JP6056227B2 - 画像形成装置およびバイアス電源装置 - Google Patents
画像形成装置およびバイアス電源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6056227B2 JP6056227B2 JP2012154519A JP2012154519A JP6056227B2 JP 6056227 B2 JP6056227 B2 JP 6056227B2 JP 2012154519 A JP2012154519 A JP 2012154519A JP 2012154519 A JP2012154519 A JP 2012154519A JP 6056227 B2 JP6056227 B2 JP 6056227B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power supply
- threshold value
- output
- electric field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
- G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
- G03G15/1665—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
- G03G15/167—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
- G03G15/1675—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer with means for controlling the bias applied in the transfer nip
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
請求項2に記載の発明は、第1の電圧を負荷に供給する第1の電源部と、前記第1の電圧とは極性の異なる第2の電圧を、当該第1の電圧を供給する前記第1の電源部と交互に前記負荷に供給する第2の電源部と、前記第1の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流に対する第1の制限値に対応する第1のしきい値と、当該第1の制限値より絶対値において大きい第2の制限値に対応する第2のしきい値と、を備え、当該負荷に供給する電圧を前記第2の電圧から前記第1の電圧に切り替えられる毎に、当該第2の電圧を設定する信号により当該第2の電圧から当該第1の電圧に切り替えられたことを検知して、当該第1のしきい値から当該第2のしきい値に変更するしきい値設定部と、前記第1の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流を検知する検知部と、前記しきい値設定部によって設定された前記第1のしきい値または前記第2のしきい値に基づいて、前記検知部によって検知された前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流が、前記第1の制限値以上または前記第2の制限値以上になった場合に、前記第1の電圧を絶対値において低下させるように前記第1の電源部を制御する出力制御部と、を備え、前記しきい値設定部は、前記第2の電圧から前記第1の電圧に切り替えられた後であって、当該第1の電圧から当該第2の電圧に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第2のしきい値から前記第1のしきい値に変更するとともに、当該第2のしきい値を当該第1のしきい値に変更するまで当該第2のしきい値を維持することを特徴とするバイアス電源装置である。
請求項3に記載の発明は、前記しきい値設定部は微分回路を備え、前記第2のしきい値から前記第1のしきい値に変更する時刻が当該微分回路によって設定されることを特徴とする請求項2に記載のバイアス電源装置である。
請求項4に記載の発明は、前記第1の電圧の絶対値が、前記第2の電圧の絶対値より大きいことを特徴とする請求項2または3に記載のバイアス電源装置である。
請求項2の発明によれば、第1のしきい値から第2のしきい値に変更しない場合に比べ、出力電圧の極性の切り替え時間が短縮できる。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、第2のしきい値から第1のしきい値への変更のための制御信号を要しない。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、出力電圧の極性を切り替え時間がより抑制できる。
図1は本実施の形態における画像形成装置1の一例を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置1は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット2Y、2M、2C、2K、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kにより形成された各色(成分)のトナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる転写手段の一例としての一次転写部10、中間転写ベルト15上に転写されたトナー画像(各色のトナー像が重畳されたトナー像)を被転写体の一例である用紙Pに一括転写(二次転写)させる転写手段の他の一例としての二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着部60を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する画像形成制御部40を有している。
さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(ここでは、例として負極性とする。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上に重畳トナー像(後述する図2におけるトナー像101a、101b)が形成される。
転写バイアス電源27は二次転写バイアスを生成し、生成した二次転写バイアスを、給電ロール26を介してバックアップロール25に安定的に印加する。
そして、二次転写ロール22は接地(接地電圧GND)されて、バックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。
