JP5588927B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置、特に、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を使用し、現像ローラー上にトナーのみを保持させて静電潜像を現像する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system, and more particularly to an image forming apparatus that uses a two-component developer composed of a carrier and a toner and develops an electrostatic latent image by holding only the toner on a developing roller. About.
近年の画像形成装置の現像方式において、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアを用いる二成分現像方式との両方の利点を備えるタッチダウン現像方式が注目されている。タッチダウン現像方式は、トナー及びキャリアを含有する二成分現像剤で磁気ローラー表面に磁気ブラシを形成し、その磁気ブラシからトナーのみを現像ローラーの表面に移動させてトナー薄層を形成した後、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを飛翔させてトナー像として現像する方式である。タッチダウン現像方式は、トナー帯電領域に二成分現像方式を採用して長寿命化を図り、現像領域に一成分現像方式を採用して高画質化を図ることができる。 In recent image forming apparatus development systems, attention has been paid to a touch-down development system that has advantages of both a one-component development system that uses only toner as a developer and a two-component development system that uses toner and a carrier. In the touchdown development method, a magnetic brush is formed on the surface of the magnetic roller with a two-component developer containing toner and a carrier, and only the toner is moved from the magnetic brush to the surface of the developing roller to form a thin toner layer. In this method, toner is ejected onto the surface of the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed, and developed as a toner image. In the touch-down development method, a two-component development method is adopted for the toner charging area to extend the life, and a one-component development method is adopted for the development area to improve the image quality.
このような画像形成装置において現像ローラー及び磁気ローラーに印加する高電圧を生成する方法して、特許文献1に記載されているような交流電圧に直流電圧を重畳する方式が知られている。
As a method of generating a high voltage to be applied to the developing roller and the magnetic roller in such an image forming apparatus, a method of superimposing a DC voltage on an AC voltage as described in
また、図6は現像ローラー及び磁気ローラーに供給されるバイアス電圧を生成するための従来の電源回路である。各要素に付した符号の添え字について、Kは黒、Mはマゼンタ、Cはシアン、Yはイエローを示しており、各色の現像装置に対応した構成要素であることを示している。電源回路90K、90M、90C及び90Yの構成は何れも同じであるため、以下の説明では添え字を付けず、包括して説明する。
FIG. 6 shows a conventional power supply circuit for generating a bias voltage supplied to the developing roller and the magnetic roller. Regarding the subscripts of the reference numerals assigned to the respective elements, K indicates black, M indicates magenta, C indicates cyan, and Y indicates yellow, which indicates that the component corresponds to the developing device of each color. Since the configurations of the
トランス92の一次側にはAC電源91が接続される。そしてトランス92の二次側において、昇圧された交流電圧と現像ローラー用DC電源93から出力した直流電圧の重畳電圧が現像ローラー96に印加され、交流電圧と磁気ローラー用DC電源94から出力した重畳電圧が磁気ローラー97に印加される。 An AC power supply 91 is connected to the primary side of the transformer 92. On the secondary side of the transformer 92, a superimposed voltage of the boosted AC voltage and the DC voltage output from the developing roller DC power source 93 is applied to the developing roller 96, and the AC voltage and the superimposed voltage output from the magnetic roller DC power source 94 are applied. A voltage is applied to the magnetic roller 97.
図6に示した従来の電源回路では、各色の現像装置に対して1対1で電源装置90が設けられている。従って、電源装置90が複数必要であり、その分トランス92も複数必要であるため、電源装置90の部品数が多くなり、コストがかかるという問題があった。 In the conventional power supply circuit shown in FIG. 6, the power supply device 90 is provided on a one-to-one basis for each color developing device. Accordingly, since a plurality of power supply devices 90 are required and a plurality of transformers 92 are also required, the number of parts of the power supply device 90 is increased, resulting in a cost increase.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、部品数を削減してコストを抑えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide an image forming apparatus in which the number of parts is reduced and the cost is reduced.
