画像形成装置
【課題】電圧印加回路の共通化した画像形成装置において、異常放電を抑制する。
【解決手段】感光ドラム４１と、前記感光ドラム４１を帯電させる複数のスコロトロン帯電器５０と、各前記スコロトロン帯電器５０が共通接続され、各前記スコロトロン帯電器５０に電圧を印加する帯電電圧印加回路２００と、各前記スコロトロン帯電器５０に設けられた各ワイヤ５３と、各前記スコロトロン帯電器５０に設けられた各グリッド電極５５と、前記各グリッド電極５５に流れるグリッド電流を検出する電流検出部２６０と、前記帯電電圧印加回路２００の出力調整により、前記各グリッド電極５５に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値となるように、前記最大グリッド電流を定電流制御するグリッド電流制御部１１０とを備える。
【解決手段】感光ドラム４１と、前記感光ドラム４１を帯電させる複数のスコロトロン帯電器５０と、各前記スコロトロン帯電器５０が共通接続され、各前記スコロトロン帯電器５０に電圧を印加する帯電電圧印加回路２００と、各前記スコロトロン帯電器５０に設けられた各ワイヤ５３と、各前記スコロトロン帯電器５０に設けられた各グリッド電極５５と、前記各グリッド電極５５に流れるグリッド電流を検出する電流検出部２６０と、前記帯電電圧印加回路２００の出力調整により、前記各グリッド電極５５に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値となるように、前記最大グリッド電流を定電流制御するグリッド電流制御部１１０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーレーザプリンタ等の多色の画像形成装置には、各現像剤の色数（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）と同じ数の帯電器が設けられている ものがある。下記特許文献１には、この種の画像形成装置において、各帯電器に高電圧を印加する高圧電源ユニット（電圧印加回路）を共通化することで、部品点数の削減、装置の小型化を図ったものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４２４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように高圧電源ユニットを共通化した場合、各帯電器に印加する電圧レベルを個々に調整できなくなる。一方、各帯電器に設けられたワイヤ汚れは必ずしも均一にはならない。そのため、電圧電源ユニットを共通化した場合、各帯電器の放電量にばらつきが発生し、異常放電が発生することがある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電圧印加回路の共通化した画像形成装置において、異常放電を抑制することを目的とする。
【０００５】
本明細書によって開示される画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる複数のスコロトロン帯電器と、各前記スコロトロン帯電器が共通接続され、各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する帯電電圧印加回路と、各前記スコロトロン帯電器に設けられた各ワイヤと、各前記スコロトロン帯電器に設けられた各グリッド電極と、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流を検出する電流検出部と、前記帯電電圧印加回路の出力調整により、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値となるように、前記最大グリッド電流を定電流制御するグリッド電流制御部とを備える。
尚、第一閾値とは、グリッド電流の上限に対応する閾値を意味し、グリッド電流の上限値や、上限値に対して裕度をもたせた数値を用いることが出来る。
【０００６】
本明細書によって開示される画像形成装置では、最大グリッド電流が第一閾値に定電流制御されるので、帯電器の異常放電、すなわち帯電器のワイヤから感光体に大きな放電電流が流れることを防止できる。そのため、感光体の劣化を未然に防止することが可能となる。
【０００７】
上記画像形成装置では、以下とすることが好ましい。
・前記グリッド電流制御部は、制御開始時、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち、値が最小となる最小グリッド電流が前記基準値になるように前記最小グリッド電流を定電流制御し、前記最大グリッド電流が前記第一閾値に達した以降は、前記最大グリッド電流が前記第一閾値になるように前記最大グリッド電流を定電流制御する。
【０００８】
・前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が前記基準値より小さい第二閾値以下になったスコロトロン帯電器について、エラーを報知する第一報知部を備える。尚、第二閾値とは、グリッド電流の下限に対応する閾値を意味し、グリッド電流の下限値や、下限値に対して裕度をもたせた数値を用いることが出来る。
【０００９】
・複数設けられる各前記感光体に対してそれぞれ各色の現像剤を供給する各現像器と、前記各現像器に対して現像電圧を印加する現像電圧印加回路と、前記各現像器の現像電圧が目標値になるように、前記現像電圧印加回路を制御する現像電圧制御部とを備え、
前記現像電圧制御部は、前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が基準値を下回るスコロトロン帯電器に対向する前記感光体に前記現像剤を供給する前記現像器について、前記現像電圧の前記目標値を下げる制御を行う。
【００１０】
・印加される現像電圧が下限値以下になった前記現像器から前記現像剤を供給される前記感光体を帯電させる前記スコロトロン帯電器について、エラーを報知する第二報知部を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、電圧印加回路を共通化した画像形成装置において、異常放電を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るプリンタの内部構成を表す概略断面図
【図２】プロセスユニットの構造を模式的に示した図
【図３】帯電器の構造を模式的に示した図
【図４】高圧電源装置の電気的構成を示すブロック図
【図５】グリッド電流制御フローを示す図
【図６】プリンタの電気的構成を示すブロック図
【図７】印字枚数と帯電電圧の関係を示すグラフ
【図８】印字枚数と各チャンネルのグリッド電流の関係を示すグラフ
【図９】印字枚数と帯電器の負荷の大きさの関係を示すグラフ
【図１０】実施形態２のグリッド電流制御フローを示す図
【図１１】印字枚数と現像電圧の目標値の関係を示すグラフ
【図１２】グリッド電流制御の別フローを示す図
【図１３】プリンタの他の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図９によって説明する。
【００１４】
１．プリンタの全体構成
図１は、本実施形態のプリンタ１（本発明の「画像形成装置」の一例）の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にＢ（ブラック）、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。
【００１５】
プリンタ１は、給紙部３、画像形成部５、搬送機構７、定着部９、ベルトクリーニング機構２０および高圧電源装置１００を含む構成である。給紙部３は、プリンタ１の最下部に設けられており、シート（用紙、ＯＨＰシートなど）１５を収容するトレイ１７と、ピックアップローラ１９とを備える。トレイ１７に収容されたシート１５は、ピックアップローラ１９により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ１１，レジストレーションローラ１２を介して搬送機構７に送られる。
【００１６】
搬送機構７は、シート１５を搬送するものであり、プリンタ１内において給紙部３の上側に設置されている。搬送機構７は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、およびベルト３４を含み、ベルト３４は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に架け渡されている。駆動ローラ３１が回動すると、ベルト３４は、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃと対向する側の表面が、図１中の右方向から左方向へ移動する。これにより、レジストレーションローラ１２から送られてきたシート１５が、画像形成部５下へと搬送される。
【００１７】
また、ベルト３４には、４つの感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに対応して、４つの転写ローラ３３Ｂ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃが設けられている。各転写ローラ３３は、ベルト３４を間に挟みつつ各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに対して向かい合う位置に配置されている。
【００１８】
画像形成部５は４個のプロセスユニット４０Ｂ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃおよび４個の露光装置４９Ｂ、４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃを含む。各プロセスユニット４０Ｂ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃは、シート１５の搬送方向（図１の左右方向）に一列状に配置されている。
【００１９】
各プロセスユニット４０は同一構造であり、各色の感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、現像剤である各色のトナー(例えば正帯電性の非磁性１成分トナー）を収容するトナーケース４３、現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）４５及び帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを含む構造となっている。
【００２０】
各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃは、例えばアルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、アルミニウム製の基材がプリンタ１のグラウンドに接地されている。
【００２１】
現像ローラ４５は、トナーケース４３の下部にて供給ローラ４６と対向配置されており、両間をトナーが通過するときに回転に伴う摩擦によりトナーを正極性に摩擦帯電させ、均一な薄層として感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ上へ供給する機能を果たす。
【００２２】
各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃは、スコロトロン型の帯電器であり、図２、図３に示すように、シールドケース５１、ワイヤ５３及び金属製のグリッド電極５５を有する。シールドケース５１は、感光ドラム４１の回転軸方向に長い角筒型をしている。シールドケース５１のうち、感光ドラム４１との対向面は放電口５２として開口している。
【００２３】
ワイヤ５３は例えばタングステン線からなる。ワイヤ５３は、シールドケース５１内において回転軸方向（図３の左右方向）に張り渡されており、後述する帯電電圧印加回路２００により高電圧が印加される。ワイヤ５３は高電圧の印加により、シールドケース５１内においてコロナ放電を生じさせる。そして、コロナ放電により生じたイオンが放電口５２から感光ドラム４１側に放電電流として流れることで、感光ドラム４１の表面を一様に正極性に帯電させる。
【００２４】
そして、シールドケース５１の放電口５２には、スリットや透孔を有する板状のグリッド電極５５が取り付けられている。このグリッド電極５５に電圧を加え、その加えた電圧を制御することで、感光ドラム４１の帯電電圧を制御することが可能となっている。
【００２５】
また、帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにはワイヤクリーナ５７が設けられている。ワイヤクリーナ５７はワイヤ５３に沿って摺動自在な構成となっている。このワイヤクリーナ５７を、オペレータがワイヤ５３に沿って往復させることで、ワイヤ５３の汚れを落とすことが出来る。
