JP5530694B2 - High voltage power supply device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、現像バイアス電圧の制御が可能な高圧電源装置及び現像ユニットを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a high voltage power supply device capable of controlling a developing bias voltage and an image forming apparatus including a developing unit.

一般的に画像形成装置による画像形成(電子写真)プロセスでは、表面に静電潜像が形成された状態の感光体ドラムに対し、現像スリーブから現像剤(トナー)を移行させることで静電潜像の現像が行われている。このとき現像剤の移行には通常、現像バイアス電圧の印加により発生する電界(電場)を利用しているが、このとき例えば、現像スリーブの表面で現像剤の層厚が不均一になっていたり、現像スリーブ又は感光体ドラムに偏心が生じていたりすると、現像スリーブと感光体ドラムとの間の距離(間隔)が変動するため、それによって現像バイアス電圧による電界強度が不安定になりやすい。この場合、電界強度のばらつきに伴って現像剤の移行(移行する現像剤の量)も不安定になるため、現像された画像に濃度むらや過剰な現像(いわゆる「カブリ」)、線幅の変動等が発生して画質が劣化することがある。   In general, in an image forming (electrophotographic) process by an image forming apparatus, a developer (toner) is transferred from a developing sleeve to a photosensitive drum having an electrostatic latent image formed on the surface thereof. The image is being developed. At this time, an electric field (electric field) generated by applying a developing bias voltage is usually used for the transfer of the developer. At this time, for example, the layer thickness of the developer is not uniform on the surface of the developing sleeve. If the developing sleeve or the photosensitive drum is decentered, the distance (interval) between the developing sleeve and the photosensitive drum varies, so that the electric field strength due to the developing bias voltage tends to become unstable. In this case, the transfer of the developer (the amount of the transferred developer) becomes unstable with variations in the electric field strength, so that the developed image has uneven density, excessive development (so-called “fogging”), line width Variations may occur and image quality may deteriorate.

このため従来、直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアス電圧を現像スリーブに印加して、現像スリーブと感光体ドラムとの間に生じる電界の強度を一定に維持する先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この先行技術は、現像バイアス電圧の直流成分には定電圧直流電圧を使用し、交流成分には制御回路で定電流制御された交流電圧を使用するものである。そして、これら定電圧直流電圧と定電流交流電圧とを重畳させた現像バイアス電圧を現像スリーブへ印加して、現像スリーブと感光体ドラムとの間に生じる電界の強度をある程度一定に保持している。   For this reason, conventionally, there is known a prior art in which a developing bias voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage is applied to the developing sleeve, and the strength of the electric field generated between the developing sleeve and the photosensitive drum is kept constant. (For example, refer to Patent Document 1). This prior art uses a constant voltage DC voltage as the DC component of the developing bias voltage, and uses an AC voltage that is constant current controlled by a control circuit as the AC component. A developing bias voltage obtained by superimposing the constant voltage DC voltage and the constant current AC voltage is applied to the developing sleeve, and the strength of the electric field generated between the developing sleeve and the photosensitive drum is maintained to a certain degree. .

この他に、現像バイアス電源の出力端側にコンデンサと抵抗器とを並列に配置し、直流電圧検出手段によって出力端側の直流成分の電流を検出するとともに、直流電圧電源からは一定の出力を供給するという先行技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。   In addition to this, a capacitor and a resistor are arranged in parallel on the output end side of the developing bias power source, and the DC voltage detection means detects the current of the DC component on the output end side, and a constant output from the DC voltage power source. The prior art of supplying is known (for example, refer to Patent Document 2).

上述した先行技術(特許文献1,2)によれば、定常的に現像バイアス電圧を一定に制御することで電界強度の変動を抑え、それによってある程度は現像時の画質の劣化を防止することができると考えられる。   According to the above-described prior art (Patent Documents 1 and 2), it is possible to suppress fluctuations in electric field strength by constantly controlling the developing bias voltage to be constant, thereby preventing image quality deterioration during development to some extent. It is considered possible.

特開平6−186830号公報(第6頁、図1、図2)Japanese Patent Laid-Open No. 6-186830 (page 6, FIGS. 1 and 2) 特許第3096156号公報Japanese Patent No. 3096156

しかしながら、上述した先行技術(特許文献1,2)はいずれも、現像バイアス電圧を調整する際、直流電圧電源の出力については現像スリーブの負荷の変動に関わらず一定に制御(定電圧制御)している。このため、例えば現像スリーブと感光体ドラムとの間の距離が変化したり、感光体ドラムの回転が増速して現像時間が短縮されたりした場合、その都度、現像スリーブの負荷が大きく変動するため、交流成分を可変に制御しているだけでは所望の現像バイアス電圧を印加することができなくなってしまう。これは、静電潜像の現像に必要な電界の発生を主として直流成分に依存しており、交流成分は補助的に使用されているという背景からも理解できる。したがって先行技術の手法では、現像スリーブの負荷が変動した場合に現像バイアス電圧の制御が充分に追従することができず、その結果、上記のような画質の劣化を招いてしまうという問題がある。   However, in each of the above prior arts (Patent Documents 1 and 2), when adjusting the developing bias voltage, the output of the DC voltage power supply is controlled to be constant (constant voltage control) regardless of the fluctuation of the load on the developing sleeve. ing. For this reason, for example, when the distance between the developing sleeve and the photosensitive drum is changed, or when the developing time is shortened by increasing the rotation of the photosensitive drum, the load on the developing sleeve varies greatly. Therefore, a desired developing bias voltage cannot be applied only by variably controlling the AC component. This can also be understood from the background that the generation of the electric field necessary for developing the electrostatic latent image depends mainly on the DC component, and the AC component is used in an auxiliary manner. Therefore, in the prior art method, when the load on the developing sleeve fluctuates, the control of the developing bias voltage cannot sufficiently follow, and as a result, there is a problem in that the image quality is deteriorated as described above.

また、定電圧制御によって直流成分については一定の電圧を出力しつつ、交流成分の出力のみを可変に制御しても、感光体の有する特性によっては所望の画像品質を維持できない場合がある。例えば、先行技術等に見られるように、感光体ドラムの外周面に有機感光体(OPC)が適用されている場合であれば、現像バイアス電圧の直流成分の出力を一定にし、交流成分の出力を制御することで所望の画像品質が得られると考えられる。しかしながら、感光体としてアモルファスシリコンを適用した場合、有機感光体(OPC)に比較して感光体表面の電位が高く、それだけ現像スリーブの負荷の変動が大きくなる。この場合、先行技術のように交流成分の出力のみを調整しただけでは、安定した画像品質を充分に維持することができないという問題がある。   In addition, even if only a constant voltage is output for the DC component by constant voltage control and only the output of the AC component is controlled variably, the desired image quality may not be maintained depending on the characteristics of the photoconductor. For example, as seen in the prior art, if an organic photoreceptor (OPC) is applied to the outer peripheral surface of the photoreceptor drum, the output of the DC component of the developing bias voltage is made constant and the output of the AC component is made. It is considered that desired image quality can be obtained by controlling. However, when amorphous silicon is applied as the photosensitive member, the surface potential of the photosensitive member is higher than that of the organic photosensitive member (OPC), and the load variation of the developing sleeve is increased accordingly. In this case, there is a problem that stable image quality cannot be sufficiently maintained only by adjusting only the output of the AC component as in the prior art.

そこで本発明は、負荷の変動に応じて現像バイアス電圧を適切に制御するとともに、感光体の特性に左右されることなく画像品質を維持することができる技術の提供を課題としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of appropriately controlling the developing bias voltage in accordance with load fluctuations and maintaining the image quality without being influenced by the characteristics of the photoreceptor.

