JP2001228687A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2001228687A
JP2001228687A JP2000037772A JP2000037772A JP2001228687A JP 2001228687 A JP2001228687 A JP 2001228687A JP 2000037772 A JP2000037772 A JP 2000037772A JP 2000037772 A JP2000037772 A JP 2000037772A JP 2001228687 A JP2001228687 A JP 2001228687A
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JP
Japan
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developing
voltage
bias
load current
image forming
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English (en)
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Kazunari Yamada
一成 山田
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像器の個々のバラツキに合わせて、現像バ
イアスの矩形波のオーバーシュートおよびアンダーシュ
ートを抑え波形整形することで、最適な画像が得られる
ようにする。 【解決手段】 ACの負荷電流は、電流検出用バイパス
コンデンサ(Cll)71および検出抵抗(Rll)7
2により電圧変換して検出され、整流ダイオード(Dl
l)73と平滑用電解コンテンサ(C12)74により
DC化される。そして、抵抗(R12)75および抵抗
(R13)76は、DC化された電圧を制御部に処理可
能な電圧レベルにして入力する。制御部は、検出した負
荷電流値に応じて現像バイアスの交流矩形波の周波数を
可変制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装
置に関し、詳しくは、カラー画像とするために複数の現
像器を用い、これを現像位置に選択して移動させ、現像
位置に移動された現像器に、現像バイアス印加手段か
ら、直流電圧に矩形波の交流電圧を重畳させたバイアス
電圧を印加する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、現像器に直流(DC)出力に交流
(AC)成分を重量させたバイアスを印加させる場合、
現像器の負荷容量によりその出力電流容量、AC出力波
形を固定値として電源側で合わせてきた。
【0003】また、現像器は、抵抗分と静電容量分が並
列に接続された負荷成分であり、抵抗は50〜120M
Ω、静電容量は70〜210pFのバラツキがある。抵
抗は、現像バイアスのDC出力の電流容量を決定するの
に寄与し、抵抗および静電容量は、AC出力の電流容量
および矩形波形を決定するのに寄与している。
【0004】図9は、従来の画像形成装置に用いられて
いる現像バイアス電源の回路構成を示す。この現像バイ
アス電源60は、ACバイアス制御回路61とACバイ
アス発生回路61aとDCバイアス制御回路62とDC
バイアス発生回路62aと出力抵抗63とからなり、D
Cバイアス発生回路62aからの直流電圧(たとえば、
−400〜−800V)にACバイアス発生回路61a
からの矩形波の交流電圧(たとえば、2kHz、1.2
5Vpp)を重畳させ、その重畳させたバイアス電圧を
出力抵抗63で波形整形して現像器64に印加する。
【0005】現像器64は、現像スリーブとケーシング
と現像剤とトナーにより、現像バイアス電源60から見
た等価回路として、抵抗Rと静電容量Cとが並列接続さ
れた負荷64として表すことができる。通常、その抵抗
値Rは80MΩ〜100MΩ、静電容量Cは70pF〜
130pFであり、静電容量Cがこの範囲の場合、出力
抵抗63の抵抗値R0は80kΩ〜96kΩに設定され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現像器64を
負荷として見た場合の抵抗値Rおよび静電容量Cのバラ
