(57)【要約】【課題】  ＡＣバイアスを整流してＤＣバイアスを生成する回路構成において、立ち上げ時のＡＣバイアスのデューティ設定を変更することにより、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を、濃度設定に関係なく、最短時間に設定することにより、プリントアウト時間を改善する。【解決手段】  ＡＣバイアスからＤＣバイアスを生成する手段を備え、バイアス立ち上げ時と画像形成時のＡＣバイアスのデューティを変更することにより、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を制御する手段を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のＤＣバイアスを作る直流電源と、を有する高圧電源装置において、
立ち上げ時、ＡＣバイアスのデューティを固定することにより、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を短くする制御手段を備えたことを特徴とする高圧電源装置。
【請求項２】
前記制御手段により、ＤＣバイアス立ち上げ後、濃度設定に応じて前記高圧電源装置から発生するＡＣバイアスのパルス幅を変更することを特徴とする請求項１記載の高圧電源装置。
【請求項３】
前記高圧電源装置は現像高圧電源装置であることを特徴とする請求項１記載の高圧電源装置。
【請求項４】
請求項１記載の高圧電源装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、電子写真を利用したレーザビームプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、像担持体上の潜像を現像するための現像電圧を発生する現像電圧発生回路を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に電子写真を利用した画像形成装置の一例を示す。本例の画像形成装置は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体１０６を回転自在に備え、この感光体ドラム１０６の回りに電子写真プロセス手段が配置されている。即ち、電子写真プロセス手段は、感光体ドラム１０６に必要な均一の電荷を乗せるための帯電手段、例えば帯電ローラ１２０に高圧を供給する帯電電圧発生手段、及び均一に帯電された感光体ドラム１０６上に画像データに応じてレーザ光を照射し、静電潜像を形成するレーザ発生装置のような露光手段１１２、更に、感光体ドラム１０６に形成された前記静電潜像を現像するための現像手段を有する。現像手段としての現像装置は、現像剤を収容する現像容器１０３を備え、現像容器１０３の開口部で、感光体ドラム１０６に対向した位置に現像スリーブ１０４が配置されている。現像スリーブ１０４は、現像容器１０３内の現像剤を担持し、感光体ドラム１０６と対向した現像領域へと搬送する。このとき、現像スリーブ１０４上の現像剤は、現像剤厚さ規制部材にて所定の厚さに規制された後、現像領域へと搬送される。現像スリーブ１０４には、現像電圧発生手段から所定の現像電圧が印加され、感光体ドラム１０６上の静電潜像を現像し、可視像、即ち、トナー像とする。
【０００３】
このトナー像は、トナーと逆極性の正極のバイアスを転写ローラ１０５に不図示の高圧電源から印加することにより、転写ローラ１０５が配置された転写位置にて記録材Ｐに転写される。転写されずに感光ドラム１０６上に残った転写残トナーはクリーニングブレード１０８により廃トナー容器１０７に収納され、表面をクリーニングされた感光ドラム１０６は繰り返し次の画像形成プロセスに入る。
【０００４】
トナー像を乗せた記録紙は定着器１１０によって加熱，加圧を受け、トナー像が記録紙上に永久定着される。
【０００５】
図３に、現像電圧発生手段の一例を示す。画像形成装置を制御する中央演算処理装置２１０（以下、ＣＰＵと記す）からの出力ＤＥＶＡＣＣＬＫは、エンジン（画像形成装置本体）のプロセススピードなどにより決定される。一例を挙げれば、ＤＥＶＡＣＣＬＫは、周波数２．５ＫＨｚ、オンデューティ５０％の方形波である。
【０００６】
ＣＰＵ２１０からの信号（出力）ＤＥＶＡＣＣＬＫにより、昇圧トランス２０１の駆動回路を形成するトランジスタ２０４，２０５，２０６が駆動し、昇圧トランス２０１にてＡＣバイアスが生成される。