上記の課題を解決するため、第1に本発明は、像担持体の表面に形成された静電潜像を、現像剤担持体に担持された現像剤により現像する際に現像剤担持体に対して現像剤を用いた静電潜像の現像に必要な現像バイアス電圧として定電圧直流電圧と定電圧交流電圧とを重畳した電圧を印加する高圧電源装置を提供する。特に本発明の高圧電源装置は、現像バイアス電圧に含まれる直流成分を出力する定電圧直流電源部と、現像バイアス電圧に含まれる交流成分を出力する定電圧交流電源部と、静電潜像の現像に要する負荷の変動に応じて直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御する制御回路とを備えるものである。   In order to solve the above-described problems, first, the present invention provides a developer carrying member for developing an electrostatic latent image formed on the surface of an image carrying member with a developer carried on the developer carrying member. On the other hand, a high voltage power supply device is provided that applies a voltage in which a constant voltage DC voltage and a constant voltage AC voltage are superimposed as a developing bias voltage necessary for developing an electrostatic latent image using a developer. In particular, the high-voltage power supply device of the present invention includes a constant voltage DC power supply unit that outputs a DC component included in the development bias voltage, a constant voltage AC power supply unit that outputs an AC component included in the development bias voltage, and an electrostatic latent image And a control circuit that variably controls the output of each of the direct current component and the alternating current component in accordance with fluctuations in the load required for development.

本発明の高圧電源装置によれば、何らかの要因により現像に要する負荷が変動しても、その負荷変動に応じて直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御することができる。特に直流成分は、現像剤の移行に際して主要となる電界の発生に寄与するものであるため、本発明において現像バイアス電圧の直流成分を負荷変動に応じて可変に制御することが画像品質の向上に極めて有効である。また、直流成分だけでなく交流成分についても出力を可変に制御するため、様々な負荷の変動に応じて現像バイアス電圧の適切な制御が可能となる。   According to the high-voltage power supply device of the present invention, even if the load required for development fluctuates due to some factor, the output of each of the DC component and the AC component can be variably controlled according to the load variation. In particular, since the direct current component contributes to the generation of a main electric field during the transition of the developer, in the present invention, it is possible to improve the image quality by variably controlling the direct current component of the development bias voltage according to the load fluctuation. It is extremely effective. Further, since the output of not only the direct current component but also the alternating current component is variably controlled, it is possible to appropriately control the developing bias voltage in accordance with various load fluctuations.

また本発明の高圧電源装置は、静電潜像の現像に要する現像剤担持体の負荷を検出する負荷検出回路をさらに備えることができる。この場合、上記の制御回路は、負荷検出回路により検出された負荷の変動に応じて直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御することが好ましい。   In addition, the high-voltage power supply apparatus of the present invention can further include a load detection circuit that detects a load on the developer carrier required for developing the electrostatic latent image. In this case, it is preferable that the control circuit variably controls the output of each of the direct current component and the alternating current component in accordance with the load variation detected by the load detection circuit.

上記の態様であれば、予め負荷検出回路で現像剤担持体の負荷を検出することにより、この負荷に応じて制御信号を制御回路で生成し、現像バイアス電圧の直流成分及び交流成分の各々の出力をリアルタイムに制御することができる。   If it is said aspect, by detecting the load of a developer carrier with a load detection circuit beforehand, a control signal will be produced | generated with a control circuit according to this load, and each of the direct-current component of a developing bias voltage, and alternating current component of each The output can be controlled in real time.

本発明の高圧電源装置において、上記の負荷検出回路は、現像剤担持体と像担持体との間に生じる電界の強度に基づいて現像剤担持体の負荷を検出することができる。また制御回路は、直流成分及び交流成分の出力の各々について、現像剤担持体の負荷に対応した出力の適正値を予め記憶した記憶部を有しており、この記憶部から負荷検出回路により検出された負荷に対応する適正値を読み出して直流成分及び交流成分の出力の各々を制御することができる。   In the high-voltage power supply device of the present invention, the load detection circuit can detect the load on the developer carrier based on the strength of the electric field generated between the developer carrier and the image carrier. In addition, the control circuit has a storage unit that stores in advance an appropriate value of the output corresponding to the load of the developer carrier for each of the output of the DC component and the AC component, and is detected from the storage unit by the load detection circuit. It is possible to read out an appropriate value corresponding to the loaded load and control each of the output of the DC component and the AC component.

この場合、現像バイアス電圧によって生じている電界強度の変化を負荷の変動としてダイレクトに検出することができるので、より高精度な可変制御が可能となる。また、そのときの負荷に応じて予め可変制御の適正値が設定されているため、その都度、制御上の目標値を演算する必要がなく、それだけ制御回路の負担を軽減することができるし、制御上の不安定な挙動(例えばオーバシュートやハンチング等)の発生を確実に防止することができる。   In this case, a change in the electric field strength caused by the developing bias voltage can be directly detected as a load fluctuation, so that variable control with higher accuracy is possible. In addition, since an appropriate value for variable control is set in advance according to the load at that time, there is no need to calculate a target value for control each time, and the burden on the control circuit can be reduced accordingly. Generation of unstable control behavior (for example, overshoot or hunting) can be reliably prevented.

第2に本発明は、表面に静電潜像が形成された像担持体と、像担持体に対向して配置され静電潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に対し必要な現像バイアス電圧を印加する電源ユニットとを備えた画像形成装置を提供する。特に上記の電源ユニットは、現像バイアス電圧の直流成分を出力する定電圧直流電源部と、現像バイアス電圧の交流成分を出力する定電圧交流電源部と、静電潜像の現像に要する現像剤担持体の負荷の変動に応じて直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御する制御回路とを有する。   Secondly, the present invention provides an image carrier having an electrostatic latent image formed on the surface, a developer carrier that is disposed opposite to the image carrier and carries a developer for developing the electrostatic latent image, and An image forming apparatus including a power supply unit that applies a necessary developing bias voltage to a developer carrying member is provided. In particular, the power supply unit described above includes a constant voltage DC power supply unit that outputs a DC component of the development bias voltage, a constant voltage AC power supply unit that outputs an AC component of the development bias voltage, and a developer carrying required for developing an electrostatic latent image. And a control circuit that variably controls the output of each of the direct current component and the alternating current component in accordance with fluctuations in body load.

本発明の画像形成装置によれば、何らかの要因により現像に要する負荷が変動しても、その負荷変動に応じて直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御することができる。特に画像形成装置においては、静電潜像の現像の他にも印刷媒体の供給(給紙)や搬送、印刷媒体への現像画像の転写及び定着、排紙等の各種動作(場合によっては原稿の読取動作)にも電力を消費するため、電源ユニットから画像形成装置の各部に電力を供給している場合、その影響で現像剤担持体の負荷が変動する場合もある。その上で現像バイアス電圧の直流成分は、現像剤の移行に際して主要となる電界の発生に寄与するものであるため、本発明において現像バイアス電圧の直流成分を負荷変動に応じて可変に制御することが画像品質の向上に極めて有効である。また、直流成分だけでなく交流成分についても出力を可変に制御するため、様々な負荷の変動に応じて現像バイアス電圧の適切な制御が可能となり、その結果、画像品質の維持や向上に大きく寄与することができる。   According to the image forming apparatus of the present invention, even if the load required for development fluctuates due to some factor, the output of each of the DC component and the AC component can be variably controlled according to the load variation. In particular, in the image forming apparatus, in addition to the development of the electrostatic latent image, various operations such as supply (feed) and conveyance of the print medium, transfer and fixing of the developed image onto the print medium, paper discharge, etc. In the case of supplying power from the power supply unit to each part of the image forming apparatus, the load on the developer carrier may fluctuate due to the influence. In addition, since the DC component of the developing bias voltage contributes to the generation of a main electric field when the developer is transferred, the DC component of the developing bias voltage is variably controlled in accordance with load fluctuations in the present invention. Is extremely effective in improving image quality. In addition, the output of not only the direct current component but also the alternating current component is variably controlled, so that it is possible to appropriately control the developing bias voltage according to various load fluctuations. As a result, it greatly contributes to maintaining and improving image quality. can do.

