画像形成装置及びその制御方法
【課題】複数の帯電ローラにＤＣ電圧とＡＣ電圧とを重畳して印加するタイプの画像形成装置において、複数の帯電ローラに、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を過不足なく印加できるようにする。
【手段】画像形成装置はカラー用の３つの作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃを有しており、これらの帯電ローラ１６には個別のＤＣ電源２８からＤＣ電圧が印加されると共に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧が重畳して印加される。各ＤＣ電源回路３２には電流計３３が配置されており、電流計３３の計測値に基づいてＤＣ電源２８に流入する飽和流入電流値が演算される。そして、最も高い飽和流入電流値が維持されるようにＡＣ電源の出力を設定する。ＡＣ電源から必要最小限のＡＣ電圧が印加されるため、放電や部材損耗といった弊害が生じず、高品質の画像を確保できる。
【手段】画像形成装置はカラー用の３つの作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃを有しており、これらの帯電ローラ１６には個別のＤＣ電源２８からＤＣ電圧が印加されると共に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧が重畳して印加される。各ＤＣ電源回路３２には電流計３３が配置されており、電流計３３の計測値に基づいてＤＣ電源２８に流入する飽和流入電流値が演算される。そして、最も高い飽和流入電流値が維持されるようにＡＣ電源の出力を設定する。ＡＣ電源から必要最小限のＡＣ電圧が印加されるため、放電や部材損耗といった弊害が生じず、高品質の画像を確保できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関する。より詳しくは、画像プロセス部（一次転写部）に複数の帯電ローラを有する画像形成装置とその制御方法に関するものである。ここに、画像形成装置には、複写機やプリンタ、ファクシミリのような印刷機能を有する単機能機、或いは、プリント機能や読取機能や通信機能等の複数の機能を併有する複合機など、印刷機能を有する様々の装置・機器が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
トナーを使用した電子写真方式の画像形成装置では、画像プロセス部でトナー担持体にトナー像を一次転写し、次いで、所定方向に搬送されるシート体（記録媒体）にトナー担持体を接触させることで画像をシート体に二次転写し、次いで、シート体に転写された画像を定着部で定着させている。
【０００３】
そして、カラー対応の画像形成装置ではトナー担持体として一般に中間転写ベルトが使用されており、中間転写ベルトを周回させつつその表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を各作像ユニットから一次転写している。各作像ユニットは感光体ドラムを有しており、感光体ドラムの表面にむらなく帯電させてから現像してトナー像を形成し、次いで、トナー像を感光体ドラムから中間転写ベルトに転写させている。
【０００４】
感光体ドラムへの帯電手法としては、コロナ放電を利用した非接触タイプと帯電ローラや帯電ブレード等を使用した接触式タイプとがあるが、コロナ放電方式は電圧が非常に高い問題やオゾンが発生しやすい問題やコストが嵩む問題等があり、このため、近年は帯電ローラを使用した接触式タイプが主流になっている。
【０００５】
帯電ローラへの帯電方式としては、ＤＣ電源から直流電圧を印加するＤＣ帯電方式と、プラス・マイナス側への放電を交互に繰り返して印加する交流帯電方式とがあるが、ＤＣ帯電方式のみでは感光体ドラムへの帯電の均一性に劣る等の問題がある一方、ＡＣ帯電方式のみでは放電量が増えて感光体ドラムの膜が劣化しやすい問題や放電に起因して画像流れが生じる等の問題がある。そこで、帯電ローラにＤＣ電圧とＡＣ電圧とを重畳して印加し、ＡＣ電源の出力を調節して必要最小限度の印加出力を保持することが行われている。
【０００６】
このように複数の帯電ローラに１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加するにおいて、特許文献１には、イエローとマゼンタとシアンの３つのカラー用作像ユニット群と黒専用作像ユニットとに１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加する構成において、ＡＣ電圧がすべての作像ユニットに印加される状態と黒専用作像ユニットのみに印加される状態とに切り換えることが開示されている。この特許文献１の構成によると、各作像ユニットごとにＡＣ電源を設ける必要がないため構造が簡単になる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２２０９５５号公報（特に図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、特許文献１ではカラー対応の３つの作像ユニットには同じ量の電流が流れるが、作像ユニットで使用される帯電ローラ等の部材は電気的特性が全く同一とは言えず、製造段階での誤差や使用に伴う損耗等によって電気的特性が僅かながら相違することがあるため、特許文献１の構成では各作像ユニットに適切な値の交流電圧を印加できない可能性があった。
【０００９】
更に述べると、特許文献１の構成でも、各作像ユニットに流れる電流のバラツキを考慮し、各作像ユニットで常に所定電圧が確保されるようにＡＣ電源の印加出力を高めに設定しておけばよいと考えられるが、この場合はいずれかの作像ユニットに電流が必要以上に流れて消費電力のアップや感光体ドラムの損耗を招来したり放電による弊害が発生したりするおそれがあり、さりとてＡＣ電源の印加出力を低めに設定しておくと電圧不足によって画像が不鮮明になる可能性がある。
【００１０】