ツキは、現像器そのもの、現像色、現像剤ロットにより
かなり幅があり、電源側の出力抵抗およびコンデンサを
現像負荷の中心値に合わせても、抵抗値および静電容量
の上下限で電流容量、矩形波形が異なってしまい、現像
バイアス電源に供給する本体のDC電源の容量、画像等
に大きく影響を与えていた。現像バイアスのAC出力矩
形波形の立ち上がり、立ち下がりにオーバーシュート、
アンダーシュートが有る場合、また逆に、立ち上がり、
立ち下がりがなまった波形の場合も、AC電圧を印加す
る効果が薄れ、ともにエッジが立った画像、なめらかさ
が無い画像となり、画像品質に影響を与えていた。
【0007】そこで、この発明は、現像器の個々のバラ
ツキに合わせて、現像バイアスの矩形波のオーバーシュ
ートおよびアンダーシュートを抑え波形整形すること
で、最適な画像が得られるようにすることを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】そのため、この発明によ
る画像形成装置では、現像バイアスの交流電圧の負荷電
流値を検出する負荷電流検出手段と、その検出した負荷
電流値に応じて現像バイアスの交流矩形波の周波数を可
変制御する制御手段とを備える。
【0009】負荷電流検出手段は、検出した交流の負荷
電流を制御手段で処理可能な直流電圧に変換する。ま
た、制御手段は、検出した負荷電流値が低い場合には周
波数を所定の値より低くするように可変し、検出した負
荷電流値が高い場合には周波数を所定の値より高くする
ように可変する。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて説明する。
【0011】この発明は、像担持体表面を帯電させる帯
電手段、その帯電面に画像露光して静電潜像を形成する
露光手段、その静電潜像を可視化するため異なった色の
現像剤を収容した複数の現像器、これら現像器を回転さ
せ、選択された一色の現像器を現像可能な位置にセット
する現像器駆動制御手段、現像位置にセットされた現像
器に、直流電圧に矩形波の交流電圧が重畳されたバイア
ス電圧を印加する現像バイアス印加手段、像担持体上の
現像された異なった色の像を複数回重ねて転写すること
が可能な中間転写画像担持体を有する中間転写手段、像
担持体から中間転写画像担持体へ直流電圧を印加させて
順次異なった色の像を転写させる第1転写バイアス印加
手段、中間転写画像担持体の複数回重ね転写された画像
を転写紙に直流電圧を印加させて転写させる第2転写バ
イアス印加手段とを有するカラー画像形成装置に適用さ
れる。
【0012】図1はそのようなカラー画像形成装置の構
成例を示す。図1において、40は帯電手段である帯電
装置、41は露光手段であるレーザ書き込み装置、42
は像担持体である感光体、43は中間転写手段である中
間転写ベルト、45は、図2にも示すように中間転写ベ
ルト43上の基準位置マーク44を検出するマーク検出
センサ、46は4色の現像器、47は濃度センサ、48
は給紙装置、49は定着装置、50は排紙装置、51は
第1転写バイアス印加手段である一次転写バイアスロー
ラ、52はそのためのアースローラ、53は第2転写バ
イアス印加手段である二次転写バイアスローラである。
【0013】図3は、この画像形成装置の動作のフロー
チャートである。図4は、中間転写ベルト43上の画像
形成過程を示す図で、(A)は1色の場合、(B)は2
色以上の場合である。次に、これらの図を参照して動作
例を説明する。
【0014】スタート信号(複写動作においては図示し
ない操作部のスタートボタン、プリンタ動作においては
図示しないホストマシンからのプリンタ要求)により、
画像形成のサイクルが開始する。まず、転送されるデー
タが1色か2色以上かをコマンドにより判別する。
【0015】1色の場合、マークを持つ必要がないの
で、図示しない読取部またはホストマインより画像デー
タの転送を開始する。これをレーザ書き込み装置41で
感光体42上に書き込み、中間転写ベルト43上に転写
する。このとき、転写された画像先端に合わせて転写紙
の給紙を開始し、転写紙上に転写してから排紙する。ま
た、感光体42上の画像形成が終わったら、特定のパタ
ーン(濃度パターン)を書いて、濃度センサ47で感光
体42の表面の濃度を検出することにより、適正な濃度
で画像が書かれているかどうか検知する。
【0016】2色以上の場合、各色をずれなく重ねるた
