JP2024031576A - High-voltage power supply device and image forming apparatus - Google Patents

High-voltage power supply device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2024031576A
JP2024031576A JP2022135222A JP2022135222A JP2024031576A JP 2024031576 A JP2024031576 A JP 2024031576A JP 2022135222 A JP2022135222 A JP 2022135222A JP 2022135222 A JP2022135222 A JP 2022135222A JP 2024031576 A JP2024031576 A JP 2024031576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transformer
output
high voltage
secondary transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022135222A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
敏 小河原
Satoshi Ogawara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2022135222A priority Critical patent/JP2024031576A/en
Publication of JP2024031576A publication Critical patent/JP2024031576A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-voltage power supply device that, in switching the polarity of high output voltage, can prevent a delay in start-up of bias and overshoot after the switching.
SOLUTION: A high-voltage power supply device has: a first transformer; first driving means that is connected with the transformer; first rectification and smoothing means that rectifies and smooths a voltage transformed by the first transformer; a second transformer; second driving means that is connected with the transformer; second rectification and smoothing means that rectifies and smooths a voltage transformed by the second transformer; an output voltage detection unit that detects output voltages rectified and smoothed by the first and second rectification and smoothing means; a control unit; and a transformer input voltage control circuit that generates transformer input voltage to be supplied to second input terminals of the first and second transformers. The high-voltage power supply device includes a voltage limit determination circuit that, when a result of detection performed by the output voltage detection unit is deviated from an output preset voltage by a predetermined amount or more, stops a driving pulse (POS_CLK) and a driving pulse (NEG_CLK).
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、高圧電源装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a high voltage power supply device and an image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置では、一般的に帯電、露光、現像、転写と定着の工程を経て記録紙上への画像形成が行われる。 In an electrophotographic image forming apparatus, an image is generally formed on recording paper through the steps of charging, exposure, development, transfer, and fixing.

上記画像形成装置は、像担持体である例えば感光体ドラムの周縁部に備えられた転写ローラに高電圧(以下高圧と記載)を供給するための高圧電源装置を備えている。 The image forming apparatus includes a high voltage power supply device for supplying a high voltage (hereinafter referred to as high voltage) to a transfer roller provided at the peripheral edge of an image bearing member, such as a photosensitive drum.

画像形成装置の画像形成動作時、記録紙が像担持体と転写ローラ間を通過するタイミングで高圧電源装置により像担持体上に形成されたトナー像と逆極性の高圧を転写ローラ供給することで像担持体上のトナー像が記録紙上に転写される。 During the image forming operation of the image forming apparatus, when the recording paper passes between the image bearing member and the transfer roller, the high voltage power supply unit supplies high voltage to the transfer roller with the opposite polarity to the toner image formed on the image bearing member. The toner image on the image carrier is transferred onto recording paper.

図6は二次転写ローラに高圧を供給する従来例1の二次転写用高圧電源装置60の回路ブロック図であり、二転高圧制御部11、正の高圧生成部12、正バイアストランス入力電圧制御回路12a、負の高圧生成部13、負バイアストランス入力電圧制御回路13a、負荷電圧検出回路14、負荷電流検出回路15から構成されている。 FIG. 6 is a circuit block diagram of a secondary transfer high voltage power supply device 60 according to conventional example 1 that supplies high voltage to the secondary transfer roller, including a secondary transfer high voltage control section 11, a positive high voltage generation section 12, and a positive bias transformer input voltage. It is composed of a control circuit 12a, a negative high voltage generation section 13, a negative bias transformer input voltage control circuit 13a, a load voltage detection circuit 14, and a load current detection circuit 15.

正の高圧生成部12は、周波数、デューティ固定のPOS_CLKによりFET Q21のゲートを駆動する。FET Q21のドレインは高圧トランス12cの一次巻線及び共振用コンデンサC21と接続されている。高圧トランス12cの一次巻線の他端はトランジスタQ11、コンデンサC12、ダイオードD11に接続される。 The positive high voltage generator 12 drives the gate of the FET Q21 using POS_CLK with a fixed frequency and duty. The drain of FET Q21 is connected to the primary winding of high voltage transformer 12c and resonance capacitor C21. The other end of the primary winding of the high voltage transformer 12c is connected to a transistor Q11, a capacitor C12, and a diode D11.

電解コンデンサC12は高圧トランス12cの一次巻線に入力する電圧を安定した直流電圧にするための平滑コンデンサである。このように高圧トランス12cの一次巻線を制御信号POS_CTRLのレベルに基づいた所定の制御電圧で駆動することにより高圧トランス12cの出力端子Voutには、制御電圧に相当する高圧DCバイアスが出力される。 The electrolytic capacitor C12 is a smoothing capacitor for making the voltage input to the primary winding of the high voltage transformer 12c a stable DC voltage. In this way, by driving the primary winding of the high voltage transformer 12c with a predetermined control voltage based on the level of the control signal POS_CTRL, a high voltage DC bias corresponding to the control voltage is output to the output terminal Vout of the high voltage transformer 12c. .

負の高圧生成部13は周波数、デューティ固定のクロック信号NEG_CLKにてFET Q61のゲートを駆動する。FET Q61のドレインは高圧トランス13cの一次巻線及び共振用コンデンサC61と接続されている。高圧トランス13cの一次巻線の他端はトランジスタQ51、コンデンサC52、ダイオードD51に接続される。 The negative high voltage generator 13 drives the gate of the FET Q61 using a clock signal NEG_CLK with a fixed frequency and duty. The drain of FET Q61 is connected to the primary winding of high voltage transformer 13c and resonance capacitor C61. The other end of the primary winding of the high voltage transformer 13c is connected to a transistor Q51, a capacitor C52, and a diode D51.

電解コンデンサC52は高圧トランス13cの一次巻線に入力する電圧を安定した直流電圧にするための平滑コンデンサである。このように高圧トランス13cの一次巻線を制御信号NEG_CTRLのレベルに基づいた所定の制御電圧で駆動することにより高圧トランス13cの出力端子Voutには、制御電圧に相当する高圧DCバイアスが出力される。 The electrolytic capacitor C52 is a smoothing capacitor for making the voltage input to the primary winding of the high voltage transformer 13c a stable DC voltage. In this way, by driving the primary winding of the high voltage transformer 13c with a predetermined control voltage based on the level of the control signal NEG_CTRL, a high voltage DC bias corresponding to the control voltage is output to the output terminal Vout of the high voltage transformer 13c. .

抵抗R41、R42は、高圧バイアス出力電圧検出用抵抗であり、二次転写高圧制御部11のVsns端子に接続される。Isns端子は負荷電流検出出力端子であり、負荷電流検出回路15は、抵抗R81、電流検出用オペアンプIC3、基準電圧DC1にて構成される。この回路に基準電圧はVsであり、負荷電流“零”にてVsを示し正負荷電流が大きくなるに従い電圧は増加する。又、負荷電流が大きくなった場合には電圧は減少する。 Resistors R41 and R42 are high voltage bias output voltage detection resistors, and are connected to the Vsns terminal of the secondary transfer high voltage control section 11. The Isns terminal is a load current detection output terminal, and the load current detection circuit 15 includes a resistor R81, a current detection operational amplifier IC3, and a reference voltage DC1. The reference voltage for this circuit is Vs, which shows Vs when the load current is "zero" and increases as the positive load current increases. Also, when the load current increases, the voltage decreases.

図7は二次転写ローラに高圧を供給する従来例2の二次転写用高圧電源装置70の回路ブロック図であり、二転高圧制御部11、正の高圧生成部12、負の高圧生成部13、負荷電圧検出回路14、負荷電流検出回路15、トランス入力電圧制御回路17から構成されている。従来例2の構成で従来例1と異なるのは、従来例1が正の高圧生成部12と負の高圧生成部13の各々にトランス入力電圧制御回路12a、13aを備えているのに対し、従来例2はトランス入力電圧制御回路17を正の高圧生成部12と負の高圧生成部13で共用している点である。従来例2の回路では、トランス入力電圧制御回路17を共用しているため、従来例1に比べ回路が簡素化されているのでダウンサイジングやコストダウンが可能となる。 FIG. 7 is a circuit block diagram of a secondary transfer high voltage power supply device 70 of conventional example 2 that supplies high voltage to the secondary transfer roller, including a secondary transfer high voltage control section 11, a positive high voltage generation section 12, and a negative high voltage generation section. 13, a load voltage detection circuit 14, a load current detection circuit 15, and a transformer input voltage control circuit 17. The difference in the configuration of Conventional Example 2 from Conventional Example 1 is that in Conventional Example 1, each of the positive high voltage generation section 12 and the negative high voltage generation section 13 is provided with transformer input voltage control circuits 12a and 13a. The conventional example 2 is that the transformer input voltage control circuit 17 is shared by the positive high voltage generation section 12 and the negative high voltage generation section 13. In the circuit of Conventional Example 2, since the transformer input voltage control circuit 17 is shared, the circuit is simplified compared to Conventional Example 1, and thus downsizing and cost reduction are possible.

