JP2006162676A - Process cartridge, image forming apparatus and control method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of accurately detecting the surface potential of a photoreceptor and reducing the number of components in the whole image forming apparatus. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is mounted with detachable process cartridges (39), and each process cartridge (39) constituted of a photoreceptor (30) for forming a latent image from a laser output, a charging roller, a developing part (31) for sticking toner to a latent image part formed on the surface of the photoreceptor (30), a drum cleaning part (34) for cleaning toner left on the photoreceptor (30), and a substrate (32) constituted of integrating a surface potential detection circuit part for detecting the surface potential of the photoreceptor (30) and a high voltage generation part for boosting a charging bias AC+DC and a developing bias DC. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ、そのプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置及び画像形成装置における制御方法に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine, and more particularly to a process cartridge that can be attached to and detached from the main body of an image forming apparatus, an image forming apparatus equipped with the process cartridge, and a control method in the image forming apparatus. Is.

電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面を帯電チャ−ジャ、その他の帯電手段で帯電し、該帯電した感光体の表面に画像光を投射し、静電潜像を形成し、該形成した静電潜像をトナ−で顕像化することになる。   An electrophotographic image forming apparatus charges the surface of a photoreceptor with a charging charger or other charging means, projects image light onto the surface of the charged photoreceptor, forms an electrostatic latent image, and The formed electrostatic latent image is visualized with a toner.

このように、感光体上への帯電が画像形成処理の出発点であり、感光体表面の帯電電位が変動すると良好な画像を得ることができなくなる。このため、表面電位検出手段が備えられ、表面電位検出手段の検出電位が設定値となるように帯電手段を制御、および/又は、表面電位に対応して露光強度あるいは現像バイアスを制御することが従来から行なわれている。   As described above, charging on the photoconductor is the starting point of the image forming process, and if the charge potential on the surface of the photoconductor fluctuates, a good image cannot be obtained. For this reason, the surface potential detecting means is provided, and the charging means is controlled so that the detection potential of the surface potential detecting means becomes a set value, and / or the exposure intensity or the developing bias is controlled in accordance with the surface potential. It has been performed conventionally.

従来、安価な表面電位検出回路(以下、電位センサ)で感光体の表面電位を検出する際、電位センサの距離依存性に依る出力誤差を無くすために、感光体の接地をフロ−ト状態にし、現像スリ−ブに印加する直流現像バイアスを所定の数種の電位に調整し感光体に印加し、そのときの電位センサ出力により直線近似式を求め、その定数により電位センサの校正を行っていた。しかしながら、従来の現像スリ−ブに印加する直流バイアス電源(現像バイアス電源)を用いる場合には、直流バイアス電源の出力電圧レベルは、1kHZ〜2kHZのPWM信号のPWMデュ−ティ調整により調整されることになる。しかし、上記の構成の場合には、PWM信号のPWMデュ−ティと直流バイアス電源出力電圧レベルとの関係が必ずしもリニアとはならない。加えて、現像バイアス電源の出力電圧範囲が狭いので、広領域に渡る直線近似式を求めるための数種レベルの電圧を感光体に印加することができず、求める直線近似式の精度が低下することになる。また、個々の直流バイアス電源のバラツキにより、PWM信号のPWMデュ−ティを同じくしても同様な出力レベルを得られないことになる。また、マイクロコンピュ−タによるPWM制御方式もあるが、各出力に対して出力電圧検出及び出力電流検出のフィ−ドバックの信号をマイクロコンピュ−タに与えなければ成らず(AC+DCの電源の場合はそれぞれに)、直流及び交流バイアス電源の多いカラ−複写機(プリンタ)の場合には、その制御が煩雑になったり、バイアス電源専用のマイクロコンピュ−タを備えたりするなど、性能あるいはコストに問題がある。   Conventionally, when detecting the surface potential of the photosensitive member with an inexpensive surface potential detection circuit (hereinafter referred to as a potential sensor), the grounding of the photosensitive member is set to the float state in order to eliminate an output error due to the distance dependency of the potential sensor. The DC developing bias applied to the developing sleeve is adjusted to several predetermined potentials, applied to the photosensitive member, a linear approximation expression is obtained from the potential sensor output at that time, and the potential sensor is calibrated using the constants. It was. However, when a DC bias power supply (development bias power supply) applied to a conventional developing sleeve is used, the output voltage level of the DC bias power supply is adjusted by adjusting the PWM duty of a PWM signal of 1 kHz to 2 kHz. It will be. However, in the case of the above configuration, the relationship between the PWM duty of the PWM signal and the DC bias power supply output voltage level is not necessarily linear. In addition, since the output voltage range of the developing bias power supply is narrow, it is not possible to apply several levels of voltage for obtaining a linear approximation equation over a wide area to the photoreceptor, and the accuracy of the obtained linear approximation equation is reduced. It will be. Further, due to variations in individual DC bias power supplies, a similar output level cannot be obtained even if the PWM duty of the PWM signal is the same. There is also a PWM control system using a microcomputer. However, feedback signals for output voltage detection and output current detection must be given to the microcomputer for each output (in the case of an AC + DC power supply). In the case of color copiers (printers) with a large number of DC and AC bias power supplies, there is a problem in performance or cost, such as complicated control and the provision of a microcomputer dedicated to bias power supplies. There is.

このようなことから、本発明より先に出願された技術文献として、感光体(9)、これを帯電する帯電手段(12)、感光体(9)の帯電面の電位を検出する表面電位検出手段(13)、感光体(9)の帯電面に画像露光を付与して静電潜像を形成する露光手段(1)、感光体(9)の静電潜像を顕像化する現像手段(14〜17)、該現像手段(14〜17)に現像バイアス電圧を与えるための第1直流電源回路(74)、感光体(9)上の顕像が転写される転写媒体(19)、この転写媒体(19)と感光体(9)の間に顕像転写バイアス電圧を与えるための第2直流電源回路(75)、および、転写媒体(19)の顕像を転写紙に転写する転写手段(23)、を備える画像形成装置において、表面電位検出手段(13)の校正のために第1直流電源回路(74)と第2直流電源回路(75)の発生電圧を感光体(9)に切換え供給する切換手段(76−2、77−2、78−2)を備え、感光体(9)の表面電位を検出する電位センサの校正精度を向上させるものがある。なお、表面電位検出手段(13)は、電位プローブと、電位検出回路基板と、で構成されており、この構成においては、電位プローブにて感光体の表面電位を検出し、該検出された電位を電位検出回路基板にて制御可能な電圧レベルに降圧し、制御部にて記憶、演算などの処理を行い、画像を形成する際のプロセスコントロールを行っている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−305096号公報
For this reason, as a technical document filed prior to the present invention, the photoreceptor (9), the charging means (12) for charging the photoreceptor, and the surface potential detection for detecting the potential of the charged surface of the photoreceptor (9). Means (13), exposure means (1) for applying an image exposure to the charged surface of the photosensitive member (9) to form an electrostatic latent image, and developing means for developing the electrostatic latent image on the photosensitive member (9) (14-17), a first DC power supply circuit (74) for applying a developing bias voltage to the developing means (14-17), a transfer medium (19) to which a visible image on the photoreceptor (9) is transferred, A second DC power supply circuit (75) for applying a visible image transfer bias voltage between the transfer medium (19) and the photosensitive member (9), and a transfer for transferring the visible image of the transfer medium (19) to a transfer sheet. Means for calibrating the surface potential detecting means (13) in the image forming apparatus comprising the means (23) 1 is provided with switching means (76-2, 77-2, 78-2) for switching and supplying the voltage generated by the 1 DC power supply circuit (74) and the second DC power supply circuit (75) to the photoreceptor (9). 9) improves the calibration accuracy of the potential sensor for detecting the surface potential. The surface potential detection means (13) includes a potential probe and a potential detection circuit board. In this configuration, the surface potential of the photoconductor is detected by the potential probe, and the detected potential is detected. Is reduced to a voltage level controllable by the potential detection circuit board, and processing such as storage and calculation is performed by the control unit, and process control when forming an image is performed (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-8-305096