めに基準が必要となる。そのため、中間転写ベルト43
上の基準位置マーク44をマーク検出センサ45で検出
し、、その検出信号を基準として、画像形成を行う。す
なわち、2色の場合には中間転写ベルト43を2回転、
3色の場合は3回転、4色の場合には4回転させて、マ
ーク基準信号より画像を形成することで、位置ずれのな
い重ね画像を得ることができる。
【0017】そこで、基準位置マーク44を検出してか
ら、図示しない読取部またはホストマインより画像デー
タの転送を開始する。これをレーザ書き込み装置41で
感光体42上に書き込み、中間転写ベルト43上に転写
する。次の基準位置マーク44を検出したら、同様にし
て転写する。すべての色が終わったら、転写された画像
先端に合わせて、転写紙の給紙を開始し、転写紙上に転
写してから排紙する。また、各色の感光体42上の画像
形成が終わったら、特定のパターン(濃度パターン)を
書いて、濃度センサ47で感光体42の表面の濃度を検
出することにより、適正な濃度で画像が書かれているか
どうか検知する。
【0018】さて、上記のような画像形成装置におい
て、現像バイアス印加手段である現像バイアス電源60
と各色の現像器46との間の回路構成について、図5を
参照して説明する。
【0019】図5において、現像バイアス電源60は、
従来と同様に、ACバイアス制御回路61とACバイア
ス発生回路61aとDCバイアス制御回路62とDCバ
イアス発生回路62aと出力抵抗63とからなる。DC
バイアス発生回路62aは、コンデンサ(C22)50
およびコンデンサ(C21)51、ダイオード(D2
1)52、変圧器53、抵抗(R21)77、抵抗(R
22)78、抵抗(R23)79で構成されている。
【0020】そして、図6に示すように、DCバイアス
発生回路62aからの直流電圧に、ACバイアス発生回
路61aからの矩形波の交流電圧を重畳させ、その重畳
させたバイアス電圧を出力抵抗63で波形整形して現像
器46に印加する。各色の現像器46は、等価回路で表
すと、抵抗Rと静電容量Cとが並列接続された負荷64
となる。
【0021】このような基本回路構成に加えて、ACバ
イアス発生回路61a側において、電流検出用バイパス
コンデンサ(Cll)71および検出抵抗(Rll)7
2、DC化のための整流ダイオード(Dll)73と平
滑用電解コンテンサ(C12)74、および電圧レベル
調整用の抵抗(R12)75と抵抗(R13)76が追
加されている。
【0022】そして、図6に示すように、ACバイアス
発生回路61a側のAC電流ループに流れる負荷電流を
検出し、これをDC電圧として制御部に入力することに
より、制御部でAC出力の電圧、周波数を可変制御す
る。
【0023】すなわち、ACの負荷電流は、電流検出用
バイパスコンデンサ(Cll)71および検出抵抗(R
ll)72により電圧変換して検出され、整流ダイオー
ド(Dll)73と平滑用電解コンテンサ(C12)7
4によりDC化される。そして、抵抗(R12)75お
よび抵抗(R13)76は、DC化された電圧を制御部
(図示せず)に処理可能な電圧レベルにして入力する。
【0024】図7の(A)〜(C)は、現像器46によ
る負荷64の静電容量Cが上限、定格、下限と3段階に
変わった場合のバイアス電圧の標準の矩形波形を示し、
また図8の(A)〜(C)は、オーバーシュートを防止
するためにAC出力電圧および周波数を小とした、この
発明における矩形波形である。
【0025】以上のように、現像器のAC負荷電流を検
出して負荷状態を予測し、AC出力の電圧、周波数をそ
の負荷状態に適正な値に可変(制御)することにより、
バラツキの無い適正な画像が得られる。
【0026】
【発明の効果】この発明は、複数の現像器の各々の負荷
に合わせて現像ACバイアスの周波数を可変するので、
現像器の個々のバラツキに合わせて、矩形波のオーバー
シュートおよびアンダーシュートを抑え波形整形するこ
とで、最適な画像条件を提供することができる。
【0027】請求項2に係る発明は、検出した交流の負
荷電流を制御手段で処理可能な直流電圧に変換するの
で、周波数の可変制御が容易になる。
【0028】請求項3に係る発明は、複数の現像器の各
々の負荷が軽い場合(静電容量、または抵抗値が小さ
い、あるいは両者がともに小さい場合)、現像ACバイ
アスの周波数を所定の周波数(現像器の負荷が中心値の
