JP2021026080A - Load determination device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は負荷判定装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a load determination device and an image forming device.
特許文献1によれば、転写部からシートを分離しやすくする除電部材が提案されている。この除電部材には高電圧が印加され、放電が発生する。特許文献2によれば、高電圧を印加された部材に発生する放電や負荷変動を検知する技術が記載されている。
According to
除電部材に繰り返し放電が発生すると、除電部材の形状が初期形状から変化してしまう。除電部材の形状が大きく変化すると、除電部材は設計上で想定された除電性能を発揮できなくなる。特許文献2は電流検出回路により放電や負荷変動を検知するが、特許文献2の電流検出回路は高価である。そこで、本発明は、安価に負荷を判定することを目的とする。
When the static eliminator member is repeatedly discharged, the shape of the static eliminator member changes from the initial shape. If the shape of the static eliminator member changes significantly, the static eliminator member cannot exhibit the static eliminator performance expected in the design.
本発明は、たとえば、
一次巻線と二次巻線とを有し、前記一次巻線に入力された入力電圧を昇圧して前記二次巻線に出力する昇圧手段と、
前記昇圧手段から出力された電圧に基づき負荷に供給される出力電圧を生成する電圧生成手段と、
前記出力電圧が目標電圧となるように前記入力電圧を生成する電源と、
前記入力電圧を検知する検知手段と、
前記負荷の変動を判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、前記出力電圧を増加させながら前記入力電圧の増加を監視し、前記出力電圧の増加量と前記入力電圧の増加量とに基づき前記負荷の変動を判定することを特徴とする負荷判定装置を提供する。
The present invention is, for example,
A boosting means having a primary winding and a secondary winding, boosting the input voltage input to the primary winding and outputting it to the secondary winding.
A voltage generating means that generates an output voltage supplied to the load based on the voltage output from the boosting means, and
A power supply that generates the input voltage so that the output voltage becomes the target voltage,
A detection means for detecting the input voltage and
It has a determination means for determining the fluctuation of the load.
The determination means monitors an increase in the input voltage while increasing the output voltage, and determines the fluctuation of the load based on the increase amount of the output voltage and the increase amount of the input voltage. A determination device is provided.
本発明によれば、安価に負荷を判定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to determine the load at low cost.
以下、添付図面を参照して実施形態が詳しく説明される。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一または同様の構成には同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the invention. Two or more of the plurality of features described in the embodiments may be arbitrarily combined. In addition, the same or similar configurations are given the same reference number, and duplicate explanations are omitted.
[実施例1]
<画像形成装置の概要>
図1が示すように画像形成装置100はマルチカラー画像を形成するカラーレーザプリンタである。画像形成装置100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の現像剤(トナー)を使用するため四つの画像形成部を有している。画像形成装置100は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機(MFP)及びファクシミリ装置のいずれであってもよい。以下では、色を区別する必要がない場合には、末尾のY,M,C,Kを省略された参照符号が使用される。プロセスカートリッジ7は、感光ドラム1、帯電ローラ2、現像ローラ24、現像剤塗布ローラ25、及びトナー容器を有している。
[Example 1]
<Overview of image forming device>
As shown in FIG. 1, the
感光ドラム1は矢印Bの方向に回転する像担持体である。電源装置30は帯電電圧(帯電バイアス)、転写電圧(転写バイアス)、および現像電圧(現像バイアス、塗布バイアス)などの高電圧を生成する電源回路を有する。帯電ローラ2は負極性の帯電バイアスを印加され、感光ドラム1の表面を帯電させる。露光ユニット3は、画像情報(画像信号)に基づいて、感光ドラム1にレーザビームを照射して感光ドラム1を露光することで、感光ドラム1上に静電潜像を形成する。現像剤塗布ローラ25は、電源装置30により塗布バイアスを印加され、トナーを現像ローラ24に塗布する。現像ローラ24は現像バイアスを印加され、トナーを静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。中間転写ベルト12は矢印Fの方向に移動(回転)する像担持体である。一次転写ローラ26は、一次転写バイアスを印加され、トナー画像を感光ドラム1から中間転写ベルト12へ転写する。中間転写ベルト12はトナー画像を二次転写ニップ15へ搬送する。
The
給送カセット11はシートSを収納する収納庫である。給送ローラ9は、給送カセット11からシートSを搬送路へ給送する。シートSは、矢印Dにより示される搬送方向に沿って二次転写ニップ15に搬送される。二次転写ローラ16は中間転写ベルト12と協働して二次転写ニップ15を形成している。電源装置30は二次転写ローラ16のローラ軸に二次転写バイアスを印加する。二次転写ローラ16とは中間転写ベルト12とがシートSを挟持しながら搬送することで、トナー画像がシートSに転写される。
The feeding cassette 11 is a storage for storing the sheet S. The
シートSの搬送方向で二次転写ローラ16よりも下流側には除電部材27が配置されている。除電部材27は、二次転写ローラ16の長手方向に沿って並んだ複数の鋭利な形状を有した金属部材である。電源装置30は、二次転写ニップ15からのシートSの分離を促進する除電電圧を除電部材27に印加する。除電電圧の極性は二次転写バイアスの極性とは逆極性である。これにより、シートSが二次転写ローラ16へ巻きついてしまうことや、トナー画像の乱れが軽減される。
A
定着器14はシートSおよびトナー画像に対して熱と圧力を加えることでトナー画像をシートSに定着させる。排出ローラ対20はシートSを排出トレイ21に排出する。
The
制御部29はCPU28や記憶装置31を有している。CPUは中央演算処理装置の略称である。CPU28は記憶装置31のROM領域に記憶された制御プログラムを実行することで、画像形成装置100を制御する。CPU28はメッセージなどを操作部32の表示装置に表示する。
The
<負荷判定装置の構成と動作>
図2が示すように制御部29と電源装置30は負荷判定装置の主要部を占めている。電源装置30は、電源回路155a、155b、155cを有している。参照符号の末尾に付与されているa、b、c、dなどのアルファベットは共通事項が説明される際には省略されることがある。電源回路155aは、トナー画像を転写するための正極性の二次転写バイアスを生成する。電源回路155bは、二次転写ローラ16に付着したトナーをクリーニングするための負極性の二次転写バイアスを生成する。電源回路155bの出力端は電源回路155aに配置された抵抗R0の一端に接続され、抵抗R0を介して二次転写ローラ16のローラ軸17に負極性の高電圧を印加する。電源回路155Cは除電バイアスを生成し、除電部材27に印加する。
<Configuration and operation of load determination device>
As shown in FIG. 2, the
電源回路155aにおいてトランスT1aの一次巻線には、電解コンデンサC1aにチャージされた電圧が入力電圧として印加される。FET1aは、ゲート端子に印加されたパルス電圧にしたがって、一次巻線に印加される入力電圧をスイッチングする。これにより、トランスT1aの二次巻線には交流の出力電圧が誘起される。パルス電圧は制御部29の出力ポートCLK1から出力される。ダイオードD1aとコンデンサC2aは交流を直流に変換する整流平滑回路102aを形成している。ダイオードD1aはこの出力電圧を整流する整流素子である。コンデンサC2aは整流された出力電圧を平滑化する平滑素子である。これにより、直流の正バイアスが生成される。
In the
電圧検知回路101aは、電解コンデンサC1aの両端に生じる入力電圧Vin_trPを検知して、検知結果(検知電圧Vin_tr)を制御部29の入力ポートAD1に出力する。電圧検知回路101aは抵抗R1、R2により形成されている。
The
