JP4068790B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、外部から与えられるアナログ信号に応じて出力を可変可能な高圧電源を複数個備え、前記複数の高圧電源からの出力を装置各部に印加しながら、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、装置周辺における温湿度の変化や、感光体およびトナーの疲労・経時変化などに起因して画像濃度が変化することがある。そこで、従来より帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスなどを適宜調整して画像濃度を安定化させる技術が数多く提案されている。例えば装置周辺の温湿度を検出し、中間転写媒体、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどにトナー像を転写する際の転写バイアスを検出結果に応じて調整することで、画像濃度を安定化させる技術が知られている。また、例えば特開平10−239924号公報に記載の発明のように、帯電バイアスおよび現像バイアスを適宜調整することで画像濃度の安定化が図られている。
【0003】
このように帯電バイアスなどを制御するためには、帯電手段などに高電圧を供給する高圧電源の出力値を可変制御する必要がある。そこで、従来の画像形成装置では、予め設定されたプログラムにしたがってエンジンコントローラが高圧電源の出力値を決定し、その出力値を示すデジタル信号をD/Aコンバータでアナログ信号に変換した後、当該アナログ信号を高圧電源に与えている。こうすることで、高圧電源の出力値が適宜調整される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の画像形成装置では、D/Aコンバータがエンジンコントローラの基板上に実装されており、各D/Aコンバータからそれに対応する高圧電源にアナログ信号が信号線を介して伝送される。このようにエンジンコントローラから信号線を高圧電源に引き回し、その信号線によってアナログ信号を伝送させる場合、ノイズの影響を受けやすく、精度良く高圧電源の出力値を制御することが困難となる。
【0005】
ここで、アナログ信号を用いる代わりにPWM(パルス幅)信号を信号線を介して伝送し、高圧電源側でアナログ信号に変換し、高圧電源の出力を制御することも考えられるが、PWM信号を用いた場合、復調精度の点で問題があり、高圧電源を高精度に制御するのが困難である。
【0006】
また、アナログ信号を伝送させる場合にも、PWM信号を伝送させる場合にも、共通して信号線の本数が多くなるという問題が存在する。というのも、前者の場合には高圧電源の制御パラメータ(DC電圧値、AC電圧値、電流値など)と同数のD/Aコンバータが、また後者の場合にも高圧電源の制御パラメータと同数のPWMタイマーが必要であり、装置コストの増大を招くという問題がある。また、いずれの場合にも装置内部において、制御パラメータの総数と同数の信号線(ハーネス)を引き回す必要があり、このことが装置設計の自由度を低下させるという問題もある。特に、カラー画像形成装置では、各トナー色ごとに高圧電源も多くなり、上記した問題は深刻なものとなっている。
【0007】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、少ない信号線で複数の高圧電源の出力を可変制御することができ、低コストで、設計自由度に優れた画像形成装置および画像形成方法を提供することを第1の目的とする。
【0008】
また、この発明は、上記第1の目的を達成した上で、さらにノイズの影響による誤動作を防止することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを第2の目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項1にかかる発明は、外部から与えられるアナログ信号に応じて出力を可変可能な高圧電源を複数個と、前記複数の高圧電源の各々を制御するためのデジタル信号をシリアル出力する制御手段と、前記制御手段と信号線によって電気的に接続されて前記制御手段から前記信号線を介してシリアル伝送されてくる各デジタル信号をシフトレジスタに格納するとともに、当該シフトレジスタに格納された前記デジタル信号に対応して高圧電源に前記アナログ信号を与えるD/Aコンバータとを備え、前記複数の高圧電源からの出力を装置各部に印加しながら、電子写真方式で所定の画像形成シーケンスにしたがって画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するために、前記デジタル信号は、アナログ信号を与えるべき高圧電源および制御パラメータを識別する選択データと、該選択データにより識別される高圧電源の出力値を示す設定データとを含み、前記選択データは当該デジタル信号の上位ビットで構成されるとともに設定データは当該デジタル信号の下位ビットで構成され、前記D/Aコンバータでは、設定データに基づいて前記アナログ信号を高圧電源に与えるD/Aコンバータ回路が前記複数の高圧電源のそれぞれに対応して設けられており、前記デジタル信号は前記シフトレジスタの下位ビット端部から順次上位ビット側にシフトすることで前記シフトレジスタに格納されるとともに、前記シフトレジスタに格納された前記デジタル信号の設定データは、当該格納されたデジタル信号の選択データが示す前記高圧電源に対応する前記D/Aコンバータ回路に設定され、しかも、少なくとも連続する「0」または「1」のみからなる選択データは高圧電源および制御パラメータを示すデータとして使用されず、前記制御手段は、前記D/Aコンバータに1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力した後で、しかも次に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するのに先立って、全ビットが同一データで構成されたダミーデータを前記D/Aコンバータに出力し、前記シフトレジスタでは、前記ダミーデータが設定されている状態から新たなデータが格納されるとき、当該シフトレジスタの前記選択データに対応する箇所が変化するのは、当該シフトレジスタの前記設定データに対応する箇所を、前記選択データが通過した後となることを特徴としている。
