JP6195355B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic recording system such as a laser printer, a copying machine, and a facsimile.
従来から、電子写真記録方式を用いる複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、コスト削減や装置の小型化などが求められている。このような中、例えば、特許文献1には、現像手段と帯電手段とに、1つの共通電源から電圧を印加するモノクロプリンタが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines and laser printers that use an electrophotographic recording method are known. Such an image forming apparatus is required to reduce costs, reduce the size of the apparatus, and the like. Under such circumstances, for example,
また、従来、プロセスカートリッジの現像方法として、現像器の現像ローラを感光体に接触させた状態で現像を行う接触現像方式と、現像器と感光体との間に所定の間隙を設けた状態で現像を行う非接触現像方式の2つの方式が知られている。接触現像方式の画像形成装置には、現像器と感光体との当接、離間を行う当接離間機構が設けられている。このような画像形成装置では、現像作像時以外の前回転や後回転時に、現像器と感光体を離間させておく。このような構成とすることで、感光体表層の削れによるプロセスカートリッジ寿命の低下や、現像器の現像ローラの変形、トナーの劣化によるかぶり等に起因する画像不良を防止できる。 Conventionally, as a developing method of a process cartridge, a contact developing method in which development is performed in a state where the developing roller of the developing device is in contact with the photosensitive member, and a predetermined gap is provided between the developing device and the photosensitive member. There are two known non-contact development methods for performing development. The contact developing type image forming apparatus is provided with a contact / separation mechanism for contacting and separating the developing unit and the photosensitive member. In such an image forming apparatus, the developing device and the photosensitive member are separated from each other at the time of pre-rotation or post-rotation other than during development image formation. By adopting such a configuration, it is possible to prevent image defects due to a decrease in the life of the process cartridge due to abrasion of the surface of the photoreceptor, deformation of the developing roller of the developing device, fogging due to toner deterioration, and the like.
帯電手段の電源と現像手段の電源を共通化する場合には、従来、次のような制御が行われている。即ち、高耐圧のスイッチング素子を追加して帯電手段の電源と現像手段の電源に対して独立した制御を行い、画像部の濃度調整(現像コントラストVcont)、及び非画像部へのトナーの転移防止(現像バックコントラストVback)を適切に制御している。しかしながら、スイッチング素子が高価であるため、帯電手段と現像手段の電源を共通化しても装置全体のコスト削減効果は小さく、コストを低減することが望まれる。 In the case where the power supply of the charging unit and the power supply of the developing unit are made common, the following control is conventionally performed. That is, a high-voltage switching element is added to perform independent control on the power supply of the charging unit and the power supply of the developing unit to adjust the density of the image area (development contrast Vcont) and prevent the transfer of toner to the non-image area. (Development back contrast Vback) is appropriately controlled. However, since the switching element is expensive, the cost reduction effect of the entire apparatus is small even if the power supply of the charging unit and the developing unit is shared, and it is desired to reduce the cost.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、安価な構成で画像不良を低減することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to reduce image defects with an inexpensive configuration.
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
(1)像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記帯電手段に印加するための帯電電圧を生成する帯電電圧印加手段と、抵抗素子を介して前記帯電電圧印加手段と接続されており前記帯電電圧印加手段により生成された前記帯電電圧から前記現像手段に印加するための現像電圧を生成する現像電圧印加手段と、を有し、前記帯電手段に前記帯電電圧を印加する期間において前記現像手段に前記現像電圧を印加する電源部と、前記像担持体上に形成された前記静電潜像をトナーにより現像するために前記現像手段を前記像担持体に当接させ、前記像担持体上の前記静電潜像がトナーにより現像された後に前記現像手段を前記像担持体から離間させるよう制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記現像電圧印加手段は、前記現像電圧の定電圧制御を行うためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子に直列に接続された定電圧素子と、基準電圧を分圧することにより生成した制御電圧と前記現像電圧印加手段に流れる電流に応じた電圧とを比較して、比較結果に従い前記スイッチング素子への供給電流を制御するための信号を出力する比較手段と、を有し、前記制御手段は、前記現像手段を前記像担持体から離間させた状態で、前記電源部による前記帯電電圧及び前記現像電圧の印加又は印加の停止を行うように制御することを特徴とする画像形成装置。 (1) An image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a developing unit for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner, and a charging for applying to the charging unit A charging voltage applying means for generating a voltage and a developing voltage to be applied to the developing means from the charging voltage generated by the charging voltage applying means are connected to the charging voltage applying means through a resistance element. A developing voltage application means for applying the developing voltage to the developing means during a period in which the charging voltage is applied to the charging means, and the electrostatic latent image formed on the image carrier. In order to develop an image with toner, the developing means is brought into contact with the image carrier, and the developing means is separated from the image carrier after the electrostatic latent image on the image carrier is developed with toner . Control And control means, an image forming apparatus having the developing voltage applying means, a switching element for performing constant voltage control of the development voltage, a constant voltage element connected in series with the switching element that, A comparison in which a control voltage generated by dividing a reference voltage is compared with a voltage corresponding to a current flowing through the developing voltage applying unit, and a signal for controlling a supply current to the switching element is output according to the comparison result. And the control means controls to apply or stop applying the charging voltage and the developing voltage by the power supply unit in a state where the developing means is separated from the image carrier. An image forming apparatus.
本発明によれば、安価な構成で画像不良を低減することができる。 According to the present invention, image defects can be reduced with an inexpensive configuration.
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail by way of examples with reference to the drawings.
実施例1では、カラー電子写真画像形成装置(以下、単に画像形成装置という)として、4つの現像装置を備えたカラーレーザービームプリンタを例示している。図1乃至図4を用い画像形成装置100の構成を説明し、次に図5乃至図8を用い帯電・現像高圧電源部とその動作シーケンスについて説明する。
In the first embodiment, a color laser beam printer including four developing devices is illustrated as a color electrophotographic image forming apparatus (hereinafter simply referred to as an image forming apparatus). The configuration of the
(ドラムユニット)
ドラムユニットは、感光ドラム15と容器114とを一体的に構成したものである。感光ドラム15は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体の一例であり、ここではドラム型の電子写真感光体とする。容器114は、感光ドラム15のホルダを兼ねるクリーニング装置13の容器である。感光ドラム15の周囲には、クリーナブレード16及び帯電器17が配置されている。感光ドラム15は画像形成動作に応じて図1(a)中矢印方向(反時計回り方向)に回転する。
(Drum unit)
The drum unit is configured integrally with the
(帯電器)
帯電器17は、接触帯電方式を用いた導電ローラである。帯電器17では、電圧が印加された導電ローラを感光ドラム15に当接させることによって、感光ドラム15の表面が一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム15は、スキャナ部30によって露光されることで、感光ドラム15上(像担持体上)に静電潜像が形成される。
(Charger)
The
(クリーニング装置)
感光ドラム15上に形成された静電潜像は、後述する現像器20によって可視画像(以下、トナー画像という)へと現像される。トナー画像は、感光ドラム15から中間転写ベルト9へと転写される(以下、一次転写という)。感光ドラム15と中間転写ベルト9とが当接する位置、即ち、一次転写が実行される位置が一次転写位置である。クリーニング装置13は、中間転写ベルト9に転写されずに感光ドラム15上に残ったトナーを清掃する。感光ドラム15から除去されたトナーは容器114に蓄えられる。
(Cleaning device)
The electrostatic latent image formed on the
(現像器)
回転体である現像ロータリー23は、現像剤であるトナーを用いて感光ドラム15上の静電潜像をトナー画像へ現像する現像手段の一例である。また、現像ロータリー23は、N(N≧1)色のトナーにより静電潜像を現像するN個の現像器20を備えた現像手段の一例である。本実施例では、現像ロータリー23は、4個(N=4)の現像器20Y、20M、20C、20Bを備えているものとする。4個の現像器20Y、20M、20C、20Bは、それぞれ異なる色(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B))のトナーを用いて静電潜像を現像する。現像器20Y、20M、20C、20Bは、それぞれ現像スリーブ20YS、20MS、20CS、20BSを備えている。また、現像器20Yは、塗布ローラ20YR及びブレード20YBを備えている。他の現像器20M、20C、20Bも同様の構成である。現像ロータリー23は、軸22を中心として回転する。これにより、感光ドラム15上の静電潜像を現像すべき現像器が選択される。即ち、所望の現像器が感光ドラム15に対向して停止する。尚、所望の現像器が感光ドラム15に対向して停止している場合の位置を、以降、現像位置という。例えば、図1(a)には、イエローの現像器20Yが現像位置に停止している状態を示している。
(Developer)
The developing rotary 23 that is a rotating body is an example of a developing unit that develops the electrostatic latent image on the
カラー画像形成時には、中間転写ベルト9が、図1(a)中矢印方向(時計回り方向)に1回転するごとに現像ロータリー23が1/4回転することで、現像を行う現像器が切り換えられる。尚、現像処理は、イエローの現像器20Y、マゼンタの現像器20M、シアンの現像器20C、ブラックの現像器20Bの順序で実行される。中間転写ベルト9が4回転すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー画像が順次中間転写ベルト9上に一次転写される。その結果、多色のトナー画像が中間転写ベルト9上に形成される。
At the time of color image formation, the developing
図1(a)では、上述したようにイエローの現像器20Yが現像位置に位置決めされている。現像器20Yの容器内のトナーは塗布ローラ20YRへ送り込まれる。図1(a)中反時計回り方向に回転する塗布ローラ20YR及びブレード20YBによって、時計回り方向に回転する現像スリーブ20YSの外周にトナーが薄層塗布される。この際、摩擦による帯電によってトナーへ電荷が付与される。そして、後述する電源部である帯電・現像高圧電源部315(図5参照)によって現像スリーブ20YSに現像電圧Vdcが印加されることにより、感光ドラム15への静電潜像のトナーによる現像が促進される。マゼンタの現像器20M、シアンの現像器20C、ブラックの現像器20Bについても同様に現像が行われる。尚、以下の説明において、色を特定する必要がない場合には、符号Y、M、C、Bを省略して説明することもある。
