JP5740872B2 - Ac高圧電源装置、帯電装置、現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
上記帯電及び現像では、一般的にACの高電圧とDC電圧とが重畳された電圧が用いられている。そのため、画像形成装置は、通常、ACの高電圧を発生させるためのAC高圧電源装置を有している。
図20は図19のAC高圧電源装置におけるLPFやACトランスについて具体的に例示した図である。LPF6は通常のLCフィルタで構成される。また、ACトランス7は3つの巻き線からなり、端子1−2間はAC信号が入力され、端子4−5間は高圧AC出力が出力される。また端子2−3間は帰還AC信号として使用される。ここで、通常LPF6に入力されるPWMO17のDCレベル(以降、電圧信号において充分長時間の平均値をDCレベルと言う)はACトランス7に入力されるDCレベルとは異なる。
図22に具体的な信号波形を示す図である。PWMOはPWM(Pulse−Width−Modulation)信号であり、LPFにて高周波成分を落とすことにより、正弦波信号であるAC信号を抽出する。
図23はスリープが解除され動作開始をしたときの信号波形を示す図である。ここで、AC高圧電源装置がスリープ状態のときにはPWMOはGNDレベルであるとする。図23に示すように、スリープが解除され動作開始するとPWMOは50%dutyのPWMを出力し、AC信号としてはVDD/2のステップ入力が印加された状態になる。(図19の設定電圧が0の場合、AC波形は出力されない)。このステップ入力はACトランス7にそのまま印加され、高圧AC出力側に想定していない誤出力を発生させる。この誤出力は感光体を不要に帯電させるなどの不具合を起こし、また想定外の高電圧が発生するため非常に危険である。また、動作終了時においても同様のことが発生する。
また、特許文献1に開示されている従来技術は、本発明とは確かに小型化及び消費電力の低減が可能なAC高圧電源装置、帯電装置、現像装置及び画像形成装置を提供する点では類似しているが、動作開始時に、スイッチング増幅回路の出力信号とトランスの入力電圧の間にDC的な電位差があるため、トランスに突入電流が流入し、出力電圧に予期しない誤出力が発生するという問題は解消できていない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、スイッチング増幅回路を差動出力とし、その差動出力をトランスの両端に入力することで、トランスの両端に入力される電圧の間のDC的な電位差を無くし、動作開始時にトランスへの突入電流を抑制して、出力電圧に予期しない誤出力が発生するのを抑制することができるAC高圧電源装置を提供することを目的とする。
他のスイッチング駆動部と他の変換回路とを更に備え、前記比較回路から出力する信号を非反転信号と反転信号とに分離し、該分離した前記非反転信号と反転信号とを前記複数のパルス生成部にそれぞれ入力し、それぞれのパルス生成部から出力される信号を前記スイッチング駆動部及び前記他のスイッチング駆動部にそれぞれ入力して差動信号とし、該差動信号を前記変換回路及び前記他の前記変換回路にそれぞれ入力した時の前記正弦波出力の差動信号のDC電位が略等しくなるように構成し、且つ前記遅延時間設定電圧を前記AC高圧電源装置の動作開始時および動作終了時に漸次変化させることによって、前記パルス信号の時間幅が漸次変化するように構成したことを特徴とする。
請求項3は、請求項1記載のAC高圧電源装置を備えたことを特徴とする。
請求項4は、請求項2記載の帯電装置及び/又は請求項3記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
請求項5は、複数の像担持体を備える画像形成装置において、帯電用電源として請求項2記載の帯電装置を複数備え、現像用電源として請求項3記載の現像装置を複数備えることを特徴とする。
AC高圧電源装置50の出力振幅を設定する設定電圧10と該出力振幅の振幅値を表す帰還電圧11とを比較して、該電圧の差分を積分値として出力する差分積分器1と、AC高圧電源装置50の出力周波数を設定するAC_CLK(周波数設定信号)13および積分値12が入力され、AC_CLK13に応じた周波数で、且つ積分値12に応じた振幅の小振幅AC信号14を生成するAC信号生成部2と、三角波形状の信号を生成する三角波信号生成回路3と、小振幅AC信号14と三角波15を比較し、この比較結果を出力する比較器(比較回路)4と、比較器4の出力信号PWM16及びPWMB23に基づいてスイッチング動作を行うスイッチング駆動部5、24と、スイッチング駆動部5、24の出力信号をそれぞれ波形整形しAC信号18とAC信号B27(正弦波出力)に変換するLPF(変換回路)6、26と、AC信号18とAC信号B27の電圧を昇圧するACトランス28と、ACトランス28の出力信号に基づいて振幅レベルとして帰還AC電圧22を出力する帰還回路9と、DC電圧を生成するDCバイアス回路8と、を備えて構成され、比較器4から出力する信号を非反転信号(PWN16)と反転信号(PWMB23)とに分離し、分離したPWN16とPWMB23とをスイッチング駆動部5、24にそれぞれ入力して差動信号PWMO17、PWMOB25とし、この差動信号をLPF6、26にそれぞれ入力した時のAC信号18とAC信号B27の差動信号のDC電位が略等しくなるように構成した。
図1は図19と比較し、スイッチング駆動部5、24とLPF6、26がそれぞれ差動構成となっている。PWM16に対するPWMB23、PWMO17に対するPWMOB25、AC信号18に対するAC信号B27はそれぞれ反転信号である。
