JP2016099433A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】感光体ドラムの寿命に与える影響および/または画像劣化を抑制可能にする。【解決手段】画像形成装置1において、制御回路7は、モノクロ印刷モードでは、不使用の作像ユニットに備わる感光体ドラム21b〜21dをフルカラー印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御、および/または、不使用の作像ユニットに備わる同種の帯電手段22a〜22dに第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を高圧電源回路6から供給する制御を行う。【選択図】図2

Description

本発明は、複数の作像ユニットで共用されたトランスの出力電圧から、それら作像ユニットに備わる同種のプロセス部材へのバイアス電圧を生成可能な高圧電源回路を備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置は、フルカラー印刷を可能にすべく、例えばタンデム方式を採用している場合がある。この画像形成装置では、Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)の色毎に作像ユニットが備わっている。これら作像ユニットは直線的にレイアウトされる。ここで、Kの作像ユニットは、他色のものよりも後述の二次転写領域に近接する。
フルカラー印刷モード時、各作像ユニットにおいて、帯電手段は、帯電バイアス電圧の印加に応じて、回転する感光体ドラム表面を一様に所定電位に帯電させる。また、露光手段は、画像データに基づき光ビームを色毎に生成し、対応する帯電域に照射する。これによって、各感光体ドラム表面には、対応色の静電潜像が形成される。また、各作像ユニットの現像器では、内蔵の現像ローラは、現像バイアス電圧が印加された状態で回転して、対応色のトナーを静電潜像に供給する。これによって、各色のトナー像が形成される。
各現像器を基準として、対応する感光体ドラムの回転方向の下流側にて、中間転写ベルトは各感光体ドラムと当接する。また、各色の一次転写ローラは、中間転写ベルトを挟んで対応色の感光体ドラムと対向する。これによって、中間転写ベルトと各感光体ドラムとの間には、色毎に一次転写領域が形成される。各一次転写ローラには一次転写バイアス電圧が印加され、これによって、各感光体ドラム上のトナー像は、対応する一次転写領域にて、回転する中間転写ベルトの同一エリアに転写される。これにより、フルカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルトはさらに、K色の感光体ドラムよりも所定方向側(例えば左方向側)にて二次転写ローラと接触して、二次転写領域を形成する。二次転写ローラには二次転写バイアスが印加され、これによって、二次転写領域では、中間転写ベルトに担持されたフルカラートナー像が印刷媒体に転写される。この印刷媒体は、周知の定着器を通過した後、印刷物としてトレイに排出される。
ここで、従来の画像形成装置には、部材・製造コスト抑制等の観点から、例えば、プロセス部材としての全色の現像ローラで共用されたトランスの出力電圧から全色の現像バイアス電圧を生成する高圧電源回路を備えたものがある(例えば、特許文献1,2を参照)。
特開2009−163030号公報 特開2002−162870号公報
しかしながら、従来の画像形成装置において、もし、モノクロ印刷モードにおいて、YMC色の感光体ドラムの回転が停止させられた状態で、高圧電源回路からYMC色の現像ローラに現像バイアス電圧が常時供給されてしまうと、YMC色の感光体ドラムにおいて、特に、現像ローラと対向する箇所に電気的なダメージ(具体的には膜減り)が生じてしまう。換言すると、YMC色の感光体ドラムの寿命に影響を及ぼす。
また、帯電バイアス電圧および一次転写バイアス電圧に関しても全色でトランスを共用することも考えられる。この場合において、もし、モノクロ印刷モードの間中、YMC色の帯電手段および一次転写ローラに帯電バイアス電圧および一次転写バイアス電圧が常時供給されてしまうと、次のカラー印刷モードにおいて、YMC色の感光体ドラムの表面を均一に帯電させることができず、画像メモリと呼ばれる画像劣化が発生する。
それゆえに、本発明の目的は、感光体ドラムの寿命に与える影響および/または画像劣化を抑制可能な画像形成装置を提供することである。
本発明の一形態は、画像形成装置であって、複数の色毎に設けられ、感光体の周囲に複数種のプロセス部材が配置された複数の作像ユニットであって、電子写真方式により色毎の画像を形成する複数の作像ユニットと、一個のトランスの出力電圧から同種のプロセス部材向けのバイアス電圧を生成可能な高圧電源回路と、所定数の作像ユニットを使用する第一印刷モード、および、前記所定数よりも少数の作像ユニットが使用される第二印刷モードを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第二印刷モードでは、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御、および/または、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行う。
上記形態によれば、感光体ドラムの寿命に与える影響および/または画像劣化を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。
