JP2002116609A

JP2002116609A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002116609A
Application number: JP2000306488A
Authority: JP
Inventors: Sadahisa Kimura; 禎久木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】低圧電源電圧の出力電流による電圧変動を予
測し、高圧出力値への影響を低減し、良好な作像条件を
得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部
に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められ
た基準値との差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新
し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備えた画
像形成装置であって、画像形成装置は、接続された周辺
装置毎に帯電電圧の目標値の補正値を記憶する第１の記
憶手段と、画像形成時に使用する周辺装置を判別する手
段と、第１の記憶手段から画像形成時に使用する周辺装
置に対応する帯電電圧の目標値の補正値を取りだし、補
正値を用いて帯電電圧の目標値を補正する手段と、を有
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、複写機やプリンタ
等の画像形成装置に関し、特にスイッチング用ＰＷＭ
（パルス幅変調）信号をフライバックトランスにより構
成される高圧発生部に供給し、高圧発生部からの帰還電
圧値と予め定められた基準値との差分によりＰＷＭ信号
のデューティを更新し、所定の高圧出力を発生する高圧
発生回路を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置は、感光体
の周囲に電子写真プロセス順に、帯電器、露光光学系
（光書き込み系）、現像器、転写器（転写ベルト）、分
離器、クリーニングユニット、除電器（除電ランプ）等
の電子写真プロセスユニットを備える。また転写器の上
流側（感光体の回転方向の上流側）に転写前除電器を設
ける場合もある。

【０００３】ところで、これらの電子写真プロセスユニ
ットには高圧発生回路からの高電圧が印加される。例え
ば、帯電器は高電圧が印加されることでコロナ放電を生
じ、感光体表面を一様に帯電する。また転写器は高電圧
が印加されることで、用紙を介して一方の極性に帯電さ
れているトナーを吸着し、トナーを用紙上に転写する。
また、分離器、除電器は交流高電圧の放電により感光体
表面を一様にする機能を有する。また、現像器において
も、高圧発生回路から現像ローラに現像バイアスが印加
されるようになっている。

【０００４】このように電子写真方式の画像形成装置
は、各電子写真プロセスユニットに高電圧を供給する高
圧発生回路を備えているが、一般にこの高圧発生回路
は、スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部に供給し、
高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められた基準値と
の差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の
高圧出力を発生するタイプのものが採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、高圧発生回路
の高圧出力は、高圧側負荷変動によりＰＷＭ出力値を変
更、更新しないと精度の良い出力が得られないが、装置
内での低圧（電源電圧）の変動も高圧出力に大きく影響
を与える。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、低圧電源電圧の出力電流による電圧変動を予測
し、高圧出力値への影響を低減し、良好な作像条件を得
ることができる画像形成装置を提供することを目的とす
る。また、本発明は、このような画像形成装置を、簡単
な構成で実現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の画像形成装置の発明は、スイッチ
ング用ＰＷＭ信号を高圧発生部に供給し、高圧発生部か
らの帰還電圧値と予め定められた基準値との差分により
ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発
生する高圧発生回路を備えた画像形成装置であって、画
像形成装置は、接続された周辺装置毎に帯電電圧の目標
値の補正値を記憶する第１の記憶手段と、画像形成時に
使用する周辺装置を判別する手段と、第１の記憶手段か
ら画像形成時に使用する周辺装置に対応する帯電電圧の
目標値の補正値を取りだし、補正値を用いて帯電電圧の
目標値を補正する手段と、を有することを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の画像形成装置の発明は、ス
イッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部に供給し、高圧発
生部からの帰還電圧値と予め定められた基準値との差分
によりＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出
力を発生する高圧発生回路を備えた画像形成装置であっ
て、画像形成装置は、コピーモード、ファクシミリモー
ド、およびプリンタモードのいずれのモードであるか判
別する手段と、モード毎に帯電電圧の目標値の補正値を
記憶する第２の記憶手段と、第２の記憶手段から画像形
成時のモードに対応する帯電電圧の目標値の補正値を取
りだし、補正値を用いて帯電電圧の目標値を補正する手
段と、を有することを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の画像形成装置の発明は、ス
イッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部に供給し、高圧発
生部からの帰還電圧値と予め定められた基準値との差分
によりＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出
力を発生する高圧発生回路を備えた画像形成装置であっ
て、画像形成装置は、画像形成装置に電源が投入されて
からの時間と帯電電圧の目標値の補正値との関数を記憶
する第３の記憶手段と、画像形成装置に電源が投入され
てからの時間を計測する手段と、第３の記憶手段から画
像形成装置に電源が投入されてからの時間に対応する帯
電電圧の目標値の補正値を取りだし、補正値を用いて帯
電電圧の目標値を補正する手段と、を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。図１は画像形成装
置の作像部の構成図である。ドラム上の感光体１の周囲
に、電子写真プロセス順に、帯電用のコロナ放電器２、
露光光学系（光書き込み系）３、現像装置（現像器）
４、転写ベルト５、ファーブラシ７とクリーニングブレ
ード８とを有するクリーニング装置６、除電器（クウェ
ンチングランプ）９とが配置されている。

