JP2008224861A - Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit - Google Patents

Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit Download PDF

Info

Publication number
JP2008224861A
JP2008224861A JP2007060345A JP2007060345A JP2008224861A JP 2008224861 A JP2008224861 A JP 2008224861A JP 2007060345 A JP2007060345 A JP 2007060345A JP 2007060345 A JP2007060345 A JP 2007060345A JP 2008224861 A JP2008224861 A JP 2008224861A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output voltage
output
piezoelectric transformer
voltage
image forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007060345A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Riichi Tsuchiya
利一 土谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2007060345A priority Critical patent/JP2008224861A/en
Publication of JP2008224861A publication Critical patent/JP2008224861A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric transformer system high voltage power unit with a control means for improving rising and falling characteristics of the piezoelectric transformer system high voltage power unit used for an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The image forming apparatus comprises: the piezoelectric transformer; a generation means of a piezoelectric transformer driving frequency; an output voltage setting means; an output detection means; and an output control means for controlling output voltage by a signal from the output detection means and a control signal from the output voltage setting means, wherein the piezoelectric transformer driving frequency is controlled according to a setting value of the output voltage setting means. The image forming apparatus is provided with a control means for once setting the output voltage to output voltage with a value larger than difference before and after setting the output voltage to set output voltage to be difference after elapse of fixed time or before and after detecting the output voltage to reset the output voltage when the output voltage is set. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特には画像形成装置に用いる圧電トランス式高圧電源装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process, and more particularly to a piezoelectric transformer type high voltage power supply device used in the image forming apparatus.

従来から知られている電子写真方式の画像形成装置において、感光体に転写部材を当接させて転写を行う直接転写方式を採る場合、転写部材には導電体の軸を持つローラ状の導電性ゴムを用い、感光体のプロセススピードに合わせ回転駆動させている。そして、転写部材に印加する電圧として、直流バイアス電圧を用いている。この時、直流バイアス電圧の極性は、通常のコロナ放電式の転写電圧と同じ極性である。   In a conventionally known electrophotographic image forming apparatus, when adopting a direct transfer method in which a transfer member is brought into contact with a photoconductor to perform transfer, the transfer member has a roller-like conductivity having a conductor shaft. Using rubber, it is driven to rotate according to the process speed of the photoreceptor. A DC bias voltage is used as the voltage applied to the transfer member. At this time, the polarity of the DC bias voltage is the same as that of a normal corona discharge transfer voltage.

しかし、こうした転写ローラを用いて良好な転写を行うためには、通常3kV以上の電圧(所要電流は数μA)を転写ローラに印加する必要があった。上述したような画像形成処理に必要とされる高電圧を生成するために、従来は巻線式の電磁トランスを使用していた。しかし、電磁トランスは、銅線,ボビン,磁芯で構成されており、上記のような仕様の画像形成装置に用いる場合は、出力電流値が数μAという微小な電流のために、各部に於いて漏れ電流を最大限少なくしなければならなかった。そのため、トランスの巻線を絶縁物によりモールドする必要が有り、しかも供給電力に比較して大きなトランスを必要としたため、高圧電源装置の小型化・軽量化の妨げとなっていた。   However, in order to perform good transfer using such a transfer roller, it is usually necessary to apply a voltage of 3 kV or more (required current is several μA) to the transfer roller. In order to generate a high voltage required for the image forming process as described above, a winding type electromagnetic transformer has been conventionally used. However, the electromagnetic transformer is composed of a copper wire, bobbin, and magnetic core. When used in an image forming apparatus having the above specifications, the output current value is a small current of several μA. The leakage current had to be reduced to the maximum. Therefore, it is necessary to mold the winding of the transformer with an insulator, and a large transformer is required as compared with the supplied power, which hinders miniaturization and weight reduction of the high-voltage power supply device.

そこで、これらの欠点を補うために、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り、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。   Therefore, in order to compensate for these drawbacks, it has been studied to generate a high voltage by using a thin and light high-power piezoelectric transformer. That is, by using a piezoelectric transformer made of ceramic, it is possible to generate a high voltage with an efficiency higher than that of an electromagnetic transformer, and the primary side and the secondary side regardless of the coupling between the primary side and the secondary side. Since it is possible to increase the distance between the electrodes, there is no need to mold for special insulation, so that an excellent characteristic that the high-pressure generator can be made smaller and lighter is obtained.

ここで、圧電トランス式高圧電源の従来例を、図8を用いて説明する。   Here, a conventional example of a piezoelectric transformer type high voltage power supply will be described with reference to FIG.

ここに示す回路は高圧電源であり、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。他方オペアンプ109の反転入力端子(−端子)には抵抗114を介してMPU(マイクロコンピュータ)207からアナログ信号である高圧電源の制御信号(Vcont)が入力される。   The circuit shown here is a high voltage power source, and 101 is a piezoelectric transformer (piezoelectric ceramic transformer) of the high voltage power source. The output of the piezoelectric transformer 101 is rectified and smoothed to a positive voltage by the diodes 102 and 103 and the high voltage capacitor 104 and supplied to a transfer roller (not shown) as a load. The output voltage is divided by the resistors 105, 106, and 107 and input to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the operational amplifier 109 via the protective resistor 108. On the other hand, an inverting input terminal (− terminal) of the operational amplifier 109 receives a high-voltage power supply control signal (Vcont) as an analog signal from an MPU (microcomputer) 207 via a resistor 114.