本発明の画像形成装置において、上記の電源ユニットは、静電潜像の現像に要する前記現像剤担持体の負荷を検出する負荷検出回路をさらに有することができる。この場合、制御回路は、負荷検出回路により検出された負荷の変動に応じて直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御することができる。   In the image forming apparatus of the present invention, the power supply unit may further include a load detection circuit that detects a load of the developer carrier required for developing the electrostatic latent image. In this case, the control circuit can variably control the output of each of the direct current component and the alternating current component in accordance with the load variation detected by the load detection circuit.

この場合も同様に、現像バイアス電圧によって生じている電界強度の変化を負荷の変動としてダイレクトに検出することができるので、より高精度な可変制御が可能となる。また、静電潜像の現像とは別に画像形成装置の各種動作に起因した負荷の変動にも迅速に対応することができるため、画像形成装置として実用的な制御を実現することができる。   In this case as well, since the change in electric field strength caused by the developing bias voltage can be directly detected as a load change, variable control with higher accuracy is possible. In addition to the development of the electrostatic latent image, it is possible to quickly cope with load fluctuations caused by various operations of the image forming apparatus, so that practical control as an image forming apparatus can be realized.

また負荷検出回路は、現像剤担持体と像担持体との間に生じる電界の強度に基づいて現像剤担持体の負荷を検出することが好ましい。さらにこの検出された負荷に対して制御回路は、予め負荷に対応した現像バイアス電圧の適正値を記憶した記憶部を有し、記憶部から負荷に対応する適正値を読み出して現像バイアス電圧の直流成分及び交流成分の出力をそれぞれ制御することが好ましい。   The load detection circuit preferably detects the load on the developer carrier based on the strength of the electric field generated between the developer carrier and the image carrier. Further, the control circuit has a storage unit that stores an appropriate value of the development bias voltage corresponding to the load in advance for the detected load, and reads the appropriate value corresponding to the load from the storage unit to generate a direct current of the development bias voltage. It is preferable to control the output of each of the component and the AC component.

この場合も同様に、現像バイアス電圧によって生じている電界強度の変化を負荷の変動としてダイレクトに検出することができる。また、画像形成に必要な各種の動作に起因して負荷が変動した場合でも、電界強度の変化から負荷の変動を迅速に検出することができるため、より高精度な可変制御が可能となる。また同様に、そのときの負荷に応じて予め可変制御の適正値が設定されているため、その都度、制御上の目標値を演算する必要がなく、それだけ制御回路の負担を軽減することができるし、制御上の不安定な挙動(例えばオーバシュートやハンチング等)の発生を確実に防止することができる。   In this case as well, the change in the electric field strength caused by the developing bias voltage can be directly detected as a load change. Further, even when the load fluctuates due to various operations necessary for image formation, it is possible to quickly detect the load fluctuation from the change in the electric field strength, so that variable control with higher accuracy is possible. Similarly, since an appropriate value for variable control is set in advance according to the load at that time, it is not necessary to calculate a target value for control each time, and the burden on the control circuit can be reduced accordingly. Thus, it is possible to reliably prevent the occurrence of unstable control behavior (for example, overshoot or hunting).

本発明の画像形成装置は、像担持体としてアモルファスシリコンの感光体を搭載した形態に好適である。   The image forming apparatus of the present invention is suitable for a mode in which an amorphous silicon photoconductor is mounted as an image carrier.

感光体をアモルファスシリコンとした場合、有機感光体(OPS)に比較して電位が高く、それだけ現像に必要な電界の発生が直流成分に依存する割合が高くなる。したがって、本発明のように現像バイアス電圧の交流成分だけでなく、直流成分の出力をも可変に制御する手法を採用すれば、感光体の特性に応じて生じる現像剤担持体の負荷の変動に対して動的に対応しつつ、電界の強度を一定に保持して画像の品質を維持又は向上することができる。   When the photosensitive member is made of amorphous silicon, the potential is higher than that of the organic photosensitive member (OPS), and the proportion of the generation of the electric field necessary for development depends on the DC component. Therefore, if a method of variably controlling not only the AC component of the developing bias voltage but also the DC component output as in the present invention is employed, the load on the developer carrying member caused by the characteristics of the photosensitive member can be reduced. On the other hand, it is possible to maintain or improve the image quality by keeping the electric field strength constant while dynamically responding.

以上のように本発明の高圧電源装置及び画像形成装置は、現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧の直流成分および交流成分の各々の出力を負荷の変動に合わせて最適化でき、それによって画像品質を向上させることができる。   As described above, the high-voltage power supply device and the image forming apparatus of the present invention can optimize the output of each of the direct current component and the alternating current component of the developing bias voltage applied to the developer carrier in accordance with the load variation, and thereby the image. Quality can be improved.

一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 電源ユニットの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a power supply unit roughly. 負荷変動制御処理による現像バイアス電圧制御のフローチャートである。6 is a flowchart of developing bias voltage control by load variation control processing. 直流電圧を交流電圧に重畳した現像バイアス電圧の波形(基本例)を示す概略図である。It is the schematic which shows the waveform (basic example) of the developing bias voltage which superimposed the DC voltage on the AC voltage. 現像バイアス電圧の基本例から直流成分を可変制御した場合の第1制御例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 1st control example at the time of carrying out the variable control of the direct current component from the basic example of a developing bias voltage. 現像バイアス電圧の基本例から交流成分を可変制御した場合の第2制御例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 2nd control example at the time of carrying out the variable control of the alternating current component from the basic example of a developing bias voltage. 現像バイアス電圧の基本例から交流成分と直流成分の各々の出力を可変制御した場合の第3制御例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 3rd control example at the time of carrying out the variable control of each output of an alternating current component and a direct current component from the basic example of a developing bias voltage.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、一実施形態の画像形成装置1の構成を示した概略図である。画像形成装置1は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて印刷用紙等の印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment. The image forming apparatus 1 includes a printer, a copier, a facsimile machine, and a multifunction machine having both functions of transferring a toner image onto the surface of a printing medium such as printing paper based on image information input from the outside. Or the like.

図1に示される画像形成装置1は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置1は、内部で用紙にカラー画像を形成(プリント)する四角箱状の装置本体2を備え、この装置本体2の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための用紙排出部(排出トレイ)3が設けられている。   An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is, for example, a tandem color printer. The image forming apparatus 1 includes a square box-shaped apparatus main body 2 that forms (prints) a color image on a sheet therein, and discharges the sheet on which the color image is printed on the upper surface of the apparatus main body 2. Paper discharge section (discharge tray) 3 is provided.

装置本体2内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット5が配設されている。また装置本体2内の中央部には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ6が配設されている。そして装置本体2の上部には画像形成部7が設けられており、この画像形成部7は、装置外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。   In the lower part of the apparatus main body 2, a paper feed cassette 5 for storing paper is disposed. A stack tray 6 for supplying manually fed sheets is disposed at the center of the apparatus main body 2. An image forming unit 7 is provided on the upper part of the apparatus main body 2. The image forming unit 7 forms an image on a sheet based on image data such as characters and designs transmitted from the outside of the apparatus.

図1中でみて装置本体2の左部には、給紙カセット5から繰り出された用紙を画像形成部7に搬送する第1の搬送路9が配設されている。また装置本体2の右部から左部にかけては、スタックトレイ6から繰り出された用紙を画像形成部7に搬送する第2の搬送路10が配設されている。また装置本体2内の左上部には、画像形成部7で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット14と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部3に搬送する第3の搬送路11とが配設されている。   As shown in FIG. 1, a first transport path 9 for transporting paper fed from the paper feed cassette 5 to the image forming unit 7 is disposed on the left side of the apparatus main body 2. A second transport path 10 for transporting paper fed from the stack tray 6 to the image forming unit 7 is disposed from the right part to the left part of the apparatus main body 2. In the upper left part of the apparatus main body 2, a fixing unit 14 that performs a fixing process on a sheet on which an image is formed by the image forming unit 7 and a sheet that has been subjected to the fixing process are conveyed to the sheet discharging unit 3. 3 conveyance paths 11 are arranged.