【００１１】転写ベルト５は第１のローラ１１と第２の
ローラ１２間に掛け渡されており、かつ両ローラ１１，
１２の中間に転写バイアス印加用の第３のローラ１３が
設けてある。転写バイアス電源１４は第１のローラ１１
と第３のローラ１３に電気的に接続されている。

【００１２】転写ベルト５の下流側には定着ローラ１６
とこの定着ローラ１６を加圧する加圧ローラ１７とを有
する定着装置１５が配置されている。コロナ放電器２、
現像装置４、および転写ベルト５には、高圧発生回路か
ら高電圧が印加される。このような構成において、帯
電、露光、現像、転写・分離という電子写真プロセスに
より用紙に画像が形成される。

【００１３】図２は、画像形成装置の一構成を示したブ
ロック図である。図２によれば、この画像形成装置は、
操作部コントローラ５００と、メインコントローラ５０
１と、画像読み取りコントローラ５０２と、ＡＤＦコン
トローラ５０３と、ソーターコントローラ５０４と、プ
リント部５０５と、各種負荷５０６と、Ｇ３コントロー
ラ５０８と、Ｇ４コントローラ５０９と、メモリ装置５
１０、５１２と、プリンタコントローラ５１１と、定着
部５１３と、電源装置５１４と、を有する。

【００１４】操作部コントローラ５００は、液晶・ＬＥ
Ｄ表示や各種キー入力制御を行う。メインコントローラ
５０１は、操作部５００、画像読み取りコントローラ５
０２、ソーターコントローラ５０４、プリント部５０
５、各種負荷５０６、ＦＡＸコントローラ５０７、プリ
ンタコントローラ５１１、定着部５１３、電源装置５１
４などと接続し、これらを制御することで、画像形成装
置における給紙、搬送、定着、プロセス制御などを行
う。画像読み取りコントローラ５０２は、画像の読み取
り制御を行う。ＡＤＦコントローラ５０３は、画像読み
取りコントローラ５０２の制御下、ＡＤＦ制御を行う。
ソーターコントローラ５０４は、ソーターの制御を行
う。プリント部５０５は、転写紙の給紙、搬送を行い、
転写紙に作像を行う。ＦＡＸコントローラ５０７は、フ
ァクシミリの送受信管理やファイル管理を行う。Ｇ３コ
ントローラ５０８は、Ｇ３プロトコルの制御を行う。Ｇ
４コントローラ５０９は、Ｇ４プロトコルの制御を行
う。メモリ装置５１０は、ファイル（ファクシミリデー
タ等）の保存を行う。プリンタコントローラ５１１は、
パソコンなどの外部装置からのプリント命令の受信処理
を行う。メモリ５１２は、プリンタコントローラ５１１
が受信したプリント命令や画像データなどの一次保存を
行う。定着部５１３は、定着ヒータの制御を行う。電源
装置５１４は、メインコントローラ５０１、および周辺
装置に電源を供給する。

【００１５】回線から送られてきたファクシミリデータ
は、その規格により、Ｇ３コントローラ５０８、または
Ｇ４コントローラに入力され、次いで、ＦＡＸコントロ
ーラ５０７に入力される（ＦＡＸ受信／印刷動作）。Ｆ
ＡＸコントローラ５０７は、蓄積したデータを、メイン
コントローラ５０１に転送する。メインコントローラ５
０１は、このデータに画像処理を施し、プリント部５０
５などを用いた書き込み制御を行い、画像を転写紙上に
形成する。

【００１６】また、パソコンなどの外部装置から送られ
てきた画像データは、プリンタコントローラ５１１を介
してメインコントローラ５０１に転送される。メインコ
ントローラ５０１は、このデータに画像処理を施し、プ
リント部５０５などを用いた書き込み制御を行い、画像
を転写紙上に形成する。