In FIG. 1A, as described above, the yellow developing
(中間転写ベルト)
中間転写ベルト9は、感光ドラム15上のトナー画像を一次転写されるベルト状又は円柱状の像担持体である。中間転写ベルト9は、カラー画像形成時に感光ドラム15上のトナー画像を4回多重に転写され、多色のトナー画像が中間転写ベルト9上に形成される。中間転写ベルト9は、図1(a)中矢印方向(時計回り方向)に回転し、転写電圧を印加された二次転写ローラ10と記録材Pを挟み込んで搬送する。これにより、記録材Pには、中間転写ベルト9上の多色のトナー画像が一括して転写される(以下、二次転写という)。尚、中間転写ベルト9と二次転写ローラ10とが当接している位置、即ち、二次転写が実行される位置が二次転写位置である。中間転写ベルト9の外周の非画像領域には、中間転写ベルト9の周長測定や各色の画像開始タイミングの基準とするためのホームポジションマーク(以下HPマークとする)92と、HPマーク92を検知するための光学センサ91が設けられている。ここで、非画像領域とは、中間転写ベルト9の回動方向に直交する方向における中間転写ベルト9の両端部の領域である。
(Intermediate transfer belt)
The
(給紙部)
給紙部は画像形成部(より詳細には二次転写位置)へ記録材Pを給送するユニットである。カセット302は、複数枚の記録材Pを収納している。給紙ローラ303は画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット302内の記録材Pを1枚ずつ分離して搬送路へ給紙する。給紙ローラ303は、トナー画像を二次転写されることになる記録材Pを搬送路へと給送する給送手段の一例である。給紙ローラ303と二次転写ローラ10との間の搬送路上には、レジストローラ8が設けられている。レジストローラ8に設けられたシャッタ11は、記録材Pの斜行を修正する。シャッタ11は記録材Pの先端によって回動する。先端検知センサ40はシャッタ11の回動を検知することで、記録材Pの先端を検知する。先端検知センサ40は、給紙ローラ303と二次転写ローラ10との間の搬送路上に配置され、搬送路を搬送されてきた記録材Pを検知する検知手段の一例である。
(Paper Feeder)
The paper feed unit is a unit that feeds the recording material P to the image forming unit (more specifically, the secondary transfer position). The
レジストローラ8は、画像作成動作中に記録材Pを再給紙待機位置7に静止待機させる非回転の動作と、記録材Pを二次転写位置に向けて搬送する回転の動作とを行う。ここで、レジストローラ8の回転、非回転の動作は、画像形成タイミングと、先端検知センサ40により記録材Pを検知したタイミングとに基づいて行う。これにより、中間転写ベルト9上のトナー画像が二次転写位置に到着するタイミングと、記録材Pが二次転写位置に到着するタイミングとを調整して両者を同期させる。尚、レジストローラ8は、先端検知センサ40により記録材Pを検知すると、記録材Pを所定の待機位置(例えば、再給紙待機位置7)まで搬送してから停止し、搬送再開の指示に応じて記録材Pの搬送を再開する搬送手段の一例である。
The
(転写部)
二次転写ローラ10は、中間転写ベルト9に担持されている多色のトナー画像を記録材Pへ二次転写する二次転写手段の一例である。二次転写ローラ10は、例えば、揺動可能であり、中間転写ベルト9に対して、当接又は離間することが可能である。中間転写ベルト9上に4色のトナー画像が順次形成されている間(即ち中間転写ベルト9が4回転する間)は、中間転写ベルト9上に既に一次転写されたトナー画像を乱さないように、二次転写ローラ10は中間転写ベルト9から離間している。即ち、二次転写ローラ10は図1(a)中実線で示す位置に退避又は待機している。
(Transfer part)
The
一方、中間転写ベルト9上に4色のトナー画像が重畳転写されると、記録材Pにカラー画像を転写するタイミングに合わせて二次転写ローラ10は中間転写ベルト9に当接する。即ち、二次転写ローラ10はカム部材93により図1(a)中破線で示す位置に移動する。このとき二次転写ローラ10には転写電圧が印加される。中間転写ベルト9と二次転写ローラ10とはそれぞれ回転駆動されているため、両者に挟まれた状態の記録材Pは二次転写が行われると同時に定着部25に向けて搬送される。カム部材93や、カム部材93を駆動する駆動制御部217(図1(b)参照)などは、二次転写ローラ10を中間転写ベルト9に対して当接又は離間させる第一当接離間手段の一例である。定着部25において、記録材P上の未定着のトナー画像が記録材Pへと定着される。その後、記録材Pは、排出ローラ36によって画像形成装置外へと排出される。
On the other hand, when the four color toner images are superimposed and transferred onto the
中間転写ベルト9から記録材Pにトナー画像が二次転写された後で、中間転写ベルト9上に残留したトナーは、中間転写ベルト9に当接したICLローラ39によって、帯電極性とは逆の極性に帯電される(図1(a)中破線)。中間転写ベルト9上に残留したトナー(以下、残留トナーという)への帯電が終了した後、ICLローラ39は中間転写ベルト9から離間する。尚、4色のトナー画像を中間転写ベルト9上に一次転写している際には、ICLローラ39は中間転写ベルト9から離間している(図1(a)中実線)。ここで、二次転写ローラ10とICLローラ39は、例えば、モータの力をカム部材93とローラ当接離間カム94に伝達するか否かを切り換えるソレノイドにより、中間転写ベルト9に対する当接と離間とを切り換えられる。ICLローラ39により帯電された残留トナーは、一次転写位置で感光ドラム15に静電的に逆転写され、クリーナブレード16により、容器114へ回収される。このように、ICLローラ39は、二次転写ローラ10と感光ドラム15との間に設けられ、二次転写ローラ10による二次転写が実行された後に中間転写ベルト9の残留トナーを清掃するための電圧を中間転写ベルト9に印加する電圧印加手段の一例である。また、カム、ソレノイド及びこれらを駆動する駆動制御部217などは、電圧印加手段を中間転写ベルト9に対して当接又は離間させる第二当接離間手段の一例である。
After the toner image is secondarily transferred from the
(制御部)
図1(b)は、本実施例の画像形成装置100のシステム図である。コントローラ部201は、ホストコンピュータ200からプリントジョブを受信し、画像データをビットマップデータに展開するなど、各種の画像処理を実行する。エンジン制御部202は、画像形成装置100のエンジンを統括的に制御するユニットである。インターフェイス部210は、シリアル通信部203と画像形成信号部204とを備えている。シリアル通信部203は、CPU211とシリアル信号223によりシリアル通信を実行する。これにより、コントローラ部201は、シリアル信号223によりコマンドを送信したり、エンジンのステータスなどの情報を受信したりする。CPU211は、画像形成の基準となる/TOP信号220を送信する。
(Control part)
FIG. 1B is a system diagram of the
画像形成信号部204は、/TOP信号220を基準としてVideo信号222の画像制御部212への送信を開始する。/TOP信号220は、ページの始まりを意味する。画像制御部212は、スキャナ制御部18からの/BD同期信号221を画像形成信号部204へ送信する。画像形成信号部204は、/BD同期信号221を受信するたびに、1ライン分のVideo信号222を画像制御部212へ送信する。画像制御部212は、受信したVideo信号222をスキャナ制御部18へ転送する。ここで、Video信号222は、PWM変調など、各種の信号処理が適用されてもよい。/TOP信号220は、垂直同期信号として機能し、/BD同期信号221は水平同期信号として機能する。
The image forming
CPU211は、エンジンを統括的に制御する。例えば、CPU211は、センサ制御部218により制御される光学センサ91を用いて中間転写ベルト9上のHPマーク92を検知する。尚、CPU211は、所定のタイミングまでに先端検知センサ40が記録材Pを検知できない場合、カム部材93を制御して二次転写ローラ10を中間転写ベルト9から離間させる。そして、CPU211は、中間転写ベルト9の回転を継続させ、給紙ローラ303により記録材Pの給送をリトライさせる。このようにCPU211は、制御手段の一例である。また、CPU211は、所定のタイミングまでに先端検知センサ40が記録材Pを検知できない場合、ローラ当接・離間カムを制御してICLローラ39を中間転写ベルト9から離間させるように機能する。
The
駆動制御部217は、CPU211からの指示に基づいてメインモータ219及び給紙モータ229を制御する。メインモータ219は、中間転写ベルト9、感光ドラム15及び現像ロータリー23を駆動する。給紙モータ229は、レジストローラ8を駆動する。給紙制御部214は、CPU211からの指示に基づいて、ピックアップソレノイド226を制御する。給紙ローラ303はクラッチを介して結合された給紙モータ229によって駆動される。ピックアップソレノイド226はこのクラッチを駆動する。ピックアップソレノイド226が吸引することでクラッチが接続され、給紙ローラ303が1回転する。これによりカセット302に収納された記録材Pがピックアップされて、搬送路へと給紙される。
The drive control unit 217 controls the
高圧制御部215は、CPU211からの指示に応じて二次転写ローラ10に二次転写電圧を印加したり、ICLローラ39に逆電圧を印加したり、帯電器17に帯電電圧を印加したりする。メモリ制御部216は、制御プログラムを記憶している不揮発性メモリや、ROM、RAMを制御する。
The high
(現像位置と現像退避位置との関係)
図2(a)は、本実施例の現像器20の現像位置と現像退避位置を示す図であり、説明上必要な構成のみ示している。現像ロータリー23の停止位置(ポジションともいう)は、4色の現像ロータリーであれば、8箇所となる。図2(a)では、各色の現像器20が現像位置で停止した状態と、いずれの現像器20も現像位置以外の位置(以後、「現像待避位置」という)に位置している状態が示されている。詳細には、図2(a)中r1はイエローの現像器20Yが現像位置で停止した状態(Yellow現像位置と図示、r3、r5、r7についても同様)、図2(a)中r3はマゼンタの現像器20Mが現像位置で停止した状態である。また、図2(a)中r5はシアンの現像器20Cが現像位置で停止した状態、図2(a)中r7はブラックの現像器20Bが現像位置で停止した状態である。また、図2(a)中r2はイエローの現像器20Yとマゼンタの現像器20Mとの間の現像退避位置にある状態、図2(a)中r4はマゼンタの現像器20Mとシアンの現像器20Cとの間の現像退避位置にある状態である。更に、図2(a)中r6はシアンの現像器20Cとブラックの現像器20Bとの間の現像退避位置にある状態、図2(a)中r8はブラックの現像器20Bとイエローの現像器20Yとの間の現像退避位置にある状態である。このように、いずれかの現像器20が感光ドラム15上の静電潜像を現像した後で、現像ロータリー23は、いずれの現像器20も感光ドラム15と当接しないような位置まで回転する。尚、図2(a)では、現像ロータリー23の回転の様子をわかりやすくするために、ブラックの現像器20Bにのみハッチングを施している。
(Relationship between development position and development retract position)
FIG. 2A is a diagram illustrating the developing position and the developing retracted position of the developing device 20 of the present embodiment, and shows only the configuration necessary for explanation. If the
ある現像器20が現像位置に位置している状態で、現像ロータリー23を1/4回転すると(図2(a)中、ロータリー1/4回転と図示、以下同様)、次色の現像器20が現像位置に到達する。例えば、イエローの現像器20Yが現像位置にある状態(r1)で、現像ロータリー23を1/4回転するとマゼンタの現像器20Mが現像位置へ移動する(r3)。次に1/4回転すると、シアンの現像器20Cが現像位置に移動する(r5)。次に1/4回転するとブラックの現像器20Bが現像位置に到達する(r7)。更に1/4回転すると再びイエローの現像器20Yが現像位置に到達する(r1)。通常、カラー画像形成時は、現像ロータリー23は、1/4回転ずつ回転する。
When the developing
一方、ある現像器20が現像位置に位置している状態で、現像ロータリー23を1/8回転すると(図2(a)中、ロータリー1/8回転と図示、以下同様)、その現像器20は現像待避位置に移動する。更に1/8回転すると、次色の現像器20が現像位置に到達する。例えば、イエローの現像器20Yが現像位置にある状態(r1)で、現像ロータリー23を1/8回転させると、イエローの現像器20Yとマゼンタの現像器20Mとの中間に位置する部分が現像位置に位置することとなる。これを、Y−M現像待避位置という(r2)。尚、他の現像器20M〜20Bについても同様に、M−C現像退避位置(r4)、C−B現像退避位置(r6)、B−Y現像退避位置(r8)という。r2の状態から更に1/8回転させると、マゼンタの現像器20Mが現像位置に移動する(r3)。
On the other hand, when the developing
尚、本実施例では、現像位置において、各現像スリーブ20YS〜20BSのいずれかが感光ドラム15と接触している。即ち、本実施例の画像形成装置100は、各現像スリーブ20YS〜20BSのいずれかが感光ドラム15と接触した状態で、感光ドラム15上の静電潜像の現像を行う接触現像方式の画像形成装置である。このように、本実施例では、感光ドラム15と現像スリーブ20YS〜20BSのいずれかは、現像時においては接触しているものとする。本実施例では、現像スリーブ20YS〜20BSのいずれかと感光ドラム15との当接離間動作は、現像ロータリー23の回転動作のみで行われるものとする。しかし、現像ロータリー23が回転し作像位置に停止した後、現像スリーブ20YS〜20BSのいずれかと感光ドラム15との当接離間動作が、例えば、次のようにして行われるものとしてもよい。即ち、現像ロータリー23が回転し作像位置に停止した後、現像スリーブ20YS〜20BSが感光ドラム15の径方向に移動する動作等によって当接離間動作が行われるものとしてもよい。本実施例では、CPU211は、現像ロータリー23をホームポジションからどれだけ回転させたか(1/4回転、1/8回転等)によって、現像器20が感光ドラム15に当接したか否かを判断しているものとする。
In this embodiment, one of the developing sleeves 20YS to 20BS is in contact with the
(帯電・現像高圧電源部)
図2(b)は、本実施例の帯電・現像高圧電源部315を示す図である。尚、図2(b)の現像ロータリー23には、説明上イエローの現像器20Yのみを示し、詳細な構成は省略している。本実施例では、現像位置において、帯電・現像高圧電源部315とイエローの現像スリーブ20YSが接続されている。この接続は、現像スリーブ20YSに付属の電気接点(図5の20YC)と、現像位置に固定された帯電・現像高圧電源部315側の電気接点(図5の421)により行われる。帯電・現像高圧電源部315は、高圧制御部215より受信した高圧制御信号に基づき、帯電器17へ帯電電圧Vcdcを印加し、同時に、現像位置にある現像スリーブ20へ現像電圧Vdcを印加する。現像ロータリー23の動作と帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdcの印加タイミングについては後述する。
(Charging / Development high-voltage power supply)
FIG. 2B is a diagram illustrating the charging / developing high-voltage
(現像ロータリーのホームポジション)
次に、現像ロータリー23のホームポジション検知について説明する。図2(c)、図2(d)に感光ドラム15と現像ロータリー23の模式図を示す。現像ロータリー23は図中矢印B方向(時計回り方向)に回転する。ここで、図2(c)、図2(d)の現像ロータリー23中の詳細な描画は省略する。図2(c)、図2(d)では、現像ロータリー23を示す円を4分割し、各扇型の部分が、イエローの現像器20Yの装着位置、マゼンタの現像器20Mの装着位置、シアンの現像器20Cの装着位置、ブラックの現像器Bの装着位置を、それぞれ示している。フォトインタラプタ300は、現像ロータリー23とは独立して装置本体に設けられており、発光ダイオードからなる発光部とフォトトランジスタからなる受光部で構成されている。フォトインタラプタ300は、現像ロータリーディスク(不図示)周上に設けられた位置検出フラグである突起部301eの通過を検出するために設けられている。フォトインタラプタ300と、突起部301eとが正規停止位置検出手段である。
(Development rotary home position)
Next, home position detection of the developing
突起部301eは、ブラックの現像器20Bの装着位置中、現像ロータリー23の回転方向において、感光ドラム15と対向する位置に先に到達する位置寄りに設けられている。図2(c)は、ブラックを現像中の現像ロータリー23のポジションを示しており、ブラックの現像器20Bの装着位置と感光ドラム15が正対するポジションとなっている。即ち、図2(c)は、図2(a)のr7に示すブラックの現像位置(Black現像位置)に停止した状態となっている。一方、図2(d)は、現像ロータリー23の正規の停止位置(ホームポジション)を示している。図2(d)は、図2(c)の状態から、現像ロータリー23が反時計回り方向(矢印Bとは逆方向)に45°回転した位置で、感光ドラム15はいずれの現像器20とも接触しない状態になっている。即ち、図2(d)は、図2(a)のr6に示すC−B現像退避位置に停止した状態となっている。
The