【００２６】
各露光装置４９Ｂ、４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃは、例えば、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの回転軸方向に沿って一列状に並んだ複数の発光素子（例えばＬＥＤやレーザ光源）を有し、外部より入力される画像データに応じて発光することにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面に静電潜像を形成する機能を果たす。
【００２７】
上記のように構成されたレーザプリンタ１による一連の画像形成処理について簡単に説明すると、プリンタ１は印刷データＤを受信すると（図６参照）、印刷処理を開始する。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面は、その回転に伴って、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにより一様に正帯電される。そして、各露光装置４９から各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに向けてレーザ光がそれぞれ照射される。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面には、印刷データに応じた所定の静電潜像が形成、すなわち一様に正帯電された感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面のうち、レーザ光が照射された部分は電位が下がる。
【００２８】
次いで、現像ローラ４５の回転により、現像ローラ４５上に担持されかつ正帯電されているトナーが、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面上に形成される静電潜像に供給される。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの静電潜像は、可視像化され、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面には、反転現像によるトナー像が担持される。
【００２９】
また、上記したトナー像を形成するための処理と並行して、シート１５を搬送する処理が行われる。すなわち、ピックアップローラ１９の回動により、トレイ１７からシート１５が一枚ずつ用紙搬送経路Ｙへと送り出される。用紙搬送経路Ｙに送り出されたシート１５は、搬送ローラ１１、ベルト３４により、転写位置（感光ドラム４１と転写ローラ３３とが接触する点）に運ばれる。
【００３０】
すると、この転写位置を通るときに、各転写ローラ３３に印加される転写バイアスによって、各感光ドラム４１の表面上に担持された各色のトナー像（現像剤像）がシート１５の表面に順次、重畳転写される。かくして、シート１５上には、カラーのトナー像（現像剤像）が形成される。その後、ベルト３４の後方に設けられた定着部９を通過するときに、転写されたトナー像（現像剤像）は熱定着され、シート１５は排紙トレイ６０上に排紙される。
【００３１】
２．高圧電源装置１００の構成
高圧電源装置１００は、図４に示すように、帯電電圧印加回路２００、ＰＷＭ信号平滑回路２１０、帯電電圧検出回路２４０、定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃ、グリッド電流検出部２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、現像電圧印加回路２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃ、現像電圧検出回路２８０Ｂ、２８０Ｙ、２８０Ｍ、２８０Ｃ及び制御装置１１０を備えている。
【００３２】
ＰＷＭ信号平滑回路２１０は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ０から出力されるＰＷＭ信号Ｓ０を平滑して、帯電電圧印加回路２００に設けられたトランジスタＴｒ１のベースに出力するものである。
【００３３】
帯電電圧印加回路２００は、ＤＣ２４Ｖの入力電圧から６ｋＶ〜８ｋＶ程度の高電圧を生成して、各帯電器５０に印加する機能を果たすものである。本実施形態では、帯電電圧印加回路２００に自励式のフライバックコンバータ（ＲＣＣ）を用いており、帯電電圧印加回路２００は、トランス２０１と、トランスの二次側に設けられた平滑回路２０３と、トランス２０１の一次側に設けられたトランジスタＴｒ１と、帰還コイル２０５を備えてなる。
【００３４】
トランジスタＴＲ１は、トランス２０１をスイッチングするものであり、エミッタをグランドに接続し、コレクタをトランス２０１の一次側の巻き線に接続している。そして、ベースには、帰還コイル２０５を介してＰＷＭ信号平滑回路２１０が接続されている。
【００３５】
帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬｏには、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３が共通接続されている。これにより、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏが各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３に印加される構成となっている。
【００３６】
帯電電圧検出回路２４０は、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを検出するものであり、トランス２０１の一次側に設けられた補助巻線２４１と、抵抗及びコンデンサからなる積分回路２４３から構成されている。この帯電電圧検出回路２４０は、制御装置１１０のＡ／ＤポートＡ０に接続されており、制御装置１１０に対して、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏのデータが取り込まれる構成となっている。
【００３７】
また、図４に示すように、この実施形態では各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃごとに接続ラインＬ１〜Ｌ４がそれぞれ設けられており、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃの各グリッド電極５５が、各接続ラインＬ１〜Ｌ４を通じてグラウンドに接続されている。そして、各接続ラインＬ１〜Ｌ４上には定電圧回路２５０とグリッド電流検出部２６０がそれぞれ設けられている。
【００３８】
定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃは直列接続された３つのツェナーダイオードから構成されており、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのグリッド電極５５の電圧の値を、ツェナーダイオード１個あたりの降伏電圧を３倍した電圧値（例えば、２５０Ｖ×３）に定電圧化する。
【００３９】
各グリッド電流検出部２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｙは、各定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃと直列接続された各抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる。そして、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち各定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃとの接続点は制御装置１１０に設けられた各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４にそれぞれ信号線を介して接続されている。以上のことから、各接続ラインＬ１〜Ｌ４に流れる電流（各グリッド電流Ｉｇ）の大きさに比例した電圧が、各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４に入力される。そのため、各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４の入力電圧のレベルを読み取ることで、制御装置１１０において、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのグリッド電流Ｉｇの大きさを検出できる構成となっている。
【００４０】
次に、現像電圧印加回路２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃは、各現像ローラ４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに現像電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を印加する機能を果たすものであり、各現像ローラ４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに対応して個別に設けられている。
【００４１】
各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０は、帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬｏに共通接続されている。以下、現像電圧印加回路２７０Ｂを代表させて回路説明を行う。現像電圧印加回路２７０Ｂは、抵抗Ｒａと制御トランジスタＴｒ２とを備える。抵抗Ｒａは一端を帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬｏに接続している。
【００４２】
制御トランジスタＴｒは、ＮＰＮトランジタであり、コレクタを抵抗Ｒａの他端に接続し、エミッタをグラウンドに接続している。また、制御トランジスタＴｒのベースは、信号線を介して、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ１に接続されている。そして、信号線には、コンデンサＣと抵抗Ｒからなる積分回路が設けられており、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ１から出力されるＰＷＭ信号を平滑して制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する構成となっている。
【００４３】
以上のことから、制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する電圧をＰＷＭ信号により調整することで、現像ローラ４５Ｂに印加される現像電圧を制御できる。尚、印加される現像電圧は、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏから抵抗Ｒａによる電圧降下分を差し引いた電圧となる。
【００４４】
また、現像電圧印加回路２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃも、現像電圧印加回路２７０Ｂと同じく抵抗Ｒａと制御トランジスタＴｒ２から構成されていて、制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する電圧をＰＷＭ信号により調整することで、各現像ローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに印加される現像電圧を制御できる。
【００４５】
また、各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０Ｃには、図４に示すように、出力電圧（現像電圧）Ｖｄ１〜Ｖｄ４を検出する現像電圧検出回路２８０Ｂ〜２８０Ｃが設けられている。現像電圧検出回路２８０Ｂ〜２８０Ｃは、直列接続された抵抗Ｒｂ、Ｒｃにより構成されており、現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０Ｃの制御トランジスタＴｒに並列接続されている。
【００４６】
抵抗Ｒｂ、Ｒｃの中間接続点には、各現像電圧印加回路２７０の出力電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を抵抗比に従って分圧した電圧が発生する。そして、制御装置１１０の各Ａ／ＤポートＡ５〜Ａ８は、信号線を通じて、各現像電圧検出回路２８０Ｂ〜２８０Ｃを構成する抵抗Ｒｂ、Ｒｃの中間接続点に接続されている。
