JP4803647B2 - Image forming apparatus using process cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、カラー用の転写部と高圧電源部を有する着脱可能なプロセスカートリッジを用いる電子写真方式の画像形成装置(プリンタ、複写機、複写・FAX・プリンタ等の機能を複合させたMFP(複合)機等)に関し、より特定すると、カラー画像出力の最適化に必要な管理機能を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成装置に関する。
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus using an attachable / detachable process cartridge having a color transfer section and a high-voltage power supply section (an MFP (composite MFP, a combination of functions of a printer, a copying machine, a copying / fax printer, etc.). ) machines, etc.) relates to, and more particularly, to an image forming apparatus using the profile processes cartridge with management functions needed to optimize the color image output.
従来から、電子写真方式の画像形成装置(プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等)において、生産効率の向上、メンテナンスの容易化等を実現するために、画像形成プロセスの工程で用いられる感光体、現像部、転写部等を着脱可能なプロセスカートリッジとする方式が採用されている(例えば、下記特許文献1〜3、参照)。
転写部をプロセスカートリッジとしてユニット化する場合、必要な転写性を得るために、プロセスカートリッジの特性等の違いに対応した転写電流の目標値を設定し、目標の電流を流す制御を行っている。下記特許文献3では、転写ベルトへの印加電流値と実際に印加される電圧値からベルトの抵抗値を求め、実測した抵抗値に基づいて、最適な転写条件を得るための電流を設定している。
When the transfer unit is unitized as a process cartridge, in order to obtain a required transfer property, a target value of a transfer current corresponding to a difference in characteristics or the like of the process cartridge is set, and control for flowing the target current is performed. In
ところで、転写部をプロセスカートリッジとした先行技術として、下記のカラー用カートリッジが提案されている(以下、これを「先行例」と記す)。即ち、この先行例は、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置(通常、シアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)よりなるカラーを構成する色成分毎に作像画像を担持する第1の像担持体(例えば、感光体)を持ち、中間転写体(例えば、転写ベルト)を介して転写紙にカラー画像を形成する)に適用するもので、カートリッジは、各色成分用の1次転写部、カラー合成画像用の2次転写部に加えて、転写部を駆動するための高圧電源部を一体化した構成を有する(後記の図5に関する記載、参照)。なお、上記で例示した特許文献3の転写部のユニット(ベルトユニット)は、一対のローラに巻き掛けられている転写ベルト、転写ベルトを感光体に接離させるソレノイドとレバー、転写バイアスを印加するバイアスローラ及び転写ベルトの電荷を除電する接触板よりなり、高圧電源部は、装置本体側に設けている。
この先行例における高圧電源部は、1次転写の抵抗の変動によって起きる1次転写不良や異常放電を防止するために、画像形成装置のプロセスコントロール時に、1次転写の出力電流と出力電圧を検出して1次転写の抵抗検出を行い、また、求めた抵抗値から1次転写の出力電流の目標値を決定するプロセス仕様に従った制御を行う。1次転写の抵抗は、中間転写ベルトと1次転写ローラの2つが関係する。この抵抗に生じる変動は、各々の抵抗値のばらつきによるものが大きな変動要因となり、2つの合成抵抗値の積み上げ抵抗公差が変動を大きくする、という側面を持つ。定電流制御の1次転写バイアスにおいては、抵抗値が小さければ出力電圧がねらいに対して小さくなって転写不良を起こし、又抵抗値が大きければ、出力電圧がねらいに対して大きくなって異常放電といった不具合を起こすことになる。
By the way, the following color cartridge has been proposed as a prior art in which the transfer portion is a process cartridge (hereinafter referred to as a “prior example”). That is, this prior example is a so-called tandem type color image forming apparatus (usually an image formed for each color component constituting a color composed of cyan (C), yellow (Y), magenta (M), and black (K). And a first image carrier (for example, a photoconductor) that holds the toner image, and is applied to an intermediate transfer member (for example, a transfer belt) to form a color image on a transfer sheet. In addition to the primary transfer unit for color and the secondary transfer unit for color composite image, a high-voltage power supply unit for driving the transfer unit is integrated (see the description regarding FIG. 5 below). Note that the transfer unit (belt unit) of
The high-voltage power supply unit in the preceding example detects the primary transfer output current and output voltage during process control of the image forming apparatus in order to prevent primary transfer failure and abnormal discharge caused by fluctuations in primary transfer resistance. Then, the resistance of the primary transfer is detected, and the control according to the process specification for determining the target value of the output current of the primary transfer from the obtained resistance value is performed. The primary transfer resistance is related to the intermediate transfer belt and the primary transfer roller. The variation that occurs in the resistance is caused by the variation in the respective resistance values, and has a side that the accumulated resistance tolerance of the two combined resistance values increases the variation. In the primary transfer bias of constant current control, if the resistance value is small, the output voltage is small with respect to the target and causes a transfer failure. If the resistance value is large, the output voltage is large with respect to the target and abnormal discharge occurs. It will cause such troubles.
