JP2013254066A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
公報記載の従来技術として、帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源部と、前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知手段と、前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成手段と、を備えた画像形成装置が存在する(特許文献1参照)。 As the prior art described in the publication, optical writing means for irradiating a charged image carrier with a laser beam to form an electrostatic latent image, and transfer for transferring a toner image that visualizes the electrostatic latent image to a recording medium And the toner image of the electrostatic latent image formed at the beam irradiation start position after starting the irradiation of the laser beam by the optical writing unit. Detecting means for detecting the output voltage or current of the power supply unit until the control signal is generated, and generating a control signal for controlling the power supply unit according to the output voltage or current detected by the detecting means, and outputting the control signal to the power supply unit There is an image forming apparatus provided with a control signal generation means (see Patent Document 1).
本発明の目的は、出力電圧の極性を切り替える際における切り替え不良の発生を抑制した電源を備える画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a power source that suppresses occurrence of switching failure when switching the polarity of an output voltage.
請求項1に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、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、前記像保持体に対向して設けられるとともに、転写バイアスおよび当該転写バイアスとは異なる極性のクリーニングバイアスとが切り替えられて設定され、当該転写バイアスに設定された際に前記現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、それぞれが、電圧を指定する指定値をデジタル信号にて受信してアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路と、電圧を出力する整流回路と、を備え、1つが前記転写バイアスを出力し、他の1つが前記クリーニングバイアスを出力するとともに、当該転写バイアスを出力する整流回路と当該クリーニングバイアスを出力する整流回路とが直列に接続された自励発振方式の複数の電源部と、前記転写バイアスと前記クリーニングバイアスとが切り替えて設定されるように前記指定値を時系列で生成し、前記複数の電源部のそれぞれの前記デジタルアナログ変換回路に対応する当該指定値を送信する信号生成部と、を備え、前記信号生成部は、電圧の極性を正から負に切り替える予め定められた期間または負から正に切り替える予め定められた期間の少なくともいずれか一方において、後の供給となる当該極性の電圧と、当該極性の電圧に比べ絶対値が小さい電圧とが繰り返すように当該指定値を生成することを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に記載の発明は、前記信号生成部は、前記指定値で指定された電圧を出力する前記複数の電源部のそれぞれを識別する識別符号をさらに生成し、当該指定値と当該識別符号とを組にして送信するとともに、前記識別符号を受信して解読し、当該識別符号と組となった前記指定値を、前記複数の電源部における当該識別符号に対応する電源部の前記デジタルアナログ変換回路に送信する信号解読部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
請求項3に記載の発明は、前記電源部は、1次巻線、2次巻線および補助巻線を有し、当該2次巻線に前記整流回路が接続されるトランスと、前記補助巻線と前記1次巻線に接続され自励発振を制御するスイッチ素子と、前記スイッチ素子のスイッチングの周波数を設定する時定数設定回路と、前記デジタルアナログ変換回路により前記指定値が変換されたアナログ信号に基づいて、前記時定数設定回路に供給する電圧を設定する制御回路と、を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置である。
請求項4に記載の発明は、前記電源部は、前記デジタルアナログ変換回路が前記指定値を変換したアナログ信号において、予め定められた周波数以上の電圧の変動成分を前記時定数設定回路に供給するバイパス回路をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置である。
請求項5に記載の発明は、前記電源部は、前記デジタルアナログ変換回路が前記指定値を変換したアナログ信号において、他の予め定められた周波数以上の電圧の変動成分を低減して、前記制御回路に供給する平滑回路をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置である。
The invention described in claim 1 includes an image carrier, a charging unit that charges the image carrier, an exposure unit that exposes the image carrier and forms an electrostatic latent image on the image carrier, and A developing unit that develops the electrostatic latent image exposed by the exposure unit and formed on the image carrier, a transfer bias, and a cleaning bias having a polarity different from the transfer bias, provided opposite to the image carrier. The transfer means for transferring the developed image to the transfer medium when the transfer bias is set and the transfer bias is set, and each receives a specified value specifying a voltage as a digital signal and analog A digital-to-analog converter circuit that converts the signal into a signal and a rectifier circuit that outputs a voltage, one of which outputs the transfer bias, and the other outputs the cleaning bias, A plurality of self-excited oscillation type power supply units in which a rectifier circuit that outputs the transfer bias and a rectifier circuit that outputs the cleaning bias are connected in series, and the transfer bias and the cleaning bias are switched and set. A signal generation unit that generates the specified value in time series and transmits the specified value corresponding to each of the digital-analog conversion circuits of the plurality of power supply units, and the signal generation unit has a voltage polarity In at least one of a predetermined period for switching from positive to negative and / or a predetermined period for switching from negative to positive, the absolute value is smaller than the voltage of the polarity to be supplied later and the voltage of the polarity The image forming apparatus is characterized in that the specified value is generated so that the voltage repeats.
According to a second aspect of the present invention, the signal generation unit further generates an identification code for identifying each of the plurality of power supply units that outputs the voltage specified by the specified value, and the specified value and the identification code And the identification code is received and decoded, and the designated value paired with the identification code is converted into the digital analog of the power supply unit corresponding to the identification code in the plurality of power supply units. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a signal decoding unit that transmits the signal to the conversion circuit.
According to a third aspect of the present invention, the power supply unit includes a primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding, and a transformer in which the rectifier circuit is connected to the secondary winding, and the auxiliary winding. A switch element connected to the line and the primary winding for controlling self-excited oscillation, a time constant setting circuit for setting a switching frequency of the switch element, and an analog in which the designated value is converted by the digital-analog conversion circuit The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a control circuit that sets a voltage supplied to the time constant setting circuit based on a signal.
According to a fourth aspect of the present invention, the power supply unit supplies, to the time constant setting circuit, a voltage fluctuation component having a frequency equal to or higher than a predetermined frequency in the analog signal obtained by converting the designated value by the digital-analog conversion circuit. The image forming apparatus according to
According to a fifth aspect of the present invention, the power supply unit reduces the voltage fluctuation component of a predetermined frequency or higher in the analog signal obtained by converting the designated value by the digital-analog conversion circuit, and performs the control. The image forming apparatus according to claim 4, further comprising a smoothing circuit that supplies the circuit.
請求項1の発明によれば、指定値を繰り返さない場合に比較して、出力電圧の極性を切り替える際における切り替え不良の発生が抑制できる。
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、制御に用いる信号線の数が抑制できる。
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、電源部の回路規模を小型にできる。
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、出力電圧の極性を切り替える際における切り替え不良の発生がより抑制できる。
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、電源部がより安定に動作する。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of switching failure when switching the polarity of the output voltage as compared with the case where the specified value is not repeated.
According to the second aspect of the present invention, the number of signal lines used for control can be suppressed as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the invention of
According to invention of Claim 4, compared with the case where this structure is not employ | adopted, generation | occurrence | production of the switching failure at the time of switching the polarity of an output voltage can be suppressed more.
According to the fifth aspect of the present invention, the power supply unit operates more stably than in the case where this configuration is not adopted.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態(本実施の形態)について詳細に説明する。
[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す図である。
図1に示す画像形成装置1は、画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部10、画像形成プロセス部10を制御する制御部30、例えばパーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3に接続され、これらから受信された画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部40を備えている。
Hereinafter, an embodiment (this embodiment) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
<Image forming apparatus 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of an image forming apparatus 1 to which the first exemplary embodiment is applied.
