JP2008224994A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置およびその画像形成方法において、帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを与える技術に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus having a plurality of image forming stations having a photosensitive member and a charger for charging the photosensitive member to a predetermined surface potential, and an image forming method thereof. It relates to a technique for providing a bias.
感光体表面を所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像を顕像化して画像を形成する画像形成装置においては、感光体表面を効率よく帯電させるため、感光体を帯電させるための帯電器に対し、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するように構成されたものがある。例えば、特許文献1に記載の画像形成装置では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4つのトナー色に対応する4つのトナー像形成ユニットに対して、4種類の直流電圧および2種類の交流電圧を発生させている。そして、そのうち1種類の直流電圧に1種類の交流電圧を重畳してなるバイアスをKトナー像形成ユニットに供給する一方、3種類の直流電圧のそれぞれにもう1種類の交流電圧を重畳してそれぞれY、MおよびCトナー像形成ユニットに供給している。
In an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image by charging the surface of the photosensitive member to a predetermined surface potential and visualizes the electrostatic latent image to form an image, in order to efficiently charge the surface of the photosensitive member, Some chargers for charging a photosensitive member are configured to apply a charging bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. For example, in the image forming apparatus described in
上記従来技術のように、複数のユニットでバイアス発生回路を共用する構成とすることにより装置構成を簡素化することができる。ただしこの場合、各ユニットの干渉を防止するための対策が必要である。このような対策としては、例えば、それぞれのユニットに対応する直流電圧発生部を、それぞれ比較的高抵抗の直列抵抗を介して交流電圧発生部に接続することが考えられる。しかしながら、このようにすると、帯電器に流れる直流電流に起因して直列抵抗による電圧ロスが発生し、感光体に所望のバイアス電圧を印加できなくなるおそれがある。特に、帯電器から感光体に流れる帯電電流の大きさは感光体の劣化の程度に応じて経時的に大きく変動することがわかっているが、特許文献1ではこのような問題については全く考慮されておらず、この点において上記従来技術には改善の余地が残されていた。
The configuration of the apparatus can be simplified by adopting a configuration in which a bias generation circuit is shared by a plurality of units as in the above-described conventional technology. However, in this case, measures are required to prevent interference between the units. As such a countermeasure, for example, it is conceivable to connect the DC voltage generator corresponding to each unit to the AC voltage generator via a series resistor having a relatively high resistance. However, if this is done, voltage loss due to series resistance occurs due to the direct current flowing through the charger, and there is a possibility that a desired bias voltage cannot be applied to the photoreceptor. In particular, it is known that the magnitude of the charging current flowing from the charger to the photoconductor greatly varies with time depending on the degree of deterioration of the photoconductor, but
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備え、帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを与える画像形成装置およびその画像形成方法において、簡単な装置構成でありながら、各帯電器に適正なバイアス電圧を安定して印加することのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes a charging bias in which a plurality of image forming stations having a photoreceptor and a charger for charging the photoreceptor to a predetermined surface potential are provided, and a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the charger. In the image forming apparatus and the image forming method for providing the image forming apparatus, it is an object to provide a technique capable of stably applying an appropriate bias voltage to each charger while having a simple apparatus configuration.
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、感光体および該感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための帯電器をそれぞれ有し、前記帯電器により帯電させた前記感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成動作を実行する複数の画像形成ステーションと、前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、当該帯電器に与える帯電バイアスの直流成分としての直流電圧を発生する複数の直流バイアス発生手段と、前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の帯電器と当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段とを1対1の関係でそれぞれ電気的に接続する複数の直列抵抗と、前記各帯電器に与える帯電バイアスの交流成分としての交流電圧を発生する交流バイアス発生手段と、前記各直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を制御する制御手段とを備え、前記複数の帯電器のそれぞれには、当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段から当該帯電器に対応する前記直列抵抗を介して出力される直流電圧と、前記交流バイアス発生手段から出力される交流電圧とが重畳されて前記帯電バイアスとして印加され、前記制御手段は、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the image forming apparatus according to the present invention has a photoreceptor and a charger for charging the surface of the photoreceptor to a predetermined surface potential, and the photoreceptor is charged by the charger. A plurality of image forming stations for forming an electrostatic latent image on the surface and visualizing the electrostatic latent image with toner to form an image, and corresponding to each of the plurality of chargers A plurality of DC bias generating means for generating a DC voltage as a DC component of a charging bias to be provided to the charger, and provided corresponding to each of the plurality of chargers. A plurality of series resistors electrically connected to the DC bias generating means corresponding to the charger in a one-to-one relationship, and an AC component of the charging bias applied to each charger as an AC component. AC bias generating means for generating a voltage, and control means for controlling the voltage value of the DC voltage output from each of the DC bias generating means, each of the plurality of chargers corresponding to the charger A direct current voltage output from the direct current bias generation means via the series resistor corresponding to the charger and an alternating current voltage output from the alternating current bias generation means are superimposed and applied as the charging bias, and the control means For each of the DC bias generating means, a voltage value of a DC voltage output from the DC bias generating means is set as a target voltage set in advance as a voltage to be applied to the charger corresponding to the DC bias generating means. And a voltage corresponding to a voltage drop generated in the series resistor corresponding to the charger due to the direct current flowing through the charger. Set to a voltage value, moreover, a voltage value corresponding to the voltage drop, is characterized in that corrected in accordance with the operation history of the photoreceptor charging by the charger corresponding to the DC bias generator.
また、この発明にかかる画像形成方法は、複数の感光体のそれぞれに対応して設けた帯電器により、前記各感光体をそれぞれ所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像をそれぞれトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、直流電圧を発生する直流バイアス発生手段を前記複数の帯電器それぞれに対応して複数設けるとともに、前記各直流バイアス発生手段からの直流電圧をそれぞれ直列抵抗を介して交流電圧を発生する交流バイアス発生手段からの交流電圧に重畳し帯電バイアスとして前記各帯電器に印加し、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正することを特徴としている。 The image forming method according to the present invention forms an electrostatic latent image by charging each of the photoconductors to a predetermined surface potential using a charger provided corresponding to each of the plurality of photoconductors. An image forming method for forming an image by developing each electrostatic latent image with toner, and in order to achieve the above object, a DC bias generating means for generating a DC voltage is provided for each of the plurality of chargers. A plurality of DC bias generators are provided, and a DC voltage from each of the DC bias generators is superimposed on an AC voltage from an AC bias generator that generates an AC voltage via a series resistor, and is applied to each charger as a charging bias. For each of the bias generation means, the voltage value of the DC voltage output from the DC bias generation means is applied to the charger corresponding to the DC bias generation means. Set to a voltage value obtained by adding a target voltage set in advance as a voltage and a voltage corresponding to a voltage drop generated in the series resistance corresponding to the charger due to a direct current flowing in the charger. The voltage value corresponding to the voltage drop is corrected in accordance with the operation history of the photoconductor charged by the charger corresponding to the DC bias generating means.
