(57)【要約】【課題】  少ないリーク量であってもリークを検知することで、高圧出力生成装置の出力停止や出力制限を行うことが可能となり、高圧負荷における安全性を向上させた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  被帯電体を帯電するスコロトロン型帯電器７０を有する画像形成装置において、前記スコロトロン型帯電器は、前記被帯電体を帯電する複数の帯電ワイヤ７３，７４を有する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧負荷及び前記高圧負荷を負荷とする処理装置を有する画像形成装置において、
前記処理装置を複数設け、複数の前記処理装置は、同時に、前記高圧負荷を並列的に処理することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記処理装置は、
スコロトロン型帯電器、
転写ローラー、
転写べルト、
除電針又は現像ユニットであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
被帯電体を帯電するスコロトロン型帯電器を有する画像形成装置において、
前記スコロトロン型帯電器は、前記被帯電体を帯電する複数の帯電ワイヤを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
被帯電体を帯電するスコロトロン型帯電器を有する画像形成装置において、
１本の帯電ワイヤを有する前記スコロトロン型帯電器を複数用いて前記被帯電体を帯電することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記スコロトロン型帯電器の前記帯電ワイヤを帯電する帯電手段と、
前記帯電手段の帯電量を制御する帯電制御手段とを有し、
前記帯電手段は、前記帯電ワイヤにおける放電電流が所定量を超えた場合には、前記帯電制御手段が前記帯電手段を制御して前記帯電手段の出力を制限又は停止することを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電ワイヤにおける放電を制御するグリッド部と、
前記グリッド部にグリッド電圧を供給するグリッド電圧供給手段と、
前記グリッド電圧を制御するグリッド電圧制御手段とを有し、
前記帯電ワイヤにおける放電電流が所定量を超えた場合、前記グリッド電圧制御手段が前記グリッド電圧供給手段を制御して前記放電電流を制限または停止することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧負荷及び前記高圧負荷を負荷とする処理装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、一般的な画像形成装置の全体構成を表す図である。画像形成装置１は、デジタルカメラ２、パソコン３、FAX４、スキャナ装置５などの画像データを取り込み、その画像データをもとに、画像の複写や印刷等を行う。このような画像の複写や印刷等の実行において、重要な役割を担うのが画像形成部である。
【０００３】
図２は、この画像形成部の例を示す構成図である。図２の画像形成部は、感光体１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、除電針１６、定着装置１７、クリーニング装置１８及び除電装置１９を有し、これらにより、帯電、露光、現像、転写、定着などの一連の作業を行っている。これらの作業のうち、帯電装置１２、現像装置１３、転写装置１５等においては、感光体１１を帯電させ、又は帯電させておく必要があるが、この帯電は高電圧空間に感光体を曝すことで行っている。その結果、感光体は、高電圧に帯電されるので、感光体１１は、高圧負荷であり、帯電装置１２，露光装置１３，転写装置１５等の装置は、この高圧負荷を処理する処理装置であると言える。画像形成部では、このような高圧負荷を処理する装置が備えられている。
【０００４】
図３は、高圧負荷を処理する処理装置の例である。スコロトロン帯電器２０１は、帯電ワイヤ２０２、ケーシング２０３、グリッド２０４、チャージ端子２０５、グリッド端子２０６を有する。転写ローラ２１１は、ローラ２１２、軸２１３及び端子２１４を有する。転写ベルト２２１は、印加ローラ２２２、ベルト２２３、ベルト搬送ローラ２２４、端子２２５、ベルト駆動ローラ２２６を有する。除電針２３１は除電針本体２３２及び端子２３３を有する。現像ユニット２４１は、現像ユニット本体２４２及び端子２４３を有する。尚、これらの処理装置の端子には、所定の電圧が印加される。
【０００５】