特開2005-70083号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-70083

こうした電子写真プロセスの画像形成装置は、中間転写ベルトから記録材にトナー画像を転写するために二次転写ローラに正バイアスを供給しているが、二次転写ローラに付着したトナーを中間転写ベルトに移しクリーニングする場合や、複数の記録材に連続して画像形成を行う場合の記録材間(紙間)に相当する中間転写ベルト上の位置に形成された濃度検知用パッチトナー像が二次転写ローラ部を通過する際に二次転写ローラに転写されないようにするために行う処理等で二次転写ローラに負バイアス供給することがある。 Image forming apparatuses for such electrophotographic processes supply a positive bias to the secondary transfer roller in order to transfer the toner image from the intermediate transfer belt to the recording material. The density detection patch toner image formed at the position on the intermediate transfer belt corresponding to the space between the recording materials (paper gap) when transferring images to a secondary transfer belt for cleaning or when forming images on multiple recording materials continuously is Negative bias may be supplied to the secondary transfer roller in a process performed to prevent the image from being transferred to the secondary transfer roller when passing through the transfer roller section.

こうした処理を行う場合、二次転写高圧電源の出力極性を連続で切り替えているものもある。上述した従来例2の二次転写高圧電源装置において、高圧電源装置の出力電圧値の制御は高圧トランス12c及び高圧トランス13cの一次巻線に入力する電圧値を出力制御用オペアンプIC9で制御することにより行っている。 When performing such processing, some systems continuously switch the output polarity of the secondary transfer high voltage power source. In the secondary transfer high-voltage power supply device of conventional example 2 described above, the output voltage value of the high-voltage power supply device is controlled by controlling the voltage value input to the primary windings of the high-voltage transformer 12c and the high-voltage transformer 13c using the output control operational amplifier IC9. This is done by

この制御方式において高圧出力電圧の極性を正から負に切り替える制御を行う場合、極性切り替えのタイミングにおける高圧トランス12c及び高圧トランス13cの一次巻線への入力電圧は極性切り換えが行われる前の所望の正バイアスを出力するのに相当する電圧レベルになっている。極性切り換え後はこの高圧トランス12c及び13cの一次巻線への入力電圧を極性切り換えが行われた後の所望の負バイアスを出力するのに相当するレベルに変更する必要がある。 When performing control to switch the polarity of the high voltage output voltage from positive to negative in this control method, the input voltage to the primary windings of the high voltage transformer 12c and high voltage transformer 13c at the timing of polarity switching is the desired value before the polarity switching is performed. The voltage level is equivalent to outputting a positive bias. After polarity switching, it is necessary to change the input voltage to the primary windings of high voltage transformers 12c and 13c to a level corresponding to outputting the desired negative bias after polarity switching.

極性切り換え後の所望の負バイアスを出力するのに相当する高圧トランス12c及び13cの一次巻線への入力電圧レベルが極性切り換え前の所望の正バイアスを出力するのに相当する高圧トランス12c及び13cの一次巻線への入力電圧レベルより低い場合、極性切換直後の或る区間において高圧トランス13cへの供給電圧が過多状態となり、二次転写高圧出力Voutにオーバーシュートが発生する課題があった。 High voltage transformers 12c and 13c whose input voltage levels to the primary windings of high voltage transformers 12c and 13c are equivalent to outputting the desired negative bias after polarity switching are equivalent to outputting the desired positive bias before polarity switching. When the input voltage level is lower than the input voltage level to the primary winding, the voltage supplied to the high voltage transformer 13c becomes excessive in a certain section immediately after polarity switching, causing an overshoot in the secondary transfer high voltage output Vout.

図8は従来例2の高圧電源における出力極性切り替え制御のシーケンス図である。 FIG. 8 is a sequence diagram of output polarity switching control in the high voltage power supply of Conventional Example 2.

このシーケンスでは、二次転写高圧出力電圧を3000V出力している状態から所定時間T1の間出力電圧値を-600Vに極性を切り替えた後、再び出力電圧値を3000Vに極性切り替える制御を行っている。正バイアスから負バイアスへの極性切り替え時、正バイアス出力電圧設定信号CTRLの設定値を出力電圧3000Vから-600Vに切替える。 In this sequence, control is performed to switch the polarity of the output voltage value to -600V for a predetermined time T1 from a state where the secondary transfer high voltage output voltage is outputting 3000V, and then switch the polarity of the output voltage value to 3000V again. . When switching the polarity from positive bias to negative bias, the set value of the positive bias output voltage setting signal CTRL is switched from the output voltage 3000V to -600V.

先述したように極性切り換え後の所望の負バイアスを出力するのに相当する高圧トランス12c及び13cの一次巻線への入力電圧レベルつまり電解コンデンサC92の電圧レベルが極性切り換え前の所望の正バイアスを出力するのに相当するレベルより低い場合、極性切換直後の期間T2において高圧トランス13cへの電圧供給が過多状態となって二次転写高圧出力がオーバーシュートしてしまう課題があった。正バイアスから負バイアスへの極性切り替えからT1経過後、負バイアスから正バイアスへの極性切り替えが行われ、出力電圧設定信号CTRLの設定値を出力電圧-600Vから3000Vに切替える。この場合、トランジスタQ91により電解コンデンサC92を所望の正バイアスを出力するのに相当する電圧レベルまで充電し、出力電圧を3000Vに切り替えている。 As mentioned above, the input voltage level to the primary windings of high voltage transformers 12c and 13c, which corresponds to outputting the desired negative bias after polarity switching, that is, the voltage level of electrolytic capacitor C92, corresponds to outputting the desired positive bias before polarity switching. If the level is lower than the level corresponding to the output, there is a problem that the voltage supply to the high voltage transformer 13c becomes excessive during the period T2 immediately after polarity switching, and the secondary transfer high voltage output overshoots. After T1 has elapsed since the polarity was switched from the positive bias to the negative bias, the polarity is switched from the negative bias to the positive bias, and the set value of the output voltage setting signal CTRL is switched from the output voltage -600V to 3000V. In this case, the electrolytic capacitor C92 is charged by the transistor Q91 to a voltage level corresponding to outputting a desired positive bias, and the output voltage is switched to 3000V.

以上の様な正バイアス回路と負バイアス回路で各々のトランスに電力を供給する入力電圧制御部を共用する場合、二次転写高圧出力電圧のオーバーシュートの回避策として電界コンデンサC92の電圧が所望の負バイアス出力電圧に相当する電圧レベルに低下するまで負バイアストランス駆動NEG_CLKを停止させ、電界コンデンサC92の電圧が所望の負バイアス出力電圧に相当する電圧レベルに低下してから負バイアストランス駆動NEG_CLKを出力する方法があるが、負バイアス出力の起動が遅くなるためは装置の生産性が低下するという課題が生じてしまう。 When the input voltage control unit that supplies power to each transformer is shared by the positive bias circuit and the negative bias circuit as described above, the voltage of the electrolytic capacitor C92 is adjusted to the desired level as a way to avoid overshoot of the secondary transfer high voltage output voltage. The negative bias transformer drive NEG_CLK is stopped until the voltage level of the electrolytic capacitor C92 decreases to a voltage level corresponding to the negative bias output voltage, and the negative bias transformer drive NEG_CLK is stopped until the voltage of the electrolytic capacitor C92 decreases to a voltage level corresponding to the desired negative bias output voltage. Although there is a method for outputting the negative bias, the problem arises that the productivity of the device decreases because the start-up of the negative bias output is delayed.

また、装置の生産性が低下するのを防ぐために、強制放電回路等の回路を追加して正バイアスから逆バイアスへの切り替えタイミングで電界コンデンサC92の放電を早めることで対応することも可能であるが、回路追加によるコストアップを招くという課題が生じてしまう。 Additionally, in order to prevent the productivity of the device from decreasing, it is possible to add a circuit such as a forced discharge circuit to accelerate the discharge of the electrolytic capacitor C92 at the timing of switching from positive bias to reverse bias. However, the problem arises that adding a circuit increases costs.

