JP2010250096A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの高電圧を他の高電圧を出力するために設けられた電源から供給させる構成において、１つの高電圧の電圧値を変更した場合、他の高電圧の電圧値も変更してしまう。特に正バイアスと負バイアスを重畳している構成の転写電源装置は本来出力したい電圧値とずれが発生してしまう。
【解決手段】 １つの高電圧の電圧値を変更する場合、その変更記憶手段を備え、前回と異なるときは、重畳している電圧調整を再度行い、電圧変更のシフト分を補正する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、レーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、特に高圧電源出力制御に関するものである。

現在、電子写真方式の画像形成装置においては、正又は負に一様に帯電させた像担持体に、複写したい画像に対応して光像を投影し、そのパターンに従って像担持体面に電荷パターンを生じさせ、静電荷の潜像を得る。次に潜像の電荷パターンにこのトナーを吸着させて現像する。現像されたトナー像に転写紙を重ねて、その裏面からトナーの保持する電荷とは逆極性の電荷を与え、静電的にトナーを転写紙表面に吸着させて転写する。

ここで、現像されたトナー像を転写紙に転写する方法には、電導性のローラ（以下「転写ローラ」という）に高い直流電圧を与えて帯電させ、適当な圧力を加えながら転写紙上を転がすことで、転写紙に電荷を与えるローラ転写方式がある。しかし、このローラ転写方式では、転写紙が像担持体と転写ローラの間に存在しないときには、転写ローラが像担持体に直接接触する。従って、ジャムの発生によって転写紙が搬送されてこなかった場合などには、転写ローラの表面はトナーが付着して著しく汚れてしまう。

このような場合、転写ローラをクリーニングすることが必要となる。この転写ローラのクリーニングは、非転写時には、転写時とは逆極性の電圧を転写ローラに印加し、静電気力により転写ローラの表面に付着したトナーを像担持体側に移動させることで行っている。従って、転写ローラには、正負の高電圧を切り替えて出力することができる電源装置が必要である。

極性の異なる正負の電圧を出力可能な電源装置としては、例えば下記特許文献１にあるような負バイアス電源と正バイアス電源を直列に接続して出力電圧を重畳する構成がある。

また、従来の画像形成装置においては、負の高電圧を出力するために帯電電源用トランス、現像電源用トランス、転写クリーニング電源用トランス、正の高電圧を出力するために転写電源用トランスを備えている。しかし、このような高圧電源装置では正の高圧出力を行う電源回路と負の高圧出力を行う電源回路の２つの電源回路を必要とする。このため、通常の正或いは負の高圧出力を行う電源装置に比べ割高で、かつ、スペースも過大に必要となり、近年の小型化、低価格化の障害の１つとなっている。

このような場合、下記特許文献２にあるような１つの高電圧を他の高電圧を出力するために設けられた電源から供給させ、低価格でコンパクトな高圧電源装置の構成がある。

特開２０００−００３１０３号公報 特開２０００−１３７４２３号公報

しかしながら、このような構成で、１つの高電圧の電圧値を変更した場合、他の高電圧の電圧値も変更してしまう。特に正バイアスと負バイアスを重畳している構成の転写電源装置は本来出力したい電圧値とずれが発生してしまう可能性があった。

本課題を解決するために、１つの高電圧の電圧値を変更した場合、その変更記憶手段を備え、前回と異なるときは、重畳している電圧調整を再度行う。これにより、電圧変更のシフト分を補正することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１に係る発明は、
導電性支持体上に感光層を有する感光体と、前記感光体を一様に帯電させるための帯電手段と、前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像とする現像手段と、正の極性の電圧を印加することにより前記トナー像を紙に転写し、負の極性の電圧を印加することにより付着したトナーを前記感光体に戻す機能を備えた転写手段と、前記転写手段が正の極性と負の極性の電圧を重畳して印加する転写重畳印加手段と、前記転写重畳印加手段の電圧を検出する電圧検出手段、または前記転写重畳印加手段の電流を検出する電流検出手段と、前記帯電手段と前記現像手段のうちどちらか一方、または両方の変圧手段が前記転写手段の負の極性の変圧手段を共用する電圧印加手段を備えた画像形成装置において、前記転写手段の負の極性の変圧手段を共用する前記帯電手段又は前記現像手段の電圧を変更した場合には、変更したことを検知する変更検知手段を備えたことを特徴とする。

