JP3902974B2 - Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus - Google Patents

Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP3902974B2
JP3902974B2 JP2002106340A JP2002106340A JP3902974B2 JP 3902974 B2 JP3902974 B2 JP 3902974B2 JP 2002106340 A JP2002106340 A JP 2002106340A JP 2002106340 A JP2002106340 A JP 2002106340A JP 3902974 B2 JP3902974 B2 JP 3902974B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
peak
charging
vpp
charging bias
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002106340A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003302814A (en
Inventor
悟 本橋
啓司 岡野
賢 砂原
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 JP2002106340A priority Critical patent/JP3902974B2/en
Priority to US10/405,467 priority patent/US6882806B2/en
Priority to EP03008156A priority patent/EP1353239B1/en
Priority to DE60310635T priority patent/DE60310635T2/en
Publication of JP2003302814A publication Critical patent/JP2003302814A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3902974B2 publication Critical patent/JP3902974B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置における、帯電バイアス電圧制御方法、帯電バイアス電源回路、および、帯電バイアス電圧制御方法を用いている、または帯電バイアス電源回路を具備している画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図13に一般的な画像形成装置の一例の概略構成を示した。本例の画像形成装置は電子写真方式の複写機もしくはプリンタである。100は潜像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)であり、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。感光ドラム100はその回転過程で帯電装置101による所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、次いで露光装置102による像露光を受ける。これにより感光ドラム面に静電潜像が形成される。次いでその静電潜像は現像装置103により現像されてトナー像として顕像化される。その感光ドラム面のトナー像が不図示の給紙部から給送された紙等の記録媒体104に対して転写装置105にて転写される。トナー像の転写を受けた記録媒体104は感光ドラム面から分離されて定着装置106へ導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成物として排紙される。記録媒体分離後の感光ドラム面はクリーニング装置107により転写残トナーを掻き取られて清掃され、繰り返して作像に供される。
【0003】
画像形成装置は、上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各工程を繰り返して、画像形成を行っている。
【0004】
帯電装置101としては、ローラ型、ブレード型などの帯電部材を感光ドラム表面に接触させ、該接触帯電部材に電圧を印加して感光ドラム表面の帯電を行なう接触帯電方式が広く採用されている。特に、ローラ型の帯電部材(帯電ローラ)を用いた接触帯電方式は、長期にわたって、安定した帯電を行なうことができる。
【0005】
接触帯電部材としての帯電ローラに対しては、帯電バイアス印加手段から帯電バイアス電圧が印加される。該帯電バイアス電圧は直流電圧のみでも良いが、特開昭63−149669号公報に示されるような、所望のドラム上暗電位Vdに相当する直流電圧Vdcに、直流電圧印加時放電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧(Vpp)をもつ交流電圧を重畳したバイアス電圧が用いられている。
【0006】
この帯電方法は、感光ドラム上を均一帯電するのに優れており、直流電圧に対して交流電圧を重畳印加することによって感光ドラム上の局所的な電位ムラが解消され、感光ドラム表面の帯電電位Vdは、直流印加電圧値Vdcに均一に収束する。
【0007】
ただし、この方式は、直流成分のみを帯電バイアス電圧として印加する場合に比べ、感光ドラムに対する放電量が増えるために、感光ドラム表面がクリーニング装置と摩耗することによって削れるなどの表面劣化が促進されやすいという傾向があり、これに対処するため、帯電バイアス電圧の交流電圧のピーク間電圧(交流ピーク間電圧)Vppをできるだけ小さく抑え、帯電ローラが感光ドラムに対して過剰に放電することを防ぐ必要があった。
【0008】
前記した、交流ピーク間電圧(Vpp)と放電量の関係は、感光ドラム表面の感光層の膜厚や、使用環境などによって異なるため常に一定ではない。例えば、帯電ローラに同じピーク間電圧を印加しても、低温低湿環境では帯電ローラのインピーダンスが上昇するので放電量が少なく、逆にインピーダンスが低下する高温多湿環境では放電量が多い。また、使用環境が同じであっても、使用に伴って感光体表面が摩耗により削られてくると初期使用時に比べてインピーダンスが低下するので放電量が多くなる。
【0009】
この問題を回避するために、交流成分を定電流で制御する方法(特公平06−093150号公報)が提案されている。これは、感光体に流れる交流電流Iacを検出してこれを一定になるように制御するもので、この方式を用いると、環境変動や感光ドラムの削れなどによるインピーダンス変化に対して、交流ピーク間電圧が自在に変化するため、環境変動や感光ドラムの膜厚等によらず、放電量を常にほぼ一定に保つことができる。
【0010】
また、さらに、特開2001−201920号公報には、非画像形成時に帯電装置に放電領域と未放電領域の交流ピーク間電圧Vppを印加した場合の感光体に流れる交流電流Iacを検出して両者の関係から放電電流量を算出し、適正な放電量が得られる交流電圧を画像形成時の帯電バイアスとして印加する方式も提案されている。この方式は、放電電流をより直接的に制御しているので、従来の定電流制御よりも、高精度に放電電流を制御することが可能である。
【0011】
これらの方法は、ドラム寿命延命および良好な帯電性の確保に大きな効果を上げている。
【0012】
また、他にも、特開平09−190143号公報には、プロセスカートリッジにプロセスカートリッジ使用量検知/記憶手段を搭載し、また、交流ピーク間電圧には2種類以上の定電圧出力を設けて、プロセスカートリッジ使用量に応じて感光ドラムの膜厚を予測し、交流ピーク間電圧を段階的に下げる方式が提案されている。
【0013】
交流成分を定電圧制御した場合、直流電圧は、図14の(a)に示されるように、交流出力用の昇圧トランスT−AC(電圧昇圧手段)からダイオードDを介して、直流電圧作成用のコンデンサCをつなぎ、該コンデンサCをピークチャージさせることによって作成することが可能であるため、1個の電圧昇圧手段T−ACのみで交流と直流の重畳バイアスを出力することが可能である。
【0014】
このため、直流電源と交流電源を切り分ける必要がなく、定電流制御の場合に比べて電源回路構成を大幅に簡素化できるため、コスト面、また電源回路の省スペース化の観点からメリットが大きい。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、使用状況によらず放電量をほぼ一定になるように制御するためには、特公平06−093150号公報のような交流成分の定電流制御方式や、特開2001−201920号公報のような放電量算出方式を採用すれば良い。しかし、これらの方法では、図14の(a)のように、1個の電圧昇圧手段T−ACで交流と直流の重畳電圧を出力しようとすると、交流ピーク間電圧が低下する高温多湿、耐久後半などの条件下において、コンデンサを十分にチャージしきれなくなり、所望の直流電圧を得ることができない。これによって、感光ドラムへの帯電が良好に行なわれず、帯電不良が発生するなどの弊害が発生する。
【0016】
このため、上記方法を用いた場合、1個の電圧昇圧手段で交流と直流の重畳電圧を出力することには限界があり、安定した帯電バイアス電圧を得るためには、図14の(b)のように、直流電源T−DCと交流電源T−ACを切り分け、直流用と交流用の2個の電圧昇圧手段を搭載する必要があった。
【0017】
しかしながら、電圧昇圧手段は帯電発生回路の中でも高価な上に大型であるため、特に小型、低コスト画像形成装置においては、電源回路の省スペース化、低コスト化の観点から、電圧昇圧手段1個で安定した帯電バイアス電圧を出力することが望ましい。
【0018】
また、特開平09−190143号公報の方法では、帯電バイアス発生回路を電圧昇圧手段1個で構成することができるので、電源回路の省スペース化、コストの点でメリットは大きい。しかしながら、この方式は、所定のタイミング(感光体使用量)に到達したときに電圧切替(交流ピーク間電圧ダウン)を行うため、帯電バイアス発生回路の電源公差などによって、例えば、交流ピーク間電圧出力が公差下限のときは放電量が適正であるのに電圧切替が行われ放電量不足となって帯電不良が発生する場合があり、さらに、交流ピーク間電圧出力が公差上限のときは放電量が過多の状態であるのに所定タイミングまで電圧切替が行われず、感光ドラムの摩耗削れが促進されることが考えられ、放電制御の精度の点で前記の定電流制御よりも劣っていた。これらは、帯電装置の抵抗値や帯電バイアス発生回路の電源公差などを小さくすれば解決できる問題であるが、歩留まりの観点から公差は小さくすることは好ましくない。
【0019】
上記の事情により、小型で、低コストな画像形成装置においては、電圧昇圧手段1個で交流と直流の重畳バイアスを出力できる簡易的な電源構成でも、帯電不良が発生せず、かつ、感光体の摩耗削れを最小限に抑える帯電制御が望まれていた。
【0020】
よって、本発明では、帯電バイアス電圧に交流と直流の重畳バイアスを用い、直流電圧が交流電圧昇圧手段によって作製される電源方式においても、良好な帯電制御を行なうことを目的とする。
【0021】
電源回路の省スペース化、低コスト化と安定した放電制御の両立を目的としている。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする、帯電バイアス電圧制御方法、帯電バイアス電源回路、および、画像形成装置である。
【0023】
(1)少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に1個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路を有する画像形成装置の帯電バイアス電圧制御方法であって、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも2種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電圧制御方法。
【0024】
(2)前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−nとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−(n+1)に切り替えることを特徴とする(1)に記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【0025】
(3)前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小ピーク間電圧Vpp−minと、前記帯電手段に印加される直流電圧Vdcとの間の関係が、Vpp−min/2≧|Vdc|であることを特徴とする(1)または(2)に記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【0026】
(4)前記交流電圧の最大ピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする(1)から(3)の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【0027】
(5)前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗R−lowと高温高湿環境下の抵抗R−highの比が0.1≦R−low/R−high≦10であることを特徴とする(1)から(4)の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【0028】
(6)少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段とを有する画像形成装置の該帯電手段に1個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも2種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電源回路。
【0029】
(7)前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−nとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−(n+1)に切り替えることを特徴とする請求項6に記載の帯電バイアス電源回路。
【0030】
(8)前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小ピーク間電圧Vpp−minと、前記帯電手段に印加される直流電圧Vdcとの間の関係が、Vpp−min/2≧|Vdc|であることを特徴とする(6)または(7)に記載の帯電バイアス電源回路。
【0031】
(9)前記交流電圧の最大ピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする(6)から(8)の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。
【0032】
(10)前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗R−lowと高温高湿環境下の抵抗R−highの比が0.1≦R−low/R−high≦10であることを特徴とする(6)から(9)の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。
【0033】
(11)少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に1個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路と、を備える画像形成装置において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも2種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする画像形成装置。
(12)前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−nとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−(n+1)に切り替えることを特徴とする(11)に記載の画像形成装置。
(13)前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Vpp−minと、前記帯電手段に印加される直流電圧Vdcとの間の関係が、Vpp−min/2≧|Vdc|であることを特徴とする(11)または(12)の何れかに記載の画像形成装置。
(14)前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする(11)から(13)の何れかに記載の画像形成装置。
【0034】
(15)前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗R−lowと高温高湿環境下の抵抗R−highの比が0.1≦R−low/R−high≦10であることを特徴とする(11)から(14)の何れかに記載の画像形成装置。
【0035】
上記の本発明によれば、帯電バイアス電圧に交流電圧と直流電圧を重畳したバイアスを用い、直流電圧が交流電圧昇圧手段によって作製される電源方式においても、良好な帯電制御を行なうことが可能となり、帯電交流電流を適正に制御することと帯電電源回路の省スペース化、低コスト化を実現できる。
【0038】
【発明の実施の形態】
<第1実施例>