このように構成された発明では、交流バイアス発生手段から出力された交流電圧が複数の直流バイアス発生手段からの直流電圧のそれぞれに重畳されて、当該直流バイアス発生手段に対応する各帯電器に印加される。そのため、複数の帯電器の間で交流バイアス発生手段を共用することができるので、装置構成を簡単にし装置の小型化、低コスト化を図ることができる。この場合において、各直流バイアス発生手段からの出力電圧はそれぞれ直列抵抗を介して交流バイアス発生手段からの出力電圧に重畳されるので、各直流バイアス発生手段間での干渉や、直流バイアス発生手段から交流バイアス発生手段への干渉が抑制される。また、直流バイアス発生手段から発生される直流電圧には、直列抵抗による電圧降下に対応する電圧が加算されているので、各帯電器には直列抵抗による電圧降下の影響が及ぶことなく適正な帯電バイアスが印加されることになる。しかも、直列抵抗による電圧降下分については感光体の稼動履歴に応じて補正するので、感光体の稼動によってその特性が経時的に変化した結果、帯電器に流れる電流が変動した場合でも、その影響によって帯電バイアスが変動するのを防止することができる。 In the invention thus configured, the AC voltage output from the AC bias generating means is superimposed on each of the DC voltages from the plurality of DC bias generating means and applied to each charger corresponding to the DC bias generating means. Is done. For this reason, the AC bias generating means can be shared among the plurality of chargers, so that the apparatus configuration can be simplified and the apparatus can be reduced in size and cost. In this case, since the output voltage from each DC bias generating means is superimposed on the output voltage from the AC bias generating means via a series resistor, interference between the DC bias generating means and from the DC bias generating means. Interference with the AC bias generating means is suppressed. In addition, since the voltage corresponding to the voltage drop due to the series resistance is added to the DC voltage generated from the DC bias generating means, each charger is appropriately charged without being affected by the voltage drop due to the series resistance. A bias will be applied. In addition, the voltage drop due to the series resistance is corrected according to the operation history of the photoconductor, so that even if the current flowing through the charger fluctuates as a result of its characteristics changing over time due to operation of the photoconductor, the effect Can prevent the charging bias from fluctuating.
上記のように構成された画像形成装置においては、例えば、前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴と、それに対応する前記直流バイアス発生手段の出力電圧とを関連付けた補正テーブルを予め有しており、該補正テーブルに基づき前記直流バイアス発生手段の出力電圧値を設定するようにしてもよい。こうすることにより、感光体の稼動履歴に基づいて補正テーブルを参照することによりそのときの直流バイアス発生手段の出力電圧を簡単に設定することが可能となり、電圧降下分を求めるための特別な処理や制御が不要となる。 In the image forming apparatus configured as described above, for example, the control unit has in advance a correction table that associates the operation history of the photoconductor with the corresponding output voltage of the DC bias generation unit. The output voltage value of the DC bias generating means may be set based on the correction table. This makes it possible to easily set the output voltage of the DC bias generating means at that time by referring to the correction table based on the operation history of the photosensitive member, and a special process for obtaining the voltage drop. And control becomes unnecessary.
なお、感光体の稼動履歴については、例えばその稼働時間、画像形成枚数など感光体の稼動とともに単調に変化してゆくパラメータにより表すことができる。このようなパラメータに基づき感光体の稼動履歴を適切に判定することができる。また、これらのパラメータの組み合わせによってもよい。 The operation history of the photoconductor can be expressed by parameters that change monotonously with the operation of the photoconductor, such as the operation time and the number of images formed. Based on such parameters, the operation history of the photoreceptor can be appropriately determined. Also, a combination of these parameters may be used.
また、例えば、前記各画像形成ステーションが、前記画像形成動作として互いにプロセス速度の異なる複数の動作モードを選択的に実行可能となっている場合には、前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記補正による補正量を異ならせるようにしてもよい。プロセス速度が異なる動作モードの間では、感光体への時間当たりの電荷移動量が異なるため、帯電器に流れる電流量も異なる。したがって直列抵抗による電圧降下の大きさも変化する。そこで、直列抵抗による電圧降下分を保証するための電圧の補正量についても動作モードによって異ならせるようにすることで、画像形成動作の態様に応じたより適切な補正が可能となる。 In addition, for example, when each of the image forming stations can selectively execute a plurality of operation modes having different process speeds as the image forming operation, the control unit performs the operation according to the operation mode. You may make it vary the correction amount by the said correction | amendment. Between operation modes with different process speeds, the amount of charge transferred to the photoconductor per time is different, so the amount of current flowing through the charger is also different. Therefore, the magnitude of the voltage drop due to the series resistance also changes. Therefore, by making the correction amount of the voltage for guaranteeing the voltage drop due to the series resistance also different depending on the operation mode, it is possible to perform more appropriate correction according to the mode of the image forming operation.
一般的には、感光体の稼動が進みその膜厚が磨耗により減少するのにつれて、同じ電圧を印加した場合でも帯電器から感光体へ流れる電流量が増加する傾向がある。そこで、前記制御手段は、前記稼動履歴に基づき求められる前記感光体の稼動量が増加するにつれて、前記直流バイアス発生手段の出力電圧の絶対値を増加させるようにするとよい。こうすることで、帯電器に流れる電流が経時的に増加し直列抵抗による電圧降下が増大するのを補償して、帯電器に所定の帯電バイアスを安定して印加することができる。 In general, as the operation of the photoconductor progresses and the film thickness decreases due to wear, the amount of current flowing from the charger to the photoconductor tends to increase even when the same voltage is applied. Therefore, the control means may increase the absolute value of the output voltage of the DC bias generating means as the operation amount of the photoconductor determined based on the operation history increases. By so doing, it is possible to compensate for an increase in the current flowing through the charger over time and an increase in voltage drop due to the series resistance, so that a predetermined charging bias can be stably applied to the charger.
また、この発明にかかる画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションとは別に、単独動作用感光体および該単独動作用感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための単独動作用帯電器を有し、前記複数の画像形成ステーションを稼動させない状態で前記単独動作用帯電器により帯電させた前記単独動作用感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像を顕像化してモノクロ画像を形成する単独画像形成動作を実行する単独動作用画像形成ステーションと、前記単独動作用帯電器に直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する単独動作用バイアス発生手段をさらに備えるように構成されてもよい。 In addition, the image forming apparatus according to the present invention includes a single operation photoreceptor and a single operation charger for charging the surface of the single operation photoreceptor to a predetermined surface potential separately from the plurality of image forming stations. And forming an electrostatic latent image on the surface of the single operation photosensitive member charged by the single operation charger in a state where the plurality of image forming stations are not operated, and visualizing the electrostatic latent image. A single operation image forming station for performing a single image forming operation for forming a monochrome image, and a single operation bias generating means for applying a charging bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the single operation charger. May be configured.