請求項1に記載の発明の画像形成装置は、トナーとキャリアからなる二成分現像材を搬送する現像剤担持体と、前記現像材担持体と対向して配置され、前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持するトナー担持体と、表面に静電潜像が形成され、前記トナー担持体のトナーが前記静電潜像に飛翔することによって顕像化したトナー像を担持する像担持体と、を有し、前記像担持体上に形成されるトナー像の色がそれぞれ異なる複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段に対して共通して接続され、交流電源の交流電圧を一次側から入力し、二次側から変圧した電圧を前記各画像形成手段へ出力する変圧手段と、前記各画像形成手段の前記現像剤担持体のそれぞれに対して接続され、第一の直流電圧を出力する第一の直流電圧出力手段と、前記各画像形成手段の前記トナー担持体のそれぞれに対して接続され、第二の直流電圧を出力する第二の直流電圧出力手段と、を有し、前記各画像形成手段の前記現像剤担持体に対して、それぞれに接続された前記第一の直流電圧出力手段が出力した第一の直流電圧と前記変圧手段が出力した交流電圧を重畳して生成した第一のバイアス電圧を印加し、前記各画像形成手段の前記トナー担持体に対して、それぞれに接続された前記第二の直流電圧出力手段が出力した第二の直流電圧と前記変圧手段が出力した交流電圧を重畳して生成した第二のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、前記各直流電圧出力手段が出力する直流電圧を制御する制御手段と、を備え、前記画像形成手段が前記トナー像を形成しない期間、当該画像形成手段が有するトナー担持体から当該トナー担持体と対向して配置されている現像剤担持体にトナーを強制的に移動させるためのバイアス電圧を前記電圧印加手段に生成させるべく、前記制御手段は、当該現像剤担持体に接続された第一の直流電圧出力手段が出力する第一の直流電圧及び当該トナー担持体に接続された第二の直流電圧出力手段が出力する第二の直流電圧を、当該現像剤担持体に印加される第一のバイアス電圧と当該トナー担持体に印加される第二のバイアス電圧の差分が、当該現像剤担持体と当該トナー担持体との間にリークが発生し始めるリーク電圧以上となるように制御し、前記各画像形成手段が有する一組の前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の間には、当該現像剤担持体と当該トナー担持体との間の電位差を、当該画像形成手段が前記トナー像を形成するときの当該現像剤担持体と当該トナー担持体との間の電位差より大きく且つ前記リーク電圧より低い予め定められた基準電圧以下に制限する定電圧回路が接続されている。 The image forming apparatus according to the first aspect of the present invention is provided with a developer carrying member that conveys a two-component developer composed of toner and a carrier, and is disposed to face the developer carrying member, and is supplied from the developer carrying member. A toner carrier that carries the toner, and an image carrier that carries a toner image that is visualized by flying an electrostatic latent image on the surface of the toner carrier to the electrostatic latent image. A plurality of image forming units having different colors of toner images formed on the image carrier, and connected in common to the plurality of image forming units, and an AC voltage of an AC power source input from the primary side, the transformer means for outputting a voltage transformer from the secondary side to the respective image forming means, which is connected to each of said developer carrying member of each image forming unit, the first DC voltage the first DC voltage output hands for outputting If the connected to each of the toner carrying member of each image forming unit, and a second DC voltage output means for outputting a second DC voltage, has, the developer of the respective image forming means for the carrier, a first bias voltage connected to said first DC voltage output means first DC voltage and the transformer means output is generated by superimposing an AC voltage outputted respectively applied The second DC voltage output from the second DC voltage output means connected to the toner carrier of each image forming means is superimposed on the AC voltage output from the transformer means. Voltage applying means for applying the second bias voltage, and control means for controlling the DC voltage output by each of the DC voltage output means , the image forming means for a period during which the toner image is not formed. Forming means In order to cause the voltage applying unit to generate a bias voltage for forcibly moving the toner from the toner carrier having the toner carrier to the developer carrier disposed opposite to the toner carrier, the control unit includes the development unit. The first DC voltage output from the first DC voltage output means connected to the agent carrier and the second DC voltage output from the second DC voltage output means connected to the toner carrier are used for the development. The difference between the first bias voltage applied to the developer carrier and the second bias voltage applied to the toner carrier causes a leak to begin to occur between the developer carrier and the toner carrier. The potential difference between the developer carrier and the toner carrier is set between the developer carrier and the toner carrier which are controlled by the image forming unit. , The image A constant voltage circuit is connected for limiting the voltage to a predetermined reference voltage that is greater than a potential difference between the developer carrying member and the toner carrying member when the forming unit forms the toner image and lower than the leak voltage. It is .
従来は各色の画像形成手段に対して1対1で変圧手段が設けられていたが、変圧手段を複数の画像形成装置に対して共通とすることで、電圧印加手段の部品数を減らすことができ、装置の小型化及びコスト削減を図ることができる。 Conventionally, the transforming means is provided on a one-to-one basis for each color image forming means. However, by making the transforming means common to a plurality of image forming apparatuses, the number of parts of the voltage applying means can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus.
複数の画像形成手段に対して変圧手段を共通にすると、各色の画像形成手段のうち何れか1つでもトナー像を形成する間は、変圧手段の二次出力を行う必要がある。更に、像担持体の長寿命化を図るために、トナー像形成時以外は像担持体の帯電をオフにすることが一般的であり、この間にトナー担持体にバイアス電圧が印加されるとトナー担持体から像担持体へトナーが移動し、トナーの無駄な消費を招いてしまう。 If the voltage transforming means is common to the plurality of image forming means, it is necessary to perform secondary output of the voltage transforming means while any one of the image forming means of each color forms a toner image. Further, in order to extend the life of the image carrier, it is common to turn off the charging of the image carrier except during the formation of the toner image. If a bias voltage is applied to the toner carrier during this time, the toner The toner moves from the carrier to the image carrier, leading to wasteful consumption of toner.
