JP2017090692A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧が印加されるユニットであって、本体側と通信を行うデバイスが取り付けられたユニットを含む画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a unit to which a high voltage is applied and to which a device that communicates with a main body is attached.
トナーを用いる画像形成装置には、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置が設けられる。トナーによる現像のため、現像装置には、ピーク間電圧が1kV以上の交流電圧が印加される。また、感光体ドラムを帯電させる帯電装置や、感光体ドラム上のトナー像を用紙や転写体に転写する転写装置にも数百V以上の電圧が印加されることがある。特許文献1には、これらの高電圧印加部分からのノイズが通信線に与える影響を抑えるための技術が記載されている。
An image forming apparatus using toner is provided with a developing device that develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum with toner. For development with toner, an AC voltage having a peak-to-peak voltage of 1 kV or higher is applied to the developing device. Also, a voltage of several hundred volts or more may be applied to a charging device that charges the photosensitive drum or a transfer device that transfers a toner image on the photosensitive drum to a sheet or a transfer body.
具体的に、特許文献1には、感光体ドラムを帯電させる帯電部と、トナーを用いて感光体ドラム上の静電潜像を現像する現像部と、現像されたトナー像を記録紙に転写する転写部と、帯電電圧、現像電圧、転写電圧のうち少なくとも一つの電圧を出力する電源部と、シリアル通信の通信線と、通信線に生じるノイズを検出するノイズ検出部と、ノイズ検出時に電源部の出力電圧を低下させる電圧制御部を備える画像形成装置が記載されている。この構成により、通信エラーを生じにくくする(特許文献1:請求項1、段落[0005])。
Specifically,
トナーを用いて印刷を行う画像形成装置は、ドラムユニット、現像ユニット、帯電ユニットのように、複数のユニットを含むことがある。使用に伴い、各ユニットに含まれる部材の劣化(例えば、回転体の摩耗)が進む。寿命を終えた(耐用期間を超えた)ユニットを交換する必要がある。 An image forming apparatus that performs printing using toner may include a plurality of units such as a drum unit, a developing unit, and a charging unit. With use, deterioration of members included in each unit (for example, wear of the rotating body) proceeds. It is necessary to replace a unit that has reached the end of its life (exceeded its useful life).
ユニットの交換時点を判別できるようにするため、判別用情報(使用開始から現時点までどれだけ使用されたかを示す情報)を記憶するデバイス(メモリー)をユニットに取り付けることがある。累計印刷枚数やユニットの累計動作時間が判別用情報として記憶される。判別用情報を生成するマスターデバイスが、ユニットに装着されたデバイスと通信線で接続される。マスターデバイスは、通信線を介して生成した判別用情報をデバイスに送信し、判別用情報を更新させる。マスターデバイスは、判別用情報の値が所定の寿命値に到達したユニットを、寿命を終えたユニットと判別する。 In order to be able to determine the replacement time of a unit, a device (memory) that stores determination information (information indicating how much of the unit has been used from the start of use) may be attached to the unit. The accumulated number of printed sheets and the accumulated operation time of the unit are stored as determination information. A master device that generates discrimination information is connected to a device attached to the unit via a communication line. The master device transmits the determination information generated via the communication line to the device to update the determination information. The master device determines that the unit whose determination information value has reached a predetermined lifetime value is the unit whose lifetime has ended.
ここで、帯電するトナーを動かすため、高電圧がトナー像を形成、転写する部分(画像形成部)を構成するユニットに印加される。高電圧を生成する部分、高電圧が印加される部分、高電圧生成部分と高電圧印加部分を繋ぐ導線は、高レベルのノイズ発生源(電磁波の放射源)となる。 Here, in order to move the charged toner, a high voltage is applied to a unit constituting a portion (image forming portion) for forming and transferring a toner image. A portion that generates a high voltage, a portion to which a high voltage is applied, and a conductive wire that connects the high voltage generation portion and the high voltage application portion become a high-level noise generation source (electromagnetic radiation source).
ユニットにデバイスが取り付けられるので、ノイズ発生源と近い位置にマスターデバイスとデバイス間の通信線が配回される。通信線はノイズ発生源と近いうえに、高電圧なので放出されるノイズは強い。その結果、通信線に大きなノイズが重畳し、各デバイスに入力される電圧が仕様上の入力電圧の上限値を超え、各デバイスがダメージを受ける場合があるという問題がある。 Since the device is attached to the unit, the communication line between the master device and the device is arranged near the noise generation source. The communication line is close to the noise source, and the emitted noise is strong because of the high voltage. As a result, there is a problem that large noise is superimposed on the communication line, the voltage input to each device exceeds the upper limit value of the input voltage in the specification, and each device may be damaged.
ここで、特許文献1記載の画像形成装置は、ノイズ検出時に電源部の出力電圧を低下させることにより、ノイズによる信号波形の乱れを抑え、通信エラーを生じにくくする。しかし、印刷プロセス中(高電圧印加中)に突発的に強いノイズ(電磁波)が生ずることにより、ダメージを受けるほどの電圧が各デバイスに入力されるおそれがある。従って、上記の問題を解決することはできない。
Here, the image forming apparatus described in
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、高電圧印加部分の近くに配回された通信線を用いて通信を行う各デバイスへのノイズによるダメージを無くす。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention eliminates damage caused by noise to each device that performs communication using a communication line arranged near a high voltage application portion.
