JP2010139731A

JP2010139731A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010139731A
Application number: JP2008315693A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Uehara; 正裕上原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】転写逆電圧印加手段により電圧を印加した場合の転写電流の値を検出し、感光体の有無を検出するシーケンスを短縮することにより、センサ等を用いずにカートリッジを検出すること。
【解決手段】電子写真プロセスによりトナー像を形成する像担持体と、該トナー像を転写材に転写する転写手段を有する画像形成装置において、前記転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写電圧印加手段と逆極性の電圧を印加する転写逆電圧印加手段と、前記転写逆電圧印加手段により電圧を印加した場合の転写電流の値を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果とあらかじめ決められた設定値と比較する比較手段を有し、該比較手段の結果により、感光体の有無を検知することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般には、電子写真を利用したレーザビームプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、カートリッジ無しの判断を転写クリーニングバイアスを用いて行なう画像形成装置に関するものである。

従来より、電子写真方式を利用した画像形成装置の転写装置は、像担持体と接触する転写ローラ等の転写手段を用い、比較的低い電圧で像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する接触式の転写装置が開発されている。この接触式の転写装置は、一般に、記録材の裏面に当接する導電性の転写ローラ等を備え、これに比較的低いバイアス電圧を印加することにより、像担持体としての感光ドラム上のトナー像を記録材に転写するものである。このような接触式の転写装置はコロナ放電を利用した非接触式の転写装置に比べて低電圧を印加すればよいので、電源が小型にでき、またオゾンの発生量が比較的少ない等のメリットがある。

図２は従来の接触式の転写装置を用いた画像形成装置を示す構成図であり、図において、１０６は感光ドラム、１２０は帯電ローラ、１１２はスキャナー装置、１０４は現像スリーブ、１０３はトナー容器、１０５は転写ローラ、１０８はクリーニングブレード、１０７は廃トナー容器、１１０は定着器である。

次に動作について説明する。前記感光ドラム１０６は矢印の方向に回転し、帯電ローラ１２０によって一様に帯電される。スキャナー装置１１２より出たレーザ光は感光ドラム１０６へ照射され、感光ドラム１０６上に静電潜像が形成される。トナー容器１０３にはトナーが充填されており、現像スリーブ１０４の回転に伴い、適量のトナーが適度の帯電を受けた後、感光ドラム１０６上に供給されている。現像スリーブ１０４上のトナーは感光ドラム１０６の静電潜像に付着し、潜像が現像されトナー像として可視化される。

前記感光ドラム１０６のトナー像形成とタイミングをとって、給紙カセット１１８に積載された記録紙が１枚ずつ給紙され、トナーと逆極性の正極のバイアスを転写ローラ１０５に不図示の高圧電源から印加することにより、可視化された感光ドラム１０６上のトナー像は記録材上に転写される。転写されずに感光ドラム１０６上に残った転写残トナーはクリーニングブレード１０８により廃トナー容器１０７に収納され、表面をクリーニングされた感光ドラム１０６は繰り返し次の画像形成プロセスに入る。

トナー像を乗せた記録紙は定着器１１０によって加熱，加圧を受け、トナー像が記録紙上に永久定着される。

またプリントの前回転時に転写ローラ１０５にはトナーと同極性の負極のバイアスを不図示の高圧電源から印加して、転写ローラ１０５上に付着したトナーを感光ドラム１０６に戻すことで該転写ローラ１０５のクリーニングを行う。転写ローラ１０５がトナーで汚れる原因としては、プリント用紙間において、感光ドラム１０６に転写ローラ１０５が直接触れたときなどに、感光ドラム１０６上にごく微量に付着したトナー（かぶり）が転写ローラ１０５に転移する場合、あるいはユーザーが誤って、印字領域よりも小さな記録材を通紙した時に記録材からはみ出た部分のトナー像が転写ローラ１０５に転写されてしまう場合等が考えられる。また、転写ローラ１０５のクリーニングはプリントの後回転や、ジヤム処理後の前多回転時、プリンタの電源投入時、ドアオープンクローズ時に行われる場合もある。