そこで、何れかの画像形成手段がトナー像形成中の期間において、像担持体の帯電がオフになっている画像形成手段に対しては、印刷時に用いる現像バイアス電圧ではなく、トナー担持体から現像剤担持体へトナーを強制的に移動させるバイアス電圧を印加する。これにより、像担持体の帯電がオフであってもトナー担持体から像担持体へトナーが移動せず、無駄なトナーが消費されることがない。 Therefore, for any image forming unit in which the image carrier is off during the period during which any of the image forming units is forming a toner image, development is performed from the toner carrier instead of the development bias voltage used during printing. A bias voltage for forcibly moving the toner is applied to the agent carrier. As a result, even if the charging of the image carrier is off, the toner does not move from the toner carrier to the image carrier, so that useless toner is not consumed.
この構成によれば、トナー担持体から現像剤担持体へトナーを強制的に移動させるバイアス電圧を印加する際は、交流電源の出力値を変更しないとトナー担持体と現像剤担持体の間の電位差が大きくなり、リークが発生してしまう。しかしながら、1つでもトナー像形成中の画像形成手段があると、変圧手段が各色で共用されているため、像担持体の帯電がオフになっている画像形成手段に対しても交流電圧出力を変更することができない。 According to this configuration, when a bias voltage for forcibly moving the toner from the toner carrier to the developer carrier is applied, the output value of the AC power supply must be changed between the toner carrier and the developer carrier. The potential difference becomes large and leakage occurs. However, if there is at least one image forming means for forming a toner image, the voltage transforming means is shared by each color, so that an AC voltage output is also output to the image forming means in which the charging of the image carrier is off. It cannot be changed.
そこで、トナー担持体と現像剤担持体の間に定電圧素子を接続することにより、トナー担持体と現像剤担持体の間には所定電圧以上がかからなくなり、リークを防ぐことができる。 Therefore, by connecting a constant voltage element between the toner carrier and the developer carrier, a predetermined voltage or more is not applied between the toner carrier and the developer carrier, and leakage can be prevented.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置であって、前記複数の画像形成手段がそれぞれ有する像担持体上に形成されるトナー像の色は、黒以外の異なる色である。
According to a second aspect of the invention, an image forming apparatus according to
一般的には、カラー印刷よりモノクロ印刷の頻度が圧倒的に高く、複数の画像形成手段のうち黒画像を形成する画像形成手段の稼働率が最も高い。つまり、黒画像を形成する画像形成装置が有するトナー担持体及び現像剤担持体に対するバイアス電圧の供給時間も長くなるため、回路部品の損傷等のトラブルも発生しやすい。従って、黒以外の画像を形成する画像形成手段については変圧手段を共通とし、黒画像を形成する画像形成手段については専用の変圧手段を設けることにより、メンテナンスがしやすくなる。 In general, the frequency of monochrome printing is overwhelmingly higher than that of color printing, and the operation rate of the image forming unit that forms a black image among the plurality of image forming units is the highest. That is, since the supply time of the bias voltage to the toner carrier and developer carrier included in the image forming apparatus for forming a black image becomes longer, troubles such as damage to circuit components are likely to occur. Accordingly, the image forming means for forming an image other than black has a common transformer, and the image forming means for forming a black image is provided with a dedicated transformer, thereby facilitating maintenance.
本発明によれば、電圧印加手段の部品数を削減することができ、装置の小型化及びコスト削減を図ることができる。 According to the present invention, the number of parts of the voltage applying means can be reduced, and the apparatus can be reduced in size and cost.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置1はタンデム型のカラープリンターである。尚、本実施の形態ではプリンターを例に説明するが、プリンターのみならず、ファクシミリ装置、コピー機、これらの機能を備えた複合機等にも適用可能であり、タンデム型の画像形成装置であればよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the internal structure of an
