JP2007101948A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な方法で圧電トランス式高圧電源装置の出力不良を防止し、常に安定した画像形成を可能とする画像形成装置の提供。
【解決手段】圧電トランス式高圧電源装置からの出力電圧が印加される電圧印加部材と、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加するタイミングを制御する印加タイミング制御手段とを有し、前記電圧印加部材が対象物に対し当接状態と離間状態とに切替可能な画像形成装置において、電圧印加部材の当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降に電圧印加部材に出力電圧を印加する場合、当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降において、圧電トランス式高圧電源装置は電圧を出力していない状態を経てから電圧印加部材に電圧を印加するように、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧の印加タイミングを制御することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】圧電トランス式高圧電源装置からの出力電圧が印加される電圧印加部材と、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加するタイミングを制御する印加タイミング制御手段とを有し、前記電圧印加部材が対象物に対し当接状態と離間状態とに切替可能な画像形成装置において、電圧印加部材の当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降に電圧印加部材に出力電圧を印加する場合、当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降において、圧電トランス式高圧電源装置は電圧を出力していない状態を経てから電圧印加部材に電圧を印加するように、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧の印加タイミングを制御することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真プロセスを用い、圧電トランス式高圧電源装置を画像形成用に使用した画像形成装置に関するものである。
電子写真プロセス方式の画像形成装置において、転写部などの画像形成に係わる直流バイアス高電圧電源として、高圧電源装置の小型化・軽量化ひいては画像形成装置自体の小型化・軽量化が求められている。そして、これを行うため、巻線式の電磁トランスに変わり、薄型で軽量の高出力の圧電トランスを用いて高電圧を発生させることが検討されている。すなわち、セラミックを素材とした圧電トランスを用いることにより、電磁トランス以上の効率で高電圧を生成する事が可能となる。しかも、一次側および二次側間の結合に関係なく一次側と二次側の電極間の距離を離す事が可能となるので特別に絶縁の為にモールド加工する必要がないため、高圧発生装置を小型・軽量にできるという優れた特性が得られている。
圧電トランス式高圧電源の回路構成例について、図5を用いて説明する。ここに示す回路は、転写部に使用される高圧電源の一例であり、101は高圧電源の圧電トランス(圧電セラミックトランス)である。圧電トランス101の出力はダイオード102、103及び高圧コンデンサ104によって正電圧に整流平滑され負荷である転写ローラ(不図示)に供給される。出力電圧検出手段として、出力電圧は抵抗105、106、107によって分圧され、保護用抵抗108を介してオペアンプ109の非反転入力端子(+端子)に入力される。ここで抵抗105、106、107とコンデンサ115を図5に示すような構成とすることにより、フィルタ回路として機能しており、抵抗とコンデンサの部品定数によって決まる回路時定数により出力電圧検出信号Vsnsがオペアンプ109に入力される。他方、出力電圧設定手段として、オペアンプ109の反転入力端子(−端子)には抵抗114を介してDCコントローラ201からアナログ信号である高圧電源の出力電圧設定信号Vcontが入力される。ここでオペアンプ109と抵抗114とコンデンサ113を図5に示すような構成とすることにより、積分回路として機能しており、抵抗とコンデンサの部品定数によって決まる積分時定数により出力電圧設定信号Vcontがオペアンプ109に入力される。また、オペアンプ109の出力端は電圧制御発振器110に接続され、その出力端がインダクタ112に接続されたトランジスタ111を駆動することで、圧電トランスの一次側に電源を供給する。