オペアンプ109と抵抗114とコンデンサ113を図8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積分時定数で鈍った制御信号Vcontがオペアンプ109に入力される。オペアンプ109の出力端子は電圧制御発振器(VCO)110に接続され、その出力端子がインダクタ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101の一次側に電源を供給する。   By configuring the operational amplifier 109, the resistor 114, and the capacitor 113 as shown in FIG. 8, it functions as an integration circuit, and the control signal Vcont dulled by the integration time constant determined by the component constants of the resistor 114 and the capacitor 113 is sent to the operational amplifier 109. Entered. The output terminal of the operational amplifier 109 is connected to a voltage controlled oscillator (VCO) 110, and the power supply is supplied to the primary side of the piezoelectric transformer 101 by driving the transistor 111 whose output terminal is connected to the inductor 112.

ここでオペアンプ109とその周辺回路は、一般的な積分回路を構成しており、その出力は、式で表すと次の通りである。
オペアンプ109の出力:Vo
コンデンサ113:C
抵抗114:R
オペアンプの+端子入力電圧(出力電圧Voutに対応):Vi0
Vcont:Vi
とすると
V0=Vi0-(1/RC)∫(Vi-Vi0)dt・・・<式1>となる。
Here, the operational amplifier 109 and its peripheral circuit constitute a general integration circuit, and its output is represented by the following equation.
Output of operational amplifier 109: Vo
Capacitor 113: C
Resistor 114: R
Operational amplifier + terminal input voltage (corresponding to output voltage Vout): Vi0
Vcont: Vi
If
V0 = Vi0− (1 / RC) ∫ (Vi−Vi0) dt (Expression 1)

図7は、従来例における立上げ制御のタイミングチャートである。   FIG. 7 is a timing chart of start-up control in the conventional example.

出力電圧0Vに対応する制御信号のレベルは、Vc0である。出力電圧Vout1が出力される制御信号のレベルは、Vc1である。このときの立ち上がり時間は、図7のT1となる。具体的な値を示すとVc0は、0V、Vc1は、2.0V、Vout1は、2kV、T1は、約120msecである。   The level of the control signal corresponding to the output voltage 0V is Vc0. The level of the control signal from which the output voltage Vout1 is output is Vc1. The rise time at this time is T1 in FIG. Specifically, Vc0 is 0 V, Vc1 is 2.0 V, Vout1 is 2 kV, and T1 is about 120 msec.

図6は、従来例における紙間バイアスの転写高圧の制御タイミングチャートである。   FIG. 6 is a control timing chart of the transfer high voltage of the paper gap bias in the conventional example.

Vc0は、0V、Vc1は、2.0V、Vout1は、2kVで図7と同じであり、Vc3は、0.7V、Vout2は、0.3kV、T3は、100msec、T4は、90msecである。   Vc0 is 0V, Vc1 is 2.0V, and Vout1 is 2 kV, which is the same as in FIG. 7, Vc3 is 0.7 V, Vout2 is 0.3 kV, T3 is 100 msec, and T4 is 90 msec.

MPU207は、プリント中の紙後端が転写位置を通過すると紙間バイアス(詳細は、後述する)に対応する制御信号VcontをVc3に設定する。高圧電源の出力は、T3の時間後にVout2となる。次のプリント紙の先端が転写位置に到達するT4の時間前にMPU207は、転写バイアスに対応する制御信号VcontをVc1に設定する。そうすると高圧電源の出力は、T4の時間後にVout1になる。   The MPU 207 sets a control signal Vcont corresponding to a paper gap (details will be described later) to Vc3 when the trailing edge of the paper being printed passes the transfer position. The output of the high voltage power supply becomes Vout2 after the time T3. The MPU 207 sets the control signal Vcont corresponding to the transfer bias to Vc1 before the time T4 when the leading edge of the next print paper reaches the transfer position. Then, the output of the high voltage power source becomes Vout1 after the time T4.