電圧生成回路160aは入力電圧Vin_trPを生成する回路である。電圧生成回路160aは電解コンデンサC1aをチャージすることで、電解コンデンサC1aの両端電圧を入力電圧Vin_trPにする。制御部29の出力ポートPWM1は正バイアスの値に対応したデューティ比のパルス電圧を出力する。このデューティ比は二次転写バイアスVtrの目標電圧を示している。抵抗R3とコンデンサC3はこのパルス電圧を整流および平滑化して直流電圧を生成し、オペアンプOpの−端子に直流電圧を印加する。抵抗R4、R5、R6および電源電圧Vccは二次転写バイアスVtrを分圧する分圧回路を形成している。二次転写バイアスVtrに比例した電圧がオペアンプOpの+端子に印加される。オペアンプOpは+端子に入力される電圧が−端子に対して仮想接地の関係を満たすように、オペアンプOpは出力電圧を調整する。オペアンプOpからの出力電流によりトランジスタTr1がONする。オペアンプOpの出力電圧に対してトランジスタTr1のベースエミッタ間電圧Vbeだけ降下した電圧Vin_trPが電解コンデンサC1aに印加される。このように、二次転写バイアスVtrが目標電圧となるようにフィードバック制御が実行される。
The
電源回路155bにおいてトランスT1bの一次巻線には、電解コンデンサC1bの両端電圧が入力電圧として印加される。FET1bは、ゲート端子に印加されたパルス電圧にしたがって、一次巻線に印加される入力電圧をスイッチングする。これにより、トランスT1bの二次巻線には交流の出力電圧が誘起される。ゲート端子に印加されるパルス電圧は制御部29の出力ポートCLK2から出力される。ダイオードD1bとコンデンサC2bは交流を直流に変換する整流平滑回路102bを形成している。ダイオードD1bはこの出力電圧を整流する整流素子である。コンデンサC2bは整流された出力電圧を平滑化する平滑素子である。これにより、直流の負バイアスが生成される。電圧生成回路160bは出力ポートPWM2から出力されるパルス電圧にしたがって入力電圧を生成し、電解コンデンサC1bに印加する。電圧生成回路160bの構成と動作とは電圧生成回路160aと同一または類似しているため、その説明は省略される。
In the
電源回路155cにおいてトランスT1cの一次巻線には、電解コンデンサC1cの両端電圧が入力電圧Vin_disPとして印加される。FET1cは、ゲート端子に印加されたパルス電圧にしたがって、一次巻線に印加される入力電圧をスイッチングする。これにより、トランスT1cの二次巻線には交流の出力電圧が誘起される。ゲート端子に印加されるパルス電圧は制御部29の出力ポートCLK2から出力される。ダイオードD1cとコンデンサC2cは交流を直流に変換する整流平滑回路102cを形成している。ダイオードD1cはこの出力電圧を整流する整流素子である。コンデンサC2cは整流された出力電圧を平滑化する平滑素子である。これにより、直流の除電バイアスが生成される。電圧生成回路160cは出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧にしたがって入力電圧を生成し、電解コンデンサC1cに印加する。電圧生成回路160cの構成と動作とは電圧生成回路160aと同一または類似しているため、その説明は省略される。
In the
<除電部材の経年変化>
画像形成装置100が長年にわたって画像を形成すると、除電部材27が経年変化する。経年変化とは、たとえば、“先端形状の変形”または“紙粉の付着”である。画像形成プロセスにおいて二次転写ローラ16と除電部材27との間で放電が発生する。この放電により“先端形状の変形”が生じる。画像形成装置100が工場か出荷された状態である初期状態において、除電部材27の先端形状は鋭利である。しかし、長年にわたる放電によって先端形状が徐々に丸みを帯びる。これにより、除電部材27の先端位置も変わる。つまり、シートSと除電部材27との距離が初期距離よりも長くなる。“紙粉の付着”とは、除電部材27の近くをシートSが通過することでシートSの紙粉が除電部材27に付着することである。これにより、除電部材27の抵抗値が上昇する。
<Aging of static elimination member>
When the
これら2つの経年変化は、画像形成装置100が設置される環境、シートSの紙種、および印刷枚数などの複数の条件に依存する。これらの経年変化を予測して除電バイアスを正確に制御することは難しい。
These two secular changes depend on a plurality of conditions such as the environment in which the
<除電バイアスの決定>
除電部材27の経年変化に伴い、除電部材27の設計時に想定された除電性能や転写性能を満足させるために必要となる除電バイアスの値は変化する。そこで、CPU28は、経年変化の程度に応じて除電バイアスの値を設定する。必要な除電バイアスは放電開始電圧と相関する。放電開始電圧とは、二次転写ローラ16と除電部材27との間で放電が発生し始める電圧である。放電開始電圧が高くなると、除電バイアスも高くされなければならない。
<Determination of static elimination bias>
As the
CPU28は、電源装置30からの出力電圧と、電圧検知回路101aの検知結果との間の関係の変化に基づき、放電開始電圧を判別する。CPU28は、放電開始電圧が観測されたときに設定されていたデューティ比に基づき除電バイアスを決定する。これにより、除電部材27の経年変化に伴う課題が解決される。
The
<放電検知手法>
CPU28は、電源回路155aに二次転写バイアスVtrを可変出力させ、入力電圧Vin_trPを測定することで、放電検知を実行する。これは、出力ポートPWM1から出力されるパルス電圧を可変出力することで、検知電圧Vin_trを測定することに相当する。放電開始前における二次転写バイアスVtrと入力電圧Vin_trPとの関係はほぼ第一関係となる。その一方で、放電開始後における二次転写バイアスVtrと入力電圧Vin_trPとの関係はほぼ第二関係となる。第一関係と第二関係とが異なっていることを利用して、放電開始電圧が検知される。
<Discharge detection method>
The
CPU28があるデューティ比のパルス電圧を出力すると、二次転写正バイアスVtrがデューティ比に対応した目標電圧に一致するように、電源回路155aは入力電圧Vin_trPを調整する。放電が開始されると、図2に示された経路Paに沿って放電電流が流れる。経路Paに沿って流れる出力電流が増えると、電源回路155aの出力負荷が増える。出力負荷が増えると入力電圧Vin_trPが高くなる。入力電圧Vin_trPが高くなると、検知電圧Vin_trも高くなる。非放電状態と放電状態との境界において、デューティ比の変化量に対する検知電圧Vin_trの変化量が大きくなる。CPU28は、デューティ比を徐々に増加させながら検知電圧Vin_trの変化量を監視し、この監視結果に基づき放電の発生を検知する。
When the
<放電検知シーケンス>
●CPUの機能
図3はCPU28が制御プログラムを実行することで実現される機能を示している。なお、破線で示された機能については実施例4において説明される。負荷判定部301は、放電開始電圧など、負荷の経年変化に依存した負荷の変動を判定する。設定部302はパルス電圧のデューティ比を設定する。画像形成が指示されると、設定部302は画像形成用のデューティ比を設定する。放電検知が指示されると、設定部302は初期値(例:10%)から最終値(例:100%)まで所定量(例:10%)ずつデューティ比を徐々に増加させる。出力ポートPWM1は、設定部302により設定されたデューティ比を有するパルス電圧を生成して出力する。取得部303は入力ポートAD1を通じて検知電圧Vin_trを取得し、記憶装置31のRAM領域に格納する。差分演算部304は、検知電圧Vin_trの変化量を演算する。放電検知部305は、検知電圧Vin_trの変化量に基づき放電開始電圧を検知する。調整部306は放電開始電圧に基づき除電バイアスの目標電圧を調整する。これにより、除電部材27の経年変化の程度に応じて除電バイアスの目標電圧が適切に決定される。
<Discharge detection sequence>
● CPU Functions FIG. 3 shows functions realized by the
●フローチャート
図4は放電検知を含む除電バイスの決定方法(負荷判定方法)を示すフローチャートである。CPU28は、開始条件が満たされると、負荷判定方法を開始する。開始条件は、たとえば、操作部32を通じて開始を指示されたこと、または、画像形成枚数が所定枚数(例:1000枚ごと)に達したことである。
● Flow chart FIG. 4 is a flowchart showing a method of determining a static elimination vise (load determination method) including discharge detection. When the start condition is satisfied, the
S401でCPU28(設定部302)は出力ポートPWM1から出力されるパルス電圧のデューティ比を初期値に設定する。S402でCPU28は設定されたデューティ比を有するパルス電圧を出力ポートPWM1から出力する。
In S401, the CPU 28 (setting unit 302) sets the duty ratio of the pulse voltage output from the output port PWM1 to the initial value. In S402, the
図5(A)は放電検知シーケンスにおける二次転写バイアスVtrの推移を示している。横軸は時間を示している。この例では時刻t1に初期値のデューティ比を有するパルス電圧の出力が開始されている。CPU28は、時間間隔Δtごとにデューティ比を増加させている。そのため、時間間隔Δtごとに二次転写バイアスVtrも増加している。時間間隔Δtは、パルス電圧のデューティ比を変更してから、検知電圧Vin_trが安定するまでに要する時間以上に設定されている。図5(A)が示すように、デューティ比が所定値ずつ増加されれば、二次転写バイアスVtrも所定電圧ずつ増加する。
FIG. 5A shows the transition of the secondary transfer bias Vtr in the discharge detection sequence. The horizontal axis shows time. In this example, the output of the pulse voltage having the duty ratio of the initial value is started at time t1. The