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an image forming
画像形成装置1の画像形成プロセス部10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、感光体ドラム11上に形成されたトナー像を、矢印B方向に搬送される被転写体の一例としての用紙Pに転写する転写部20、転写されたトナー像を画像として用紙P上に定着させる定着手段の一例としての定着部50を備えている。
An image
感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電させる帯電手段の一例としての帯電ロール12、感光体ドラム11上に静電潜像を書込む露光手段の一例としてのレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで表記する)、トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像手段の一例としての現像器14、感光体ドラム11上に形成されたトナー像を用紙Pに転写する転写手段の一例としての転写ロール21などの電子写真用デバイスが順次配設されている。
Around the
ここで、帯電ロール12は、例えば金属製シャフト表面にエピクロルヒドリンゴム層を形成し、さらにこのエピクロルヒドリンゴム層の表面に酸化錫の導電粉を含有させたポリアミドを厚さ3μmほどコートしたものである。
Here, the
さらに、感光体ドラム11は、例えば金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層を形成したもので、有機感光層が負極性に帯電するように構成されている。したがって、現像器14で使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。帯電ロール12には感光体ドラム11に帯電バイアスを印加するための帯電バイアス電源15が、現像器14に現像バイアスを印加するための現像バイアス電源16が接続されている。
帯電バイアス電源15が出力する電圧は、例えば、周波数が2kHzでピーク・ツー・ピーク値(p−p値)が2kVの交流(AC)電圧に、−600Vの直流(DC)電圧が重畳されたものである。すなわち、帯電バイアスはDC電圧の−600Vである。現像バイアス電源16が出力する電圧は、例えば、周波数が8kHzでp−p値が1kVのAC電圧に、−1300VのDC電圧が重畳されたものである。すなわち、現像バイアスはDC電圧の−1300Vである。
なお、感光体ドラム11は接地されている。
Further, the
The voltage output from the charging
The
転写部20は、感光体ドラム11と感光体ドラム11に押し当てられる転写ロール21とを備えており、これら感光体ドラム11と転写ロール21との間に形成される転写ニップ域に用紙Pを通過させることで、転写を行う。転写ロール21は、表面にカーボンを分散したEPDMとNBRとのブレンドゴムのチューブ、内部はEPDMゴムからなり、その表面抵抗率が7〜10logΩ/□となるように形成され、硬度は例えば70°(アスカC)に設定されている。この転写ロール21には転写バイアスおよびクリーニングバイアスを印加するための転写部バイアス電源22が接続されている。転写バイアスおよびクリーニングバイアスについては後述する。
なお、転写部20の上流側には、搬送されてくる用紙Pを転写部20に案内する用紙搬送ガイドなど(不図示)が取り付けられている。
The
A paper conveyance guide (not shown) for guiding the conveyed paper P to the
定着部50は、ハロゲンランプ等の加熱源を内蔵する加熱ロール51と、この加熱ロール51に押し当てられる加圧ロール52とを備えており、これら加熱ロール51と加圧ロール52との間に形成される定着ニップ域にトナー像が転写された用紙Pを通過させることで、定着を行う。
The
そして、制御部30は、上記の機構部など制御する信号の生成および送受信を行う。
The
次に、図1に示す画像形成装置1の作像プロセスについて説明する。図示外のスタートスイッチがオンされると、作像プロセスが実行される。まず、帯電ロール12により感光体ドラム11の表面が帯電バイアスに帯電され、次いでレーザ露光器13により画像に対応した静電潜像が書き込まれる。次に、現像バイアスが印加された現像器14によってこの静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
Next, an image forming process of the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. When a start switch (not shown) is turned on, an image forming process is executed. First, the surface of the
なお、ここでは反転現像方式を用いている。前述したように、感光体ドラム11の表面は、帯電ロール12により帯電バイアス(例えば、DC電圧の−600V)に帯電されている。レーザ露光器13により画像が書き込まれると、感光体ドラム11の表面の電気導電率が大きくなり、レーザ光が照射された部分の表面の電位が、例えば、DC電圧の−600Vから−200Vになる。一方、現像器14は、現像バイアス(例えば、DC電圧の−400V)が印加されている。すると、負極性帯電タイプのトナーは、感光体ドラム11の表面の電位が−200Vの部分に付着する。このようにして、トナー像が形成される。
Here, the reversal development method is used. As described above, the surface of the
そして、感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、転写部20において、予め定められたタイミングにて搬送された用紙P上に、転写ロール21に印加される転写バイアスにより感光体ドラム11から用紙Pに静電転写される。なお、転写後に感光体ドラム11上に残留したトナーはリフレッシャ(不図示)によって逆極性(本実施の形態では正極性)に帯電したトナーが除去されると共に機械的に均される。
The toner image formed on the
その後、トナー像が転写された用紙Pは定着部50へと搬送されて用紙P上のトナー像が加熱および加圧により定着される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing
<転写部バイアス電源22>
(転写部バイアス電源22のブロック構成)
図2は、第1の実施の形態における転写部バイアス電源22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。
<Transfer
(Block configuration of transfer unit bias power supply 22)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a block configuration of the transfer unit bias
転写部20は、前述したように、感光体ドラム11に形成されたトナー像を、用紙Pに転写する。このとき、トナーが負極性帯電タイプであるため、転写ロール21を正の電圧(+電圧)である転写バイアスに設定することで、トナーは感光体ドラム11と転写ロール21との間に挟まれた用紙P上に静電転写される。しかし、転写を行わないときは、トナーが転写ロール21に付着することを抑制するため、転写ロール21を負の電圧(−電圧)であるクリーニングバイアスに設定する。
よって、転写部バイアス電源22は、転写バイアスを出力する電源部の一例としての転写出力部22a、クリーニングバイアスを出力する電源部の一例としてのクリーニング出力部22b、転写バイアスおよびクリーニングバイアスを設定する制御データを生成して発信する信号生成部22c、制御データを受信して解読し、転写出力部22aまたはクリーニング出力部22bに発信する信号解読部22dを備えている。
As described above, the
Accordingly, the transfer unit bias
図2において、信号生成部22cおよび信号解読部22dは、転写部バイアス電源22に設けられているとしている。しかし、信号生成部22cおよび信号解読部22dの少なくとも1つを、図1に示した制御部30に設けてもよい。
なお、信号生成部22cおよび信号解読部22dの少なくとも1つが制御部30に設けられた場合であっても、転写部バイアス電源22は、転写出力部22a、クリーニング出力部22bに加え、信号生成部22c、信号解読部22dを備えたものとする。
In FIG. 2, the
Even when at least one of the
信号生成部22cは、転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bのそれぞれが出力する電圧を指定する指定値を“1”/“0”のデジタル信号である制御データS0として時系列で送信する。このようにすることにより、アナログ電圧による信号を転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bに個別に送信する場合に比べ、信号線(信号の入出力(I/O)のための信号線)の数を抑制している。また、デジタル信号であることにより、ノイズの影響を受けにくい。
The
転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bは、スイッチ素子(後述する図5におけるnpnトランジスタTr1、Tr2)をスイッチングすることにより電圧を発生させるスイッチング電源であって、ともに自励発振方式である。自励発振方式のスイッチング電源は、他励発振方式のスイッチング電源に比べ、回路規模が小さくできる。
The
転写出力部22aは、デジタルアナログ変換回路の一例としてのDAコンバータ221a、DAコンバータ221aの出力するDA出力信号S1aを基に、転写バイアスの電圧または電流を予め定められた値に制御する制御回路222a、スイッチ素子を備え、制御回路222aが出力する制御信号S2aによりスイッチ素子を駆動する駆動回路223a、スイッチ素子によってスイッチングされたスイッチング信号S3aを変圧するトランス(変圧器)224a、変圧された信号を整流して正の転写バイアスにする整流回路225aを備えている。
The
クリーニング出力部22bは、DAコンバータ221b、DAコンバータ221bの出力するDA出力信号S1bを基に、クリーニングバイアスの電圧または電流を予め定められた値に制御する制御回路222b、スイッチ素子を備え、制御回路222bからの制御信号S2bによりスイッチ素子を駆動する駆動回路223b、スイッチ素子によってスイッチングされたスイッチング信号S3bを変圧するトランス(変圧器)224b、変圧された信号を整流して負のクリーニングバイアスにする整流回路225bを備えている。
The cleaning