【0010】
本願の請求項2にかかる発明では、前記D/Aコンバータは、前記シフトレジスタに記憶される設定データを読取り記憶するラッチ回路を前記複数のD/Aコンバータ回路それぞれに対して設けるとともに、外部からロード信号が与えられると前記シフトレジスタに格納されている選択データに基づき前記複数のラッチ回路の読取記憶動作を制御するアドレスデコーダ回路を設け、前記D/Aコンバータ回路は対応するラッチ回路に記憶されている設定データをアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を対応する高圧電源に与える。
【0011】
本願の請求項3にかかる発明は、前記制御手段は、前記レジスタ回路に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するのに続いて、前記ダミーデータを前記レジスタ回路に出力する。
【0012】
本願の請求項4にかかる発明では、前記制御手段は、前記ダミーデータを出力した後に、次に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するまで、前記ダミーデータを構成するビットと同一のビットを出力する。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から印字指令が制御ユニット1のメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11のCPU111からの指令に応じてエンジンコントローラ12のCPU121がエンジン部Eの各部を制御してシートSに印字指令に含まれる画像信号に対応する画像を形成する。
【0018】
このエンジン部Eでは、プロセスユニット2の感光体21にトナー像を形成可能となっている。すなわち、プロセスユニット2は、図1の矢印方向に回転可能な感光体21を備えており、さらに感光体21の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ22、現像手段としての現像器23Y,23M,23C,23K、およびクリーニング部24がそれぞれ配置されている。帯電ローラ22は第2バイアス発生部72の帯電用高圧電源72A(図3)から帯電バイアスが印加されており、感光体21の外周面に当接して外周面を均一に帯電させる。なお、第2バイアス発生部72の構成および動作については、後で詳述する。
【0019】
そして、この帯電ローラ22によって帯電された感光体21の外周面に向けて露光ユニット3からレーザ光Lが照射される。この露光ユニット3は画像信号に応じてレーザ光Lを感光体21上に走査露光して感光体21上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【0020】
こうして形成された静電潜像は現像部23によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部23として、イエロー用の現像器23Y、マゼンタ用の現像器23M、シアン用の現像器23C、およびブラック用の現像器23Kがこの順序で感光体21に沿って配置されている。これらの現像器23Y,23M,23C,23Kは、それぞれ感光体21に対して接離自在に構成されており、エンジンコントローラ12のCPU121からの指令に応じて、上記4つの現像器23Y、23M、23C、23Bのうちの一の現像器が選択的に感光体21に当接するとともに、第1バイアス発生部71によって現像バイアスが印加されて選択された色のトナーを感光体21の表面に付与して感光体21上の静電潜像を顕在化する。なお、この実施形態では、各現像器に対してDC電圧のほかにAC電圧を重畳しているが、DC電圧のみを印加するように構成してもよい。
【0021】
現像部23で現像されたトナー像は、ブラック用現像器23Kとクリーニング部24との間に位置する1次転写領域R1で転写ユニット4の中間転写ベルト41上に1次転写される。また、1次転写領域R1から周方向(図1の矢印方向)に進んだ位置には、クリーニング部24が配置されており、1次転写後に感光体21の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【0022】
次に、転写ユニット4の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット4は、ローラ42〜47と、これら各ローラ42〜47に掛け渡された中間転写ベルト41と、この中間転写ベルト41に転写された中間トナー像をシートSに2次転写する2次転写ローラ48とを備えている。そして、この中間転写ベルト41には、第2バイアス発生部72の1次転写用高圧電源72B(図3)から1次転写バイアスが印加される一方、2次転写ローラ48に対して第2バイアス発生部72の2次転写用高圧電源72C(図3)から2次転写バイアスが印加される。
【0023】
ここで、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体21上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト41上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、給排紙ユニット6の給紙部63によってカセット61、手差しトレイ62あるいは増設カセット(図示省略)からシートSを取出して2次転写領域R2に搬送する。その結果、このシートSに、カラー画像が2次転写されてフルカラー画像が得られる。また、モノクロ画像をシートSに転写する場合には、感光体21上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト41上に形成し、カラー画像の場合と同様にして2次転写領域R2に搬送されてきたシートSに転写してモノクロ画像を得る。
