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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−174791
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−350252
出願日 平成9年(1997)12月5日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 加藤 裕紀
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 像担持体と、この像担持体を均一に帯電するための帯電手段と、前記像担持体に画像情報を照射して前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、前記現像のために必要な現像電圧を発生するための現像電圧発生手段と、前記現像時の画像濃度を選択する濃度選択手段と、前記各手段を制御する制御手段と、を有し、前記濃度選択手段により選択された濃度に応じて前記現像電圧発生手段から発生する現像高圧のパルス幅を決定して画像濃度を変更する画像形成装置において、前記現像電圧発生手段から発生する現像高圧を前記制御手段に帰還する帰還手段を備え、帰還された情報をもとに前記現像高圧のパルス幅の修正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記帰還手段からの帰還された情報とは、現像高圧のピーク値に応じたものであることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
【請求項3】 前記現像電圧発生手段は、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のDCバイアスを作る直流電源と、を有することを特徴とする請求項2の画像形成装置。
【請求項4】 前記帰還手段は、前記昇圧トランスの入力端或いは出力端での出力が分圧されて入力されるオペアンプを備え、このオペアンプからの出力をローパスフィルタを通して前記制御手段に入力することを特徴とする請求項3の画像形成装置。
【請求項5】 前記帰還手段からの帰還された情報とは、現像高圧の立ち上がり時間に応じたものであることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
【請求項6】 前記現像電圧発生手段は、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のDCバイアスを作る直流電源と、を有することを特徴とする請求項5の画像形成装置。
【請求項7】 前記帰還手段は、前記昇圧トランスの入力端或いは出力端での出力が分圧されて入力される微分回路を構成するオペアンプを備え、このオペアンプからの出力をダイオードを通して前記制御手段に入力することを特徴とする請求項6の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写真を利用したレーザビームプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、像担持体上の潜像を現像するための現像電圧を発生する現像電圧発生回路を備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6に電子写真を利用した画像形成装置の一例を示す。本例の画像形成装置は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体1を回転自在に備え、この感光体ドラム1の回りに電子写真プロセス手段が配置されている。即ち、電子写真プロセス手段は、感光体ドラム1に必要な均一の電荷を乗せるための帯電手段、例えば帯電ローラ2に高圧を供給する帯電電圧発生手段20、及び均一に帯電された感光体ドラム1上に画像データに応じてレーザ光を照射し、静電潜像を形成するレーザ発生装置のような露光手段3、更に、感光体ドラム1に形成された前記静電潜像を現像するための現像手段4を有する。現像手段としての現像装置4は、現像剤を収容する現像容器41を備え、現像容器41の開口部で、感光体ドラム1に対向した位置に現像スリーブ42が配置されている。現像スリーブ42は、現像容器41内の現像剤を担持し、感光体ドラム1と対向した現像領域へと搬送する。このとき、現像スリーブ42上の現像剤は、現像剤厚さ規制部材43にて所定の厚さに規制された後、現像領域へと搬送される。現像スリーブ42には、現像電圧発生手段50から所定の現像電圧が印加され、感光体ドラム1上の静電潜像を現像し、可視像、即ち、トナー像とする。このトナー像は、コロナ帯電器のような転写手段6が配置された転写位置にて記録材Pに転写される。感光体ドラム1は、残留したトナーをクリーニング手段(図示せず)により払拭した後次の画像形成プロセスに供される。