しかしながら、上記特許文献1のようなAC+DC帯電方式においては、帯電バイアスがAC成分を持っていること、感光体の表面電位検出プローブから感光体の表面電位検出回路基板までのハーネスが感光体近傍を配廻り、ハーネスが長くなることから、感光体に印加された帯電バイアスのAC周波数成分が電位センサの音叉駆動周波数の整数倍の場合、感光体の表面電位検出電圧にリップルが乗り、感光体の表面電位を正確に検出できない場合がある。   However, in the AC + DC charging method as described in Patent Document 1, the charging bias has an AC component, and the harness from the surface potential detection probe of the photoconductor to the surface potential detection circuit board of the photoconductor near the photoconductor. Since the wiring and the harness become longer, when the AC frequency component of the charging bias applied to the photosensitive member is an integral multiple of the tuning sensor fork driving frequency of the potential sensor, a ripple is added to the surface potential detection voltage of the photosensitive member, and the photosensitive member The surface potential may not be detected accurately.

また、レーザ出力より潜像を作る感光体と、感光体と帯電ローラによる帯電方式と、感光体の潜像部にトナーを付着させる現像部と、感光体の残トナーをクリーニングするドラムクリーニング部と、を備えたプロセスカートリッジ装置の外部において、感光体の表面電位検出回路基板と、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧している高圧生成部と、を、専用に用いていることから、画像形成装置全体における部品点数が増加したり、レイアウトが複雑化したり、高圧漏電流が増加したりすることになる。   A photosensitive member that forms a latent image from the laser output; a charging method using the photosensitive member and a charging roller; a developing unit that attaches toner to the latent image portion of the photosensitive member; and a drum cleaning unit that cleans residual toner on the photosensitive member; Since the surface potential detection circuit board of the photoconductor and the high voltage generation unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC are used exclusively outside the process cartridge apparatus including The number of parts in the entire forming apparatus increases, the layout becomes complicated, and the high-voltage leakage current increases.

また、感光体の表面電位は、画像形成装置における所定の画像形成のプロセスコントロール時間のみ検出するため、感光体の表面電位検出回路基板に電源を常時供給することは、画像形成装置全体における消費電力の増加になる。   In addition, since the surface potential of the photoconductor is detected only during a predetermined image forming process control time in the image forming apparatus, it is necessary to constantly supply power to the surface potential detection circuit board of the photoconductor. Increase.

また、ブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)の4色の作像をタンデム式に行うカラー画像形成装置は、一般的に、画像形成装置における所定のプロセスコントロール時間に1色でも感光体の表面電位検出部において何らかのエラーを検知した場合、画像形成装置全体のシステムを遮断する構成となっている。このため、ブラック以外のエラーを検知した場合でも、ブラックモードを使用することができないことになる。   Also, a color image forming apparatus that performs tandem image formation of four colors of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) is generally a predetermined process control in the image forming apparatus. If any error is detected in the surface potential detector of the photoconductor even at one color per hour, the entire system of the image forming apparatus is shut off. For this reason, even when an error other than black is detected, the black mode cannot be used.

また、タンデム方式のカラー画像形成装置は、帯電バイアスAC+DCと、現像バイアスDCと、の高圧生成部と、感光体の表面電位検出部が4色必要となるため、これらを制御する画像形成装置側の制御部の負荷が増加することになる。   In addition, the tandem color image forming apparatus requires four colors for the charging bias AC + DC and the developing bias DC high voltage generation unit and the surface potential detection unit of the photoconductor. This increases the load on the controller.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、像担持体の表面電位を正確に検出でき、尚かつ、画像形成装置全体としての部品点数を低減したプロセスカートリッジ、そのプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置及び画像形成装置における制御方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a process cartridge capable of accurately detecting the surface potential of the image carrier and reducing the number of parts as the entire image forming apparatus, and the process cartridge are mounted. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a control method in the image forming apparatus.

かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。   In order to achieve this object, the present invention has the following features.

本発明にかかるプロセスカートリッジは、像担持体と、像担持体上に帯電領域を形成する帯電部と、像担持体にトナー像を形成する現像部と、像担持体のトナー像を除去するクリーニング部と、を有するプロセスカートリッジであって、プロセスカートリッジは、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、が一体化された基板を有してなることを特徴とするものである。   The process cartridge according to the present invention includes an image carrier, a charging unit that forms a charged region on the image carrier, a developing unit that forms a toner image on the image carrier, and a cleaning that removes the toner image on the image carrier. A process cartridge having a high voltage generating unit for boosting the charging bias AC + DC and the developing bias DC and a surface potential detecting unit for detecting the surface potential of the image carrier. It is characterized by having a substrate.

また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載のプロセスカートリッジを搭載したタンデム型の画像形成装置であって、プロセスカートリッジは、画像形成装置と、着脱可能であり、プロセスカートリッジは、像を形成する複数の画像形成手段毎に設けられてなることを特徴とするものである。   An image forming apparatus according to the present invention is a tandem type image forming apparatus equipped with the process cartridge described above, wherein the process cartridge is detachable from the image forming apparatus, and the process cartridge forms an image. It is provided for each of a plurality of image forming means.

また、本発明にかかる画像形成装置は、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、を制御する制御部を有してなる制御基板を、プロセスカートリッジの近傍に配置してなることを特徴とするものである。   The image forming apparatus according to the present invention further includes a control unit that controls a high voltage generation unit that boosts the charging bias AC + DC and the development bias DC, and a surface potential detection unit that detects the surface potential of the image carrier. The control board is arranged in the vicinity of the process cartridge.

また、本発明にかかる画像形成装置において、制御部は、表面電位検出部の電源電圧を、所定のタイミングで行う画像形成制御時にのみ供給するように制御することを特徴とするものである。   In the image forming apparatus according to the present invention, the control unit controls the power supply voltage of the surface potential detection unit to be supplied only at the time of image formation control performed at a predetermined timing.

また、本発明にかかる画像形成装置において、制御部は、黒画像を形成する像担持体以外の他の色画像を形成する像担持体において表面電位検出エラーが検出されたと判断した場合に、黒画像のみでの印刷を可能とするように制御することを特徴とするものである。   In the image forming apparatus according to the present invention, when the control unit determines that a surface potential detection error is detected in an image carrier that forms a color image other than the image carrier that forms a black image, Control is performed so as to enable printing only with an image.

