(57)【要約】【課題】電圧のリークに起因した故障が発生した際に、そのリークの発生箇所を迅速に特定し得るような仕組みを提供すること。【解決手段】駆動時に高電圧の印加を要する手段である帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０を順次選択し、選択した手段に対してＨＶＰＳ７３から高電圧を印加してＳＯＳセンサ６５から供給されるＳＯＳ信号の時間間隔を参照する。そして、ＳＯＳ信号の時間間隔に変化が生じている場合には、選択した手段にリークが発生していると判断する。【選択図】図４
2007187986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
周回する像担持体と、
前記像担持体の周面を帯電させる帯電手段と、
画像信号に応じて変調した光強度のレーザ光を前記像担持体の基準位置に設けた光センサによる光検出のタイミングと同期をとりながらその周面上を走査させる光学系と、
前記像担持体の周面へトナーを付着させる現像手段と、
前記像担持体の周面に記録材を吸着させる転写手段と、
前記吸着された記録材を像担持体の周面から剥離する剥離手段と、
診断モードへの遷移を指示する操作子と、
前記操作子を介して診断モードへの遷移が指示されたとき、前記帯電手段、現像手段、転写手段、及び剥離手段の各手段を順次一つずつ選択する選択手段と、
前記選択手段がある手段を選択すると、選択された手段に前記電源の電圧を印加させた後、前記光センサによる光検出のタイミングの間隔の変化量が所定値を越えるか否か判断し、所定値を越えると判断したときは当該選択した手段に不具合が発生していることを示すメッセージを出力する判断手段と
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記電源は、
診断モードへの遷移が前記操作子を介して指示されていないとき、前記帯電手段、現像手段、転写手段、及び剥離手段のすべてに電圧を印加してそれらを協働して駆動させる
画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記帯電手段は、
前記電源により印加される電圧を基に第１の電位に帯電する帯電ローラを有し、帯電した帯電ローラを前記感光体と共に回転させることによって当該感光体の周面を帯電させる
画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記現像手段は、
前記電源により印加される電圧を基に第２の電位に帯電する現像ローラを有し、帯電した現像ローラ上にトナーを載せて前記感光体と共に回転させることによって当該感光体の周面にトナーを付着させる
画像形成装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記転写手段は、
前記電源により印加される電圧を基に第３の電位に帯電する転写ローラを有し、帯電した転写ローラと前記感光体の周面同士を当接させてなるニップ部に記録材を搬入することにより、当該感光体上のトナー像を記録材に転写させる
画像形成装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記剥離手段は、
前記電源により印加される電圧を基に前記トナー像を転写した記録材を除電する
画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。      
【背景技術】
【０００２】
図１は、いわゆる電子写真方式の画像形成エンジンの要部構成図である。図に示すように、画像形成エンジンは、周回する感光体ドラム１０を取り囲むように備え付けられた、帯電手段（CC:Charge corotron ）２０、現像手段（DEVE BIAS）３０、転写手段（BTR:Bias transfer roll）４０、剥離手段（DTS:Detack saw）５０の各手段のほか、トナーカートリッジ３１、光走査ユニット（ＲＯＳ:Raster out put scanner）６０、定着手段９０（FUSER）などを備え、図示しないコントローラによる制御の下にこれら各手段を協働して駆動させることにより、用紙などの記録材に画像を形成する。
【０００３】
これら各部による画像形成の手順について説明する。まず、帯電手段２０は帯電ローラを有しており、ＤＣ（直流）成分とＡＣ（交流）成分とが重畳された所定の電圧（例えば、ＤＣ電圧−５００Ｖ）をこの帯電ローラに印加した状態で感光体ドラム１０と同方向に回転させることにより、感光体ドラム１０の周面を帯電ローラと同じ電位（−５００Ｖ）まで一様に帯電させる。
