JP2009180901A - Image forming device - Google Patents

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健 真崎
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent transfer omission by a decharging effect, without affecting a size and a cost of own device, and to provide an image of high quality. <P>SOLUTION: This image forming device is provided with a means for applying a decharge bias to a decharging means in a recording medium transferred with the image, a means for feeding back an output voltage from the means for applying the decharge bias, and a control means for updating-controlling a value of a driving pulse of the decharge bias, based on a feedback value of the output voltage of the decharge bias, and the control means controls the value of the driving pulse of the decharge bias at a fixed value, irrespective of the feedback value, when the value of the driving pulse of the decharge bias comes to a prescribed value or more. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic system.

電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において、記録媒体である用紙を一度、画像が形成された感光体や中間転写体に静電吸着させ、転写時の高圧印加により記録媒体(用紙)は帯電されたまま、搬送される。   In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, printer, facsimile, etc., a recording medium is once electrostatically adsorbed to a photosensitive member or an intermediate transfer member on which an image is formed, and a recording medium is applied by applying a high voltage during transfer. The (paper) is conveyed while being charged.

このように帯電状態での用紙搬送は搬送経路での張り付きや下流の搬送ニップへの用紙突入姿勢が悪ければ紙詰まりを発生する要因となる。   As described above, the sheet conveyance in the charged state causes a paper jam if the sheet is stuck on the conveyance path or the sheet entering posture to the downstream conveyance nip is bad.

また、用紙に形成された画像が定着前に搬送経路の接触や経路金属などの帯電状態で乱され異常画像となることが懸念されており、これらを防ぐために転写部から定着部にかけて用紙に帯電された電荷を除去するための除電部材(除電針)が配置され、用紙に帯電した過剰電荷を除電するものがある。   In addition, there is a concern that the image formed on the paper is disturbed by the contact state of the conveyance path or the charging state of the path metal before fixing and becomes an abnormal image. To prevent these, the paper is charged from the transfer section to the fixing section. Some static elimination members (neutralization needles) for removing the generated charges are arranged to remove excess charges charged on the paper.

また、厚紙/薄紙/光沢紙などの用紙種類や片面/両面など印字条件によっても帯電される電荷量がことなるために、除電部材に高圧(バイアス)を印加することで、さらなる除電効果を狙ったものがある。   In addition, since the amount of charge charged varies depending on the paper type such as thick paper / thin paper / glossy paper and printing conditions such as single-sided / double-sided, aiming at further static elimination effect by applying a high voltage (bias) to the static elimination member. There is something.

さらに、用紙の種類および吸湿状態や装置の設置環境に関わらず、分離不良による搬送品質の低下や画像劣化を防ぐために、転写ローラの排紙側に記録紙とは非接触となるように配置された除電針を設け、高圧電源から除電バイアスを印加するものがある。   In addition, regardless of the type of paper, moisture absorption state, and the installation environment of the paper, it is arranged on the paper discharge side of the transfer roller so that it is not in contact with the recording paper in order to prevent deterioration in transport quality and image deterioration due to poor separation. There are some which provide a static elimination needle and apply a static elimination bias from a high voltage power source.

しかし、通常状態での用紙の帯電を除去するための除電手段の設定条件、つまり、除電針の形状や用紙との距離などを設定した場合、薄紙やコート紙などで用紙自体が低抵抗なもの、用紙表面を伝って転写手段から除電手段に電流が流れ込んでしまうため、転写に必要な電荷が不足し、画像の白抜けになることがあり、紙種によって転写電流や除電電圧の出力を設定することで画像品質を確保しているものがある。   However, if the setting conditions of the static elimination means to remove the charge of the paper in the normal state, that is, the shape of the static elimination needle and the distance from the paper are set, the paper itself is low resistance such as thin paper or coated paper Since the current flows from the transfer unit to the neutralization unit along the paper surface, the charge required for the transfer may be insufficient and the image may be whitened. The transfer current and neutralization voltage output are set depending on the paper type. By doing so, there is one that ensures image quality.

これ以外に装置の置かれた環境もしくは用紙が置かれていた環境が高温多湿だった場合には用紙自体が吸湿し用紙が低抵抗化することで転写手段から除電手段に電流が流れ込んでしまうため、転写に必要な電荷が不足し、画像の白抜けになることがある。除電手段に転写手段とは逆バイアスを印加することで、この傾向は強くなる。   In addition to this, if the environment where the device is placed or the environment where the paper is placed is hot and humid, the paper itself absorbs moisture and the resistance of the paper decreases, so that current flows from the transfer means to the static elimination means. In some cases, the charge required for transfer is insufficient, resulting in white spots in the image. This tendency is strengthened by applying a reverse bias to the neutralizing unit and the transfer unit.