このような、レーザプリンタ等の画像形成装置ではカートリッジが装置本体にセットされているかを判断する方法として、フォトインタラプタなどセンサを用いる方法や、画像形成時に印加する高電圧を本体のドアクローズ時に所定時間印加してそのフィードバック電圧および電流を監視して有無を検出する方法があり、このカートリッジ検出時に使用する高電圧として転写バイアスを用いる方法が知られている。
特開平９−９０７７１号公報特開平１１−１５３３７号公報

しかしながら、フォトインタラプタなどのセンサを用いた場合、センサを駆動させるために専用の駆動回路が必要であり、そのためコストが上昇する。また、転写電流を検出する検出回路によってカートリッジ無しを判断する場合、感光ドラムと転写ローラ間に記録材が存在しない状態で転写正バイアスを印加する。このため、図１（ｂ）に示すように感光ドラム上の電位が変化し、転写バイアス停止後に帯電バイアスを印加する必要があり、このため感光体の有無を検出するシーケンスが長くなってしまうという問題があった。

本出願に係る発明の目的は、転写逆電圧印加手段により電圧を印加した場合の転写電流の値を検出し、感光体の有無を検出するシーケンスを短縮することにより、センサ等を用いずにカートリッジを検出することを目的とする。

上記課題を解決するため、本出願に係る第１の発明は、電子写真プロセスによりトナー像を形成する像担持体と、該トナー像を転写材に転写する転写手段を有する画像形成装置において、前記転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写電圧印加手段と逆極性の電圧を印加する転写逆電圧印加手段と、前記転写逆電圧印加手段により電圧を印加した場合の転写電流の値を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果とあらかじめ決められた設定値と比較する比較手段を有し、該比較手段の結果により、感光体の有無を検知することを特徴とする。

また、本出願に係る第２の発明は、前記転写逆電圧印加手段は、前記転写部材に付着したトナーを前記像担持体上に転移させるべく前記転写部材に前記転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを印加するクリーニングバイアス印加電源であることを特徴とする。

また、本出願に係る第３の発明は、前記クリーニングバイアスは、装置本体の電源投入時、及びドアクローズ検知時に印加することを特徴とする。

以上説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、転写逆電圧印加手段により電圧を印加した場合の転写電流の値から、カートリッジ有無を検出することにより、センサ及びセンサを駆動させる部品を削除することができ、コストダウン及び装置の小型化が可能になる。

また、本出願に係る第２の発明によれば、転写ローラクリーニングと感光体の検出を同時に行う為、前多回転時間を短縮することが可能になる。

また、本出願に係る第３の発明によれば、装置本体の電源投入時、及びドアクローズ検知時の前多回転時間を短縮することが可能になる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下、本発明の第１の実施例の形態を図面を用いて説明する。

第１の実施例である“画像形成装置”のハードウエア構成は、図２に示す従来の接触式の転写装置を用いた画像形成装置と同様なので、図２を用いて本実施例の構成を説明する。図２において、１０６は感光ドラム、１２０は帯電ローラ、１１２はスキャナー装置、１０４は現像スリーブ、１０３はトナー容器、１０５は転写ローラ、１０８はクリーニングブレード、１０７は廃トナー容器、１３０は前露光装置、１１０は定着器である。

次に動作について説明する。前記感光ドラム１０６は矢印の方向に回転し、帯電ローラ１２０によって一様に帯電される。スキャナー装置１１２より出たレーザ光は感光ドラム１０６へ照射され、感光ドラム１０６上に静電潜像が形成される。トナー容器１０２にはトナーが充填されており、現像スリーブ１０４の回転に伴い、適量のトナーが適度の帯電を受けた後、感光ドラム１０６上に供給されている。現像スリーブ１０４上のトナーは感光ドラム１０６の静電潜像に付着し、潜像が現像されトナー像として可視化される。前記感光ドラム１０６のトナー像形成とタイミングをとって、給紙カセット１１８に積載された記録紙が１枚ずつ給紙され、トナーと逆極性の正極のバイアスを転写ローラ１０５に不図示の高圧電源から印加することにより、可視化された感光ドラム１０６上のトナー像は記録材上に転写される。転写されずに感光ドラム１０６上に残った転写残トナーはクリーニングブレード１０８により廃トナー容器１０７に収納され、表面をクリーニングされた感光ドラム１０６は、更に前露光装置１３０による一様露光により除電されて表面電位が一様に下げられ繰り返し次の画像形成プロセスに入る。