また、圧電トランスの出力電圧−駆動周波数の特性は一般的に図6に示すような共振周波数f0において出力電圧が最大となるような裾広がりな形状をしており、この特性を利用して周波数による出力電圧の制御が可能である。出力電圧設定信号Vcontにより出力電圧の増減を行う場合、出力電圧設定信号Vcontと出力電圧検出信号Vsnsの比較を行う。その結果の電圧値が電圧制御発振器110に入力され、周波数変換(V−F変換)され、その周波数を用いて圧電トランスが駆動される。圧電トランスの出力電圧を増加させる場合は駆動周波数を高い方から低い方へ、出力電圧を減少させる場合は駆動周波数を低い方から高い方へ変化させることで出力電圧の制御が可能となる。
特開平11−206113号公報
しかしながら従来の技術では、圧電トランス式高圧電源からの電圧を印加する電圧印加部材の当接や離間を行った際に発生する電気的な負荷変動により、圧電トランス式高圧電源が制御不能状態に陥り、所望の高圧出力を出力できなくなる場合があった。電気的な負荷が変化した時の圧電トランスの出力電圧−駆動周波数特性を示す図9を用いて以下に説明する。
圧電トランスの出力電圧−駆動周波数特性は、電気的な負荷が増大すると、圧電トランスの先鋭度Qが低下し、また共振周波数も低下する性質を有しており、図中の曲線aから曲線bに変わる。この時、電圧制御発振器110からの駆動周波数がf1のままであると出力電圧がEdc低下するので、出力電圧を維持するために駆動周波数は低くなってf2となる。ここで再び増大した電気的な負荷が急に元に戻った場合、圧電トランスの出力電圧−駆動周波数特性は再び曲線bから曲線aに戻る。この時、一度低下した駆動周波数f2が曲線aの共振周波数f0aよりも下回ると、圧電トランスの出力電圧−駆動周波数特性の関係が反転してしまう。すると、曲線bから曲線aに戻った際に低下した出力電圧を増やすために駆動周波数はf2よりもさらに低下し、最終的に下限値に張り付いたままとなり、制御不能状態に陥ってしまう。このように急激な負荷変動を受けると、圧電トランス式高圧電源から所望の高圧出力を出せなくなってしまう場合があった。
先に述べた急激な負荷変動は、装置の使用環境や部材の抵抗等にもよるが、電気的にショートやオープンとなる電圧印加部材の当接や離間動作を行う際に発生しやすい。具体的な例としては、現像ローラや転写ローラの感光ドラムへの当接動作や離間動作が挙げられる。このような圧電トランス式高圧電源装置の出力不良の結果、所望のバイアスを印加できずに、画像不良が発生してしまう問題があった。
(本発明の目的)
本発明は上記課題を解決するものであり、簡易な方法で圧電トランス式高圧電源装置の出力不良を防止し、常に安定した画像形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。
本発明は上記課題を解決するものであり、簡易な方法で圧電トランス式高圧電源装置の出力不良を防止し、常に安定した画像形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係わる第一の発明では、
圧電トランス、圧電トランス駆動周波数の発生手段、出力電圧設定手段、出力電圧検出手段、及び出力電圧検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの出力電圧設定信号により出力電圧を比較制御する出力制御手段を備え、前記出力電圧設定手段の設定値に従って圧電トランス駆動周波数を制御可能な圧電トランス式高圧電源装置と、圧電トランス式高圧電源装置からの出力電圧が印加される電圧印加部材と、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加するタイミングを制御する印加タイミング制御手段とを有し、前記電圧印加部材が対象物に対し当接状態と離間状態とに切替可能な画像形成装置において、
電圧印加部材の当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降に電圧印加部材に出力電圧を印加する場合、当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降において、圧電トランス式高圧電源装置は電圧を出力していない状態を経てから電圧印加部材に電圧を印加するように、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧の印加タイミングを制御することを特徴とするものである。
圧電トランス、圧電トランス駆動周波数の発生手段、出力電圧設定手段、出力電圧検出手段、及び出力電圧検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの出力電圧設定信号により出力電圧を比較制御する出力制御手段を備え、前記出力電圧設定手段の設定値に従って圧電トランス駆動周波数を制御可能な圧電トランス式高圧電源装置と、圧電トランス式高圧電源装置からの出力電圧が印加される電圧印加部材と、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加するタイミングを制御する印加タイミング制御手段とを有し、前記電圧印加部材が対象物に対し当接状態と離間状態とに切替可能な画像形成装置において、