また、各作像ユニットでは下流側の負荷の変動によって個々の作像ユニットを流れる電流量（抵抗）が変化することが有り得るが、特許文献１ではこのような負荷変動に起因した電流量の変化に対応することができない点も問題である。
【００１１】
本願発明は、このような現状を改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明に係る画像形成装置は、トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧が印加されると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧がそれぞれ重畳して印加される構成であって、前記ＡＣ電源の出力を変化させたときに前記各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を個々のＤＣ電源ごとに検知できるＤＣ電流個別検知手段が備えられており、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定する。
【００１３】
本願発明では、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も高い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定するように制御されてもよく、或いは、最も低い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定するように制御されてもよい。
【００１４】
さらに本願発明では、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求めると共に、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧を求め、各飽和対応電圧のうちの最も高い電圧を出力設定値として選択するように制御されてもよい。
【００１５】
本願発明は画像形成装置の制御方法も含んでいる。この制御方法は、トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加すると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧をそれぞれ重畳して印加するにおいて、前記個々のＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を検知し、前記各ＤＣ電流量の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によると、各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を検知してこの検知結果に基づいてＡＣ電圧の出力値を制御するものであるため、帯電部材の電気的特性が製造誤差に起因して相違していたり、負荷変動によって帯電部材を流れる電流量（抵抗）が変化したりしても、各帯電部材に所定のＡＣ電圧が印加されるように的確に制御できる。
【００１７】
つまり、ＡＣ電圧の出力を変化させると各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流の値は変化するが、本願発明では、個々のＤＣ電源ごとに流入するＤＣ電流量を検知して制御するものであるため、各帯電部材で必要とするＡＣ電流の出力値を正確に設定できるのであり、また、様々な要因によって各帯電部材の箇所で条件が変化してもこれを的確に検知してＡＣ電圧の出力制御にフィードバックできるため、リアルタイム性に優れている。
【００１８】
従って、複数の帯電部材に１つのＡＣ電圧から電圧を印加することで構造を簡素化するという利点を享受しつつ、各帯電部材への印加電圧を過不足のない適切な値に制御して高画質を確保できると共に、過電流による部材の耐久性低下を防止又は著しく抑制できる。
【００１９】
本願発明において、各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も高いか又は最も低い飽和流入電流値に基づいてＡＣ電圧の出力値を設定してもよい。この構成によれば、演算工程が簡素化されるため応答性に優れる利点がある。
【００２０】
各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求めると共に、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧を求め、各飽和対応ＡＣ電圧のうち最も高い電圧を出力設定値として選択した場合には、各飽和流入電流値とＡＣ電圧との関係に関わらず、ＡＣ電圧は各電源回路の飽和流入電流値を保持できる出力になっているつため、より安定性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略断面図である。
【図２】機能ブロック図である。
【図３】各作像ユニットごとの特性を示すグラフである。
【図４】制御手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本願発明はプリンタに適用している。まず図１に示す全体の概要から説明する。
【００２３】
(1).プリンタの概要
図１に示すように、プリンタは、上下２段の給紙カセット１，２、給紙カセット１，２の上方に配置された画像プロセス部３、画像プロセス部３の上方に形成された排紙トレイ４、用紙Ｐを給紙カセット１，２から排紙トレイ４に向けて搬送する搬送路（給送部）５を有している。排紙トレイ４はプリンタの外面を構成する本体ケース６の上面に露出しており、本体ケース６の上面には操作部７も設けている。
【００２４】
プリンタはフルカラー対応であり、そこで、画像プロセス部３はイエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４つの色に対応して、４つの作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋと、４つのトナー貯蔵ユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを備えている。４つの作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、イエロー作像ユニット８Ｙが搬送路５から最も離れてブラック作像ユニット８Ｋが搬送路５に近づくように並んでおり、これら作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋから中間転写ベルト１０にトナー画像が一次転写される。
