JP2002244407A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧のバラツキによる高圧出力値への影
響をコストアップなく低減し、良好な作像条件を得るこ
とが可能な画像形成装置を提供する。 【解決手段】 スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部
に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められ
た目標値との差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新
し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備えた画
像形成装置において、高圧発生部および帰還電圧検出部
に供給されている電源電圧値を予め測定し、基準電圧の
ねらい値との差分に応じて目標値を補正する。このよう
にすれば、画像形成装置による高圧出力値のバラツキが
低減でき安定した画像を供給することができ、良好な作
像条件を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機・Ｆ
ＡＸ等の画像形成装置に関し、特に電源電圧のバラツキ
による高圧出力値への影響をコストアップなく低減し、
良好な作像条件を得ることが可能な画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば複写機・ＦＡＸ等に使用される電
子写真方式の画像形成装置は、感光体の周囲に電子写真
プロセス順に、帯電器,露光光学系，現像器，転写器
（転写ベルト)，分離器,クリーニングユニット，除電器
(除電ランプ)等の電子写真プロセスユニットを備える。
この電子写真プロセスユニットには、高圧発生回路から
の高電圧が印加される。例えば、帯電器は高電圧が印加
されることでコロナ放電を生じ、感光体表面を一様に帯
電する。また、現像器においても高圧発生回路から現像
ローラに現像バイアスが印加される。また、同様に転写
器及び分離器にも高電圧が印加される。

【０００３】このように、電子写真方式の画像形成装置
は、各電子写真プロセスユニットに高電圧を供給する高
圧発生回路を備えているが、一般にこの高圧発生回路
は、予め出力電圧と帰還電圧が一定の特性となるように
調整されており、スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生
部に供給すると、高圧発生部から電圧が出力され、帰還
回路を介して出力値に応じた電圧が帰還される。その帰
還電圧を予め定められた基準電圧と比較し、差分により
ＰＷＭ信号のデューティを更新し、所定の高圧出力を発
生するタイプのものが採用されている。

【０００４】ここに、高圧発生回路の高圧出力は、高圧
側の負荷変動によりＰＷＭ値を更新しないと精度の良い
出力が得られないが、装置内での低圧(電源電圧)の変動
も高圧出力に大きな影響を与える。この問題の解決策の
一つに特開平10-3199号公報の提案がある。この提案で
は、電源電圧をＡＤ変換し、その値によって基準値の補
正を行うことにより高圧出力の精度を上げている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平10-3199号公報の提案では、ＡＤ変換にツェナーダ
イオードやＡＤ変換器（ＡＤコンバータ）を使用してい
る。従って、ＡＤ変換のポートに空きがない場合は、Ａ
Ｄ変換器を追加する必要があるためコストが上がってし
まう。また、ツェナーダイオードのバラツキによる影響
も受けてしまうという問題点がある。

【０００６】そこで本発明の課題は、電源電圧のバラツ
キによる高圧出力値への影響をコストアップなく低減
し、良好な作像条件を得ることが可能な画像形成装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１の発明は、スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧
発生部に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定
められた目標値との差分によりＰＷＭ信号のデューティ
を更新し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備
えた画像形成装置において、高圧発生部および帰還電圧
検出部に供給されている電源電圧値を予め測定し、基準
電圧のねらい値との差分に応じて目標値を補正すること
を特徴とする。このようにすれば、高圧発生部および帰
還電圧検出部に供給されている電源電圧値を予め測定
し、画像形成装置毎に基準電圧のねらい値との差分に応
じて目標値を補正しているので、画像形成装置による高
圧出力値のバラツキが低減でき安定した画像を供給する
ことができる。

【０００８】また、請求項２では、前記電源電圧値を測
定する際は、作像動作時とすることを特徴とする。この
ようにすれば、基準電圧となる電源電圧値の測定を作像
動作中に行うので、精度の高い補正を行うことができ
る。

【０００９】また、請求項３では、前記目標値の補正後
に当該画像形成装置に機能が追加された場合は、その機
能に応じて再度目標値の補正を行うことを特徴とする。
このようにすれば、既に補正を済ませた後にＦＡＸ等の
オプションが新規に追加された場合には、追加に伴う電
源電圧の低下を考慮して再度電圧の補正を行うので、オ
プション追加による出力画像の変化を低減でき、作像条
件を安定させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。 （１）第１の実施の形態 図１は、本実施の形態を適用する画像形成装置の作像部
の構成図である。図１に示すように、ドラム上の感光体
１の周囲に、電子写真プロセス順に、帯電用のコロナ放
電器２、露光光学系３、現像装置４、転写ベルト５、フ
ァーブラシ７、クリーニングブレード８を有するクリー
ニング装置６、除電器９が配置されている。