また、一般に圧電トランスの特性は、図3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、周波数による出力電圧の制御が可能である。圧電トランスの出力電圧を増加させる場合は、この圧電トランスの駆動周波数を高い方から低い方へ変化させることで可能となる。
特開平11−206113号公報
In general, the characteristics of the piezoelectric transformer have such a wide shape that the output voltage becomes maximum at the resonance frequency f0 as shown in FIG. 3, and the output voltage can be controlled by the frequency. Increasing the output voltage of the piezoelectric transformer is possible by changing the driving frequency of the piezoelectric transformer from higher to lower.
JP-A-11-206113

上記従来例の圧電トランス式高圧電源装置では、最小電圧を0V、最大電圧を3kVとしたときに、高圧出力制御において0Vから3kVまで立ち上げる場合は珍しく、例えば0Vから300Vまで立ち上げる場合、1kVから2kVまで立ち上げる場合など、様々な電圧領域での制御が行われる。従って、様々な制御領域で常に速い立上げ、立下げを行えることが理想的な高圧電源に求められている。しかし、上記従来の高圧電源の構成を用いた場合は、下記に示すような問題が残る。   In the conventional piezoelectric transformer type high voltage power supply device, when the minimum voltage is 0 V and the maximum voltage is 3 kV, it is rare to raise from 0 V to 3 kV in high voltage output control. For example, when raising from 0 V to 300 V, 1 kV Control is performed in various voltage regions, such as when starting up from 2 to 2 kV. Therefore, an ideal high voltage power source is required to always be able to quickly start up and shut down in various control areas. However, when the conventional high-voltage power supply configuration is used, the following problems remain.

例えば、制御領域が共振周波数f0よりも十分高い周波数領域内の場合は、制御時間が長くなり、出力電圧の立ち上りが鈍るために、制御を開始するタイミングを早くする必要があるので、画像形成装置では、プリントプロセスからの変更となり、結果としてスループットが長くなっていた。   For example, when the control region is in a frequency region sufficiently higher than the resonance frequency f0, the control time becomes long and the rise of the output voltage is slow. In this case, the print process is changed, resulting in a longer throughput.

また、帯電した感光ドラム305とETB409の間に紙が無いときに感光ドラム305接触した際に転写バイアスの印加によって転写後の感光ドラム305上の電荷が除電され、再び1次帯電手段によって電位を元の状態まで戻すものの、転写バイアスが強い場合など、感光ドラム305上の電荷が大幅に除電された場合に感光ドラム305上の電位が完全には元に戻らない。その結果、転写バイアスが印加された履歴を持たない画像先端の感光ドラム305の1周分の領域と、それ以降の領域では帯電後の感光ドラム305の電位が異なる状態となり、同じ画像信号を感光ドラム305上に露光しても画像の濃度に差が出てしまうことを防止するために紙間バイアスを印加する。しかし、高圧電源の出力の立ち上がり、立ち下りに時間がかかってしまうと、紙間を開けプリントスピードを落とさなければならなかったり、紙間バイアスの効果が低くなっていた。   In addition, when there is no paper between the charged photosensitive drum 305 and the ETB 409, the charge on the photosensitive drum 305 after the transfer is removed by applying a transfer bias when contacting the photosensitive drum 305, and the potential is again set by the primary charging means. Although the original state is restored, the potential on the photosensitive drum 305 is not completely restored when the charge on the photosensitive drum 305 is largely eliminated, such as when the transfer bias is strong. As a result, the potential of the photosensitive drum 305 after charging becomes different between the area corresponding to one rotation of the photosensitive drum 305 at the leading edge of the image having no history of application of the transfer bias and the subsequent areas, and the same image signal is exposed to light. In order to prevent a difference in image density from occurring even when exposed on the drum 305, a paper gap bias is applied. However, if it takes time for the output of the high-voltage power supply to rise and fall, it is necessary to open the paper and reduce the printing speed, and the effect of the paper gap bias is low.

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、制御周波数領域によらずに出力電圧の立ち上り、立ち下りの速い制御が可能な、画像形成装置に用いる圧電トランス式高圧電源装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer type high voltage power supply device used in an image forming apparatus capable of quickly controlling the rise and fall of the output voltage regardless of the control frequency region. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明は、像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る画像形成装置において、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、出力検出手段、及び出力検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの制御信号により出力電圧を制御する出力制御手段から成り、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を具備し、
前記出力電圧設定手段は、出力電圧を設定する際に、出力電圧を設定する前後の差分より大きい値の出力電圧に一旦設定し、一定時間経過後に出力電圧を設定する前後の差分となる出力電圧を設定する制御手段を備えることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a latent image forming means for forming an electrostatic latent image on an image carrier, a developing means for forming a toner image on the electrostatic latent image, and a transfer for transferring the toner image to a transfer material. And an image forming apparatus including a fixing unit that heats and fixes toner onto a transfer-receiving member to which a toner image has been transferred. And a piezoelectric transformer type high voltage power supply device capable of controlling the piezoelectric transformer driving frequency in accordance with the set value of the output voltage setting means. ,
When setting the output voltage, the output voltage setting means temporarily sets the output voltage to a value larger than the difference before and after setting the output voltage, and the output voltage becomes the difference before and after setting the output voltage after a certain time has elapsed. It is characterized by comprising control means for setting.