この除電経路への流れ込みによる白抜けを防ぐため、転写ローラから除電針に流れ込む電流値を測定する手段を設け、その電流値に応じて除電バイアスの電圧値を制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−365923号公報
In order to prevent white spots due to the flow into the static elimination path, there is disclosed a technique for providing a means for measuring the current value flowing from the transfer roller to the static elimination needle and controlling the voltage value of the static elimination bias in accordance with the current value ( For example, see Patent Document 1).
JP 2002-365923 A

しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、定電圧制御している高圧出力に対して除電経路の電流検出を行う手段を設けなければならず、装置の大型化もしくはコストアップを伴うことになる。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a means for detecting the current of the static elimination path for the high-voltage output under constant voltage control, resulting in an increase in the size or cost of the device. Become.

そこで、本発明は、上記の課題を解消するため、自装置のサイズおよびコストに影響を及ぼすことなく、除電効果により、転写抜けを防ぎ高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus capable of preventing transfer omission and obtaining a high-quality image by eliminating the charge without affecting the size and cost of the apparatus itself, in order to solve the above-described problems. For the purpose.

請求項1記載の発明は、転写手段により画像が転写される記録媒体に蓄積された電荷を除電する除電手段に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、該除電バイアス印加手段の出力電圧を帰還する手段と、除電バイアスの出力電圧の帰還値にもとづき除電バイアスの駆動パルスの値を更新制御する除電バイアス制御手段とを備える画像形成装置において、除電バイアス制御手段は、除電バイアスの駆動パルスの値が所定の値以上となった場合に除電バイアスの駆動パルスの値を帰還値によらず固定値で制御することを特徴とする画像形成装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a static elimination bias applying means for applying a static elimination bias to a static elimination means for neutralizing charges accumulated on a recording medium onto which an image is transferred by a transfer means, and an output voltage of the static elimination bias applying means being fed back. And a charge elimination bias control means for updating and controlling the value of the neutralization bias drive pulse based on the feedback value of the output voltage of the neutralization bias. In the image forming apparatus, the value of the driving pulse of the static elimination bias is controlled with a fixed value regardless of the feedback value when the value becomes equal to or greater than a predetermined value.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、種々の画像形成条件下における除電バイアス設定値での通常想定負荷で目標出力となる駆動パルスの値を保持している記憶部を備え、所定の画像形成条件下における除電バイアスの出力電圧の帰還値と、記憶部で保持している駆動パルスの値との差分が閾値を越えた場合に、除電バイアス制御手段は、転写電流が流れ込んできているため負荷大になっていると判断して、記憶部で保持している駆動パルスの値に固定して制御することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the storage unit holds a value of a drive pulse that becomes a target output at a normal assumed load at a static elimination bias setting value under various image forming conditions. When the difference between the feedback value of the output voltage of the static elimination bias under a predetermined image forming condition and the value of the drive pulse held in the storage unit exceeds a threshold value, the static elimination bias control means Therefore, it is determined that the load is large, and the control is performed by fixing the value of the drive pulse held in the storage unit.

請求項3記載の発明は、請求項項1または2記載の画像形成装置において、除電バイアスの駆動パルスの値が所定の値以上となった場合に、転写手段にバイアスを印加する手段は転写バイアス設定値を通常の設定値よりも大きくする、または除電バイアス制御手段は除電バイアス設定値を通常の設定値よりも小さくすることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the means for applying a bias to the transfer means when the value of the driving pulse for the static elimination bias exceeds a predetermined value is the transfer bias. The set value is made larger than the normal set value, or the static elimination bias control means makes the static elimination bias set value smaller than the normal set value.

請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、転写手段に定電流制御により転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、転写手段に印加される電圧を測定する手段とをさらに備え、転写バイアス印加手段が転写手段に印加する転写バイアスと除電バイアス印加手段が除電手段に印加する除電バイアスの電位差が所定の値以上となった場合に、除電バイアス印加手段が除電手段に印加する除電バイアスの電圧を下げることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the transfer bias applying unit applies a transfer bias to the transfer unit by constant current control, and the transfer bias applying unit applies the transfer bias to the transfer unit. Means for measuring the voltage, and when the potential difference between the transfer bias applied by the transfer bias applying means to the transfer means and the charge removing bias applied by the charge removing bias applying means to the charge eliminating means becomes a predetermined value or more, the charge eliminating bias The applying unit lowers the voltage of the neutralizing bias applied to the neutralizing unit.

請求項5記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、転写手段に定電流制御により転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、転写手段に印加される電圧を測定する手段とをさらに備え、転写バイアス印加手段が転写手段に印加する転写バイアスと除電バイアス印加手段が除電手段に印加する除電バイアスの電位差が所定の値以上となった場合に、転写バイアス印加手段は転写バイアスを定電圧制御に切り替えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the transfer bias applying means that applies a transfer bias to the transfer means by constant current control, and the transfer bias means are applied to the transfer means. A voltage bias measuring unit, and a transfer bias when the potential difference between the transfer bias applied by the transfer bias applying unit to the transfer unit and the neutralizing bias applied by the neutralizing bias applying unit to the neutralizing unit exceeds a predetermined value. The applying means switches the transfer bias to constant voltage control.