電圧印加部材の当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降に電圧印加部材に出力電圧を印加する場合、当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降において、圧電トランス式高圧電源装置は電圧を出力していない状態を経てから電圧印加部材に電圧を印加するように、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧の印加タイミングを制御することを特徴とするものである。
また、画像形成装置は、担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、静電潜像にトナー像を形成する現像手段、トナー像を転写材に転写する転写手段、トナー像を転写された被転写部材にトナーを加熱定着させる定着手段を備え、前記圧電トランス式高圧電源装置は、前記潜像形成手段、現像手段、転写手段の少なくとも一つに対し高圧電圧を印加することができる。
また、転写材を静電吸着搬送させるベルト搬送手段を有し、転写材をベルト搬送手段へ静電吸着させるために転写材を帯電させる吸着手段を有する画像形成装置において、前記圧電トランス式高圧電源装置を吸着手段に対し高圧電圧を印可することができる。
本発明に係わる第二の発明では、電圧印加部材の当接状態から離間状態へ、もしくはその逆への遷移中において、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加しないことを特徴とする。
本出願に係る第一の発明によれば、圧電トランス式高圧電源装置の出力不良による画像不良を簡易な方法で防止することができる。よって、常に安定した画像形成を可能とする圧電トランス式高圧電源装置を用いた画像形成装置の提供が可能となる。
本出願に係わる第二の発明によれば、圧電トランス式高圧電源装置の出力不良そのものを簡易な方法で防止することができる。よって、圧電トランス式高圧電源装置からの高圧出力の安定性をさらに高めることができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
以下、本発明に係わる第一の発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図3は本実施例の画像形成装置の一例で有るカラーレーザプリンタの横断面模式図である。レーザプリンタ401は転写材としての記録紙Pを収納するデッキ402を有し、デッキ402内の記録紙Pの有無を検知するデッキ紙有無センサ403、デッキ401から記録紙Pを繰り出すピックアップローラ404を有する。そして、前記ピックアップローラ404によって繰り出された記録紙Pを搬送するデッキ給紙ローラ405、前記デッキ給紙ローラ405と対をなし、記録紙Pの重送を防止するためのリタードローラ406が設けられている。そして、デッキ給紙ローラ405の下流には記録紙Pを同期搬送するレジストローラ対407、前記レジストローラ対への記録紙Pの搬送状態を検知するレジ前センサ408が配設されている。
またレジストローラ対407の下流には静電吸着搬送転写ベルト(以下ETBと記す)409が配設されている。前記ETB409上には、記録紙PをETB409上に静電吸着させるための吸着手段として吸着ローラ500が配設されている。前記ETB409上には後述する4色(イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックB)分のプロセスカートリッジ410Y、410M、410C、410Bとスキャナユニット420Y、420M、420C、420Bからなる画像形成部を有する。この画像形成部によって形成された画像が転写ローラ430Y、430M、430C、430Bによって順次重ね合わされることによりカラー画像が形成され記録紙P上に転写搬送される。ここで転写ローラ430は、後述の圧電トランス式高圧電源装置から電圧を印加される電圧印加部材として機能する。また、各転写ローラ430は、ETB409を介してそれぞれの色のプロセスカートリッジ410に備わっている感光ドラム305に当接もしくは離間可能に配されている。
さらに下流には記録紙P上に転写されたトナー像を熱定着するための定着装置として、内部に加熱用のヒータ432を備えた定着部材である定着スリーブ433と加圧手段で有る加圧ローラ434との対、定着スリーブ433からの記録紙Pを搬送するための、定着排紙ローラ対435、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ436が配設されている。