しかしながら、この先行例には、次の問題がある。即ち、1次転写出力の出力電圧が、高圧電源部でアナログ信号として検出され、このアナログ信号を画像形成装置の主制御部に帰還させるため、外来ノイズの影響を受け易く、正確に転写部の抵抗(転写時の出力電圧と出力電流とに基づいて求められる)が検出できずに誤検知等の起きる可能性がある。また、4色成分についての電圧検出を行う為、高圧電源基板の回路構成が複雑化し、コストが大となり、結果として、簡素な構成とローコストが求められるプロセスカートリッジに不向きなものとなる。さらに、画像形成装置により行われる所定のプロセスコントロール時に4色成分の1次転写出力の電圧検出を行うため、プロセスコントロール時間が増大し、迅速な処理の妨げになる。
本発明は、各色成分用の1次転写部、カラー合成画像用の2次転写部に加えて、転写部を駆動するための高圧電源部を一体化した構成を有する、上述のプロセスカートリッジを使用する先行例における問題点に鑑み、これを解決するためになされたもので、その解決課題は、先行例のように、高圧電源部で1次転写の出力電圧を検出し、検出したアナログ信号を装置本体に伝送するというアプローチを行わずに、転写部の抵抗値を得る手段をより簡素でローコストに構成し得、かつプロセスコントロール時間の短縮化が可能な制御方法によって転写を行うことを可能にするプロセスカートリッジを提供し、このプロセスカートリッジを使用した画像形成装置によって適正な画像出力を可能とする機能の実現を図ることにある。
However, this prior example has the following problems. That is, the output voltage of the primary transfer output is detected as an analog signal by the high-voltage power supply unit, and this analog signal is fed back to the main control unit of the image forming apparatus. Resistance (which is obtained based on the output voltage and output current at the time of transfer) cannot be detected, and erroneous detection or the like may occur. In addition, since voltage detection is performed for the four color components, the circuit configuration of the high-voltage power supply substrate becomes complicated and the cost increases, and as a result, it is unsuitable for process cartridges that require a simple configuration and low cost. Furthermore, since the voltage detection of the primary transfer output of the four color components is performed during the predetermined process control performed by the image forming apparatus, the process control time increases, which impedes rapid processing.
The present invention uses the above-described process cartridge having a configuration in which a high-voltage power supply unit for driving the transfer unit is integrated in addition to a primary transfer unit for each color component and a secondary transfer unit for a color composite image. In view of the problems in the prior examples, the present invention has been made to solve this problem. The problem to be solved is that, as in the previous examples, the high-voltage power supply unit detects the output voltage of the primary transfer, and the detected analog signal is Without using the approach of transmitting to the main body, the means to obtain the resistance value of the transfer part can be configured more simply and at low cost, and it is possible to perform transfer by a control method that can shorten the process control time It is an object of the present invention to provide a process cartridge that realizes a function that enables an appropriate image output by an image forming apparatus using the process cartridge.
請求項1の発明は、各色用の第1像担持体それぞれに担持された画像を第2像担持体に転写するために、第1像担持体に対応して設けた各色用の転写ローラを介して第2像担持体に転写バイアスを与える1次転写部と、第2像担持体に担持された画像を第3像担持体に転写し、転写ローラを介して第2像担持体に転写バイアスを与える2次転写部と、前記1次転写部及び前記2次転写部に転写バイアスを印加する高圧電源部と、前記1次転写部の各色用の転写ローラと前記第2像担持体に取り付けられ、前記1次転写部の各色用の転写ローラと前記第2像担持体のそれぞれが持つ抵抗値の情報を読み込んだ、複数のICチップと、当該ICチップ夫々に対応した非接触式通信手段からなる複数のICタグと、を有するプロセスカートリッジを用いる画像形成装置であって、前記複数のICタグに対するタグリーダ・ライタ装置と、前記タグリーダ・ライタ装置を介して前記複数のICタグから取得した前記1次転写部の各色用の転写ローラと前記第2像担持体のそれぞれが持つ抵抗値の情報から1次転写部の合成抵抗値を演算し、前記演算した合成抵抗値が予め定めた許容範囲を外れると前記高圧電源部の駆動を行わず、前記画像形成装置の操作表示部に警告の表示を行い、前記演算した合成抵抗値が前記許容範囲に入る場合、その値に応じて高圧電源部の駆動を行う制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項2の発明は、前記制御部は、前記演算した合成抵抗値が前記許容範囲に入る場合、当該合成抵抗値が予め定めた複数の範囲のどれに入るかを判断し、前記合成抵抗値が含まれる前記範囲に対応付けられたPWM信号を前記高圧電源部に出力すること、を特徴とする請求項1に記載された画像形成装置である。
請求項3の発明は、前記制御部は、前記演算した合成抵抗値が予め定めた許容範囲を外れると、当該制御部から前記高圧電源部に出力するPWM信号を0%と固定して出力すること、を特徴とする請求項1または2に記載された画像形成装置である。
According to the first aspect of the present invention, a transfer roller for each color provided corresponding to the first image carrier is provided in order to transfer the image carried on each first image carrier for each color to the second image carrier. a primary transfer unit that gives a transfer bias to the second image bearing member via the responsible lifting image on the second image bearing member is transferred to the third image bearing member, a second image bearing member via the transcription roller A secondary transfer unit that applies a transfer bias to the image forming apparatus, a high-voltage power supply unit that applies a transfer bias to the primary transfer unit and the secondary transfer unit, a transfer roller for each color of the primary transfer unit, and the second image carrier A plurality of IC chips that are attached to the body and read information on resistance values of the transfer rollers for the respective colors of the primary transfer unit and the second image carrier, and non-contacts corresponding to the respective IC chips a plurality of IC tags consisting of the formulas communication means, a process cartridge having a A tag reader / writer device for the plurality of IC tags, a transfer roller for each color of the primary transfer unit obtained from the plurality of IC tags via the tag reader / writer device, and the first image forming apparatus. The combined resistance value of the primary transfer unit is calculated from the resistance value information of each of the two image carriers, and if the calculated combined resistance value is outside a predetermined allowable range, the high-voltage power supply unit is not driven. A control unit that displays a warning on the operation display unit of the image forming apparatus and drives the high-voltage power source unit according to the calculated combined resistance value when the calculated combined resistance value falls within the allowable range. An image forming apparatus.