自装置のサイズおよびコストに影響を及ぼすことなく、除電効果により、転写抜けを防ぎ高画質な画像を得ることができる。   Without affecting the size and cost of the device itself, it is possible to prevent transfer loss and obtain a high-quality image due to the charge eliminating effect.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本実施の形態に係る画像形成装置の一例であるモノクロプリンタの作像部の概略図である。像担持体である感光体2の周りには書き込み11から画像データに基づいたビームを発光し、感光体を露光する。感光体2と接触された現像1により露光された部分にトナー付着し感光体に画像形成され、その画像が転写ローラ6によって用紙に転写される。転写ローラには高圧電源から定電流制御された高圧が印加される。用紙の搬送タイミングに合わせて出力開始・停止されることで感光体と転写ローラ間に用紙が存在しないタイミングでは感光体の寿命への影響を極力なくすため、高圧停止しておく必要がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming unit of a monochrome printer which is an example of an image forming apparatus according to the present embodiment. A beam based on image data is emitted from the writing 11 around the photosensitive member 2 which is an image carrier, and the photosensitive member is exposed. Toner adheres to the exposed portion of the development 1 in contact with the photosensitive member 2 to form an image on the photosensitive member, and the image is transferred onto a sheet by the transfer roller 6. A high voltage with constant current control is applied to the transfer roller from a high voltage power source. Since the output is started / stopped in accordance with the conveyance timing of the paper so that the influence on the life of the photoconductor is minimized as long as there is no paper between the photoconductor and the transfer roller, it is necessary to stop at a high pressure.

用紙はカセット5に収納された状態からピックアップローラ3によって除電搬送され、レジストローラ4位置で感光体との画像位置合わせを行うために搬送待機している。感光体画像先端が用紙のレジスト位置にあうタイミングで搬送を再スタートし、転写バイアス印加しながら用紙を定着ローラ8と加圧ローラ9まで搬送する。感光体への用紙吸着を分離するための除電針7が転写ニップと定着ニップの間に配置される。すなわち除電針7は用紙搬送方向における転写ローラ6の下流側近傍に配置される。この除電針7に転写バイアスとは逆極性の高圧印加することで用紙を感光体から分離し、用紙先端が定着ニップへと突入するようにバイアス印加する。画像形成後の用紙は定着部で定着され、排紙ローラ10を介して装置外へと搬送される。以上がプリンタ構成と基本的な画像形成手順である。   The sheet is discharged and conveyed by the pickup roller 3 from the state of being accommodated in the cassette 5, and is waiting for conveyance at the position of the registration roller 4 in order to perform image alignment with the photosensitive member. The conveyance is restarted at the timing when the leading edge of the photoreceptor image comes to the registration position of the sheet, and the sheet is conveyed to the fixing roller 8 and the pressure roller 9 while applying the transfer bias. A neutralizing needle 7 is disposed between the transfer nip and the fixing nip to separate the sheet adhering to the photoreceptor. In other words, the static elimination needle 7 is arranged in the vicinity of the downstream side of the transfer roller 6 in the paper transport direction. By applying a high voltage having a polarity opposite to the transfer bias to the charge eliminating needle 7, the paper is separated from the photosensitive member, and a bias is applied so that the front end of the paper enters the fixing nip. The sheet on which the image has been formed is fixed by the fixing unit and conveyed outside the apparatus via the paper discharge roller 10. The above is the printer configuration and the basic image forming procedure.

図2は転写ローラ、除電針に印加する高圧出力の制御ブロックを示したものである。ここでは、最も構成が簡素でコストメリットがでる直接ドライブ方式での出力制御について説明する。直接ドライブ方式とは図3に示すpwm波形のように所定の周波数(20kHz)のon_dutyをpwm発生器203−1で制御し、電源側はそのパルスで高圧トランスの1次側をスイッチングすることで駆動する。on_dutyを0〜100%に制御することで高圧出力制御を行っているものである。この高圧電源では出力を電源内では帰還しない開ループ制御とし、帰還および制御機能を搭載しないことでコストダウンを図っている。   FIG. 2 shows a control block for high-voltage output applied to the transfer roller and the charge eliminating needle. Here, output control in the direct drive method, which has the simplest configuration and provides cost advantages, will be described. With the direct drive method, the on_duty of a predetermined frequency (20 kHz) is controlled by the pwm generator 203-1, as in the pwm waveform shown in FIG. 3, and the power source side switches the primary side of the high-voltage transformer with that pulse. To drive. High voltage output control is performed by controlling on_duty to 0 to 100%. In this high-voltage power supply, the output is controlled by open loop that does not feed back in the power supply, and the cost is reduced by not providing a feedback and control function.

具体的な構成を除電バイアス発生部202について説明する。高圧発生部には低圧(24V)から昇圧するための高圧トランス202−1が備えられ、トランスの1次側をスイッチング素子202−2によりon/offすることで駆動する。ここではバイポーラもしくはFETによるスイッチングを示している。この高圧トランスにより昇圧された出力を電圧検出部202−3において高圧制御部203に備えられたA/D変換器203−2に入力可能な電圧レベルに変換する。   A specific configuration of the static elimination bias generator 202 will be described. The high voltage generator is provided with a high voltage transformer 202-1 for boosting from a low voltage (24V), and is driven by turning on / off the primary side of the transformer by the switching element 202-2. Here, switching by bipolar or FET is shown. The voltage boosted by the high voltage transformer is converted into a voltage level that can be input to the A / D converter 203-2 provided in the high voltage controller 203 in the voltage detector 202-3.