【００１１】転写ベルト５は第１のローラ１１と第２の
ローラ１２間に掛け渡されており、かつ両ローラ１１，
１２の中間に転写バイアス印加用の第３のローラ１３が
設けられている。転写バイアス電源１４は、第１のロー
ラ１１と第３のローラ１３に電気的に接続されている。
転写ベルト５の下流側には、定着ローラ１６とこのロー
ラを加圧する加圧ローラ１７からなる定着装置１５が配
置されている。コロナ放電器２，現像装置４，転写ベル
ト５には、高圧発生回路から高電圧が印加される。この
ような構成において、帯電，露光，現像，転写，分離と
いう電子写真プロセスにより用紙Ｐに画像が形成され
る。

【００１２】図２は、デジタル複合機の制御系の全体構
成を示したブロック図の一例である。この複合機本体の
制御系は、液晶・LED表示及び各種キー入力制御を行う
操作部コントローラ５００、給紙，搬送，定着，プロセ
ス制御等を行うメインコントローラ５０１、画像の読み
取り制御を行うスキャナコントローラ（画像読み取りコ
ントローラ）５０２、画像読み取りコントローラからの
信号によりＡＤＦ制御を行うＡＤＦコントローラ５０
３、ソーターの制御を行うソーターコントローラ５０
４、メインコントローラからの指示により転写紙の給紙
/搬送及び作像を行うプリント部５０５、ＦＡＸの送受
信管理及びファイル管理を行うＦＡＸコントローラ５０
７、Ｇ３のプロトコル制御を行うＧ３コントローラ５０
８、プロトコル制御を行うＧ４コントローラ５０９、フ
ァイルの保存を行うメモリ装置５１０、パソコン等から
のプリント命令の受信処理を行うプリンタコントローラ
５１１、画像データを一時保存するメモリ装置５１２、
定着ヒータの制御を行う定着部５１３，メインコントロ
ーラ及び周辺装置に電源供給する電源装置(低圧電源)５
１４などで構成されている。符号５０６は、各種負荷で
ある。

【００１３】ＦＡＸ受信/印刷時において、回線から送
られてきたデータは、Ｇ３コントローラ５０８（または
Ｇ４コントローラ５０９)を介してＦＡＸコントローラ
５０７に送られる。ＦＡＸコントローラに蓄積されたデ
ータは、メインコントローラ５０１に転送され画像処理
後、書き込み制御に渡され印刷が行われる。また、パソ
コン等から送られてくる画像データはプリンタコントロ
ーラ５１１を介してメインコントローラ５０１に転送さ
れ、画像処理後、書き込み制御に渡され印刷が行われ
る。

【００１４】通常デジタル複合機ではコピー機能を基本
形態とし、ＦＡＸ機能やプリンタ機能はオプションとし
てユーザの使用用途に合わせて機能を追加する形態をと
る場合が多い。よって、追加機能によって低圧電源の消
費電流に差が生じ、特に制御用電源電圧(ここでは＋５
Ｖ)の出力電圧に影響してしまう。また、動作モード(Ａ
ＤＦやソ一夕等の周辺装置の動作状態)により駆動用電
源(ここでは＋２４Ｖ)の負荷電流に差が生じ、出力電圧
が変動する。図３は、電源装置５１４の出力特性の一例
である。電源装置の出力電圧は負荷電流が増加すると低
下していく。

【００１５】また、図４は、制御用電源電圧が変動した
際の高圧出力電圧特性の一例である。制御用電源電圧が
増加するとＡＤコンバータの基準電圧が増加するため、
帰還電圧を低い値と判断してしまうので、結果的に高圧
出力電圧は増加してしまう。画像形成装置においてコピ
ー機能のみの場合の制御用電源の負荷電流を1.OＡ(図３
の)、コピー機能にＦＡＸ及びプリンタ機能を追加し
た場合の負荷電流を3.OＡ(図３の)とすると、補正を
行わない場合の高圧出力電圧はそれぞれ1750Ｖ，1700Ｖ
となり（図４の’、’参照）、50Ｖの誤差が生じて
しまう。