【０００７】
このＡＣバイアスは、整流素子（ダイオード）２０２及びコンデンサ２０３から成る整流回路にて整流され、コンデンサ２０３に整流蓄積された電圧を分圧してＤＣバイアスが生成される。このＤＣバイアスを中心値とした現像ＡＣバイアスが出力端子から出力される。オペアンプ２０８、トランジスタ２０７及びコンデンサ２０９を備えた回路は、現像バイアスの中心電圧を制御するためのＤＣバイアス制御回路２０であり、ＣＰＵ２１０からの信号（出力）ＤＥＶＤＣＣＮＴにより、出力するＤＣバイアスのレベルを制御している。
【０００８】
ＣＰＵ２１０は、画像形成装置の制御を行うと共に、画像の濃度を変更するための濃度変更手段を持つ。具体的にはメモリ上にあるテーブル値に応じて現像電圧発生手段への信号ＤＥＶＡＣＣＬＫのオンデューティを切り替える。
【０００９】
尚、従来では、濃度は濃度１（濃い）から濃度９（薄い）まで９段階に濃度が変更できるようになっており、特に濃度設定が行われない場合は濃度５を設定するようになっている。一例として、現像電圧発生手段は濃度５の時、現像バイアスがデューティ５０％で中心値が−４５０Ｖにするために、波高値を＋２００Ｖ、波低値を−１１００Ｖになるように前記直流電源２０を設定している。濃度１の場合、ＣＰＵ２１０は例えばオンデューティを４０％にセットする。逆に、濃度９の時は例えばデューティ６０％となるようにセットする。オンデューティを変更するこのときの現像の電圧波形を図４に示す。尚、各濃度における現像バイアスの中心値は波低値が常に一定となる様に設定される。
【００１０】
このように、現像高圧のパルス変調のオンデューティを変更することによって印字される濃度を調節している。
【特許文献１】特開平１１−１７４７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記ＤＣバイアスの立ち上がり時間を見ると、ＡＣバイアスのデューティにより、立ち上がり時間に差が生じてしまう。図５に示すように、ダイオード２０２及びコンデンサ２０３の整流回路で、コンデンサ２０３にかかる両端電圧Ｖａは、ＡＣバイアスの振幅をＶｐｐとすると、
Ｖａ＝Ｖｐｐ×オフデューティ（１００％  −  オンデューティ％）
となる。
【００１２】
図６に示すように、ＡＣバイアスの波形は、オンデューティが長いほどＶａは低くなり、また、ＡＣバイアスの振幅Ｖｐｐは、ＡＣバイアスを立ち上げた直後は振幅が小さい為、立ち上げ直後のＶａは低くなってしまう。
【００１３】
上記理由により、ＡＣバイアスのオンデューティが長い場合、コンデンサ２０３に所定の電位がチャージされるまでの時間が長くかかってしまう。
【００１４】
すなわち、濃度設定によりＡＣバイアスのデューティ設定が異なる場合、ＤＣバイアスの立ち上がり時間にバラツキが発生してしまう為、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を最長パターンで考慮しなければならず、プリントアウト時間が無駄に長くなっている濃度設定が存在してしまうという問題があった。
【００１５】
また、ＤＣバイアスを安定させる為、コンデンサ２０３の容量を大きくする場合や、ＡＣバイアスの振幅Ｖｐｐが小さい場合にも、ＤＣバイアスの立ち上がり時間が長くなってしまうという問題があった。
【００１６】
本出願に係る発明の目的は、ＡＣバイアスからＤＣバイアスを生成する高圧発生手段を備えた高圧電源装置において、バイアス立ち上げ時、ＡＣバイアスのデューティを固定させることによりＤＣバイアスの立ち上がり時間を制御し、ＡＣバイアスのデューティ設定に関係なくＤＣバイアスの立ち上がり時間を短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本出願に係る第１の発明は、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のＤＣバイアスを作る直流電源を備えた高圧電源装置において、立ち上げ時、ＡＣバイアスのデューティを固定することにより、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を短くする制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本出願に係る第２の発明は、前記高圧電源装置において、前記制御手段により、ＤＣバイアス立ち上げ後、濃度設定に応じて前記高圧発生手段から発生するＡＣバイアスのパルス幅を変更して画像濃度を変更することを特徴とする。