本実施例の特徴は、少なくとも、1個の電圧昇圧手段で交流と直流の重畳電圧を出力し、2種類以上の交流ピーク間電圧を出力可能な交流発振出力を有する帯電バイアス発生回路と、帯電バイアス電圧印加時に感光体に流れる交流電流Iacを検知する交流電流検知手段とを有する画像形成装置において、該交流電流検知手段は、電源投入時、もしくは、非画像形成時に、少なくとも2種類以上の交流ピーク間電圧Vppを印加して感光ドラムに流れる交流電流Iacを検出し、これをエンジンコントローラにフィードバックして、理想的な放電が行なわれる領域の電圧レベルをプリント時の帯電バイアス電圧として選択し、画像形成時に印加するというところにある。
【0039】
(1)画像形成装置の構成と動作の概略
図1は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式、プロセスカートリッジ着脱方式のレーザプリンタである。
【0040】
10は潜像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)である。本例の感光ドラム10は負帯電性の有機感光体であり、不図示の駆動用モータによって矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【0041】
感光ドラム10はその回転過程で帯電装置によって負の所定電位に一様に帯電処理を受ける。本例において帯電装置は帯電部材として帯電ローラ11を用いた接触帯電装置である。
【0042】
帯電ローラ11は、両端部を軸受け11−aにより回転自在に保持されるとともに、加圧バネ11−bなどの押圧手段によって、感光ドラム10の中心方向へ押圧され、感光ドラム10に対して従動回転する。帯電ローラ11に対しては、帯電バイアス電源1から、加圧バネ11−b、導電性軸受け11−aを介してバイアス電圧が印加される。帯電バイアス電圧には、放電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧(Vpp)を有する交流電圧に、所望のドラム上電位Vdに相当する直流電圧Vdcを重畳印加する方式が用いられている。この帯電方法は、直流電圧に交流電圧を重畳印加することによって、感光ドラム上の局所的な電位ムラを解消し、感光ドラム上を直流印加電圧Vdcに等しい電位Vdに均一帯電することを狙いとしている。
【0043】
次いで、露光装置12による像露光を受ける。露光装置12は、均一帯電された感光ドラム10に静電潜像を形成するものであり、本例では、半導体レーザスキャナを用いた。露光装置12は、画像形成装置のホスト装置(不図示)から送られてくる画像信号に対応して変調されたレーザ光Lを出力して、後述するプロセスカートリッジCの露光窓部aを通して感光ドラム1の均一帯電面を走査露光(像露光)する。感光ドラム表面は露光箇所の電位の絶対値が帯電電位の絶対値に比べて低くなることによって、画像情報に応じた静電潜像が順次形成される。
【0044】
次いで、その静電潜像は反転現像装置13により現像されてトナー像として顕像化される。現像装置13は、感光ドラム10上の静電潜像を現像剤たるトナー13−aで現像することによって、静電潜像を可視化(反転現像)するものであり、本例では、ジャンピング現像方式を用いた。この方式では、不図示の現像バイアス電源から現像スリーブ13−cに対して交流と直流を重畳した現像バイアス電圧を印加することによって、現像剤層厚規制部材13−bと現像スリーブ13−cの接触箇所で摩擦帯電により負極性に帯電されたトナー13−aを感光ドラム表面の静電潜像に反転現像する。
【0045】
その感光ドラム面のトナー像が不図示の給紙部から給送された紙等の記録媒体(転写材)14に対して転写装置にて転写される。本例では転写ローラ15を用いた接触転写装置である。転写ローラ15は感光ドラム1に対して感光ドラム中心方向に不図示の押圧バネなどの付勢手段によって押圧されている。転写材14が搬送されて転写工程が開始されると、不図示の転写バイアス電源から転写ローラ15に対して正極性の転写バイアス電圧が印加され、負極性に帯電している感光ドラム10上のトナーは転写材14上に転写される。
【0046】
トナー像の転写を受けた転写材は感光ドラム面から分離されて定着装置16へ導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成装置本体外へ排出される。定着装置16は、転写材14に転写されたトナー像を熱や圧力などの手段を用いて定着するものである。
【0047】
転写材分離後の感光ドラム面はクリーニング装置17により転写残トナーを掻き取られて清掃され、繰り返して作像に供される。本例のクリーニング装置17はクリーニングブレードを用いたものである。クリーニングブレードは、転写工程時に感光ドラム10から転写材14に転写し切れなかった転写残トナーを回収するものであり、一定の圧力で感光ドラム10に当接し転写残トナーを回収することによって感光ドラム表面を清掃する。クリーニング工程終了後、感光ドラム表面は再び帯電工程に入る。
【0048】
画像形成装置は、上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各工程を繰り返して画像形成を行う。
【0049】
Cは画像形成装置本体20に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジである。本例のプロセスカートリッジCは、潜像担持体としての感光ドラム10と、感光ドラム10に対する接触帯電部材としての帯電ローラ11と、現像装置13と、クリーニング装置17の4つのプロセス機器を内包させてプロセスカートリッジとしてある。
【0050】
プロセスカートリッジCは画像形成装置本体20のカートリッジドア(本体ドア)18を開閉して画像形成装置本体20に対して着脱される。装着はカートリッジドア18を開いて画像形成装置本体20内にプロセスカートリッジCを所定の要領にて挿入装着してカートリッジドア18を閉じ込むことでなされる。プロセスカートリッジCは画像形成装置本体20に対して所定に装着されることで画像形成装置本体20側と機械的・電気的に連結した状態になる。
【0051】
プロセスカートリッジCの画像形成装置本体20からの取り外しはカートリッジドア18を開いて画像形成装置本体20内のプロセスカートリッジCを所定に引き抜くことでなされる。プロセスカートリッジCは抜き外された状態時にはドラムカバー(不図示)が閉じ位置に移動していて感光ドラム10の露出下面を隠蔽防護している。また露光窓部aもシャッター板(不図示)で閉じ状態に保持されている。ドラムカバーとシャッター板はプロセスカートリッジCが画像形成装置本体20内に装着された状態においてはそれぞれ開き位置に移動して保持される。
【0052】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【0053】
(2)プリンタ動作シーケンス
図2を用いて本実施例におけるプリンタ動作シーケンスの概略を説明する。
【0054】
まず、画像形成装置内の電源がオンになると前多回転工程が始まる。この工程では、メインモータが感光ドラムを回転駆動させている間に、プロセスカートリッジの有り無し検知、転写ローラのクリーニングなどが行なわれる。
【0055】
前多回転が終了すると、画像形成装置は待機(スタンバイ)状態に入る。不図示のホストコンピュータなどの出力手段から画像情報が画像形成装置に送られると、メインモータは画像形成本体を駆動し前回転工程に入る。前回転工程に於いては、諸プロセス機器の印字準備動作が行なわれ、主として、感光ドラム上の予備帯電、レーザスキャナの立ち上げ、転写プリントバイアスの決定、定着装置の温度調節などが行なわれる。
【0056】
前回転工程が終了すると、印字工程が開始される。印字工程では、所定タイミングで転写材の給紙、感光ドラム上の像露光、現像などが行なわれる。印字工程が終了すると、次のプリント信号がある場合、次の転写材が到達するまでの間の紙間工程に入り、次の印字動作を待つ。
【0057】
また、印字動作終了後、次のプリント信号がない場合は、画像形成装置は後回転工程に入る。後回転工程では、感光ドラム表面の除電や、転写ローラに付着したトナーを感光ドラムへ吐き出す(転写ローラのクリーニング)などの工程が行われている。
【0058】
後回転工程が終了すると、画像形成装置は、再び待機(スタンバイ)状態となり、次のプリント信号を待つ。
【0059】
(3)帯電バイアス作成方法と適正帯電バイアスの決定
3−1)帯電バイアス作成方法(帯電バイアス電源回路)
本例で用いた帯電バイアス電源回路21をついて、図3を用いて概念的に説明する。
【0060】
本例では、帯電バイアス電源回路21は、交流発振出力22から異なる3通りの交流ピーク間電圧VppであるVpp−1、Vpp−2、Vpp−3(Vpp−1>Vpp−2>Vpp−3)を出力できる。交流発振出力22からの交流ピーク間電圧Vpp−1〜Vpp−3の出力はエンジンコントローラ28において交流出力選択手段30が制御されることで選択的になされる。
【0061】
まず、交流発振出力22から出力された出力電圧は、増幅回路23で増幅され、オペアンプ、抵抗、コンデンサなどからなる正弦電圧変換回路24で正弦変換された後、コンデンサC1を介して直流成分をゼロにカットされ、電圧昇圧手段たる昇圧トランスT1に入力される。昇圧トランスT1に入力された電圧は、トランスの巻き数に応じた正弦電圧に昇圧される。
【0062】
他方、コンデンサC2には、前記の昇圧された正弦電圧が整流回路D1で整流された後、ピークチャージされる。これによって、ある一定の直流電圧Vdc1が発生する。さらに、直流発振出力25からは、印字濃度になどによって決まる出力電圧が出力され、整流回路26で整流された後、一定電圧VaとしてオペアンプIC1のマイナス入力端子に入力される。また、同時にオペアンプIC1のプラス入力端子には昇圧トランスT1の一方の端子電圧を抵抗と抵抗で分圧された電圧Vbが入力され、両者(VaとVb)の値が等しくなるようにトランジスタQ1を駆動する。これによって、抵抗R1と抵抗R2には電流が流れ電圧降下が生じ、直流電圧Vdc2が発生する。
【0063】
以上に説明した直流電圧Vdc1、Vdc2を足し合わせて所望の直流電圧が得られる。この直流電圧が、交流電圧昇圧手段T1の2次側で前述した交流電圧と重畳され、プロセスカートリッジC内の帯電ローラ11に印加される。
【0064】
なお、本方式では、交流電圧昇圧手段T1を用いて直流電圧を作製しているので、直流電圧は交流ピーク間電圧Vppに対して従属の関係にある。つまり、所望の直流電圧Vdcを得るためには、交流電圧昇圧手段T1によってコンデンサC2に一定水準の電荷をチャージさせる必要があり、図4に示されるように、所望の直流電圧Vdc'を得るためには、交流ピーク間電圧Vppは、2×|Vdc'|以上でなければならない。交流ピーク間電圧Vppが2×|Vdc'|よりも小さい領域では、コンデンサC2は十分にチャージしきれないため所望の直流電圧Vdc'を得ることができないので、ドラム上電位Vdを所望の値に帯電させることができなくなり、良好な画像を得ることができない。
【0065】
他方、コンデンサC2の静電容量を大きくすれば電荷チャージ量を多くしてVdcを大きくとれる方向だが、コンデンサC2に電荷がチャージされる時間が長くなり、帯電波形が安定化するのに要する時間が長くなるため、感光ドラム表面電位Vdにムラが生じる場合がある。
【0066】
ゆえに、本例においては、交流ピーク間電圧Vppの出力できる範囲の最小値Vpp−minが、所望の直流電圧Vdcに対してVpp−min≧2×|Vdc|なる関係が成り立つように設定している。
【0067】
3−2)適正帯電バイアス電圧の決定
続いて、画像形成時の帯電バイアス電圧の決定方法を、図3と図5を用いて説明する。
【0068】
図3において、帯電ローラ11に帯電バイアス電圧が印加されると、交流電流Iacは帯電ローラ11、感光ドラム10を経て高圧電源回路GNDに流れる。このとき、交流電流検知手段27は、この交流電流を、抵抗、コンデンサなどからなる不図示のフィルタ回路で帯電周波数に等しい周波数をもった交流電流のみを抽出し、これを電圧変換して、この電圧値をエンジンコントローラ28へ入力する。なお、この交流電流検知手段27は、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどから構成することができるので、電源回路のコスト増加、および、スペース拡大の影響は少ない。
【0069】
エンジンコントローラ28へ入力された入力電圧は、電圧比較手段29にてその入力レベルがあらかじめ設定されている必要最小電圧V0と比較される。なお、必要最小電圧V0は、帯電ムラが生じることのない最小の交流ピーク間電圧に対する出力電圧であり、その値は、均一な帯電を行うことのできる必要最小の電流値(基準電流)Iac−0を基準にして決定される。なお、Iac−0の値は、機器のプロセススピードや帯電周波数、帯電装置11、感光ドラム10の構成材料によって異なるため、必要最小電圧V0も、装置毎に適した設定にすると良い。
【0070】
エンジンコントローラ28の交流出力選択手段30は、必要最小電圧V0以上で、かつ、最小の交流出力電圧を選択し、画像形成時の帯電バイアスとして選択する。
【0071】
次に、本例における交流電流検知から帯電バイアス決定の手順を図5のフローチャートを用いて説明する。なお、本例では、交流発振出力22に3種類の出力電圧Vpp−1、Vpp−2、Vpp−3(Vpp−1>Vpp−2>Vpp−3)をもった帯電バイアス電源回路21について示した。
【0072】
まず、最も低いピーク間電圧Vpp−3を印加し、交流電流検知手段27は、このとき感光体に流れる交流電流Iac−3を検知電圧V3に変換しエンジンコントローラ28へフィードバックする(ステップS1)。このとき、V3≧V0であった場合、V3をプリント時の帯電バイアス(以下、プリントバイアスと表記)として決定する(S2・S6)。
【0073】
V3<V0の場合は、中間電圧Vpp−2を印加して、検知電圧V2をフィードバックし、V0と比較する(S2・S3・S4)。V2≧V0であれば、V2をプリントバイアスとして使用し(S4・S7)、V2<V0の場合は、Vpp−1をプリントバイアスとして使用する(S4・S5)。
【0074】
このとき、印加できる交流ピーク間電圧の最大値Vpp−1を印加した場合の出力電圧V1は、いかなる状況下においても、V1≧V0となるように設定しておく。これによって、どのような状況下でも帯電不良が起こることはない。
【0075】
これらの工程は、電源投入直後の前多回転工程で行なわれてもよいし、より好ましくは、プリント動作に入った後の印字工程以外(非画像形成時)の任意のタイミングで少なくとも1回行われると良い。また、バイアス印加の順序などは、必ずしも図5の通りでなくても良い。これによって、感光体に流れる交流電流Iacを逐次に近い状態で検知することができ、より良好な帯電バイアス制御が可能となる。
【0076】
(4)効 果
続いて、本例を用いた場合の効果を以下に説明する。
【0077】
a)電源回路低コスト化、省スペース化に対する効果
前述した通り、本構成に於いては、交流出力用の電圧昇圧手段1個で交流と直流の重畳電圧を印加しているので、電源回路の省スペース化、低コスト化が実現可能となった。また、出力できる交流ピーク間電圧の最小値Vpp−minと所望の直流電圧Vdcの関係が、Vpp−min≧|Vdc|×2なる設定であるため、1個の電圧昇圧手段で直流と交流の重畳電圧を出力しても、安定して所望の帯電バイアス電圧を得ることが可能である。
【0078】
b)帯電制御に関する効果
b−1)使用環境の変動に対する効果
図6は、低温低湿環境〜高温多湿環境に於いて、同一の画像形成装置を使用して帯電Vpp−1〜3を印加した時に、交流電流検知手段27による検知電圧の関係を示したものである。
【0079】
帯電装置のインピーダンスが低温低湿環境では大きく、高温多湿環境では小さいので、交流電流値Iacは変化する。
【0080】
必要最小電流値Iac−0(検知電圧V0)以上を検出する最小の交流ピーク間電圧は、低温低湿、常温常湿ではVpp−1、高温多湿環境ではVpp−2であるから、これを選択すればよい。
【0081】
これによって、使用環境が変わって帯電装置のインピーダンス変化があった場合でも、感光体に過剰な交流電流が流れないので、良好な帯電制御をすることができる。
【0082】
b−2)使用枚数の変動に対する効果
図7において、交流電流値Iacは、感光ドラム10のプリント枚数が多くなると増加する。これは、感光ドラム表面の感光層が削られてインピーダンスが低下することに起因する。
【0083】
同図に於いては、例えば低温低湿環境の場合、使用初期ではVpp−1をプリントバイアスとして使用しておき、感光ドラム使用量Aの地点でVpp−2を印加したときの交流電流値Iac−2が必要最小電流値Iac−0を越えるので、A地点以降はVpp−2を画像形成時のプリントバイアスとして使用する。また、感光ドラム使用量Bの地点では、Vpp−3を印加したときの交流電流値Iac−3が必要最小電流値Iac−0を越えるので、B地点以降はVpp−3を画像形成時のプリントバイアスとして使用する。
【0084】
高温多湿環境に於いても同様に制御する。これによって、使用全般にわたって交流電流の増加を抑制でき良好な帯電を行うことができる。
【0085】
b−3)交流ピーク間電圧の出力公差に対する効果
図8は、交流ピーク間電圧の出力値が公差上下限で振れた場合の使用枚数と交流電流値Iacとの関係を示したものである。
【0086】
電源公差上限のときは、出力される交流ピーク間電圧の値が全体的に大きくなる。このため、同図においては、使用初期においてはVpp−2をプリントバイアスとして使用し、感光ドラム使用量Dの地点以降は、プリントバイアスをVpp−3に切り替える。また、電源公差下限のときは、使用初期にVpp−1をプリントバイアスとし、感光ドラム使用量Eの地点でVpp−2、F地点以降でVpp−3にプリントバイアスを切り替える。これによって、帯電バイアス電源の公差を考慮した場合でも、交流電流の増加を抑制して制御することが可能となった。
【0087】
以上、本実施例における効果を、3種類の交流ピーク間電圧を用いて制御する方法を例にあげて説明したが、これ以外でも、2種類以上の交流ピーク間電圧を出力できるものであれば同じことであり本発明の範疇とする。