【００１６】図５は、定電流方式の高圧発生回路の構成
図である。この例は帯電用のコロナ放電器２の高圧発生
回路を示すものであり、制御部２１，スイッチングトラ
ンジスタＱ,昇圧トランスＴ，電圧検出抵抗Ｒを備え
る。コロナ放電器２から感光体１にコロナ放電が行われ
ることで生じる出力電流Ｉoutを一定に制御するため、
Ｉoutの電流径路には電流検出抵抗Ｒが設けられてい
る。電流検出抵抗Ｒの抵抗値をＲとすると、Ｉout×Ｒ
で帰還電圧が求められる。この帰還電圧値を制御部２１
のＡＤＣ(ＡＤコンバータ)２２にフィードバックし、デ
ジタル値に変換されたデータをＣＮＴ(メインコントロ
ーラ)２３に入力する。メインコントローラ２３では、
このデジタル値を常に目標値と等しくなるようにＰＷＭ
制御している。

【００１７】具体的には、ＡＤ変換値が目標値よりも大
きい場合には、ＰＷＭ信号のデューティを小さくする。
また目標値よりも小さい場合には、ＰＷＭ信号のデュー
ティを大きくする。そして、そのＰＷＭ信号により、Ｐ
Ｇ(パルスジェネレ一夕)２４を介してスイッチングトラ
ンジスタＱをオン/オフすることにより、昇圧トランス
Ｔを駆動し、出力を得ている。

【００１８】しかし、高圧電源の出力極性によってはＡ
ＤＣ２２の入力電圧と極性とが一致しないことがある。
そのため、ＡＤＣ用帰還電圧の極性反転処理，レベルシ
フト処理等を行う必要がある。前述の如く、図４は、制
御用電源電圧が変動した際の高圧出力電圧特性の一例で
ある。即ち、制御用電源電圧(＋５Ｖであり、ＡＤＣ用
帰還電圧の極性反転処理、レベルシフト処理等にも使
用)の変動による高圧の変化を示す図である。図４に示
すように、制御用電源電圧が増加するとＡＤコンバータ
の基準電圧が増加するため、帰還電圧を低い値と判断し
てしまうので、結果的に高圧出力電圧は増加してしま
う。

【００１９】具体的に説明すると、ＡＤコンバータ２２
は基準電圧と帰還電圧の比を取ってデジタル値に変換し
ている。このため、基準電圧値が５Ｖの時と比較する
と、実際の装置においてＡＤコンバータの基準電圧値が
5.1ＶとなるとＡＤ変換を行った際にコントローラ２３
では帰還電圧を実際よりも低い値と判断してしまうた
め、結果的には高圧出力の電圧値は設定よりも高くなっ
ている。逆に基準電圧値が4.9Ｖとなると高圧出力値を
実際よりも高い値と判断してしまい、結果的には高圧出
力の電圧値は設定よりも低くなっている。

【００２０】そこで、ＰＷＭの更新の具体例として、図
５においてＡＤコンバータ２２の基準電圧を５Ｖ、分解
能を８ｂｉｔ、高圧出力の帰還特性を下記のように仮定
する。

【００２１】 高圧出力電圧が3000Ｖの場合 基準電圧：5.0V 分解能：8bit 帰還電圧：3.0V AD変換値153 基準電圧：5.1V 分解能：8bit 帰還電圧：3.0V AD変換値：150 基準電圧：4.9V 分解能：8bit 帰還電圧：3.0V AD変換値：156 となりＡＤ変換値に誤差が生じる。そこで、高圧出力が
3000Ｖになるよう制御を行う場合には、コントローラ２
３では帰還電圧のＡＤ変換値が153になるように制御を
行う。

【００２２】このようにすれば、 基準電圧：5.0V AD変換値：153 帰還電圧：3.0V 出力電圧：3000V 基準電圧：5.1V AD変換値：153 帰還電圧：3.06V 出力電圧：3060V 基準電圧：4.9V AD変換値：153 帰還電圧：2.94V 出力電圧：2940V となる。

