JP2002258588A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2002258588A
JP2002258588A JP2001061549A JP2001061549A JP2002258588A JP 2002258588 A JP2002258588 A JP 2002258588A JP 2001061549 A JP2001061549 A JP 2001061549A JP 2001061549 A JP2001061549 A JP 2001061549A JP 2002258588 A JP2002258588 A JP 2002258588A
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voltage
bias
load current
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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】 現像器に印加される現像バイアスの矩形波形
のオーバーシュートおよびアンダーシュートを、従来よ
りも精度良く効率的に抑えて、従来よりも画像のばらつ
きを一層少なくする。 【解決手段】 現像バイアス電源60のACバイアス発
生部60aにおいて、AC出力電流検出用バイパスコン
デンサ71とAC出力電流検出用抵抗72により電圧変
換して検出し、これを整流用ダイオード73と平滑用電
解コンデンサ74により直流電圧に整流する。そして、
分圧用抵抗75および分圧用抵抗76により、ACバイ
アス制御回路61で処理可能な電圧レベルに変えて、該
ACバイアス制御回路61にフィードバックし、ACバ
イアス発生部60aから出力される矩形波の交流電圧の
周波数と電圧の少なくとも一方を、検出された負荷電流
に応じて可変制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
やファクシミリまたはそれらの複合機などの電子写真方
式による画像形成装置に関する。詳しくは、カラー画像
とするために複数の現像器を用い、そのうちの1つの現
像器を現像位置に選択的に移動させ、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
矩形波の交流電圧が重畳され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、この種の画像形成装置において、
直流(DC)出力に交流(AC)成分を重畳させたバイ
アス電圧を現像器に印加させる場合、現像器の負荷容量
により、その出力電流容量およびAC出力波形を固定値
として電源側で合わせていた。
【0003】また、現像器は、電気的に見ると、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、一般
に、その抵抗は50〜120MΩ、静電容量は70〜2
10pFのばらつきがある。抵抗は、現像バイアスのD
C出力の電流容量を決定するのに関与し、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関与
している。
【0004】図8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を含むAC
バイアス発生部60aと、DCバイアス制御回路62を
含むDCバイアス発生部60bと、出力抵抗63とから
なり、DCバイアス発生部60aからの直流電圧(たと
えば、−400〜−800V)にACバイアス発生部6
0b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を通じて現像器64に印
加する。現像器46は、電気的には、抵抗Rと静電容量
Cとが並列接続された負荷64である。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。
【0005】しかし、静電容量Cのばらつきは、現像器
自体や現像剤の色や現像剤ロットにかなり幅があるた
め、従来のように電源側の出力抵抗63を静電容量Cの
中心値に合わせても、静電容量Cの上下限で電流容量お
よび矩形波形が異なってしまい、本体のDC電源の容量
や画像等に大きく影響を与えていた。特に、現像バイア
スの矩形波形にオーバーシュートやアンダーシュートが
あったり、逆に立ち上がり・立ち下がりがなまった波形
になると、共にエッジが立った画像、なめらかさが無い
画像となり、画質品質に影響を与えていた。
【0006】これを解決するため、特開2000−21
4665号公報に開示された画像形成装置では、図9に
おける出力抵抗63を、現像バイアス電源60の出力矩
形波の周波数と電圧の少なくとも1つに応じて段階的に
異なる値とすることで、現像器46のばらつきに対応
(ばらつきを吸収)している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、現像
器に印加される現像バイアスの矩形波形のオーバーシュ
ートおよびアンダーシュートを、従来よりも精度良く効
率的に抑えて、従来よりも画像のばらつきを一層少なく
できる画像形成装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明
は、直流電圧発生部からの直流電圧に交流電圧発生部か
らの矩形波の交流電圧を重畳させて現像バイアスとする
現像バイアス印加手段を備え、複数の現像器のうちの現
像位置に移動された現像器に、前記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が重畳されたバイ
アス電圧を印加する画像形成装置において、前記現像バ
イアス印加手段における交流分の負荷電流を検出する負
荷電流検出手段と、前記交流電圧発生部から出力される
矩形波の交流電圧の周波数と電圧の少なくとも一方を、
前記負荷電流検出手段で検出された負荷電流に応じて可
変制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】例えば、現像器の各々の負荷の交流分のバ
イアス電流が低い、すなわち静電容量または抵抗値が小
のときは、現像バイアスの電圧を所定の値より低くなる
ように可変し、逆に、現像器の各々の負荷の交流分のバ
イアス電流が高い、すなわち静電容量または抵抗値が大
のときは、現像バイアスの電圧を所定の値より高くなる
ように可変する。
【0010】請求項2に係る発明は、前記負荷電流検出
手段が、前記現像バイアス印加手段における交流分の負
荷電流を電圧変換して検出して前記制御手段へ供給する
ことを特徴とする。
【0011】請求項3に係る発明は、前記負荷電流検出
手段が、電圧変換して検出した交流電圧を直流電圧に整
流して前記制御手段へ供給することを特徴とする。
【0012】請求項4に係る発明は、前記負荷電流検出
手段が、電圧変換して検出した交流電圧を直流電圧に整
流した後、前記制御手段で処理可能な電圧レベルとして
該制御手段へ供給することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0014】本発明は、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
て、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画像形成装置に適用される。
