JP2004144783A

JP2004144783A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004144783A
Application number: JP2002306209A
Authority: JP
Inventors: Akiya Sato; 佐藤　明哉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】安価な構成を用いて高圧電源回路出力の安定化および適正化を行うことを目的とする。
【解決手段】電子写真技術を用いた画像形成装置において、高圧電源回路、高圧電源回路に電力供給を行う電力供給回路、電力供給回路の電圧レベルを検知する電圧検知手段を備え、電力供給回路の電圧レベルが所定量ずれた場合には、高圧電源回路の出力レベル（Ｆ値）を切換えることにより本来出力したい電圧レベルに補正を行うことを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真技術を用いた画像形成装置における高圧電源出力制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の電子写真技術を用いた画像形成装置を表すブロック図である。
【０００３】
図４において１は感光手段を表し、１１は感光手段の導体部、１２は感光体層である。なお導体部１１はグランドに接地されている。
【０００４】
２は帯電手段を表し、２１は帯電手段の導体軸、２２は弾力性のある抵抗体である。ここで感光体層１２と抵抗体２２は接触しており、印字動作中は感光手段１および帯電手段２は図示しない駆動手段により矢印方向に回転動作を行っている。２３は帯電電源部を表し、印字動作中は交流電圧と直流電圧を重畳した所定の電圧を帯電手段２の導体軸２１に印可する。このとき感光体層１２と抵抗体２２の接触部近傍ではコロナ放電が発生して感光体層１２の表面が帯電される。この際の感光体層１２の表面電位は帯電電源部２３により印可される直流電圧とほぼ等しい電位となる。また帯電電源部２３で交流電圧を重畳しているのはコロナ放電を促進して感光体層１２の表面電位を均一化するためである。
【０００５】
９はレーザ走査光を表し、帯電された感光体層１２の表面には光走査手段（図示しない）により画像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御が行われたレーザ走査光９が照射される。感光体層１２の表面にレーザ走査光９が照射されると、照射された感光体層１２の表面部分は生成された光電子により等価的に抵抗率が下がるため帯電電源部２３により帯電された表面電荷が減衰する。このためレーザ走査光９が照射された部分の電位の絶対値は減少することになる。この結果感光体層１２の表面には画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【０００６】
３は現像手段を表し、３１は中空の導体ローラ部、３２は導体ローラ部３１の内部に埋め込まれたマグネットである。導体ローラ部３１の表面には弾性のある現像ブレード３３が接している。現像手段３と現像ブレード３３の間には攪拌によって負の電位に帯電されたトナー１００が蓄積されている。トナー１００自体は磁性体であり導体ローラ部３１の表面とマグネット３２で生じる電気鏡像効果による静電気力により導体ローラ部３１の表面にひきつけられる。導体ローラ部３１の表面上に付着したトナー１００の多くは現像ブレード３３により剥ぎ取られ表面近傍のみのトナー１００が導体ローラ部３１と感光体部１２との隙間部に運ばれる。なお感光体部１２と導体ローラ３１の間には微小な隙間（２００ミクロン以下）が設けてある。
【０００７】
３４は現像電源部を表し、印字動作中は交流電圧と直流電圧が重畳された所定の電圧を現像手段３の導体ローラ部３１に印加する。この現像電源部３４からの電圧印可により感光体層１２と導体ローラ３１の隙間部には電界が生じて導体ローラ部３１の表面に付着したトナー１００が導電ローラ３１から飛翔する。ここで感光体層１２の表面においてレーザ走査光９が照射されていない部分は負の電位に帯電しており、その表面電位は現像電源部３４の直流電圧より低くなるように設定されている。このためトナー１００に対して直流的には導体ローラ３１に押し戻す方向に力が作用することになり、飛翔したトナー１００は現像手段３に戻されることになる。一方、感光体層１２の表面のうちレーザ走査光９が照射された部分は表面の負の電荷が減衰しているため、その部分の電位は現像電源部３４の直流電圧より高くなる。このためトナー１００に対しては直流的には感光体層１２に引き付ける力が作用することになり、飛翔したトナー１００は感光体部１２に付着することになる。このようにして感光体部１２表面にはレーザ走査光９により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【０００８】