ここでは、図4に示す出力−帰還特性のように高圧出力範囲が1次式:変換値(=−1/1200)*出力値+4 (V)に従って変換される。   Here, as in the output-feedback characteristic shown in FIG. 4, the high voltage output range is converted according to a linear expression: conversion value (= −1 / 1200) * output value + 4 (V).

具体的な制御を図7の演算更新フローに示す。cpu203−3は出力開始タイミング(フラグによる判定)ならば(701Y)、演算更新の同期をとるために内部のタイマ割り込み(ここでは10ms割り込み)が入ったところ(702Y)で現在の出力をA/D変換によって取り込み(703)、目標出力のA/D値との差分を求め(704)、所定の演算式:=現pwm設定値+(A/D値差分×演算係数)に従って更新するpwm設定値を計算し(705)、pwm更新駆動する。   Specific control is shown in the calculation update flow of FIG. If cpu 203-3 is an output start timing (judgment based on flag) (701Y), an internal timer interrupt (here, 10ms interrupt) is entered (702Y) to synchronize the calculation update, and the current output is changed to A / Capture by D conversion (703), obtain difference from A / D value of target output (704), and update pwm according to predetermined arithmetic expression: = current pwm set value + (A / D value difference × calculation coefficient) The value is calculated (705), and pwm update driving is performed.

このように出力が目標出力に対して小さい場合はpwmdutyのon値が大きくなる様に、逆に出力が目標出力に対して大きい場合はpwmdutyのon値が小さくなる様に演算される。また、A/Dの差分が大きければ、pwmdutyの増減分も大きくなり、小さければ増減分は小さく更新される。これは10ms毎に出力が停止されるまで継続して行われる。   As described above, when the output is small with respect to the target output, the on value of pwmduty is increased. Conversely, when the output is large with respect to the target output, the on value of pwmduty is decreased. If the A / D difference is large, the increase / decrease in pwmduty is also increased, and if the difference is small, the increase / decrease is updated small. This continues until the output is stopped every 10 ms.

実際の画像形成装置においてはこの2出力のほかにも現像バイアス、帯電出力などがあり、カラープリンタになれば各バイアス出力が各色あると20種類の高圧出力を備えている装置もある。   In an actual image forming apparatus, in addition to these two outputs, there are a developing bias, a charging output, and the like. In a color printer, there are apparatuses having 20 types of high-voltage outputs for each color for each bias output.

図2に示す転写バイアス発生部201のように出力検出方式として電圧検出201−1と電流検出201−2を備え、帰還値としてa/d変換へ入力しておくことで、定電圧制御/定電流制御のどちらかへ装置の設置環境や出力状態によって切替え選択することも可能となる。   Like the transfer bias generation unit 201 shown in FIG. 2, the output detection method includes a voltage detection 201-1 and a current detection 201-2, and is input to the a / d conversion as a feedback value. It is also possible to switch to either current control according to the installation environment or output state of the apparatus.

転写バイアスは通常、定電流制御されており、紙サイズや環境(低温/高温/常温)、片面(1面)/両面(2面)によって設定電流値(5〜50μA)を切替えて印字を行っている。   The transfer bias is normally controlled at a constant current, and printing is performed by switching the set current value (5 to 50 μA) depending on the paper size and environment (low temperature / high temperature / normal temperature), single side (one side) / double side (two sides). ing.

転写バイアス出力にとって、吸湿された用紙では用紙自体のインピーダンスが低くなり用紙を介して他の搬送経路に転写電流が流れ込んでしまうことで転写抜けが発生することがある。同様に表面に光沢のある用紙の場合、用紙表面を介して他の経路に転写電流が流れ込んで転写抜けが発生することがある。これらの転写抜けが発生してしまう電流経路としては感光体からの用紙分離目的に転写―定着間に配置される除電針が転写電流の流れる経路となってしまうことがある。特に除電針にバイアス印加した場合にはバイアス印加電圧が高いほど(転写出力電圧との差が大きい)流れやすくなる。このような吸湿された用紙は吸湿具合で抵抗値が異なるので、どの程度の除電印加バイアスで流れ込み電流を防げるかは一概にはいえない。   For the transfer bias output, the paper that has absorbed moisture has a low impedance of the paper itself, and a transfer current may flow into another conveyance path through the paper, which may cause transfer omission. Similarly, in the case of a sheet having a glossy surface, a transfer current may flow into another path through the sheet surface and transfer omission may occur. As a current path in which these transfer omissions occur, a static elimination needle disposed between transfer and fixing for the purpose of separating the paper from the photoreceptor may become a path through which the transfer current flows. In particular, when a bias is applied to the static elimination needle, the higher the bias applied voltage (the greater the difference from the transfer output voltage), the easier the flow. Since such a moisture-absorbed sheet has a different resistance value depending on the moisture absorption condition, it cannot be generally said how much the neutralization application bias can prevent the flowing-in current.