この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた予め定められたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく画像形成制御部40からの指示により、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kは画像形成を開始するように構成されている。
そして、画像濃度センサ43は、濃度制御用の試験トナー像(後述する図2における試験トナー像102a、102b)を検出する。画像濃度センサ43によって検出された試験トナー像の検出結果に基づいて、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kの動作条件の調整が行われ、形成されるトナー像の濃度が調整される。
すなわち、転写バイアス電源27は、正極性の電圧(正電圧)と負極性の電圧(負電圧)とを切り替えて供給する。
ここで、転写バイアス電源27は、二次転写部20において、給電ロール26を介して、バックアップロール25、中間転写ベルト15、接地(接地電圧GND)に接続された二次転写ロール22に出力電圧Voutを供給する。そして、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に用紙Pが挟みこまれる。よって、給電ロール26を介して、バックアップロール25、中間転写ベルト15、接地(接地電圧GND)に接続された二次転写ロール22が転写バイアス電源27の負荷となる。このとき、用紙Pが中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟みこまれていれば、用紙Pも負荷に含まれる。
なお、出力電圧Voutによって負荷に流れる電流を出力電流Ioutと表記する。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナー(試験トナー像を含む)は、中間転写ベルト15の回転に伴って搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
図2は、中間転写ベルト15上のトナー像101a、101bおよび試験トナー像102a、102bを示す図である。図2は、図1に示した二次転写部20において、二次転写ロール22側から見た中間転写ベルト15の一部を示している。中間転写ベルト15は矢印B方向に移動する。
なお、以下では二次転写バイアスを転写バイアスと表記する。
しかし、2個の試験トナー像102a、102bは、中間転写ベルト15の移動方向(矢印B方向)にずれて設けられていてもよい。また、試験トナー像102は1個でもよい。
試験トナー像102は、画像濃度センサ43による検出結果に基づいて、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kで形成されるトナー像の濃度が調整できればよい。よって、試験トナー像は、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kがそれぞれ単独で形成するトナー像、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kのうちの複数により形成する重畳されたトナー像などの複数の領域からなるテスト画像であってよい。
なお、試験トナー像102を設けないでもよい。また、トナー像101と試験トナー像102とを交互に形成することなく、トナー像101を複数連続して形成したのち、試験トナー像102を形成してもよい。
しかし、試験トナー像102に対しては、転写バイアス電源27は、給電ロール26を介して正電圧のクリーニングバイアスをバックアップロール25に供給する。このことにより、中間転写ベルト15上の試験トナー像102が二次転写ロール22に付着することを抑制するとともに、二次転写ロール22に付着したトナーを中間転写ベルト15に付着させ、二次転写ロール22をクリーニングする。
よって、転写バイアス電源27は、試験トナー像を形成しない場合であっても、トナー像101間において、バックアップロール25に正電圧のクリーニングバイアスを供給して、二次転写ロール22をクリーニングすることが好ましい。以下の説明では、試験トナー像102の有無に関わらず、前後に並ぶトナー像101の間において、転写バイアス電源27は、正電圧のクリーニングバイアスをバックアップロール25に供給するとする。
なお、トナー像101を用紙Pに転写するため、用紙Pが二次転写部20に存在する間は負電圧の転写バイアスが印加されていることが必要である。一方、用紙Pが二次転写部20から離れると、トナーが二次転写ロール22に付着しないように、正電圧のクリーニングバイアスが印加されることが好ましい。よって、図2では、正電圧のクリーニングバイアスが印加される期間は、試験トナー像102の前後の期間を含んで設定されている。
また、画像形成装置1の高速化にともなって、負電圧の転写バイアスおよび正電圧のクリーニングバイアスのそれぞれの値が絶対値において大きくなり、極性切替の際に発生する突入電流(ラッシュ電流)も大きくなる。二次転写において、転写バイアスは例えば−12kV、クリーニングバイアスは例えば1kVである。よって、ラッシュ電流は、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに移行する場合が逆の場合に比べて大きい。
図3は、本実施の形態における転写バイアス電源27の回路ブロックおよび回路構成の一例を示す図である。図3において、回路ブロックは破線または一点鎖線で囲んで示している。
転写バイアス電源27は、負電圧の転写バイアスを生成する第1の電源部の一例としての負電圧生成部200と、正電圧のクリーニングバイアスを生成する第2の電源部の一例としての正電圧生成部210と、負電圧の転写バイアスを供給する場合における制限電流Ipに対応するしきい値電圧Vthを設定するしきい値設定部の一例としてのしきい値設定回路220、給電ロール26を介して流れる電流を検知する検知部の一例としての電流検知回路230、電流検知回路230により検知された電流がしきい値電圧Vthで設定された制限電流Ipを超えた場合に、負電圧生成部200からの負電圧の転写バイアスを絶対値において低下させる出力制御部の一例としての出力制御回路240を備えている。
正電圧生成部210は、正電圧オンオフ回路211、制御回路212、駆動回路213、トランス214、整流回路215を備えている。
一方、正電圧設定信号S20は、転写バイアス電源27が正電圧を供給する場合に「L」と「H」とを振幅とするPMW信号の状態となり、負電圧を供給する場合に「L」の状態になる。