４は転写手段を表し、４１は導体軸、４２は弾性のある抵抗体である。感光体部１２の表面上に形成されたトナー像は転写手段４の方向に運ばれる。また抵抗体４２の表面は感光体部１２と接していて、記録媒体は抵抗体４２と感光体部１２との間を搬送される。
【０００９】
４３は転写電源部を表し、記録媒体通過時には正の直流電圧を転写手段４に印加する。このとき感光体部１２の表面上にあるトナー１００は記録媒体の方向に引き付けられ、感光体部１２上に形成されたトナー像が記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体はその後定着手段（図示しない）へ搬送される。定着手段に搬送された記録媒体は定着手段内で加熱、加圧されることにより記録媒体にトナーが固着され機外へ排出される。なお記録媒体に転写されず感光体部１２上に残ったトナー１００はクリーニングブレード５により取り除かれ画像形成装置は次の印字動作に備える。
【００１０】
図６は従来の高圧電源回路の一例を表すブロック図である。
【００１１】
図６において６−１はパルス信号の制御および画像形成装置全体の動作を制御するＣＰＵ、６−２はＣＰＵ６−１より出力されるパルス信号に応じてインバータトランス６−３を駆動するためのトランジスタより構成される駆動部、６−３はインバータトランス、６−４は整流ダイオード、６−５はコンデンサ、６−６はＣＰＵ６−１より出力されるＰＷＭ信号に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成部、６−７は基準電圧生成部６−６の電圧レベルとインバータトランス６−３の出力が整流ダイオード６−４、コンデンサ６−５により整流されて出力される直流電圧を抵抗により分圧した電圧レベルを比較するためのコンパレータである。コンパレータ６−６は基準電圧生成部６−７で得られる基準電圧（Ｖ−）と出力電圧に応じた電圧レベル（Ｖ＋）を比較して、Ｖ＋＞Ｖ−となる場合、出力がＬｏｗになりＣＰＵ６−１より出力されるパルス信号のＯＮ時間が減少される形となり、その結果出力は低下することになる。またＶ＋＜Ｖ−となる場合、パルス信号は減少されること無くその結果出力は上昇することになる。パルス信号が出力されている間はこの動作が繰り返し行われ、出力電圧が一定の電圧に安定することになる。またＣＰＵ６−１から基準電圧生成部６−６へ出力するＰＷＭ信号によって基準電圧（Ｖ−）を変化させて出力電圧を変化させることが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高圧電源回路においては、出力電圧をフィードバックして出力電圧の補正制御を行う場合があるが、この場合フィードバック電圧と比較するための基準となる電圧が必要となる。この基準電圧自体が変動してしまうと出力が変動してしまうため、安定した基準電圧を生成するために多出力電源供給回路を用いたり、基準電圧生成用のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を用いるなど装置の小型化・低コスト化に対して種々の制約を与えてしまう不具合があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本課題を解決するために電力供給手段に接続されていて電力供給手段の出力電圧を検知する電圧検知手段を備え、電力供給手段の出力で所定電圧以上のズレを検知した場合には、高圧電源回路の出力設定レベル（Ｆ値）を所定量ずらすことにより出力補正を行うことにより、安定した基準電圧を生成するために多出力電源供給手段を用いたり、基準電圧生成用のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を用いたりすることなく単一電源を用いて安定した高圧出力制御を行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本実施例の高圧電源回路を表す回路図である。