【0088】
以上に説明したように、本発明によれば、1個の電圧昇圧手段で交流と直流の重畳バイアスを印加する系においても、前多回転中、もしくは、非画像形成時の任意のタイミングで複数の交流電圧を印加して、交流電流検知手段が感光体に流れる電流値を検知し、最適な電圧レベルをプリントバイアスとして用いるので、感光体を流れる交流電流Iacは、ほぼ一定に近い値に制御される。
【0089】
これによって、使用環境、感光ドラムの膜厚などのインピーダンス変化、および、帯電バイアス電源の公差を補正した帯電制御が可能となった。ゆえに、本発明の目的であった電源回路、プロセスカートリッジの低コスト化、省スペース化と放電制御とを両立して実現できた。
【0090】
<第2実施例>
交流ピーク間電圧Vppを一定電圧で制御すると、使用に伴い感光ドラム表面が削られることによって、感光体に流れる電流Iacは増加していくから、それに伴う交流電圧は、例えば、図7で示したように、使用初期からA地点まではVpp−1を印加するが、AからはVpp−1よりも小さいVpp−2にバイアス切替するというように、使用されるプリントバイアスVpp−nは、ある段階が来ると、必ず、一段階低い電圧値Vpp−(n+1)になる。
【0091】
本実施例は、この性質を利用して、感光体に流れる電流検知から画像形成時のプリントバイアスの決定までの手順を簡略化している。すなわち、本実施例に於いては、電源投入時に前記第1実施例に示した交流電流検知を行って画像形成時のプリントバイアスVpp−nを決定し、かつ、プリント中は、非画像形成時のすべて、もしくは一部で、プリントバイアスVpp−nよりもピーク間電圧が一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加し、このときに検知された電圧値Vn+1が必要最小電圧値V0を越えた場合に次回のプリントバイアスを一段階下げること、を特徴とする。
【0092】
本実施例における帯電バイアス決定の手順を、図9のフローチャートに基づき説明する。まず、プロセスカートリッジ装着時には、第1実施例と同様の方法で画像形成時のプリントバイアスVpp−nを決定する。
【0093】
プリント中においては、非画像形成時のすべて、もしくは一部で、一段階下の電圧Vpp−(n+1)を印加する。図9に、一例として後回転工程でVpp−(n+1)を印加した場合を示す。このときの検知電圧Vn+1が必要最小電圧V0を越えない場合は、次の画像形成時のプリントバイアスにはVpp−nを続けて使用し、Vn+1が必要最小電圧V0を越えた場合は、次の画像形成時のプリントバイアスには、Vpp−(n+1)を使用する。なお、図9においては、Vpp−(n+1)を後回転工程で印加する例を示したが、これは非画像形成時であればどこで印加されてもよく、例えば、前回転工程で印加されても問題はない。
【0094】
この方式を用いると、プリント時の電流検知シーケンスで印加されるバイアス電圧が1種類(Vpp−(n+1))のみで済むので、交流電流検知からバイアス決定までにかかる時間を短くすることができる。非画像形成時の時間が短い画像形成装置についても対応可能である。
【0095】
さらに、非画像形成時の一部、もしくは、すべてでプリントバイアスよりも低いバイアスがかかるので、より放電量を低く抑えることができ、感光体の摩耗削れを低減できる効果も加わる。
【0096】
<第3実施例>
図6に示されるように、同じ帯電Vppを印加したときの感光体を流れる交流電流値Iacは、使用初期の状態に於いても、使用される環境によって変化する。これは、帯電装置の抵抗が特に湿度の影響を受け、低温低湿環境では大きく、高温高湿環境では小さく変動することが主な原因として考えられる。
【0097】
本実施例の特長は、使用される帯電装置の低温低湿環境(気温10℃、相対湿度10%)における抵抗値R−lowと高温高湿環境(気温35℃、相対湿度85%)における抵抗値R−highとの比が、0.1≦R−low/R−high≦10なる関係を有することである。なお、ここで論じた「抵抗」の測定方法については次の(1)項に記載のとおりである。
【0098】
(1)抵抗測定方法
本実施例で定義されている抵抗は、以下の方法で測定されたものを言及する。図10は、抵抗測定方法を示す概念図である。帯電装置をφ30mmの金属ドラムに両端500gfで加圧当接させる。金属ドラムは不図示の金属ドラム駆動手段によって30rpmのスピードで回転する。金属ドラム回転中に帯電装置の芯金部分に100Vの電圧を印加し、印加後10秒後に固定抵抗r(Ω;r=1〜100kΩの固定抵抗)にかかる電圧E(V)の値を読む。帯電装置の抵抗Rは、以下の計算式によって算出する。
【0099】
R(Ω)=100/(E/r)
また、帯電装置の低温低湿環境の抵抗とは、帯電装置を気温10℃、相対湿度10%の環境に8時間放置した後測定されたものを意味し、高温高湿環境の抵抗とは、帯電装置を気温35℃、相対湿度85%の環境に8時間放置した後測定されたものを意味する。
【0100】
(2)本実施例の効果
図11の(a)は切替電圧を5段階有する帯電バイアス電源を内包した画像形成装置を使用し、帯電装置の抵抗の環境変動が大きい帯電装置を用いて使用初期での感光体を流れる交流電流の環境変動を模式的に示したものであり、(b)は、この画像形成装置を用いて耐久を行って場合の電流値推移を示したものである。
【0101】
(a)において、低温低湿環境下での帯電Vppは、必要最小電流値よりも大きく、その中で最も小さな値であるVpp−1が選択され、高温高湿環境下では、Vpp−4が選択される。
【0102】
これらが耐久されると、(b)に示されるように、まず、低温低湿環境下では、耐久枚数L1の地点で帯電VppがVpp−1からVpp−2に切り替わり、以下、L2、L3、L4の地点で帯電Vppの切替が行われ、最終的に感光体寿命LEに到達する。
【0103】
これに対し、高温高湿環境下では、H1の地点で帯電VppがVpp−4からVpp−5に切り替わるが、Vpp−5よりも小さな帯電Vppは存在しないので、早い段階で感光体寿命HEに達してしまい、ユーザに対し保証できる感光体寿命Xが短くなってしまう。高温高湿環境下での感光体寿命を延ばすためには、帯電Vpp−5よりも更に小さな印加電圧(Vpp−6、Vpp−7・・・)を帯電バイアス電源回路に追加するなどの手段が考えられるが、電源回路のコストやスペースの観点から、このような変更はなされないことが望ましい。
【0104】
図12の(a)は切替電圧を5段階有する帯電バイアス電源を内包した画像形成装置を使用し、帯電装置の抵抗の環境変動が比較的小さい帯電装置を用いて使用初期での感光体を流れる交流電流の環境変動を模式的に示したものであり、(b)は、この画像形成装置を用いて耐久を行って場合の電流値推移を示したものである。
【0105】
(a)において、低温低湿環境下での帯電Vppは、必要最小電流値よりも大きく、その中で最も小さな値であるVpp−1が選択され、高温高湿環境下では、Vpp−2が選択される。
【0106】
これらが耐久されると、(b)に示されるように、まず、低温低湿環境下では、耐久枚数L1'の地点で帯電VppがVpp−1からVpp−2に切り替わり、以下、L2'、L3'、L4'の地点で帯電Vppの切替が行われ、最終的に感光体寿命LE'に到達する。
【0107】
他方、高温高湿環境下では、H1'の地点で帯電VppがVpp−2からVpp−3に切り替わり、以下、H2'、H3'の地点で帯電Vppが切り替わって感光体寿命HE'に達する。帯電装置の環境変動が小さいと、高温高湿環境下の耐久電流値推移をより定電流制御に近づけることができる。ゆえに、高温高湿環境下での感光体寿命を延ばすことができるので、ユーザに対し保証できる感光体寿命Xをより長くすることが可能となる。
【0108】
以上に論じたように、帯電装置の抵抗の環境変動は小さければ小さいほど良いが、筆者らの検討によれば、低温低湿環境(気温10℃、相対湿度10%)に8時間以上放置された帯電装置の抵抗R−lowと、高温高湿環境(気温35℃、相対湿度85%)に8時間以上放置された帯電装置の抵抗R−highとの比R−low/R−highが0.1≦R−low/R−high≦10であれば実使用上問題ないレベルでの帯電制御が可能であり、より好ましくは、0.5≦R−low/R−high≦2であれば、非常に良好な帯電制御を行うことが可能であることが分かった。
【0109】
<その他>
1)接触帯電部材11の形態はローラ体に限られるものではなく、エンドレスベルト体等とすることもできる。また接触帯電部材は帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。また、これらを積層し、より適切な弾性(可撓性)と導電性を得ることも可能である。帯電ブレードや磁気ブラシ帯電部材等にすることもできる。
【0110】
2)静電潜像形成のための露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザ走査露光手段12に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やLEDなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【0111】
3)潜像担持体10は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【0112】
4)現像装置13は実施例は反転現像装置であるが、現像装置の構成について特に限定するものではない。正規現像装置であってもよい。
【0113】
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(1成分非接触現像)と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(1成分接触現像)と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤(2成分現像剤)として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(2成分接触現像)と、上記の2成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(2成分非接触現像)との4種類に大別される。
【0114】
5)転写手段15はローラ転写に限られず、ベルト転写、コロナ転写などにすることもできる。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体(中間被転写部材)などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【0115】
6)帯電部材11や現像剤担持部材13−cに印加するバイアスの交番電圧成分(AC成分、周期的に電圧値が変化する電圧)の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン/オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【0116】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、帯電バイアス電圧に交流と直流の重畳バイアスを用い、直流電圧が交流電圧昇圧手段によって作製される電源方式においても、良好な帯電制御を行なうことが可能となり、帯電交流電流を適正に制御することと帯電電源回路の省スペース化、低コスト化を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例の画像形成装置を示す図
【図2】 画像形成装置動作シーケンス概略図
【図3】 帯電バイアス電源回路を説明する概念図
【図4】 交流ピーク間電圧と出力可能な直流電圧との関係を示す図
【図5】 帯電バイアス決定方法を示すフローチャート
【図6】 第1実施例の効果を説明する図(その1)
【図7】 第1実施例の効果を説明する図(その2)
【図8】 第1実施例の効果を説明する図(その3)
【図9】 第2実施例の帯電バイアス決定方法を示すフローチャート
【図10】 第3実施例で言及する抵抗の測定方法を示す図
【図11】 本発明の方式を抵抗の環境変動が大きい帯電装置に適用した場合を説明する図
【図12】 第3実施例の帯電装置を適用した場合を説明する図
【図13】 従来の画像形成装置例の構成を説明する図
【図14】 従来の帯電バイアス電源回路を概念的に説明する図
【符号の説明】
10・・感光ドラム
11・・帯電手段
11−a・・軸受け
11−b・・加圧バネ
12・・露光手段
13・・現像装置
13−a・・トナー
13−b・・現像剤層厚規制部材
13−c・・現像スリーブ
14・・転写材
15・・転写手段
16・・定着手段
17・・クリーニング手段
18・・カートリッジドア
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a charging bias voltage control method, a charging bias power supply circuit, and an image forming apparatus employing an electrophotographic method, an electrostatic recording method, and the like.TheUsing a charging bias voltage control method, orTheThe present invention relates to an image forming apparatus including a charging bias power supply circuit.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a schematic configuration of an example of a general image forming apparatus. The image forming apparatus of this example is an electrophotographic copying machine or printer. Reference numeral 100 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as a latent image carrier, which is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. The photosensitive drum 100 is subjected to a uniform charging process with a predetermined polarity and potential by the charging device 101 during the rotation process, and then subjected to image exposure by the exposure device 102. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum surface. Next, the electrostatic latent image is developed by the developing device 103 to be visualized as a toner image. The toner image on the photosensitive drum surface is transferred by a transfer device 105 to a recording medium 104 such as paper fed from a paper supply unit (not shown). The recording medium 104 to which the toner image has been transferred is separated from the surface of the photosensitive drum, introduced into the fixing device 106, subjected to a toner image fixing process, and discharged as an image formed product. The photosensitive drum surface after separation of the recording medium is cleaned by scraping off the transfer residual toner by the cleaning device 107 and repeatedly used for image formation.
[0003]
The image forming apparatus forms an image by repeating the steps of charging, exposing, developing, transferring, fixing, and cleaning using the above-described means.
[0004]
As the charging device 101, a contact charging method is widely used in which a charging member such as a roller type or a blade type is brought into contact with the surface of the photosensitive drum, and a voltage is applied to the contact charging member to charge the surface of the photosensitive drum. In particular, the contact charging method using a roller-type charging member (charging roller) can perform stable charging over a long period of time.