【0024】
なお、2次転写後、中間転写ベルト41の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ49によって除去される。このベルトクリーナ49は、中間転写ベルト41を挟んでローラ46と対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレードが中間転写ベルト41に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落す。
【0025】
また、ローラ43の近傍には、後述するようにして中間転写ベルト41の外周面に形成されるパッチ画像の濃度を検出するためのパッチセンサPSが配置されるとともに、中間転写ベルト41の基準位置を検出するための同期用読取センサRSが配置されている。
【0026】
図1に戻ってエンジン部Eの構成説明を続ける。転写ユニット4によってトナー像が転写されたシートSは、給排紙ユニット6の給紙部63によって所定の給紙経路(2点鎖線)に沿って2次転写領域R2の下流側に配設された定着ユニット5に搬送され、搬送されてくるシートS上のトナー像をシートSに定着する。そして、当該シートSはさらに給紙経路630に沿って排紙部64に搬送される。
【0027】
この排紙部64は2つの排紙経路641a,641bを有しており、一方の排紙経路641aは定着ユニット5から標準排紙トレイに延びるとともに、他方の排紙経路641bは排紙経路641aとほぼ平行に、再給紙部66とマルチビンユニットとの間に延びている。これらの排紙経路641a,641bに沿って3組のローラ対642〜644が設けられており、定着済みのシートSを標準排紙トレイやマルチビンユニット側に向けて排出したり、その他方面側にも画像を形成するために再給紙部66側に搬送したりする。
【0028】
この再給紙部66は、図1に示すように、上記のように排紙部64から反転搬送されてきたシートSを再給紙経路664(2点鎖線)に沿って給紙部63のゲートローラ対637に搬送するものであり、再給紙経路664に沿って配設された3つの再給紙ローラ対661〜663で構成されている。このように、排紙部64から搬送されてきたシートSを再給紙経路664に沿ってゲートローラ対637に戻すことによって給紙部63においてシートSの非画像形成面が中間転写ベルト41を向いて当該面に画像を2次転写可能となる。
【0029】
なお、図2において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリであり、符号122はエンジン部Eを制御するための制御データやCPU121における演算結果などを一時的に記憶するためのRAMであり、さらに符号123はCPU121で行う演算プログラムなどを記憶するROMである。
【0030】
図3は、第1および第2バイアス発生部の構成を示すブロック図である。第1バイアス発生部71には、図3に示すように、イエロー用現像器23Yに現像バイアスを印加するイエロー現像用の高圧電源71Yが設けられており、D/Aコンバータ73から与えられるアナログ信号に応じて高圧電源71Yの出力値(DC電圧値、AC電圧値および供給電流値)を可変制御している。その他のトナー色についても、イエローと同様に、マゼンタ現像用高圧電源71M、シアン現像用高圧電源71Cおよびブラック現像用高圧電源71Kが設けられている。
【0031】
一方、第2バイアス発生部72には、同図に示すように、帯電ローラ22に帯電バイアスを印加する帯電用高圧電源72Aが設けられており、D/Aコンバータ73から与えられるアナログ信号に応じて帯電ローラ22に印加される電圧値を可変制御している。また、中間転写ベルト41に対して1次転写バイアスを印加するために1次転写用高圧電源72Bが設けられており、D/Aコンバータ73から与えられるアナログ信号に応じて中間転写ベルト41に印加される電圧値を可変制御している。さらに、2次転写ローラ48に2次転写バイアスを印加するために2次転写用高圧電源72Cが設けられており、D/Aコンバータ73から与えられるアナログ信号に応じて2次転写ローラ48に印加される電流値を可変制御するとともに、2次転写バイアスの下限電圧を可変制御している。
【0032】
上記のように、この実施形態ではD/Aコンバータ73によって複数の高圧電源の出力を可変制御しているが、各D/Aコンバータ73は図4に示すように構成されている。以下、図4を参照しつつD/Aコンバータ73の構成について説明する。
【0033】
図4は図1の画像形成装置において用いられているD/Aコンバータの構成を示すブロック図である。このD/Aコンバータ73は、12ビットシフトレジスタ回路731と、アドレスデコーダ回路732と、12個の8ビットラッチ回路733a〜733lと、各ラッチ回路733a〜733lと1対1で対応して設けられた8ビットD/Aコンバータ回路734a〜734lと、各D/Aコンバータ回路734a〜734lと1対1で対応して設けられたアンプ回路735a〜735lとを備えている。この12ビットシフトレジスタ回路731のデータ入力端子およびクロック入力端子が信号線を介してエンジンコントローラ12と電気的に接続されており、エンジンコントローラ12からデジタル信号DIおよびシフトクロック信号CLKが入力される。
【0034】
これらの信号のうちデジタル信号DIは、図5に示すように、高圧電源および制御パラメータを識別するための4ビットの選択データD8〜D11と、当該高圧電源の出力値を示す8ビットの設定データD0〜D7とで構成される12ビットのデジタル信号である。また、シフトクロック信号CLKは所定周期のクロック信号であり、シフトクロックの立ち上がりでデジタル信号DIを構成するビットが1ビットずつD/Aコンバートの12ビットシフトレジスタ回路731に入力される。
【0035】
このシフトレジスタ回路731の下位8ビットD0〜D7のデータ出力端子は8ビットラッチ回路733a〜733lと並列に接続される一方、上位4ビットD8〜D11のデータ出力端子はアドレスデコーダ回路732に接続されている。また、このアドレスデコーダ回路732には、エンジンコントローラ12から信号線を介してロード信号LDが入力されており、ロード信号が「H」レベルになると、シフトレジスタ回路731に一時的に記憶されている12ビットのデータのうち選択データD8〜D11で識別されるチャネルの8ビットラッチ回路に、シフトレジスタ回路731に記憶されている設定データD0〜D7がロードされる。
【0036】
そして、各ラッチ回路733a〜733lにロードされている設定データについては、それぞれD/Aコンバータ回路734a〜734lによってアナログ信号に変換され、さらにアンプ回路735a〜735lによって増幅された後、各アナログ出力端子AO1〜AO12から所定の高圧電源に与えられる。具体的には、第1バイアス発生部71側では、図6に示すように、選択データに対応してチャネルch1〜ch12が選択され、各チャネルch1〜ch12のアナログ出力端子AO1〜AO12から現像器の出力値を示すアナログ信号が出力される。例えば、選択データD8〜D11が「0001」、つまり図中の選択データが「1」であるとき、チャネルch8にロードされている設定データD0〜D7に対応するアナログ信号がシアン用現像器に印加される電流値を示す信号としてシアン現像用高圧電源71Cに入力される。このため、シアン現像用高圧電源71Cからシアン用現像器23Cに与えれる電流値が設定データに対応する値に調整される。
【0037】
一方、第2バイアス発生部72側では、図7に示すように、選択データD8〜D11が「0011」、つまり図中の選択データが「3」であるとき、チャネルch12にロードされている設定データD0〜D7に対応するアナログ信号が2次転写用高圧電源72Cの下限電圧値を示す信号として2次転写用高圧電源72Cに入力される。このため、2次転写ローラ48に印加される電圧の下限値が調整される。他の選択データ「5」、「8」および「13」が選択された場合も、上記と同様にして、同図に示すようなアナログ信号がそれぞれ1次転写用高圧電源72B、帯電用高圧電源72Aおよび2次転写用高圧電源72Cに入力されて各高圧電源の出力が調整される。
【0038】
図6および図7から明らかなように、この実施形態では、選択データD8〜D11が「0000」、つまり図中の選択データが「0」であるとき、また選択データD8〜D11が「1111」、つまり図中の選択データが「15」であるとき、いずれのチャネルにも該当せず、各ラッチ回路733a〜733lにロードされている設定データは書き換わらず、そのままに維持される。このように構成することでノイズの影響を抑えて誤動作を防止することができる。その理由については後で詳述する。
【0039】
次に、上記のように構成された画像形成装置の動作について図8ないし図13を参照しつつ説明する。図8は、図1の画像形成装置の画像形成シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。また図9ないし図13は、図8の各タイミングにおいてエンジンコントローラからD/Aコンバータに与えられるデジタル信号の内容を示す図である。
【0040】
まず、電源投入されるか、あるいはスリープモードが解除されると、その直後、ウォーミングアップが開始される。このとき、各高圧電源に対する初期化動作が実行されて出力値が初期設定される。具体的には、エンジンコントローラ12は、図9に示すように、最初にイエロー用現像器23YのDC電圧を設定すべく、その初期値を示す設定データ「01010101」と、イエロー現像用高圧電源71YのDC電圧(制御パラメータ)を識別するための選択コード「0010」とで構成されるデジタル信号DIを作成し、第1バイアス発生部71のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これに続いて、以下のデジタル信号DI:
Y現像器23Yの供給電流を設定するためのデジタル信号DI;
Y現像器23YのAC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
M現像器23MのDC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
M現像器23Mの供給電流を設定するためのデジタル信号DI;
M現像器23MのAC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
C現像器23CのDC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
C現像器23Cの供給電流を設定するためのデジタル信号DI;
C現像器23CのAC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
K現像器23KのDC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
K現像器23Kの供給電流を設定するためのデジタル信号DI;
K現像器23KのAC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
を連続的に第1バイアス発生部71のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これによって、現像部23の高圧設定に関する初期設定が完了する。
【0041】
また、この実施形態では、同図に示すように、最終のデジタル信号DIに続いて第1バイアス発生部71のD/Aコンバータ73にダミーデータからなるデジタル信号DIをシリアル伝送している。ここで「ダミーデータ」とは、12ビットのすべてを「0」とするデータであり、このダミーデータからなるデジタル信号DIをD/Aコンバータ73にシリアル伝送すると、シフトレジスタ回路731の全てのビットは「0」となる。このため、ノイズによる誤動作を効果的に防止できる。というのも、上記のように構成された装置において、ノイズの影響を最も受けるのは、ロード信号LDが誤って「H」となる場合であるが、仮にノイズ発生によって誤ってロード信号LDが「H」となったとしても、アドレスデコーダ回路732で選択されるチャネルは存在しておらず、各ラッチ回路733a〜733lが新たなデータがロードされることはなく、誤動作を防止することができるからである。
【0042】
また、ノイズ発生によってロード信号LDのみならずクロック信号CLKが誤って入力されることがあるが、この場合、クロック信号CLKの入力によってデータが上位方向に1ビット分だけシフトするが、上位4ビットは依然として「0000」に維持されるため、ビットシフトに続いてロード信号がさらに「H」となったとしても、アドレスデコーダ回路732で選択されるチャネルは存在しておらず、各ラッチ回路733a〜733lが新たなデータがロードされることはなく、誤動作を防止することができる。
【0043】
したがって、第1バイアス発生部71に対して正規のデジタル信号DIをシリアル伝送した直後に、ダミーデータからなるデジタル信号DIを伝送しておくことで、次に正規のデジタル信号DIを伝送するまでにノイズによって各現像用高圧電源71Y,71M,71C,71Kの出力値が誤って設定されるのを防止することができる。なお、後で説明する動作についても、適宜ダミーデータからなるデジタル信号DIをD/Aコンバータ73に伝送しているが、その目的および作用効果は全く同一である。
【0044】
上記のようにして第1バイアス発生部71側の初期設定が完了すると、続いて、同図に示すように、帯電バイアスの電圧を設定すべく、その初期値を示す設定データ「11000011」と、帯電用高圧電源72Aの電圧(制御パラメータ)を識別するための選択コード「1000」とで構成されるデジタル信号DIを作成し、第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これに続いて、以下のデジタル信号DI:
1次転写バイアスの電流を設定するためのデジタル信号DI;
2次転写バイアスの電流を設定するためのデジタル信号DI;
2次転写バイアスの下限電圧を設定するためのデジタル信号DI;
を連続的に第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。それに続いて、第1バイアス発生部71と同様に、ダミーデータからなるデジタル信号DIを続けて第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送してノイズの影響による誤動作を防止している。
【0045】
上記のようにして初期化動作が完了すると、ホストコンピュータなどの外部装置からの印字指令を待つ。そして、例えばカラー画像を印字する印字指令が制御ユニット1のメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ12がエンジン部Eの各部を制御してシートSに印字指令に含まれる画像信号に対応する画像を形成する。
【0046】
まず、帯電バイアスの設定に先立って、タイミングT11でY現像器23Yに与える現像バイアスの設定を行う。すなわち、エンジンコントローラ12は、図10に示すように、イエロー用現像器23YのDC電圧を設定すべく、設定データ「01010101」と、イエロー現像用高圧電源71YのDC電圧(制御パラメータ)を識別するための選択コード「0010」とで構成されるデジタル信号DIを作成し、第1バイアス発生部71のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これに続いて、以下のデジタル信号DI:
Y現像器23Yの供給電流を設定するためのデジタル信号DI;
Y現像器23YのAC電圧を設定するためのデジタル信号DI;
ダミーデータからなるデジタル信号DI;
を連続的に第1バイアス発生部71のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これによって、イエロー用現像器23Yの高圧設定を完了するとともに、ノイズの影響による誤動作を防止している。
【0047】
次のタイミングT12で帯電バイアスの設定を行う。ここでは、エンジンコントローラ12は、図10に示すように、帯電バイアスの電圧を設定すべく、設定データ「00001111」と、帯電用高圧電源72Aの電圧(制御パラメータ)を識別するための選択コード「1000」とで構成されるデジタル信号DIを作成し、第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送した後、さらにダミーデータからなるデジタル信号DIを連続的に第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送してノイズの影響による誤動作を防止している。
【0048】
このように設定された帯電バイアスで感光体21の外周面が帯電された後、印字指令に含まれる画像信号に応じてレーザ光Lを感光体21上に走査露光して感光体21上に画像信号に対応する静電潜像を形成し、さらにイエロー用の現像器23Yによってイエロートナー像を形成する。
【0049】
そして、このイエロートナー像を中間転写ベルト41に1次転写するにあたって、タイミングT13で1次転写バイアスが調整される。すなわち、図10に示すようにエンジンコントローラ12は1次転写バイアスの電圧を設定すべく、設定データ「11110000」と、1次転写用高圧電源72Bの電圧(制御パラメータ)を識別するための選択コード「0101」とで構成されるデジタル信号DIを作成し、第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送した後、さらにダミーデータからなるデジタル信号DIを連続的に第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送してノイズの影響による誤動作を防止している。そして、こうして設定された1次転写バイアスで感光体21上のイエロートナー像が中間転写ベルト41に1次転写される。
【0050】
イエロートナー像の形成に続いて、タイミングT14で上記と同様にして帯電バイアスの調整が行われた後、今度はタイミングT15でC現像器23Cに与える現像バイアスの設定を行う。すなわち、エンジンコントローラ12は、図11に示すように、
C現像器23CのDC電圧を設定するためのデジタル信号DI、
C現像器23Cの供給電流を設定するためのデジタル信号DI、
C現像器23CのAC電圧を設定するためのデジタル信号DI、
ダミーデータからなるデジタル信号DI、
を連続的に第1バイアス発生部71のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これによって、シアン用現像器23Cの高圧設定を完了するとともに、ノイズの影響による誤動作を防止している。
【0051】
上記のように設定された帯電バイアスおよび現像バイアスで感光体21上にシアントナー像が形成されるとともに、タイミングT16で1次転写バイアスが調整される。この調整処理は、図11に示すように、1枚目のイエローの場合(図10)と同様にして行われ、こうして1次転写バイアスが設定された状態で感光体21上のシアントナー像がイエロートナー像に重ねて中間転写ベルト41に1次転写される。
【0052】
これに続いて、シアントナー像の形成・1次転写処理と同様にして、マゼンタトナー像およびブラックトナー像が順次中間転写ベルト41上に重ねて形成されてカラー画像が形成される。これに続いて、タイミングT17で2次転写バイアスの2つの制御パラメータ(電流および下限電圧)がエンジンコントローラ12によって調整される。すなわち、エンジンコントローラ12は、図12に示すように、2次転写バイアスの電流を設定すべく、
2次転写バイアスの電流を設定するためのデジタル信号DI、
2次転写バイアスの下限電圧を設定するためのデジタル信号DI、
ダミーデータからなるデジタル信号DI、
を連続的に第2バイアス発生部72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送する。これによって、2次転写用高圧電源72Cの高圧設定を完了するとともに、ノイズの影響による誤動作を防止している。
【0053】
このように2次転写バイアスを設定した後で、給排紙ユニット6の給紙部63によってシートSを2次転写領域R2に搬送することで中間転写ベルト41に形成されたカラー画像を1枚目のシートSに2次転写する。なお、こうしてカラー画像が形成されたシートSについては、定着ユニット5によってカラー画像を定着した後、標準排紙トレイやマルチビンユニット側に向けて排出したり、その他方面側にも画像を形成するために再給紙部66側に搬送される。
【0054】
続いて2枚目の画像を印字する場合、図13に示すように、1枚目と同様にタイミングT21でY現像器23Yに与える現像バイアスの設定を行うとともに、タイミングT22で帯電バイアスの設定を行った後、感光体21の帯電・静電潜像の形成・イエロートナーによる現像を行う。そして、タイミングT23で1次転写バイアスの調整を行った後で、感光体21上のイエロートナー像を中間転写ベルト41に1次転写する。なお、それ以後の処理についても1枚目と同様である。
【0055】
以上のように、この実施形態では、エンジンコントローラ12がシリアル伝送用の信号線を介して第1および第2バイアス発生部71,72の各々に電気的に接続され、各高圧電源の出力を制御するためのデジタル信号DIを各バイアス発生部71,72のD/Aコンバータ73にシリアル伝送している。そして、D/Aコンバータ73によってデジタル信号DIに含まれる設定データをアナログ信号に変換し、同じデジタル信号DIに含まれる選択データに対応する一の高圧電源に当該アナログ信号を与えて高圧電源の出力を制御している。このようにデジタル信号DIのシリアル伝送によって各高圧電源の出力を可変制御しているので、ノイズの影響を抑えて誤動作を低減することができる。また、信号線の本数を少なくすることができ、装置の低コスト化を図れるとともに、装置内部における信号線の引き回しが容易となり、装置設計の自由度を向上させることができる。
【0056】
また、各現像用高圧電源71Y,71M,71C,71Kについては、シートS(像担持体)に対して画像を印字するごとにデジタル信号DIを出力して高圧電源の出力値を調整しているため、次のような作用効果が得られる。例えば、イエロー現像に着目してみると、1枚目の印字を行うにあたってタイミングT11で3つのデジタル信号DIを第1バイアス発生部71にシリアル伝送し、高圧電源71YからY現像器23Yに与える現像バイアスの設定(DC電圧、AC電圧および電流の設定)を行っている。そして、2枚目の印字を行うにあたってもタイミングT21で1枚目と同様にY現像器23Yの出力、つまりイエロー用現像バイアスの設定を行っている。このため、2枚目の印字を行う前にノイズの影響によってイエロー用現像バイアスの設定が変動したとしても、各印字前に現像バイアスが調整され、ノイズによる悪影響を防止して所望の画像を形成することができる。このような作用効果はイエロー現像に限定されるものではなく、他のトナー色についても全く同様であり、また2次転写についても同様である。
【0057】
また、帯電および1次転写に関しては、トナー色にかかわらず中間転写ベルト(像担持体)41が1周するごとに帯電バイアスおよび1次転写バイアスが調整されており、ノイズによる悪影響を防止して所望の画像を形成することができる。このように、画像形成シーケンスに対応して周期的にデジタル信号DIを出力して各高圧電源の出力を周期的に調整しているため、ノイズの影響によって高圧電源の出力が変動したとしても、周期的に正しい値に調整されて誤動作を最小限に抑制することができる。
【0058】
さらに、1または複数のデジタル信号DIを連続的にD/Aコンバータ73にシリアル伝送するのに続いて、ダミーデータをシリアル伝送しているので、各高圧電源の出力を調整する時以外においては、常時レジスタ回路731の上位4ビットにはダミーデータ「0000」が記憶されることとなり、ロード信号LDに対するノイズ対策として好ましい。特に、この実施形態ではダミーデータとしてすべてのビットが「0」であるダミーデータを使用しているので、上記したようにロード信号LDに対するノイズ対策のみならず、クロック信号CLKに対するノイズ対策としても機能する。
【0059】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第1および第2バイアス発生部71,72に分けて高圧電源の出力を可変制御しているが、1つのバイアス発生部によってすべての高圧電源を制御するように構成してもよい。また、すべての高圧電源についてD/Aコンバータ73を用いた出力可変制御を行うことが本発明の必須構成要件ではなく、少なくとも複数の高圧電源に対して上記した出力可変制御を行うことで上記した作用効果を得ることができる。
【0060】
また、1または複数のデジタル信号DIをシリアル伝送した後、次にデジタル信号DIをシリアル伝送するまでの間、ダミーデータを連続的にあるいは断続的にD/Aコンバータ73に与え続けるようにしてもよく、この場合、シリアル伝送と次のシリアル伝送との間において、レジスタ回路731の各ビットがすべて「0」となり、ノイズの影響をさらに抑制して誤動作をさらに効果的に防止することができる。
【0061】
また、この実施形態では、ダミーデータを構成するビットとして「0」を採用しているが、「1」を採用してもよい。
【0062】
また、上記実施形態では、選択データを4ビットで構成するとともに、設定データを8ビットで構成しているが、各ビット数はこれらに限定されるものではなく、任意である。
【0063】
また、上記実施形態では、帯電手段として帯電ローラ22を用いているが、非接触帯電手段によって感光体21を帯電させる画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
【0064】
また、上記実施形態では、図8に示すように通常印字シーケンスにおいて本発明を適用しているが、パッチ画像を形成して濃度調整を行う濃度調整シーケンスに対しても本発明を適当することができる。このように、本発明は画像形成装置において実行される画像形成シーケンス全般に対して適用することができる。
【0065】
また、上記実施形態では、4色のトナーを用いたカラー画像を形成することができる画像形成装置であったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置にも当然に適用することができる。また、上記実施形態では、感光体21上のトナー像を中間転写ベルト41に転写する画像形成装置であるが、中間転写ベルト以外の転写媒体(転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるいは透過性記憶シートなど)にトナー像を転写して画像を形成する画像形成装置や、感光体21上のトナー像をシートに直接転写する画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【0066】
さらに、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに形成するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置全般に適用することができる。
【0067】
【発明の効果】
以上のように、本願発明によれば、複数の高圧電源側にデジタル信号を信号線を介してシリアル伝送し、そのデジタル信号のうち高圧電源の出力値に相当するデータをアナログ信号に変換するとともに該デジタル信号に対応する高圧電源に対して前記アナログ信号を与える構成しているので、ノイズの影響を抑えて誤動作を低減することができる。また、信号線の本数を少なくすることができ、装置の低コスト化を図れるとともに、装置内部における信号線の引き回しが容易となり、装置設計の自由度を向上させることができる。また、制御手段は、前記D/Aコンバータに1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力した後で、しかも次に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するのに先立って、全ビットが同一データで構成されたダミーデータを前記D/Aコンバータに出力する。このため、各高圧電源の出力を調整する時以外においては、常時D/Aコンバータにダミーデータが記憶されることとなり、ノイズの影響を抑制することができる。
【0068】
また、本願発明によれば、複数の高圧電源側にデジタル信号を信号線を介してシリアル伝送し、そのデジタル信号に含まれる設定データをアナログ信号に変換し、当該デジタル信号に含まれる選択データに対応する高圧電源に対して当該アナログ信号を与えるように構成しているので、ノイズの影響を抑えて誤動作を低減することができる。また、信号線の本数を少なくすることができ、装置の低コスト化を図れるとともに、装置内部における信号線の引き回しが容易となり、装置設計の自由度を向上させることができる。また、前記制御手段は、前記D/Aコンバータに1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力した後で、しかも次に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するのに先立って、前記複数の選択データと異なるデータを有するダミーデータを前記D/Aコンバータに出力する。このため、各高圧電源の出力を調整する時以外においては、常時D/Aコンバータにダミーデータが記憶されることとなり、ノイズの影響を抑制することができる。
【0069】
ダミーデータとしては、ダミーデータを構成するビットのすべてが「0」または「1」であるものを採用するのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図2】図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】第1および第2バイアス発生部の構成を示すブロック図である。
【図4】図1の画像形成装置において用いられているD/Aコンバータの構成を示すブロック図である。
【図5】図4のD/Aコンバータの動作を示す図である。
【図6】第1バイアス発生部における選択データ、チャネルおよびチャネルからの出力内容の関係を示す図である。
【図7】第2バイアス発生部における選択データ、チャネルおよびチャネルからの出力内容の関係を示す図である。
【図8】図1の画像形成装置の画像形成シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。
【図9】図8の各タイミングにおいてエンジンコントローラからD/Aコンバータに与えられるデジタル信号の内容を示す図である。
【図10】図8の各タイミングにおいてエンジンコントローラからD/Aコンバータに与えられるデジタル信号の内容を示す図である。
【図11】図8の各タイミングにおいてエンジンコントローラからD/Aコンバータに与えられるデジタル信号の内容を示す図である。
【図12】図8の各タイミングにおいてエンジンコントローラからD/Aコンバータに与えられるデジタル信号の内容を示す図である。
【図13】図8の各タイミングにおいてエンジンコントローラからD/Aコンバータに与えられるデジタル信号の内容を示す図である。
【符号の説明】
1…制御ユニット(制御手段)
12…エンジンコントローラ(制御手段)
41…中間転写ベルト(像担持体)
71C…シアン現像用高圧電源
71K…ブラック現像用高圧電源
71M…マゼンタ現像用高圧電源
71Y…イエロー現像用高圧電源
72A…帯電用高圧電源
72B…1次転写用高圧電源
72C…2次転写用高圧電源
73…D/Aコンバータ
121…CPU(制御手段)
731…シフトレジスタ回路
732…アドレスデコーダ回路
733a〜733l…ラッチ回路
734a〜734l…D/Aコンバータ回路
CLK…シフトクロック信号
D0〜D7…設定データ
D8〜D11…選択データ
DI…デジタル信号
LD…ロード信号
S…シート(像担持体)
Claims (4)
- 外部から与えられるアナログ信号に応じて出力を可変可能な高圧電源を複数個と、前記複数の高圧電源の各々を制御するためのデジタル信号をシリアル出力する制御手段と、前記制御手段と信号線によって電気的に接続されて前記制御手段から前記信号線を介してシリアル伝送されてくる各デジタル信号をシフトレジスタに格納するとともに、当該シフトレジスタに格納された前記デジタル信号に対応して高圧電源に前記アナログ信号を与えるD/Aコンバータとを備え、前記複数の高圧電源からの出力を装置各部に印加しながら、電子写真方式で所定の画像形成シーケンスにしたがって画像を形成する画像形成装置において、
前記デジタル信号は、アナログ信号を与えるべき高圧電源および制御パラメータを識別する選択データと、該選択データにより識別される高圧電源の出力値を示す設定データとを含み、前記選択データは当該デジタル信号の上位ビットで構成されるとともに設定データは当該デジタル信号の下位ビットで構成され、
前記D/Aコンバータでは、設定データに基づいて前記アナログ信号を高圧電源に与えるD/Aコンバータ回路が前記複数の高圧電源のそれぞれに対応して設けられており、前記デジタル信号は前記シフトレジスタの下位ビット端部から順次上位ビット側にシフトすることで前記シフトレジスタに格納されるとともに、前記シフトレジスタに格納された前記デジタル信号の設定データは、当該格納されたデジタル信号の選択データが示す前記高圧電源に対応する前記D/Aコンバータ回路に設定され、しかも、少なくとも連続する「0」または「1」のみからなる選択データは高圧電源および制御パラメータを示すデータとして使用されず、
前記制御手段は、前記D/Aコンバータに1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力した後で、しかも次に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するのに先立って、全ビットが同一データで構成されたダミーデータを前記D/Aコンバータに出力し、
前記シフトレジスタでは、前記ダミーデータが設定されている状態から新たなデータが格納されるとき、当該シフトレジスタの前記選択データに対応する箇所が変化するのは、当該シフトレジスタの前記設定データに対応する箇所を、前記選択データが通過した後となることを特徴とする画像形成装置。 - 前記D/Aコンバータは、前記シフトレジスタに記憶される設定データを読取り記憶するラッチ回路を前記複数のD/Aコンバータ回路それぞれに対して設けるとともに、外部からロード信号が与えられると前記シフトレジスタに格納されている選択データに基づき前記複数のラッチ回路の読取記憶動作を制御するアドレスデコーダ回路を設け、前記D/Aコンバータ回路は対応するラッチ回路に記憶されている設定データをアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を対応する高圧電源に与える請求項1記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記レジスタ回路に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するのに続いて、前記ダミーデータを前記レジスタ回路に出力する請求項2記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記ダミーデータを出力した後に、次に1または複数のデジタル信号を連続的にシリアル出力するまで、前記ダミーデータを構成するビットと同一のビットを出力する請求項1ないし3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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