場合の周波数)より値を低く可変するので、現像器の個
々のバラツキに合わせて、矩形波のオーバーシュートお
よびアンダーシュートを抑え波形整形することで、最適
な画像条件を提供することができる。
【0029】請求項4に係る発明は、複数の現像器の各
々の負荷が重い場合(静電容量、または抵抗値が大き
い、あるいは両者がともに大きい場合)、現像ACバイ
アスの周波数を所定の周波数(現像器の負荷が中心値の
場合の周波数)より値を高く可変するので、現像器の個
々のバラツキに合わせて、矩形波のオーバーシュートお
よびアンダーシュートを抑え波形整形することで、最適
な画像条件を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による画像形成装置の構成例を示す概
要図である。
【図2】同画像形成装置において中間転写ベルト上の基
準位置マークを検出する構成を示す斜視図である。
【図3】同画像形成装置に動作を示すフローチャートで
ある。
【図4】中間転写ベルト上の画像形成過程を示す図で、
(A)は1色の場合、(B)は2色以上の場合である。
【図5】上記画像形成装置における現像バイアス電源と
各色の現像器との回路構成を示す電気回路図である。
【図6】その動作を説明する電気回路図である。
【図7】従来におけるバイアス電圧波形図で、(A)は
現像器の静電容量が上限の場合、(B)は定格の場合、
(C)は下限の場合である。
【図8】この発明におけるバイアス電圧波形図で、
(A)は現像器の静電容量が上限の場合、(B)は定格
の場合、(C)は下限の場合である。
【図9】従来における現像バイアス電源と各色の現像器
との回路構成を示す電気回路図である。
【符号の説明】
46 現像器 60 現像バイアス電源 61 ACバイアス制御回路 61a ACバイアス発生回路 62 DCバイアス制御回路 62a DCバイアス発生回路 63 出力抵抗 64 現像器による負荷 71 電流検出用バイパスコンデンサ 72 検出抵抗 73 整流ダイオード 74 平滑用電解コンテンサ 75・76 電圧レベル調整用抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の現像器を現像位置に選択して移動
    させ、現像位置に移動された現像器に、現像バイアス印
    加手段から、直流電圧に矩形波の交流電圧を重畳させた
    バイアス電圧を印加する画像形成装置において、 前記現像バイアスの交流電圧の負荷電流値を検出する負
    荷電流検出手段と、その検出した負荷電流値に応じて前
    記現像バイアスの交流矩形波の周波数を可変制御する制
    御手段とを備えたことを特徴とする、画像形成装置。
  2. 【請求項2】負荷電流検出手段は、検出した交流の負荷
    電流を制御手段で処理可能な直流電圧に変換することを
    特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 制御手段は、検出した負荷電流値が低い
    場合には周波数を所定の値より低くするように可変する
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載の画像形成
    装置。
  4. 【請求項4】 制御手段は、検出した負荷電流値が高い
    場合には周波数を所定の値より高くするように可変する
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載の画像形成
    装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1296812C (zh) * 2003-07-08 2007-01-24 精工爱普生株式会社 通过主机提供对图形显示设备的灵活接入的图形控制器
JP2012063714A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Canon Inc 電源回路およびそれを備えた画像形成装置
CN109478079A (zh) * 2016-10-13 2019-03-15 惠普发展公司,有限责任合伙企业 用于旁路电容器的开关
CN113228826A (zh) * 2018-11-29 2021-08-06 日本精机株式会社 显示装置

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