また、低温低湿では用紙および転写ローラを含む転写系のインピーダンスが上昇することで転写バイアスの電圧が通常800Vの2〜10倍(〜8kV)になることがありえる。転写制御を定電流制御している場合には高圧出力電圧は上昇し、画像形成時に放電現象を発生し、版画画像などの画像劣化を起こすことがある。また、除電バイアス経路を転写バイアス経路近傍に配置する必要があるため、小型化された装置や沿面などが充分に取れない装置では除電バイアスとの電位差が大きくなり、両出力間でリークが発生し、機内ノイズの発生だけではなく、転写バイアスの異常となるために画像自体にも影響を及ぼす可能性がある。これを防ぐには沿面距離の確保、絶縁材で保護が必要となるが、装置の大型化もしくはコストアップを伴うことになる。   In addition, at low temperature and low humidity, the transfer bias voltage can be 2 to 10 times (up to 8 kV) of 800 V normally due to an increase in impedance of the transfer system including the paper and the transfer roller. When the transfer control is controlled at a constant current, the high-voltage output voltage increases, and a discharge phenomenon may occur during image formation, which may cause image degradation such as a print image. In addition, since it is necessary to dispose the neutralization bias path in the vicinity of the transfer bias path, the potential difference from the neutralization bias becomes large in a miniaturized device or a device that does not have sufficient creepage, causing leakage between both outputs. In addition to the occurrence of in-machine noise, there is a possibility that the image itself may be affected because of an abnormal transfer bias. In order to prevent this, it is necessary to secure a creepage distance and protect with an insulating material, but this involves an increase in the size or cost of the device.

上記のような構成を前提とした画像形成装置において、本発明の要旨について具体的に説明する。   The gist of the present invention in the image forming apparatus based on the above configuration will be specifically described.

図5に示すpwmduty−出力特性1のようにpwm設定値αでの負荷による出力は負荷minでは出力cとなり、typ(想定定格負荷)ではbとなる。負荷maxでは出力aとなり、定電圧制御では|c|>|b|>|a|となる。   Like the pwmduty-output characteristic 1 shown in FIG. 5, the output by the load at the pwm set value α is the output c at the load min, and is b at the type (assumed rated load). The output is a at the load max, and | c |> | b |> | a | in the constant voltage control.

除電バイアスにとっては転写電流からの流れ込みが多くなることは負荷が大きくなった場合と等価であり、その結果、pwm演算更新により通常のpwm設定より大きなdutyで駆動することになる。   For the static elimination bias, an increase in the flow from the transfer current is equivalent to an increase in the load, and as a result, the pwm calculation is updated to drive with a larger duty than the normal pwm setting.

このとき、除電バイアス制御フローを示す図8において、たとえば、−1500V出力では通常負荷条件(想定負荷条件)でのpwmdutyが30%近傍の高圧電源だったときに、印字動作での除電バイアス制御においてpwmduty設定値が40%以上となる演算結果となった場合(802−Y)に転写電流が流れ込んできているため負荷大になっていると判断して、pwmdutyを通常負荷想定時に狙った出力となる30%に固定(804)して出力を継続する。   At this time, in FIG. 8 showing the static elimination bias control flow, for example, in the static elimination bias control in the printing operation when the pwmduty is about 30% under the normal load condition (assumed load condition) at −1500 V output. If the pwmduty setting value is 40% or more (802-Y), it is determined that the load is large because the transfer current is flowing in, and the pwmduty is set to the output targeted when the normal load is assumed. The output is continued with the fixed 30% (804).

当然、紙種や環境によって狙いの除電バイアス値が異なるので、それぞれの除電バイアス設定値での通常想定負荷で目標出力となるpwmdutyを所定の記憶部のテーブル(一例として図9に示すもの)に保持しておき、テーブルに保持しているpwmdutyの+10%upとなった時点でpwmdutyを固定化(通常想定負荷での保持しているpwmduty:ここでは30%)して出力を継続する。   Naturally, since the target neutralization bias value differs depending on the paper type and environment, the pwmduty that is the target output at the normal assumed load at each neutralization bias setting value is stored in a table (as shown in FIG. 9 as an example). When pwmduty is + 10% up of pwmduty held in the table, pwmduty is fixed (pwmduty held under normal assumed load: 30% here) and output is continued.

転写電流が流れ込んで負荷大となっているのでpwmdutyを固定化して出力継続することはバイアス(出力電圧)は低くなっていることになるが、転写バイアスと除電バイアスとの差が少なくなっていくことで、転写電流の流入を抑え、転写に必要な電流を確保でき転写抜けを防ぐことができる。なお、通常想定負荷での目標出力−1500Vは高圧発生部でのハード的な調整によってあわせこんでおくことで精度を保つことができる。   Since the transfer current flows and the load is large, fixing the pwmduty and continuing the output means that the bias (output voltage) is low, but the difference between the transfer bias and the neutralization bias is reduced. Thus, the inflow of the transfer current can be suppressed, the current necessary for the transfer can be secured, and the transfer omission can be prevented. It should be noted that the accuracy can be maintained by adjusting the target output of 1500 V under the normal assumed load by hardware adjustment in the high voltage generator.