また、像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る画像形成装置において、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、出力検出手段、及び出力検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの制御信号により出力電圧を制御する出力制御手段から成り、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を具備し、前記出力電圧設定手段は、出力電圧を設定する際に、出力電圧を設定する前後の差分より大きい値の出力電圧に一旦設定し、出力検出手段によって検出した出力電圧が前記目標値へ到達したときに、出力電圧を設定する前後の差分となる出力電圧を設定する制御手段を備えることを特徴とする。   In addition, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier, a developing unit that forms a toner image on the electrostatic latent image, a transfer unit that transfers the toner image to a transfer material, and a substrate to which the toner image is transferred. In an image forming apparatus including a fixing unit that heat-fixes toner on a transfer member, a piezoelectric transformer, a piezoelectric transformer driving frequency generation unit, an output voltage setting unit, an output detection unit, a signal from an output detection unit, and an output voltage setting unit Comprising a piezoelectric transformer type high voltage power supply device capable of controlling a piezoelectric transformer driving frequency in accordance with a set value of the output voltage setting means, wherein the output voltage setting means comprises an output When setting the voltage, once set the output voltage larger than the difference before and after setting the output voltage, the output voltage detected by the output detection means Upon reaching the target value, characterized in that it comprises a control means for setting the output voltage to be a front and rear differential for setting the output voltage.

さらに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、転写手段に対し高圧電圧を印加することを特徴とする。   Further, the piezoelectric transformer type high voltage power supply device is characterized in that a high voltage is applied to the latent image forming means, the developing means, and the transfer means.

本発明によれば、安価で簡単な制御手段により、画像形成装置に用いる圧電トランス式高圧電源装置の高圧出力の立ち上り、立ち下り特性を飛躍的に向上させることが可能となる。   According to the present invention, the rising and falling characteristics of the high voltage output of the piezoelectric transformer type high voltage power supply device used in the image forming apparatus can be dramatically improved by an inexpensive and simple control means.

(実施例1)
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。従来例と同一の構成は、同一記号を付し、詳細な説明は、省略する。
(Example 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example are denoted by the same symbols, and detailed description thereof is omitted.

図2は本実施例のカラーレーザプリンタの構成図である。   FIG. 2 is a configuration diagram of the color laser printer of this embodiment.

カラーレーザプリンタ401は記録紙32を収納するデッキ402を有し、デッキ402内の記録紙32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32を繰り出すピックアップローラ404、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32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32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32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32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。   The color laser printer 401 has a deck 402 for storing the recording paper 32, a deck paper presence / absence sensor 403 for detecting the presence or absence of the recording paper 32 in the deck 402, a pickup roller 404 for feeding the recording paper 32 from the deck 401, and the pickup roller A deck paper feed roller 405 that transports the recording paper 32 fed out by 404 and a retard roller 406 that forms a pair with the deck paper feeding roller 405 and prevents double feeding of the recording paper 32 are provided. A registration roller pair 407 that synchronously conveys the recording paper 32 and a pre-registration sensor 408 that detects the conveyance state of the recording paper 32 to the registration roller pair are disposed downstream of the deck paper feed roller 405.

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が配設されており、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てゆくことによりカラー画像が形成される。形成されたカラー画像は、記録紙32上に転写され記録紙32は下流に搬送される。下流には記録紙32上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のヒータ432を備えた定着ローラ433と加圧ローラ434対、定着ローラからの記録紙32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。   Further, an electrostatic attraction transfer belt (hereinafter referred to as ETB) 409 is disposed downstream of the registration roller pair 407, and four colors (yellow Y, magenta M, cyan C, black B) to be described later are disposed on the ETB 409. ), The images formed by the image forming unit including the process cartridges 410Y, 410M, 410C, 410B and the scanner units 420Y, 420M, 420C, 420B are sequentially superimposed by the transfer rollers 430Y, 430M, 430C, 430B. As a result, a color image is formed. The formed color image is transferred onto the recording paper 32, and the recording paper 32 is conveyed downstream. In the downstream, in order to thermally fix the toner image transferred onto the recording paper 32, a pair of a fixing roller 433 and a pressure roller 434 provided with a heater 432 for heating therein, and the recording paper 32 from the fixing roller are conveyed. The fixing paper discharge roller pair 435 and the fixing paper discharge sensor 436 for detecting the conveyance state from the fixing unit are provided.

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を備えており、レーザプリンタ401本体に対して着脱可能に構成されている。さらに、上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この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。   Each scanner unit 420 also includes a laser unit 421 that emits a laser beam modulated based on each image signal sent from a video controller 440 described later, and a laser beam from each laser unit 421 to each photosensitive drum 305. It comprises a polygon mirror 422 for scanning upward, a scanner motor 423, and an imaging lens group 424. Each process cartridge 410 includes a photosensitive drum 305, a charging roller 303 and a developing roller 302, and a toner storage container 411 necessary for a known electrophotographic process, and is configured to be detachable from the laser printer 401 main body. ing. Further, when the video controller 440 receives image data sent from an external device 441 such as a personal computer, the video controller 440 develops the image data into bitmap data and generates an image signal for image formation.