また、前記各スキャナユニット420には、後述するビデオコントローラ440から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット421、各レーザユニット421からのレーザ光を各感光ドラム305上に走査するためのポリゴンミラー422とスキャナモータ423、結像レンズ群424より構成されている。そして、前記各プロセスカートリッジ410には公知の電子写真プロセスに必要な感光ドラム305、帯電ローラ303と現像ローラ302、トナー格納容器411を具備しており、レーザプリンタ401に対して着脱可能に構成されている。さらに、前記ビデオコントローラ440はパーソナルコンピュータ等の外部装置441から送出される画像データを受け取ると前記画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
また、201はレーザプリンタ401の制御部であるDCコントローラである。DCコントローラ201は、RAM207a、ROM207b、タイマ207c、デジタル入出力ポート207d、D/Aポート207e、A/Dポート207fを備えたMPU(マイクロコンピュータ)207、及び不図示の各種入出力制御回路等で構成される。
さらに、202は高圧電源部であり、各プロセスカートリッジ410に対応した帯電高圧電源(不図示)、現像高圧電源(不図示)と、各転写ローラ430に対応した高圧を出力可能な圧電トランスを使用した転写高圧電源とで構成されている。先のDCコントローラ201は、これらの各高圧電源からの電圧を印加するタイミングを制御する印加タイミング制御手段として機能する。
次に本実施例の圧電トランス式高圧電源の構成を図4のブロック図に基づいて説明する。なお、本発明に係わる高圧電源構成は、正電圧、負電圧どちらの出力回路に対しても有効であるため、ここでは代表的に正電圧を必要とする転写高圧電源について説明を行う。また、転写高圧電源は各転写ローラ430Y、430M、430C、430Bに対応し、4回路設けられているが、回路構成は各回路とも同じであるため、図4では1回路のみの説明を行う。
制御ユニットであるDCコントローラ201に搭載されたMPU(マイクロコンピュータ)207からD/A端子207eを通し、出力電圧設定信号Vcontが出力され、高圧電源202上に設けられたオペアンプ等により構成される積分回路(比較回路)203に入力される。入力電圧は電圧制御発振器(VCO回路)110を介して周波数に変換され、その周波数によりスイッチング回路204が駆動される。これにより、圧電トランス(圧電セラミックトランス)101は動作し、素子の周波数特性及び昇圧比に応じた電圧を出力する。トランス出力は整流回路205により正電圧に整流平滑され、高圧出力Vout208にて負荷である転写ローラ(不図示)に高電圧が供給される。一方、整流後の電圧はフィードバック回路(検出回路)206を介して比較回路203に帰還され出力電圧検出信号Vsnsが出力電圧設定信号Vcontと同電位になるように制御が行われる。
次に、図5を用いて実際の圧電トランス式高圧電源回路について説明する。出力電圧設定手段として、オペアンプ109の反転入力端子(−端子)には直列抵抗114とコンデンサ113を介してDCコントローラ201から高圧電源の設定信号Vcontが入力される。他方、出力電圧検出手段として、出力電圧は抵抗105、106、107によって分圧され、コンデンサ115及び保護用抵抗108を介してオペアンプ109の非反転入力端子(+端子)に出力電圧検出信号Vsnsが入力される。オペアンプ109の出力端は電圧制御発振器(VCO)110に接続され、この電圧制御発振器110の出力端はトランジスタ111のベースに接続される。トランジスタ111のコレクタはインダクタ112を介して電源(+24V)に接続されていると同時に、圧電トランス101の一次側電極の一方に接続される。圧電トランス101の出力はダイオード102、103及び高圧コンデンサ104によって正電圧に整流平滑され負荷である電圧印加部材としての転写ローラ(不図示)に供給される。
ここで、圧電トランス101の駆動周波数に対する出力電圧の特性を図6に示す。同図に示すように、共振周波数f0において出力電圧が最大となり、周波数による出力電圧の制御が可能であることが判る。なお、規定出力電圧Edc出力時の駆動周波数をfxとする。また、電圧制御発振器(VCO)110は入力電圧が上がると出力周波数は上がり、入力電圧が下がると出力周波数は下がるような動作を行うものとする。この条件において、圧電トランス101の出力電圧Edcが上がると、抵抗105を介してオペアンプ109の非反転入力端子(+端子)の入力電圧Vsnsも上がり、オペアンプ109の出力端子の電圧は上がる。つまり、電圧制御発振器110の入力電圧が上がるので、圧電トランス101の駆動周波数も上がる。従って、圧電トランス101は駆動周波数fxより少し高い周波数で駆動され、この駆動周波数が上がることにより圧電トランス101の出力電圧は下がる。その結果、出力電圧を下げる方向に制御を行われることとなる。すなわち、この回路は負帰還制御回路を構成している。
一方、出力電圧Edcが下がると、オペアンプ109の入力電圧Vsnsも下がり、オペアンプ109の出力端子の電圧は下がる。つまり、電圧制御発振器110の出力周波数が下がるので、圧電トランス101は出力電圧を上げる方向に制御が行われることとなる。このように、オペアンプ109の反転入力端子(−端子)に入力されるDCコントローラ201からの出力電圧設定信号Vcontの電圧(設定電圧:以下、この設定電圧もVcontで表す)で決定される電圧に等しくなるよう、出力電圧が定電圧制御される。
