画像形成装置および画像形成方法
【課題】感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備える画像形成装置およびその画像形成方法において、簡単な装置構成で各帯電器に適正なバイアス電圧を安定して印加することのできる技術を提供する。
【解決手段】Ｙ、Ｍ、Ｃ色に対応した帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍ、２３１Ｋのそれぞれに対し、単一の交流電圧発生器２３２１から出力された交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃからそれぞれ出力された直流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加する。各直流電圧発生器２３２４Ｙ等の出力電圧を定めるためのルックアップテーブル１０５には帯電ローラ２３１Ｙ等への印加電圧に直列抵抗２３２４Ｙ等による電圧降下の見積もり量を加算した値が格納されている。感光体の累積稼動量が増加するにつれて帯電電流も増加するので、電圧降下の見積もり量も大きくなるようにする。
【解決手段】Ｙ、Ｍ、Ｃ色に対応した帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍ、２３１Ｋのそれぞれに対し、単一の交流電圧発生器２３２１から出力された交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃからそれぞれ出力された直流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加する。各直流電圧発生器２３２４Ｙ等の出力電圧を定めるためのルックアップテーブル１０５には帯電ローラ２３１Ｙ等への印加電圧に直列抵抗２３２４Ｙ等による電圧降下の見積もり量を加算した値が格納されている。感光体の累積稼動量が増加するにつれて帯電電流も増加するので、電圧降下の見積もり量も大きくなるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置およびその画像形成方法において、帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを与える技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体表面を所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像を顕像化して画像を形成する画像形成装置においては、感光体表面を効率よく帯電させるため、感光体を帯電させるための帯電器に対し、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するように構成されたものがある。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４つのトナー色に対応する４つのトナー像形成ユニットに対して、４種類の直流電圧および２種類の交流電圧を発生させている。そして、そのうち１種類の直流電圧に１種類の交流電圧を重畳してなるバイアスをＫトナー像形成ユニットに供給する一方、３種類の直流電圧のそれぞれにもう１種類の交流電圧を重畳してそれぞれＹ、ＭおよびＣトナー像形成ユニットに供給している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２０９５５号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のように、複数のユニットでバイアス発生回路を共用する構成とすることにより装置構成を簡素化することができる。ただしこの場合、各ユニットの干渉を防止するための対策が必要である。このような対策としては、例えば、それぞれのユニットに対応する直流電圧発生部を、それぞれ比較的高抵抗の直列抵抗を介して交流電圧発生部に接続することが考えられる。しかしながら、このようにすると、帯電器に流れる直流電流に起因して直列抵抗による電圧ロスが発生し、感光体に所望のバイアス電圧を印加できなくなるおそれがある。特に、帯電器から感光体に流れる帯電電流の大きさは感光体の劣化の程度に応じて経時的に大きく変動することがわかっているが、特許文献１ではこのような問題については全く考慮されておらず、この点において上記従来技術には改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備え、帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを与える画像形成装置およびその画像形成方法において、簡単な装置構成でありながら、各帯電器に適正なバイアス電圧を安定して印加することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、感光体および該感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための帯電器をそれぞれ有し、前記帯電器により帯電させた前記感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成動作を実行する複数の画像形成ステーションと、前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、当該帯電器に与える帯電バイアスの直流成分としての直流電圧を発生する複数の直流バイアス発生手段と、前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の帯電器と当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段とを１対１の関係でそれぞれ電気的に接続する複数の直列抵抗と、前記各帯電器に与える帯電バイアスの交流成分としての交流電圧を発生する交流バイアス発生手段と、前記各直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を制御する制御手段とを備え、前記複数の帯電器のそれぞれには、当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段から当該帯電器に対応する前記直列抵抗を介して出力される直流電圧と、前記交流バイアス発生手段から出力される交流電圧とが重畳されて前記帯電バイアスとして印加され、前記制御手段は、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正することを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかる画像形成方法は、複数の感光体のそれぞれに対応して設けた帯電器により、前記各感光体をそれぞれ所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像をそれぞれトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、直流電圧を発生する直流バイアス発生手段を前記複数の帯電器それぞれに対応して複数設けるとともに、前記各直流バイアス発生手段からの直流電圧をそれぞれ直列抵抗を介して交流電圧を発生する交流バイアス発生手段からの交流電圧に重畳し帯電バイアスとして前記各帯電器に印加し、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、交流バイアス発生手段から出力された交流電圧が複数の直流バイアス発生手段からの直流電圧のそれぞれに重畳されて、当該直流バイアス発生手段に対応する各帯電器に印加される。そのため、複数の帯電器の間で交流バイアス発生手段を共用することができるので、装置構成を簡単にし装置の小型化、低コスト化を図ることができる。この場合において、各直流バイアス発生手段からの出力電圧はそれぞれ直列抵抗を介して交流バイアス発生手段からの出力電圧に重畳されるので、各直流バイアス発生手段間での干渉や、直流バイアス発生手段から交流バイアス発生手段への干渉が抑制される。また、直流バイアス発生手段から発生される直流電圧には、直列抵抗による電圧降下に対応する電圧が加算されているので、各帯電器には直列抵抗による電圧降下の影響が及ぶことなく適正な帯電バイアスが印加されることになる。しかも、直列抵抗による電圧降下分については感光体の稼動履歴に応じて補正するので、感光体の稼動によってその特性が経時的に変化した結果、帯電器に流れる電流が変動した場合でも、その影響によって帯電バイアスが変動するのを防止することができる。
【０００９】
上記のように構成された画像形成装置においては、例えば、前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴と、それに対応する前記直流バイアス発生手段の出力電圧とを関連付けた補正テーブルを予め有しており、該補正テーブルに基づき前記直流バイアス発生手段の出力電圧値を設定するようにしてもよい。こうすることにより、感光体の稼動履歴に基づいて補正テーブルを参照することによりそのときの直流バイアス発生手段の出力電圧を簡単に設定することが可能となり、電圧降下分を求めるための特別な処理や制御が不要となる。
【００１０】
なお、感光体の稼動履歴については、例えばその稼働時間、画像形成枚数など感光体の稼動とともに単調に変化してゆくパラメータにより表すことができる。このようなパラメータに基づき感光体の稼動履歴を適切に判定することができる。また、これらのパラメータの組み合わせによってもよい。
【００１１】
また、例えば、前記各画像形成ステーションが、前記画像形成動作として互いにプロセス速度の異なる複数の動作モードを選択的に実行可能となっている場合には、前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記補正による補正量を異ならせるようにしてもよい。プロセス速度が異なる動作モードの間では、感光体への時間当たりの電荷移動量が異なるため、帯電器に流れる電流量も異なる。したがって直列抵抗による電圧降下の大きさも変化する。そこで、直列抵抗による電圧降下分を保証するための電圧の補正量についても動作モードによって異ならせるようにすることで、画像形成動作の態様に応じたより適切な補正が可能となる。
【００１２】
一般的には、感光体の稼動が進みその膜厚が磨耗により減少するのにつれて、同じ電圧を印加した場合でも帯電器から感光体へ流れる電流量が増加する傾向がある。そこで、前記制御手段は、前記稼動履歴に基づき求められる前記感光体の稼動量が増加するにつれて、前記直流バイアス発生手段の出力電圧の絶対値を増加させるようにするとよい。こうすることで、帯電器に流れる電流が経時的に増加し直列抵抗による電圧降下が増大するのを補償して、帯電器に所定の帯電バイアスを安定して印加することができる。
【００１３】
また、この発明にかかる画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションとは別に、単独動作用感光体および該単独動作用感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための単独動作用帯電器を有し、前記複数の画像形成ステーションを稼動させない状態で前記単独動作用帯電器により帯電させた前記単独動作用感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像を顕像化してモノクロ画像を形成する単独画像形成動作を実行する単独動作用画像形成ステーションと、前記単独動作用帯電器に直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する単独動作用バイアス発生手段をさらに備えるように構成されてもよい。
【００１４】