図5(B)は放電検知シーケンスにおける検知電圧Vin_trの推移を示している。横軸は時間を示している。たとえば、電源電圧Vccは24[V]である。検知電圧Vin_trの可変範囲は0[V]から20[V]まである。二次転写バイアスVtrの可変範囲は0[V]から5000[V]までである。デューティ比は0%から100%までの範囲で設定可能である。出力ポートPWM1から出力されるパルス電圧の周波数は80[kHz]である。出力ポートCLK1から出力されるパルス電圧の周波数は50[kHz]である。出力ポートCLK1から出力されるパルス電圧のデューティ比は25%(固定値)である。 FIG. 5B shows the transition of the detection voltage Vin_tr in the discharge detection sequence. The horizontal axis shows time. For example, the power supply voltage Vcc is 24 [V]. The variable range of the detection voltage Vin_tr is from 0 [V] to 20 [V]. The variable range of the secondary transfer bias Vtr is from 0 [V] to 5000 [V]. The duty ratio can be set in the range of 0% to 100%. The frequency of the pulse voltage output from the output port PWM1 is 80 [kHz]. The frequency of the pulse voltage output from the output port CLK1 is 50 [kHz]. The duty ratio of the pulse voltage output from the output port CLK1 is 25% (fixed value).
S403でCPU28(取得部303)は入力ポートAD1を通じて検知電圧Vin_trを取得し、記憶装置31に格納する。S404でCPU28(差分演算部304)は今回取得された検知電圧Vin_trについて変化量Δvin_trを取得し、記憶装置31に格納する。変化量Δvin_trとは、前回取得された検知電圧Vin_trと今回取得された検知電圧Vin_trとの差分である。 In S403, the CPU 28 (acquisition unit 303) acquires the detection voltage Vin_tr through the input port AD1 and stores it in the storage device 31. In S404, the CPU 28 (difference calculation unit 304) acquires the change amount Δvin_tr with respect to the detection voltage Vin_tr acquired this time and stores it in the storage device 31. The amount of change Δvin_tr is the difference between the detection voltage Vin_tr acquired last time and the detection voltage Vin_tr acquired this time.
S405でCPU28は検知電圧Vin_trについての測定が完了したかどうかを判定する。たとえば、出力ポートPWM1から出力されるパルス電圧のデューティ比が100%に達していれば、CPU28は測定が完了したと判定する。測定が完了していれば、CPU28はS406に進む。測定が完了していなければ、CPU28はS410に進む。S410でCPU28(設定部302)はデューティ比を所定値(例:10%)だけ増加させ、S403に進む。このように、測定が完了するまで、S403、S404、S405およびS410が繰り返し実行される。図5(B)によれば時刻t3において測定が完了している。
In S405, the
S406でCPU28(放電検知部305)は、取得された複数の変化量Δvin_trのうち最大の変化量(最大値)を取得する。S407でCPU28(放電検知部305)は最大値に対応するデューティ比を特定する。 In S406, the CPU 28 (discharge detection unit 305) acquires the maximum change amount (maximum value) among the acquired plurality of change amounts Δvin_tr. In S407, the CPU 28 (discharge detection unit 305) specifies the duty ratio corresponding to the maximum value.
図6(A)は記憶装置31に格納された検知電圧Vin_tr、変化量Δvin_trと、二次転写バイアスVtrを示している。この例では、変化量Δvin_trの最大値は3.0である。最大値に対応するデューティ比は60%である。図5(B)によれば、時刻t2において最大値が観測されている。放電開始電圧は3000[V]である。 FIG. 6A shows the detection voltage Vin_tr, the amount of change Δvin_tr, and the secondary transfer bias Vtr stored in the storage device 31. In this example, the maximum value of the amount of change Δvin_tr is 3.0. The duty ratio corresponding to the maximum value is 60%. According to FIG. 5B, the maximum value is observed at time t2. The discharge start voltage is 3000 [V].
S408でCPU28(調整部306)は最大値に基づき除電バイアスの目標値を決定する。図7(A)は放電開始時のデューティ比と除電バイアスの目標値との関係を記憶したテーブル700aを示しているテーブル700aは記憶装置31のROM領域に記憶されている。調整部306は、放電開始時のデューティ比に対応する目標値をテーブル700aから取得する。テーブル700aと同等の機能を有する数式が使用されてもよい。調整部306は、取得した目標値を、画像形成プロセスにおいて使用される除電バイアスの目標値として記憶装置31に格納する。図7(A)によれば、目標値は−2000[V]に設定される。CPU28は、出力ポートPWM3から所定のデューティ比を有するパルス電圧を出力する。所定のデューティ比は、目標値である−2000[V]に対応するデューティ比である。
In S408, the CPU 28 (adjusting unit 306) determines the target value of the static elimination bias based on the maximum value. FIG. 7A shows a table 700a that stores the relationship between the duty ratio at the start of discharge and the target value of the static elimination bias. The table 700a is stored in the ROM area of the storage device 31. The adjusting
<画像形成のための除電バイアスの決定>
除電バイアスの目標値と、放電開始時のデューティ比との間には相関関係がある。放電開始時のデューティ比が60%であった場合、60%に相当する二次転写バイアスVtrは3000[V]である。二次転写バイアスVtrは、二次転写ローラ16のローラ軸17と除電部材27との間に生じる電位差である。
<Determination of static elimination bias for image formation>
There is a correlation between the target value of the static elimination bias and the duty ratio at the start of discharge. When the duty ratio at the start of discharge is 60%, the secondary transfer bias Vtr corresponding to 60% is 3000 [V]. The secondary transfer bias Vtr is a potential difference generated between the roller shaft 17 of the
もし、放電開始時の二次転写バイアスVtrが4000[V]であった場合、除電部材27の経年変化はさらに進んでいることを意味する。つまり、1000[V]分だけ、二次転写ローラ16と除電部材27との間の抵抗値が高い(空間距離が広いまたは紙粉の付着量が多い)。同様に、除電部材27とシートSとの間の関係も、除電部材27の経年変化の影響を受ける。よって、除電部材27とシートSとの間の抵抗値もより高い。図6(A)および図7(A)によれば、放電開始電圧が4000[V]であれば、デューティ比は80%である。このデューティ比に対応する除電バイアスの目標値は−2400[V]である。このように、除電部材27の経年変化が進むにつれて、除電バイアスは増加される。テーブル700aは、予め実験またシミュレーションを実行することで作成されてもよい。
If the secondary transfer bias Vtr at the start of discharge is 4000 [V], it means that the secular change of the
[実施例2]
実施例1では、二次転写バイアスVtrを可変出力することで、放電開始電圧が探索されている。実施例2では、除電バイアスVdisを可変出力することでで、放電開始電圧が探索される。実施例2において実施例1と同一または類似する事項の説明は省略される。
[Example 2]
In the first embodiment, the discharge start voltage is searched for by variably outputting the secondary transfer bias Vtr. In the second embodiment, the discharge start voltage is searched for by variably outputting the static elimination bias Vdis. In the second embodiment, the description of the same or similar matters as the first embodiment is omitted.
