転出口ローラ２８により原稿排紙トレイ２１２の上部へと進行する。
【００２４】
前記原稿Ｄの後端は、第１原稿検知センサＰＳ１により検知され、後端が、反転ローラの近傍に到達したときに、反転ローラ２９、反転出口ローラ２８の回転が停止されるようになっている。
【００２５】
次に、前記反転ローラ２９、前記反転出口ローラ２７の逆転により、前記原稿Ｄは、それまでの終端を先頭にして表裏が逆転した状態で反転ゲートＧ２に導かれて、第１搬送ローラ２５に送られる。送られた原稿Ｄの第２面は、原稿画像読み取り手段３により、既に説明をした原稿Ｄの片面の読み取りの場合と同様な読み取りがなされた後、排紙ガイドＧ１に導かれて、再度、反転出口ローラ２８に送られる。この時、原稿Ｄの後端が反転出口ローラ２８の位置に残っているが、反転出口ローラ２８の圧着が所定時間解除されるため、原稿Ｄの先端と後端は前記位置にてすれ違いに搬送される。読み取り終了後の原稿Ｄはその後端が、圧着状態に戻った反転出口ローラ２８によって挟持された後、反転ローラ２９に向けて搬送され、反転ローラ２９により原稿画像読み取り位置へと送り出される。送り出された原稿Ｄは、表裏が反転されているので、今回は第１面の画像が読み取られて原稿排紙トレイ２１２に排出される。
【００２６】
原稿画像読み取り手段３による原稿画像の読み取りは、自動原稿搬送装置Ｆにより搬送されている原稿Ｄの画像を、スリットガラス３６の直下にて停止している光源３１１と、ミラー３１２とからなる第１ミラーユニット３１と、ミラー３２１とミラー３２２を備える第２ミラーユニット３２と、結像レンズ３３とにより光学的に導いて、ライン状の撮像素子３４に結像させることにより行われる。
【００２７】
なお、プラテンガラス３５に原稿Ｄを載置して画像情報を読み取る場合には、原稿画像を光第１ミラーユニット３１と第２ミラーユニット３２の移動による原稿画像面の走査と、結像レンズ３３とにより光学的に導いて、撮像素子３４に結像させる。
【００２８】
原稿画像読み取り手段３において読取られた原稿Ｄの画像情報は原稿画像処理手段６２にてＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の画像処理が行われて、一旦、画像データとして制御手段Ｃ１のメモリＭ１に記憶される。
【００２９】
前記画像データはメモリＭ１より呼び出されて画像書込手段４に送られて、帯電器４２により電荷を付与されて回転している感光体ドラム４１の表面を、レーザビームＬＢが、回転するポリゴンミラーＰＧにより主走査方向の走査することによって、前記感光体ドラム４１の面上には原稿の画像データに対応した静電潜像が形成される。
【００３０】
公知の電子写真技術で構成されている画像形成手段５において、前記静電潜像は現像手段４４により反転現像されて、トナー画像が感光体ドラム４１上に形成される。
【００３１】
一方、手差し給紙手段２６、または、用紙Ｐを収容する給紙手段７の各給紙カセットから給紙された用紙Ｐは、搬送ローラ５６により搬送され、タイミングローラ５１によって感光体ドラム４１上のトナー像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に給送される。
【００３２】
トナー画像が形成された感光体ドラム４１の表面は、ＬＥＤアレイである転写前露光手段ＴＳＬによる一様な露光がなされることにより除電されて、次に、トナー画像が転写手段４５によりトナーとは反対極性に帯電された用紙Ｐに転写される。
【００３３】
転写処理後の用紙Ｐは分離除電手段４６の作用により感光体ドラム４１から分離し、定着手段６に搬送され、加熱ローラ４７４と加圧ローラ４７５との加熱、加圧作用によりトナー画像が用紙Ｐ上に定着された後、排紙トレイ５７に排出される。
【００３４】
また、トナー画像の用紙Ｐへの転写を終えた感光体ドラム４１の表面は、クリーニング手段４８により残留トナーが除去されて、ＬＥＤアレイである帯電前露光手段ＰＣＬによる一様露光により除電がなされ、次なる画像形成に向けての準備がなされる。