続いて、画像信号に応じて変調したレーザ光をＲＯＳ６０から感光体ドラム１０の周面上を走査しながら照射する。これにより、レーザ光の照射された領域が所定の電位（例えば、−２００Ｖ）まで上昇し、感光体ドラム１０の周面上に静電潜像が形成される。
現像手段３０は、感光体と同極性である負極性の所定の電位（例えば、−４００Ｖ）に帯電させた現像ローラを有している。トナーカートリッジ３１から供給されるトナーと正極性のキャリアとを付着させた現像ローラを感光体ドラム１０と同方向に回転させると、トナーが現像ローラを離れて感光体ドラム１０上の露光領域に付着し、静電潜像がトナー像として現像される。
【０００４】
転写手段４０は、正極性の所定の電位に帯電させた転写ローラを有している。この転写ローラと感光体の周面同士を当接させてなるニップ部に記録材を搬入させると、転写ローラと感光体ドラム１０の間の電位差の作用を受けてトナー像が記録材の表面に転写される。
剥離手段５０は、コロナ帯電器や剥離爪などを有している。この剥離手段５０のコロナ帯電器は、現像手段３０の転写ローラ上を経由した際に付与された正極性の電位を除電中和して感光体ドラム１０からの剥離性を高めるべく、記録材に負極性の電荷を付与する。その後、記録材と感光体ドラム１０の間に剥離爪を潜り込ませて両者を剥離させる。
定着手段９０は、内部に加熱源を持つ加熱ロールと加圧ロールの周面同士を当接させてニップ部を形成しており、剥離手段５０によって感光体ドラム１０から剥離された記録材をこのニップ部に搬入すると、加熱ロールと加圧ロールとによる加熱及び加圧を受けて記録材にトナー像が転写され、図示しない排紙トレイへと排出される。
【０００５】
ところで、上述したように、画像形成エンジンを形成する各部のうち、帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０の各々には高電圧が供給されるためにリークが発生しやすく、これによりモータやファンの回転異常が誘発され、装置内にて故障が発生されたと判断されることも多かった。
このような問題に対し、特許文献１に記載の画像形成装置は、トナー残量検出部にプロセスカートリッジ内部の現像手段に供給される高電圧のリーク検出を行うリーク検出手段としての機能を兼備させ、その検出結果に応じて故障の発生の有無を判定するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３０７５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された類の手法では、高電圧のリークに起因する故障とその他の故障とを区別して検知することは可能であるものの、上記各手段のうちのどの手段からリークが発生しているかまでを特定することはできなかった。このため、リークに起因した故障の通報を受けたサービスエンジニアがリーク発生箇所を特定するまでに時間がかかり、その間はユーザが装置を利用できないという不都合があった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、高電圧のリークに起因した故障が発生した際に、そのリークの発生箇所を迅速に特定し得るような仕組みを提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好適な態様である画像形成装置は、電源と、周回する像担持体と、前記像担持体の周面を帯電させる帯電手段と、画像信号に応じて変調した光強度のレーザ光を前記像担持体の基準位置に設けた光センサによる光検出のタイミングと同期をとりながらその周面上を走査させる光学系と、前記像担持体の周面へトナーを付着させる現像手段と、前記像担持体の周面に記録材を吸着させる転写手段と、前記吸着された記録材を像担持体の周面から剥離する剥離手段と、診断モードへの遷移を指示する操作子と、前記操作子を介して診断モードへの遷移が指示されたとき、前記帯電手段、現像手段、転写手段、及び剥離手段の各手段を順次一つずつ選択する選択手段と、前記選択手段がある手段を選択すると、選択された手段に前記電源の電圧を印加させた後、前記光センサによる光検出のタイミングの間隔の変化量が所定値を越えるか否か判断し、所定値を越えると判断したときは当該選択した手段に不具合が発生していることを示すメッセージを出力する判断手段と備える。
【０００９】
この態様において、前記電源は、診断モードへの遷移が前記操作子を介して指示されていないとき、前記帯電手段、現像手段、転写手段、及び剥離手段のすべてに電圧を印加してそれらを協働して駆動させるようにしてもよい。