このように構成された画像形成装置では、単独動作用画像形成ステーションのみを稼動させる単独画像形成動作を実行することによりモノクロ画像を形成することが可能である。また、単色動作用画像形成ステーションに設けた単独動作用帯電器に帯電バイアスを与えるための単独動作用バイアス発生手段を独立して設けることにより、単独画像形成動作を実行する際には他の画像形成ステーションへの帯電バイアスの印加を停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部の構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、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モノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。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画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラがエンジンコントローラに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラがエンジン部ＥＧなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行させ、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１６】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板やコントローラ基板などを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１７】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００１８】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成されるドラム状の感光体２１が設けられている。各感光体２１はそれぞれ専用の駆動モータ（図示省略）に接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時には、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００１９】
図３は帯電部の構成を示す図である。帯電部２３は、その表面が鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属材料で構成された帯電ローラ２３１を備えている。この帯電ローラ２３１の両端部には絶縁性材料で形成されたコロ２３４がそれぞれ取り付けられており、コロ２３４が感光体２１の表面に当接することによって、帯電ローラ２３１と感光体２１表面との間には一定のギャップＧＰが設けられている。また、この帯電ローラ２３１の端面にはステンレスやリン青銅などの弾性を有する導電性板材により構成された摺動端子２３３の一端部が摺接されるとともに、摺動端子２３３の他端部は帯電バイアス発生部２３２に接続されており、帯電バイアス発生部２３２からの帯電バイアス電圧が摺動端子２３３を介して帯電ローラ２３１に印加されている。これにより感光体２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２０】
図１に戻って装置構成の説明を続ける。ラインヘッド２９は、感光体２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向Ｘ）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体２１の表面に向けて光Ｌを照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２２】
現像位置において顕像化されたトナー像は、感光体２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２３】
また、感光体２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体２１に向けて除電用光源２７および感光体２１の表面に当接して感光体クリーナ２８がこの順序で設けられている。除電用光源２７が一次転写後の感光体２１表面に除電光Ｌeを照射することによって感光体２１の表面電位をリセットし、感光体クリーナ２７が感光体の表面に当接することで一次転写後に感光体２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。こうして除電されトナー除去された感光体２１表面は、再び帯電ローラ２３１との対向位置に搬送され帯電部２３により帯電されて静電潜像の形成に供される。
【００２４】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２５】
図４は一次転写位置を示す図である。カラーモード実行時は、図４（ａ）に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体２１に押し遣り当接させて、各感光体２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1y、ＴＲ1m、ＴＲ1cおよびＴＲ1kを形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２６】
一方、モノクロモード実行時は、図４（ｂ）に示すように、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1kにおいて転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００２７】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００２８】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００２９】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３０】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３１】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３２】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３３】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体２１、帯電ローラ２３１、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３４】
図５は帯電部の電気的構成を示す図である。この図においては、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの各トナー色に対応する４つの帯電ローラ２３１を区別するためそれぞれ符号２３１Ｙ、２３１Ｍ、２３１Ｃおよび２３１Ｋを付している。
【００３５】
帯電バイアス発生部２３２は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０１により制御された交流電圧発生器２３２１Ｋ、２３２１ＹＭＣ、直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋを備えている。より詳しくは、各電圧発生器から発生させる電圧値を決定するための制御信号がＣＰＵ１０１からマルチチャネルＤＡコンバータ（ＤＡＣ）１０２に出力され、マルチチャネルＤＡＣ１０２は該制御信号に対応するアナログ電圧を各電圧発生器に対し出力する。各電圧発生器２３２１Ｋ、２３２１ＹＭＣ、２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋは、それぞれ入力されたアナログ電圧を基準電圧として、該基準電圧に対応する電圧値を有する交流電圧または直流電圧を出力する。交流電圧発生器２３２１Ｙ等は例えばインバータや、外部から与えられた基準クロックを増幅する高周波アンプによって構成することができる。また、直流電圧発生器２３２５Ｙ等は例えばＤＣ−ＤＣコンバータにより構成することができる。
【００３６】
このうち、交流電圧発生器２３２１Ｋから出力される交流電圧はトランス２３２２Ｋによって昇圧され、昇圧後の交流電圧は、直流電圧発生器２３２５Ｋから直列抵抗２３２５Ｋを介して出力される直流電圧と重畳される。こうして交流電圧と直流電圧とを重畳してなる帯電バイアス電圧が帯電ローラ２３１Ｋに印加される。なお、トランス２３２２Ｋの二次側から直流電圧との混合点までの間の導電経路には、直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｋが介挿されている。
【００３７】
帯電ローラ２３１Ｋに印加される直流電圧は、例えば（−５００）Ｖ程度の負電圧であり、感光体２１の帯電電位を決める。一方、帯電ローラ２３１Ｋに印加される交流電圧は、例えばピーク間電圧１５００Ｖ程度、周波数１〜２ｋＨｚ程度の正弦波交流電圧であり、感光体２１の帯電電位には直接関係しないが、帯電ローラ２３１Ｋと感光体２１とのギャップＧＰにおいて放電を生じさせることによって感光体２１への電荷の移動を促進し、感光体２１を効率よく帯電させる作用を果たす。
【００３８】
一方、交流電圧発生器２３２１ＹＭＣから出力される交流電圧は、トランス２３２２ＹＭＣで昇圧された後、Ｙ、ＭおよびＣトナー色にそれぞれ対応する帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに入力される。つまり、交流電圧発生器２３２１ＹＭＣから見れば、各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃが負荷として並列に接続されている。
【００３９】
より詳しく説明すると、イエロー色画像形成ステーション２Ｙに対応する帯電ローラ２３１Ｙには、トランス２３２２ＹＭＣから直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｙを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｙから直列抵抗２３２４Ｙを介して出力される直流電圧とが重畳されて帯電バイアスとして印加されている。同様に、マゼンタ色に対応する帯電ローラ２３１Ｍに印加される帯電バイアスは、トランス２３２２ＹＭＣから直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｍを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｍから直列抵抗２３２４Ｍを介して出力される直流電圧とが重畳されたものである。さらに、シアン色に対応する帯電ローラ２３１Ｃに印加される帯電バイアスは、トランス２３２２ＹＭＣから直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｃを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｃから直列抵抗２３２４Ｃを介して出力される直流電圧とが重畳されたものである。
【００４０】
各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃをそれぞれコンデンサ２３２３Ｙ、２３２３Ｍおよび２３２３Ｃを介してトランス２３２２ＹＭＣに接続することにより、各帯電ローラに印加される直流電圧が他の帯電ローラへのバイアス回路に影響を及ぼすのを抑えることができる。また、各直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍおよび２３２５Ｃに直列抵抗を接続することにより、交流電圧が直流電圧発生器に回り込むのを防止することができる。
【００４１】
このように、この実施形態では、Ｙ、ＭおよびＣの３色については交流電圧発生器２３２１ＹＭＣおよびトランス２３２２ＹＭＣを共通とすることにより、装置の小型化および低コスト化を図っている。その一方、直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍおよび２３２５Ｃについては各帯電ローラに対応して独立して設けることにより、帯電バイアスを個別に設定し感光体２１の帯電電位を各トナー色ごとに独立して設定することが可能となっている。
【００４２】
また、モノクロモードにおいて単独使用されるブラック色に対応する帯電ローラ２３１Ｋについては、他のトナー色とは別に独立したバイアス発生回路を設けている。こうすることで、モノクロモードの実行時には、動作に関係しない帯電ローラ２３１Ｙ、帯電ローラ２３１Ｍおよび２３１Ｃへのバイアス印加を停止することができる。その結果、モノクロモード実行時における消費電力の低減を図ることができるとともに、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃにそれぞれ設けられた感光体２１の劣化を抑制してこれらの長寿命化を図ることができる。
【００４３】
図６は直流電圧発生器の回路例を示す図である。上記した直流電圧発生器２３２５Ｙ等は、例えば図６に示すようなＤＣ−ＤＣコンバータにより構成される。ここではイエロー用の直流電圧発生器２３２５Ｙを例としてその構造について説明するが、他のトナー色に対応する直流電圧発生器２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋの構造もこれと同一である。また、図６に示すＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成自体は公知のものであるので、ここではその構成および動作の概要を簡単に説明するに留める。
【００４４】
直流電圧発生器２３２５Ｙでは、トランジスタＱ１とトランスＴ１とが自励発振器を構成している。そして、トランスＴ１の二次巻線の一方端に現れた交流電圧がダイオードＤ１およびコンデンサＣ１により整流されて直流電圧として出力される。トランスＴ１の二次巻線の他方端は接地されている。これにより、例えば２４Ｖの直流電圧が所定の高電圧（例えば−５００Ｖ）にまで昇圧される。この直流高電圧が、前記したように直列抵抗２３２４Ｙを介して帯電バイアスの直流成分として帯電ローラ２３１Ｙに印加される。図６に示すように、整流用ダイオードＤ１の方向は帯電ローラ２３１Ｙに負電圧を与える方向とされる。これにより、感光体２１は負電位に帯電されることとなる。
【００４５】
また、トランスＴ１の別巻線から取り出され出力電圧に比例する電圧がダイオードＤ２およびコンデンサＣ２により整流されるとともに抵抗Ｒ２により適宜に分圧されて誤差増幅器Ｑ２に帰還信号として入力されている。誤差増幅器Ｑ２にはＣＰＵ１０１からの制御信号に基づきマルチチャネルＤＡＣ１０２から出力される基準電圧が与えられており、誤差増幅器Ｑ２はこの基準電圧と、帰還信号とを比較した誤差信号を出力する。この誤差信号は電流増幅器Ｑ３およびドライバトランジスタＱ４を介してトランジスタＱ１のベースへの注入電力を加減し、これにより出力電圧が基準電圧に比例した電圧に定電圧制御される。
【００４６】
また、直流電圧発生器２３２５Ｙには、ＣＰＵ１０１から高圧出力をオン／オフするために与えられる制御信号に基づき動作するスイッチ素子Ｑ５が設けられている。スイッチ素子Ｑ５は、誤差増幅器Ｑ２の出力に接続されており、ＣＰＵ１０１から高圧出力をオンにするための制御信号が与えられているときには開放状態となって上記した帰還制御ループを形成する一方、ＣＰＵ１０１から高圧出力をオフにするための制御信号が与えられているときには、誤差増幅器Ｑ２の出力を接地して強制的にゼロ電位とすることにより、高電圧が出力されないようにする。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１０１による各直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋの出力電圧の設定について説明する。この実施形態では、外部装置から画像形成指令が与えられたとき、ＣＰＵ１０１が各画像形成ステーションを制御して画像形成動作を実行させるが、それに先立って、各直流電圧発生器２３２５Ｙ等から出力する直流電圧値の設定を行う。この実施形態では、ＣＰＵ１０１とともに、各画像形成ステーションに設けられた感光体２１の稼動履歴を表す情報を記憶する記憶手段（ＲＡＭ）１０４と、感光体の稼動履歴と直流電圧発生器の設定電圧とを関連付けたルックアップテーブル（ＬＵＴ）１０５とが設けられており、ＣＰＵ１０１はＲＡＭ１０４に記憶されている感光体２１の稼動履歴に関する情報に基づいてルックアップテーブル１０５を参照し、直流電圧発生器の出力電圧を設定する。具体的には、外部装置から画像形成指令が与えられるとＣＰＵ１０１は以下のような動作を実行する。以下ではイエロー用画像形成ステーション２Ｙの制御について説明するが、他の画像形成ステーションについても同様にすることができる。
【００４８】
図７は画像形成指令が与えられたときの動作を示すフローチャートである。画像形成指令が与えられると、ＣＰＵ１０１は使用する画像形成動作を実行させるべき画像形成ステーション２Ｙの感光体２１の累積稼動量を、当該情報を記憶したＲＡＭ１０４から読み出す（ステップＳ１０１）。感光体２１の累積稼動量は、当該感光体の稼動履歴の変遷に応じて単調に増加または減少するような物理量によって表すことができ、このような物理量として例えば当該感光体２１の総稼働時間、累積回転数、累積画像形成枚数などを用いることができる。また、これらを適宜組み合わせてもよい。そして、読み出された感光体の稼動量に基づいてルックアップテーブル１０５を参照し、直流電圧発生器２３２５Ｙからの出力電圧を決定する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
図８はルックアップテーブルの例を示す図である。より詳しくは、図８（ａ）は通常の画像形成動作（通常モード）を実行する際に適用されるルックアップテーブルである。また、図８（ｂ）は、より高精細な画像を形成するため、あるいは厚手の記録材に画像を形成するためにより低速でプロセスを進行させる低速モードで画像形成動作を実行する際に適用されるルックアップテーブルである。これらのルックアップテーブルでは、感光体２１に印加すべき目標電圧と、感光体の累積稼動量（感光体稼動量）との組み合わせに対応する直流電圧発生器２３２５Ｙの出力電圧値がテーブル化されている。
【００５０】
ここでは、感光体稼動量を、その寿命とされる稼動量の値を１００％としたときのパーセント表示で示している。例えば感光体が新品のとき稼動量は０％であり、また感光体の累積稼動量が設計寿命に達したとき稼動量は１００％と評価される。また、目標電圧は一定ではなく、室温の温度測定結果や、説明を省略する公知の濃度制御動作の結果に基づいて所定の可変範囲の中で適宜設定される。
【００５１】
この実施形態では、図５に示すように、直流電圧発生器２３２５Ｙには直列抵抗２３２４Ｙが接続されており、直流電圧発生器２３２５Ｙから帯電ローラ２３１Ｙに至る直流回路に帯電電流が流れると、直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下のため、実際に帯電ローラ２３１Ｙに印加される直流電圧は、直流電圧発生器２３２５Ｙから出力される電圧からこの電圧降下分を差し引いたものとなる。一般に帯電ローラに流れる直流電流は１００μＡ程度であるが、直列抵抗の抵抗値を例えば１ＭΩとすると電圧降下は１００Ｖにもなり無視できない。
【００５２】
そこで、ルックアップテーブルには、感光体２１に印加すべき目標電圧に、直流電圧発生器２３２５Ｙと帯電ローラ２３１Ｙとの間に介挿された直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下に相当する電圧を加算した電圧値が記載されている。ＣＰＵ１０１は、感光体２１に印加すべき電圧値と、そのときの感光体稼動量とが交わる欄に記載された電圧値を、そのときの直流電圧発生器２３２５Ｙの出力電圧として決定する。こうすることで、直流電圧発生器２３２５Ｙからは直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下分を上乗せされた直流電圧が出力されることとなり、帯電ローラ２３１Ｙには目標電圧が印加されることとなる。
【００５３】
また、感光体２１が使用につれてその膜厚が磨耗により減少すると帯電電流が増加するという知見に鑑み、感光体稼動量が大きくなるにつれて電圧の絶対値が大きくなるように、つまり出力電圧の絶対値が増加するようにテーブルが作成されている。さらに、プロセス速度の遅い低速モードでは、感光体２１への帯電動作がより遅い速度で行われることに起因して単位時間当たりの感光体２１への電荷流入量が少なくなることから帯電電流も小さくなる。このことを考慮して、図８（ｂ）に示す低速モードに対応するテーブルでは、図８（ａ）に示す通常モードに対応するテーブルよりも、直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下分を少なく見積もっている。
【００５４】
図７に戻って説明を続ける。ＣＰＵ１０１は、こうして決定した出力電圧に対応する制御信号をマルチチャネルＤＡＣ１０２に出力する（ステップＳ１０３）。これにより、直流電圧発生器２３２５Ｙからは目標電圧に直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下分が加算された直流電圧が出力され、帯電ローラ２３１Ｙには所望の直流電圧、すなわち目標電圧が印加されることになる。
【００５５】
なお、マルチチャネルＤＡＣ１０２は、入力データに対するラッチ機能を有する、すなわち、基準電圧に対応するデジタル値がいったん与えられると、その値がＣＰＵ１０１により書き換えられない限り保持されるものであることが望ましい。この目的のためには、汎用のデジタルチューニング用ＤＡコンバータを用いることができる。このようにすることで、ＣＰＵ１０１からマルチチャネルＤＡＣ１０２への送信データ量を削減することができ、またＣＰＵ１０１は基準電圧を常時監視する必要がないので処理が簡単となる。
【００５６】
こうして帯電ローラ２３１Ｙに所望の帯電バイアスが印加可能となった状態で、画像形成ステーション２Ｙに画像形成動作を実行させて画像を形成する（ステップＳ１０４）。画像の形成が終了すると、当該画像形成動作における感光体２１の稼動量を算出し、ＲＡＭ１０４に保存されている累積稼動量を更新記憶する（ステップＳ１０５）。
【００５７】
上記した帯電バイアスの設定変更は、画像形成動作の実行とは別のタイミングで実行されることが望ましい。というのは、画像形成動作中に帯電バイアスの変更を行うと、感光体２１の表面電位が変動することにより画像濃度や画像品質に影響を与えることがあるからである。したがって、帯電バイアスの変更は、例えば装置の電源が投入された直後や、装置に画像形成指令が与えられていない待機時など、全ての画像形成ステーションにおいて画像形成動作が実行されていないときに行われることが望ましい。また、画像品質を良好に維持するためには、一定の画像形成枚数ごと、あるいは一定時間ごとに帯電バイアスの設定が行われることが望ましい。
【００５８】
しかしながら、この実施形態の画像形成装置は、転写ベルト８１の移動方向に沿って画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋを列状に並べた、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。このような画像形成装置では、各画像形成ステーションによる画像形成動作を併行して行うことができるが、その位置の違いに起因して、動作の進行タイミングが少しずつずれている。そのため、例えば連続して多数枚のカラー画像を形成している場合には、いずれの画像形成ステーションにおいても画像の形成が行われない、より厳密には、静電潜像を形成するための感光体２１の帯電動作が行われないタイミングが必ず存在するとは限らない。このような場合に全ての画像形成ステーションを停止させて帯電バイアスの設定を行うとすると画像形成のスループットを低下させてしまう。これを防止するためには、例えば次のようにすることができる。
【００５９】
図８は帯電バイアス設定の実行タイミングを示すタイミングチャートである。図８に示すように、各画像形成ステーションにおいて帯電動作が行われるタイミングは少しずつずれており、いずれの画像形成ステーションにおいても帯電動作が行われないタイミングが存在しない場合がある。このような場合には、同図に示すように、それぞれの画像形成ステーションにおいて、当該画像形成ステーションに対応する帯電ローラの帯電動作が行われていないときに、当該帯電ローラに対する帯電バイアスの変更設定を行うことが可能である。
【００６０】
その結果、各トナー色についての帯電バイアスの設定はそれぞれ異なったタイミングで実行開始されることになる。この場合、１つのトナー色についての設定は、他のトナー色についての帯電動作の実行中に行われる可能性がある。したがって、帯電バイアスの直流電圧を変更すると、実行中の他のトナー色についての帯電動作に影響を与えることが懸念される。しかしながら、装置の連続使用中において帯電バイアスを大きく変化させることが必要となることはほとんどなく、直流電圧の変化量もさほど大きくないので、このような問題が生じる可能性は極めて少ない。
【００６１】
以上のように、この実施形態では、カラーモードでのみ使用する帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに印加する帯電バイアスのうち交流成分を発生する交流電圧発生器２３２１ＹＭＣをこれらの帯電ローラ間で共通化することにより、装置の小型化・低コスト化を図っている。また、帯電バイアスの直流成分を発生する直流電圧発生器については各帯電ローラに対応して個別に設けることにより、各帯電ローラに対応する各トナー色ごとの感光体２１の表面電位を独立して設定することが可能である。
【００６２】
また、各直流電圧発生器２３２５Ｙ等から出力させる直流電圧については、帯電ローラ２３１Ｙ等に印加すべき目標電圧に、当該電圧発生器に直列接続された直列抵抗２３２４Ｙ等による電圧降下に相当する電圧を加算した値としている。そのため、直列抵抗による電圧降下の影響をうけることなく、所望の直流電圧を各帯電ローラ２３１Ｙ等に印加することができる。
【００６３】
そして、直列抵抗２３２４Ｙ等による電圧降下分については、感光体２１の使用が進むにつれて帯電電流が増加してゆくことに鑑み、感光体２１の累積稼動量が増加するにつれて大きく見積もるようにしている。より具体的には、感光体の累積稼動量および目標電圧と、それに対応する電圧降下分を加算した電圧値とを関連付けたルックアップテーブルを予め用意しておき、このテーブルに基づき直流電圧発生器からの出力電圧を決定する。こうすることにより、帯電電流を検出するための構成を持たなくても、帯電電流に起因して生じる直列抵抗の電圧降下をキャンセルすることができ、しかも、帯電電流の経時変化にも対応することができる。
【００６４】
また、モノクロモードにおいて単独使用されるブラック色については、バイアス発生回路を独立に設けることにより、モノクロモード実行時には他の感光体２１を帯電させずに済むので、感光体２１の長寿命化を図ることができる。
【００６５】
以上説明したように、この実施形態では、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが本発明の「画像形成ステーション」として機能しており、各画像形成ステーションに設けられた感光体２１および帯電ローラ２３１がそれぞれ本発明の「感光体」および「帯電器」として機能している。また、交流電圧発生器２３２１ＹＭＣおよびトランス２３２２ＹＭＣが一体として本発明の「交流バイアス発生手段」として機能する一方、各直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍおよび２３２５Ｃがそれぞれ本発明の「直流バイアス発生手段」として機能している。また、この実施形態では、ＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。
【００６６】
また、この実施形態では、各直流電圧発生器２３２５Ｙ等に直列接続された抵抗２３２４Ｙ等が本発明の「直列抵抗」に相当する一方、ルックアップテーブル１０５が本発明の「補正テーブル」に相当している。
【００６７】
また、この実施形態では、本発明の「単独画像形成動作」に相当するモノクロモードで単独使用されるブラック画像形成ステーション２Ｋが本発明の「単独動作用画像形成ステーション」に相当しており、該画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１および帯電ローラ２３１Ｋがそれぞれ本発明の「単独動作用感光体」および「単独動作用帯電器」として機能している。そして、該帯電ローラ２３１Ｋに帯電バイアスを与える交流電圧発生器２３２１Ｋ、トランス２３２２Ｋ、直流電圧発生器２３２５Ｋ等が一体として本発明の「単独動作用バイアス発生手段」として機能している。
【００６８】
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、ブラック用画像形成ステーション２Ｋに帯電バイアスを与えるためのバイアス発生回路を他の色のものとは独立して設けているが、全ての色についてバイアス発生回路を共通化してもよい。
【００６９】
また、上記した実施形態の画像形成装置は、それぞれが感光体を有する４個の画像形成ステーションが中間転写ベルト８１の移動方向に沿って並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置であるが、本発明は、回転自在の現像ロータリーに複数の現像器を装着し、これらを選択的に感光体との対向位置に位置決めして画像を形成する、いわゆるロータリー型の画像形成装置に対しても適用することができる。
【００７０】
また、上記した実施形態の画像形成装置はドラム状の感光体を備える画像形成装置であるが、本発明の静電潜像担持体としては、このようなドラム状のもの以外に、例えばベルト状の感光体を使用してもよい。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部を示す図。
【図３】帯電部の構成を示す図。
【図４】一次転写位置を示す図。
【図５】帯電部の電気的構成を示す図。
【図６】直流電圧発生器の回路例を示す図。
【図７】画像形成指令が与えられたときの動作を示すフローチャート。
【図８】ルックアップテーブルの例を示す図。
【図９】帯電バイアス設定の実行タイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７３】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ…画像形成ステーション（画像形成ステーション）、 ２Ｋ…画像形成ステーション（単独動作用画像形成ステーション）、 ２１…感光体、 ８１…転写ベルト、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 １０５…ルックアップテーブル（補正テーブル）、 ２３１…帯電ローラ（帯電器）、 ２３１Ｋ…帯電ローラ（単独動作用帯電器）、 ２３２１ＹＭＣ…交流電圧発生器（交流バイアス発生手段）、 ２３２２ＹＭＣ…トランス（交流バイアス発生手段）、 ２３２４Ｙ，２３２４Ｍ，２３２４Ｃ…抵抗（直列抵抗）、 ２３２５Ｙ，２３２５Ｍ，２３２５Ｃ…直流電圧発生器（直流バイアス発生手段）、 ２３２１Ｋ…交流電圧発生器（単独動作用バイアス発生手段）、 ２３２２Ｋ…トランス（単独動作用バイアス発生手段）、 ２３２５Ｋ…直流電圧発生器（単独動作用バイアス発生手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置およびその画像形成方法において、帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを与える技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体表面を所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像を顕像化して画像を形成する画像形成装置においては、感光体表面を効率よく帯電させるため、感光体を帯電させるための帯電器に対し、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するように構成されたものがある。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４つのトナー色に対応する４つのトナー像形成ユニットに対して、４種類の直流電圧および２種類の交流電圧を発生させている。そして、そのうち１種類の直流電圧に１種類の交流電圧を重畳してなるバイアスをＫトナー像形成ユニットに供給する一方、３種類の直流電圧のそれぞれにもう１種類の交流電圧を重畳してそれぞれＹ、ＭおよびＣトナー像形成ユニットに供給している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２０９５５号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のように、複数のユニットでバイアス発生回路を共用する構成とすることにより装置構成を簡素化することができる。ただしこの場合、各ユニットの干渉を防止するための対策が必要である。このような対策としては、例えば、それぞれのユニットに対応する直流電圧発生部を、それぞれ比較的高抵抗の直列抵抗を介して交流電圧発生部に接続することが考えられる。しかしながら、このようにすると、帯電器に流れる直流電流に起因して直列抵抗による電圧ロスが発生し、感光体に所望のバイアス電圧を印加できなくなるおそれがある。特に、帯電器から感光体に流れる帯電電流の大きさは感光体の劣化の程度に応じて経時的に大きく変動することがわかっているが、特許文献１ではこのような問題については全く考慮されておらず、この点において上記従来技術には改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、感光体およびそれを所定の表面電位に帯電させる帯電器を有する画像形成ステーションを複数備え、帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを与える画像形成装置およびその画像形成方法において、簡単な装置構成でありながら、各帯電器に適正なバイアス電圧を安定して印加することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、感光体および該感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための帯電器をそれぞれ有し、前記帯電器により帯電させた前記感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成動作を実行する複数の画像形成ステーションと、前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、当該帯電器に与える帯電バイアスの直流成分としての直流電圧を発生する複数の直流バイアス発生手段と、前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の帯電器と当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段とを１対１の関係でそれぞれ電気的に接続する複数の直列抵抗と、前記各帯電器に与える帯電バイアスの交流成分としての交流電圧を発生する交流バイアス発生手段と、前記各直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を制御する制御手段とを備え、前記複数の帯電器のそれぞれには、当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段から当該帯電器に対応する前記直列抵抗を介して出力される直流電圧と、前記交流バイアス発生手段から出力される交流電圧とが重畳されて前記帯電バイアスとして印加され、前記制御手段は、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正することを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかる画像形成方法は、複数の感光体のそれぞれに対応して設けた帯電器により、前記各感光体をそれぞれ所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像をそれぞれトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、直流電圧を発生する直流バイアス発生手段を前記複数の帯電器それぞれに対応して複数設けるとともに、前記各直流バイアス発生手段からの直流電圧をそれぞれ直列抵抗を介して交流電圧を発生する交流バイアス発生手段からの交流電圧に重畳し帯電バイアスとして前記各帯電器に印加し、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、交流バイアス発生手段から出力された交流電圧が複数の直流バイアス発生手段からの直流電圧のそれぞれに重畳されて、当該直流バイアス発生手段に対応する各帯電器に印加される。そのため、複数の帯電器の間で交流バイアス発生手段を共用することができるので、装置構成を簡単にし装置の小型化、低コスト化を図ることができる。この場合において、各直流バイアス発生手段からの出力電圧はそれぞれ直列抵抗を介して交流バイアス発生手段からの出力電圧に重畳されるので、各直流バイアス発生手段間での干渉や、直流バイアス発生手段から交流バイアス発生手段への干渉が抑制される。また、直流バイアス発生手段から発生される直流電圧には、直列抵抗による電圧降下に対応する電圧が加算されているので、各帯電器には直列抵抗による電圧降下の影響が及ぶことなく適正な帯電バイアスが印加されることになる。しかも、直列抵抗による電圧降下分については感光体の稼動履歴に応じて補正するので、感光体の稼動によってその特性が経時的に変化した結果、帯電器に流れる電流が変動した場合でも、その影響によって帯電バイアスが変動するのを防止することができる。
【０００９】
上記のように構成された画像形成装置においては、例えば、前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴と、それに対応する前記直流バイアス発生手段の出力電圧とを関連付けた補正テーブルを予め有しており、該補正テーブルに基づき前記直流バイアス発生手段の出力電圧値を設定するようにしてもよい。こうすることにより、感光体の稼動履歴に基づいて補正テーブルを参照することによりそのときの直流バイアス発生手段の出力電圧を簡単に設定することが可能となり、電圧降下分を求めるための特別な処理や制御が不要となる。
【００１０】
なお、感光体の稼動履歴については、例えばその稼働時間、画像形成枚数など感光体の稼動とともに単調に変化してゆくパラメータにより表すことができる。このようなパラメータに基づき感光体の稼動履歴を適切に判定することができる。また、これらのパラメータの組み合わせによってもよい。
【００１１】
また、例えば、前記各画像形成ステーションが、前記画像形成動作として互いにプロセス速度の異なる複数の動作モードを選択的に実行可能となっている場合には、前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記補正による補正量を異ならせるようにしてもよい。プロセス速度が異なる動作モードの間では、感光体への時間当たりの電荷移動量が異なるため、帯電器に流れる電流量も異なる。したがって直列抵抗による電圧降下の大きさも変化する。そこで、直列抵抗による電圧降下分を保証するための電圧の補正量についても動作モードによって異ならせるようにすることで、画像形成動作の態様に応じたより適切な補正が可能となる。
【００１２】
一般的には、感光体の稼動が進みその膜厚が磨耗により減少するのにつれて、同じ電圧を印加した場合でも帯電器から感光体へ流れる電流量が増加する傾向がある。そこで、前記制御手段は、前記稼動履歴に基づき求められる前記感光体の稼動量が増加するにつれて、前記直流バイアス発生手段の出力電圧の絶対値を増加させるようにするとよい。こうすることで、帯電器に流れる電流が経時的に増加し直列抵抗による電圧降下が増大するのを補償して、帯電器に所定の帯電バイアスを安定して印加することができる。
【００１３】
また、この発明にかかる画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションとは別に、単独動作用感光体および該単独動作用感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための単独動作用帯電器を有し、前記複数の画像形成ステーションを稼動させない状態で前記単独動作用帯電器により帯電させた前記単独動作用感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像を顕像化してモノクロ画像を形成する単独画像形成動作を実行する単独動作用画像形成ステーションと、前記単独動作用帯電器に直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する単独動作用バイアス発生手段をさらに備えるように構成されてもよい。
【００１４】
このように構成された画像形成装置では、単独動作用画像形成ステーションのみを稼動させる単独画像形成動作を実行することによりモノクロ画像を形成することが可能である。また、単色動作用画像形成ステーションに設けた単独動作用帯電器に帯電バイアスを与えるための単独動作用バイアス発生手段を独立して設けることにより、単独画像形成動作を実行する際には他の画像形成ステーションへの帯電バイアスの印加を停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部の構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、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モノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。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画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラがエンジンコントローラに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラがエンジン部ＥＧなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行させ、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１６】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板やコントローラ基板などを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１７】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００１８】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成されるドラム状の感光体２１が設けられている。各感光体２１はそれぞれ専用の駆動モータ（図示省略）に接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時には、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００１９】
図３は帯電部の構成を示す図である。帯電部２３は、その表面が鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属材料で構成された帯電ローラ２３１を備えている。この帯電ローラ２３１の両端部には絶縁性材料で形成されたコロ２３４がそれぞれ取り付けられており、コロ２３４が感光体２１の表面に当接することによって、帯電ローラ２３１と感光体２１表面との間には一定のギャップＧＰが設けられている。また、この帯電ローラ２３１の端面にはステンレスやリン青銅などの弾性を有する導電性板材により構成された摺動端子２３３の一端部が摺接されるとともに、摺動端子２３３の他端部は帯電バイアス発生部２３２に接続されており、帯電バイアス発生部２３２からの帯電バイアス電圧が摺動端子２３３を介して帯電ローラ２３１に印加されている。これにより感光体２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２０】
図１に戻って装置構成の説明を続ける。ラインヘッド２９は、感光体２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向Ｘ）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体２１の表面に向けて光Ｌを照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２２】
現像位置において顕像化されたトナー像は、感光体２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２３】
また、感光体２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体２１に向けて除電用光源２７および感光体２１の表面に当接して感光体クリーナ２８がこの順序で設けられている。除電用光源２７が一次転写後の感光体２１表面に除電光Ｌeを照射することによって感光体２１の表面電位をリセットし、感光体クリーナ２７が感光体の表面に当接することで一次転写後に感光体２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。こうして除電されトナー除去された感光体２１表面は、再び帯電ローラ２３１との対向位置に搬送され帯電部２３により帯電されて静電潜像の形成に供される。
【００２４】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２５】
図４は一次転写位置を示す図である。カラーモード実行時は、図４（ａ）に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体２１に押し遣り当接させて、各感光体２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1y、ＴＲ1m、ＴＲ1cおよびＴＲ1kを形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２６】
一方、モノクロモード実行時は、図４（ｂ）に示すように、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1kにおいて転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００２７】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００２８】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００２９】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３０】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３１】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３２】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３３】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体２１、帯電ローラ２３１、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３４】
図５は帯電部の電気的構成を示す図である。この図においては、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの各トナー色に対応する４つの帯電ローラ２３１を区別するためそれぞれ符号２３１Ｙ、２３１Ｍ、２３１Ｃおよび２３１Ｋを付している。
【００３５】
帯電バイアス発生部２３２は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０１により制御された交流電圧発生器２３２１Ｋ、２３２１ＹＭＣ、直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋを備えている。より詳しくは、各電圧発生器から発生させる電圧値を決定するための制御信号がＣＰＵ１０１からマルチチャネルＤＡコンバータ（ＤＡＣ）１０２に出力され、マルチチャネルＤＡＣ１０２は該制御信号に対応するアナログ電圧を各電圧発生器に対し出力する。各電圧発生器２３２１Ｋ、２３２１ＹＭＣ、２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋは、それぞれ入力されたアナログ電圧を基準電圧として、該基準電圧に対応する電圧値を有する交流電圧または直流電圧を出力する。交流電圧発生器２３２１Ｙ等は例えばインバータや、外部から与えられた基準クロックを増幅する高周波アンプによって構成することができる。また、直流電圧発生器２３２５Ｙ等は例えばＤＣ−ＤＣコンバータにより構成することができる。
【００３６】
このうち、交流電圧発生器２３２１Ｋから出力される交流電圧はトランス２３２２Ｋによって昇圧され、昇圧後の交流電圧は、直流電圧発生器２３２５Ｋから直列抵抗２３２５Ｋを介して出力される直流電圧と重畳される。こうして交流電圧と直流電圧とを重畳してなる帯電バイアス電圧が帯電ローラ２３１Ｋに印加される。なお、トランス２３２２Ｋの二次側から直流電圧との混合点までの間の導電経路には、直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｋが介挿されている。
【００３７】
帯電ローラ２３１Ｋに印加される直流電圧は、例えば（−５００）Ｖ程度の負電圧であり、感光体２１の帯電電位を決める。一方、帯電ローラ２３１Ｋに印加される交流電圧は、例えばピーク間電圧１５００Ｖ程度、周波数１〜２ｋＨｚ程度の正弦波交流電圧であり、感光体２１の帯電電位には直接関係しないが、帯電ローラ２３１Ｋと感光体２１とのギャップＧＰにおいて放電を生じさせることによって感光体２１への電荷の移動を促進し、感光体２１を効率よく帯電させる作用を果たす。
【００３８】
一方、交流電圧発生器２３２１ＹＭＣから出力される交流電圧は、トランス２３２２ＹＭＣで昇圧された後、Ｙ、ＭおよびＣトナー色にそれぞれ対応する帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに入力される。つまり、交流電圧発生器２３２１ＹＭＣから見れば、各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃが負荷として並列に接続されている。
【００３９】
より詳しく説明すると、イエロー色画像形成ステーション２Ｙに対応する帯電ローラ２３１Ｙには、トランス２３２２ＹＭＣから直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｙを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｙから直列抵抗２３２４Ｙを介して出力される直流電圧とが重畳されて帯電バイアスとして印加されている。同様に、マゼンタ色に対応する帯電ローラ２３１Ｍに印加される帯電バイアスは、トランス２３２２ＹＭＣから直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｍを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｍから直列抵抗２３２４Ｍを介して出力される直流電圧とが重畳されたものである。さらに、シアン色に対応する帯電ローラ２３１Ｃに印加される帯電バイアスは、トランス２３２２ＹＭＣから直流遮断用のコンデンサ２３２３Ｃを介して出力される交流電圧と、直流電圧発生器２３２５Ｃから直列抵抗２３２４Ｃを介して出力される直流電圧とが重畳されたものである。
【００４０】
各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃをそれぞれコンデンサ２３２３Ｙ、２３２３Ｍおよび２３２３Ｃを介してトランス２３２２ＹＭＣに接続することにより、各帯電ローラに印加される直流電圧が他の帯電ローラへのバイアス回路に影響を及ぼすのを抑えることができる。また、各直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍおよび２３２５Ｃに直列抵抗を接続することにより、交流電圧が直流電圧発生器に回り込むのを防止することができる。
【００４１】
このように、この実施形態では、Ｙ、ＭおよびＣの３色については交流電圧発生器２３２１ＹＭＣおよびトランス２３２２ＹＭＣを共通とすることにより、装置の小型化および低コスト化を図っている。その一方、直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍおよび２３２５Ｃについては各帯電ローラに対応して独立して設けることにより、帯電バイアスを個別に設定し感光体２１の帯電電位を各トナー色ごとに独立して設定することが可能となっている。
【００４２】
また、モノクロモードにおいて単独使用されるブラック色に対応する帯電ローラ２３１Ｋについては、他のトナー色とは別に独立したバイアス発生回路を設けている。こうすることで、モノクロモードの実行時には、動作に関係しない帯電ローラ２３１Ｙ、帯電ローラ２３１Ｍおよび２３１Ｃへのバイアス印加を停止することができる。その結果、モノクロモード実行時における消費電力の低減を図ることができるとともに、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃにそれぞれ設けられた感光体２１の劣化を抑制してこれらの長寿命化を図ることができる。
【００４３】
図６は直流電圧発生器の回路例を示す図である。上記した直流電圧発生器２３２５Ｙ等は、例えば図６に示すようなＤＣ−ＤＣコンバータにより構成される。ここではイエロー用の直流電圧発生器２３２５Ｙを例としてその構造について説明するが、他のトナー色に対応する直流電圧発生器２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋの構造もこれと同一である。また、図６に示すＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成自体は公知のものであるので、ここではその構成および動作の概要を簡単に説明するに留める。
【００４４】
直流電圧発生器２３２５Ｙでは、トランジスタＱ１とトランスＴ１とが自励発振器を構成している。そして、トランスＴ１の二次巻線の一方端に現れた交流電圧がダイオードＤ１およびコンデンサＣ１により整流されて直流電圧として出力される。トランスＴ１の二次巻線の他方端は接地されている。これにより、例えば２４Ｖの直流電圧が所定の高電圧（例えば−５００Ｖ）にまで昇圧される。この直流高電圧が、前記したように直列抵抗２３２４Ｙを介して帯電バイアスの直流成分として帯電ローラ２３１Ｙに印加される。図６に示すように、整流用ダイオードＤ１の方向は帯電ローラ２３１Ｙに負電圧を与える方向とされる。これにより、感光体２１は負電位に帯電されることとなる。
【００４５】
また、トランスＴ１の別巻線から取り出され出力電圧に比例する電圧がダイオードＤ２およびコンデンサＣ２により整流されるとともに抵抗Ｒ２により適宜に分圧されて誤差増幅器Ｑ２に帰還信号として入力されている。誤差増幅器Ｑ２にはＣＰＵ１０１からの制御信号に基づきマルチチャネルＤＡＣ１０２から出力される基準電圧が与えられており、誤差増幅器Ｑ２はこの基準電圧と、帰還信号とを比較した誤差信号を出力する。この誤差信号は電流増幅器Ｑ３およびドライバトランジスタＱ４を介してトランジスタＱ１のベースへの注入電力を加減し、これにより出力電圧が基準電圧に比例した電圧に定電圧制御される。
【００４６】
また、直流電圧発生器２３２５Ｙには、ＣＰＵ１０１から高圧出力をオン／オフするために与えられる制御信号に基づき動作するスイッチ素子Ｑ５が設けられている。スイッチ素子Ｑ５は、誤差増幅器Ｑ２の出力に接続されており、ＣＰＵ１０１から高圧出力をオンにするための制御信号が与えられているときには開放状態となって上記した帰還制御ループを形成する一方、ＣＰＵ１０１から高圧出力をオフにするための制御信号が与えられているときには、誤差増幅器Ｑ２の出力を接地して強制的にゼロ電位とすることにより、高電圧が出力されないようにする。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１０１による各直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍ、２３２５Ｃおよび２３２５Ｋの出力電圧の設定について説明する。この実施形態では、外部装置から画像形成指令が与えられたとき、ＣＰＵ１０１が各画像形成ステーションを制御して画像形成動作を実行させるが、それに先立って、各直流電圧発生器２３２５Ｙ等から出力する直流電圧値の設定を行う。この実施形態では、ＣＰＵ１０１とともに、各画像形成ステーションに設けられた感光体２１の稼動履歴を表す情報を記憶する記憶手段（ＲＡＭ）１０４と、感光体の稼動履歴と直流電圧発生器の設定電圧とを関連付けたルックアップテーブル（ＬＵＴ）１０５とが設けられており、ＣＰＵ１０１はＲＡＭ１０４に記憶されている感光体２１の稼動履歴に関する情報に基づいてルックアップテーブル１０５を参照し、直流電圧発生器の出力電圧を設定する。具体的には、外部装置から画像形成指令が与えられるとＣＰＵ１０１は以下のような動作を実行する。以下ではイエロー用画像形成ステーション２Ｙの制御について説明するが、他の画像形成ステーションについても同様にすることができる。
【００４８】
図７は画像形成指令が与えられたときの動作を示すフローチャートである。画像形成指令が与えられると、ＣＰＵ１０１は使用する画像形成動作を実行させるべき画像形成ステーション２Ｙの感光体２１の累積稼動量を、当該情報を記憶したＲＡＭ１０４から読み出す（ステップＳ１０１）。感光体２１の累積稼動量は、当該感光体の稼動履歴の変遷に応じて単調に増加または減少するような物理量によって表すことができ、このような物理量として例えば当該感光体２１の総稼働時間、累積回転数、累積画像形成枚数などを用いることができる。また、これらを適宜組み合わせてもよい。そして、読み出された感光体の稼動量に基づいてルックアップテーブル１０５を参照し、直流電圧発生器２３２５Ｙからの出力電圧を決定する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
図８はルックアップテーブルの例を示す図である。より詳しくは、図８（ａ）は通常の画像形成動作（通常モード）を実行する際に適用されるルックアップテーブルである。また、図８（ｂ）は、より高精細な画像を形成するため、あるいは厚手の記録材に画像を形成するためにより低速でプロセスを進行させる低速モードで画像形成動作を実行する際に適用されるルックアップテーブルである。これらのルックアップテーブルでは、感光体２１に印加すべき目標電圧と、感光体の累積稼動量（感光体稼動量）との組み合わせに対応する直流電圧発生器２３２５Ｙの出力電圧値がテーブル化されている。
【００５０】
ここでは、感光体稼動量を、その寿命とされる稼動量の値を１００％としたときのパーセント表示で示している。例えば感光体が新品のとき稼動量は０％であり、また感光体の累積稼動量が設計寿命に達したとき稼動量は１００％と評価される。また、目標電圧は一定ではなく、室温の温度測定結果や、説明を省略する公知の濃度制御動作の結果に基づいて所定の可変範囲の中で適宜設定される。
【００５１】
この実施形態では、図５に示すように、直流電圧発生器２３２５Ｙには直列抵抗２３２４Ｙが接続されており、直流電圧発生器２３２５Ｙから帯電ローラ２３１Ｙに至る直流回路に帯電電流が流れると、直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下のため、実際に帯電ローラ２３１Ｙに印加される直流電圧は、直流電圧発生器２３２５Ｙから出力される電圧からこの電圧降下分を差し引いたものとなる。一般に帯電ローラに流れる直流電流は１００μＡ程度であるが、直列抵抗の抵抗値を例えば１ＭΩとすると電圧降下は１００Ｖにもなり無視できない。
【００５２】
そこで、ルックアップテーブルには、感光体２１に印加すべき目標電圧に、直流電圧発生器２３２５Ｙと帯電ローラ２３１Ｙとの間に介挿された直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下に相当する電圧を加算した電圧値が記載されている。ＣＰＵ１０１は、感光体２１に印加すべき電圧値と、そのときの感光体稼動量とが交わる欄に記載された電圧値を、そのときの直流電圧発生器２３２５Ｙの出力電圧として決定する。こうすることで、直流電圧発生器２３２５Ｙからは直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下分を上乗せされた直流電圧が出力されることとなり、帯電ローラ２３１Ｙには目標電圧が印加されることとなる。
【００５３】
また、感光体２１が使用につれてその膜厚が磨耗により減少すると帯電電流が増加するという知見に鑑み、感光体稼動量が大きくなるにつれて電圧の絶対値が大きくなるように、つまり出力電圧の絶対値が増加するようにテーブルが作成されている。さらに、プロセス速度の遅い低速モードでは、感光体２１への帯電動作がより遅い速度で行われることに起因して単位時間当たりの感光体２１への電荷流入量が少なくなることから帯電電流も小さくなる。このことを考慮して、図８（ｂ）に示す低速モードに対応するテーブルでは、図８（ａ）に示す通常モードに対応するテーブルよりも、直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下分を少なく見積もっている。
【００５４】
図７に戻って説明を続ける。ＣＰＵ１０１は、こうして決定した出力電圧に対応する制御信号をマルチチャネルＤＡＣ１０２に出力する（ステップＳ１０３）。これにより、直流電圧発生器２３２５Ｙからは目標電圧に直列抵抗２３２４Ｙによる電圧降下分が加算された直流電圧が出力され、帯電ローラ２３１Ｙには所望の直流電圧、すなわち目標電圧が印加されることになる。
【００５５】
なお、マルチチャネルＤＡＣ１０２は、入力データに対するラッチ機能を有する、すなわち、基準電圧に対応するデジタル値がいったん与えられると、その値がＣＰＵ１０１により書き換えられない限り保持されるものであることが望ましい。この目的のためには、汎用のデジタルチューニング用ＤＡコンバータを用いることができる。このようにすることで、ＣＰＵ１０１からマルチチャネルＤＡＣ１０２への送信データ量を削減することができ、またＣＰＵ１０１は基準電圧を常時監視する必要がないので処理が簡単となる。
【００５６】
こうして帯電ローラ２３１Ｙに所望の帯電バイアスが印加可能となった状態で、画像形成ステーション２Ｙに画像形成動作を実行させて画像を形成する（ステップＳ１０４）。画像の形成が終了すると、当該画像形成動作における感光体２１の稼動量を算出し、ＲＡＭ１０４に保存されている累積稼動量を更新記憶する（ステップＳ１０５）。
【００５７】
上記した帯電バイアスの設定変更は、画像形成動作の実行とは別のタイミングで実行されることが望ましい。というのは、画像形成動作中に帯電バイアスの変更を行うと、感光体２１の表面電位が変動することにより画像濃度や画像品質に影響を与えることがあるからである。したがって、帯電バイアスの変更は、例えば装置の電源が投入された直後や、装置に画像形成指令が与えられていない待機時など、全ての画像形成ステーションにおいて画像形成動作が実行されていないときに行われることが望ましい。また、画像品質を良好に維持するためには、一定の画像形成枚数ごと、あるいは一定時間ごとに帯電バイアスの設定が行われることが望ましい。
【００５８】
しかしながら、この実施形態の画像形成装置は、転写ベルト８１の移動方向に沿って画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋを列状に並べた、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。このような画像形成装置では、各画像形成ステーションによる画像形成動作を併行して行うことができるが、その位置の違いに起因して、動作の進行タイミングが少しずつずれている。そのため、例えば連続して多数枚のカラー画像を形成している場合には、いずれの画像形成ステーションにおいても画像の形成が行われない、より厳密には、静電潜像を形成するための感光体２１の帯電動作が行われないタイミングが必ず存在するとは限らない。このような場合に全ての画像形成ステーションを停止させて帯電バイアスの設定を行うとすると画像形成のスループットを低下させてしまう。これを防止するためには、例えば次のようにすることができる。
【００５９】
図８は帯電バイアス設定の実行タイミングを示すタイミングチャートである。図８に示すように、各画像形成ステーションにおいて帯電動作が行われるタイミングは少しずつずれており、いずれの画像形成ステーションにおいても帯電動作が行われないタイミングが存在しない場合がある。このような場合には、同図に示すように、それぞれの画像形成ステーションにおいて、当該画像形成ステーションに対応する帯電ローラの帯電動作が行われていないときに、当該帯電ローラに対する帯電バイアスの変更設定を行うことが可能である。
【００６０】
その結果、各トナー色についての帯電バイアスの設定はそれぞれ異なったタイミングで実行開始されることになる。この場合、１つのトナー色についての設定は、他のトナー色についての帯電動作の実行中に行われる可能性がある。したがって、帯電バイアスの直流電圧を変更すると、実行中の他のトナー色についての帯電動作に影響を与えることが懸念される。しかしながら、装置の連続使用中において帯電バイアスを大きく変化させることが必要となることはほとんどなく、直流電圧の変化量もさほど大きくないので、このような問題が生じる可能性は極めて少ない。
【００６１】
以上のように、この実施形態では、カラーモードでのみ使用する帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに印加する帯電バイアスのうち交流成分を発生する交流電圧発生器２３２１ＹＭＣをこれらの帯電ローラ間で共通化することにより、装置の小型化・低コスト化を図っている。また、帯電バイアスの直流成分を発生する直流電圧発生器については各帯電ローラに対応して個別に設けることにより、各帯電ローラに対応する各トナー色ごとの感光体２１の表面電位を独立して設定することが可能である。
【００６２】
また、各直流電圧発生器２３２５Ｙ等から出力させる直流電圧については、帯電ローラ２３１Ｙ等に印加すべき目標電圧に、当該電圧発生器に直列接続された直列抵抗２３２４Ｙ等による電圧降下に相当する電圧を加算した値としている。そのため、直列抵抗による電圧降下の影響をうけることなく、所望の直流電圧を各帯電ローラ２３１Ｙ等に印加することができる。
【００６３】
そして、直列抵抗２３２４Ｙ等による電圧降下分については、感光体２１の使用が進むにつれて帯電電流が増加してゆくことに鑑み、感光体２１の累積稼動量が増加するにつれて大きく見積もるようにしている。より具体的には、感光体の累積稼動量および目標電圧と、それに対応する電圧降下分を加算した電圧値とを関連付けたルックアップテーブルを予め用意しておき、このテーブルに基づき直流電圧発生器からの出力電圧を決定する。こうすることにより、帯電電流を検出するための構成を持たなくても、帯電電流に起因して生じる直列抵抗の電圧降下をキャンセルすることができ、しかも、帯電電流の経時変化にも対応することができる。
【００６４】
また、モノクロモードにおいて単独使用されるブラック色については、バイアス発生回路を独立に設けることにより、モノクロモード実行時には他の感光体２１を帯電させずに済むので、感光体２１の長寿命化を図ることができる。
【００６５】
以上説明したように、この実施形態では、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが本発明の「画像形成ステーション」として機能しており、各画像形成ステーションに設けられた感光体２１および帯電ローラ２３１がそれぞれ本発明の「感光体」および「帯電器」として機能している。また、交流電圧発生器２３２１ＹＭＣおよびトランス２３２２ＹＭＣが一体として本発明の「交流バイアス発生手段」として機能する一方、各直流電圧発生器２３２５Ｙ、２３２５Ｍおよび２３２５Ｃがそれぞれ本発明の「直流バイアス発生手段」として機能している。また、この実施形態では、ＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。
【００６６】
また、この実施形態では、各直流電圧発生器２３２５Ｙ等に直列接続された抵抗２３２４Ｙ等が本発明の「直列抵抗」に相当する一方、ルックアップテーブル１０５が本発明の「補正テーブル」に相当している。
【００６７】
また、この実施形態では、本発明の「単独画像形成動作」に相当するモノクロモードで単独使用されるブラック画像形成ステーション２Ｋが本発明の「単独動作用画像形成ステーション」に相当しており、該画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１および帯電ローラ２３１Ｋがそれぞれ本発明の「単独動作用感光体」および「単独動作用帯電器」として機能している。そして、該帯電ローラ２３１Ｋに帯電バイアスを与える交流電圧発生器２３２１Ｋ、トランス２３２２Ｋ、直流電圧発生器２３２５Ｋ等が一体として本発明の「単独動作用バイアス発生手段」として機能している。
【００６８】
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、ブラック用画像形成ステーション２Ｋに帯電バイアスを与えるためのバイアス発生回路を他の色のものとは独立して設けているが、全ての色についてバイアス発生回路を共通化してもよい。
【００６９】
また、上記した実施形態の画像形成装置は、それぞれが感光体を有する４個の画像形成ステーションが中間転写ベルト８１の移動方向に沿って並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置であるが、本発明は、回転自在の現像ロータリーに複数の現像器を装着し、これらを選択的に感光体との対向位置に位置決めして画像を形成する、いわゆるロータリー型の画像形成装置に対しても適用することができる。
【００７０】
また、上記した実施形態の画像形成装置はドラム状の感光体を備える画像形成装置であるが、本発明の静電潜像担持体としては、このようなドラム状のもの以外に、例えばベルト状の感光体を使用してもよい。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部を示す図。
【図３】帯電部の構成を示す図。
【図４】一次転写位置を示す図。
【図５】帯電部の電気的構成を示す図。
【図６】直流電圧発生器の回路例を示す図。
【図７】画像形成指令が与えられたときの動作を示すフローチャート。
【図８】ルックアップテーブルの例を示す図。
【図９】帯電バイアス設定の実行タイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７３】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ…画像形成ステーション（画像形成ステーション）、 ２Ｋ…画像形成ステーション（単独動作用画像形成ステーション）、 ２１…感光体、 ８１…転写ベルト、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 １０５…ルックアップテーブル（補正テーブル）、 ２３１…帯電ローラ（帯電器）、 ２３１Ｋ…帯電ローラ（単独動作用帯電器）、 ２３２１ＹＭＣ…交流電圧発生器（交流バイアス発生手段）、 ２３２２ＹＭＣ…トランス（交流バイアス発生手段）、 ２３２４Ｙ，２３２４Ｍ，２３２４Ｃ…抵抗（直列抵抗）、 ２３２５Ｙ，２３２５Ｍ，２３２５Ｃ…直流電圧発生器（直流バイアス発生手段）、 ２３２１Ｋ…交流電圧発生器（単独動作用バイアス発生手段）、 ２３２２Ｋ…トランス（単独動作用バイアス発生手段）、 ２３２５Ｋ…直流電圧発生器（単独動作用バイアス発生手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体および該感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための帯電器をそれぞれ有し、前記帯電器により帯電させた前記感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成動作を実行する複数の画像形成ステーションと、
前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、当該帯電器に与える帯電バイアスの直流成分としての直流電圧を発生する複数の直流バイアス発生手段と、
前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の帯電器と当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段とを１対１の関係でそれぞれ電気的に接続する複数の直列抵抗と、
前記各帯電器に与える帯電バイアスの交流成分としての交流電圧を発生する交流バイアス発生手段と、
前記各直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を制御する制御手段と
を備え、
前記複数の帯電器のそれぞれには、当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段から当該帯電器に対応する前記直列抵抗を介して出力される直流電圧と、前記交流バイアス発生手段から出力される交流電圧とが重畳されて前記帯電バイアスとして印加され、
前記制御手段は、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、
前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴と、それに対応する前記直流バイアス発生手段の出力電圧とを関連付けた補正テーブルを予め有しており、該補正テーブルに基づき前記直流バイアス発生手段の出力電圧値を設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴をその稼働時間によって判定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴を画像形成枚数によって判定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記各画像形成ステーションは、前記画像形成動作として互いにプロセス速度の異なる複数の動作モードを選択的に実行可能となっており、
前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記補正による補正量を異ならせる請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記稼動履歴に基づき求められる前記感光体の稼動量が増加するにつれて、前記直流バイアス発生手段の出力電圧の絶対値を増加させる請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の画像形成ステーションとは別に、単独動作用感光体および該単独動作用感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための単独動作用帯電器を有し、前記複数の画像形成ステーションを稼動させない状態で前記単独動作用帯電器により帯電させた前記単独動作用感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像を顕像化してモノクロ画像を形成する単独画像形成動作を実行する単独動作用画像形成ステーションと、前記単独動作用帯電器に直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する単独動作用バイアス発生手段をさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の感光体のそれぞれに対応して設けた帯電器により、前記各感光体をそれぞれ所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像をそれぞれトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法において、
直流電圧を発生する直流バイアス発生手段を前記複数の帯電器それぞれに対応して複数設けるとともに、前記各直流バイアス発生手段からの直流電圧をそれぞれ直列抵抗を介して交流電圧を発生する交流バイアス発生手段からの交流電圧に重畳し帯電バイアスとして前記各帯電器に印加し、
前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、
前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正する
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
感光体および該感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための帯電器をそれぞれ有し、前記帯電器により帯電させた前記感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成動作を実行する複数の画像形成ステーションと、
前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、当該帯電器に与える帯電バイアスの直流成分としての直流電圧を発生する複数の直流バイアス発生手段と、
前記複数の帯電器のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の帯電器と当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段とを１対１の関係でそれぞれ電気的に接続する複数の直列抵抗と、
前記各帯電器に与える帯電バイアスの交流成分としての交流電圧を発生する交流バイアス発生手段と、
前記各直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を制御する制御手段と
を備え、
前記複数の帯電器のそれぞれには、当該帯電器に対応する前記直流バイアス発生手段から当該帯電器に対応する前記直列抵抗を介して出力される直流電圧と、前記交流バイアス発生手段から出力される交流電圧とが重畳されて前記帯電バイアスとして印加され、
前記制御手段は、前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、
前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴と、それに対応する前記直流バイアス発生手段の出力電圧とを関連付けた補正テーブルを予め有しており、該補正テーブルに基づき前記直流バイアス発生手段の出力電圧値を設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴をその稼働時間によって判定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記感光体の稼動履歴を画像形成枚数によって判定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記各画像形成ステーションは、前記画像形成動作として互いにプロセス速度の異なる複数の動作モードを選択的に実行可能となっており、
前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記補正による補正量を異ならせる請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記稼動履歴に基づき求められる前記感光体の稼動量が増加するにつれて、前記直流バイアス発生手段の出力電圧の絶対値を増加させる請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の画像形成ステーションとは別に、単独動作用感光体および該単独動作用感光体表面を所定の表面電位に帯電させるための単独動作用帯電器を有し、前記複数の画像形成ステーションを稼動させない状態で前記単独動作用帯電器により帯電させた前記単独動作用感光体表面に静電潜像を形成するとともに該静電潜像を顕像化してモノクロ画像を形成する単独画像形成動作を実行する単独動作用画像形成ステーションと、前記単独動作用帯電器に直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する単独動作用バイアス発生手段をさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の感光体のそれぞれに対応して設けた帯電器により、前記各感光体をそれぞれ所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成し、該静電潜像をそれぞれトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法において、
直流電圧を発生する直流バイアス発生手段を前記複数の帯電器それぞれに対応して複数設けるとともに、前記各直流バイアス発生手段からの直流電圧をそれぞれ直列抵抗を介して交流電圧を発生する交流バイアス発生手段からの交流電圧に重畳し帯電バイアスとして前記各帯電器に印加し、
前記直流バイアス発生手段のそれぞれについて、該直流バイアス発生手段が出力する直流電圧の電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器に印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と、当該帯電器に流れる直流電流に起因して当該帯電器に対応する前記直列抵抗に生じる電圧降下に相当する電圧とを加算した電圧値に設定し、しかも、
前記電圧降下に相当する電圧値を、当該直流バイアス発生手段に対応する前記帯電器により帯電させる前記感光体の稼動履歴に応じて補正する
ことを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２２４９９４（Ｐ２００８−２２４９９４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６２４３１（Ｐ２００７−６２４３１）
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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