[0005]
  A charging bias voltage is applied from a charging bias applying unit to a charging roller as a contact charging member. The charging bias voltage may be only a DC voltage, but when a DC voltage is applied to a DC voltage Vdc corresponding to a desired on-drum dark potential Vd as disclosed in JP-A-63-149669.ofA bias voltage is used in which an AC voltage having a peak-to-peak voltage (Vpp) that is twice or more the discharge start voltage is superimposed.
[0006]
This charging method is excellent for uniformly charging the photosensitive drum, and local potential unevenness on the photosensitive drum is eliminated by superimposing an alternating voltage on the direct current voltage. Vd converges uniformly on the DC applied voltage value Vdc.
[0007]
  However, this method increases the amount of discharge to the photosensitive drum as compared with the case where only the direct current component is applied as the charging bias voltage, and therefore surface deterioration such as scraping due to wear of the surface of the photosensitive drum with the cleaning device is easily promoted. To cope with this, the charging bias voltageAC peak-to-peak voltage (AC peak-to-peak voltage)It was necessary to keep Vpp as small as possible to prevent the charging roller from being excessively discharged to the photosensitive drum.
[0008]
The relationship between the AC peak-to-peak voltage (Vpp) and the discharge amount described above is not always constant because it varies depending on the film thickness of the photosensitive layer on the surface of the photosensitive drum, the usage environment, and the like. For example, even if the same peak-to-peak voltage is applied to the charging roller, the charging roller impedance increases in a low-temperature and low-humidity environment, so the amount of discharge is small. Conversely, in a high-temperature and high-humidity environment where the impedance decreases, the amount of discharge is large. Even when the usage environment is the same, if the surface of the photoconductor is scraped off due to wear, the impedance is reduced as compared with the initial use, and the amount of discharge increases.
[0009]
In order to avoid this problem, a method (Japanese Patent Publication No. 06-093150) for controlling the AC component with a constant current has been proposed. This is to detect the AC current Iac flowing through the photosensitive member and control it to be constant. When this method is used, the AC peak-to-peak is reduced with respect to impedance changes due to environmental fluctuations or photosensitive drum scraping. Since the voltage can be freely changed, the discharge amount can be kept almost constant regardless of environmental fluctuations, the film thickness of the photosensitive drum, and the like.
[0010]
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-201920 detects an alternating current Iac flowing in a photoconductor when an AC peak-to-peak voltage Vpp in a discharge region and an undischarged region is applied to a charging device during non-image formation. There has also been proposed a method in which a discharge current amount is calculated from the above relationship, and an AC voltage that provides an appropriate discharge amount is applied as a charging bias during image formation. Since this method controls the discharge current more directly, it is possible to control the discharge current with higher accuracy than conventional constant current control.
[0011]
These methods have a great effect in extending the life of the drum and ensuring good chargeability.
[0012]
In addition, in Japanese Patent Laid-Open No. 09-190143, the process cartridge usage amount detection / storage means is mounted on the process cartridge, and two or more kinds of constant voltage outputs are provided for the AC peak-to-peak voltage, A method has been proposed in which the film thickness of the photosensitive drum is predicted according to the amount of process cartridge used, and the AC peak-to-peak voltage is lowered stepwise.
[0013]
  When the AC component is controlled at a constant voltage, the DC voltage isFIG.As shown in (a) of FIG. 1, by connecting a capacitor C for creating a DC voltage from a step-up transformer T-AC (voltage boosting means) for AC output via a diode D, the capacitor C is peak-charged. Since it can be created, it is possible to output a superimposed bias of alternating current and direct current with only one voltage booster T-AC.
[0014]
For this reason, there is no need to separate the DC power supply and the AC power supply, and the power supply circuit configuration can be greatly simplified as compared with the case of constant current control, which is advantageous in terms of cost and space saving of the power supply circuit.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to control the discharge amount to be substantially constant regardless of the use situation, a constant current control method for alternating current components such as Japanese Patent Publication No. 06-093150, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-201920. What is necessary is just to employ | adopt the discharge amount calculation system like gazette. However, in these methods, as shown in FIG. 14 (a), when one voltage booster T-AC is used to output an alternating current and direct current superimposed voltage, the alternating current peak-to-peak voltage decreases, and the temperature and humidity are high. Under conditions such as the latter half, the capacitor cannot be fully charged, and a desired DC voltage cannot be obtained. As a result, the photosensitive drum is not charged satisfactorily, resulting in problems such as defective charging.
[0016]
  For this reason, when the above method is used, there is a limit in outputting a superimposed voltage of alternating current and direct current with one voltage boosting means, and in order to obtain a stable charging bias voltage,FIG.As shown in (b), the DC power supply T-DC and the AC power supply T-AC must be separated, and two voltage boosting means for DC and AC must be mounted.
[0017]
However, since the voltage boosting means is expensive and large in the charge generation circuit, in particular in a small-sized and low-cost image forming apparatus, one voltage boosting means is used from the viewpoint of space saving and cost reduction of the power supply circuit. It is desirable to output a stable charging bias voltage.
[0018]
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-190143, the charging bias generating circuit can be configured by a single voltage boosting unit, so that there are significant advantages in terms of space saving and cost of the power supply circuit. However, since this method performs voltage switching (AC peak-to-peak voltage down) when a predetermined timing (photoconductor usage amount) is reached, for example, AC peak-to-peak voltage output due to power supply tolerance of the charging bias generation circuit. When is the tolerance lower limit, the voltage may be switched even though the discharge amount is appropriate, resulting in insufficient discharge amount and charging failure.In addition, when the AC peak-to-peak voltage output is the tolerance upper limit, the discharge amount is In spite of the excessive state, voltage switching is not performed until a predetermined timing, and it is conceivable that wear abrasion of the photosensitive drum is promoted, which is inferior to the constant current control in terms of accuracy of discharge control. These are problems that can be solved by reducing the resistance value of the charging device and the power supply tolerance of the charging bias generation circuit, but it is not preferable to reduce the tolerance from the viewpoint of yield.
