JP2004145341A

JP2004145341A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004145341A
Application number: JP2003359574A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nemoto; 根本　栄治; Koji Ishigaki; 石垣　好司
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】小型、軽量、安価なＤＣ構成でＡＣ成分とＤＣ成分を出力して、分離チャージャの分離特性を向上させることが出来る画像形成装置。
【解決手段】　スイッチング用ＰＷＭ信号をひとつのフライバックトランスで構成される高圧発生部に供給し、高圧発生部からの帰遺電圧と、あらかじめ定められた出力目標値との差分値により、前記ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発生させる画像形成装置において、前配帰還電圧が出力目標値以上の場合（Ｓ５−ＹＥＳ）、ＰＷＭ信号のデューティを小さくし（Ｓ６）、出力目標値未満の場合（Ｓ５−ＮＯ）には、ＰＷＭ信号のデューティを大きくする（ステップＳ７）ように制御し、かつ、画像形成条件に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる（ステップＳ３）。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、乾式ＰＰＣ（普通紙複写機）などの画像形成装置に関し、特に画像形成装置の分離チャージャの高圧電源に関する。

　図９は一般的な乾式ＰＰＣの電子写真プロセス機構を示し、時計回り方向に回転する感光体１１の回りにはその回転方向に沿って、帯電チャージャ１、露光部２、イレース部３、現像部４、転写前除電ランプ５、転写チャージャ６、分離チャージャ７、Ｐセンサ８、クリーニング部９、除電ランプ１０などが配置されている。帯電チャージャ１はマイナスのコロナ放電を発生して感光体１１上にマイナス電荷を均一に帯電させ、露光部２は原稿像に応じた静電潜像を感光体１１上に形成する。イレース部３は感光体１１上の非画像領域の帯電電位を除去し、現像部４は感光体１１上の静電潜像にトナーを付着させることにより可視像を形成する。

　転写前除電ランプ５は転写チャージャ６の転写効率、分離チャージャ７の分離性能、クリーニング部９のクリーニング効率を向上させるために転写前に感光体１１上の全面を露光して表面電位を低下させ、転写チャージャ６は感光体１１上に密着した紙の裏面からマイナス電荷を印加することによりトナーを紙に転写させる。分離チャージャ７は転写チャージャ６により紙に印加されたマイナス電荷を除電することにより紙を感光体１１上から分離し、Ｐセンサ８はトナー濃度の制御を行うために感光体１１上に現像された一定パターンの濃度を読み取り、また、画像補正を行うために感光体１１の残留電位を読み取る。クリーニング部９は感光体１１上の残存トナーをクリーニングブレードとクリーニングブラシでかき落とし、除電ランプ１０はクリーニング後の感光体１１の残留電位を消去するために全面露光を行い、次のコピーに備える。

　上記分離チャージャ７の高圧電源装置としては、ＡＣ＋ＤＣ出力除電方式が一般的であるが、ＡＣ出力構成ではトランスが大きくなり、重く、コスト高となる理由からＤＣ出力構成も用いられている。しかしながら、分離チャージャ７の分離特性はＡＣ＋ＤＣ出力除電方式の方が優れており、小型、軽量、安価なものが望まれている。

　本発明は上記従来の問題点に鑑み、小型、軽量、安価なＤＣ構成でＡＣ成分とＤＣ成分を出力して、分離チャージャの分離特性を向上させ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。

　第１の手段は、スイッチング用ＰＷＭ信号をひとつのフライバックトランスで構成される高圧発生部に供給し、高圧発生部からの帰遺電圧と、あらかじめ定められた出力目標値との差分値により、前記ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発生させる画像形成装置において、前記帰還電圧が出力目標値以上の場合にはＰＷＭ信号のデューティを小さくし、出力目標値未満の場合にはＰＷＭ信号のデューティを大きくするように制御し、かつ、画像形成条件に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる制御手段を設けたことを特徴とする。

　第２の手段は、スイッチング用ＰＷＭ信号をひとつのフライバックトランスで構成される高圧発生部に供給し、高圧発生部からの帰遺電圧と、あらかじめ定められた出力目標値との差分値により、前記ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発生させる画像形成装置において、前配帰還電圧が出力目標値より大きい場合にはＰＷＭ信号のデューティを小さくし、出力目標値以下の場合にはＰＷＭ信号のデューティを大きくするように制御し、かつ、画像形成条件に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる制御手段を設けたことを特徴とする。