例えば、「H」は3V、「L」は0Vである。
次に、転写バイアス電源27の回路構成を説明する。
まず、負電圧生成部200について説明する。負電圧生成部200は、他励式のスイッチング電源である。
(アナログ変換回路201)
アナログ変換回路201は、画像形成制御部40から受信する負電圧設定信号S10がPWM信号の状態であれば、PMW信号を平滑化して直流電圧(アナログ電圧)に変換し、アナログ信号S11を出力する。
アナログ変換回路201は、抵抗R1とコンデンサC1とを備えている。そして、抵抗R1とコンデンサC1とは並列に接続され、抵抗R1とコンデンサC1のそれぞれの一方の端子は、アナログ変換回路201の入力端子および出力端子となっている。抵抗R1とコンデンサC1のそれぞれの他方の端子は接地(接地電圧GND)されている。なお、接地電圧GNDは0Vとする。
抵抗R1は、コンデンサC1の充放電の時定数を設定する。
なお、ノイズの影響を抑制することを要しない場合には、負電圧設定信号S10をアナログ信号として、アナログ変換回路201を省略してもよい。
なお、後述する正電圧設定信号S20についても同様である。
制御回路202は、負電圧生成部200が実際に生成する負電圧と、アナログ信号S11で設定される値との差を小さくするようにフィードバック制御する。なお、負電圧生成部200は他励式のスイッチング電源であって、制御回路202に発振器OSCを内蔵する。
発振器OSCは、三角波信号S0を発振するとして説明するが、三角波でなくとも鋸歯状波など、PWM信号を生成することができる信号を発振してもよい。
発振器OSCは、比較器Cmp1の非反転入力端子(以下では+入力端子と表記する。)に接続され、三角波信号S0を供給する。
比較器Cmp1の反転入力端子(以下では−入力端子と表記する。)は、ダイオードD1を介して誤差増幅器Amp1の出力端子に接続されている。さらに、比較器Cmp1の−入力端子は、出力制御回路240に接続されている。
npnトランジスタTr1のエミッタ端子は、駆動回路203に接続されている。npnトランジスタTr1のコレクタ端子は電源電圧Vcc(例えば24V)に接続されている。
なお、図示しないが比較器Cmp1、誤差増幅器Amp1には、電源電圧Vdd(例えば5V)が供給されている。
誤差増幅器Amp1は、アナログ信号S11と検知信号S41とを比較し、その差を増幅して出力信号S12を出力する。
誤差増幅器Amp1と比較器Cmp1の−入力端子との間にはダイオードD1が設けられ、出力制御回路240の誤差増幅器Amp4と比較器Cmp1の−入力端子との間にはダイオードD6が設けられている。ダイオードD1とダイオードD6とは、それぞれのカソード端子が比較器Cmp1の−入力端子に接続されている。
よって、比較器Cmp1の−入力端子は、誤差増幅器Amp1の出力信号S12、出力制御回路240の出力信号S24のいずれか電圧が高い信号を選択して受信する。
なお、出力制御回路240の出力信号S24は、後述する出力制御回路240における誤差増幅器Amp4が出力する信号である。
以下の説明では、ダイオードD1、D6による電圧降下を無視する。
駆動回路203は、制御回路202からの出力信号S14を受信し、スイッチ素子である電界効果トランジスタFETをスイッチング(オンオフ)させて、後述するトランス204の一次巻線T1aに流れる電流を制御する。
抵抗R2の一方の端子は、制御回路202のnpnトランジスタTr1のエミッタ端子に接続されている。抵抗R2の他方の端子は、抵抗R3の一方の端子に接続されるとともに、電界効果トランジスタFETのゲート端子に接続されている。抵抗R3の他方の端子は接地(接地電圧GND)されている。
電界効果トランジスタFETのソース端子は接地(接地電圧GND)されている。電界効果トランジスタFETのドレイン端子は、トランス204に接続されている。
すなわち、駆動回路203の電界効果トランジスタFETは、制御回路202のnpnトランジスタTr1のオンオフに追従して、スイッチング(オンオフ)する。
トランス204は、一次巻線T1aと二次巻線T2aとを備え、一次巻線T1aに流れる電流により二次巻線T2aに電流を誘起する。
一次巻線T1aの一方の端子には、電源電圧Vccが供給される。一次巻線T1aの他方の端子は、駆動回路203の電界効果トランジスタFETのドレイン端子に接続されている。
二次巻線T2aは、整流回路205に接続されている。
整流回路205は、トランス204の二次巻線T2aに誘起された電流を整流し、負電圧の転写バイアスを生成する。
整流回路205は、ダイオードD2、コンデンサC2、抵抗R4を備えている。
ダイオードD2のカソード端子は、二次巻線T2aの一方の端子に接続されている。ダイオードD2のアノード端子は、並列接続されたコンデンサC2および抵抗R4のそれぞれの一方の端子に接続されるとともに、給電ロール26に接続されている。並列接続されたコンデンサC2および抵抗R4のそれぞれの他方の端子は、二次巻線T2aの他方の端子に接続されている。
電圧検知回路206は、出力電圧Voutを検知し、出力電圧Voutに比例した電圧の検知信号S41を出力する。
電圧検知回路206は、誤差増幅器Amp2、抵抗R5、R6で構成されている。抵抗R5、抵抗R6は直列接続され、抵抗R5の抵抗R6と接続されていない端子は、給電ロール26に接続されている。抵抗R6の抵抗R5と接続されていない端子は、基準電圧Vref(例えば5V)を介して接地(接地電圧GND)されている。
誤差増幅器Amp2の+入力端子は、抵抗R5と抵抗R6との接続点に接続され、−入力端子は、出力端子に接続されている。誤差増幅器Amp2の出力端子は、制御回路202の誤差増幅器Amp1の−入力端子に接続されている。
なお、基準電圧Vrefは、誤差増幅器Amp2および後述する電流検知回路230の誤差増幅器Amp3の+入力端子が負の電圧になることを抑制する。
次に、正電圧生成部210について説明する。正電圧生成部210は、自励式のスイッチング電源である。
(正電圧オンオフ回路211)
正電圧オンオフ回路211は、画像形成制御部40から受信する正電圧設定信号S20がPWM信号の状態または「L」の状態のそれぞれに対応した正電圧オンオフ信号S21を出力する。
npnトランジスタTr2のコレクタ端子は、ダイオードD3を介して制御回路212に接続されるとともに、後述するしきい値設定回路220に接続されている。
そして、npnトランジスタTr2のエミッタ端子は接地(接地電圧GND)されている。