【００３５】
図２は画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。
画像形成装置本体Ａの制御部である制御手段Ｃ１は、ＣＰＵ（ＣＰＵ１）およびメモリＭ１を有するコンピュータであり、各制御手段、および他の装置とは、入出力ポート、シリアルあるいはパラレルの通信用インターフェイス等適宜なインターフェイスにて接続されている。自動原稿搬送装置Ｆの制御手段Ｃ２も同様に構成されており、前記制御手段Ｃ１とは、本例では通信手段としてのシリアルインターフェイスにて接続されている。なお、本発明の説明に関係しないブロックについては、図においては省略されている。
【００３６】
図３は、画像形成手段５におけるＬＥＤアレイを用いた除電手段である転写前露光手段ＴＳＬ、帯電前露光手段ＰＣＴの位置を示す模式図である。図１を基に説明したように、転写前露光手段ＴＳＬは、トナー画像が形成されている感光体ドラム４１の表面をＬＥＤアレイにより光を照射することによって除電を行い、転写手段４５の作用による前記トナー画像の感光体ドラム４１から用紙Ｐへの転写を容易にする。
【００３７】
同じく、ＬＥＤアレイで構成されている帯電前露光手段は、クリーニング手段で清掃された感光体ドラム４１の表面を光照射することにより、感光体ドラム４１の表面に残っている電荷を全て消去して、次に行われる帯電手段４２による帯電が一定になるようにする。
【００３８】
なお、図には第２の本発明に関わるＬＥＤアレイの点滅を検知するための検知手段であるところの第１光学センサＰＴ１、第２光学センサＰＴ２が、それぞれ転写前露光手段ＴＳＬ、帯電前露光手段ＰＣＴの近傍に示されている。
【００３９】
図４は本発明による、除電手段であるＬＥＤアレイの不良を検出するための回路例（例１）である。
【００４０】
図にて示されるように、ＬＥＤアレイの点滅制御は、駆動素子ＴＲ１を制御手段Ｃ１が信号ＬＥＤＣＯＮＴによりオンオフの制御をすることによりなされる。また、前記駆動素子ＴＲ１には、スイッチング素子ＴＲ３と、抵抗ＲＤとが直列に接続された回路が並列に接続されている。前記スイッチング素子ＴＲ３はスイッチング素子ＴＲ２を介した制御手段Ｃ１の信号ＬＥＤＲＤによりオンオフ制御される。
【００４１】
抵抗ＲＤの両端の電位差ＶＩＮはコンパレータＣＰに取り込まれ、図の５Ｖ電圧と抵抗Ｒ１、Ｒ２とにより決定されるＶＲＥＦとの比較がなされ、その結果は制御手段Ｃ１に検知信号ＬＥＤＤＥＴとして送られる。
【００４２】
図５は、図４と同様な機能を実現する他の回路例（例２）である。
図６は、図３にて説明した第１光学センサＰＴ１、第２光学センサＰＴ２からの信号を制御手段Ｃ１に取り込むための回路例である。図に示すように第１光学センサＰＴ１の出力電圧ＶＩＮをコンパレータＣＰにて基準電圧ＶＲＥＦと比較し、ＬＥＤアレイの点灯、不点灯を出力信号ＬＥＤＤＥＴとして、制御手段Ｃ１に送っている。
【００４３】
図７は、制御手段Ｃ１が図４の回路を制御してＬＥＤアレイの故障を検知するための故障診断プログラムをフローチャートにて表したものである。
【００４４】
先ず、制御手段Ｃ１はＬＥＤアレイの駆動素子であるＴＲ１を、制御信号ＬＥＤＣＯＮＴによりオフ状態にする（Ｓ１）。次に、制御信号ＬＥＤＲＤにてスイッチング素子ＴＲ３をスイッチング素子ＴＲ２を介してオン状態にする（Ｓ２）。この時、ＬＥＤアレイが正常であれば、電流はＬＥＤアレイ、スイッチング素子ＴＲ３、抵抗ＲＤから構成される回路を流れ、結果として、抵抗ＲＤの両端には所定の電位差が生じ、コンパレータＣＰの出力信号ＬＥＤＤＥＴは「Ｌ」となる。もし、ＬＥＤアレイに電流が流れなければ、もしくは微小な電流しか流れなければ、前記抵抗ＲＤの両端には、電位差が生じないか、もしくは微小な電位差しか現れず、前記出力信号ＬＥＤＤＥＴは「Ｈ」となる。制御手段Ｃ１はこの結果を判断して（Ｓ３）、ＬＥＤアレイに電流が流れない場合は、ＬＥＤアレイの故障処理ルーチンを走らせて、画像形成装置の画像形成作業を禁止すると共に、操作表示手段に故障の表示をする（Ｓ４）。