そして、転写出力部22aの整流回路225aとクリーニング出力部22bの整流回路225bとが、直列に接続され、転写出力部22aからの転写バイアスと、クリーニング出力部22bからクリーニングバイアスとが交互に出力され出力電圧Voutとして、転写ロール21に印加されるようになっている。
The
図2では、感光体ドラム11は並列に接続された抵抗R1およびコンデンサC1により、転写ロール21は抵抗R2により等価的に表記している。すなわち、転写出力部22aからの転写バイアスおよびクリーニング出力部22bからのクリーニングバイアスは、転写ロール21の抵抗R2および感光体ドラム11の並列に接続された抵抗R1およびコンデンサC1を介して接地(アース)に対して電流が流れることになる。すなわち、転写ロール21および感光体ドラム11が、転写部バイアス電源22の負荷となる。
図2では、転写出力部22aの整流回路225aからの正の電圧である転写バイアスと、クリーニング出力部22bの整流回路225bからの負の電圧であるクリーニングバイアスとが、直列接続された整流回路225a、225bから転写ロール21に供給されることを示すために、トランス224a、224bおよび整流回路225a、225bを回路記号で表記している。
In FIG. 2, the
In FIG. 2, a
以下では、転写出力部22a、クリーニング出力部22b、信号生成部22c、信号解読部22dを説明する。
Hereinafter, the
(信号生成部22c)
図3は、転写部バイアス電源22を制御するために信号生成部22cが生成する制御データS0の一例を示す図である。図3(a)は、制御データS0の書式(データフォーマット)を、図3(b)は、クリーニング出力部22bが−電圧であるクリーニングバイアスを出力する状態から、転写出力部22aが+電圧である転写バイアスを出力する状態に切り替える場合における制御データS0を示す図、図3(c)は、転写出力部22aが+電圧である転写バイアスを出力する状態からクリーニング出力部22bが−電圧であるクリーニングバイアスを出力する状態に切り替える場合における制御データS0を示す図である。図3(b)、(c)において、時刻は図中上から下へアルファベット順(a、b、c、…)に進むとする。
(
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the control data S0 generated by the
図3(a)に示すように、信号生成部22cが生成する転写部バイアス電源22を制御する制御データS0は、合計16ビットで構成されている。そして、上位12ビットが、転写バイアスおよびクリーニングバイアスを指定する指定値、下位4ビットが、転写出力部22aまたはクリーニング出力部22bのいずれかであるか制御対象を示す識別符号である。
ここで、転写出力部22aを「TRN」、クリーニング出力部22bを「CRN」と表記する。また、以下では、転写バイアスVtrn、クリーニングバイアスVcrnと表記する。
As shown in FIG. 3A, the control data S0 for controlling the transfer unit bias
Here, the
まず、転写部バイアス電源22は出力電圧Voutとして、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnが出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnを出力する状態に切り替える場合を説明する。ここでは、設定するクリーニングバイアスVcrnに対応する指定値としてD1を、設定する転写バイアスVtrnに対応する指定値としてD3を、そして、D1とD3の間の電圧をD2と表記する。例えば、クリーニングバイアスVcrnを一例として−1300V、設定する転写バイアスVtrnを+1600Vとし、−1300VのクリーニングバイアスVcrnに対応する指定値を「D1(−5)」とし、+1600Vの転写バイアスVtrnに対応する指定値を「D3(3)」とする。そして、D2を0Vとし、指定値を「D2(0)」とする。そして、制御データの上位12ビットが「D1(−5)」、下位4ビットが「CRN」である場合、「D1(−5) CRN」と表記する。図3(b)、(c)では、D1(−5)とCRNとをそれぞれ枠で囲って表記する。
First, as the output voltage Vout, the transfer unit bias
図3(b)に示すように、信号生成部22cは、時刻aにおいて「D1(−5) CRN」を出力し、これにより、出力電圧Voutは、クリーニング出力部22bからの−電圧のクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)に設定されるとする。
As shown in FIG. 3B, the
次に、信号生成部22cは、クリーニングが終了するタイミングである時刻bにおいて、出力電圧Voutをクリーニング出力部22bからの−電圧であるクリーニングバイアスVtrnから、+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)に切り替えるとする。このため、信号生成部22cは、まず時刻bにおいて、クリーニング出力部22bからの−電圧であるクリーニングバイアスVcrnを停止するために、「D2(0) CRN」を出力する。
Next, the
そして、転写出力部22aから+電圧の転写バイアスVtrn(例えば+1600V)を出力するため、信号生成部22cは、時刻bに引き続く時刻cにおいて、「D3(3) TRN」を出力する。さらに、引き続いて、「D2(0) TRN」を出力する。その後、「D3(3) TRN」と「D2(0) TRN」とを繰り返す。すなわち、時刻cから時刻dまでの間では、「D3(3) TRN」と「D2(0) TRN」とを複数回繰り返し出力する。なお、時刻dにおいては、「D3(3) TRN」となるように設定する。
この繰返し周波数は、DAコンバータ221aの出力が追従できる周波数であることが好ましい。なお、「D2(0) TRN」において、DAコンバータ221aの出力が必ずしも0Vとなることを要しない。「D2(0) TRN」と「D3(3) TRN」とで、DAコンバータ221aの出力電圧に差が生じるものであればよい。
Then, in order to output a positive voltage transfer bias Vtrn (for example, +1600 V) from the
This repetition frequency is preferably a frequency that the output of the
そして、信号生成部22cは、転写が終了するタイミングである時刻eにおいて、転写出力部22aからの+電圧である転写バイアスVtrnを停止するために、「D2(0) TRN」を出力する。
すなわち、時刻aから時刻bがクリーニング期間であって、転写部バイアス電源22は出力電圧Voutとして−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)を出力する。次に、時刻dから時刻eが転写期間であって、+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)を出力する。
そして、時刻bから時刻dの期間が切替期間である。
Then, the
That is, the period from time a to time b is a cleaning period, and the transfer unit bias
A period from time b to time d is a switching period.
次に、転写部バイアス電源22は出力電圧Voutとして、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)が出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)を出力する状態に切り替える場合を説明する。
図3(c)に示すように、信号生成部22cは、時刻lにおいて「D3(3) TRN」を出力し、これにより、出力電圧Voutは、転写出力部22aからの+電圧の転写バイアスVtrn(例えば+1600V)に設定されるとする。
Next, the transfer unit bias
As shown in FIG. 3C, the
次に、信号生成部22cは、転写が終了するタイミングである時刻mにおいて、出力電圧Voutを転写出力部22aからの+電圧である転写バイアスVtrnから、−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)に切り替えるとする。このため、信号生成部22cは、まず時刻mにおいて、転写出力部22aからの+電圧である転写バイアスVtrnを停止するために、「D2(0) TRN」を出力する。
Next, the
そして、クリーニング出力部22bから−電圧のクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)を出力するため、信号生成部22cは、時刻mに引き続く時刻nにおいて、「D1(−5) CRN」を出力する。さらに、引き続いて、「D2(0) CRN」を出力する。その後、「D1(−5) CRN」と「D2(0) CRN」とを繰り返す。すなわち、時刻nから時刻oまでの間では、「D1(−5) CRN」と「D2(0) CRN」とを複数回繰り返し出力する。なお、時刻oにおいては、「D1(−5) CRN」となるように設定する。
この繰返し周波数は、DAコンバータ221bの出力が追従できる周波数であることが好ましい。なお、「D2(0) CRN」において、DAコンバータ221bの出力が必ずしも0Vとなることを要しない。「D2(0) CRN」と「D1(−5) CRN」とで、DAコンバータ221bの出力電圧に差が生じるものであればよい。
Then, in order to output a negative voltage cleaning bias Vcrn (for example, −1300 V) from the cleaning
This repetition frequency is preferably a frequency that the output of the
そして、信号生成部22cは、クリーニングが終了するタイミングである時刻pにおいて、クリーニング出力部22bからの−電圧であるクリーニングバイアスVcrnを停止するために、「D2(0) CRN」を出力する。
すなわち、時刻lから時刻mが転写期間であって、転写部バイアス電源22は出力電圧Voutとして+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)を出力する。次に、時刻oから時刻pがクリーニング期間であって、−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)を出力する。
そして、時刻mから時刻oの期間が切替期間である。
Then, the
That is, the transfer period bias
A period from time m to time o is a switching period.