またトナー像を乗せた記録紙は定着器１１０によって加熱，加圧を受け、トナー像が記録紙上に永久定着される。

図３は転写ローラ１０５に印加するバイアスを生成する高圧電源内の転写回路部の回路図である。画像形成装置を制御する中央演算処理装置２１０（以下、ＣＰＵと記す）、正の転写電圧を生成する転写正極性バイアス生成回路２０２、負の転写電圧を生成する転写負極性バイアス生成回路２０３、転写ローラ１０５に流れる電流を検出する転写電流検出回路２０４、及びトランスへの供給電圧制御回路２０１を有する。

２１９は正極性バイアスを生成するトランスである。トランス２１９はＣＰＵ２１０から出力されるクロック：ＣＬＫ１信号で駆動するＦＥＴ２２２によってドライブされ、２次側にダイオード２２４，抵抗２２６、およびコンデンサ２２５で形成された整流回路が接続されており、正極の直流バイアスが生成される。

一方、２３２はクリーニングバイアスである負極性のバイアスを生成するトランスである。トランス２３２はＣＰＵ２１０から出力されるクロック：ＣＬＫ２信号で駆動するＦＥＴ２３０によってドライブされ、２次側のダイオード２３３，抵抗２３５，コンデンサ２３４で形成された整流回路によって整流平滑されて、負極の直流バイアスが生成される。

トランス２１９、２３２の供給電圧は抵抗２１４，２１２で分圧されオペアンプ２１３の反転入力に接続されている。一方、オペアンプ２１３の非反転入力はＣＰＵ２１０のアナログ出力ポートより出力される信号：ＣＮＴが接続されている。オペアンプ２１３の出力は、トランジスタ２１８に接続されており、トランジスタ２１８がトランス２１９，２３２への供給電圧を制限し、トランス２１９，２３２の出力電圧を制御する。このような構成とすることで、出力レベル制御信号：ＣＮＴのレベルに応じて、所定の転写バイアスレベルを出力端子部２２７に出力することができる。

また、オペアンプ２４６、抵抗２３６，２３７，２３８，２４０，２４１，２４２，２４３，２４４、コンデンサ２３９で構成された転写電流検出回路２０４は、転写正バイアス生成回路２０２及び転写負極性バイアス回路２０３の出力電圧が転写ローラ１０５に印加された際の転写ローラ１０５に流れる電流値を検出し、この電流値をＣＰＵ２１０に送出する。ＣＰＵ２１０はＡＤポート：ＴＲＦＶＳで電流値を検出し、所定の電流値になるように出力レベルを制御する。ここで、オペアンプ２４６の非反転入力に接続される、抵抗２４２と２４３でＶｃｃを分圧して生成する基準電圧Ｖ０の電圧値を調整することにより、転写負極性バイアスが印加された際の電流値を検出することができる。

トランス２１９で構成された正極性バイアス生成回路と、トランス２３２で構成された負極性バイアス生成回路は直列に接続されており、出力端子２２７には、正極性バイアスと負極性バイアスの両方が出力可能な構成になっている。プリント動作時において、正極性バイアスを転写ローラ１０５に印加する場合は、負極性バイアス回路の出力を停止し、正極性バイアス回路を駆動して所定の出力レベルに制御する。

一方、クリーニングバイアスを転写ローラ１０５に印加する場合は、正極バイアス回路の出力を停止し、負極バイアス回路を駆動して所定の出力レベルに制御する。

第１の実施例では、電源起動時やドアオープンクローズ検知後、ＣＰＵ２１０は転写負極性バイアスすなわちクリーニングバイアスを出力し、転写電流検出回路２０４で検出した転写ローラ１０５に流れる電流値からカートリッジ有無を判断する。このとき図１（ａ）に示すように感光ドラム上の電位は変化し、転写正バイアスを印加する手法に比べ、感光体の有無を検出するシーケンスが短縮される。