本発明の第２に係る発明は、
第１の発明の画像形成装置において、前記転写手段の負の極性の変圧手段と共通である前記帯電手段又は前記現像手段の電圧を変更した場合には、前記転写手段の負の極性の電圧の変動を、前記転写重畳印加手段の電流検出手段が所定の電流値になる正の極性の電圧を印加することにより補正する転写電圧補正手段を有し、前記転写重畳印加手段が本来設定した電圧を印加することを特徴とする。

本発明の第３に係る発明は、
第１の発明の画像形成装置において、前記転写手段の負の極性の変圧手段と共通である前記帯電手段又は前記現像手段の電圧を変更した場合には、前記転写手段の負の極性の電圧の変動を、前記転写重畳印加手段の電圧検出手段が所定の電圧値になる正の極性の電圧を印加することにより補正する転写電圧補正手段を有し、前記転写重畳印加手段が本来設定した電圧を印加することを特徴とする。

本発明に基づく構成を用いることによって、１つの高電圧を他の高電圧を出力するために設けられた電源から供給させる系において、１つの高電圧の電圧値を変更した場合、正バイアスと負バイアスを重畳している構成の転写電源装置で発生する本来出力したい電圧値とのずれを補正することが可能となる。

画像形成装置の全体構成を示す断面図 本発明の画像形成装置の高圧電源概略構成図 転写電圧を出力する時の電流調整による初期設定処理のフローチャート 電流調整を実施する転写高圧電源部の概略ブロック図 本発明を適用した帯電電圧値を変更する時の転写電圧の信号図 転写重畳出力値の電流調整による設定処理のフローチャート 転写電圧を出力する時の電圧調整による初期設定処理のフローチャート 電圧調整を実施する転写高圧電源部の概略ブロック図 転写重畳出力値を電圧調整による設定処理のフローチャート

［実施例１］
本発明に基づく、画像形成装置の動作について図面を用いて説明する。本実施例は、印字中に帯電手段の電圧値を変更し、転写手段の負バイアスも変更された場合に、電流検出手段を用いて重畳している電流を調整し、電圧変更のシフト分を吸収する例である。

図１は、本実施例の画像形成装置の全体構成を示す断面図である。

１０１は、電子写真方式の画像形成装置である。

１０２は、画像形成装置１０１内の各部を回転駆動するためのメインモータである。

１０３は、画像を形成する用紙を収納するための給紙トレイである。

１０４は、給紙トレイ１０３に収納された用紙を１枚ずつピックアップするための給紙ローラであり、給紙ソレノイド１０６で伝達状態とすることでメインモータ１０２の駆動力から回転力が与えられる。

１０５は、分離パッドであり給紙ローラ１０４により給紙トレイ１０３からピックアップされた用紙が重送されないように１枚ずつに分離するためのものである。

１０７は、感光ドラムであり、高電圧電源１１６から帯電電圧が印加される帯電ローラ１０９により所定電位に帯電され、またレーザスキャナユニット１１４によりレーザビームが照射され、高電圧電源１１６から現像電圧が印加される現像ローラ１１０によりトナーが現像されるものである。

１０８は、転写ローラであり、感光ドラム１０７上のトナー像を用紙に転写すべく高電圧電源１１６から転写電圧が印加されるものである。

１１１は、定着ローラであり、内部に用紙上のトナー像を熱定着させるためのセラミックヒータを備える。そして、定着ローラ１１１は対向する位置に設けられた加圧ローラ１１２と接するニップ部において用紙上のトナー像を熱定着させる。