画像形成装置1は用紙貯留部110、画像形成部130及び定着部160を備える。用紙貯留部110は画像形成装置1の最下部に配置されており、用紙Pの束を貯留することができる用紙トレイ111を備える。用紙トレイ111は画像形成装置1に差し込んで装着される。用紙Pを補給するときは画像形成装置1から用紙トレイ111を引き出す。用紙トレイ111に貯留された用紙Pの束において、最上位の用紙Pがピックアップローラ113の駆動により、用紙搬送路115へ向けて繰り出される。用紙Pは用紙搬送路115を通って、画像形成部130へ搬送される。
The
画像形成部130は搬送されてきた用紙Pにトナー像を形成する。画像形成部130はトナー像を転写ベルト131に転写する順番に従ってタンデムに配置された、マゼンタ用ユニット133M、シアン用ユニット133C、イエロー用ユニット133Y及びブラック用ユニット133Bkを備える。これらのユニットは同様の構成を有しており、マゼンタ用ユニット133Mを例にして説明する。
The
マゼンタ用ユニット133Mは感光体ドラム135を備える。感光体ドラム135の周りには帯電器137、露光装置139、現像装置141及びクリーナー143が配置されている。帯電器137は感光体ドラム135の周面を一様に帯電させる。露光装置139はパソコン等から送信された画像データの中でマゼンタデータに対応する光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム135の周面に照射する。これにより、感光体ドラム135の周面にはマゼンタデータに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム135の周面に現像装置141からマゼンタトナーを供給することにより、周面にはマゼンタデータに対応するトナー像が形成される。
The
転写ベルト131は感光体ドラム135と1次転写ローラー145により挟まれた状態でD方向(時計周り)に動くことができる。マゼンタデータに対応するトナー像は感光体ドラム135から転写ベルト131に転写される。感光体ドラム135の周面に残っているマゼンタトナーはクリーナー143によって除去される。以上がマゼンタ用ユニット133Mの説明である。
The
転写ベルト131にはマゼンタデータに対応するトナー像が転写され、このトナー像に重ねてシアンデータに対応するトナー像、イエローデータに対応するトナー像、ブラックデータに対応するトナー像が重ねて転写される。これにより転写ベルト131にカラーのトナー像が形成される。このカラーのトナー像は2次転写ローラー149によって、用紙貯留部110から搬送されてきた用紙Pに転写される。
A toner image corresponding to magenta data is transferred to the
カラーのトナー像が転写された用紙Pは定着部160に送られる。定着部160は加熱ローラー161と加圧ローラー163を備える。これらのローラーによってカラーのトナー像が転写された用紙Pが挟まれる。これにより、カラーのトナー像に熱と圧力が加えられて、カラーのトナー像を用紙Pに定着させる。用紙Pは排紙部169に排紙される。
The sheet P on which the color toner image is transferred is sent to the fixing
図2は、画像形成装置1の電気的な構成を示すブロック図である。画像形成装置1は用紙貯留部110、画像形成部130、定着部160、制御部200、操作表示部300、電源回路6がバスによって相互に接続された構成を有する。用紙貯留部110、画像形成部130及び定着部160に関しては図1で説明しているので、説明を省略する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the
制御部200はCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び画像メモリ等によって構成され、画像形成装置1を動作させるために必要な制御を、画像形成装置1を構成する上記ハードウェアに対して実行する。ROMは画像形成装置1の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。RAMはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリは画像データ(パソコンから送信された画像データ等)を一時的に記憶する。
The
操作表示部300には操作キー及び表示画面が設けられている。表示画面には各種の操作及び動作の内容等が表示される。電源回路6は、直流電圧と交流電圧を重畳させたバイアス電圧を生成し、そのバイアス電圧を現像装置141内のローラーに印加する。
The
次に、現像装置141の構成と動作を説明する。図3は、二成分現像剤51中のトナー53が現像装置141から感光体ドラム135に供給される過程を示す図である。符号55は二成分現像剤51を構成するキャリアである。
Next, the configuration and operation of the developing
現像装置141は現像ローラー11、磁気ローラー13、攪拌スクリュー(不図示)を備える。攪拌スクリューは二成分現像材51を収容する攪拌室(不図示)に配置され、回転することにより二成分現像剤51を攪拌する。これによりトナー53とキャリア55が摩擦帯電し、トナー53とキャリア55が静電気的に結合した状態となって、磁気ローラー13に汲み上げられる。
The developing
磁気ローラー13は、シャフト33が回転することにより回転方向R2に回転しながら、トナー53とキャリア55が静電気的に結合した状態の二成分現像剤51を吸い付けて搬送する。ブレード35は、磁気ローラー13に担持されている二成分現像剤51の厚みを規制する。
The
そして、対面部37において、二成分現像剤51中のトナー53が回転方向R1に回転する現像ローラー11に供給される。詳細には、キャリア55が磁気ローラー13に吸い付けられた状態で、磁力によりトナー53だけが現像ローラー11に引き寄せられて、現像ローラー11に吸い付く。
At the facing
現像ローラー11は磁気ローラー13と対向して配置され、対面部37でトナー53を吸い付けて、トナー53を担持しながら回転方向R1に回転することによりトナー53を搬送する。そして、対面部47においてトナー53を感光体ドラム135に供給する。
The developing
詳しくは、感光体ドラム135は回転方向R1及びR2と逆方向の回転方向R3に回転している。搬送されてきたトナー53は感光体ドラム135の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて、感光体ドラム135に移動する。これにより、感光体ドラム135の周面の静電潜像が現像され、周面にトナー像が形成される。感光体ドラム135上にはこれと接触した転写ベルト131が配置されている。転写ベルト131はD方向に動いており、トナー像は転写ベルト131に転写される。