また、201はレーザプリンタ401の制御手段であるDCコントローラであり、RAM207a、ROM207b、タイマ207c、デジタル入出力ポート207d、D/Aポート207eを備えたMPU(マイクロコンピュータ)207、不揮発性記憶素子(EEPROM)205及び各種入出力制御回路(不図示)等で構成されている。また、202は高圧電源(圧電トランス式高圧電源装置)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。   Reference numeral 201 denotes a DC controller which is a control means of the laser printer 401. The RAM 207a, the ROM 207b, the timer 207c, the digital input / output port 207d, the MPU (microcomputer) 207 provided with the D / A port 207e, the nonvolatile storage element ( EEPROM) 205 and various input / output control circuits (not shown). Reference numeral 202 denotes a high-voltage power supply (piezoelectric transformer type high-voltage power supply device). The charging high-voltage power supply (not shown) corresponding to each process cartridge 410, the development high-voltage power supply (not shown), and the high voltage corresponding to each transfer roller 430 are supplied. It consists of a transfer high-voltage power supply using a piezoelectric transformer that can output.

次に本実施例の圧電トランス式高圧電源の構成を図1に基づいて説明する。   Next, the structure of the piezoelectric transformer type high voltage power source of the present embodiment will be described with reference to FIG.

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ものの、回路構成は各回路とも従来例と同じである。   Since the high-voltage power supply configuration according to the present invention is effective for both positive voltage and negative voltage output circuits, a transfer high-voltage power supply that typically requires a positive voltage will be described here. The transfer high-voltage power supply corresponds to each transfer roller 430Y, 430M, 430C, and 430B, and is provided with four circuits, but the circuit configuration is the same as that of the conventional example.

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3に示す。   Here, the characteristics of the output voltage with respect to the driving frequency of the piezoelectric transformer 101 are shown in FIG.

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。   As shown in the figure, the output voltage becomes maximum at the resonance frequency f0, and it can be seen that the output voltage can be controlled by the frequency. Note that the drive frequency when the specified output voltage Edc is output is fx. Further, the voltage controlled oscillator (VCO) 110 performs an operation in which the output frequency increases when the input voltage increases and the output frequency decreases when the input voltage decreases.

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(VCO)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の出力電圧が下がるため、その結果、出力電圧を下げる方向に制御が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。   Under this condition, when the output voltage Edc of the piezoelectric transformer 101 increases, the input voltage Vsns of the non-inverting input terminal (+ terminal) of the operational amplifier 109 also increases via the resistor 105, and the voltage of the output terminal of the operational amplifier 109 increases. That is, since the input voltage of the voltage controlled oscillator (VCO) 110 increases, the drive frequency of the piezoelectric transformer 101 also increases. Accordingly, the piezoelectric transformer 101 is driven at a frequency slightly higher than the driving frequency fx, and the output voltage of the piezoelectric transformer 101 decreases as the driving frequency increases. As a result, control is performed in a direction to decrease the output voltage. . That is, this circuit constitutes a negative feedback control circuit.

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(VCO)110の入力電圧が下がるので、圧電トランス101の駆動周波数も下がり、その結果、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MPU207からの制御信号(Vcont)の電圧(制御電圧:以下、この制御電圧も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。   On the other hand, when the output voltage Edc decreases, the input voltage Vsns of the operational amplifier 109 also decreases, and the voltage at the output terminal of the operational amplifier 109 decreases. That is, since the input voltage of the voltage controlled oscillator (VCO) 110 decreases, the drive frequency of the piezoelectric transformer 101 also decreases, and as a result, the piezoelectric transformer 101 is controlled in the direction of increasing the output voltage. In this way, the voltage is equal to the voltage determined by the voltage of the control signal (Vcont) from the MPU 207 input to the inverting input terminal (− terminal) of the operational amplifier 109 (control voltage: hereinafter, this control voltage is also expressed by Vcont). The output voltage is controlled at a constant voltage.

ここで、本実施例の特徴である、MPU207から高圧電源の制御信号(Vcont)の設定電圧変更シーケンスについて図1のタイミングチャートを用いて詳細に説明する。   Here, the setting voltage changing sequence of the control signal (Vcont) of the high voltage power supply from the MPU 207, which is a feature of the present embodiment, will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.

まず、本実施例における転写高圧電源の制御に使う具体的な値を示す。   First, specific values used for controlling the transfer high-voltage power supply in this embodiment will be shown.

Vc0は、0V、Vc1は、2.0V、Vout1は、2kVで従来例と同じであり、Vc2は、3.0V、T2は、80msecである。   Vc0 is 0 V, Vc1 is 2.0 V, Vout1 is 2 kV, which is the same as the conventional example, Vc2 is 3.0 V, and T2 is 80 msec.

次にシーケンスを説明する。まず、MPU207は、予め工場出荷時にEEPROM205に記録しておいた出力立ち上がり時間のテーブルからT2の値を計算する。次に高圧の出力を得たいタイミングよりT2前のタイミングで制御信号VcontにVc2を設定する。そうすると従来例の式1内の(Vi-Vi0)の値がVc1を設定したときより、大きくなる。そして、出力電圧は、急峻に立ち上がる。Vc2を設定して、T2の時間が経過した後、MPU207は、Vc1を設定する。   Next, the sequence will be described. First, the MPU 207 calculates the value of T2 from a table of output rise times recorded in advance in the EEPROM 205 at the time of factory shipment. Next, Vc2 is set to the control signal Vcont at a timing before T2 from the timing at which a high voltage output is desired. Then, the value of (Vi−Vi0) in Equation 1 of the conventional example becomes larger than when Vc1 is set. The output voltage rises steeply. After setting Vc2 and the time T2 has elapsed, the MPU 207 sets Vc1.