本実施例の特徴である、DCコントローラ201からオペアンプ109の反転入力端子(−端子)に入力される出力電圧設定信号Vcontと、出力電圧を検出しオペアンプ109の非反転入力端子(+端子)に入力される出力電圧検出信号Vsnsを構成する回路について詳細に説明する。まず、出力電圧の設定信号Vcontについては、オペアンプ109と抵抗114とコンデンサ113を図5のように構成することにより、積分回路として機能しており、抵抗114とコンデンサ113の部品定数によって決まる時定数Tcontによって設定信号Vcontはオペアンプ109に入力される。ここで、抵抗114の抵抗値が大きいほど、時定数Tcontは大きくなる。同様に、コンデンサ113の容量が大きいほど、時定数Tcontは大きくなる。また、出力電圧検出信号Vsnsについては、抵抗105,106,107とコンデンサ115によるフィルタ回路が構成されている。そして、抵抗105,106,107とコンデンサ115の部品定数によって決まる時定数Tsnsによって出力電圧検出信号Vsnsはオペアンプ109に入力される。このとき、
Tcont>Tsns
Tcont=R114×C113
Tsns =Rs×C115
ただし、RsはR105,R106,R107の合成抵抗
となるように、抵抗114とコンデンサ113の定数、及び抵抗105,106,107とコンデンサ115の定数を決定することにより、発振のない制御が可能となる。すなわち、Tsnsの方の時定数が小さく、立ち上がりが早いことでフィードバック制御が正常に発振なく動作することが可能となる。
Tcont>Tsns
Tcont=R114×C113
Tsns =Rs×C115
ただし、RsはR105,R106,R107の合成抵抗
となるように、抵抗114とコンデンサ113の定数、及び抵抗105,106,107とコンデンサ115の定数を決定することにより、発振のない制御が可能となる。すなわち、Tsnsの方の時定数が小さく、立ち上がりが早いことでフィードバック制御が正常に発振なく動作することが可能となる。
次に転写ローラの当接離間動作について説明する。
本実施例の画像形成装置の転写ローラは、感光ドラムに対しETBを介して当接状態と離間状態とに切り替えることが可能である。図7は、各色の画像形成部における感光ドラム305と転写ローラ430の当接もしくは離間状態を示す横断面模式図である。本実施例では、各色の画像形成部の当接状態と離間状態の組み合わせから、3種類の状態に切り替えることができる。図7(a)に示す状態は、4色全ての画像形成部において、転写ローラ430と感光ドラム305が当接状態にある。この状態は、主に4色全ての色を必要とするフルカラー画像を印刷する時や、ETB409上に付着したトナーを静電的にクリーニングする時に用いられる。図7(b)に示す状態は、ブラックの画像形成部においてのみ、転写ローラ430Bと感光ドラム305Bが当接状態にあり、これ以外の画像形成部においては、転写ローラ430Y,430M,430Cと感光ドラム305Y,305M,305Cは離間状態にある。この状態は、ブラックのみを必要とするモノクロ画像を印刷する時に用いられる。モノクロモードで必要ない色のステーションにおいて、感光ドラムと転写ローラを離間状態にすることにより、感光ドラムや現像ローラを回転駆動させる必要がないので、感光ドラムを含む現像装置やETBを含む転写装置の劣化を抑制することができる。図7(c)に示す状態は、4色全ての画像形成部において、転写ローラ430と感光ドラム305が離間状態にある。この状態は、例えば現像装置内に溜まった劣化トナーを感光ドラム305上に吐き出してクリーニング装置により廃トナー容器へ回収する際にETB409をトナーで汚す畏れが無いため、ETB409のクリーニングを実行せずに済むといったメリットを有する。
以上に説明した各色の画像形成部における転写ローラ430の当接離間状態を表1にまとめた。
表1において、図7(a)に示す全当接状態をP1、図7(b)に示すブラックのみ当接状態をP2、図7(c)に示す全離間状態をP3と称すこととする。本実施例の構成では、転写ローラ430の当接離間状態は、P1、P2、P3の順に順次不可逆に切り替える仕組みとなっている。なおP3の次はP1に戻る。
転写ローラ430の当接離間状態の切り替え動作は、モノクロ画像形成モードからフルカラー画像形成モードもしくはその逆へ画像形成モードを切り替えたり、劣化トナー吐き出し等といったETBを汚さずにOPC上にトナーを付着させる時や、ETBを静電クリーニングする時などに発生する。本体を停止させることなく、このような転写ローラ430の当接離間状態を切り替えることにより、画像形成動作のダウンタイムを短縮することができる。
次に本発明の特徴である圧電トランス式高圧電源からの高圧出力の印加タイミングについて、モノクロ画像形成モードからフルカラー画像形成モードへの切り替え時における転写ローラの当接離間動作とバイアス印加タイミングを例にとって説明する。