【００１７】通常、この実施の形態におけるデジタル複
合機では、コピー機能を基本形態とし、ユーザの使用用
途に合わせてファクシミリ（ＦＡＸ）機能やプリンタ機
能をオプションとして追加することができる。従って、
これらの追加機能により、低圧電源の消費電流に差が生
じ、特に、制御用電源電圧の出力電圧に影響してしま
う。また、動作モード（ＡＤＦやソーターなどの周辺装
置の動作状態）により、駆動電源の付加電流に差が生
じ、出力電圧が変動してしまう。

【００１８】この様子を、図３を用いて説明する。図３
は、電源装置５１２の出力特性の一例である。ここで
は、制御用電源電圧が＋５Ｖ、駆動用電源が＋２４Ｖと
する。図３（ａ）には、制御用電源電圧の負荷電流と出
力電圧との関係を示す。図３（ａ）によれば、負荷電流
値が大きくなればなるほど、制御用電源の出力値は小さ
なものとなってしまう。また、図３（ｂ）には、駆動用
電源の負荷電流と出力電圧との関係を示す。図３（ｂ）
によれば、負荷電流値が大きくなればなるほど、駆動用
電源の出力値は低下していく。このように、負荷電流が
増加すると、制御用電源や、駆動用電源の出力電圧が低
下する。以下の説明では、周辺機能を使用しない場合、
すなわち、この画像形成装置がコピーモードで動作時の
駆動系負荷電流を２．３Ａとし、各周辺装置の負荷電流
をＡＤＦ、ソーターともに１．０Ａであるとする。

【００１９】図４は、定電流方式の高圧発生回路の構成
図である。この例は帯電用のコロナ放電器２の高圧発生
回路を示すものであり、制御部２１、スイッチングトラ
ンジスタＱ、昇圧トランスＴ、電圧検出抵抗Ｒを備え
る。コロナ放電器２から感光体１にコロナ放電が行われ
ることで生じる出力電流Ｉｏｕｔを一定に制御するた
め、Ｉｏｕｔの電流経路には電流検出抵抗Ｒが設けられ
ている。電流検出抵抗Ｒの抵抗値をｒとすると、Ｉｏｕ
ｔ×ｒで帰還電圧値が求められる。

【００２０】この電圧値を制御部２１のＡＤＣ（ＡＤコ
ンバータ）２２にフィードバックし、デジタル値に変換
されたデータをＣＮＴ（コントローラ）２３に入力す
る。メインコントローラ２３では、このデジタル値を常
に目標値と等しくなるようにＰＷＭ制御している。

【００２１】具体的には、ＡＤ変換値が目標値よりも大
きい場合にはＰＷＭ信号のデューティを小さくする。ま
た目標値よりも小さい場合にはＰＷＭ信号のデューティ
を大きくする。そして、そのＰＷＭ信号により、ＰＧ
（パルスジェネレータ）２４を介してスイッチング素子
Ｑをオン／オフすることにより、トランスＴを駆動し出
力を得ている。

【００２２】しかし、高圧電源の出力極性によってはＡ
ＤＣ２２の入力電圧と極性と一致しないことがある。そ
のため、ＡＤＣ用帰還電圧の極性反転処理、レベルシフ
ト処理等を行う必要がある。

【００２３】図５には、制御用電源電圧の変動による高
圧出力の変化を示す。ここで、制御用電源電圧は、前記
したように＋５Ｖとし、ＡＤＣ用帰還電圧の極性処理や
レベルシフト処理などにも使用されるものとする。図５
に示すように、制御用電源電圧の電圧が低下すると、帯
電出力も低下する。

【００２４】図６には、駆動用電源電圧の変動による高
圧出力の変動を示す。前記したように、駆動用電源電圧
は、＋２４Ｖとする。図６に示すように、駆動用電源電
圧の電圧が低下すると、帯電出力も低下する。図６に
は、電源電圧が１Ｖ低下すると、帯電出力が１００Ｖ低
下する例を提示する。

【００２５】ＰＷＭの更新の一例は、例えば、下記式１
で示すことができる。新ＰＷＭ値＝旧ＰＷＭ値＋Ｋ（帰還電圧値−（目標値＋補正値））・・（１）上記式１において、Ｋは、固定値であり、桁あわせや立
ち上がり特性など、画像形成装置の特性により決定され
る。

【００２６】制御用電源電圧、および駆動用電源電圧
は、図３に示すように、負荷電流により変動する。その
ため、図５、図６に示すように、システムの状態（ＦＡ
Ｘ機能の有無、プリンタ機能の有無等）や動作モード
（ＡＤＦやソーター等の周辺装置の動作状態）により変
化する。従って、高圧出力電圧も変化してしまう。