フルカラー印刷モード時およびモノクロ印刷モードにおける画像形成装置の大略的な構成を示す図である。 第一実施形態に係る高圧電源回路と制御回路を示す図である。 図2の高圧電源回路の詳細な構成を示す図である。 図2の制御回路のフロー図である。 図4のモノクロ印刷モードにおけるタイミングチャートである。 第二実施形態に係る高圧電源回路と制御回路を示す図である。 図6の高圧電源回路の詳細な構成を示す図である。 図6の制御回路のフロー図である。 図8のモノクロ印刷モードにおけるタイミングチャートである。 第三実施形態に係る高圧電源回路と制御回路を示す図である。 図10の高圧電源回路の詳細な構成を示す図である。 周速の設定処理を示すフロー図である。 図12のS22の詳細な処理を示すフロー図である。 フルカラー印刷モード→モノクロ印刷モード→フルカラー印刷モードに至るタイミングチャートである。 モノクロ印刷モードへの遷移時における感光体ドラムの周速切り替えの手順を示すフロー図である。 モノクロ印刷モードへの遷移時における帯電バイアス電圧の電位切り替えの手順を示すフロー図である。 モノクロ印刷モードへの遷移時における感光体ドラムの周速切り替えと帯電バイアス電圧の電位切り替えの手順を示すフロー図である。 フルカラー印刷モードへの遷移時における感光体ドラムの周速切り替えの手順を示すフロー図である。 フルカラー印刷モードへの遷移時における帯電バイアス電圧の電位切り替えの手順を示すフロー図である。 フルカラー印刷モードへの遷移時における感光体ドラムの周速切り替えと帯電バイアス電圧の電位切り替えの手順を示すフロー図である。 別の画像形成装置の大略的な構成を示す図である。 図21の画像形成装置に適用される高圧電源回路と制御回路を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態に係る画像形成装置について説明する。
《第一欄:定義》
いくつかの図面には、互いに直交するX軸〜Z軸が示される。X軸、Y軸およびZ軸は、画像形成装置1の左右方向、前後方向および上下方向を示す。また、本文中および各図には、参照符号の後ろに、アルファベット小文字a、b、c、dが添え字として付加されることがある。添え字d,c,b,aは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を表す。例えば、感光体ドラム21aは、K色の感光体ドラムを意味する。
《第二欄:各実施形態に係る画像形成装置の大略的な構成》
図1において、画像形成装置1は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、周知の電子写真方式およびタンデム方式により、少なくともフルカラー画像およびモノクロ画像をシート状の印刷媒体M(例えば用紙)に印刷する。かかる印刷のために、画像形成装置1は、大略的に、作像ユニット2a〜2dと、中間転写ベルト3と、二次転写ローラ4と、モータ5j,5kと、を備える。以下、各構成について説明する。
作像ユニット2a〜2dは直線的にレイアウトされる。本説明では、作像ユニット2a〜2dは、例えば、X軸と略平行に、かつ、この記載順に左から右へと並置される。ここで、作像ユニット2aは、高速なモノクロ印刷を実現するため、作像ユニット2b〜2dよりも二次転写領域R2の近くに配置される。
また、作像ユニット2a〜2dは感光体ドラム21a〜21dを含む。感光体ドラム21a〜21dは、Y軸方向に延在する円柱形状を有し、例えば矢印αの方向に回転する。感光体ドラム21a〜21dの周囲には、それぞれの回転方向αの上流側から下流側に向かって、少なくとも、帯電手段22a〜22dと、現像手段24a〜24dと、一次転写ローラ25a〜25dとが、プロセス部材の例として配置される。
帯電手段22a〜22dは、互いに同種のプロセス部材の第一例であり、感光体ドラム21a〜21dの所定領域(つまり帯電域)を帯電させる。感光体ドラム21a〜21dの表面は、略一定の周速(回転速度)で回転するので一様に帯電させられる。
また、作像ユニット2a〜2dの右上方には露光手段23a〜23dが設けられる。露光手段23a〜23dは、画像データに基づき変調された光ビームBa〜Bdを生成し、その後、感光体ドラム21a〜21dの帯電域の直ぐ下流側の露光域に、光ビームBa〜Bdを照射して対応色の静電潜像を形成する。
現像手段24a〜24dは、互いに同種のプロセス部材の第二例であり、感光体ドラム21a〜21dの露光域の直ぐ下流側の現像域に、対応色のトナーを供給して対応色のトナー像を形成する。
中間転写ベルト3は、いわゆるエンドレスベルトであって、左右方向に配列された少なくとも二個のローラ(図示せず)の外周面に掛け渡され、例えば反時計回り(矢印βで示す方向)に回転する。
ここで、中間転写ベルト3の外周面は、第一印刷モードの第一例としてのフルカラー印刷モードでは、図1上段に示すように、各感光体ドラム21a〜21dの下端と当接する。換言すると、所定数の第一例として四個の作像ユニット2a〜2dが使用される。それに対し、フルカラー印刷モードでは、第二印刷モードの第一例としてのモノクロ印刷モードでは、周知の離間機能・機構(図示せず)により、図1下段に示すように、その外周面は感光体ドラム21aと当接するが、他の感光体ドラム21b〜21dとは離間させられる。換言すると、モノクロ印刷モードでは、上記所定数よりも少数の一個の作像ユニット2aが使用される。中間転写ベルト3は、離間した状態でも回転方向βに回転する。
一次転写ローラ25a〜25dは、互いに同種のプロセス部材の第三例であって、フルカラー印刷モードでは、図1上段に示すように、感光体ドラム21a〜21dと中間転写ベルト3を挟んで対向する位置に設けられる。一次転写ローラ25a〜25dは、中間転写ベルト3の内周面を上方に押圧して、各感光体ドラム21a〜21dと中間転写ベルト3との接触部分(つまり、一次転写領域R1a〜R1d)を形成する。
また、一次転写ローラ25aは、モノクロ印刷モードでも、図1下段に示すように、感光体ドラム21aと中間転写ベルト3との間に一次転写領域R1aを形成する。しかし、一次転写ローラ25b〜25dは、モノクロ印刷モードでは、周知の離間機能・機構(図示せず)により、図1下段に示すように、中間転写ベルト3と共に感光体ドラム21b〜21dから離れる方向に移動させられる。