　第３の手段は、第１または第２の手段において、前記制御手段は、転写紙先端部が分離部を通過した後はＡＣ成分を少なくするような制御を行なうことを特徴とする。

　第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記制御手投は、転写紙先端部が分離部を通過する前に前記高圧発生部を動作させることにより分離出力を行ない、前記制御手段内の各設定値の内容を更新しておくことを特徴とする。

　以上説明したように本発明によれば、前記帰還電圧が出力目標値以上または出力目標値より大きい場合にはＰＷＭ信号のデューティを小さくし、出力目標値未満または出力目標値以下の場合にはＰＷＭ信号のデューティを大きくするように制御するので、小型、軽量、安価なＤＣ構成で分離チャージャの分離特性を向上させることができる。

　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
　図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の要部である高圧電源装置を示すブロック図、図２は図１の高圧電源装置の処理を説明するためのフローチャート、図３は図１の高圧電源装置の出力電圧を示す波形図である。

　図１において、ＣＰＵ２２はＡ／Ｄ変換器２１の出力に応じてＰＷＭ（パルス幅変調）タイマ２３をセットすることにより、トランジスタＱをオン、オフする際のデューティ比を制御する。トランジスタＱはフライバックトランスＴの１次側に接続され、トランジスタＱがオン、オフするとフライバックトランスＴの２次側に高圧が発生する。この電圧はダイオードＤにより整流され、コンデンサＣにより平滑化されて図９に示す分離チャージャ７に印加される。また、コンデンサＣにより平滑化されたＤＣ電圧は分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧され、Ａ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ２２にフィードバックされる。

　次に、図２を参照して上記実施例の動作を説明する。先ず、図９に示す分離チャージャ７に対する出力タイミングか否かを判別する（ステップＳ１）。なお。この判定は用紙搬送開始後のカウント値に基づいて用紙の先端が図９に示す分離チャージャ７に到達する前にＹＥＳとなり、用紙の後端が分離チャージャ７を通過するとＮＯとなる。そして、ＮＯの場合には出力をオフにし（ステップＳ２）、他方、ＹＥＳの場合にステップＳ３に進んで画像条件別の出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを設定する。

　この出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋは例えば温度や湿度に応じて設定し、また、分離特性が比較的悪い薄紙が使用されている場合には出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを共に大きく設定し、他方、分離特性が比較的良好な厚紙が使用されている場合には出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを共に小さく設定する。

　次いでフィードバック値をＡ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換し（ステップＳ４）、このＡ／Ｄ変換値と出力目標値Ｖｓを比較する（ステップＳ５）。そして、Ａ／Ｄ変換値≧出力目標値Ｖｓの場合には次式
　ＰＷＭデータ＝旧ＰＷＭデータ＋（目標値Ｖｓ−ＡＤ変換値）×Ｋ
によりＰＷＭのデューティ比を小さく設定し（ステップＳ６）、他方、Ａ／Ｄ変換値＜出力目標値Ｖｓの場合には次式
　ＰＷＭデータ＝旧ＰＷＭデータ＋（目標値Ｖｓ＋ＡＤ変換値）×Ｋ
によりＰＷＭのデューティ比を大きく設定する（ステップＳ７）。

　したがって、図３に示すように出力値は目標値Ｖｓを中心に上下してＡＣ成分とＤＣ成分を含む波形となり、ＤＣ回路のみで小型、軽量、安価なＡＣ＋ＤＣ出力方式を実現することができる。また、分離特性が比較的悪い薄紙が使用されている場合には出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋが共に大きいので、この波形がより大きく上下に振れた、すなわちＡＣ成分を多く含む波形となり、分離チャージャ７の分離性を向上させることができる。