【００２７】図３、図６の例では、画像形成装置の通常
動作時（コピー機能のみでの動作時）の駆動系負荷電流
は、前記したように、２．３Ａである。ＡＤＦを使用す
る場合、負荷電流は１．０Ａ上昇し、３．３Ａとなる。
この場合、出力電圧は、０．５Ｖ低下する。図６によれ
ば、出力電圧が０．５Ｖ低下すると、帯電電圧出力は５
０Ｖ低下する。このように、この実施形態では、周辺装
置（ＡＤＦ、ソーター）を使用すると、帯電電圧が５０
Ｖ低下する。ＡＤＦとソーターを使用する場合には、帯
電電圧は１００Ｖ低下する。

【００２８】この条件下での帯電電圧の補正例を、図７
を参照しながら詳述する。メインコントローラ５０１
は、印刷実行時に、ＡＤＦを使用するように設定されて
いるか確認する（ステップＳ１）。ＡＤＦを使用する場
合（ステップＳ１／ＹＥＳ）、前記したようにこの画像
形成装置の帯電電圧は５０Ｖ下がる特性を有しているた
め、出力目標値を５０Ｖ高い値とする（ステップＳ
２）。例えば、通常（コピー機能のみでの動作時）の帯
電電圧目標値が１７００Ｖである場合には、これを１７
５０Ｖに補正する。

【００２９】次いで、ソーターの使用が設定されている
か確認する（ステップＳ３）。ソータを使用する場合
（ステップＳ３／ＹＥＳ）、前述の通りこの画像形成装
置の帯電電圧は５０Ｖ低下するため、出力目標値を５０
Ｖ高い値とする（ステップＳ４）。

【００３０】このような処理を、使用するすべての機能
について調べ、帯電目標値を設定する（ステップＳ
５）。上記例では、ソーターまたはＡＤＦのみ使用する
場合には目標値を１７５０Ｖに設定し、両方とも使用す
る場合には目標値を１８００Ｖに設定する。帯電電圧の
目標値を補正した後、印刷を実行する（ステップＳ
６）。

【００３１】なお、帯電電圧は、動作モード、すなわ
ち、ＡＤＦやソータなどの周辺装置を使用状況以外の要
因によっても変化するため、これらの場合にも前記同様
に帯電電圧を変化させるようにしてもよい。例えば、シ
ステムの状況、すなわち、コピー機能で動作するか、フ
ァクシミリ機能で動作するか、プリンタ機能で動作する
か等で、耐電電圧は変化する。従って、このシステムの
状況にあわせて、耐電電圧の目標値を補正するようにし
てもよい。また、画像形成装置の動作時間（装置に電源
を投入してからの時間）によっても、帯電電圧は変化す
る。従って、動作時間と帯電電圧との相関関係から、動
作時間毎に目標値を補正するようにしてもよい。また、
この動作時間の代わりに、画像形成装置の使用期間（例
えば、工場出荷時からの時間）としてもよい。

【００３２】すなわち、本発明に係る画像形成装置は、
周辺装置毎に帯電電圧の目標値の補正値を記憶する第１
の記憶手段と、画像形成時に使用する周辺装置を判別す
る手段と、前記第１の記憶手段から画像形成時に使用す
る周辺装置に対応する帯電電圧の目標値の補正値を取り
だし、この補正値を用いて帯電電圧の目標値を補正する
手段と、を有する。また、画像形成装置がコピーモー
ド、ファクシミリモード、およびプリンタモードのいず
れのモードであるか判別する手段と、該モード毎に帯電
電圧の目標値の補正値を記憶する第２の記憶手段と、前
記第２の記憶手段から画像形成時のモードに対応する帯
電電圧の目標値の補正値を取りだし、この補正値を用い
て帯電電圧の目標値を補正する手段と、を有するように
してもよい。また、画像形成装置に電源が投入されてか
らの時間と帯電電圧の目標値の補正値との関数を記憶す
る第３の記憶手段と、画像形成装置に電源が投入されて
からの時間を計測する手段と、前記第３の記憶手段から
画像形成装置に電源が投入されてからの時間に対応する
帯電電圧の目標値の補正値を取りだし、この補正値を用
いて帯電電圧の目標値を補正する手段と、を有するよう
にしてもよい。これらの手段は、メインコントローラ５
０１の制御下に行われる。

【００３３】このように、画像形成装置に装着されたシ
ステムの状態（ＦＡＸ機能やプリンタ機能の有無）など
によって、高圧電源出力の目標値を補正している。これ
により、プリンタ機能などの追加により発生する制御用
電源電圧の低下による高圧電源出力の変動を低減するこ
とが可能となり、画像形成装置の作像条件を安定化させ
ることが可能となる。

