JPS6259979A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 る。

［従来の技術］ 上記の構成は現在レーザービームプリンタや複写機に広
く用いられているものである。この種の装置では、露光
前に感光体を一様に帯電させる、あるいはトナーを転写
するために帯電器が用いられる。

従来より、帯電器のワイヤ、グリッド、あるいはシール
ド飾体のトナーなどによる汚染、経時変化に起因する画
像劣化を防止するため、帯電′￥Ｌ流を定″Ｉｌｆ流化
する方式が普及している。

一方、従来では感光ドラムの寿命が短く、比較的短いサ
イクルで定期的に保守を行なわねばならなかったが、近
年では感光ドラムそのものの数置、表面電位制御による
ドラム寿命の延びにより保守回数が削減される傾向があ
り、帯電器の汚れという問題が注目されてきた。すなわ
ち、従来の短い保守サイクルでは帯電器は度々清掃を受
けることができたが、保守サイクルが長くなるにつれて
１画像処理の高速化もあいまって帯電器に残る汚れによ
る画像劣化が生じた。

１発１町が解決しようとする問題点］ 従来では、この帯電器の汚れによる画像劣化の影響を少
なくするためには帯？ｆｔ電流を増加させる以外の対策
が見つかっていない。？ｉＦ電電流を増皿させ、放電コ
ロナ量が増えると、帯電器の放電電極（ワイヤ）グリッ
ドへの異物付着スピードが速くなるが、汚れによる放電
への影響を少なくできるからである。

ところが、このような方式によれば、使用開始直後の汚
染のない状態では大きな帯電電流は帯電器の汚れを助長
するだけであるし、電流増大のため高圧電源の容量を増
やさねばならず装置が大型化し、コストアップしやすい
という欠点があった。

［問題点を解決するための手段］ 以りの問題を解決するため、本発明においてはする物理
量を行なう帯電手段を有する電源装置において、画像形
＃、ｅＩに応じて帯電手段に対する給電量を制御する手
段と、帯電を受ける感光体に流れる電流を検出し、これ
により前記帯電手段のバイアスを制御する手段を設けた
構成を採用した。

［作　用］ 以上のような構成により、帯電器汚れの目安となる画像
形成数に応じて９９′ｆ電器電流を増加させるので汚れ
を増大させることがなく、しかも感光体表面電位を過大
にすることなく良好な画質で画像形成を行なうことがで
きる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

１上尖１１ 第１図は本発明の画像形成装置の一例として複写機の構
成を示しており、図において符号１は円周上にＣｄｓな
どの感光体を有する感光ドラムである。感光ドラムｌの
円周面に沿って、１次帯電器２、帯電量検出のための表
面電位センサ３、トナー現像のための現像ローラ５、転
写帯電器４が配置される。

これらの部材は、装置全体の動作を制御するためマイク
ロコンピュータなどから構成された制御部９に接続され
る。各部材の高圧の給電制御は符号８１．８２．８３お
よび８４で示されるＤ／Ａ変換器と符号６１．８２．６
３および６４で示される高圧出カニニットを介して行な
われる。また、表面電位センサ３の検出量はＡ／Ｄ変換
器７２を介して制御部９に送られる。

特に、１次帯電器２の放電電極およびグリッド２の印加
重力はそれぞれ２つのＤ／Ａ変換器８１．８２および高
圧出力ユニッ）６１．６２により制御される。

画像形成は、まず１次帯電器２により感光ドラム１を一
様に帯電させ、次に原稿の反射光ｌｏをドラムに当てて
静電潜像を形成し、この潜像を現像ローラ５によりトナ
ー現像し、感光ドラムｌ上のトナーを転写？？？電器４
により転写することによって行なう。

第２図は１次？？Ｆ電器２の放電電極用の高圧出方ユニ
ット６１の構成を示している０図において符号ＴＩは昇
圧用のトランスで、その１次側巻線の一端は抵抗Ｒ１、
コンデンサｃ１がら成るローパスフィルタを介して低圧
の電源電圧Ｖｃｃに接続され、他端をスイッチングトラ
ンジスタＴｒｉによりオン／オンすることにより２次巻
線に昇圧された高圧の交流を得るためのものである。エ
ミッタ接地のトランジスタＴｒｉのコレフタルエミッタ
には共振用のコンデンサＣ２と保護用ダイオードＤ２が
接続しである。スイッチングトランジスタＴｒｌのオン
／オフは発振器Ｑ４により制御される。

２次側出力は整流、平滑用のダイオードＤｉとコンデン
サＣ３により直流に変換され、火花防止用の抵抗Ｒ４を
介して端子Ｐ１から１次帯電器２の放電電極に印加され
る。

帯電′を流ｉｐは、帯電器に対する接地電位の端子Ｐ２
と２次巻線の低圧側に接続された抵抗Ｒ５の端子電圧変
化として取り出される。抵抗Ｒ５と並列接続されたコン
デンサＣ５はデカップリング用のコンデンサである。検
出電圧は誤差増幅器Ｑ２に入力され、端子Ｐ３を介して
制御部９から入力される所定の帯電電流に対応した電圧
値との誤差増幅器がパルス幅変調器（以下ＰＷＭという
）Ｑ３に入力される。