図4は、転写出力部22aのDAコンバータ221aのDA出力信号S1aの波形およびクリーニング出力部22bのDAコンバータ221bのDA出力信号S1bの波形の一例を示す図である。図4(a)は、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)が出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)を出力する状態に切り替える場合、図4(b)は、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrn(+1600V)が出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(−1300V)を出力する状態に切り替える場合である。
図4(a)、(b)において、図3(b)、図3(c)と同様に、ここでも、指定値D1、D2、D3に対応するDAコンバータ221aのDA出力信号S1aおよびDAコンバータ221aのDA出力信号S1aをVD1、VD2、VD3として表記する。なお、図3(b)、図3(c)と同様に、例とした指定値を( )に示した。
なお、図4(a)、(b)において、DAコンバータ221bのDA出力信号S1bは、図において下側に大きくなるように表記しているが、DA出力信号S1bは+の電圧である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the waveform of the DA output signal S1a of the
4A and 4B, as in FIGS. 3B and 3C, the DA output signal S1a and the DA converter of the
4A and 4B, the DA output signal S1b of the
まず、転写部バイアス電源22の出力電圧Voutとして、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアス(例えば−1300V)が出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアス(例えば+1600V)を出力する状態に切り替える場合を説明する。
図4(a)に示すように、時刻aにおいて、信号生成部22cが送信する制御データS0が「−5 CRN」であると、後述するように、信号解読部22dは、制御対象が「CRN」であることから、「D1(−5)」をDAコンバータ221bに送信する。DAコンバータ221bは「D1(−5)」を受信すると、「D1(−5)」に対応するDC電圧であるVD1(−5)を出力する。なお、DAコンバータ221bは、次の制御データS0を受信するまで、VD1(−5)を出力し続ける。
そして、時刻bにおいて、信号生成部22cが送信するデジタル信号である制御データS0が「D2(0) CRN」であると、上記と同様にして、DAコンバータ221bは「0」に対応するDC電圧であるVD2(0)を出力する。
First, as the output voltage Vout of the transfer unit bias
As shown in FIG. 4A, when the control data S0 transmitted by the
At time b, if the control data S0, which is a digital signal transmitted by the
次に、時刻cにおいて、信号生成部22cが送信する制御データS0が「D3(3) TRN」になると、信号解読部22dは、制御対象が「TRN」であることから、「D3(3)」をDAコンバータ221aに送信する。DAコンバータ221aは「D3(3)」を受信すると、「D3(3)」に対応するDC電圧であるVD3(3)を出力する。
しかし、時刻cから時刻dまでの期間では、制御データS0が、「D3(3) TRN」と「D2(0) TRN」とを複数回繰り返す。このため、図4(a)に示すように、時刻cから時刻dまでの切替期間においては、DAコンバータ221aの出力は、VD3(3)とVD2(0)とを複数回繰り返すことになる。
そして、時刻dにおいて、信号生成部22cが送信する制御データS0が「D3(3) TRN」であるので、DAコンバータ221aは「D3(3)」に対応するVD3(3)を出力する。
この後、時刻eにおいて、信号生成部22cが送信する制御データS0が「D2(0) TRN」となると、DAコンバータ221aは「D2(0)」に対応するVD2(0)を出力する。
Next, when the control data S0 transmitted by the
However, in the period from time c to time d, the control data S0 repeats “D3 (3) TRN” and “D2 (0) TRN” a plurality of times. Therefore, as shown in FIG. 4A, in the switching period from time c to time d, the output of the
At time d, since the control data S0 transmitted by the
Thereafter, at time e, when the control data S0 transmitted by the
以上説明したように、DAコンバータ221aのDA出力信号S1aは、時刻bから時刻dの切替期間において、VD3(3)とVD2(0)との間を交互に移行するクロック状の信号、すなわち擬似クロック信号となる。以下、このように予め定められた期間において、制御データS0により、DAコンバータ221aのDA出力信号S1aがクロック状に電圧が変化する場合における信号を擬似クロック信号と表記する。DAコンバータ221bのDA出力信号S1bも同様とする。
As described above, the DA output signal S1a of the
また、転写部バイアス電源22の出力電圧Voutとして、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)が出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)を出力する状態に切り替える場合についても同様であるので、詳細な説明を省略する。
図4(b)に示すように、DAコンバータ221bのDA出力信号S1bは、時刻mから時刻oの切替期間において、「D1(−5)」に対応するVD1(−5)と「D2(0)」に対応するVD2(0)との間を交互に移行するクロック状の信号、すなわち擬似クロック信号となる。
Further, as the output voltage Vout of the transfer unit bias
As shown in FIG. 4B, the DA output signal S1b of the
なお、擬似クロック信号のピーク値(絶対値において最も大きい値)は、転写バイアスVtrnまたはクリーニングバイアスVcrnとしなくともよく、−電圧であるクリーニングバイアスVcrnから+電圧である転写バイアスVtrnに切り替える場合は+側の電圧、+電圧である転写バイアスVtrnから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnに切り替える場合は−側の電圧であればよい。
また、擬似クロック信号の最小値(絶対値において最も小さい値)は0Vとしなくともよく、+側の電圧または−側の電圧に対して絶対値が小さい電圧とすればよい。
The peak value (the largest value in absolute value) of the pseudo clock signal does not have to be the transfer bias Vtrn or the cleaning bias Vcrn. When switching from the cleaning bias Vcrn, which is a negative voltage, to the transfer bias Vtrn, which is a positive voltage. When switching from the transfer bias Vtrn, which is a positive voltage, to the cleaning bias Vcrn, which is a negative voltage, the negative voltage may be used.
Further, the minimum value (the smallest value in absolute value) of the pseudo clock signal may not be 0 V, and may be a voltage whose absolute value is smaller than the voltage on the + side or the voltage on the − side.
(信号解読部22d)
信号解読部22dは、信号生成部22cが生成する制御データS0を解読し、下位4ビット(「CRN」または「TRN」)を解読し、制御対象が転写出力部22aまたはクリーニング出力部22bのいずれであるか識別する。
そして、判別した制御対象に、上位12ビットの指定値を送信する。
(
The
Then, the designated value of the upper 12 bits is transmitted to the determined control target.
(転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの回路構成)
図5は、第1の実施の形態における転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの回路構成の一例を示す図である。なお、クリーニング出力部22bは、出力する電圧の極性が異なるが、転写出力部22aと同様な構成を備えている。よって、転写出力部22aを説明して、クリーニング出力部22bの説明を省略する。
また、図5は、各回路を模式的に示したものであって、各回路の構成はこの構成に限定されない。
(Circuit configuration of the
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
FIG. 5 schematically shows each circuit, and the configuration of each circuit is not limited to this configuration.
(DAコンバータ221a)
DAコンバータ221aは、転写出力部22aが出力する転写バイアスを指定する指定値を信号解読部22dから受信し、アナログのDC電圧に変換する。
前述したように、指定値は例えば12ビットである。よって、DAコンバータ221aは、例えば12ビットのデジタル信号である制御データS0を、アナログ信号に変換できるものであればよい。例えば、デジタル信号をアナログ信号に変換する速度が150μsであると、DA出力信号S1aとして約3kHzの繰返し周波数の擬似クロック信号(図4(a)の時刻bから時刻dまでの期間または図4(b)の時刻mから時刻oまでの期間の信号)が出力できる。
(DA
The
As described above, the designated value is, for example, 12 bits. Therefore, the
(制御回路222a)
制御回路222aは、差動増幅器Amp1、抵抗R3、R4、コンデンサC2を備えている。ここで、差動増幅器Amp1は、転写出力部22aから転写ロール21に流れる電流を予め定められた値に制御する。一方、電流検知回路230は、転写部バイアス電源22から転写ロール21を介して感光体ドラム11に流れる電流を検知する。
(
The
差動増幅器Amp1の非反転入力端子(以下では+入力端子と表記する。図では+で表記する。)は、DAコンバータ221aの出力端子に接続されている。反転入力端子(以下では−入力端子と表記する。図では−で表記する。)は、抵抗R4を介して、電流検知回路230に接続されている。
差動増幅器Amp1の出力端子は、直列接続されたコンデンサC2および抵抗R3を介して、差動増幅器Amp1の−入力端子に接続されている。
A non-inverting input terminal of the differential amplifier Amp1 (hereinafter referred to as a “+ input terminal” and referred to as “+” in the figure) is connected to an output terminal of the
The output terminal of the differential amplifier Amp1 is connected to the negative input terminal of the differential amplifier Amp1 via a capacitor C2 and a resistor R3 connected in series.