このように構成された画像形成装置では、単独動作用画像形成ステーションのみを稼動させる単独画像形成動作を実行することによりモノクロ画像を形成することが可能である。また、単色動作用画像形成ステーションに設けた単独動作用帯電器に帯電バイアスを与えるための単独動作用バイアス発生手段を独立して設けることにより、単独画像形成動作を実行する際には他の画像形成ステーションへの帯電バイアスの印加を停止することができる。 In the image forming apparatus configured as described above, it is possible to form a monochrome image by executing a single image forming operation in which only the single image forming station is operated. In addition, by independently providing a single operation bias generating means for applying a charging bias to the single operation charger provided in the single color operation image forming station, when executing the single image forming operation, other images are provided. Application of the charging bias to the forming station can be stopped.
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部の構成を示す図である。この装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリなどを有するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラがエンジンコントローラに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラがエンジン部EGなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行させ、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the main part of the image forming station in the image forming apparatus of FIG. This apparatus uses a color mode in which four color toners of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) are superimposed to form a color image, and only black (K) toner. Thus, the image forming apparatus can selectively execute a monochrome mode for forming a monochrome image. In this image forming apparatus, when an image forming command is given from an external device such as a host computer to a main controller having a CPU, a memory, etc., the main controller gives a control signal to the engine controller, and based on this, the engine controller Each part of the apparatus such as the part EG is controlled to execute a predetermined image forming operation, and an image corresponding to the image forming command is formed on a sheet as a recording material such as copy paper, transfer paper, paper, and an OHP transparent sheet.
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体3内には、電源回路基板やコントローラ基板などを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット2、転写ベルトユニット8および給紙ユニット7もハウジング本体3内に配設されている。また、図1においてハウジング本体3内右側には、二次転写ユニット12、定着ユニット13およびシート案内部材15が配設されている。なお、給紙ユニット7は、ハウジング本体3に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット7および転写ベルトユニット8については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
In the housing
画像形成ユニット2は、複数の異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。なお、図1においては、画像形成ユニット2の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
The
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成されるドラム状の感光体21が設けられている。各感光体21はそれぞれ専用の駆動モータ(図示省略)に接続され図中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体21の周囲には、その回転方向に沿って帯電部23、ラインヘッド29、現像部25、除電用光源27および感光体クリーナ28が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kで形成されたトナー像を転写ベルトユニット8に設けた転写ベルト81に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時には、画像形成ステーション2Kのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
Each of the
図3は帯電部の構成を示す図である。帯電部23は、その表面が鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属材料で構成された帯電ローラ231を備えている。この帯電ローラ231の両端部には絶縁性材料で形成されたコロ234がそれぞれ取り付けられており、コロ234が感光体21の表面に当接することによって、帯電ローラ231と感光体21表面との間には一定のギャップGPが設けられている。また、この帯電ローラ231の端面にはステンレスやリン青銅などの弾性を有する導電性板材により構成された摺動端子233の一端部が摺接されるとともに、摺動端子233の他端部は帯電バイアス発生部232に接続されており、帯電バイアス発生部232からの帯電バイアス電圧が摺動端子233を介して帯電ローラ231に印加されている。これにより感光体21の表面を所定の表面電位に帯電させる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the charging unit. The charging
図1に戻って装置構成の説明を続ける。ラインヘッド29は、感光体21の軸方向(図1の紙面に対して垂直な方向X)に配列された複数の発光素子を備えており、感光体21に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部23により帯電された感光体21の表面に向けて光Lを照射して該表面に静電潜像を形成する。
Returning to FIG. 1, the description of the apparatus configuration will be continued. The
現像部25は、その表面にトナーが担持する現像ローラ251を有する。そして、現像ローラ251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ251に印加される現像バイアスによって、現像ローラ251と感光体21とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ251から感光体21に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
The developing
現像位置において顕像化されたトナー像は、感光体21の回転方向D21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト81と各感光体21が当接する一次転写位置TR1において転写ベルト81に一次転写される。
The toner image visualized at the development position is conveyed in the rotation direction D21 of the
また、感光体21の回転方向D21の一次転写位置TR1の下流側で且つ帯電部23の上流側に、感光体21に向けて除電用光源27および感光体21の表面に当接して感光体クリーナ28がこの順序で設けられている。除電用光源27が一次転写後の感光体21表面に除電光Leを照射することによって感光体21の表面電位をリセットし、感光体クリーナ27が感光体の表面に当接することで一次転写後に感光体21の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。こうして除電されトナー除去された感光体21表面は、再び帯電ローラ231との対向位置に搬送され帯電部23により帯電されて静電潜像の形成に供される。
Further, on the downstream side of the primary transfer position TR1 in the rotation direction D21 of the
転写ベルトユニット8は、駆動ローラ82と、図1において駆動ローラ82の左側に配設される従動ローラ83(ブレード対向ローラ)と、これらのローラに張架され駆動ローラ82の回転により図示矢印D81の方向(搬送方向)へ循環駆動される転写ベルト81とを備えている。また、転写ベルトユニット8は、転写ベルト81の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kが有する感光体21各々に対して一対一で対向配置される、4個の一次転写ローラ85Y、85M、85Cおよび85Kを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部(図示省略)と電気的に接続される。
The
図4は一次転写位置を示す図である。カラーモード実行時は、図4(a)に示すように全ての一次転写ローラ85Y、85M、85Cおよび85Kを画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2K側に位置決めすることで、転写ベルト81を画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kそれぞれが有する感光体21に押し遣り当接させて、各感光体21と転写ベルト81との間に一次転写位置TR1y、TR1m、TR1cおよびTR1kを形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ85Y等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体21の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置において転写ベルト81表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト81上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
FIG. 4 is a diagram showing the primary transfer position. When the color mode is executed, as shown in FIG. 4A, all the
一方、モノクロモード実行時は、図4(b)に示すように、4個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ85Y、85Mおよび85Cをそれぞれが対向する画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Cから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ85Kのみを画像形成ステーション2Kに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション2Kのみを転写ベルト81に当接させる。その結果、一次転写ローラ85Kと画像形成ステーション2Kとの間にのみ一次転写位置TR1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ85Kに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション2Kに設けられた感光体21の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置TR1kにおいて転写ベルト81表面に転写してモノクロ画像を形成する。
