JP2013115881A - バイアス電圧発生装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次転写バイアス電源31aは、鋸歯状波発生部310、電圧設定部320、出力制御部330、スイッチ部340、トランス部350、整流部360、負荷370、電圧検出部380、電流検出部390、リーク検出部400、計数部410を備えている。リーク検出部400は、電圧検出部380の出力する信号S4から負荷370におけるリークの発生を検知するとともに、回数計数部410がリークの発生により生じた信号S6のパルスの数を計数し、パルスの数が予め定められた期間(計数期間Tr)において設定回数Nに到達すると、出力制御部330が出力電圧Voの負荷370への印加を休止する。
【選択図】図2
Description
請求項2に記載の発明は、前記計数手段は、計数した前記回数が予め定められた周期で消去されることを特徴とする請求項1に記載のバイアス電圧発生装置である。
請求項3に記載の発明は、前記出力制御手段は、前記電圧発生手段からの前記負荷への前記バイアス電圧の印加を休止した後、予め定められた期間の経過後に、当該電圧発生手段からの当該負荷への当該バイアス電圧の印加を再開させることを特徴とする請求項1または2に記載のバイアス電圧発生装置である。
請求項4に記載の発明は、前記計数手段は、前記検出手段が出力する信号の電位が予め定められた電位を超える場合に前記回数を計数することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のバイアス電圧発生装置である。
請求項5に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、バイアス電圧を発生する電圧発生手段と、当該電圧発生手段により印加される当該バイアス電圧または流される電流を検出する検出手段と、当該検出手段が出力する信号に現れる電位が変化する回数を計数する計数手段と、当該計数手段の計数する当該電位が変化する回数が予め定められた数を超えた場合に、当該電圧発生手段からの当該バイアス電圧の印加を休止する出力制御手段とを備え、当該バイアス電圧により前記現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを備えた画像形成装置である。
請求項2の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、負荷側のリークをより正確に判別できる。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、負荷側においてリークが回復した場合における装置の停止を不要にできる。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、ノイズによる誤休止をより抑制できる。
請求項5の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、転写手段における過熱をより抑制できる。
[第1の実施の形態]
<画像形成装置1>
図1は、第1の実施の形態が適用される画像形成装置1の全体構成の一例を示した図である。
図1に示す画像形成装置1は、一般にマルチプル型と呼ばれる画像形成装置である。この画像形成装置1は、矢印A方向に回転可能に配設される像保持体の一例としての感光体ドラム11、矢印B方向に回転可能に配設される中間転写ベルト21に感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)させる一次転写部20、中間転写ベルト21上に転写された重ねトナー像を被転写体の一例としての用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部30、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着部50、画像形成装置1の各機構部を制御する制御部60を備えている。