正電圧設定信号S20がPWM信号の状態では、コンデンサC3が電荷を蓄積してPWM信号を平滑化する。そして、コンデンサC3の一方の端子の電圧が上昇すると、npnトランジスタTr2がオフからオンに移行する。これにより、npnトランジスタTr2のコレクタ端子(電圧Va)は、電源電圧Vdd(5V)から接地電圧GND(0V)に移行する。これにより、正電圧オンオフ信号S21は接地電圧GND(0V)になる。
なお、抵抗R8はnpnトランジスタTr2のベース端子に流れる電流を制限する電流制限抵抗である。
制御回路212は、正電圧設定信号S20がPWM信号の状態になって、正電圧オンオフ信号S21が電源電圧Vdd(5V)になることで起動される。そして、正電圧設定信号S20を受信して、駆動回路213のスイッチ素子であるnpnトランジスタTr3をオンにする電圧を出力信号S22として生成し、出力する。
駆動回路213は、npnトランジスタTr3を備えている。
npnトランジスタTr3のベース端子は、制御回路212およびトランス214に接続されている。npnトランジスタTr3のエミッタ端子は接地(接地電圧GND)され、コレクタ端子はトランス214に接続されている。
トランス214は、一次巻線T1b、一次側補助巻線T1c、二次巻線T2bを備えている。一次巻線T1bの一方の端子には、電源電圧Vccが供給される。一次巻線T1bの他方の端子は、駆動回路213のnpnトランジスタTr3のコレクタ端子に接続されている。
一次側補助巻線T1cの一方の端子は、npnトランジスタTr3のベース端子に接続されている。一次側補助巻線T1cの他方の端子は、接地(接地電圧GND)されている。
二次巻線T2bは、整流回路215に接続されている。
整流回路215は、トランス214の二次巻線T2bに誘起された電流を整流し、正電圧のクリーニングバイアスを生成する。
整流回路215は、ダイオードD4、コンデンサC4、抵抗R9を備えている。
ダイオードD4のアノード端子は、二次巻線T2bの一方の端子に接続されている。ダイオードD4のカソード端子は、並列接続されたコンデンサC4および抵抗R9のそれぞれの一方の端子に接続されている。並列接続されたコンデンサC4および抵抗R9のそれぞれの他方の端子は、二次巻線T2bの他方の端子に接続されている。
ここで、ダイオードD4は、負電圧生成部200の整流回路205におけるダイオードD2の電流の流れる向きを逆にした構成となっている。これにより、正電圧が生成されるようになっている。
そして、並列接続されたコンデンサC4および抵抗R9のそれぞれの一方の端子は、負電圧生成部200の整流回路205の並列接続されたコンデンサC2および抵抗R4のそれぞれの他方の端子に接続されている。
また、並列接続されたコンデンサC4および抵抗R9のそれぞれの他方の端子は、後述する電流検知回路230の誤差増幅器Amp3の−入力端子に接続されている。
制御回路212から、駆動回路213のnpnトランジスタTr3のベース端子に、Siのビルトインポテンシャル(0.6V)を超える正電圧(出力信号S22)が入力すると、npnトランジスタTr3がオンになる。すると、電源電圧Vcc(24V)と接地電圧GND(0V)との間に、一次巻線T1bおよびnpnトランジスタTr3を介して電流が流れる。
トランス214の一次巻線T1bに電流が流れることで、一次側補助巻線T1cにベース端子の電圧を上昇させる電圧が発生する。これにより、npnトランジスタTr3のコレクタ電流が時間とともに増加していく。
ダイオードD4に流れる電流が0になると、一次巻線T1b、一次側補助巻線T1c、二次巻線T2bに発生していた電圧が0Vになる。これにより、npnトランジスタTr3のベース端子−エミッタ端子間が制御回路212からの正電圧(出力信号S22)によって、再び上昇して、npnトランジスタTr3が再びオンになる。
このように、npnトランジスタTr3をスイッチング(オンオフ)させることで、オフの期間に二次巻線T2bに流れる電流により正電圧のクリーニングバイアスが生成される。
<しきい値設定回路220>
しきい値設定回路220は、出力電流Ioutに対して第1の制限値の一例としての制限電流Ip1と第2の制限値の一例としての制限電流Ip2とが設定できるように、制限電流Ip1に対応する第1のしきい値の一例としてのしきい値電圧Vth1と、制限電流Ip2に対応する第2のしきい値の一例としてのしきい値電圧Vth2を設定する。なお、制限電流Ip1、Ip2をそれぞれ区別しないときは制限電流Ipと、しきい値電圧Vth1、Vth2をそれぞれ区別しないときはしきい値電圧Vthと表記する。そして、制限電流Ip2が制限電流Ip1より大きい(Ip2>Ip1)とし、しきい値電圧Vth2がしきい値電圧Vth1より小さい(Vth2<Vth1)とする。
そして、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに切り替える際に、しきい値電圧Vthをより小さいしきい値電圧Vth2に変更して、制限電流Ipをより大きい制限電流Ip2に変更する。
なお、本明細書では、出力電流Ioutおよび制限電流Ip1、Ip2は絶対値であるとする。
抵抗R13と抵抗R14とは直列接続され、抵抗R13の抵抗R14に接続されていない端子には、電源電圧Vddが供給される。一方、抵抗R14の抵抗R13と接続されていない端子は、接地(接地電圧GND)されている。そして、抵抗R13と抵抗R14との接続点は、比較器Cmp2の−入力端子に接続されている。
比較器Cmp2の出力端子は、抵抗R15を介して、npnトランジスタTr4のベース端子に接続されている。なお、npnトランジスタTr4のベース端子は抵抗R16を介して接地(接地電圧GND)されている。
npnトランジスタTr4のエミッタ端子は接地(接地電圧GND)されている。
さらに、抵抗R18と抵抗R19との接続点がnpnトランジスタTr4のコレクタ端子に接続されている。
また、抵抗R17と抵抗R18との接続点は、出力制御回路240に接続され、出力制御回路240に対して出力信号S23を出力する。
ここで、比較器Cmp2の+入力端子の電圧を電圧Vb、比較器Cmp2の−入力端子の電圧を基準電圧Vr、比較器Cmp2の出力端子の電圧を電圧Vcと表記する。なお、電圧Vcは、npnトランジスタTr4のベース端子の電圧としてもよい。
すなわち、正電圧設定信号S20がPMW信号の状態から「L」の状態に移行する時刻(後述する図4の時刻b)において、npnトランジスタTr2のコレクタ端子の電圧Vaが電源電圧Vddに移行する。すると、コンデンサC5および抵抗R11、R12は微分回路を構成しているので、比較器Cmp2の+入力端子の電圧Vbも電源電圧Vddに移行する。このとき、比較器Cmp2の−入力端子の基準電圧Vrが電源電圧Vddより低ければ、比較器Cmp2の出力端子の電圧Vcが、電源電圧Vddになる。これにより、npnトランジスタTr4のベース端子が電源電圧Vddになって、npnトランジスタTr4がオンになる。すると、直列接続された抵抗R17、R18、R19の内、抵抗R19が短絡された状態になる。すなわち、出力信号S23は、電源電圧Vddを抵抗R17と抵抗R18とで分割したしきい値電圧Vth2(=Vdd×R18/(R17+R18))になる。