【００３４】また、画像形成装置の作像動作時の動作モ
ードによって高圧電源出力の目標値を補正する。これに
より、ＡＤＦやソーターなどの周辺装置を使用した場合
に発生する駆動用電源電圧の低下による高圧電源出力の
変動を低減することが可能となり、画像形成装置の作像
条件を安定化させることが可能となる。

【００３５】また、装置の動作時間に応じて高圧電源出
力の目標値を補正する。これにより装置のローラの軸受
けなどの経時劣化による駆動系の負荷トルクの増加を原
因とする負荷電流の増加により生じる駆動用電源電圧の
低下を防止することが可能となり、画像形成装置の作像
条件を安定化させることが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、画像形成装置の作像動作時の動
作モードによって高圧電源出力の目標値を補正する。こ
れにより、ＡＤＦやソーターなどの周辺装置を使用した
場合に発生する駆動用電源電圧の低下による高圧電源出
力の変動を低減することが可能となり、画像形成装置の
作像条件を安定化させることが可能となる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、画像形成装
置に装着されたシステムの状態（ＦＡＸ機能やプリンタ
機能の有無）などによって、高圧電源出力の目標値を補
正している。これにより、プリンタ機能などの追加によ
り発生する制御用電源電圧の低下による高圧電源出力の
変動を低減することが可能となり、画像形成装置の作像
条件を安定化させることが可能となる。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、装置の動作
時間に応じて高圧電源出力の目標値を補正する。これに
より装置のローラの軸受けなどの経時劣化による駆動系
の負荷トルクの増加を原因とする負荷電流の増加により
生じる駆動用電源電圧の低下を防止することが可能とな
り、画像形成装置の作像条件を安定化させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の作像部の構成図である。

【図２】画像形成装置全体の制御ブロック図である。

【図３】負荷電流と出力電圧との関係を示す特性図であ
る。

【図４】定電流方式の高圧発生回路の構成図である。

【図５】制御用電源電圧の変動による高圧出力変動を示
す特性図である。

【図６】駆動用電源電圧の変動による高圧出力変動を示
す特性図である。

【図７】本発明による電源制御の一例を説明するための
フローチャートである。

【符号の説明】

１感光体２コロナ放電器３露光光学系（光書き込み系）４現像器５転写ベルト６クリーニング装置７ファーブラシ８クリーニングブレード９除電器（クウェンチングランプ）１１、１２、１３ローラ１４転写バイアス電源１５定着装置１６定着ローラ１７加圧ローラ２１制御部２２ＡＤＣ２３ＣＮＴ２４ＰＧＱスイッチングトランジスタＲ電流検出抵抗Ｔ昇圧トランス５００操作部コントローラ５０１メインコントローラ５０２画像読み取りコントローラ５０３ＡＤＦコントローラ５０４ソーターコントローラ５０５プリント部５０６各種負荷５０７ＦＡＸコントローラ５０８Ｇ３コントローラ５０９Ｇ４コントローラ５１０メモリ装置５１１プリンタコントローラ５１２メモリ装置５１３定着部５１４電源装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部
に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められ
た基準値との差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新
し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備えた画
像形成装置であって、前記画像形成装置は、接続された周辺装置毎に帯電電圧の目標値の補正値を記
憶する第１の記憶手段と、画像形成時に使用する周辺装置を判別する手段と、前記第１の記憶手段から画像形成時に使用する周辺装置
に対応する帯電電圧の目標値の補正値を取りだし、該補
正値を用いて帯電電圧の目標値を補正する手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部
に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められ
た基準値との差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新
し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備えた画
像形成装置であって、前記画像形成装置は、コピーモード、ファクシミリモード、およびプリンタモ
ードのいずれのモードであるか判別する手段と、該モード毎に帯電電圧の目標値の補正値を記憶する第２
の記憶手段と、前記第２の記憶手段から画像形成時のモードに対応する
帯電電圧の目標値の補正値を取りだし、該補正値を用い
て帯電電圧の目標値を補正する手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部
に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められ
た基準値との差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新
し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備えた画
像形成装置であって、前記画像形成装置は、該画像形成装置に電源が投入されてからの時間と帯電電
圧の目標値の補正値との関数を記憶する第３の記憶手段
と、該画像形成装置に電源が投入されてからの時間を計測す
る手段と、前記第３の記憶手段から前記画像形成装置に電源が投入
されてからの時間に対応する帯電電圧の目標値の補正値
を取りだし、該補正値を用いて帯電電圧の目標値を補正
する手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。