<電圧検知回路>
図8は実施例2の電源装置30を示している。実施例1と比較して、電源回路155aから電圧検知回路101aが削除され、電源回路155cに電圧検知回路101cが追加されている。電圧検知回路101cの回路構成と電圧検知回路101aの回路構成とは共通である。電圧検知回路101cは、トランスT1cの入力電圧Vin_disPを検知し、入力電圧Vin_disPに比例した検知電圧Vin_disをCPU28の入力ポートAD3に出力する。
<Voltage detection circuit>
FIG. 8 shows the
<放電検知シーケンス>
図5(C)は実施例2の放電検知シーケンスにおける除電バイアスVdisの推移を示している。図5(D)は実施例2の放電検知シーケンスにおける検知電圧Vin_disの推移を示している。実施例2でも時間間隔Δtごとに出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧のデューティ比が増加されている。電源電圧Vccは24[V]である。検知電圧Vin_disの可変範囲は0[V]から20[V]までである。除電バイアスVdisの可変範囲は−4000[V]から0[V]まである。デューティ比は0%から100%までの範囲で設定可能である。初期値は10%である。増加量は10%である。出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧の周波数は80[kHz]である。出力ポートCLK3から出力されるパルス電圧の周波数は50[kHz]である。出力ポートCLK3から出力されるパルス電圧のデューティ比は25%(固定値)である。
<Discharge detection sequence>
FIG. 5C shows the transition of the static elimination bias Vdis in the discharge detection sequence of Example 2. FIG. 5D shows the transition of the detection voltage Vin_dis in the discharge detection sequence of the second embodiment. Also in the second embodiment, the duty ratio of the pulse voltage output from the output port PWM3 is increased every time interval Δt. The power supply voltage Vcc is 24 [V]. The variable range of the detection voltage Vin_dis is from 0 [V] to 20 [V]. The variable range of the static elimination bias Vdis is from -4000 [V] to 0 [V]. The duty ratio can be set in the range of 0% to 100%. The initial value is 10%. The amount of increase is 10%. The frequency of the pulse voltage output from the output port PWM3 is 80 [kHz]. The frequency of the pulse voltage output from the output port CLK3 is 50 [kHz]. The duty ratio of the pulse voltage output from the output port CLK3 is 25% (fixed value).
CPU28は時刻t11に放電検知シーケンスを開始する。S401ないしS405およびS410で、CPU28(設定部302、取得部303)は、出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧のデューティ比を徐々に増加させながら、検知電圧Vin_disを測定する。S404ではCPU28(差分演算部304)が検知電圧Vin_disの変化量Δvin_disを取得する。時刻t13において測定が完了する。S406でCPU28(放電検知部305)は、複数の変化量Δvin_disのうちで最大値を決定する。
The
図6(B)は記憶装置31に格納された検知電圧Vin_dis、変化量Δvin_dis、および除電バイアスVdisの関係を示している。S407でCPU28(放電検知部305)は、最大値に対応するデューティ比を特定する。図5(B)では、Δvin_disの最大値は2.0[V]である。最大値に対応する除電バイアスVdisは−3200[V]であり、これが放電開始電圧である。最大値に対応するデューティ比は80%である。図5(C)および図5(D)において時刻t12で変化量Δvin_disが最大値になっている。 FIG. 6B shows the relationship between the detection voltage Vin_dis, the amount of change Δvin_dis, and the static elimination bias Vdis stored in the storage device 31. In S407, the CPU 28 (discharge detection unit 305) specifies the duty ratio corresponding to the maximum value. In FIG. 5B, the maximum value of Δvin_dis is 2.0 [V]. The static elimination bias Vdis corresponding to the maximum value is -3200 [V], which is the discharge start voltage. The duty ratio corresponding to the maximum value is 80%. In FIGS. 5C and 5D, the amount of change Δvin_dis reaches the maximum value at time t12.
図8(B)は放電開始電圧に対応したデューティ比と除電バイアスの目標値とを保持するテーブル700bを示している。S408でCPU28(調整部306)は、特定されたデューティ比に基づき除電バイアスVdisを決定する。たとえば、調整部306は、デューティ比(例:80%)に対応する目標値をテーブル700bから取得する。この例では、除電バイアスVdisの目標値は−2000[V]である。この目標値が記憶装置31に保持され、画像形成プロセスで使用される。
FIG. 8B shows a table 700b that holds the duty ratio corresponding to the discharge start voltage and the target value of the static elimination bias. In S408, the CPU 28 (adjusting unit 306) determines the static elimination bias Vdis based on the specified duty ratio. For example, the adjusting
このように、除電バイアスのみを可変出力することで、放電開始電圧が判別される。また、放電開始電圧に対応する適切な除電バイアスVdisの目標値が決定される。 In this way, the discharge start voltage is determined by variably outputting only the static elimination bias. Further, an appropriate target value of the static elimination bias Vdis corresponding to the discharge start voltage is determined.
[実施例3]
実施例3ではCPU28が、二次転写バイアスVtrと除電バイアスVdisの両方を出力して放電開始電圧を判別する。ただし、CPU28は、二次転写バイアスVtrを一定に維持するが、除電バイアスVdisを可変制御する。CPU28は、検知電圧Vin_trに基づき放電開始電圧または放電開始デューティ比を検知する。実施例3では図2に示された電源装置30が使用される。実施例3において実施例1、2と同一または類似する事項の説明は省略される。
[Example 3]
In the third embodiment, the
<放電検知手法>
二次転写バイアスVtrを一定に維持しつつ、除電バイアスVdisのみを増加させて行くと、放電が起きる。経路Paで流れる出力電流が増えるため、電源回路155aの出力負荷が増える。出力負荷が増えると二次転写バイアスVin_trが高くなる。非放電状態と放電状態との境界では、出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧のデューティ比の変化量にして検知電圧Vin_trの変化量が大きくなる。つまり、電源回路155cの入力の変化量に対して、電源回路155aの出力の変化量が大きくなる。よって、CPU28は検知電圧Vin_trの傾きの変化に基づき放電を検知できる。
<Discharge detection method>
Discharge occurs when only the static elimination bias Vdis is increased while maintaining the secondary transfer bias Vtr constant. Since the output current flowing in the path Pa increases, the output load of the
<放電検知シーケンス>
S401でCPU28は、出力ポートPWM1から出力されるパルス電圧のデューティ比を初期値に設定するとともに、出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧のデューティ比を初期値に設定する。S402でCPU28は出力電圧である二次転写バイアスVtrと除電バイアスVdisの生成を開始する。
<Discharge detection sequence>
In S401, the
図9(A)は実施例3における二次転写バイアスVtrの推移を示している。図9(B)は実施例3における検知電圧Vin_trの推移を示している。図9(C)は実施例3における除電バイアスVdisの推移を示している。図9(D)は実施例3における検知電圧Vin_disの推移を示している。ここでは、時刻t21において放電検知シーケンスが開始されている。時刻t21において除電バイアスVdisは−400[V]である。二次転写バイアスVtrは1500[V]である。図9(A)が示すように二次転写バイアスVtrは一定に維持されている。これは、出力ポートPWM1から出力されるパルス電圧のデューティ比が初期値に固定されているからである。この例では、時刻t22において放電が開始されている。図9(D)が示すように、時刻t22で変化量Δvin_disが増加している。なお、図9(B)が示すように、時刻t22で入力電圧Vin_trが変化する。つまり、変化量Δvin_trが増加する。 FIG. 9A shows the transition of the secondary transfer bias Vtr in Example 3. FIG. 9B shows the transition of the detection voltage Vin_tr in the third embodiment. FIG. 9C shows the transition of the static elimination bias Vdis in Example 3. FIG. 9D shows the transition of the detection voltage Vin_dis in the third embodiment. Here, the discharge detection sequence is started at time t21. At time t21, the static elimination bias Vdis is −400 [V]. The secondary transfer bias Vtr is 1500 [V]. As shown in FIG. 9A, the secondary transfer bias Vtr is kept constant. This is because the duty ratio of the pulse voltage output from the output port PWM1 is fixed to the initial value. In this example, the discharge is started at time t22. As shown in FIG. 9D, the amount of change Δvin_dis increases at time t22. As shown in FIG. 9B, the input voltage Vin_tr changes at time t22. That is, the amount of change Δvin_tr increases.