【００１５】
図１において１−１はパルス信号の制御および画像形成装置全体の動作を制御するＣＰＵ、１−２はＣＰＵ１−１より出力されるパルス信号に応じてインバータトランス１−３を駆動するためのトランジスタより構成される駆動部、１−３はインバータトランス、１−４は整流ダイオード、１−５はコンデンサ、１−６はＣＰＵ１−１より出力されるＰＷＭ信号に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成部、１−７は基準電圧生成部１−６の電圧レベルとインバータトランス１−３の出力が整流ダイオード１−４、コンデンサ１−５により整流されて出力される直流電圧を抵抗により分圧した電圧レベルを比較するためのコンパレータ、１−８は電力供給手段（図示しない）から高圧電源回路へ供給される電圧レベルを検出するための電圧検知手段である。
【００１６】
コンパレータ１−６は基準電圧生成部１−７で得られる基準電圧（Ｖ−）と出力電圧に応じた電圧レベル（Ｖ＋）を比較して、Ｖ＋＞Ｖ−となる場合、出力がＬｏｗになりＣＰＵ６−１より出力されるパルス信号のＯＮ時間が減少される形となり、その結果出力は低下することになる。またＶ＋＜Ｖ−となる場合、パルス信号は減少されること無くその結果出力は上昇することになる。パルス信号が出力されている間はこの動作が繰り返し行われ、出力電圧が一定の電圧に安定することになる。またＣＰＵ１−１から基準電圧生成部１−６へ出力するＰＷＭ信号によって基準電圧（Ｖ−）を変化させて出力電圧を変化させることが可能となる。
【００１７】
図２は実施例１の高圧電源回路の出力電圧を表すグラフである。
【００１８】
グラフ中、Ｆ１〜Ｆ９と表記されている部分は画像形成装置における画像形成時の濃度設定レベルを表す。高圧電源回路はこの設定レベルに応じて出力電圧を段階的に切換えている。
【００１９】
電力供給手段から高圧電源回路へ供給される電力（Ｖｃｃ）が所定の電圧レベルよりズレが生じるとグラフのように出力電圧にもズレが生じてしまう。そこで電圧検知手段１−８で所定の電圧レベル以上のズレを検知した場合には、ＣＰＵ１−１は出力電圧の設定レベルを所定レベルに変更して出力制御を行う。
【００２０】
例えば本来の設定レベルがＦ５であるときにＶｃｃが−１０％ずれた場合、グラフのように高圧電源回路の出力は低下してしまう。このとき出力設定レベルをＦ６にした方が本来Ｆ５設定で出力したい電圧レベルに近くなる。そこで電圧検知手段１−８において本来のＶｃｃからのズレ量に応じて設定レベルを変化させるように制御を行うことによって安定した基準電圧を生成するために多出力電源供給回路を用いたり、基準電圧生成用のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を用いたりすることなく単一電源により安定した高圧出力制御を行うことが可能となる。
【００２１】
（実施例２）
図３は本実施例の高圧電源回路を表す回路図である。
【００２２】
図３において３−１はパルス信号の制御および画像形成装置全体の動作を制御するＣＰＵ、３−２はＣＰＵ３−１より出力されるパルス信号に応じてインバータトランス３−３を駆動するためのトランジスタより構成される駆動部、３−３はインバータトランス、３−４は整流ダイオード、３−５はコンデンサ、３−６はＣＰＵ３−１より出力されるＰＷＭ信号に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成部、３−７は基準電圧生成部３−６の電圧レベルとインバータトランス３−３の出力が整流ダイオード３−４、コンデンサ３−５により整流されて出力される直流電圧を抵抗により分圧した電圧レベルを比較するためのコンパレータ、３−８は電力供給手段（図示しない）から高圧電源回路へ供給される電圧レベルを検出するための電圧検知手段である。３−９はインターロックスイッチである。
【００２３】
従来インターロックスイッチ３−９は画像形成装置のジャム処理やプロセスカートリッジの交換等のためユーザーが装置筐体を開けた際に駆動部や高圧出力部に誤って触れた場合にも負傷等をすることの無いように設けられている。つまり装置筐体の開閉に連動してメカニカルなスイッチにより駆動部および高圧電源回路部に供給される電力を遮断し、さらにＣＰＵ３−１において装置筐体の開閉を検知して装置筐体が開かれた場合には、ソフト的にも駆動系および高圧電源回路を全てオフにする制御を行っている。