上記課題解決のため、請求項1に係る画像形成装置は、コンバーター、高圧電源部、ユニット、第1デバイス、第2デバイス、グランド接続回路を含む。前記コンバーターは、第1電圧を生成し、出力する。前記高圧電源部は、前記コンバーターが生成した前記第1電圧が入力され、前記第1電圧を予め定められた倍率で昇圧し、昇圧した電圧に基づく第2電圧を出力する。前記ユニットは、前記第2電圧が入力され、前記第2電圧を用いてトナー像の印刷のための動作を行う。前記第1デバイスは、通信を行う。前記第2デバイスは、通信線で前記第1デバイスと接続され前記第1デバイスと通信を行うとともに、前記ユニットに取り付けられる。前記グランド接続回路は、前記コンバーターが前記第1電圧を生成し前記高圧電源部が前記第2電圧を前記ユニットに入力する期間である高電圧印加期間中、前記通信線をグランドに接続する。 In order to solve the above problem, an image forming apparatus according to a first aspect includes a converter, a high-voltage power supply unit, a unit, a first device, a second device, and a ground connection circuit. The converter generates and outputs a first voltage. The high-voltage power supply unit receives the first voltage generated by the converter, boosts the first voltage at a predetermined magnification, and outputs a second voltage based on the boosted voltage. The unit receives the second voltage and performs an operation for printing a toner image using the second voltage. The first device performs communication. The second device is connected to the first device via a communication line to communicate with the first device, and is attached to the unit. The ground connection circuit connects the communication line to the ground during a high voltage application period in which the converter generates the first voltage and the high-voltage power supply unit inputs the second voltage to the unit.
本発明によれば、高電圧印加部分と近い位置に配回された通信線を用いて通信を行う各デバイスへのノイズによるダメージ(故障、破損)をなくすことができる。従って、寿命の判別用情報が失われず、画像形成装置のユニットの寿命到達時点を正確に判定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the damage (failure, breakage | damage) by the noise with respect to each device which communicates using the communication line distribute | arranged to the position near a high voltage application part can be eliminated. Therefore, the life determination information is not lost, and it is possible to accurately determine the time when the life of the unit of the image forming apparatus is reached.
以下、図1〜図7を用いて本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、画像形成装置として、プリンター100を例に挙げて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the
(プリンター100の概略)
次に、図1に基づき、実施形態に係るプリンター100の概略を説明する。図1は、実施形態に係るプリンター100の一例を示す図である。
(Outline of printer 100)
Next, an outline of the
プリンター100内に、制御部1(制御基板)が設けられる。制御部1は、プリンター100の動作を制御する。制御部1は、制御回路10(第1デバイスに相当)と画像処理回路12を含む。制御回路10は、CPUのような集積回路である。制御回路10は、記憶部13に記憶されるプログラム、データに基づきプリンター100の各部の制御を行う。また、制御回路10は、記憶部13に記憶されるプログラム、データに基づき、各種の演算処理を行う。画像処理回路12は、コンピューター200での印刷の設定内容(設定データ)に応じて、濃度変換や拡大、縮小のような画像処理を印刷に用いる画像データに施す。尚、全体制御や画像処理を行うメイン制御部と、印刷部2を実際に制御するエンジン制御部のように制御部1を分割してもよい。
A control unit 1 (control board) is provided in the
記憶部13は、ROM14、RAM15、HDD16を含む。記憶部13は、不揮発性と揮発性の記憶装置を組み合わせである。記憶部13は、プリンター100の制御用の各種のプログラムやデータ、設定データ、画像データのような各種データを記憶する。また、プリンター100は、プリンター100の状態や各種メッセージや各種設定画面を表示する表示パネルや設定操作用の複数のハードキーを含む操作パネル3を含む。
The
また、プリンター100は、印刷部2を含む。印刷部2は、給紙部2a、搬送部2b、画像形成部2c、定着部2dを含む。制御部1は、給紙部2a、搬送部2b、画像形成部2c、定着部2dの動作を制御して、給紙、用紙搬送、トナー像の形成、転写、定着のような印刷関連処理を制御する。
The
印刷ジョブを実行するとき、給紙部2aは、用紙を1枚ずつ搬送部2bに送り込む。搬送部2bは、給紙部2aから供給された用紙を搬送する。画像形成部2cは、画像データに基づきトナー像を形成し、搬送される用紙にトナー像を転写する。定着部2dは、用紙に転写されたトナー像を定着させる。搬送部2bは、トナー定着後の用紙を機外に排出する。印刷済の用紙は、排出トレイ(不図示)に排出される。