本発明の目的は、強制放電回路等の回路追加等によりコストアップすること無く、高圧出力電圧の極性切り替え時に切り替え後のバイアス立ち上がりの遅延及びオーバーシュートを防止することができる高圧電源装置及び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 a high-voltage power supply device and image forming device that can prevent delays in bias rise and overshoot after switching polarity of high-voltage output voltage without increasing costs due to addition of circuits such as forced discharge circuits. The goal is to provide equipment.

上記目的を達成するために、本発明の高圧電源装置は、第一のトランス(12c)と、第一の駆動パルス(POS_CLK)により前記第一のトランス(12c)を駆動し、前記第一のトランスの(12c)の第一の入力端子と接続された第一の駆動手段(Q21)と、前記第一のトランス(12c)の第一及び第二の出力端子に接続され、前記第一のトランス(12c)により変換された電圧を整流平滑する第一の整流平滑手段(12d)と、第二のトランス(13c)と、第二の駆動パルス(NEG_CLK)により前記第二のトランス(13c)を駆動し、前記第二のトランスの(13c)の第一の入力端子と接続された第二の駆動手段(Q61)と、前記第二のトランス(13c)の第一及び第二の出力端子に接続され、前記第二のトランス(13c)により変換された電圧を整流平滑する第二の整流平滑手段(13d)と、前記第一の整流平滑手段(12d)及び、前記第二の整流平滑手段(13d)により整流平滑された出力電圧を検知する出力電圧検知部(14)と、出力電圧目標値及び前記出力電圧検知部(14)からの信号(Vsns)により出力電圧を目標値に制御するための制御信号(CTRL)を生成する制御部(19)と、前記制御部(19)から出力された前記制御信号(CTRL)を入力し、出力電圧を目標値に制御するために前記第一のトランス(12c)及び、前記第二のトランス(13c)の第二の入力端子に供給するトランス入力電圧を生成するトランス入力電圧制御回路(17)を有する高圧電源装置(20)において、出力電圧検知部(14)による検知結果が出力設定電圧より所定量以上乖離した場合に駆動パルス(POS_CLK)及び、駆動パルス(NEG_CLK)を停止させる電圧リミット判定回路(19a)を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the high voltage power supply device of the present invention drives the first transformer (12c) with a first drive pulse (POS_CLK), and drives the first transformer (12c) with a first drive pulse (POS_CLK). a first driving means (Q21) connected to a first input terminal of the transformer (12c); and a first driving means (Q21) connected to the first and second output terminals of the first transformer (12c); A first rectifying and smoothing means (12d) that rectifies and smoothes the voltage converted by the transformer (12c), a second transformer (13c), and a second drive pulse (NEG_CLK) that rectifies and smoothes the voltage converted by the transformer (12c). and a second driving means (Q61) connected to the first input terminal of the second transformer (13c), and the first and second output terminals of the second transformer (13c). a second rectifying and smoothing means (13d) connected to and rectifying and smoothing the voltage converted by the second transformer (13c), the first rectifying and smoothing means (12d), and the second rectifying and smoothing means. an output voltage detection section (14) that detects the output voltage rectified and smoothed by the means (13d), and controls the output voltage to the target value based on the output voltage target value and a signal (Vsns) from the output voltage detection section (14). a control section (19) that generates a control signal (CTRL) for controlling the output voltage; and a control section (19) that receives the control signal (CTRL) outputted from the control section (19), In a high voltage power supply device (20) having a transformer input voltage control circuit (17) that generates a transformer input voltage to be supplied to a second input terminal of the first transformer (12c) and the second transformer (13c), the output It is characterized by comprising a voltage limit determination circuit (19a) that stops the drive pulse (POS_CLK) and the drive pulse (NEG_CLK) when the detection result by the voltage detection unit (14) deviates from the output setting voltage by a predetermined amount or more. do.

本発明によれば、高圧電源の出力電圧の極性を切り替える場合に目標電圧から所定値以上上回った場合にトランス駆動CLKを停止する制御を行う。これにより、強制放電回路等の回路追加等によりコストアップすること無く、高圧出力電圧の極性切り替え時に切り替え後のバイアス立ち上がりの遅延及びオーバーシュートを防止することが可能となる。 According to the present invention, when switching the polarity of the output voltage of the high voltage power supply, control is performed to stop the transformer drive CLK when the voltage exceeds the target voltage by a predetermined value or more. This makes it possible to prevent a delay in the rise of the bias after switching and an overshoot when switching the polarity of the high-voltage output voltage, without increasing the cost due to the addition of a circuit such as a forced discharge circuit.

本実施例における画像形成装置の構成説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an image forming apparatus in this embodiment. 本実施例における二次転写高圧電源装置の回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of a secondary transfer high-voltage power supply device in this embodiment. 本実施例における紙間パッチ保持動作時のシーケンスを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a sequence during a paper patch holding operation in this embodiment. 本実施例における高圧極性切り替え制御のシーケンスを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a sequence of high voltage polarity switching control in this embodiment. 本実施例における高圧極性切り替え制御のフローチャートである。It is a flowchart of high voltage polarity switching control in this example. 従来例1の二次転写高圧電源装置の回路ブロック図である。2 is a circuit block diagram of a secondary transfer high-voltage power supply device of Conventional Example 1. FIG. 従来例2の二次転写高圧電源装置の回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of a secondary transfer high-voltage power supply device of Conventional Example 2. 従来例2の高圧極性切り替え制御のシーケンスを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a sequence of high-voltage polarity switching control in Conventional Example 2.

以下、本発明の実施例における実施形態を、図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施例における電子写真プロセスを用いた画像形成装置100の概略構成図である。図1において、1a~1dは感光ドラム、2a~2dは帯電ローラ、3a~3dはレーザスキャナ、4a~4dは現像器、5は中間転写ベルト、6a~6dは1次転写ローラ、7は2次転写ローラである。また、本装置はカラー複写機であり、a~dはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表しているが、この限りではない。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 100 using an electrophotographic process in this embodiment. In FIG. 1, 1a to 1d are photosensitive drums, 2a to 2d are charging rollers, 3a to 3d are laser scanners, 4a to 4d are developing devices, 5 is an intermediate transfer belt, 6a to 6d are primary transfer rollers, 7 is a 2 This is the next transfer roller. Further, this apparatus is a color copying machine, and a to d represent yellow, magenta, cyan, and black, respectively, but this is not the case.

帯電ローラ2a~2dによって感光ドラム1a~1dが一様に帯電された後、画像信号に応じた露光がレーザスキャナ3a~3dによってなされることにより、感光ドラム1a~1d上に静電潜像が形成される。その後、現像器4a~4dによってトナー像が現像され、感光ドラム1a~1d上のトナー像は一次転写ローラ6a~6dによって中間転写ベルト5に多重転写される。中間転写ベルト5に転写されたトナー像は、二次転写部7に搬送される。また記録材Pは用紙カセット10から二次転写部7に搬送される。ここで記録材Pは二次転写ローラ7aと二次転写対向ローラ7bの間を搬送される。二次転写部7では二次転写ローラ7aが二次転写高圧生成回路8によって電圧を印加されており、中間転写ベルト5上のトナー像は記録材Pに静電的に転写される。その後、記録材Pに転写されたトナー像は定着器9によって定着されることで、カラー画像を得る。 After the photosensitive drums 1a to 1d are uniformly charged by the charging rollers 2a to 2d, electrostatic latent images are formed on the photosensitive drums 1a to 1d by exposing them to light according to image signals by the laser scanners 3a to 3d. It is formed. Thereafter, the toner images are developed by the developing devices 4a to 4d, and the toner images on the photosensitive drums 1a to 1d are multiple-transferred onto the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer rollers 6a to 6d. The toner image transferred to the intermediate transfer belt 5 is conveyed to the secondary transfer section 7. Further, the recording material P is conveyed from the paper cassette 10 to the secondary transfer section 7. Here, the recording material P is conveyed between the secondary transfer roller 7a and the secondary transfer opposing roller 7b. In the secondary transfer section 7, a voltage is applied to the secondary transfer roller 7a by the secondary transfer high voltage generation circuit 8, and the toner image on the intermediate transfer belt 5 is electrostatically transferred onto the recording material P. Thereafter, the toner image transferred to the recording material P is fixed by the fixing device 9 to obtain a color image.

次に二次転写ローラ7aに電圧を印加するための二次転写高圧電源装置について図2を用いて説明する。図2は本実施例における二次転写高圧電源装置の回路ブロック図である。 Next, a secondary transfer high-voltage power supply device for applying voltage to the secondary transfer roller 7a will be described using FIG. 2. FIG. 2 is a circuit block diagram of the secondary transfer high voltage power supply device in this embodiment.