また、本発明にかかる画像形成装置における制御方法は、像担持体と、像担持体上に帯電領域を形成する帯電部と、像担持体にトナー像を形成する現像部と、像担持体のトナー像を除去するクリーニング部と、を有するプロセスカートリッジと着脱可能に構成された画像形成装置における制御方法であって、プロセスカートリッジは、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、が一体化された基板を有してなり、画像形成装置は、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、を制御する制御部を有してなる制御基板を、プロセスカートリッジの近傍に配置してなり、制御部は、表面電位検出部の電源電圧を、所定のタイミングで行う画像形成制御時にのみ供給するように制御することを特徴とするものである。   Further, the control method in the image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a charging unit that forms a charged region on the image carrier, a developing unit that forms a toner image on the image carrier, and an image carrier. A control method in an image forming apparatus configured to be detachable from a process cartridge having a cleaning unit that removes a toner image, wherein the process cartridge includes a high voltage generation unit that boosts a charging bias AC + DC and a developing bias DC, An image forming apparatus includes a substrate integrated with a surface potential detection unit that detects a surface potential of an image carrier, and includes a high voltage generation unit that boosts a charging bias AC + DC and a development bias DC, and an image carrier. A control substrate having a surface potential detection unit for detecting the surface potential of the body and a control unit for controlling the surface potential is disposed in the vicinity of the process cartridge. The power supply voltage of the potential detecting unit, and is characterized in that the control so that only supplied at the time of image formation control performed at a predetermined timing.

また、本発明にかかる制御方法は、制御部は、黒画像を形成する像担持体以外の他の色画像を形成する像担持体において表面電位検出エラーが検出されたと判断した場合に、黒画像のみでの印刷を可能とするように制御することを特徴とするものである。   In the control method according to the present invention, when the control unit determines that a surface potential detection error is detected in an image carrier that forms a color image other than the image carrier that forms a black image, It is characterized in that control is performed so that printing can be performed only with this.

本発明によれば、プロセスカートリッジが、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、が一体化された基板を有してなることで、像担持体の表面電位を正確に検出でき、尚かつ、画像形成装置全体としての部品点数を低減することが可能となる。   According to the present invention, the process cartridge has a substrate in which a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC and a surface potential detecting unit that detects the surface potential of the image carrier are integrated. As a result, the surface potential of the image carrier can be accurately detected, and the number of parts of the entire image forming apparatus can be reduced.

まず、図2を参照しながら、本実施形態における画像形成装置について説明する。   First, the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態における画像形成装置は、画像形成装置と着脱可能なプロセスカートリッジを搭載しており、そのプロセスカートリッジは、レーザ出力より潜像を作る感光体(3)と、帯電ローラ(19)と、感光体(3)表面の潜像部にトナーを付着させる現像部(5)と、感光体(3)の残トナーをクリーニングするドラムクリーニング部(14)と、感光体(3)の表面電位検出回路部(17)と、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCを昇圧する高圧生成部(15、16)と、を一体化した基板(18)と、を有し、画像形成装置は、表面電位検出回路部(17)と、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCを昇圧する高圧生成部(15、16)と、を制御する専用の制御部を設け、感光体(3)の表面電位検出の正確化、画像形成装置全体の部品点数の低減、レイアウトの最適化、高圧漏電流の低減、消費電力の低減、画像形成装置側の制御部の負荷低減、利用者の使用効率UPを図ることとする。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態における画像形成装置について説明する。   The image forming apparatus according to the present embodiment includes a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus. The process cartridge includes a photoconductor (3) that forms a latent image from a laser output, a charging roller (19), A developing unit (5) for attaching toner to a latent image portion on the surface of the photoconductor (3), a drum cleaning unit (14) for cleaning residual toner on the photoconductor (3), and a surface potential detection of the photoconductor (3). The image forming apparatus includes a circuit portion (17) and a substrate (18) integrated with a charging bias AC + DC and a high-voltage generating portion (15, 16) for boosting the developing bias DC. A dedicated control unit for controlling the unit (17) and the high-voltage generation unit (15, 16) for boosting the charging bias AC + DC and the developing bias DC, and detecting the surface potential of the photoconductor (3) accurately. Forming apparatus reduces the overall number of parts, layout optimization, reduction of the high pressure leakage flow, reduction of power consumption, the load reduction of the control unit of the image forming apparatus, and possible to use efficiency UP user. Hereinafter, an image forming apparatus according to this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、図1を参照しながら、本実施形態における画像形成装置について説明する。なお、図1は、本実施形態の画像形成装置の一例となるタンデム式の画像形成装置の全体構成を示したものである。   First, an image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the overall configuration of a tandem image forming apparatus as an example of the image forming apparatus of the present embodiment.

本実施形態における画像形成装置は、図1に示すように、Y(イエロ)、C(シアン)、M(マゼンダ)、K(ブラック)の4色の画像を形成するタンデム方式の画像形成装置である。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment is a tandem type image forming apparatus that forms four-color images of Y (yellow), C (cyan), M (magenta), and K (black). is there.

本実施形態における画像形成装置は、露光された原稿からの反射光を光電変換し、信号処理を行うスキャナー部(1)と、レーザにより照射されたレーザ光を、感光体(3)上に投影する書き込み部(2)と、書き込み部(2)のレーザ出力のPM、PWM変調により潜像を形成する感光体(3)と、を有している。   The image forming apparatus according to the present embodiment photoelectrically converts reflected light from an exposed document, and performs signal processing on the scanner unit (1) and projects laser light emitted by the laser onto the photosensitive member (3). And a photoconductor (3) that forms a latent image by PM and PWM modulation of the laser output of the writing unit (2).

また、感光体(3)の表面を一様に帯電させる帯電部(4)と、潜像が形成された感光体(3)にトナーを付着させる現像部(5)と、感光体(3)上に付着させたトナー像を転写紙に転写する転写部(中間転写ベルト)(6)と、を有する。   Further, a charging unit (4) for uniformly charging the surface of the photosensitive member (3), a developing unit (5) for attaching toner to the photosensitive member (3) on which the latent image is formed, and the photosensitive member (3). And a transfer portion (intermediate transfer belt) (6) for transferring the toner image adhered thereon onto the transfer paper.

また、給紙トレイを本体部(7)(片面機)と、給紙バンク(8)と、に備え、また、手差し給紙台(9)を本体部(7)に備える。   Further, a paper feed tray is provided in the main body (7) (single-sided machine) and a paper feed bank (8), and a manual paper feed tray (9) is provided in the main body (7).

また、搬送部(10)から送られてきた用紙に温度と圧力を加えて、トナーを用紙上に融着させるベルト定着ユニット(11)と、定着ローラ(12)と、加圧ローラ(13)と、を有する。   In addition, a belt fixing unit (11), a fixing roller (12), and a pressure roller (13) that apply temperature and pressure to the sheet sent from the transport unit (10) to fuse the toner onto the sheet. And having.

次に、図2を参照しながら、本実施形態の画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジについて説明する。   Next, a process cartridge mounted on the image forming apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態におけるプロセスカートリッジは、図2に示すように、レーザ出力より潜像を作る感光体(3)と、感光体(3)表面の潜像部にトナーを付着させる現像部(5)と、感光体(3)の表面に残ったトナーをクリーニングするドラムクリーニング部(14)と、を有して構成される。   As shown in FIG. 2, the process cartridge according to this embodiment includes a photoconductor (3) that creates a latent image from laser output, a developing unit (5) that attaches toner to a latent image portion on the surface of the photoconductor (3), and And a drum cleaning section (14) for cleaning the toner remaining on the surface of the photoreceptor (3).

なお、本実施形態におけるプロセスカートリッジは、帯電バイアスAC+DCを昇圧する帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)と、現像バイアスDCを昇圧する現像DCバイアス高圧生成部(16)と、感光体(3)の表面電位を検出する感光体表面電位検出部(17)と、を一体化した基板(18)を搭載して構成される。   The process cartridge according to the present embodiment includes a charging AC + DC bias high voltage generation unit (15) that boosts the charging bias AC + DC, a development DC bias high voltage generation unit (16) that boosts the development bias DC, and a photoconductor (3). A substrate (18) in which a photoconductor surface potential detection unit (17) for detecting the surface potential is integrated is mounted.

帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)は、帯電ローラ(19)と高圧ハーネス(22)を介して接続されており、現像DCバイアス高圧生成部(16)は、現像部(5)の現像ローラ(20)と高圧ハーネス(22)を介して接続されており、感光体表面電位検出部(17)は、感光体(3)近傍の感光体表面電位プローブ(21)と、高圧ハーネス(22)を介して接続されており、それぞれが最短の高圧ハーネス(22)を介して接続されている。   The charging AC + DC bias high voltage generator (15) is connected to the charging roller (19) via a high voltage harness (22), and the developing DC bias high voltage generator (16) is connected to the developing roller (5) of the developing unit (5). 20) and the high-voltage harness (22), and the photoconductor surface potential detector (17) connects the photoconductor surface potential probe (21) in the vicinity of the photoconductor (3) and the high-voltage harness (22). Are connected via the shortest high-voltage harness (22).

従来の画像形成装置は、感光体(3)の表面電位を検出する方法として、感光体表面電位プローブ(21)を感光体(3)近傍に設置し、表面電位検出回路基板を介して、感光体(3)の表面電位を検出している。   In the conventional image forming apparatus, as a method for detecting the surface potential of the photoconductor (3), the photoconductor surface potential probe (21) is installed in the vicinity of the photoconductor (3), and the photoconductor is exposed via the surface potential detection circuit board. The surface potential of the body (3) is detected.

表面電位検出回路基板は、レーザ出力より潜像を形成する感光体(3)と、感光体(3)表面の潜像部にトナーを付着させる現像部(5)と、感光体(3)の表面に残ったトナーをクリーニングするドラムクリーニング部(14)と、を備えたプロセスカートリッジ装置の外部にレイアウトされているため、感光体表面電位プローブ(21)と表面電位検出回路基板と、の間は必要以上に長い高圧ハーネスで構成されている。一方、帯電バイアスには、AC周波数成分があり、表面電位検出回路基板においては、音叉駆動周波数がある。このため、感光体表面電位プローブ(21)と、表面電位検出回路基板と、の間が必要以上に長い高圧ハーネスで構成されていると、帯電バイアスのAC周波数成分が、表面電位検出回路基板における音叉駆動周波数の整数倍で使用している場合は、高圧ハーネスを介して低周波のリップルが乗ってしまい、感光体(3)の表面電位を正確に検出することができなくなる。また、レーザ出力より潜像を作る感光体(3)と、感光体(3)表面の潜像部にトナーを付着させる現像部(5)と、感光体(3)の残トナーをクリーニングするドラムクリーニング部(14)と、を備えたプロセスカートリッジの外部に帯電バイアスAC+DCと、現像バイアスDCと、を昇圧している高圧生成部「帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)、現像DCバイアス高圧生成部(16)」をレイアウトしているため、各高圧ハーネスは必要以上に長くなり、各高圧出力の漏電流が大きくなる。また、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)、現像DCバイアス高圧生成部(16)、感光体表面電位検出部(17)と、の3つの基板で構成されている為、画像形成装置全体での部品点数が非常に多くなっている。   The surface potential detection circuit board includes a photosensitive member (3) that forms a latent image from a laser output, a developing unit (5) that attaches toner to a latent image portion on the surface of the photosensitive member (3), and a photosensitive member (3). The drum cleaning unit (14) for cleaning the toner remaining on the surface is laid out outside the process cartridge device, and therefore, the space between the photoreceptor surface potential probe (21) and the surface potential detection circuit board is between It consists of a high-voltage harness that is longer than necessary. On the other hand, the charging bias has an AC frequency component, and the surface potential detection circuit board has a tuning fork drive frequency. For this reason, if the photosensitive member surface potential probe (21) and the surface potential detection circuit board are configured with a high voltage harness that is longer than necessary, the AC frequency component of the charging bias is reduced in the surface potential detection circuit board. When used at an integral multiple of the tuning fork drive frequency, a low-frequency ripple rides through the high-voltage harness, making it impossible to accurately detect the surface potential of the photoreceptor (3). Further, a photosensitive member (3) for forming a latent image from a laser output, a developing unit (5) for attaching toner to a latent image portion on the surface of the photosensitive member (3), and a drum for cleaning residual toner on the photosensitive member (3). A high voltage generation unit “charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), development DC bias high voltage generation unit” boosting the charging bias AC + DC and the development bias DC outside the process cartridge including the cleaning unit (14). (16) "is laid out, each high-voltage harness becomes longer than necessary, and the leakage current of each high-voltage output increases. In addition, since the charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), the development DC bias high voltage generation unit (16), and the photoreceptor surface potential detection unit (17) are configured, the entire image forming apparatus is configured. The number of parts is very large.

しかしながら、本実施形態におけるプロセスカートリッジは、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)と、現像DCバイアス高圧生成部(16)と、感光体表面電位検出部(17)と、が一体化した基板(18)を、帯電ローラ(19)、現像部(5)の現像ローラ(19)、感光体表面電位プローブ(21)近傍にレイアウトすることにより、各高圧ハーネス(22)の線を最短にすることが可能となり、各高圧出力の漏電流、感光体(3)の表面電位のリップルを減少させることが可能となる。   However, the process cartridge according to this embodiment includes a substrate (18) in which a charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), a development DC bias high voltage generation unit (16), and a photoreceptor surface potential detection unit (17) are integrated. ) In the vicinity of the charging roller (19), the developing roller (19) of the developing unit (5), and the photoreceptor surface potential probe (21), the wires of each high-voltage harness (22) can be minimized. It becomes possible to reduce the leakage current of each high-voltage output and the ripple of the surface potential of the photoreceptor (3).

このため、帯電バイアスAC+DCを昇圧している帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)、現像バイアスDCを昇圧している現像DCバイアス高圧生成部(16)上での各高圧出力電圧に対する、帯電ローラ(19)上、現像部(5)の現像ローラ(19)上での各高圧出力電圧降下が減少することになる。また、感光体(3)の表面電位を正確に検出することが可能となる。   For this reason, a charging roller (15) for the high-voltage output voltage on the charging AC + DC bias high voltage generator (15) that boosts the charging bias AC + DC and the developing DC bias high voltage generator (16) that boosts the developing bias DC. 19) In addition, each high voltage output voltage drop on the developing roller (19) of the developing section (5) is reduced. In addition, the surface potential of the photoreceptor (3) can be accurately detected.

更に、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)と、現像DCバイアス高圧生成部(16)と、感光体表面電位検出部(17)と、を1枚の基板(18)にて構成できることから、画像形成装置全体の部品点数を低減することが可能となる。   Further, since the charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), the development DC bias high voltage generation unit (16), and the photoreceptor surface potential detection unit (17) can be configured by a single substrate (18), an image can be obtained. It is possible to reduce the number of parts of the entire forming apparatus.

このように、本実施形態における画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジは、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、が一体化された基板を有してなることで、感光体の表面電位を正確に検出でき、尚かつ、画像形成装置全体としての部品点数を低減することが可能となる。また、高圧漏電流を低減することが可能となる。   As described above, the process cartridge mounted on the image forming apparatus according to the present embodiment includes a high voltage generation unit that boosts the charging bias AC + DC and the development bias DC, a surface potential detection unit that detects the surface potential of the image carrier, By having the integrated substrate, it is possible to accurately detect the surface potential of the photoconductor, and to reduce the number of parts of the entire image forming apparatus. In addition, the high-voltage leakage current can be reduced.