【００１０】
前記帯電手段は、前記電源により印加される電圧を基に第１の電位に帯電する帯電ローラを有し、帯電した帯電ローラを前記感光体と共に回転させることによって当該感光体の周面を帯電させるようにしてもよい。
【００１１】
前記現像手段は、前記電源により印加される電圧を基に第２の電位に帯電する現像ローラを有し、帯電した現像ローラ上にトナーを載せて前記感光体と共に回転させることによって当該感光体の周面にトナーを付着させるようにしてもよい。
【００１２】
前記転写手段は、前記電源により印加される電圧を基に第３の電位に帯電する転写ローラを有し、帯電した転写ローラと前記感光体の周面同士を当接させてなるニップ部に記録材を搬入することにより、当該感光体上のトナー像を記録材に転写させるようにしてもよい。
【００１３】
前記剥離手段は、前記電源により印加される電圧を基に前記トナー像を転写した記録材を除電するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、高電圧のリークに起因した故障が発生した際に、そのリークの発生箇所を迅速に特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（発明の実施の形態）
本願発明の実施の形態について説明する。
本実施形態にかかる画像形成装置の要部構成は図１に示したところと同様であり、帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、剥離手段５０の各手段のほか、トナーカートリッジ３１、ＲＯＳ６０、定着手段９０などを備える。
【００１６】
図２は、図１に示した各部の駆動を司る駆動制御系の電気的構成を示す図である。図に示すように、この駆動制御系は、ユーザインターフェース（以下、「ＵＩ」と記す）７０、コントローラ７１、メインコントロールユニット（以下、「ＭＣＵ」と記す）７２、及びハイボルテージパワーサプライ（以下、「ＨＶＰＳ」と記す）７３を備える。また、図には、ＲＯＳ６０の電気的構成も記されている。
ＵＩ７０は、ユーザに各種情報を提示するディスプレイと各種情報の選択指示を受け付ける操作子とを兼備する。
【００１７】
コントローラ７１は、ＵＩ７０や図示しない外部器機インターフェースを介して入力される各種命令を解釈及び実行するモジュールであり、ＵＩコントローラ７４、ビデオジェネレータ７５、及びこれら各部を制御するＣＰＵ７６を内蔵する。ＵＩコントローラ７４は、ＵＩ７０に各種情報を表示させ、また、ＵＩ７０から入力される各種命令をＣＰＵ７６に伝達する。ビデオジェネレータ７５は、外部器機インターフェースを介してパーソナルコンピュータ９１から入力される描画命令やスキャナ装置９２から入力されるラスタデータを解釈して得た画像信号をＭＣＵ７２へ供給する。
ＨＶＰＳ７３は、昇圧トランス、昇圧トランスの一次巻線側に印加される電圧（例えば、＋２４Ｖ）を周期的にスイッチングするスイッチング素子、昇圧トランスの二次巻線側の出力波形を整流する整流回路などを有し、ＭＣＵ７２による制御の下、所定値まで昇圧した電圧を、帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０の全部又は一部に印加する。
【００１８】
ＭＣＵ７２は、ＲＯＳ６０及びＨＶＰＳ７３の駆動を制御するモジュールであり、スクリーンデバイス７７、ＲＯＭ７８、ＲＡＭ７９、及びこれら各部を制御するＣＰＵ８０を内蔵する。スクリーンデバイス７７は、コントローラ７１側から供給される画像信号に応じてＲＯＳ６０を駆動させる。
【００１９】
このスクリーンデバイス７７によるＲＯＳ６０の駆動について、図３を更に参照して詳述する。図３は、ＲＯＳ６０の光学系の概略構成を示す図である。図に示すように、ＲＯＳ６０は、レーザダイオード６１、ポリゴンミラー６２、反射ミラー６３、fθレンズ６４、スタートオブスキャン（以下、「ＳＯＳ」と記す）センサ６５などを備える。レーザダイオード６１からは、図２に示すレーザダイオードドライバ６６により光強度が変調されたレーザ光がポリゴンミラー６２に向けて照射される。
ポリゴンミラー６２は、６個の矩形の反射面を外側壁とする６角柱の形状を成しており、図２に示すポリゴンモータ６７に軸着された回転軸を中心に回転する。ポリゴンミラー６２は自身の回転を通じて入射角を連続的に変化させながらその外側壁を介してビーム光を偏光させ、偏光されたビーム光はfθレンズ６４を経由して感光体ドラム１０上を主走査ラインに沿って照射される。その結果、ビーム光の照射された領域は電位が上昇して静電潜像が形成される。なお、ポリゴンミラー６２と感光体ドラム１０の間にfθレンズ６４を介在させるのは、ポリゴンミラー６２の回転に伴って照射位置が変わるレーザ光の焦点位置を同一平面上に導き、且つその走査速度を等速度に保つためである。