【００４７】
従って、各Ａ／ＤポートＡ５〜Ａ８の電圧レベルから、各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０Ｃの出力電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を検出できるようになっている。
【００４８】
制御装置１１０は、帯電器５０のグリッド電極５５に流れるグリッド電流Ｉｇを制御する機能や、各現像ローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに印加される現像電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を制御する機能を果たすものであり、５つのＰＷＭポートＰ０〜Ｐ４と、９つのＡ／ＤポートＡ０〜Ａ８を備える。
【００４９】
尚、グリッド電流Ｉｇの制御は、ＰＷＭポートＰ０からＰＷＭ信号Ｓ０を出力して帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整することにより行われる。また、各現像電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４の制御は、ＰＷＭポートＰ１〜Ｐ４から各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０ＣにＰＷＭ信号を出力することにより行われる。
【００５０】
制御装置１１０はＣＰＵを内蔵して構成すること、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）により構成することが可能である。制御装置１１０は、不揮発性の記憶部（図略）を内蔵しており、そこに、次に説明するグリッド電流制御フローを実行するための各種データ（例えば、以下（ａ）〜（ｄ）のデータ）を記憶させている。
【００５１】
（ａ）グリッド電流Ｉｇの基準値のデータ（２５０μＡ）
（ｂ）グリッド電流Ｉｇの上限値のデータ（３００μＡ）
（ｃ）グリッド電流Ｉｇの下限値のデータ（２００μＡ）
（ｄ）帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏの上限値のデータ（８ｋＶ）
【００５２】
尚、グリッド電流Ｉｇは、帯電器５０から感光ドラム４１に流れる放電電流と概ね比例関係にあることが知られており、感光ドラム４１に流れる放電電流のレベルを図る指標となる。すなわち、グリッド電流Ｉｇが、基準値である２５０μＡ流れていれば、感光ドラム４１に流れる放電電流が基準レベルとなり、感光ドラム４１の帯電量が画質を保つための適正レベルになる。
【００５３】
また、グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡから下限値である２００μＡの範囲にあれば、感光ドラム４１に流れる放電電流の大きさも概ね許容範囲に収まる関係となっている。尚、グリッド電流Ｉｇの上限値である３００μＡが、本発明の「第一閾値」の一例であり、グリッド電流Ｉｇの下限値である２００μＡが、本発明の「第二閾値」の一例である。
【００５４】
次に、図５を参照して制御装置１１０により実行されるグリッド電流制御フローについて説明を行う。尚、以下の説明において各チャンネルＣＨとは、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを指すものとし、この例では帯電器５０ＢをＣＨ１、帯電器５０ＹをＣＨ２、帯電器５０ＭをＣＨ３、帯電器５０ＣをＣＨ４とする。
【００５５】
図６に示すように、ホストコンピュータなどの上位装置から印刷データＤが出力されると、その印刷データＤはインターフェースＩＦを通じてプリンタ１にて受信される。すると、プリンタ１の全体を制御統括する主制御部８０から高圧電源装置１００の制御装置１１０に対して、印刷処理開始指令が与えられる。
【００５６】
これにより、制御装置１１０は図５のグリッド電流制御フローをスタートさせ、帯電電圧印加回路２０を介して各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３に帯電電圧を印加する。尚、帯電電圧の初期目標は、例えば「６ｋＶ」である。そして、帯電電圧の印加に続いて、制御装置１１０は、各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４の入力電圧から各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇを算出し、モニタする（Ｓ１０）。
【００５７】
その後、制御装置１１０は、Ａ／ＤポートＡ０の入力値（電圧検出回路２４０にて検出される電圧値）に基づいて、帯電電圧印加回路の出力電圧Ｖｏを検出し、出力電圧Ｖｏのレベルを判定する。具体的には、出力電圧Ｖｏが上限値である８ｋＶより小さいか判定を行い、出力電圧Ｖｏが上限値である８ｋＶより小さい場合にはＹＥＳ判定となり、その後Ｓ３０へ移行する。また、８ｋＶ以上である場合には、ＮＯ判定となり、その後、Ｓ９０へ移行する。
【００５８】
出力電圧Ｖｏが８ｋＶより小さいと判定され、Ｓ３０に移行した場合、制御装置１１０は、Ｓ１０でモニタした各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇの電流値を比較して、最大グリット電流Ｉｇを求める。そして、最大グリッド電流Ｉｇのレベルを判定する。具体的には、最大グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡより小さいか判定を行い、最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡより小さい場合にはＹＥＳ判定となり、その後、Ｓ４０へ移行する。また、３００μＡ以上である場合にはＮＯ判定となり、その後、Ｓ６０へ移行する。ここでは、ＹＥＳ判定されたものとして説明を続ける。
【００５９】
最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡより小さいと判定され、Ｓ４０に移行した場合、制御装置１１０は、各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇのうち最小グリット電流Ｉｇが２５０μＡの定電流になるように、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整する。
【００６０】
図８の例では、チャンネルＣＨ１のグリッド電流Ｉｇが最小であることから、制御装置１１０は、チャンネルＣＨ１に対するＡ／ＤポートＡ１の入力電圧をモニタして、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整し、チャネルＣＨ１のグリッド電流Ｉｇを２５０μＡに定電流制御する。
【００６１】
その後、処理はＳ５０に移行して、帯電電圧の印加が終了したか判定が行われる。帯電電圧の印加が終了していなければ、Ｓ５０ではＮＯ判定され、処理はＳ１０に移行し、Ｓ１０から順に上記同様の処理が実行される。
【００６２】
そのため、帯電電圧の印加開始後、Ｓ２０、Ｓ３０でＮＯ判定されない、すなわち次の２つの条件を満たす限り、Ｓ１０〜Ｓ５０の処理が繰り返される状態となり、チャネルＣＨ１のグリッド電流Ｉｇが２５０μＡの定電流に制御される状態が続く。このように、本実施形態では、帯電電圧の印加開始後、最小グリッド電流Ｉｇが基準値に制御される。そのため、各帯電器５０の放電量や、各感光ドラム４１に対する帯電量を適正レベル以上に保つことが可能であり、帯電量不足による画質の低下を抑制できる。
【００６３】
条件１は、帯電電圧出力回路２００の出力電圧Ｖｏが８ｋＶ以下である。
条件２は、最大グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡ以下である。
【００６４】
そして、印字の終了に伴って帯電電圧の印加が完了すると、Ｓ５０にてＮＯ判定される。Ｓ５０でＮＯ判定された場合、その後、制御装置１１０は、帯電電圧出力回路２００の出力を停止させる。以上により一連の処理は終了する。
【００６５】
ところで、帯電電圧の印加に伴うコロナ放電により、各帯電器５０のワイヤ５３にはシリカや粉塵が付着することから、各帯電器５０のワイヤ５３の抵抗値は、印字枚数の増加に伴って大きくなる。
【００６６】
そのため、最小グリット電流Ｉｇを２５０μＡの定電流に維持しようとすると、印字枚数の増加に伴って、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏは上昇傾向となり（図７参照）、また、２５０μＡに定電流制御されているチャンネル（図８の例では、チャンネルＣＨ１）を除き、グリッド電流Ｉｇはいずれも上昇傾向となる（図８参照）。尚、グリッド電流Ｉｇの上昇度合いが、チャンネル間で異なるのは、ワイヤ５３に対するシリカや塵の付着量が各チャンネル間で異なるからである。
【００６７】
本実施形態のグリッド電流制御フローでは、Ｓ１０で各チャンネルのグリッド電流Ｉｇをモニタしつつ、Ｓ３０にて最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡより小さいか判定しており、帯電電圧の印加中に、最大グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡに達すると、Ｓ３０でＮＯ判定される。
【００６８】
この場合、グリッド電流制御フローは、Ｓ１０〜Ｓ５０の処理を順に繰り返す状態から外れ、Ｓ６０に移行する（Ｓ３０：ＮＯ判定）。そして、Ｓ６０に移行すると、定電流制御の対象となるチャンネルを、最小グリッド電流Ｉｇのチャンネルから最大グリッド電流Ｉｇのチャンネルに切り換え、制御装置１００は、最大グリット電流Ｉｇが３００μＡの定電流になるように帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整する。
【００６９】
図８の例では、チャンネルＣＨ４のグリッド電流Ｉｇが最大であることから、定電流制御の対象となるチャンネルがＣＨ１からＣＨ４に切り換えられ、制御装置１１０は、チャンネルＣＨ４に対するＡ／ＤポートＡ４の入力電圧をモニタして、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整し、チャネルＣＨ４のグリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御する。
【００７０】
そして、チャンネルの切り換え以降は、Ｓ２０でＮＯ判定される場合とＳ７０でＮＯ判定される場合を除いて、チャネルＣＨ４のグリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御する状態が続く（図８中の期間２）。
【００７１】
そのため、全４チャンネルについてグリッド電流Ｉｇを上限値以下に抑えることが出来ることから、帯電器５０の異常放電、すなわち帯電器５０のワイヤ５３から感光ドラム４１に大きな放電電流が流れることを防止できる。そのため、感光ドラム４１の劣化を未然に防止することが可能となる。
【００７２】
また、図９に示すように、印字枚数増加に伴う、各帯電器５０の負荷の大きさは、ワイヤ５３の抵抗値の大きさに比例する。本実施形態では、定電流制御するチャンネルを、印字枚数の増加に伴って、最小グリッド電流のチャンネル、すなわちワイヤ５３の抵抗値が大きく帯電器５０の負荷が大きなチャンネルから、最大グリッド電流のチャンネル、すなわちワイヤ５３の抵抗値が小さく帯電器５０の負荷が小さなチャンネルに切り換えている。
【００７３】
そのため、チャンネルの切り換えを行わない場合に比べて、図７に示すように、印字枚数の増加に伴う、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏの上昇を抑えることが可能となる。よって、帯電器５０が異常放電し難くなるし、出力電圧Ｖｏが上限に達するまでの時間を延ばすことが出来るので、印字枚数を増やすことが可能となる。
【００７４】
次に、Ｓ７０では最小グリッド電流Ｉｇのレベルを判定する。具体的には、最小グリッド電流Ｉｇが下限値である２００μＡ以上か判定が行われる。最大グリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御している時に、最小グリッド電流Ｉｇが下限値である２００μＡを下回ると、Ｓ７０の判定処理にてＮＯ判定されることになり、Ｓ９０の処理が実行される。
【００７５】
Ｓ９０では、制御装置１１０により、帯電電圧印加回路２００の出力を停止させる処理と、グリッド電流Ｉｇが２００μＡを下回ったチャンネルについてエラーを表示させる処理が実行される。図８の例では、チャンネルＣＨ１がエラー表示の対象となり、例えば、チャンネル１の帯電器５０Ｂについてワイヤ５３の清掃を促すメッセージが、図外の表示部に表示される。