【００１９】
また、本出願に係る第３の発明は、前記高圧発生装置において、高圧発生装置が現像高圧電源装置であることを特徴とする。
【００２０】
また、本出願に係る第４の発明は、前記制御手段を備えた高圧電源装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のＤＣバイアスを作る直流電源を備えた高圧電源装置において、ＤＣバイアスの立ち上がり時間をＡＣバイアスのデューティに関係なく短くすることができ、同一の回路構成にて、バイアスの駆動時間を短くすることが可能となる。
【００２２】
本出願に係る第２の発明によれば、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のＤＣバイアスを作る直流電源を備えた高圧電源装置において、ＤＣバイアスの立ち上がり時間をＡＣバイアスのデューティ設定に関係なく短くすることができ、濃度設定に関わらず、同一のバイアス駆動時間とすることが可能となる。
【００２３】
本出願に係る第３の発明によれば、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のＤＣバイアスを作る直流電源を備えた現像高圧電源装置において、ＤＣバイアスの立ち上がり時間をＡＣバイアスのデューティ設定に関係なく短くすることができ、濃度設定に関わらず、同一のバイアス駆動時間とすることが可能となる。
【００２４】
本出願に係る第４の発明によれば、パルス電圧を昇圧するための昇圧トランス及び昇圧されたパルス電圧を整流するための整流手段を備えた高圧発生回路と、前記高圧発生回路から発生される高圧のＤＣバイアスを作る直流電源を備えた画像形成装置において、ＤＣバイアスの立ち上がり時間をＡＣバイアスのデューティに関係なく短くすることができ、プリントアウト時間を短くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例の形態を図面を用いて説明する。
【００２６】
第１の実施例である“画像形成装置”のハードウエア構成は、図２に示す画像形成装置と同様なので、図２を用いて本実施例の構成を説明する。図２において、１０６は感光ドラム、１２０は帯電ローラ、１１２はスキャナー装置、１０４は現像スリーブ、１０３はトナー容器、１０５は転写ローラ、１０８はクリーニングブレード、１０７は廃トナー容器、１１０は定着器である。
【００２７】
次に動作について説明する。前記感光ドラム１０６は矢印の方向に回転し、帯電ローラ１２０によって一様に帯電される。スキャナー装置１１２より出たレーザ光は感光ドラム１０６へ照射され、感光ドラム１０６上に静電潜像が形成される。トナー容器１０２にはトナーが充填されており、現像スリーブ１０４の回転に伴い、適量のトナーが適度の帯電を受けた後、感光ドラム１０６上に供給されている。現像スリーブ１０４上のトナーは感光ドラム１０６の静電潜像に付着し、潜像が現像されトナー像として可視化される。前記感光ドラム１０６のトナー像形成とタイミングをとって、給紙カセット１１８に積載された記録紙が１枚ずつ給紙され、トナーと逆極性の正極のバイアスを転写ローラ１０５に不図示の高圧電源から印加することにより、可視化された感光ドラム１０６上のトナー像は記録材上に転写される。転写されずに感光ドラム１０６上に残った転写残トナーはクリーニングブレード１０８により廃トナー容器１０７に収納され、表面をクリーニングされた感光ドラム１０６は繰り返し次の画像形成プロセスに入る。
【００２８】
またトナー像を乗せた記録紙は定着器１１０によって加熱，加圧を受け、トナー像が記録紙上に永久定着される。
【００２９】
次に、図３を用いて、現像ＤＣバイアス発生手段について説明する。
【００３０】
昇圧トランス２０１にて生成されたＡＣバイアスは、整流回路を構成するダイオード２０２とコンデンサ２０３によって、ＣＰＵ２１０からのＤＥＶＡＣＣＬＫのデューティに比例した値で、コンデンサ２０３に電荷が蓄えられる。この蓄積された電圧を分圧してＤＣバイアスが生成される。オペアンプ２０８、トランジスタ２０７及びコンデンサ２０９を備えた回路とＣＰＵ２１０からの信号（出力）ＤＥＶＤＣＣＮＴにより、現像ＤＣバイアス（現像バイアスの中心電圧）のレベルは制御される。