【0015】図1は、そのような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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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シンより画像デー
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。
【0019】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。
【0020】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シンより画像デー
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。
【0021】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との間の回路構成を図5に示す。
【0022】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を含むACバ
イアス発生部60aと、DCバイアス制御回路62を含
むDCバイアス発生部60bと、出力抵抗63とからな
り、DCバイアス発生部60aからの直流電圧にACバ
イアス発生部60b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を通じ
て現像器64に印加する。現像器46は、電気的には、
抵抗Rと静電容量Cとが並列接続された負荷64であ
る。
【0023】本発明では、ACバイアス発生部60a内
に、それにおける交流分の負荷電流を検出する負荷電流
検出手段を備え、その検出された負荷電流に応じてAC
バイアス制御回路61を可変制御することにより、現像
器の各々の負荷の交流分のバイアス電流が低い、つまり
静電容量または抵抗値が小のときは、現像バイアスの電
圧を所定の値より低くなるように可変し、逆に、現像器
の各々の負荷の交流分のバイアス電流が高い、つまり静
電容量または抵抗値が大のときは、現像バイアスの電圧
を所定の値より高くなるように可変する。
【0024】すなわち、交流分の負荷電流を、AC出力
電流検出用バイパスコンデンサ71とAC出力電流検出
用抵抗72により電圧変換して検出し、これを整流用ダ
イオード73と平滑用電解コンデンサ74により直流電
圧に整流する。そして、分圧用抵抗75および分圧用抵
抗76により、ACバイアス制御回路61で処理可能な
電圧レベルに変えて、該ACバイアス制御回路61にフ
ィードバックする。
【0025】なお、現像バイアスの電圧に代えて周波数
を可変制御してもよく、電圧と周波数の両方を可変制御
してもよい。
【0026】図5におけるDCバイアス発生部60aに
おいて、77はDC出力電圧検出用抵抗、78はDC出
力電圧検出分圧用抵抗、79はDC出力電圧制限用抵
抗、80はDC出力電圧平滑用コンデンサ、81はDC
出力電圧検出用バイパスコンデンサ、82はDC出力電
圧整流用コンデンサである。
【0027】図6の(A)〜(C)は、現像器46によ
る負荷64の静電容量Cが上限の70pF、定格の10
0pF、下限の130pFと3段階に変わった場合の従
来におけるバイアス電圧の矩形波形(出力電圧2KV、
出力周波数2KHz)を示し、また図7の(A)〜
(C)は、現像器46による負荷64の静電容量Cが上
限の70pF、定格の100pF、下限の130pFと
3段階に変わった場合の本発明における矩形波形(出力
電圧1.8KV、出力周波数1.8KHz)である。
【0028】
【発明の効果】本発明は、現像バイアス印加手段におけ
る交流分の負荷電流を検出し、交流電圧発生部から出力
される矩形波の交流電圧の周波数と電圧の少なくとも一
方を、検出された負荷電流に応じて可変制御するので、
現像器に印加される現像バイアスの矩形波形のオーバー
シュートおよびアンダーシュートを、従来よりも精度良
く効率的に抑えて、従来よりも画像のばらつきを一層少
なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本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】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7】本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8】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 60a ACバイアス発生部 60a DCバイアス発生部 61 ACバイアス制御回路 62 DCバイアス制御回路 63 出力抵抗 64 現像器による負荷 71 AC出力電流検出用バイパスコンデンサ 72 AC出力電流検出用抵抗 73 整流用ダイオード 74 平滑用電解コンデンサ 75・76 分圧用抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧発生部からの直流電圧に交流電
    圧発生部からの矩形波の交流電圧を重畳させて現像バイ
    アスとする現像バイアス印加手段を備え、複数の現像器
    のうちの現像位置に移動された現像器に、前記現像バイ
    アス印加手段から、直流電圧に矩形波の交流電圧が重畳
    されたバイアス電圧を印加する画像形成装置において、
    前記現像バイアス印加手段における交流分の負荷電流を
    検出する負荷電流検出手段と、前記交流電圧発生部から
    出力される矩形波の交流電圧の周波数と電圧の少なくと
    も一方を、前記負荷電流検出手段で検出された負荷電流
    に応じて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】 前記負荷電流検出手段が、前記現像バイ
    アス印加手段における交流分の負荷電流を電圧変換して
    検出して前記制御手段へ供給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】 前記負荷電流検出手段が、電圧変換して
    検出した交流電圧を直流電圧に整流して前記制御手段へ
    供給することを特徴とする、請求項2に記載の画像形成
    装置。
  4. 【請求項4】 前記負荷電流検出手段が、電圧変換して
    検出した交流電圧を直流電圧に整流した後、前記制御手
    段で処理可能な電圧レベルとして該制御手段へ供給する
    ことを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010085521A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Konica Minolta Business Technologies Inc 現像装置及び画像形成装置
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
US8903257B2 (en) 2011-07-25 2014-12-02 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Image forming apparatus changing applied voltage based on screen ruling
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