モノクロ画像形成モードからフルカラー画像形成モードへ切り替えるにあたり、転写ローラの当接離間状態は、表1に示すP2状態からP3状態を経てP1状態に移行する。すなわちブラックの画像形成部における転写ローラの動作としては、当接状態から一旦離間状態を経て再び当接状態に移行するため、離間動作と当接動作が必要となる。一方、イエロー、マゼンダ、シアンの画像形成部における転写ローラの動作としては、離間状態から当接状態に移行するため、当接動作が必要となる。
始めに、ブラックの画像形成部における転写ローラの動作について説明する。図1は、ブラックの画像形成部における転写ローラの当接離間状態と、転写バイアス印加タイミング、記録紙の通過タイミングを時系列で示したタイミングチャートである。図中の「Tr_cont」は実際の転写ローラの感光ドラムに対する当接離間状態を示す。また、「Tr_bias」は圧電トランス式高圧電源から転写ローラへのバイアス印加タイミングを示す。さらに、「Tr_media」はETBを介して転写ローラと感光ドラムが形成する転写ニップ部における記録紙の有無、すなわち記録紙の通過タイミングを示すものである。
図中のタイミングt0は、モノクロ画像形成モードで転写ニップ通過中の記録紙に転写バイアスを印加して転写を行っている状態を示している。
次に、記録紙後端が転写ニップを通過したタイミングt1以降において、モノクロ画像形成モードからフルカラー画像形成モードへ切り替えるための転写ローラの当接離間動作が可能となる。ここでは、記録紙後端が確実に転写ニップを抜けた後で当接離間動作を実行するために、タイミングt1よりも後ろのタイミングt2で、転写ローラの当接離間動作を開始させている。
この転写ローラの当接離間動作は、タイミングt3で完了する。転写ローラが当接状態や離間状態へ遷移中であるタイミングt2からタイミングt3の間では、転写ローラを含む高圧回路が電気的に開いたり閉じたりするため、圧電トランス式高圧電源に大きな電気的な負荷変動が生じる。このため、圧電トランスの出力電圧−駆動周波数特性が変動し、駆動周波数が共振周波数よりも低周波域に入り、圧電トランス式高圧電源装置が制御不能に陥ってしまう場合があった。圧電トランス式高圧電源装置は、一度制御不能に陥ってしまうとそのままでは正常状態に復帰できず、その後の画像形成において転写不良が発生してしまうといった問題があった。
そこで本実施例においては、転写ローラの当接離間動作が完了するタイミングt3以降において、圧電トランス式高圧電源の電圧制御発振器の動作を停止させ、高圧出力を停止するOFF状態を設ける。これにより、タイミングt3で圧電トランス式高圧電源が制御不能状態に陥っていたとしても、電圧制御発振器がリセットされるため、再びONした時に圧電トランス式高圧電源を正常な状態に復帰させることができる。再びONするt4のタイミングは、電気的負荷変動が安定した状態で行う必要があるため、転写ローラの当接離間動作が完了するt3よりも後ろのタイミングとする必要がある。また圧電トランス式高圧電源の電圧制御発振器の動作を停止させるOFFタイミングは、図1に示すように当接離間動作が完了するタイミングt3に限るものではなく、高圧電源を再度ONするタイミングt4よりも前であれば良い。
圧電トランス式高圧電源装置は、巻き線電磁トランス式高圧電源装置などに比べて、0Vからのバイアスの立上げに時間を要することがあるので、図中のタイミングt5を調整して圧電トランス式高圧電源の立上げ時間Tpreを設けておくと良い。
高圧電源が立ち上がるタイミングt5から記録紙先端が転写ニップに到達するタイミングt6までの時間Tintは、転写ローラにバイアスを印加して抵抗検知をしたり、転写バイアスON時のドラムメモリを避けるために少なくともドラム1周以上前にはバイアスを印加したりするなどの時間に当てることができる。また途中に転写バイアスを印加しない状態を設けても良い。
次に、一方のマゼンダ、シアン、イエローの画像形成部における転写ローラの動作について説明する。これら3色の画像形成部における転写ローラの当接離間動作は表1に示すように同一であるので、ここではイエローの画像形成部を例にとって説明する。
図2は、図1と同様に、イエローの画像形成部における転写ローラの状態と転写バイアス、記録紙の通過タイミングを時系列で示した図である。
これらの色の画像形成部では、先に説明したブラックの画像形成部とは異なり、転写ローラは離間状態から当接状態への遷移となる。よって、タイミングt0ではモノクロ画像形成モードなので、転写ローラに転写バイアスは印加されていない。
転写ローラの当接状態への遷移は、記録紙後端が転写ニップを抜けるタイミングt11以降において実行可能となる。本実施例では、記録材紙後端が最後のブラックの画像形成部を抜けるタイミングt2を過ぎたタイミングt12で転写ローラの当接動作を開始させている。