また、除電出力中の演算pwmdutyを通常想定負荷でのpwmduty(保持している値))と比較して出力中のdutyとテーブルに保持しているdutyの差が所定の閾値を超えたら、転写電流が除電へ流れ込んできていると判断し、転写電流が不足しているものとして転写電流の設定値を大きくすることで転写電流不足を補うことも可能となる。   If the difference between the duty currently being output and the duty held in the table exceeds a predetermined threshold by comparing the calculation pwmduty during the static elimination output with the pwmduty (held value) at the normal assumed load, the transfer is performed. It is possible to compensate for the shortage of the transfer current by determining that the current has flowed into the static elimination and increasing the set value of the transfer current assuming that the transfer current is insufficient.

逆に転写−除電間の電位差が大きいために転写流入が起きているものとして、除電バイアスを小さくすることで、転写電流の流入を小さいものにすることも可能となる。   Conversely, assuming that the transfer inflow occurs because the potential difference between the transfer and the charge removal is large, it is possible to reduce the inflow of the transfer current by reducing the charge removal bias.

さらに、このような転写からの流れ込みによる負荷変動を除電バイアスの出力によって補正するのであれば、除電出力をfbによる演算制御ではなく、目標値となる除電バイアスごとに固定のpwmdutyで駆動することで、出力帰還経路が不要となり、a/d変換器などの不足時にも余計なコストupを伴うことなく実現できる。   Furthermore, if the load fluctuation due to the flow from the transfer is corrected by the output of the neutralization bias, the neutralization output is driven by a fixed pwmduty for each neutralization bias as a target value, instead of the calculation control by fb. This eliminates the need for an output feedback path, and can be realized without an extra cost up even when an a / d converter or the like is insufficient.

転写バイアスから見た場合には除電針経路への流入があるとインピーダンスが極端に低くなり、演算更新のpwmdutyが小さくなってゆく。また、トランスの特性によってpwmdutyが小さい場合には出力できない領域や急激に出力が変化する領域(図6の0〜d領域)があり、制御しきれない場合がある(dutyとしては0〜2%程度)。   When viewed from the transfer bias, if there is an inflow to the static elimination needle path, the impedance becomes extremely low, and the pwmduty of the calculation update decreases. In addition, there is a region where the output cannot be performed when the pwmduty is small or a region where the output changes abruptly (the 0-d region in FIG. 6) due to the characteristics of the transformer, and may not be controlled (the duty is 0-2%). degree).

そのような領域を使用しないようにpwmdutyのmin設定値を2%としている。定電流制御されている転写出力は負荷が小さく(抵抗が小さい)なっていくと、更新pwmdutyが小さくなってゆくことになる。このduty下限値を2%としているため、除電への流れ込みが発生している場合には、このpwmdutyがminで駆動されてしまう。このように転写バイアス制御のpwmdutyがminで駆動されている場合に除電バイアスが印加されていることによって流れ込みの経路が形成され、転写のインピーダンスを下げていると判断し、除電バイアスを停止することで流れ込みを防止する。   The min setting value of pwmduty is set to 2% so as not to use such an area. The transfer output under constant current control has a smaller update pwmduty as the load decreases (resistance decreases). Since this duty lower limit value is set to 2%, the pwmduty is driven at the min when there is a flow into the charge removal. In this way, when the transfer bias control pwmduty is driven at min, it is determined that the transfer path is formed by applying the charge removal bias and the transfer impedance is lowered, and the charge removal bias is stopped. To prevent inflow.

なお、転写バイアスの出力設定ごとに最小駆動パルス幅を保持することで、転写電流の流れ込みがあるか否かを判断する転写駆動条件は転写設定値ごとに備えることになり、転写条件ごとに除電性能を確保しつつ除電への流れ込みによる転写抜けを防ぎ高画質な画像を得ることができる。   By holding the minimum drive pulse width for each transfer bias output setting, the transfer drive condition for determining whether or not there is a transfer current flow is provided for each transfer setting value. While ensuring the performance, it is possible to prevent a transfer omission due to the flow into the static elimination and obtain a high-quality image.

さらに除電バイアス出力を停止しても経路としてアースへの経路が残されるため、この経路を物理的に遮断する手段を備えることで転写電流の流れ込み経路を断つことが可能となる。   Further, even if the neutralizing bias output is stopped, a path to the ground remains as a path. Therefore, it is possible to cut off the transfer current flow path by providing means for physically blocking this path.

逆に低温化で用紙や転写ローラインピーダンスの上昇などにより、定電流制御されている転写出力は高電位(5〜8kV)となり、除電バイアスとの電位差は10kV程度になる可能性がある。   On the other hand, the transfer output under constant current control becomes a high potential (5 to 8 kV) due to an increase in the impedance of the paper or the transfer roller at a low temperature, and the potential difference from the neutralization bias may be about 10 kV.