When executing a print job, the
また、プリンター100には、ネットワーク300通信用の各種ソケット、チップを備えた通信部17が設けられる。制御部1の基板に通信部17が搭載される(別基板としてもよい)。通信部17はLANのようなネットワーク300と通信可能に接続される。また、通信部17は、PCやサーバーのようなコンピューター200とネットワーク300を介してデータの送受信を行える。通信部17は、コンピューター200から送信された印刷用データ(画像データのような印刷内容を示すデータと印刷の設定データを含むデータ)を受信する。制御回路10は、印刷用データに基づく画像処理を画像処理回路12に行わせ、画像処理後の画像データに基づく印刷を印刷部2に行わせる。
Further, the
(画像形成部2c)
次に、図2を用いて、実施形態に係る画像形成部2cを説明する。図2は、実施形態に係る画像形成部2cの一例を示す図である。
(
Next, the
図2に示すように、画像形成部2cは、感光体ドラム21、帯電ユニット22、露光ユニット23、現像ユニット4、転写ユニット24、クリーニングユニット25を含む。本実施形態のプリンター100では、給紙部2aから供給された用紙が下方から画像形成部2cに到達し、画像形成部2cは、定着部2dに向けて上方に用紙を送る(図2参照)。感光体ドラム21及びユニットはそれぞれ独自に交換可能である。寿命が尽きたユニットを交換することにより、プリンター100の全体的な寿命を大きく延ばすことができる。
As shown in FIG. 2, the
感光体ドラム21は、モーター2e(図1参照)の駆動力により所定の周速度で回転駆動される。感光体ドラム21は、帯電、露光、現像され、周面にトナー像を担持する(像担持体)。帯電ユニット22は、感光体ドラム21の表面を一定の電位で帯電させる。露光ユニット23は、半導体レーザー装置(レーザーダイオード)を反射するポリゴンミラー23a、ポリゴンミラー23aを回転させるポリゴンモーター23bを含む。露光ユニット23は、画像データに基づいた光信号(レーザー光、図2で破線で図示)を帯電後の感光体ドラム21に照射し、感光体ドラム21の走査と露光を行う。これにより、感光体ドラム21の周面に画像データに併せた静電潜像が形成される。
The
現像ユニット4(ユニットに相当)は、トナーを内部に収容する。また、現像ユニット4は、トナーを担持する現像ローラー41を含む。また、現像ユニット4は、トナーを攪拌する攪拌部材42を含む。現像ローラー41と攪拌部材42はモーター2eの駆動力を受けて回転する。現像ローラー41は、感光体ドラム21と対向し、互いの軸線が平行とされる。又、現像ローラー41と対応する感光体ドラム21との間に、微小な隙間(ギャップ)が設けられる。現像ローラー41の周面にはトナーの薄層が形成される。そして、現像のための電圧が現像ローラー41に印加される(詳細は後述)。また、現像ユニット4の底面に、現像ユニット4の情報を記憶するメモリー8(第2デバイスに相当)が取り付けられる(詳細は後述)。クリーニングユニット25は、感光体ドラム21の清掃を行う。クリーニングユニット25は、感光体ドラム21の軸線方向に延び、感光体ドラム21の表面を擦って残トナー等を除去する。
The developing unit 4 (corresponding to a unit) accommodates toner therein. The developing
(現像ローラー41への電圧印加)
次に、図3を用いて実施形態に係る現像ローラー41に電圧を印加する構成を説明する。図3は実施形態に係る現像ローラー41に電圧を印加する構成の一例を示す図である。
(Voltage applied to developing roller 41)
Next, a configuration for applying a voltage to the developing
図3に示すように、プリンター100には、上述した制御回路10、現像ユニット4の他に、DAコンバーター5(コンバーターに相当)、高圧電源部6、グランド接続回路77が設けられる。
As shown in FIG. 3, the
制御回路10は、印刷ジョブ実行時のような現像ローラー41への高電圧印加時、生成すべき電圧の大きさを示すデータ(電圧指示データD1)をDAコンバーター5に送信する。DAコンバーター5は、制御回路10から指示された大きさの電圧であって、一定の電圧(第1電圧V1)を生成し、出力する。例えば、DAコンバーター5は、一定の直流電圧を生成、出力する。
The
コンバーターが生成した第1電圧V1は、高圧電源部6に入力される。高圧電源部6は、直流バイアス生成部61と交流バイアス生成部62を含む。直流バイアス生成部61は第1電圧V1を昇圧し、現像用直流電圧を生成する。現像用直流電圧は、数百V程度である(例えば、300V)。
The first voltage V <b> 1 generated by the converter is input to the high voltage
交流バイアス生成部62は、現像ローラー41に印加するための交流電圧である第2電圧V2を生成する。交流バイアス生成部62は、昇圧回路63とスイッチング回路64を含む。昇圧回路63は、第1電圧V1が入力され、第1電圧V1を予め定められた倍率で昇圧する。昇圧回路63は、トランス65を含む回路である。スイッチング回路64は、スイッチングを行って矩形波を生成する矩形波生成素子66(トランジスタのようなスイッチング素子)と、矩形波生成素子66のスイッチング(ON/OFF)を制御するコントローラー67を含む。
The
例えば、DAコンバーター5の出力と昇圧回路63の間に矩形波生成素子66が設けられる。コントローラー67は、予め定められたデューティ比、予め定められた周波数で矩形波生成素子66のON/OFFを行う。これにより、予め定められたデューティ比、予め定められた周波数の矩形波が生成される。また、例えば、矩形波生成素子66と昇圧回路63のトランス65の間に生成された矩形波の直流成分を除去するコンデンサー68が設けられる。これにより、昇圧回路63のトランス65の1次側コイルに直流成分を除去した矩形波が入力される。その結果、昇圧回路63のトランス65の2次側から交流電圧(第2電圧V2)が出力される。第2電圧V2のピーク間電圧は1kV〜数kVである。また、第2電圧V2の周波数は、数kHz(例えば、3kHz)までである。そして、高圧電源部6は、第2電圧V2と現像用直流電圧を重畳した電圧を現像ローラー41に印加する。
For example, a rectangular
現像ユニット4には第2電圧V2と現像用直流電圧が入力される。現像ユニット4は、第2電圧V2と現像用直流電圧を用いてトナー像の印刷のための現像動作を行う。具体的に、第2電圧V2と現像用直流電圧を重畳した電圧を現像ローラー41に印加し、現像ローラー41周面のトナーを感光体ドラム21に向けて飛翔させる。これにより、感光体ドラム21の静電潜像がトナーで現像される(露光された部分にトナーがのる)。