給紙カセット5は、装置本体2の外部(例えば図1中の手前側)に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット5は収納部16を備えており、この収納部16には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも2種類の用紙を選択的に収納可能である。なお収納部16に収納されている用紙は、給紙ローラ17及び捌きローラ18により1枚ずつ第1の搬送路9側に繰り出される。   The paper feed cassette 5 can be replenished by pulling it out of the apparatus main body 2 (for example, the front side in FIG. 1). The paper feed cassette 5 includes a storage unit 16 in which at least two types of paper having different sizes in the paper feed direction can be selectively stored. Note that the paper stored in the storage unit 16 is fed out to the first transport path 9 side by sheet by the paper feed roller 17 and the separating roller 18.

スタックトレイ6は、装置本体2の外面にて開閉可能であり、その手差し部19には手差し用の用紙が1枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部19に載置された用紙はピックアップローラ20及び捌きローラ21により1枚ずつ第2の搬送路10側に繰り出される。   The stack tray 6 can be opened and closed on the outer surface of the apparatus main body 2, and manual sheets are loaded one by one or a plurality of sheets are stacked on the manual feed portion 19. Note that the sheets placed on the manual feed unit 19 are fed out one by one by the pickup roller 20 and the separating roller 21 to the second conveyance path 10 side.

第1の搬送路9と第2の搬送路10とはレジストローラ22の手前で合流しており、レジストローラ22に供給された用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部23に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部23で中間転写ベルト40上のフルカラーのトナー画像が二次転写される。この後、定着ユニット14でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第4の搬送路12で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部23でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット14で定着された後、第3の搬送路11を通って排出ローラ24により用紙排出部3に排出される。   The first conveyance path 9 and the second conveyance path 10 are joined before the registration roller 22, and the sheet supplied to the registration roller 22 waits for a while and performs skew adjustment and timing adjustment. , And sent to the secondary transfer unit 23. The full color toner image on the intermediate transfer belt 40 is secondarily transferred to the sent paper by the secondary transfer unit 23. Thereafter, the sheet on which the toner image is fixed by the fixing unit 14 is reversed in the fourth conveyance path 12 as necessary, and a full-color toner image is also formed on the surface opposite to the first by the secondary transfer unit 23. Secondary transferred. After the toner image on the opposite surface is fixed by the fixing unit 14, the toner image passes through the third conveyance path 11 and is discharged to the paper discharge unit 3 by the discharge roller 24.

画像形成部7は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各トナー画像を形成する4つの画像形成ユニット26〜29を備える他、これら画像形成ユニット26〜29で形成された各色別のトナー画像を合成して担持する中間転写部30を備えている。   The image forming unit 7 includes four image forming units 26 to 29 that form black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) toner images, and these image forming units 26 to 29. The intermediate transfer unit 30 is configured to synthesize and carry the toner images of the respective colors formed in 29.

各画像形成ユニット26〜29は、感光体ドラム32(像担持体)と、感光体ドラム32の周面に対向して配設された帯電部33と、帯電部33の下流側であって感光体ドラム32の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット34と、レーザ照射ユニット34からのレーザビーム照射位置の下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設された現像部35と、現像部35の下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設されたクリーニング部36とを備えている。さらに現像部35は現像剤を担持する現像スリーブ37(現像剤担持体)を有しており、現像スリーブ37と感光体ドラム32とは互いに対向している。   Each of the image forming units 26 to 29 includes a photosensitive drum 32 (image carrier), a charging unit 33 arranged to face the peripheral surface of the photosensitive drum 32, and a downstream side of the charging unit 33 and photosensitive. A laser scanning unit 34 for irradiating a laser beam to a specific position on the peripheral surface of the photosensitive drum 32; and a downstream side of the laser beam irradiation position from the laser irradiating unit 34 and facing the peripheral surface of the photosensitive drum 32. And a cleaning unit 36 disposed on the downstream side of the developing unit 35 and facing the circumferential surface of the photosensitive drum 32. Further, the developing unit 35 includes a developing sleeve 37 (developer carrying member) that carries a developer, and the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 face each other.

なお、各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32は、図示しない駆動モータにより図中の反時計周りに回転する。また、各画像形成ユニット26〜29の現像部35には、各トナーボックス51にブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーがそれぞれ収納されている。   Note that the photosensitive drums 32 of the image forming units 26 to 29 are rotated counterclockwise in the drawing by a drive motor (not shown). Further, in the developing units 35 of the image forming units 26 to 29, black toner, cyan toner, magenta toner, and yellow toner are stored in the toner boxes 51, respectively.

中間転写部30は、画像形成ユニット26の近傍位置に配設された後ローラ(駆動ローラ)38と、画像形成ユニット29の近傍位置に配設された前ローラ(従動ローラ)39と、後ローラ38と前ローラ39とに跨って配設された中間転写ベルト40と、各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32における現像部35の下流側の位置に中間転写ベルト40を介して圧接可能に配設された4つの転写ローラ41とを備えている。   The intermediate transfer unit 30 includes a rear roller (drive roller) 38 disposed near the image forming unit 26, a front roller (driven roller) 39 disposed near the image forming unit 29, and a rear roller. 38 and the intermediate transfer belt 40 disposed between the front roller 39 and the downstream side of the developing unit 35 in the photosensitive drum 32 of each of the image forming units 26 to 29 can be pressed through the intermediate transfer belt 40. The four transfer rollers 41 are provided.

この中間転写部30では、各画像形成ユニット26〜29の転写ローラ41の位置で、中間転写ベルト40上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。   In the intermediate transfer unit 30, the toner images of the respective colors are superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 40 at the positions of the transfer rollers 41 of the image forming units 26 to 29. Become.

第1の搬送路9は、給紙カセット5から繰り出されてきた用紙を中間転写部30側に搬送するものであり、装置本体2内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ43と、中間転写部30の手前に配設され、画像形成部7における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ22とを備えている。   The first transport path 9 transports the paper fed from the paper feed cassette 5 to the intermediate transfer unit 30 side, and includes a plurality of transport rollers 43 disposed at predetermined positions in the apparatus main body 2. And a registration roller 22 disposed in front of the intermediate transfer unit 30 for timing the image forming operation and the paper feeding operation in the image forming unit 7.

定着ユニット14は、画像形成部7でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット14は、例えば加熱式の加圧ローラ44と定着ローラ45からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ44が例えば金属製であり、定着ローラ45が金属製の芯材と弾性体の表層(例えば、シリコンスポンジ)及び離型層(例えば、PFA)を有するものである。また定着ローラ45に隣接しているヒートローラ46が設けられており、このヒートローラ46と定着ローラ45には加熱ベルト48が掛け回されている。   The fixing unit 14 performs processing for fixing the unfixed toner image on the paper by heating and pressurizing the paper on which the toner image has been transferred by the image forming unit 7. The fixing unit 14 includes a roller pair including, for example, a heating pressure roller 44 and a fixing roller 45. Of these, the pressure roller 44 is made of, for example, metal, and the fixing roller 45 is made of a metal core and an elastic body. It has a surface layer (for example, silicon sponge) and a release layer (for example, PFA). A heat roller 46 adjacent to the fixing roller 45 is provided, and a heating belt 48 is wound around the heat roller 46 and the fixing roller 45.

用紙の搬送方向でみて、定着ユニット14の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路47が設けられており、中間転写部30を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路47を通じて加圧ローラ44と定着ローラ45との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ44及び定着ローラ45間を通過した用紙は下流側の搬送路47を通じて第3の搬送路11に案内される。   When viewed in the sheet conveyance direction, conveyance paths 47 are provided on the upstream side and the downstream side of the fixing unit 14, and the sheet conveyed through the intermediate transfer unit 30 is pressurized through the upstream conveyance path 47. It is introduced into the nip between the roller 44 and the fixing roller 45. The paper that has passed between the pressure roller 44 and the fixing roller 45 is guided to the third conveyance path 11 through the conveyance path 47 on the downstream side.

