JP2002287466A

JP2002287466A - 画像形成装置

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Publication number: JP2002287466A
Application number: JP2001091215A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Yamaguchi; 敦彦山口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP4677114B2

Abstract

(57)【要約】【課題】感光ドラムの表面に配置した帯電ローラに、
直流バイアス電圧に交流バイアス電圧を重畳させたバイ
アス電圧を印加する画像形成装置において、帯電ローラ
の放電電流を長期に亘って一定に保持する。【解決手段】交流バイアス電圧Ｖｏを含むバイアス電
圧が帯電ローラに印加される。これによって、帯電ロー
ラと感光ドラムとの間に、容量負荷電流、抵抗負荷電
流、放電電流が流れる。以上、各電流をトータルした電
流の交流成分を検出し、この交流成分電流のピーク値と
実効値を検出する。ピーク値からはさらに、放電電流を
なしとした場合の仮想電流の実効値を推定演算する。こ
の推定演算値と検出された実効値との差分を放電電流と
して検出する。この検出された放電電流に基づいて放電
電流が規定値に収束するように、交流バイアス電圧を制
御する。これによって、帯電ローラの放電電流が長期に
亘って一定に保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いた画像形成装置
は周知のように感光体表面を所定の電位に均一帯電処理
する工程を含んでおり、その帯電手段の一つとして感光
体表面にローラ帯電部材（以下単に「帯電ローラ」とす
る。）を当接し、この帯電ローラに直流バイアス電圧に
正弦波の交流バイアス電圧を重畳させたバイアス電圧を
印加する方法がある。この方法では、感光体表面を帯電
処理する際、交流バイアス電圧が、帯電ローラと感光体
との間に放電を起こし、感光体表面を均一に帯電させる
ことが可能である。

【０００３】図８はバイアス電圧と、感光体表面を帯電
させる際に発生する電流の波形との関係を示す図であ
る。バイアス電源の出力電圧であるバイアス電圧を帯電
ローラに印加すると、バイアス電圧のうちの交流バイア
ス電圧Ｖｏと同位相の電流、すなわち帯電ローラと感光
ドラムとの間の抵抗性負荷に流れる抵抗負荷電流Ｉｚｒ
と、交流バイアス電圧より９０°位相が進んだ電流、す
なわち帯電ローラと感光ドラムとの間の容量性負荷に流
れる容量負荷電流Ｉｚｃと、交流バイアス電圧の振幅が
ピーク時にパルス的に流れる電流、すなわち帯電ローラ
と感光ドラムとの間の放電電流Ｉｓが流れ、以上３つの
電流をトータルすると、帯電ローラと感光ドラムの間に
交流バイアス電圧Ｖｏと似た波形の帯電電流Ｉｏが流れ
る。Ｉｍは帯電ローラからバイアス電源に引き込まれる
電流を検出した場合の検出電流波形である。

【０００４】図９は交流バイアス電圧の振幅とバイアス
電源が出力する出力電流（帯電電流）と、の関係を示す
図である。同図に示すように、交流バイアス電圧の振幅
を徐々に上げていくと、所定電圧振幅Ｖｓ以下では、電
圧振幅と出力電流はほぼ比例している。これは抵抗負荷
電流Ｉｚｒと容量負荷電流Ｉｚｃとは電圧振幅に比例
し、かつ電圧振幅が小さいために放電現象が発生せず、
放電電流Ｉｓが流れていないためである。

【０００５】さらにバイアス電圧の振幅を大きくしてい
くと所定電圧振幅Ｖｓで放電現象が始まり、トータル出
力電流Ｉｏも比例関係から外れ放電電流Ｉｓ分だけが多
く流れるようになる。放電電流の発生は、感光ドラム表
面の帯電を均一化させる効果をもたらすが、充分にこの
効果を得るためには放電電流を一定値以上にする必要が
ある。従来は、放電電流と帯電電流のピーク値の相関関
係を利用してトータル出力電流のピーク値を所定値にす
ることにより、放電電流を制御していた。

【０００６】図１０は、従来に用いられ放電電流制御機
能を有する高圧電源（バイアス電源）の回路図である。

【０００７】図１０中、７０５は感光ドラム、７０７は
帯電ローラである。高圧電源部３００に、制御部４にあ
るＣＰＵ５からクロックパルスが出力されている。クロ
ックパルスはプルアップ抵抗６、ベース抵抗７を介して
トランジスタ８のベースに入力されると、トランジスタ
８はそれに従ってスイッチング動作し、抵抗９を介して
接続されている後述のオペアンプ１０の出力に応じた振
幅のクロックパルスを発生する。