転写ローラの当接動作はt13の時点で完了する。フルカラー画像形成モードに移行してからの転写バイアスのONタイミングは、実施例1で説明したように電気的負荷変動が安定した状態で行う必要があるため、転写ローラの当接動作が完了するタイミングt13以降とする必要がある。本実施例では、タイミングにマージンを考慮し、確実に転写ローラの当接動作が完了しているタイミングt14で転写バイアスをONしている。
図中のタイミングt15については、ブラックの画像形成部と同様に、圧電トランス式高圧電源の立上げ時間Tpreを設けておくと良い。また、タイミングt15からt16までの時間Tintは、転写ローラに転写バイアスを印加して抵抗検知をしたり、転写バイアスON時のドラムメモリを避けるために少なくともドラム1周以上前にはバイアスを印加したりするなどの時間に当てることができる。また途中に転写バイアスを印加しない時間を設けても良い。
従来例として図10に示すように、モノクロ画像形成モードからフルカラー画像形成モードへのモード切替時において、ブラックの画像形成部の転写ローラに転写バイアスを印加したままのシーケンスと、先に説明した図1に示す本発明に係る実施例1のシーケンスの両方において、モノクロとフルカラーの画像形成モード切り替えながら通紙耐久試験を行った。
従来例では、耐久の途中で正常なブラックの転写バイアスが正常に印加されず、ブラック画像成分が白抜けする転写不良が発生した。またこの転写不良は途中で正常状態に戻ることはなく、耐久試験終了まで発生し続けた。これに対し、本例のシーケンスでは転写不良の発生は皆無であり、安定して画像形成動作を行えることが確認できた。
以上、説明したように、圧電トランス式高圧電源からの出力電圧を印加するタイミングを制御することにより、圧電トランス式高圧電源装置の制御不能状態による出力不良状態を回避できる。
本実施例では転写部の画像形成に係わる高圧電源について説明したが、潜像形成手段、現像手段、吸着手段など他の画像形成に係る高圧電源についても同様に実施し効果を得ることが可能である。本実施例では画像形成装置の説明を、タンデム方式のカラー画像形成装置を例に説明したものの、高圧バイアスを用いた画像形成装置であれば他の方式の画像形成装置でも本発明の適用範囲となる。
本発明の第二の発明に係わる実施例2について説明を行う。実施例1で説明されている部分については、説明を省略する。
本発明の第二の発明に係わる実施例2では、圧電トランス式高圧電源の出力制御において、転写ローラの当接離間遷移中も圧電トランスからの高圧出力を印加しないことを特徴とする。
以下に、実施例1と同様に、フルカラー画像形成モードからモノカラー画像形成モードへのモード切替時における転写ローラの当接離間動作とバイアス印加タイミングを例にとって説明する。
図8は、ブラックの画像形成部における転写ローラの状態と転写バイアス、記録紙の通過タイミングを時系列で示した図である。本図は実施例1にて説明した図1に示す動作と概ね同様の動作であるが、転写バイアスのOFFタイミングが実施例1と異なっている。
転写ローラが当接状態や離間状態へ遷移中に、圧電トランス式高圧電源装置からの出力電圧が転写ローラに印加されていると、図9で説明したように電気的な負荷変動が大きく圧電トランスの出力電圧−駆動周波数特性が変動する。このため、圧電トランス式高圧電源装置が制御不能に陥りやすい。
そこで、少なくとも転写ローラの当接離間動作が開始されるタイミングt2から当接離間動作が完了するタイミングt3までの間は、転写バイアスをOFFするように制御する。電気的な負荷変動が大きい区間で、圧電トランス式高圧電源装置から電圧を出力させないことにより、制御不能状態の発生そのものを防止することができる。実施例2では、転写バイアスのOFFタイミングは、転写ローラの当接離間動作前に行う必要があるため、タイミングt2よりも早いタイミングt2aの時点としている。また再度ONするタイミングは、実施例1と同様に、電気的な負荷変動が安定する転写ローラ当接離間完了後のタイミングt4としている。
以上、説明したように、転写ローラの当接状態や離間状態への遷移中に、圧電トランスからの高圧出力を印加しないことにより、圧電トランス式高圧電源装置の高圧出力の安定性をさらに高めることができる。
101 圧電トランス
105,106,107,114 抵抗
113,115 コンデンサ
108 保護用抵抗
109 オペアンプ
110 電圧制御発振器(圧電トランス駆動周波数の発生手段)
201 DCコントローラ(印加タイミング制御手段)
202 高圧電源(圧電トランス式高圧電源装置)
206 フィードバック回路(検出回路)
207 MPU(マイクロコンピュータ)
208 高圧出力Vout
302 現像ローラ
303 帯電ローラ
305 感光ドラム
401 カラーレーザプリンタ(画像形成装置)
409 静電吸着搬送転写ベルト(ETB)
410 プロセスカートリッジ
420 スキャナユニット、スキャナ部
430 転写ローラ
440 ビデオコントローラ
500 吸着ローラ
P 記録紙(転写材)
105,106,107,114 抵抗
113,115 コンデンサ
108 保護用抵抗
109 オペアンプ
110 電圧制御発振器(圧電トランス駆動周波数の発生手段)