　図２に戻り、続くステップＳ８では、ステップＳ６、Ｓ７において設定されたＰＷＭデータを、フライバックトランスＴが磁気飽和する場合のデューティ比の最大値ＭＡＸと比較し、最大値ＭＡＸより大きい場合にはフライバックトランスＴが磁気飽和しないように最大値ＭＡＸに設定する（ステップＳ９）。また、ステップＳ６、Ｓ７において設定されたＰＷＭデータが「０」より小さい場合にはＰＷＭデータ＝０に設定する（ステップＳ１０→Ｓ１１）。そして、このＰＷＭデータをＰＷＭタイマ２３に設定してこの区間だけトランジスタＱをオンにすることによりＡＣ＋ＤＣ出力を行う（ステップＳ１２）。

〔第２の実施形態〕
　次に、図４および図５を参照し、第２の実施形態について説明する。先ず、同様に分離チャージャ７に対する出力タイミングの場合にはステップＳ２１からステップＳ２３に進み、図５に示す画像条件別の出力基準値ＶｓとＡＣ成分の振れ幅Ｖ_fを設定する。この場合にも同様に、出力基準値ＶｓとＡＣ成分の振れ幅Ｖ_fは温度や湿度に応じて設定したり、また、例えば分離特性が比較的悪い薄紙が使用されている場合には出力基準値Ｖｓと振れ幅Ｖ_fを共に大きく設定し、他方、分離特性が比較的良好な厚紙が使用されている場合には出力基準値Ｖｓと振れ幅Ｖ_fを共に小さく設定する。

　次いでフィードバック値をＡ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換し（ステップＳ２４）、このＡ／Ｄ変換値と基準値Ｖｓを比較する（ステップＳ２５）。そして、Ａ／Ｄ変換値≦基準値Ｖｓの場合には、
　出力目標値＝出力基準値Ｖｓ＋Ｖ_f
に設定し（ステップＳ２６）、他方、Ａ／Ｄ変換値≦基準値Ｖｓでない場合には、
　出力目標値＝出力基準値Ｖｓ−Ｖ_f
に設定する（ステップＳ２７）。

　次いで出力目標値をＡ／Ｄ変換してそのデューティ比（ＰＷＭデータ）を求め（ステップＳ２８）、同様にフライバックトランスＴが磁気飽和しないように０≦ＰＷＭデータ≦ＭＡＸに設定し（ステップＳ２９〜Ｓ３２）、ＰＷＭタイマ２３に設定する（ステップＳ３３）。したがって、分離特性が比較的悪い薄紙が使用されている場合には、出力基準値Ｖｓと振れ幅Ｖ_fが共に大きいので図５に示すリップル成分が大きくなり、分離性を上げることができる。その他、特に説明しない各部は第１の実施形態と同等に構成されている。

〔第３の実施形態〕
　次に、図６および図７を参照し、第３の実施形態について説明する。図６は図２に示す第１の実施形態の変形例を示し、第１の実施形態では出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを、画像条件別、例えば用紙の分離特性が比較的悪いか良好か応じて変更して設定しているが、この第３の実施形態では用紙の先端が分離チャージャ７を通過したか否かに応じて出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを変更して設定する。

　すなわち、同様に分離チャージャ７に対する出力タイミングの場合にはステップＳ４１からステップＳ４３に進み、用紙の先端が分離チャージャ７を通過する前の、用紙の分離特性が比較的悪い状態では出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを共に大きく設定し（ステップＳ４４）、他方、通過した後の、用紙の分離特性が比較的良好な状態では出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを共に小さく設定する（ステップＳ４５）。なお、ステップＳ４６〜Ｓ５４における他の処理は第１の実施形態と同一であるので説明を省略する。

　したがって、この第３の実施形態によれば、図７においてＡで示すように用紙の先端が分離チャージャ７を通過する前では出力値が目標値Ｖｓを中心に大きく上下するので、用紙の先端が分離チャージャ７を通過する前の、用紙の分離特性が比較的悪い状態でも分離し易くすることができる。また、図７においてＢで示すように用紙の先端が分離チャージャ７を通過した後の、用紙の分離特性が比較的良好な状態では出力値が目標値Ｖｓを中心に小さく上下するので、高圧出力のリーク等の異常を防止することができる。