図2は、第1の実施の形態における二次転写バイアス電源31aのブロック構成の一例を示す図である。なお、信号の流れを矢印で示している。ここで示す二次転写バイアス電源31aは、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)された信号S2(出力制御部330を経由して信号S3となる。)によりスイッチ部340が備えるスイッチ素子をスイッチングさせることにより、出力電圧Voとして負のバイアス電圧(Vn)(後述する図4参照)を発生するスイッチング電源である。なお、出力電圧Voとは負荷370に印加されている電圧の波形をいい、負であるときはVn、正であるときはVpと表記する。
二次転写バイアス電源31aは、鋸歯状波発生部310、電圧設定部320、出力制御部330、スイッチ部340、トランス部350、整流部360、負荷370、電圧検出部380、電流検出部390、リーク検出部400、回数計数部410、論理回路ORを備えている。
ここで、鋸歯状波発生部310、電圧設定部320、スイッチ部340、トランス部350、整流部360は、電圧発生手段の一例である。また、電圧検出部380、電流検出部390は、検出手段の一例である。回数計数部410は計数手段の一例である。そして、出力制御部330、論理回路ORは出力制御手段の一例である。なお、リーク検出部400は後述するように、電圧検出部380、電流検出部390からの信号を整形する。よって、リーク検出部400は検出手段に含めてもよく、計数手段に含めてもよい。また、リーク検出部400を設けなくともよい。
画像形成装置1(図1参照)の制御部60は、二次転写バイアス電源31aの出力電圧Vo(この場合はVn)を設定する基準となる設定電圧Vsetを、電圧設定部320に送信する。また、制御部60は、二次転写動作の開始および停止を指示する信号S0を出力制御部330に送信する。
ここで、制御部60は、設定電圧Vsetとともに信号S0を含んだ信号を送信してもよい。この場合、制御部60は、二次転写バイアス電源31aに設定電圧Vsetとともに信号S0を含んだ信号を送信する。そして、二次転写バイアス電源31aは、例えばトランジスタなどにより、信号S0を分離する。信号S0は、二次転写動作の開始および停止を指示する信号であるので、例えば設定電圧Vsetとともに信号S0を含んだ信号として、設定電圧Vsetに立ち上がりおよび立ち下がりを設け、立ち上がりおよび立ち下りを検出することで、信号S0を分離できる。このようにすると、制御部60から二次転写バイアス電源31aに送信する信号の数を減らすことができる。
電圧設定部320は、信号S1と設定電圧Vset(厳密には後述する信号S11)とから、パルス幅変調(PWM)された信号S2を生成し、出力制御部330に送信する。
出力制御部330は、電圧設定部320から受信した信号S2のスイッチ部340への送信を許可または阻止する。信号S2をスイッチ部340へ送信することの許可または阻止は、制御部60から送信される信号S0と回数計数部410から送信される信号S7とが論理回路ORにより論理和(OR)された信号S8により決められる。なお、信号S2は、出力制御部330から信号S3となって出力される。
トランス部350において、一次(入力)側巻線に流れた電流により、二次(出力)側巻線に電圧が誘起する。
整流部360は、トランス部350の二次(出力)側巻線に誘起された電圧を整流する。これにより、直流の負の電圧(Vn)である出力電圧Voとなる。負荷370は、整流部360に接続され、出力電圧Voが印加(供給)される。
ここでの負荷370は、二次転写部30におけるインピーダンスであって、出力電圧Voが印加される二次転写ロール31、バックアップロール27、中間転写ベルト21、用紙Pなどによって構成される。
同様に、負荷370に流れる出力電流Ioの変動を抑制するため、負荷370に流れる出力電流Ioを検出する電流検出部390が整流部360と負荷370との間に接続されている。電流検出部390は、出力電流Ioに比例した信号S5を出力し、電圧設定部320に送信する。そして、電圧設定部320は、出力電流Ioが予め定められた値より大きいときは、出力電流Ioを小さくするように、パルス幅変調された信号S2のデューティ比を制御する。
なお、電流検出部390は、出力電流Ioが予め定められた値に近づくように制御(電流制御)することもできるが、ここでは、過電流が流れないように制御している。
回数計数部410は、予め定められた期間(計数期間Tr)において信号S6におけるパルスの数を計数する。そして、予め定められた回数(設定回数N)のパルスを計数したとき、信号S7の論理レベルを反転させる。