The developing
また、図3に示すように、通信線9で制御回路10(第1デバイスに相当)と接続され、制御回路10と通信を行うメモリー8(第2デバイスに相当)が現像ユニット4に取り付けられる。メモリー8は、EEPROMのような不揮発性の記憶装置である。本実施形態では、メモリー8は、現像ユニット4の底面に取り付けられる(図2参照)。しかし、底面以外の場所にメモリー8を取り付けてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, a memory 8 (corresponding to the second device) connected to the control circuit 10 (corresponding to the first device) via the
メモリー8は、使用開始から現時点までのどれだけ現像ユニット4が使用されたかを示し、寿命が尽きたか否かを判別するための判別用情報i1を記憶する。メモリー8は、使用開始から現時点までに印刷した枚数(累計印刷枚数)を記憶する。なお、使用開始から現時点までに現像ローラー41に電圧を印加した累計時間のような印刷枚数以外の情報を判別用情報i1としてメモリー8に記憶させてもよい。また、メモリー8には、製造年月日、製造場所、シリアル番号、形式番号、対応機種のような現像ユニット4の出所を示す情報を記憶させてもよい。
The
図3に示すように、制御回路10とメモリー8は通信線9で接続される。制御回路10とメモリー8間の通信方式にI2Cバスを適用することができる。なお、I2Cバス以外の通信方式を用いてもよい。
As shown in FIG. 3, the
このように、制御回路10とメモリー8は、フレキシブルフラットケーブルのような通信線9を介して通信がなされる。メモリー8は現像ユニット4の底面に設けられるので、通信線9は、制御回路10と現像ユニット4の底面を繋ぐように、現像ユニット4の近くで配回される。高圧電源部6、現像ユニット4(現像ローラー41)、高圧電源部6の出力電圧を現像ローラー41に印加するための導線という強いノイズ発生源の近くで通信線9が配回される。
As described above, the
高圧電源部6、現像ローラー41、導線との距離が近いこと、及び、ノイズ発生源が高圧を扱うことにより、ノイズが重畳し通信線9の電圧が上昇すると、通信線9に接続された制御回路10やメモリー8の端子に仕様上の入力電圧の上限値(以下、「上限値」と称する。)を超える大きな電圧が入力される可能性がある。例えば、ノイズによってクロックラインやデータラインの電圧が上昇することで、端子に入力される電圧が制御回路10やメモリー8が壊れるほどの大きさになることがある。
When the noise is superimposed and the voltage of the
そこで、プリンター100には、グランド接続回路7が設けられる。グランド接続回路7は、DAコンバーター5が第1電圧V1を生成し高圧電源部6が第2電圧V2を現像ユニット4に入力する期間である高電圧印加期間中、通信線9をグランドに接続する。
Therefore, the
(グランド接続回路7の第1例)
次に、図4を用いて、実施形態に係るグランド接続回路7の第1例を説明する。図4は、実施形態に係るグランド接続回路7の第1例を説明するための図である。
(First example of ground connection circuit 7)
Next, a first example of the
本例のグランド接続回路7は、トランジスタTr1(スイッチング素子に相当)を1つ含む。以下では、トランジスタとしてnpn型のバイポーラトランジスタを用いる例を説明する。なお、MOSFETのような他種のトランジスタを用いてもよい。
The
トランジスタTr1には、第1電圧V1が入力されるとともに、通信線9及びグランドに接続される。具体的に、第1電圧V1はベースに入力される。コレクタは通信線9に接続される。ソースはグランドに接続される。
The transistor Tr1 receives the first voltage V1 and is connected to the
高電圧印加期間中(現像ローラー41に第2電圧V2を印加する間、DAコンバーター5が第1電圧V1を出力する間、現像ローラー41に高電圧を印加する間)、DAコンバーター5は、トランジスタTr1がONとなる電圧を出力し続ける。その結果、高電圧印加期間中、トランジスタTr1は、通信線9をグランドに接続し続ける。一方、DAコンバーター5が第1電圧V1の生成を停止すると、トランジスタTr1のベースに入力される電圧は小さくなる。その結果、高電圧印加期間外では、トランジスタTr1は、OFF状態となり、通信線9とグランドを接続しない。
During the high voltage application period (while applying the second voltage V2 to the developing
つまり、高圧電源部6の第2電圧V2の出力により高強度のノイズが生じ、ノイズ重畳により上昇した通信線9の電圧が上限値を超える可能性がある期間中、通信線9をグランドと接続する。これにより、ノイズが重畳しても制御回路10やメモリー8に入力される電圧が上限値を超えないようにすることができる。
That is, the
(グランド接続回路7の第2例)
次に、図5を用いて、実施形態に係るグランド接続回路7の第2例を説明する。図5は、実施形態に係るグランド接続回路7の第2例を説明するための図である。
(Second example of the ground connection circuit 7)
Next, a second example of the
本例のグランド接続回路7は、コンパレーターCOMと1つのトランジスタTr2(スイッチング素子に相当)とを1つ含む。以下では、トランジスタとしてnpn型のバイポーラトランジスタを用いる例を説明する(他種のトランジスタでもよい)。
The
コンパレーターCOMは、一方の入力端子(プラス端子)に第1電圧V1が入力される。コンパレーターCOMの他方の入力端子(マイナス端子)に予め定められた大きさの基準電圧Vrefが入力される。そのため、コンパレーターCOMは、第1電圧V1が基準電圧Vrefよりも大きいときHighを出力する。 In the comparator COM, the first voltage V1 is input to one input terminal (plus terminal). A reference voltage Vref having a predetermined magnitude is input to the other input terminal (minus terminal) of the comparator COM. Therefore, the comparator COM outputs High when the first voltage V1 is larger than the reference voltage Vref.