【００７６】
このようなエラー表示を行うことで、グリッド電流Ｉｇが下限値を下回った状態で印刷が行われることを回避できるため、画質の低下を防ぐことが可能となる。
【００７７】
また、先に説明したように、印刷枚数の増加に伴って各ワイヤ５３の抵抗値は大きくなることから、図８中の期間１、図８中の期間２とも、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏ、すなわち各帯電器５０の帯電電圧は上昇してゆく。本実施形態では、帯電電圧印加回路２００の出力電圧ＶｏのレベルをＳ２０で判定しており、出力電圧Ｖｏが上限値である８ｋＶを超えると、Ｓ２０でＮＯ判定され、処理はＳ８０に移る。
【００７８】
Ｓ８０に移行すると、制御装置１１０は、Ａ／ＤポートＡ０の入力電圧をモニタして、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを８ｋＶに定電圧制御する。そのため、各帯電器５０に印加される帯電電圧を上限値である８ｋＶ以下に抑えることが可能となり、帯電器５０の異常放電を防止できる。
【００７９】
尚、制御装置１１０にて実行される、図５中のＳ３０、Ｓ６０の処理により、本発明の「グリッド電流制御部」の機能である「前記帯電電圧印加回路の出力調整により、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値、すなわち上記例では３００μＡとなるように前記最大グリッド電流を定電流制御する」が実現されている。
【００８０】
また、制御装置１１０にて実行される、図５中のＳ３０、Ｓ４０の処理により、本発明の「グリッド電流制御部」の機能である「制御開始時、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち、値が最小となる最小グリッド電流が前記基準値、すなわち上記例では２５０μＡになるように前記最小グリッド電流を定電流制御する」が実現されている。
【００８１】
また、制御装置１１０にて実行される、図５中のＳ７０、Ｓ９０の処理により、本発明の「第一報知部」の機能である「前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が前記基準値より小さい第二閾値、すなわち上記例では２００μＡ以下になったスコロトロン帯電器について、エラーを報知する」が実現されている。
【００８２】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１０ないし図１２によって説明する。実施形態２は、実施形態１と同様に、帯電電圧の印加開始後は最小グリッド電流Ｉｇを２５０μＡに定電流制御すると共に、印刷枚数の増加に伴って最大グリッド電流Ｉｇが上限値に達すると、それ以降は、最大グリッド電流Ｉｇを上限値である３００μＡに制御する。そして、最大グリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御している場合に、グリッド電流Ｉｇが減少傾向を示すチャンネルの現像電圧Ｖｄを下げる制御を行うものであり、実施形態１のグリッド電流制御フロー（図５に示すフロー）に対して、図１０にて一点鎖線枠に示すＳ１００からＳ１４０までの処理を追加している。
【００８３】
Ｓ１００〜Ｓ１４０の処理は、Ｓ１１０〜Ｓ１３０を各チャンネルについてそれぞれ実行する、すなわちチャンネル数である４回（ｎ＝１〜４）、繰り返すループ処理となっている。尚、図１０のＳ１００、Ｓ１４０に示す記号ｎは、帯電器５０のチャンネルを表している。また、Ｓ１００に記載の「ｎ＝１、４、１」は初期値が「１」、最終値が「４」で、１ずつカウントアップすることを意味する。
【００８４】
Ｓ１１０では選択されたチャンネルｎについて、制御装置１１０によりグリッド電流Ｉｇの大きさが判定される。具体的には、グリッド電流Ｉｇが基準値である２５０μＡより小さいか判定される。
【００８５】
グリッド電流Ｉｇが２５０μＡより小さい場合はＹＥＳ判定され、Ｓ１２０に移行する。Ｓ１２０では、そのチャンネルについて、現像電圧Ｖｄの目標値を、基準値である４００Ｖから下げる処理が行われる。具体的には、次の（１）式に従って、現像電圧Ｖｄの目標値がグリッド電流Ｉｇの低下に追従して下げられる。
【００８６】
Ｖｄ＝４００−（２５０−Ｉｇ）×α・・・・・（１）
Ｉｇはグリット電流（μＡ）の大きさを示す。
αは任意の定数である。
【００８７】
一方、グリッド電流Ｉｇが２５０μＡ以上の場合はＮＯ判定され、Ｓ１３０に移行する。Ｓ１３０では、そのチャンネルについて、現像電圧Ｖｄの目標値を基準値である４００Ｖに設定する処理が行われる。
【００８８】
これらの処理を行うことで、例えば、図８に示す期間２において、グリッド電流が２５０μＡを下回る２つのチャンネルＣＨ１、ＣＨ２は、図１１に示すように、現像電圧Ｖｄの目標値が、グリッド電流Ｉｇの低下に追従して、下げられることになる。
【００８９】
このように実施形態２では、グリッド電流が２５０μＡを下回るチャンネルは現像電圧Ｖｄの目標値を下げるので、感光ドラム側の帯電電圧と現像器側の現像電圧の電位差を一定にできる。そのため、感光ドラム４１の露光部分に対して現像剤であるトナーを確実に付着させることが可能となることから、いわゆる印字かぶりなどを未然に防止することができ、画質の低下を抑制できる。
【００９０】
また、図１２に示すように、図１０のグリッド電流制御フローに対して、Ｓ１２３の処理、Ｓ１２５の処理を追加して、現像電圧Ｖｄの目標値が下限値（例えば、３００Ｖ）を下回っている場合（Ｓ１２３：ＮＯ判定の場合）には、そのチャンネルについて、図外の表示部にエラー表示することが好ましい（Ｓ１２５）。このようにすれば、現像電圧Ｖｄが下限値を下回ることがないので、現像剤であるトナーの帯電量が不足することがなく、画質の低下を一層抑制できる。
【００９１】
尚、制御装置１１０にて実行される、図１０のＳ１１０、Ｓ１２０の処理により、本発明の「現像電圧制御部」の機能である「前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が基準値、すなわち上記例では２５０μＡを下回るスコロトロン帯電器に対向する前記感光体に前記現像剤を供給する前記現像器について、前記現像電圧の前記目標値を下げる」が実現されている。
【００９２】
また、制御装置１１０にて実行される、図１２のＳ１２３、Ｓ１２５の処理により、本発明の「第二報知部」の機能である「印加される現像電圧が下限値以下になった前記現像器から前記現像剤を供給される前記感光体を帯電させる前記スコロトロン帯電器について、エラーを報知する」が実現されている。
【００９３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９４】
（１）実施形態１では、本願発明の「第一閾値」にグリッド電流Ｉｇの上限値を適用した例を示し、本願発明の「第二閾値」にグリッド電流Ｉｇの下限値を適用した例を示した。「第一閾値」は基準値以上であって上限値に対応した数値であればよく、例えば、上限値に対して裕度を持たせた数値、すなわち上限値より少しだけ小さい数値に設定してもよい。また、第二閾値は基準値以下であって下限値に対応した数値であればよく、例えば、下限値に対して裕度を持たせた数値、すなわち下限値より少しだけ大きな数値に設定してもよい。
【００９５】
（２）実施形態１では、帯電電圧の印加開始後、最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡに達するまでの間（図８の期間１）、最小グリッド電流Ｉｇを２５０μＡに定電流制御した。帯電電圧印加直後、最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡに達するまでの間（図８の期間１）の制御の方法は、上記以外にも、４チャンネルのグリッド電流Ｉｇのト―タル値が１ｍＡになるように定電流制御してもよい。
【００９６】
（３）実施形態２では、グリッド電流Ｉｇが基準値である２５０μＡを下回るチャンネルについて、現像電圧Ｖｄの目標値を下げたが、現像電圧Ｖｄを下げるかどうかを決めるグリッド電流の閾値は、基準値である２５０μＡに限定されるものではなく、例えば、グリッド電流Ｉｇが下限値である２００μＡを下回るチャンネルについて、現像電圧の基準値を下げてもよい。
【００９７】
（４）実施形態１〜２では、プリンタ１の構成例として、１つの感光ドラム４１に１つの帯電器５０を対応させたもの（言い換えれば、各色ごとに感光ドラム４１を有するもの）を例示した。本発明は、実施形態１、２で挙げた構成のプリンタ１の他にも、例えば、図１３に示すように１つの感光ドラム３００に対して複数の帯電器３１０、３２０を対応させて配置したもの（感光ドラム３００上に各色のトナー像を重ねた後、シートに一括転写するもの）にも適用することが可能である。尚、図１３中の符号３１５は帯電器３１０と組みをなすプロセスユニット（現像器）、符号３２５は帯電器３２０と組をなすプロセスユニットである。
【００９８】
（５）実施形態１〜２では、各チャンネルＣＨ１〜４のそれぞれに、グリッド電流検出回路２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃを設けた例を示したが、チャンネル間でグリッド電流検出回路を共通化してもよい。この場合、各チャンネル間でグリッド電流を、時分割して検出するとよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…プリンタ
４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ（総称して４１）…感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）
５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ（総称して５０）…スコロトロン帯電器
４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ（総称して４５）…現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）
５３…ワイヤ
５５…グリッド電極
１１０…制御装置（本発明の「グリッド電流制御部」、本発明の「第一報知部」、本発明の「現像電圧制御部」、本発明の「第二報知部」の一例）
２００…帯電電圧印加回路
２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ（総称して２６０）…グリッド電流検出回路（本発明の「電流検出部」の一例）
２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃ（総称して２７０）…現像電圧印加回路
２８０Ｂ、２８０Ｙ、２８０Ｍ、２８０Ｃ（総称して２８０）…現像電圧検出回路
Ｉｇ…グリッド電流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーレーザプリンタ等の多色の画像形成装置には、各現像剤の色数（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）と同じ数の帯電器が設けられている ものがある。下記特許文献１には、この種の画像形成装置において、各帯電器に高電圧を印加する高圧電源ユニット（電圧印加回路）を共通化することで、部品点数の削減、装置の小型化を図ったものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４２４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように高圧電源ユニットを共通化した場合、各帯電器に印加する電圧レベルを個々に調整できなくなる。一方、各帯電器に設けられたワイヤ汚れは必ずしも均一にはならない。そのため、電圧電源ユニットを共通化した場合、各帯電器の放電量にばらつきが発生し、異常放電が発生することがある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電圧印加回路の共通化した画像形成装置において、異常放電を抑制することを目的とする。
【０００５】
本明細書によって開示される画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる複数のスコロトロン帯電器と、各前記スコロトロン帯電器が共通接続され、各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する帯電電圧印加回路と、各前記スコロトロン帯電器に設けられた各ワイヤと、各前記スコロトロン帯電器に設けられた各グリッド電極と、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流を検出する電流検出部と、前記帯電電圧印加回路の出力調整により、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値となるように、前記最大グリッド電流を定電流制御するグリッド電流制御部とを備える。
尚、第一閾値とは、グリッド電流の上限に対応する閾値を意味し、グリッド電流の上限値や、上限値に対して裕度をもたせた数値を用いることが出来る。
【０００６】
本明細書によって開示される画像形成装置では、最大グリッド電流が第一閾値に定電流制御されるので、帯電器の異常放電、すなわち帯電器のワイヤから感光体に大きな放電電流が流れることを防止できる。そのため、感光体の劣化を未然に防止することが可能となる。
【０００７】
上記画像形成装置では、以下とすることが好ましい。
・前記グリッド電流制御部は、制御開始時、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち、値が最小となる最小グリッド電流が前記基準値になるように前記最小グリッド電流を定電流制御し、前記最大グリッド電流が前記第一閾値に達した以降は、前記最大グリッド電流が前記第一閾値になるように前記最大グリッド電流を定電流制御する。
【０００８】
・前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が前記基準値より小さい第二閾値以下になったスコロトロン帯電器について、エラーを報知する第一報知部を備える。尚、第二閾値とは、グリッド電流の下限に対応する閾値を意味し、グリッド電流の下限値や、下限値に対して裕度をもたせた数値を用いることが出来る。
【０００９】
・複数設けられる各前記感光体に対してそれぞれ各色の現像剤を供給する各現像器と、前記各現像器に対して現像電圧を印加する現像電圧印加回路と、前記各現像器の現像電圧が目標値になるように、前記現像電圧印加回路を制御する現像電圧制御部とを備え、
前記現像電圧制御部は、前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が基準値を下回るスコロトロン帯電器に対向する前記感光体に前記現像剤を供給する前記現像器について、前記現像電圧の前記目標値を下げる制御を行う。
【００１０】
・印加される現像電圧が下限値以下になった前記現像器から前記現像剤を供給される前記感光体を帯電させる前記スコロトロン帯電器について、エラーを報知する第二報知部を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、電圧印加回路を共通化した画像形成装置において、異常放電を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るプリンタの内部構成を表す概略断面図
【図２】プロセスユニットの構造を模式的に示した図
【図３】帯電器の構造を模式的に示した図
【図４】高圧電源装置の電気的構成を示すブロック図
【図５】グリッド電流制御フローを示す図
【図６】プリンタの電気的構成を示すブロック図
【図７】印字枚数と帯電電圧の関係を示すグラフ
【図８】印字枚数と各チャンネルのグリッド電流の関係を示すグラフ
【図９】印字枚数と帯電器の負荷の大きさの関係を示すグラフ
【図１０】実施形態２のグリッド電流制御フローを示す図
【図１１】印字枚数と現像電圧の目標値の関係を示すグラフ
【図１２】グリッド電流制御の別フローを示す図
【図１３】プリンタの他の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図９によって説明する。
【００１４】
１．プリンタの全体構成
図１は、本実施形態のプリンタ１（本発明の「画像形成装置」の一例）の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にＢ（ブラック）、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。
【００１５】
プリンタ１は、給紙部３、画像形成部５、搬送機構７、定着部９、ベルトクリーニング機構２０および高圧電源装置１００を含む構成である。給紙部３は、プリンタ１の最下部に設けられており、シート（用紙、ＯＨＰシートなど）１５を収容するトレイ１７と、ピックアップローラ１９とを備える。トレイ１７に収容されたシート１５は、ピックアップローラ１９により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ１１，レジストレーションローラ１２を介して搬送機構７に送られる。
【００１６】
搬送機構７は、シート１５を搬送するものであり、プリンタ１内において給紙部３の上側に設置されている。搬送機構７は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、およびベルト３４を含み、ベルト３４は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に架け渡されている。駆動ローラ３１が回動すると、ベルト３４は、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃと対向する側の表面が、図１中の右方向から左方向へ移動する。これにより、レジストレーションローラ１２から送られてきたシート１５が、画像形成部５下へと搬送される。
【００１７】
また、ベルト３４には、４つの感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに対応して、４つの転写ローラ３３Ｂ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃが設けられている。各転写ローラ３３は、ベルト３４を間に挟みつつ各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに対して向かい合う位置に配置されている。
【００１８】
画像形成部５は４個のプロセスユニット４０Ｂ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃおよび４個の露光装置４９Ｂ、４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃを含む。各プロセスユニット４０Ｂ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃは、シート１５の搬送方向（図１の左右方向）に一列状に配置されている。
【００１９】
各プロセスユニット４０は同一構造であり、各色の感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、現像剤である各色のトナー(例えば正帯電性の非磁性１成分トナー）を収容するトナーケース４３、現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）４５及び帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを含む構造となっている。
【００２０】
各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃは、例えばアルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、アルミニウム製の基材がプリンタ１のグラウンドに接地されている。
【００２１】
現像ローラ４５は、トナーケース４３の下部にて供給ローラ４６と対向配置されており、両間をトナーが通過するときに回転に伴う摩擦によりトナーを正極性に摩擦帯電させ、均一な薄層として感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ上へ供給する機能を果たす。
【００２２】
各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃは、スコロトロン型の帯電器であり、図２、図３に示すように、シールドケース５１、ワイヤ５３及び金属製のグリッド電極５５を有する。シールドケース５１は、感光ドラム４１の回転軸方向に長い角筒型をしている。シールドケース５１のうち、感光ドラム４１との対向面は放電口５２として開口している。
【００２３】
ワイヤ５３は例えばタングステン線からなる。ワイヤ５３は、シールドケース５１内において回転軸方向（図３の左右方向）に張り渡されており、後述する帯電電圧印加回路２００により高電圧が印加される。ワイヤ５３は高電圧の印加により、シールドケース５１内においてコロナ放電を生じさせる。そして、コロナ放電により生じたイオンが放電口５２から感光ドラム４１側に放電電流として流れることで、感光ドラム４１の表面を一様に正極性に帯電させる。
【００２４】
そして、シールドケース５１の放電口５２には、スリットや透孔を有する板状のグリッド電極５５が取り付けられている。このグリッド電極５５に電圧を加え、その加えた電圧を制御することで、感光ドラム４１の帯電電圧を制御することが可能となっている。
【００２５】
また、帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにはワイヤクリーナ５７が設けられている。ワイヤクリーナ５７はワイヤ５３に沿って摺動自在な構成となっている。このワイヤクリーナ５７を、オペレータがワイヤ５３に沿って往復させることで、ワイヤ５３の汚れを落とすことが出来る。
【００２６】
各露光装置４９Ｂ、４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃは、例えば、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの回転軸方向に沿って一列状に並んだ複数の発光素子（例えばＬＥＤやレーザ光源）を有し、外部より入力される画像データに応じて発光することにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面に静電潜像を形成する機能を果たす。
【００２７】
上記のように構成されたレーザプリンタ１による一連の画像形成処理について簡単に説明すると、プリンタ１は印刷データＤを受信すると（図６参照）、印刷処理を開始する。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面は、その回転に伴って、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにより一様に正帯電される。そして、各露光装置４９から各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに向けてレーザ光がそれぞれ照射される。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面には、印刷データに応じた所定の静電潜像が形成、すなわち一様に正帯電された感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面のうち、レーザ光が照射された部分は電位が下がる。
【００２８】
次いで、現像ローラ４５の回転により、現像ローラ４５上に担持されかつ正帯電されているトナーが、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面上に形成される静電潜像に供給される。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの静電潜像は、可視像化され、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面には、反転現像によるトナー像が担持される。
【００２９】
また、上記したトナー像を形成するための処理と並行して、シート１５を搬送する処理が行われる。すなわち、ピックアップローラ１９の回動により、トレイ１７からシート１５が一枚ずつ用紙搬送経路Ｙへと送り出される。用紙搬送経路Ｙに送り出されたシート１５は、搬送ローラ１１、ベルト３４により、転写位置（感光ドラム４１と転写ローラ３３とが接触する点）に運ばれる。
【００３０】
すると、この転写位置を通るときに、各転写ローラ３３に印加される転写バイアスによって、各感光ドラム４１の表面上に担持された各色のトナー像（現像剤像）がシート１５の表面に順次、重畳転写される。かくして、シート１５上には、カラーのトナー像（現像剤像）が形成される。その後、ベルト３４の後方に設けられた定着部９を通過するときに、転写されたトナー像（現像剤像）は熱定着され、シート１５は排紙トレイ６０上に排紙される。
【００３１】
２．高圧電源装置１００の構成
高圧電源装置１００は、図４に示すように、帯電電圧印加回路２００、ＰＷＭ信号平滑回路２１０、帯電電圧検出回路２４０、定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃ、グリッド電流検出部２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、現像電圧印加回路２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃ、現像電圧検出回路２８０Ｂ、２８０Ｙ、２８０Ｍ、２８０Ｃ及び制御装置１１０を備えている。
【００３２】
ＰＷＭ信号平滑回路２１０は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ０から出力されるＰＷＭ信号Ｓ０を平滑して、帯電電圧印加回路２００に設けられたトランジスタＴｒ１のベースに出力するものである。
【００３３】
帯電電圧印加回路２００は、ＤＣ２４Ｖの入力電圧から６ｋＶ〜８ｋＶ程度の高電圧を生成して、各帯電器５０に印加する機能を果たすものである。本実施形態では、帯電電圧印加回路２００に自励式のフライバックコンバータ（ＲＣＣ）を用いており、帯電電圧印加回路２００は、トランス２０１と、トランスの二次側に設けられた平滑回路２０３と、トランス２０１の一次側に設けられたトランジスタＴｒ１と、帰還コイル２０５を備えてなる。
【００３４】
トランジスタＴＲ１は、トランス２０１をスイッチングするものであり、エミッタをグランドに接続し、コレクタをトランス２０１の一次側の巻き線に接続している。そして、ベースには、帰還コイル２０５を介してＰＷＭ信号平滑回路２１０が接続されている。
【００３５】
帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬｏには、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３が共通接続されている。これにより、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏが各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３に印加される構成となっている。
【００３６】
帯電電圧検出回路２４０は、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを検出するものであり、トランス２０１の一次側に設けられた補助巻線２４１と、抵抗及びコンデンサからなる積分回路２４３から構成されている。この帯電電圧検出回路２４０は、制御装置１１０のＡ／ＤポートＡ０に接続されており、制御装置１１０に対して、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏのデータが取り込まれる構成となっている。
【００３７】
また、図４に示すように、この実施形態では各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃごとに接続ラインＬ１〜Ｌ４がそれぞれ設けられており、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃの各グリッド電極５５が、各接続ラインＬ１〜Ｌ４を通じてグラウンドに接続されている。そして、各接続ラインＬ１〜Ｌ４上には定電圧回路２５０とグリッド電流検出部２６０がそれぞれ設けられている。
【００３８】
定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃは直列接続された３つのツェナーダイオードから構成されており、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのグリッド電極５５の電圧の値を、ツェナーダイオード１個あたりの降伏電圧を３倍した電圧値（例えば、２５０Ｖ×３）に定電圧化する。
【００３９】
各グリッド電流検出部２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｙは、各定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃと直列接続された各抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる。そして、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち各定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃとの接続点は制御装置１１０に設けられた各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４にそれぞれ信号線を介して接続されている。以上のことから、各接続ラインＬ１〜Ｌ４に流れる電流（各グリッド電流Ｉｇ）の大きさに比例した電圧が、各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４に入力される。そのため、各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４の入力電圧のレベルを読み取ることで、制御装置１１０において、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのグリッド電流Ｉｇの大きさを検出できる構成となっている。
【００４０】
次に、現像電圧印加回路２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃは、各現像ローラ４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに現像電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を印加する機能を果たすものであり、各現像ローラ４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに対応して個別に設けられている。
【００４１】
各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０は、帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬｏに共通接続されている。以下、現像電圧印加回路２７０Ｂを代表させて回路説明を行う。現像電圧印加回路２７０Ｂは、抵抗Ｒａと制御トランジスタＴｒ２とを備える。抵抗Ｒａは一端を帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬｏに接続している。
【００４２】
制御トランジスタＴｒは、ＮＰＮトランジタであり、コレクタを抵抗Ｒａの他端に接続し、エミッタをグラウンドに接続している。また、制御トランジスタＴｒのベースは、信号線を介して、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ１に接続されている。そして、信号線には、コンデンサＣと抵抗Ｒからなる積分回路が設けられており、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ１から出力されるＰＷＭ信号を平滑して制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する構成となっている。
【００４３】
以上のことから、制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する電圧をＰＷＭ信号により調整することで、現像ローラ４５Ｂに印加される現像電圧を制御できる。尚、印加される現像電圧は、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏから抵抗Ｒａによる電圧降下分を差し引いた電圧となる。
【００４４】
また、現像電圧印加回路２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃも、現像電圧印加回路２７０Ｂと同じく抵抗Ｒａと制御トランジスタＴｒ２から構成されていて、制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する電圧をＰＷＭ信号により調整することで、各現像ローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに印加される現像電圧を制御できる。
【００４５】
また、各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０Ｃには、図４に示すように、出力電圧（現像電圧）Ｖｄ１〜Ｖｄ４を検出する現像電圧検出回路２８０Ｂ〜２８０Ｃが設けられている。現像電圧検出回路２８０Ｂ〜２８０Ｃは、直列接続された抵抗Ｒｂ、Ｒｃにより構成されており、現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０Ｃの制御トランジスタＴｒに並列接続されている。
【００４６】
抵抗Ｒｂ、Ｒｃの中間接続点には、各現像電圧印加回路２７０の出力電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を抵抗比に従って分圧した電圧が発生する。そして、制御装置１１０の各Ａ／ＤポートＡ５〜Ａ８は、信号線を通じて、各現像電圧検出回路２８０Ｂ〜２８０Ｃを構成する抵抗Ｒｂ、Ｒｃの中間接続点に接続されている。
【００４７】
従って、各Ａ／ＤポートＡ５〜Ａ８の電圧レベルから、各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０Ｃの出力電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を検出できるようになっている。
【００４８】
制御装置１１０は、帯電器５０のグリッド電極５５に流れるグリッド電流Ｉｇを制御する機能や、各現像ローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに印加される現像電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４を制御する機能を果たすものであり、５つのＰＷＭポートＰ０〜Ｐ４と、９つのＡ／ＤポートＡ０〜Ａ８を備える。
【００４９】
尚、グリッド電流Ｉｇの制御は、ＰＷＭポートＰ０からＰＷＭ信号Ｓ０を出力して帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整することにより行われる。また、各現像電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ４の制御は、ＰＷＭポートＰ１〜Ｐ４から各現像電圧印加回路２７０Ｂ〜２７０ＣにＰＷＭ信号を出力することにより行われる。
【００５０】
制御装置１１０はＣＰＵを内蔵して構成すること、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）により構成することが可能である。制御装置１１０は、不揮発性の記憶部（図略）を内蔵しており、そこに、次に説明するグリッド電流制御フローを実行するための各種データ（例えば、以下（ａ）〜（ｄ）のデータ）を記憶させている。
【００５１】
（ａ）グリッド電流Ｉｇの基準値のデータ（２５０μＡ）
（ｂ）グリッド電流Ｉｇの上限値のデータ（３００μＡ）
（ｃ）グリッド電流Ｉｇの下限値のデータ（２００μＡ）
（ｄ）帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏの上限値のデータ（８ｋＶ）
【００５２】
尚、グリッド電流Ｉｇは、帯電器５０から感光ドラム４１に流れる放電電流と概ね比例関係にあることが知られており、感光ドラム４１に流れる放電電流のレベルを図る指標となる。すなわち、グリッド電流Ｉｇが、基準値である２５０μＡ流れていれば、感光ドラム４１に流れる放電電流が基準レベルとなり、感光ドラム４１の帯電量が画質を保つための適正レベルになる。
【００５３】
また、グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡから下限値である２００μＡの範囲にあれば、感光ドラム４１に流れる放電電流の大きさも概ね許容範囲に収まる関係となっている。尚、グリッド電流Ｉｇの上限値である３００μＡが、本発明の「第一閾値」の一例であり、グリッド電流Ｉｇの下限値である２００μＡが、本発明の「第二閾値」の一例である。
【００５４】
次に、図５を参照して制御装置１１０により実行されるグリッド電流制御フローについて説明を行う。尚、以下の説明において各チャンネルＣＨとは、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを指すものとし、この例では帯電器５０ＢをＣＨ１、帯電器５０ＹをＣＨ２、帯電器５０ＭをＣＨ３、帯電器５０ＣをＣＨ４とする。
【００５５】
図６に示すように、ホストコンピュータなどの上位装置から印刷データＤが出力されると、その印刷データＤはインターフェースＩＦを通じてプリンタ１にて受信される。すると、プリンタ１の全体を制御統括する主制御部８０から高圧電源装置１００の制御装置１１０に対して、印刷処理開始指令が与えられる。
【００５６】
これにより、制御装置１１０は図５のグリッド電流制御フローをスタートさせ、帯電電圧印加回路２０を介して各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３に帯電電圧を印加する。尚、帯電電圧の初期目標は、例えば「６ｋＶ」である。そして、帯電電圧の印加に続いて、制御装置１１０は、各Ａ／ＤポートＡ１〜Ａ４の入力電圧から各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇを算出し、モニタする（Ｓ１０）。
【００５７】
その後、制御装置１１０は、Ａ／ＤポートＡ０の入力値（電圧検出回路２４０にて検出される電圧値）に基づいて、帯電電圧印加回路の出力電圧Ｖｏを検出し、出力電圧Ｖｏのレベルを判定する。具体的には、出力電圧Ｖｏが上限値である８ｋＶより小さいか判定を行い、出力電圧Ｖｏが上限値である８ｋＶより小さい場合にはＹＥＳ判定となり、その後Ｓ３０へ移行する。また、８ｋＶ以上である場合には、ＮＯ判定となり、その後、Ｓ９０へ移行する。
【００５８】
出力電圧Ｖｏが８ｋＶより小さいと判定され、Ｓ３０に移行した場合、制御装置１１０は、Ｓ１０でモニタした各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇの電流値を比較して、最大グリット電流Ｉｇを求める。そして、最大グリッド電流Ｉｇのレベルを判定する。具体的には、最大グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡより小さいか判定を行い、最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡより小さい場合にはＹＥＳ判定となり、その後、Ｓ４０へ移行する。また、３００μＡ以上である場合にはＮＯ判定となり、その後、Ｓ６０へ移行する。ここでは、ＹＥＳ判定されたものとして説明を続ける。
【００５９】
最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡより小さいと判定され、Ｓ４０に移行した場合、制御装置１１０は、各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇのうち最小グリット電流Ｉｇが２５０μＡの定電流になるように、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整する。
【００６０】
図８の例では、チャンネルＣＨ１のグリッド電流Ｉｇが最小であることから、制御装置１１０は、チャンネルＣＨ１に対するＡ／ＤポートＡ１の入力電圧をモニタして、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整し、チャネルＣＨ１のグリッド電流Ｉｇを２５０μＡに定電流制御する。
【００６１】
その後、処理はＳ５０に移行して、帯電電圧の印加が終了したか判定が行われる。帯電電圧の印加が終了していなければ、Ｓ５０ではＮＯ判定され、処理はＳ１０に移行し、Ｓ１０から順に上記同様の処理が実行される。
【００６２】
そのため、帯電電圧の印加開始後、Ｓ２０、Ｓ３０でＮＯ判定されない、すなわち次の２つの条件を満たす限り、Ｓ１０〜Ｓ５０の処理が繰り返される状態となり、チャネルＣＨ１のグリッド電流Ｉｇが２５０μＡの定電流に制御される状態が続く。このように、本実施形態では、帯電電圧の印加開始後、最小グリッド電流Ｉｇが基準値に制御される。そのため、各帯電器５０の放電量や、各感光ドラム４１に対する帯電量を適正レベル以上に保つことが可能であり、帯電量不足による画質の低下を抑制できる。
【００６３】
条件１は、帯電電圧出力回路２００の出力電圧Ｖｏが８ｋＶ以下である。
条件２は、最大グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡ以下である。
【００６４】
そして、印字の終了に伴って帯電電圧の印加が完了すると、Ｓ５０にてＮＯ判定される。Ｓ５０でＮＯ判定された場合、その後、制御装置１１０は、帯電電圧出力回路２００の出力を停止させる。以上により一連の処理は終了する。
【００６５】
ところで、帯電電圧の印加に伴うコロナ放電により、各帯電器５０のワイヤ５３にはシリカや粉塵が付着することから、各帯電器５０のワイヤ５３の抵抗値は、印字枚数の増加に伴って大きくなる。
【００６６】
そのため、最小グリット電流Ｉｇを２５０μＡの定電流に維持しようとすると、印字枚数の増加に伴って、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏは上昇傾向となり（図７参照）、また、２５０μＡに定電流制御されているチャンネル（図８の例では、チャンネルＣＨ１）を除き、グリッド電流Ｉｇはいずれも上昇傾向となる（図８参照）。尚、グリッド電流Ｉｇの上昇度合いが、チャンネル間で異なるのは、ワイヤ５３に対するシリカや塵の付着量が各チャンネル間で異なるからである。
【００６７】
本実施形態のグリッド電流制御フローでは、Ｓ１０で各チャンネルのグリッド電流Ｉｇをモニタしつつ、Ｓ３０にて最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡより小さいか判定しており、帯電電圧の印加中に、最大グリッド電流Ｉｇが上限値である３００μＡに達すると、Ｓ３０でＮＯ判定される。
【００６８】
この場合、グリッド電流制御フローは、Ｓ１０〜Ｓ５０の処理を順に繰り返す状態から外れ、Ｓ６０に移行する（Ｓ３０：ＮＯ判定）。そして、Ｓ６０に移行すると、定電流制御の対象となるチャンネルを、最小グリッド電流Ｉｇのチャンネルから最大グリッド電流Ｉｇのチャンネルに切り換え、制御装置１００は、最大グリット電流Ｉｇが３００μＡの定電流になるように帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整する。
【００６９】
図８の例では、チャンネルＣＨ４のグリッド電流Ｉｇが最大であることから、定電流制御の対象となるチャンネルがＣＨ１からＣＨ４に切り換えられ、制御装置１１０は、チャンネルＣＨ４に対するＡ／ＤポートＡ４の入力電圧をモニタして、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを調整し、チャネルＣＨ４のグリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御する。
【００７０】
そして、チャンネルの切り換え以降は、Ｓ２０でＮＯ判定される場合とＳ７０でＮＯ判定される場合を除いて、チャネルＣＨ４のグリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御する状態が続く（図８中の期間２）。
【００７１】
そのため、全４チャンネルについてグリッド電流Ｉｇを上限値以下に抑えることが出来ることから、帯電器５０の異常放電、すなわち帯電器５０のワイヤ５３から感光ドラム４１に大きな放電電流が流れることを防止できる。そのため、感光ドラム４１の劣化を未然に防止することが可能となる。
【００７２】
また、図９に示すように、印字枚数増加に伴う、各帯電器５０の負荷の大きさは、ワイヤ５３の抵抗値の大きさに比例する。本実施形態では、定電流制御するチャンネルを、印字枚数の増加に伴って、最小グリッド電流のチャンネル、すなわちワイヤ５３の抵抗値が大きく帯電器５０の負荷が大きなチャンネルから、最大グリッド電流のチャンネル、すなわちワイヤ５３の抵抗値が小さく帯電器５０の負荷が小さなチャンネルに切り換えている。
【００７３】
そのため、チャンネルの切り換えを行わない場合に比べて、図７に示すように、印字枚数の増加に伴う、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏの上昇を抑えることが可能となる。よって、帯電器５０が異常放電し難くなるし、出力電圧Ｖｏが上限に達するまでの時間を延ばすことが出来るので、印字枚数を増やすことが可能となる。
【００７４】
次に、Ｓ７０では最小グリッド電流Ｉｇのレベルを判定する。具体的には、最小グリッド電流Ｉｇが下限値である２００μＡ以上か判定が行われる。最大グリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御している時に、最小グリッド電流Ｉｇが下限値である２００μＡを下回ると、Ｓ７０の判定処理にてＮＯ判定されることになり、Ｓ９０の処理が実行される。
【００７５】
Ｓ９０では、制御装置１１０により、帯電電圧印加回路２００の出力を停止させる処理と、グリッド電流Ｉｇが２００μＡを下回ったチャンネルについてエラーを表示させる処理が実行される。図８の例では、チャンネルＣＨ１がエラー表示の対象となり、例えば、チャンネル１の帯電器５０Ｂについてワイヤ５３の清掃を促すメッセージが、図外の表示部に表示される。
【００７６】
このようなエラー表示を行うことで、グリッド電流Ｉｇが下限値を下回った状態で印刷が行われることを回避できるため、画質の低下を防ぐことが可能となる。
【００７７】
また、先に説明したように、印刷枚数の増加に伴って各ワイヤ５３の抵抗値は大きくなることから、図８中の期間１、図８中の期間２とも、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏ、すなわち各帯電器５０の帯電電圧は上昇してゆく。本実施形態では、帯電電圧印加回路２００の出力電圧ＶｏのレベルをＳ２０で判定しており、出力電圧Ｖｏが上限値である８ｋＶを超えると、Ｓ２０でＮＯ判定され、処理はＳ８０に移る。
【００７８】
Ｓ８０に移行すると、制御装置１１０は、Ａ／ＤポートＡ０の入力電圧をモニタして、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｏを８ｋＶに定電圧制御する。そのため、各帯電器５０に印加される帯電電圧を上限値である８ｋＶ以下に抑えることが可能となり、帯電器５０の異常放電を防止できる。
【００７９】
尚、制御装置１１０にて実行される、図５中のＳ３０、Ｓ６０の処理により、本発明の「グリッド電流制御部」の機能である「前記帯電電圧印加回路の出力調整により、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値、すなわち上記例では３００μＡとなるように前記最大グリッド電流を定電流制御する」が実現されている。
【００８０】
また、制御装置１１０にて実行される、図５中のＳ３０、Ｓ４０の処理により、本発明の「グリッド電流制御部」の機能である「制御開始時、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち、値が最小となる最小グリッド電流が前記基準値、すなわち上記例では２５０μＡになるように前記最小グリッド電流を定電流制御する」が実現されている。
【００８１】
また、制御装置１１０にて実行される、図５中のＳ７０、Ｓ９０の処理により、本発明の「第一報知部」の機能である「前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が前記基準値より小さい第二閾値、すなわち上記例では２００μＡ以下になったスコロトロン帯電器について、エラーを報知する」が実現されている。
【００８２】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１０ないし図１２によって説明する。実施形態２は、実施形態１と同様に、帯電電圧の印加開始後は最小グリッド電流Ｉｇを２５０μＡに定電流制御すると共に、印刷枚数の増加に伴って最大グリッド電流Ｉｇが上限値に達すると、それ以降は、最大グリッド電流Ｉｇを上限値である３００μＡに制御する。そして、最大グリッド電流Ｉｇを３００μＡに定電流制御している場合に、グリッド電流Ｉｇが減少傾向を示すチャンネルの現像電圧Ｖｄを下げる制御を行うものであり、実施形態１のグリッド電流制御フロー（図５に示すフロー）に対して、図１０にて一点鎖線枠に示すＳ１００からＳ１４０までの処理を追加している。
【００８３】
Ｓ１００〜Ｓ１４０の処理は、Ｓ１１０〜Ｓ１３０を各チャンネルについてそれぞれ実行する、すなわちチャンネル数である４回（ｎ＝１〜４）、繰り返すループ処理となっている。尚、図１０のＳ１００、Ｓ１４０に示す記号ｎは、帯電器５０のチャンネルを表している。また、Ｓ１００に記載の「ｎ＝１、４、１」は初期値が「１」、最終値が「４」で、１ずつカウントアップすることを意味する。
【００８４】
Ｓ１１０では選択されたチャンネルｎについて、制御装置１１０によりグリッド電流Ｉｇの大きさが判定される。具体的には、グリッド電流Ｉｇが基準値である２５０μＡより小さいか判定される。
【００８５】
グリッド電流Ｉｇが２５０μＡより小さい場合はＹＥＳ判定され、Ｓ１２０に移行する。Ｓ１２０では、そのチャンネルについて、現像電圧Ｖｄの目標値を、基準値である４００Ｖから下げる処理が行われる。具体的には、次の（１）式に従って、現像電圧Ｖｄの目標値がグリッド電流Ｉｇの低下に追従して下げられる。
【００８６】
Ｖｄ＝４００−（２５０−Ｉｇ）×α・・・・・（１）
Ｉｇはグリット電流（μＡ）の大きさを示す。
αは任意の定数である。
【００８７】
一方、グリッド電流Ｉｇが２５０μＡ以上の場合はＮＯ判定され、Ｓ１３０に移行する。Ｓ１３０では、そのチャンネルについて、現像電圧Ｖｄの目標値を基準値である４００Ｖに設定する処理が行われる。
【００８８】
これらの処理を行うことで、例えば、図８に示す期間２において、グリッド電流が２５０μＡを下回る２つのチャンネルＣＨ１、ＣＨ２は、図１１に示すように、現像電圧Ｖｄの目標値が、グリッド電流Ｉｇの低下に追従して、下げられることになる。
【００８９】
このように実施形態２では、グリッド電流が２５０μＡを下回るチャンネルは現像電圧Ｖｄの目標値を下げるので、感光ドラム側の帯電電圧と現像器側の現像電圧の電位差を一定にできる。そのため、感光ドラム４１の露光部分に対して現像剤であるトナーを確実に付着させることが可能となることから、いわゆる印字かぶりなどを未然に防止することができ、画質の低下を抑制できる。
【００９０】
また、図１２に示すように、図１０のグリッド電流制御フローに対して、Ｓ１２３の処理、Ｓ１２５の処理を追加して、現像電圧Ｖｄの目標値が下限値（例えば、３００Ｖ）を下回っている場合（Ｓ１２３：ＮＯ判定の場合）には、そのチャンネルについて、図外の表示部にエラー表示することが好ましい（Ｓ１２５）。このようにすれば、現像電圧Ｖｄが下限値を下回ることがないので、現像剤であるトナーの帯電量が不足することがなく、画質の低下を一層抑制できる。
【００９１】
尚、制御装置１１０にて実行される、図１０のＳ１１０、Ｓ１２０の処理により、本発明の「現像電圧制御部」の機能である「前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が基準値、すなわち上記例では２５０μＡを下回るスコロトロン帯電器に対向する前記感光体に前記現像剤を供給する前記現像器について、前記現像電圧の前記目標値を下げる」が実現されている。
【００９２】
また、制御装置１１０にて実行される、図１２のＳ１２３、Ｓ１２５の処理により、本発明の「第二報知部」の機能である「印加される現像電圧が下限値以下になった前記現像器から前記現像剤を供給される前記感光体を帯電させる前記スコロトロン帯電器について、エラーを報知する」が実現されている。
【００９３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９４】
（１）実施形態１では、本願発明の「第一閾値」にグリッド電流Ｉｇの上限値を適用した例を示し、本願発明の「第二閾値」にグリッド電流Ｉｇの下限値を適用した例を示した。「第一閾値」は基準値以上であって上限値に対応した数値であればよく、例えば、上限値に対して裕度を持たせた数値、すなわち上限値より少しだけ小さい数値に設定してもよい。また、第二閾値は基準値以下であって下限値に対応した数値であればよく、例えば、下限値に対して裕度を持たせた数値、すなわち下限値より少しだけ大きな数値に設定してもよい。
【００９５】
（２）実施形態１では、帯電電圧の印加開始後、最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡに達するまでの間（図８の期間１）、最小グリッド電流Ｉｇを２５０μＡに定電流制御した。帯電電圧印加直後、最大グリッド電流Ｉｇが３００μＡに達するまでの間（図８の期間１）の制御の方法は、上記以外にも、４チャンネルのグリッド電流Ｉｇのト―タル値が１ｍＡになるように定電流制御してもよい。
【００９６】
（３）実施形態２では、グリッド電流Ｉｇが基準値である２５０μＡを下回るチャンネルについて、現像電圧Ｖｄの目標値を下げたが、現像電圧Ｖｄを下げるかどうかを決めるグリッド電流の閾値は、基準値である２５０μＡに限定されるものではなく、例えば、グリッド電流Ｉｇが下限値である２００μＡを下回るチャンネルについて、現像電圧の基準値を下げてもよい。
【００９７】
（４）実施形態１〜２では、プリンタ１の構成例として、１つの感光ドラム４１に１つの帯電器５０を対応させたもの（言い換えれば、各色ごとに感光ドラム４１を有するもの）を例示した。本発明は、実施形態１、２で挙げた構成のプリンタ１の他にも、例えば、図１３に示すように１つの感光ドラム３００に対して複数の帯電器３１０、３２０を対応させて配置したもの（感光ドラム３００上に各色のトナー像を重ねた後、シートに一括転写するもの）にも適用することが可能である。尚、図１３中の符号３１５は帯電器３１０と組みをなすプロセスユニット（現像器）、符号３２５は帯電器３２０と組をなすプロセスユニットである。
【００９８】
（５）実施形態１〜２では、各チャンネルＣＨ１〜４のそれぞれに、グリッド電流検出回路２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃを設けた例を示したが、チャンネル間でグリッド電流検出回路を共通化してもよい。この場合、各チャンネル間でグリッド電流を、時分割して検出するとよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…プリンタ
４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ（総称して４１）…感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）
５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ（総称して５０）…スコロトロン帯電器
４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ（総称して４５）…現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）
５３…ワイヤ
５５…グリッド電極
１１０…制御装置（本発明の「グリッド電流制御部」、本発明の「第一報知部」、本発明の「現像電圧制御部」、本発明の「第二報知部」の一例）
２００…帯電電圧印加回路
２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ（総称して２６０）…グリッド電流検出回路（本発明の「電流検出部」の一例）
２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃ（総称して２７０）…現像電圧印加回路
２８０Ｂ、２８０Ｙ、２８０Ｍ、２８０Ｃ（総称して２８０）…現像電圧検出回路
Ｉｇ…グリッド電流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体を帯電させる複数のスコロトロン帯電器と、
各前記スコロトロン帯電器が共通接続され、各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する帯電電圧印加回路と、
各前記スコロトロン帯電器に設けられた各ワイヤと、
各前記スコロトロン帯電器に設けられた各グリッド電極と、
前記各グリッド電極５５に流れるグリッド電流を検出する電流検出部と、
前記帯電電圧印加回路の出力調整により、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値となるように、前記最大グリッド電流を定電流制御するグリッド電流制御部とを備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記グリッド電流制御部は、
制御開始時、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち、値が最小となる最小グリッド電流が前記基準値になるように前記最小グリッド電流を定電流制御し、
前記最大グリッド電流が前記第一閾値に達した以降は、前記最大グリッド電流が前記第一閾値になるように前記最大グリッド電流を定電流制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が前記基準値より小さい第二閾値以下になったスコロトロン帯電器について、エラーを報知する第一報知部を備える請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数設けられる各前記感光体に対してそれぞれ各色の現像剤を供給する各現像器と、
前記各現像器に対して現像電圧を印加する現像電圧印加回路と、
前記各現像器の現像電圧が目標値になるように、前記現像電圧印加回路を制御する現像電圧制御部とを備え、
前記現像電圧制御部は、前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が基準値を下回るスコロトロン帯電器に対向する前記感光体に前記現像剤を供給する前記現像器について、前記現像電圧の前記目標値を下げる制御を行う請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
印加される現像電圧が下限値以下になった前記現像器から前記現像剤を供給される前記感光体を帯電させる前記スコロトロン帯電器について、エラーを報知する第二報知部を備える請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
感光体と、
前記感光体を帯電させる複数のスコロトロン帯電器と、
各前記スコロトロン帯電器が共通接続され、各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する帯電電圧印加回路と、
各前記スコロトロン帯電器に設けられた各ワイヤと、
各前記スコロトロン帯電器に設けられた各グリッド電極と、
前記各グリッド電極５５に流れるグリッド電流を検出する電流検出部と、
前記帯電電圧印加回路の出力調整により、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち値が最大となる最大グリッド電流が基準値以上の第一閾値となるように、前記最大グリッド電流を定電流制御するグリッド電流制御部とを備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記グリッド電流制御部は、
制御開始時、前記各グリッド電極に流れるグリッド電流のうち、値が最小となる最小グリッド電流が前記基準値になるように前記最小グリッド電流を定電流制御し、
前記最大グリッド電流が前記第一閾値に達した以降は、前記最大グリッド電流が前記第一閾値になるように前記最大グリッド電流を定電流制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が前記基準値より小さい第二閾値以下になったスコロトロン帯電器について、エラーを報知する第一報知部を備える請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数設けられる各前記感光体に対してそれぞれ各色の現像剤を供給する各現像器と、
前記各現像器に対して現像電圧を印加する現像電圧印加回路と、
前記各現像器の現像電圧が目標値になるように、前記現像電圧印加回路を制御する現像電圧制御部とを備え、
前記現像電圧制御部は、前記最大グリッド電流の定電流制御中に、前記グリッド電極に流れるグリッド電流が基準値を下回るスコロトロン帯電器に対向する前記感光体に前記現像剤を供給する前記現像器について、前記現像電圧の前記目標値を下げる制御を行う請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
印加される現像電圧が下限値以下になった前記現像器から前記現像剤を供給される前記感光体を帯電させる前記スコロトロン帯電器について、エラーを報知する第二報知部を備える請求項４に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９７０４２（Ｐ２０１３−９７０４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７２０８（Ｐ２０１１−２３７２０８）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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