二次転写高圧生成回路18は、複写機100全体を制御する複写機制御部16が出力した目標電圧や動作タイミングに関する命令に基づき、二次転写高圧制御部19が正の高圧を出力する際には、高圧制御信号CTRLとトランス駆動信号POS_CLKを出力することで動作する。複写機制御部16は、二次転写ローラ7aに印加すべき二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)や、その出力タイミングを管理する。二次転写高圧制御部19は、二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)が複写機制御部16から与えられた目標電圧になるように、二次転写高圧生成回路18をディジタルフィードバック制御する。二次転写高圧生成回路18は、二次転写高圧制御部19から入力された信号を基に高電圧を生成し、二次転写ローラ7aに電圧を印加する。また、出力している電圧(Vout)と電流(Iout)をそれぞれ検知信号に変換(Vsns、Isns)し、二次転写高圧制御部19に入力する。二次転写高圧生成回路18の出力電流検知信号(Isns)は二次転写高圧制御部19で平均化処理といったディジタルフィルタ処理を行った上で複写機制御部16に入力される。 The secondary transfer high voltage generation circuit 18 operates when the secondary transfer high voltage control section 19 outputs a positive high voltage based on commands regarding the target voltage and operation timing output by the copying machine control section 16 that controls the entire copying machine 100. operates by outputting a high voltage control signal CTRL and a transformer drive signal POS_CLK. The copying machine control unit 16 manages the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 to be applied to the secondary transfer roller 7a and its output timing. The secondary transfer high voltage control unit 19 performs digital feedback control on the secondary transfer high voltage generation circuit 18 so that the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 becomes the target voltage given from the copying machine control unit 16. do. The secondary transfer high voltage generation circuit 18 generates a high voltage based on the signal input from the secondary transfer high voltage control section 19, and applies the voltage to the secondary transfer roller 7a. Further, the output voltage (Vout) and current (Iout) are respectively converted into detection signals (Vsns, Isns) and input to the secondary transfer high voltage control section 19. The output current detection signal (Isns) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 is input to the copying machine control section 16 after being subjected to digital filter processing such as averaging processing in the secondary transfer high voltage control section 19 .

次に、二次転写高圧生成回路18を詳細に説明する。二次転写高圧生成回路18は、主に記録材Pにトナー像を転写するための電圧(転写バイアス)を生成する正の高圧生成部12、主に二次転写ローラ7aに付着したトナーを中間転写ベルト5に移しクリーニングする電圧(クリーニングバイアス)や中間転写ベルト5上に形成された濃度検知用のトナーパッチが二次転写ローラ7a部を通過時に該パッチを中間転写ベルト5上に保持する(パッチが二次転写ローラ7aに移らないようにする)ための電圧を生成する負の高圧生成部13、出力電圧検知部14、出力電流検知部15、トランス入力電圧制御回路17から構成される。 Next, the secondary transfer high voltage generation circuit 18 will be explained in detail. The secondary transfer high voltage generation circuit 18 mainly includes a positive high voltage generation section 12 that generates a voltage (transfer bias) for transferring a toner image onto the recording material P, and a positive high voltage generation section 12 that mainly generates a voltage (transfer bias) for transferring a toner image onto the recording material P. A voltage transferred to the transfer belt 5 for cleaning (cleaning bias) and a toner patch formed on the intermediate transfer belt 5 for density detection are held on the intermediate transfer belt 5 when the patch passes through the secondary transfer roller 7a section ( The transformer input voltage control circuit 17 includes a negative high voltage generation section 13 that generates a voltage to prevent the patch from being transferred to the secondary transfer roller 7a, an output voltage detection section 14, an output current detection section 15, and a transformer input voltage control circuit 17.

正の高圧生成部12と負の高圧生成部13は、トランス入力電圧制御回路17と接続されている。正の高圧生成部12、負の高圧生成部13及びトランス入力電圧制御回路17は二次転写高圧制御部19から入力された信号によって駆動する。 The positive high voltage generation section 12 and the negative high voltage generation section 13 are connected to a transformer input voltage control circuit 17. The positive high voltage generation section 12, the negative high voltage generation section 13, and the transformer input voltage control circuit 17 are driven by a signal input from the secondary transfer high voltage control section 19.

正の高圧生成部12は、トランス駆動回路12b、昇圧トランス12c、高圧平滑化回路12dを有している。 The positive high voltage generating section 12 includes a transformer drive circuit 12b, a step-up transformer 12c, and a high voltage smoothing circuit 12d.

トランス入力電圧制御回路17は二次転写高圧制御部19から出力された出力電圧制御信号CTRLにより、出力電圧(Vout)が所望の電圧値に相当するレベルの電圧Vinを生成し、正の高圧生成部12へ供給する。正の高圧生成部12はトランス入力電圧制御回路17で生成された入力電圧(Vin)を入力しかつトランス駆動信号POS_CLKを入力することにより正の高電圧を生成する。ここでPOS_CTRL信号は周波数が50kHzのPWM信号であり、POS_CLK信号は周波数が25kHzで固定の矩形波であり、デューティ比は通常時50%である。 The transformer input voltage control circuit 17 generates a voltage Vin at a level whose output voltage (Vout) corresponds to a desired voltage value based on the output voltage control signal CTRL output from the secondary transfer high voltage control unit 19, and generates a positive high voltage. 12. The positive high voltage generating section 12 generates a positive high voltage by inputting the input voltage (Vin) generated by the transformer input voltage control circuit 17 and inputting the transformer drive signal POS_CLK. Here, the POS_CTRL signal is a PWM signal with a frequency of 50 kHz, and the POS_CLK signal is a fixed rectangular wave with a frequency of 25 kHz, and the duty ratio is normally 50%.

トランス入力電圧制御回路17について説明する。トランス入力電圧制御回路17は、CTRL信号によってトランスに入力する電圧を制御するシリーズレギュレータ回路である。CTRL信号の振幅は3.4 Vであり、抵抗R91とコンデンサC91で平滑され、0~3.4 Vの電圧信号としてオペアンプIC9に入力される。オペアンプIC9と抵抗R92(10 kΩ)、R93(2 kΩ)は6倍の増幅度を持った非反転増幅回路を成しており、出力電圧は0~20.4 Vとなる。オペアンプIC9の出力は電流増幅を行うトランジスタQ91を介してトランス12cの一次側および電圧安定化のためのC92に接続される。したがってCTRL信号のデューティ比が大きくなると昇圧トランス12cの一次側に入力される電圧は高くなり、昇圧トランス12cから出力される交流電圧も高くなる。 The transformer input voltage control circuit 17 will be explained. The transformer input voltage control circuit 17 is a series regulator circuit that controls the voltage input to the transformer using the CTRL signal. The CTRL signal has an amplitude of 3.4 V, is smoothed by a resistor R91 and a capacitor C91, and is input to the operational amplifier IC9 as a voltage signal of 0 to 3.4 V. The operational amplifier IC9 and the resistors R92 (10 kΩ) and R93 (2 kΩ) form a non-inverting amplifier circuit with a six-fold amplification degree, and the output voltage is 0 to 20.4 V. The output of operational amplifier IC9 is connected to the primary side of transformer 12c and C92 for voltage stabilization via transistor Q91 for current amplification. Therefore, when the duty ratio of the CTRL signal increases, the voltage input to the primary side of the step-up transformer 12c increases, and the AC voltage output from the step-up transformer 12c also increases.

トランス駆動回路12bについて説明する。トランス駆動回路12bはスイッチング動作によりトランス12cを駆動するための回路である。トランス駆動回路12bはFETQ21と、コンデンサC21を有している。トランス駆動回路12bは、昇圧トランス12cの一次巻き線側に接続されており、その端は、トランス入力電圧制御回路12aと逆の端である。トランス駆動回路12bはFETQ21にPOS_CLK信号を入力することでFETQ21が動作し、コンデンサC21とトランス12cの一次側巻線が共振することでトランス12cがフライバック共振動作する。 The transformer drive circuit 12b will be explained. The transformer drive circuit 12b is a circuit for driving the transformer 12c by switching operation. The transformer drive circuit 12b includes a FET Q21 and a capacitor C21. The transformer drive circuit 12b is connected to the primary winding side of the step-up transformer 12c, and its end is opposite to the transformer input voltage control circuit 12a. In the transformer drive circuit 12b, the FETQ21 is operated by inputting the POS_CLK signal to the FETQ21, and the transformer 12c operates in flyback resonance as the capacitor C21 and the primary winding of the transformer 12c resonate.