　また、この第３の実施形態は図４に示す第２の実施形態にも適用することができる。すなわち、第２の実施形態では、出力目標値ＶｓとＡＣ成分の振れ幅Ｖ_fを画像条件別、例えば用紙の分離特性が比較的悪いか良好か応じて変更して設定しているが、用紙の先端が分離チャージャ７を通過したか否かに応じて変更して設定するようにしてもよい。その他、特に説明しない各部は第１の実施形態と同等に構成されている。

〔第４の実施形態〕
　次に、図８を参照し、第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態では用紙が分離チャージャ７に到達する前にプレ出力を行って出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを補正するように構成され、第１〜第３の実施形態に適用することができる。すなわち、用紙が分離チャージャ７に到達する前に、出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋを初期設定し（ステップＳ６１→Ｓ６２）、その場合のＰＷＭデータをタイマ２３に設定することによりプレ出力を行う（ステップＳ６３）。

　そして、このプレ出力によるフィードバック値をＡ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換し（ステップＳ６４）、このプレ出力Ａ／Ｄ変換値と出力目標値Ｖｓに基づいて以下のように補正値（１）、（２）を求め、
　補正値（１）＝（初期設定出力目標値Ｖｓ）−（プレ出力Ａ／Ｄ変換値）
　補正値（２）＝（初期設定出力目標値Ｖｓ）÷（プレ出力Ａ／Ｄ変換値）
初期設定した出力目標値Ｖｓとフィードバック係数値Ｋをこの補正値（１）、（２）から以下のように補正する。

　新出力目標値Ｖｓ＝（初期設定出力目標値Ｖｓ）＋（補正値（１））
　新フィードバック係数値Ｋ
　　　　　　　　　＝（初期設定フィードバック係数値Ｋ×（補正値（２））
　このように補正された新出力目標値Ｖｓと新フィードバック係数値Ｋを用いて、実際の高圧出力を行うことにより高精度でＡＣ＋ＤＣ出力電圧を制御することができる。その他、特に説明しない各部は第１の実施形態と同様に構成されている。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の要部である高圧電源装置を示すブロック図である。図１の高圧電源装置の処理を説明するためのフローチャートである。図１の高圧電源装置の出力電圧を示す波形図である。第２の実施形態の高圧電源装置の処理を説明するためのフローチャートである。第２の実施形態の高圧電源装置の出力電圧を示す波形図である。第３の実施形態の高圧電源装置の処理を説明するためのフローチャートである。第３の実施形態の高圧電源装置の出力電圧を示す波形図である。第４の実施形態の高圧電源装置の処理を説明するためのフローチャートである。電子写真プロセス機構を示す構成図である。

符号の説明

　７　分離チャージャ
　２１　Ａ／Ｄ変換器
　２２　ＣＰＵ
　２３　ＰＷＭタイマ
　Ｑ　トランジスタ
　Ｔ　フライバックトランス
　Ｄ　整流ダイオード
　Ｃ　平滑コンデンサ
　Ｒ１，Ｒ２　分圧抵抗

Claims

　スイッチング用ＰＷＭ信号をひとつのフライバックトランスで構成される高圧発生部に供給し、高圧発生部からの帰遺電圧と、あらかじめ定められた出力目標値との差分値により、前記ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発生させる画像形成装置において、
　前配帰還電圧が出力目標値以上の場合、ＰＷＭ信号のデューティを小さくし、出力目標値未満の場合には、ＰＷＭ信号のデューティを大きくするように制御し、かつ、画像形成条件に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
　スイッチング用ＰＷＭ信号をひとつのフライバックトランスで構成される高圧発生部に供給し、高圧発生部からの帰遺電圧と、あらかじめ定められた出力目標値との差分値により、前記ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発生させる画像形成装置において、
　前配帰還電圧が出力目標値より大きい場合にはＰＷＭ信号のデューティを小さくし、出力目標値以下の場合にはＰＷＭ信号のデューティを大きくするように制御し、かつ、画像形成条件に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
　前記制御手段は、転写紙先端部が分離部を通過した後はＡＣ成分を少なくするような制御を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
　前記制御手投は、転写紙先端部が分離部を通過する前に前記高圧発生部を動作させることにより分離出力を行ない、前記制御手段内の各設定値の内容を更新しておくことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。