In the invention according to
According to a third aspect of the present invention, when the calculated combined resistance value is out of a predetermined allowable range, the control unit outputs a PWM signal fixed to 0% from the control unit to the high voltage power supply unit. The image forming apparatus according to
本発明によると、タグリーダ・ライタ装置を介して複数のICタグから取得した1次転写部の各色用の転写ローラと第2像担持体のそれぞれが持つ抵抗値の情報から1次転写部の合成抵抗値を演算し、前記演算した合成抵抗値が予め定めた許容範囲を外れると高圧電源部の駆動を行わず、画像形成装置の操作表示部に警告の表示を行うことにより、転写不良及び異常放電を未然に防止し、各色毎の状態を容易に認識することが可能になる。 According to the present invention, the composition of the primary transfer portion is synthesized from the information on the resistance values of the transfer roller for each color of the primary transfer portion and the second image carrier obtained from the plurality of IC tags via the tag reader / writer device. the resistance value calculated, without driving of the high-voltage power supply unit when the combined resistance value the operation out of the allowable range predetermined display a warning on the operation display unit of the image forming apparatus by a row Ukoto, transfer failure and Abnormal discharge can be prevented and the state of each color can be easily recognized.
以下、本発明の実施形態に係わる電子写真方式の画像形成プロセスに用いられるプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを用いた画像形成装置について、説明する。なお、本実施形態は、第1像担持体として、シアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色成分の画像をそれぞれ担持する4つの感光体ドラムを用い、第2像担持体として、中間転写を行う転写ベルトを用いる、いわゆるタンデム方式でカラー画像を形成するカラー複写機を適用例とするものを示す。
図1は、本実施形態に係わるカラー複写機の構成を概略的に示す図である。なお、装置に着脱可能としたプロセスカートリッジを持つ作像エンジン部は、図2により詳細な構成を示す。
図1に示すカラー複写機は、露光された複写原稿からの反射光を光電変換し、読取った原稿画像の信号処理を行うスキャナー部1と、画像データによってPM、PWM変調がかけられ発光が制御されるレーザ光源からのビーム光で感光面を照射する書き込み部2と、書き込み部2からのレーザービームで感光面が照射され、静電潜像を作る感光体ドラム3とを備える。 また、感光体ドラム3まわりには、感光面を一様に帯電させる帯電部4と、潜像を作った感光体ドラム3にトナーを付着させる現像部5と、感光体ドラム3に付着させたトナー画像を転写紙に転写する(中間転写ベルトを介して行う)ための転写部6とを備える。ここではタンデム方式によるので、これら現像,感光体ドラム3回りの作像は、シアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色成分で独立に行ことができ、また転写の過程で各色成分をカラー合成するような構成をとる。
また、給紙トレイを本体部7(片面機)と給紙バンク8に、手差し給紙台9を本体部に備える。 また、搬送部によって送られてきた作像済みの転写紙に温度と圧を加えて、トナーを用紙上に融着させるベルト定着ユニット11と、定着ローラ12、加圧ローラ13とを備える。
Hereinafter, a process cartridge used in an electrophotographic image forming process according to an embodiment of the present invention and an image forming apparatus using the process cartridge will be described. In this embodiment, as the first image carrier, four photosensitive drums each carrying an image of each color component of cyan (C), yellow (Y), magenta (M), and black (K) are used. As an example of the second image carrier, a color copying machine that forms a color image by a so-called tandem method using a transfer belt that performs an intermediate transfer is shown.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a color copying machine according to the present embodiment. An image forming engine unit having a process cartridge that can be attached to and detached from the apparatus is shown in more detail in FIG.
The color copying machine shown in FIG. 1 photoelectrically converts reflected light from an exposed copy original and performs signal processing of the read original image, and PM and PWM modulation are applied by image data to control light emission. The
In addition, a paper feed tray is provided in the main body 7 (single-sided machine) and the
図2は、プロセスカートリッジを持つ作像エンジンの要部構成を示す。
タンデム方式の作像エンジンを構成するので、色成分である4色分の感光体ドラム3C,3Y,3M,3Kに各色のトナー画像を作像する。このために感光体ドラム3C,3Y,3M,3Kまわりには、それぞれ帯電ユニット4C,4Y,4M,4K(光書き込み前の感光面を一様に帯電させる)と、現像ユニット5C,5Y,5M,5K(光書込みにより生成した静電潜像をトナーにより現像する)と、クリーニングユニット15C,15Y,15M,15K(感光体ドラム上の未転写トナーをクリーニングする)等よりなる作像ユニットを備える。なお、各作像ユニットは、用いるトナー以外に基本的な違いはない。
本例では、各感光体ドラムに作像されたトナー画像を中間転写ベルト19に一旦転写(1次転写)した後、中間転写ベルト19上の画像を転写紙にさらに転写(2次転写)する2度の転写により、転写紙に画像を形成する。また、1回の通紙により画像形成を行うので、移動する中間転写ベルト19の上流から下流に所定の間隔を持って配列された感光体ドラム3C,3Y,3M,3Kを経て中間転写ベルト19上に転写される画像は、ベルト上で重ね合わされ、カラー画像として形成され、その後、転写紙に写される。
FIG. 2 shows a main configuration of an image forming engine having a process cartridge.