S403でCPU28は検知電圧Vin_trを取得する。S404でCPU28は変化量Δvin_trを取得し、RAM領域に格納する。S405でCPU28は測定が完了したかどうかを判定する。測定が完了していなければ、CPU28はS410に進み、出力ポートPWM3から出力されるパルス電圧のデューティ比を所定量(例:10%)だけ増加させる。その後、CPU28はS403に進む。デューティ比が100%になると、CPU28は、S406に進む。
In S403, the
S406でCPU28は、複数の変化量Δvin_trのうち最大値を特定する。図10はRAM領域に格納されたデューティ比とΔvin_trの関係を示している。ここでは、補足的に、Vin_tr、Vdis、Vin_disとΔvin_disも示されている。図10によれば、最大値は2.2[V]である。Δvin_trが2.2[V]となるときの除電バイアスである−1600[V]が放電開始電圧である。
In S406, the
S407でCPU28は最大値に対応するデューティ比を特定する。図10によれば、最大値をもたらしたデューティ比は40%である。これは放電開始デューティ比と呼ばれてもよい。図9(B)では時刻t22でデューティ比が40%に設定され、放電が開始されている。
In S407, the
S408でCPU28は特定されたデューティ比に基づき除電バイアスを決定する。図7(C)はデューティ比と除電バイアスの目標値との関係を保持したテーブル700cを示している。テーブル700cは予め記憶装置31に記憶されている。CPU28は、特定されたデューティ比に基づきテーブル700cを参照し、特定されたデューティ比に対応する目標値を取得する。この例では、デューティ比が40%であるため、画像形成プロセスで使用される除電バイアスの目標値は−2000[V]に決定される。
In S408, the
実施例3は実施例1、2と比較して放電開始電圧の検知精度が向上しうる。トランスT1aの入出力電圧特性とトランスT1cの入出力電圧特性が異なることがある。たとえば、トランスT1aについては、出力電圧の変化に対する入力電圧の変化が大きい。トランスT1cについては、出力電圧の変化に対する入力電圧の変化が小さい。この場合、放電開始時における変化量Δvin_trは大きいが、変化量Δvin_disは小さくなる。つまり、実施例2のように変化量Δvin_disに着目して放電開始電圧を判別する手法は不利となろう。一方、実施例3のように複数の高電圧を出力すると、電源回路155aから見た負荷が増える。つまり、検知電圧Vin_disだけではなく、検知電圧Vin_trも変化する。トランスT1aは出力電圧の変化に対する入力電圧の変化がトランスT1cに比べて大きい。Vin_trの変化量はVin_disの変化量に比べて大きくなる。よって、変化量Δvin_trに基づき放電開始電圧を判別する実施例3は有利である。
In Example 3, the detection accuracy of the discharge start voltage can be improved as compared with Examples 1 and 2. The input / output voltage characteristics of the transformer T1a and the input / output voltage characteristics of the transformer T1c may be different. For example, for the transformer T1a, the change in the input voltage is large with respect to the change in the output voltage. For the transformer T1c, the change in the input voltage with respect to the change in the output voltage is small. In this case, the amount of change Δvin_tr at the start of discharge is large, but the amount of change Δvin_dis is small. That is, the method of determining the discharge start voltage by paying attention to the amount of change Δvin_dis as in the second embodiment would be disadvantageous. On the other hand, when a plurality of high voltages are output as in the third embodiment, the load seen from the
電源回路155aと電源回路155cのどちらに電圧検知回路101を設けるべきかは、トランスT1aとトランスT1cの入出力電圧特性に依存する。よって、画像形成装置100の設計時に、トランスT1aの入出力電圧特性とトランスT1cの入出力電圧特性とを比較することで、電圧検知回路101を実装すべき電源回路が決定されてもよい。
Whether the
実施例3では、除電バイアスを段階的に変えたときの変化量Δvin_trに基づき放電開始電圧が判別されている。逆に、除電バイアスを一定に維持しつつ、二次転写正バイアスが段階的に変更されて、変化量Δvin_trまたは変化量Δvin_disに基づき放電開始電圧が判別されてもよい。 In the third embodiment, the discharge start voltage is determined based on the amount of change Δvin_tr when the static elimination bias is changed stepwise. On the contrary, the secondary transfer positive bias may be changed stepwise while keeping the static elimination bias constant, and the discharge start voltage may be determined based on the change amount Δvin_tr or the change amount Δvin_dis.
[実施例4]
実施例4は、電圧検知回路を含む電源回路を用いて出力端に生じる異常な負荷変動を検知する手法に関する。実施例4において負荷変動とは電源回路の出力電圧を通じて観測可能な負荷変動である。たとえば、感光ドラム1の表面に傷穴が生じると、帯電ローラ2に帯電バイアスを供給する電源回路の出力電圧に負荷変動の影響が生じる。これは、感光ドラム1の表面のうち傷穴が存在する部分の抵抗値と傷穴が存在しない部分の抵抗値とが異なることが原因である。つまり、CPU28は、電源回路の出力電圧を監視することで、負荷の異常(例:感光ドラム1の表面に傷穴が生じたこと)を検知する。
[Example 4]
The fourth embodiment relates to a method of detecting an abnormal load fluctuation occurring at an output end by using a power supply circuit including a voltage detection circuit. In the fourth embodiment, the load fluctuation is a load fluctuation that can be observed through the output voltage of the power supply circuit. For example, if a scratch is formed on the surface of the
ここでは、感光ドラム1の中心軸が画像形成装置100のフレームグランドに接続されていることが前提とされている。正常な感光ドラム1はコンデンサとして機能する。なぜなら、正常な感光ドラム1が帯電すると、表面電位が帯電バイアスに応じた所定の電位になるからである。一方で傷穴が生じた表面の電位は感光ドラム1の中心軸と同電位に維持されてしまう。傷穴を有した感光ドラム1により形成された画像には、感光ドラム1の長手方向と平行な帯状の不良画像が生じる。そこで、CPU28は、実施例1〜3と同様に、帯電バイアスを生成する電源回路内の入力電圧を監視することで、感光ドラム1の故障を検知する。CPU28は、操作部32の表示装置に感光ドラム1(プロセスカートリッジ7)の故障を報知する。実施例4において実施例1〜3と同一または類似する事項についての説明は省略される。
Here, it is assumed that the central axis of the
図11は電源回路155dを説明する図である。電源回路155dにおいてトランスT1dの一次巻線には、電解コンデンサC1dにチャージされた電圧が入力電圧として印加される。FET1dは、ゲート端子に印加されたパルス電圧にしたがって、一次巻線に印加される入力電圧をスイッチングする。これにより、トランスT1dの二次巻線には交流の出力電圧が誘起される。FET1dに入力されるパルス電圧は制御部29の出力ポートCLK4から出力される。ダイオードD1dとコンデンサC2dは交流を直流に変換する回路を形成している。ダイオードD1dはこの出力電圧を整流する整流素子である。コンデンサC2dは整流された出力電圧を平滑化する平滑素子である。これにより、直流の負バイアスが生成される。ダイオードD1dとコンデンサC2dは整流平滑回路102dを形成している。電圧生成回路160dは出力ポートPWM4から出力されるパルス電圧にしたがって入力電圧を生成し、電解コンデンサC1dに印加する。電圧生成回路160dの構成と動作とは電圧生成回路160aと同一または類似しているため、その説明は省略される。
FIG. 11 is a diagram illustrating a
電圧検知回路101dの回路構成と電圧検知回路101aの回路構成とは共通である。電圧検知回路101dは、トランスT1dの入力電圧Vin_priPを検知し、入力電圧Vin_priPに比例した検知電圧Vin_priをCPU28の入力ポートAD4に出力する。
The circuit configuration of the
<負荷変動の検知手法>