第3の搬送路11は、定着ユニット14で定着処理の行われた用紙を用紙排出部3に搬送する。このため第3の搬送路11には、適宜位置に搬送ローラ49が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ24が配設されている。   The third transport path 11 transports the paper on which the fixing process has been performed by the fixing unit 14 to the paper discharge unit 3. For this reason, a transport roller 49 is disposed at an appropriate position in the third transport path 11, and the discharge roller 24 is disposed at the outlet thereof.

図2は、電源ユニット50の構成を概略的に示したブロック図である。電源ユニット50は、上述した装置本体2に内蔵されており、この電源ユニット50は、各種の動作(帯電、現像、転写等)に必要な電力を供給する。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the power supply unit 50. The power supply unit 50 is built in the apparatus main body 2 described above, and the power supply unit 50 supplies electric power necessary for various operations (charging, development, transfer, etc.).

電源ユニット50は高圧電源装置の一例であり、この電源ユニット50は画像形成装置1による画像形成動作に関して、各色別(Y,M,C,K)の現像スリーブ37に現像バイアス電圧を印加することができる。以下においては電源ユニット50が各色別に設けられていることを前提とし、特に言及しない限り、各部の構成の説明については全色で共通に該当するものとする。ただし、制御の動作や負荷の検出については各色別に行われる。   The power supply unit 50 is an example of a high-voltage power supply device, and this power supply unit 50 applies a developing bias voltage to the developing sleeve 37 for each color (Y, M, C, K) with respect to the image forming operation by the image forming apparatus 1. Can do. In the following description, it is assumed that the power supply unit 50 is provided for each color, and unless otherwise noted, the description of the configuration of each part applies to all colors in common. However, control operations and load detection are performed for each color.

電源ユニット50は主に、直流電源部52及び交流電源部54を有しており、これら直流電源部52及び交流電源部54により現像バイアス電源部58が構成されている。このうち直流電源部52は、例えばトランスにより変圧した交流電圧を整流器で直流電圧に変換し、これを定電圧直流電圧(直流成分)として出力する。また交流電源部54は、トランスにより変圧した交流電圧を定電圧交流電圧(交流成分)として出力するとともに、これを上記の定電圧直流電圧に重畳させて現像バイアス電圧として出力する。   The power supply unit 50 mainly includes a DC power supply unit 52 and an AC power supply unit 54, and the DC bias power supply unit 52 and the AC power supply unit 54 constitute a developing bias power supply unit 58. Among these, the DC power supply unit 52 converts, for example, an AC voltage transformed by a transformer into a DC voltage by a rectifier, and outputs this as a constant voltage DC voltage (DC component). The AC power supply 54 outputs the AC voltage transformed by the transformer as a constant voltage AC voltage (AC component), and superimposes it on the constant voltage DC voltage to output it as a developing bias voltage.

交流電源部54には出力端56が接続されており、電源ユニット50は、出力端56を介して現像スリーブ37にそれぞれ接続されている。このため電源ユニット50は、出力端56を通じて現像スリーブ37に現像バイアス電圧(定電圧直流電圧と定電圧交流電圧とを重畳させたもの)を印加することができる。   An output end 56 is connected to the AC power supply unit 54, and the power supply unit 50 is connected to the developing sleeve 37 via the output end 56. Therefore, the power supply unit 50 can apply a developing bias voltage (a constant voltage DC voltage and a constant voltage AC voltage superimposed) to the developing sleeve 37 through the output end 56.

電源ユニット50には、例えば現像スリーブ37の負荷を検出するための負荷検出回路60が設けられており、この負荷検出回路60は交流電源部54に接続されている。負荷検出回路60は、例えば出力端56へ流れる電流を現像スリーブ37の負荷として検出することができる。なお、ここでは交流電源部54に負荷検出回路60を接続した形態を例に挙げているが、負荷検出回路60は、例えば出力端56(又は現像スリーブ37)に接続された状態で現像スリーブ37の負荷を検出することもできる。   The power supply unit 50 is provided with, for example, a load detection circuit 60 for detecting a load on the developing sleeve 37, and the load detection circuit 60 is connected to the AC power supply unit 54. The load detection circuit 60 can detect, for example, a current flowing to the output end 56 as a load on the developing sleeve 37. Here, the load detection circuit 60 is connected to the AC power supply unit 54 as an example. However, the load detection circuit 60 is connected to the output end 56 (or the development sleeve 37), for example, and the development sleeve 37 is connected. It is also possible to detect the load.

また電源ユニット50は制御回路62を有しており、この制御回路62には、上記の負荷検出回路60から負荷の検出信号が入力されるものとなっている。そして、制御回路62は直流電源部52及び交流電源部54に対してそれぞれ接続されることで、定電圧直流電圧の出力や定電圧交流電圧の振幅、デューティ比等を各々に制御することができる。   The power supply unit 50 has a control circuit 62, and a load detection signal is input to the control circuit 62 from the load detection circuit 60. The control circuit 62 is connected to the DC power supply unit 52 and the AC power supply unit 54, respectively, and can control the output of the constant voltage DC voltage, the amplitude of the constant voltage AC voltage, the duty ratio, and the like. .

制御回路62はさらに記憶部64を備えている。この記憶部64は、例えばROM等のメモリデバイスであり、その記憶領域には、負荷検出回路60で検出された負荷の変動を書き込んだり、そのときの負荷の変動に対応する現像バイアス電圧の適正値のデータを予め記憶しておいたりすることができる。さらに記憶部64には、現像バイアス電圧の制御に際して制御回路62が実行する制御プログラム(ソフトウェア)が記憶されている。   The control circuit 62 further includes a storage unit 64. The storage unit 64 is, for example, a memory device such as a ROM. In the storage area, a load variation detected by the load detection circuit 60 is written, and an appropriate development bias voltage corresponding to the load variation at that time is written. Value data can be stored in advance. Further, the storage unit 64 stores a control program (software) executed by the control circuit 62 when controlling the developing bias voltage.

現像スリーブ37の負荷の変動は、例えば現像スリーブ37と感光体ドラム32との間の距離(間隔)の変動によって生じることがある。あるいは、現像の他にも各種の動作に起因した電源電圧の変動により、現像時に印加されるべき現像バイアス電圧が変動した状態で間接的に現像スリーブ37の負荷が変動する場合もある。   The variation in the load on the developing sleeve 37 may be caused by, for example, a variation in the distance (interval) between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32. Alternatively, the load on the developing sleeve 37 may fluctuate indirectly due to fluctuations in the power supply voltage caused by various operations in addition to development while the development bias voltage to be applied during development fluctuates.

上記の現像スリーブ37と感光体ドラム32との間の距離の変動は、例えば現像スリーブ37の周面上に形成される現像剤の層厚が変化することによって発生する。また、例えば現像スリーブ37や感光体ドラム32に偏心が生じている場合、これらの回転に伴い現像スリーブ37と感光体ドラム32との間隔が不規則に変動し、電界強度が高くなる。すなわち、現像スリーブ37と感光体ドラム32との間の距離が小さくなると、現像スリーブ37の負荷はそれまでに比較して大きくなる。このとき負荷検出回路60は、電流値の低下に基づいて負荷の増加をリアルタイムで検出し、その検出信号を制御回路62へ送信する。   The variation in the distance between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 is caused by, for example, a change in the layer thickness of the developer formed on the peripheral surface of the developing sleeve 37. For example, when the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 are decentered, the interval between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 fluctuates irregularly with these rotations, and the electric field strength increases. That is, when the distance between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 is decreased, the load on the developing sleeve 37 is increased as compared with the distance until then. At this time, the load detection circuit 60 detects an increase in load in real time based on the decrease in the current value, and transmits the detection signal to the control circuit 62.