本実施形態では、遅延時間を設定するための遅延時間設定電圧を生成する遅延時間設定部31と、遅延時間設定電圧に応じて比較器4の出力信号のパルス幅を可変とするパルス信号を出力する複数のパルス生成部29、30と、を更に備え、比較器4から出力する信号をPWM16(非反転信号)とPWMB23(反転信号)とに分離し、分離したPWM16とPWMB23とを複数のパルス生成部29、30にそれぞれ入力し、それぞれのパルス生成部29、30から出力される信号PWM_D32、PWMB_D33をスイッチング駆動部5、24にそれぞれ入力して差動信号PWMO17、PWMOB25とし、この差動信号をLPF6、26にそれぞれ入力した時のAC信号18、AC信号B27のDC電位が略等しくなるように構成し、且つ遅延時間設定電圧VdをAC高圧電源装置51の動作開始時および動作終了時に漸次変化させることによって、パルス信号の時間幅が漸次変化するように構成した。
即ち、図5は図1と比較し、遅延時間設定部31と、パルス生成部29、パルス生成部30が追加された構成である。遅延時間設定部31は遅延時間設定電圧Vdを出力する。また、パルス生成部29はPWMとVdが入力され、Vdに従ってパルス幅が変化されたPWM_D32を出力する。パルス生成部30はPWMB23とVdが入力され、Vdに従ってパルス幅が変化されたPWMB_D33を出力する。
本発明によれば、スイッチング増幅回路を差動出力とし、その差動出力をトランスの両端に入力することで、トランスの両端に入力される電圧の間のDC的な電位差をなくし、動作開始時にトランスへの突入電流を抑制することで出力電圧に予期しない誤出力が発生するのを抑制することができる。
このようにAC高圧電源装置1を、帯電装置200に適用することにより、動作開始時の誤出力を抑制した省電力な帯電装置を実現することができる。また、本発明に係るAC高圧電源装置を、現像装置に適用することも可能である。基本的に帯電装置と同様でAC高圧電源装置が生成するAC高圧電源を現像ローラに印加することで実現することができる。
各感光体ドラムは、図18中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順に帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットがそれぞれ配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置2010により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット2030により記録紙に画像が定着される。
帯電装置K2、C2、M2、Y2として本発明の帯電装置を使用し、現像装置K4、C4、M4、Y4として本発明の現像装置を使用することで、動作開始時の誤出力を抑制した省電力なカラー画像形成装置を実現することができる。
Claims (5)
- AC高圧電源装置の出力振幅を設定する設定電圧と該出力振幅の振幅値を表す帰還電圧とを比較して、該電圧の差分を積分値として出力する差分積分器と、
前記AC高圧電源装置の出力周波数を設定する周波数設定信号および前記積分値が入力され、前記周波数設定信号に応じた周波数で、且つ前記積分値に応じた振幅の小振幅AC信号を生成するAC信号生成部と、
三角波形状の信号を生成する三角波信号生成回路と、
前記小振幅AC信号と前記三角波形状の信号を比較し、該比較結果を出力する比較回路と、
前記比較回路の出力信号に基づいてスイッチング動作を行うスイッチング駆動部と、
前記スイッチング駆動部の出力信号を波形整形し正弦波出力に変換する変換回路と、
前記正弦波出力の電圧を昇圧するトランスと、
前記トランスの出力信号に基づいて振幅レベルとして前記帰還電圧を出力する帰還回路と、
DC電圧を生成するDCバイアス回路と、
遅延時間を設定するための遅延時間設定電圧を生成する遅延時間設定部と、
前記遅延時間設定電圧に応じて前記比較回路の出力信号のパルス幅を可変とするパルス
信号を出力する複数のパルス生成部と、を備えるAC高圧電源装置において、
他のスイッチング駆動部と他の変換回路とを更に備え、
前記比較回路から出力する信号を非反転信号と反転信号とに分離し、該分離した前記非
反転信号と反転信号とを前記複数のパルス生成部にそれぞれ入力し、それぞれのパルス生
成部から出力される信号を前記スイッチング駆動部及び前記他のスイッチング駆動部にそれぞれ入力して差動信号とし、該差動信号を前記変換回路及び前記他の前記変換回路にそれぞれ入力した時の前記正弦波出力の差動信号のDC電位が略等しくなるように構成し、且つ前記遅延時間設定電圧を前記AC高圧電源装置の動作開始時および動作終了時に漸次変化させることによって、前記パルス信号の時間幅が漸次変化するように構成したことを特徴とするAC高圧電源装置。 - 請求項1記載のAC高圧電源装置を備えたことを特徴とする帯電装置。
- 請求項1記載のAC高圧電源装置を備えたことを特徴とする現像装置。
- 請求項2記載の帯電装置及び/又は請求項3記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 複数の像担持体を備える画像形成装置において、帯電用電源として請求項2記載の帯電装置を複数備え、現像用電源として請求項3記載の現像装置を複数備えることを特徴とする画像形成装置。
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