これら一次転写ローラ25a〜25dには一次転写バイアス電圧(詳細は後述)が印加され、これによって、各感光体ドラム21a〜21dのトナー像は、対応する一次転写領域R1a〜R1dにて、回転する中間転写ベルト3に転写される。これにより、中間転写ベルト3の外周面には、フルカラー印刷モードではフルカラーのトナー画像が合成され、モノクロ印刷モードではモノクロのトナー画像が転写される。
二次転写ローラ4は、中間転写ベルト3の左端近傍にて、中間転写ベルト3の外周面を押圧して、二次転写ローラ4と中間転写ベルト3の間の接触部分に二次転写領域R2を形成する。
二次転写領域R2では、中間転写ベルト3に担持されたフルカラー画像またはモノクロ画像が印刷媒体Mに転写される。この印刷媒体Mは、周知の定着器を通過した後、印刷物としてトレイに排出される。
モータ5jおよびモータ5kは、制御回路7(図2,図6および図10を参照)による制御の下、感光体ドラム21aおよび感光体ドラム21b〜21dを回転させる。
《第三欄:第一実施形態に係る高圧電源回路と制御回路について》
第一実施形態では、画像形成装置1は、図2に示すように、高圧電源回路6と、制御回路7と、を備えている。また、高圧電源回路6は、図3に示すように、単一の第一高圧トランス61と、第一安定制御回路62と、第一ドロッパ回路63a〜63dと、を含む。
高圧トランス61は、本実施形態では、同種のプロセス部材である帯電手段22a〜22dで共用され、安定制御回路62の制御下で、一次側に供給された電圧(例えば、+24Vの定電圧)から、所定の高電圧を生成し二次側に出力する。高圧トランス61の出力電圧は、ダイオードにより整流され、コンデンサにより平滑された後、各ドロッパ回路63a〜63dに供給される。
安定制御回路62は、制御回路7から入力された第一リモート信号CRSがオンであれば、スイッチング用のトランジスタをオンして高圧トランス61を駆動する。逆に、リモート信号CRSがオフであれば、スイッチング用のトランジスタがオフにされて高圧トランス61の駆動は停止させられる。
ドロッパ回路63aにおいて、ドロッパ制御回路64aは、制御回路7からの電圧設定信号CVSaと、帯電バイアス電圧CBaの分圧とが入力されると、これらの差を示す信号(以下、差信号という)を出力する。フォトカプラ65aでは、PNP型のPD(つまりフォトダイオード)が入力差信号に応じて発光し、PH(つまりフォトトランジスタ)は、PDからの入力光に応じたコレクタ電流を生成する。また、PNP型のトランジスタ66aでは、PHのコレクタ電流がベースに供給されると、コレクタ・エミッタ間に電圧が生じる。これによって、ドロッパ回路63aから帯電バイアス電圧CBaが出力される。
電圧設定信号CVSaは、ドロッパ回路63aの入力電圧をPWM(Pulse Width Moduration)するための信号であって、帯電バイアス電圧CBaの絶対値を大きくするには、電圧設定信号CVSaのデューティ比は大きくされる。なお、電圧設定信号CVSaは、PWM信号のようにパルス状の信号では無く、アナログ信号であっても良い。
なお、トランジスタ66aのコレクタ・エミッタ間電圧は、トランジスタ66aの最大定格を超えない範囲で、ベース電流量により可変することができる。かかるコレクタ・エミッタ間電圧の可変範囲を抑えることで、トランジスタ66aに低耐圧のものを使用可能となる。
また、ドロッパ回路63aでは、フォトカプラ65aを用いることにより、高圧トランス61とトランジスタ66a等を含む高圧回路から、ドロッパ制御回路64aを電気的に絶縁している。これにより、低電圧で駆動されるドロッパ制御回路64aが高圧回路側の影響で破壊されることを防止している。
また、以上の説明では、ドロッパ回路63aを代表的に説明した。ドロッパ回路63b〜63dの構成・動作は、ドロッパ回路63aと同様であるため、それぞれの説明を省略する。各ドロッパ回路63a〜63dには、個々の電圧設定信号CVSa〜CVSdが入力されるので、トランジスタ66a〜66dのベース電流を適切に設定することで、コレクタ・エミッタ間電圧を適切にコントロールできる。その結果、帯電バイアス電圧CBb〜CBdを、帯電バイアス電圧CBaと異なる電位に設定することが可能となる。
また、高圧トランス61の出力電圧は、ドロッパ回路63a〜63dに供給されるとして説明したが、二次転写ローラ4のクリーニングのバイアス電圧SCBの生成等にも利用可能である。
また、制御回路7は、モータ5j,5kの駆動のオンオフを切り替えるための駆動信号DSj,DSkをモータ5j,5kに出力する。また、制御回路7は、モータ5kの回転速度を定常速度にするか、それよりも低速にするかを指定する速度調整信号SSkをモータ5kに出力する。
《第四欄:画像形成装置の動作》
以下、図4および図5を特に参照して、本実施形態の動作を詳説する。
制御回路7は、本画像形成装置1にネットワーク接続されたPC等から印刷ジョブを受け付けると、この印刷ジョブがフルカラー印刷モードを指定しているか、モノクロ印刷モードを指定しているかを判断する(図4;S01)。
フルカラー印刷モードの場合、制御回路7は、離間機能・機構により、図1上段の状態にすると共に、オンのリモート信号CRSを安定制御回路62に、オンの駆動信号DSj,DSkをモータ5j,5kに、第一電位(例えば−1600V)の帯電バイアス電圧CBa〜CBdを生成するための電圧設定信号CVSa〜CVSdをドロッパ回路63a〜63dに出力する(S02)。なお、現像バイアス電圧、一次転写バイアス電圧、二次転写バイアス電圧に関しては、周知技術で良いため、それぞれの詳説を控える。
S01でモノクロ印刷モードと判断した場合、制御回路7は、図5の時刻t0において、離間機能・機構に対し、モノクロ印刷モードでは不使用の感光体ドラム21b〜21dを中間転写ベルト3から離間させるための離間信号を与えて(S03)、これらを図1下段の状態にする。
その後、時刻t1に、モータ5kを低回転速度にするための速度調整信号SSkがモータ5kに出力される(S04)。
また、遅くとも時刻t1以前に、デューティ比が相対的に大きな電圧設定信号CVSaがドロッパ回路63aに、また、時刻t1に、デューティ比が相対的に小さな電圧設定信号CVSb〜CVSdがドロッパ回路63b〜63dに出力される(S05)。
図5の時刻t2には、オンの駆動信号DSj,DSkがモータ5j,5kに出力される(S06)。これにより、感光体ドラム21a〜21dは回転し始めるが、モータ5j,5kが定常状態になると、感光体ドラム21b〜21dは、感光体ドラム21aよりも低速で回転する。
図5の時刻t3には、オンのリモート信号CRSが安定制御回路62に出力される(S07)。これに応答して、ドロッパ回路63a〜63dからは、帯電バイアス電圧CBa〜CBdが出力される。帯電バイアス電圧CBaは第一電位(例えば−1600V)を、帯電バイアス電圧CBb〜CBdは第二電位(例えば−800V)を有する。第二電位は、第一電位よりも小さな絶対値を有し、より好ましくは、ドロッパ回路63b〜63dが出力可能な範囲において絶対値が最も小さな値に設定される。帯電バイアス電圧CBb〜CBdは、モノクロ印刷モードの開始から終了まで、実質上、第二電位に維持される。
なお、現像バイアス電圧、一次転写バイアス電圧、二次転写バイアス電圧に関しては、周知技術で良いため、それぞれの詳説を控える。
また、モノクロ印刷モードを終了する際、例えば、時刻t4において、速度調整信号SSkが高速に、電圧設定信号CVSb〜CVSdは高デューティ比に、駆動信号DSj,DSkおよびリモート信号CRSがオフに設定される。その後、時刻t5において、離間信号がオフに設定される。
《第五欄:画像形成装置の作用・効果》
画像形成装置1では、上記の通り、高圧トランス61がYMCK全色で共用される。また、画像形成装置1は、モノクロ印刷モードにおいて、上記S03〜S07が完了すると、実際の印刷を開始する。周知の通り、感光体ドラムの寿命は回転数で決まる。よって、本実施形態のように、モノクロ印刷モードでは、不使用の感光体ドラム21b〜21dの回転数を抑えることで、これらの寿命の短縮を抑制することが可能となる。また、高圧トランス61が共用されるため、モノクロ印刷モードでも、トランジスタ66a〜66dの仕様により帯電バイアス電圧CBb〜CBdが出力されてしまう。しかし、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの絶対値は第一電位よりも小さく設定されるため、感光体ドラム21b〜21dの帯電量が第一電位の印加時と比較して少なくなる。これによって、画像メモリと呼ばれる画像劣化を抑制することができる。
また、第二電位としては、好ましくは、ドロッパ回路63b〜63dが出力可能な範囲における絶対値の下限値が設定される。これにより、画像メモリを最も効果的に抑制することができる。
帯電バイアス電圧CBb〜CBdは、前述のように、モノクロ印刷モードの間中、一定電位に保たれるため、感光体ドラム21b〜21dにおける帯電電位のムラを抑制することができる。
《第六欄:第二実施形態に係る高圧電源回路と制御回路について》
第二実施形態において、画像形成装置1は、第一実施形態と比較すると、図6に示すように、高圧電源回路6に現像手段24a〜24d向けの構成をさらに含む点で相違する。それ以外に、両構成に相違点は無いので、図6において、図2に示す構成と同様のものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
高圧電源回路6は、図7に示すように、図3の構成に加え、第二高圧トランス61Aと、第二安定制御回路62Aと、第二ドロッパ回路63Aと、を含む。
高圧トランス61Aは、同種のプロセス部材としての現像手段24a〜24dにより共用され、安定制御回路62Aの制御下で、所定の高電圧を生成しドロッパ回路63Aに供給する。安定制御回路62Aは、制御回路7からの第二リモート信号DRSに応答して、スイッチング用のトランジスタをオンまたはオフして高圧トランス61Aを駆動または駆動停止する。
ドロッパ回路63Aは、ドロッパ回路63a等と同構成であり、入力電圧設定信号DVSに基づき、現像バイアス電圧DBを生成し出力する。
《第七欄:画像形成装置の動作》
以下、図8および図9を特に参照して、本実施形態の動作を詳説する。図8は、図4と比較して、S11〜S14をさらに備えている。それ以外に両図に相違点は無いので、図8にて図4のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明は省略される。また、図9は、図5と比較すると、電圧設定信号DVSがさらに示される。それ以外に両シーケンス図には相違点は無いので、図9にて図5と重複する信号の説明は省略される。
制御回路7は、フルカラー印刷モードの場合、S02を行った後、所定電位の現像バイアス電圧DBを生成するための電圧設定信号DVSをドロッパ回路63Aに出力する(S11)。その後、図9の時刻t6にて、オンのリモート信号DRSが安定制御回路62Aに出力される(S12)。これにより、ドロッパ回路63Aからは、現像バイアス電圧DBが出力される。
一方、制御回路7は、モノクロ印刷モードの場合、S03〜S05を順に行う。また、遅くとも時刻t6以前に、制御回路7は、電圧設定信号DVSをドロッパ回路63Aに出力する(S13)。その結果、所定電位の現像バイアス電圧DBがドロッパ回路63Aから現像手段24a〜24dに印加される。
次に、制御回路7は、S06,S07を行った後、オンのリモート信号DRSが安定制御回路62Aに出力する(S14)。これに応答して、ドロッパ回路63Aからは現像バイアス電圧DBが出力される。
なお、一次転写バイアス電圧、二次転写バイアス電圧に関しては、周知技術で良いため、それぞれの詳説を控える。
《第八欄:第二実施形態の作用・効果》
第二実施形態では、モノクロ印刷モードでは、第一実施形態と同様の作用・効果を奏する。また、S06の処理により、モノクロ印刷モードでは不使用の感光体ドラム21b〜21dは、モノクロ印刷の間中、等速で回転し続ける。よって、現像バイアス電圧DBに起因する、感光体ドラム21b〜21dの膜減りの偏りを抑制することができる。
《第九欄:第三実施形態に係る高圧電源回路と制御回路について》
第三実施形態においては、画像形成装置1は、第一実施形態と比較すると、図10に示すように、高圧電源回路6に、帯電手段22a〜22d向けの構成に代えて一次転写ローラ25a〜25d向けの構成を含む点で相違する。それ以外に、両構成に相違点は無いので、図10において、図2に示す構成と同様のものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
高圧電源回路6は、図11に示すように、単一の第三高圧トランス61Bと、第三安定制御回路62Bと、第三ドロッパ回路63Ba〜63Bdと、を含む。
高圧トランス61Bは、同種のプロセス部材としての一次転写ローラ25a〜25dで共用され、安定制御回路62Bの制御下で、所定の高電圧を生成し出力する。高圧トランス61Bの出力電圧は、整流および平滑後、各ドロッパ回路63Ba〜63Bdに供給される。
安定制御回路62Bは、制御回路7からの第三リモート信号TRSに基づき、スイッチング用のトランジスタをオンまたはオフして高圧トランス61を駆動または駆動停止する。
ドロッパ回路63Ba〜63Bdは、ドロッパ回路63a〜63dとは異なり、プラス極性の一次転写バイアス電圧TBa〜TBdを生成するため、ドロッパ回路63a〜63dと比較すると下記の三点で相違する。
(1)整流素子のアノードおよびカソードの向きが反転する
(2)トランジスタがNPN型である
(3)PHがNPN型である
第三実施形態において、高圧電源回路6は、フルカラー印刷モードでは第一電位(例えば、2800V)を有する転写バイアス電圧TBa〜TBdを生成することが可能である。また、高圧電源回路6は、モノクロ印刷モードでは、第一電位の転写バイアス電圧TBaを生成すると共に、第一電位よりも小さな絶対値の第二電位(例えば、2000V)を有する帯電バイアス電圧TBb〜TBdを生成する。ここで、第二電位は、好ましくは、ドロッパ回路63Bb〜63Bdが出力可能な範囲において絶対値が下限の値に設定される。
《第十欄;第三実施形態の作用・効果》
第三実施形態でも、第二実施形態と同様に、モノクロ印刷モードで不使用の感光体ドラム21b〜21dは、モノクロ印刷モードの間中、等速で回転し続ける。よって、第二実施形態と同様に、感光体ドラム21b〜21dの膜減りの偏りを抑制することができる。
《第十一欄;モノクロ印刷モードでの感光体ドラムの周速設定》
上記各実施形態において、モノクロ印刷時における感光体ドラム21b〜21dの周速は、好ましくは、制御回路7に予め保持される下記の表1および表2のテーブルに基づき設定される。
Figure 2016099433
まず、表1の基準枚数テーブルには、印刷媒体のサイズ・向きとシステム速度の組み合わせ毎に、感光体ドラム21b〜21dが一回転する間に感光体ドラム21aに生成されるモノクロ画像の基準印刷枚数K1を示す。なお、各基準印刷枚数K1の直下の括弧には、対応する周速が記載される。
なお、システム速度は、印刷媒体の搬送速度である。プリント速度は、システム速度に相関しており、単位時間(例えば一分間)に印刷媒体が何枚印刷されるかを示す。
Figure 2016099433
表2の第二周速テーブルには、印刷ジョブで指定された実際の印刷枚数と印刷媒体のサイズ・向きの組み合わせ毎に、感光体ドラム21b〜21dの周速K3が示される。
以下、図12および図13を参照して、上記表1および表2に基づく、感光体ドラム21a〜21dの周速の設定処理について説明する。なお、図12および図13の設定処理は、前述のS01でモノクロ印刷モードと判断された直後に行われる。
まず、図12において、制御回路7は、感光体ドラム21aの周速を例えばシステム速度と決定する(S21)。その後、制御回路7は、感光体ドラム21b〜21dの周速を、図13のフロー図に従って決定する(S22)。
図13において、制御回路7は、今回の印刷ジョブから、システム速度、印刷速度(単位時間当たりの印刷枚数)および印刷媒体のサイズ・向きを示す情報を取得し(S31)、表1から、S25で取得した情報に対応する基準印刷枚数K1及びそれに対応した周速を選択する(S32)。
次に、制御回路7は、今回の印刷ジョブから実際の印刷枚数を取得し(S33)、実際の印刷枚数が基準印刷枚数K1よりも小さいか否かを判断する(S34)。
一方、S34でYesと判断すると、制御回路7は、表2から、システム速度、印刷媒体のサイズ・向きおよび実際の印刷枚数に対応する周速K3を選択する(S35)。
S34でNoと判断するか、S35の終了後、制御回路7は、図13のフロー図から抜けて、図4のS03〜S07に相当する処理を行い(S23)、これによって、各感光体ドラム21a〜21dが回転を開始する(S24)。
その後、制御回路7は、印刷ジョブが終了すると(S25)、感光体ドラム21b〜21dが回転開始位置に到達したか否かを判断し(S26)、S26でYesと判断するまで、感光体ドラム21b〜21dを回転させ続ける(S27)。また、S26でYesと判断すると、制御回路7は、感光体ドラム21b〜21dの回転を停止させると共に周速をリセットする(S28)。これにより、図12の処理が終了する。
《第十二欄;周速設定の作用・効果》
以上の処理によれば、印刷ジョブにて、例えば、システム速度が300mm/sで、印刷媒体のサイズ・向きがA3縦で、印刷枚数が八枚と指定された場合、S32にて、表1からK1=3及び感光体ドラム21b〜21dの周速として19.6mm/sが選択される。この場合、感光体ドラム21b〜21dの周速は、モノクロ印刷三枚分で一回転するよう設定される。つまり、モノクロ印刷の開始から終了までに、感光体ドラム21b〜21dは合計で三回転する。なお、この場合、感光体ドラム21b〜21dの最後一回転は、実際には、モノクロ印刷二枚分で一回転することになる。これは、感光体ドラム21b〜21dの周速が変更されることを意味しない。つまり、感光体ドラム21b〜21dは等速で回転する。具体的には、S27およびS28の処理により、実際には印刷されない九枚目のモノクロ印刷に相当する時間帯に、感光体ドラム21b〜21dは最後の三分の一回転を行い、これによって、三回転としている。その結果、感光体ドラム21b〜21dの低速回転の開始位置と停止位置とを略同じとすることができる。