これまでの説明は、転写高圧電源を説明した。しかし、その他の高圧出力も同様に制御する。   The description so far has described a transfer high-voltage power supply. However, other high voltage outputs are controlled in the same manner.

本実施例では、積分回路に一旦高い電圧を与え、一定時間経過後に所望の電圧に落とすことにより、高圧出力の立ち上り動作を早くできる制御を可能とした。   In this embodiment, a high voltage is once applied to the integrating circuit, and the voltage is dropped to a desired voltage after a predetermined time has elapsed, thereby enabling control that can accelerate the rising operation of the high-voltage output.

なお、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。しかしながら、高圧バイアスを用いた画像形成装置であれば本発明の適用範囲である。   The image forming apparatus has been described by taking a tandem color image forming apparatus as an example. However, any image forming apparatus using a high voltage bias is within the scope of the present invention.

また、T2の時間は、テーブルであると説明した。しかし、EEPROM205に記録しておくデータは、T2が推定できる一点でも良いし、計算式の定数でも良いことは、言うまでもない。   Further, it has been described that the time of T2 is a table. However, it goes without saying that the data recorded in the EEPROM 205 may be one point at which T2 can be estimated, or may be a constant of a calculation formula.

(実施例2)
実施例1では圧電トランス式高圧電源における制御の立ち上り特性を向上することのできる実施例を説明した。しかし、高圧出力制御においては、立ち上り特性と共に立ち下り特性も向上させる必要がある場合もある。このことを鑑みて、本実施例2では、立ち上り特性と立ち下り特性の両方を向上させることのできる圧電トランス式高圧電源の制御シーケンスについて図4を参照し説明する。なお、従来例と実施例1と同様の構成に関しては、同一記号を付し、その説明を省略する。本実施例で説明する高圧電源は、前述した転写バイアスの紙間バイアス制御である。
(Example 2)
In the first embodiment, the embodiment that can improve the start-up characteristic of the control in the piezoelectric transformer type high voltage power source has been described. However, in high voltage output control, it may be necessary to improve the falling characteristics as well as the rising characteristics. In view of this, in the second embodiment, a control sequence of a piezoelectric transformer type high-voltage power supply capable of improving both rising characteristics and falling characteristics will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to a prior art example and Example 1, the same symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. The high-voltage power source described in the present embodiment is the above-described paper bias control of the transfer bias.

図4は本実施例の圧電トランス式高圧電源の紙間制御シーケンスを示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a sheet spacing control sequence of the piezoelectric transformer type high voltage power source of the present embodiment.

本実施例と実施例1との主たる相違点は、連続プリントする際の紙の間隔で紙間バイアスであるVout1より低い電圧(Vout2)を印加する際の制御シーケンスである。   The main difference between the present embodiment and the first embodiment is a control sequence when applying a voltage (Vout2) lower than Vout1, which is an inter-paper bias, at a paper interval during continuous printing.

まず、本実施例における転写高圧電源の制御に使う具体的な値を示す。   First, specific values used for controlling the transfer high-voltage power supply in this embodiment will be shown.

Vc0は、0V、Vc1は、2.0V、Vout1は、2kV、Vc2は、3.0V、Vc3は、0.7V、Vout2は、0.3kV、T5は、70msec、T6は、60msecである。   Vc0 is 0 V, Vc1 is 2.0 V, Vout1 is 2 kV, Vc2 is 3.0 V, Vc3 is 0.7 V, Vout2 is 0.3 kV, T5 is 70 msec, and T6 is 60 msec.

MPU207は、プリント中の紙後端が転写位置を通過すると一旦Vc0に設定する。実施例1と同じ理論により、出力電圧は、T5の時間でVout2のレベルまで低下する。次にMPU207は、紙間バイアスに対応する制御信号VcontをVc3に設定する。高圧電源の出力は、Vout2となる。次のプリント紙の先端が転写位置に到達するT6の時間前にMPU207は、一旦Vc2に設定する。出力電圧は、T6の時間でVout1のレベルまで上昇する。次にMPU207は、転写バイアスに対応する制御信号VcontをVc1に設定する。そうすると高圧電源の出力は、Vout1になる。T5及びT6の時間は、実施例1と同様、EEPROM205に記録しておく。   The MPU 207 once sets Vc0 when the trailing edge of the paper being printed passes the transfer position. According to the same theory as in the first embodiment, the output voltage decreases to the level of Vout2 in the time T5. Next, the MPU 207 sets the control signal Vcont corresponding to the paper gap bias to Vc3. The output of the high voltage power supply is Vout2. The MPU 207 once sets Vc2 before the time T6 when the leading edge of the next print paper reaches the transfer position. The output voltage rises to the level of Vout1 in time T6. Next, the MPU 207 sets the control signal Vcont corresponding to the transfer bias to Vc1. Then, the output of the high voltage power supply becomes Vout1. The times T5 and T6 are recorded in the EEPROM 205 as in the first embodiment.