【００４５】
図８は、上記の故障診断プログラムを実行させる時機を判定する実行判定プログラムのフローチャートである。画像形成装置Ａの電源が投入されると（Ｓ２０）、制御手段Ｃ１は、各種のイニシャライズ処理と共に、上述の図７のＬＥＤアレイ故障診断プログラムを実行する（Ｓ２１）。その後は、画像形成装置Ａに画像形成作業の開始を指示するスタートボタンが押された時（Ｓ２２）、他の装置から画像形成の指示信号を受けた時（Ｓ２３）、ジャム処理やアフターサービス等で前扉が一旦開かれ、閉じられた時（Ｓ２４）に故障診断プログラムを実行させる。
【００４６】
図９は、図６にて示される回路を用いて、制御手段Ｃ１が第２の本発明によるＬＥＤアレイの不良を検知する故障診断プログラムを表すフローチャートである。制御手段Ｃ１は、制御信号ＬＥＤＣＯＮＴによりＬＥＤアレイ駆動素子ＴＲ１をオン状態とする（Ｓ３０）。この結果、ＬＥＤアレイの点灯により第１光学センサＰＴ１はオン状態となり、コンパレータＣＰの出力信号ＬＥＤＤＥＴは「Ｈ」となる。もし、点灯しなければ前記出力信号ＬＥＤＤＥＴは「Ｌ」となるので、制御手段Ｃ１はこの結果を判定して（Ｓ３１）、図７の例と同様のＬＥＤアレイ故障処理を実行する（Ｓ３２）。なお、この第２の本発明による故障診断は、故障診断プログラムを図８で示される第１の本発明のように予め設定された時機に起動させることもできるが、ＬＥＤアレイの点灯がなされる時には常に実行させるようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
第１の本発明により除電手段として用いられるＬＥＤアレイの故障をＬＥＤアレイの駆動回路に低廉で簡単な検知回路を付加することにより検知することが可能となり、第２の本発明によりＬＥＤアレイの故障がＬＥＤアレイの点灯動作時に直ちに検知されるので、本発明による画像形成装置においては、ＬＥＤアレイに関わる部品故障、接続不良が早期に検知され、画質不良事故の発生が未然に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置を説明する模式図である。
【図２】画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。
【図３】画像形成手段の構成を示す模式図である。
【図４】ＬＥＤアレイ故障検知回路例１を示す回路図である。
【図５】ＬＥＤアレイ故障検知回路例２を示す回路図である。
【図６】ＬＥＤアレイの故障検知を光学的に行う場合の回路図である。
【図７】ＬＥＤアレイの故障診断プログラムのフローチャートである。
【図８】ＬＥＤアレイの故障診断プログラムの実行時期を決定するプログラムのフローチャートである。
【図９】光学センサを用いたＬＥＤアレイ故障診断プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
３  原稿画像読み取り手段
４  画像書き込み手段
５  画像形成手段
６  定着手段
７  給紙手段
８  操作表示手段
４１  感光体ドラム
４２  帯電手段
４４  現像手段
４５  転写手段
Ａ  画像形成装置
Ｆ  自動原稿搬送装置
Ｄ  原稿
Ｐ  用紙
Ｃ１  制御手段
ＣＰ  コンパレータ
ＲＤ  抵抗
ＴＲ１  駆動素子
ＴＲ２  スイッチング素子
ＴＲ３  スイッチング素子
ＴＳＬ  転写前露光手段
ＰＣＬ  帯電前露光手段
ＰＴ１  第１光学センサ
ＰＴ２  第２光学センサ
【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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