(駆動回路223a)
駆動回路223aは、スイッチ素子の一例としてのnpnトランジスタTr1、抵抗R8、R9、コンデンサC4を備えている。
抵抗R8の一方の端子は、制御回路222aの差動増幅器Amp1の出力端子に接続されている。他方の端子は、コンデンサC4の一方の端子に接続されている。コンデンサC4の他方の端子は接地されている。また、コンデンサC4の一方の端子は、抵抗R9の一方の端子に接続されている。そして、抵抗R9の他方の端子はトランス224aに接続されている。
npnトランジスタTr1のコレクタ端子およびベース端子は、トランス224aに接続されている。npnトランジスタTr1のエミッタ端子は接地されている。
(Drive
The
One terminal of the resistor R8 is connected to the output terminal of the differential amplifier Amp1 of the
The collector terminal and base terminal of the npn transistor Tr1 are connected to the
(トランス224a)
トランス224aは、1次巻線T11a、1次側補助巻線T12a、2次巻線T2aを備えている。
トランス224aの1次巻線T11aの一方の端子は、駆動回路223aのnpnトランジスタTr1のコレクタ端子に接続されている。他方の端子には電源電位Vcc(例えば24V)が印加されている。1次側補助巻線T12aの一方の端子は、npnトランジスタTr1のベース端子に接続されている。1次側補助巻線T12aの他方の端子は、駆動回路223aの抵抗R9の他方の端子に接続されている。
トランス224aの2次巻線T2aは、整流回路225aに接続されている。
(
The
One terminal of the primary winding T11a of the
The secondary winding T2a of the
(整流回路225a)
整流回路225aは、ダイオードD1、抵抗R10、R11、コンデンサC5を備えている。ダイオードD1のアノード端子はトランス224aの2次巻線T2aの一方の端子に接続されている。ダイオードD1のカソード端子はコンデンサC5の一方の端子および抵抗R10の一方の端子に接続されている。抵抗R10の他方の端子は転写ロール21に接続されている。また、抵抗R10の他方の端子は、抵抗R11の一方の端子に接続されている。抵抗R11の他方の端子はコンデンサC5の他方の端子および2次巻線T2aの他方の端子に接続されている。
(
The
さらに、抵抗R11の他方の端子は、クリーニング出力部22bの整流回路225bに接続されている。
なお、整流回路225aは、いわゆる半波整流であるが、全波整流としてもよい。
Furthermore, the other terminal of the resistor R11 is connected to the
The
次に、クリーニング出力部22bの、駆動回路223b、トランス224bおよび整流回路225bについて説明する。クリーニング出力部22bのDAコンバータ221b、制御回路222bは、それぞれ転写出力部22aのDAコンバータ221a、制御回路222aと同様であるので、説明を省略する。
Next, the
(駆動回路223b)
駆動回路223bは、スイッチ素子の一例としてのnpnトランジスタTr2、抵抗R18、R19、コンデンサC14を備えている。
抵抗R18の一方の端子は、制御回路222bの出力端子(クリーニング出力部22bの制御回路222bの差動増幅器Amp1の出力端子と同様の出力端子)に接続されている。他方の端子は、コンデンサC14の一方の端子に接続されている。コンデンサC14の他方の端子は接地されている。また、コンデンサC14の一方の端子は、抵抗R19の一方の端子に接続されている。そして、抵抗R19の他方の端子はトランス224bに接続されている。
npnトランジスタTr2のコレクタ端子およびベース端子は、トランス224bに接続されている。npnトランジスタTr2のエミッタ端子は接地されている。
ここで、コンデンサC14と抵抗R18が時定数設定回路の一例である。
(Drive
The
One terminal of the resistor R18 is connected to an output terminal of the
The collector terminal and base terminal of the npn transistor Tr2 are connected to the
Here, the capacitor C14 and the resistor R18 are an example of a time constant setting circuit.
(トランス224b)
トランス224bは、1次巻線T11b、1次側補助巻線T12b、2次巻線T2bを備えている。
トランス224bの1次巻線T11bの一方の端子は、駆動回路223bのnpnトランジスタTr2のコレクタ端子に接続されている。他方の端子には電源電位Vcc(例えば24V)が印加されている。1次側補助巻線T12bの一方の端子は、npnトランジスタTr2のベース端子に接続されている。1次側補助巻線T12bの他方の端子は、駆動回路223bの抵抗R19の他方の端子に接続されている。
トランス224bの2次巻線T2bは、整流回路225bに接続されている。
(
The
One terminal of the primary winding T11b of the
The secondary winding T2b of the
(整流回路225b)
整流回路225bは、ダイオードD2、抵抗R20、R21、コンデンサC10を備えている。ダイオードD2のカソード端子はトランス224bの2次巻線T2bの一方の端子に接続されている。ダイオードD2のアノード端子はコンデンサC10の一方の端子および抵抗R20の一方の端子に接続されている。抵抗R20の他方の端子は、抵抗R21の一方の端子に接続されている。抵抗R21の他方の端子はコンデンサC10の他方の端子およびトランス224bの2次巻線T2bの他方の端子に接続されている。
(
The
そして、ダイオードD2のアノード端子は、転写出力部22aの整流回路225aのコンデンサC5の他方の端子に接続されている。
一方、コンデンサC10の他方の端子は、電流検知回路230を介して接地(アース)されている。
The anode terminal of the diode D2 is connected to the other terminal of the capacitor C5 of the
On the other hand, the other terminal of the capacitor C10 is grounded (grounded) via the
<転写部バイアス電源22の動作>
次に、図3、図4、図5を参照して、転写部バイアス電源22(転写出力部22aおよびクリーニング出力部22b)の動作を説明する。
<Operation of Transfer Section
Next, operations of the transfer unit bias power supply 22 (transfer
まず、転写出力部22aの基本的な発振動作について説明する。
制御回路222aから、+電圧である制御信号S2aが駆動回路223aに入力すると、コンデンサC4が充電され、一方の端子(抵抗R8および抵抗R9に接続された端子)の電圧が+側に上昇する。この電圧は1次側補助巻線T12aを介して、npnトランジスタTr1のベース端子の電圧を+側に上昇させる。そして、npnトランジスタTr1のベース端子の電圧がSiのビルトインポテンシャル(0.6V)を超えると、npnトランジスタTr1がオンになって、コレクタ端子とエミッタ端子間に電流が流れる。
First, the basic oscillation operation of the
When a control signal S2a that is a + voltage is input from the
すると、トランス224aの1次巻線T11aに電流が流れることで、1次側補助巻線T12aにベース端子の電圧を上昇させる電圧が発生する。これにより、コレクタ電流が時間とともに増加していく。
なお、2次巻線T2aにも電圧が発生するが、ダイオードD1の向きが電圧の向きと逆向きであるため、2次巻線T2aには電流が流れない。
Then, a current flows through the primary winding T11a of the
A voltage is also generated in the secondary winding T2a, but no current flows through the secondary winding T2a because the direction of the diode D1 is opposite to the direction of the voltage.
npnトランジスタTr1は増幅率が有限であるため、コレクタ電流はある値以上に達するとそれ以上には大きくなれず、1次巻線T11aのコアの磁束の変化が止まる。すると、1次巻線T11aには、今まで流れていた方向と同じ方向に電流を流そうとする力が働き、これまでと逆向きの電圧が発生する。これによって、2次巻線T2aにダイオードD1の向きと同じ向きの電圧が発生し、2次巻線T2aに電流が流れる。 Since the npn transistor Tr1 has a finite amplification factor, when the collector current reaches a certain value or more, the collector current cannot increase any more, and the change in the magnetic flux of the core of the primary winding T11a stops. As a result, a force is applied to the primary winding T11a so as to cause a current to flow in the same direction as before, and a reverse voltage is generated. As a result, a voltage in the same direction as the direction of the diode D1 is generated in the secondary winding T2a, and a current flows in the secondary winding T2a.
すると、1次巻線T11aに発生した逆向きの電圧により、1次側補助巻線T12aにも逆向きの電圧が発生し、npnトランジスタTr1のベース端子−エミッタ端子間を逆バイアスにする。これにより、npnトランジスタTr1がオフになる。
ダイオードD1に流れる電流が0になると、1次巻線T11a、1次側補助巻線T12a、2次巻線T2aに発生していた電圧が0Vになる。これにより、npnトランジスタTr1のベース端子−エミッタ端子間がコンデンサC4に蓄積された電荷によって、再び+側に上昇する。これにより、npnトランジスタTr1が再びオンになる。
このように、npnトランジスタTr1をオン、オフさせることで、オフの期間に2次巻線T2aに流れる電流が転写バイアスVtrnとして出力される。
Then, a reverse voltage generated in the primary winding T11a generates a reverse voltage also in the primary side auxiliary winding T12a, and a reverse bias is applied between the base terminal and the emitter terminal of the npn transistor Tr1. As a result, the npn transistor Tr1 is turned off.