On the other hand, when executing the monochrome mode, as shown in FIG. 4B, among the four primary transfer rollers, the
さらに、転写ベルトユニット8は、ブラック用一次転写ローラ85Kの下流側で且つ駆動ローラ82の上流側に配設された下流ガイドローラ86を備える。この下流ガイドローラ86は、一次転写ローラ85Kが画像形成ステーション2Kの感光体21に当接して形成する一次転写位置TR1での一次転写ローラ85Kとブラック用感光体21(K)との共通接線上において、転写ベルト81に当接するように構成されている。
Further, the
また、下流ガイドローラ86に巻き掛けられた転写ベルト81の表面に対向してパッチセンサ89が設けられている。パッチセンサ89は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト81表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト81上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
A
給紙ユニット7は、シートを積層保持可能である給紙カセット77と、給紙カセット77からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対80によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材15に沿って、駆動ローラ82と二次転写ローラ121とが当接する二次転写位置TR2に給紙される。
The
二次転写ローラ121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット13は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ131と、この加熱ローラ131を押圧付勢する加圧部132とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材15により、加熱ローラ131と加圧部132の加圧ベルト1323とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部132は、2つのローラ1321,1322と、これらに張架される加圧ベルト1323とで構成されている。そして、加圧ベルト1323の表面のうち、2つのローラ1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラ131の周面に押し付けることで、加熱ローラ131と加圧ベルト1323とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体3の上面部に設けられた排紙トレイ4に搬送される。
The
前記した駆動ローラ82は、転写ベルト81を図示矢印D81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ121のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ82の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1000kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ121を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ82に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置TR2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト81に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
The
また、この装置では、ブレード対向ローラ83に対向してクリーナ部71が配設されている。クリーナ部71は、クリーナブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナブレード711は、その先端部を転写ベルト81を介してブレード対向ローラ83に当接することで、二次転写後に転写ベルト81に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス713に回収される。また、クリーナブレード711及び廃トナーボックス713は、ブレード対向ローラ83と一体的に構成されている。
Further, in this apparatus, a
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kの感光体21、帯電ローラ231、現像部25、除電用光源27および感光体クリーナ28を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
In this embodiment, the
図5は帯電部の電気的構成を示す図である。この図においては、Y、M、CおよびKの各トナー色に対応する4つの帯電ローラ231を区別するためそれぞれ符号231Y、231M、231Cおよび231Kを付している。
FIG. 5 is a diagram showing an electrical configuration of the charging unit. In this figure,
帯電バイアス発生部232は、装置全体の動作を制御するCPU101により制御された交流電圧発生器2321K、2321YMC、直流電圧発生器2325Y、2325M、2325Cおよび2325Kを備えている。より詳しくは、各電圧発生器から発生させる電圧値を決定するための制御信号がCPU101からマルチチャネルDAコンバータ(DAC)102に出力され、マルチチャネルDAC102は該制御信号に対応するアナログ電圧を各電圧発生器に対し出力する。各電圧発生器2321K、2321YMC、2325Y、2325M、2325Cおよび2325Kは、それぞれ入力されたアナログ電圧を基準電圧として、該基準電圧に対応する電圧値を有する交流電圧または直流電圧を出力する。交流電圧発生器2321Y等は例えばインバータや、外部から与えられた基準クロックを増幅する高周波アンプによって構成することができる。また、直流電圧発生器2325Y等は例えばDC−DCコンバータにより構成することができる。
The charging
このうち、交流電圧発生器2321Kから出力される交流電圧はトランス2322Kによって昇圧され、昇圧後の交流電圧は、直流電圧発生器2325Kから直列抵抗2325Kを介して出力される直流電圧と重畳される。こうして交流電圧と直流電圧とを重畳してなる帯電バイアス電圧が帯電ローラ231Kに印加される。なお、トランス2322Kの二次側から直流電圧との混合点までの間の導電経路には、直流遮断用のコンデンサ2323Kが介挿されている。 Among these, the AC voltage output from the AC voltage generator 2321K is boosted by the transformer 2322K, and the boosted AC voltage is superimposed on the DC voltage output from the DC voltage generator 2325K via the series resistor 2325K. In this way, the charging bias voltage formed by superimposing the AC voltage and the DC voltage is applied to the charging roller 231K. A DC blocking capacitor 2323K is inserted in the conductive path from the secondary side of the transformer 2322K to the mixing point with the DC voltage.
帯電ローラ231Kに印加される直流電圧は、例えば(−500)V程度の負電圧であり、感光体21の帯電電位を決める。一方、帯電ローラ231Kに印加される交流電圧は、例えばピーク間電圧1500V程度、周波数1〜2kHz程度の正弦波交流電圧であり、感光体21の帯電電位には直接関係しないが、帯電ローラ231Kと感光体21とのギャップGPにおいて放電を生じさせることによって感光体21への電荷の移動を促進し、感光体21を効率よく帯電させる作用を果たす。
The DC voltage applied to the charging roller 231K is a negative voltage of about (−500) V, for example, and determines the charging potential of the
一方、交流電圧発生器2321YMCから出力される交流電圧は、トランス2322YMCで昇圧された後、Y、MおよびCトナー色にそれぞれ対応する帯電ローラ231Y、231Mおよび231Cに入力される。つまり、交流電圧発生器2321YMCから見れば、各帯電ローラ231Y、231Mおよび231Cが負荷として並列に接続されている。
On the other hand, the AC voltage output from AC voltage generator 2321YMC is boosted by transformer 2322YMC, and then input to charging
より詳しく説明すると、イエロー色画像形成ステーション2Yに対応する帯電ローラ231Yには、トランス2322YMCから直流遮断用のコンデンサ2323Yを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器2325Yから直列抵抗2324Yを介して出力される直流電圧とが重畳されて帯電バイアスとして印加されている。同様に、マゼンタ色に対応する帯電ローラ231Mに印加される帯電バイアスは、トランス2322YMCから直流遮断用のコンデンサ2323Mを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器2325Mから直列抵抗2324Mを介して出力される直流電圧とが重畳されたものである。さらに、シアン色に対応する帯電ローラ231Cに印加される帯電バイアスは、トランス2322YMCから直流遮断用のコンデンサ2323Cを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器2325Cから直列抵抗2324Cを介して出力される直流電圧とが重畳されたものである。
More specifically, the charging roller 231Y corresponding to the yellow
各帯電ローラ231Y、231Mおよび231Cをそれぞれコンデンサ2323Y、2323Mおよび2323Cを介してトランス2322YMCに接続することにより、各帯電ローラに印加される直流電圧が他の帯電ローラへのバイアス回路に影響を及ぼすのを抑えることができる。また、各直流電圧発生器2325Y、2325Mおよび2325Cに直列抵抗を接続することにより、交流電圧が直流電圧発生器に回り込むのを防止することができる。
By connecting each charging
このように、この実施形態では、Y、MおよびCの3色については交流電圧発生器2321YMCおよびトランス2322YMCを共通とすることにより、装置の小型化および低コスト化を図っている。その一方、直流電圧発生器2325Y、2325Mおよび2325Cについては各帯電ローラに対応して独立して設けることにより、帯電バイアスを個別に設定し感光体21の帯電電位を各トナー色ごとに独立して設定することが可能となっている。
As described above, in this embodiment, the AC voltage generator 2321YMC and the transformer 2322YMC are common to the three colors Y, M, and C, thereby reducing the size and cost of the apparatus. On the other hand, the
また、モノクロモードにおいて単独使用されるブラック色に対応する帯電ローラ231Kについては、他のトナー色とは別に独立したバイアス発生回路を設けている。こうすることで、モノクロモードの実行時には、動作に関係しない帯電ローラ231Y、帯電ローラ231Mおよび231Cへのバイアス印加を停止することができる。その結果、モノクロモード実行時における消費電力の低減を図ることができるとともに、各画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Cにそれぞれ設けられた感光体21の劣化を抑制してこれらの長寿命化を図ることができる。