なお、しきい値電圧Vth2からしきい値電圧Vth1に戻るタイミングは、コンデンサC5および抵抗R11、R12が構成する微分回路によって設定される。
電流検知回路230は、出力電流Ioutを検知する。
電流検知回路230は、誤差増幅器Amp3、抵抗R20、R21を備えている。誤差増幅器Amp3の+入力端子は、負電圧生成部200の電圧検知回路206の抵抗R6と基準電圧Vrefとの接続点に接続されている。誤差増幅器Amp3の−入力端子は正電圧生成部210の整流回路215の並列に接続されたコンデンサC4および抵抗R9のそれぞれの他方の端子に接続されるとともに、抵抗R20を介して誤差増幅器Amp3の出力端子に接続されている。そして、誤差増幅器Amp3の出力端子は、抵抗R21の一方の端子に接続されている。抵抗R21の他方の端子は、後述する出力制御回路240に接続されている。
出力制御回路240は、電流検知回路230からの検知信号S51に基づいて、負荷に過剰な電流(過電流)が流れないように制御する。
なお、ダイオードD1、D6はいずれのカソード端子も比較器Cmp1の−入力端子に接続されている。よって、制御回路202の比較器Cmp1の−入力端子は、出力信号S24または制御回路202における誤差増幅器Amp1の出力信号S12のいずれか電圧の大きい方を受信するように構成している。
また、負電圧生成部200の制御回路202は、電界効果トランジスタFETをスイッチング(オン/オフ)するものであればよい。よって、制御回路202は、他の構成であってもよく、さらに他の回路を備えていてもよい。そして、制御回路202は、スイッチ素子(本実施の形態では、電界効果トランジスタFET)をスイッチング(オン/オフ)することで直流または交流の電圧を生成するスイッチング電源を制御する集積回路(IC)として構成されていてもよい。この集積回路(IC)には、出力制御回路240が含まれていてもよく、さらに他の回路を備えていてもよい。
さらに、図3では、正電圧生成部210を自励式のスイッチング電源とした。正電圧生成部210を、負電圧生成部200と同様の他励式のスイッチング電源としてもよい。
次に、転写バイアス電源27の動作を説明する。
図4は、転写バイアス電源27の動作の一例を説明するタイミングチャートである。図4では、負電圧設定信号S10、正電圧設定信号S20、正電圧生成部210における正電圧オンオフ回路211のnpnトランジスタTr2のコレクタ端子の電圧Va、しきい値設定回路220の比較器Cmp2の+入力端子の電圧Vb、比較器Cmp2の出力端子の電圧Vc、しきい値設定回路220が設定するしきい値電圧Vth(出力信号S23)、しきい値電圧Vthに対応する制限電流Ipおよび出力電圧Voutを示している。
そして、時刻がアルファベット順(a、b、c、…)に経過するとする。
そして、負電圧設定信号S10は「L」の状態である。
これにより、正電圧オンオフ信号S21が接地電圧GND(0V)となって(図4ではダイオードD3の順方向バイアスによる電圧降下を無視している。)、出力電圧Voutは、正電圧生成部210からの正電圧のクリーニングバイアスとなる。なお、クリーニングバイアスの大きさは、前述したように正電圧設定信号S20のデューティ比によって決められる。
しきい値電圧Vth1に対応して制限電流Ip1となる。すなわち、出力制御回路240は、出力電流Ioutが制限電流Ip1以上になると、出力電流Ioutが制限電流Ip1未満であった場合に比べて、出力電圧Voutが小さくなるように出力信号S24を設定する。
すると、正電圧生成部210の正電圧オンオフ回路211におけるnpnトランジスタTr2のベース端子が接地電圧GND(0V)に移行するので、npnトランジスタTr2がオフになる。よって、npnトランジスタTr2のコレクタ端子の電圧Vaが電源電圧Vdd(5V)になる。これにより、比較器Cmp2の+入力端子の電圧Vbも接地電圧GND(0V)から電源電圧Vdd(5V)に移行する。
なお、コンデンサC5および抵抗R11、R12が構成する微分回路により、比較器Cmp2の+入力端子の電圧Vbは、一旦電源電圧Vdd(5V)に上昇したのち、時間の経過とともに接地電圧GND(0V)に向けて低下していく。
そして、しきい値電圧Vthの変更に対応して、制限電流Ipが制限電流Ip1から制限電流Ip1より大きい制限電流Ip2に変更される。すなわち、出力制御回路240は、出力電流Ioutが制限電流Ip2以上になると、出力電流Ioutが制限電流Ip2未満であった場合に比べて、出力電圧Voutが小さくなるように出力信号S24を設定する。
このように、出力電圧Voutは、クリーニングバイアスから転写バイアスへと切り替え行う際に、極性切替の期間(時刻bから時刻cまでの期間)を要する。
これにより、npnトランジスタTr4がオンからオフに移行し、しきい値電圧Vth1に移行する。これに伴い、制限電流Ip1となる。
すると、正電圧生成部210における正電圧オンオフ回路211において、PWM信号を平滑化した電圧がnpnトランジスタTr2のベース端子に印加され、npnトランジスタTr2がオフからオンに移行する。これにより、npnトランジスタTr2のコレクタ端子の電圧Vaは、接地電圧GND(0V)になる。
このとき、比較器Cmp2の+入力端子の電圧Vbは、すでに時刻eで接地電圧GND(0V)に移行しているので、接地電圧GND(0V)を維持する。
これ以降は、時刻a以降を繰り返すことになる。
逆に、正電圧設定信号S20をPWM信号の状態から「L」の状態に移行する予め定められた期間の前に、負電圧設定信号S10を「L」の状態からPWM信号の状態に移行してもよい。このようにすることで、負電圧が供給されるまでの期間を短くすることができる。
時刻fにおいても、同様である。
図5では、負電圧設定信号S10、負電圧生成部200における制御回路202の誤差増幅器Amp1の出力信号S12、出力制御回路240の誤差増幅器Amp4の出力信号S24、制御回路202の比較器Cmp1の入力信号、比較器Cmp1の出力信号S13、出力電圧Vout、出力電流Ioutを示している。制御回路202の比較器Cmp1の入力信号は、発振器OSCの三角波信号S0、および誤差増幅器Amp1の出力信号S12と誤差増幅器Amp4の出力信号S24とのうち電圧が大きい信号である。
なお、出力電流Ioutには、制限電流Ip1、Ip2を破線で示している。