図４（ａ）に示すように、装置本体内にカートリッジ１０２を装着した場合、すなわち感光ドラム１０６が転写ローラ１０５に接触している場合のＣＰＵ２１０への入力信号（ＴＲＦＶＳ）電圧は、電源装置によって供給される直流電圧Ｖｃｃを抵抗２４２と２４４で分圧して生成した基準電圧Ｖ０から、転写ローラ１０５を介して感光ドラム１０６に流れる電流値（転写電流）によって検出抵抗２３８に生じる電圧降下を引いた電圧Ｖ１となる。

また、図４（ｂ）に示すように、装置本体内にカートリッジ１０２を装着していない場合、すなわち感光ドラム１０６が存在せず、転写電流が流れない場合のＣＰＵ２１０への入力電圧は、基準電圧Ｖ０となる。

ＣＰＵ２１０はカートリッジ有り状態と判断した場合、転写クリーニングを継続し、プリントスタンバイ状態まで一連の動作を行う。また、カートリッジ無し状態と判断した場合、クリーニングバイアスの出力を停止し、表示パネル等にてユーザにエラー状態を報知する。

以下、本発明の第２の実施例の形態を図面を用いて説明する。

図５に本実施例における高圧電源内の転写回路部の回路図を示す。

転写電流検知回路部３０４は、ＦＥＴ３５０、オペアンプ３４６、抵抗３３６，３３７，３３８，３４０，３４１，３４２，３４３，３４４、コンデンサ３３９で構成される。ＣＰＵ３１０の出力信号：ＴＲＦＶＳ＿ＣＨＧはＦＥＴ３５０に接続され、ＦＥＴ３５０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。ＦＥＴ３５０のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行うことにより、オペアンプ３４６の非反転入力部に入力される基準電圧Ｖ０の電圧レベルを切り替える。

転写負バイアス印加時ＦＥＴ３５０をＯＦＦにすることにより、基準電圧Ｖ０の電圧レベルはＶｃｃとなり、カートリッジ検知の転写電流検知電圧Ｖ１との電位差が広がりカートリッジ装着検知精度が向上する。また、転写正バイアス印加時、ＦＥＴ３５０をＯＮにすることにより、基準電圧Ｖ０を転写負バイアス印加時に必要な検出範囲を考慮せず設定できるため、転写電流の検出範囲を広げることができる。

本実施の制御を行うことにより、転写正バイアス及び転写負バイアス印加時、各々の転写電流検知精度を向上することが可能となる。

転写バイアス印加時の感光ドラム上の電位を示した図。接触式転写ローラを用いる画像形成装置の構成を示す断面図。本発明の実施例１における、転写高圧回路の回路図。カートリッジ検知時のＴＲＦＶＳの電圧を示した図。本発明の実施例２における、転写高圧回路の回路図。

符号の説明

１０１画像形成装置
１０２ＣＲＧ
１０５転写ローラ
２０１トランスへの供給電圧制御回路
２０２転写正極性バイアス生成回路
２０３転写負極性バイアス生成回路
２０４転写電流検出回路
２１０ＣＰＵ
３０４転写電流検出回路
３１０ＣＰＵ
３５０ＦＥＴ

Claims

電子写真プロセスによりトナー像を形成する像担持体と、該トナー像を転写材に転写する転写手段を有する画像形成装置において、前記転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段と、前記転写電圧印加手段と逆極性の電圧を印加する転写逆電圧印加手段と、前記転写逆電圧印加手段により電圧を印加した場合の転写電流の値を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果とあらかじめ決められた設定値と比較する比較手段を有し、該比較手段の結果により、感光体の有無を検知することを特徴とする画像形成装置。
前記転写逆電圧印加手段は、前記転写部材に付着したトナーを前記像担持体上に転移させるべく前記転写部材に前記転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを印加するクリーニングバイアス印加電源であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記クリーニングバイアスは、装置本体の電源投入時、及びドアクローズ検知時に印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。