このとき、転写と除電出力間の沿面が8kVまでの場合に除電バイアス−3000V印加条件(低温/2面)では転写バイアスが5kVを超えるとリークする恐れがでてくる。このように転写出力の電圧をモニタし転写バイアスが5kVを超えたことを検出したら、除電バイアスの設定値を−500Vとすることで両出力間の電位差を抑える。   At this time, when the creepage between the transfer and the discharge output is up to 8 kV, there is a risk of leakage if the transfer bias exceeds 5 kV under the discharge bias-3000 V application condition (low temperature / 2 surfaces). When the transfer output voltage is thus monitored and it is detected that the transfer bias exceeds 5 kV, the potential difference between the two outputs is suppressed by setting the neutralization bias to -500V.

また、このとき特別に転写出力の電圧fb手段を設けなくても電流fbと制御pwmdutyからインピーダンスが上昇していることによって転写バイアスが上昇しているか(具体的にはある閾値以上のpwmdutyかつ電流帰還値が所定電流以下となっている場合)否かを判断し、転写バイアスが上昇していてリークの危険ありと判断した場合には同様に除電バイアス設定値を−500Vに設定する。定電流制御された転写出力の電圧値算出を転写駆動条件と電流帰還値から予測するので、転写出力に出力電圧検出手段を設けることなく除電バイアスの電圧を下げて転写出力との電位差を少なくすることで出力間でのリークを防止し、装置の誤動作を防ぐとともにリークによる画像劣化を防ぐ装置が安価な制御システムを提供できる。   Further, at this time, even if the voltage fb means for the transfer output is not particularly provided, whether the transfer bias is increased due to the increase in impedance from the current fb and the control pwmduty (specifically, the pwmduty and current exceeding a certain threshold value). If the feedback value is equal to or less than the predetermined current), and if it is determined that there is a risk of leakage due to an increase in the transfer bias, the static elimination bias setting value is similarly set to -500V. Since the voltage value calculation of the transfer output under constant current control is predicted from the transfer driving condition and the current feedback value, the voltage difference of the transfer output is reduced by lowering the voltage of the static elimination bias without providing an output voltage detecting means for the transfer output. Thus, it is possible to provide an inexpensive control system that prevents leakage between outputs, prevents malfunction of the device, and prevents image degradation due to leakage.

また、両出力間の電位差が7kVを越えているような場合には除電バイアスを停止する。   Further, when the potential difference between the two outputs exceeds 7 kV, the static elimination bias is stopped.

また、上記のような検出手段および判断手段によって除電バイアスの制御を変更せずに転写出力を定電圧制御とすることで、除電バイアスとの電位差を転写側のバイアス制御によって確保し、用紙搬送品質の向上を図れる。転写出力と除電出力の電位差が所定の値以上となったときに転写出力制御を定電圧制御とし、両出力間の電位差を所定の値以下となるように転写出力電圧を制御することで出力間でのリークを防止し、装置の誤動作を防ぐとともにリークによる画像劣化を防ぐことができる。   Also, by making the transfer output constant voltage control without changing the neutralization bias control by the detection means and judgment means as described above, the potential difference from the neutralization bias is ensured by bias control on the transfer side, and the paper transport quality Can be improved. When the potential difference between the transfer output and the static elimination output exceeds a predetermined value, the transfer output control is set to constant voltage control, and the transfer output voltage is controlled so that the potential difference between both outputs is less than the predetermined value. This prevents leakage of the image, prevents malfunction of the apparatus, and prevents image deterioration due to leakage.

また、転写バイアスを出力中に定電圧制御に移行する画像形成装置とすれば、転写出力中に定電流制御から、所定の電位差以上を検出した場合に直ちに定電圧制御へと移行するので印字動作途中での急激な負荷変動時にも転写出力電圧を制御することで出力間でのリークを防止し、装置の誤動作を防ぐとともにリークによる画像劣化を防ぐことができる。   In addition, if the image forming apparatus shifts to constant voltage control during output of the transfer bias, it shifts from constant current control to constant voltage control when a predetermined potential difference or more is detected during transfer output, so printing operation By controlling the transfer output voltage even when the load fluctuates suddenly on the way, leakage between outputs can be prevented, and malfunction of the apparatus can be prevented and image degradation due to leakage can be prevented.

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。   Each embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるモノクロプリンタの作像部の概略図である。1 is a schematic diagram of an image forming unit of a monochrome printer which is an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る転写ローラ、除電針に印加する高圧出力の制御ブロックを示した図である。It is the figure which showed the control block of the high voltage | pressure output applied to the transfer roller which concerns on embodiment of this invention, and a static elimination needle. pwm波形を示す図である。It is a figure which shows a pwm waveform. 出力−帰還特性を示す図である。It is a figure which shows an output-feedback characteristic. pwmduty−出力特性1を示す図である。It is a figure which shows pwmduty-output characteristic 1. FIG. pwmduty−出力特性2を示す図である。It is a figure which shows pwmduty-output characteristic 2. FIG. 本発明の実施の形態に係る演算更新フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation update flow which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る除電バイアス制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the static elimination bias control flow which concerns on embodiment of this invention. 目標出力となるpwmdutyを格納したテーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the table which stored pwmduty used as a target output.