高圧平滑化回路12dについて説明する。高圧平滑化回路12dは昇圧トランス12cによって昇圧された交流電圧を整流し平滑化するための回路である。昇圧トランス12cによって昇圧された交流電圧はダイオードD31によって正の高圧に整流され、コンデンサC31によって平滑化される。また、高圧平滑化回路12dはブリーダ抵抗R31を有している。 The high voltage smoothing circuit 12d will be explained. The high voltage smoothing circuit 12d is a circuit for rectifying and smoothing the AC voltage boosted by the step-up transformer 12c. The AC voltage boosted by the step-up transformer 12c is rectified to a positive high voltage by the diode D31, and smoothed by the capacitor C31. Further, the high voltage smoothing circuit 12d has a bleeder resistor R31.

負の高圧生成部13については、高圧平滑化回路13dの整流極性が正の高圧生成部12と逆である事を除き同一の構成であるため、説明を省略する。 The negative high voltage generating section 13 has the same configuration except that the rectifying polarity of the high voltage smoothing circuit 13d is opposite to that of the positive high voltage generating section 12, so a description thereof will be omitted.

正の高圧生成部12が生成する高電圧は二次転写高圧生成回路18中のb点を基準電圧としたa点の電圧(Vba)である。負の高圧生成部13が生成する高電圧はグランドを基準電圧としたb点の電圧(Vgb)である。そして二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)は、グランドを基準電圧としたc点の電圧であり、その値はVgb+Vbaとなる。 The high voltage generated by the positive high voltage generation section 12 is the voltage (Vba) at point a in the secondary transfer high voltage generation circuit 18 with point b as the reference voltage. The high voltage generated by the negative high voltage generation section 13 is the voltage at point b (Vgb) with the ground as a reference voltage. The output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 is a voltage at point c with the ground as a reference voltage, and its value is Vgb+Vba.

二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)を検知する出力電圧検知部14について説明する。出力電圧(Vout)は、出力電圧検知部14の分圧抵抗R41とR42により0~3.4 Vの範囲で分圧され、出力電圧検知信号(Vsns)として二次転写高圧制御部19に入力される。 The output voltage detection unit 14 that detects the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 will be described. The output voltage (Vout) is divided in the range of 0 to 3.4 V by the voltage dividing resistors R41 and R42 of the output voltage detection unit 14, and is input to the secondary transfer high voltage control unit 19 as an output voltage detection signal (Vsns). be done.

二次転写高圧生成回路18のc点に流れる出力電流(Iout)を検知する出力電流検知部15について説明する。出力電流検知部15はオペアンプIC3と電流検出抵抗R81と基準電圧DC1から構成される。電流検出抵抗R81はグランドとc点間で電流が流れる経路上に設置されており、オペアンプIC3の出力端と-入力端子を負帰還接続している。そのためオペアンプIC3の出力電圧は、+入力端子に入力された基準電圧DC1を基準として電流検出抵抗R51に流れた電流に応じて変化する。この電圧は出力電流検知信号(Isns)として二次転写高圧制御部11に入力される。 The output current detection unit 15 that detects the output current (Iout) flowing to point c of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 will be described. The output current detection section 15 includes an operational amplifier IC3, a current detection resistor R81, and a reference voltage DC1. The current detection resistor R81 is installed on a path through which a current flows between the ground and point c, and connects the output terminal of the operational amplifier IC3 and the -input terminal by negative feedback. Therefore, the output voltage of the operational amplifier IC3 changes according to the current flowing through the current detection resistor R51 with reference to the reference voltage DC1 inputted to the + input terminal. This voltage is input to the secondary transfer high voltage control section 11 as an output current detection signal (Isns).

次に二次転写高圧制御部19を詳細に説明する。二次転写高圧制御部19は二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)が目標電圧となるよう、ディジタルフィードバック制御を行う。二次転写高圧制御部19には、複写機制御部16からシリアル通信によって目標電圧信号と動作タイミング信号が入力される。動作タイミング信号とは電圧出力(Vout)のON/OFFや、出力電圧(Vout)の切り替えに関するタイミング信号である。また、二次転写高圧制御部19には、二次転写高圧生成回路18から出力電圧検知信号(Vsns)と出力電流検知信号(Isns)が入力される。二次転写高圧制御部19は、出力電圧検知信号(Vsns)と出力電流検知信号(Isns)をそれぞれA/D変換し、A/D変換した結果をそれぞれ対応する出力電圧値と出力電流値に変換した上で平均化処理をする。これにより出力電圧値(Vval)と出力電流値(Ival)を得る。二次転写高圧制御部19は複写機制御部16から入力された目標電圧と、出力電圧値(Vval)の偏差からフィードバック演算を行い、CTRL信号のON時間、あるいはデューティ比を制御する。これにより二次転写高圧生成回路8の出力電圧(Vout)を制御する。また出力電圧値と出力電流値(Ival)はシリアル通信によって複写機制御部16に入力される。 Next, the secondary transfer high voltage control section 19 will be explained in detail. The secondary transfer high voltage control unit 19 performs digital feedback control so that the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 becomes the target voltage. A target voltage signal and an operation timing signal are input to the secondary transfer high voltage control section 19 from the copying machine control section 16 via serial communication. The operation timing signal is a timing signal related to ON/OFF of the voltage output (Vout) and switching of the output voltage (Vout). Further, the secondary transfer high voltage control unit 19 receives an output voltage detection signal (Vsns) and an output current detection signal (Isns) from the secondary transfer high voltage generation circuit 18 . The secondary transfer high voltage control unit 19 A/D converts the output voltage detection signal (Vsns) and the output current detection signal (Isns), and converts the A/D conversion results into corresponding output voltage values and output current values. After conversion, average processing is performed. As a result, an output voltage value (Vval) and an output current value (Ival) are obtained. The secondary transfer high voltage control section 19 performs feedback calculation based on the deviation between the target voltage input from the copying machine control section 16 and the output voltage value (Vval), and controls the ON time or duty ratio of the CTRL signal. This controls the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 8. Further, the output voltage value and the output current value (Ival) are input to the copying machine control section 16 through serial communication.

次に本実施例における紙間パッチ保持動作時のシーケンスについて、図3を用いて説明する。電子写真方式の画像形成装置において、記録材に画像形成を行う場合のトナー濃度を最適値の調整するため、中間転写ベルト上に所定条件のトナーパッチ形成し、パッチ検センサで読み取った濃度検知結果により現像器内のトナー濃度を調整しているものがある。 Next, the sequence during the sheet spacing patch holding operation in this embodiment will be explained using FIG. 3. In an electrophotographic image forming apparatus, in order to adjust the toner density to the optimum value when forming an image on a recording material, a toner patch is formed under specified conditions on an intermediate transfer belt, and the density detection result is read by a patch detection sensor. There are some that adjust the toner density inside the developing device.

そのトナーパッチを複数の記録材に画像形成を行う場合の記録材と記録材の間(紙間)に相当する中間転写ベルトの位置に形成しているものがあり、トナーパッチが二転ローラ7aの位置を通過する際に二次転写ローラ7aに転写されてしまうのを防止するため図4に示すように二次転写高圧の出力電圧(Vout)を画像形成エリアから紙間エリアに移るタイミングでVoutを正バイアスから負バイアスに切り替え、紙間エリアから画像形成エリアに移る際に負バイアスから正バイアスに切り替えている。 In some cases, the toner patch is formed at a position on the intermediate transfer belt corresponding to between the recording materials (between the sheets) when images are formed on multiple recording materials, and the toner patch is formed on the secondary roller 7a. In order to prevent the image from being transferred to the secondary transfer roller 7a when passing through the position, as shown in FIG. Vout is switched from positive bias to negative bias, and switched from negative bias to positive bias when moving from the inter-paper area to the image forming area.

記録材P1が二次転写ローラ7aの位置に搬送されている時は中間転写ベルト5上に形成された画像形成用のトナー像を記録材P1に転写するために出力電圧(Vout)は3000Vに設定され、この電圧値が二次転写ローラ7a供給される。 When the recording material P1 is being conveyed to the position of the secondary transfer roller 7a, the output voltage (Vout) is set to 3000 V in order to transfer the image forming toner image formed on the intermediate transfer belt 5 to the recording material P1. This voltage value is supplied to the secondary transfer roller 7a.

紙間が二次転写ローラ7aの位置にある時は中間転写ベルト5上に形成されたパッチ形成用のトナー像を中間転写ベルト5上に保持するために(二次転写ローラ7aに転写されないように)出力電圧(Vout)は-600Vに設定され、この電圧値が二次転写ローラ7a供給される。 When the paper gap is at the position of the secondary transfer roller 7a, in order to hold the toner image for patch formation formed on the intermediate transfer belt 5 on the intermediate transfer belt 5 (to prevent it from being transferred to the secondary transfer roller 7a). b) The output voltage (Vout) is set to -600V, and this voltage value is supplied to the secondary transfer roller 7a.