信号S7は、制御部60からの信号S0と論理和(OR)されて信号S8となって、出力制御部330に送信される。信号S7の論理レベルが反転することにより、出力制御部330は、信号S3のスイッチ部340への送信を阻止する。これにより、出力電圧Vo(このときはVn)の負荷370への印加が停止(休止)する。
負荷370に生じるリークは、二次転写部30において、用紙Pが正常に搬送されず、二次転写ロール31とバックアップロール27との間に詰まったり(紙詰まり)、異物が混入したりした場合に生じる。
前述したように、負荷370は、二次転写部30におけるインピーダンスであって、出力電圧Voと接地電位との間に挟まれた、二次転写ロール31、バックアップロール27、中間転写ベルト21、用紙Sなどによって構成される。このインピーダンスは、後述する図3に示すように、並列接続された負荷抵抗RLと負荷容量CLとで表される。
負荷370におけるリークは、紙詰まりや異物によって、これらの負荷抵抗RLおよび/または負荷容量CLが変動することで生じる。負荷抵抗RLおよび/または負荷容量CLが変動すると、出力電圧Vo(絶対値)が低下するとともに出力電流Io(絶対値)が増加する。しかし、二次転写ロール31、バックアップロール27、中間転写ベルト21、用紙Pなどによって構成される負荷抵抗RLは大きいために短絡状態になることは少なく、出力電圧Voは一旦低下した後に回復し、出力電流Ioはいったん増加した後に低下する。
しかし、リークを生じた原因が取り除かれない限り、再度出力電圧Voが低下するとともに出力電流Ioが増加する。すなわち、出力電圧Voの低下と回復(出力電流Ioの増加と低下)が繰り返し生じる。
さらに、制御部60が二次転写部30に異常が生じたことを検知して、二次転写バイアス電源31aの動作を停止する場合において、制御部60の制御基板に設けられた回路などの異常により、制御部60が二次転写バイアス電源31aの動作を停止できない場合であっても、二次転写バイアス電源31aが出力電圧Voの印加を一時的に休止すれば、二次転写部30の過熱が抑制される。これにより、二次転写バイアス電源31aなど二次転写部30を取り巻いて配置された、プラスティックなどによる可燃性の部材の発煙・発火が抑制できる。
誤差増幅器Amp1の非反転入力端子(以下では、+入力端子と表記する。)は、制御部60に接続され、出力電圧Voである負の電圧(Vn)を設定する設定電圧Vsetが入力される。また、反転入力端子(以下では、−入力端子と表記する。)は、後述する電圧検出部380の出力端子と接続され、出力電圧Voに比例する信号S4が入力される。
誤差増幅器Amp2の+入力端子は、基準電源Vref1に接続され、基準電位Vref1が入力される。また、−入力端子は、後述する電流検出部390の出力端子に接続され、出力電流Ioに比例する信号S5が入力される。
そして、比較器Cmp1の出力端子は、パルス幅変調された信号S2を出力する。
電界効果トランジスタFETは、nチャネル型であって、ソース端子が接地され、ドレイン端子がトランス部350の一次(入力)側巻線の一方の端子に接続されている。ゲート端子は、抵抗R1を介して、論理回路NORの出力端子に接続され、信号S3が入力される。また、ゲート端子は、抵抗R2を介して接地されている。
なお、抵抗R1は、電界効果トランジスタFETのゲート端子に流れる電流を制限し、抵抗R2は、電界効果トランジスタFETがオンからオフに移行するとき、ゲート端子の電荷を放電する。
一方、トランス部350の二次(出力)側巻線は、整流部360に接続されている。
電圧検出部380は、抵抗R3、R4、基準電源Vref3(基準電位Vref3)、誤差増幅器Amp3を備えている。抵抗R3、R4および基準電源Vref3は直列に接続されるとともに、全体として負荷370に並列に接続されている。すなわち、整流部360の出力端子に、抵抗R3の一方の端子が接続され、抵抗R3の他方の端子に抵抗R4の一方の端子が接続され、抵抗R4の他方の端子に基準電源Vref3の+端子が接続され、基準電源Vref3の−端子が接地されている。
さらに、抵抗R3と抵抗R4との接続点が、誤差増幅器Amp3の+入力端子に接続されている。なお、誤差増幅器Amp3の−入力端子は、誤差増幅器Amp3の出力端子に直接接続されている。すなわち、誤差増幅器Amp3の増幅率は1に設定されている。