[0019]
Due to the above circumstances, in a small and low-cost image forming apparatus, even with a simple power supply configuration in which a single voltage boosting unit can output an AC and DC superimposed bias, charging failure does not occur and the photoconductor Therefore, there has been a demand for charge control that minimizes wear abrasion.
[0020]
Therefore, an object of the present invention is to perform good charging control even in a power supply system in which a superimposed bias of alternating current and direct current is used for the charging bias voltage and the direct current voltage is produced by the alternating voltage boosting means.
[0021]
The purpose is to achieve space saving, cost reduction and stable discharge control of the power circuit.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a charging bias voltage control method, a charging bias power supply circuit, and an image forming apparatus characterized by the following configurations.
[0023]
  (1) At least a movable latent image carrier and contact with the latent image carrierCharge the latent image carrierAC with charging means and one voltage boosting means for the charging meansVoltageAnd DCVoltageSuperpositionChargedA charging bias voltage control method for an image forming apparatus having a charging bias power supply circuit that outputs a bias voltage, comprising:
  The charging bias power supply circuitPart of non-image formation,At least twoNo picVoltage betweenWhen the AC voltage is applied to the charging means, and the AC voltage is applied to the charging means,Flow to latent image carrierExchangeCurrentDetect
  Pre-set standard among detected AC currentsMore than current and smallestThe peak-to-peak voltage of the alternating voltage from which the alternating current was detected isDuring image formationDecided as peak-to-peak voltage of AC voltage used forAnd a charging bias voltage control method.
[0024]
  (2)SaidThe charging bias power supply circuitBetween AC voltage peaksThe voltage is Vpp-n, NonAC at least part of the image formationVoltageAn alternating current is detected by applying a voltage Vpp− (n + 1) that is one step lower than the peak-to-peak voltage.Alternating currentCurrentThe standardIf the current exceeds the value,Between AC voltage peaksThe charging bias voltage control method according to (1), wherein the voltage is switched to Vpp− (n + 1).
[0025]
  (3)Of the AC voltage applied to the charging means.minimumofThe peak-to-peak voltage Vpp-minApplied to the charging meansThe charging bias voltage control method according to (1) or (2), wherein the relationship with the DC voltage Vdc is Vpp−min / 2 ≧ | Vdc |.
[0026]
  (4)Of the AC voltagemaximumofThe peak-to-peak voltageFor the charging meansFlow when appliedExchangeCurrentIs the standardIt is more than current (1)To any of (3)The charging bias voltage control method described in 1.
[0027]
  (5)SaidThe charging means is characterized in that the ratio of the resistance R-low in a low temperature and low humidity environment to the resistance R-high in a high temperature and high humidity environment is 0.1 ≦ R-low / R-high ≦ 10 (1) To (4). The charging bias voltage control method according to any one of (4) to (4).
[0028]
  (6) At least a movable latent image carrier and contact with the latent image carrierCharge the latent image carrierAn image forming apparatus having a charging unit,The charging means is AC with one voltage boosting means.VoltageAnd DCVoltageSuperpositionChargedCharging bias power supply circuit that outputs bias voltageIn
  The charging bias power supply circuitPart of non-image formation,At least twoLikeThe peak-to-peak voltageWhen the AC voltage is applied to the charging means, and the AC voltage is applied to the charging means,AC current flowing through the latent image carrierDetect
  Pre-set standard among detected AC currentsMore than current and smallestThe peak-to-peak voltage of the alternating voltage from which the alternating current was detected isDuring image formationDecided as peak-to-peak voltage of AC voltage used forA charging bias power supply circuit.
[0029]
  (7)SaidThe charging bias power supply circuitAC peak-to-peak voltageAs Vpp-n, NonInterchange during image formation, at least partly during image formationVoltageAn alternating current is detected by applying a voltage Vpp− (n + 1) that is one step lower than the peak-to-peak voltage.Alternating currentCurrentIs the standardIf the current exceeds the value,Between AC voltage peaksThe charging bias power supply circuit according to claim 6, wherein the voltage is switched to Vpp− (n + 1).
[0030]
  (8)Of the AC voltage applied to the charging means.minimumofThe peak-to-peak voltage Vpp-minApplied to the charging meansThe charging bias power supply circuit according to (6) or (7), wherein the relationship between the DC voltage Vdc and the DC voltage Vdc is Vpp−min / 2 ≧ | Vdc |.
[0031]
  (9)Of the AC voltagemaximumofThe peak-to-peak voltageFor the charging meansFlow when appliedExchangeCurrentIs the standardIt is more than current (6)To any of (8)The charging bias power supply circuit according to 1.
[0032]
  (10)SaidThe charging means is characterized in that the ratio of the resistance R-low in the low temperature and low humidity environment to the resistance R-high in the high temperature and high humidity environment is 0.1 ≦ R-low / R-high ≦ 10 (6) To (9) The charging bias power supply circuit according to any one of (9) to (9).
[0033]
  (11)At least a movable latent image carrier, charging means for charging the latent image carrier in contact with the latent image carrier, and AC voltage and DC voltage are superimposed on the charging means by one voltage boosting means. In an image forming apparatus comprising: a charging bias power supply circuit that outputs a charging bias voltage;
  The charging bias power supply circuit applies an AC voltage having at least two types of peak-to-peak voltages to the charging unit in a part during non-image formation, and when the AC voltage is applied to the charging unit, Detects alternating current flowing in the latent image carrier,
  Among the detected AC currents, the peak-to-peak voltage of the AC voltage that is equal to or higher than a preset reference current and the smallest AC current is detected is determined as the peak-to-peak voltage of the AC voltage used during image formation. DoAn image forming apparatus.
  (12) The charging bias power supply circuit is at least partly at the time of non-image formation and is one step lower than the peak-to-peak voltage of the AC voltage at the time of image formation, with the voltage between the peaks of the AC voltage at the time of image formation being Vpp-n An alternating current is detected by applying a voltage Vpp− (n + 1), and when the detected alternating current becomes equal to or higher than the reference current, the peak-to-peak voltage of the alternating voltage at the time of image formation is switched to Vpp− (n + 1). The image forming apparatus as described in (11) above.
  (13) The relationship between the minimum peak-to-peak voltage Vpp-min of the AC voltage applied to the charging unit and the DC voltage Vdc applied to the charging unit is Vpp-min / 2 ≧ | Vdc | The image forming apparatus according to any one of (11) and (12), wherein
  (14) The alternating current that flows when the maximum peak-to-peak voltage of the alternating voltage is applied to the charging unit is equal to or greater than the reference current, according to any one of (11) to (13) Image forming apparatus.
[0034]
  (15)The charging means is characterized in that a ratio of a resistance R-low in a low temperature and low humidity environment to a resistance R-high in a high temperature and high humidity environment is 0.1 ≦ R-low / R-high ≦ 10 (11 )To any of (14)The image forming apparatus described in 1.
[0035]
  According to the present invention described above, it is possible to perform good charge control even in a power supply system in which a DC voltage is produced by an AC voltage booster using a bias in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed on a charging bias voltage. In addition, it is possible to properly control the charging AC current, to save space and to reduce the cost of the charging power supply circuit.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First embodiment>
A feature of the present embodiment is that a charging bias generating circuit having an AC oscillation output capable of outputting an AC and DC superimposed voltage by at least one voltage boosting unit and outputting two or more types of AC peak-to-peak voltages, and charging In an image forming apparatus having an alternating current detecting means for detecting an alternating current Iac flowing through the photoconductor when a bias voltage is applied, the alternating current detecting means is at least two kinds of alternating current when the power is turned on or during non-image formation. An alternating current Iac flowing through the photosensitive drum is detected by applying the peak-to-peak voltage Vpp, and this is fed back to the engine controller to select a voltage level in an area where ideal discharge is performed as a charging bias voltage at the time of printing, It is in the place where it is applied during image formation.
[0039]
(1) Outline of configuration and operation of image forming apparatus
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment is an electrophotographic type or process cartridge detachable type laser printer.
[0040]
Reference numeral 10 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) as a latent image carrier. The photosensitive drum 10 of this example is a negatively charged organic photosensitive member, and is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed by a driving motor (not shown).
[0041]
The photosensitive drum 10 is uniformly charged to a predetermined negative potential by a charging device during its rotation. In this example, the charging device is a contact charging device using a charging roller 11 as a charging member.
[0042]
Both ends of the charging roller 11 are rotatably held by bearings 11-a, and are pressed toward the center of the photosensitive drum 10 by pressing means such as a pressure spring 11-b, and are driven by the photosensitive drum 10. Rotate. A bias voltage is applied to the charging roller 11 from the charging bias power source 1 through the pressure spring 11-b and the conductive bearing 11-a. As the charging bias voltage, a method is used in which a DC voltage Vdc corresponding to a desired on-drum potential Vd is superimposed on an AC voltage having a peak-to-peak voltage (Vpp) that is twice or more the discharge start voltage. This charging method aims to eliminate local potential unevenness on the photosensitive drum by applying an alternating voltage on the direct current voltage and uniformly charge the photosensitive drum to a potential Vd equal to the direct current applied voltage Vdc. Yes.
[0043]
  Next, image exposure is performed by the exposure device 12. The exposure device 12 forms an electrostatic latent image on the uniformly charged photosensitive drum 10, and in this example, a semiconductor laser scanner is used. The exposure apparatus 12 is an image forming apparatusOutsideA laser beam L modulated in response to an image signal sent from a host device (not shown) is output, and the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 is scanned and exposed through an exposure window portion a of a process cartridge C described later. (Image exposure). On the surface of the photosensitive drum, an electrostatic latent image corresponding to image information is sequentially formed as the absolute value of the potential of the exposed portion becomes lower than the absolute value of the charging potential.
[0044]
Next, the electrostatic latent image is developed by the reversal developing device 13 and visualized as a toner image. The developing device 13 visualizes the electrostatic latent image (reverse development) by developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 with the toner 13-a as a developer. In this example, a jumping development method is used. Was used. In this system, a developing bias voltage in which alternating current and direct current are superimposed is applied to a developing sleeve 13-c from a developing bias power source (not shown), whereby the developer layer thickness regulating member 13-b and the developing sleeve 13-c are applied. The toner 13-a that is negatively charged by frictional charging at the contact portion is reversely developed into an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum.
[0045]
The toner image on the surface of the photosensitive drum is transferred by a transfer device to a recording medium (transfer material) 14 such as paper fed from a paper supply unit (not shown). In this example, a contact transfer device using a transfer roller 15 is used. The transfer roller 15 is pressed against the photosensitive drum 1 in the central direction of the photosensitive drum by an urging means such as a pressing spring (not shown). When the transfer material 14 is conveyed and the transfer process is started, a positive transfer bias voltage is applied to the transfer roller 15 from a transfer bias power source (not shown), and the photosensitive drum 10 is charged negatively. The toner is transferred onto the transfer material 14.
[0046]
  The transfer material that has received the transfer of the toner image is separated from the surface of the photosensitive drum, introduced into the fixing device 16, subjected to a fixing process of the toner image, and discharged outside the image forming apparatus main body. The fixing device 16 uses a means such as heat or pressure for the toner image transferred to the transfer material 14.FixedIt is what you wear.
[0047]
The photosensitive drum surface after separation of the transfer material is cleaned by scraping off the transfer residual toner by the cleaning device 17 and repeatedly used for image formation. The cleaning device 17 of this example uses a cleaning blade. The cleaning blade collects untransferred toner that has not been completely transferred from the photosensitive drum 10 to the transfer material 14 during the transfer process. The cleaning blade comes into contact with the photosensitive drum 10 at a constant pressure to collect the untransferred toner. Clean the surface. After completion of the cleaning process, the photosensitive drum surface again enters the charging process.
[0048]
The image forming apparatus forms an image by repeating the steps of charging, exposure, development, transfer, fixing, and cleaning using the above-described means.