記録材P2が二次転写ローラ7aの位置に搬送されている時は中間転写ベルト5上に形成された画像形成用のトナー像を記録材P2に転写するために出力電圧(Vout)は3000Vに設定され、この電圧値が二次転写ローラ7a供給される。 When the recording material P2 is being conveyed to the position of the secondary transfer roller 7a, the output voltage (Vout) is set to 3000 V in order to transfer the image forming toner image formed on the intermediate transfer belt 5 to the recording material P2. This voltage value is supplied to the secondary transfer roller 7a.

記録材P2が二次転写ローラ7aに搬送されるまでの間に次の記録材P2に応じた転写バイアス目標電圧(3000 V)まで立ち上げておく必要がある。 It is necessary to raise the transfer bias target voltage (3000 V) corresponding to the next recording material P2 before the recording material P2 is conveyed to the secondary transfer roller 7a.

ここで紙間時間を130 ms、パッチ形成の時間を50 msとすると、二次転写高圧生成回路18は出力電圧(Vout)の立ち下げと立ち上げを合わせて80 ms以内に終える必要がある。たとえば出力電圧(Vout)の正バイアスから負バイアスへの切り替えを50 ms、負バイアスから正バイアスへの切り替えを30msで完了する必要がある。 Here, assuming that the paper interval time is 130 ms and the patch forming time is 50 ms, the secondary transfer high voltage generation circuit 18 needs to complete the falling and rising of the output voltage (Vout) within 80 ms. For example, it is necessary to complete switching of the output voltage (Vout) from positive bias to negative bias in 50 ms, and from negative bias to positive bias in 30 ms.

次に紙間パッチ形成時の二次転写高圧制御部19の制御シーケンスについて図4を用いて説明する。図4は本実施例における高圧極性切り替え制御を紙間パッチ形成時に用いる場合のシーケンスを示す図である。 Next, the control sequence of the secondary transfer high voltage control section 19 when forming the inter-sheet patch will be explained using FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing a sequence when the high-voltage polarity switching control in this embodiment is used when forming an inter-paper patch.

図4において、まずは二次転写高圧制御部19がPOS_CLK信号を周波数25kHz、デューティ比50%で出力し昇圧トランス12cを駆動させている。そして出力電圧検知部14により検知した出力電圧(Vout)と第一の目標電圧(3000 V)の偏差からCTRL信号のデューティ比を二次転写高圧制御部19でPID制御する。これにより出力電圧(Vout)をフィードバック制御し、二次転写高圧生成回路18のc点から第一の目標電圧(3000 V)を出力することができる。 In FIG. 4, first, the secondary transfer high voltage control section 19 outputs a POS_CLK signal at a frequency of 25 kHz and a duty ratio of 50% to drive the step-up transformer 12c. Then, the duty ratio of the CTRL signal is PID-controlled by the secondary transfer high voltage control section 19 based on the deviation between the output voltage (Vout) detected by the output voltage detection section 14 and the first target voltage (3000 V). As a result, the output voltage (Vout) can be feedback-controlled, and the first target voltage (3000 V) can be output from point c of the secondary transfer high voltage generation circuit 18.

次に紙間パッチを形成するため、二次転写高圧制御部19は、記録材P1にトナー像を転写し終えた際、POS_CLK信号をOFF、NEG_CLK信号をONさせかつ出力値設定をCTRL:3000Vから-600Vに切替え、出力電圧検知部14により検知した出力電圧(Vout)と目標電圧(-600V)の偏差から二次転写高圧制御部11がCTRL信号のデューティ比をPID制御する。これにより出力電圧(Vout)をフィードバック制御し、目標電圧(-600V)を二次転写高圧生成回路18のc点から出力することができる。 Next, in order to form a paper patch, the secondary transfer high voltage control unit 19 turns off the POS_CLK signal, turns on the NEG_CLK signal, and sets the output value to CTRL: 3000 V when the toner image has been transferred to the recording material P1. The secondary transfer high voltage control unit 11 performs PID control on the duty ratio of the CTRL signal based on the deviation between the output voltage (Vout) detected by the output voltage detection unit 14 and the target voltage (-600V). Thereby, the output voltage (Vout) can be feedback-controlled and the target voltage (-600V) can be output from point c of the secondary transfer high voltage generation circuit 18.

出力制御電圧を画像形成時の目標電圧(3000 V)から紙間パッチを中間転写ベルト上に保持する目標電圧(-600 V)に切替える際、二次転写高圧制御部19は、図2の電圧リミット判定部19aの判定結果を元にNEG_CLK信号の出力状態(ON/OFF)を制御する。 When switching the output control voltage from the target voltage (3000 V) during image formation to the target voltage (-600 V) for holding the inter-paper patch on the intermediate transfer belt, the secondary transfer high voltage control unit 19 uses the voltage shown in FIG. The output state (ON/OFF) of the NEG_CLK signal is controlled based on the determination result of the limit determination section 19a.

先述したように従来例2の制御方式においては、極性切り換え後の所望の負バイアスを出力するのに相当する高圧トランス12c及び13cの一次巻線への入力電圧(Vin)レベル、つまり電解コンデンサC92の電圧レベルが極性切り換え前の所望の正バイアスを出力するのに相当する電解コンデンサC92の電圧レベルより低い場合、極性切換後の期間T2において高圧トランス13cへ電圧供給が過多状態となって二次転写高圧出力にオーバーシュートが発生する。よって、オーバーシュートを防止するためVinが所望値まで低下するまでNEG_CLKをOFFさせる、放電回路を追加してVinを低下させる時間を早める等の対策が必要であった。 As mentioned above, in the control method of Conventional Example 2, the input voltage (Vin) level to the primary windings of the high voltage transformers 12c and 13c, which corresponds to outputting the desired negative bias after polarity switching, that is, the electrolytic capacitor C92 If the voltage level of the electrolytic capacitor C92 is lower than the voltage level of the electrolytic capacitor C92 corresponding to outputting the desired positive bias before the polarity switching, an excessive voltage is supplied to the high voltage transformer 13c during the period T2 after the polarity switching, causing a secondary Overshoot occurs in the transfer high voltage output. Therefore, in order to prevent overshoot, it is necessary to take measures such as turning off NEG_CLK until Vin drops to a desired value, or adding a discharge circuit to speed up the time for lowering Vin.

そこで本発明では高圧電源の出力電圧値にリミットを設定し出力電圧の極性を切り替える場合に出力電圧が目標電圧から所定値以上乖離した場合にトランス駆動CLKを停止する制御を行う。これにより、負バイアストランスに入力する電圧レベルが負バイアスを出力するのに相当する電圧より大きい場合においても出力電圧値にリミッタを設けリミット値を超えた場合にトランス駆動CLKをOFFさせることで出力電圧のオーバーシュートを抑えることが可能となる。 Therefore, in the present invention, a limit is set on the output voltage value of the high voltage power supply, and control is performed to stop the transformer drive CLK when the output voltage deviates from the target voltage by a predetermined value or more when switching the polarity of the output voltage. As a result, even when the voltage level input to the negative bias transformer is higher than the voltage equivalent to outputting negative bias, a limiter is set on the output voltage value, and when the limit value is exceeded, the transformer drive CLK is turned OFF to output the output voltage. It becomes possible to suppress voltage overshoot.

図4においては、目標電圧を3000Vから-600Vに切替えた直後の期間T2の二次転写高圧出力Voutの実線波形は本実施例の方式を用いた場合、点線は従来の方式を用いた場合(NEG_CLK信号出力をONに保持)を示している。このように本実施例を用いることで負バイアスの高圧出力(Vout)のオーバーシュートを抑えて起動することが可能となる。 In FIG. 4, the solid line waveform of the secondary transfer high voltage output Vout in period T2 immediately after switching the target voltage from 3000V to -600V is when the method of this embodiment is used, and the dotted line is when the conventional method is used ( NEG_CLK signal output is held ON). In this way, by using this embodiment, it is possible to start up while suppressing the overshoot of the negative bias high voltage output (Vout).

尚、本実施例では負バイアスの出力電圧リミット値を目標値-100Vに設定しており、-700Vを超えた場合にNEG_CLK信号出力がOFFされる。 In this embodiment, the negative bias output voltage limit value is set to a target value of -100V, and when the voltage exceeds -700V, the NEG_CLK signal output is turned off.