図11が示すように、感光ドラム1は傷穴1100を有している。CPU28は帯電ローラ2に所定の帯電バイアスVpriを印加する。その一方で、CPU28(回転制御部307)がモータ33を駆動することで、感光ドラム1は矢印Bの方向に回転する。傷穴が帯電ローラ2に当接しているときに測定される検知電圧Vin_priと、傷穴が存在しない部分が帯電ローラ2に当接しているときに測定される検知電圧Vin_priとは異なる。CPU28は、電圧検知回路101dにより出力される検知電圧Vin_priを監視することで、負荷変動(傷穴1100の発生)を検知する。
<Load fluctuation detection method>
As shown in FIG. 11, the
帯電ローラ2に所定の帯電バイアスVpriが印加されると、経路Pcに沿って出力電流(負荷電流)が流れる。傷穴1100が帯電ローラ2に当接するタイミングでは負荷電流が増えるため、帯電バイアスVpriの出力端から見た出力負荷が増える。CPU28は、帯電バイアスVpriの目標電圧を設定するために、出力ポートPWM4から出力されるパルス電圧のデューティ比を決定する。
When a predetermined charging bias Vpri is applied to the charging
電源回路155dは、帯電バイアスVpriがデューティ比に対応する目標値に一致するよう、入力電圧Vin_priPを調整する(フィードバック制御)。出力負荷が増加したとしても帯電バイアスVpriを目標値に維持するためには、入力電圧Vin_priPが増加される必要がある。よって、CPU28は、入力電圧Vin_priPに相関した検知電圧Vin_priの変化を観測することで、負荷変動を認識できる。
The
<負荷異常の判別シーケンス>
図12は判別シーケンスにおける帯電バイアスVpriの推移と、検知電圧Vin_priの推移とを示している。この例では判別シーケンスにおいて感光ドラム1が二回転する。電源回路155dの電源電圧Vccは24[V]である。検知電圧Vin_priの可変範囲は0[V]から20[V]まである。帯電バイアスVpriの可変範囲は−1500[V]から0[V]まである。デューティ比の設定可能範囲は0%から100%まである。出力ポートPWM4から出力されるパルス電圧の周波数は80[kHz]である。出力ポートCLK4から出力されるパルス電圧の周波数は50[kHz]である。
<Load abnormality discrimination sequence>
FIG. 12 shows the transition of the charge bias Vpri and the transition of the detection voltage Vin_pri in the discrimination sequence. In this example, the
この例では時刻t31において帯電バイアスVpriの出力が開始されている。通常であれば検知電圧Vin_priは所定値(例:14V)に維持されるが、傷穴によって検知電圧Vin_priが高くなる。とりわけ、時刻t33、t34において検知電圧Vin_priの変動が検知される。時刻t35において判別シーケンスが完了する。以下で詳細に説明されるように、閾値決定部311は、時刻t31から時刻t32までの期間において検知電圧Vin_priに基づき判別閾値(例:14V)を決定する。閾値比較部312は、判別閾値と、検知電圧Vin_priの各サンプリング値とを比較することで、負荷の異常を判別する。
In this example, the output of the charging bias Vpri is started at time t31. Normally, the detection voltage Vin_pri is maintained at a predetermined value (eg 14V), but the detection voltage Vin_pri increases due to scratches. In particular, fluctuations in the detection voltage Vin_pri are detected at times t33 and t34. The discrimination sequence is completed at time t35. As will be described in detail below, the threshold
図13はCPU28が実行する判別シーケンス(負荷判定方法)を示すフローチャートである。判別シーケンスの開始条件が満たされると、CPU28は判別シーケンスを開始する。開始条件は、たとえば、操作部32から開始指示が入力されたことなどである。なお、判別シーケンスは画像形成装置100のクリーニングシーケンスに含まれてもよい。判別シーケンスは画像形成中に実行されてもよい。
FIG. 13 is a flowchart showing a discrimination sequence (load determination method) executed by the
S1301でCPU28(回転制御部307)はモータ33を起動することで感光ドラム1の回転を開始する。S1302でCPU28(設定部302)は二種類のパルス電圧のデューティ比を初期値に設定する。出力ポートPWM4から出力されるパルス電圧の初期値は、たとえば、70%である。出力ポートCLK4から出力されるパルス電圧のデューティ比は、たとえば、25%である。S1303でCPU28は設定されたデューティ比を有するパルス電圧を出力ポートPWM4と出力ポートCLK4から出力することで、出力電圧である帯電バイアスVpriの生成を開始する。
In S1301, the CPU 28 (rotation control unit 307) starts the rotation of the
S1304でCPU28(取得部303)は入力ポートAD4を通じて検知電圧Vin_priを取得し、記憶装置31に格納する。S1305でCPU28は検知電圧Vin_priについての測定が完了したかどうかを判定する。たとえば、検知電圧Vin_priの測定を開始したときを基準として感光ドラム1が二回転すると、CPU28は測定が完了したと判定する。二回転が完了したかどうは、検知電圧Vin_priの測定を開始したときからの経過時間が所定時間に達したかどうかに基づいて判定されてもよい。所定時間は、感光ドラム1が二回転するのに要する時間(回転周期の二倍)以上であればよい。たとえば、感光ドラム1の周長が90[mm]であり、回転速度が150rpm]である場合、感光ドラム1の回転周期は400[msec]である。傷穴1100の直径が0.5[mm]である場合、傷穴1100によって検知電圧Vin_priが変動する期間Δt3は2.22[msec]である。なお、検知電圧Vin_priの取得周期は1[msec]以下であればよい。測定が完了していなければ、CPU28はS1304に進む。測定が完了していれば、CPU28はS1306に進む。
In S1304, the CPU 28 (acquisition unit 303) acquires the detection voltage Vin_pri through the input port AD4 and stores it in the storage device 31. In S1305, the
S1306でCPU28は出力電圧である帯電バイアスVpriの生成を終了する。S1307でCPU28はモータ33を停止する。これにより、感光ドラム1も停止する。
At S1306, the
S1308でCPU28(閾値決定部311)は閾値Vthを決定する。たとえば、閾値決定部311は、時刻t31から時刻t32までの期間において取得された検知電圧Vin_priの平均値(例:14[V])にマージン値(例:3[V])を加算することで、閾値Vth(例:17[V])を決定する。閾値Vthは、異常と判別したい負荷変動の大きさに依存して決定されれば十分であろう。
In S1308, the CPU 28 (threshold value determination unit 311) determines the threshold value Vth. For example, the
S1309でCPU28(閾値比較部312)は異常条件が満たされたかどうかを判定する。異常条件は、たとえば、感光ドラム1がn回転する間に、n回の異常が発生したことである。図12ではnが2に設定される。つまり、二つの検知電圧Vin_priが閾値Vthを超えている場合、閾値比較部312は異常条件が満たされたと判定する。図12によれば時刻t33に測定された検知電圧Vin_priと時刻t34に測定された検知電圧Vin_priがそれぞれ閾値Vthを超えている。閾値比較部312は、検知電圧Vin_priが閾値Vthを超えた回数をカウントするカウンタを有していてもよい。この場合、閾値比較部312は、カウント値がカウント閾値(例:2回)を超えたかどうかを判定してもよい。カウント閾値は、検知電圧Vin_priのサンプリング周期と検知対象の傷穴の直径に応じて決定されるため、2回以上であってもよい。異常条件が満たされていなければ、CPU28はS1310をスキップする。異常条件が満たされていれば、CPU28はS1310に進む。
In S1309, the CPU 28 (threshold comparison unit 312) determines whether or not the abnormal condition is satisfied. The abnormality condition is, for example, that an abnormality has occurred n times while the
S1310でCPU28(報知部313)は異常を報知する。たとえば、報知部313は、操作部32の表示装置にプロセスカートリッジ7に異常が発生したことを示すコードまたはメッセージを出力する。報知部313は、操作部32の表示装置にプロセスカートリッジ7の点検、清掃または交換が必要であることを示すコードまたはメッセージを出力してもよい。
In S1310, the CPU 28 (notification unit 313) notifies the abnormality. For example, the
<まとめ>
[観点1]
トランスT1は一次巻線と二次巻線とを有し、一次巻線に入力された入力電圧を昇圧して二次巻線に出力する昇圧手段として機能する。整流平滑回路102は昇圧手段から出力された電圧に基づき負荷に供給される出力電圧を生成する電圧生成手段として機能する。電圧生成回路160は出力電圧が目標電圧となるように入力電圧を生成する電源として機能する。電圧検知回路101は入力電圧を検知する検知手段として機能する。CPU28および負荷判定部301は負荷の変動を判定する判定手段として機能する。CPU28および負荷判定部301は出力電圧を増加させながら入力電圧の増加を監視する。CPU28および負荷判定部301は、出力電圧の増加量と入力電圧の増加量とに基づき負荷の変動を判定する。たとえば、CPU28および負荷判定部301は、出力電圧の増加量と入力電圧の増加量との関係が所定関係を満たしているかどうかに基づき負荷の変動を判定する。このように、本願発明では電流検出回路を用いないため、安価に負荷を判定することが可能となる。