ＰＷＭＱ３は発振器Ｑ４のトランジスタＴｒｉのベース
に対する出力パルスのデユーティ−比ヲ入力値に応じて
制御し、その結果帯電電流ｉｃが制御部９の入力する目
標値に定′？ｒＬ流制御される。

第３図は１次帯電器２のバイアス用グリッド２１に接続
する高圧出カニニット６２の構造を示している。このユ
ニットは第２図とほぼ同様のスインチングレギュレータ
から構成されている。異なっているのは、誤差増幅器Ｑ
６が抵抗Ｒ７、Ｒ８によりグリッド２１に対する印加電
圧■Ｇを検出しており、また発振器Ｑ５ではなく昇圧用
のトランスＴ２の１次側の入力電圧を直接制御している
点である。誤差増幅器Ｑ６は端子Ｐ７を介して制御部９
から入力される所定のバイアス電圧に対応してグリッド
２１に対する印加電圧を制御する。

次に第４図のフローチャート図を参照して以Ｆの構成に
おける動作につき詳細に説明する。第４図は制御部９の
行なう１次帯電器２の制御の手順を示したフローチャー
ト図である。

制御部９は手動にてリセット可撤なハードないしソフト
ウェアによるカウンタ手段が設けてあり、このカウンタ
は、原稿の複写回数に応じてインクリメントされる。ま
たカウンタの係数値はバックアップ電源などにより主電
源オフ時も維持される。

不図示の制御系から、制御部９に対して１次帯電器２の
印加電流を変更する旨の指令が入ると、制御部９はまず
第４図のステップＳｔにおいて、上記のカウンタから複
写回数Ｎを入力する。

続いてステップＳ２において、制御部９は下記制御式に
より１次帯電ＴＩ流工１を求める。

ｌ１＝ＩＯ十ＫＮ　　　　　　　　　・・・（１）ここ
で、ＩＯは１次帯電電流の初期値（前回の値）、Ｋは補
正係数である。

次にステップＳ３において、決定された１次帯電’Ｉｆ
ｆｆｉＩｔを１次帯電器２に流し１表面型位センサ３に
より感光ドラム１の暗部電位ｖｏを測定する。すなわち
、原稿の反遮光１０は遮断され、未感光の感光体表面電
位を測定する。この測定量はＡ／Ｄ変換器７２を介して
デジタル変換され、制御部９に入力される。

次にステップＳ４において制御部９は以下の制御式によ
り１次帯電器２のグリッド電圧ＶＧの補正値を求める。

ΔＶｃ　＝　ａ　（Ｖｏ　−Ｖｏ　ｏ　）　　　　　−
（２）ここでαは所定の制御係数、ＶＯＯは目標暗部電
位である。

上記の構成によれば、１次帯電電流の決定に帯電器の汚
れの目安となる複写回数を反映させ、複写回数に応じ帯
電電流を徐々に増加させるようにしているので、従来の
ようにドラム電流の１０倍以上の不必要な電流をグリッ
ド、帯電器飾体に流す必要がなくなり、使用開始時期の
汚れの量を減少させ、帯電器寿命を延長することができ
る。また表面電位制御は最低限必要な潜像電位を得るの
に必要な帯電電流値から出発できるので、帯電器電極の
寿命を延長し、電源の小型化、省電力化、オゾン発生量
低下などを達成でき、装置の高性能、高信頼性、ローコ
スト化に大きく寄与できる。

ステップＳ２における制御式（１）の制御係数には装置
の帯電器の特性、画像制御特性に応じて適宜定めればよ
い、複写回数Ｎを測定するカウンタは１１？　ｉｌｉ器
交換時ないし清掃時にサービスマンがリセットするよう
構成しておく。

以上では複写回数の累積値により帯電電流を補正したが
、感光ドラムの回転時間の累端など、画像形成回数に応
じた物理量を測定し、帯電電流の決定に反映させるよう
にしてもよい０以上の構成は複写機に限定されることな
く、レーザービームプリンタなど同様の構成を有する装
置に適用することができる。

丑λ」Ｌ底１ 上記の実施例では表面電位センサを用いて帯電器のグリ
ッド電圧を定めていたが、第５図、第６図に示した実施
例は帯電器印加ＴｒＬ流のうち感光ドラムに流れるドラ
ム電流のみを測定してこれを定電流１ｔＪｆ　ｍして表
面電位を安定化させるものである。すなわち、複写枚数
などに応じて帯電？ｌ１ｆｊｔを増加させると、ドラム
電流も増加するため、従来と同様の電位制御では感光ド
ラムの表面電位が過大になる可能性がある。

そこで、第１実施例における複写回数による帯電電流の
漸増に加えて第５図、第６図の回路を用いてドラム電流
に基づいて帯電器電極、グリッドに対する給電制御を行
なう。