二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)が負バイアス目標電圧(-600 V)に収束した後、中間転写ベルト上に形成されたトナーパッチは二次転写ローラ7aの位置を通過後も中間転写ベルト上に保持される。 After the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 converges to the negative bias target voltage (-600 V), the toner patch formed on the intermediate transfer belt remains unchanged even after passing the position of the secondary transfer roller 7a. It is held on an intermediate transfer belt.

次に記録材P2にトナー像を形成するため、二次転写高圧制御部19は、紙間を終えた際、POS_CLK信号をON、NEG_CLK信号をOFFさせかつ出力値設定をPOS_CTRL:-600Vから3000Vに切替え、出力電圧検知部14により検知した出力電圧(Vout)と目標電圧(3000V)の偏差から二次転写高圧制御部19がPOS_CTRL信号のデューティ比をPID制御する。これにより出力電圧(Vout)をフィードバック制御し、目標電圧(3000V)を二次転写高圧生成回路18のc点から出力することができる。 Next, in order to form a toner image on the recording material P2, the secondary transfer high voltage control unit 19 turns on the POS_CLK signal, turns off the NEG_CLK signal, and changes the output value setting from POS_CTRL: -600V to 3000V when the paper interval is finished. The secondary transfer high voltage control unit 19 performs PID control on the duty ratio of the POS_CTRL signal based on the deviation between the output voltage (Vout) detected by the output voltage detection unit 14 and the target voltage (3000V). As a result, the output voltage (Vout) can be feedback-controlled, and the target voltage (3000 V) can be output from point c of the secondary transfer high voltage generation circuit 18.

次に複写機の動作において、紙間パッチを中間転写ベルト上に保持するために負バイアスの出力動作が実行されるタイミングおよび複写機制御部16と二次転写高圧制御部19の動作について図5で説明する。図5(a)では複写機100全体の動作、図5(b)ではプリントジョブ時の二次転写高圧制御部19の動作、図5(c)では紙間パッチを中間転写ベルト上に保持するための負バイアスの出力動作が実行される時の二次転写高圧制御部19の動作に着目して説明する。 Next, in the operation of the copying machine, FIG. I will explain. 5(a) shows the operation of the entire copying machine 100, FIG. 5(b) shows the operation of the secondary transfer high-voltage control unit 19 during a print job, and FIG. 5(c) shows the operation of the paper gap patch on the intermediate transfer belt. The following description focuses on the operation of the secondary transfer high voltage control section 19 when the negative bias output operation is executed.

まず本実施例の複写機100の動作について図5(a)を用いて説明する。まずユーザによって複写機100のメイン電源スイッチ(不図示)が操作され、電源オン状態になると複写機制御部16は初期化処理(s11)を実行した後、画像形成処理の待機状態であるスタンバイ状態に移行する(s12)。その後、複写機100のユーザインタフェース(不図示)やネットワークシステムを介して接続されたパーソナルコンピュータ(不図示)等から画像形成を指示するプリントジョブを受け取るまで待機(s13)する。複写機100がプリントジョブを受け取ると、複写機100はプリントジョブを行い、プリントジョブ終了後スタンバイ状態に移行(s12)し、再度プリントジョブを受信するまで待機(s13)する。 First, the operation of the copying machine 100 of this embodiment will be explained using FIG. 5(a). First, when the main power switch (not shown) of the copying machine 100 is operated by the user and the power is turned on, the copying machine control unit 16 executes initialization processing (s11) and then enters a standby state, which is a standby state for image forming processing. The process moves to (s12). Thereafter, the process waits (s13) until a print job instructing image formation is received from a user interface (not shown) of the copying machine 100 or a personal computer (not shown) connected via a network system. When the copying machine 100 receives a print job, the copying machine 100 performs the print job, and after the print job is completed, it shifts to a standby state (s12), and waits until it receives a print job again (s13).

プリントジョブ中の制御フローについて図5(b)を用いて説明する。この時、二次転写高圧生成回路18の出力電圧(Vout)のフィードバック制御は二次転写高圧制御部19によって行われるが、出力を開始するタイミングや目標電圧値は複写機制御部16によって与えられる。プリントジョブが開始されると二次転写高圧生成回路18は、正の高圧生成部12を駆動させることで、中間転写ベルト5上のトナー像を記録材Pに転写するための転写バイアスを出力する(s21)。その後複写機制御部16は紙間パッチを中間転写ベルト上に保持するための負バイアス出力動作を実行する必要があるか条件判断する(s22)。紙間パッチ保持バイアスの実行必要性の判断条件は、連続画像形成枚数である。この枚数は複写機100内の温度や湿度が過度に変化する前となるよう50枚に設定されている。条件判断(s22)の結果、紙間パッチ保持バイアスを実行する必要があれば(s22:Yes)紙間パッチ保持バイアスを実行(s23)し、紙間パッチ保持バイアスを実行する必要がなければ(s22:No)次の処理(S24)に移る。最期にプリントジョブに含まれる全ての画像形成が終了したか判定(S24)し、終了していない場合(s24:No)には再度画像形成処理(s21)を実行し、終了していた場合(s24:Yes)にはプリントジョブを終える。 The control flow during a print job will be explained using FIG. 5(b). At this time, feedback control of the output voltage (Vout) of the secondary transfer high voltage generation circuit 18 is performed by the secondary transfer high voltage control section 19, but the timing to start output and the target voltage value are given by the copying machine control section 16. . When a print job is started, the secondary transfer high voltage generation circuit 18 outputs a transfer bias for transferring the toner image on the intermediate transfer belt 5 to the recording material P by driving the positive high voltage generation section 12. (s21). Thereafter, the copying machine control unit 16 determines whether or not it is necessary to perform a negative bias output operation to hold the paper patch on the intermediate transfer belt (s22). The condition for determining whether it is necessary to perform the paper patch retention bias is the number of continuous image formation sheets. The number of sheets is set to 50 so that the temperature and humidity within the copying machine 100 do not change excessively. As a result of the condition judgment (s22), if it is necessary to execute the paper patch retention bias (s22: Yes), the paper patch retention bias is executed (s23), and if there is no need to execute the paper patch retention bias ( s22: No) Proceed to the next process (S24). At the end, it is determined whether all image formation included in the print job has been completed (S24), and if it has not been completed (s24: No), the image formation process (s21) is executed again, and if it has been completed ( s24: Yes), the print job is finished.

図5(b)に示す紙間パッチ保持バイアス出力(s23)について図5(c)を用いて説明する。紙間パッチ保持バイアス出力が開始されると、まず複写機制御部16は二次転写高圧制御部19に二転負バイアス高圧出力リミッタ値(目標値-100V)を示す信号を送り、二次転写高圧制御部19内の電圧リミット判定部にリミッタ値が設定され(s31)、中間転写ベルト5上のトナー像を記録材Pに転写し終えた時点で、CTRL信号レベルを3000Vから-600Vに切替え、POS_CLKをOFF、NEG_CLKをONさせる(s32)。 The paper patch holding bias output (s23) shown in FIG. 5(b) will be explained using FIG. 5(c). When paper patch retention bias output is started, the copying machine control unit 16 first sends a signal indicating the secondary transfer negative bias high voltage output limiter value (target value -100V) to the secondary transfer high voltage control unit 19, and the secondary transfer starts. A limiter value is set in the voltage limit determination section in the high voltage control section 19 (s31), and when the toner image on the intermediate transfer belt 5 has been transferred to the recording material P, the CTRL signal level is switched from 3000V to -600V. , POS_CLK is turned OFF and NEG_CLK is turned ON (s32).

次に二次転写高圧出力がリミット値(-700V = -600V-100V)を超えていないかの判定が行われ(s33)、二次転写高圧出力がリミット値を超える場合はNEG_CLKをOFFし(s34)、リミット値を超えない場合はNEG_CLKをONに保持する(s35)。 Next, it is determined whether the secondary transfer high voltage output exceeds the limit value (-700V = -600V - 100V) (s33), and if the secondary transfer high voltage output exceeds the limit value, NEG_CLK is turned OFF ( s34), and if the limit value is not exceeded, NEG_CLK is kept ON (s35).

出力極性切り替えのタイミングからT1が経過していない場合s33からs35までの処理を繰り返し、T1が経過したら二転高圧出力設定値を行う次のステップへ移行する(s36)。 If T1 has not elapsed since the output polarity switching timing, the processes from s33 to s35 are repeated, and when T1 has elapsed, the process moves to the next step of setting the two-turn high voltage output setting value (s36).