Since a tandem image forming engine is configured, toner images of the respective colors are formed on the
In this example, the toner image formed on each photosensitive drum is temporarily transferred (primary transfer) to the
また、本実施形態では、上記した転写動作を行う転写部をプロセスカートリッジとして、装置本体に着脱可能に装着する。図2に破線で示す部分がプロセスカートリッジ22である。プロセスカートリッジ22は、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kと、2次転写ローラ17と、ベルトクリーニングユニット20と、中間転写ベルト19と、高圧電源基板21とを一体化して有するものである。
それぞれ4色分の作像ユニットによって形成された感光体ドラム3C,3Y,3M,3K上のトナー像は、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kによって、中間転写ベルト19上に順次1次転写される。また、1次転写された中間転写ベルト19上のカラー合成されたトナー像は、2次転写ローラ17とこれに対抗する2次転写対抗ローラ18によって、転写紙上に2次転写される。なお、中間転写ベルト19上に未転写トナーとして残留するトナーは、ベルトクリーニングユニット20により除去される。
高圧電源基板21は、各感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルト19に1次転写するために、各1次転写ローラを介して中間転写ベルト19に転写バイアスを印加し、又中間転写ベルト19上のトナー像を転写紙に2次転写するために、2次転写ローラ17を介して中間転写ベルト19に転写バイアスを印加する高圧電源部を持つ。
ここに、1次転写は、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kにトナー像(−極性)と反極性である+極性のバイアスを印加することにより、感光体ドラム3C,3Y,3M,3K上に作像されたトナー像を中間転写ベルト19の内側から引き寄せ中間ベルト19上に転写する、というプロセスによる。
また、2次転写は、2次転写ローラ17、2次転写対抗ローラ18及び中間転写ベルト19を用いた押し出しバイアスにより転写が行われる。中間転写ベルト19上に転写された−極性のトナー像を、トナーと同極性である−極性のバイアスを2次転写ローラ17に印加することにより、中間転写ベルト19の内側からトナーを押し出し、押し出されたトナーを転写紙で受取ることにより転写を行う、というプロセスによる。
In this embodiment, the transfer unit that performs the transfer operation described above is detachably attached to the apparatus main body as a process cartridge. A portion indicated by a broken line in FIG. The
The toner images on the
The high-voltage
Here, in the primary transfer, the
The secondary transfer is performed by an extrusion bias using the secondary transfer roller 17, the secondary
高圧電源基板21の高圧電源部は、1次転写の際に、各色の1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kを介して中間転写ベルト19に転写バイアスを印加するが、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kと中間転写ベルト19はそれぞれ固有の抵抗値を持っているので、適正な転写バイアスを得るためには、これらの抵抗値を知った上で、抵抗値に見合った転写出力電流の目標値を設定し、設定に従った目標電流値を出力する必要がある。
先行例の高圧電源基板21の高圧電源部は、この1次転写部の抵抗を知るために、電源部内にこの抵抗を検出するための回路を設ける方式によっていた。
図7は、この先行例の抵抗検出方式を用いる高圧電源部により1次転写部の転写バイアスを印加する制御系のハードウェア構成を示す。
図7に示す転写バイアスの制御系は、大別すると高圧電源部30’と本体制御部50’にて構成されている。
高圧電源部30’は、高圧の1次転写出力を行うために、駆動トランス32’による昇圧回路とこの回路を駆動する駆動制御部31’が設けられている。1次転写出力(1次転写ローラへの出力)は、電流基準の定電流制御方式とし、高圧電源部内の検出回路33’で1次転写出力電流を検出し、駆動制御部31’にフィードバックしている。駆動制御部31’においては、本体制御部50’からのPWM信号を制御信号として受信し、受信したこのPWM信号を1次転写出力の目標値として、出力側からフィードバックされた1次転写出力電流検出値と比較演算し、この出力電流制御を行う。
The high-voltage power supply unit of the high-voltage
In order to know the resistance of the primary transfer portion, the high voltage power supply portion of the high voltage
FIG. 7 shows a hardware configuration of a control system that applies a transfer bias of the primary transfer unit by a high-voltage power supply unit using the resistance detection method of the preceding example.
The transfer bias control system shown in FIG. 7 is roughly composed of a high voltage
The high voltage
また、このとき、1次転写の出力電圧を検出回路34で検出して、本体制御部50’に1次転写出力帰還電圧(1次転写部の抵抗に比例した値を示す)としてフィードバックしている。
本体制御部50’は、CPU、CPUが実行するプログラムやデータを格納したROM、CPUがワークエリアとして使用するRAM等を備え、ROMに格納された装置全体を制御するための各種プログラムやデータに従って演算・処理等を実行し、メイン制御部としての機能を果たす。
転写部の制御の際、本体制御部50’は、1次転写部に所定の転写バイアスを印加するために、高圧電源部30’から1次転写出力帰還電圧として受取った転写部の状態(抵抗)を示す検出値をもとに、下記に示す方法によって、各転写部に応じた1次転写電流出力の目標値(PWM信号)を制御設定値として出力する。
ここに、1次転写電流出力を指示するPWM信号のDUTYと1次転写出力電流値とは、図8に示す関係になる。なお、図8において、縦軸は1次転写出力電流(μA)、横軸はPWM DUTY(%)にとり、両者の関係を線図で示している。例えば、PWM DUTYがそれぞれ P 1 、P 2 、P 3 、P 4 %のとき、対応する1次転写出力電流値は、 I 1 、I 2 、I 3 、I 4 μAとなって、各点は直線上に並び、リニアな関係になる。
また、1次転写出力電圧と1次転写出力帰還電圧とは、図9に示す関係になる。なお、図9において、縦軸は1次転写出力帰還電圧(V)、横軸は1次転写出力電圧(KV)にとり、両者の関係を線図で示している。例えば、1次転写出力電圧がそれぞれ KV 1 、KV 2 、KV 3 、KV 4 KVのとき、対応する1次転写出力帰還電圧は、V 1 、V 2 、V 3 、V 4 Vとなって、各点は直線上に並び、リニアな関係になる。
At this time, the output voltage of the primary transfer is detected by the
The main
When controlling the transfer unit, the main
Here, the DUTY of the PWM signal instructing the primary transfer current output and the primary transfer output current value have the relationship shown in FIG. In FIG. 8, the vertical axis represents primary transfer output current (μA) and the horizontal axis represents PWM DUTY (%), and the relationship between the two is shown in a diagram. For example, when the PWM DUTY is