【００３１】
図１に第1の実施例における、ＤＣバイアス制御シーケンスを示す。
【００３２】
現像バイアス出力時、すなわち現像ＡＣバイアス及びＤＣバイアス出力開始時、ＣＰＵ２１０は、オンデューティ３０％のＤＥＶＡＣＣＬＫで出力する。オンデューティ３０％はバイアス立ち上げ時のＡＣバイアスのデューティ固定値である。ＤＣバイアスの出力レベルの立上がりに必要な一定時間経過後、ＣＰＵ２１０は、ＡＣバイアスのオンデューティを濃度設定で決定された７０％に変更する為、オンデューティ７０％のＤＥＶＡＣＣＬＫを出力する。
【００３３】
ここで、図１の制御シーケンスでは、バイアス立ち上げ時のＡＣバイアスのオンデューティを３０％、濃度設定に対応したオンデューティを７０％としているが、このデューティは任意に設定可能である。
【００３４】
このように本実施の形態において、現像バイアス立ち上げ時、ＡＣバイアスのデューティを固定させ、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を制御することにより、ＤＣバイアスの立ち上がり時間をＡＣバイアスのデューティに関係なく短くすることができ、プリントアウト時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
また、ＤＣバイアスを安定させる為、コンデンサ２０３の容量を大きくする場合や、ＡＣバイアスの振幅Ｖｐｐが小さい場合に対しても、ＤＣバイアスの立ち上がり時間を短縮することが可能になり、プリントアウト時間を短縮することが可能となる。
【００３６】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例の形態を図面を用いて説明する。
【００３７】
図７に本実施例における現像電圧発生手段を示す。ＡＣバイアス及びＤＣバイアスの生成回路の構成は実施例１と同じであるが、ＤＣバイアスレベルが所定値に達したことを検知するＤＣバイアス検知回路２２０の帰還手段を備え、ＤＣバイアス検知信号（ＤＥＶＤＣＩＮ）がＣＰＵ２１０に入力される。
【００３８】
ＤＣバイアス検知回路２２０は、ＤＣバイアス出力からのフィードバック信号（ＤＥＶＤＣＩＮ‘）と、Ｖｃｃを抵抗２２１と２２２で分圧したオペアンプ２０８の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、ＤＣバイアスが所定値（ＤＣバイアス設定レベル）以下の場合Ｌｏｗレベルを、所定値以上の場合ＨｉｇｈレベルのＤＥＶＤＣＩＮ信号を出力する。
【００３９】
本実施例では、図１に示すＤＣバイアス制御シーケンスにおいて、ＣＰＵ２１０はＤＥＶＤＣＩＮ信号からＤＣバイアスが所定レベルに達したことを検知した後、ＡＣバイアスのオンデューティを３０％から７０％へ切り替えることを特徴とする。また、デューティの切り替えは立ち上げ直後の一度だけとし、バイアス出力中はＤＥＶＤＣＩＮ信号のレベルが変化しても切り替えは行わない。
【００４０】
ここで、図１の制御シーケンスでは、バイアス立ち上げ時のＡＣバイアスのオンデューティを３０％、濃度設定に対応したオンデューティを７０％としているが、このデューティは任意に設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１における、ＤＣバイアスを生成するＡＣクロックの出力開始時のディーティ制御信号の制御シーケンス図。
【図２】電子写真方式を用いた画像形成装置の構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１における、現像電圧発生手段の回路図。
【図４】現像電圧の各濃度における出力波形の１実施例を示す図。
【図５】コンデンサ２０３に蓄積される電位を示した図。
【図６】ＡＣバイアス立ち上げ時の波形例。
【図７】本発明の実施例２における、現像電圧発生手段の回路図。
【符号の説明】
【００４２】
２０  直流バイアス制御回路
１０１  画像形成装置
１０４  現像スリーブ
２０１  昇圧トランス
２０２  整流用ダイオード
２０３  ＤＣバイアス蓄積コンデンサ
２１０  ＣＰＵ
２２０  ＤＣバイアス検知回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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