When the current flowing through the diode D1 becomes 0, the voltage generated in the primary winding T11a, the primary side auxiliary winding T12a, and the secondary winding T2a becomes 0V. As a result, the space between the base terminal and the emitter terminal of the npn transistor Tr1 rises again to the + side due to the charge accumulated in the capacitor C4. As a result, the npn transistor Tr1 is turned on again.
In this way, by turning on and off the npn transistor Tr1, the current flowing through the secondary winding T2a during the off period is output as the transfer bias Vtrn.
ここで、電流検知回路230は、転写ロール21に流れる電流に比例する電圧を得る。そして、差動増幅器Amp1は、−入力端子に電流に比例した電圧を受信し、DAコンバータ221aからのDA出力信号S1aとの差を増幅し、転写ロール21を介して感光体ドラム11に流れる電流がDA出力信号S1aにて設定される値より大きい場合は、転写バイアスVtrnが小さくなるように、制御信号S2aの値を小さくする。一方、転写ロール21を介して感光体ドラム11に流れる電流がDA出力信号S1aで設定される値より小さい場合は、転写バイアスVtrnが大きくなるように、制御信号S2aの値を大きくする。
このようにして、転写ロール21を介して感光体ドラム11に流れる電流を予め定められた値に設定するように制御する。この制御方法は、転写バイアスによって流される電流を予め定められた値になるように制御する電流制御である。
Here, the
In this way, control is performed so that the current flowing through the
なお、転写バイアス(電圧)が予め定められた値になるように制御(電圧制御)するように構成してもよい。
さらに、転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bにおいて、いずれか一方を電流制御、いずれか他方を電圧制御としてもよい。
また、電流検知回路230に加えて、転写バイアスVtrnを検知する過電圧検知回路を設けて、転写バイアスVtrnが予め定められた値を超えて大きくなったときに、転写バイアスVtrnが小さくなるように、制御信号S2aの値を小さくするように制御してもよい。クリーニングバイアスVcrnについて同様な過電圧検知回路を設けてもよい。
The transfer bias (voltage) may be controlled (voltage control) so as to have a predetermined value.
Further, in the
Further, in addition to the
さて、第1の実施の形態では、図3(b)、図4(a)に示したように、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)が出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)を出力する状態に切り替える切替期間において、DAコンバータ221aは、擬似クロック信号を生成している(図3(b)、図4(a)の時刻bから時刻dの切替期間)。
以下では、擬似クロック信号について説明する。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 3B and 4A, a cleaning bias Vcrn (for example, −1300 V) as a negative voltage is output from the cleaning
Hereinafter, the pseudo clock signal will be described.
クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)が出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrn(例えば+1600V)を出力する状態に切り替える直前において、転写部バイアス電源22は出力電圧Voutとして、−電圧のクリーニングバイアスVcrn(例えば−1300V)を出力していた。
これにより、感光体ドラム11の表面は−電圧に帯電している。このため、図5から分かるように、接地(アース)から、クリーニング出力部22bにおける整流回路225bの抵抗R21、転写出力部22aのトランス224aの2次巻線T2a、ダイオードD1を順に経由して、転写ロール21(感光体ドラム11)に電流が流れる。すなわち、トランス224aの2次巻線T2aに電流が流れる。
ダイオードD1が導通状態になりトランス224aの2次巻線T2aにバイアス電圧があると、前述した駆動回路223aが動作しにくくなる。
Immediately before switching from a state where a cleaning bias Vcrn (for example, -1300 V) as a negative voltage is output from the cleaning
As a result, the surface of the
When the diode D1 becomes conductive and there is a bias voltage in the secondary winding T2a of the
そこで、第1の実施の形態では、図3(b)、図4(a)に示した時刻bから時刻dの切替期間において、DAコンバータ221aからのDA出力信号S1aに擬似クロック信号を設けている。この擬似クロック信号は、制御回路222aにおいて増幅されて、制御信号S2aとなって、駆動回路223aからコンデンサC4の一方の端子(抵抗R8および抵抗R9に接続されている端子)に印加される。これにより、コンデンサC4に蓄積された電荷が放電され、トランス224aの2次巻線T2aが励磁されやすくなり、正常な動作状態へと移行する。
Therefore, in the first embodiment, a pseudo clock signal is provided for the DA output signal S1a from the
なお、第1の実施の形態では、図3(c)、図4(b)に示したように、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnが出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnを出力する状態に切り替える場合においても、DAコンバータ221bは、擬似クロック信号を生成している(図3(c)、図4(b)の時刻mから時刻oの切替期間)。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3C and FIG. 4B, the cleaning output unit from the state in which the transfer bias Vtrn that is a positive voltage is output from the
図6は、第1の実施の形態における転写部バイアス電源22の出力電圧Voutの極性の切替えの例を示すタイムチャートである。図6(a)は、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnが出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnを出力する状態に切り替える場合、図6(b)は、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnが出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnを出力する状態に切り替える場合である。
FIG. 6 is a time chart showing an example of switching the polarity of the output voltage Vout of the transfer unit bias
図6(a)に示すように、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnが出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnを出力する状態に切り替える場合、出力電圧Voutは、時刻dにおいて、転写バイアスVtrnに立ち上がる。
図6(b)に示すように、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnが出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnを出力する状態に切り替える場合においても、出力電圧Voutは、時刻oにおいて、クリーニングバイアスVcrnに立ち上がる。
As shown in FIG. 6A, when switching from a state in which a cleaning bias Vcrn that is −voltage is output from the cleaning
As shown in FIG. 6B, in the case of switching from the state in which the transfer bias Vtrn that is a positive voltage is output from the
図7は、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnが出力されている状態から、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnを出力する状態に切り替える場合において、DAコンバータ221aから擬似クロック信号を送信しないときの制御データS0およびタイミングチャートの一例を示す図である。図7(a)は制御データS0を、図7(b)はタイミングチャートを示している。
なお、図7(b)の横軸(時間軸t)は、図4、図6と同様であるが、時刻dと時刻eとの間に時刻αと時刻βを設けている。
FIG. 7 shows a case where the
Note that the horizontal axis (time axis t) in FIG. 7B is the same as in FIGS. 4 and 6, but time α and time β are provided between time d and time e.
図7(a)に示すように、DAコンバータ221aから擬似クロック信号を生成しない場合は、信号生成部22cは、時刻cで「D3(3) TRN」を生成して発信した後、図3(b)における「D3(3) TRN」と「D2(0) TRN」との複数回の繰返しを行わない。
このため、前述したように、接地(アース)から−に帯電した感光体ドラム11に向かって流れる電流によって、時刻cにおいて「D3(3) TRN」としても、npnトランジスタTr1はオンに移行せず、発振動作が起動されないままとなってしまう。
また、時刻cから遅延期間Tdだけ遅れた時刻αにおいて、npnトランジスタTr1がオンしたとしても、電流検知回路230は接地(アース)から−に帯電した感光体ドラム11に向かって流れる負の電流を検知しているので、制御回路222aからの制御信号S2aは転写バイアスVtrnを大きくする方向に設定されて、図7(b)の時刻βにおけるようなオーバシュートを発生しやすい。
ここでは、発振動作が起動しない場合、起動が遅延する場合、オーバシュートを生じる場合など、予め定められた状態で発振動作が起動されない場合を、切り替え不良、起動性能が悪いまたは起動不良(切り替え不良)と表記する。
転写部20において、このような起動不良(切り替え不良)が発生すると、画像形成において形成される画像が劣化してしまう。
As shown in FIG. 7A, when the pseudo clock signal is not generated from the
For this reason, as described above, the npn transistor Tr1 is not turned on even when “D3 (3) TRN” is set at time c due to the current flowing from the ground (earth) toward the negatively charged
Even when the npn transistor Tr1 is turned on at the time α delayed by the delay period Td from the time c, the
Here, when the oscillation operation does not start, when the startup is delayed, when overshoot occurs, etc., when the oscillation operation does not start in a predetermined state, switching failure, startup performance is poor or startup failure (switching failure) ).