誤差増幅器Amp3の出力端子は、電圧設定部320の誤差増幅器Amp1の−入力端子に接続され、信号S4を出力する。
出力電圧Voは、抵抗R3と抵抗R4とで分圧され、抵抗R4に表れた電圧が誤差増幅器Amp3に入力される。よって、信号S4に現れる電位は、出力電圧Voに比例する。なお、基準電源Vref3は、誤差増幅器Amp3の+入力端子および−入力端子の電圧を正(+)に維持して、誤差増幅器Amp3を動作可能にするために設けられている。
電流検出部390は、誤差増幅器Amp4、抵抗R3、R4、R5、R6を備えている。なお、抵抗R3、R4は、電圧検出部380と共通である。
抵抗R5は、整流部360の平滑コンデンサCに並列に設けられている。すなわち、抵抗R5の一方の端子は、整流部360の出力端子に接続され、負荷370に接続されている。そして、抵抗R5の他方の端子は、トランス部350の二次(出力)側巻線の他方の端子に接続されている。そして、抵抗R5の他方の端子は、誤差増幅器Amp4の−入力端子に接続されている。−入力端子は、抵抗R6を介して誤差増幅器Amp4の出力端子に接続されている。
一方、誤差増幅器Amp4の+入力端子は、基準電源Vref3と抵抗R4との接続点に接続されている。そして、誤差増幅器Amp4の出力端子は、電圧設定部320の誤差増幅器Amp2の−入力端子に接続されている。
すなわち、抵抗R6には、負荷370に流れる出力電流Ioが流れるため、誤差増幅器Amp4を介して、出力電流Ioの大きさが検出できる。
なお、基準電源Vref3は、誤差増幅器Amp4の+入力端子および−入力端子の電位を正(+)に維持して、誤差増幅器Amp4を動作可能にするために設けている。
リーク検出部400は、比較器Cmp2、基準電源Vref2(基準電位Vref2)を備えている。
比較器Cmp2の−入力端子は、電圧検出部380の出力端子に接続され、信号S4が入力される。+入力端子は、基準電源Vref2の+端子に接続されている。基準電源Vref2の−端子は接地されている。
そして、比較器Cmp2の出力端子は、回数計数部410の入力端子に接続されている。
回数計数部410の入力端子は、比較器Cmp2の出力端子に接続され、信号S6が入力される。回数計数部410の出力端子は、信号S7を出力するとともに、論理回路ORの他方の入力端子(ダイオードD4のアノード端子)に接続されている。
また、二次転写バイアス電源31aは、図3で示した以外の他の制御信号や他の回路(比較器、誤差増幅器、論理回路(OR、AND、NOR、NANDなど))を含んでいてもよい。
次に、二次転写バイアス電源31aの動作を説明する。
図4は、第1の実施の形態において、リークが発生しない場合における二次転写バイアス電源31aの信号波形を示す図である。図4では、図3に示した、鋸歯状波発生部310の出力する鋸歯状波の信号S1、信号S1が入力された比較器Cmp1が出力するパルス変調された信号S2、制御部60から送信される信号S0、リークの回数を計数する回数計数部410が出力する信号S7、信号S0と信号S7の論理和(OR)であって論理回路NORの一方の端子に入力される信号S8、論理回路NORが出力する信号S3、出力電圧Vo、電圧検出部380が出力する信号S4、信号S4が入力されたリーク検出部400の出力する信号S6を示している。そして、信号S1には、比較器Cmp1の−入力端子に入力される信号S11を合わせて示している。
なお、負荷370に印加される出力電圧Voは、負(−)であるので、図4において絶対値で示している。
ここでは、「H」を5V、「L」を接地電位である0Vとして説明する。なお、これ以外の値であってもよい。さらに、信号S0、S2、S3、S6、S7、S8の電位レベルは、同じでなくともよい。
なお、制御部60が設定電圧Vsetとともに信号S0を含んだ信号を送信する場合であって、信号S0が設定電圧Vsetとともに信号S0を含んだ信号から分離されたものであるときには、信号S0はアナログ信号であってもよい。
まず、比較器Cmp1の動作から説明する。
鋸歯状波発生部310が電圧設定部320に送信する信号S1は、時刻aにおいて0V、時刻cにおいてVt(Vt>0であって、例えば10Vの電位)であって、時刻aから時刻cに向かって、電位が時間に比例して増加する。そして、時刻cにおいてVtから0Vに移行する。そして、時刻aから時刻cの間の波形(鋸歯状波)が、時刻c以降において繰り返されている。信号S1は、比較器Cmp1の+入力端子に入力される。