【００２３】このように、ＡＤ変換値を制御すれば、出
力電圧の変動を小さく抑制することができる。即ち、高
圧発生部および帰還電圧検出部に供給されている電源電
圧値を予め測定し、基準電圧のねらい値との差分に応じ
て目標値を補正すれば、出力電圧の変動を小さく抑制す
ることができる。このことを数式化すると、次式とな
る。 新ＰＷＭ値＝旧ＰＷＭ値＋Ｋ(帰還電圧値−(目標値＋補
正値)) で行い、Ｋは固定値で値の桁合わせ、立ち上がり特性で
決定する。

【００２４】（２）第２の実施の形態 前記のＡＤコンバータの基準電圧に使用される制御用電
源電圧は、前記図３に示すように負荷電流により変動す
る。画像形成装置が待機状態の時に比べ作像動作中では
負荷電流が増加するため、画像形成装置のＡＤコンバー
タの基準電圧を測定する際には作像動作中に行うことに
より、高圧発生回路の出力値の補正を精度良く行うこと
ができる。

【００２５】（３）第３の実施の形態 基準電圧の補正後にＦＡＸやプリンタ機能等を追加した
場合には、前記と同様に負荷電流が変化するため、高圧
出力電圧も変動てしまう。本実施の形態ではＦＡＸ，ス
キャナおよびプリンタ等の機能を追加した場合はＡＤコ
ンバータ等の基準電圧を再度測定し、高圧発生電圧の補
正値を変更する。もしくは、機能追加による基準電圧の
低下が推測可能な場合において、機能追加を検知したと
きに、自動的に補正値を変更することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を発揮することができる。請求項１では、画像
形成装置におけるＡＤコンバータの基準電圧となる制御
用電源電圧の出力値を実際に測定し、画像形成装置毎に
補正を行うことにより、画像形成装置による高圧出力値
のバラツキが低減でき安定した画像を供給することがで
きる。請求項２では、前記の基準電圧の測定を作像動作
中に行うことにより、精度の高い補正を行うことができ
る。

【００２７】請求項３では、前記の補正後にＦＡＸ等の
オプションが追加された場合は、電源電圧の低下を考慮
し再度電圧の補正を行うことにより、オプション追加に
よる出力画像の変化を低減でき作像条件を安定化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する画像形成装置の要部側断面図
である。

【図２】同画像形成装置の制御系全体のブロック図であ
る。

【図３】同画像形成装置における制御用電源の負荷電流
と出力電圧との関係を示す特性図である。

【図４】同画像形成装置における制御用電源電圧と出力
電圧との関係を示す特性図である。

【図５】同画像形成装置における高電圧制御系の回路ブ
ロック図である。

【符号の説明】

Ｐ…用紙 Ｑ…スイッチングトランジスタ Ｔ…昇圧トランス Ｒ…電圧検出抵抗 １…感光体 ２…帯電用のコロナ放電器 ３…露光光学系 ４…現像装置 ５…転写ベルト ６…クリーニング装置 ７…ファーブラシ ８…クリーニングブレード ９…除電器 １１…転写ベルト掛け渡し用の第１のローラ １２…転写ベルト掛け渡し用の第２のローラ １３…転写バイアス印加用の第３のローラ １４…転写バイアス電源 １５…定着装置 １６…定着ローラ １７…加圧ローラ ２１…制御部 ２２…ＡＤコンバータ ２３…メインコントローラ ２４…パルスジェネレータ ５００…操作部コントローラ ５０１…メインコントローラ ５０２…スキャナコントローラ ５０３…ＡＤＦコントローラ ５０４…ソーターコントローラ ５０５…プリント部 ５０６…各種負荷 ５０７…ＦＡＸコントローラ ５０８…Ｇ３コントローラ ５０９…Ｇ４コントローラ ５１０…メモリ装置 ５１１…プリンタコントローラ ５１２…メモリ装置 ５１３…定着部 ５１４…電源装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング用ＰＷＭ信号を高圧発生部
   に供給し、高圧発生部からの帰還電圧値と予め定められ
   た目標値との差分によりＰＷＭ信号のデューティを更新
   し、所定の高圧出力を発生する高圧発生回路を備えた画
   像形成装置において、 高圧発生部および帰還電圧検出部に供給されている電源
   電圧値を予め測定し、基準電圧のねらい値との差分に応
   じて目標値を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記電源電圧値の測定をする際は、作像
   動作時に行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記目標値の補正後に当該画像形成装置
   に機能が追加された場合は、その機能に応じて再度目標
   値の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。