逆に、S35では、実際の枚数分のモノクロ印刷が行われている間に感光体ドラム21b〜21dが一回転するように、表2から周速K3が選択される。この場合も、感光体ドラム21b〜21dの低速回転の開始位置と停止位置とを略同じとすることができる。
以上説明した通り、図12および図13に示すように、感光体ドラム21b〜21dの周速を設定することで、感光体ドラム21b〜21dはモノクロ印刷モードの期間中に、整数回回転する。具体的には、高圧電源回路6が給電を開始した感光体ドラム21b〜21dの表面上での位置と、給電を終了した位置とを略同じにすることができる。これにより、感光体ドラム21b〜21dにおける帯電ムラや膜減りの偏りをより一層抑制することができる。
《第十三欄;マルチモードシーケンスについて》
ところで、画像形成装置1には、ネットワーク接続されたPCから複数の印刷ジョブが連続的に送られてくる。よって、制御回路7は、例えば、フルカラー印刷モードの完了直後にモノクロ印刷モードを行ったり、モノクロ印刷モードの完了直後にフルカラー印刷モードを行ったりしなければならないことがある。
ここで、フルカラー印刷モードの完了直後にモノクロ印刷モードを行う場合には、図14に示すように、感光体ドラム21b〜21cの周速は、感光体ドラム21aによるモノクロ画像の形成前までに低速にされることが好ましい。これにより、感光体ドラム21b〜21dの寿命の短縮を抑制することが可能となる。
上記の感光体ドラム21b〜21dの周速切り替えをより具体的に説明すると、制御回路7は、画像形成装置1に蓄積されたある印刷ジョブを実行する前に、フルカラー印刷モードからモノクロ印刷モードへの遷移か否かを判断する(図15;S41)。
Yesであれば、制御回路7は、モノクロ画像の作像が指示された後(S42)、感光体ドラム21b〜21dの周速を低速に切り替えるタイミングになっていれば(S43)、速度調整信号SSkにより感光体ドラム21b〜21dの周速を低速にする(S44)。その後、モノクロ画像の作像が開始される(S45)。
また、図14に示すように、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位は、感光体ドラム21aによるモノクロ画像の形成前までに第二電位に設定されることが好ましい。
上記の帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位設定を、図16を用いてより具体的に説明する。図16は、図15と比較すると、S43およびS44の代わりに、S51およびS52を行う点で相違する。それ以外に、両フロー図に相違点は無いので、図16において図15のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
次に、制御回路7は、S42の次に、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位を第二電位に切り替えるタイミングになっていれば(S51)、電圧設定信号CVSb〜CVSdを用いて第二電位に切り替える(S52)。その後、モノクロ画像の作像が開始される(S45)。
また、さらに好ましくは、図14に示すように、感光体ドラム21aによるモノクロ画像の形成前に、まず、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位が第二電位に設定され、その後に、感光体ドラム21b〜21cの周速が低くされる。感光体ドラム21b〜21dにおける帯電ムラや膜減りの偏りをより一層抑制することができる。
上記の感光体ドラム21b〜21dの周速設定と帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位設定との組み合わせ処理を、図17を用いてより具体的に説明する。図17は、図16と比較すると、S52とS45との間に、S43およびS44が実行される点で相違する。それ以外に両フロー図の間に相違点は無いので、図17において、図16に示すステップに相当するものには同一番号を付け、それぞれの説明を省略する。
逆に、モノクロ印刷モードの完了直後にフルカラー印刷モードを行う場合には、図14に示すように、感光体ドラム21b〜21cの周速は、フルカラー画像の形成前までに定常速度に戻されることが好ましい。
上記の感光体ドラム21b〜21dの周速設定をより具体的に説明すると、制御回路7は、画像形成装置1に蓄積されたある印刷ジョブを実行する前に、フルモノクロ印刷モードからフルカラー印刷モードへの遷移か否かを判断する(図18;S61)。
Yesであれば、制御回路7は、フルカラー画像の作像が指示された後(S62)、感光体ドラム21b〜21dの周速を定常速度に切り替えるタイミングになっていれば(S63)、速度調整信号SSkにより感光体ドラム21b〜21dの周速を定常速度にする(S64)。その後、フルカラー画像の作像が開始される(S65)。
また、図14に示すように、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位は、フルカラー画像の形成前までに第一電位に戻されることが好ましい。
上記の帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位設定を、図19を用いてより具体的に説明する。図19は、図18と比較すると、S63およびS64の代わりに、S71およびS72を行う点で相違する。それ以外に、両フロー図に相違点は無いので、同一ステップには同一番号を付け、それぞれの説明を省略する。
制御回路7は、S62の次に、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位を第一電位に切り替えるタイミングになっていれば(S71)、電圧設定信号CVSb〜CVSdを用いて第一電位に切り替える(S72)。その後、モノクロ画像の作像が開始される(S65)。