When such a start-up failure (switching failure) occurs in the
一方、転写出力部22aから+電圧である転写バイアスVtrnが出力されている状態から、クリーニング出力部22bから−電圧であるクリーニングバイアスVcrnを出力する状態に切り替える場合には、図5から分かるように、正に帯電した感光体ドラム11から、転写出力部22aにおける整流回路225aの抵抗R11、クリーニング出力部22bにおける整流回路225aのダイオードD2、トランス224bの2次巻線T2b、電流検知回路230を介して接地(アース)に電流が流れる。よって、npnトランジスタTr2がオンになることは阻害されない。
しかし、npnトランジスタTr2のゲート端子には、コンデンサC14に蓄積された電荷による電圧と、1次側補助巻線T12bに発生する電圧とが重畳されて印加される。このため、npnトランジスタTr2は急激にオンになって、上述したと同様にオーバシュートを発生しやすい。よって、切替期間に擬似クロック信号を設け、npnトランジスタTr2をオンにする方向に発生する電圧を消費させることが好ましい。なお、このオーバシュートが、画像形成におけるノイズなどをもたらさない場合には、擬似クロック信号を設けることを要しない。
On the other hand, when switching from the state in which the transfer bias Vtrn, which is a positive voltage, is output from the
However, the voltage due to the electric charge accumulated in the capacitor C14 and the voltage generated in the primary side auxiliary winding T12b are superimposed and applied to the gate terminal of the npn transistor Tr2. For this reason, the npn transistor Tr2 is turned on rapidly, and overshoot is likely to occur as described above. Therefore, it is preferable to provide a pseudo clock signal in the switching period and consume the voltage generated in the direction of turning on the npn transistor Tr2. If this overshoot does not cause noise or the like in image formation, it is not necessary to provide a pseudo clock signal.
なお、図3(b)、図4(a)に示した時刻bから時刻dまでの切替期間および図3(b)、図4(a)に示した時刻mから時刻oまでの切替期間における擬似クロック信号の繰返し周波数は、自励発振の周波数でなくともよい。第1の実施の形態では、自励発振の周波数は一例として25kHzとした。これに対し、DAコンバータ221aが生成する擬似クロック信号の繰返し周波数は一例として3kHzとした。
擬似クロック信号は、出力電圧Voutの極性を切り替える際に、切替前に感光体ドラム11の帯電によって2次巻線T2aまたは2次巻線T2bに発生したバイアス電圧を低減(無効化)して、起動不良が抑制できればよく、自励発振の周波数と別に設定してよい。
In the switching period from time b to time d shown in FIGS. 3B and 4A and the switching period from time m to time o shown in FIGS. 3B and 4A. The repetition frequency of the pseudo clock signal need not be the self-oscillation frequency. In the first embodiment, the self-oscillation frequency is 25 kHz as an example. On the other hand, the repetition frequency of the pseudo clock signal generated by the
When switching the polarity of the output voltage Vout, the pseudo clock signal reduces (invalidates) the bias voltage generated in the secondary winding T2a or the secondary winding T2b due to charging of the
さらに、擬似クロック信号を発生する切替期間も、2次巻線T2aに発生するバイアス電圧が低減できる期間に設定すればよい。擬似クロック信号を発生する切替期間は、例えば、擬似クロック信号の繰返し周波数を3kHzとした場合、繰返しが10回前後となるように、4〜6msに設定すればよい。この切替期間では、転写出力部22aから転写バイアスVtrnが出力されず、転写バイアスVtrnの出力までに切替期間が生じるが、2次巻線T2aに発生するバイアス電圧を無効化させることができる。よって、その後に転写出力部22aから予め定められた転写バイアスVtrnを得ることができる。よって、起動不良の発生が抑制できる。
Furthermore, the switching period for generating the pseudo clock signal may be set to a period during which the bias voltage generated in the secondary winding T2a can be reduced. For example, when the repetition frequency of the pseudo clock signal is 3 kHz, the switching period for generating the pseudo clock signal may be set to 4 to 6 ms so that the repetition is about 10 times. In this switching period, the transfer bias Vtrn is not output from the
[第2の実施の形態]
(転写部バイアス電源22のブロック構成)
図8は、第2の実施の形態における転写部バイアス電源22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。第2の実施の形態では、転写部バイアス電源22は、転写出力部22aにバイパス回路226aおよびクリーニング出力部22bにバイパス回路226bを備えている。なお、画像形成装置1など他の構成は同じであるので、説明を省略する。
バイパス回路226aは、DAコンバータ221aのDA出力信号S1aを受信し、後述するようにその交流成分を駆動回路223aに供給する。すなわち、DAコンバータ221aの出力が、制御回路222aをバイパスして、駆動回路223aが受信するようになっている。
クリーニング出力部22bについても同様であるので、説明を省略する。
[Second Embodiment]
(Block configuration of transfer unit bias power supply 22)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a block configuration of the transfer unit bias
The
Since the same applies to the
(転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの回路構成)
図9は、第2の実施の形態における転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの回路構成の一例を示す図である。第1の実施の形態における図5に、バイパス回路226aが付加されている。
バイパス回路226aは、抵抗R12およびコンデンサC6を備えている。抵抗R12の一方の端子は、DAコンバータ221aに接続され、抵抗R12の他方の端子はコンデンサC6の一方の端子に接続されている。そして、コンデンサC6の他方の端子は、駆動回路223aの抵抗R8と抵抗R9との接続点に接続されている。すなわち、抵抗R12とコンデンサC6とは直列に接続されている。
よって、バイパス回路226aは、DAコンバータ221aの出力するDA出力信号S1aにおける、抵抗R12とコンデンサC6とで設定される周波数以上の変動(交流)成分を通過し、駆動回路223aに送信する。なお、以下では、抵抗R12とコンデンサC6とで設定される周波数以上の変動(交流)成分を交流成分と表記する。
他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
(Circuit configuration of the
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
The
Therefore, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
DAコンバータ221aは、図4に示したように、DA出力信号S1aにおいて、時刻bから時刻dまでの間において、VD2(0)とVD3(3)とを交互に繰り返す擬似クロック信号を生成し発信する。
よって、擬似クロック信号の交流成分が、バイパス回路226aのコンデンサC6を介して、駆動回路223aに送信される。すなわち、時刻bから時刻dまでの間においては、DA出力信号S1aにおける擬似クロック信号の交流成分により、コンデンサC4の電荷が放電される。これにより、トランス224aの2次巻線T2aが励磁されやすくなり、正常な動作状態へと移行する。なお、第1の実施の形態と同様に、時刻bから時刻dまでのDA出力信号S1aにおける擬似クロック信号を増幅して得られた制御信号S2aによりコンデンサC4に蓄積された電荷が放電される。これに加えて、第2の実施の形態では、バイパス回路226aにより、さらにコンデンサC4の電荷が放電されることで、より効率よくトランス224aの2次巻線T2aが励磁されやすくなり、正常な動作状態に移行することができる。
クリーニング出力部22bについても同様に考えることができるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
Therefore, the AC component of the pseudo clock signal is transmitted to the
Since the
なお、バイパス回路226a、バイパス回路226bは、転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの両方に設けなくともよく、擬似クロック信号を送信する側に設ければよい。
Note that the
[第3の実施の形態]
(転写部バイアス電源22のブロック構成)
図10は、第3の実施の形態における転写部バイアス電源22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。第3の実施の形態では、第2の実施の形態における転写出力部22aに平滑回路227aを、クリーニング出力部22bに平滑回路227bを設けた。
画像形成装置1など他の構成は同じであるので、説明を省略する。
[Third Embodiment]
(Block configuration of transfer unit bias power supply 22)
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a block configuration of the transfer unit bias
Since other configurations such as the image forming apparatus 1 are the same, description thereof is omitted.