【０００８】このクロックパルスの振幅が大きいと後述
する高圧トランス１２に入力される正弦波の駆動電圧振
幅も大きくなり、結果として高圧トランス１２の２次巻
線側から出力される交流バイアス電圧の振幅も大きくな
る。トランジスタ８のコレクタから出力されるクロック
パルスは抵抗１３〜２３と、コンデンサ２４〜２９と、
オペアンプ３０、３１によって構成される４次のバタワ
ースフィルタと１次のハイパスフィルタからなるフィル
タ回路３２に入力され、フィルタ回路３２からは＋１２
Ｖを中心とした正弦波信号が出力される。そしてこの出
力は抵抗３３〜３８と、コンデンサ３９、トランジスタ
４０〜４２、ツェナーダイオード４３によって構成され
るプッシュプルの高圧トランスドライブ回路４４を介し
て高圧トランス１２の１次巻線に入力され、２次巻線側
に正弦波の交流バイアス高圧が発生する。

【０００９】また、高圧トランス１２の２次巻線側の一
方は抵抗４５を介して直流高圧発生回路（ＤＣ高圧発生
回路）４６に接続されていることにより、直流バイアス
電圧に交流バイアス電圧が重畳されたバイアス電圧が出
力保護抵抗４７を介して帯電ローラ７０７に印加され
る。

【００１０】ピーク電流検出回路２００は、直流電流を
分離するための高圧コンデンサ４８と電流モニタ用の抵
抗１２４とを介して、帯電ローラ７０７から高圧電源部
３００へ引き込まれる帯電電流を検出する。この帯電電
流から検出する電圧のピーク電圧をダイオード１２３と
コンデンサ１２１でホールドすることにより電流のピー
ク値を検出する。抵抗１２２はコンデンサ１２１の放電
抵抗である。

【００１１】そして帯電ローラ７０７から引き込まれる
電流のピーク値を所定値に制御するために、ホールドさ
れた電流のピーク値の検出電圧は、抵抗５９、６８、６
９、７０、コンデンサ６７、およびオペアンプ６６、７
４から構成される増幅回路で増幅され、オペアンプ１０
のマイナス端子に出力される。オペアンプ１０は、プラ
ス端子に抵抗８８、８９からなる基準電圧が印加され、
その出力端子が抵抗９を介してトランジスタ８のコレク
タに接続されていることにより、前述したフィルタ回路
３２に入力されるクロックパルスの振幅を制御してい
る。この結果、帯電電流のピーク値が一定に制御され、
帯電電流のピーク値との相関関係により、放電電流も一
定値に制御される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、帯電ロ
ーラ７０７の使用初期時における帯電電流のピーク値と
放電電流の特性とに対して、一定期間使用した後のピー
ク値と放電電流の特性とは、帯電ローラ７０７のトナー
による汚れ等により、放電電流の開始電流値が低くなる
ため、上記のように、帯電電流のピーク値を一定値にす
る制御だけでは、積算出力印字枚数が多くなるに従って
放電電流が増加してしまう。

【００１３】感光ドラム７０５の劣化となる感光ドラム
７０５の表面の削れ量は放電電流に比例するため、結果
として前述の従来例のように帯電電流のピーク値を一定
値に制御するだけでは、積算出力印字枚数が多くなるに
従って感光ドラム７０５の削れていくスピードが加速的
に増していき、感光ドラム７０５の寿命を短くさせる問
題があった。

【００１４】さらに、放電電流量が過度に増大した場合
には、感光ドラム７０５の帯電量が増大し、感光ドラム
７０５の抵抗値が低下する高温多湿環境下において良好
な画像の安定的持続を行うための条件設定が難しくなる
問題も有している。