Further, the primary transfer output voltage and the primary transfer output feedback voltage have the relationship shown in FIG. In FIG. 9, the vertical axis represents the primary transfer output feedback voltage (V) and the horizontal axis represents the primary transfer output voltage (KV), and the relationship between the two is shown by a diagram. For example, when the primary transfer output voltages are
1次転写の出力電圧を検出する検出回路34は、検出条件として1次転写出力電流を所定値に設定(例えば、 I 2 μAといった電流のPWM DUTYを設定)したときの出力電圧を検出する。本体制御部50’は、このとき検出回路34で検出された1次転写出力電圧に対応する電圧を1次転写出力帰還電圧として受取る。この帰還電圧は、この時の1次転写部の抵抗に依存する。即ち、制御部50’は、検出回路34による検出時の1次転写出力電流が分かっている( I 2 μAを指示した)ので、帰還電圧から1次転写部の抵抗を求めることができる。従って、本体制御部50’は、この1次転写出力帰還電圧によって、1次転写電流出力の目標値を求め(下記図11の説明、参照)、対応する設定PWM DUTYを駆動制御部31’に制御信号として指示する。
図10は、1次転写出力帰還電圧(V)の範囲と、各電圧範囲時に指示するPWM DUTY(%)、1次転写出力電流値(μA)の関係を示す制御用テーブルである。ここでは、I 2 μAといった1次転写出力電流を検出条件の基準として定めた場合で、1次転写出力帰還電圧(V)との関係を表しているが、当然1次転写出力帰還電圧(V)に換えて抵抗値としても良い。同図に例示する制御テーブルでは、1次転写出力帰還電圧VのV 1 〜 V 4 を3領域に分け、
V 1 < V < V 2 の時、PWM DUTYは P 3 、1次転写出力電流は I 3 μA,
V 2 < V < V 3 の時、PWM DUTYは P 2 、1次転写出力電流は I 2 μA,
V 3 < V < V 4 の時、PWM DUTYは P 1 、1次転写出力電流は I 1 μA
といった関係を予め定めておく。
The
FIG. 10 is a control table showing the relationship between the primary transfer output feedback voltage (V) range and the PWM DUTY (%) and primary transfer output current value (μA) specified at each voltage range. Here, when the primary transfer output current such as I 2 μA is determined as a reference of the detection condition, the relationship with the primary transfer output feedback voltage (V) is shown, but naturally the primary transfer output feedback voltage (V ) May be used instead of the resistance value. In the control table illustrated in the figure,
When
When
When
Such a relationship is determined in advance.
図11は、1次転写電流出力目標値の設定を抵抗検出方式によって行うこの先行例における目標値決定プロセスを示している。
図11に示すように、作像プロセスの開始時に(ステップS101)、同図に示すフローに従って、目標値の決定を行う。このフローでは、先ず、中間転写ベルトを駆動し動作状態とする(ステップS102)。ここで、1次転写出力電流目標値を抵抗検出時の基準値 I 2 μAとして(ステップS103)、所定サンプル周期にて1次転写出力電圧をサンプリングし、検出した1次転写出力電圧の平均値を求め、これを1次転写出力帰還電圧値とする(ステップS104)。
次に、1次転写の出力電流と出力帰還電圧の関係から、制御用テーブル1次転写の抵抗を演算し、得られる抵抗から、抵抗:1次転写出力電流目標値の制御テーブルを基に、所定のタイミングで次の値が決定するまでの1次転写出力電流の目標値を決定する(ステップS105)。なお、上記図11の制御テーブルを用いる場合には、1次転写出力帰還電圧値がどの設定範囲に属するかを判断し、1次転写出力電流の目標値を決定する。
この後,この検出プロセスを終了させるので、印加した1次転写出力を停止し(ステップS106)、中間転写ベルトの駆動を停止し(ステップS107)、このプロセスを終了する。
FIG. 11 shows a target value determination process in this prior example in which the primary transfer current output target value is set by the resistance detection method.
As shown in FIG. 11, at the start of the image forming process (step S101), the target value is determined according to the flow shown in FIG. In this flow, first, the intermediate transfer belt is driven to be in an operating state (step S102). Here, the primary transfer output current target value is set as a reference value I 2 μA for resistance detection (step S103), the primary transfer output voltage is sampled at a predetermined sample period, and the average value of the detected primary transfer output voltages is determined. This is used as the primary transfer output feedback voltage value (step S104).
Next, from the relationship between the primary transfer output current and the output feedback voltage, the control table primary transfer resistance is calculated, and from the obtained resistance, the resistance: based on the control table of the primary transfer output current target value, The target value of the primary transfer output current until the next value is determined at a predetermined timing is determined (step S105). When the control table of FIG. 11 is used, it is determined to which setting range the primary transfer output feedback voltage value belongs, and the target value of the primary transfer output current is determined.
Thereafter, since this detection process is ended, the applied primary transfer output is stopped (step S106), the driving of the intermediate transfer belt is stopped (step S107), and this process is ended.