上記のように負荷の増加が検出されると、制御回路62は、記憶部64からそのときの負荷に応じた出力の適正値を読み出し、その適正値に基づいて現像バイアス電圧の直流成分の出力については電圧を低下させ、交流成分の出力については振幅(ピーク電圧)を減衰させる方向で制御信号を生成する。この制御信号に基づいて、現像バイアス電源部58が実際に定電圧直流電圧の出力を低下させるとともに、定電圧交流電圧の振幅(ピーク電圧)を減衰させた状態でこれらを重畳した現像バイアス電圧を現像スリーブ37に印加する。これにより現像スリーブ37と感光体ドラム32との間に生じる電界の強度を一定の強度になるまで下げることができる。   When the increase in the load is detected as described above, the control circuit 62 reads the appropriate value of the output corresponding to the load at that time from the storage unit 64, and outputs the DC component of the developing bias voltage based on the appropriate value. The control signal is generated in such a direction that the voltage is decreased and the amplitude (peak voltage) is attenuated for the output of the AC component. Based on this control signal, the development bias power supply unit 58 actually reduces the output of the constant voltage DC voltage, and develops a development bias voltage in which these are superimposed while the amplitude (peak voltage) of the constant voltage AC voltage is attenuated. Applied to the developing sleeve 37. As a result, the strength of the electric field generated between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 can be lowered to a certain strength.

一方、現像スリーブ37の負荷が低下(減少)した場合は、上記の定電圧直流電圧の出力を上げるとともに、定電圧交流電圧の振幅を増幅させた状態でこれらを重畳した現像バイアス電圧を印加する。これにより、現像スリーブ37と感光体ドラム32との間に生じる電界の強度を一定の強度になるまで上昇させることができる。なお、上述した現像スリーブ37の負荷と、電界の強度との関係は一例を示したものであり、負荷の増加が検出されると電界の強度を一定の強度になるまで上昇させたり、またこの逆の関係になったりする場合も有り得る。   On the other hand, when the load on the developing sleeve 37 is reduced (decreased), the output of the constant voltage DC voltage is increased, and a developing bias voltage in which the amplitude of the constant voltage AC voltage is amplified is applied. . As a result, the strength of the electric field generated between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 can be increased to a certain strength. The above-described relationship between the load on the developing sleeve 37 and the electric field strength is an example. When an increase in the load is detected, the electric field strength is increased to a certain level. In some cases, the relationship may be reversed.

このように、負荷検出回路60で検出された負荷の変動に基づいて制御回路62が所望の現像バイアス電圧を出力するための制御信号を生成し、直流電源部52及び交流電源部54では現像バイアス電圧の直流成分及び交流成分の各々の出力が可変に制御される。そして、制御された現像バイアス電圧は上記のように出力端56を介して現像スリーブ37へ印加され、その結果、現像に必要な電界の強度が一定に制御されることになる。これにより、現像された画像の濃度むらやカブリ、線幅の変動等を抑え、高品質な画像を形成することができる。   As described above, the control circuit 62 generates a control signal for outputting a desired developing bias voltage based on the load variation detected by the load detecting circuit 60, and the DC power supply unit 52 and the AC power supply unit 54 develop the developing bias. The outputs of the DC component and AC component of the voltage are variably controlled. Then, the controlled developing bias voltage is applied to the developing sleeve 37 via the output end 56 as described above, and as a result, the intensity of the electric field necessary for development is controlled to be constant. As a result, it is possible to suppress the density unevenness and fogging of the developed image, the fluctuation of the line width, and the like and form a high quality image.

以上が電源ユニット50による現像バイアス電圧の可変制御の概要であるが、より具体的には、制御回路62が制御プログラムとして負荷変動制御処理を実行することで上記の可変制御が実現されている。また可変制御は、上記のように各色別(Y,M,C,K)のそれぞれについて、各色別に現像スリーブ37の負荷変動に応じて実行されている。   The above is the outline of the variable control of the developing bias voltage by the power supply unit 50. More specifically, the above variable control is realized by the control circuit 62 executing the load fluctuation control process as a control program. Further, the variable control is executed for each color (Y, M, C, K) as described above according to the load variation of the developing sleeve 37 for each color.

図3は、負荷変動制御処理の手順例を示すフローチャートである。以下、制御回路62による現像バイアス電圧の制御手法について具体的に説明する。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure example of the load variation control process. Hereinafter, a method for controlling the developing bias voltage by the control circuit 62 will be specifically described.

ステップS10で制御回路62は、負荷検出回路60から送信される検出信号に基づき、現像スリーブ37の負荷を検出する。ここでは例えば、出力端56に流れる電流値を上記の負荷検出回路60で検出することにより、現像スリーブ37にかかる負荷を検出することができる。通常、電流値が増加していれば負荷は減少しており、逆に電流値が低下していれば負荷は増加していると考えられる。ステップS10で負荷を検出すると、制御回路62は次にステップS12に進む。   In step S <b> 10, the control circuit 62 detects the load on the developing sleeve 37 based on the detection signal transmitted from the load detection circuit 60. Here, for example, the load applied to the developing sleeve 37 can be detected by detecting the value of the current flowing through the output end 56 with the load detection circuit 60 described above. Usually, if the current value increases, the load decreases. Conversely, if the current value decreases, the load is considered to increase. When the load is detected in step S10, the control circuit 62 next proceeds to step S12.

ステップS12で制御回路62は、検出された負荷が検出前と比べて変動しているか否かを判断する。検出された負荷に変動が生じていると判断すると(Yes)、制御回路62は次にステップS14を実行する。このとき、負荷が変動しているか否かの判断は、例えば前回と今回とでそれぞれ検出された負荷の差をとり、その値を基準値(閾値)と比較することで行われる。すなわち、負荷の差が基準値を超えていれば変動が生じたと判断し、差が基準値以下であれば変動が生じていないと判断する。これにより、実用上は無視できる小さな負荷の変動に対して過剰に反応することなく、安定した制御動作を実現することができる。   In step S <b> 12, the control circuit 62 determines whether or not the detected load is fluctuated as compared to before detection. If it is determined that the detected load has fluctuated (Yes), the control circuit 62 next executes step S14. At this time, the determination as to whether or not the load fluctuates is performed, for example, by taking the difference between the load detected in the previous time and the current time and comparing the value with a reference value (threshold value). That is, if the load difference exceeds the reference value, it is determined that a change has occurred, and if the difference is equal to or less than the reference value, it is determined that no change has occurred. As a result, a stable control operation can be realized without excessively reacting to a small load change that can be ignored in practice.

一方、特に負荷変動が検出されていないと判断すると(No)、制御回路62はステップS14を実行することなくステップS16へ進む。   On the other hand, if it is determined that no load fluctuation has been detected (No), the control circuit 62 proceeds to step S16 without executing step S14.

いずれにしても、制御回路62は負荷の変動があったと判断した場合(ステップS12:Yes)、次のステップS14で今回の負荷の情報を記憶部64へ一時的に記憶(書き込み)する。   In any case, when the control circuit 62 determines that the load has changed (step S12: Yes), the information on the current load is temporarily stored (written) in the storage unit 64 in the next step S14.

次にステップS16では、制御回路62は今回のタイミングで画像を形成するか否か(トナーによる現像を行うか否か)の判断を行う。画像を形成する場合(Yes)、制御回路62は次にステップS18に進む。これに対し、特に今回のタイミングで画像を形成しない場合(No)、制御回路62はここで一旦、負荷変動制御処理から抜け、従前の処理(例えば、図示しないメインプログラム)に復帰する(リターン)。   Next, in step S <b> 16, the control circuit 62 determines whether or not to form an image at this timing (whether or not development with toner is performed). If an image is to be formed (Yes), the control circuit 62 proceeds to step S18. On the other hand, particularly when an image is not formed at the current timing (No), the control circuit 62 temporarily exits from the load fluctuation control process and returns to the previous process (for example, a main program (not shown)) (return). .