【００１５】そこで、本発明は、被帯電部材の表面に配
置した帯電部材に、直流バイアス電圧に交流バイアス電
圧を重畳させたバイアス電圧を印加する画像形成装置に
おいて、帯電部材の放電電流を長期に亘って一定に保持
するようにした画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、被帯電部材と、該被帯電部材を帯電させるための帯
電部材と、直流バイアス電圧に交流バイアス電圧を重畳
させたバイアス電圧を該帯電部材に印加するバイアス電
源と、を有する画像形成装置において、前記帯電部材と
前記被帯電部材との間に流れる帯電電流のピーク値を検
出し、その検出値に基づき放電電流をなしとした場合の
仮想電流の実効値を推定算出する推定電流検出手段と、
前記帯電部材と前記被帯電部材との間に実際に流れる帯
電電流の実効値を検出する実際電流検出手段と、前記推
定電流検出手段と前記実際電流検出手段の検出値に基づ
いて、前記帯電部材が前記被帯電部材を帯電させる際に
前記被帯電部材との間に発生する放電電流を検出する放
電電流検出手段と、を備える、ことを特徴とする画像形
成装置にある。

【００１７】請求項２に係る本発明は、前記バイアス電
源は、前記放電電流検出手段の検出値に基づき、前記放
電電流が所定値に収束するように、前記交流バイアス電
圧の振幅を制御することを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置にある。

【００１８】請求項３に係る本発明は、前記交流バイア
ス電圧は正弦波交流電圧で、前記推定電流検出手段は、
検出した帯電電流のピーク値に基づき、正弦波形電流と
して前記仮想電流の実効値を推定算出することを特徴と
する請求項１または２記載の画像形成装置にある。

【００１９】請求項４に係る本発明は、前記交流バイア
ス電圧は正弦波交流電圧で、前記実際電流検出手段は、
前記被帯電部材と前記帯電部材の間に流れる帯電電流の
うちの交流成分電流を全波整流化して電流検出を行い、
その電流検出値を帯電電流の実効値とすることを特徴と
する請求項１、２、または３記載の画像形成装置にあ
る。

【００２０】請求項５に係る本発明は、前記交流バイア
ス電圧にリミット値が設定されていることを特徴とする
請求項１、２、３、または４記載の画像形成装置にあ
る。

【００２１】請求項６に係る本発明は、前記被帯電部材
と前記帯電部材とを複数有し、各帯電部材に前記バイア
ス電源によって独立したバイアス電圧が印加され、前記
放電電流検出手段は、各前記帯電部材の放電電流を検出
し、前記バイアス電源は、検出された前記放電電流に基
づいて各放電電流が所定値に収束するようにそれぞれの
バイアス電圧内の交流バイアス電圧の振幅を制御するこ
とを特徴とする請求項２、３、４、または５記載の画像
形成装置にある。

【００２２】請求項７に係る本発明は、前記被帯電部材
と前記帯電部材とを複数有し、各帯電部材に前記バイア
ス電源によって共通のバイアス電圧が印加され、前記放
電電流検出手段は、所定の前記帯電部材の放電電流を検
出し、前記バイアス電源は、検出された前記放電電流に
基づいて所定の前記帯電部材の放電電流が所定値に収束
するように、前記バイアス電圧内の交流バイアス電圧の
振幅を制御することを特徴とする請求項２、３、４、ま
たは５記載の画像形成装置にある。

【００２３】請求項８に係る本発明は、画像形成動作と
して電子写真プロセスを用いることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５、６、または７記載の画像形成装置
にある。

【００２４】請求項９に係る本発明は、前記被帯電部材
として、感光ドラムを用いることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５、６、７、または８記載の画像形成
装置にある。

【００２５】請求項１０に係る本発明は、前記帯電部材
として、前記被帯電部材に当接させたローラ型の帯電ロ
ーラを用いることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、または９記載の画像形成装置にある。

【００２６】［作用］以上の構成に基づく主な作用は、
次の通りである。

【００２７】推定電流検出手段は、帯電部材と被帯電部
材の間に流れる帯電電流のピーク値を検出し、その検出
値に基づき放電電流が発生しないとした場合の仮想電流
の実効値を推定算出する。

【００２８】実際電流検出手段は、帯電部材と被帯電部
材の間に実際に流れる帯電電流の実効値を検出する。こ
の両電流の差は、放電電流であるため、放電電流検出手
段は推定電流検出手段と実際電流検出手段の検出値の差
分演算をすれば、放電電流を検出することができる。