次に、図3を参照しながら、図1に示す画像形成装置の画像形成部について説明する。なお、図3には、ブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)の4色の作像をタンデムに行うカラー画像形成装置を示す。   Next, the image forming unit of the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a color image forming apparatus that performs image formation in four colors of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) in tandem.

図3に示すように、本実施形態における画像形成装置は、感光体(30)と、感光体(30)にトナーを現像する現像ユニット(31)と、感光体(30)上に残った未転写トナーをクリーニングする感光体クリーニングユニット(34)と、を有し、現像ユニット(31)によって感光体(30)上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト(35)上に1次転写ローラ(33)により順次1次転写を行うことにより、カラー画像を形成するタンデム方式である。なお、転写ベルト(35)上には、2次転写ローラ(36)と、2次転写対抗ローラ(37)と、を有し、中間転写ベルト(35)上に形成されたトナー像を紙に転写する2次転写機構である。また、中間転写ベルト(35)上に残った未転写トナーをクリーニングする中間転写ベルトクリーニングユニット(38)を有する。   As shown in FIG. 3, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a photoconductor (30), a developing unit (31) that develops toner on the photoconductor (30), and an unremained image on the photoconductor (30). A photosensitive member cleaning unit (34) for cleaning the transfer toner, and a toner image formed on the photosensitive member (30) by the developing unit (31) is transferred onto the intermediate transfer belt (35) as a primary transfer roller. This is a tandem method in which a color image is formed by sequentially performing primary transfer according to (33). The transfer belt (35) has a secondary transfer roller (36) and a secondary transfer counter roller (37), and the toner image formed on the intermediate transfer belt (35) is printed on paper. This is a secondary transfer mechanism for transferring. Further, an intermediate transfer belt cleaning unit (38) for cleaning untransferred toner remaining on the intermediate transfer belt (35) is provided.

1次転写のプロセス方式は、−極性のトナー像と反極性である+極性のバイアスを1次転写ローラ(33)に印加することにより、感光体(30)上に形成されたトナー像を中間転写ベルト(35)の内側から引き寄せ、中間ベルト(35)上に転写する方式である。   In the primary transfer process, the toner image formed on the photosensitive member (30) is intermediately applied to the primary transfer roller (33) by applying a positive polarity bias that is opposite to the negative polarity toner image to the primary transfer roller (33). In this method, the toner is drawn from the inside of the transfer belt (35) and transferred onto the intermediate belt (35).

2次転写機構のプロセス方式は、2次転写ローラ(36)と、2次転写対抗ローラ(37)と、中間転写ベルト(35)と、を用いた押し出しバイアス方式である。中間転写ベルト上に転写された−極性のトナー像を、トナーと同極性である−極性のバイアスを2次転写ローラに印加することにより、中間転写ベルトの内側からトナーを押し出して紙転写する方式である。   The process method of the secondary transfer mechanism is an extrusion bias method using a secondary transfer roller (36), a secondary transfer counter roller (37), and an intermediate transfer belt (35). A system in which a negative polarity toner image transferred onto an intermediate transfer belt has the same polarity as the toner, and a negative polarity bias is applied to the secondary transfer roller to push the toner from the inside of the intermediate transfer belt and transfer the paper. It is.

本実施形態におけるカラー画像形成装置は、図3に示すように、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)と、現像DCバイアス高圧生成部(16)と、感光体表面電位検出部(17)と、を1枚に集約した基板(32)を、ブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)の各画像形成ユニットで各1枚ずつレイアウトすることになる。   As shown in FIG. 3, the color image forming apparatus according to the present embodiment includes a charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), a development DC bias high voltage generation unit (16), a photoreceptor surface potential detection unit (17), A single board (32) is laid out for each image forming unit of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y).

なお、本実施形態におけるプロセスカートリッジ(39)は、感光体(30)と、現像ユニット(31)と、感光体クリーニングユニット(34)と、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15),現像DCバイアス高圧生成部(16),感光体表面電位検出部(17)を1枚に集約した基板(32)と、を各色毎に一体化したプロセスカートリッジである。   In the present embodiment, the process cartridge (39) includes a photoconductor (30), a developing unit (31), a photoconductor cleaning unit (34), a charging AC + DC bias high voltage generator (15), and a developing DC bias high voltage. This is a process cartridge in which a generation unit (16) and a substrate (32) in which a photoreceptor surface potential detection unit (17) is integrated into one sheet are integrated for each color.

本実施形態におけるタンデム式のカラー画像形成装置は、上述したプロセスカートリッジを搭載することで、各色毎のプロセスカートリッジを共通で使用できることになり、プロセスカートリッジの組立性の向上を図ることが可能となると共に、コストダウンを図ることが可能となる。   In the tandem type color image forming apparatus according to the present embodiment, by mounting the process cartridge described above, the process cartridge for each color can be used in common, and the assemblability of the process cartridge can be improved. At the same time, the cost can be reduced.

次に、図4を参照しながら、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧している高圧生成部と、感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部と、を制御するための制御部の構成について説明する。なお、図4は、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧している高圧生成部と、感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部と、を制御するための制御部を持つ制御基板をレイアウトした画像形成装置の構成を示す図である。   Next, referring to FIG. 4, in order to control the high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC and the photoconductor surface potential detecting unit that detects the surface potential of the photoconductor. The configuration of the control unit will be described. FIG. 4 shows a control unit for controlling the high voltage generation unit that boosts the charging bias AC + DC and the development bias DC and the photoconductor surface potential detection unit that detects the surface potential of the photoconductor. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus in which a control board having a layout is arranged.

図4に示す制御基板は、各プロセスカートリッジ(39)にレイアウトされた帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)、現像DCバイアス高圧生成部(16)、感光体表面電位検出部(17)、を1枚に集約した基板(32)と、画像形成装置側の制御部と、のインタフェースを持つことになる。その詳細図を図5に示す。なお、図5は、画像形成装置本体側の制御部(51)と、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)、現像DCバイアス高圧生成部(16)、感光体表面電位検出部(17)を1枚に集約した基板(32)と、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCを昇圧している高圧生成部と感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部とを制御するための制御部(52)と、の関係を示している。   The control board shown in FIG. 4 includes a charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), a development DC bias high voltage generation unit (16), and a photoreceptor surface potential detection unit (17) laid out in each process cartridge (39). It has an interface between the substrate (32) gathered on the sheet and the control unit on the image forming apparatus side. A detailed view thereof is shown in FIG. FIG. 5 shows a control unit (51) on the image forming apparatus main body side, a charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), a development DC bias high voltage generation unit (16), and a photoreceptor surface potential detection unit (17). A control unit for controlling the substrate (32) gathered into one sheet, a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC, and a photoconductor surface potential detecting unit that detects the surface potential of the photoconductor. (52).

画像形成装置本体側の制御部(51)と、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧している高圧生成部と感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部とを制御するための制御部(52)と、は、図5に示すように、プログラムやデータを格納するROMと、ROMに格納されたプログラムやデータに従って演算機能等を実行するCPUと、CPUのワークエリアとして使用されるRAMと、を少なくとも有して構成される制御部である。   A control unit (51) on the image forming apparatus main body side, a high voltage generation unit that boosts the charging bias AC + DC and the development bias DC, and a photoconductor surface potential detection unit that detects the surface potential of the photoconductor are controlled. As shown in FIG. 5, the control unit (52) is a ROM that stores programs and data, a CPU that executes arithmetic functions in accordance with the programs and data stored in the ROM, and a work area for the CPU. A control unit configured to include at least a RAM to be used.