しかしながら、上記先行例の1次転写出力電流目標値を決定する方式(図7〜11)では、電源基板に1次転写部の抵抗を検出するための検出回路34を4色成分それぞれに設ける必要があり、このために回路構成が複雑化し、又プロセスコントロールの間で、これらの検出を行うためにプロセスコントロール時間が増大し、迅速な処理の妨げになる。この結果として、簡素な回路構成とローコストが求められるプロセスカートリッジには不向きな構成を持つものとなる。
そこで、この実施形態では、1次転写部の抵抗を検出するための検出回路34に代えて、予め求めておいた1次転写部の抵抗値を、これに関与する1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19といった部品固有の抵抗値として各部品に保持させておき、プロセスコントロール時に、装着したプロセスカートリッジを構成するこれらの部品から直接、本体制御部に抵抗値を提供し得る方式として、上記先行例の検出回路34を不要とし、簡素な回路構成とローコストを可能とする。
本実施形態では、各1次転写ローラ及び中間転写ベルトといった部品レベルで部品固有の抵抗値を保持し、管理するために、これらにICタグを取り付け、本体制御部の制御下のICタグリーダ・ライタ装置(本体制御部との関係は、後記で詳述)によりICタグに対する読取/書込等のデータ操作を可能とする。
However, in the method of determining the primary transfer output current target value in the preceding example (FIGS. 7 to 11), it is necessary to provide a
Therefore, in this embodiment, instead of the
In the present embodiment, in order to maintain and manage resistance values unique to each component such as each primary transfer roller and intermediate transfer belt, IC tags are attached to these, and an IC tag reader / writer under the control of the main body control unit. Data manipulation such as reading / writing with respect to the IC tag is enabled by the device (the relationship with the main body control unit will be described in detail later).
図3は、図2の1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19に取付けたICチップとアンテナから構成されるICタグ(後記図4、参照)の取付け状態を示す図である。図3に示すように、ICタグ23 R は、それぞれ1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K に、また、ICタグ23 Bは、中間転写ベルト19に脱着可能な構成とする。脱着方法としては、ICタグの取りつけ面に設けた両面貼着テープで各部品に取付けることとする。
ICタグ23 R ,23 Bの取付け場所は、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kの場合は、図3(A)に示すようにローラ端部の側面部とし、中間転写ベルト19の場合は、図3(B)に示すようにベルトの内側面とする。この取付け場所は、ICタグ23 R ,23 Bの脱着を行う作業によって損傷が生じることがあっても、転写プロセスに影響を及ぼさないようにすることを考慮して選択される。即ち、中間転写ベルト19の表側面にICタグ23 Bを取付けた場合、表側面はトナー像が形成されるため、損傷すると形成画像にスジ等が生じ、画像品質に悪影響を及ぼすこととなる。また、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16Kの表面部にICタグ23 R を取付けた場合、表面部は1次転写バイアスが印加されるため、損傷すると転写不良等が生じ、画像品質に悪影響を及ぼすこととなる。
また、ICタグ23 R ,23 B内のICチップは、不揮発メモリを内蔵しており、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19に固有の抵抗値の情報をそれぞれの不揮発メモリに予め格納しておく。抵抗値は、部品の段階で測定した結果を初期値として書込み、その後のメンテナンスの段階で格納されている抵抗値とにずれが発見された場合、正しい値に書き換えるという方法を採ることが可能である。
FIG. 3 is a diagram showing an attached state of an IC tag (see FIG. 4 described later) including an IC chip and an antenna attached to the
In the case of the
Further, the IC chips in the IC tags 23 R and 23 B have a built-in nonvolatile memory, and information on resistance values inherent to the
本体制御部は、ICタグ23 R ,23 Bが有するICチップ内蔵の不揮発メモリへ本体側からアクセス可能にするためにICタグリーダ・ライタ装置を持つ。本実施形態では、ICタグ23 R ,23 Bをそれぞれ取付けた1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19が可動部材であり、かつ機械的な接触を避けることが望ましいので、ICタグ23 R ,23 Bとのインターフェースにメカニカルな方式のものを用いることは適当ではない。
そこで、非接触式のインタフェースを持つICタグリーダ・ライタ装置を採用する。図4は、プロセスカートリッジに取付けたICタグとICタグリーダ・ライタ装置の概略構成を示す。
図4に示すように、1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19にそれぞれ取付けたICタグ23 R ,23 Bは、不揮発メモリを内蔵するICチップ24とアンテナ25からなる。また、ICタグリーダ・ライタ装置26は、アンテナ27、リーダ・ライタ部28及びCPU、RAM、ROM等で構成する制御部29からなり、アンテナ27とICタグ23 R ,23 B側のアンテナ25との間で電波の送受信ができる範囲の装置本体における適当な場所に配設される。
また、ICタグリーダ・ライタ装置26の制御部29は、アンテナ27を介してリーダ・ライタ部28で1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19にそれぞれ取付けたICタグ23 R ,23 Bから受け取った各抵抗値の情報を順次記憶し、さらに記憶した抵抗値をもとに、色ごとに1次転写部に所定の転写バイアスを与えるために必要な合成抵抗値を求め、内部のメモリに保持する。即ち、各色の1次転写ローラの抵抗と中間転写ベルトの抵抗を合成する演算を行う。なお、上記の処理は、CPU、RAM、ROM等で構成する制御部29のCPUが、RAMをワークエリアとして使用して、ROMに格納されたこの処理に必要なプログラムやデータに従って演算機能等を実行することにより実現可能である。
The main body control unit has an IC tag reader / writer device so that the IC tags 23 R and 23 B can access the nonvolatile memory built in the IC chip from the main body side. In the present embodiment, the
Therefore, an IC tag reader / writer device having a non-contact interface is adopted. FIG. 4 shows a schematic configuration of an IC tag and an IC tag reader / writer device attached to a process cartridge.