次に中間転写ベルト5上のトナーパッチの保持動作を終えた時点で、CTRL信号レベルを―600Vから3000Vに切替え、POS_CLKをON、NEG_CLKをOFFさせ(s37)、紙間パッチ保持バイアス出力を終了する。 Next, when the holding operation of the toner patch on the intermediate transfer belt 5 is finished, the CTRL signal level is switched from -600V to 3000V, POS_CLK is turned ON, NEG_CLK is turned OFF (s37), and the paper patch holding bias output is ended. do.

以上の様に本発明によれば、高圧電源の出力電圧の極性を切り替える場合に目標電圧から所定値以上になった場合にトランス駆動CLKを停止する制御を行う。 As described above, according to the present invention, when switching the polarity of the output voltage of the high-voltage power supply, control is performed to stop the transformer drive CLK when the target voltage exceeds a predetermined value.

これにより、極性切り換え後のバイアスを出力するのに相当する高圧トランスの一次巻線への入力電圧レベルが極性切り換え前のバイアスを出力するのに相当する電圧レベルより低い場合においても出力電圧値にリミッタを設けて出力電圧値がリミット値を超えた場合にトランス駆動CLKをOFFする制御が行われるため高圧出力電圧の極性切り替え時に切り替え後のバイアス立ち上がりの遅延及びオーバーシュートを防止することが可能となる。 As a result, even if the input voltage level to the primary winding of the high-voltage transformer that corresponds to outputting the bias after polarity switching is lower than the voltage level equivalent to outputting bias before polarity switching, the output voltage value will not change. A limiter is provided to control the transformer drive CLK to be turned off when the output voltage value exceeds the limit value, making it possible to prevent delays in bias rise and overshoot after switching when switching the polarity of the high voltage output voltage. Become.

また、強制放電回路等の回路追加によるコストアップすること無く短い時間で高圧出力を起動させることが可能となる。 Furthermore, it is possible to start high voltage output in a short time without increasing costs due to the addition of a forced discharge circuit or the like.

尚、本実施例では高圧出力切替え制御の一例として二次転写高圧の紙間パッチを中間転写ベルトに保持する制御について述べているが、二次転写高圧の他の出力電圧切替え制御や帯電ローラや、現像器に高圧を供給する高圧電源装置の出力電圧切替え時に本制御を用いることも可能である。 In this embodiment, as an example of high-voltage output switching control, control for holding the paper patch of secondary transfer high voltage on the intermediate transfer belt is described, but other output voltage switching control of secondary transfer high voltage, charging roller, etc. It is also possible to use this control when switching the output voltage of a high-voltage power supply device that supplies high voltage to the developing device.

100 画像形成装置
1a~1d 感光ドラム
2a~2d 帯電ローラ
3a~3d レーザスキャナ
4a~4d 現像器
5 中間転写ベルト
6a~6d 1次転写ローラ
7 2次転写ローラ
100 Image forming devices 1a to 1d Photosensitive drums 2a to 2d Charging rollers 3a to 3d Laser scanners 4a to 4d Developing device 5 Intermediate transfer belt 6a to 6d Primary transfer roller 7 Secondary transfer roller

Claims (4)

第一のトランスと、第一の駆動パルスにより前記第一のトランスを駆動し、前記第一のトランスの第一の入力端子と接続された第一の駆動手段と、前記第一のトランスの第一及び第二の出力端子に接続され、前記第一のトランスにより変換された電圧を整流平滑する第一の整流平滑手段と、
第二のトランスと、第二の駆動パルスにより前記第二のトランスを駆動し、前記第二のトランスの第一の入力端子と接続された第二の駆動手段と、前記第二のトランスの第一及び第二の出力端子に接続され、前記第二のトランスにより変換された電圧を整流平滑する第二の整流平滑手段と、
前記第一の整流平滑手段及び、前記第二の整流平滑手段により整流平滑された出力電圧を検知する出力電圧検知部と、
出力電圧目標値及び前記出力電圧検知部からの信号により出力電圧を目標値に制御するための制御信号を生成する制御部と、
前記制御部から出力された前記制御信号を入力し、出力電圧を目標値に制御するために前記第一のトランス及び、前記第二のトランスの第二の入力端子に供給するトランス入力電圧を生成するトランス入力電圧制御回路を有する高圧電源装置において、
出力電圧検知部による検知結果が出力設定電圧より所定量以上乖離した場合に駆動パルス(POS_CLK)及び、駆動パルス(NEG_CLK)を停止させる電圧リミット判定回路を備えたことを特徴とする高圧電源装置。
a first transformer; a first driving means for driving the first transformer with a first driving pulse and connected to a first input terminal of the first transformer; a first rectifying and smoothing means that is connected to the first and second output terminals and rectifies and smoothes the voltage converted by the first transformer;
a second transformer; a second driving means for driving the second transformer with a second drive pulse and connected to a first input terminal of the second transformer; a second rectifying and smoothing means that is connected to the first and second output terminals and rectifies and smoothes the voltage converted by the second transformer;
an output voltage detection section that detects the output voltage rectified and smoothed by the first rectification and smoothing means and the second rectification and smoothing means;
a control unit that generates a control signal for controlling the output voltage to the target value based on the output voltage target value and the signal from the output voltage detection unit;
Inputting the control signal output from the control unit, generating a transformer input voltage to be supplied to second input terminals of the first transformer and the second transformer in order to control the output voltage to a target value. In a high voltage power supply device having a transformer input voltage control circuit,
A high-voltage power supply device comprising a voltage limit determination circuit that stops a drive pulse (POS_CLK) and a drive pulse (NEG_CLK) when a detection result by an output voltage detection section deviates from an output setting voltage by a predetermined amount or more.
請求項1に記載の高圧電源装置において、
出力電圧の目標値の変更のタイミングで前記電圧リミッタ判定回路のリミッタ値を切り替えることを特徴とする高圧電源装置。
The high voltage power supply device according to claim 1,
A high-voltage power supply device characterized in that a limiter value of the voltage limiter determination circuit is switched at a timing when a target value of an output voltage is changed.
請求項1又は2に記載の高圧電源装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the high voltage power supply device according to claim 1 or 2. 請求項3に記載の画像形成装置において、
前記高圧電源装置は、前記画像形成装置の前記二次転写ローラ用の高電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 3,
The image forming apparatus is characterized in that the high voltage power supply device outputs a high voltage for the secondary transfer roller of the image forming apparatus.
JP2022135222A 2022-08-26 2022-08-26 High-voltage power supply device and image forming apparatus Pending JP2024031576A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022135222A JP2024031576A (en) 2022-08-26 2022-08-26 High-voltage power supply device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022135222A JP2024031576A (en) 2022-08-26 2022-08-26 High-voltage power supply device and image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024031576A true JP2024031576A (en) 2024-03-07

Family

ID=90106370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022135222A Pending JP2024031576A (en) 2022-08-26 2022-08-26 High-voltage power supply device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024031576A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4420458B2 (en) High voltage power supply, image forming device
US10720845B2 (en) Power supply apparatus and image forming apparatus controlling switching elements to output a voltage
US9904232B2 (en) Power supply apparatus and image forming apparatus
JP2012150500A (en) Power supply, control circuit and power source of image forming apparatus
US10228649B2 (en) Power supply apparatus, image forming apparatus, and integrated circuit
US20130170850A1 (en) Power supply device performing voltage conversion
US8213823B2 (en) High-voltage power supply device and image forming apparatus including the same
US10564588B2 (en) High-voltage power supply apparatus and image forming apparatus
US8218995B2 (en) Power supply device and image forming apparatus having the same
JP5711447B2 (en) Power supply device and image forming apparatus
US20150016164A1 (en) High-voltage power supply apparatus and image forming apparatus
JP2024031576A (en) High-voltage power supply device and image forming apparatus
US10795278B2 (en) Image forming apparatus and method for controlling image forming apparatus
US10263525B2 (en) Power supply device and image forming apparatus
US11435684B2 (en) Power supply apparatus and image forming apparatus
US20070097577A1 (en) Electric power supplying apparatus and image forming apparatus
JP2010134096A (en) Image forming apparatus
US11835910B2 (en) Power source apparatus and image forming apparatus having a control unit configured to switch a target voltage of an output voltage output from a secondary side of a transformer
JP4419399B2 (en) Power supply
JP2021097477A (en) Power supply device and image forming apparatus
JP2018063674A (en) Power supply device and image forming apparatus
JP2022084376A (en) High voltage power source device and image forming device
JP2002153056A (en) Power device
JP2007140210A (en) Image forming apparatus and control method for high-voltage power source
JP6700695B2 (en) Power supply device and image forming apparatus