第５図の帯電器２の放電電極２２及びグリッド２１は制
御部９によりＤ／Ａ変換器８１．８２及び前述とほぼ同
様の高圧出カニニット６１′、６２′を介して制御され
る。帯電器２の筐体２３、高圧出カニニット６１′、６
２′のマイナス側の端子は共通接続され、この接続点と
ドラムｌの接地電位の間にはコンデンサＣ１１４抵抗Ｒ
１１による電流検出回路が接続しである。これにより検
出されたドラム電流ｉ０はＡ／Ｄ変換器７３を介して制
御部９にフィードバックされる。

第５図の各ブロックは第６図のように構成されている。

第１実施例と異なっている点は、高圧出カニニット６１
′では放電電極２２に対する総印加電’ｔＡｆ、　ｉ　
ｉが抵抗Ｒ１３、インピーダンス変換用の誤差増幅器Ｑ
ｌｌを介して検出され、これに基づきＰＷＭＱ１４、発
振器Ｑ１３を介してトランスＴｌｌの出カフｔｆ１ｉ、
が制御されることである。

高圧出カニニット６２′では、前記同様に抵抗Ｒ１６、
Ｒ１７によりグリ−２ド２１に対する印加電圧が検出さ
れるが、誤差増幅器Ｑ１５およびＰＷＭ、発振器Ｑ１６
による制御ループはスイッチングトランジスタＴ　ｒ　
ｌ　２のベースを制御する。

以上の構成において、帯電器に給電される総電流ｉ１は
帯電器竿体２３へ流れるシールド電波ｉｓと、グリッド
２１に流れるグリッド電流ｉＧと、感光ドラムｌに流れ
るドラム電流ｉ０に分割される。前記実施例のように複
写回数で総電流ｉ１を漸増させてゆくと、ドラム電流ｉ
０もこれに伴なって増加するので表面電位は過大傾向と
なる。

したがって抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ１ｌで検出したド
ラム電Ｉｉｉ　ｏをＡ／Ｄ変換器７３を介して制御部９
に送り、制御部９はドラム電流ｉ０を目標表面電位を得
るのに適した所定値に近づけるようＤ／Ａ変換器８２を
介して高圧出カニニット６２′のグリッド電圧を制御す
る。

すなわち、Ｄ／Ａ変換器Ｑ１５の基準電圧を変更し、グ
リッドｉＧを増加させるようグリッド電圧を制御する。

この操作を所定回数繰り返すと、ドラム電流ｉｏを所望
値に高精度で制御できる。

以上のようにして、帯電器汚れに対応して帯電電流を増
加させるとともに感光ドラムの表面電位を安定させるこ
とができ、画質を劣化することなく画像形成を行なうこ
とができる。

以上のドラムＴＩＬ流測定→グリッド電圧制御は感光ド
ラムｌの非画像部（暗部）において所定のタイミングで
行なう。この制御は画像形成ごとにその都度行なっても
よいが、決定されたグリッド電圧値を制御部９のメモリ
に保存して用いるようにしてもよい。

以上に示した２つの実施例において、帯電器汚れの指標
となる画像形成回数に対応する物理量として複写枚数を
採用したが、レーザービームプリンタなどにおいては感
光ドラムの回転時間などを用いてもよい。また、帯電器
汚れは、放電電極に対する印加′電流、電圧から等価イ
ンピーダンスを求め、この値により判断してもよい。

さらに、グリッド電極を持たない帯電器を用いる場合に
は、帯電器筐体を接地電位から絶縁し、筐体に対する印
加電圧を制御するようにすれば、前述と同様の効果を得
ることができる。

［効　果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれ対応する
物理量を行なう帯電手段を有する電源装置において、画
像形成数に応じて帯電手段に対する給電量を制御する手
段と、帯電を受ける感光体に流れる電流を検出し、これ
により前記帯電手段のバイアスを制御する手段を設けた
構成を採用しているので、帯電手段の汚れによる帯電条
件の変化に応じて適切な帯電制御を行なうことができ、
電源の小型化、帯電器の長寿命化など装置の高性壷化、
高信頼性化を図るとともに、安定したに感光体の

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の第１の実施例にお
ける構造を示したブロック図、第２図、第３図はそれぞ
れ第１図の高圧出カニニー、トの構造を示した回路図、
第４図は第１図の制御部の制御手順を示したフローチャ
ート図である。第５図、第６図は本発明の第２の実施例
を示すもので、第５図は装置の要部のブロック図、第６
図は第５図のより詳細な回路図である。 １・・・感光ドラム　　　　２・・・１次帯電器３・・
・表面電位センサ　　４・・・転写帯電器５・・・現像
ローラ　　　　９・・・制御部２１・・・グリッド　　
　　２２・・・放を電極２３・・・筐体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コロナ放電による帯電制御を行なう帯電手段を有する電
   源装置において、画像形成回数に対応する物理量を検出
   する手段と、この手段が測定した画像形成数に応じて帯
   電手段に対する給電量を制御する手段と、帯電を受ける
   感光体に流れる電流を検出し、これにより前記帯電手段
   のバイアスを制御する手段を設けた電源装置。