[0049]
A process cartridge C is detachable and replaceable with respect to the image forming apparatus main body 20. The process cartridge C of this example includes four process devices including a photosensitive drum 10 as a latent image carrier, a charging roller 11 as a contact charging member for the photosensitive drum 10, a developing device 13, and a cleaning device 17. As a process cartridge.
[0050]
The process cartridge C is attached to and detached from the image forming apparatus main body 20 by opening and closing a cartridge door (main body door) 18 of the image forming apparatus main body 20. Mounting is performed by opening the cartridge door 18, inserting and mounting the process cartridge C into the image forming apparatus main body 20 in a predetermined manner, and closing the cartridge door 18. The process cartridge C is mechanically and electrically connected to the image forming apparatus main body 20 side by being mounted on the image forming apparatus main body 20 in a predetermined manner.
[0051]
The process cartridge C is removed from the image forming apparatus main body 20 by opening the cartridge door 18 and pulling out the process cartridge C in the image forming apparatus main body 20 to a predetermined extent. When the process cartridge C is removed, a drum cover (not shown) is moved to the closed position to conceal and protect the exposed lower surface of the photosensitive drum 10. The exposure window part a is also held closed by a shutter plate (not shown). When the process cartridge C is mounted in the image forming apparatus main body 20, the drum cover and the shutter plate are respectively moved to the open position and held.
[0052]
Here, the process cartridge is a cartridge in which a charging unit, a developing unit or a cleaning unit and an electrophotographic photosensitive member are integrally formed, and this cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. In addition, at least one of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit and the electrophotographic photosensitive member are integrally formed into a cartridge that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Further, it means that at least the developing means and the electrophotographic photosensitive member are integrated into a cartridge so that it can be attached to and detached from the apparatus main body.
[0053]
(2) Printer operation sequence
The outline of the printer operation sequence in this embodiment will be described with reference to FIG.
[0054]
First, when the power supply in the image forming apparatus is turned on, the pre-multi-rotation process starts. In this process, while the main motor rotates the photosensitive drum, the presence / absence of the process cartridge is detected and the transfer roller is cleaned.
[0055]
When the front multi-rotation is completed, the image forming apparatus enters a standby (standby) state. When image information is sent to the image forming apparatus from an output means such as a host computer (not shown), the main motor drives the image forming body and enters a pre-rotation process. In the pre-rotation process, printing preparation operations of various process devices are performed. Mainly, preliminary charging on the photosensitive drum, startup of the laser scanner, determination of the transfer print bias, temperature adjustment of the fixing device, and the like are performed.
[0056]
When the pre-rotation process is completed, the printing process is started. In the printing process, transfer material is fed, image exposure on a photosensitive drum, development, and the like are performed at a predetermined timing. When the printing process is completed, if there is a next print signal, the process enters the sheet interval process until the next transfer material arrives and waits for the next printing operation.
[0057]
If there is no next print signal after the printing operation is completed, the image forming apparatus enters a post-rotation process. In the post-rotation process, processes such as charge removal on the surface of the photosensitive drum and discharge of toner adhering to the transfer roller to the photosensitive drum (transfer roller cleaning) are performed.
[0058]
When the post-rotation process is completed, the image forming apparatus again enters a standby (standby) state and waits for the next print signal.
[0059]
(3) Charging bias creation method and determination of appropriate charging bias
3-1) Charging bias creation method (charging bias power supply circuit)
The charging bias power supply circuit 21 used in this example will be conceptually described with reference to FIG.
[0060]
In this example, the charging bias power supply circuit 21 has three different AC peak-to-peak voltages Vpp from the AC oscillation output 22: Vpp-1, Vpp-2, Vpp-3 (Vpp-1> Vpp-2> Vpp-3). ) Can be output. The outputs of the AC peak-to-peak voltages Vpp-1 to Vpp-3 from the AC oscillation output 22 are selectively made when the AC output selection means 30 is controlled by the engine controller 28.
[0061]
First, the output voltage output from the AC oscillation output 22 is amplified by the amplifier circuit 23, sine-converted by the sine voltage conversion circuit 24 including an operational amplifier, a resistor, a capacitor, and the like, and then the DC component is zeroed via the capacitor C1. And is inputted to a step-up transformer T1 as voltage step-up means. The voltage input to the step-up transformer T1 is boosted to a sine voltage corresponding to the number of turns of the transformer.
[0062]
On the other hand, the capacitor C2 is peak-charged after the boosted sine voltage is rectified by the rectifier circuit D1. As a result, a certain DC voltage Vdc1 is generated. Further, the DC oscillation output 25 outputs an output voltage determined depending on the print density, etc., rectified by the rectifier circuit 26, and then input to the negative input terminal of the operational amplifier IC1 as a constant voltage Va. At the same time, a voltage Vb obtained by dividing one terminal voltage of the step-up transformer T1 by a resistor and a resistor is input to the plus input terminal of the operational amplifier IC1, and the transistor Q1 is set so that both values (Va and Vb) are equal. To drive. As a result, a current flows through the resistors R1 and R2, causing a voltage drop, and a DC voltage Vdc2 is generated.
[0063]
A desired DC voltage can be obtained by adding the DC voltages Vdc1 and Vdc2 described above. This DC voltage is superimposed on the AC voltage described above on the secondary side of the AC voltage boosting means T1 and applied to the charging roller 11 in the process cartridge C.
[0064]
In this method, since the DC voltage is produced using the AC voltage booster T1, the DC voltage is dependent on the AC peak-to-peak voltage Vpp. That is, in order to obtain the desired DC voltage Vdc, it is necessary to charge the capacitor C2 with a certain level of charge by the AC voltage boosting means T1, and as shown in FIG. 4, in order to obtain the desired DC voltage Vdc ′. In this case, the AC peak-to-peak voltage Vpp must be 2 × | Vdc ′ | In a region where the AC peak-to-peak voltage Vpp is smaller than 2 × | Vdc ′ |, the capacitor C2 cannot be fully charged and the desired DC voltage Vdc ′ cannot be obtained. Therefore, the drum potential Vd is set to a desired value. It becomes impossible to charge and a good image cannot be obtained.
[0065]
On the other hand, if the capacitance of the capacitor C2 is increased, the amount of charge charge can be increased to increase Vdc. However, the time for charging the capacitor C2 becomes longer, and the time required for stabilizing the charging waveform is increased. Since it becomes longer, unevenness may occur in the photosensitive drum surface potential Vd.
[0066]
Therefore, in this example, the minimum value Vpp-min in the range in which the AC peak-to-peak voltage Vpp can be output is set so that the relationship of Vpp-min ≧ 2 × | Vdc | is established with respect to the desired DC voltage Vdc. Yes.
[0067]
3-2) Determination of proper charging bias voltage
Next, a method for determining a charging bias voltage during image formation will be described with reference to FIGS.
[0068]
In FIG. 3, when a charging bias voltage is applied to the charging roller 11, the alternating current Iac flows through the charging roller 11 and the photosensitive drum 10 to the high-voltage power supply circuit GND. At this time, the alternating current detecting means 27 extracts only the alternating current having a frequency equal to the charging frequency by a filter circuit (not shown) composed of a resistor, a capacitor, etc., and converts this alternating current into a voltage. The voltage value is input to the engine controller 28. The AC current detecting means 27 can be composed of a resistor, a capacitor, a diode, and the like, so that the influence of the cost increase of the power supply circuit and the space expansion is small.
[0069]
  The input voltage input to the engine controller 28 is compared with a necessary minimum voltage V0 whose input level is preset by the voltage comparison means 29. The required minimum voltage V0 is an output voltage with respect to the minimum AC peak-to-peak voltage at which charging unevenness does not occur, and the value is the minimum required current value at which uniform charging can be performed.(Reference current)It is determined based on Iac-0. Since the value of Iac-0 varies depending on the process speed and charging frequency of the device, the constituent material of the charging device 11 and the photosensitive drum 10, the necessary minimum voltage V0 is alsoFor each deviceA suitable setting is recommended.
[0070]
The AC output selection means 30 of the engine controller 28 selects the minimum AC output voltage that is equal to or higher than the necessary minimum voltage V0 and selects it as a charging bias at the time of image formation.
[0071]
  Next, the procedure for determining the charging bias from the AC current detection in this example will be described with reference to the flowchart of FIG. In this example, the charging bias power supply circuit having three types of output voltages Vpp-1, Vpp-2, and Vpp-3 (Vpp-1> Vpp-2> Vpp-3) in the AC oscillation output 22 is used.21Showed about.
[0072]
First, the lowest peak-to-peak voltage Vpp-3 is applied, and the alternating current detection means 27 converts the alternating current Iac-3 flowing through the photosensitive member into a detection voltage V3 and feeds it back to the engine controller 28 (step S1). At this time, if V3 ≧ V0, V3 is determined as a charging bias at the time of printing (hereinafter referred to as a print bias) (S2 and S6).
[0073]
When V3 <V0, the intermediate voltage Vpp-2 is applied, the detection voltage V2 is fed back, and compared with V0 (S2, S3, S4). If V2 ≧ V0, V2 is used as a print bias (S4 · S7), and if V2 <V0, Vpp-1 is used as a print bias (S4 · S5).
[0074]
At this time, the output voltage V1 when the maximum value Vpp-1 of the AC peak-to-peak voltage that can be applied is set to satisfy V1 ≧ V0 under any circumstances. As a result, charging failure does not occur under any circumstances.
[0075]
These processes may be performed in a pre-multi-rotation process immediately after the power is turned on, and more preferably at least once at any timing other than the printing process after entering the printing operation (during non-image formation). Good to be told. Further, the order of bias application is not necessarily as shown in FIG. As a result, the alternating current Iac flowing through the photosensitive member can be detected in a nearly sequential state, and better charging bias control is possible.
[0076]
(4) Effect
Then, the effect at the time of using this example is demonstrated below.
[0077]
a) Power circuit cost reduction and space saving effect
As described above, in this configuration, since the superimposed voltage of AC and DC is applied by a single voltage booster for AC output, space saving and cost reduction of the power supply circuit can be realized. . In addition, since the relationship between the minimum value Vpp-min of the AC peak-to-peak voltage that can be output and the desired DC voltage Vdc is set to Vpp-min ≧ | Vdc | × 2, a single voltage boosting means can be used for the DC and AC. Even if the superimposed voltage is output, it is possible to stably obtain a desired charging bias voltage.
[0078]
b) Effects on charge control
b-1) Effects on changes in usage environment
FIG. 6 shows the relationship of the detection voltage by the AC current detection means 27 when the charging Vpp-1 to 3 is applied using the same image forming apparatus in a low temperature and low humidity environment to a high temperature and high humidity environment. is there.
[0079]
Since the impedance of the charging device is large in a low temperature and low humidity environment and small in a high temperature and high humidity environment, the alternating current value Iac changes.
[0080]
The minimum peak-to-peak voltage for detecting the necessary minimum current value Iac-0 (detection voltage V0) or higher is Vpp-1 in low temperature and low humidity, normal temperature and normal humidity, and Vpp-2 in high temperature and high humidity environment. That's fine.
[0081]
As a result, even when the usage environment changes and the impedance of the charging device changes, an excessive alternating current does not flow through the photosensitive member, so that good charging control can be performed.
[0082]
b-2) Effects on fluctuations in the number of sheets used
In FIG. 7, the alternating current value Iac increases as the number of prints on the photosensitive drum 10 increases. This is due to the fact that the photosensitive layer on the surface of the photosensitive drum is scraped and impedance decreases.
[0083]
In the figure, for example, in the case of a low temperature and low humidity environment, the AC current value Iac− is obtained when Vpp-1 is used as a print bias at the initial stage of use and Vpp-2 is applied at the point of the photosensitive drum usage A. Since 2 exceeds the necessary minimum current value Iac-0, Vpp-2 is used as a print bias at the time of image formation after point A. Further, at the point where the photosensitive drum usage amount B is applied, the alternating current value Iac-3 when Vpp-3 is applied exceeds the necessary minimum current value Iac-0, so that Vpp-3 is printed at the time of image formation after point B. Use as a bias.