【００２５】
中間転写ベルト１０は、搬送路５に近接して配置された駆動ローラ１１とイエロー作像部８Ｙの外側に配置した従動ローラ１２とに巻き掛けされており、中間転写ベルト１０に担持されたトナー像は用紙Ｐに二次転写される。用紙Ｐは二次転写ローラ１３で中間転写ベルト１０に押圧される。
【００２６】
各作像部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、感光体ドラム１５、帯電ローラ（帯電部材）１６、現像器１７などを備えており、感光体ドラム１５の表面には帯電ローラ１６によってむらなく帯電せしめられる。感光体ドラム１５の帯電層には露光部１８から画像信号に基づいてレーザー光が照射されて感光体ドラム１５に静電潜像が形成される。
【００２７】
現像器１７は現像ローラ１７ａを有しており、現像ローラ１７ａには直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが印加されている。そして、感光体ドラム１５の表面に形成された静電潜像が現像バイアスの作用によってトナーで現像され、これにより、感光体ドラム１５の表面にトナー像が形成される。トナー像は中間転写ベルト１０に転写される。中間転写ベルト１０に転移せずに感光体ドラム１５に残ったトナーは、クリーナー１９で除去される。
【００２８】
搬送路５は一対のガイド体２０で構成されており、給紙トレイ１，２に堆積した用紙Ｐはピックアップローラ２１で１枚ずつ搬送路５に繰り出される。搬送路５のうち両給紙カセット１，２よりも下流側で二次転写ローラ１３よりも上流側の部位には、中間転写ベルト１０のトナー像と用紙Ｐの送りを正確に同期させるためのタイミングローラ２３の対が配置されている。トナー像を中間転写ベルト１０から二次転写された用紙Ｐは定着ローラ２５と加圧ローラ２６とで挟圧され、次いで、排紙ローラ２７で排紙トレイ４に排出される。
【００２９】
(2).要部の説明
次、図２を参照して本実施形態の要部を説明する。本実施形態では、各作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋの帯電ローラ１６にはそれぞれ個別のＤＣ電源２８からＤＣ電圧が印加され、更に、イエロー作像ユニット８Ｙとマゼンタ作像ユニット８Ｍとシアン作像ユニット８Ｃとの各帯電ローラ１６には１つのカラー用ＡＣ電源２９からＡＣ電圧が印加される。カラー用ＡＣ電源２９の出力は図示しないトランス手段によって調節できる。ブラック作像ユニット８Ｋには専用のブラック用ＡＣ電源３０からＡＣ電圧が印加されている。ブラック用ＡＣ電源３０の出力を調節可能である。
【００３０】
ＤＣ電源２８はそれぞれアース（機枠）３１に結線されており、イエロー作像ユニット８Ｙとマゼンタ作像ユニット８Ｍとシアン作像ユニット８Ｃとの三者については、それぞれＤＣ電源２８とアース（機枠）３１とを結ぶ直流回路３２に、ＤＣ電流個別検知手段の一例として電流計３３を介在させている（電流計３３に代えて電圧計を使用することも可能である。）。これにより、カラー用ＡＣ電源２９の出力が変化したときに、カラー用のＤＣ電源２８に流入する電流量を検知（測定）できる。
【００３１】
各電流計３３は制御部（コントローラ）３４に接続されており、電流計３３の検知信号が制御部３４で処理され（演算され）、その処理結果に基づいてカラー用ＡＣ電源２９の出力が設定される。なお、電流計３３や制御部３４は画像プロセス部３に独立して配置することも可能であるが、プリンタを全体的に統括する制御部に組み込むのが一般的であると言える。
【００３２】
図２では、便宜的に、イエロー作像ユニット８ＹのＤＣ電源２８に流入するＤＣ電流量を矢印３５Ｙで示し、マゼンタ作像ユニット８ＭのＤＣ電源２８に流入するＤＣ電流量を３５Ｍで示し、シアン作像ユニット８ＣのＤＣ電源２８に流入するＤＣ電流量を３５Ｃで示しており、更に、カラー用ＡＣ電源２９からカラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃの帯電ローラ１６に印加されるＡＣ電圧の出力値をＶＡで示している。
【００３３】
他方、図３では各カラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８ＣにおいてＤＣ電源２８に流入する電流量とＡＣ電圧値との関係を示している。この図３から、ＡＣ電圧を印加してもＤＣ電流が増加しない飽和領域があること、各カラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃによって飽和のタイミンが相違すること、及び、各ユニットにおいて飽和流入電流値３５Ｙ′，３５Ｍ′，３５Ｃ′が相違することが判る。これは、製造に際しての部材の条件の違いで電気的特性が相違したり、下流側での（感光体ドラム１５の側での）抵抗等が相違するためと解される。
【００３４】
図３ではシアン作像ユニット８Ｃの飽和流入電流値３５Ｃ′が最も高くて、マゼンタ作像ユニット８Ｍの飽和流入電流値３５Ｍ′が最も低く、イエロー作像ユニット８Ｙの飽和流入電流値３５Ｙ′が中間に位置しているが、三者の高低の関係や乖離値は個々の装置ごとに相違している。
【００３５】
そして、本実施形態では、カラー用ＡＣ電源２９の出力を、最も飽和流入電流値が高いシアン作像ユニット８Ｃの数値３５Ｃ′に合わせて行う。すなわち、シアン作像ユニット８ＣにおけるＤＣ電源２８への流入電流量３５Ｃが飽和流入電流値３５Ｃ′に対応した出力ＶＡ′になるように、カラー用ＡＣ電源２９からの印加出力を設定する。これにより、各作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃに必要最小限の電流を印加しつつ高画質の画像を形成できる。
【００３６】
(3).フローチャートの説明
次に、上記した制御態様が表示されている図４のフローチャートを説明する（なお、以下では特に必要がない限りブラック作像ユニット８Ｋは捨象し、カラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃについてのみ説明する。）。
【００３７】
まず、プリンタの本体が起動された後、各作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃの帯電ローラ１６にそれぞれＤＣ電源２８とＡＣ電圧２９からＤＣ電圧とＡＣ電圧とが印加される（ステップＳ１）。次いで、電流計３３による流入電流値測定が開始され（ステップＳ２）、各ＤＣ電源回路３２ごとに飽和流入電流値３５Ｙ′，３５Ｍ′，３５Ｃ′が演算される（ステップＳ３）。
【００３８】
飽和流入電流値の演算は、例えば、電流値を所定の単位時間ごとにプロットし、比較回路によって単位時間ごとの電流値の増加率を計算（減算）していけば良いのであり、増加率がゼロ又はそれに近い状態になった点での電流値を飽和流入電流値として設定すればよい。すなわち、飽和流入電流値は、ＤＣ電源への流入電流量とＡＣ電圧の関係において、流入電流量が飽和する範囲において対応するＡＣ電圧の値が最小となる流入電流の値として設定すればよい。
【００３９】
各ＤＣ電源回路３２ごとの飽和流入電流値を演算したら、３つの値から最も大きい値を選択し（ステップＳ４）、選択した飽和流入電流値に対応するＡＣ電圧の値をＡＣ電源の設定出力として設定する（ステップＳ５）。各飽和流入電流値３５Ｙ′，３５Ｍ′，３５Ｃ′と対のデータとしてＡＣ電圧の出力値が記憶装置に記憶されており、最も高い飽和流入電流値３５Ｃ′に対応したＡＣ電圧出力値ＶＡＣをＡＣ電圧の出力値に設定し、ＡＣ電圧がかかる設定値に維持されるように変圧手段（トランス）を制御する（ステップＳ６）。
【００４０】
以上の実施形態では、各飽和流入電流値のうちの最も大きい値に対応するＡＣ電圧の値を設定値としたが、最も小さい値に対応するＡＣ電圧の値を設定値としてもよく、これによっても、簡素な演算工程による優れた応答性を得ることができる。また、設定するＡＣ電圧の出力値として、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧のうちの最も高い値を設定してもよい。この場合には、各飽和流入電流値とＡＣ電圧との関係に関わらず、ＡＣ電圧は各電源回路の飽和流入電流値を保持できる出力になっているため、より安定性が高くなる。
【００４１】
図４に示すＡＣ電源の制御は、操作ボタンの押し操作や外部機器（例えばパソコン）からの信号等によって印刷開始（ジョブ）が指示されたタイミングで実行されてもよい。また、１ジョブについて１回のみの設定で対応することが可能である。さらに、所定時間経過するごとに電流の検知（ステップＳ２）からＡＣ電圧の制御（ステップＳ６）までのフローを繰り返し行うことも可能である。
【００４２】
所定時間ごとに検知〜設定を繰り返すのではなく、電流計３３からは常にデータを取り込んで飽和流入電流値は所定時間ごとに演算し、飽和流入電流値が所定の設定値より大きく変動した場合のみＡＣ電圧の出力変更を行うことも可能である。
【００４３】
また、本実施形態ではカラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃとブラック作像ユニット８Ｋとで別々のＡＣ電源２９，３０を使用しているが、全作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋに１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を出力することも可能である。トナー担持体として感光体ドラムに代えてベルト（一次転写ベルト）を使用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本願発明はプリンタや複合機等の画像形成装置に適用して有用性を発揮する。従って産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
３ 画像プロセス部
１０ 中間転写ベルト
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ カラー用作像ユニット
８Ｋ ブラック作像ユニット
１５ 感光体ドラム
１６ 帯電ローラ
１７ 現像部
１９ クリーナ
２８ ＤＣ電源
２９ カラー用ＡＣ電源
３０ ブラック用ＡＣ電源
３１ アース
３２ ＤＣ電源回路
３３ 電流計（ＤＣ電流個別検知手段）
３４ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関する。より詳しくは、画像プロセス部（一次転写部）に複数の帯電ローラを有する画像形成装置とその制御方法に関するものである。ここに、画像形成装置には、複写機やプリンタ、ファクシミリのような印刷機能を有する単機能機、或いは、プリント機能や読取機能や通信機能等の複数の機能を併有する複合機など、印刷機能を有する様々の装置・機器が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
トナーを使用した電子写真方式の画像形成装置では、画像プロセス部でトナー担持体にトナー像を一次転写し、次いで、所定方向に搬送されるシート体（記録媒体）にトナー担持体を接触させることで画像をシート体に二次転写し、次いで、シート体に転写された画像を定着部で定着させている。
【０００３】
そして、カラー対応の画像形成装置ではトナー担持体として一般に中間転写ベルトが使用されており、中間転写ベルトを周回させつつその表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を各作像ユニットから一次転写している。各作像ユニットは感光体ドラムを有しており、感光体ドラムの表面にむらなく帯電させてから現像してトナー像を形成し、次いで、トナー像を感光体ドラムから中間転写ベルトに転写させている。
【０００４】
感光体ドラムへの帯電手法としては、コロナ放電を利用した非接触タイプと帯電ローラや帯電ブレード等を使用した接触式タイプとがあるが、コロナ放電方式は電圧が非常に高い問題やオゾンが発生しやすい問題やコストが嵩む問題等があり、このため、近年は帯電ローラを使用した接触式タイプが主流になっている。
【０００５】
帯電ローラへの帯電方式としては、ＤＣ電源から直流電圧を印加するＤＣ帯電方式と、プラス・マイナス側への放電を交互に繰り返して印加する交流帯電方式とがあるが、ＤＣ帯電方式のみでは感光体ドラムへの帯電の均一性に劣る等の問題がある一方、ＡＣ帯電方式のみでは放電量が増えて感光体ドラムの膜が劣化しやすい問題や放電に起因して画像流れが生じる等の問題がある。そこで、帯電ローラにＤＣ電圧とＡＣ電圧とを重畳して印加し、ＡＣ電源の出力を調節して必要最小限度の印加出力を保持することが行われている。
【０００６】
このように複数の帯電ローラに１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加するにおいて、特許文献１には、イエローとマゼンタとシアンの３つのカラー用作像ユニット群と黒専用作像ユニットとに１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加する構成において、ＡＣ電圧がすべての作像ユニットに印加される状態と黒専用作像ユニットのみに印加される状態とに切り換えることが開示されている。この特許文献１の構成によると、各作像ユニットごとにＡＣ電源を設ける必要がないため構造が簡単になる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２２０９５５号公報（特に図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、特許文献１ではカラー対応の３つの作像ユニットには同じ量の電流が流れるが、作像ユニットで使用される帯電ローラ等の部材は電気的特性が全く同一とは言えず、製造段階での誤差や使用に伴う損耗等によって電気的特性が僅かながら相違することがあるため、特許文献１の構成では各作像ユニットに適切な値の交流電圧を印加できない可能性があった。
【０００９】
更に述べると、特許文献１の構成でも、各作像ユニットに流れる電流のバラツキを考慮し、各作像ユニットで常に所定電圧が確保されるようにＡＣ電源の印加出力を高めに設定しておけばよいと考えられるが、この場合はいずれかの作像ユニットに電流が必要以上に流れて消費電力のアップや感光体ドラムの損耗を招来したり放電による弊害が発生したりするおそれがあり、さりとてＡＣ電源の印加出力を低めに設定しておくと電圧不足によって画像が不鮮明になる可能性がある。
【００１０】
また、各作像ユニットでは下流側の負荷の変動によって個々の作像ユニットを流れる電流量（抵抗）が変化することが有り得るが、特許文献１ではこのような負荷変動に起因した電流量の変化に対応することができない点も問題である。
【００１１】
本願発明は、このような現状を改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明に係る画像形成装置は、トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧が印加されると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧がそれぞれ重畳して印加される構成であって、前記ＡＣ電源の出力を変化させたときに前記各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を個々のＤＣ電源ごとに検知できるＤＣ電流個別検知手段が備えられており、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定する。
【００１３】
本願発明では、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も高い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定するように制御されてもよく、或いは、最も低い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定するように制御されてもよい。
【００１４】
さらに本願発明では、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求めると共に、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧を求め、各飽和対応電圧のうちの最も高い電圧を出力設定値として選択するように制御されてもよい。
【００１５】
本願発明は画像形成装置の制御方法も含んでいる。この制御方法は、トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加すると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧をそれぞれ重畳して印加するにおいて、前記個々のＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を検知し、前記各ＤＣ電流量の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によると、各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を検知してこの検知結果に基づいてＡＣ電圧の出力値を制御するものであるため、帯電部材の電気的特性が製造誤差に起因して相違していたり、負荷変動によって帯電部材を流れる電流量（抵抗）が変化したりしても、各帯電部材に所定のＡＣ電圧が印加されるように的確に制御できる。
【００１７】
つまり、ＡＣ電圧の出力を変化させると各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流の値は変化するが、本願発明では、個々のＤＣ電源ごとに流入するＤＣ電流量を検知して制御するものであるため、各帯電部材で必要とするＡＣ電流の出力値を正確に設定できるのであり、また、様々な要因によって各帯電部材の箇所で条件が変化してもこれを的確に検知してＡＣ電圧の出力制御にフィードバックできるため、リアルタイム性に優れている。
【００１８】
従って、複数の帯電部材に１つのＡＣ電圧から電圧を印加することで構造を簡素化するという利点を享受しつつ、各帯電部材への印加電圧を過不足のない適切な値に制御して高画質を確保できると共に、過電流による部材の耐久性低下を防止又は著しく抑制できる。
【００１９】
本願発明において、各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も高いか又は最も低い飽和流入電流値に基づいてＡＣ電圧の出力値を設定してもよい。この構成によれば、演算工程が簡素化されるため応答性に優れる利点がある。
【００２０】
各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求めると共に、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧を求め、各飽和対応ＡＣ電圧のうち最も高い電圧を出力設定値として選択した場合には、各飽和流入電流値とＡＣ電圧との関係に関わらず、ＡＣ電圧は各電源回路の飽和流入電流値を保持できる出力になっているつため、より安定性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略断面図である。
【図２】機能ブロック図である。
【図３】各作像ユニットごとの特性を示すグラフである。
【図４】制御手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本願発明はプリンタに適用している。まず図１に示す全体の概要から説明する。
【００２３】
(1).プリンタの概要
図１に示すように、プリンタは、上下２段の給紙カセット１，２、給紙カセット１，２の上方に配置された画像プロセス部３、画像プロセス部３の上方に形成された排紙トレイ４、用紙Ｐを給紙カセット１，２から排紙トレイ４に向けて搬送する搬送路（給送部）５を有している。排紙トレイ４はプリンタの外面を構成する本体ケース６の上面に露出しており、本体ケース６の上面には操作部７も設けている。
【００２４】
プリンタはフルカラー対応であり、そこで、画像プロセス部３はイエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４つの色に対応して、４つの作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋと、４つのトナー貯蔵ユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを備えている。４つの作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、イエロー作像ユニット８Ｙが搬送路５から最も離れてブラック作像ユニット８Ｋが搬送路５に近づくように並んでおり、これら作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋから中間転写ベルト１０にトナー画像が一次転写される。
【００２５】
中間転写ベルト１０は、搬送路５に近接して配置された駆動ローラ１１とイエロー作像部８Ｙの外側に配置した従動ローラ１２とに巻き掛けされており、中間転写ベルト１０に担持されたトナー像は用紙Ｐに二次転写される。用紙Ｐは二次転写ローラ１３で中間転写ベルト１０に押圧される。
【００２６】
各作像部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、感光体ドラム１５、帯電ローラ（帯電部材）１６、現像器１７などを備えており、感光体ドラム１５の表面には帯電ローラ１６によってむらなく帯電せしめられる。感光体ドラム１５の帯電層には露光部１８から画像信号に基づいてレーザー光が照射されて感光体ドラム１５に静電潜像が形成される。
【００２７】
現像器１７は現像ローラ１７ａを有しており、現像ローラ１７ａには直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが印加されている。そして、感光体ドラム１５の表面に形成された静電潜像が現像バイアスの作用によってトナーで現像され、これにより、感光体ドラム１５の表面にトナー像が形成される。トナー像は中間転写ベルト１０に転写される。中間転写ベルト１０に転移せずに感光体ドラム１５に残ったトナーは、クリーナー１９で除去される。
【００２８】
搬送路５は一対のガイド体２０で構成されており、給紙トレイ１，２に堆積した用紙Ｐはピックアップローラ２１で１枚ずつ搬送路５に繰り出される。搬送路５のうち両給紙カセット１，２よりも下流側で二次転写ローラ１３よりも上流側の部位には、中間転写ベルト１０のトナー像と用紙Ｐの送りを正確に同期させるためのタイミングローラ２３の対が配置されている。トナー像を中間転写ベルト１０から二次転写された用紙Ｐは定着ローラ２５と加圧ローラ２６とで挟圧され、次いで、排紙ローラ２７で排紙トレイ４に排出される。
【００２９】
(2).要部の説明
次、図２を参照して本実施形態の要部を説明する。本実施形態では、各作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋの帯電ローラ１６にはそれぞれ個別のＤＣ電源２８からＤＣ電圧が印加され、更に、イエロー作像ユニット８Ｙとマゼンタ作像ユニット８Ｍとシアン作像ユニット８Ｃとの各帯電ローラ１６には１つのカラー用ＡＣ電源２９からＡＣ電圧が印加される。カラー用ＡＣ電源２９の出力は図示しないトランス手段によって調節できる。ブラック作像ユニット８Ｋには専用のブラック用ＡＣ電源３０からＡＣ電圧が印加されている。ブラック用ＡＣ電源３０の出力を調節可能である。
【００３０】
ＤＣ電源２８はそれぞれアース（機枠）３１に結線されており、イエロー作像ユニット８Ｙとマゼンタ作像ユニット８Ｍとシアン作像ユニット８Ｃとの三者については、それぞれＤＣ電源２８とアース（機枠）３１とを結ぶ直流回路３２に、ＤＣ電流個別検知手段の一例として電流計３３を介在させている（電流計３３に代えて電圧計を使用することも可能である。）。これにより、カラー用ＡＣ電源２９の出力が変化したときに、カラー用のＤＣ電源２８に流入する電流量を検知（測定）できる。
【００３１】
各電流計３３は制御部（コントローラ）３４に接続されており、電流計３３の検知信号が制御部３４で処理され（演算され）、その処理結果に基づいてカラー用ＡＣ電源２９の出力が設定される。なお、電流計３３や制御部３４は画像プロセス部３に独立して配置することも可能であるが、プリンタを全体的に統括する制御部に組み込むのが一般的であると言える。
【００３２】
図２では、便宜的に、イエロー作像ユニット８ＹのＤＣ電源２８に流入するＤＣ電流量を矢印３５Ｙで示し、マゼンタ作像ユニット８ＭのＤＣ電源２８に流入するＤＣ電流量を３５Ｍで示し、シアン作像ユニット８ＣのＤＣ電源２８に流入するＤＣ電流量を３５Ｃで示しており、更に、カラー用ＡＣ電源２９からカラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃの帯電ローラ１６に印加されるＡＣ電圧の出力値をＶＡで示している。
【００３３】
他方、図３では各カラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８ＣにおいてＤＣ電源２８に流入する電流量とＡＣ電圧値との関係を示している。この図３から、ＡＣ電圧を印加してもＤＣ電流が増加しない飽和領域があること、各カラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃによって飽和のタイミンが相違すること、及び、各ユニットにおいて飽和流入電流値３５Ｙ′，３５Ｍ′，３５Ｃ′が相違することが判る。これは、製造に際しての部材の条件の違いで電気的特性が相違したり、下流側での（感光体ドラム１５の側での）抵抗等が相違するためと解される。
【００３４】
図３ではシアン作像ユニット８Ｃの飽和流入電流値３５Ｃ′が最も高くて、マゼンタ作像ユニット８Ｍの飽和流入電流値３５Ｍ′が最も低く、イエロー作像ユニット８Ｙの飽和流入電流値３５Ｙ′が中間に位置しているが、三者の高低の関係や乖離値は個々の装置ごとに相違している。
【００３５】
そして、本実施形態では、カラー用ＡＣ電源２９の出力を、最も飽和流入電流値が高いシアン作像ユニット８Ｃの数値３５Ｃ′に合わせて行う。すなわち、シアン作像ユニット８ＣにおけるＤＣ電源２８への流入電流量３５Ｃが飽和流入電流値３５Ｃ′に対応した出力ＶＡ′になるように、カラー用ＡＣ電源２９からの印加出力を設定する。これにより、各作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃに必要最小限の電流を印加しつつ高画質の画像を形成できる。
【００３６】
(3).フローチャートの説明
次に、上記した制御態様が表示されている図４のフローチャートを説明する（なお、以下では特に必要がない限りブラック作像ユニット８Ｋは捨象し、カラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃについてのみ説明する。）。
【００３７】
まず、プリンタの本体が起動された後、各作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃの帯電ローラ１６にそれぞれＤＣ電源２８とＡＣ電圧２９からＤＣ電圧とＡＣ電圧とが印加される（ステップＳ１）。次いで、電流計３３による流入電流値測定が開始され（ステップＳ２）、各ＤＣ電源回路３２ごとに飽和流入電流値３５Ｙ′，３５Ｍ′，３５Ｃ′が演算される（ステップＳ３）。
【００３８】
飽和流入電流値の演算は、例えば、電流値を所定の単位時間ごとにプロットし、比較回路によって単位時間ごとの電流値の増加率を計算（減算）していけば良いのであり、増加率がゼロ又はそれに近い状態になった点での電流値を飽和流入電流値として設定すればよい。すなわち、飽和流入電流値は、ＤＣ電源への流入電流量とＡＣ電圧の関係において、流入電流量が飽和する範囲において対応するＡＣ電圧の値が最小となる流入電流の値として設定すればよい。
【００３９】
各ＤＣ電源回路３２ごとの飽和流入電流値を演算したら、３つの値から最も大きい値を選択し（ステップＳ４）、選択した飽和流入電流値に対応するＡＣ電圧の値をＡＣ電源の設定出力として設定する（ステップＳ５）。各飽和流入電流値３５Ｙ′，３５Ｍ′，３５Ｃ′と対のデータとしてＡＣ電圧の出力値が記憶装置に記憶されており、最も高い飽和流入電流値３５Ｃ′に対応したＡＣ電圧出力値ＶＡＣをＡＣ電圧の出力値に設定し、ＡＣ電圧がかかる設定値に維持されるように変圧手段（トランス）を制御する（ステップＳ６）。
【００４０】
以上の実施形態では、各飽和流入電流値のうちの最も大きい値に対応するＡＣ電圧の値を設定値としたが、最も小さい値に対応するＡＣ電圧の値を設定値としてもよく、これによっても、簡素な演算工程による優れた応答性を得ることができる。また、設定するＡＣ電圧の出力値として、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧のうちの最も高い値を設定してもよい。この場合には、各飽和流入電流値とＡＣ電圧との関係に関わらず、ＡＣ電圧は各電源回路の飽和流入電流値を保持できる出力になっているため、より安定性が高くなる。
【００４１】
図４に示すＡＣ電源の制御は、操作ボタンの押し操作や外部機器（例えばパソコン）からの信号等によって印刷開始（ジョブ）が指示されたタイミングで実行されてもよい。また、１ジョブについて１回のみの設定で対応することが可能である。さらに、所定時間経過するごとに電流の検知（ステップＳ２）からＡＣ電圧の制御（ステップＳ６）までのフローを繰り返し行うことも可能である。
【００４２】
所定時間ごとに検知〜設定を繰り返すのではなく、電流計３３からは常にデータを取り込んで飽和流入電流値は所定時間ごとに演算し、飽和流入電流値が所定の設定値より大きく変動した場合のみＡＣ電圧の出力変更を行うことも可能である。
【００４３】
また、本実施形態ではカラー用作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃとブラック作像ユニット８Ｋとで別々のＡＣ電源２９，３０を使用しているが、全作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋに１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を出力することも可能である。トナー担持体として感光体ドラムに代えてベルト（一次転写ベルト）を使用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本願発明はプリンタや複合機等の画像形成装置に適用して有用性を発揮する。従って産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
３ 画像プロセス部
１０ 中間転写ベルト
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ カラー用作像ユニット
８Ｋ ブラック作像ユニット
１５ 感光体ドラム
１６ 帯電ローラ
１７ 現像部
１９ クリーナ
２８ ＤＣ電源
２９ カラー用ＡＣ電源
３０ ブラック用ＡＣ電源
３１ アース
３２ ＤＣ電源回路
３３ 電流計（ＤＣ電流個別検知手段）
３４ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧が印加されると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧がそれぞれ重畳して印加される構成であって、
前記ＡＣ電源の出力を変化させたときに前記各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を個々のＤＣ電源ごとに検知できるＤＣ電流個別検知手段が備えられており、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定する、
画像形成装置。
【請求項２】
前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も高い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定する、
請求項１に記載した画像形成装置。
【請求項３】
前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も低い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定する、
請求項１に記載した画像形成装置。
【請求項４】
前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求めると共に、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧を求め、各飽和対応電圧のうちの最も高い電圧を出力設定値として選択する、
請求項１に記載した画像形成装置。
【請求項５】
トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加すると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧をそれぞれ重畳して印加するにおいて、
前記個々のＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を検知し、前記各ＤＣ電流量の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定することを特徴とする、
画像形成装置の制御方法。
【請求項１】
トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧が印加されると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧がそれぞれ重畳して印加される構成であって、
前記ＡＣ電源の出力を変化させたときに前記各ＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を個々のＤＣ電源ごとに検知できるＤＣ電流個別検知手段が備えられており、前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定する、
画像形成装置。
【請求項２】
前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も高い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定する、
請求項１に記載した画像形成装置。
【請求項３】
前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求め、最も低い飽和流入電流値に基づいて前記ＡＣ電源の出力値を設定する、
請求項１に記載した画像形成装置。
【請求項４】
前記各ＤＣ電流個別検知手段の検知結果に基づいて各ＤＣ電源毎に飽和流入電流値を求めると共に、各飽和流入電流値に対応した飽和対応ＡＣ電圧を求め、各飽和対応電圧のうちの最も高い電圧を出力設定値として選択する、
請求項１に記載した画像形成装置。
【請求項５】
トナー担持体に帯電させるための複数の帯電部材に、１つのＡＣ電源からＡＣ電圧を印加すると共に、個別のＤＣ電源からＤＣ電圧をそれぞれ重畳して印加するにおいて、
前記個々のＤＣ電源に流入するＤＣ電流量を検知し、前記各ＤＣ電流量の検知結果に基づいて前記ＡＣ電源の出力を設定することを特徴とする、
画像形成装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５３１２５（Ｐ２０１２−５３１２５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３４９６（Ｐ２０１０−１９３４９６）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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