画像形成を行う場合(ステップS16:Yes)、次のステップS18で制御回路62は、予め記憶部64に記憶されている適正値(負荷の変動に応じた直流成分及び交流成分の各々の適正値)を読み出し、出力すべき制御信号を生成する。   When image formation is performed (step S16: Yes), in the next step S18, the control circuit 62 determines the appropriate values stored in advance in the storage unit 64 (appropriate values for the direct current component and the alternating current component corresponding to the load variation). ) And a control signal to be output is generated.

ステップS20で制御回路62は、制御の対象となる交流電源部54又は直流電源部52に対して制御信号を出力する。これにより、定電圧直流電圧(直流成分)及び定電圧交流電圧(交流成分)のうち少なくとも一方が可変に制御される。なお、ここでは常に定電圧直流電圧及び定電圧交流電圧の両方が可変制御されるのではなく、いずれか一方だけが可変制御される場合もある。   In step S20, the control circuit 62 outputs a control signal to the AC power supply unit 54 or the DC power supply unit 52 to be controlled. Thereby, at least one of the constant voltage DC voltage (DC component) and the constant voltage AC voltage (AC component) is variably controlled. In this case, both the constant voltage DC voltage and the constant voltage AC voltage are not always variably controlled, but only one of them may be variably controlled.

このように負荷の変動に応じて、制御回路62は制御信号の生成を行い、制御対象となる電源部52,54へ制御信号を出力し、各々の出力が可変制御された状態で重畳後の現像バイアス電圧が生成されることになる。   In this way, the control circuit 62 generates a control signal according to the load variation, outputs the control signal to the power supply units 52 and 54 to be controlled, and after the superimposition in a state where each output is variably controlled. A developing bias voltage is generated.

〔基本例〕
図4は、定電圧直流電圧と定電圧交流電圧とを重畳した現像バイアス電圧の波形を示す概念図である。なお本実施形態では、図4に示される波形を現像バイアス電圧の基本例としている。
[Basic example]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a waveform of a developing bias voltage in which a constant voltage DC voltage and a constant voltage AC voltage are superimposed. In this embodiment, the waveform shown in FIG. 4 is used as a basic example of the developing bias voltage.

この基本例では、周波数が3kHz、デューティ比が30%、ピーク電圧Vppが1.6kVの定電圧交流電圧に200Vの定電圧直流電圧を重畳させることで、出力波形を全体的に振幅方向でみて正(+)の方向にシフトさせている。 In this basic example, a constant voltage DC voltage of 200 V is superimposed on a constant voltage AC voltage having a frequency of 3 kHz, a duty ratio of 30%, and a peak voltage Vpp of 1.6 kV, so that the output waveform is viewed in the amplitude direction as a whole. Shifting in the positive (+) direction.

〔第1制御例〕
次に図5は、図4に示される基本例の波形において、そこから現像バイアス電圧の直流成分を可変制御した場合の第1制御例を示す概略図である。この第1制御例では、制御回路62から出力された制御信号により直流電源部52からの出力が200Vから220Vへ変更(増加)されている。このため図4に示される基本例と比較して、交流波形全体が振幅方向でみて正(+)の方向にシフトされていることがわかる。なお、その他の値については基本例と同様である。
[First control example]
Next, FIG. 5 is a schematic diagram showing a first control example when the DC component of the development bias voltage is variably controlled from the waveform of the basic example shown in FIG. In the first control example, the output from the DC power supply unit 52 is changed (increased) from 200 V to 220 V by the control signal output from the control circuit 62. Therefore, as compared with the basic example shown in FIG. 4, it can be seen that the entire AC waveform is shifted in the positive (+) direction in the amplitude direction. Other values are the same as in the basic example.

現像バイアス電圧の直流成分は、現像画像の濃度や線幅等の画質に大きく寄与するものである。このため第1制御例のように、現像スリーブ37の負荷に応じて現像バイアス電圧の直流成分の出力を可変に制御することで、濃度むらやカブリ、線幅の変動等を防止することができる。   The DC component of the development bias voltage greatly contributes to the image quality such as the density and line width of the developed image. Therefore, as in the first control example, by controlling the output of the DC component of the developing bias voltage in accordance with the load on the developing sleeve 37, it is possible to prevent density unevenness, fogging, line width variation, and the like. .

〔第2制御例〕
図6は、図4に示される基本形の波形において、そこから現像バイアス電圧の交流成分を可変制御した場合の第2制御例を示す概略図である。この第2制御例では、図4に示される現像バイアス電圧の基本例に対して、交流成分のピーク電圧Vppを1.6kVから1.7kVに変更するとともに、デューティ比を30%から40%に変更している。なお定電圧直流電圧については、基本例と同様に200Vを出力している。
[Second control example]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a second control example when the AC component of the developing bias voltage is variably controlled from the basic waveform shown in FIG. In the second control example, the peak voltage Vpp of the AC component is changed from 1.6 kV to 1.7 kV and the duty ratio is changed from 30% to 40% with respect to the basic example of the developing bias voltage shown in FIG. It has changed. As for the constant voltage DC voltage, 200 V is output as in the basic example.

このように現像バイアス電圧の交流成分についても負荷の変動に応じて可変制御することにより、最終的に現像バイアス電圧を最適値として現像を行うことができる。   As described above, the AC component of the developing bias voltage is also variably controlled according to the load variation, so that the developing bias voltage can be finally set to the optimum value.

〔第3制御例〕
図7は、図4に示される基本例の波形において、そこから現像バイアス電圧の交流成分及び直流成分の各々の出力を可変制御した場合の第3制御例を示す概略図である。なお、ここでは図5に示される第1制御例の直流成分と図6に示される第2制御例の交流成分とを重畳した現像バイアス電圧の波形を示しているが、これに限られるものではない。第3制御例においては、図4に示される基本例に比較して出力波形の振幅及びデューティ比が増加されているとともに、振幅方向でみて正の方向に波形全体がシフトされていることがわかる。
[Third control example]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a third control example when the output of each of the AC component and the DC component of the developing bias voltage is variably controlled from the waveform of the basic example shown in FIG. Here, the waveform of the developing bias voltage in which the direct current component of the first control example shown in FIG. 5 and the alternating current component of the second control example shown in FIG. 6 are superimposed is shown, but the present invention is not limited to this. Absent. In the third control example, the amplitude and duty ratio of the output waveform are increased as compared with the basic example shown in FIG. 4, and the entire waveform is shifted in the positive direction as viewed in the amplitude direction. .

以上のように、本実施形態の画像形成装置1によれば、現像スリーブ37の負荷の変動に応じて、現像バイアス電圧の直流成分及び交流成分の各々の出力を可変に制御することが可能である。これにより、現像スリーブ37と感光体ドラム32との間に生じる電界の強度を一定に保持し、現像画像の品質の劣化を防止することができる。   As described above, according to the image forming apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to variably control the output of each of the direct current component and the alternating current component of the developing bias voltage in accordance with the load variation of the developing sleeve 37. is there. Thereby, the strength of the electric field generated between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 can be kept constant, and the deterioration of the quality of the developed image can be prevented.

本発明は上述した一実施形態に制約されることなく、種々に変更して実施可能である。例えば、交流成分の周波数やデューティ比、ピーク電圧、直流成分の電圧の値、シフト量等はいずれも実施形態で挙げた値に限定されることなく、現像バイアス電圧として好適な値に可変制御することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment and can be implemented with various modifications. For example, the frequency and duty ratio of the AC component, the peak voltage, the value of the DC component voltage, the shift amount, etc. are not limited to the values given in the embodiment, but are variably controlled to values suitable for the development bias voltage. be able to.