<Summary>
[Viewpoint 1]
The transformer T1 has a primary winding and a secondary winding, and functions as a boosting means for boosting the input voltage input to the primary winding and outputting it to the secondary winding. The rectifying and smoothing circuit 102 functions as a voltage generating means for generating an output voltage supplied to the load based on the voltage output from the boosting means. The voltage generation circuit 160 functions as a power source that generates an input voltage so that the output voltage becomes a target voltage. The voltage detection circuit 101 functions as a detection means for detecting the input voltage. The
[観点2]
CPU28は、出力電圧を一定の増加量ずつ繰り返し増加させながら入力電圧の変化量を繰り返し求めて行き、複数の変化量に基づき負荷の変動を判定してもよい。非放電状態と放電状態との境界で、出力電圧の増加量と入力電圧の変化量との関係が変化しうる。よって、この関係を利用することで、CPU28は、負荷の変動を判定してもよい。
[Viewpoint 2]
The
[観点3]
CPU28および調整部306は、負荷の変動に応じて目標電圧を調整する調整手段として機能してもよい。除電部材27に関する負荷抵抗が変化すると、除電バイアスの目標電圧も異なってくる。よって、負荷の変動に応じて目標電圧を調整することで、負荷に求められる性能(例:除電性能)が維持されるであろう。
[Viewpoint 3]
The
[観点4]
負荷の変動は負荷の経年変化に伴う負荷抵抗の変化であってもよい。除電部材27に関する負荷抵抗は、経年変化によって変化する。これは、除電部材27の先端の形状が変化したり、先端に紙粉が付着したりするからである。
[Viewpoint 4]
The fluctuation of the load may be a change in the load resistance with the aging of the load. The load resistance of the
[観点5]
実施例1乃至3で説明されたように、負荷抵抗の変化によって負荷に関する放電開始電圧が変化する。この特性に基づきCPU28は放電開始電圧を検出してもよい。
[Viewpoint 5]
As described in Examples 1 to 3, the discharge start voltage with respect to the load changes due to the change in the load resistance. The
[観点6]
電圧生成回路160は、目標電圧を設定するための制御パラメータ(例:デューティ比)にしたがって入力電圧を生成するように構成されている。CPU28は、放電開始電圧に対応する制御パラメータを特定し、特定された制御パラメータに応じて目標電圧を再設定してもよい。
[Viewpoint 6]
The voltage generation circuit 160 is configured to generate an input voltage according to a control parameter (eg, duty ratio) for setting a target voltage. The
[観点7]
テーブル700は、複数の制御パラメータと複数の目標電圧との関係を保持するテーブルの一例である。CPU28は、テーブル700を参照することで、特定された制御パラメータに対応する目標電圧を決定してもよい。これにより、簡単かつ正確に目標電圧が決定されるようになろう。
[Viewpoint 7]
Table 700 is an example of a table that holds the relationship between a plurality of control parameters and a plurality of target voltages. The
[観点8]
除電部材27は、負荷は画像形成装置の転写体からシートを分離するために当該シートに電圧を印加する印加部材の一例である。高電圧を印加される部材であれば、本発明は同様に適用可能である。
[Viewpoint 8]
The
[観点9]
実施例4で説明されたように、CPU28は、負荷としての回転体が所定の周回数にわたり回転している間に検知された負荷変動の発生回数と当該周回数とに基づき負荷の異常を判別する判別手段として機能する。これにより、負荷の異常が正確に検知されるようになろう。
[Viewpoint 9]
As described in the fourth embodiment, the
[観点10]
負荷は、回転体である感光ドラムと、感光ドラムの表面を帯電させる帯電器(例:帯電ローラ2)とを有してもよい。負荷の異常は感光ドラムの表面に傷穴1100が発生したことであってもよい。
[Viewpoint 10]
The load may have a photosensitive drum that is a rotating body and a charger (eg, charging roller 2) that charges the surface of the photosensitive drum. The abnormality of the load may be that a
[観点11]
二次転写ローラ16は転写電圧を印加されることで画像をシートに転写する転写手段として機能する。除電部材27は、シートの搬送方向において転写手段より下流側に設けられ、転写手段におけるシートの分離を促進するための分離促進電圧をシートに印加する印加部材として機能する。除電バイアスは分離促進電圧の一例である。電源回路155aは転写電圧を生成する第一生成部として機能する。電源回路155cは、分離促進電圧を生成する第二生成部として機能する。CPU28は、電源装置30を制御する制御手段として機能する。CPU28および負荷判定部301は印加部材の経年変化の程度を判定する判定手段として機能する。CPU28および負荷判定部301は出力電圧を増加させながら入力電圧の増加を監視し、出力電圧の増加量と入力電圧の増加量との関係が所定関係を満たしているかどうかに基づき印加部材の経年変化の程度を判定してもよい。たとえば、CPU28は、第一生成部および第二生成部とのうちの一方における出力電圧を増加させながら、第一生成部および第二生成部とのうちの他方における入力電圧の増加を監視する。CPU28は、この一方における出力電圧の増加量と他方における入力電圧の増加量との関係が所定関係を満たしているかどうかに基づき印加部材の経年変化の程度を判定してもよい。これにより安価に印加部材の経年変化の程度が判別可能となる。
[Viewpoint 11]
The
[観点12、13]
実施例1、3で説明されたように、出力電圧は転写電圧であってもよい。実施例2、3で説明されたように、出力電圧は分離促進電圧であってもよい。CPU28は第一生成部おける出力電圧を増加させながら、第二生成部における入力電圧の増加を監視してもよい。CPU28は第一生成部における出力電圧の増加量と第二生成部における入力電圧の増加量との関係が所定関係を満たしているかどうかに基づき印加部材の経年変化の程度を判定してもよい。CPU28は、第二生成部おける出力電圧を増加させながら、第一生成部における入力電圧の増加を監視してもよい。CPU28は第二生成部における出力電圧の増加量と第一生成部における入力電圧の増加量との関係が所定関係を満たしているかどうかに基づき印加部材の経年変化の程度を判定してもよい。
[
As described in Examples 1 and 3, the output voltage may be a transfer voltage. As described in Examples 2 and 3, the output voltage may be a separation promoting voltage. The
[観点14]
実施例1で説明されたように、CPU28は、印加部材の経年変化の程度に応じて分離促進電圧を調整してもよい。これにより、シートSが適切に転写手段から分離されるようになろう。
[Viewpoint 14]
As described in the first embodiment, the
[観点15]
モータ33は感光ドラム1を回転させるモータの一例である。帯電ローラ2は、帯電電圧を用いて感光ドラム1の表面を帯電させる帯電手段として機能する。CPU28および回転制御部307は、モータ33を制御して感光ドラム1を回転させる。CPU28は、入力電圧をサンプリングする。CPU28は、感光ドラム1が所定の周回数にわたり回転する間に入力電圧について取得された複数のサンプリング値のうち閾値を超えるサンプリング値の数に基づき感光ドラム1の異常を判定してもよい。これにより、感光ドラム1の異常を適切に検知することが可能となろう。
[Viewpoint 15]
The
[観点16]
CPU28は、感光ドラム1が所定の周回数にわたり回転する間に入力電圧について取得された複数のサンプリング値の統計値に基づき閾値Vthを決定する閾値決定手段として機能する。統計値は、たとえば、感光ドラム1が一回転またはn回転する間に取得された複数のサンプリング値の平均値であってもよい。図12が示すように、感光ドラム1が一回転する間に一回の検知電圧Vin_priの異常が発生する。感光ドラム1が一回転またはn回転する間に取得された複数のサンプリング値を平均することで、検知電圧Vin_priの異常が閾値Vthに影響しにくくなる。よって、適切な閾値Vthが得られやすくなろう。
[Viewpoint 16]
The
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the invention.