通常、画像形成終了後や各種キャリブレーション終了後、また、次回の画像形成に備える場合、現像ロータリー23は図2(d)に示す位置で停止する。エンジン制御部202は、図2(d)のホームポジションを基準にして、現像ロータリー23の全ての動作を制御する。
Normally, after the end of image formation, after the end of various calibrations, and when preparing for the next image formation, the
(スキャナ部)
図3(a)は、本実施例のスキャナ部30を示す図である。スキャナ制御部18は、トナー画像を可視化させる露光量E1(図3(b)等参照)をパルス幅信号60により制御する。スキャナ制御部18のパルス幅信号60による制御は、具体的には発光時間制御である。また、スキャナ制御部18は、輝度信号61によりレーザードライバ62の発光強度を制御する。尚、ここでの露光量とはμJ/cm2の単位であり、レーザーダイオード63を、ある発光強度で、ある時間だけある面積において連続発光したときの単位面積あたりの光エネルギーである。
(Scanner part)
FIG. 3A is a diagram illustrating the
そして、レーザードライバ62は、画像データに基づきスキャナ制御部18から指示される輝度信号61、パルス幅信号60により、レーザーダイオード63の発光輝度及び発光時間を制御する。尚、発光輝度はレーザードライバ62がレーザーダイオード63に供給する電流を調整することで制御できる。更に、レーザーダイオード63から出射されるレーザー光6は光走査され、回転多面鏡64、レンズ65及び折り返しミラー66を含む補正光学系67を経て、走査光として感光ドラム15に照射される。また、レーザードライバ62は、いわゆる自動光量制御を実行し、目標の発光輝度(mW)になるように、レーザーダイオード63に供給する電流を制御している。
The
(現像コントラストVcont、現像バックコントラストVbackと画像の状態)
図3(b)、図3(c)を用いて感光ドラム15の膜厚変化と現像コントラストVcont、現像バックコントラストVbackの関係について説明する。感光ドラム15の表面は、使用が進むと帯電器17の放電により劣化し、また接触するクリーナブレード16と摺擦することにより削れ、感光ドラム15の膜厚が薄くなる。使用が進んでいない膜厚の厚い感光ドラム15は、帯電器17と感光ドラム15のエアギャップが小さく、発生する電位差も小さいため、帯電電位Vdの絶対値が小さい。一方、使用が進んだ膜厚の薄い感光ドラム15は、使用が進んでいない感光ドラム15とは逆でエアギャップが大きく、帯電電位Vdの絶対値が大きくなる(図3(b)中、Vd Upと図示)。図3(b)、図3(c)は、経時的に感光ドラム15の膜厚が薄くなった場合に、感光ドラム15の電位がどう変化するのかを示している。図3(b)は、帯電電圧Vcdcと現像電位Vdcを固定値とした場合の課題を説明するための図である。
(Development contrast Vcont, development back contrast Vback, and image state)
The relationship between the change in film thickness of the
図3(b)の左図の膜厚の厚い感光ドラム15において、現像電位Vdcと帯電電位Vdのコントラストである現像バックコントラストVback(=Vd−Vdc)が所望状態となるよう現像電位Vdcと帯電電位Vdを設定する。この場合、感光ドラム15の膜厚が薄くなったとき(図3(b)の右図)に以下の課題が発生する。感光ドラム15の膜厚が薄くなると、帯電電位Vdの絶対値が高くなるため、現像バックコントラストVbackが大きくなってしまう。現像バックコントラストVbackが大きくなると、正規の極性に帯電できなかったトナー(本実施例のように反転現像の場合は、負極性にならず0〜正極性に帯電したトナー)が、現像器20から感光ドラム15の非画像部に転移してかぶりが発生する。また、帯電電位Vdが上昇するため露光強度(E1)を一定としている構成では、露光電位Vlも上昇する(図3(b)中、Vl Upと図示)。そのため、現像電位Vdcと露光電位Vlの差分値である現像コントラストVcont(=Vdc−Vl)が小さくなる。これにより、現像器20から感光ドラム15に静電的にトナーを十分に転移させることができず、ベタ黒画像の濃度が薄くなる現象(以下、濃度薄という)が発生し易くなる。尚、非画像部とは、感光ドラム1上でトナー画像を可視化させない箇所であり、感光ドラム1上でトナー画像を可視化させる箇所を画像部という。
In the thick
以上の課題を解決するため、図3(c)のように帯電電圧Vcdcを可変とした構成が図3(c)である。感光ドラム15の膜厚が薄くなっても帯電電圧をVcdc1からVcdc2に補正することにより、帯電電位Vdと露光電位Vlとを一定に保つことができる。これにより、現像コントラストVcontと現像バックコントラストVbackを一定に保つことができる。尚、本実施例では、後述するように帯電電圧Vcdcを可変値、現像電位Vdcを固定値としている。しかし、帯電電圧Vcdcを固定値、現像電位Vdcを可変値としても、現像コントラストVcontと現像バックコントラストVbackを一定に保つことができる。
In order to solve the above problems, FIG. 3C shows a configuration in which the charging voltage Vcdc is variable as shown in FIG. Even when the film thickness of the
(帯電電圧Vcdcの補正)
図4は、感光ドラム15の使用が進んでいるか否か(感光ドラム15の使用量、又は寿命ともいう)に関連して帯電電圧Vcdcを補正する、図3(c)の構成を説明するフローチャートである。ステップ(以下、Sとする)101でエンジン制御部202は、メモリ制御部216により記憶部材(不図示)から、感光ドラム15の使用が進んでいるか否かに関する情報として、感光ドラム15の積算回転数の情報を読み込む。尚、感光ドラム15の使用が進んでいるか否かに関する情報は、感光ドラム15がどれ程回転したか又は使用されたかの使用状況に関する情報であれば良い。例えば、感光ドラム15を駆動するモータのモータ駆動時間や帯電器17の回転数、プリント枚数などでも良い。
(Correction of charging voltage Vcdc)
FIG. 4 is a flowchart for explaining the configuration of FIG. 3C in which the charging voltage Vcdc is corrected in relation to whether or not the use of the
S102でエンジン制御部202は、S101で取得した感光ドラム15の積算回転数の情報に基づいて、帯電電圧Vcdcを決定する。例えば、エンジン制御部202は、感光ドラム15の積算回転数(感光ドラム使用状況)と帯電電圧Vcdcとの対応関係が定められたテーブルを参照することにより、帯電電圧Vcdcを決定する。尚、不図示の記憶部材に、感光ドラム15の積算回転数と帯電電圧Vcdcとの関係を表す式を記憶しておき、エンジン制御部202が式を演算することにより、帯電電圧Vcdcを求める構成としてもよく、種々の構成が考えられる。感光ドラム15の積算回転数が多いほど感光ドラム15の膜厚が薄くなるため、例えば図3(c)で説明したように、帯電電圧をVcdc1からVcdc2に補正し、帯電電圧をVcdc2と決定する。尚、テーブルの具体的な数値等の説明はここでは省略する。
In S <b> 102, the
S103でエンジン制御部202は、図1(a)で説明した一連の画像形成動作及び制御を各部材に実行させる。また、S104でエンジン制御部は、S103の一連の画像形成動作中に回転させた感光ドラム15の回転数を、不図示のカウンタ等によって計測する。S105でエンジン制御部202は、画像形成動作が終了したか否かを判断し、画像形成動作が終了したと判断した場合にはS106の処理に進む。S106でエンジン制御部202は、S104で計測した計測結果を感光ドラム15の積算回転数に加算し、積算回転数を更新する。S107でエンジン制御部202は、更新後の感光ドラム15の積算回転数をメモリ制御部216により不図示のメモリに保存する。S105でエンジン制御部202は、画像形成動作が終了していないと判断した場合は、S103の処理に戻る。
In step S103, the
以上が、現像コントラストVcont、現像バックコントラストVbackの経時的な変化による画像不良の例(濃度薄やかぶり等)と、帯電電圧Vcdcの補正方法である。現像コントラストVcont、現像バックコントラストVbackについては、上述した経時的な変化に限らず、使用環境や個体ばらつきを抑える設計及びそれらを補正する設計が重要である。 The above is an example of an image failure (thin density, fogging, etc.) due to a change with time of the development contrast Vcont and the development back contrast Vback, and the method for correcting the charging voltage Vcdc. Regarding the development contrast Vcont and the development back contrast Vback, not only the change over time described above but also a design that suppresses the use environment and individual variations and a design that corrects them are important.
(帯電・現像高圧電源部)
上述したように、現像バックコントラストVbackは、帯電電位Vdと現像電位Vdcの差分(Vback=Vd−Vdc)である。このため、感光ドラム15の個体ばらつきを抑えるために帯電電圧Vcdcと現像電圧Vdcが連動して電圧公差を持つような電源とするなどの工夫も重要である。帯電電圧Vcdcと現像電圧Vdcが連動した電圧交差を持つようにするために、帯電器17と現像器20とに、1つの共通する電源から電圧を印加する構成がある。
(Charging / Development high-voltage power supply)
As described above, the development back contrast Vback is the difference between the charging potential Vd and the development potential Vdc (Vback = Vd−Vdc). For this reason, in order to suppress the individual variation of the
図5は、本実施例の帯電・現像高圧電源部315の詳細を示す回路図である。図5には、イエローの現像器20Yの現像スリーブ20YSが感光ドラム15に当接している例を示す。帯電器17に供給される帯電電圧Vcdcは、高圧制御部215から出力されるコントロール信号Vcに基づき電圧を可変できる構成である。現像スリーブ20YSに印加される現像電圧Vdcは、帯電電圧Vcdcと抵抗R3、R4によってレギュレートされたシリーズレギュレータにより生成される。詳細は後述する。尚、以降、数値の大きい、小さいは、絶対値での比較とする。
FIG. 5 is a circuit diagram showing details of the charging / developing high-voltage
◆帯電高圧電源部
帯電電圧印加手段である帯電高圧電源部は、比較検出部404、電圧制御発振器(以下、VCO回路とする)403、駆動回路402、圧電トランス401、整流回路405、モニター電圧生成部406を有する。帯電電圧Vcdcは、圧電トランス401から出力された交流電圧を整流回路405によって直流電圧とし、帯電器17に印加される。一方、帯電電圧Vcdcを略一定に制御するため、帯電・現像高圧電源部315は、次のようなフィードバック制御を行っている。モニター電圧生成部406は、帯電電圧Vcdcを抵抗R1、R2によりR2/R1の比で降圧させた電圧を、所定電圧である基準電圧Vrgvにより正極性の電圧にオフセットさせた電圧を、モニター電圧Vref1として生成し、比較検出部404に出力する。帯電・現像高圧電源部315は、モニター電圧Vref1が一定値になるように、フィードバック制御を行っている。具体的には、高圧制御部215(例えばCPUのD/Aポート、以降、高圧制御部215のD/Aポートという)で予め設定されたコントロール電圧Vcと、モニター電圧Vref1が略等しくなるよう、比較検出部404が制御する。ここで、比較検出部404は、例えばオペアンプと位相補正用の抵抗、コンデンサなどで構成される。
Charged high-voltage power supply unit The charged high-voltage power supply unit that is a charging voltage application means includes a
比較検出部404の出力は、圧電トランス401の制御回路であるVCO回路403に出力される。VCO回路403は、比較検出部404から入力された信号に基づいて圧電トランス401の駆動周波数を制御し、VCO回路403の出力信号は、圧電トランス401の駆動回路402に入力される。その結果、モニター電圧Vref1がコントロール電圧Vcに従う値になるよう圧電トランス401から出力される帯電電圧Vcdcが制御される。尚、圧電トランス401の周波数制御については、比較検出部404の出力、又はモニター電圧Vref1を高圧制御部215へ入力し、高圧制御部215による演算結果を圧電トランス401の制御系に反映するようにしてもよい。
The output of the
◆従来の現像電圧生成部
現像電圧Vdcは、抵抗R3を介して帯電電圧Vcdcと接続される。また、現像電圧Vdcは、現像スリーブ20YSに付属の電気接点20YCと、現像位置に固定された帯電・現像高圧電源部315側の電気接点421を介して、現像スリーブ20YSに印加される。ここで、本実施例との比較のために、図6(a)に従来の帯電・現像高圧電源部615の構成例を示す。尚、図5と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。従来の現像電圧生成部507では、高圧制御部515のD/Aポートから出力されるコントロール信号Vc2に基づいて、現像電圧Vdcが現像器20に供給される。現像電圧生成部507において、現像電圧Vdcは、帯電電圧Vcdcと抵抗R3、R4でレギュレートされたシリーズレギュレータとなっている。図6(b)は、コントロール電圧Vc[v]に対する帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcの出力可能範囲を示しており、横軸はコントロール電圧Vc[V]、縦軸は電圧[V]を示している。帯電電圧Vcdcはコントロール電圧Vcに従い、0Vから−1300V(Vcdc_maxとする)まで設定可能である。−1300Vという電圧は、感光ドラム15の個体ばらつきや膜厚の変化を考慮しても十分な帯電電位Vdに帯電できる電圧値として設定している。
◆ Conventional Development Voltage Generation Unit The development voltage Vdc is connected to the charging voltage Vcdc via the resistor R3. The developing voltage Vdc is applied to the developing sleeve 20YS via an electrical contact 20YC attached to the developing sleeve 20YS and an
一方、現像電圧Vdcは帯電電圧Vcdcと抵抗R3、R4によりレギュレートされるため、Vrgv乃至
Vdc=Vcdc×R4/(R3+R4)・・・(1)
まで出力可能である。この範囲において、抵抗R4、R5を設定することにより、現像電圧Vdcの出力テーブルを設定できる。出力テーブルの算出方法は、図6(a)においてVrgvから抵抗R5、R4に流れる電流をi1とすると、
Vdc=Vrgv+i1×(R4+R5)・・・(2)
Vref2=Vrgv+i1×R5・・・(3)
ここでオペアンプ417の入力端子に流れる電流は微小なため0として計算している。
On the other hand, since the developing voltage Vdc is regulated by the charging voltage Vcdc and the resistors R3 and R4, Vrgv to Vdc = Vcdc × R4 / (R3 + R4) (1)
Output is possible. In this range, the output table of the development voltage Vdc can be set by setting the resistors R4 and R5. The calculation method of the output table is as follows. In FIG. 6A, if the current flowing from Vrgv to the resistors R5 and R4 is i1,
Vdc = Vrgv + i1 × (R4 + R5) (2)
Vref2 = Vrgv + i1 × R5 (3)
Here, since the current flowing through the input terminal of the
式(2)、式(3)とオペアンプ417のヴァーチャルショート(Vref2=Vc2)より、
Vdc=Vc2−R4/R5×(Vrgv−Vc2)・・・(4)
となる。式(4)の現像電圧Vdcが最大となるのはVc2が0のときであり、
Vdc_max=−R4/R5×(Vrgv)・・・(5)
となる。
From the expressions (2) and (3) and the virtual short circuit (Vref2 = Vc2) of the
Vdc = Vc2−R4 / R5 × (Vrgv−Vc2) (4)
It becomes. The development voltage Vdc of the formula (4) becomes maximum when Vc2 is 0.