また負荷検出回路60は、電流値だけでなく、インピーダンスなどの他の測定結果に基づいて現像スリーブ37の負荷を検出することも可能である。   Further, the load detection circuit 60 can detect the load of the developing sleeve 37 based on not only the current value but also other measurement results such as impedance.

制御回路62は現像スリーブ37と感光体ドラム32との間で生成される電界の強度が変動することによって生じる現像スリーブ37の負荷の変動のみならず、電源電圧の変動などによって生じる現像スリーブ37の負荷の変動も制御することができる。   The control circuit 62 not only changes the load on the developing sleeve 37 caused by fluctuations in the intensity of the electric field generated between the developing sleeve 37 and the photosensitive drum 32 but also changes the power supply voltage. Load variations can also be controlled.

一実施形態では、制御回路62が制御プログラム(ソフトウェア)を用いて可変制御を行っているが、例えば負荷検出回路60からの検出信号をフィードバック信号としてアナログ的に各電源部52,54の出力を可変制御する制御回路をハードウェアによって実現してもよい。   In one embodiment, the control circuit 62 performs variable control using a control program (software). For example, the outputs of the power supply units 52 and 54 are analogized using the detection signal from the load detection circuit 60 as a feedback signal. A control circuit for variable control may be realized by hardware.

さらに、本発明は種々の感光体特性を有した感光体ドラム32に適用できる。特に本発明では、アモルファスシリコンの感光体に好適であるが、これに限らず有機感光体(OPC)を用いた感光体ドラム32を適用してもよい。   Furthermore, the present invention can be applied to the photosensitive drum 32 having various photosensitive member characteristics. In particular, the present invention is suitable for an amorphous silicon photoconductor, but the photoconductor drum 32 using an organic photoconductor (OPC) may be applied.

1 画像形成装置
26,27,28,29 画像形成ユニット
32 感光体ドラム
37 現像スリーブ
50 電源ユニット
52 直流電源部
54 交流電源部
58 現像バイアス電源部
60 負荷検出回路
62 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 26, 27, 28, 29 Image forming unit 32 Photosensitive drum 37 Development sleeve 50 Power supply unit 52 DC power supply part 54 AC power supply part 58 Development bias power supply part 60 Load detection circuit 62 Control circuit

Claims (3)

像担持体の表面に形成された静電潜像を、現像剤担持体に担持された現像剤により現像する際、前記現像剤担持体に対して前記現像剤を用いた前記静電潜像の現像に必要な現像バイアス電圧として定電圧直流電圧と定電圧交流電圧とを重畳した電圧を印加する高圧電源装置であって、
前記現像バイアス電圧に含まれる直流成分を出力する定電圧直流電源部と、
前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を出力するとともに、この交流成分に前記定電圧直流電源部から出力される直流成分を重畳させた状態で前記現像バイアス電圧を前記現像剤担持体に印加する定電圧交流電源部と、
前記現像剤担持体に対する前記現像バイアス電圧の印加に伴い、前記定電圧交流電源部から前記現像剤担持体に流れる電流の大きさを前記現像剤担持体と前記像担持体との間に生じる電界の強度とし、その変化を前記静電潜像の現像に要する前記現像剤担持体の負荷の変動として検出する負荷検出回路と、
前記現像剤担持体の負荷に対応した前記直流成分及び前記交流成分の各々の出力の適正値を予め記憶した記憶部を有しており、前記負荷検出回路により前記静電潜像の現像に要する負荷の変動が検出された場合、前記記憶部から前記負荷検出回路により検出された変動後の負荷に対応する適正値を読み出して前記直流成分及び前記交流成分の各々の出力を可変に制御する制御回路と
を備えたことを特徴とする高圧電源装置。
When the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier is developed with the developer carried on the developer carrier, the electrostatic latent image using the developer is developed on the developer carrier. A high-voltage power supply device that applies a voltage in which a constant voltage DC voltage and a constant voltage AC voltage are superimposed as a development bias voltage necessary for development,
A constant voltage DC power supply unit that outputs a DC component included in the development bias voltage;
The AC component included in the developing bias voltage is output, and the developing bias voltage is applied to the developer carrier in a state where the AC component is superimposed on the DC component output from the constant voltage DC power supply unit. Voltage AC power supply,
When the developing bias voltage is applied to the developer carrying member, the electric field generated between the developer carrying member and the image carrying member is determined as the magnitude of the current flowing from the constant voltage AC power source to the developer carrying member. and the strength, and the load detecting circuit for detecting a change in its as fluctuation of the load of the developer carrier required for development of the electrostatic latent image,
It has a storage unit that stores in advance appropriate values of the direct current component and the alternating current component corresponding to the load of the developer carrier, and is required for developing the electrostatic latent image by the load detection circuit. When a load change is detected, a control for reading an appropriate value corresponding to the changed load detected by the load detection circuit from the storage unit and variably controlling the output of each of the DC component and the AC component A high-voltage power supply device comprising a circuit.
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され、前記静電潜像を現像するための現像剤を担持した現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対し、前記現像剤を用いた前記静電潜像の現像に必要な現像バイアス電圧として定電圧直流電圧と定電圧交流電圧とを重畳した電圧を印加する電源ユニットとを備えた画像形成装置であって、
前記電源ユニットは、
前記現像バイアス電圧の直流成分を出力する定電圧直流電源部と、
前記現像バイアス電圧の交流成分を出力するとともに、この交流成分に前記定電圧直流電源部から出力される直流成分を重畳させた状態で前記現像バイアス電圧を前記現像剤担持体に印加する定電圧交流電源部と、
前記現像剤担持体に対する前記現像バイアス電圧の印加に伴い、前記定電圧交流電源部から前記現像剤担持体に流れる電流の大きさを前記現像剤担持体と前記像担持体との間に生じる電界の強度とし、その変化を前記静電潜像の現像に要する前記現像剤担持体の負荷の変動として検出する負荷検出回路と、
前記現像剤担持体の負荷に対応した前記直流成分及び前記交流成分の各々の出力の適正値を予め記憶した記憶部を有しており、前記負荷検出回路により前記静電潜像の現像に要する前記現像剤担持体の負荷の変動が検出された場合、前記記憶部から前記負荷検出回路により検出された変動後の負荷に対応する適正値を読み出して前記直流成分及び前記交流成分の各々の出力を可変に制御する制御回路と
を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface;
A developer carrying member disposed opposite to the image carrier and carrying a developer for developing the electrostatic latent image;
A power supply unit that applies a voltage obtained by superimposing a constant voltage DC voltage and a constant voltage AC voltage as a development bias voltage necessary for developing the electrostatic latent image using the developer to the developer carrier; An image forming apparatus,
The power supply unit is
A constant voltage DC power supply unit that outputs a DC component of the developing bias voltage;
A constant voltage alternating current that outputs an alternating current component of the developing bias voltage and applies the developing bias voltage to the developer carrier in a state in which the direct current component output from the constant voltage direct current power supply unit is superimposed on the alternating current component. A power supply,
When the developing bias voltage is applied to the developer carrying member, the electric field generated between the developer carrying member and the image carrying member is determined as the magnitude of the current flowing from the constant voltage AC power source to the developer carrying member. and the strength, and the load detecting circuit for detecting a change in its as fluctuation of the load of the developer carrier required for development of the electrostatic latent image,
It has a storage unit that stores in advance appropriate values of the direct current component and the alternating current component corresponding to the load of the developer carrier, and is required for developing the electrostatic latent image by the load detection circuit. When a change in the load of the developer carrier is detected, an appropriate value corresponding to the changed load detected by the load detection circuit is read from the storage unit, and outputs of the direct current component and the alternating current component are output. And a control circuit that variably controls the image forming apparatus.
請求項に記載の画像形成装置であって、
前記像担持体は、
表面にアモルファスシリコンの感光体を有することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2 ,
The image carrier is
An image forming apparatus having an amorphous silicon photoconductor on a surface.
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