【0003】図7に、現像電圧発生手段50の一例を示す。エンジンコントローラ、即ち、制御手段100からの出力DVACCは、通常周波数1.5KHz〜2.5KHz程度の方形波であり、エンジン(画像形成装置本体)のプロセススピードなどにより決定される。一例を挙げれば、制御手段の出力DVACCは、周波数1.5KHz、オンデューティ50%、Vpp5Vの方形波である。
【0004】現像電圧発生手段50は、パワーアンプ51を備え、制御手段100からの信号(出力)DVACCを増幅して昇圧トランス52へと入力する。パワーアンプ51には、多出力電源(図示せず)より電源24Vが供給される。このとき、DVACCは、パワーアンプ51によりVpp20V程度に増幅される。多出力電源は、同時に制御手段100などに必要な電源5Vも供給する。
【0005】昇圧トランス52に入力された電圧は、トランス52により巻き線に応じた電圧に変えられる。従来においては、この電圧は1.3kVppとされる。この電圧は、整流素子(ダイオード)53及びコンデンサ54から成る整流回路にて整流され、コンデンサ54に整流された電圧分を中心値とした約1.3kVppの現像電圧DVOUTが出力される。オペアンプ56、トランジスタ57及びコンデンサ58を備えた回路は、現像電圧DVOUTの中心電圧を制御するための直流電源である。
【0006】制御手段100は、画像形成装置の制御を行うと共に、画像の濃度を変更するための濃度変更手段、即ち、本例ではホストコンピュータ200からの信号TCHGにより、制御手段100内のメモリ上にあるテーブル値に応じて現像電圧発生手段50への信号DVACCのオンデューティを切り替える。
【0007】尚、従来では、濃度は濃度1(濃い)から濃度9(薄い)まで9段階に濃度が変更できるようになっており、ホストコンピュータ200から特に濃度設定信号TCHGを受け取らない場合は濃度5を設定するようになっている。又、現像電圧発生手段50は濃度5の時、DVOUTがデューティ50%で中心値が−450Vにするために、波高値を+200V、波低値を−1100VになるようにDC電源55を設定している。制御手段100が濃度1の信号をホストコンピュータ200から受けたときは、制御手段100は例えばオンデューティを40%にセットする。逆に、濃度9の時は例えばデューティ60%となるようにセットする。このときの現像の電圧波形を図8に示す。このように、現像高圧のパルス変調のオンデューティを変更することによって印字される濃度を調節している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の現像電圧発生手段50の出力DVOUTを見ると、パワーオペアンプ51のスルーレートのばらつきによって、図9に示すように波低値から波高値までにかかる時間△tに機体差があることが分かった。このばらつき△tは最大で全周期Tdvの5%程度になり、同じ濃度を設定したときにも機体毎に印字濃度が変わってしまうという問題があった。
【0009】従って、本発明の目的は、現像電圧発生手段に別途帰還手段を設けることにより、帰還手段の内容によって現像高圧のデューティに変更を加え、機体毎の濃度差を抑え、均一的な性能を有し、高品質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、この像担持体を均一に帯電するための帯電手段と、前記像担持体に画像情報を照射して前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、前記現像のために必要な現像電圧を発生するための現像電圧発生手段と、前記現像時の画像濃度を選択する濃度選択手段と、前記各手段を制御する制御手段と、を有し、前記濃度選択手段により選択された濃度に応じて前記現像電圧発生手段から発生する現像高圧のパルス幅を決定して画像濃度を変更する画像形成装置において、前記現像電圧発生手段から発生する現像高圧を前記制御手段に帰還する帰還手段を備え、帰還された情報をもとに前記現像高圧のパルス幅の修正を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【0011】本発明の一実施態様によると、前記帰還手段からの帰還された情報とは、現像高圧のピーク値に応じたものである。又、好ましくは、前記現像電圧発生手段は、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のDCバイアスを作る直流電源と、を有し、前記帰還手段は、前記昇圧トランスの入力端或いは出力端での出力が分圧されて入力されるオペアンプを備え、このオペアンプからの出力をローパスフィルタを通して前記制御手段に入力する。
【0012】本発明の他の実施態様によると、前記帰還手段からの帰還された情報とは、現像高圧の立ち上がり時間に応じたものである。又、好ましくは、前記現像電圧発生手段は、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のDCバイアスを作る直流電源と、を有し、前記帰還手段は、前記昇圧トランスの入力端或いは出力端での出力が分圧されて入力される微分回路を構成するオペアンプを備え、このオペアンプからの出力をダイオードを通して前記制御手段に入力する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0014】実施例1図1に、本発明の画像形成装置に使用される本発明の特徴部分を構成する現像電圧発生手段50の一実施例を示す。画像形成装置は、例えば図7に関連して説明した電子写真方式の画像形成装置とすることができ、本実施例での説明は省略する。