また、ＳＯＳセンサ６５は、fθレンズ６４の右端の外側の位置に備え付けられており、自身へのビーム光の入射を検知すると、そのことを示すＳＯＳ信号を図２に示すスクリーンデバイス７７へ供給する。
【００２０】
スクリーンデバイス７７は、ＳＯＳセンサ６５から供給されるＳＯＳ信号を基に感光体ドラム１０の走査開始タイミングを制御するＳＯＳサーチ部として機能する。具体的には、ＳＯＳセンサ６５からＳＯＳ信号が供給されてから数画素分のクロックをカウントしたタイミングと合わせて該当の主走査ラインの画像信号をレーザダイオードドライバ６６へ供給するのである。また、スクリーンデバイス７７は、予め準備した像位置認識パターンをレーザダイオードドライバ６６を介して感光体ドラム１０上に形成させ、そのパターンの形成位置と本来の形成位置のずれ量の演算結果を基にビーム光の照射開始タイミングなどを適宜補正するパターンジェネレータとしても機能する。
【００２１】
ＲＯＭ７８は、本実施形態に特有のアルゴリズムを記述した高電圧リーク診断プログラムを含む各種プログラムを記憶する。ＲＡＭ７９をワークエリアとして利用しつつこのリークデバイス診断プログラムを実行するＣＰＵ８０は、後に詳述する特徴的な処理を実行する。
【００２２】
図４は、ＣＰＵ８０が実行する特徴的な処理を示すフローチャートである。図に示す処理は、画像形成装置内部においてＳＯＳ信号間隔やポリゴンモータ回転の異常が発生した際に、ＵＩ７０を介して保守／診断モードへの遷移が指示され、更に高電圧リーク診断プログラムの起動が指示されたことをトリガーとして開始される。
【００２３】
高電圧リーク診断プログラムの起動が指示されると、ＭＣＵ７２のＣＰＵ８０は、ＳＯＳ間隔のモニタを開始させると共に（Ｓ１００）、ポリゴンモータ６７の回転を開始させる（Ｓ１１０）。ＳＯＳ間隔をモニタするとは、ＳＯＳセンサ６５からスクリーンデバイス７７に供給されるＳＯＳ信号の時間間隔が周期的であるか否かを参照することを意味する。画像形成が良好に行われていればこのＳＯＳ信号の時間間隔は周期的となる。
ポリゴンモータ６７を回転させてＳＯＳ信号の時間間隔が周期的であることを確認したＣＰＵ８０は、ＳＯＳ間隔のモニタを再び開始させると共に（Ｓ１２０）、ＨＶＰＳ７３から帯電手段２０への高電圧の印加を開始させる（Ｓ１３０）。続いて、ステップ１４０に進み、モニタ中のＳＯＳ信号の時間間隔が変化しているか否か判断する。つまり、ＳＯＳ信号の時間間隔が良好時よりも長くなりあるいは短くなったか否かを判断する。この判断の結果、ＳＯＳ信号の時間間隔が変化していれば帯電手段２０にリークが発生していることを示すメッセージをＵＩ７０に表示させる一方（Ｓ１５０）、変化していなければ次のステップに進む。
【００２４】
ＣＰＵ８０は、帯電手段２０への高電圧の印加を停止させた後、現像手段３０への高電圧の印加を開始させる（Ｓ１６０）。続いて、ステップ１７０へ進み、モニタ中のＳＯＳ信号の時間間隔が変化しているか否か判断する。この判断の結果、ＳＯＳ信号の時間間隔が変化していれば現像手段３０にリークが発生していることを示すメッセージをＵＩ７０に表示させる一方（Ｓ１８０）、変化していなければ次のステップに進む。
ＣＰＵ８０は、現像手段３０への高電圧の印加を停止させた後、転写手段４０への高電圧の印加を開始させる（Ｓ１９０）。続いて、ステップ２００へ進み、モニタ中のＳＯＳ信号の時間間隔が変化しているか否か判断する。この判断の結果、ＳＯＳ信号の時間間隔が変化していれば転写手段４０にリークが発生していることを示すメッセージをＵＩ７０に表示させる一方（Ｓ２１０）、変化していなければ次のステップに進む。
【００２５】
ＣＰＵ８０は、転写手段４０への高電圧の印加を停止させた後、剥離手段５０への高電圧の印加を開始させる（Ｓ２２０）。続いて、ステップ２３０へ進み、モニタ中のＳＯＳ信号の時間間隔が変化しているか否か判断する。この判断の結果、ＳＯＳ信号の時間間隔が変化していれば剥離手段５０にリークが発生していることを示すメッセージをＵＩ７０に表示させる一方（Ｓ２４０）、変化していなければ処理を終了させる。
【００２６】
ここで、図５のタイミングチャートを参照し、図４に示した処理について更に詳述する。
図５に示す波形VCLKは、クロック信号を表しており、highとlowの間を所定の時間長毎に周期的に遷移する。