Vdc_max = −R4 / R5 × (Vrgv) (5)
It becomes.
現像電圧Vdcは、一般的に現像に必要な電圧、略−300Vより大きく、且つ現像電圧Vdcの分解能が落ちない程度の電圧に設定される。図6(b)では、−400Vとしている。コントロール電圧Vc2とモニター電圧Vref2が略等しくなるようオペアンプ417がスイッチング素子519のコレクタ電流i2を制御し、現像電圧Vdcを制御可能としている。図6(a)に示す従来の構成では、現像電圧Vdcを最大の現像電圧Vdc_maxである−400Vに設定した場合、スイッチング素子519のコレクタ−エミッタにその耐圧を持たせる必要がある。このため、スイッチング素子519として高耐圧の半導体(一般的には高圧トランジスタ)が必要となる。しかしながら高圧トランジスタは高価であるため、帯電電圧Vcdcの電源と現像電圧Vdcの電源を共通化してもコスト低減の効果が低い。
The development voltage Vdc is set to a voltage that is generally higher than a voltage necessary for development, approximately −300 V, and does not decrease the resolution of the development voltage Vdc. In FIG.6 (b), it is set to -400V. The
◆現像電圧生成部の変形例
図6(c)、図6(d)は、図6(a)の現像電圧生成部507の変形例を示す図である。図6(c)の現像電圧生成部457は、ツェナーダイオード458を使用し固定電圧として現像電圧Vdcを生成する。図6(d)の現像電圧生成部467は、抵抗R3と抵抗R8で帯電電圧Vcdcを分圧して現像電圧Vdcを生成する。図6(c)の場合、現像電圧Vdcの個体ばらつきはツェナーダイオード458の個体ばらつきのみに依存し、帯電電圧Vcdcの個体ばらつき(図6(a)のVrgvと抵抗R1、R2に依存)とは独立している。また、一般的にツェナーダイオードは、抵抗よりも個体ばらつきを抑えにくいという特性がある。よって、図6(c)の場合、帯電電圧Vcdcと現像電圧Vdcの差分によって決まる現像バックコントラストVbackの個体ばらつきが大きくなり、感光ドラム15の非画像部へトナーが転移するかぶりの課題が発生するおそれがある。
<Modification of Development Voltage Generating Unit> FIGS. 6C and 6D are diagrams showing a modification of the development
一方、図6(d)の場合、次のような課題が発生するおそれがある。現像バックコントラストVbackの個体ばらつきは、帯電電圧Vcdcの個体ばらつきと抵抗R3、R8に依存する。更に、図6(d)の構成では、現像電圧Vdcの定電圧制御を行っていないため、図7(a)に示すように現像当接時に現像スリーブ20YSから感光ドラム15に流れる電流424による現像電圧Vcdの変動を考慮する必要がある。ここで、図7(a)は、図6(d)の現像電圧生成部467を適用した帯電・現像高圧電源部625を示す回路図であり、図5と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
On the other hand, in the case of FIG. 6D, the following problem may occur. The individual variation of the development back contrast Vback depends on the individual variation of the charging voltage Vcdc and the resistances R3 and R8. Further, in the configuration of FIG. 6D, since the constant voltage control of the development voltage Vdc is not performed, the development by the current 424 flowing from the developing sleeve 20YS to the
図7(b)に、現像スリーブ20YSから感光ドラム15に流れる電流424による現像電圧Vcdの変動の様子を示す。図7(b)で横軸は時間、縦軸は電圧を示している。帯電電圧Vcdcは図5と同様、定電圧制御されているため、イエローの現像器20Yの当接、離間(以下、現像当接離間とする)にかかわらず略一定である。現像電圧Vdcは、イエローの現像器20Yが離間している状態(以下、現像離間状態とする)で、帯電電圧Vcdcと同じタイミング(高圧制御信号オンのタイミング)で出力し始める。現像電圧Vdcとしては、帯電電圧Vcdcに対し、R3/(R3+R8)の比率の電圧422が出力される。このとき、現像離間状態であるため、電流424は流れない。
FIG. 7B shows how the developing voltage Vcd fluctuates due to the current 424 flowing from the developing sleeve 20YS to the
その後、イエロー現像器20Yの現像スリーブ20YSが感光ドラム15に当接すると(図7(b)中、イエロー現像当接と図示)、現像スリーブ20YSから感光ドラム15に電流424が流れる。このため、現像電圧Vdcが電圧422の電圧値から電圧423の電圧値に10V程度低下する。尚、電圧422の電圧値から電圧423の電圧値へ低下した約10Vの電圧を、以下、ドロップ電圧という。イエロー色のトナーの現像時には、電圧423が現像スリーブYSへ印加されるため、現像バックコントラストVbackとしても、この電圧423が重要になる。以上のことから、現像バックコントラストVbackの個体ばらつきを抑えるためには、帯電電圧Vcdcと抵抗R3、R8、更にドロップ電圧の個体ばらつきを抑えればよい。しかし、ドロップ電圧に寄与する電流424は、物理的な当接状態のばらつきだけでなく、トナー量やトナーの劣化、感光ドラム15の膜厚などによりばらつくため、定量化が困難である。このため、図6(d)の構成は、現像バックコントラストVbackの変動を抑えるための帯電・現像高圧電源部625の構成としては、課題がある。
Thereafter, when the developing sleeve 20YS of the yellow developing
尚、現像電圧Vdcは、イエローの現像スリーブYSが感光ドラム15から離間するタイミングで(図7(b)中、イエロー現像離間と図示)、電圧423の電圧値から電圧422の電圧値に戻る。そして、現像電圧Vdcは、イエローの現像離間状態で、帯電電圧Vcdcと同じタイミング(高圧制御信号オフのタイミング)で出力が停止される。
The development voltage Vdc returns from the voltage value of the voltage 423 to the voltage value of the
◆本実施例の現像電圧生成部
以上の現像電圧生成部の構成を踏まえ、本実施例の図5では、図6(a)の従来の現像電圧生成部507をベースとし、次のような構成としている。即ち、本実施例では、スイッチング素子である安価な小信号トランジスタ419と定電圧素子であるツェナーダイオード418を直列に接続している。これにより、現像バックコントラストVbackの変動を抑えながら安価な帯電・現像高圧電源を可能としている。
◆ Developing Voltage Generating Unit of the Present Example Based on the above-described configuration of the developing voltage generating unit, FIG. 5 of the present example is based on the conventional developing
本実施例の帯電・現像高圧電源部315について、図6(a)の従来の現像電圧生成部507と異なる点を中心に説明する。本実施例の現像電圧印加手段である現像電圧生成部407では、現像電圧Vdcのコントロール電圧として、基準電圧Vrgvを抵抗R6、R7により分圧して生成される電圧Vc3(固定電圧)をオペアンプ417の反転入力端子(−端子)に入力する。ここで、抵抗R6、R7により分圧される基準電圧Vrgvは、帯電電圧Vcdcを制御する際のモニター電圧生成部406の基準電圧Vrgvである。これにより、本実施例の高圧制御部215では、図6(a)で説明した高圧制御部515のコントロール信号Vc2を出力するD/Aポートを必要とせず、現像電圧Vdcの制御信号ポートを削減している。ここで、コントロール電圧Vc3を固定電圧とした理由は、後述する電源シーケンスと上述した帯電電圧Vcdc制御により現像バックコントラストVbackを適切に制御できるため、制御ポートを用意して現像電圧Vdcを制御する必要がないからである。
The charging / developing high-voltage
次に、ツェナーダイオード418を小信号トランジスタ419に直列に接続し、現像電圧Vdcと直流電源V1との電位差を主にツェナーダイオード418の耐圧で賄うようにする。ツェナーダイオード418は小信号トランジスタ419の耐圧に応じて適宜、複数個を直列に接続する。一般的にツェナー電圧の高いツェナーダイオードの方が、高耐圧のトランジスタよりも安価であるため、図6(a)の現像電圧生成部507に比較して、高圧電源としてのコストを低減させることが可能である。
Next, a
〜コントロール電圧Vc3の設定方法〜
ここで、コントロール電圧Vc3の設定方法を説明する。仮にコントロール電圧Vc3を可変とした場合に出力できる現像電圧Vdcの最小値Vdc_minは、小信号トランジスタ419のコレクタ電圧が直流電源V1(電圧値もV1とする)のときで、
Vdc_min=V1−Vz
ここで、Vzはツェナー電圧である。例えば直流電源V1の電圧値が24V、ツェナー電圧Vzが300Vとすると、現像電圧Vdcの最小値Vdc_minは−277V(=24V−300V)である。
~ Setting method of control voltage Vc3 ~
Here, a method of setting the control voltage Vc3 will be described. The minimum value Vdc_min of the developing voltage Vdc that can be output when the control voltage Vc3 is variable is when the collector voltage of the
Vdc_min = V1-Vz
Here, Vz is a Zener voltage. For example, when the voltage value of the DC power supply V1 is 24V and the Zener voltage Vz is 300V, the minimum value Vdc_min of the developing voltage Vdc is −277V (= 24V−300V).
現像電圧Vcdの最小値Vdc_minよりも小さい現像電圧Vdcには制御できない。一方、現像電圧Vdcの最大値Vdc_maxは、小信号トランジスタ419の耐圧Vceoに依存し、Vceo=50Vとすると、まず、コレクタ電圧は、
Vコレクタ=V1−50=24V−50V=−26V
まで出力可能で、このとき現像電圧Vdcの最大値Vdc_maxは、
Vdc_max=−26V−Vz=−326V
となる。このため、現像電圧Vdcが、最小値Vdc_minと最大値Vdc_maxの範囲内に収まるように、抵抗R4、R5を調整すればよい。
The developing voltage Vdc cannot be controlled to be smaller than the minimum value Vdc_min of the developing voltage Vcd. On the other hand, the maximum value Vdc_max of the development voltage Vdc depends on the withstand voltage Vceo of the
V collector = V1-50 = 24V-50V = -26V
The maximum value Vdc_max of the development voltage Vdc is
Vdc_max = −26V−Vz = −326V
It becomes. For this reason, the resistors R4 and R5 may be adjusted so that the development voltage Vdc falls within the range between the minimum value Vdc_min and the maximum value Vdc_max.