符号の説明Explanation of symbols

201 転写バイアス発生部
201−1 電圧検出
201−2 電流検出
202 除電バイアス発生部
202−1 高圧トランス
202−2 スイッチング素子
202−3 電圧検出部
203 高圧制御部
203−1 pwm発生器
203−2 A/D変換器
203−3 cpu
204 環境センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 201 Transfer bias generation part 201-1 Voltage detection 201-2 Current detection 202 Static elimination bias generation part 202-1 High voltage transformer 202-2 Switching element 202-3 Voltage detection part 203 High voltage control part 203-1 pwm generator 203-2 A / D converter 203-3 cpu
204 Environmental sensor

Claims (5)

転写手段により画像が転写される記録媒体に蓄積された電荷を除電する除電手段に除電バイアスを印加する除電バイアス印加手段と、
該除電バイアス印加手段の出力電圧を帰還する手段と、
前記除電バイアスの出力電圧の帰還値にもとづき除電バイアスの駆動パルスの値を更新制御する除電バイアス制御手段とを備える画像形成装置において、
前記除電バイアス制御手段は、除電バイアスの駆動パルスの値が所定の値以上となった場合に除電バイアスの駆動パルスの値を前記帰還値によらず固定値で制御することを特徴とする画像形成装置。
A static elimination bias applying means for applying a static elimination bias to the static elimination means for eliminating the charge accumulated in the recording medium onto which the image is transferred by the transfer means;
Means for feeding back the output voltage of the static elimination bias applying means;
An image forming apparatus comprising: a neutralizing bias control unit that updates and controls a value of a driving pulse for the neutralizing bias based on a feedback value of an output voltage of the neutralizing bias.
The neutralization bias control means controls the neutralization bias drive pulse value with a fixed value regardless of the feedback value when the neutralization bias drive pulse value is equal to or greater than a predetermined value. apparatus.
種々の画像形成条件下における除電バイアス設定値での通常想定負荷で目標出力となる駆動パルスの値を保持している記憶部を備え、
所定の画像形成条件下における前記除電バイアスの出力電圧の帰還値と、前記記憶部で保持している前記駆動パルスの値との差分が閾値を越えた場合に、前記除電バイアス制御手段は、転写電流が流れ込んできているため負荷大になっていると判断して、前記記憶部で保持している前記駆動パルスの値に固定して制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
A storage unit that holds a value of a drive pulse that is a target output under a normal assumed load at a static elimination bias setting value under various image forming conditions,
When the difference between the feedback value of the output voltage of the static elimination bias under a predetermined image forming condition and the value of the drive pulse held in the storage unit exceeds a threshold value, the static elimination bias control means 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein it is determined that the load is large because a current flows in, and the control is fixed to the value of the drive pulse held in the storage unit. .
前記除電バイアスの駆動パルスの値が所定の値以上となった場合に、
前記転写手段にバイアスを印加する手段は転写バイアス設定値を通常の設定値よりも大きくする、または前記除電バイアス制御手段は除電バイアス設定値を通常の設定値よりも小さくすることを特徴とする請求項項1または2記載の画像形成装置。
When the value of the driving pulse of the static elimination bias becomes a predetermined value or more,
The means for applying a bias to the transfer means makes a transfer bias set value larger than a normal set value, or the static elimination bias control means makes the static elimination bias set value smaller than a normal set value. Item 3. The image forming apparatus according to Item 1 or 2.
前記転写手段に定電流制御により転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に印加される電圧を測定する手段とをさらに備え、
前記転写バイアス印加手段が前記転写手段に印加する転写バイアスと前記除電バイアス印加手段が前記除電手段に印加する除電バイアスの電位差が所定の値以上となった場合に、前記除電バイアス印加手段が除電手段に印加する除電バイアスの電圧を下げることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
A transfer bias applying means for applying a transfer bias to the transfer means by constant current control; and a means for measuring a voltage applied to the transfer means,
When the potential difference between the transfer bias applied by the transfer bias application means to the transfer means and the charge removal bias applied by the charge removal bias application means to the charge removal means is equal to or greater than a predetermined value, the charge removal bias application means is the charge removal means. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a voltage of the neutralizing bias applied to the power source is lowered. 5.
前記転写手段に定電流制御により転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記転写手段に印加される電圧を測定する手段とをさらに備え、
前記転写バイアス印加手段が前記転写手段に印加する転写バイアスと前記除電バイアス印加手段が前記除電手段に印加する除電バイアスの電位差が所定の値以上となった場合に、前記転写バイアス印加手段は前記転写バイアスを定電圧制御に切り替えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
A transfer bias applying means for applying a transfer bias to the transfer means by constant current control; and a means for measuring a voltage applied to the transfer means,
When the potential difference between the transfer bias applied by the transfer bias applying means to the transfer means and the charge eliminating bias applied by the charge eliminating bias applying means to the charge eliminating means becomes a predetermined value or more, the transfer bias applying means performs the transfer bias application. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the bias is switched to constant voltage control.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014186276A (en) * 2013-03-25 2014-10-02 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus and program
JP2016177022A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 株式会社リコー Transfer-separation device, image-forming device, and adjustment method

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