図４は、例えば、帯電装置に高電圧を供給する高圧出力生成装置の構成図である。図４（A）の高圧生成部４０は、昇圧トランスT４1、トランジスタQ４１、ダイオードD４１、コンデンサC４1、コンデンサC４２、抵抗R４１、抵抗R４２、抵抗R４３、抵抗R４及び抵抗R４５で構成されており、端子４０１を介して負荷Z４１に接続されている。トランジスタQ41は、昇圧トランスT４１の入力側に設けられたスイッチングトランジスタであり、D４１は、昇圧トランスT４１の出力側に設けられた整流回路である。端子４０２の電源電圧V４０２を、スイッチングトランジスタQ４１がPWMのパルス信号に応じてオン/オフする。その結果、トランジスタQ４１の二次側に高圧パルスが生成され、その高圧パルスを整流して、負荷に高電圧を供給する。また、PWMのパルス幅を制御することにより、負荷Z４１に供給する電圧を制御することができる。また、抵抗R４２及び抵抗R４４により、負荷電流に対応した電圧Vfbi及び負荷電圧に対応した電圧Vfbvを検出し、これらの検出結果に基づいて、スイッチングトランジスタQ4１に供給されるPWMのパルス幅を制御して、安定な出力を得ている。また、スイッチングトランジスタQ4１の制御例としては、図４（B）の比較器を用いた定電圧制御や図４（C）のマイコンを用いた定電流制御の例がある。図４（B）の比較器を用いた定電圧制御例は、コンパレータCP４１、トランジスタQ４１で構成される。図４（B）の回路動作は、電圧Vfbvと三角波を入力とする比較器により、パルスPWMを生成し、このパルスPMWによって、Q41のスイッチング制御を行う。また、図４（C）のマイコンを用いた定電流制御例は、マイコンM４１、A/D変換機AD41、タイマTM４１、トランジスタQ４１で構成される。図４（C）の回路動作は、電圧VfbiをA/D変換器AD４１によりアナログ信号からデジタル信号に変換し、このデジタル出力に応じてPMWを生成し、このパルスPMW によって、Q41のスイッチング制御を行う。尚、図４（B）の電圧Vfbvが電圧Vfbiであっても、また、図４（C）の電圧Vfbiが電圧Vfbvであってもよい。
【０００６】
また、図５は、高圧生成部の他の構成図である。昇圧トランスT５1、トランジスタQ５１、ダイオードD５１、ダイオードD５２、ツェナーダイオードD５３、コンデンサC５1、コンデンサC５２、抵抗R５１から構成されており、倍電圧回路と定電圧素子であるツェナーダイオードD５３とで構成されている。
【０００７】
ところで、このような高圧出力生成装置（特許文献１参照。）においては、通常、リーク電流を検知し、その検知情報をもとに電圧の制御を行うというリーク対策が施されている。高圧生成装置は高電圧を生成するため、その高電圧によるコロナ放電などのリークが発生する可能性があり、このリークが過剰になると発火等の危険を生じるためである。例えば、図４の高圧生成部４０ではリーク情報となるVfbi信号をフィードバックすることにより、リーク対策を施している。
【特許文献１】特開平０３−００２３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６は、高圧出力中にリークが発生した時の高圧負荷の電圧、電流及びインピーダンスを示す図である。ここで、リーク現象は、帯電チャージャのアーク放電を例にしている。横軸は時間、縦軸は高圧負荷の電圧６４、電流６５、インピーダンス６６を示す。リーク量の異なる３状態（リークa６１＜リークb６２＜リークc６３）のリーク時の電圧６４、電流６５及び負荷６６がどのように変化するかを示している。図からリーク量が小になるにつれ、高圧負荷の電圧６４、電流６５及びインピーダンス６６のそれぞれの変化は小になっており、リークc６３の状態においてはあまり変化がみられない。
【０００９】
ところで、高圧出力生成装置には、通常、リーク電流を検知し、その検知情報をもとに電圧の制御を行うリーク対策が施されている。しかしながら、たとえリーク電流が発生していたとしても、図６のリークc６３の状態のようにリークに伴って変化する電圧、電流及びインピーダンスにあまり変化がみられない場合、つまり変化量小の場合は、リークの検知が困難であり、リーク対策回路が動作しないという問題がある。
【００１０】
また、最近は、導電性を有する顔料系インクを使用した用紙を使用することも少なくなく、リーク起因の発火に対する安全性を確保する技術は非常に重要な課題となっている。