本実施例の特徴として、電圧変動を補うようにオペアンプ417が制御をかけ、小信号トランジスタ419のコレクタ電流を制御し、現像電圧Vdcを制御する。このため、本実施例では、図7(a)、図7(b)で説明した現像当接離間時などの現像電圧Vdcの変動を防止することが可能である。更に、上述したように、本実施例では、帯電電圧Vcdcの基準電圧Vrgvを分圧して現像電圧Vdcの制御電圧Vc3とする構成である。これにより、本実施例では、基準電圧Vrgvの個体ばらつきが帯電電圧Vcdcと現像電圧Vdcで連動することになり、現像バックコントラストVbackの公差を抑える効果がある。
As a feature of this embodiment, the
ここで、本実施例の現像電圧Vcdは、現像電圧Vcdの制御信号ポートを削減しているため、帯電電圧Vcdcが出力されると自動的に現像電圧Vdcも出力される。このため、現像スリーブ20YS、20MS、20CS、20KSが感光ドラム15に当接している状態で、高圧制御部215のD/Aポートからコントロール電圧Vcを出力すると、次のような現象が発生するおそれがある。即ち、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcの出力過渡状態において、意図しない電圧が印加されることによりトナーが感光ドラム15に載ってしまうおそれがある。
Here, since the developing voltage Vcd of this embodiment reduces the control signal port of the developing voltage Vcd, the developing voltage Vdc is automatically output when the charging voltage Vcdc is output. Therefore, if the control voltage Vc is output from the D / A port of the
そこで、コントロール電圧Vcのタイミングチャートを図8のようにして、意図しない電圧によりトナーが感光ドラム15に載ってしまう現象を防ぐ。ここで、図8は、本実施例の画像形成装置100によりフルカラーの画像形成を行う場合の帯電・現像高圧電源部315の動作を説明するタイミングチャートである。詳細には、図8(a)は現像ロータリー23の回転状態を示しており、現像ロータリー23が回転しているときをオン(ON)、停止しているときをオフ(OFF)としている。また、図8(b)は現像当接状態を示しており、現像器20のいずれかが感光ドラム15に当接又は離間している状態を示している。更に、図8(c)は帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdc(帯電電圧・現像電圧と図示)の出力状態を示している。図8(c)では、高圧制御部215のD/Aポートからコントロール電圧Vcが出力されている場合をオン(ON)、出力されていない場合をオフ(OFF)としている。また、図8中のS1からS12までの符号は、以下に説明する動作のタイミングを示している。
Accordingly, the timing chart of the control voltage Vc is as shown in FIG. 8 to prevent the phenomenon that the toner is placed on the
現像ロータリー23は、図2(d)で説明したように、正規の停止位置であるホームポジションに停止している。エンジン制御部202が画像形成信号(/TOP信号220)を出力することにより、現像ロータリー23が回転を開始する(オンとなる)とともに、帯電・現像高圧電源部315のコントロール信号Vcをオンし、帯電電圧Vcdcと現像電圧Vdcを出力する。これが図8のタイミングS1である。
As described with reference to FIG. 2D, the developing
本実施例の画像形成装置100における現像ロータリー23のホームポジションは、図2(c)、図2(d)で説明したように、モノカラーの画像形成信号が出力されてきた場合に、すぐに画像形成動作を開始できるような位置に設定されている。即ち、本実施例の現像ロータリー23のホームポジションは、現像位置の直前にブラックの現像器20Bが配置されるようになっている。また、本実施例の画像形成装置100では、フルカラーの画像形成信号が送られてきた場合は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に画像形成を行う。そのため、イエローの現像器20Yを現像位置に移動させる際には、ブラックの現像器20Bは画像形成を行わずに現像位置を通過することになる。フルカラーの画像形成動作を行う際にも、帯電・現像高圧電源部315のコントロール信号Vcをオン状態とし、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcの出力過渡状態における感光ドラム15へのトナー付着を防止している。図8のタイミングS2でブラックの現像器20Bが感光ドラム15に当接し、ブラックの現像器20Bは画像形成を行わずに現像位置を通過して、タイミングS3で感光ドラム15から離間する(図8(b)中、B当接離間と図示)。この間、図8(a)に示すように、現像ロータリー23は回転動作(オン状態)を維持している。
The home position of the developing
その後、現像ロータリー23の回転により、タイミングS4でイエローの現像器20Yが感光ドラム15に当接し、現像ロータリー23は回転を停止(オフ)する。そして、タイミングS4〜S5で、イエローの現像器20Yによりイエロー色の画像形成が行われる(図8中、Y当接、画像形成と図示、以降の色についても同様)。イエローの現像器20Yによる画像形成が終了すると、タイミングS5で現像ロータリー23が回転を開始(オン)し、イエローの現像器20Yは感光ドラム15から離間する。次に、タイミングS6でマゼンタの現像器20Mの当接、現像ロータリー23のオフ、タイミングS6〜S7でマゼンタの現像器20Mによる画像形成、タイミングS7で現像ロータリー23のオン、マゼンタの現像器20Mの離間が実施される。次に、タイミングS8でシアンの現像器20Cの当接、現像ロータリー23のオフ、タイミングS8〜S9でシアンの現像器20Cによる画像形成、タイミングS9で現像ロータリー23のオン、シアンの現像器20Cの離間が実施される。更に、タイミングS10でブラックの現像器20Bの当接、現像ロータリー23のオフ、タイミングS10〜S11でブラックの現像器20Bによる画像形成、タイミングS11で現像ロータリー23のオン、ブラックの現像器20Bの離間が実施される。
Thereafter, by the rotation of the developing
そして、タイミングS12で現像ロータリー23がホームポジションに戻ると現像ロータリー23は回転を停止し、帯電・現像高圧電源部315のコントロール信号Vcがオフされる。これにより、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcは出力が停止(オフ)される。尚、図8では、コントロール信号Vcのオン及びオフ(図8(c)の帯電電圧・現像電圧のオン、オフ)を現像ロータリー23の回転開始及び回転停止に同期させている。しかし、コントロール信号Vcが現像当接状態でオンとなっていれば良いため、上述したタイミングに限定されない。
When the developing
以上のように、本実施例では、安価な小信号トランジスタ419とツェナーダイオード418を直列に接続することで安価な現像電圧生成部407を構成し、現像離間状態において高圧電源制御を行う構成とする。これにより本実施例では、現像バックコントラストVbackの公差を抑えた電源構成を可能としている。
As described above, in this embodiment, an inexpensive development
◆本実施例と従来例との比較
図7(c)は、以上説明した現像電圧生成部の特徴を、コスト面と現像バックコントラストVbackについて比較し一覧にしたものである。図7(c)では、本実施例と、図6(a)の高圧トランジスタであるスイッチング素子519を用いた従来例、図6(c)のツェナーダイオード458を用いた変形例1、図6(d)の抵抗R3、R8により分圧した変形例2についてそれぞれ比較を行っている。尚、評価が高い方から順に「◎」、「○」、「△」として示している。本実施例と従来例の現像バックコントラストVbackの精度は、厳密には同じではない。これは、コントロール電圧Vc3(本実施例)とコントロール電圧Vc2(従来例)の精度差があるためである。しかしながら、高電圧の帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdcを降圧してそれぞれの制御電圧を決定するための抵抗R1や抵抗R3、R4に対し、上述したコントロール電圧Vc3、Vc2は、現像バックコントラストVbackの精度全体に占める影響度が小さい。このため、同等の扱いとしている。また、図6(d)で説明した変形例2の抵抗分圧に関しては、上述した現像当接による現像電圧Vdcの変動の影響を考慮し、本実施例や図6(a)の従来例よりも現像バックコントラストVbackの精度が低いとしている。図7(c)からもわかるように、本実施例の構成では、コストを低減しつつ現像バックコントラストVbackの精度を向上させることができる。
◆ Comparison between the present embodiment and the conventional example FIG. 7C compares the features of the development voltage generation unit described above with respect to cost and development back contrast Vback, and lists them. 7C, this example, a conventional example using the
尚、本実施例では帯電・現像高圧電源部315において、圧電トランス401、及びVCO回路403による圧電トランス401の周波数制御によって帯電電圧Vcdcの定電圧制御を行う構成とした。しかし、本実施例はこのような構成に限定するものではなく、例えば巻線トランスや多段倍電圧整流回路、駆動電圧制御やデューティ制御などにより行う構成としても良い。
In this embodiment, the charging / developing high-voltage
以上、本実施例によれば、安価な構成で画像不良を低減することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to reduce image defects with an inexpensive configuration.
実施例1では、1つの感光ドラム15と現像ロータリー23に4つの現像器20を有する所謂ロータリー方式の画像形成装置100において、安価な帯電・現像高圧電源部315を用いた構成を説明した。実施例2では、各色の感光ドラムをそれぞれ独立に設けた所謂タンデム方式の画像形成装置において、実施例1で説明した帯電・現像高圧電源部を用いる構成を説明する。
In the first embodiment, the configuration using the inexpensive charging / developing high-voltage
タンデム方式の画像形成装置では、様々な要因により各感光ドラムの使用状況(感光ドラムの膜厚の変化)にばらつきが発生し得る。このとき、帯電手段や現像手段における電源を共通化していると、各感光ドラムに対して帯電手段や現像手段の独立した電源制御を行うことが難しくなる。そうすると、各感光ドラムに帯電電圧や現像電圧を適切に設定できず、結果として、非画像部にトナーが転移するかぶりや、濃度変動等の画像不良が発生し易くなる。本実施例では、実施例1の帯電・現像高圧電源部を用いるとともに、非画像部への微小露光を行い、上述した課題の少なくとも何れか1つを解決する構成とする。まず図9、図10を用いて画像形成装置の構成を説明し、図11、図12を用いて微少露光の制御動作について説明する。そして図13乃至図15を用いて本実施例の帯電・現像高圧電源部について説明する。 In a tandem type image forming apparatus, the usage of each photosensitive drum (change in film thickness of the photosensitive drum) may vary due to various factors. At this time, if the power supply for the charging unit and the developing unit is shared, it is difficult to perform independent power control of the charging unit and the developing unit for each photosensitive drum. As a result, the charging voltage and the developing voltage cannot be appropriately set for each photosensitive drum, and as a result, fogging of toner transferring to a non-image portion and image defects such as density fluctuations are likely to occur. In the present embodiment, the charging / developing high-voltage power supply unit according to the first embodiment is used, and the non-image portion is finely exposed to solve at least one of the above-described problems. First, the configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 9 and 10, and the micro exposure control operation will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The charging / developing high-voltage power supply unit of this embodiment will be described with reference to FIGS.
(画像形成装置断面の概略図)
図9(a)は、本実施例の画像形成装置の断面の概略を示す図である。本実施例の画像形成装置は、第一〜第四の画像形成ステーション(符号a〜dに対応)より構成されている。ここで、第一の画像形成ステーションaはイエロー(以下、Yとする)用、第二の画像形成ステーションbはマゼンタ(以下、Mとする)用である。また、第三の画像形成ステーションcはシアン(以下、Cとする)用、第四の画像形成ステーションdはブラック(以下、Bkとする)用である。各画像形成ステーションa〜dは、感光ドラム1a〜1dの使用が進んでいるか否か(寿命)に関する情報として、感光ドラム1a〜1dの積算回転数を記憶する記憶部材(後述するメモリタグ32−2(図9(b)参照))をそれぞれ備えている。
(Schematic of cross section of image forming apparatus)
FIG. 9A is a diagram schematically illustrating a cross section of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes first to fourth image forming stations (corresponding to reference numerals a to d). Here, the first image forming station a is for yellow (hereinafter referred to as Y), and the second image forming station b is for magenta (hereinafter referred to as M). The third image forming station c is for cyan (hereinafter referred to as C), and the fourth image forming station d is for black (hereinafter referred to as Bk). Each of the image forming stations a to d stores a storage member (memory tag 32- 2 (see FIG. 9B)).