ここでは、鋸歯状波発生部310は、画像形成装置1が動作状態にあるとき、信号S1を連続的に送信しているとする。しかし、鋸歯状波発生部310は、二次転写動作のときに、信号S1を出力するようにしてもよい。
すなわち、信号S11の電位(スライス電位)は、時刻aから時刻hまでの期間ではVs(1)、時刻hから時刻nまでの期間ではVs(2)、時刻nから時刻sまでの期間はVs(3)であるとする。なお、それぞれの電位の大きさは0<Vs(2)<Vs(1)<Vs(3)<Vtであるとする。
ここでは、信号S11の電位が期間によって異なる(Vs(1)、Vs(2)、Vs(3))ことから、パルス幅変調された信号S2の時刻aから時刻hまでの期間におけるデューティ比に比べ、時刻hから時刻nまでの期間でのデューティ比は小さくなり、時刻nから時刻sまでの期間におけるデューティ比は大きくなる。
なお、画像形成装置1が動作状態にあるとき、比較器Cmp1には鋸歯状波の信号S1が連続的に入力されるので、信号S2も連続的に出力される。
信号S0は、制御部60が二次転写の開始または停止を指示する信号である。すなわち、時刻eにおいて信号S0が「H」から「L」に移行することで、二次転写を開始することを指示し、時刻rにおいて信号S0が「L」から「H」に移行することにより、二次転写を停止することを指示する。
よって、信号S0と信号S7との論理和である(論理回路ORが出力する)信号S8は、時刻aから時刻eまでの期間では、信号S0が「H」で信号S7が「L」であるので「H」である。そして、時刻eから時刻rまでの期間では、信号S0および信号S7がともに「L」であるので「L」である。さらに、時刻rから時刻sまでの期間では、信号S0が「H」で信号S7が「L」であるので「H」である。
よって、信号S3は、信号S8が「L」である期間(時刻eから時刻r)において、信号S2が「L」である期間が「H」に、「H」である期間が「L」になる。つまり、信号S3は、時刻eから時刻rまでの期間において、信号S2の「H」と「L」とを入れ替えた波形となる。よって、信号S3は、時刻eから時刻hまでの期間におけるデューティ比に比べ、時刻hから時刻nまでの期間におけるデューティ比が大きく、時刻nから時刻rまでの期間におけるデューティ比が小さい。
例えば、トランス部350および整流部360は、直流電源Vdcが供給する直流電圧Vdcが24Vである場合において、−数kV(−2kV〜−8kV)の出力電圧Voを得ることができるように構成されている。
このようにして、電圧検出部380は、出力電圧Voに比例した信号S4を出力する。
比較器Cmp2は、信号S4と基準電位Vref2とを比較する。そして、信号S4の電位が基準電位Vref2より大きい場合に「H」に、信号S4の電位が基準電位Vref2より小さい場合に「L」になる信号S6を出力する。
ここでは、基準電位Vref2は、Vaより小さく、Vb(1)、Vb(2)、Vb(3)のいずれより大きいとする(Vb(2)<Vb(1)<Vb(3)<Vref2<Va)。
すると、図4に示すように、出力電圧Voが0Vである時刻aから時刻eまでの期間では、信号S4の電位(Va)が基準電位Vref2より大きいので、信号S6は「H」になる。そして、時刻eにおいて出力電圧VoがVn(1)になって信号S4の電位がVb(1)になると、Vb(1)は基準電位Vref2より小さいので、信号S6は「L」になる。時刻hにおいて信号S4の電位がVb(2)になっても、Vb(2)は基準電位Vref2より小さいので、信号S6は「L」を維持する。同様に、時刻nにおいて信号S4の電位がVb(3)になっても、Vb(2)は基準電位Vref2より小さいので、信号S6は「L」を維持する。そして、時刻rにおいて、出力電圧Voが0Vになって信号S4の電位がVaになると、Vaは基準電位Vref2より大きいので、信号S6は「H」になる。
すなわち、時刻eから時刻rまでの出力電圧Voが0Vである期間は、信号S4の電位は基準電位Vref2より小さい。よって、時刻eから時刻rまで、信号S6は「L」である。そして、出力電圧Voが0Vである時刻aから時刻eまでの期間および時刻rから時刻sまでの期間では、「H」である。
そして、回数計数部410の出力する信号S7は、設定回数Nを計数する前は「L」であって、設定回数Nを計数すると「H」になる。なお、「H」である期間は、予め定められた期間(休止期間Ts)に設定されている。そして、休止期間Tsが経過すると、信号S7は、「H」から「L」に戻る。