Specifically, the
上記したように、磁気ローラー13が搬送する二成分現像剤51中のトナー53は、対面部37で現像ローラー11に移動する。また、現像ローラー11が搬送するトナー53は対面部47で感光体ドラム135に移動する。このように、対面部47及び対面部37でトナー53を飛翔させて移動させるために、電源回路6は現像ローラー11及び磁気ローラー13に対して直流の電圧と交流の電圧を重畳させたバイアス電圧を印加する。
As described above, the
図4は、電源回路6の回路図である。各要素に付した符号の添え字について、Kは黒、Mはマゼンタ、Cはシアン、Yはイエローを示しており、各色の現像装置141に対応した構成要素であることを示している。
FIG. 4 is a circuit diagram of the
まず、ブラック用ユニット133Bkの現像装置141に電源電圧を供給するブラック用電源回路600について説明する。ブラック用電源回路600は、従来の電源回路90Kと同様の構成であり、トランス62の一次側にはAC電源61が接続され、トランス62の二次側において、昇圧された交流電圧と現像ローラー用DC電源63から出力した直流電圧の重畳電圧が現像ローラー11Kへ、交流電圧と磁気ローラー用DC電源64から出力した直流電圧の重畳電圧が磁気ローラー13Kへ印加される。尚、現像ローラー11K及び磁気ローラー13Kの前段に接続されている抵抗Rは、各ローラーへ流れる電流を制限するための抵抗である。
First, the black
次に、マゼンタ用ユニット133M、シアン用ユニット133C及びイエロー用ユニット133Yの現像装置141に電源電圧を供給するカラー用電源回路610について説明する。カラー用電源回路610は、各色の現像装置141に対して共通のAC電源68とトランス69を備える。トランス69の一次側にはAC電源68が接続される。
Next, the color
そして、現像ローラー11Mには、トランス69を出力した交流電圧と現像ローラー用DC電源65Mから出力した直流電圧の重畳電圧が印加され、磁気ローラー13Mには、トランス69を出力した交流電圧と磁気ローラー用DC電源66Mから出力した直流電圧の重畳電圧が印加される。
A superposed voltage of an AC voltage output from the
現像ローラー11Cには、トランス69を出力した交流電圧と現像ローラー用DC電源65Cから出力した直流電圧の重畳電圧が印加され、磁気ローラー13Cには、トランス69を出力した交流電圧と磁気ローラー用DC電源66Cから出力した直流電圧の重畳電圧が印加される。
The developing
現像ローラー11Yには、トランス69を出力した交流電圧と現像ローラー用DC電源65Yから出力した直流電圧の重畳電圧が印加され、磁気ローラー13Yには、トランス69を出力した交流電圧と磁気ローラー用DC電源66Yから出力した直流電圧の重畳電圧が印加される。
A superposed voltage of an AC voltage output from the
また、現像ローラー11M及び磁気ローラー13Mの前段には、抵抗RとコンデンサCの直列回路がそれぞれ接続される。この抵抗Rは、各ローラーへ流れる電流を制限するためのものであり、コンデンサCは交流電圧と直流電圧を重畳するためのものである。現像ローラー11C及び磁気ローラー13C、現像ローラー11Y及び磁気ローラー13Yの前段に接続された抵抗R及びコンデンサCについても同様である。
A series circuit of a resistor R and a capacitor C is connected to the preceding stage of the developing
更に、現像ローラー11Mと磁気ローラー13Mの間には、定電圧素子ZDが接続される。定電圧素子ZDは、例えばツェナー電圧が所定の基準電圧であるツェナーダイオードであり、現像ローラー11Mと磁気ローラー13Mの間の電位差を基準電圧以下に制限できる定電圧回路であればよい。現像ローラー11C及び磁気ローラー13C、現像ローラー11Y及び磁気ローラー13Yの間に接続された定電圧素子ZDについても同様である。基準電圧は、現像ローラー11Sと磁気ローラー11Mとの間にリーク電流が流れ始める電位差よりも僅かに小さな電圧値が、例えば実験等で求められて設定されている。
Further, a constant voltage element ZD is connected between the developing
このように、1つのトランス69をカラーの現像装置141に対して共通に配置することにより、電源回路6の部品数を削減することができ、装置の小型化とコスト削減を図ることができる。
Thus, by arranging one
尚、本実施の形態では、黒以外のカラーの現像装置141に対して共通のトランス69を配置することとしたが、全ての色に対して共通のトランスを配置することとしてもよい。しかし、一般的には、カラー印刷よりモノクロ印刷の頻度が圧倒的に高く、ブラック用ユニット133Bkの稼働率が最も高い。つまり、現像ローラー11K及び磁気ローラー13Kにバイアス電圧を供給する供給時間も長くなるため、部品損傷等のトラブルが発生しやすい。従ってメンテナンスを行いやすくするために、ブラック用ユニット133Bkには専用の電源回路600を設けることが望ましい。
In the present embodiment, the
タンデム型の画像形成装置では、各色の現像装置141が転写ベルト131に転写された他の色のトナー像に自色のトナー像を重ねて転写することによってカラー印刷が行われ、各色の現像装置141が感光体ドラム135にトナー像を形成するタイミングは異なる。現像装置141によってトナー像を形成するタイミングが異なると、電源回路6が各色の現像装置141に供給するバイアス電圧の印加タイミングも異なる。従来は、図6に示したように、各色の現像装置に対して、電源回路90があったため、バイアス電圧のオン/オフの制御は電源回路90毎に行えばよかった。
In the tandem type image forming apparatus, each
しかし、本発明の画像形成装置1においては、カラーの現像装置141に対してトランス69を共通としている。この点を踏まえて、本実施の形態における電源装置6の画像形成時の制御について説明する。
However, in the
ブラック用電源回路610は、従来と同じく、感光体ドラム135に黒のトナー像を形成する為に必要なタイミングにおいて現像ローラー11B及び磁気ローラー13Bに現像バイアス電圧を供給する。この現像バイアス電圧の供給タイミングは、制御部200によって制御される。
The black
カラー用電源回路610は、トランス69が各色共通に設けられているため、従来のようにトナー像を形成するタイミングのみカラーの現像装置141にバイアス電圧を印加するのではなく、カラーのトナー像が形成されている間、カラーの現像装置141全てに対してバイアス電圧を印加することになる。
In the color
一方、感光体ドラム135は、その寿命を長く保つために、トナー像を形成するタイミングのみ感光体ドラム135の帯電を行い、それ以外の期間は帯電をオフにする。しかし、感光体ドラム135が帯電されていない時に現像ローラー11に現像バイアス電圧が印加されると、電位差によって感光体ドラム135の周面にトナーが移動してしまい、無駄なトナーを消費することになってしまう。