そして、三角波信号S0は、時刻に関わらず出力されているとする。
すると、負電圧生成部200のアナログ変換回路201により、PWM信号が平滑化されて直流電圧のアナログ信号S11になる。ここでは、電圧検知回路206による影響を考えないとする。よって、制御回路202の誤差増幅器Amp1の出力信号S12は、アナログ信号S11であるとする。
すなわち、誤差増幅器Amp1の出力信号S12は、負電圧設定信号S10のPWM信号を平滑化した直流電圧となる。
時刻bにおいて、出力電流Ioutは制限電流Ip2以上の電流が流れないとすると、誤差増幅器Amp4の出力信号S24は誤差増幅器Amp1の出力信号S12より小さく設定されるので、比較器Cmp1の−入力端子は、誤差増幅器Amp1の出力信号S12となる。
よって、時刻bから時刻αにおいては、図5に示すように、比較器Cmp1の出力信号S13は、三角波信号S0と誤差増幅器Amp1の出力信号S12とで決まるPWM信号となる。
しかし、制限電流Ip2に設定されているので、誤差増幅器Amp4の出力信号S24は、誤差増幅器Amp1の出力信号S12より小さい。よって、比較器Cmp1の−入力端子は、誤差増幅器Amp1の出力信号S12となる。
すなわち、比較器Cmp1の出力信号S13は、時刻αから時刻dまでの期間においても、時刻bから時刻αまでの期間と同じPWM信号となる。すなわち、出力電圧Voutは、時刻αから時刻βまでの期間におけるラッシュ電流の影響を受けない。
時刻dにおいて、しきい値設定回路220によりしきい値電圧Vth2からしきい値電圧Vth1に変更されて、制限電流Ip2が制限電流Ip1に変更される。
時刻eにおいて、比較器Cmp2の−入力端子の電圧Vbが接地電圧GND(0V)になる(図4参照)。
これにより、比較器Cmp1の−入力端子は、誤差増幅器Amp4の出力信号S24を受信する。出力信号S24の電圧は出力信号S12の電圧より大きいので、比較器Cmp1のPWM信号である出力信号S13は、時刻bから時刻γまでの期間におけるより、デューティ比が小さくなる。よって、出力電圧Voutの絶対値が小さくなる。
そして、比較器Cmp1のPWM信号である出力信号S13は、時刻bから時刻γまでの期間におけるデューティ比に戻る。これにより、出力電圧Voutが時刻cから時刻γまでの値に戻る。
このようにすることで、極性切替の期間(時刻bから時刻c)において、制限電流Ip1以上のラッシュ電流が流れても、制限電流Ip2未満であれば、出力制御回路240が働かず、出力電圧Voutの絶対値を小さくすることがない。
すなわち、本実施の形態では、負電圧の転写バイアスへの立ち上がりの遅れが抑制される。
よって、時刻d以降の負電圧の転写バイアスが供給されている期間に、出力電流Ioutが制限電流Ip1以上となると、出力制御回路240が働いて、出力電圧Voutの絶対値を小さくするので、出力電流Ioutが抑制される。すなわち、給電ロール26、バックアップロール25、中間転写ベルト15、用紙P、二次転写ロール22などで構成される二次転写部20に流れる電流(出力電流Iout)が抑制される。これにより、二次転写部20における温度上昇が抑制され、二次転写部20の周囲におけるプラスチックなどで構成された部材および用紙Pなどの加熱、発火が抑制される。
そして、制限電流Ipを制限電流Ip2から制限電流Ip1に戻す時刻(図4、図5における時刻d)を、コンデンサC5および抵抗R11、R12が構成する微分回路によって設定している。よって、制限電流Ip2を制限電流Ip1に変更する制御回路または/および制御信号を必要としない。
図6は、実施例と比較例とを示す図である。図6(a)は実施例、図6(b)は比較例を示す。ここでは、クリーニングバイアスを0.7kV、転写バイアスを−12kVとし、クリーニングバイアスから転写バイアスに切り替える場合の、出力電圧Vout(kV)を示している。横軸は、時間t(ms)である。そして、時間t(ms)が“0”(t=0ms)において、切り替えを開始している(図4、図5の時刻bに相当する。)
一方、図6(b)に示す本実施の形態を用いない比較例では、切り替え開始時刻(t=0ms)から制限電流Ipを600μA(制限電流Ip1)に維持している。
これは、t=1.4msの時点で電流検知回路230が制限電流Ip1(600μA)以上の出力電流Ioutを検出し、出力制御回路240が働いて、制御回路202により出力電圧Voutを低くしたためである。
このため、比較例では、切り替え開始時刻(t=0ms)から−12kVの転写バイアスまでの立上り時間trは14msとなっている。
ここに示す実施例では、立上り時間が0.36倍になっている。
正電圧生成部210を、負電圧生成部200と同様に構成することで、転写バイアスからクリーニングバイアスに切り替える場合に、保護回路を動作させるしきい値電圧Vthを変更して、制限電流Ipを変更するようにしてもよい。このようにすることで、クリーニングバイアスの供給を開始する際に生じるラッシュ電流による保護回路が働くことを抑制することで、クリーニングバイアスの立上り時間が短くなる。
この代わりに、実際の出力電流Ioutと予め定められた出力電流Ioutとの差が小さくなるように制御しつつ、出力電圧Voutを電圧検知回路206で検知して、出力電圧Voutが予め定められた制限電圧以上になった場合に、出力電流Ioutが絶対値において低下するように、出力電圧Voutを低下させてもよい。
さらにまた、本実施の形態では、転写バイアス電源27は、二次転写部20において二次転写バイアスを形成する電源として説明した。一次転写部10における一次転写バイアスを生成する電源に、転写バイアス電源27を適用してもよい。
Claims (4)
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段により現像された画像を、被転写体に転写する転写電界を生成する第1の電源部と、当該転写電界とは異なる極性の非転写電界を、当該転写電界を供給する当該第1の電源部と交互に生成する第2の電源部と、当該第1の電源部によって流れる電流に対する第1の制限値に対応する第1のしきい値と当該第1の制限値より絶対値において大きい第2の制限値に対応する第2のしきい値とを有し、当該非転写電界から当該転写電界に切り替えられる毎に、当該非転写電界を設定する信号により当該非転写電界から当該転写電界に切り替えられたことを検知して、当該第1のしきい値から当該第2のしきい値に変更するしきい値設定部と、当該第1の電源部によって流れる電流を検知する検知部と、当該しきい値設定部によって設定された当該第1のしきい値または当該第2のしきい値に基づいて、当該第1の電源部によって流れる電流が当該第1の制限値以上または当該第2の制限値以上になった場合に、当該第1の電源部が出力する転写電界を絶対値において低下させるように当該第1の電源部を制御する出力制御部と、を備えたバイアス電源を備え、当該現像された画像を当該被転写体に転写する転写手段と、を備え、