なお、基準電圧生成部70は、電源とグランド間に2つの抵抗を直列でつないだ回路としてもよい。この場合、各抵抗間の電圧が基準電圧Vrefとして取り出される。また、基準電圧生成部70は、DCDCコンバーターやレギュレーターのような一定の大きさの電圧を出力する電源回路でもよい。また、基準電圧生成部70は、DAコンバーターのような制御回路10に指示された大きさの一定電圧を出力する回路でもよい。
The reference
まず、第2電圧V2のピーク間電圧の大きさにより、形成されるトナー像の濃度が変わる。一般的には、第2電圧V2のピーク間電圧が大きいほどトナーが飛翔しやすくなり、トナー像は高濃度となる。プリンター100の個体差もあるので、工場出荷時に、形成される画像の濃度が適切になるように第1電圧V1の大きさが調整される。その結果、第2電圧V2も調整される。また、経年変化により濃度が落ちてきたとき、メンテナンス時に形成される画像の濃度が適切になるように第1電圧V1の大きさの調整を行うこともある。このように、第1電圧V1の大きさは、出力したい第2電圧V2のピーク間電圧により変わる。言い換えると、第1電圧V1の大きさは、プリンター100ごとに差がある。制御回路10は、調整により定めた大きさの第1電圧V1を出力すべき指示をDAコンバーター5に与える。
First, the density of the formed toner image varies depending on the magnitude of the peak-to-peak voltage of the second voltage V2. In general, the larger the peak-to-peak voltage of the second voltage V2, the easier the toner will fly, and the higher the density of the toner image. Since there are individual differences among the
第2電圧V2のピーク間電圧が大きいほど、ノイズ発生源から強いノイズ(電磁波)が放出される。第2電圧V2のピーク間電圧がある程度小さければ、高電圧印加期間中に制御回路10とメモリー8間で通信を行っても、ノイズ重畳により上昇した通信線9の電圧が制御回路10やメモリー8の上限値以下で収まる場合もある。
The stronger the peak-to-peak voltage of the second voltage V2, the stronger noise (electromagnetic wave) is emitted from the noise source. If the peak-to-peak voltage of the second voltage V2 is small to some extent, even if communication is performed between the
また、メンテナンス時の調整で第2電圧V2のピーク間電圧が引き上げられたために、ノイズ重畳により上昇した通信線9の電圧が上限値を超えてしまう場合もある。このような場合、第2電圧V2のピーク間電圧が引き上げ前では、高電圧印加期間中に制御回路10とメモリー8間で通信を行っても問題がない場合がある。
Further, since the peak-to-peak voltage of the second voltage V2 is increased by the adjustment at the time of maintenance, the voltage of the
第1電圧V1が大きいほど第2電圧V2は大きくなるので、第1電圧V1が基準電圧Vrefを超え、ノイズ重畳により上昇した通信線9の電圧が上限値を超える可能性が高いとき、トランジスタTr2が通信線9をグランドに接続する。
The second voltage V2 increases as the first voltage V1 increases. Therefore, when the first voltage V1 exceeds the reference voltage Vref and there is a high possibility that the voltage of the
例えば、ノイズ重畳により上昇した通信線9の電圧が上限値を超える第1電圧V1を実験により確かめ、確かめた第1電圧V1から予め定められたマージンだけ減じた電圧値を基準電圧Vrefと定めることができる。
For example, the first voltage V1 in which the voltage of the
本例では、トランジスタTr2のベースに、コンパレーターCOMの出力が入力される。トランジスタTr2のコレクタは通信線9と接続される。トランジスタTr2のソースはグランドに接続される。そして、高電圧印加期間中、コンパレーターCOMの出力レベルがHighのとき(上限値を超える可能性が高いとき)、トランジスタTr2は、通信線9をグランドに接続する。一方、コンパレーターCOMの出力レベルがLowのとき(上限値未満で収まるとき)、トランジスタTr2は通信線9とグランドを非接続とする。
In this example, the output of the comparator COM is input to the base of the transistor Tr2. The collector of the transistor Tr2 is connected to the
通信線9とグランドを接続すると、制御回路10とメモリー8間で通信できない。しかし、本例では、高電圧を現像ローラー41に印加しても、制御回路10やメモリー8にダメージが無いと認められるとき、通信線9とグランドを接続せず、制御回路10とメモリー8間で通信を行えるようにする。
When the
(グランド接続回路7の第3例)
次に、図6を用いて、実施形態に係るグランド接続回路7の第3例を説明する。図6は、実施形態に係るグランド接続回路7の第3例を説明するための図である。
(Third example of the ground connection circuit 7)
Next, a third example of the
本例のグランド接続回路7は、1つのトランジスタTr3(スイッチング素子に相当)を1つ含む。以下では、トランジスタTr3としてnpn型のバイポーラトランジスタを用いる例を説明する(他種のトランジスタでもよい)。
The
トランジスタTr3は、制御回路10のうちの1つの出力ポートと接続されるとともに、通信線9及びグランドに接続される。具体的に、コレクタは通信線9に接続される。ソースはグランドに接続される。また、制御回路10はベースと接続される。制御回路10とベースを接続するので、制御回路10がトランジスタTr3のON/OFFを行う。
The transistor Tr3 is connected to one output port of the
また、本例では、制御回路10の内部(外部でもよい)にAD変換回路10aが設けられる。通信線9の電圧がAD変換回路10aに入力される。制御回路10は、AD変換回路10aの変換結果(通信線9の電位を示すディジタル値)に基づき、通信線9の電圧の大きさを認識する。つまり、制御回路10は、通信線9の電位を測る。
In this example, the
そして、制御回路10は、高電圧印加期間中、通信線9の電圧の大きさが予め定められた閾値を超えたことを認識したとき、高圧印加期間の終了まで、スイッチング素子に通信線9をグランドに接続させる。ノイズ重畳により上昇した通信線9の電圧が、閾値を超えず、制御回路10やメモリー8の上限値を超えないと認められる場合、通信線9とグランドを接続せず、高電圧印加期間中でも制御回路10とメモリー8間の通信を行えるようにする。
When the