また、図14に示すように、さらに好ましくは、フルカラー画像の形成前に、まず、帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位が第一電位に戻され、その後に、感光体ドラム21b〜21cの周速が定常速度に戻される。感光体ドラム21b〜21dにおける帯電ムラや膜減りの偏りをより一層抑制することができる。
上記の感光体ドラム21b〜21dの周速設定と帯電バイアス電圧CBb〜CBdの電位設定との組み合わせ処理を、図20を用いてより具体的に説明する。図20は、図19と比較すると、S72とS65との間に、S63およびS64が実行される点で相違する。それ以外に両フロー図の間に相違点は無いので、同一ステップには同一番号を付け、それぞれの説明を省略する。
《第十三欄;帯電バイアス電圧の詳細について》
第一実施形態で説明した通り、(1)帯電バイアス電圧CBa〜CBdはフルカラー印刷モードでは第一電位を有し、(2)モノクロ印刷モードでは、帯電バイアス電圧CBaは第一電位であるが、他の帯電バイアス電圧CBb〜CBdは、第一電位よりも小さな絶対値の第二電位を有する、と説明した。また、(3)第二電位は、好ましくは、ドロッパ回路63b〜63dが出力可能な範囲において絶対値が下限の値に設定される、とも説明した。
帯電バイアス電圧CBa〜CBdは、少なくとも(1),(2)の双方を満たしつつ、より好ましくは、以下の表3および表4に示すように、印刷モード、画像形成装置1の周囲温度、および、感光体ドラム21a〜21dの回転数の組み合わせ毎に定められていても構わない。より具体的には、フルカラー印刷モードでは、周囲温度によらず、感光体ドラム21a〜21dの回転数が多くなる程、帯電バイアス電圧CBa〜CDdの絶対値が小さく設定される。それに対し、モノクロ印刷モードでは、帯電バイアス電圧CBb〜CBdは、周囲温度および回転数の組み合わせによらず、(3)を満たすように設定され、帯電バイアス電圧CBaの絶対値は、周囲温度が高くかつ回転数が多くなる程、小さく設定される。
Figure 2016099433
Figure 2016099433
《第十四欄;一次転写バイアス電圧の詳細について》
また、第九欄にて、一次転写バイアスTBa〜TBdについて説明した。一次転写バイアス電圧TBa〜TBdは、より具体的には、以下の表5および表6に示すように、印刷モード、画像形成装置1の周囲温度およびシステム速度の組み合わせ毎に定められていても構わない。より具体的には、フルカラー印刷モードでは、周囲温度が高くかつシステム速度が低速になる程、一次転写バイアス電圧TBa〜TBdの絶対値が小さく設定される。それに対し、モノクロ印刷モードでは、一次転写バイアス電圧TBb〜TBdは、周囲温度および回転数の組み合わせによらず、第十三欄に記載の(3)を満たすように設定され、一次転写バイアス電圧TBaの絶対値は、周囲温度が高くかつシステム速度が低速になる程、小さく設定される。
Figure 2016099433
Figure 2016099433
《第十五欄:付記》
以上の説明では、第一印刷モードおよび第二印刷モードとしてフルカラー印刷モードおよびモノクロ印刷モードが例示された。しかし、これに限らず、第二印刷モードはモノカラー印刷モードであっても構わない。但し、この場合、図21および図22に示すように、作像ユニット2a〜2dを個々に離間させる機構・機能と、作像ユニット2a〜2dに個別的に駆動力を与えるモータ5a〜5dが必要となる。他にも、画像形成装置1には、二色カラー印刷モードもある。これら印刷モードが第一印刷モードおよび第二印刷モードのいずれかとして定義されても構わない。
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムの寿命に与える影響および/または画像劣化を抑制可能であり、印刷機、複写機、ファクシミリまたはそれらの機能を備えた複合機に好適である。
1 画像形成装置
2a〜2d 作像ユニット
21a〜21d 感光体ドラム
22a〜22d 帯電手段
24a〜24d 現像手段
25a〜25d 一次転写ローラ
5j,5k モータ
6 高圧電源回路
61 第一高圧トランス
61A 第二高圧トランス
61B 第三高圧トランス

Claims (15)

  1. 複数の色毎に設けられ、感光体の周囲に複数種のプロセス部材が配置された複数の作像ユニットであって、電子写真方式により色毎の画像を形成する複数の作像ユニットと、
    一個のトランスの出力電圧から同種のプロセス部材向けのバイアス電圧を生成可能な高圧電源回路と、
    所定数の作像ユニットを使用する第一印刷モード、および、前記所定数よりも少数の作像ユニットが使用される第二印刷モードを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記第二印刷モードでは、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御、および/または、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行う、画像形成装置。
  2. 前記第一印刷モードはフルカラー印刷モードであり、前記フルカラー印刷モードでは、前記複数の作像ユニットの全てが用いられ、
    前記第二印刷モードはモノクロ印刷モードであり、前記モノクロ印刷モードでは、前記複数の作像ユニットの一つが用いられる、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記複数種のプロセス部材は帯電手段を含み、
    前記高圧電源回路は、第一トランスの出力電圧に基づき、前記複数色の帯電手段向けの帯電バイアス電圧を生成可能であり、