【００２９】仮想電流の検出に関しては、例えは交流バ
イアス電圧が正弦波電圧の場合、帯電電流をほぼ正弦波
成分の電流と放電電流とに分けることができる。また放
電電流のピーク値が帯電電流のピーク値より小さいか
ら、帯電電流のピーク値に基づいて正弦波電流として、
仮想電流の実効値を演算すれば、放電電流を除いた電流
成分の実効値が求められる。これによって、高精度に放
電電流を検出することができ、検出された放電電流をも
とに、交流バイアス電流の振幅を制御すれば、放電電流
を一定値に制御することが可能になる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。

【００３１】〈第１の実施の形態〉本実施の形態では、
画像形成装置としてインラインカラー印刷機が用いら
れ、図１は、その概略構成を示す図である。

【００３２】給紙部７０１、または給紙部７０３が備え
られ、ここに配置された記録部材７０２または記録材７
０４はローラによって搬送され保持される。保持された
記録部材７０２、７０４の上方に、３つのローラ７１８
によって支持され、回転可能なベルト状の中間転写体７
１２が設置されている。中間転写体７１２と記録部材７
０２、７０４とは、ローラ７０９の支持によって密接さ
れている。中間転写体７１２の上方において記録部材７
０２、７０４との対向面に４色の感光ドラム７０５Ｙ、
７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋが配置されている。各感
光ドラムに対応して、バイアス電源として４つの高圧電
源部３が設けられ、各高圧電源部３は制御部４と接続さ
れ、制御部４からのクロックパルスでバイアス電圧を生
成し、帯電器７０７Ｙ、７０７Ｍ、７０７Ｃ、７０７Ｋ
に印加している。

【００３３】感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５
Ｃ、７０５Ｋは、帯電器７０７Ｙ、７０７Ｍ、７０７
Ｃ、７０７Ｋに内蔵されている帯電ローラ７０７ＹＳ，
７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳにより一定電位に
均一に帯電される。

【００３４】インラインカラー印刷機内のコントローラ
部（不図示）は、ホストコンピュータ等（不図示）によ
り作成される特定の記述言語により記述された信号を受
信し、感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０
５Ｋ上で潜像を作るための信号処理を行う。この信号
は、光学ユニット７１０Ｙ、７１０Ｍ、７１０Ｃ、７１
０Ｋに送信される。光学ユニット７１０Ｙ、７１０Ｍ、
７１０Ｃ、７１０Ｋでは、電気信号を光信号に変換し、
高速度で回転するポリゴンモータ（不図示）に取り付け
られたポリゴンミラー（不図示）に照射し、ポリゴンミ
ラー（不図示）により反射された光信号は反射ミラー
（不図示）によって感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７
０５Ｃ、７０５Ｋ表面に照射される。光照射を受けるこ
とでこの光照射部位のみ電位が変化し、感光ドラム７０
５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ，７０５Ｋ上に静電潜像が形
成される。

【００３５】各感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５
Ｃ、７０５Ｋの近傍に現像器７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０
８Ｃ，７０８Ｋが配置され、ここには現像スリーブ７０
８ＹＳ、７０８ＭＳ、７０８ＣＳ、７０８ＫＳ及び現像
剤があり、感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ，
７０５Ｋ上に形成された静電潜像に従い現像スリーブ７
０８ＹＳ、７０８ＭＳ、７０８ＣＳ、７０８ＫＳにより
現像剤中のトナーのみが感光ドラム７０５Ｙ、７０５
Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋに付着し、画像として具現化さ
れる。感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０
５Ｋ上に画像として具現化されたトナー像は転写バイア
スが印加されている中間転写体７１２に転写される。中
間転写体７１２に転写されたトナー像は、さらに記録部
材上に転写される。このトナー像が転写された記録部材
は、定着ユニット７１３を通過し、ここでトナー像が永
久定着されて外部に排紙される。

【００３６】図２は、高圧電源部３の詳細な構成を示す
回路図である。

【００３７】高圧電源部３は、インラインカラー印刷機
を制御する制御部４と接続される。制御部４には、ＣＰ
Ｕ５が備えられ、ＣＰＵ５は内部のＲＯＭ５ａに書き込
まれたプログラムに従いタイマ５ｃ、Ｉ／Ｏ５ｅ、Ａ／
Ｄ５ｆ、Ｄ／Ａ５ｄの各種入出力を動作させて、インラ
インカラー印刷機の制御を実行する。