100:画像形成装置、T1:トランス、102:整流平滑回路、160:電圧生成回路、101:電圧検知回路、28:CPU 100: Image forming apparatus, T1: Transformer, 102: Rectifying and smoothing circuit, 160: Voltage generation circuit, 101: Voltage detection circuit, 28: CPU
Claims (16)
前記昇圧手段から出力された電圧に基づき負荷に供給される出力電圧を生成する電圧生成手段と、
前記出力電圧が目標電圧となるように前記入力電圧を生成する電源と、
前記入力電圧を検知する検知手段と、
前記負荷の変動を判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、前記出力電圧を増加させながら前記入力電圧の増加を監視し、前記出力電圧の増加量と前記入力電圧の増加量とに基づき前記負荷の変動を判定することを特徴とする負荷判定装置。 A boosting means having a primary winding and a secondary winding, boosting the input voltage input to the primary winding and outputting it to the secondary winding.
A voltage generating means that generates an output voltage supplied to the load based on the voltage output from the boosting means, and
A power supply that generates the input voltage so that the output voltage becomes the target voltage,
A detection means for detecting the input voltage and
It has a determination means for determining the fluctuation of the load.
The determination means monitors an increase in the input voltage while increasing the output voltage, and determines the fluctuation of the load based on the increase amount of the output voltage and the increase amount of the input voltage. Judgment device.
前記調整手段は、前記放電開始電圧に対応する前記制御パラメータを特定し、前記特定された制御パラメータに応じて前記目標電圧を再設定するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の負荷判定装置。 The power supply is configured to generate the input voltage according to control parameters for setting the target voltage.
The fifth aspect of the present invention is characterized in that the adjusting means is configured to specify the control parameter corresponding to the discharge start voltage and reset the target voltage according to the specified control parameter. The load determination device described.
前記調整手段は、前記テーブルを参照することで、前記特定された制御パラメータに対応する目標電圧を決定することを特徴とする請求項6に記載の負荷判定装置。 It also has a table that holds the relationship between multiple control parameters and multiple target voltages.
The load determination device according to claim 6, wherein the adjusting means determines a target voltage corresponding to the specified control parameter by referring to the table.
前記負荷の異常は前記感光ドラムの表面に傷穴が発生したことであることを特徴とする請求項9に記載の負荷判定装置。 The load has a photosensitive drum that is a rotating body and a charger that charges the surface of the photosensitive drum.
The load determination device according to claim 9, wherein the load abnormality is that a scratch is generated on the surface of the photosensitive drum.
前記シートの搬送方向において前記転写手段より下流側に設けられ、前記転写手段における前記シートの分離を促進するための分離促進電圧を前記シートに印加する印加部材と、
前記転写電圧を生成する第一生成部と、
前記分離促進電圧を生成する第二生成部と、
前記第一生成部および前記第二生成部を制御する制御手段と、を有し、
前記第一生成部および前記第二生成部はそれぞれ、
一次巻線と二次巻線とを有し、前記一次巻線に入力された入力電圧を昇圧して前記二次巻線に出力する昇圧手段と、
前記昇圧手段から出力された電圧に基づき出力電圧を生成する電圧生成手段と、
前記出力電圧が目標電圧となるように前記入力電圧を生成する電源と、
前記入力電圧を検知する検知手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記印加部材の経年変化の程度を判定する判定手段を有し、
前記判定手段は、前記第一生成部および前記第二生成部とのうちの一方における前記出力電圧を増加させながら、前記第一生成部および前記第二生成部とのうちの他方における前記入力電圧の増加を監視し、前記一方における前記出力電圧の増加量と前記他方における前記入力電圧の増加量とに基づき前記印加部材の経年変化の程度を判定することを特徴とする画像形成装置。 A transfer means that transfers an image to a sheet by applying a transfer voltage,
An application member provided on the downstream side of the transfer means in the transport direction of the sheet and applying a separation promoting voltage to the sheet to promote separation of the sheet in the transfer means.
The first generation unit that generates the transfer voltage and
The second generation unit that generates the separation promotion voltage and
It has a first generation unit and a control means for controlling the second generation unit.
The first generation unit and the second generation unit are each
A boosting means having a primary winding and a secondary winding, boosting the input voltage input to the primary winding and outputting it to the secondary winding.
A voltage generating means that generates an output voltage based on the voltage output from the boosting means, and
A power supply that generates the input voltage so that the output voltage becomes the target voltage,
It has a detection means for detecting the input voltage and
The control means
It has a determination means for determining the degree of aging of the applied member.
The determination means increases the output voltage in one of the first generation unit and the second generation unit, while increasing the input voltage in the other of the first generation unit and the second generation unit. An image forming apparatus, characterized in that the increase in the output voltage is monitored and the degree of aging of the applied member is determined based on the increase in the output voltage on the one side and the increase in the input voltage on the other side.
前記感光ドラムを回転させるモータと、
帯電電圧を用いて前記感光ドラムの表面を帯電させる帯電手段と、
一次巻線と二次巻線とを有し、前記一次巻線に入力された入力電圧を昇圧して前記二次巻線に出力する昇圧手段と、
前記昇圧手段から出力された電圧に基づき帯電電圧を生成する電圧生成手段と、
前記帯電電圧が目標電圧となるように前記入力電圧を生成する電源と、
前記入力電圧を検知する検知手段と、
制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記モータを制御して前記感光ドラムを回転させ、
前記感光ドラムが所定の周回数にわたり回転する間に前記入力電圧について取得された複数のサンプリング値のうち閾値を超えるサンプリング値の数に基づき前記感光ドラムの異常を判定することを特徴とする画像形成装置。 Photosensitive drum and
A motor that rotates the photosensitive drum and
A charging means for charging the surface of the photosensitive drum using a charging voltage, and
A boosting means having a primary winding and a secondary winding, boosting the input voltage input to the primary winding and outputting it to the secondary winding.
A voltage generating means that generates a charging voltage based on the voltage output from the boosting means, and
A power supply that generates the input voltage so that the charging voltage becomes the target voltage,
A detection means for detecting the input voltage and
With control means,
The control means
By controlling the motor to rotate the photosensitive drum,
Image formation characterized in that an abnormality of the photosensitive drum is determined based on the number of sampling values exceeding a threshold value among a plurality of sampling values acquired for the input voltage while the photosensitive drum rotates for a predetermined number of revolutions. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019142520A JP2021026080A (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Load determination device and image forming device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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