ここで、閾値は上限値と同じ又は上限値よりも小さくする。例えば、閾値は、上限値よりも予め定められたマージンだけ小さくする。また、閾値は、クロックやデータがHighのときの電圧よりも大きくする。例えば、クロックやデータの通信に3.3Vが用いられ、上限値が3.6Vのとき、閾値は、3.3Vよりも大きく、3.6Vまでとする。これにより、高電圧印加期間中、ノイズ重畳によって上昇した通信線9の電圧によって制御回路10やメモリー8にダメージが及ぶ前に、通信線9をグランドに接続することができる。
Here, the threshold value is the same as the upper limit value or smaller than the upper limit value. For example, the threshold value is made smaller than the upper limit value by a predetermined margin. The threshold value is set to be larger than the voltage when the clock and data are high. For example, when 3.3V is used for clock and data communication and the upper limit value is 3.6V, the threshold value is set to be larger than 3.3V and up to 3.6V. Thereby, during the high voltage application period, the
(ユニットの寿命判定)
次に、図7を用いて、実施形態に係るプリンター100での寿命判定の流れの一例を説明する。図7は、実施形態に係るプリンター100での寿命判定の流れの一例を示すフローチャートである。
(Unit life judgment)
Next, an example of a life determination flow in the
本説明では、制御回路10が現像ユニット4のメモリー8に記憶された判別用情報i1に基づき、現像ユニット4の寿命が尽きたか否かを判定する例を説明する。また、判別用情報i1として累計印刷枚数をメモリー8に記憶させる場合を説明する。
In this description, an example will be described in which the
図7のスタートは、印刷ジョブが完了した時点のように、現像終了に伴い、制御回路10がDAコンバーター5の第1電圧V1の出力を停止させ、高圧電源部6が第2電圧V2の現像ユニット4への印加を停止した時点である。
In the start of FIG. 7, the
まず、制御回路10は、完了した印刷ジョブの印刷枚数を示すデータをメモリー8に送信する(ステップ♯1)。メモリー8は、受信したデータに基づき、累計印刷枚数の値を更新する(ステップ♯2)。そして、制御回路10は、メモリー8から更新後の累計印刷枚数のデータを取得する(ステップ♯3)。
First, the
制御回路10は、現像ユニット4の寿命が尽きたか否かを判別する(ステップ♯4)。具体的に、制御回路10は、累計印刷枚数が予め定められた印刷枚数であって、寿命が尽きたとみなす印刷枚数である寿命値以上になっているとき、現像ユニット4の寿命が尽きたと判別する。
The
もし、寿命が尽きているとき(ステップ♯4のYes)、制御回路10は、現像ユニット4の寿命が尽きたことを報知する(ステップ♯5)。例えば、制御回路10は、現像ユニット4の寿命が尽きた旨のメッセージを操作パネル3の表示パネル(不図示)に表示させる。また、制御回路10は、ネットワーク300で接続されたプリンター100の管理用のコンピューター200に向けて、現像ユニット4の寿命が尽きた旨のメッセージデータを通信部17に送信させる。そして、本フローは終了する(エンド)。一方、寿命が尽きていないとき(ステップ♯4のNo)、報知は必要ないので、本フローは終了する(エンド)。
If the lifetime has expired (Yes in step # 4), the
このように、制御回路10は、メモリー8に記憶される判別用情報i1を更新するためのデータをメモリー8に送信する。メモリー8は受信したデータに基づき判別用情報i1を更新する。また、制御回路10は、メモリー8に記憶される判別用情報i1の値が、寿命が尽きたとみなす寿命値となったユニットを寿命が尽きたユニットと判別する。
In this way, the
このようにして、実施形態に係る画像形成装置(プリンター100)は、第1電圧V1を生成し、出力するコンバーター(DAコンバーター5)と、コンバーターが生成した第1電圧V1が入力され、第1電圧V1を予め定められた倍率で昇圧し、昇圧した電圧に基づく第2電圧V2を出力する高圧電源部6と、第2電圧V2が入力され、第2電圧V2を用いてトナー像の印刷のための動作を行うユニット(現像ユニット4)と、通信を行う第1デバイス(制御回路10)と、通信線9で第1デバイスと接続され第1デバイスと通信を行うとともに、ユニットに取り付けられる第2デバイス(メモリー8)と、コンバーターが第1電圧V1を生成し高圧電源部6が第2電圧V2をユニットに入力する期間である高電圧印加期間中、通信線9をグランドに接続するグランド接続回路7と、を含む。
As described above, the image forming apparatus (printer 100) according to the embodiment receives the first voltage V1 generated and output from the converter (DA converter 5) and the first voltage V1 generated by the converter. The voltage V1 is boosted at a predetermined magnification, and a high voltage
これにより、高電圧をユニット(現像ユニット4)に印加する制御に同期して、通信線9をグランドに接続することができる。これにより、ユニットへの高電圧印加に伴って生じたノイズに起因し、通信線9に重畳したノイズは、グランドに流れ込む。そして、高電圧印加期間中、通信線9のレベルをグランドレベルで保つことができる。従って、ノイズが重畳し通信線9の電圧が上昇しても、仕様上の入力電圧の上限値を超える電圧が第1デバイス(制御回路10)と第2デバイス(メモリー8)に入力されない。また、高電圧印加に伴うノイズによる第1デバイスと第2デバイスへのダメージを無くすために、電磁波を防ぐ高価なシールド部材を用いなく済む。
Thus, the
また、グランド接続回路7は、第1電圧V1が入力されるとともに、通信線9及びグランドに接続されるスイッチング素子(トランジスタTr1)を含んでもよい。そして、高電圧印加期間中、スイッチング素子は、通信線9をグランドに接続し、コンバーター(DAコンバーター5)が第1電圧V1の生成を停止する高電圧印加期間外では通信線9とグランドを非接続とするようにしてもよい。これにより、コンバーターが第1電圧V1を生成し、高圧電源部6が第1電圧V1を昇圧してユニット(現像ユニット4)に第2電圧V2を印加する期間中、通信線9をグランドレベルで保つことができる。
The