On the other hand, in order to keep the life of the
従って、感光体ドラム135の帯電がオフの時に現像ローラー11から感光体ドラム135にトナーが移動しないよう、カラー用電源回路610は感光体ドラム135の帯電がオフの時は現像ローラー11から磁気ローラー13へトナーを移動させるためのバイアス電圧を印加する。
Accordingly, the color
トナーが現像ローラー11から磁気ローラー13へ移動するようなバイアス電圧としては、リフレッシュ作業時のバイアス電圧(以下「リフレッシュ電圧」という)を採用する。リフレッシュ作業とは、現像ローラー11上に形成されたトナー薄層を磁気ローラー13が剥ぎ取り、新たなトナー薄層を形成させることをいう。タッチダウン現像方式において、現像ローラー11上へのトナー薄層形成は磁気ブラシとバイアス電圧で行われるが、一方向の電界を掛け続けることによる現像ローラー11へのトナー固着や、現像ローラー11から感光体ドラム135へトナーが飛翔した後の残像が2周目にも現れる現像ゴースト(履歴現象)現象などが生じることがある。リフレッシュ作業は、この問題を解決するためのものであり、一般的には用紙と用紙の間、即ち紙間のタイミングで行われる。
As a bias voltage at which the toner moves from the developing
感光体ドラム135の帯電がオフになっている現像装置141に対してカラー用電源回路610がバイアス電圧を印加するときは、感光体ドラム135へのトナーの移動を防ぐために、印刷時に用いる現像バイアス電圧ではなく、リフレッシュ電圧を印加する。こうすることによって、感光体ドラム135の帯電オフの間に現像装置141に電圧が印加されても、無駄なトナーが消費されることがない。
When the color
カラー用電源回路610が出力する現像バイアス電圧とリフレッシュ電圧の切り換えは、制御部200が現像ローラー用DC電源65及び磁気ローラー用DC電源66の出力値を変化させることによって行われる。そして、従来、リフレッシュ作業時はAC電源の出力値を下げることによって現像ローラーと磁気ローラーの間の電位差を小さくしてリークの発生を防いでいた。しかし、本発明における電源回路6では、トランス69は各色の現像装置141に対して共通であるため、AC電源68は現像時の出力を維持する必要がある。つまり、このままではリフレッシュ作業時の現像ローラー11と磁気ローラー13の間の電位差が大きくなり、リークが発生してしまう。リークの発生は、画像劣化や部品損傷等を引き起こす。
Switching between the development bias voltage and the refresh voltage output from the color
そこで、現像ローラー11と磁気ローラー13の間に定電圧素子ZDを接続することによって、現像ローラー11と磁気ローラー13の間に所定電圧以上がかからず、リークを防ぐことができる。定電圧素子ZDとしてツェナーダイオードを用いた場合、ツェナー電圧は、印刷時の現像ローラー11と磁気ローラー13の電位差より大きく、リークが発生し始めるリーク電圧より低い電圧に設定することで、現像ローラー11と磁気ローラー13の間がリーク電圧以上の電位差になることを防ぐことができる。
Therefore, by connecting the constant voltage element ZD between the developing
図5は、感光体ドラム135の帯電タイミング、現像ローラー11及び磁気ローラー13に印加されるバイアス電圧(直流成分)の印加タイミングについて示したタイミングチャートである。トナー像形成のためにマゼンタの感光体ドラム135の帯電が開始されると(時間t1)、カラー用電源回路610は現像ローラー11M及び磁気ローラー13Mに現像バイアス電圧を印加し、現像ローラー11C及び11Y、磁気ローラー13C及び13Yにリフレッシュ電圧を印加する。
FIG. 5 is a timing chart showing the charging timing of the
具体的には、時間t1でAC電源68は交流電圧の出力を開始し、現像ローラー用DC電源65M及び磁気ローラー用DC電源66Mは、制御部200によって設定された現像バイアス電圧用の直流電圧を出力する。そして、現像ローラー用DC電源65C及び65Yと磁気ローラー用DC電源66C及び66Yは、制御部200による制御によってリフレッシュ電圧用の直流電圧を出力する。
Specifically, at time t1, the
マゼンタの感光体ドラム135の帯電が終了すると(時間t2)、カラー用電源回路610は現像ローラー11M及び磁気ローラー13Mに印加する電圧を現像バイアス電圧からリフレッシュ電圧に切り換える。具体的には、時間t2で、制御部200は現像ローラー用DC電源65M及び磁気ローラー用DC電源66Mが出力する電圧を、現像バイアス電圧用の直流電圧からリフレッシュ電圧用の直流電圧に切り換えさせる。
When charging of the magenta
続いて、シアンの感光体ドラム135の帯電が開始すると(時間t3)、カラー用電源回路610は、現像ローラー11C及び磁気ローラー13Cに現像バイアス電圧を印加し、現像ローラー11M及び11Y、磁気ローラー13M及び13Yにはリフレッシュ電圧を印加する。
Subsequently, when charging of the cyan
そして、シアンの感光体ドラム135の帯電が終了すると(時間t4)、カラー用電源回路610は現像ローラー11C及び磁気ローラー13Cに印加する電圧を現像バイアス電圧からリフレッシュ電圧に切り換える。
When the charging of the cyan
続いて、イエローの感光体ドラム135の帯電が開始すると(時間t5)、カラー用電源回路610は、現像ローラー11Y及び磁気ローラー13Yに現像バイアス電圧を印加し、現像ローラー11C及び11M、磁気ローラー13C及び13Mにはリフレッシュ電圧を印加する。
Subsequently, when charging of the yellow
そして、イエローの感光体ドラム135の帯電が終了すると(時間t6)、カラーのトナー像形成は終了したため、カラー用電源回路610は現像ローラー11M、11C及び11Yと磁気ローラー13M、13C及び13Yへの電圧印加をオフにする。つまり、AC電源68、現像ローラー用DC電源65及び磁気ローラー用DC電源66は電圧出力を停止する。以上のように、トランス69の二次側からは、マゼンタの感光体ドラム135の帯電が開始してから(時間t1)イエローの感光体ドラム135の帯電が終了するまで(時間t6)、交流電圧が継続して出力される。
When the charging of the yellow
次に、黒の感光体ドラム135の帯電が開始すると(時間t7)、AC電源61は交流電圧の出力を開始し、現像ローラー用DC電源63及び磁気ローラー用DC電源64は、現像バイアス電圧用の直流電圧を出力する。これにより、現像ローラー11Bと磁気ローラー11Bには現像バイアス電圧が印加される。そして、そして帯電が終了すると(時間t8)、ブラック用電源回路610は現像ローラー11Bと磁気ローラー13Bへの電圧印加をオフにする。