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、少ないリーク量であってもリークを検知することで、高圧出力生成装置の出力停止や出力制限を行うことが可能となり、高圧負荷における安全性を向上させた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、高圧負荷及び前記高圧負荷を負荷とする処理装置を有する画像形成装置において、前記処理装置を複数設け、複数の前記処理装置は、同時に、前記高圧負荷を並列的に処理するように構成することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、前記処理装置は、スコロトロン型帯電器、転写ローラ、転写べルト、除電針又は現像ユニットであるように構成することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、被帯電体を帯電するためのスコロトロン型帯電器を有する画像形成装置において、前記スコロトロン型帯電器は、前記被帯電体を帯電する複数の帯電ワイヤを有するように構成することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、被帯電体を帯電するためのスコロトロン型帯電器を有する画像形成装置において、１本の帯電ワイヤを有する前記スコロトロン型帯電器を複数用いて前記被帯電体を帯電するように構成することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、前記スコロトロン型帯電器の前記帯電ワイヤを帯電する帯電手段と、前記帯電手段の帯電量を制御する帯電制御手段とを有し、前記帯電手段は、前記帯電ワイヤにおける放電電流が所定量を超えた場合には、前記帯電制御手段が前記帯電手段を制御して前記帯電手段の出力を制限又は停止するように構成することができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、前記帯電ワイヤにおける放電を規制するグリッド部と、前記グリッド部に電圧を供給するグリッド電圧供給手段と、前記帯電ワイヤにおける放電電流量を制御するグリッド制御手段とを有し、前記グリッド部は、前記帯電ワイヤにおける放電電流が所定量を超えた場合には、前記グリッド制御手段が前記グリッド電圧供給手段を制御して前記放電電流を制限または停止するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、少ないリーク量であってもリークを検知することで、高圧出力生成装置の出力停止や出力制限を行うことが可能となり、高圧負荷における安全性を向上させた画像形成装置を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明していく。基本原理は、高圧負荷のインピーダンスを大にすることで、インピーダンスが小の場合と比べて、リーク電流に伴うインピーダンス変化量が大となり、この大きなインピーダンス変化量に応じて電圧及び電流の変化量も大きくなることで、リーク電流の検知が容易になる。
【００２０】
こうすることで、従来困難であったリーク量小の状態であっても、リーク電流の検出が可能となり、リーク電流対策回路が動作する。
【実施例１】
【００２１】
図７は、第一実施例の構成図である。スコロトロン型帯器７０は、チャージ端子７１、チャージ端子７２、ワイヤ７３、ワイヤ７４、グリッド端子７５、ケーシング７６を有する。ワイヤ７３、ワイヤ７４は、感光体１１の帯電を行う。ケーシング７６は、ワイヤを囲った物体である。グリッドは、ワイヤ７３、ワイヤ７４による感光体１１表面へのコロナ放電を制御する。チャージャ端子７１、チャージ端子７２は、ワイヤ７３、ワイヤ７４に電圧を印加するための端子である。グリッド端子７５は、グリッドに電圧を印加する。本実施例のスコロトロン型帯電器７０は、ひとつのケーシング７６の内部に２本のワイヤ７３、ワイヤ７４を有する構成である。ワイヤ７３、ワイヤ７４は、それぞれチャージャ端子７１、チャージャ端子７２に接続されている。
【００２２】
図８は、チャージャ端子に電圧を印加する高圧生成部８０の回路の例である。図８の回路は昇圧トランスT８１、トランジスタQ８１、ダイオードD８１、コンデンサC８１、抵抗R８１、抵抗R８２、抵抗R８３、抵抗R８４により構成される。この高圧生成部８０を二つ設け、その出力が、図７のチャージャ端子７１とチャージャ端子７２に接続される。トランジスタQ８1は、昇圧トランスT８１の入力側に設けられたスイッチングトランジスタであり、ダイオードD８１は、昇圧トランスT８１の出力側に設けられた整流回路である。スイッチングトランジスタQ８１がPWMのパルス信号に応じてオン/オフされ、その結果、電源電圧V８１により、昇圧トランスT８１の一次側に流れる電流がオン/オフされるので、スイッチングトランジスタQ８１の二次側に高圧パルスが生成され、その高圧パルスをダイオードD８１が整流して、負荷に高電圧を供給する。また、PWMのパルス幅を制御することにより、チャージャ端子に供給する電圧を制御することができる。
【００２３】
図９は、グリッド端子に安定した電圧を印加するためのグリッド電圧回路の例である。図９の回路は、トランジスタQ９１、ツェナーダイオードD９１、比較器CP９１、コンデンサC９１、抵抗R９１、抵抗R９２、抵抗R９３で構成されている。グリッド供給電圧に対応した電圧Vfbと基準電圧VrefとをコンパレータCP９１で比較した信号を生成し、この信号に基づいてスイッチングトランジスタQ９１を制御することにより、グリッド電圧に安定した電圧を供給する。