また、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)と、現像DCバイアス高圧生成部(16)と、感光体表面電位検出部(17)と、を1枚に集約した基板(32)は、ブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)の4色にて構成されている。   Further, the substrate (32) in which the charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), the development DC bias high voltage generation unit (16), and the photoreceptor surface potential detection unit (17) are integrated into one sheet is black (K ), Magenta (M), cyan (C), and yellow (Y).

感光体表面電位検出部(17)は、DC−DCコンバータと、絶縁トランスと、分圧バッファと、高圧発生回路と、ドロッパ制御回路と、同期検波回路と、積分回路と、交流増幅回路と、を有して構成される。   The photoreceptor surface potential detection unit (17) includes a DC-DC converter, an insulation transformer, a voltage dividing buffer, a high voltage generation circuit, a dropper control circuit, a synchronous detection circuit, an integration circuit, an AC amplification circuit, It is comprised.

帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)は、帯電ACドライブ回路と、帯電DCドライブ回路と、帯電AC駆動トランスと、帯電DC駆動トランスと、帯電DC出力電圧検出と、帯電Pk−Pk検出と、帯電AC出力電流検出と、を有して構成される。   The charging AC + DC bias high voltage generator (15) includes a charging AC drive circuit, a charging DC drive circuit, a charging AC driving transformer, a charging DC driving transformer, a charging DC output voltage detection, a charging Pk-Pk detection, AC output current detection.

現像DC高圧生成部(16)は、現像DCドライブ回路と、現像DC駆動トランスと、現像DC出力電圧検出と、を有して構成される。   The development DC high voltage generator (16) includes a development DC drive circuit, a development DC drive transformer, and a development DC output voltage detection.

図5に示すように、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)は、帯電ローラと接続するインタフェースを有し、現像DCバイアス高圧生成部(16)は、現像ローラと接続するインタフェースを有し、感光体表面電位検出部(17)は、感光体表面電位プローブと接続するインタフェースを有して構成される。   As shown in FIG. 5, the charging AC + DC bias high voltage generator (15) has an interface connected to the charging roller, and the development DC bias high voltage generator (16) has an interface connected to the developing roller. The body surface potential detector (17) is configured to have an interface connected to the photoreceptor surface potential probe.

感光体の表面電位は、感光体表面電位プローブ、感光体表面電位検出部(17)を介し、0〜5Vのアナログ電圧として、制御部(52)に帰還することになる。   The surface potential of the photosensitive member is fed back to the control unit (52) as an analog voltage of 0 to 5 V via the photosensitive member surface potential probe and the photosensitive member surface potential detecting unit (17).

なお、感光体の表面電位と、その感光体の表面電位を感光体表面電位検出部(17)を介して0〜5Vのアナログ電圧に変換された電圧と、の関係を図6に示す。図6に示すように、アナログ電圧は、感光体の表面電位の絶対量に比例した直線性なものとなる。   FIG. 6 shows the relationship between the surface potential of the photoconductor and the voltage obtained by converting the surface potential of the photoconductor into an analog voltage of 0 to 5 V via the photoconductor surface potential detector (17). As shown in FIG. 6, the analog voltage is linear in proportion to the absolute amount of the surface potential of the photoreceptor.

帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)と現像DCバイアス高圧生成部(16)とは、制御部(52)からのPWM信号を直接ドライブし、高圧出力を生成することになる。   The charging AC + DC bias high voltage generation unit (15) and the development DC bias high voltage generation unit (16) directly drive the PWM signal from the control unit (52) to generate a high voltage output.

なお、PWM信号のDUTYと高圧出力との関係を図7に示す。図7に示すように、高圧出力はPWM信号のDUTYに比例した直線性なものとなる。   The relationship between the DUTY of the PWM signal and the high voltage output is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the high voltage output has a linearity proportional to the DUTY of the PWM signal.

帯電AC、帯電DC、現像DC、はそれぞれPWM信号を独立に受け、帯電DCに関しては出力電圧、帯電ACに関してはPk−Pk電圧と出力電流、現像DCに関しては出力電圧を0〜5Vに変換したアナログ電圧を制御部(52)に帰還することになる。   The charging AC, the charging DC, and the development DC receive PWM signals independently, respectively, and the output voltage for the charging DC, the Pk-Pk voltage and output current for the charging AC, and the output voltage for the development DC are converted to 0 to 5V. The analog voltage is fed back to the control unit (52).

なお、出力電圧、電流と帰還電圧0〜5Vと、の関係を図8に示す。図8に示すように、帰還電圧0〜5Vは、高圧出力電圧、電流に比例した直線性なものとなる。   FIG. 8 shows the relationship between the output voltage and current and the feedback voltage 0 to 5V. As shown in FIG. 8, the feedback voltage 0 to 5 V is linear in proportion to the high-voltage output voltage and current.

帯電DCの出力電圧、帯電ACのPk−Pk電圧、現像DCの出力電圧は、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧している高圧生成部と感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部とを制御するための制御部(52)で帰還されたアナログ電圧を検出しながら、目標の出力電圧となる様にPWMのDUTYを可変することになる。   The output voltage of the charging DC, the Pk-Pk voltage of the charging AC, and the output voltage of the developing DC are a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC, and a photoconductor that detects the surface potential of the photoconductor. While detecting the analog voltage fed back by the control unit (52) for controlling the surface potential detection unit, the PWM DUTY is varied so as to be the target output voltage.

図5に示すような構成を構築することで、帯電バイアスAC+DC、現像バイアスDC、感光体の表面電位検出の制御で必要なPWMが計12本、ADが計20本の全てを制御部(52)で制御することが可能となる。   By constructing the configuration as shown in FIG. 5, the control unit (52) controls the charging bias AC + DC, the developing bias DC, and the PWM required for the control of the surface potential detection of the photosensitive member in total 12 and the AD 20 in total. ) Can be controlled.

一方、制御部(52)と、画像形成装置本体側の制御部(51)と、はUARTを介してシリアルにつながっている構成とする。   On the other hand, the control unit (52) and the control unit (51) on the image forming apparatus main body side are configured to be serially connected via the UART.

図5に示すような構成を構築することで、画像形成装置本体側の制御部(51)と、プロセスカートリッジ側の制御部(52)と、をシリアル通信のみのインタフェースの構成にすることが可能となり、画像形成装置本体の制御部(51)とのハーネス、ドロアコネクタの低減、画像形成装置本体側の制御部の負荷を低減することが可能となる。   By constructing the configuration as shown in FIG. 5, the control unit (51) on the image forming apparatus main body side and the control unit (52) on the process cartridge side can be configured as an interface only for serial communication. Thus, it is possible to reduce the harness and drawer connector with the control unit (51) of the image forming apparatus main body, and the load on the control unit on the image forming apparatus main body side.

次に、図9を参照しながら、制御部(52)の構成について説明する。なお、図9は、制御部(52)に、所定のタイミングにて行われるプロセスコントロール時のOFF/ONポートを設け、該設けたOFF/ONポートからの信号のレベルにより、感光体表面電位検出部に対し電源Vccを供給する構成を示している。なお、図9に示すように、プロセスコントロール時のOFF/ONポートからの信号をPr信号とする。   Next, the configuration of the control unit (52) will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the controller (52) is provided with an OFF / ON port at the time of process control performed at a predetermined timing, and the photoreceptor surface potential is detected based on the level of the signal from the provided OFF / ON port. The structure which supplies the power supply Vcc with respect to a part is shown. As shown in FIG. 9, a signal from the OFF / ON port at the time of process control is a Pr signal.