前記しきい値設定部は、前記非転写電界から前記転写電界に切り替えられた後であって、当該転写電界から当該非転写電界に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第2のしきい値から前記第1のしきい値に変更するとともに、当該第2のしきい値を当該第1のしきい値に変更するまで当該第2のしきい値を維持することを特徴とする画像形成装置。 - 第1の電圧を負荷に供給する第1の電源部と、
前記第1の電圧とは極性の異なる第2の電圧を、当該第1の電圧を供給する前記第1の電源部と交互に前記負荷に供給する第2の電源部と、
前記第1の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流に対する第1の制限値に対応する第1のしきい値と、当該第1の制限値より絶対値において大きい第2の制限値に対応する第2のしきい値と、を備え、当該負荷に供給する電圧を前記第2の電圧から前記第1の電圧に切り替えられる毎に、当該第2の電圧を設定する信号により当該第2の電圧から当該第1の電圧に切り替えられたことを検知して、当該第1のしきい値から当該第2のしきい値に変更するしきい値設定部と、
前記第1の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流を検知する検知部と、
前記しきい値設定部によって設定された前記第1のしきい値または前記第2のしきい値に基づいて、前記検知部によって検知された前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流が、前記第1の制限値以上または前記第2の制限値以上になった場合に、前記第1の電圧を絶対値において低下させるように前記第1の電源部を制御する出力制御部と、を備え、
前記しきい値設定部は、前記第2の電圧から前記第1の電圧に切り替えられた後であって、当該第1の電圧から当該第2の電圧に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第2のしきい値から前記第1のしきい値に変更するとともに、当該第2のしきい値を当該第1のしきい値に変更するまで当該第2のしきい値を維持することを特徴とするバイアス電源装置。 - 前記しきい値設定部は微分回路を備え、前記第2のしきい値から前記第1のしきい値に変更する時刻が当該微分回路によって設定されることを特徴とする請求項2に記載のバイアス電源装置。
- 前記第1の電圧の絶対値が、前記第2の電圧の絶対値より大きいことを特徴とする請求項2または3に記載のバイアス電源装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012154519A JP6056227B2 (ja) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | 画像形成装置およびバイアス電源装置 |
US13/752,973 US9025980B2 (en) | 2012-07-10 | 2013-01-29 | Image forming apparatus, bias power supply device, and bias power supply method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012154519A JP6056227B2 (ja) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | 画像形成装置およびバイアス電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014016542A JP2014016542A (ja) | 2014-01-30 |
JP6056227B2 true JP6056227B2 (ja) | 2017-01-11 |
Family
ID=49914083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012154519A Expired - Fee Related JP6056227B2 (ja) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | 画像形成装置およびバイアス電源装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9025980B2 (ja) |
JP (1) | JP6056227B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014016479A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置およびバイアス電源装置 |
JP2014182172A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
JP6286868B2 (ja) * | 2013-05-01 | 2018-03-07 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP6671879B2 (ja) * | 2015-07-21 | 2020-03-25 | キヤノン株式会社 | 高圧電源装置及び画像形成装置 |
JP2017219582A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
US10372071B2 (en) * | 2016-08-30 | 2019-08-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
JP6800760B2 (ja) * | 2017-01-11 | 2020-12-16 | キヤノン株式会社 | 高圧電源装置、画像形成装置 |
JP7091109B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-06-27 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