Next, when charging of the black
以上、説明したように、カラーの現像装置141に対して共通のトランス69を配置することにより、電源回路6の部品数を削減することができ、装置の小型化、コスト削減を図ることができる。
As described above, by arranging the
カラーの現像装置141に対してトランス69を共通にすると、カラーの現像装置141がトナー像を形成する間は、AC電源68は一定の出力を維持する必要がある。更に、感光体ドラム135の長寿命化を図るために、トナー形成時以外は帯電をオフにしており、この間に現像装置141にバイアス電圧が印加されると現像ローラー11から感光体ドラム135へのトナー移動を招いてしまう。そこで、感光体ドラム135の帯電がオフになっている現像装置141に対しては、印刷時に用いる現像バイアス電圧ではなく、リフレッシュ電圧を印加する。これにより、感光体ドラム135の帯電オフの間に現像ローラー11から感光体ドラム135へトナーが移動せず、無駄なトナーが消費されることがない。
When the
そして、現像ローラー用DC電源65及び磁気ローラー用DC電源66の出力値がリフレッシュ電圧の値のとき、AC電源68の出力値を変更しないと現像ローラー11と磁気ローラー13の間の電位差が大きくなり、リークが発生してしまう。そこで、現像ローラー11と磁気ローラー13の間に定電圧素子ZDを接続することにより、現像ローラー11と磁気ローラー13の間には所定電圧以上がかからなくなり、リークを防ぐことができる。
When the output values of the DC power supply 65 for the developing roller and the DC power supply 66 for the magnetic roller are refresh voltage values, the potential difference between the developing
1 画像形成装置
6 電源回路(電圧印加手段)
11 現像ローラー(トナー担持体)
13 磁気ローラー(現像剤担持体)
130 画像形成部(画像形成手段)
61、68 AC電源(交流電源)
62、69 トランス(変圧手段)
63、65M、65C、65Y 現像ローラー用DC電源(直流電圧出力手段)
64、66M、66C、66Y 磁気ローラー用DC電源(直流電圧出力手段)
110 用紙貯留部
135 感光体ドラム(像担持体)
141 現像装置
200 制御部(制御手段)
300 操作表示部
600 ブラック用電源回路(電圧印加手段)
610 カラー用電源回路(電圧印加手段)
ZD 定電圧素子
DESCRIPTION OF
11 Development roller (toner carrier)
13 Magnetic roller (developer carrier)
130 Image forming unit (image forming means)
61, 68 AC power supply (AC power supply)
62, 69 Transformer
63, 65M, 65C, 65Y DC power supply for developing roller (DC voltage output means)
64, 66M, 66C, 66Y DC power supply for magnetic roller (DC voltage output means)
110
141
300
610 Color power circuit (voltage application means)
ZD constant voltage element
Claims (2)
前記現像材担持体と対向して配置され、前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持するトナー担持体と、
表面に静電潜像が形成され、前記トナー担持体のトナーが前記静電潜像に飛翔することによって顕像化したトナー像を担持する像担持体と、
を有し、前記像担持体上に形成されるトナー像の色がそれぞれ異なる複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段に対して共通して接続され、交流電源の交流電圧を一次側から入力し、二次側から変圧した電圧を前記各画像形成手段へ出力する変圧手段と、
前記各画像形成手段の前記現像剤担持体のそれぞれに対して接続され、第一の直流電圧を出力する第一の直流電圧出力手段と、
前記各画像形成手段の前記トナー担持体のそれぞれに対して接続され、第二の直流電圧を出力する第二の直流電圧出力手段と、
を有し、前記各画像形成手段の前記現像剤担持体に対して、それぞれに接続された前記第一の直流電圧出力手段が出力した第一の直流電圧と前記変圧手段が出力した交流電圧を重畳して生成した第一のバイアス電圧を印加し、前記各画像形成手段の前記トナー担持体に対して、それぞれに接続された前記第二の直流電圧出力手段が出力した第二の直流電圧と前記変圧手段が出力した交流電圧を重畳して生成した第二のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、
前記各直流電圧出力手段が出力する直流電圧を制御する制御手段と、
を備え、
前記画像形成手段が前記トナー像を形成しない期間、当該画像形成手段が有するトナー担持体から当該トナー担持体と対向して配置されている現像剤担持体にトナーを強制的に移動させるためのバイアス電圧を前記電圧印加手段に生成させるべく、前記制御手段は、当該現像剤担持体に接続された第一の直流電圧出力手段が出力する第一の直流電圧及び当該トナー担持体に接続された第二の直流電圧出力手段が出力する第二の直流電圧を、当該現像剤担持体に印加される第一のバイアス電圧と当該トナー担持体に印加される第二のバイアス電圧の差分が、当該現像剤担持体と当該トナー担持体との間にリークが発生し始めるリーク電圧以上となるように制御し、
前記各画像形成手段が有する一組の前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の間には、当該現像剤担持体と当該トナー担持体との間の電位差を、当該画像形成手段が前記トナー像を形成するときの当該現像剤担持体と当該トナー担持体との間の電位差より大きく且つ前記リーク電圧より低い予め定められた基準電圧以下に制限する定電圧回路が接続されている画像形成装置。 A developer carrier for conveying a two-component developer comprising toner and carrier;
A toner carrier disposed opposite to the developer carrier and carrying toner supplied from the developer carrier;
An image carrier that carries an electrostatic latent image formed on the surface, and carries a toner image that is visualized by the toner of the toner carrier flying to the electrostatic latent image;