転写出力部22aにおいて、平滑回路227aは、DAコンバータ221aのDA出力信号S1aを受信し、平滑回路227aの出力が制御回路222aに入力される。すなわち、平滑回路227aにより、制御回路222aはDAコンバータ221aの出力の変動成分を低減(平滑)した信号を受信するようになっている。なお、バイパス回路226aは、DAコンバータ221aのDA出力信号S1aを受信する。
クリーニング出力部22bについても同様であるので、説明を省略する。
In the
Since the same applies to the
(転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの回路構成)
図11は、第3の実施の形態における転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの回路構成の一例を示す図である。第2の実施の形態における図9に、平滑回路227a、227bが付加されている。
平滑回路227aは、抵抗R13およびコンデンサC7を備えている。抵抗R13の一方の端子は、DAコンバータ221aに接続され、抵抗R13の他方の端子はコンデンサC7の一方の端子に接続されるとともに、差動増幅器Amp1の+入力端子に接続されている。そして、コンデンサC7の他方の端子は、接地されている。すなわち、平滑回路227aは、DAコンバータ221aの出力を平滑する。
他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
(Circuit configuration of the
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
The smoothing
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
DAコンバータ221aは、図4に示したように、DA出力信号S1aにおいて、時刻bから時刻dまでの間において、VD2(0)とVD3(3)とを交互に繰り返す擬似クロック信号を生成し発信する。
よって、平滑回路227aは、擬似クロック信号を平滑したDC電圧の信号にし、制御回路222aの差動増幅器Amp1に送信する。
これにより、差動増幅器Amp1からの制御信号S2aは、擬似クロック信号を増幅した信号ではなくなる。
一方、第2の実施の形態と同様に、擬似クロック信号の交流成分は、バイパス回路226aのコンデンサC6を介して、駆動回路223aに送信される。すなわち、時刻cから時刻dまでの間のDA出力信号S1aにおける擬似クロック信号の交流成分により、コンデンサC4の電荷を放電することで、トランス224aの2次巻線T2aが励磁されやすくなり、正常な動作状態へと移行することができる。
第3の実施の形態では、制御回路222aにおいて差動増幅器Amp1の+入力端子に入力される信号の変動が抑制されるので、差動増幅器Amp1はより安定に動作することができる。
クリーニング出力部22bについても同様であるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
Therefore, the smoothing
As a result, the control signal S2a from the differential amplifier Amp1 is not a signal obtained by amplifying the pseudo clock signal.
On the other hand, as in the second embodiment, the AC component of the pseudo clock signal is transmitted to the
In the third embodiment, since the fluctuation of the signal input to the positive input terminal of the differential amplifier Amp1 is suppressed in the
Since the same applies to the
なお、平滑回路227a、平滑回路227bは、転写出力部22aおよびクリーニング出力部22bの両方に設けなくともよく、バイパス回路226aまたはバイパス回路226bを設けた側に設けることが好ましい。
Note that the smoothing
以上説明したように、第1の実施の形態から第3の実施の形態では、画像形成装置1は1つの感光体ドラム11を備えるとして説明した。画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)などのそれぞれの色に対応した複数の感光体ドラムを有するタンデム型であってもよい。この場合、それぞれの感光体ドラムに対応して設けられた転写ロールに転写バイアスVtrnおよびクリーニングバイアスVcrnを印加する転写部バイアス電源に、第1の実施の形態から第3の実施の形態において説明した転写部バイアス電源22を適用すればよい。
As described above, in the first to third embodiments, the image forming apparatus 1 has been described as including the single
1…画像形成装置、3…画像読取装置、10…画像形成プロセス部、11…感光体ドラム、12…帯電ロール、13…レーザ露光器、13…帯電バイアス電源、14…現像器、15…帯電バイアス電源、16…現像バイアス電源、20…転写部、21…転写ロール、22…転写部バイアス電源、22a…転写出力部、22b…クリーニング出力部、22c…信号生成部、22d…信号解読部、30…制御部、221a、221b…DAコンバータ、222a、222b…制御回路、223a、223b…駆動回路、224a、224b…トランス、225a、225b…整流回路、226a、226b…バイパス回路、227a、227b…平滑回路、230…電流検知回路、Amp1…差動増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 3 ... Image reading apparatus, 10 ... Image formation process part, 11 ... Photosensitive drum, 12 ... Charging roll, 13 ... Laser exposure device, 13 ... Charging bias power supply, 14 ... Developing device, 15 ... Charging Bias power supply, 16 ... development bias power supply, 20 ... transfer section, 21 ... transfer roll, 22 ... transfer section bias power supply, 22a ... transfer output section, 22b ... cleaning output section, 22c ... signal generation section, 22d ... signal decoding section, 30: control unit, 221a, 221b ... DA converter, 222a, 222b ... control circuit, 223a, 223b ... drive circuit, 224a, 224b ... transformer, 225a, 225b ... rectifier circuit, 226a, 226b ... bypass circuit, 227a, 227b ... Smoothing circuit, 230 ... current detection circuit, Amp1 ... differential amplifier
Claims (5)
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
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、
前記像保持体に対向して設けられるとともに、転写バイアスおよび当該転写バイアスとは異なる極性のクリーニングバイアスとが切り替えられて設定され、当該転写バイアスに設定された際に前記現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、
それぞれが、電圧を指定する指定値をデジタル信号にて受信してアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路と、電圧を出力する整流回路と、を備え、1つが前記転写バイアスを出力し、他の1つが前記クリーニングバイアスを出力するとともに、当該転写バイアスを出力する整流回路と当該クリーニングバイアスを出力する整流回路とが直列に接続された自励発信方式の複数の電源部と、
前記転写バイアスと前記クリーニングバイアスとが切り替えて設定されるように前記指定値を時系列で生成し、前記複数の電源部のそれぞれの前記デジタルアナログ変換回路に対応する当該指定値を送信する信号生成部と、を備え、
前記信号生成部は、電圧の極性を正から負に切り替える予め定められた期間または負から正に切り替える予め定められた期間の少なくともいずれか一方において、後の供給となる当該極性の電圧と、当該極性の電圧に比べ絶対値が小さい電圧とが繰り返すように当該指定値を生成する
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier,
Charging means for charging the image carrier;
Exposure means for exposing the image carrier and forming an electrostatic latent image on the image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image exposed by the exposure means and formed on the image carrier;
A transfer bias and a cleaning bias having a polarity different from the transfer bias are set to be opposed to the image carrier, and the developed image is transferred when the transfer bias is set. Transfer means for transferring to the body;
Each includes a digital-to-analog converter circuit that receives a designated value that designates a voltage as a digital signal and converts it into an analog signal, and a rectifier circuit that outputs a voltage, one of which outputs the transfer bias, and the other A plurality of self-excited transmission type power supply units in which one outputs the cleaning bias, and a rectifier circuit that outputs the transfer bias and a rectifier circuit that outputs the cleaning bias are connected in series;
Generating the specified value in a time series so that the transfer bias and the cleaning bias are switched and generating, and generating a signal for transmitting the specified value corresponding to each of the digital-analog conversion circuits of the plurality of power supply units And comprising
The signal generation unit includes a voltage of the polarity to be supplied later in at least one of a predetermined period for switching the polarity of the voltage from positive to negative or a predetermined period for switching from negative to positive, and An image forming apparatus, characterized in that the specified value is generated so that a voltage having a smaller absolute value than a polarity voltage is repeated.
前記識別符号を受信して解読し、当該識別符号と組となった前記指定値を、前記複数の電源部における当該識別符号に対応する電源部の前記デジタルアナログ変換回路に送信する信号解読部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The signal generation unit further generates an identification code for identifying each of the plurality of power supply units that outputs the voltage specified by the specified value, and transmits the specified value and the identification code as a set,
A signal decoding unit that receives and decodes the identification code, and transmits the specified value paired with the identification code to the digital-to-analog conversion circuit of the power supply unit corresponding to the identification code in the plurality of power supply units; The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
1次巻線、2次巻線および補助巻線を有し、当該2次巻線に前記整流回路が接続されるトランスと、
前記補助巻線と前記1次巻線に接続され自励発信を制御するスイッチ素子と、
前記スイッチ素子のスイッチングの周波数を設定する時定数設定回路と、
前記デジタルアナログ変換回路により前記指定値が変換されたアナログ信号に基づいて、前記時定数設定回路に供給する電圧を設定する制御回路と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The power supply unit is
A transformer having a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding, the rectifier circuit being connected to the secondary winding;
A switching element connected to the auxiliary winding and the primary winding to control self-excited transmission;
A time constant setting circuit for setting a switching frequency of the switch element;
A control circuit for setting a voltage to be supplied to the time constant setting circuit based on an analog signal in which the designated value is converted by the digital-analog conversion circuit;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
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Cited By (1)
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US9450493B2 (en) | 2013-09-04 | 2016-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Voltage generating apparatus for stably controlling voltage |
-
2012
- 2012-06-06 JP JP2012129003A patent/JP2013254066A/en active Pending
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