図9に示す制御部(52)は、プロセスコントロールON時に、Pr信号をLowレベルとし、プロセスコントロールOFF時に、Pr信号をHighレベルとする。感光体表面電位検出部に、Pr信号がLowレベルである時、電源Vccが供給され、Pr信号がHighレベルである時、電源Vccが供給されないことになる。これにより、プロセスコントロールON時のみ、感光体表面電位検出部(17)に電源Vccが供給されることになる。   The control unit (52) shown in FIG. 9 sets the Pr signal to the low level when the process control is ON, and sets the Pr signal to the high level when the process control is OFF. When the Pr signal is at the Low level, the power source Vcc is supplied to the photoconductor surface potential detection unit, and when the Pr signal is at the High level, the power source Vcc is not supplied. As a result, the power source Vcc is supplied to the photoconductor surface potential detection unit (17) only when the process control is ON.

従来、感光体の表面電位検出タイミングは、画像形成装置の所定のタイミングにて行われるプロセスコントロール時のみである。しかしながら、感光体表面電位検出部には常時電源Vccが供給されており、画像形成装置全体の消費電力の増加となっている。図9に示す構成にすることで、プロセスコントロール時のみ感光体表面電位検出部に対し電源Vccを供給することになり、画像形成装置全体の消費電力を低減することが可能となる。   Conventionally, the surface potential detection timing of the photoconductor is only during process control performed at a predetermined timing of the image forming apparatus. However, the power supply Vcc is always supplied to the photosensitive member surface potential detection unit, which increases the power consumption of the entire image forming apparatus. With the configuration shown in FIG. 9, the power supply Vcc is supplied to the photosensitive member surface potential detection unit only during process control, and the power consumption of the entire image forming apparatus can be reduced.

次に、図10を参照しながら、ブラック以外の感光体の表面電位検出部においてエラーが検出された場合に、ブラックモードのみコピア可能とする処理動作について説明する。   Next, with reference to FIG. 10, a description will be given of a processing operation that enables copier only in the black mode when an error is detected in the surface potential detection unit of a photoconductor other than black.

まず、制御部(52)は、プロセスコントロールを開始し(ステップS1)、プロセスコントロールを開始してからT2S(秒)後で、感光体の表面電位Vが、V1≦V≦V2を満たすか否かを判定する(ステップS2)。なお、V1、V2は、感光体の表面電位が仕様範囲内にあるかを判定するための電位であり、任意に設定することが可能である。   First, the control unit (52) starts process control (step S1), and after T2S (seconds) from the start of process control, whether or not the surface potential V of the photoreceptor satisfies V1 ≦ V ≦ V2. Is determined (step S2). V1 and V2 are potentials for determining whether the surface potential of the photoreceptor is within the specification range, and can be arbitrarily set.

制御部(52)は、感光体の表面電位Vが、V1≦V≦V2を満たすと判定した場合は(ステップS2/Yes)、再び、ステップS2の判定を行うことになる。そして、制御部(52)は、感光体の表面電位Vが、V1≦V≦V2を満たさないと判定した場合は(ステップS2/No)、表面電位検出エラーと判断し、その表面電位検出エラーと判断した感光体がブラック(K)の感光体か否かを判定することになる(ステップS3)。   When it is determined that the surface potential V of the photoconductor satisfies V1 ≦ V ≦ V2 (step S2 / Yes), the control unit (52) performs the determination in step S2 again. When it is determined that the surface potential V of the photoconductor does not satisfy V1 ≦ V ≦ V2 (No in step S2 /), the control unit (52) determines that the surface potential is detected, and the surface potential detection error is detected. It is determined whether the photoconductor determined to be a black (K) photoconductor (step S3).

制御部(52)は、表面電位検出エラーと判定した感光体がブラック(K)であると判定した場合は(ステップS3/Yes)、画像形成装置の制御を停止することになり(ステップS4)、表面電位検出エラーと判定した感光体がブラック(K)でないと判定した場合は(ステップS3/No)、プロセスコントロールを終了することになる(ステップS5)。   When the control unit (52) determines that the photoreceptor determined to be the surface potential detection error is black (K) (step S3 / Yes), the control of the image forming apparatus is stopped (step S4). If it is determined that the photoconductor determined as the surface potential detection error is not black (K) (No in step S3), the process control is terminated (step S5).

このように、ブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)の4色の作像をタンデムで行うカラー画像形成装置は、所定のタイミングにて行われるプロセスコントロール時に、感光体の表面電位を表面電位プローブ、感光体表面電位検出部を介して、制御部(52)において、感光体の表面電位が仕様範囲内にあるかを検出することになる。   As described above, a color image forming apparatus that performs image formation in four colors of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) in tandem is performed at the time of process control performed at a predetermined timing. The control unit (52) detects whether the surface potential of the photoconductor is within the specification range via the surface potential probe and the photoconductor surface potential detection unit.

上記判定により、制御部(52)において仕様範囲外と検出された場合には、ブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)の4色のどの感光体の表面電位が仕様範囲外であるかを検出することになる。   As a result of the above determination, if the controller (52) detects that the sensor is out of the specification range, the surface potential of any of the four color photoreceptors of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y). Will be detected if it is out of specification range.

そして、仕様範囲外を検出した色が、ブラック(K)の場合は、画像形成装置全体の動作を停止し、ブラック(K)以外の場合には、プロセスコントロールを終了し、ブラックモードのみコピア可能に制御することになる。但し、どの色の感光体の表面電位が仕様範囲外であるかは、画像形成装置に搭載される操作部上に表示させることとする。   If the color detected outside the specification range is black (K), the operation of the entire image forming apparatus is stopped. If the color is not black (K), the process control is terminated and only the black mode can be copied. Will be controlled. However, which color photoreceptor surface potential is out of the specification range is displayed on the operation unit mounted on the image forming apparatus.

これにより、感光体の表面電位検出にてブラック(K)以外においてエラー検出がされた場合にも、利用者がブラックモードでコピーを行うことが可能となる。   As a result, even when an error is detected other than black (K) in the surface potential detection of the photosensitive member, the user can perform copying in the black mode.

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment alone, and various modifications are made without departing from the gist of the present invention. Implementation is possible.

本発明にかかるプロセスカートリッジ及びそのプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に適用可能である。   The process cartridge and the image forming apparatus equipped with the process cartridge according to the present invention can be applied to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine.