【0015】又、本実施例の現像電圧発生手段50にて、図7を参照して説明した従来の現像電圧発生手段50と同じ機能をなす部分には、同じ参照番号を付し、説明は省略する。
【0016】本発明に従った現像電圧発生手段50が従来装置と大きく相違する点は、昇圧トランス52の入力端Aよりオペアンプ61を通して制御手段100のDVIN端子に至る帰還回路60を新たに付加した点にある。この帰還回路60にて、入力端Aでの出力が分圧されてオペアンプ61のプラスの入力端に入力され、オペアンプ61のマイナスの入力端は出力端に接続されている。オペアンプ61は、電圧フォロアとして動作し、抵抗63及びコンデンサ64を備えたローパスフィルタ62を通して制御手段100のA/Dコンバータ入力端DVINに入る。このときの波形は、例えば図2に示すようなものである。即ち、本実施例によれば、帰還情報は、現像電圧のピーク値に応じたものとなる。
【0017】制御手段100は、DVINに入力される電圧Vsと予め印字濃度に対応した値とを比較し、所定の値より大きい場合はDVACCのオンデューティを増加させ、所定の値より小さい場合はDVACCのオンデューティを減少させる。
【0018】本実施例では、帰還回路60を昇圧トランス52の入力部に接続する構成としたが、昇圧トランス52の出力部、即ち、DVOUT端子に接続して帰還回路を構成しても同様な効果を期待できることは言うまでもない。
【0019】実施例2図3に、本発明の特徴部分を構成する現像電圧発生手段50の他の実施例を示す。本実施例の現像電圧発生手段50にて、先の実施例1にて説明した現像電圧発生手段50と同じ機能をなす部分には、同じ参照番号を付し、説明は省略する。
【0020】本実施例の現像電圧発生手段50では、実施例1の現像電圧発生手段50における帰還回路60の具体的構成が異なっている。
【0021】つまり、本実施例においても、実施例1と同様に、トランス52の入力端Aよりオペアンプ61を通して制御手段100のDVIN端子に至る帰還回路60が設けられる。
【0022】本実施例の帰還回路60においては、昇圧トランス52の入力端Aでの出力が分圧されて、抵抗63及びコンデンサ64を介してオペアンプ61のマイナス端子に入力され、プラス端子は接地される。又、オペアンプのマイナス端子と出力端子間には抵抗65とコンデンサ66が並列に接続される。このように、本実施例では、オペアンプ61は、微分回路を構成する。オペアンプ61の出力は、ダイオード67を通して制御手段100のA/Dコンバータ入力端DVINに入る。このときの波形は、例えば図4に示すように測定点Aの電位の傾きに応じて変化する。即ち、本実施例では、帰還情報は、現像電圧の立ち上がり時間に応じたものとなる。
【0023】制御手段100は、DVINに入力される電圧Vtを予め求められている少なくとも現像の周期の1周期分よりも長い時間T1、例えば現像の周波数が1.5KHzとすると0.7msec程度以上、の間測定する。AD変換には時間がかかるので図5に示すように、測定期間中十分短い周期T2、例えば現像の周波数が1.5KHzとすると、14μsec程度以下、でサンプリングされた値が複数個存在する(Vt1〜Vtn)。制御手段100は、サンプリングされたVt1〜Vtnの中の最大値Vmaxと予め印字濃度に対応した値と比較し、所定の値より大きい場合はオンデューティを減少させ、所定の値より小さい場合はオンデューティを増加させる。
【0024】本実施例では、帰還回路60を昇圧トランス52の入力部に接続する構成としたが、昇圧トランス52の出力部、即ち、DVOUT端子に接続して帰還回路を構成しても同様な効果を期待できることは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成装置は、像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像手段と、現像のために必要な現像電圧を発生するための現像電圧発生手段と、現像時の画像濃度を選択する濃度選択手段と、各手段を制御する制御手段と、を有し、濃度選択手段により選択された濃度に応じて現像電圧発生手段から発生する現像高圧のパルス幅を決定して画像濃度を変更する画像形成装置において、現像電圧発生手段から発生する現像高圧を制御手段に帰還する帰還手段を備え、帰還された情報をもとに現像高圧のパルス幅の修正を行う構成とされるので、帰還手段の内容によって現像高圧のデューティに変更を加え、機体毎の濃度差を抑え、均一的な性能を有し、高品質の画像を得ることができる。




 

 


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