    前記制御手段は、前記第二印刷モードでは、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御、および/または、前記不使用の作像ユニットに備わる帯電手段に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さい帯電バイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行う、請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記複数種のプロセス部材は帯電手段と現像手段とを含み、
    前記高圧電源回路は、第一トランスおよび第二トランスの出力電圧に基づき、前記複数色の帯電手段向けの帯電バイアス電圧および前記複数色の現像手段向けの現像バイアス電圧を生成可能であり、
    前記制御手段は、前記第二印刷モードでは、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一モード時よりも低速で連続回転させる制御を行う、請求項1または2に記載の画像形成装置。
  5. 前記複数種のプロセス部材は一次転写手段を含み、
    前記高圧電源回路は、第三トランスの出力電圧に基づき、前記複数色の一次転写手段向けの一次転写バイアス電圧を生成可能であり、
    前記制御手段は、前記第二印刷モードでは、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一モード時よりも低速で連続回転させる制御を行う、請求項1または2に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御手段は、前記第二印刷モードにおいて、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御を行う場合、前記不使用の作像ユニットの感光体の回転数を整数回に制御する、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記制御手段は、少なくとも、前記第二印刷モードにおける印刷枚数および単位時間あたりの印刷枚数に基づき、前記不使用の作像ユニットの感光体の回転数および周速を決定する、請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記制御手段は、前記第二印刷モードにおいて、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行う場合において、前記高圧電源回路が出力可能な範囲において絶対値が下限のバイアス電圧を出力する、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  9. 前記制御手段は、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行う場合において、前記第二印刷モードの間中、略一定のバイアス電圧を出力する、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  10. 前記制御手段は、前記第一印刷モードの後に前記第二印刷モードを制御する場合には、前記第二印刷モードにおける画像形成を開始するまでに、不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御を行う、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  11. 前記制御手段は、前記第二印刷モードの後に前記第一印刷モードを制御する場合には、前記第一印刷モードにおける画像形成を開始するまでに、不使用の作像ユニットに備わる感光体の周速を前記第一印刷モード時のものに戻す制御を行う、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  12. 前記制御手段は、前記第一印刷モードの後に前記第二印刷モードを制御する場合には、前記第二印刷モードにおける画像形成を開始するまでに、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行う、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  13. 前記制御手段は、前記第二印刷モードの後に前記第一印刷モードを制御する場合には、前記第一印刷モードにおける画像形成を開始するまでに、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材へのバイアス電圧を、前記第一印刷モード時のものに戻す、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  14. 前記制御手段は、前記第一印刷モードの後に前記第二印刷モードを制御する場合には、前記第二印刷モードにおける画像形成を開始するまでに、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材に前記第一印刷モード時よりも絶対値の小さいバイアス電圧を前記高圧電源回路から供給する制御を行ってから、前記不使用の作像ユニットに備わる感光体を前記第一印刷モード時よりも低速で連続回転させる制御を行う、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  15. 前記制御手段は、前記第二印刷モードの後に前記第一印刷モードを制御する場合には、前記第一印刷モードにおける画像形成を開始するまでに、前記不使用の作像ユニットに備わる感光体の周速を前記第一印刷モード時のものに戻す制御を行った後に、前記不使用の作像ユニットに備わる同種のプロセス部材へのバイアス電圧を、前記第一印刷モード時のものに戻す、請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
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