本実施形態における画像形成装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 本実施形態におけるプロセスカートリッジの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the process cartridge in this embodiment. 本実施形態における画像形成装置の画像形成部を示す図である。2 is a diagram illustrating an image forming unit of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. FIG. 本実施形態における画像形成装置の画像形成部を示す第2の図であり、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧している高圧生成部と、感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部と、を制御するための制御部を有する制御基板を搭載した図である。FIG. 4 is a second diagram illustrating an image forming unit of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment, a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC, and a photoconductor that detects the surface potential of the photoconductor. It is the figure which mounted the control board which has a control part for controlling a surface potential detection part. 画像形成装置本体側の制御部(51)と、帯電AC+DCバイアス高圧生成部(15)、現像DCバイアス高圧生成部(16)、感光体表面電位検出部(17)を1枚に集約した基板(32)と、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCを昇圧している高圧生成部と感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部とを制御するための制御部(52)と、の関係を示す図である。A control unit (51) on the image forming apparatus main body side, a charging AC + DC bias high voltage generation unit (15), a development DC bias high voltage generation unit (16), and a photoreceptor surface potential detection unit (17) are integrated into a single substrate ( 32), and a control unit (52) for controlling the high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC and the photosensitive member surface potential detecting unit that detects the surface potential of the photosensitive member. It is a figure which shows a relationship. 感光体の表面電位と、その感光体の表面電位を感光体表面電位検出部(17)を介して0〜5Vのアナログ電圧に変換された電圧と、の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the surface potential of a photoconductor, and the voltage which converted the surface potential of the photoconductor into the analog voltage of 0-5V via the photoconductor surface potential detection part (17). PWM信号のDUTYと高圧出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between DUTY of a PWM signal, and a high voltage | pressure output. 出力電圧、電流と帰還電圧0〜5Vと、の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an output voltage and an electric current, and the feedback voltage 0-5V. 帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCを昇圧している高圧生成部と感光体の表面電位を検出している感光体表面電位検出部とを制御するための制御部(52)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control part (52) for controlling the high voltage production | generation part which pressure | voltage-rises charging bias AC + DC and developing bias DC, and the photoreceptor surface potential detection part which detects the surface potential of a photoreceptor. . ブラック以外の感光体の表面電位検出部においてエラーが検出された場合に、ブラックモードのみコピア可能とする処理動作を示すフロチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a processing operation in which only a black mode can be copied when an error is detected in a surface potential detection unit of a photoconductor other than black.

符号の説明Explanation of symbols

3 感光体
5 現像部
14 ドラムクリーニング部
15 帯電AC+DCバイアス高圧生成部
16 現像DCバイアス高圧生成部
17 感光体表面電位検出部
18 帯電AC+DCバイアス高圧生成部と現像DCバイアス高圧生成部と感光体表面電位検出部とを一体化した基板
19 帯電ローラ
20 現像ローラ
21 感光体表面電位プローブ
22 高圧ハーネス
30 感光体
31 現像ユニット
32 基板
33 1次転写ローラ
34 感光体クリーニングユニット
35 中間転写ベルト
36 2次転写ローラ
37 2次転写対抗ローラ
38 中間転写ベルトクリーニングユニット
39 プロセスカートリッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Photoconductor 5 Developing part 14 Drum cleaning part 15 Charge AC + DC bias high voltage generation part 16 Development DC bias high voltage generation part 17 Photoconductor surface potential detection part 18 Charge AC + DC bias high voltage generation part, Development DC bias high voltage generation part, and photoreceptor surface potential Substrate integrated with detection unit 19 Charging roller 20 Development roller 21 Photoconductor surface potential probe 22 High voltage harness 30 Photoconductor 31 Development unit 32 Substrate 33 Primary transfer roller 34 Photoconductor cleaning unit 35 Intermediate transfer belt 36 Secondary transfer roller 37 Secondary transfer counter roller 38 Intermediate transfer belt cleaning unit 39 Process cartridge

Claims (7)

像担持体と、前記像担持体上に帯電領域を形成する帯電部と、前記像担持体にトナー像を形成する現像部と、前記像担持体のトナー像を除去するクリーニング部と、を有するプロセスカートリッジであって、
前記プロセスカートリッジは、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、前記像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、が一体化された基板を有してなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
An image carrier, a charging unit that forms a charged region on the image carrier, a developing unit that forms a toner image on the image carrier, and a cleaning unit that removes the toner image on the image carrier. A process cartridge,
The process cartridge includes a substrate in which a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC and a surface potential detecting unit that detects the surface potential of the image carrier are integrated. Feature process cartridge.
請求項1記載のプロセスカートリッジを搭載したタンデム型の画像形成装置であって、
前記プロセスカートリッジは、前記画像形成装置と、着脱可能であり、前記プロセスカートリッジは、像を形成する複数の画像形成手段毎に設けられてなることを特徴とする画像形成装置。
A tandem type image forming apparatus equipped with the process cartridge according to claim 1,
The image forming apparatus, wherein the process cartridge is detachable from the image forming apparatus, and the process cartridge is provided for each of a plurality of image forming units for forming an image.
帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、前記像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、を制御する制御部を有してなる制御基板を、前記プロセスカートリッジの近傍に配置してなることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。   A control board having a control unit for controlling a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC and a surface potential detecting unit that detects the surface potential of the image carrier is provided on the process cartridge. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is arranged in the vicinity. 前記制御部は、
前記表面電位検出部の電源電圧を、所定のタイミングで行う画像形成制御時にのみ供給するように制御することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
The controller is
4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the power supply voltage of the surface potential detection unit is controlled to be supplied only at the time of image formation control performed at a predetermined timing.
前記制御部は、黒画像を形成する像担持体以外の他の色画像を形成する像担持体において表面電位検出エラーが検出されたと判断した場合に、前記黒画像のみでの印刷を可能とするように制御することを特徴とする請求項3または4記載の画像形成装置。   When the control unit determines that a surface potential detection error has been detected in an image carrier that forms a color image other than the image carrier that forms a black image, the control unit enables printing using only the black image. 5. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus is controlled as follows. 像担持体と、前記像担持体上に帯電領域を形成する帯電部と、前記像担持体にトナー像を形成する現像部と、前記像担持体のトナー像を除去するクリーニング部と、を有するプロセスカートリッジと着脱可能に構成された画像形成装置における制御方法であって、
前記プロセスカートリッジは、帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、前記像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、が一体化された基板を有してなり、
前記画像形成装置は、
帯電バイアスAC+DCと現像バイアスDCとを昇圧する高圧生成部と、前記像担持体の表面電位を検出する表面電位検出部と、を制御する制御部を有してなる制御基板を、前記プロセスカートリッジの近傍に配置してなり、
前記制御部は、
前記表面電位検出部の電源電圧を、所定のタイミングで行う画像形成制御時にのみ供給するように制御することを特徴とする制御方法。
An image carrier, a charging unit that forms a charged region on the image carrier, a developing unit that forms a toner image on the image carrier, and a cleaning unit that removes the toner image on the image carrier. A control method in an image forming apparatus configured to be detachable from a process cartridge,
The process cartridge includes a substrate in which a high voltage generation unit that boosts the charging bias AC + DC and the development bias DC and a surface potential detection unit that detects the surface potential of the image carrier are integrated.
The image forming apparatus includes:
A control board having a control unit for controlling a high voltage generating unit that boosts the charging bias AC + DC and the developing bias DC and a surface potential detecting unit that detects the surface potential of the image carrier is provided on the process cartridge. In the vicinity,
The controller is
A control method comprising controlling the power supply voltage of the surface potential detection unit to be supplied only during image formation control performed at a predetermined timing.
前記制御部は、黒画像を形成する像担持体以外の他の色画像を形成する像担持体において表面電位検出エラーが検出されたと判断した場合に、前記黒画像のみでの印刷を可能とするように制御することを特徴とする請求項6記載の制御方法。   When the control unit determines that a surface potential detection error has been detected in an image carrier that forms a color image other than the image carrier that forms a black image, the control unit enables printing using only the black image. The control method according to claim 6, wherein control is performed as follows.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012078558A (en) * 2010-10-01 2012-04-19 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device
JP2013003500A (en) * 2011-06-21 2013-01-07 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus and power source module

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