201 DCコントローラ(印加タイミング制御手段)
202 高圧電源(圧電トランス式高圧電源装置)
206 フィードバック回路(検出回路)
207 MPU(マイクロコンピュータ)
208 高圧出力Vout
302 現像ローラ
303 帯電ローラ
305 感光ドラム
401 カラーレーザプリンタ(画像形成装置)
409 静電吸着搬送転写ベルト(ETB)
410 プロセスカートリッジ
420 スキャナユニット、スキャナ部
430 転写ローラ
440 ビデオコントローラ
500 吸着ローラ
P 記録紙(転写材)
Claims (4)
- 圧電トランス、圧電トランス駆動周波数の発生手段、出力電圧設定手段、出力電圧検出手段、及び出力電圧検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの出力電圧設定信号により出力電圧を比較制御する出力制御手段を備え、前記出力電圧設定手段の設定値に従って圧電トランス駆動周波数を制御可能な圧電トランス式高圧電源装置と、圧電トランス式高圧電源装置からの出力電圧が印加される電圧印加部材と、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加するタイミングを制御する印加タイミング制御手段とを有し、前記電圧印加部材が対象物に対し当接状態と離間状態とに切替可能な画像形成装置において、
電圧印加部材の当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降に電圧印加部材に出力電圧を印加する場合、当接状態もしくは離間状態への切替動作完了以降において、圧電トランス式高圧電源装置は電圧を出力していない状態を経てから電圧印加部材に電圧を印加するように、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧の印加タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。 - 担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、静電潜像にトナー像を形成する現像手段、トナー像を転写材に転写する転写手段、トナー像を転写された被転写部材にトナーを加熱定着させる定着手段を備え、前記圧電トランス式高圧電源装置は、前記潜像形成手段、現像手段、転写手段の少なくとも一つに対し高圧電圧を印加することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 転写材を静電吸着搬送させるベルト搬送手段を有し、転写材をベルト搬送手段へ静電吸着させるために転写材を帯電させる吸着手段を備え、前記圧電トランス式高圧電源装置は、吸着手段に高圧電圧を印可することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 電圧印加部材の当接状態から離間状態へ、もしくはその逆への遷移中において、圧電トランス式高圧電源装置の出力電圧を電圧印加部材に印加しないことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005292562A JP2007101948A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005292562A JP2007101948A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007101948A true JP2007101948A (ja) | 2007-04-19 |
Family
ID=38028948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005292562A Withdrawn JP2007101948A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007101948A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012063597A (ja) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Brother Ind Ltd | 画像形成装置 |
US8676075B2 (en) | 2010-09-16 | 2014-03-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus for suppressing reverse transfer of images |
-
2005
- 2005-10-05 JP JP2005292562A patent/JP2007101948A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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