CN109847940B (zh) * | 2019-01-23 | 2020-06-19 | 佛山市明伟达智能科技有限公司 | 静电油烟净化驱动电源 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0814598B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1996-02-14 | 株式会社日立製作所 | 自動車電装品用インテリジェントパワーic |
JP3721825B2 (ja) | 1999-02-09 | 2005-11-30 | 富士ゼロックス株式会社 | 電源装置 |
JP3825979B2 (ja) * | 2001-02-28 | 2006-09-27 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP3833181B2 (ja) * | 2003-02-25 | 2006-10-11 | キヤノン株式会社 | 転写装置 |
DE102005018795A1 (de) * | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Elektronisches Vorschaltgerät mit Blindstromschwingungsreduzierung |
EP1750179B1 (en) * | 2005-08-01 | 2017-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and power supply |
JP2010074956A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 電源装置および画像形成装置 |
JP5458578B2 (ja) | 2009-01-06 | 2014-04-02 | 富士ゼロックス株式会社 | 電源装置および画像形成装置 |
JP2011007926A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 転写装置及び画像形成装置 |
US8660452B2 (en) * | 2010-05-28 | 2014-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Power supply system and image forming apparatus |
-
2012
- 2012-07-10 JP JP2012154519A patent/JP6056227B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-01-29 US US13/752,973 patent/US9025980B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014016542A (ja) | 2014-01-30 |
US20140016956A1 (en) | 2014-01-16 |
US9025980B2 (en) | 2015-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6056227B2 (ja) | 画像形成装置およびバイアス電源装置 | |
US8774657B2 (en) | Image forming apparatus with power supply control | |
US9190919B2 (en) | High voltage power supply system and image formation apparatus | |
JP2014016479A (ja) | 画像形成装置およびバイアス電源装置 | |
US20160238983A1 (en) | Power supply apparatus and image forming apparatus | |
US9141019B2 (en) | Power-supply device and image formation apparatus | |
JP5018942B2 (ja) | 画像形成装置および帯電器の制御方法 | |
JP5683100B2 (ja) | 電源及び画像形成装置 | |
US9703252B2 (en) | Power supply controlling device, power supply device, image forming apparatus, and power supply controlling method | |
JP2021184019A (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
JP2007034092A (ja) | 高圧電源装置およびそれを備えた画像形成装置 | |
JP4737247B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP6658245B2 (ja) | 電源制御装置、電源装置、画像形成装置及び電源制御方法 | |
JP2006220976A (ja) | 転写装置及び画像形成装置 | |
JP4655671B2 (ja) | 電源装置 | |
JP5874349B2 (ja) | バイアス電圧発生装置および画像形成装置 | |
JP2010250096A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5929667B2 (ja) | 画像形成装置及びバイアス電源装置 | |
JP2010161836A (ja) | 電源装置および画像形成装置 | |
JP5041244B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2020048364A (ja) | 電源装置及び画像形成装置 | |
JP2010243768A (ja) | 画像形成装置および帯電器用電源 | |
JP6540440B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2022084376A (ja) | 高圧電源装置、画像形成装置 | |
JP5062199B2 (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160705 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160902 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6056227 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |