(57)【要約】【課題】電子写真式画像形成装置用の高電圧発生電源装置に入るAM変調雑音や搬送波雑音による画像への影響を抑制する。【解決手段】電子写真式画像形成装置用の高電圧を発生するための高電圧発生制御信号を、信号入力部１で受信する。高電圧発生制御信号に重畳したAM変調雑音を、オペアンプ回路２のフィルタで除去する。オペアンプ回路２の出力信号を、制御部３で高電圧制御信号に変換する。高電圧制御信号を増幅部４で増幅し、変圧部５で高電圧を発生する。このようにして、高電圧がノイズで変動することを防止し、画像に縞模様などが生じることを防ぐ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成手段における感光部と、前記感光部に帯電させるための帯電部と、前記感光部に形成された静電潜像を現像する現像部とを具備する電子写真式画像形成装置における高電圧発生電源装置であって、高電圧発生制御信号を受信する制御信号受信部と、前記高電圧発生制御信号に重畳したＡＭ変調雑音を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力信号を高電圧制御信号に変換する制御部と、前記制御部の出力信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力信号に基づいて高電圧を発生する変圧部とを備えたことを特徴とする高電圧発生電源装置。
【請求項２】
前記ＡＭ変調雑音は、前記電子写真式画像形成装置の外部からの雑音であることを特徴とする請求項１記載の高電圧発生電源装置。
【請求項３】
前記フィルタ手段は、特定の規格によって定められた試験基準に準拠して雑音を除去する手段であることを特徴とする請求項２記載の高電圧発生電源装置。
【請求項４】
前記変圧部は、交流電源出力部と直流電源出力部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の高電圧発生電源装置。
【請求項５】
前記帯電部は、前記感光部材と接触させて帯電を行なう接触帯電式の帯電部であることを特徴とする請求項１記載の高電圧発生電源装置。
【請求項６】
画像形成手段における感光部と、前記感光部に帯電させるための帯電部と、前記感光部に形成された静電潜像を現像する現像部とを具備する電子写真式画像形成装置における高電圧発生電源装置であって、高電圧発生制御信号を受信する制御信号受信部と、前記高電圧発生制御信号に重畳した搬送波雑音を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力信号を高電圧制御信号に変換する制御部と、前記制御部の出力信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力信号に基づいて高電圧を発生する変圧部とを備えたことを特徴とする高電圧発生電源装置。
【請求項７】
前記搬送波雑音は、前記電子写真式画像形成装置の外部からの雑音であることを特徴とする請求項６記載の高電圧発生電源装置。
【請求項８】
前記フィルタ手段は、特定の規格によって定められた試験基準に準拠して雑音を除去する手段であることを特徴とする請求項７記載の高電圧発生電源装置。
【請求項９】
前記変圧部は、交流電源出力部と直流電源出力部とを備えていることを特徴とする請求項６記載の高電圧発生電源装置。
【請求項１０】
前記帯電部は、前記感光部材と接触させて帯電を行なう接触帯電式の帯電部であることを特徴とする請求項６記載の高電圧発生電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式画像形成装置用の高電圧発生電源装置に関し、特に、複写機やプリンタ等の電子写真式画像形成装置の画像異常を防止するために、高圧電源出力制御信号を安定化する手段を設けた高電圧発生電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真式画像形成装置の画像形成部は、図８に示すように、現像部と帯電部と感光部と清掃部と転写部で構成されている。この例では、感光部に帯電させるための帯電部は、感光部と接触させて帯電を行なう接触帯電方式のものである。これらの部分を駆動するために、高電圧発生電源装置を備えている。
【０００３】
高電圧発生電源装置から供給される高電圧電源にノイズがのったり、電源同士の干渉があったりすると、画像に縞模様などが発生して、画質が低下する。画像への影響の例としては、図９（ａ）に示すようなハーフトーンのグレー画像に、図９（ｂ）に示すような縞模様が発生することがある。このような縞模様の発生のメカニズムの概略は、次のようなものである。図10に示すような高電圧電源装置からの帯電用出力電流（周波数ｆacの交流＋直流）が、放射電磁界の変調信号ｆamで、図11に示すように変動して、出力画像に濃度差を発生する。また、帯電用出力電流が何かの搬送波によって影響を受けて、図12に示すように変動することもある。
【０００４】
これを避けるために、現像バイアスの周波数を、帯電バイアスの周波数の整数倍とする。且つ、それらの分周比を、印字密度に対応させて切り替えることにより、画像に干渉縞やモアレなど生じることを防止している。これは、電源同士の干渉による干渉縞を防止する技術として有効なものである。以下に、これに関連する従来技術の例をいくつかあげる。
【０００５】
特許文献１に開示された「電子写真式画像形成装置及びその高圧電源装置」は、モアレの発生、帯電騒音の発生を防止した、高性能な写真方式の画像形成装置に好適な高圧電源装置である。写真方式の画像形成装置の感光体に当接して帯電させる帯電器に、高圧直流電圧に高圧交流電圧を重畳して供給する帯電高圧生成回路と、感光体に形成された静電潜像を可視像とするための現像器に、高圧直流電圧に高圧交流電圧を重畳した出力を供給する現像高圧生成回路と、帯電高圧生成回路の高圧交流と現像高圧生成回路の高圧交流を同期させる同期回路とを備えた電子写真式画像形成装置の高圧電源装置。
【０００６】
特許文献２に開示された「画像形成装置」は、帯電交流電圧と現像交流電圧の立ち上がり位相関係を固定することにより帯電特性あるいは現像特性の変動の無い画像形成装置である。像担持体に潜像を形成するために上記像担持体を帯電する帯電部材と、上記潜像を現像するための現像部材と、上記帯電部材に帯電交流電圧を加えるための帯電高圧電源と、上記現像部材に現像交流電圧を加えるための現像高圧電源とを有する画像形成装置であって、上記帯電高圧電源と現像高圧電源とが、１つの基本クロックに基づいて帯電交流電圧および現像交流電圧を生成すると共に、上記帯電交流電圧の交流周波数と上記現像交流電圧の交流周波数とが整数比となっており、上記帯電交流電圧と上記現像交流電圧との位相関係が固定されている構成となっている。
【特許文献１】特開平06-194908号公報
【特許文献２】特開2004-109711号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の雑音対策では、AM変調雑音や搬送波雑音による画像への影響を抑制できないという問題がある。また、欧州特有規格である放射電磁界イミュニティ試験において発生するケースを想定した場合、ノイズによる妨害を抑制できないという問題もある。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、電子写真式画像形成装置において、AM変調雑音や搬送波雑音による画像への影響を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明では、画像形成手段における感光部と、感光部に帯電させるための帯電部と、感光部に形成された静電潜像を現像する現像部とを具備する電子写真式画像形成装置における高電圧発生電源装置に、高電圧発生制御信号を受信する制御信号受信部と、高電圧発生制御信号に重畳したAM変調雑音を除去するフィルタ手段と、フィルタ手段の出力信号を高電圧制御信号に変換する制御部と、制御部の出力信号を増幅する増幅部と、増幅部の出力信号に基づいて高電圧を発生する変圧部とを備えた構成とした。また、高電圧発生電源装置に、高電圧発生制御信号に重畳した搬送波雑音を除去するフィルタ手段を設けた。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成したことにより、電子写真式画像形成装置におけるAM変調雑音や搬送波雑音による画像への影響を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１は、感光部と帯電部と現像部を備える電子写真式画像形成装置用の高電圧を発生するための制御信号のAM変調雑音を除去するフィルタを有する高電圧発生電源装置である。
【００１３】
図１は、本発明の実施例１における高電圧発生電源装置の機能ブロック図である。図１において、信号入力部１は、電源制御信号の入力部である。オペアンプ回路２は、低域通過型の能動フィルタである。制御部３は、オペアンプ回路の出力信号を、高電圧出力用の制御信号に変換する部分である。増幅部４は、制御部からの信号を増幅する手段である。変圧部５は、トランスなどの高電圧用変圧手段である。
【００１４】
図２は、入力部にコネクタを設けた高電圧発生電源装置の機能ブロック図である。図２において、コネクタ７は、制御基板からの信号接続を担うコネクタである。ハーネス６と接続するための樹脂製コネクタである。ハーネス６は、導体である芯線を絶縁物質で覆ったものであり、特に耐ノイズ性のあるシールド材を具備したものでもないし、なにか特別な対策を施したものでもない。
【００１５】
図３は、制御信号を伝送するハーネス６に１kHzのAM変調波ノイズがのった場合の高電圧発生電源装置の図である。図４は、変圧部５に、AC電源とDC電源の２つを具備した高電圧発生電源装置である。
【００１６】
上記のように構成された本発明の実施例１における高電圧発生電源装置の機能と動作を説明する。最初に、図１を参照しながら、高電圧発生電源装置の機能の概要を説明する。オペアンプ入力端子には、０〜５Ｖの範囲で可変のアナログ電圧が入力される。このアナログ値の大小によって、高電圧電源出力の電圧値を決定する。このアナログ電圧に、何らかのノイズがのった場合、一定の電圧レベルであるはずの制御信号が、変動要素を加えられたことで不安定状態となるため、出力電圧に影響を及ぼす。例えば、100Hzの周波数を持ったAM変調のノイズが重畳したとする。そこで、この周波数成分を取り除かない限り、この周波数に応じた出力変動が生じ、画像へ影響を与える。
【００１７】
この出力変動による画像異常を、ノイズ成分を取り除くフィルタを用いて改善する。フィルタそのものは、単なる抵抗（Ｒ）とコンデンサ（Ｃ）のみからなる周知のものである。具体的には、フィルタのパラメータ値を、カットオフ周波数
ｆｏ＝１／（２πＲＣ）[Hz]
で求めておく。例えば、抵抗値を100Ωとした時の100HzのAM変調波のカットオフ周波数は、上式を変形し、
Ｃ＝１／（２πＲｆｏ）[Ｆ]
で求める。実際に当てはめると、Ｃ＝１／（6.28×100×100）より、Ｃ≒15.9μFとなる。この容量のコンデンサと100Ωの抵抗を、図１に示すように、オペアンプの入力端子に接続する。
【００１８】
図２に示すように、外来ノイズは、制御信号を入力するためのハーネスから侵入することがある。ハーネス６に、外部からのノイズ（外来ノイズ）としてAM変調波が乗ってくる。
【００１９】
図３を参照しながら、１kHzのノイズがのった場合を説明する。外来ノイズとは、欧州のEMC（electro-magnetic compatibility）規格に定義されている放射電磁界を指す。放射電磁界とは、あるシステム機器が発生する妨害が、自身の機能を損ねるというケースである。一般的には、EMCは、あるシステム機器の他の機器や、自然現象などから成る電磁環境との相互関係として考えられるものである。ノイズは、AM変調波で１kHzとする。この周波数成分を取り除かない限り、この周波数に応じた出力変動が生じ、画像へ悪影響が及ぶ。この出力変動による画像異常を、ノイズ成分を取り除くフィルタを用いて改善する。
【００２０】
具体的には、抵抗値を100Ωとした時の１kHzのAM変調波のカットオフ周波数は、Ｃ＝１／（6.28×100×1000）より、Ｃ≒1.59μFとなる。この容量のコンデンサと100Ωの抵抗を、図３に示すように、オペアンプの入力端子に接続する。
【００２１】
図４に、変圧部５がAC電源とDC電源の２つを備えたものを示す。AC電源とDC電源の両方を、ノイズを除去した制御信号で制御することにより、ノイズの影響を除いた高圧電源で画像を生成することができる。
【００２２】
上記のように、本発明の実施例１では、高電圧発生電源装置を、感光部と帯電部と現像部を備える電子写真式画像形成装置用の高電圧発生するための制御信号のAM変調雑音を除去するフィルタを有する構成としたので、AM変調雑音による画像への影響を抑制できる。
【実施例２】
【００２３】
本発明の実施例２は、感光部と帯電部と現像部を備える電子写真式画像形成装置用の高電圧発生するための制御信号の搬送波雑音を除去するフィルタを有する高電圧発生電源装置である。
【００２４】
図５は、本発明の実施例２における高電圧発生電源装置の機能ブロック図である。本発明の実施例２における高電圧発生電源装置の基本的な構成は、実施例１と同じである。実施例２における高電圧発生電源装置が実施例１と異なるところは、フィルタが、搬送波雑音を除去するフィルタである点である。搬送波とは、放射電磁界の場合、80MHz〜1000MHzの周波数帯域を指す。
【００２５】
図６は、入力部に、ハーネス６を接続するコネクタ７を設けた高電圧発生電源装置の機能ブロック図である。ハーネス６に、外部からのノイズ（外来ノイズ）として搬送波雑音が乗ってきたことを想定する。図７は、変圧部５に、AC電源とDC電源の２つを具備した高電圧発生電源装置である。
【００２６】
上記のように構成された本発明の実施例２における高電圧発生電源装置の機能と動作を説明する。図５に示すように、80MHz〜1000MHzの周波数帯域の搬送波ノイズが、制御信号の入力端子に混入する。これをフィルタで除去する。フィルタのパラメータ値を、カットオフ周波数
ｆｏ＝１／（２πＲＣ）[Hz]
で求める。例えば、抵抗値を100Ωとした時の100MHzの搬送波ノイズのカットオフ周波数は、上式を変形し、
Ｃ＝１／（２πＲｆｏ）[Ｆ]
で求める。実際に当てはめると、Ｃ＝１／（6.28×100×100×106）より、Ｃ≒15.9pFとなる。この容量のコンデンサと100Ωの抵抗を、図５に示すように、オペアンプの入力端子に接続する。
【００２７】
図６に示すように、外来ノイズは、制御信号を入力するためのハーネスから侵入することがある。ハーネス６に、外部からのノイズ（外来ノイズ）として搬送波ノイズが乗ってくる。
【００２８】
図７に、変圧部５がAC電源とDC電源の２つを備えたものを示す。AC電源とDC電源の両方を、ノイズを除去した制御信号で制御することにより、ノイズの影響を除いた高圧電源で画像を生成することができる。
【００２９】
上記のように、本発明の実施例２では、高電圧発生電源装置を、感光部と帯電部と現像部を備える電子写真式画像形成装置用の高電圧発生するための制御信号の搬送波雑音を除去するフィルタを有する構成としたので、搬送波雑音による画像への影響を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の高電圧発生電源装置は、複写機やプリンタ等の電子写真式画像形成装置の画像異常を防止するための高電圧発生電源装置として最適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１における高電圧発生電源装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例１における高電圧発生電源装置の制御信号入力部にコネクタを設けた図である。
【図３】本発明の実施例１における高電圧発生電源装置の制御信号を伝送するハーネスに１kHzのAM変調波ノイズがのった場合の図である。
【図４】本発明の実施例１における高電圧発生電源装置の変圧部に、AC電源とDC電源の２つを具備した図である。
【図５】本発明の実施例２における高電圧発生電源装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施例２における高電圧発生電源装置の制御信号を伝送するハーネスに搬送波ノイズがのった場合の図である。
【図７】本発明の実施例２における高電圧発生電源装置の変圧部に、AC電源とDC電源の２つを具備した図である。
【図８】従来の電子写真式画像形成装置の画像形成部の概念図である。
【図９】画像にノイズによる縞模様が生じる様子を示す説明図である。
【図１０】高電圧電源装置からの帯電用出力電流を示す図である。
【図１１】高電圧電源装置からの帯電用出力電流の変動を示す図である。
【図１２】高電圧電源装置からの帯電用出力電流が搬送波の影響で変動する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・信号入力部、２・・・オペアンプ回路、３・・・制御部、４・・・増幅部、５・・・変圧部、６・・・ハーネス、７・・・コネクタ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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