以下においては各画像形成ステーションa〜dの代表として、第一の画像形成ステーションa(以下、単に画像形成ステーションaとする)の動作を例に説明を行う。画像形成ステーションaは、感光体としての感光ドラム1aを備え、感光ドラム1aは図9(a)中、矢印の方向(反時計回り方向)に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。感光ドラム1aはこの回転過程で、帯電ローラ2aにより所定の極性の帯電電位に一様に帯電される。次いでレーザー/スキャナ系としての露光装置31aによる外部から供給される画像データ(画像信号)に基づくレーザー光6aの走査によって、画像部に相当する感光ドラム1a表面を露光して電荷を除電する。これにより、露光装置31aは、感光ドラム1a表面に露光電位Vlを形成する。次いで、画像部である露光電位部には、イエローの現像器4aに印加される現像電圧Vdcと露光電位Vlとの電位差によりトナーが現像され、可視化される。尚、本実施例の画像形成装置は、露光装置31aによりイメージ露光を行い、露光が行われて電荷が除電された感光ドラム1a表面の部分である露光部にトナー現像する反転現像方式の画像形成装置である。
In the following description, the operation of the first image forming station a (hereinafter simply referred to as image forming station a) will be described as an example of the image forming stations a to d. The image forming station a includes a
中間転写ベルト110は、張架部材111、112、113により張架され、感光ドラム1aと当接している。中間転写ベルト110は、当接位置において、感光ドラム1aと同方向且つ略同一の周速度で回転駆動される。感光ドラム1a上に形成されたイエローのトナー画像は、感光ドラム1aと中間転写ベルト110との当接部(以下、一次転写ニップ部とする)を通過する。イエローのトナー画像が一次転写ニップ部を通過する過程で、一次転写電源115aより一次転写ローラ14aに印加された一次転写電圧によって、イエローのトナー画像が中間転写ベルト110上に転写される(以下、一次転写という)。感光ドラム1a表面に残留したトナーは、クリーニングユニット5aにより清掃、除去された後、上述した帯電以降の画像形成プロセスが繰り返し行われる。以下、同様にして第二色のマゼンタのトナー画像(M)、第三色のシアンのトナー画像(C)、第四色のブラックのトナー画像(Bk)が形成され、中間転写ベルト110上に順次重ねて転写されて、合成カラー画像が得られる。
The
中間転写ベルト110上の4色のトナー画像は、二次転写電源121が二次転写ローラ120に印加した二次転写電圧によって、給紙ローラ150により給紙された記録材Pの表面に一括転写される。中間転写ベルト110上の4色のトナー画像は、中間転写ベルト110と二次転写ローラ120との当接部(以下、二次転写ニップ部という)を通過する過程で、記録材Pの表面に一括転写される。その後、4色のトナー画像を担持した記録材Pは定着器130に導入され、そこで加熱及び加圧されることで4色のトナーが溶融混色して記録材Pに固定される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。また、中間転写ベルト110の表面に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーニング装置116により清掃・除去される。
The four-color toner images on the
尚、図9(a)では、中間転写ベルト110を有する画像形成装置を例に説明を行ったが、それには限定されない。例えば、記録材搬送ベルトを備え、感光ドラムに現像されたトナー画像を記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に直接転写する方式を採用した画像形成装置で実施することも可能である。以下では、中間転写ベルト110を有する画像形成装置を例に説明を行っていく。
In FIG. 9A, the image forming apparatus having the
(画像形成システム図)
図9(b)は、外部機器101、ビデオコントローラ103、プリンタエンジン105を含む画像形成システムのブロック図である。プリンタエンジン105には、エンジン制御部104、エンジン機構部106が含まれる。
(Image forming system diagram)
FIG. 9B is a block diagram of an image forming system including the
<ビデオコントローラ103>
CPU184は、ビデオコントローラ103全体の制御を行う。不揮発性記憶部185は、CPU184が実行する各種制御コードを格納する。不揮発性記憶部185は、ROM、EEPROM、ハードディスク等に相当する。RAM186は、CPU184の主メモリ、ワークエリア等として機能し、一時記憶用の記憶手段である。ホストインターフェイス部(ホストI/Fと図示)187は、ホストコンピュータ等の外部機器101との印刷データ、制御データの入出力部である。ホストインターフェイス部187により受信した印字データはRAM186に格納される。DMA制御部189は、CPU184からの指示によりRAM186内の画像データを、エンジンインターフェイス部(エンジンI/Fと図示)191に転送する。パネルインターフェイス部(パネルI/Fと図示)190は、操作者からの各種設定、指示をプリンタ本体に設けられたパネル部から受信する。エンジンインターフェイス部191は、プリンタエンジン105との信号の入出力部であり、不図示の出力バッファレジスタからデータ信号送出を行うと共にプリンタエンジン105との通信制御を行う。システムバス192は、アドレスバス及びデータバスを持つ。上述の各構成要素は、システムバス192に接続され、互いにアクセス可能となっている。
<
The
<プリンタエンジン105>
次にプリンタエンジン105の説明を行う。プリンタエンジン105は大きく分けて、エンジン制御部104とエンジン機構部106から構成される。エンジン機構部106はエンジン制御部104からの各種指示により動作する部分であり、図9(a)で説明した画像形成に係る機構の総称である。
<
Next, the
レーザー/スキャナ系(上述した露光装置31)は、露光手段として機能し、レーザー発光素子、レーザードライバ回路、スキャナモータ、回転多面鏡、スキャナドライバ等を含む。ビデオコントローラ103から送られてくる画像データに従い感光ドラム1をレーザー光にて露光走査することにより感光ドラム1上に静電潜像を形成する部位である。作像系32は、本画像形成装置の中枢をなす部分であり、感光ドラム1上に形成された静電潜像に基づくトナー画像を記録材P上に形成させる部位である。画像形成ステーションa〜dを構成するプロセスカートリッジ32−1、中間転写ベルト110、定着器130等のプロセス要素、及び作像を行う上での各種バイアス(高電圧)を生成する高圧電源回路等で構成される。
The laser / scanner system (the
プロセスカートリッジ32−1には、少なくとも感光ドラム1が含まれ、例えば除電器、帯電ローラ2、現像器4の現像ローラ等が更に含まれており、このプロセスカートリッジ32−1は画像形成ステーションの少なくとも一部を構成する。また、プロセスカートリッジ32−1には、不揮発性のメモリタグ32−2が備えられており、エンジン制御部104内のCPU171又はASIC172がメモリタグ32−2への各種情報の保存(記憶)又は読み込みを実行する。
The process cartridge 32-1 includes at least the
給紙・搬送系33は、記録材Pの給紙、搬送を行う部分であり、各種搬送系モータ、給排紙トレイ、各種搬送ローラ等で構成される。センサ系34は、レーザー/スキャナ系、作像系32、給紙・搬送系33を、後述するCPU171やASIC172が制御する上で、必要な情報を収集するためのセンサ群である。このセンサ群には、定着器130の温度センサ、トナー残量検知センサ、画像の濃度を検知する濃度センサ、用紙サイズセンサ、紙先端検知センサ、紙搬送検知センサなど、少なくとも既に周知の各種センサが含まれる。これら各種センサで検知された情報はCPU171により取得され、作像系32の各種動作、プリントシーケンス制御に反映される。尚、図中のセンサ系34について、レーザー/スキャナ系31、作像系32、給紙・搬送系33と分けて記載したが、何れかの機構に含めるように考えても良い。
The paper feed /
次にエンジン制御部104の説明を行う。CPU171は、RAM173を主メモリ、ワークエリアとして利用し、不揮発性記憶部174に格納される各種制御プログラムに従い、上述したエンジン機構部106を制御する。より具体的には、CPU171は、ビデオコントローラ103からエンジンインターフェイス部191、エンジンインターフェイス部175を介して入力されたプリント制御コマンド及び画像データに基づき、レーザー/スキャナ系31を駆動する。また、CPU171は、作像系32、給紙・搬送系33を制御することで、各種プリントシーケンスを制御する。また、CPU171はセンサ系34を駆動することで、作像系32、給紙・搬送系33を制御する上で、必要な情報を取得する。一方、ASIC172は、CPU171の指示のもと、上述した、各種プリントシーケンスを実行する上での各モータの制御、現像電圧等の高圧電源制御を行う。システムバス176は、アドレスバス及びデータバスを持つ。上述の各構成要素は、システムバス176に接続され、互いにアクセス可能となっている。
Next, the
尚、CPU171の機能の一部又は全てをASIC172に行わせても良く、また、逆にASIC172の機能の一部又は全てをCPU171に代わりに行わせても良い。また、CPU171やASIC172の機能の一部を別途の専用ハードウェアを設け、その専用ハードウェアに行わせるようにしても良い。
Note that part or all of the functions of the
(現像当接離間)
本実施例の現像当接離間構成について、図10を用いて説明する。図10(a)は画像形成ステーションa〜dの断面図である。尚、画像形成ステーションの構成はイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックとも同じであり、収容するトナーのみ異なる。ここではブラックの画像形成ステーションdについて説明する。
(Development contact and separation)
The developing contact / separation configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a cross-sectional view of the image forming stations a to d. The configuration of the image forming station is the same for yellow, cyan, magenta, and black, and only the toner to be stored is different. Here, the black image forming station d will be described.
画像形成ステーションdは、第一の枠体としてのクリーニングユニット5dと、第二の枠体としての現像器4dと、から構成される。そして、クリーニングユニット5dは、回転可能に設けられた感光ドラム1dと、帯電ローラ2dと、クリーニングブレード224と、を有する。また、現像器4dは、回転可能に設けられた現像ローラ44dと、現像ローラ44dで用いるトナーを収容するトナー容器43dと、を有する。また、現像器4dは支持軸53が、クリーニングユニット5dの支持穴55によって支持されている。従って現像器4dはクリーニングユニット5dに対して、回転(移動)可能になっている。即ち、現像器4dの上面に設けられたリブ46dを後述する第一部材である離間部材81の離間部材係合部81d1が押圧することで、現像器4dを、支持軸53を中心に矢印m方向(時計回り方向)に回転させる。尚、イエロー、マゼンタ、シアンについては、第二部材である離間部材80が対応している。これにより、感光ドラム1dと現像ローラ44dが離間した状態になる。また、リブ46dが離間部材81の離間部材係合部81d1により押圧されていない場合(図10(a)に示す状態)では、バネ227によって、現像器4dを、支持軸53を中心に矢印n方向(反時計回り方向)に回転させる。これにより、感光ドラム1dと現像ローラ44dとが当接した状態になる。
The image forming station d includes a
図10(b)は、離間部材80、81の構成を説明する図である。離間部材80、81は画像形成装置本体に設けられる。尚、図10(b)では、簡単のため画像形成ステーションa〜dを不図示としている。以下、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成ステーションa〜cには、ブラックの画像形成ステーションdと同様、それぞれ現像器4a、4b、4c、感光ドラム1a、1b、1c、リブ46a、46b、46cが設けられているものとする。
FIG. 10B is a diagram illustrating the configuration of the
画像形成装置には、各現像器4a、4b、4c、4dに設けられたリブ46a、46b、46c、46dを押圧するための離間部材81と離間部材80が設けられている。離間部材81は、ブラックのトナーを有する現像器4dだけに作用する。そして、離間部材80は、イエロー、マゼンタ、シアンを有する現像器4a、4b、4cに作用する。離間部材80には、離間部材係合部80a1、80b1、80c1が、画像形成ステーションa〜c側に向かって突出して設けられている。離間部材80が図10(b)の右側方向に移動すると、離間部材係合部80a1、80b1、80c1が右側へ移動して現像器4a、4b、4c側のリブ46a、46b、46cを押圧する。これにより、現像器4a、4b、4cの各先端側に配置されている現像ローラ44a、44b、44cが感光ドラム1a、1b、1cから離れ、現像離間状態となる。
The image forming apparatus is provided with a
また、離間部材81、離間部材80は、モータ、ギア、クラッチなどで構成される駆動手段である駆動源293から回転力を受けて、図10(b)中、左右方向に移動する。駆動源293の駆動力によって、軸90が回転し、軸90上に固定して設けられた第一カム部材であるカム284と、第二カム部材であるカム283に伝達される。カム283は離間部材80を左又は右に移動させ、カム284は離間部材81を左又は右に移動させるよう設定されている。このカム283、カム284の形状差を利用し、現像器4と感光ドラム1の当接離間状態の切り替えを行う。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンの現像器4a〜4cが感光ドラム1a〜1cから離間し、ブラックの現像器4dのみが感光ドラム1dに当接するモノカラープリント状態に切り替えることができる。また、全て(本実施例では4つ)の現像器4a〜4dが感光ドラム1a〜1dに当接するフルカラープリント状態に切り替えることができる。更に、全ての現像器4a〜4dが感光ドラム1a〜1dから離間するスタンバイ状態に切り替えることができる。
Further, the separating
以上の現像当接離間状態の切り替えは、エンジン制御部104がビデオコントローラ103からの画像形成指示に基づき、駆動源293に切り替えの指示を送信することで行う。また、CPU171は、例えばモータ等の駆動源293を、どちらの方向に(正回転か負回転か)、どのくらい回転させたかによって、現像ローラ44が感光ドラム1に当接したか否かを判断しているものとする。以上が画像形成装置の構成に関する説明である。
The above-described development contact / separation state switching is performed by the
(通常露光及び微少露光について)
以下、図11を用いて各露光装置31により、感光ドラム1上でトナー画像を可視化させない箇所に微少露光を行わせる動作について説明する。またトナー画像を可視化させる箇所には微少発光の光量に加え、画像形成用の画像データに基づく光量を更に加えた通常発光を各露光装置31に行わせる動作についても説明する。尚、以下の説明では、代表的に第一の画像形成ステーションaに光照射する露光装置31aの構成、動作を中心に説明している。しかし、第二〜第四の画像形成ステーションb〜dに光照射する露光装置31b〜31dについても同様の構成及び動作が行われているとする。
(Regarding normal exposure and micro exposure)
Hereinafter, an operation of causing each
図11(a)を用い、感光ドラム1aのトナー画像を可視化させない箇所での露光装置31aによるレーザー光6aの微少露光制御の説明を行う。まずエンジン制御部104の動作について説明する。エンジン制御部104は、感光ドラム1a上に静電潜像を形成する露光において、トナー画像を可視化させない背景部(非画像部でもある)を露光する場合の微少露光用の露光量E0を微少露光信号68aにより制御する。また、エンジン制御部104は、トナー画像を可視化させる箇所の露光に用いる通常露光用の露光量Exをパルス幅信号60aにより制御する。微少露光信号68a、パルス幅信号60aによる制御は、具体的には発光時間制御である。ここで、レーザードライバ62aには、OR回路が内蔵されており、微少露光信号68aによるパルス信号と、パルス幅信号60aによるパルス信号と、をOR処理したパルス信号によりレーザーダイオード63aの発光駆動が行われる。