１１３は、排紙ローラであり定着ローラ１１１及び加圧ローラ１１２により加圧及び加熱されてトナー像が定着した用紙を排紙トレイ１１５に排出するものである。

なお、図１の斜線で示すように、感光ドラム１０９、加圧ローラ１１２、排紙ローラ１１３、給紙ローラ１０４はメインモータ１０２から駆動力が与えられて回転する。

図２に画像形成装置の高圧電源概略構成図を示す。ＣＰＵ２０１には、転写電源駆動回路２０２、帯電バイアス駆動回路２０３、現像バイアス駆動回路２０４、電流検知回路２０５が接続されている。ＣＰＵ２０１は、転写電源駆動回路２０２、帯電バイアス駆動回路２０４、及び現像バイアス駆動回路２０４をＯＮ／ＯＦＦ制御しており、電流検知回路２０５から転写ローラ２０６の電流値が入力されている。帯電バイアス駆動回路２０３の出力はｎｐｎ型トランジスタ２０７のベースに接続している。トランジスタ２０７のコレクタは直流電源２０８に接続されており、ＣＰＵ２０１かの信号によりトランジスタ２０７のベース電流を制御し、コレクタからエミッタに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦ制御している。また、トランジスタ２０７のエミッタは、帯電バイアス電源用トランス２０９の一次の巻線２１０に接続されている。帯電バイアス電源用トランス２０９は、一次巻線２１０に対応する二次巻線２１１を含んでおり、一次側の電圧を昇圧して高電圧を出力する。この２次巻線２１１には直列にダイオード２１２と接続している。また、２次巻線はコンデンサ２１３及び、抵抗２１４が並列に接続されている。そして、ＣＰＵ２０１から帯電バイアス駆動回路２０３をＯＮする信号が入力されると、負の直流高電圧が出力される。

次に、コントローラ２０１に接続している転写電源駆動回路２０２の出力はｎｐｎ型トランジスタに２１５のベースに接続している。トランジスタ２１５のコレクタは直流電源２０８に接続されており、ＣＰＵ２０１かの信号によりトランジスタ２１５のベース電流を制御し、コレクタからエミッタに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦ制御している。また、トランジスタ２１５のエミッタは、転写電源用トランス２１６の一次の巻線２１７に接続されている。転写電源用トランス２１６は、一次巻線２１７に対応する二次巻線２１８を含んでおり、一次側の電圧を昇圧して高電圧を出力する。この二次巻線２１８には直列にダイオード２１９と接続している。ダイオード２１９は、前記ダイオード２１２と逆極性となるように接続されている。また、二次巻線２１８にはコンデンサ２２０及び、抵抗２２１が並列に接続されている。抵抗２１２の一端とダイオード２１９の順方向側は、転写ローラ２０６に接続している。したがって、ＣＰＵ２０１から転写電源駆動回路２０２をＯＮする信号が入力されると、転写ローラ２０６に正の直流高電圧が印加される。

このことから、帯電バイアス駆動回路２０３がＯＮ状態で且つ、転写電源駆動回路ＯＦＦの時に、転写ローラ２０６に抵抗２２１を介して負の直流高電圧が出力される。よって、感光ドラム２２２に画像を形成していない時に帯電バイアス駆動回路２０３をＯＮすることで、転写ローラ２０６に負の直流高電圧を出力してクリーニングする。

なおＣＰＵ２０１には、負の直流高電圧を出力する現像直流電源２０４と、現像直流電源２０４の出力に交流を重畳して現像部２２３に供給する現像交流電源２２４も接続されているが、ここでは詳細を省略する。

図３は、転写電圧を出力する際の初期設定の処理を図示したものである。

図４の転写高圧電源の概略ブロック図を用い説明する。

ＣＰＵ４０１から帯電・転写負バイアス出力トランス４０２へＰＷＭを出力する（Ｓ３０１）。ＣＰＵ４０１は転写０Ｖ調整コマンドを受信すると（Ｓ３０２）、転写重畳回路４０３に流れる電流値を電流検知回路４０４で計測し（Ｓ３０３）、転写重畳回路４０３に流れる電流値が３μＡとなるように転写正バイアス出力トランス４０５へＰＷＭを出力する（Ｓ３０４）。所定回数繰り返すか、電流検知回路４０４で３μＡが検出された場合（Ｓ３０５）、電流検知回路４０４が３μＡとなる転写正出力値Ｖａを設定する（Ｓ３０６）。転写電圧の出力設定値ＶｂにＶａを加算する。今回の帯電設定値を記憶しておく（Ｓ３０７）。Ｖａ＋Ｖｂを出力する（Ｓ３０８）ことで設定した値を転写重畳回路４０３に出力することができる。

図５は、本発明における帯電電圧値を変更する時の、転写電圧の各電圧を図示したものである。

変更記憶手段は帯電出力値設定コマンドを受信すると、帯電電圧出力設定値を記憶する。この時、前回の設定値と今回の設定値を比較し、前回の設定値と今回の設定値が一致する場合、転写正出力値は前回と同じ出力値とする。しかし、濃度調整などにより帯電電圧出力設定値を変更し、前回の設定値と今回の設定値が異なる場合、転写正出力値を調整する。印字開始時に変更した転写正出力値を出力することで、前回と同じ転写重畳出力値を出力できる。

図６は、転写重畳出力値を調整する時の処理を図示したものである。

図４の転写高圧電源の概略ブロック図を用い説明する。
ＣＰＵ４０１は帯電出力設定コマンドを受信すると（Ｓ６０１）、今回の設定値と前回の設定値の比較を行なう（Ｓ６０２）。比較の結果、変更がなければ前回と同じ転写出力設定値を出力する（Ｓ６０９）。しかし、変更された事を検知する（Ｓ６０３）と、転写重畳回路４０３に流れる電流値を電流検知回路４０４で計測し（Ｓ６０４）、転写重畳回路４０３に流れる電流値が３μＡとなるように転写正バイアス出力トランス４０５へＰＷＭを出力する（Ｓ６０５）。所定回数繰り返すか、電流検知回路４０４で３μＡが検出された場合（Ｓ６０６）、電流検知回路４０４が３μＡとなる転写正出力値Ｖａを再設定する（Ｓ６０７）。転写電圧の出力設定値ＶｂにＶａを加算する。今回の帯電設定値を記憶しておく（Ｓ６０８）。Ｖａ＋Ｖｂを出力する（Ｓ６０９）ことで、前回と同じ設定値を転写重畳回路４０４に出力することができる。

［実施例２］
本実施例は、印字中に帯電手段の電圧値を変更し、転写手段の負バイアスも変更された場合に、電圧検出手段を用いて重畳している電圧を調整し、電圧変更のシフト分を吸収する例である。

本実施例の画像形成装置の構成は実施例１に示すものと同じであるため、詳細説明は省略する。

図７は、転写電圧を出力する際の初期設定の処理を図示したものである。

図８の転写高圧電源の概略ブロック図を用い説明する。

ＣＰＵ８０１から帯電・転写負バイアス出力トランス８０２へＰＷＭを出力する（Ｓ７０１）。ＣＰＵ８０１は転写０Ｖ調整コマンドを受信すると（Ｓ７０２）、転写重畳回路８０３の電圧値を電圧検知回路８０４で計測し（Ｓ７０３）、転写重畳回路８０３の電圧値が０Ｖとなるように転写正バイアス出力トランス８０５へＰＷＭを出力する（Ｓ７０４）。所定回数繰り返すか、電圧検知回路８０４で０Ｖが検出された場合（Ｓ７０５）、電圧検知回路８０４が０Ｖとなる転写正出力値Ｖａを設定する（Ｓ７０６）。転写電圧の出力設定値ＶｂにＶａを加算する。今回の帯電設定値を記憶しておく（Ｓ７０７）。Ｖａ＋Ｖｂを出力する（Ｓ７０８）ことで設定した値を転写重畳回路８０３に出力することができる。

図９は、転写重畳出力値を調整する時の処理を図示したものである。

図８の転写高圧電源の概略ブロック図を用い説明する。

ＣＰＵ４０１は帯電出力設定コマンドを受信すると（Ｓ９０１）、今回の設定値と前回の設定値の比較を行なう（Ｓ９０２）。比較の結果、変更がなければ前回と同じ転写出力設定値を出力する（Ｓ９０９）。しかし、変更された事を検知する（Ｓ９０３）と、転写重畳回路８０３の電圧値を電圧検知回路８０４で計測し（Ｓ９０４）、転写重畳回路８０３の電圧値が０Ｖとなるように転写正バイアス出力トランス８０４へＰＷＭを出力する（Ｓ９０５）。所定回数繰り返すか、電圧検知回路８０４で０Ｖが検出された場合（Ｓ９０６）、電圧検知回路８０４が０Ｖとなる転写正出力値Ｖａを再設定する（Ｓ９０７）。転写電圧の出力設定値ＶｂにＶａを加算する。今回の帯電設定値を記憶しておく（Ｓ９０８）。Ｖａ＋Ｖｂを出力する（Ｓ９０９）ことで、前回と同じ設定値を転写重畳回路８０４に出力することができる。