For the charging roller 231K corresponding to the black color used alone in the monochrome mode, a bias generation circuit independent of the other toner colors is provided. By doing so, it is possible to stop the application of bias to the charging roller 231Y and the charging
図6は直流電圧発生器の回路例を示す図である。上記した直流電圧発生器2325Y等は、例えば図6に示すようなDC−DCコンバータにより構成される。ここではイエロー用の直流電圧発生器2325Yを例としてその構造について説明するが、他のトナー色に対応する直流電圧発生器2325M、2325Cおよび2325Kの構造もこれと同一である。また、図6に示すDC−DCコンバータの回路構成自体は公知のものであるので、ここではその構成および動作の概要を簡単に説明するに留める。
FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit example of a DC voltage generator. The DC voltage generator 2325Y and the like described above are configured by a DC-DC converter as shown in FIG. 6, for example. Here, the structure of the DC voltage generator 2325Y for yellow will be described as an example, but the structures of the
直流電圧発生器2325Yでは、トランジスタQ1とトランスT1とが自励発振器を構成している。そして、トランスT1の二次巻線の一方端に現れた交流電圧がダイオードD1およびコンデンサC1により整流されて直流電圧として出力される。トランスT1の二次巻線の他方端は接地されている。これにより、例えば24Vの直流電圧が所定の高電圧(例えば−500V)にまで昇圧される。この直流高電圧が、前記したように直列抵抗2324Yを介して帯電バイアスの直流成分として帯電ローラ231Yに印加される。図6に示すように、整流用ダイオードD1の方向は帯電ローラ231Yに負電圧を与える方向とされる。これにより、感光体21は負電位に帯電されることとなる。
In the DC voltage generator 2325Y, the transistor Q1 and the transformer T1 constitute a self-excited oscillator. Then, the AC voltage appearing at one end of the secondary winding of the transformer T1 is rectified by the diode D1 and the capacitor C1 and output as a DC voltage. The other end of the secondary winding of the transformer T1 is grounded. Thereby, for example, a DC voltage of 24V is boosted to a predetermined high voltage (for example, −500V). This DC high voltage is applied to the charging roller 231Y as the DC component of the charging bias through the series resistor 2324Y as described above. As shown in FIG. 6, the direction of the rectifying diode D1 is a direction in which a negative voltage is applied to the charging roller 231Y. As a result, the
また、トランスT1の別巻線から取り出され出力電圧に比例する電圧がダイオードD2およびコンデンサC2により整流されるとともに抵抗R2により適宜に分圧されて誤差増幅器Q2に帰還信号として入力されている。誤差増幅器Q2にはCPU101からの制御信号に基づきマルチチャネルDAC102から出力される基準電圧が与えられており、誤差増幅器Q2はこの基準電圧と、帰還信号とを比較した誤差信号を出力する。この誤差信号は電流増幅器Q3およびドライバトランジスタQ4を介してトランジスタQ1のベースへの注入電力を加減し、これにより出力電圧が基準電圧に比例した電圧に定電圧制御される。
Further, a voltage proportional to the output voltage taken out from another winding of the transformer T1 is rectified by the diode D2 and the capacitor C2, and appropriately divided by the resistor R2, and is input as a feedback signal to the error amplifier Q2. A reference voltage output from the
また、直流電圧発生器2325Yには、CPU101から高圧出力をオン/オフするために与えられる制御信号に基づき動作するスイッチ素子Q5が設けられている。スイッチ素子Q5は、誤差増幅器Q2の出力に接続されており、CPU101から高圧出力をオンにするための制御信号が与えられているときには開放状態となって上記した帰還制御ループを形成する一方、CPU101から高圧出力をオフにするための制御信号が与えられているときには、誤差増幅器Q2の出力を接地して強制的にゼロ電位とすることにより、高電圧が出力されないようにする。 Further, the DC voltage generator 2325Y is provided with a switch element Q5 that operates based on a control signal supplied to turn on / off the high-voltage output from the CPU 101. The switch element Q5 is connected to the output of the error amplifier Q2. When the control signal for turning on the high voltage output is given from the CPU 101, the switch element Q5 is opened to form the feedback control loop described above. When a control signal for turning off the high-voltage output is given from, the output of the error amplifier Q2 is grounded and forced to zero potential so that no high voltage is output.
次に、CPU101による各直流電圧発生器2325Y、2325M、2325Cおよび2325Kの出力電圧の設定について説明する。この実施形態では、外部装置から画像形成指令が与えられたとき、CPU101が各画像形成ステーションを制御して画像形成動作を実行させるが、それに先立って、各直流電圧発生器2325Y等から出力する直流電圧値の設定を行う。この実施形態では、CPU101とともに、各画像形成ステーションに設けられた感光体21の稼動履歴を表す情報を記憶する記憶手段(RAM)104と、感光体の稼動履歴と直流電圧発生器の設定電圧とを関連付けたルックアップテーブル(LUT)105とが設けられており、CPU101はRAM104に記憶されている感光体21の稼動履歴に関する情報に基づいてルックアップテーブル105を参照し、直流電圧発生器の出力電圧を設定する。具体的には、外部装置から画像形成指令が与えられるとCPU101は以下のような動作を実行する。以下ではイエロー用画像形成ステーション2Yの制御について説明するが、他の画像形成ステーションについても同様にすることができる。
Next, the setting of the output voltage of each
図7は画像形成指令が与えられたときの動作を示すフローチャートである。画像形成指令が与えられると、CPU101は使用する画像形成動作を実行させるべき画像形成ステーション2Yの感光体21の累積稼動量を、当該情報を記憶したRAM104から読み出す(ステップS101)。感光体21の累積稼動量は、当該感光体の稼動履歴の変遷に応じて単調に増加または減少するような物理量によって表すことができ、このような物理量として例えば当該感光体21の総稼働時間、累積回転数、累積画像形成枚数などを用いることができる。また、これらを適宜組み合わせてもよい。そして、読み出された感光体の稼動量に基づいてルックアップテーブル105を参照し、直流電圧発生器2325Yからの出力電圧を決定する(ステップS102)。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation when an image formation command is given. When an image formation command is given, the CPU 101 reads out the cumulative operation amount of the
図8はルックアップテーブルの例を示す図である。より詳しくは、図8(a)は通常の画像形成動作(通常モード)を実行する際に適用されるルックアップテーブルである。また、図8(b)は、より高精細な画像を形成するため、あるいは厚手の記録材に画像を形成するためにより低速でプロセスを進行させる低速モードで画像形成動作を実行する際に適用されるルックアップテーブルである。これらのルックアップテーブルでは、感光体21に印加すべき目標電圧と、感光体の累積稼動量(感光体稼動量)との組み合わせに対応する直流電圧発生器2325Yの出力電圧値がテーブル化されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a lookup table. More specifically, FIG. 8A is a lookup table applied when executing a normal image forming operation (normal mode). Further, FIG. 8B is applied when an image forming operation is performed in a low speed mode in which a process proceeds at a lower speed in order to form a higher definition image or to form an image on a thick recording material. Lookup table. In these look-up tables, the output voltage value of the DC voltage generator 2325Y corresponding to the combination of the target voltage to be applied to the
ここでは、感光体稼動量を、その寿命とされる稼動量の値を100%としたときのパーセント表示で示している。例えば感光体が新品のとき稼動量は0%であり、また感光体の累積稼動量が設計寿命に達したとき稼動量は100%と評価される。また、目標電圧は一定ではなく、室温の温度測定結果や、説明を省略する公知の濃度制御動作の結果に基づいて所定の可変範囲の中で適宜設定される。 Here, the photosensitive member operating amount is shown as a percentage when the value of the operating amount that is considered as the lifetime is 100%. For example, when the photoconductor is new, the operation amount is 0%, and when the cumulative operation amount of the photoconductor reaches the design life, the operation amount is evaluated as 100%. In addition, the target voltage is not constant, and is appropriately set within a predetermined variable range based on a temperature measurement result at room temperature or a result of a known concentration control operation that will not be described.