With reference to FIG. 11A, description will be given of the micro exposure control of the
また、エンジン制御部104は、輝度信号61aによりレーザードライバ62aの発光強度を制御する。尚、ここでの露光量とは上述したようにμJ/cm2の単位である。つまり、レーザーダイオード63aを、ある発光強度で、ある時間だけある面積において連続発光したときの単位面積あたりの光エネルギーである。
Further, the
一方、エンジン制御部104は、微少露光信号68a及び輝度信号61aを変更し、背景部の微少露光量E0を適切な値に制御する。エンジン制御部104の微少露光信号68aによる指示に応じて出力されるパルス信号の幅は、画像データが0(背景部)のときパルス幅はPWMIN(例えば1画素分の12.0%)と一致している。この微少露光量E0は、露光時に得られる1画像当たりの平均表面電位が現像電位(例えば約−400V)を下回らず且つ、後述する帯電均一化が得られる電位減衰となるように感光ドラム1aの特性に応じて設定されている。
On the other hand, the
そして、レーザードライバ62aは、画像データを基にエンジン制御部104から指示される輝度信号61a、パルス幅信号60a及び微少露光信号68aにより、レーザーダイオード63aの発光輝度及び発光時間を制御する。尚、発光輝度は、レーザードライバ62aがレーザーダイオード63aに供給する電流を調整することで制御できる。更に、レーザーダイオード63aから出射されるレーザー光6aは光走査され、回転多面鏡64a、レンズ65a及び折り返しミラー66aを含んだ補正光学系67aを経て、感光ドラム1aに照射される。また、レーザードライバ62aは、所謂自動光量制御を実行し目標の発光輝度(mW)になるように、レーザーダイオード63aに供給する電流を制御している。
The
以上説明したような微少発光を行うことで、本実施例では、非画像部の帯電電位Vd_bgは非画像部露光前の帯電電位Vd=−600Vから−500Vまで減少する。一方、画像部の露光電位Vlは、レーザーダイオード63aのフル発光により、帯電電位Vd=−600VからVl=−150Vとなっている。
By performing the minute light emission as described above, in the present embodiment, the charging potential Vd_bg of the non-image portion decreases from the charging potential Vd before exposure of the non-image portion to −500V to −500V. On the other hand, the exposure potential Vl of the image portion is changed from the charging potential Vd = −600V to Vl = −150V due to the full light emission of the
(微少露光量の補正の必要性について)
まず図11(b)を用いて感光ドラム1の膜厚の差異に関する課題について説明する。感光ドラム1の使用が進むと感光ドラム表面は帯電ローラ2の放電により劣化し、また感光ドラム表面はクリーニングユニット5と摺擦することにより削れ、その膜厚が薄くなる。このとき、使用状況(積算回転数)の異なる感光ドラム1が混在すると、各感光ドラム1の膜厚はばらつく。この状態で、実施例1の帯電・現像高圧電源部315を複数の画像形成ステーションに接続する(後述する)ことにより、複数の感光ドラム1に一定の帯電電圧Vcdcを印加すると、次のような現象が発生する。即ち、帯電ローラ2と感光ドラム1間のエアギャップに生じる電位差が異なるため、各感光ドラム1で帯電電位Vdが異なってくる。具体的には、画像形成回数の少ない感光ドラム1は膜厚が厚く、帯電ローラ2と感光ドラム1間のエアギャップに生じる電位差が小さいため、帯電電位Vdの絶対値が小さくなる。他方、積算回転数の多い感光ドラム1は膜厚が薄く、帯電ローラ2と感光ドラム1間のエアギャップに生じる電位差が大きいため、帯電電位Vdの絶対値が大きくなる(図11(b)中、Vd Upと図示)。
(Necessity for correction of minute exposure)
First, a problem relating to the difference in film thickness of the
そして、例えば膜厚の厚い感光ドラム1において、現像電位Vdcと帯電電位Vdのコントラストである現像バックコントラストVback(=Vd−Vdc)が所望状態となるように現像電位Vdcと帯電電位Vdを設定する。そうすると、次のような課題が生じる。即ち、図11(b)に示すように、膜厚の薄い感光ドラム1を有する画像形成ステーションでは、帯電電位Vdの絶対値が高くなり、現像バックコントラストVbackが大きくなってしまう。現像バックコントラストVbackが大きくなると正規の極性に帯電できなかったトナー(本実施例のように反転現像の場合は、負極性にならず0〜正極性に帯電したトナー)が現像器4から非画像部に転移してかぶりが発生する。
For example, in the thick
また、感光ドラム1の膜厚が薄い画像形成ステーションは、帯電電位Vdが上昇するため、露光強度を一定としている構成では、露光電位Vlも上昇する(図11(b)中、Vl Upと図示)。そのため、現像電位Vdcと露光電位Vlの差分値である現像コントラストVcont(=Vdc−Vl)が小さくなり、現像器4から感光ドラム1に静電的にトナーを十分に転移させることができず、ベタ黒画像の濃度薄が発生し易くなる。
Further, in the image forming station where the
ここで、図11(c)に示すように現像電圧Vdc、帯電電圧Vcdcを固定し、感光ドラム1の膜厚が厚い場合ではE1とした露光強度を、感光ドラム1の膜厚が薄い場合にはE2に変化させる構成がある(ここで、E1<E2)。このような構成とすれば、各露光強度の個別制御により感光ドラム1の膜厚によらず露光電位Vlを一定とすることができるため、現像電位Vdcと露光電位Vlの差分値である現像コントラストVcontを略一定に制御でき、濃度を一定に保つことができる。しかし、感光ドラム1の膜厚が厚い状態から薄い状態になることで帯電電位Vdは上昇してしまうため、現像電位Vdcと帯電電位Vdのコントラストである現像バックコントラストVbackは大きくなってしまう。このため、図11(c)の構成としても、上述したようにかぶり発生の課題が残ってしまう。
Here, as shown in FIG. 11C, the developing voltage Vdc and the charging voltage Vcdc are fixed, and when the
(微少発光の発光量の補正について)
これに対して、本実施例においては、例えば、複数の帯電ローラ2の電源を一の共通電源とし、また複数の現像器4の電源も一の共通電源としたような場合においても、簡易な構成でかぶりや濃度薄の発生を抑制できる。以下、図12に示すフローチャートを用い、トナー付着がなされない背景部(非画像部)における、レーザーダイオード63a〜63dの各々の微少露光量E0を、感光ドラム1a〜1dの残り寿命に関連させて補正する処理について説明する。尚、上述したように、感光ドラム1の使用が進んでいない状態では感光ドラム1の膜厚が厚く、感光ドラム1の使用が進んだ状態では感光ドラム1の膜厚が薄くなる。ここで、感光ドラム1の寿命とは、感光ドラム1の使用可能な保証期間である。
(Regarding the correction of the amount of light emitted from minute light emission)
On the other hand, in this embodiment, for example, even when the power sources of the plurality of charging
S201でエンジン制御部104は、各画像形成ステーションのメモリタグ32−2から、感光ドラム1の残り寿命に係る情報として感光ドラム1の積算回転数の情報を読み込む。尚、感光ドラム1の残り寿命に係る情報は、感光ドラム1がどれ程回転したか又は使用されたかの使用状況に係る情報であれば良い。例えば、感光ドラム1を駆動するモータのモータ駆動時間や帯電ローラ2の回転数、プリント枚数などでも良い。
In step S <b> 201, the
S202でエンジン制御部104は、S201で読み込んだ積算回転数の情報に基づいて通常露光量の露光パラメータを設定する。尚、エンジン制御部104は、各感光ドラム1の積算回転数(感光ドラム1の使用状況)と通常露光に係るパルス幅PWMIN(発光時間)との対応関係が定められたテーブルを参照することにより、通常露光量の露光パラメータを設定する。ここでの通常露光量の露光パラメータは、図11(a)で説明した輝度信号61aに相当する。尚、エンジン制御部104が参照するテーブルは、感光ドラム1の使用状況と微少露光時や通常露光時の発光制御設定とが対応づけられたテーブルで、感光ドラム1の感光特性(EVカーブ)に基づいて予め設定されているものである。テーブルは、エンジン制御部104が参照できる記憶手段に記憶されている。テーブルの詳細内容は省略する。
In S202, the
また、S203でエンジン制御部104は、積算回転数に基づいて背景部露光のレーザー発光量E0(微少露光量)に係る露光パラメータを決定する。背景部露光のレーザー発光量E0に係るパラメータは、図11(a)で説明した微少露光信号68aに相当する。尚、以降、背景部露光のレーザー発光量E0に係るパラメータを、微少露光量の露光パラメータという。S202及びS203の処理により、感光ドラム1の残り寿命に関連して、適切に微少露光及び通常露光の露光量を設定できる。
In S203, the
S204でエンジン制御部104は、図9(a)で説明した一連の画像形成動作及び制御を各部材が実行するように制御する。また、S205でエンジン制御部104は、一連の画像形成で回転させた感光ドラム1a〜1dの回転数を、不図示のカウンタ等によってそれぞれ計測する。S206でエンジン制御部104は、画像形成動作が終了したか否かを判断し、画像形成動作が終了していないと判断した場合はS204の処理に戻り、画像形成動作が終了したと判断した場合はS207の処理に進む。S207でエンジン制御部104は、S205で計測した計測結果を、各感光ドラム1の対応する積算回転数に加算し、積算回転数を更新する。S208でエンジン制御部104は、S207で更新した各感光ドラム1の積算回転数を各画像形成ステーションの不揮発性のメモリタグ32−2に保存する。
In step S204, the
(作用・効果の説明)
図11(d)を用いて、図12のフローチャートの作用効果について説明を行う。図11(b)、図11(c)で説明したように、感光ドラム1aの膜厚が薄い場合は、厚い場合に比べ、感光ドラム1aと帯電ローラ2a間のエアギャップに生じる電位差が大きくなる。従って、図11(d)中の点線部Aから点線部Bのように帯電電位Vdが高くなる。ここで、本実施例では、感光ドラム1の膜厚が最も厚い場合(初期状態の感光ドラム)には、帯電ローラ2通過後の帯電電位Vdが約−600Vとなる。一方、感光ドラム1aの積算回転数が増え、膜厚が薄くなり、使用が進んだ(寿命到達に近い)感光ドラム1では、帯電電位Vdが約−700Vとなり、約−100V、帯電電位Vdが変動する。
(Description of action / effect)
The effect of the flowchart of FIG. 12 is demonstrated using FIG.11 (d). As described with reference to FIGS. 11B and 11C, when the film thickness of the
このように、感光ドラム1の膜厚が薄くなると帯電電位Vdが上昇するため、通常露光の露光量を一定とした場合には、図11(b)で説明したように露光後電位Vlが上昇する。そこで、フル発光時の露光量をE1からE2に大きくし、図11(d)中の実線部のように露光後電位Vlを略一定に保つ。そのため、現像電位Vdcと露光電位Vlの差分値である現像コントラストVcont(=Vdc−Vl)は、感光ドラム1の膜厚によらず一定値に維持することができ、画像の濃度薄の発生を抑制することができる。
As described above, since the charging potential Vd increases as the film thickness of the
また、非画像部露光時(微少露光時)のレーザー光量は、Ebg1からEbg2と大きくすることができる(Ebg1<Ebg2)。そのため、帯電ローラ2に直流電圧を一定値で印加した場合、感光ドラム1の膜厚変化により生じる帯電電位Vdの上昇分(例えば−100V)を、微少露光により補正することが可能となる。図11(d)中の実線部のように、非画像部の帯電電位Vd_bgは感光ドラム1の膜厚によらず略一定にすることができる。従って、現像電圧Vdcが一定値である場合であっても現像電圧Vdcと非画像部露光後の帯電電位Vd_bgの電位差である現像バックコントラストVbackを一定に維持することができる。このため、正規に帯電できなかったトナー(反転現像の場合は、負極性にならず0〜正極性に帯電したトナー)が非画像部に転移して発生するかぶりを抑制することができる。
Further, the amount of laser light at the time of non-image area exposure (at the time of minute exposure) can be increased from Ebg1 to Ebg2 (Ebg1 <Ebg2). For this reason, when a DC voltage is applied to the charging
(帯電・現像高圧電源部)
図13は帯電・現像高圧電源部325の詳細を示す。尚、各画像形成ステーションの構成は図9(a)、図10(a)と同様であり、同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。実施例1との主な相違点は、実施例1で説明した帯電・現像高圧電源部315を、複数の画像形成ステーションa〜cの帯電ローラ2a〜2cと複数の画像形成ステーションa〜cの現像器4a〜4cの現像ローラ44a〜44cに接続している点である。このため、帯電・現像高圧電源部315について、実施例1の図5と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
(Charging / Development high-voltage power supply)
FIG. 13 shows details of the charging / developing high-voltage
本実施例では、YMC色の画像形成ステーションa〜cに第二電源部である帯電・現像高圧電源部325が接続され、Bk色の画像形成ステーションdに第一電源部である帯電・現像高圧電源部335が接続されている。本実施例では、高圧制御部225が帯電・現像高圧電源部325、335を制御する。尚、帯電・現像高圧電源部335は、帯電・現像高圧電源部325と同じ構成であり、図13中、詳細な記載は省略し破線のみで示している。このように、本実施例では、電源を少なくとも2つに分けている。そして、フルカラーモードで画像形成を行っている場合は、帯電・現像高圧電源部325、335を動作させる(オンとする)。一方、モノカラーモードでの画像形成を行っている場合は、YMC色の画像形成ステーションa〜c用の帯電・現像高圧電源部325は動作させず(オフとする)、Bk色の画像形成ステーションd用の帯電・現像高圧電源部335は動作させる(オンとする)。
In this embodiment, the YMC color image forming stations a to c are connected to a charging / developing high-voltage
Bk色の画像形成ステーションdに接続される帯電・現像高圧電源部335の機能は、実施例1と同じであるため説明を省略する。以降、YMC色の画像形成ステーションa〜cに接続される帯電・現像高圧電源部325について、実施例1と異なる機能に絞って説明する。
The functions of the charging / developing high-voltage
図14は本実施例に固有の現象の例であり、現像電圧Vdcの負荷変動の一例である。帯電・現像高圧電源部325の回路構成は実施例1と同じである。図14では、シアンの画像形成ステーションcの感光ドラム1cに、露光装置31cのフル発光によりトナー量が多いベタ濃度のトナー433cを現像している。同じタイミングで、イエローの画像形成ステーションaの感光ドラム1a及びマゼンタの画像形成ステーションbの感光ドラム1bには、トナー量が少ない又はトナーを現像しない場合を示している。このとき、シアンの画像形成ステーションcの現像ローラ44cから感光ドラム1cに向かって電流i3が流れる。イエローの画像形成ステーションaやマゼンタの画像形成ステーションbにも電流は流れるが、シアンの画像形成ステーションcに流れる電流よりも十分小さい場合を想定しているため、電流i3のみ図示している。このような電流i3が流れた場合にも、オペアンプ417が小信号トランジスタ419のコレクタ電流を制御し、現像電圧Vdcを一定に保つことが可能である。