以上のように、立ち上り及び立ち下りの両方の動作において、一旦目標とする制御電圧との差が大きくなるように制御信号レベルを設定し、短時間で出力電圧を目標とする制御電圧に近づけることにより、紙間バイアスの立ち上がり、立下りを急峻に行い理想的な制御を可能とした。   As described above, in both the rising and falling operations, the control signal level is set so that the difference from the target control voltage is once increased, and the output voltage is brought close to the target control voltage in a short time. As a result, the rise and fall of the paper gap bias are made steep and ideal control is possible.

(実施例3)
以下、本発明の第3実施例を図5に基づいて説明する。
(Example 3)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例と実施例1及び実施例2との主たる相違点は、Voutを抵抗105と抵抗107で分圧したレベルをモニタできるフィードバック信号VsnsをMPU207のA/D入力に接続している点である。   The main difference between the present embodiment and the first and second embodiments is that a feedback signal Vsns capable of monitoring the level obtained by dividing Vout by the resistors 105 and 107 is connected to the A / D input of the MPU 207. is there.

このような構成とし、電源投入時の画像形成装置の初期化動作のときにT6の特性データを記憶し、T2、T5は、Vsns信号をモニタしてVcontを制御することにより、T2、T5、T6のデータをEEPROM205に記憶することなく、万一環境や経時変化でT2、T5、T6が変動した場合でも立ち上がり動作と立ち下り動作の両方に対して制御信号Vcontに応じた理想的な制御を可能とした。   With such a configuration, the characteristic data of T6 is stored during the initialization operation of the image forming apparatus when the power is turned on, and T2 and T5 monitor the Vsns signal and control Vcont, whereby T2, T5, Without storing T6 data in the EEPROM 205, even if T2, T5, and T6 fluctuate due to changes in the environment or over time, ideal control according to the control signal Vcont is performed for both rising and falling operations. It was possible.

本発明の実施例1に係る、タイミングチャートである。It is a timing chart based on Example 1 of this invention. 同実施例に係る、カラーレーザプリンタの構成図である。It is a block diagram of the color laser printer based on the Example. 圧電トランスの駆動周波数に対する出力電圧の特性を表す図である。It is a figure showing the characteristic of the output voltage with respect to the drive frequency of a piezoelectric transformer. 本発明の実施例2に係る、タイミングチャートである。It is a timing chart based on Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3に係る、圧電トランス式高圧電源の回路図である。It is a circuit diagram of the piezoelectric transformer type high voltage power supply based on Example 3 of this invention. 従来例に係る、紙間バイアス制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of bias control between sheets concerning a conventional example. 従来例に係る、立上げ制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of start-up control concerning a conventional example. 従来例に係る、圧電トランス式高圧電源の回路図である。It is a circuit diagram of a piezoelectric transformer type high voltage power supply according to a conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

101 圧電トランス
102,103 ダイオード
104 高圧コンデンサ
105,106,107,114 抵抗
108 保護用抵抗
109 オペアンプ
110 電圧制御発振器(VCO)
111 トランジスタ
112 インダクタ
113 コンデンサ
201 DCコントローラ
202 高圧電源(圧電トランス式高圧電源装置)
205 EEPROM(不揮発性記憶素子)
207 MPU(マイクロコンピュータ)
401 カラーレーザプリンタ(画像形成装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Piezoelectric transformer 102,103 Diode 104 High voltage capacitor 105,106,107,114 Resistance 108 Protection resistance 109 Operational amplifier 110 Voltage controlled oscillator (VCO)
111 Transistor 112 Inductor 113 Capacitor 201 DC Controller 202 High Voltage Power Supply (Piezoelectric Transformer High Voltage Power Supply Device)
205 EEPROM (nonvolatile memory element)
207 MPU (microcomputer)
401 color laser printer (image forming apparatus)

Claims (3)