１０１ 画像形成装置
１０２ メインモータ
１０３ 給紙トレイ
１０４ 給紙ローラ
１０５ 分離パッド
１０６ 給紙ソレノイド
１０７ 感光ドラム
１０８ 転写ローラ
１０９ 帯電ローラ
１１０ 現像ローラ
１１１ 定着ローラ
１１２ 加圧ローラ
１１３ 排紙ローラ
１１４ レーザスキャナユニット
１１５ 排紙トレイ
１１６ 高電圧電源
２０１ ＣＰＵ
２０２ 転写電源駆動回路
２０３ 帯電バイアス駆動回路
２０４ 現像バイアス駆動回路
２０５ 電流検知回路
２０６ 転写ローラ
２０７ トランジスタ（帯電側）
２０８ 直流電源（帯電側）
２０９ 帯電バイアス電源用トランス
２１０ 一次巻線（帯電側）
２１１ 二次巻線（帯電側）
２１２ ダイオード（帯電側）
２１３ コンデンサ（帯電側）
２１４ 抵抗（帯電側）
２１５ トランジスタ（転写側）
２１６ 転写バイアス電源用トランス
２１７ 一次巻線（転写側）
２１８ 二次巻線（転写側）
２１９ ダイオード（転写側）
２２０ コンデンサ（転写側）
２２１ 抵抗（転写側）
２２２ 感光ドラム
２２３ 現像部
２２４ 現像交流電源
２２５ 帯電ローラ
４０１ ＣＰＵ
４０２ 帯電・転写負バイアス出力トランス
４０３ 転写重畳回路
４０４ 電流検知回路
４０５ 転写正バイアス出力トランス
８０１ ＣＰＵ
８０２ 帯電・転写負バイアス出力トランス
８０３ 転写重畳回路
８０４ 電圧検知回路
８０５ 転写正バイアス出力トランス

Claims (3)

1. 導電性支持体上に感光層を有する感光体と、前記感光体を一様に帯電させるための帯電手段と、前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像とする現像手段と、正の極性の電圧を印加することにより前記トナー像を紙に転写し、負の極性の電圧を印加することにより付着したトナーを前記感光体に戻す機能を備えた転写手段と、前記転写手段が正の極性と負の極性の電圧を重畳して印加する転写重畳印加手段と、前記転写重畳印加手段の電圧を検出する電圧検出手段、または前記転写重畳印加手段の電流を検出する電流検出手段と、前記帯電手段と前記現像手段のうちどちらか一方、または両方の変圧手段が前記転写手段の負の極性の変圧手段を共用する電圧印加手段を備えた画像形成装置において、前記転写手段の負の極性の変圧手段を共用する前記帯電手段又は前記現像手段の電圧を変更した場合には、変更したことを検知する変更検知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写手段の負の極性の変圧手段と共通である前記帯電手段又は前記現像手段の電圧を変更した場合には、前記転写手段の負の極性の電圧の変動を、前記転写重畳印加手段の電流検出手段が所定の電流値になる正の極性の電圧を印加することにより補正する転写電圧補正手段を有し、前記転写重畳印加手段が本来設定した電圧を印加することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記転写手段の負の極性の変圧手段と共通である前記帯電手段又は前記現像手段の電圧を変更した場合には、前記転写手段の負の極性の電圧の変動を、前記転写重畳印加手段の電圧検出手段が所定の電圧値になる正の極性の電圧を印加することにより補正する転写電圧補正手段を有し、前記転写重畳印加手段が本来設定した電圧を印加することを特徴とする請求項１の画像形成装置。