【００２４】
図１０（A）（B）は、リーク検知による出力制限回路の構成図である。図１０（A）は、比較器CP１０１で構成される。回路動作は、基準電圧Vrefと電圧Vfbiを比較器CP１０１により比較し、その比較結果から所定のパルス幅のPWM又はパルス幅＝０のPWMを出力し、この出力をスイッチングトランジスタQ81のベースに供給する。図１０（B）は、マイコンM１０１で構成される。回路動作は、電圧Vfbiを入力とするマイコンM１０１から所定のパルス幅のPWM又はパルス幅＝０のPWMを出力し、この出力をスイッチングトランジスタQ８１のベースに供給する。
【００２５】
図１１は、リーク検知による出力停止回路１１０の構成図の例である。図１１の回路は、トランジスタQ１１１、トランジスタQ１１２、コンデンサC１１１、抵抗R１１１、抵抗R１１２、抵抗R１１３、抵抗R１１４で構成される。電圧VfbiによりトランジスタQ１１１、Q１１２のスイッチング状態が変化し、停止信号を生成する。この停止信号は、スイッチングトランジスタQ８１のベースに供給される。尚、スイッチングトランジスタQ８１のベースに供給する代わりに、電源V８１の供給を遮断する制御でもよい。
【００２６】
次に、高圧出力動作を説明する。図１２は、マイコン制御する出力電圧制限の動作例である。まずは、リーク電流のない場合の動作を説明する。ステップS１２１は、動作中であることを示している。次に、ステップS１２２で、マイコンがFB値の更新を行う。次に、ステップS１２３で、マイコンが目標値とFB値の差分にゲインを乗じてPWM値算出の処理をする。次に、ステップS１２４で、電圧Vfbiに基づき、リーク有無判断を行う。この場合はリークがないと判断するので、ステップS１２６で出力電圧オフの判断を行う。出力電圧オフの場合は、ステップS１２８で出力をオフする。一方、出力電圧オフしない場合は、ステップS１２７で、PWM値更新の処理をする。リークがない状態では、上記のステップS１２２、ステップS１２３、ステップS１２４、ステップS１２６、ステップS１２７を繰り返している。リーク電流が所定値以上となると、ステップS１２４で、電圧Vfbiに基づき、リークがあると判断されると、ステップS１２５で、PWM＝０または、PWM＝所定値の処理をする。この動作は、マイコン制御に限らず、図１０のリーク検知による出力制限回路１００で実現することができる。
【００２７】
図１３は、マイコン制御による出力電圧停止の動作例である。まずは、リーク電流のない場合の動作を説明する。ステップS１３１では、動作中であることを示している。次に、ステップS１３２で、FB値の更新を行う。次に、ステップS１３３で、目標値とFB値の差分にゲインを乗じてPWM値算出の処理をする。次に、ステップS１３４で、電圧Vfbiに基づき、リーク有無の判断を行う。この場合は、リークがないと判断するので、ステップS１３６で、PWM値更新の処理をする。リークがない状態では、上記のステップS１３２、ステップS１３３、ステップS１３４、ステップS１３６を繰り返している。リーク電流が所定値以上となると、ステップS１３４で、リークがあると判断されると、ステップS１３７で、出力をオフする。この動作は、マイコン制御に限らず、図１１のリーク検知による出力停止回路１１０により実現することができる。
【００２８】
図１４は、本発明において、高圧出力中にリークが発生した時の高圧負荷の電圧、電流及びインピーダンスを示す図である。ここで、リーク現象は、帯電チャージャのアーク放電を例にしている。横軸は時間、縦軸は高圧負荷の電圧１５４、電流１５５、インピーダンス１５６を示す。リーク量の異なる３状態（リークa１５１＜リークb１５２＜リークc１５３）のリーク時の電圧１５４、電流１５５及び負荷１５６がどのように変化するかを示している。高圧負荷インピーダンスが本発明より小である図３の従来技術と同様に、リーク量が小になるにつれ、高圧負荷の電圧１５４、電流１５５及びインピーダンス１５６のそれぞれの変化は小になっている。しかしながら、図３の従来技術と比較すると、本発明の電流の変化量は大きい。それは、本発明では、高圧負荷のインピーダンスを従来技術よりも大にしたことにより、リーク電流に伴うインピーダンス変化量も従来技術に比べて大となり、この大きなインピーダンス変化量に応じて電流の変化量も大きくなるからである。電流の変化量が大きくなることで、電流の波形変化を大きくすることができる。
【００２９】
本発明の特徴は、スコロトロン帯電器のケーシングの内部に複数のワイヤを有することによって高圧負荷のインピーダンスを大きくすることである。こうすることで、この大きなインピーダンス変化量に応じて電流の変化量も大きくなることから、電流の波形変化を大きくすることが可能となる。そして、リーク時の波形変化が大きくなることで、リーク検出が向上し、リーク状態においても出力停止や出力電力の制限を実現することができる。