As shown in FIG. 4, the IC tags 23 R and 23 B attached to the
Further, the
次に、上記したICタグ方式、即ちプロセスカートリッジの転写部品(1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19)に取り付けたICタグによって1次転写部の抵抗値が与えられる方式によって、1次転写バイアスを制御する実施形態について説明する。
図5は、本実施形態のICタグ方式による1次転写部の転写バイアスを印加する制御系のハードウェア構成を示す。
図5に示す転写バイアスの制御系は、プロセスカートリッジの転写部品(1次転写ローラ16C,16Y,16M,16K及び中間転写ベルト19)に取付けたICタグに無線インタフェースで接続された上記ICタグリーダ・ライタ装置(図4)の制御部29で求めた1次転写部の合成抵抗値を装置の本体制御部50で用いることにより高圧電源部30を制御する。この制御によって、高圧電源部30から1次転写バイアスを最適化する1次転写出力電流を出力する。
この転写バイアス制御を行うために、ICタグリーダ・ライタ装置26の制御部29と本体制御部50とをUART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)で接続する。
本体制御部50によって制御される高圧電源部30は、高圧の1次転写出力を行うために、駆動トランス32による昇圧回路とこの回路を駆動する駆動制御部31が設けられている。1次転写出力(1次転写ローラへの出力)は、電流基準の定電流制御方式とし、高圧電源部内の検出回路33で1次転写出力電流を検出し、駆動制御部31にフィードバックしている。駆動制御部31においては、本体制御部50からのPWM信号を制御信号として受信し、受信したこのPWM信号を1次転写出力の目標値として、出力側からフィードバックされた1次転写出力電流検出値と比較演算し、この出力電流制御を行う。なお、本体制御部50から指示されたPWM信号により1次転写出力電流制御を行うという点では、先行例(図7、参照)と変わりがないが、本実施形態では、ICタグ方式によって1次転写部の合成抵抗値が与えられるので、先行例で必要とした1次転写出力電圧の検出回路は不要である。
Next, the above-described IC tag method, that is, a method in which the resistance value of the primary transfer portion is given by the IC tag attached to the transfer component (
FIG. 5 shows a hardware configuration of a control system that applies a transfer bias of the primary transfer unit according to the IC tag method of the present embodiment.
The transfer bias control system shown in FIG. 5 is the above-described IC tag reader / writer connected to an IC tag attached to a transfer part (
In order to perform this transfer bias control, the
The high-voltage
本体制御部50は、CPU、CPUが実行するプログラムやデータを格納したROM、CPUがワークエリアとして使用するRAM等を備え、ROMに格納された装置全体を制御するための各種プログラムやデータに従って演算・処理等を実行し、メイン制御部としての機能を果たす。
転写部の制御の際、ICタグリーダライタ装置26の制御部29は、ICタグ方式でプロセスカートリッジの転写部品から取得した抵抗値をもとに求め、内部のメモリに保持した最新の1次転写部の合成抵抗値を本体制御部50にUARTを介して転送する。本体制御部50は、ICタグリーダライタ装置26の制御部29から受取った1次転写部の合成抵抗値をもとに、1次転写部に所定の転写バイアスを印加するために、下記に示す方法によって、各色の転写部に応じた1次転写電流出力の目標値(PWM信号)を制御設定値として高圧電源部30に出力する。
即ち、制御部50は、1次転写部の持つ合成抵抗値によって、適正な転写バイアスを印加するために1次転写部に流す1次転写電流出力の目標値を求め、この1次転写電流出力目標値に対応する設定PWM DUTYを駆動制御部31に制御信号として指示する。なお、高圧電源部30における1次転写電流出力を指示するPWM信号のDUTYと1次転写出力電流値の関係は、上記先行例で図8を参照して示した関係と変わりがない。
The main
When controlling the transfer unit, the
That is, the
図6は、1次転写合成抵抗値(MΩ)の範囲と、各抵抗値範囲に対応して指示するPWM DUTY(%)、1次転写出力電流値(μA)の関係を示す制御用テーブルである。
図6に例示する制御テーブルでは、1次転写合成抵抗値(MΩ)の範囲を4領域に分けて、
R 1 < R < R 2 の時、PWM DUTYは P 3 、1次転写出力電流は I 3 μA,
R 2 < R < R 3 の時、PWM DUTYは P 2 、1次転写出力電流は I 2 μA,
R 3 < R < R 4 の時、PWM DUTYは P 1 、1次転写出力電流は I 1 μA,
R < R 1 ,R > R 4 の時、PWM DUTYは 0 %固定とし、1次転写出力電流はOFF
といった関係を予め定めておく。
本体制御部50は、上記のような制御テーブルを予めメモリに保存しておき、1次転写部に印加する転写バイアスを制御すべくICタグリーダライタ装置26から1次転写部の合成抵抗値を取得した際、上記制御テーブルを参照することにより、1次転写部の合成抵抗値に対応する1次転写出力電流目標値を求め、この目標値(本例では、PWM DUTY)を制御信号として高圧電源部30の駆動制御部31に出力する。
このように、本実施形態においては、各色の1次転写出力電流目標値を求めるために、先行例(図7、参照)で必要とした1次転写出力電圧の検出回路が不要であり、先に述べたようにプロセスカートリッジに設けた高圧電源部30の回路構成を簡素化し、メンテナンスの容易さかつローコストが求められるプロセスカートリッジの適性を高めることが可能になる。また、プロセスコントロール時間についても、先行例の抵抗検出方式によって行う目標値決定プロセス(図11、参照)の1次転写出力電圧(転写部抵抗)検出プロセスを不要とし、不要にした4色のプロセスの時間分だけ短縮化が可能になる。
FIG. 6 is a control table showing the relationship between the range of the primary transfer combined resistance value (MΩ) and the PWM DUTY (%) and the primary transfer output current value (μA) designated corresponding to each resistance value range. is there.