この実施形態では、図5に示すように、直流電圧発生器2325Yには直列抵抗2324Yが接続されており、直流電圧発生器2325Yから帯電ローラ231Yに至る直流回路に帯電電流が流れると、直列抵抗2324Yによる電圧降下のため、実際に帯電ローラ231Yに印加される直流電圧は、直流電圧発生器2325Yから出力される電圧からこの電圧降下分を差し引いたものとなる。一般に帯電ローラに流れる直流電流は100μA程度であるが、直列抵抗の抵抗値を例えば1MΩとすると電圧降下は100Vにもなり無視できない。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, a series resistance 2324Y is connected to the DC voltage generator 2325Y, and when a charging current flows through the DC circuit from the DC voltage generator 2325Y to the charging roller 231Y, the series resistance Because of the voltage drop due to 2324Y, the DC voltage actually applied to the charging roller 231Y is the voltage output from the DC voltage generator 2325Y minus this voltage drop. In general, the direct current flowing through the charging roller is about 100 μA, but if the resistance value of the series resistance is set to 1 MΩ, for example, the voltage drop becomes 100 V and cannot be ignored.
そこで、ルックアップテーブルには、感光体21に印加すべき目標電圧に、直流電圧発生器2325Yと帯電ローラ231Yとの間に介挿された直列抵抗2324Yによる電圧降下に相当する電圧を加算した電圧値が記載されている。CPU101は、感光体21に印加すべき電圧値と、そのときの感光体稼動量とが交わる欄に記載された電圧値を、そのときの直流電圧発生器2325Yの出力電圧として決定する。こうすることで、直流電圧発生器2325Yからは直列抵抗2324Yによる電圧降下分を上乗せされた直流電圧が出力されることとなり、帯電ローラ231Yには目標電圧が印加されることとなる。
Therefore, in the look-up table, a voltage obtained by adding a voltage corresponding to a voltage drop due to the series resistor 2324Y inserted between the DC voltage generator 2325Y and the charging roller 231Y to the target voltage to be applied to the
また、感光体21が使用につれてその膜厚が磨耗により減少すると帯電電流が増加するという知見に鑑み、感光体稼動量が大きくなるにつれて電圧の絶対値が大きくなるように、つまり出力電圧の絶対値が増加するようにテーブルが作成されている。さらに、プロセス速度の遅い低速モードでは、感光体21への帯電動作がより遅い速度で行われることに起因して単位時間当たりの感光体21への電荷流入量が少なくなることから帯電電流も小さくなる。このことを考慮して、図8(b)に示す低速モードに対応するテーブルでは、図8(a)に示す通常モードに対応するテーブルよりも、直列抵抗2324Yによる電圧降下分を少なく見積もっている。
Further, in view of the knowledge that the charging current increases when the film thickness of the
図7に戻って説明を続ける。CPU101は、こうして決定した出力電圧に対応する制御信号をマルチチャネルDAC102に出力する(ステップS103)。これにより、直流電圧発生器2325Yからは目標電圧に直列抵抗2324Yによる電圧降下分が加算された直流電圧が出力され、帯電ローラ231Yには所望の直流電圧、すなわち目標電圧が印加されることになる。 Returning to FIG. 7, the description will be continued. The CPU 101 outputs a control signal corresponding to the output voltage thus determined to the multi-channel DAC 102 (step S103). As a result, the DC voltage generator 2325Y outputs a DC voltage obtained by adding the voltage drop due to the series resistor 2324Y to the target voltage, and a desired DC voltage, that is, the target voltage is applied to the charging roller 231Y. .