[0084]
The same control is performed even in a hot and humid environment. As a result, an increase in alternating current can be suppressed over the entire use, and good charging can be performed.
[0085]
b-3) Effect on output tolerance of AC peak-to-peak voltage
FIG. 8 shows the relationship between the number of sheets used and the AC current value Iac when the output value of the AC peak-to-peak voltage fluctuates at the upper and lower tolerances.
[0086]
When the power supply tolerance is at the upper limit, the output AC peak-to-peak voltage value increases as a whole. For this reason, in the drawing, Vpp-2 is used as a print bias in the initial stage of use, and after the point of the photosensitive drum usage D, the print bias is switched to Vpp-3. In the case of the power supply tolerance lower limit, Vpp-1 is set as the print bias in the initial stage of use, and the print bias is switched to Vpp-2 at the point of the photosensitive drum usage E, and to Vpp-3 after the point F. As a result, even when the tolerance of the charging bias power source is taken into consideration, it is possible to control while suppressing an increase in alternating current.
[0087]
As described above, the method of controlling the effect of the present embodiment using three types of AC peak-to-peak voltages has been described as an example, but other than this, as long as two or more types of AC peak-to-peak voltages can be output. The same applies to the scope of the present invention.
[0088]
As described above, according to the present invention, even in a system in which an AC and DC superimposed bias is applied by a single voltage booster, a plurality of pre-rotations or at any timing during non-image formation The AC current detecting means detects the current value flowing through the photoconductor and uses the optimum voltage level as a print bias, so that the AC current Iac flowing through the photoconductor is controlled to a value that is almost constant. Is done.
[0089]
As a result, it is possible to perform charging control that corrects the impedance change such as the usage environment, the film thickness of the photosensitive drum, and the tolerance of the charging bias power source. Therefore, the power supply circuit and the process cartridge, which are the objects of the present invention, can be realized at the same time as the cost reduction, the space saving, and the discharge control.
[0090]
<Second embodiment>
When the AC peak-to-peak voltage Vpp is controlled at a constant voltage, the current Iac flowing through the photosensitive member increases as the surface of the photosensitive drum is scraped with use, and the accompanying AC voltage is, for example, shown in FIG. Thus, Vpp-1 is applied from the initial use to point A, but from A, the bias is switched to Vpp-2 smaller than Vpp-1, so that the used print bias Vpp-n is at a certain stage. Always comes to a voltage value Vpp− (n + 1) that is one step lower.
[0091]
In this embodiment, the procedure from the detection of the current flowing through the photoconductor to the determination of the print bias at the time of image formation is simplified using this property. That is, in this embodiment, when the power is turned on, the alternating current detection shown in the first embodiment is performed to determine the print bias Vpp-n during image formation, and during printing, during non-image formation. A voltage Vpp- (n + 1) whose peak-to-peak voltage is one step lower than the print bias Vpp-n is applied to all or a part of the voltage Vn + 1 detected at this time exceeds the necessary minimum voltage value V0. In this case, the next print bias is lowered by one step.
[0092]
The procedure for determining the charging bias in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the process cartridge is mounted, the print bias Vpp-n at the time of image formation is determined by the same method as in the first embodiment.
[0093]
During printing, the voltage Vpp- (n + 1) that is one step lower is applied in all or part of the non-image formation. FIG. 9 shows a case where Vpp− (n + 1) is applied in the post-rotation process as an example. If the detected voltage Vn + 1 does not exceed the necessary minimum voltage V0 at this time, Vpp-n is continuously used for the print bias at the time of the next image formation. If Vn + 1 exceeds the necessary minimum voltage V0, the next Vpp− (n + 1) is used as a print bias at the time of image formation. Although FIG. 9 shows an example in which Vpp− (n + 1) is applied in the post-rotation process, this may be applied anywhere during non-image formation, for example, it is applied in the pre-rotation process. There is no problem.
[0094]
When this method is used, only one type of bias voltage (Vpp− (n + 1)) is applied in the current detection sequence at the time of printing, so that the time required from the AC current detection to the bias determination can be shortened. An image forming apparatus having a short time during non-image formation can also be handled.
[0095]
Furthermore, since a bias lower than the print bias is applied in part or all during non-image formation, the amount of discharge can be further reduced, and the effect of reducing wear abrasion of the photoconductor is also added.
[0096]
<Third embodiment>
As shown in FIG. 6, the alternating current value Iac that flows through the photosensitive member when the same charge Vpp is applied varies depending on the environment in which it is used even in the initial state of use. The main reason for this is considered that the resistance of the charging device is affected by humidity in particular, and is large in a low temperature and low humidity environment and small in a high temperature and high humidity environment.
[0097]
The feature of this embodiment is that the charging device used has a resistance value R-low in a low temperature and low humidity environment (temperature 10 ° C., relative humidity 10%) and a resistance value in a high temperature and high humidity environment (temperature 35 ° C., relative humidity 85%). The ratio with R-high has a relationship of 0.1 ≦ R-low / R-high ≦ 10. The “resistance” measurement method discussed here is as described in the next item (1).
[0098]
(1) Resistance measurement method
The resistance defined in this example refers to that measured by the following method. FIG. 10 is a conceptual diagram showing a resistance measurement method. The charging device is brought into pressure contact with a metal drum having a diameter of 30 mm at both ends of 500 gf. The metal drum is rotated at a speed of 30 rpm by a metal drum driving means (not shown). A voltage of 100 V is applied to the core of the charging device while the metal drum is rotating, and the value of the voltage E (V) applied to the fixed resistance r (Ω; fixed resistance of r = 1 to 100 kΩ) is read 10 seconds after the application. . The resistance R of the charging device is calculated by the following calculation formula.
[0099]
R (Ω) = 100 / (E / r)
The resistance of the charging device in a low-temperature and low-humidity environment means a value measured after leaving the charging device in an environment with an air temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 10% for 8 hours. It means that measured after leaving the device in an environment of 35 ° C. temperature and 85% relative humidity for 8 hours.
[0100]
(2) Effects of this embodiment
FIG. 11A shows an AC current that flows through a photosensitive member in the initial stage of use using an image forming apparatus including a charging bias power source having five levels of switching voltage, and using a charging device having a large environmental variation in resistance of the charging device. (B) shows the current value transition in the case where durability is performed using this image forming apparatus.
[0101]
In (a), the charge Vpp in the low temperature and low humidity environment is larger than the necessary minimum current value, and Vpp-1 which is the smallest value is selected, and in the high temperature and high humidity environment, Vpp-4 is selected. Is done.
[0102]
When these are endured, as shown in (b), first, in a low-temperature and low-humidity environment, the charge Vpp is switched from Vpp-1 to Vpp-2 at the point of the endurance number L1, and hereinafter, L2, L3, L4 At this point, the charge Vpp is switched, and finally the photoconductor life LE is reached.
[0103]
In contrast, in a high-temperature and high-humidity environment, the charge Vpp is switched from Vpp-4 to Vpp-5 at the point H1, but since there is no charge Vpp smaller than Vpp-5, the lifetime of the photoreceptor HE is reached at an early stage. As a result, the photoconductor lifetime X that can be guaranteed to the user is shortened. In order to extend the life of the photoreceptor in a high-temperature and high-humidity environment, means such as adding an applied voltage (Vpp-6, Vpp-7...) Smaller than charging Vpp-5 to the charging bias power supply circuit. Although it is conceivable, it is desirable not to make such a change from the viewpoint of the cost and space of the power supply circuit.
[0104]
FIG. 12A shows an image forming apparatus including a charging bias power source having five levels of switching voltage, and a photosensitive device in an initial stage of use flows through a charging device in which the environmental fluctuation of the resistance of the charging device is relatively small. FIG. 6 schematically shows the environmental fluctuation of the alternating current, and FIG. 5B shows the transition of the current value when durability is performed using this image forming apparatus.
[0105]
In (a), the charge Vpp in the low temperature and low humidity environment is larger than the necessary minimum current value, and the smallest value Vpp-1 is selected. In the high temperature and high humidity environment, Vpp-2 is selected. Is done.
[0106]
When these are endured, as shown in (b), first, in a low-temperature and low-humidity environment, the charge Vpp is switched from Vpp-1 to Vpp-2 at the point of the endurance number L1 ′, and hereinafter, L2 ′, L3 The charging Vpp is switched at the point of “, L4”, and finally the photoconductor lifetime LE ′ is reached.
[0107]
On the other hand, in a high-temperature and high-humidity environment, the charged Vpp is switched from Vpp-2 to Vpp-3 at the point H1 ′, and thereafter, the charged Vpp is switched at the points H2 ′ and H3 ′ to reach the photoconductor life HE ′. When the environmental fluctuation of the charging device is small, the transition of the durable current value in the high temperature and high humidity environment can be made closer to the constant current control. Therefore, the life of the photoconductor in a high-temperature and high-humidity environment can be extended, so that the photoconductor life X that can be guaranteed to the user can be further extended.
[0108]
As discussed above, the smaller the environmental fluctuation of the resistance of the charging device, the better. However, according to the study by the authors, it was left in a low temperature and low humidity environment (temperature 10 ° C., relative humidity 10%) for 8 hours or more. The ratio R-low / R-high between the resistance R-low of the charging device and the resistance R-high of the charging device left in a high temperature and high humidity environment (temperature 35 ° C., relative humidity 85%) for 8 hours or more is 0. If 1 ≦ R-low / R-high ≦ 10, it is possible to control charging at a level where there is no problem in actual use. More preferably, if 0.5 ≦ R-low / R-high ≦ 2, It has been found that very good charge control can be performed.
[0109]
<Others>
1) The form of the contact charging member 11 is not limited to the roller body, and may be an endless belt body or the like. In addition to the charging roller, the contact charging member may be of a shape or material such as a fur brush, felt, or cloth. Moreover, these can be laminated | stacked and it can also obtain more suitable elasticity (flexibility) and electroconductivity. A charging blade or a magnetic brush charging member can also be used.
[0110]
2) The exposure means for forming the electrostatic latent image is not limited to the laser scanning exposure means 12 that forms a digital latent image as in the embodiment, but a normal analog image exposure or Other light emitting elements such as LEDs may be used, and any combination of a light emitting element such as a fluorescent lamp and a liquid crystal shutter may be used as long as it can form an electrostatic latent image corresponding to image information.
[0111]
3) The latent image carrier 10 may be an electrostatic recording dielectric or the like. In this case, the dielectric surface is uniformly primary-charged to a predetermined polarity and potential, and then selectively neutralized by a neutralizing means such as a static elimination needle head or an electron gun to write and form a target electrostatic latent image.
[0112]
4) Although the developing device 13 is a reversal developing device in the embodiment, the configuration of the developing device is not particularly limited. A regular developing device may be used.
[0113]
In general, the electrostatic latent image is developed by coating a non-magnetic toner on a developer carrying member such as a sleeve with a blade or the like, and magnetic toner on a developer carrying member. A method in which an electrostatic latent image is developed in a non-contact state with respect to an image carrier by coating and conveying by force (one-component non-contact development), and coating on a developer carrying member as described above A method for developing an electrostatic latent image by applying toner in contact with an image carrier (one-component contact development), and a developer obtained by mixing a magnetic carrier with toner particles (two-component developer) And a method of developing the electrostatic latent image by conveying it by magnetic force and applying it in contact with the image carrier (two-component contact development), and applying the above two-component developer to the image carrier. Apply electrostatic latent image in contact It is roughly divided into four types of methods (2-component non-contact development) to the image.
[0114]
5) The transfer means 15 is not limited to roller transfer, but may be belt transfer, corona transfer, or the like. The image forming apparatus may form not only a single color image but also a multicolor or full color image by multiple transfer or the like using an intermediate transfer member (intermediate transfer member) such as a transfer drum or a transfer belt.