【００２４】
そこで図３のようにＣＰＵ３−１でインターロックスイッチ３−９の開閉を検知すると共にその電圧レベルを検出する機能を兼ねることにより電圧検知手段を新たに設けることなく実施例１と同様の制御を行うことが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のように電子写真技術の用いた画像形成装置において、高圧電源供給手段、高圧電源供給手段に電力供給を行う電力供給手段、電力供給手段に接続されており電力供給手段の出力電圧を検知する電圧検知手段を備え、電力供給手段の出力で所定電圧以上のズレを検知した場合には、高圧電源回路の出力設定レベル（Ｆ値）を所定レベルずらすことにより高圧出力の補正を行うことで、安定した基準電圧を生成するために多出力電源供給手段を用いたり、基準電圧生成用のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を用いたりすることなく単一電源を用いて安定した高圧出力制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の高圧電源回路を表す回路図である。
【図２】実施例１の高圧電源回路の出力電圧を表すグラフである。
【図３】実施例２の高圧電源回路を表す回路図である。
【図４】従来の電子写真技術を用いた画像形成装置を表すブロック図である。
【図５】従来の高圧電源回路を表す回路図である。
【符号の説明】
１−１　ＣＰＵ，１−２　駆動部，１−３　インバータトランス，１−４　整流ダイオード，１−５　コンデンサ，１−６　基準電圧生成部，１−７コンパレータ，１−８　電圧検知手段，３−１　ＣＰＵ，３−２　駆動部，３−３　インバータトランス，３−４　整流ダイオード，３−５　コンデンサ，３−６　基準電圧生成部，３−７　コンパレータ，３−８　電圧検知手段，３−９　インターロックスイッチ，５−１　ＣＰＵ，５−２　駆動部，５−３　インバータトランス，５−４　整流ダイオード，５−５　コンデンサ，５−６　基準電圧生成部，５−７コンパレータ，１　感光体ドラム，１１　感光体ドラム導体部，１２　感光体部，２　帯電ローラ，２１　帯電ローラ導体軸，２２　抵抗体，２３　帯電電源部，３　現像器，３１　現像器導体ローラ，３２　マグネット，３３　現像ブレード，３４　現像電源部，４　転写ローラ，４１　転写ローラ導体軸，４２　抵抗体，４３　転写電源部，５　クリーニングブレード，９　レーザ走査光，１００　トナー

Claims

円筒形の導体上に感光体層が形成されている回転する感光手段と、導体の周りに抵抗体層が形成されており、その抵抗体層が感光手段に接している帯電手段と、帯電手段により所定の電位に帯電された感光手段の表面上を走査して感光体層表面に静電潜像を形成する光走査手段と、回転する導体の表面に塗布された帯電した着色荷電粒子（以後トナーと称す）を感光手段表面に向けて飛翔させて光走査手段で形成された静電潜像に応じたトナー像を形成する現像手段と、感光手段に接して現像手段により形成されたトナー像を記録媒体上に転写させると共に感光手段との接触部にて記録媒体の挟持搬送を行う転写手段と、帯電手段に接続され所定電圧を供給する第一高圧電源供給手段と、現像手段の導体部に接続され所定電圧を供給する第二高圧電源供給手段と、転写手段に接続され所定電圧を供給する第三高圧電源供給手段と、各高圧電源供給手段に対して駆動用の電力供給および出力制御を行うための基準電圧を供給するための電力供給手段を備えた画像形成装置において、電力供給手段に接続されて電力供給手段の出力電圧を検知する電圧検知手段を備え、電力供給手段の出力で所定電圧以上のズレを検知した場合には、各高圧電源供給手段の出力設定（Ｆ値）を所定量ずらすことにより出力補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、電力供給手段と電圧検知手段との間にインターロックスイッチが接続されており、各高圧電源供給手段もインターロックスイッチを介して電力供給手段と接続されている構成をもち、電力供給手段の出力電圧検知とインターロックスイッチのＯＮ／ＯＦＦ検知機能を兼ねたことを特徴とする画像形成装置。