なお、マルチチャネルDAC102は、入力データに対するラッチ機能を有する、すなわち、基準電圧に対応するデジタル値がいったん与えられると、その値がCPU101により書き換えられない限り保持されるものであることが望ましい。この目的のためには、汎用のデジタルチューニング用DAコンバータを用いることができる。このようにすることで、CPU101からマルチチャネルDAC102への送信データ量を削減することができ、またCPU101は基準電圧を常時監視する必要がないので処理が簡単となる。
The
こうして帯電ローラ231Yに所望の帯電バイアスが印加可能となった状態で、画像形成ステーション2Yに画像形成動作を実行させて画像を形成する(ステップS104)。画像の形成が終了すると、当該画像形成動作における感光体21の稼動量を算出し、RAM104に保存されている累積稼動量を更新記憶する(ステップS105)。
In a state where a desired charging bias can be applied to the charging roller 231Y in this manner, the
上記した帯電バイアスの設定変更は、画像形成動作の実行とは別のタイミングで実行されることが望ましい。というのは、画像形成動作中に帯電バイアスの変更を行うと、感光体21の表面電位が変動することにより画像濃度や画像品質に影響を与えることがあるからである。したがって、帯電バイアスの変更は、例えば装置の電源が投入された直後や、装置に画像形成指令が与えられていない待機時など、全ての画像形成ステーションにおいて画像形成動作が実行されていないときに行われることが望ましい。また、画像品質を良好に維持するためには、一定の画像形成枚数ごと、あるいは一定時間ごとに帯電バイアスの設定が行われることが望ましい。
The charging bias setting change described above is desirably executed at a timing different from the execution of the image forming operation. This is because if the charging bias is changed during the image forming operation, the surface potential of the
しかしながら、この実施形態の画像形成装置は、転写ベルト81の移動方向に沿って画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kを列状に並べた、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。このような画像形成装置では、各画像形成ステーションによる画像形成動作を併行して行うことができるが、その位置の違いに起因して、動作の進行タイミングが少しずつずれている。そのため、例えば連続して多数枚のカラー画像を形成している場合には、いずれの画像形成ステーションにおいても画像の形成が行われない、より厳密には、静電潜像を形成するための感光体21の帯電動作が行われないタイミングが必ず存在するとは限らない。このような場合に全ての画像形成ステーションを停止させて帯電バイアスの設定を行うとすると画像形成のスループットを低下させてしまう。これを防止するためには、例えば次のようにすることができる。
However, the image forming apparatus of this embodiment is a so-called tandem color image forming apparatus in which the
図8は帯電バイアス設定の実行タイミングを示すタイミングチャートである。図8に示すように、各画像形成ステーションにおいて帯電動作が行われるタイミングは少しずつずれており、いずれの画像形成ステーションにおいても帯電動作が行われないタイミングが存在しない場合がある。このような場合には、同図に示すように、それぞれの画像形成ステーションにおいて、当該画像形成ステーションに対応する帯電ローラの帯電動作が行われていないときに、当該帯電ローラに対する帯電バイアスの変更設定を行うことが可能である。 FIG. 8 is a timing chart showing the execution timing of the charging bias setting. As shown in FIG. 8, the timing at which the charging operation is performed at each image forming station is slightly shifted, and there is a case where there is no timing at which the charging operation is not performed at any image forming station. In such a case, as shown in the figure, when the charging operation corresponding to the image forming station is not performed in each image forming station, the charging bias change setting for the charging roller is performed. Can be done.
その結果、各トナー色についての帯電バイアスの設定はそれぞれ異なったタイミングで実行開始されることになる。この場合、1つのトナー色についての設定は、他のトナー色についての帯電動作の実行中に行われる可能性がある。したがって、帯電バイアスの直流電圧を変更すると、実行中の他のトナー色についての帯電動作に影響を与えることが懸念される。しかしながら、装置の連続使用中において帯電バイアスを大きく変化させることが必要となることはほとんどなく、直流電圧の変化量もさほど大きくないので、このような問題が生じる可能性は極めて少ない。 As a result, the setting of the charging bias for each toner color is started at different timings. In this case, the setting for one toner color may be performed during the execution of the charging operation for the other toner color. Therefore, there is a concern that changing the DC voltage of the charging bias affects the charging operation for other toner colors being executed. However, it is rarely necessary to greatly change the charging bias during continuous use of the apparatus, and the amount of change in the DC voltage is not so large, so that the possibility of such a problem is extremely low.
以上のように、この実施形態では、カラーモードでのみ使用する帯電ローラ231Y、231Mおよび231Cに印加する帯電バイアスのうち交流成分を発生する交流電圧発生器2321YMCをこれらの帯電ローラ間で共通化することにより、装置の小型化・低コスト化を図っている。また、帯電バイアスの直流成分を発生する直流電圧発生器については各帯電ローラに対応して個別に設けることにより、各帯電ローラに対応する各トナー色ごとの感光体21の表面電位を独立して設定することが可能である。
As described above, in this embodiment, the AC voltage generator 2321YMC that generates an AC component of the charging bias applied to the charging
また、各直流電圧発生器2325Y等から出力させる直流電圧については、帯電ローラ231Y等に印加すべき目標電圧に、当該電圧発生器に直列接続された直列抵抗2324Y等による電圧降下に相当する電圧を加算した値としている。そのため、直列抵抗による電圧降下の影響をうけることなく、所望の直流電圧を各帯電ローラ231Y等に印加することができる。 For the DC voltage output from each DC voltage generator 2325Y, etc., a voltage corresponding to a voltage drop caused by a series resistor 2324Y etc. connected in series to the voltage generator is applied to the target voltage to be applied to the charging roller 231Y, etc. The added value. Therefore, a desired DC voltage can be applied to each charging roller 231Y and the like without being affected by the voltage drop due to the series resistance.
そして、直列抵抗2324Y等による電圧降下分については、感光体21の使用が進むにつれて帯電電流が増加してゆくことに鑑み、感光体21の累積稼動量が増加するにつれて大きく見積もるようにしている。より具体的には、感光体の累積稼動量および目標電圧と、それに対応する電圧降下分を加算した電圧値とを関連付けたルックアップテーブルを予め用意しておき、このテーブルに基づき直流電圧発生器からの出力電圧を決定する。こうすることにより、帯電電流を検出するための構成を持たなくても、帯電電流に起因して生じる直列抵抗の電圧降下をキャンセルすることができ、しかも、帯電電流の経時変化にも対応することができる。
The voltage drop due to the series resistor 2324Y or the like is estimated to increase as the cumulative operating amount of the
また、モノクロモードにおいて単独使用されるブラック色については、バイアス発生回路を独立に設けることにより、モノクロモード実行時には他の感光体21を帯電させずに済むので、感光体21の長寿命化を図ることができる。
In addition, for the black color that is used alone in the monochrome mode, by providing a bias generation circuit independently, it is not necessary to charge the
以上説明したように、この実施形態では、各画像形成ステーション2Y、2M、2Cが本発明の「画像形成ステーション」として機能しており、各画像形成ステーションに設けられた感光体21および帯電ローラ231がそれぞれ本発明の「感光体」および「帯電器」として機能している。また、交流電圧発生器2321YMCおよびトランス2322YMCが一体として本発明の「交流バイアス発生手段」として機能する一方、各直流電圧発生器2325Y、2325Mおよび2325Cがそれぞれ本発明の「直流バイアス発生手段」として機能している。また、この実施形態では、CPU101が本発明の「制御手段」として機能している。
As described above, in this embodiment, each of the
また、この実施形態では、各直流電圧発生器2325Y等に直列接続された抵抗2324Y等が本発明の「直列抵抗」に相当する一方、ルックアップテーブル105が本発明の「補正テーブル」に相当している。 In this embodiment, the resistor 2324Y and the like connected in series to each DC voltage generator 2325Y and the like correspond to the “series resistor” of the present invention, and the lookup table 105 corresponds to the “correction table” of the present invention. ing.