像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る画像形成装置において、
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、出力検出手段、及び出力検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの制御信号により出力電圧を制御する出力制御手段から成り、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を具備し、
前記出力電圧設定手段は、出力電圧を設定する際に、出力電圧を設定する前後の差分より大きい値の出力電圧に一旦設定し、一定時間経過後に出力電圧を設定する前後の差分となる出力電圧を設定する
制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
A latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on an image carrier, a developing unit that forms a toner image on the electrostatic latent image, a transfer unit that transfers the toner image to a transfer material, and a member to which the toner image is transferred In an image forming apparatus including a fixing unit that heat-fixes toner on
Piezoelectric transformer, piezoelectric transformer drive frequency generation means, output voltage setting means, output detection means, and output control means for controlling the output voltage by a signal from the output detection means and a control signal from the output voltage setting means, the output A piezoelectric transformer type high voltage power supply device capable of controlling the piezoelectric transformer driving frequency according to the set value of the voltage setting means,
When setting the output voltage, the output voltage setting means temporarily sets the output voltage to a value larger than the difference before and after setting the output voltage, and the output voltage becomes the difference before and after setting the output voltage after a certain time has elapsed. An image forming apparatus comprising control means for setting
像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る画像形成装置において、
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、出力検出手段、及び出力検出手段からの信号ならびに出力電圧設定手段からの制御信号により出力電圧を制御する出力制御手段から成り、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を具備し、
前記出力電圧設定手段は、出力電圧を設定する際に、出力電圧を設定する前後の差分より大きい値の出力電圧に一旦設定し、出力検出手段によって検出した出力電圧が前記目標値へ到達したときに、出力電圧を設定する前後の差分となる出力電圧を設定する
制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
A latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on an image carrier, a developing unit that forms a toner image on the electrostatic latent image, a transfer unit that transfers a toner image to a transfer material, and a member to which the toner image is transferred In an image forming apparatus including a fixing unit that heat-fixes toner on
Piezoelectric transformer, piezoelectric transformer drive frequency generation means, output voltage setting means, output detection means, output control means for controlling the output voltage by a signal from the output detection means and a control signal from the output voltage setting means, the output A piezoelectric transformer type high voltage power supply device capable of controlling the piezoelectric transformer driving frequency according to the set value of the voltage setting means,
When setting the output voltage, the output voltage setting means once sets the output voltage to a value larger than the difference between before and after setting the output voltage, and when the output voltage detected by the output detection means reaches the target value An image forming apparatus comprising: a control unit that sets an output voltage that is a difference between before and after the output voltage is set.
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、転写手段に対し高圧電圧を印加することを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the piezoelectric transformer type high voltage power supply device applies a high voltage to the latent image forming unit, the developing unit, and the transfer unit.
JP2007060345A 2007-03-09 2007-03-09 Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit Pending JP2008224861A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007060345A JP2008224861A (en) 2007-03-09 2007-03-09 Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007060345A JP2008224861A (en) 2007-03-09 2007-03-09 Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008224861A true JP2008224861A (en) 2008-09-25

Family

ID=39843587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007060345A Pending JP2008224861A (en) 2007-03-09 2007-03-09 Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008224861A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107609A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Oki Data Corp Power unit and image forming apparatus
JP2010186051A (en) * 2009-02-12 2010-08-26 Oki Data Corp Power supply device and image forming apparatus
JP2011123172A (en) * 2009-12-09 2011-06-23 Ricoh Co Ltd Power source device, image forming apparatus, and power source control method
JP2012105441A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Canon Inc Power unit and image forming apparatus provided with power unit
JP2013230040A (en) * 2012-04-26 2013-11-07 Oki Data Corp High voltage power supply device and image forming apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107609A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Oki Data Corp Power unit and image forming apparatus
JP2010186051A (en) * 2009-02-12 2010-08-26 Oki Data Corp Power supply device and image forming apparatus
JP2011123172A (en) * 2009-12-09 2011-06-23 Ricoh Co Ltd Power source device, image forming apparatus, and power source control method
JP2012105441A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Canon Inc Power unit and image forming apparatus provided with power unit
JP2013230040A (en) * 2012-04-26 2013-11-07 Oki Data Corp High voltage power supply device and image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5247908B2 (en) Power supply, control circuit, power supply for image forming device
JP4420458B2 (en) High voltage power supply, image forming device
EP1750179B1 (en) Image forming apparatus and power supply
JP5241207B2 (en) Power supply device and image forming apparatus
US7579749B2 (en) Power supply device and image forming apparatus using the power supply device
JP2008224861A (en) Image forming apparatus and piezoelectric transformer system high voltage power unit
JP4763990B2 (en) Image forming apparatus and high-voltage power supply device used for image forming apparatus
JP2007043891A (en) Power supply device and image forming device using same
JP2006204016A (en) High-voltage power supply unit and image forming apparatus
US8680827B2 (en) High-voltage power supply apparatus and image forming apparatus employing same
JP2017223874A (en) Image forming apparatus
JP2007072072A (en) Image forming apparatus
JP2007011087A (en) Power supply device and image forming apparatus
JP4981323B2 (en) Power supply for image forming device
JP2008099372A (en) Image forming apparatus and piezoelectric transformer type high-voltage power supply apparatus
JP4944632B2 (en) Circuit board, high voltage power supply device and image forming apparatus
JP2006201351A (en) Image forming apparatus
JP2004077692A (en) Image forming apparatus
JP2007101948A (en) Image forming apparatus
US11835910B2 (en) Power source apparatus and image forming apparatus having a control unit configured to switch a target voltage of an output voltage output from a secondary side of a transformer
JP2009153293A (en) Piezoelectric transformer high-voltage power supply circuit
JP2008301692A (en) Power supply unit and image forming apparatus
US20230305450A1 (en) Power supply device, image forming apparatus, and non-transitory recording medium
JP2007295722A (en) High-tension power supply device
JP4713236B2 (en) Image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100201