高圧電源部6が出力する第2電圧V2の大きさは、第1電圧V1の振幅(レベル)に応じる。第1電圧V1が大きいほど第2電圧V2(ピーク間電圧)は大きくなる。つまり、第1電圧V1が大きいほど、第2電圧V2が大きくなり、ノイズも大きくなり、ノイズが重畳したときの通信線9の電圧の上昇量は大きくなる。一方で、第1電圧V1が比較的小さく、第2電圧V2も比較的小さいとき、ノイズの重畳があっても、通信線9の電圧は仕様上の入力電圧の上限値以下で収まる場合がある。そこで、グランド接続回路7は、コンパレーターCOMとスイッチング素子(トランジスタTr2)を含んでもよい。コンパレーターCOMは、一方の入力端子に第1電圧V1が入力され、他方の入力端子に予め定められた大きさの基準電圧Vrefが入力され、第1電圧V1が基準電圧Vrefよりも大きいときHighを出力する。スイッチング素子は、コンパレーターCOMの出力が入力されるとともに、通信線9及びグランドに接続され、高電圧印加期間中、コンパレーターCOMの出力レベルがHighの状態では通信線9をグランドに接続し、コンパレーターCOMの出力レベルがLowの状態では通信線9とグランドを非接続とするようにしてもよい。
The magnitude of the second voltage V2 output from the high-voltage
これにより、第1電圧V1が基準電圧Vrefを超え、ノイズの重畳による通信線9の電圧の上昇量が大きいと認められるとき(制御回路10とメモリー8に仕様上の入力電圧の上限値を超える大きさの電圧が入力されると認められるとき)、高圧印加期間中、通信線9をグランドと接続することができる。また、第1電圧V1が基準電圧Vrefを下回り、ノイズの重畳による通信線9の電圧の上昇量が比較的小さいと認められるとき(制御回路10とメモリー8に入力される電圧が仕様上の入力電圧の範囲に収まると認められるとき)、高圧印加期間中でも、通信線9をグランドに接続せず、第1デバイス(制御回路10)と第2デバイス(メモリー8)を通信できる状態で保つことができる。実験により、第1デバイスと第2デバイスに入力される電圧が上限値となるときの第1電圧V1の平均値を求め、求めた平均値よりも小さい電圧値を基準電圧Vrefとすることができる。
Thus, when the first voltage V1 exceeds the reference voltage Vref and it is recognized that the amount of increase in the voltage of the
高圧電源部6が出力する第2電圧V2の大きさは、高圧電源部6が出力する第2電圧V2の大きさは、第1電圧V1の振幅(レベル)に応じる。第1電圧V1が大きいほど第2電圧V2(ピーク間電圧)は大きくなる。つまり、第1電圧V1が大きいほど、第2電圧V2が大きくなり、ノイズも大きくなり、ノイズが重畳したときの通信線9の電圧の上昇量は大きくなる。一方で、第1電圧V1、第2電圧V2も比較的小さいとき、ノイズの重畳があっても、通信線9の電圧は仕様上の入力電圧の範囲に収まる場合がある。そこで、グランド接続回路7は、スイッチング素子(トランジスタTr3)を含んでもよい。スイッチング素子は、第1デバイス(制御回路10)と接続されるとともに、通信線9及びグランドに接続される。第1デバイスは、通信線9の電圧の大きさを認識し、高電圧印加期間中、通信線9の電圧の大きさが予め定められた閾値を超えたことを認識したとき、高圧印加期間の終了まで、スイッチング素子に通信線9をグランドに接続させてもよい。
The magnitude of the second voltage V2 output from the high-voltage
これにより、通信線9の電圧の大きさが予め定められた閾値を超え、このままではノイズの重畳による通信線9の電圧の上昇により、第1デバイス(制御回路10)と第2デバイス(メモリー8)に仕様上の入力電圧の上限値を超える大きさの電圧が入力されると認められるとき、通信線9をグランドレベルで保つことができる。また、ノイズの重畳による通信線9の電圧の上昇量が比較的小さいと認められるとき(第1デバイスと第2デバイスに入力される電圧が仕様上の入力電圧の範囲に収まると認められるとき)、高圧印加期間中でも、通信線9をグランドに接続せず、第1デバイスと第2デバイスを通信できる状態で保つことができる。なお、閾値は、Highレベルのときの通信線9の電圧よりも大きくする。また、閾値は、第1デバイスと第2デバイスの仕様上の入力電圧の上限値、または、仕様上の入力電圧の上限値よりも予め定められたマージン分小さい値とする。
As a result, the magnitude of the voltage of the
また、ユニットは、トナーを収容し、トナーを担持し高圧電源部6からの第2電圧V2に基づきトナーを飛翔させる現像ローラー41を含む現像ユニット4でもよい。この場合、第2デバイスは、現像ユニット4に取り付けられ、現像ユニット4の情報を記憶するメモリー8である。これにより、現像ユニット4(現像ユニット4)には高電圧が印加されるところ、現像ユニット4(現像ユニット4)に取り付けられたメモリー8は、ノイズによって壊れない。
Further, the unit may be a developing
次に、他の実施形態を説明する。上記の実施形態の説明では、メモリー8(第2デバイス)を設けるユニットとして現像ユニット4を例にあげて説明した。しかし、転写ユニット24のような現像ユニット4以外のユニットにも寿命が尽きたことを判別するためのメモリーを取り付け、制御回路10とメモリーを通信線で接続することがある。そして、高圧電源部6に転写電圧生成用昇圧回路を設け、制御回路10が出力すべき電圧を別のDAコンバーターに指示し、別のDAコンバーターの生成電圧を高圧電源部6の転写電圧生成用昇圧回路が予め定められた倍率で昇圧し、昇圧した電圧に基づく転写用電圧(例えば、数百〜数kV)を転写ユニット24に印加する場合がある。転写ユニット24は、入力された転写用電圧を用いてトナー像の転写のための動作を行う。そして、転写ユニット24に関し高圧電源部6が転写用電圧を転写ユニット24に入力する期間である高電圧印加期間中、制御回路10と転写ユニットのメモリー間の通信線をグランドに接続するグランド接続回路を設けてもよい。転写ユニット24に対するグランド接続回路は、現像ユニット4と同様のものでよく、図4〜図6に示したもののうち何れかとすればよい。
Next, another embodiment will be described. In the above description of the embodiment, the developing
また、帯電ユニット22にも寿命が尽きたことを判別するためのメモリーを取り付け、制御回路10とメモリーを通信線で接続することがある。そして、高圧電源部6に帯電電圧生成用昇圧回路を設け、制御回路10が、出力すべき電圧を別のDAコンバーターに指示し、別のDAコンバーターの生成電圧を高圧電源部6の帯電電圧生成用昇圧回路が予め定められた倍率で昇圧し、昇圧した電圧に基づく帯電用電圧(例えば、数百V〜1000V程度)を帯電ユニット22に印加する場合がある。帯電ユニット22は、入力された帯電用電圧を用いてトナー像の作成のための動作(感光体ドラム21の帯電)を行う。そして、別のDAコンバーターが電圧を生成し高圧電源部6が帯電用電圧を帯電ユニット22に入力する期間である高電圧印加期間中、制御回路10と帯電ユニット22のメモリー間の通信線をグランドに接続するグランド接続回路を設けてもよい。帯電ユニット22に対するグランド接続回路は、現像ユニット4と同様のものでよく、図4〜図6に示したもののうち何れかとすればよい。
In addition, a memory for determining that the life of the charging
本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、高圧が印加されるユニットであって、本体側と通信を行うデバイスが取り付けられたユニットを含む画像形成装置に使用可能である。 The present invention can be used in an image forming apparatus including a unit to which a high voltage is applied and a device that communicates with the main body side is attached.