【実施例２】
【００３０】
図１５は、第二実施例の構成図である。スコロトロン帯電器を２つ備えた例である。チャージャ端子１４１、グリッド端子１４２、ケーシング１４３、チャージャ端子１４４、グリッド端子１４５、ケーシング１４６で構成されている。尚、チャージャ端子とグリッド端子に印加するための回路は実施例１と同様である。
【００３１】
本実施例の特徴は、スコロトロン帯電器を複数備えることにより、高圧負荷のインピーダンスを大きくしていることである。インピーダンスを大きくしたことにより、インピーダンス変化量も従来技術に比べて大となり、この大きなインピーダンス変化量に応じて電流の変化量も大きくなることから、リークの検出が向上し、リーク状態においても出力停止や出力電力の制限を実現することができる。
【００３２】
また、転写ローラ２１１、転写ベルト２２１、除電針２３１及び現像ユニット２４１等も、それぞれ２つ備え、同時に、負荷に並列的に作用させることによって、高圧負荷のインピーダンスを大きくすることが可能で、インピーダンスを大きくしたことにより、インピーダンス変化量も従来技術に比べて大となり、この大きなインピーダンス変化量に応じて電流の変化量も大きくなることから、リークの検出が向上し、リーク状態においても出力停止や出力電力の制限を実現することができ、スコロトロン器同様の効果を得ることができる。
【００３３】
本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一般的な画像形成装置の全体構成を表す図である。
【図２】画像形成部の例を示す構成図である。
【図３】高圧負荷を処理する処理装置の例の図である。
【図４】帯電装置に高電圧を供給する高圧出力生成装置の構成図である。
【図５】高圧生成部の他の構成図である。
【図６】高圧出力中にリークが発生した時の高圧負荷の電圧、電流及びインピーダンスを示す図である。
【図７】第一実施例の構成図である。
【図８】チャージャ端子に電圧を印加する高圧生成部８０の回路図である。
【図９】グリッド端子に安定した電圧を印加するためのグリッド電圧回路の図である。
【図１０】リーク検知による出力制限回路の構成図である
【図１１】リーク検知による出力停止回路１１０の構成図である。
【図１２】マイコン制御する出力電圧制限の動作を説明する図である。
【図１３】マイコン制御による出力電圧停止の動作を説明する図である。
【図１４】本発明において、高圧出力中にリークが発生した時の高圧負荷の電圧、電流及びインピーダンスを示す図である。
【図１５】第二実施例の構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  画像形成装置
２  デジタルカメラ
３  パソコン
４  FAX
５  スキャナ装置
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  露光装置
１４  現像装置
１５  転写装置
１６、２３１  除電針
１７  定着装置
１８  クリーニング装置
１９  除電装置
４０  高圧生成部
７０、２０１  スコロトロン型帯電器
７１、７２、１４１、１４４、２０５  チャージ端子
７３、７４、２０２  帯電ワイヤ
７５、１４２、１４５、２０６  グリッド端子
７６、１４３、１４６、２０３  ケーシング
８０  高圧生成部
１１０  出力停止回路
２０４  グリッド
２１１、２２２  転写ローラ
２１２  ローラ
２１３  軸
２１４、２２５、２３３、２４３  端子
２２１  転写ベルト
２２３  ベルト
２２４  ベルト搬送ローラ
２２６  ベルト駆動ローラ
２３２  除電針本体
２４１  現像ユニット
２４２  現像ユニット本体
【図１】
2006243542.tif 000003
【図２】
2006243542.tif 000004
【図３】
2006243542.tif 000005
【図４】
2006243542.tif 000006
【図５】
2006243542.tif 000007
【図６】
2006243542.tif 000008
【図７】
2006243542.tif 000009
【図８】
2006243542.tif 000010
【図９】
2006243542.tif 000011
【図１０】
2006243542.tif 000012
【図１１】
2006243542.tif 000013
【図１２】
2006243542.tif 000014
【図１３】
2006243542.tif 000015
【図１４】
2006243542.tif 000016
【図１５】
2006243542.tif 000017