波形MOT_ONは、ＣＰＵ８０からポリゴンモータ６７に供給されるモータ駆動信号を表している。この波形MOT_ONがlowからhighに遷移するとモータの駆動が開始される。
波形LD_ONはスクリーンデバイス７７からレーザダイオード６１へ供給される画像信号を表している。この波形LD_ONがlowからhighに遷移すると画像信号がレーザダイオード６１に供給されてその画像信号に応じて変調されたレーザ光が感光体ドラム１０へ照射される。
【００２７】
波形HVPSはＨＶＰＳ７３による高電圧の印加を示している。この波形HVPSがlowからhighに遷移すると、帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０の中から選択された一つの手段に高電圧が印加される。
波形SOSはＳＯＳセンサ６５からスクリーンデバイス７７へ供給されるＳＯＳ信号を示している。ＲＯＳ６０が良好に駆動している場合はこの波形SOSがhighからlowに遷移する間隔が周期的となる。  
【００２８】
図を参照すると、t１のクロック信号がlowからhighへ遷移するタイミングと合わせてモータの駆動が開始されており、任意の一定時間経過後にレーザダイオード６１によるレーザ光の照射が始まる。そして、この照射されたレーザ光はＳＯＳセンサ６５により検出され、ＳＯＳ信号がスクリーンデバイス７７へ供給される。その後は、感光体ドラム１０の主走査ラインを走査する時間長であるＮクロックが経過するたびに、ＳＯＳ信号が供給される。図においては、更に任意の一定時間経過後に、帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０の中から選択された手段へＨＶＰＳ７３から高電圧が印加されている。すると、それまでＮクロック毎に供給され続けていたＳＯＳ信号の時間間隔が、この選択された手段からリークした電圧の影響を受けて変化する。この結果、現在選択されている手段にリークが発生していることが特定できる。
【００２９】
以上説明した本実施形態では、駆動時に高電圧の印加を要する手段である帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０を順次選択し、選択した手段に対してＨＶＰＳ７３から高電圧を印加してＳＯＳセンサ６５から供給されるＳＯＳ信号の時間間隔を参照する。そして、ＳＯＳ信号の時間間隔に変化が生じている場合には、選択した手段にリークが発生していると判断する。これにより、高電圧のリークに起因した故障が発生した際に、そのリークの発生箇所を迅速に特定することができる。
【００３０】
（他の実施形態）
本願発明は種々の変形実施が可能である。
上記実施形態においては、帯電手段２０、現像手段３０、転写手段４０、及び剥離手段５０の各手段をこの順序で選択し、高電圧を印加するようになっていたが、別の順序で各手段を選択してもよい。
上記実施形態のＲＯＳ６０では、ＳＯＳセンサ６５をfθレンズ６４の右端の外側の位置に備え付けていたが、これを左端の外側の位置、つまり、感光体ドラム１０の走査ラインの終端と対応する位置に備え付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】画像形成装置の要部構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の駆動制御系の電気的構成を示す図である。
【図３】ＲＯＳの光学系を示す図である。
【図４】実施形態の処理を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の特徴を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…感光体ドラム、２０…帯電手段、３０…現像手段、３１…トナーカートリッジ、４０…転写手段、５０…剥離手段、６０…ＲＯＳ、６１…レーザダイオード、６２…ポリゴンミラー、６３…反射ミラー、６４…レンズ、６５…ＳＯＳセンサ、６６…レーザダイオードドライバ、６７…ポリゴンモータ、７０…ユーザインターフェース、７１…コントローラ、７２…ＭＣＵ、７３…ＨＶＰＳ、７４…ＵＩコントローラ、７５…ビデオジェネレータ、７６…ＣＰＵ、７７…スクリーンデバイス、７８…ＲＯＭ、７９…ＲＡＭ、８０…ＣＰＵ、９１…パーソナルコンピュータ、９２…スキャナ装置
【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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