100 プリンター(画像形成装置) 10 制御回路(第1デバイス)
4 現像ユニット(ユニット) 41 現像ローラー
5 DAコンバーター(コンバーター) 6 高圧電源部
7 グランド接続回路 8 メモリー(第2デバイス)
9 通信線 V1 第1電圧
V2 第2電圧 COM コンパレーター
Tr1 トランジスタ(スイッチング素子)
Tr2 トランジスタ(スイッチング素子)
Tr3 トランジスタ(スイッチング素子)
Vref 基準電圧
100 Printer (image forming apparatus) 10 Control circuit (first device)
4 Developing Unit (Unit) 41
9 communication line V1 first voltage V2 second voltage COM comparator Tr1 transistor (switching element)
Tr2 transistor (switching element)
Tr3 transistor (switching element)
Vref reference voltage
Claims (5)
前記コンバーターが生成した前記第1電圧が入力され、前記第1電圧を予め定められた倍率で昇圧し、昇圧した電圧に基づく第2電圧を出力する高圧電源部と、
前記第2電圧が入力され、前記第2電圧を用いてトナー像の印刷のための動作を行うユニットと、
通信を行う第1デバイスと、
通信線で前記第1デバイスと接続され前記第1デバイスと通信を行うとともに、前記ユニットに取り付けられる第2デバイスと、
前記コンバーターが前記第1電圧を生成し前記高圧電源部が前記第2電圧を前記ユニットに入力する期間である高電圧印加期間中、前記通信線をグランドに接続するグランド接続回路と、を含むことを特徴とする画像形成装置。 A converter that generates and outputs a first voltage;
A high-voltage power supply unit that receives the first voltage generated by the converter, boosts the first voltage at a predetermined magnification, and outputs a second voltage based on the boosted voltage;
A unit that receives the second voltage and performs an operation for printing a toner image using the second voltage;
A first device for communication;
A second device connected to the first device connected to the first device via a communication line and attached to the unit;
A ground connection circuit for connecting the communication line to the ground during a high voltage application period in which the converter generates the first voltage and the high-voltage power supply unit inputs the second voltage to the unit. An image forming apparatus.
前記高電圧印加期間中、前記スイッチング素子は、前記通信線をグランドに接続し、前記コンバーターが前記第1電圧の生成を停止する前記高電圧印加期間外では前記通信線とグランドを非接続とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The ground connection circuit includes a switching element that receives the first voltage and is connected to the communication line and the ground.
During the high voltage application period, the switching element connects the communication line to the ground, and disconnects the communication line from the ground outside the high voltage application period when the converter stops generating the first voltage. The image forming apparatus according to claim 1.
前記コンパレーターは、一方の入力端子に前記第1電圧が入力され、他方の入力端子に予め定められた大きさの基準電圧が入力され、前記第1電圧が前記基準電圧よりも大きいときHighを出力し、
前記スイッチング素子は、前記コンパレーターの出力が入力されるとともに、前記通信線及びグランドに接続され、前記高電圧印加期間中、前記コンパレーターの出力レベルがHighの状態では前記通信線をグランドに接続し、前記コンパレーターの出力レベルがLowの状態では前記通信線とグランドを非接続とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The ground connection circuit includes a comparator and a switching element,
In the comparator, the first voltage is input to one input terminal, a reference voltage having a predetermined magnitude is input to the other input terminal, and High is set when the first voltage is larger than the reference voltage. Output,
The switching element receives the output of the comparator and is connected to the communication line and the ground. During the high voltage application period, the communication line is connected to the ground when the output level of the comparator is High. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the communication line and the ground are disconnected when the output level of the comparator is low.
前記スイッチング素子は、前記第1デバイスと接続されるとともに、前記通信線及びグランドに接続され、
前記第1デバイスは、前記通信線の電圧の大きさを認識し、前記高電圧印加期間中、前記通信線の電圧の大きさが予め定められた閾値を超えたことを認識したとき、前記高圧印加期間の終了まで、前記スイッチング素子に前記通信線をグランドに接続させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The ground connection circuit includes a switching element,
The switching element is connected to the first device and connected to the communication line and the ground,
The first device recognizes the magnitude of the voltage of the communication line, and recognizes that the magnitude of the voltage of the communication line has exceeded a predetermined threshold during the high voltage application period. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the communication line is connected to the ground until the end of the application period.
前記第2デバイスは、前記現像ユニットに取り付けられ、前記現像ユニットの情報を記憶するメモリーであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。 The unit is a developing unit including a developing roller that accommodates toner, carries the toner, and causes the toner to fly based on the second voltage from the high-voltage power supply unit;
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second device is a memory that is attached to the developing unit and stores information on the developing unit. 6.
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