また、この実施形態では、本発明の「単独画像形成動作」に相当するモノクロモードで単独使用されるブラック画像形成ステーション2Kが本発明の「単独動作用画像形成ステーション」に相当しており、該画像形成ステーション2Kに設けられた感光体21および帯電ローラ231Kがそれぞれ本発明の「単独動作用感光体」および「単独動作用帯電器」として機能している。そして、該帯電ローラ231Kに帯電バイアスを与える交流電圧発生器2321K、トランス2322K、直流電圧発生器2325K等が一体として本発明の「単独動作用バイアス発生手段」として機能している。
In this embodiment, the black
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、ブラック用画像形成ステーション2Kに帯電バイアスを与えるためのバイアス発生回路を他の色のものとは独立して設けているが、全ての色についてバイアス発生回路を共通化してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a bias generation circuit for applying a charging bias to the black
また、上記した実施形態の画像形成装置は、それぞれが感光体を有する4個の画像形成ステーションが中間転写ベルト81の移動方向に沿って並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置であるが、本発明は、回転自在の現像ロータリーに複数の現像器を装着し、これらを選択的に感光体との対向位置に位置決めして画像を形成する、いわゆるロータリー型の画像形成装置に対しても適用することができる。
The image forming apparatus according to the above-described embodiment is a so-called tandem type image forming apparatus in which four image forming stations each having a photoconductor are arranged side by side along the moving direction of the
また、上記した実施形態の画像形成装置はドラム状の感光体を備える画像形成装置であるが、本発明の静電潜像担持体としては、このようなドラム状のもの以外に、例えばベルト状の感光体を使用してもよい。 In addition, the image forming apparatus of the above-described embodiment is an image forming apparatus including a drum-shaped photoconductor, but the electrostatic latent image carrier of the present invention is not limited to such a drum-shaped member, for example, a belt-shaped member. The photoreceptor may be used.
さらに、上記実施形態では、YMCK4色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to a color image forming apparatus using YMCK four-color toner, but the application target of the present invention is not limited to this, and the types of colors and the number of colors The present invention can also be applied to different image forming apparatuses.
2Y,2M,2C…画像形成ステーション(画像形成ステーション)、 2K…画像形成ステーション(単独動作用画像形成ステーション)、 21…感光体、 81…転写ベルト、 101…CPU(制御手段)、 105…ルックアップテーブル(補正テーブル)、 231…帯電ローラ(帯電器)、 231K…帯電ローラ(単独動作用帯電器)、 2321YMC…交流電圧発生器(交流バイアス発生手段)、 2322YMC…トランス(交流バイアス発生手段)、 2324Y,2324M,2324C…抵抗(直列抵抗)、 2325Y,2325M,2325C…直流電圧発生器(直流バイアス発生手段)、 2321K…交流電圧発生器(単独動作用バイアス発生手段)、 2322K…トランス(単独動作用バイアス発生手段)、 2325K…直流電圧発生器(単独動作用バイアス発生手段) 2Y, 2M, 2C ... image forming station (image forming station), 2K ... image forming station (single-operation image forming station), 21 ... photoconductor, 81 ... transfer belt, 101 ... CPU (control means), 105 ... look Up table (correction table), 231 ... charge roller (charger), 231K ... charge roller (charger for single operation), 2321YMC ... AC voltage generator (AC bias generation means), 2322YMC ... transformer (AC bias generation means) 2324Y, 2324M, 2324C, resistors (series resistors), 2325Y, 2325M, 2325C, DC voltage generator (DC bias generating means), 2321K, AC voltage generator (bias generator for single operation), 2322K, transformer (single) Operation bias generation means) 2325K ... DC voltage generator (independent operation for bias generation means)
Claims (8)
前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、当該帯電器に与える帯電バイアスの直流成分としての直流電圧を発生する複数の直流バイアス発生手段と、
前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の帯電器と当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段とを1対1の関係でそれぞれ電気的に接続する複数の直列抵抗と、
前記各帯電器に与える帯電バイアスの交流成分としての交流電圧を発生する交流バイアス発生手段と、
前記各直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を制御する制御手段と
を備え、
前記複数の帯電器のそれぞれには、当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段から当該帯電器に対応する前記直列抵抗を介して出力される直流電圧と、前記交流バイアス発生手段から出力される交流電圧とが重畳されて前記帯電バイアスとして印加され、
前記制御手段は、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、
前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正する
ことを特徴とする画像形成装置。 Each of the photosensitive member and a charger for charging the surface of the photosensitive member to a predetermined surface potential is formed, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member charged by the charger, and the electrostatic latent image is A plurality of image forming stations that perform an image forming operation of forming an image by developing a toner image;
A plurality of DC bias generating means provided corresponding to each of the plurality of chargers and generating a DC voltage as a DC component of a charging bias applied to the charger;
A plurality of series resistors provided corresponding to each of the plurality of chargers and electrically connecting the plurality of chargers and the DC bias generating means corresponding to the chargers in a one-to-one relationship; ,
AC bias generating means for generating an AC voltage as an AC component of the charging bias applied to each charger;
Control means for controlling the voltage value of the DC voltage output by each of the DC bias generating means,
Each of the plurality of chargers outputs a DC voltage output from the DC bias generation unit corresponding to the charger via the series resistor corresponding to the charger, and is output from the AC bias generation unit. AC voltage is superimposed and applied as the charging bias,
The control means presets the voltage value of the DC voltage output from the DC bias generating means as a voltage to be applied to the charger corresponding to the DC bias generating means for each of the DC bias generating means. Set to a voltage value obtained by adding a target voltage and a voltage corresponding to a voltage drop generated in the series resistance corresponding to the charger due to a direct current flowing in the charger;
An image forming apparatus, wherein a voltage value corresponding to the voltage drop is corrected according to an operation history of the photosensitive member charged by the charger corresponding to the DC bias generating unit.
前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記補正による補正量を異ならせる請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。 Each of the image forming stations can selectively execute a plurality of operation modes having different process speeds as the image forming operation,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit varies a correction amount by the correction according to the operation mode.
直流電圧を発生する直流バイアス発生手段を前記複数の帯電器それぞれに対応して複数設けるとともに、前記各直流バイアス発生手段からの直流電圧をそれぞれ直列抵抗を介して交流電圧を発生する交流バイアス発生手段からの交流電圧に重畳し帯電バイアスとして前記各帯電器に印加し、
前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、
前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正する
ことを特徴とする画像形成方法。 Each of the photosensitive members is charged to a predetermined surface potential by a charger provided corresponding to each of the plurality of photosensitive members to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized with toner. In an image forming method for forming an image by
A plurality of DC bias generating means for generating a DC voltage corresponding to each of the plurality of chargers, and an AC bias generating means for generating an AC voltage from each DC bias generating means via a series resistor. Is applied to each charger as a charging bias superimposed on the AC voltage from
For each of the DC bias generating means, a voltage value of a DC voltage output from the DC bias generating means is set as a target voltage set in advance as a voltage to be applied to the charger corresponding to the DC bias generating means, and Set to a voltage value obtained by adding a voltage corresponding to a voltage drop generated in the series resistance corresponding to the charger due to a direct current flowing in the charger, and
An image forming method, wherein a voltage value corresponding to the voltage drop is corrected according to an operation history of the photosensitive member charged by the charger corresponding to the DC bias generating means.
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