[0115]
6) As a waveform of an alternating voltage component (AC component, voltage whose voltage value changes periodically) applied to the charging member 11 and the developer carrying member 13-c, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like is used as appropriate. Is possible. It may be a rectangular wave formed by periodically turning on / off a DC power supply.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform good charge control even in a power supply system in which a DC bias is produced by an AC voltage booster using an AC and DC superimposed bias as a charging bias voltage. In addition, it was possible to properly control the charging AC current, save space and reduce the cost of the charging power supply circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of an image forming apparatus operation sequence.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a charging bias power supply circuit.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between AC peak-to-peak voltage and outputable DC voltage.
FIG. 5 is a flowchart showing a charging bias determination method.
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment (part 1);
FIG. 7 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment (part 2);
FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment (part 3);
FIG. 9 is a flowchart showing a charging bias determination method according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a resistance measuring method referred to in the third embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a case where the method of the present invention is applied to a charging device having a large resistance fluctuation in the environment.
FIG. 12 is a diagram for explaining a case where the charging device of the third embodiment is applied.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a conventional image forming apparatus example.
FIG. 14 is a diagram conceptually illustrating a conventional charging bias power supply circuit.
[Explanation of symbols]
10. Photosensitive drum
11. Charging means
11-a ... Bearing
11-b ... Pressure spring
12 .... Exposure means
13. Development device
13-a Toner
13-b .. Developer layer thickness regulating member
13-c ... Developing sleeve
14. Transfer material
15. Transfer means
16 .. Fixing means
17. Cleaning means
18. Cartridge door

Claims (15)

少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に1個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路を有する画像形成装置の帯電バイアス電圧制御方法であって、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも2種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電圧制御方法。
At least a movable latent image carrier, charging means for charging the latent image carrier in contact with the latent image carrier, and AC voltage and DC voltage are superimposed on the charging means by one voltage boosting means . a charging bias voltage control method for an image forming apparatus having a charging bias power supply circuit for outputting a charging bias voltage,
The charging bias power supply circuit is part of the non-image-forming, applying an alternating voltage comprising at least two kinds of peak voltage to said charging means, when the AC voltage is applied to the charging unit the detected flow Ru ac current to the image bearing member,
Among the detected AC currents, the peak-to-peak voltage of the AC voltage that is equal to or higher than a preset reference current and has the smallest AC current detected is used as the peak-to-peak voltage of the AC voltage used during image formation. A charging bias voltage control method characterized by determining .
前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−nとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−(n+1)に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の帯電バイアス電圧制御方法。 The charging bias power supply circuit has a voltage Vpp− that is one step lower than the peak-to-peak voltage of the AC voltage at the time of image formation at least partly at the time of non- image formation , where the peak -to- peak voltage of the AC voltage at the time of image formation is Vpp−n. An alternating current is detected by applying (n + 1), and the peak-to-peak voltage of the alternating voltage during image formation is switched to Vpp− (n + 1) when the detected alternating current is equal to or greater than the reference current. The charging bias voltage control method according to claim 1. 前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小ピーク間電圧Vpp−minと、前記帯電手段に印加される直流電圧Vdcとの間の関係が、Vpp−min/2≧|Vdc|であることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電バイアス電圧制御方法。And the minimum of the peak-to-peak voltage Vpp-min of the AC voltage applied to the charging unit, the relationship between the DC voltage Vdc applied to the charging unit, Vpp-min / 2 ≧ | Vdc | is that The charging bias voltage control method according to claim 1 or 2. 前記交流電圧の最大ピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。 It said maximum flow Ru ac current when the peak-to-peak voltage applied to the charging means of the AC voltage, the charging bias voltage according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said at reference current or Control method. 前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗R−lowと高温高湿環境下の抵抗R−highの比が0.1≦R−low/R−high≦10であることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。 The charging means is characterized in that a ratio of a resistance R-low in a low temperature and low humidity environment to a resistance R-high in a high temperature and high humidity environment is 0.1≤R-low / R-high≤10. 5. The charging bias voltage control method according to any one of 1 to 4. 少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段とを有する画像形成装置の該帯電手段に1個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも2種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電源回路。
At least a movable image bearing member, an image forming apparatus having a charging unit that charges the latent image bearing member in contact with the latent image bearing member, the alternating voltage at one voltage step-up means to the charging means And a charging bias power supply circuit that outputs a charging bias voltage in which a DC voltage is superimposed ,
The charging bias power supply circuit is part of the non-image-forming, an AC voltage having a peak-to-peak voltage of at least two types is applied to the charging unit, when the AC voltage is applied to said charging means, detecting an alternating current flowing in the latent image carrier,
Among the detected AC currents, the peak-to-peak voltage of the AC voltage that is equal to or higher than a preset reference current and has the smallest AC current detected is used as the peak-to-peak voltage of the AC voltage used during image formation. A charging bias power supply circuit characterized by determining .
前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−nとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−(n+1)に切り替えることを特徴とする請求項6に記載の帯電バイアス電源回路。 The charging bias power supply circuit has a voltage Vpp− that is one step lower than the peak-to-peak voltage of the AC voltage at the time of image formation at least partly at the time of non- image formation , where the peak -to- peak voltage of the AC voltage at the time of image formation is Vpp−n. An alternating current is detected by applying (n + 1), and the peak-to-peak voltage of the alternating voltage during image formation is switched to Vpp− (n + 1) when the detected alternating current is equal to or greater than the reference current. The charging bias power supply circuit according to claim 6. 前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小ピーク間電圧Vpp−minと、前記帯電手段に印加される直流電圧Vdcとの間の関係が、Vpp−min/2≧|Vdc|であることを特徴とする請求項6または7に記載の帯電バイアス電源回路。And the minimum of the peak-to-peak voltage Vpp-min of the AC voltage applied to the charging unit, the relationship between the DC voltage Vdc applied to the charging unit, Vpp-min / 2 ≧ | Vdc | is that The charging bias power supply circuit according to claim 6 or 7, wherein: 前記交流電圧の最大ピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする請求項6から8の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。Maximum flow Ru ac current when the peak-to-peak voltage applied to the charging means of the AC voltage, the charging bias power supply according to any of claims 6 8, characterized in that the reference current or circuit. 前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗R−lowと高温高湿環境下の抵抗R−highの比が0.1≦R−low/R−high≦10であることを特徴とする請求項6から9の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。 The charging means is characterized in that a ratio of a resistance R-low in a low temperature and low humidity environment to a resistance R-high in a high temperature and high humidity environment is 0.1≤R-low / R-high≤10. The charging bias power supply circuit according to any one of 6 to 9. 少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に1個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路と、を備える画像形成装置において、At least a movable latent image carrier, charging means for charging the latent image carrier in contact with the latent image carrier, and AC voltage and DC voltage are superimposed on the charging means by one voltage boosting means. In an image forming apparatus comprising: a charging bias power supply circuit that outputs a charging bias voltage;
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも2種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、The charging bias power supply circuit applies an AC voltage having at least two types of peak-to-peak voltages to the charging unit in a part during non-image formation, and when the AC voltage is applied to the charging unit, Detects alternating current flowing in the latent image carrier,
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする画像形成装置。Among the detected AC currents, the peak-to-peak voltage of the AC voltage that is equal to or higher than a preset reference current and the smallest AC current is detected is determined as the peak-to-peak voltage of the AC voltage used during image formation. An image forming apparatus.
前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−nとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Vpp−(n+1)を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をVpp−(n+1)に切り替えることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 The charging bias power supply circuit has a voltage Vpp− that is one step lower than the peak-to-peak voltage of the AC voltage at the time of image formation at least partly at the time of non-image formation, where the peak-to-peak voltage of the AC voltage at the time of image formation is Vpp−n. An alternating current is detected by applying (n + 1), and the peak-to-peak voltage of the alternating voltage during image formation is switched to Vpp− (n + 1) when the detected alternating current is equal to or greater than the reference current. The image forming apparatus according to claim 11. 前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Vpp−minと、前記帯電手段に印加される直流電圧Vdcとの間の関係が、Vpp−min/2≧|Vdc|であることを特徴とする請求項11または12の何れかに記載の画像形成装置。  The relationship between the minimum peak-to-peak voltage Vpp-min of the AC voltage applied to the charging unit and the DC voltage Vdc applied to the charging unit is Vpp-min / 2 ≧ | Vdc | The image forming apparatus according to claim 11, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする請求項11から13の何れかに記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 11, wherein an alternating current that flows when a maximum peak-to-peak voltage of the alternating voltage is applied to the charging unit is equal to or greater than the reference current. 前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗R−lowと高温高湿環境下の抵抗R−highの比が0.1≦R−low/R−high≦10であることを特徴とする請求項11から14の何れかに記載の画像形成装置。  The charging means is characterized in that a ratio of a resistance R-low in a low temperature and low humidity environment to a resistance R-high in a high temperature and high humidity environment is 0.1≤R-low / R-high≤10. The image forming apparatus according to any one of 11 to 14.
JP2002106340A 2002-04-09 2002-04-09 Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus Expired - Fee Related JP3902974B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002106340A JP3902974B2 (en) 2002-04-09 2002-04-09 Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus
US10/405,467 US6882806B2 (en) 2002-04-09 2003-04-03 Charging apparatus determining a peak-to-peak voltage to be applied to a charging member
EP03008156A EP1353239B1 (en) 2002-04-09 2003-04-08 Charging apparatus for use in an image forming apparatus
DE60310635T DE60310635T2 (en) 2002-04-09 2003-04-08 Charger for an image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002106340A JP3902974B2 (en) 2002-04-09 2002-04-09 Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003302814A JP2003302814A (en) 2003-10-24
JP3902974B2 true JP3902974B2 (en) 2007-04-11

Family

ID=29390686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002106340A Expired - Fee Related JP3902974B2 (en) 2002-04-09 2002-04-09 Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3902974B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9042752B2 (en) 2012-01-25 2015-05-26 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4713236B2 (en) * 2005-06-16 2011-06-29 株式会社リコー Image forming apparatus
JP4934512B2 (en) * 2007-06-08 2012-05-16 株式会社リコー Image forming apparatus and process cartridge
JP5404215B2 (en) * 2009-07-01 2014-01-29 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP5744153B2 (en) * 2013-10-18 2015-07-01 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP5744157B2 (en) * 2013-10-28 2015-07-01 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP6665518B2 (en) * 2015-12-16 2020-03-13 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus and method of controlling image forming apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9042752B2 (en) 2012-01-25 2015-05-26 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003302814A (en) 2003-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3903021B2 (en) Image forming apparatus and image forming control system
JP6091125B2 (en) Image forming apparatus
US6882806B2 (en) Charging apparatus determining a peak-to-peak voltage to be applied to a charging member
JP2001305837A (en) Image forming device and process cartridge
JP4908863B2 (en) Image forming apparatus and high-voltage power supply apparatus
JP3902974B2 (en) Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus
JP2008015268A (en) Image forming apparatus, its control method, and process cartridge
JP3902973B2 (en) Image forming apparatus
JP3903019B2 (en) Charging bias voltage control method, charging bias power supply circuit, and image forming apparatus
JP2002207351A (en) Electrifying device and image forming device
JP4590334B2 (en) Image forming apparatus
JPH09101656A (en) Controlling method for image forming device
JPH05307315A (en) Image forming device
JPH10198131A (en) Electrifier and image forming device
JP2004258539A (en) Image forming device, process cartridge, and charging bias voltage control method
US20130188974A1 (en) Image forming apparatus
JP4612819B2 (en) Image forming apparatus, process cartridge, storage medium
JP5328470B2 (en) Image forming apparatus
JP2007121840A (en) Image forming apparatus, image formation system, cartridge, and memory medium
JP2004101670A (en) Recycled process cartridge detection means and image forming apparatus
JP2010281884A (en) Image forming apparatus
JP2005165114A (en) Image forming apparatus
JP2002196620A (en) Image forming device
JP2002214888A (en) Image forming apparatus
JP2814778B2 (en) Charging device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050405

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060919

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140112

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees