JP5453339B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式の現像装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic developing device and an image forming apparatus.

電子写真方式を利用した、コピー機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体(例えば、感光体ドラムや転写ベルト)と、画像データに基づいた光を出射して像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に形成された静電潜像に現像剤(トナー)を供給して該静電潜像を顕像化する現像装置を備えている。   An image forming apparatus such as a copier, a printer, or a facsimile using an electrophotographic method emits light based on an image carrier (for example, a photosensitive drum or a transfer belt) and image data and statically puts it on the image carrier. An exposure apparatus for forming an electrostatic latent image and a developing apparatus for developing the electrostatic latent image by supplying a developer (toner) to the electrostatic latent image formed on the image carrier are provided.

このような現像装置では、現像ローラーに印加される現像バイアス電圧を高くすると、トナー像の形成に必要な量のトナーを像担持体に供給することが容易となる一方で、現像バイアス電圧のピーク値と像担持体の表面電位との間の電位差が大きくなって、像担持体と現像ローラーとの間でリーク(気中放電)が発生しやすくなる。リークが発生すると、像担持体上にランダムな黒点(ノイズ)が発生する、所謂現像リークが発生し、良好な画質のトナー像が形成されない。更に、周辺機器の故障も招きやすくなる。   In such a developing device, when the developing bias voltage applied to the developing roller is increased, it becomes easier to supply the toner necessary for forming the toner image to the image carrier, while the peak of the developing bias voltage is reached. The potential difference between the value and the surface potential of the image carrier increases, and leakage (air discharge) tends to occur between the image carrier and the developing roller. When the leak occurs, a so-called development leak occurs, in which random black spots (noise) are generated on the image carrier, and a toner image with good image quality is not formed. In addition, peripheral devices are likely to fail.

逆に、リークを避けるために現像バイアス電圧を低くすると、トナー像の形成に必要な量のトナーが像担持体に供給されにくくなり、トナー像に濃度ムラが発生する。その結果、良好な画質のトナー像が形成されない。そこで従来からリークの発生を抑える方法が提案されてきた(特許文献1〜4参照)。   Conversely, if the developing bias voltage is lowered to avoid leakage, it becomes difficult to supply the amount of toner necessary for forming the toner image to the image carrier, and density unevenness occurs in the toner image. As a result, a good quality toner image is not formed. Therefore, methods for suppressing the occurrence of leakage have been proposed (see Patent Documents 1 to 4).

特開2007−171936号公報JP 2007-171936 A 特開2005−258256号公報JP 2005-258256 A 特開平7−134480号公報JP-A-7-134480 特開2007−279277号公報JP 2007-279277 A

特許文献1〜4にて提案された方法は、波形発生器が生成した波形を交流増幅回路が増幅して交流電圧を生成し、更に直流電圧を重畳して現像バイアス電圧を生成している。従って、波形発生器が生成した波形が大きく変化すると、この変化分が交流増幅回路によって増幅され、現像バイアス電圧に大きなピーク値となって現れる。ピーク値が大きくなると、像担持体と現像ローラーの間の電位差が放電開始電圧以上となり、リークが発生しやすかった。   In the methods proposed in Patent Documents 1 to 4, an AC amplifier circuit amplifies the waveform generated by the waveform generator to generate an AC voltage, and further generates a developing bias voltage by superimposing the DC voltage. Therefore, when the waveform generated by the waveform generator changes greatly, this change is amplified by the AC amplifier circuit and appears as a large peak value in the developing bias voltage. As the peak value increased, the potential difference between the image carrier and the developing roller became equal to or greater than the discharge start voltage, and leakage was likely to occur.

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、特別な装置を用いずに、現像ローラーと像担持体の間で発生するリークの防止を図った現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and a developing device and an image forming apparatus that prevent leakage generated between the developing roller and the image carrier without using a special device. The purpose is to provide.

請求項1に記載の発明の現像装置は、デューティ比の異なる制御信号を出力可能な波形発生手段と、前記制御信号を増幅して交流電圧を生成する交流増幅回路を有し、当該生成した交流電圧に直流電圧を重畳して現像バイアス電圧を生成する高電圧生成手段と、前記現像バイアス電圧が印加され、現像剤であるトナーを周面に担持して搬送する現像ローラーと、を備え、前記波形発生手段は、前記制御信号のデューティ比を第1デューティ比から当該第1デューティ比とは異なる第2デューティ比に変化させる際、前記第2デューティ比の制御信号の出力を開始する開始点より前において、前記制御信号の波形平均値の変化量を予め定められた値以下とするべく当該制御信号の電圧レベルを予め定められた傾きをもって線形的に変化させた後、前記開始点において前記第2デューティ比の制御信号を出力するものである。   The developing device according to claim 1 includes a waveform generating means capable of outputting control signals having different duty ratios, and an AC amplifying circuit for amplifying the control signals to generate an AC voltage, and the generated AC A high voltage generating means for generating a developing bias voltage by superimposing a DC voltage on the voltage, and a developing roller to which the developing bias voltage is applied and carrying a toner as a developer on a peripheral surface thereof, When the duty ratio of the control signal is changed from the first duty ratio to a second duty ratio different from the first duty ratio, the waveform generating means starts from the start point of outputting the control signal having the second duty ratio. Before, after changing the voltage level of the control signal linearly with a predetermined slope so that the amount of change in the waveform average value of the control signal is less than or equal to a predetermined value And it outputs a control signal of the second duty ratio at the starting point.

ここで、波形平均値とは、制御信号のある時点から所定時間前までの期間の電圧平均値のことを言う。制御信号のデューティ比が変化すると、制御信号の波形平均値が急激に変化し、この変化分が交流増幅回路によって増幅され、現像バイアス電圧に大きなピーク値となって現れていた。このようなピーク値が発生すると、現像ローラーと像担持体の間の電位差が放電開始電圧以上となり、リークが発生しやすい状態となっていた。   Here, the waveform average value means a voltage average value during a period from a certain point in time of the control signal to a predetermined time. When the duty ratio of the control signal changes, the average value of the waveform of the control signal changes abruptly, and this change is amplified by the AC amplifier circuit and appears as a large peak value in the developing bias voltage. When such a peak value occurs, the potential difference between the developing roller and the image carrier becomes equal to or higher than the discharge start voltage, and leakage is likely to occur.

そこで、制御信号のデューティ比を変更する際は、制御信号の波形平均値の変化量が予め定められた値以下(「予め定められた値」とは、波形平均値の変化量が交流増幅回路による増幅によって現像バイアス電圧にピーク値として現れない程度の値をいう)となるように、制御信号を予め定められた傾きを持って線形的に変化させた後、目標とする第2デューティ比にする。こうすることにより、制御信号の波形平均値の急激な変化がなくなり、変化分が交流増幅回路によって増幅されて現像バイアス電圧にピーク値となって現れることがない。よって、リークの発生を防ぐことができる。そして、気圧が低く放電開始電圧が低い環境においても、簡単な装置でリークの発生を抑えることができる。   Therefore, when changing the duty ratio of the control signal, the change amount of the waveform average value of the control signal is equal to or less than a predetermined value (the “predetermined value” means that the change amount of the waveform average value is the AC amplification circuit After the control signal is linearly changed with a predetermined slope so that the development bias voltage does not appear as a peak value due to amplification by (1), the target second duty ratio is set. To do. By doing so, there is no sudden change in the average value of the waveform of the control signal, and the change is not amplified by the AC amplifier circuit and does not appear as a peak value in the developing bias voltage. Therefore, the occurrence of leak can be prevented. Even in an environment where the atmospheric pressure is low and the discharge start voltage is low, the occurrence of leakage can be suppressed with a simple device.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置であって、前記波形発生手段はアナログ端子を有し、当該アナログ端子より前記制御信号を出力するものであり、前記制御信号のデューティ比を前記第1デューティ比から前記第2デューティ比に変化させる際、前記開始点より前において、前記第1デューティ比が示す割合の電圧レベルから前記第2デューティ比が示す割合の電圧レベルまで前記予め定められた傾きをもって線形的に前記制御信号の電圧レベルを変化させた後、前記開始点において第2デューティ比の制御信号を出力するものである。   A second aspect of the present invention is the developing device according to the first aspect, wherein the waveform generating means has an analog terminal, and the control signal is output from the analog terminal. When changing the duty ratio from the first duty ratio to the second duty ratio, from the voltage level indicated by the first duty ratio to the voltage level indicated by the second duty ratio before the start point. After changing the voltage level of the control signal linearly with the predetermined slope, a control signal having a second duty ratio is output at the start point.

この構成によれば、波形発生手段のアナログ出力端子を用いることで、特別な装置を用いずに制御信号の電圧レベルを線形的に変化させることができ、リークを防ぐことができる。   According to this configuration, by using the analog output terminal of the waveform generating means, the voltage level of the control signal can be linearly changed without using a special device, and leakage can be prevented.

請求項3に記載の発明の画像形成装置は、現像剤であるトナーを周面に担持して搬送する現像ローラーと、当該現像ローラーに現像バイアス電圧を印加する高電圧生成手段とを有する現像装置と、画像データに基づいた静電潜像が形成され、当該静電潜像が前記現像ローラーから供給されるトナーによって顕像化したトナー像を担持する像担持体と、を備え、前記現像装置として請求項1又は2に記載の現像装置が用いられているものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a developing roller that carries a toner as a developer on a peripheral surface thereof and transports it; and a high voltage generating unit that applies a developing bias voltage to the developing roller. And an image carrier that carries a toner image in which an electrostatic latent image based on image data is formed and the electrostatic latent image is visualized by toner supplied from the developing roller, and the developing device The developing device according to claim 1 or 2 is used.

この構成によれば、請求項1又は2と同様の効果を得ることができる。   According to this configuration, the same effect as in the first or second aspect can be obtained.

本発明によれば、制御信号の波形平均値の急激な変化がなくなり、波形平均値の変化分が交流増幅回路によって増幅されて現像バイアス電圧にピーク値となって現れることがない。従って、現像ローラーと像担持体の間に発生するリークを防ぐことができる。   According to the present invention, there is no sudden change in the waveform average value of the control signal, and the change in the waveform average value is amplified by the AC amplifier circuit and does not appear as a peak value in the developing bias voltage. Accordingly, it is possible to prevent a leak that occurs between the developing roller and the image carrier.

画像形成装置の機械的構成の一例を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a mechanical configuration of the image forming apparatus. 現像装置の構成の概略を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a developing device. 高圧電源回路の電気的構成を示した図。The figure which showed the electrical structure of the high voltage power supply circuit. 波形発生器が出力する制御信号と現像バイアス電圧の波形を示した図。The figure which showed the waveform of the control signal and development bias voltage which a waveform generator outputs. 従来の高圧電源回路において制御信号のデューティ比を100%から10%に変化した場合の各波形を示した図。The figure which showed each waveform at the time of changing the duty ratio of a control signal from 100% to 10% in the conventional high voltage power supply circuit. 本実施の形態の高圧電源回路において制御信号のデューティ比を100%から10%に変化した場合の各波形を示した図。The figure which showed each waveform at the time of changing the duty ratio of a control signal from 100% to 10% in the high voltage power supply circuit of this Embodiment. 本実施の形態の高圧電源回路において制御信号のデューティ比を50%から10%に変化した場合の各波形を示した図。The figure which showed each waveform at the time of changing the duty ratio of a control signal from 50% to 10% in the high voltage power supply circuit of this Embodiment.

以下、本発明に係る現像装置と、この現像装置を備えた画像形成装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、本実施の形態では画像形成装置1としてプリンターを例に説明するが、電子写真方式のコピー機、ファクシミリ、またこれらの複数の機能を備えた複合機であってもよい。   Hereinafter, a developing device according to an embodiment of the present invention and an image forming apparatus including the developing device will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a printer is described as an example of the image forming apparatus 1. However, an electrophotographic copying machine, a facsimile, or a multifunction machine having a plurality of these functions may be used.

図1は、本実施の形態における画像形成装置1の機械的構成の一例を示す断面図である。画像形成装置1は、露光装置11、現像装置12、帯電器13、感光体ドラム14、転写ローラー15及び定着器16を備えて構成される。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a mechanical configuration of an image forming apparatus 1 according to the present embodiment. The image forming apparatus 1 includes an exposure device 11, a developing device 12, a charger 13, a photosensitive drum 14, a transfer roller 15, and a fixing device 16.

感光体ドラム14は、円筒状の部材であり、図略のモータからの駆動力を受けて、図1における時計回りの方向に回転する。帯電器13は、感光体ドラム14の表面を略一様に帯電する。露光装置11は、レーザダイオード等の光源を備え、帯電器13によって略一様に帯電された感光体ドラム14の表面に対して、画像データに応じた光を照射して、静電潜像を形成する。尚、画像データは、画像形成装置1に接続されたパーソナルコンピュータ等によって送信されたものを画像形成装置1が受信したものである。   The photosensitive drum 14 is a cylindrical member, and rotates in the clockwise direction in FIG. 1 in response to a driving force from a motor (not shown). The charger 13 charges the surface of the photosensitive drum 14 substantially uniformly. The exposure apparatus 11 includes a light source such as a laser diode, and irradiates light corresponding to image data onto the surface of the photosensitive drum 14 that is substantially uniformly charged by the charger 13 to form an electrostatic latent image. Form. The image data is data received by the image forming apparatus 1 that is transmitted by a personal computer or the like connected to the image forming apparatus 1.

現像装置12は、トナーを収納するトナーコンテナを備え、静電潜像が形成された感光体ドラム14の表面にトナーを供給してトナー像を形成する。感光体ドラム14に形成されたトナー像が、後述する転写ローラー15によって、搬送路Pを搬送される用紙又は転写ベルト(図示省略)に転写される。   The developing device 12 includes a toner container that stores toner, and supplies toner to the surface of the photosensitive drum 14 on which the electrostatic latent image is formed to form a toner image. A toner image formed on the photosensitive drum 14 is transferred onto a sheet or a transfer belt (not shown) conveyed on the conveyance path P by a transfer roller 15 described later.

感光体ドラム14と対向する位置には、転写ローラー15が配設されている。転写ローラー15は、導電性を有するゴム材料等で構成され、感光体ドラム14に形成されたトナー像を搬送路Pを搬送される用紙又は転写ベルトに転写する。   A transfer roller 15 is disposed at a position facing the photosensitive drum 14. The transfer roller 15 is made of a conductive rubber material or the like, and transfers the toner image formed on the photosensitive drum 14 onto a sheet or transfer belt that is transported along the transport path P.

定着器16は、ヒータ等を内蔵する加熱ローラー160及び加熱ローラー160と対向する位置に設けられた加圧ローラー161を備え、トナー像が形成された用紙を加熱搬送することにより、用紙に転写されたトナー像を定着させる。   The fixing device 16 includes a heating roller 160 including a heater and the like, and a pressure roller 161 provided at a position facing the heating roller 160. The fixing device 16 is transferred to the paper by heating and conveying the paper on which the toner image is formed. Fix the toner image.

次に、画像形成装置1の画像形成動作について簡単に説明する。先ず、帯電器13により感光体ドラム14の表面が略均一に帯電される。そして、帯電された感光体ドラム14表面が、露光装置11により露光され、静電潜像が感光体ドラム14の表面に形成される。そして、現像装置12により感光体ドラム14の表面にトナーが供給されることによりこの静電潜像が顕像化してトナー像となり、転写ローラー15により感光体ドラム14の表面のトナー像が用紙に転写される。用紙に転写されたトナー像は、定着器16により固着される。   Next, an image forming operation of the image forming apparatus 1 will be briefly described. First, the surface of the photosensitive drum 14 is charged almost uniformly by the charger 13. Then, the charged surface of the photosensitive drum 14 is exposed by the exposure device 11, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 14. Then, the toner is supplied to the surface of the photosensitive drum 14 by the developing device 12 to visualize the electrostatic latent image into a toner image, and the toner image on the surface of the photosensitive drum 14 is transferred to the paper by the transfer roller 15. Transcribed. The toner image transferred to the paper is fixed by the fixing device 16.

図2は、現像装置12の構成の概略を示す断面図であり、図1に示した現像装置12の周辺部を拡大して示したものである。現像装置12は、現像ローラー72、磁気ローラー73、パドルミキサ74、攪拌ミキサ75、穂切りブレード76、仕切板77、及び電圧印加部80を備える。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the developing device 12, and shows an enlarged peripheral portion of the developing device 12 shown in FIG. The developing device 12 includes a developing roller 72, a magnetic roller 73, a paddle mixer 74, a stirring mixer 75, a panning blade 76, a partition plate 77, and a voltage application unit 80.

現像ローラー72は、表面にトナーを担持して搬送することにより、感光体ドラム14の表面に形成された静電潜像をトナー像として顕像化する。磁気ローラー73は、内部に配置された磁石によって2成分現像剤を吸着して磁気ブラシを発生させ、現像ローラー72にトナーを供給する。   The developing roller 72 carries the toner on its surface and conveys it, thereby developing the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 14 as a toner image. The magnetic roller 73 attracts the two-component developer by a magnet disposed therein to generate a magnetic brush, and supplies toner to the developing roller 72.

パドルミキサ74及び攪拌ミキサ75は、らせん状羽根を有し、互いに逆方向に2成分現像剤を搬送しながら攪拌してトナーを帯電させる。更に、パドルミキサ74は、帯電させたトナーとキャリアとを含む2成分現像剤を磁気ローラー73に供給する。穂切りブレード76は、磁気ローラー73上に形成された磁気ブラシの厚さを規制する。仕切板77は、パドルミキサ74と攪拌ミキサ75との間に設けられ、仕切板77の両端側より外側で、2成分現像剤が自由に通過できるようになっている。   The paddle mixer 74 and the agitation mixer 75 have spiral blades, and agitate the toner while conveying the two-component developer in opposite directions to charge the toner. Further, the paddle mixer 74 supplies a two-component developer containing charged toner and a carrier to the magnetic roller 73. The ear cutting blade 76 regulates the thickness of the magnetic brush formed on the magnetic roller 73. The partition plate 77 is provided between the paddle mixer 74 and the stirring mixer 75 so that the two-component developer can freely pass outside the both end sides of the partition plate 77.

高圧電源回路80は、現像ローラー72及び磁気ローラー73に現像バイアス電圧を印加する電源である。図3は、高圧電源回路80の電気的構成を示した図である。高圧電源回路80は、波形発生器801、交流増幅回路802、変圧器803、直流電源804を有する。波形発生器801は、アナログ端子からデューティ比の異なる制御信号を出力可能な回路である。   The high-voltage power circuit 80 is a power source that applies a developing bias voltage to the developing roller 72 and the magnetic roller 73. FIG. 3 is a diagram showing an electrical configuration of the high-voltage power supply circuit 80. The high voltage power supply circuit 80 includes a waveform generator 801, an AC amplification circuit 802, a transformer 803, and a DC power supply 804. The waveform generator 801 is a circuit that can output control signals having different duty ratios from analog terminals.

交流増幅回路802は、オペアンプ等で構成され、波形発生器801が出力した制御信号(電圧)を増幅し、現像装置12の現像バイアス電圧として必要とされる電圧レベルへ近付けるための回路である。交流増幅回路802が増幅した電圧は、変圧器803が昇圧し、変圧器803の二次側において直流電源804が生成する直流電圧と重畳されて現像バイアス電圧として現像装置12に印加される。   The AC amplifier circuit 802 is configured by an operational amplifier or the like, and is a circuit for amplifying the control signal (voltage) output from the waveform generator 801 and bringing it close to a voltage level required as a developing bias voltage of the developing device 12. The voltage amplified by the AC amplifier circuit 802 is boosted by the transformer 803 and superimposed on the DC voltage generated by the DC power source 804 on the secondary side of the transformer 803 and applied to the developing device 12 as a developing bias voltage.

図4は、波形発生器801が出力する制御信号(左側)と現像バイアス電圧の波形(右側)を示した図であり、制御信号のデューティ比が0%、10%、50%、90%及び100%の時を例に示している。制御信号のデューティ比が0%及び100%の時は、制御信号に電圧変化がないため、交流増幅回路802が機能せず、現像バイアス電圧は0となる。以下、感光体ドラム14の表面電位と直流電源804の直流電圧成分は0として説明する。   FIG. 4 is a diagram showing a control signal (left side) output from the waveform generator 801 and a waveform (right side) of the development bias voltage. The duty ratio of the control signal is 0%, 10%, 50%, 90%, and An example at 100% is shown. When the duty ratio of the control signal is 0% and 100%, there is no voltage change in the control signal, so the AC amplifier circuit 802 does not function and the development bias voltage becomes zero. In the following description, it is assumed that the surface potential of the photosensitive drum 14 and the DC voltage component of the DC power source 804 are zero.

制御信号のデューティ比が10%のとき、制御信号のハイレベルとローレベルの時間比は1:9であり、制御信号の波形平均値は点線で示すようにハイレベル値の10%になる。現像バイアス電圧は、この波形平均値のレベルを0[V]としたプラス側に変化が大きい波形となる。ここで波形平均値とは、制御信号のある時点から所定時間前までの期間の電圧平均値のことを言う。   When the duty ratio of the control signal is 10%, the time ratio between the high level and the low level of the control signal is 1: 9, and the waveform average value of the control signal is 10% of the high level value as indicated by the dotted line. The development bias voltage has a waveform with a large change on the plus side where the level of the waveform average value is 0 [V]. Here, the waveform average value means a voltage average value during a period from a certain point in time of the control signal to a predetermined time before.

制御信号のデューティ比が50%のとき、制御信号のハイレベルとローレベルの時間比は5:5であり、制御信号の波形平均値は点線で示すようにハイレベル値の50%の電圧レベルになる。現像バイアス電圧は、0[V]を中心に変化する矩形波となる。   When the duty ratio of the control signal is 50%, the time ratio between the high level and the low level of the control signal is 5: 5, and the average value of the waveform of the control signal is a voltage level of 50% of the high level value as indicated by the dotted line. become. The development bias voltage is a rectangular wave that changes around 0 [V].

制御信号のデューティ比が90%のとき、制御信号のハイレベルとローレベルの時間比は9:1であり、制御信号の波形平均値は点線で示すようにハイレベル値の90%の電圧レベルになる。現像バイアス電圧は、波形平均値のレベルを0[V]としたマイナス側に変化が大きい波形となる。   When the duty ratio of the control signal is 90%, the time ratio between the high level and the low level of the control signal is 9: 1, and the waveform average value of the control signal is a voltage level of 90% of the high level value as indicated by the dotted line. become. The development bias voltage has a waveform with a large change on the negative side, where the level of the waveform average value is 0 [V].

図5は、従来の高圧電源回路において制御信号のデューティ比を100%から10%に変化した場合の各波形を示した図である。制御信号は変化点t1においてデューティ比が変化、即ちハイレベルからローレベルに変化する。従って、点線で示すように、波形平均値が変化点t1の直後に急激に変化することになる。この波形平均値の電圧変化分は交流増幅回路802に含まれる結合コンデンサや変圧器によって増幅され、現像バイアス電圧のマイナス側に大きなピーク値となって現れる。このようなピーク値が発生すると、感光体ローラー14と現像ローラー72の間の電位差が放電開始電圧以上となり、リークが発生しやすい状態となっていた。   FIG. 5 is a diagram showing each waveform when the duty ratio of the control signal is changed from 100% to 10% in the conventional high-voltage power supply circuit. The control signal changes its duty ratio at the change point t1, that is, changes from a high level to a low level. Therefore, as shown by the dotted line, the waveform average value changes rapidly immediately after the change point t1. The voltage change of the waveform average value is amplified by a coupling capacitor or a transformer included in the AC amplifier circuit 802 and appears as a large peak value on the minus side of the developing bias voltage. When such a peak value occurs, the potential difference between the photosensitive roller 14 and the developing roller 72 becomes equal to or higher than the discharge start voltage, and leakage is likely to occur.

そこで、本実施の形態の画像形成装置における高圧電源回路80では、波形発生器801がデューティ比を変化する際は制御信号の電圧値を線形的に変化させて出力することによって、制御信号の波形平均値の変化分が増幅されてピーク値となって現れることを防ぐよう改良した。以下、詳しく説明する。   Therefore, in the high-voltage power supply circuit 80 in the image forming apparatus according to the present embodiment, when the waveform generator 801 changes the duty ratio, the voltage value of the control signal is linearly changed and output, thereby outputting the waveform of the control signal. Improvements were made to prevent the change in average value from appearing as a peak value when amplified. This will be described in detail below.

図6は、本実施の形態の高圧電源回路80において制御信号のデューティ比を100%から10%に変化した場合の各波形を示した図である。制御信号のデューティ比を100%から10%に変化する際、波形発生器801は、変化点t2より前に制御信号の電圧レベルを変更前のデューティ比が示す割合の電圧レベル(つまりハイレベル値)から目標とするデューティ比が示す割合の電圧レベル(つまりハイレベル値の10%の電圧値)まで予め定められた傾きをもって線形的に変化させて出力する。制御信号は波形発生器801のアナログ端子から出力されるため、矩形波以外に、図6に示すような連続して変化する波形も出力可能である。   FIG. 6 is a diagram illustrating each waveform when the duty ratio of the control signal is changed from 100% to 10% in the high-voltage power supply circuit 80 of the present embodiment. When the duty ratio of the control signal is changed from 100% to 10%, the waveform generator 801 has a voltage level (that is, a high level value) indicated by the duty ratio before the change of the voltage level of the control signal before the change point t2. ) To the voltage level of the ratio indicated by the target duty ratio (that is, the voltage value of 10% of the high level value) is linearly changed with a predetermined slope and output. Since the control signal is output from the analog terminal of the waveform generator 801, a continuously changing waveform as shown in FIG. 6 can be output in addition to the rectangular wave.

ここで、現像バイアス電圧にリークの原因となるピーク値が現れるか否かは、制御信号の波形平均値の変化量に依存する。従って、デューティ比を変化させる際は、制御信号の波形平均値の変化量が、交流増幅回路802による増幅によって現像バイアス電圧にピーク値として現れない変化量以下にする必要がある。その為に、回路設計時において現像バイアス電圧にピーク値として現れ出す波形平均値の変化量を算出し、波形平均値がこの算出された値以下となるように、制御信号を変化させる際の傾きを予め定めておく。波形発生器801は、この予め定められた傾きを用いて制御信号を変化させて出力する。そして、波形発生器801は、制御信号の電圧レベルが目標とするデューティ比が示す割合の電圧レベル(つまりハイレベル値の10%の電圧値)に到達した変化点t2以降は、目標とするデューティ比(つまりデューティ比10%)の制御信号を出力する。   Here, whether or not a peak value that causes a leak appears in the development bias voltage depends on the amount of change in the average value of the waveform of the control signal. Therefore, when changing the duty ratio, the amount of change in the average value of the waveform of the control signal needs to be equal to or less than the amount of change that does not appear as a peak value in the developing bias voltage due to amplification by the AC amplifier circuit 802. Therefore, the amount of change in the waveform average value that appears as a peak value in the development bias voltage during circuit design is calculated, and the slope when changing the control signal so that the waveform average value is less than or equal to this calculated value. Is determined in advance. The waveform generator 801 changes and outputs the control signal using this predetermined slope. Then, after the change point t2 when the voltage level of the control signal reaches the voltage level of the ratio indicated by the target duty ratio (that is, the voltage value of 10% of the high level value), the waveform generator 801 sets the target duty. A control signal with a ratio (that is, a duty ratio of 10%) is output.

ここで、制御信号の波形平均値は、図4に示すように、制御信号のデューティ比の示す電圧レベルに相当する。従って、波形平均値の無用な変化をなくすために、制御信号の変化開始点は、制御信号が変更前のデューティ比が示す割合の電圧レベル(つまりハイレベル値)にあるときとし、変化点t2を、制御信号の電圧レベルが目標とするデューティ比の示す割合の電圧レベル(つまりハイレベル値の10%の電圧値)に到達した点とする。この点を分かりやすくするために、別の例について図7を用いて説明する。   Here, the average value of the waveform of the control signal corresponds to the voltage level indicated by the duty ratio of the control signal, as shown in FIG. Therefore, in order to eliminate an unnecessary change in the waveform average value, the change start point of the control signal is assumed to be when the control signal is at the voltage level (that is, the high level value) of the ratio indicated by the duty ratio before the change, and the change point t2 Is a point at which the voltage level of the control signal reaches the voltage level of the ratio indicated by the target duty ratio (that is, the voltage value of 10% of the high level value). In order to make this point easy to understand, another example will be described with reference to FIG.

図7は、本実施の形態の高圧電源回路80において制御信号のデューティ比を50%から10%に変化した場合の各波形を示した図である。制御信号のデューティ比を50%から10%に変化する際、波形発生器801は、変化点t3より前に制御信号の電圧レベルを変更前のデューティ比が示す割合の電圧レベル(ハイレベル値の50%)から目標とするデューティ比が示す割合の電圧レベル(ハイレベル値の10%)の電圧値まで予め定められた傾きをもって線形的に変化させて出力する。上記と同様に、この間は制御信号の波形平均値が急激に変化することがないため、現像バイアス電圧にピーク値が現れず、リークを防ぐことができる。波形発生器801は、変化点t3以降は制御信号をデューティ比10%の矩形波にして出力する。   FIG. 7 is a diagram illustrating each waveform when the duty ratio of the control signal is changed from 50% to 10% in the high-voltage power supply circuit 80 of the present embodiment. When the duty ratio of the control signal is changed from 50% to 10%, the waveform generator 801 changes the voltage level of the ratio indicated by the duty ratio before the change of the voltage level of the control signal before the change point t3 (high level value). 50%) to a voltage value at a ratio indicated by the target duty ratio (10% of the high level value) is linearly changed with a predetermined slope and output. Similarly to the above, since the waveform average value of the control signal does not change abruptly during this time, the peak value does not appear in the developing bias voltage, and leakage can be prevented. The waveform generator 801 outputs the control signal as a rectangular wave having a duty ratio of 10% after the change point t3.

以上、説明したように、現像バイアス電圧のデューティ比を決定する制御信号のデューティ比を変更する際は、波形発生器801が変更点より前に制御信号の電圧レベルを線形的に変化させた後、目標とするデューティ比にして出力することにより、制御信号の波形平均値の急激な変化がなくなり、電圧変化分が交流増幅回路802によって増幅されてピーク値となって現れることがない。よって、リークの発生を防ぐことができる。また、気圧が低く放電開始電圧が低い環境においても、簡単な装置でリークの発生を抑えることができる。   As described above, when changing the duty ratio of the control signal for determining the duty ratio of the developing bias voltage, after the waveform generator 801 linearly changes the voltage level of the control signal before the change point. By outputting the target duty ratio, there is no sudden change in the waveform average value of the control signal, and the voltage change is not amplified by the AC amplifier circuit 802 and appears as a peak value. Therefore, the occurrence of leak can be prevented. Further, even in an environment where the atmospheric pressure is low and the discharge start voltage is low, the occurrence of leakage can be suppressed with a simple device.

尚、本実施の形態では、制御信号のデューティ比100%から10%、50%から10%の変化についてのみ例示したが、デューティ比の数値にかかわらず、上記の方法にて制御信号のデューティ比を変化させることによってリーク発生を防ぐことができる。   In the present embodiment, only changes in the duty ratio of the control signal from 100% to 10% and from 50% to 10% are illustrated. However, the duty ratio of the control signal is determined by the above method regardless of the numerical value of the duty ratio. The occurrence of leakage can be prevented by changing.

また、制御信号は波形発生器801のアナログ端子から出力される信号として説明したが、デジタル端子から出力されてもよい。但し、制御信号をデジタル端子から出力する場合は、波形発生器801の後段にアナログ加算回路を設けることにより、制御信号の波形平均値の電圧レベルの急激な変化を抑えることができる。これにより、上記と同様の効果が得られる。   Further, although the control signal has been described as a signal output from the analog terminal of the waveform generator 801, it may be output from a digital terminal. However, when the control signal is output from the digital terminal, an abrupt change in the voltage level of the waveform average value of the control signal can be suppressed by providing an analog adder circuit at the subsequent stage of the waveform generator 801. Thereby, the effect similar to the above is acquired.

1 画像形成装置
12 現像装置
14 感光体ドラム(像担持体)
72 現像ローラー
80 高圧電源回路
801 波形発生器(波形発生手段)
802 交流増幅回路(高圧電圧生成手段)
803 変圧器(高圧電圧生成手段)
804 直流電源(高圧電圧生成手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 12 Developing apparatus 14 Photosensitive drum (image carrier)
72 Development Roller 80 High Voltage Power Supply Circuit 801 Waveform Generator (Waveform Generator)
802 AC amplifier circuit (high voltage generator)
803 Transformer (High voltage generator)
804 DC power supply (high voltage generator)

Claims (3)

デューティ比の異なる制御信号を出力可能な波形発生手段と、
前記制御信号を増幅して交流電圧を生成する交流増幅回路を有し、当該生成した交流電圧に直流電圧を重畳して現像バイアス電圧を生成する高電圧生成手段と、
前記現像バイアス電圧が印加され、現像剤であるトナーを周面に担持して搬送する現像ローラーと、
を備え、前記波形発生手段は、前記制御信号のデューティ比を第1デューティ比から当該第1デューティ比とは異なる第2デューティ比に変化させる際、前記第2デューティ比の制御信号の出力を開始する開始点より前において、前記制御信号の波形平均値の変化量を予め定められた値以下とするべく当該制御信号の電圧レベルを予め定められた傾きをもって線形的に変化させた後、前記開始点において前記第2デューティ比の制御信号を出力するものである現像装置。
Waveform generating means capable of outputting control signals having different duty ratios;
A high voltage generating means for generating an AC voltage by amplifying the control signal and generating a developing bias voltage by superimposing the DC voltage on the generated AC voltage;
A developing roller to which the developing bias voltage is applied and carrying a toner as a developer on a peripheral surface;
And the waveform generating means starts outputting the control signal having the second duty ratio when the duty ratio of the control signal is changed from the first duty ratio to a second duty ratio different from the first duty ratio. Before the starting point, the voltage level of the control signal is linearly changed with a predetermined slope so that the amount of change in the waveform average value of the control signal is not more than a predetermined value, and then the start A developing device which outputs the control signal of the second duty ratio at a point.
前記波形発生手段はアナログ出力端子を有し、当該アナログ出力端子より前記制御信号を出力するものであり、前記制御信号のデューティ比を前記第1デューティ比から前記第2デューティ比に変化させる際、前記開始点より前において、前記第1デューティ比が示す割合の電圧レベルから前記第2デューティ比が示す割合の電圧レベルまで前記予め定められた傾きをもって線形的に前記制御信号の電圧レベルを変化させた後、前記開始点において第2デューティ比の制御信号を出力するものである請求項1に記載の現像装置。   The waveform generating means has an analog output terminal and outputs the control signal from the analog output terminal, and when changing the duty ratio of the control signal from the first duty ratio to the second duty ratio, Before the start point, the voltage level of the control signal is linearly changed with the predetermined slope from the voltage level indicated by the first duty ratio to the voltage level indicated by the second duty ratio. The developing device according to claim 1, wherein a control signal having a second duty ratio is output at the start point. 現像剤であるトナーを周面に担持して搬送する現像ローラーと、当該現像ローラーに現像バイアス電圧を印加する高電圧生成手段とを有する現像装置と、
画像データに基づいた静電潜像が形成され、当該静電潜像が前記現像ローラーから供給されるトナーによって顕像化したトナー像を担持する像担持体と、
を備え、前記現像装置として請求項1又は2に記載の現像装置が用いられている画像形成装置。
A developing device having a developing roller for carrying and transporting toner, which is a developer, on its peripheral surface, and a high voltage generating means for applying a developing bias voltage to the developing roller;
An image carrier that carries a toner image in which an electrostatic latent image based on image data is formed and the electrostatic latent image is visualized by toner supplied from the developing roller;
An image forming apparatus in which the developing device according to claim 1 is used as the developing device.
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