FIG. 14 is an example of a phenomenon unique to this embodiment, and is an example of a load fluctuation of the development voltage Vdc. The circuit configuration of the charging / developing high-voltage
仮に現像電圧生成部407が、図6(d)のように抵抗R3、R8により分圧生成した構成である場合、電流i3が流れることによる現像電圧Vdcの変動がイエローの画像形成ステーションaとマゼンタの画像形成ステーションbに現れる。これにより、現像電圧Vdcの絶対値が小さくなる。このため、画像部においては現像コントラストVcontが減少し濃度が薄くなる現象が発生し、非画像部においては現像バックコントラストVbackが増大しかぶりが発生する。この電位変動は、実施例1で説明した現像当接離間による電流424と同様、定量化するのが困難であるため、通常露光や微少露光によって現像電位Vdcの合わせ込みを行うよりも、帯電・現像高圧電源部325側で電圧変動を抑える方が好ましい。尚、各画像形成ステーションa〜dの感光ドラム1a〜1dの膜厚の違いによる帯電電位Vd及び露光電位Vlの変動に対しては、上述したように、通常露光量制御及び微小露光量制御により補正を行う。
If the development
図15は、フルカラーの画像形成(以下、フルカラープリント)時(図15(A))及びモノカラーの画像形成(以下、モノカラープリント)時(図15(B))において、現像当接離間と帯電・現像高圧電源部325、335のシーケンスを示している。図15(A)、図15(B)について、(a)はYMC色の現像当接状態を示し、(b)はBk色の現像当接状態を示し、(c)は帯電・現像高圧電源部325のオン、オフ状態を示し、(d)は帯電・現像高圧電源部325、335のオン、オフ状態を示す。また、S21〜S24、S31〜S34は、各タイミングを示している。
FIG. 15 shows the development contact and separation during full-color image formation (hereinafter, full-color printing) (FIG. 15A) and mono-color image formation (hereinafter, mono-color printing) (FIG. 15B). The sequence of the charging / developing high-voltage
図15(A)に示すように、フルカラープリント時においては、YMCKとも、タイミングS21で現像器4a〜4dが感光ドラム1a〜1dから離間した状態(現像離間状態)で帯電・現像高圧電源部325、335がオンされる。即ち、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcの印加が開始される。タイミングS22で、YMCKとも、現像器4a〜4dが感光ドラム1a〜1dに当接し、タイミングS22〜S23でフルカラーの画像形成が行われる。そして、タイミングS23で現像器4a〜4dが感光ドラム1a〜1dから離間した後、タイミングS24で帯電・現像高圧電源部325、335をオフする。
As shown in FIG. 15A, during full-color printing, the charging / developing high-voltage
一方、図15(B)に示すように、モノカラープリント時においては、YMCは常時、現像器4a〜4cは感光ドラム1a〜1cから離間した状態であり、帯電・現像高圧電源部325も常時オフされた状態である。Bkについては、フルカラープリント時と同様のシーケンスとなる。即ち、タイミングS31で現像器4dが感光ドラム1dから離間している状態で、帯電・現像高圧電源部335がオンし、タイミングS32で現像器4dが感光ドラム1dに当接し、タイミングS32〜S33でモノカラーの画像形成が行われる。そして、タイミングS33で現像器4dが感光ドラム1dから離間した後、タイミングS34で帯電・現像高圧電源部335をオフする。このような電源シーケンスとすることで、実施例1と同様、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcの出力過渡状態において、意図しない電圧によりトナーが感光ドラム1に載るのを防ぐことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 15B, during mono-color printing, the YMC is always in a state where the developing
以上のように、本実施例の帯電・現像高圧電源部325を複数の画像形成ステーションa〜cに接続し、適切な電源制御を行い、更に露光電位制御と非画像部電位制御を併用する構成とする。これにより、現像コントラストVcont、現像バックコントラストVbackを適切に制御し、かぶり等の画像不良を発生しない安価な画像形成装置を構成することが可能となる。尚、本実施例ではYMC色の画像形成ステーションa〜cに帯電・現像高圧電源部325を接続したが、YMCBk色の4つの画像形成ステーションに接続した場合も同様の効果を奏することができる。また、実施例1、2に記載の構成は、等価な構成であれば適宜変更が可能であり、発明の範囲は図示された構成のみに限定されるものではない。
As described above, the charging / developing high-voltage
以上、本実施例によれば、安価な構成で画像不良を低減することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to reduce image defects with an inexpensive configuration.
15 感光ドラム
20 現像器
202 エンジン制御部
315 帯電・現像高圧電源部
407 現像電圧生成部
418 ツェナーダイオード
419 小信号トランジスタ
15 Photosensitive drum 20
Claims (13)
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
前記帯電手段に印加するための帯電電圧を生成する帯電電圧印加手段と、抵抗素子を介して前記帯電電圧印加手段と接続されており前記帯電電圧印加手段により生成された前記帯電電圧から前記現像手段に印加するための現像電圧を生成する現像電圧印加手段と、を有し、前記帯電手段に前記帯電電圧を印加する期間において前記現像手段に前記現像電圧を印加する電源部と、
前記像担持体上に形成された前記静電潜像をトナーにより現像するために前記現像手段を前記像担持体に当接させ、前記像担持体上の前記静電潜像がトナーにより現像された後に前記現像手段を前記像担持体から離間させるよう制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記現像電圧印加手段は、前記現像電圧の定電圧制御を行うためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子に直列に接続された定電圧素子と、基準電圧を分圧することにより生成した制御電圧と前記現像電圧印加手段に流れる電流に応じた電圧とを比較して、比較結果に従い前記スイッチング素子への供給電流を制御するための信号を出力する比較手段と、を有し、
前記制御手段は、前記現像手段を前記像担持体から離間させた状態で、前記電源部による前記帯電電圧及び前記現像電圧の印加又は印加の停止を行うように制御することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Charging means for charging the image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner;
A charging voltage applying means for generating a charging voltage to be applied to the charging means; and the developing means connected to the charging voltage applying means through a resistance element and based on the charging voltage generated by the charging voltage applying means. A developing voltage applying unit that generates a developing voltage for applying to the charging unit, and a power supply unit that applies the developing voltage to the developing unit during a period of applying the charging voltage to the charging unit;
In order to develop the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner, the developing means is brought into contact with the image carrier, and the electrostatic latent image on the image carrier is developed with toner. Control means for controlling the developing means to be separated from the image carrier after
An image forming apparatus comprising:
The developing voltage applying means includes a switching element for performing constant voltage control of the developing voltage, a constant voltage element connected in series to the switching element, a control voltage generated by dividing a reference voltage, and the developing Comparing with a voltage corresponding to the current flowing through the voltage applying means, and comparing means for outputting a signal for controlling the supply current to the switching element according to the comparison result ,
The control unit controls the application of the charging voltage and the development voltage by the power supply unit or stopping the application in a state where the developing unit is separated from the image carrier. apparatus.
前記モニター電圧生成手段の基準電圧は前記比較手段の制御電圧を生成するための前記基準電圧であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reference voltage of the monitor voltage generation unit is the reference voltage for generating a control voltage of the comparison unit.
前記制御手段は、前記回転体を回転させることにより、前記現像手段の当接又は離間を制御することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A rotating body having the plurality of developing means;
The control means, by rotating the rotating body, an image forming apparatus according to any one of claims 4 to 6, characterized by controlling the contact or away from said developing means.
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記所定の位置を基準として、前記回転体の回転を制御することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 Comprising a detecting means for detecting that the rotating body is stopped at a predetermined position;
The image forming apparatus according to claim 7 , wherein the control unit controls the rotation of the rotating body based on the predetermined position detected by the detection unit.
前記一の画像形成部を除く他の画像形成部に電圧を印加する前記電源部である第二電源部と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 A first power supply unit that is the power supply unit that applies a voltage to one image forming unit among the plurality of image forming units;
A second power supply unit that is the power supply unit for applying a voltage to the other image forming units excluding the one image forming unit;
The image forming apparatus according to claim 9 , further comprising:
前記制御手段は、前記像担持体の使用量に関する情報に応じて、前記露光手段により前記像担持体の画像部に露光する露光量と、前記像担持体の非画像部に露光する露光量とを補正することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 Furthermore, an exposure means for forming the electrostatic latent image on the image carrier charged by the charging means is provided,
The control means includes an exposure amount that exposes an image portion of the image carrier by the exposure means, and an exposure amount that exposes a non-image portion of the image carrier according to information on the usage amount of the image carrier. The image forming apparatus according to claim 10 , wherein the correction is performed.
前記他の画像形成部の現像手段の当接又は離間を行う第二部材と、
前記第一部材及び/又は前記第二部材を駆動する駆動手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段を駆動させることにより、複数の前記現像手段の当接又は離間を制御することを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A first member for contacting or separating the developing means of the one image forming unit;
A second member for contacting or separating the developing means of the other image forming unit;
Driving means for driving the first member and / or the second member;
With
The control means, by driving the driving means, the image forming apparatus according to any one of claims 10 to 12, characterized by controlling the contact or separation of the plurality of said developing means.
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