A plurality of image forming means having different colors of toner images formed on the image carrier,
Transformer means connected in common to the plurality of image forming means, inputting an AC voltage of an AC power source from the primary side, and outputting a voltage transformed from the secondary side to each of the image forming means,
Which is connected to each of said developer carrying member of each image forming unit, a first DC voltage output means for outputting a first DC voltage,
A second DC voltage output means connected to each of the toner carriers of each of the image forming means and outputting a second DC voltage;
Have the for the developer carrying member of each image forming unit, a first DC voltage and AC voltage said transformer means has output that outputs the first DC voltage output means connected to each A second DC voltage output from the second DC voltage output means connected to the toner carrier of each image forming means by applying a first bias voltage generated by superimposing ; Voltage application means for applying a second bias voltage generated by superimposing the AC voltage output by the transformer means ;
Control means for controlling the DC voltage output by each DC voltage output means;
Equipped with a,
Bias for forcibly moving toner from the toner carrier of the image forming unit to the developer carrier disposed opposite to the toner carrier during a period when the image forming unit does not form the toner image In order to cause the voltage application means to generate a voltage, the control means outputs a first DC voltage output from a first DC voltage output means connected to the developer carrier and a first DC voltage connected to the toner carrier. The difference between the first bias voltage applied to the developer carrier and the second bias voltage applied to the toner carrier is the second DC voltage output by the second DC voltage output means. Control so that the leakage voltage between the toner carrier and the toner carrier starts to be higher than the leakage voltage,
A potential difference between the developer carrier and the toner carrier between the pair of the developer carrier and the toner carrier that each of the image forming units has, indicates that the image forming unit has the toner image. An image forming apparatus to which a constant voltage circuit that limits a voltage below a predetermined reference voltage that is larger than a potential difference between the developer carrying member and the toner carrying member and lower than the leakage voltage is formed.
前記交流電源の交流電圧を変圧し、当該変圧した電圧と直流電圧とを重畳して生成したバイアス電圧を前記黒用画像形成手段へ供給する黒用電圧印加手段と、
を更に備え、前記複数の画像形成手段は、黒以外の複数の色にそれぞれ対応して設けられたものである請求項1に記載の画像形成装置。 A black image forming means for forming a black toner image;
A black voltage applying means for transforming an alternating voltage of the alternating current power source and supplying a bias voltage generated by superimposing the transformed voltage and the direct current voltage to the black image forming means;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: the plurality of image forming units corresponding to a plurality of colors other than black.
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