In the control table illustrated in FIG. 6, the range of the primary transfer combined resistance value (MΩ) is divided into four areas.
When
When
When
When R <R1, R> R4, PWM DUTY is fixed at 0% and the primary transfer output current is OFF.
Such a relationship is determined in advance.
The main
As described above, in the present embodiment, the primary transfer output voltage detection circuit required in the preceding example (see FIG. 7) is not required to obtain the primary transfer output current target value for each color. As described above, the circuit configuration of the high-voltage
また、ICタグリーダライタ装置26から取得した1次転写部の合成抵抗値に許容範囲を設け、この範囲を逸脱する範囲を異常値として、異常に応じた処理を行うようにして、転写不良、異常放電を未然に防止し、画像品質の劣化を回避することを可能にする。
図6に示した制御テーブルの例を引いて、本実施形態を説明すると、この例では、1次転写合成抵抗値(MΩ)の範囲を4領域に分けた中の最小許容値R 1に満たない範囲、及び最大許容値R 4 を超える範囲、即ち、R < R 1 、R > R 4 の範囲に属する場合に異常値と判断し、 R 1 < R < R 4(図6の例では、3つの領域を含む)を正常値と判断する。
したがって、R < R 1 、R > R 4 の範囲に属する場合に、異常処理として、1次転写出力電流をOFFし、UI(User Interface)機能を持つ操作部(図示せず)上にエラー表示を行う。この場合、先に示した制御テーブル(図6)の例では、制御信号として指示するPWM DUTYを0%固定とすることにより、1次転写出力電流出力をOFFし、操作部上にエラー表示を行わせるプログラムを起動する。
In addition, an allowable range is provided for the combined resistance value of the primary transfer portion acquired from the IC tag reader /
The present embodiment will be described with reference to the example of the control table shown in FIG. 6. In this example, the range of the primary transfer combined resistance value (MΩ) satisfies the minimum
Therefore, when it belongs to the range of R <R1, R> R4, the primary transfer output current is turned off as an error process, and an error is displayed on an operation unit (not shown) having a UI (User Interface) function. I do. In this case, in the example of the control table (FIG. 6) shown above, the PWM DUTY commanded as a control signal is fixed to 0% to turn off the primary transfer output current output and display an error display on the operation unit. Start the program to be executed.
1 : スキャナー部
2 : 書き込み部
3C : シアン感光体ドラム
3Y : イエロー感光体ドラム
3M : マゼンタ感光体ドラム
3K : ブラック感光体ドラム
5C : シアン現像ユニット
5Y : イエロー現像ユニット
5M : マゼンタ現像ユニット
5K : ブラック現像ユニット
6 : 転写部
7 : 給紙トレイ(本体部)
11: ベルト定着ユニット
16C: シアン転写ローラ
16Y: イエロー転写ローラ
16M: マゼンタ転写ローラ
16K: ブラック転写ローラ
17 : 2次転写ローラ
18 : 2次転写対抗ローラ
19 : 中間転写ベルト
22 : プロセスカートリッジ
23 : ICタグ
24 : ICチップ
25 : アンテナ
26 : ICタグリーダ・ライタ装置
29 : 制御部(ICタグリーダ・ライタ装置内蔵)
30 : 高圧電源部
33 : 1次転写出力電流検出回路
50 : 本体制御部
1: scanner unit 2: writing
11:
30: High voltage power supply unit 33: Primary transfer output current detection circuit 50: Main unit control unit
Claims (3)
前記複数のICタグに対するタグリーダ・ライタ装置と、
前記タグリーダ・ライタ装置を介して前記複数のICタグから取得した前記1次転写部の各色用の転写ローラと前記第2像担持体のそれぞれが持つ抵抗値の情報から1次転写部の合成抵抗値を演算し、前記演算した合成抵抗値が予め定めた許容範囲を外れると前記高圧電源部の駆動を行わず、前記画像形成装置の操作表示部に警告の表示を行い、前記演算した合成抵抗値が前記許容範囲に入る場合、その値に応じて高圧電源部の駆動を行う制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 In order to transfer the image carried on the first image carrier for each color to the second image carrier, the second image carrier via a transfer roller for each color provided corresponding to the first image carrier. secondary providing a primary transfer portion which gives a transfer bias, a charge of lifting image on the second image bearing member is transferred to the third image bearing member, a transfer bias to the second image carrier via the transcription roller A transfer unit, a high-voltage power supply unit that applies a transfer bias to the primary transfer unit and the secondary transfer unit, a transfer roller for each color of the primary transfer unit, and the second image carrier , A plurality of IC chips that read information on resistance values of the transfer rollers for each color of the next transfer unit and the second image carrier , and a plurality of non-contact communication means corresponding to each of the IC chips . an image forming apparatus using a process cartridge having IC tag, the There,
A tag reader / writer device for the plurality of IC tags;
The combined resistance of the primary transfer unit from the information of the resistance values of the transfer roller for each color of the primary transfer unit and the second image carrier acquired from the plurality of IC tags via the tag reader / writer device. When the calculated combined resistance value is out of a predetermined allowable range, the high-voltage power supply unit is not driven, a warning is displayed on the operation display unit of the image forming apparatus, and the calculated combined resistance is calculated. When the value falls within the allowable range, a control unit that drives the high-voltage power supply unit according to the value;
An image forming apparatus comprising:
前記合成抵抗値が含まれる前記範囲に対応付けられたPWM信号を前記高圧電源部に出力すること、Outputting a PWM signal associated with the range including the combined resistance value to the high-voltage power supply unit;
を特徴とする請求項1に記載された画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項1または2に記載された画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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