なお、休止期間Tsは、詳細な説明を省略するが、抵抗と容量とから構成される回路などによって設定することができる。
ここでは、計数期間Trは、画像形成装置1が動作状態であると、繰り返して設定されるとしている。図4では、時刻dから時刻gの計数期間Trを計数期間Tr(1)とし、その後において、計数期間Tr(2)、Tr(3)、…が繰り返すように設定されている。なお、計数期間Tr(1)の前にも、計数期間Trが設けられている。
そして、計数期間Trは、二次転写動作の期間(図4における時刻eから時刻rまでの期間)に比べ短く設定されている。
なお、計数期間Trは画像形成装置1が動作状態にあるとき、連続して設けられるとしたが、例えば信号S0の「H」から「L」への移行とともに開始するなど、予め定められたタイミング(時刻)から開始するように設定されてもよい。
図5は、第1の実施の形態において、リークが発生した場合における二次転写バイアス電源31aの信号波形を示す図である。図5においては、図4に示した信号S1、S2、S3、S11を省略している。よって、図5においては、上から信号S0、S7、S8、出力電圧Vo、信号S4、S6を示している。なお、時刻a、時刻b、時刻c、…のようにアルファベット順に、時刻が経過するとする。なお、時刻a、時刻b、時刻c、…は、図4と同じとした。
時刻aから時刻eまでの期間においては、図4と同様に、信号S0は「H」、信号S7は「L」、信号S8は「H」、Voは0V、信号S4はVa、信号S6は「H」である。
さて、時刻eにおいて、信号S0を「H」から「L」に移行すると、信号S8が「H」から「L」に移行し、出力電圧Vo(Vn)が負荷370に印加される。そして、信号S4の電位が、Vaから出力電圧Vo(Vn)に対応したVbになる。すると、Vbは基準電位Vref2より小さいので、信号S6が「H」から「L」に移行する。
ここでは、前述したように、一旦リークが発生しても、回復し再びリークする。すなわち、リークと回復とを繰り返す。すると、時刻fから時刻iまでの期間に示すように、出力電圧Voが0Vと|Vn|との間で複数回変化(振動)する。
これにより、信号S4の電位も、VaとVbとの間で振動する。基準電位Vref2は、VaとVbとの間にある。よって、時刻fから時刻iとの間において、信号S6は、信号S4の電位が基準電位Vref2より小さくなるタイミングにおいて「L」から「H」に、信号S4の電位が基準電位Vref2より大きくなるタイミングにおいて「H」から「L」に移行する。これにより、信号S4のVaとVbとの間の振動に対応して、信号S6に複数のパルスが形成される。
そして、時刻gから始まる計数期間Tr(2)の、回数計数部410が設定回数Nのパルスを計数した時刻iにおいて、回数計数部410が出力する信号S7を「L」から「H」に移行する。
なお、時刻gから時刻iまでの期間は、計数期間Trより短い。
時刻qから時刻rまでの期間において、リークが再発しないのは、リークを生じた原因、例えば二次転写部30に詰まった用紙Pや混入した異物などが、二次転写の動作によって取り除かれたためである。
また、休止期間Ts経過後に出力電圧Voの出力を再開するのは、二次転写の動作により、リークを生じた原因が取り除かれ、リークが生じない状態(正常な状態)に復帰することがあるためである。
すなわち、図5に示す二次転写(時刻eから時刻rまでの期間)では、負荷370におけるリークにより出力電圧Voが変動したため、正常な二次転写が行われない。しかし、図5の時刻qから時刻rまでの期間に示すように、リークを生じた原因が二次転写中に取り除かれれば、二次転写部30は正常な状態に戻る。このような場合には、負荷370にリークが生じても、二次転写部30または画像形成装置1の動作を停止することを要しない。すなわち、第1の実施の形態の構成を用いることにより、画像形成を効率よく行うことができる。
誤差増幅器Amp2の出力端子はダイオードD2を介して、比較器Cmp1の−入力端子に接続されている。一方、誤差増幅器Amp1の出力端子はダイオードD1を介して、比較器Cmp1の−入力端子に接続されている。よって、誤差増幅器Amp2の出力する信号S10と誤差増幅器Amp1の出力する信号S9とのうち、電位の大きい方が信号S11となって、比較器Cmp1の−入力端子に入力される。
もし、誤差増幅器Amp2の出力する信号S10の電位が誤差増幅器Amp1の出力する信号S9の電位より大きい場合は、誤差増幅器Amp2の出力する信号S10が信号S11になる。
すなわち、電圧検出部380と電流検出部390とを並行して動作させることで、出力電圧Voの制御と、出力電流Ioが予め定められた値より大きくなったときの過電流制御とをともに行うことができる。
そこで、第1の実施の形態では、回数計数部410を設け、複数回の変動(設定回数N)が連続して(計数期間Tr内に)生じた場合に、負荷370にリークが発生したとして、出力電圧Voの供給を休止するとした。
すなわち、電圧検出部380が出力する信号S4から出力電圧Voの変動を検出するリーク検出部400とリーク検出部の出力する信号S6に現れるパルスを計数する回数計数部410とを付加することで、正常な状態における出力電圧Voの変動をリークの発生と誤認識することを抑制するとともに、負荷370に生じたリークにより出力電圧Voを休止する。
第1の実施の形態では、二次転写部30において、二次転写ロール31を接地し、バックアップロール27に二次転写バイアス電源31aの出力電圧Voとして負の電圧(Vn)を印加した。第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に負極性帯電タイプのトナーを使用するが、バックアップロール27を接地し、二次転写ロール31に二次転写バイアス電源31aの出力電圧Voとして正の電圧(Vp)を印加する。
図6は、第2の実施の形態が適用される画像形成装置1の全体構成の一例を示した図である。図6に示す画像形成装置1の基本構成は、第1の実施の形態で説明したものとほぼ同じであることから、第1の実施の形態と同様のものについては、同じ符号を付している。以下では、第1の実施の形態と同様な部分についての説明を省略し、異なる部分を説明する。
第2の実施の形態では、バックアップロール27を接地し、二次転写バイアス電源31aを二次転写ロール31に接続している。
図7では、整流部360の整流ダイオードD5の向き(カソード端子およびアノード端子)が逆になっている。そして、図3において設けられていた基準電源Vref3が省略されている。
これは、出力電圧Voが正の電圧(Vp)であるため、基準電源Vref3を設けなくとも、誤差増幅器Amp3、Amp4の入力端子を0V(接地)または正の電位とすることができるためである。
なお、第2の実施の形態における二次転写バイアス電源31aのブロック図は、第1の実施の形態と同じであるので省略した(図2参照)。
すると、信号S6は、時刻aから時刻eまでの期間で「L」、時刻eから時刻rまでの期間で「H」、時刻rから時刻sまでの期間で「L」である。
そして、回数計数部410が、時刻gから始まる計数期間Tr(2)において、設定回数Nのパルスを計数した場合に、信号S7を「L」から「H」に移行させる。そして、第1の実施の形態と同様に、休止期間Tsの間、出力電圧Vo(Vp)の印加を休止させる。これ以降は、第1の実施の形態と同様とである。
第1の実施の形態では、負荷370に生じるリークを、電圧検出部380から出力される信号S4によって検出した。第3の実施の形態では、負荷370に生じるリークを、電流検出部390から出力される信号S5によって検出する。
第3の実施の形態における画像形成装置1は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
図9および図10に示すように、第3の実施の形態における二次転写バイアス電源31aでは、リーク検出部400が電流検出部390に接続されている。そして、図10に示すように、リーク検出部400の比較器Cmp2の−入力端子は、電流検出部390の出力端子に接続され、信号S5が入力される。また、+入力端子には、図3における基準電位Vref2の代わりに、基準電位Vref4が接続されている。
以下では、信号S5および信号S6について説明する。
リークが発生して出力電圧Voが振動すると、それに伴い、出力電流Ioも変動する。すなわち、図11に示すように、リークが生じている期間(時刻fから時刻iまでの期間)において、出力電流Ioがパルス状に変化する(電流スパイクを生じる)。そして、出力電流Ioによって、誤差増幅器Amp4の+入力端子と−入力端子との間に生じる電位差が増幅されて信号S5となるので、信号S5にパルスが現れる。
なお、二次転写が開始する時刻eにおいても、出力電圧Voが0VからVnになるときに出力電流Ioがパルス状に流れる(ラッシュ電流)ため、時刻eにおいても信号S5にパルスが現れる。
したがって、比較器Cmp2から出力される信号S6には、負荷370のリークなどによって出力電流Ioが変動するとパルスが発生する。
なお、負荷370にリークが発生しない場合であっても、出力電圧Vo(Vn)が負荷に印加される時刻eにおいて、出力電流Ioにラッシュ電流が流れ、信号S6に1つのパルスが現れる。回数計数部410を備えない場合に、信号S6に現れた1つのパルスによりリークが発生したと判断して出力電圧Vo(Vn)の出力を休止するようにすると、正常な動作であるにも関わらず出力電圧Vo(Vn)の出力が休止される恐れがある。特に、画像形成装置1の高速化のために処理速度を向上させると、ラッシュ電流が大きくなって、リークの発生と区別できなくなる。これにより、二次転写部30および/または画像形成装置1の立ち上がりに時間がかかるようになってしまう。
しかし、第3の実施の形態では、計数期間Trが周期的に設定され、信号S6において設定回数Nのパルスを計数した場合にリークが発生したと判断する。このため、時刻dから始まる計数期間Tr(1)において、回数計数部410が時刻eにおける1つのパルスにより“1”と計数しても、計数は累積せず、計数期間Tr(1)が経過すると計数が“0”にリセットされるので、リークの発生と判断されることがない。
すなわち、第3の実施の形態における二次転写バイアス電源31aは、リーク検出部400および回数計数部410を備え、電流検出部390の検出する信号S5に基づくリーク検出部400からの信号S6において、予め定められた期間(計数期間Tr)に予め定められた回数(設定回数N)のパルスを検出した場合に、出力電圧Vo(Vn)を休止させている。よって、二次転写の開始時刻eにおいて、負荷370に流れるラッシュ電流によって出力電圧Vo(Vn)の供給が休止されることを抑制できる。
また、第1の実施の形態ないし第3の実施の形態のいずれにおいても、負極性帯電タイプのトナーを用いるとしたが、正極性帯電タイプのトナーを用いてもよい。このときには、第2の実施の形態の二次転写バイアス電源31aにおいて説明したようにして、出力電圧Voの極性を逆にすればよい。
Claims (5)
- 接続される負荷に印加するバイアス電圧を発生する電圧発生手段と、
前記電圧発生手段により前記負荷に印加された前記バイアス電圧または当該負荷に流された電流を検出する検出手段と、
前記検出手段が出力する信号に現れる電位の変化の回数を計数する計数手段と、
前記計数手段の計数する前記電位の変化の回数が予め定められた数を超えた場合に、前記電圧発生手段からの前記負荷への前記バイアス電圧の印加を休止する出力制御手段と
を備えるバイアス電圧発生装置。 - 前記計数手段は、計数した前記回数が予め定められた周期で消去されることを特徴とする請求項1に記載のバイアス電圧発生装置。
- 前記出力制御手段は、前記電圧発生手段からの前記負荷への前記バイアス電圧の印加を休止した後、予め定められた期間の経過後に、当該電圧発生手段からの当該負荷への当該バイアス電圧の印加を再開させることを特徴とする請求項1または2に記載のバイアス電圧発生装置。
- 前記計数手段は、前記検出手段が出力する信号の電位が予め定められた電位を超える場合に前記回数を計数することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のバイアス電圧発生装置。
- 像保持体と、
前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
バイアス電圧を発生する電圧発生手段と、当該電圧発生手段により印加される当該バイアス電圧または流される電流を検出する検出手段と、当該検出手段が出力する信号に現れる電位が変化する回数を計数する計数手段と、当該計数手段の計数する当該電位が変化する回数が予め定められた数を超えた場合に、当該電圧発生手段からの当該バイアス電圧の印加を休止する出力制御手段とを備え、当該バイアス電圧により前記現像された画像を被転写体に転写する転写手段と
を備えた画像形成装置。
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