【００３８】ＣＰＵ５のＩ／Ｏ５ｅから内部タイマ５ｃ
で生成されたクロックパルスが高圧電源部３に出力され
る。

【００３９】高圧電源部３では、トランジスタ８のベー
スは、ベースダンパ抵抗７、プルアップ抵抗６を介し
て、ＣＰＵ５のＩ／Ｏ５ｅと接続される。トランジスタ
８のエミッタ端子は接地され、コレクタ端子は抵抗９を
介してオペアンプ１０の出力端子に接続されている。オ
ペアンプ１０のプラス入力端子は、ＣＰＵ５のＤ／Ａ５
ｄに接続され、マイナス入力端子は、放電電流検出回路
１００の出力端子と接続されている。

【００４０】ＣＰＵ５のＩ／Ｏ５ｅ、Ｄ／Ａ５ｄから、
クロックパルスと電圧幅信号が出力される。電圧幅信号
は、所定値として制御したい放電電流に対応して設定さ
れている。これによってトランジスタ８のコレクタ端子
からは、オペアンプ１０の出力電圧に従い振幅を制御さ
れたクロックパルスが出力される。トランジスタ８のコ
レクタ端子は、フィルタ回路３２に接続される。このフ
ィルタ３２からは、クロックパルスの振幅に対応して、
＋１２Ｖを中心電圧とした入力されたクロック周波数と
同じ周波数の正弦波が出力される。

【００４１】この正弦波出力は、抵抗３３〜３８、コン
デンサ３９、トランジスタ４０〜４２、ツェナーダイオ
ード４３により構成されるプッシュプルの高圧トランス
ドライブ回路４４を介して高圧トランス１２の１次巻線
に入力される。これによって、２次巻線側には、クロッ
ク周波数、電圧幅信号に対応した正弦波交流バイアス電
圧が発生する。高圧トランス１２の２次巻線側の一方は
抵抗４５を介して直流バイアス電圧を発生する直流高圧
発生回路４６に接続され、他方が保護抵抗４７を介して
帯電ローラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０
７ＫＳと接続される。これによって、直流バイアス電圧
に交流バイアス電圧が重畳されたバイアス電圧が帯電ロ
ーラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳ
に印加される。

【００４２】図１１は放電電流検出回路のブロック図で
ある。放電電流検出回路１００は、帯電ローラ１から高
圧トランス１２等を介し、帯電電流を検出する（図２参
照）。図１１に示すように、帯電電流の電圧信号が入力
されると、実際電流検出手段１０１と推定電流検出手段
１０２に入力される。実際電流検出手段１０１はトータ
ル出力電流Ｉｏ（図８参照）を検出し、放電電流検出手
段１０３に出力する。推定電流検出手段１０２は、トー
タル出力電流Ｉｏのピーク値から放電電流をなしとした
場合の推定電流正弦波を算出し、放電電流検出手段１０
３に出力する。放電電流検出手段１０３は、入力された
トータル出力電流Ｉｏと推定電流正弦波との差により、
放電電流のみを抽出し、放電電流検出回路１００から出
力する。以下に、放電電流検出回路１００を詳しく説明
する。

【００４３】放電電流検出回路１００は、直流電流を分
離するための高圧コンデンサ４８と電流モニタ用の抵抗
４９とを介して高圧電源部３に引き込まれる帯電電流を
検出する。ここで検出される電流は正弦波出力であるの
で、抵抗４９の両端に発生する電圧信号が、抵抗５０〜
５３、５９、オペアンプ５５、５６、ダイオード５４、
５７、５８で構成される全波整流回路にて波形整形され
る。この全波整流された信号Ａは、抵抗６０〜６２、６
４、コンデンサ６３、６５によりＲＭＳ検出ＩＣ７６に
入力される。このＲＭＳ検出ＩＣ７６では、放電電流を
含む実際に帯電ローラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７
ＣＳ、７０７ＫＳに流れている帯電電流の実効値を検出
し、その検出値は、抵抗７７、７８、８１、オペアンプ
８２、コンデンサ７９、８０により、直流電圧値として
出力される。

【００４４】また、全波整流された信号Ａは、抵抗５
９、オペアンプ６６、コンデンサ６７、抵抗７０にて構
成されるピーク電流検出回路に接続されている。この回
路にて帯電ローラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７Ｃ
Ｓ、７０７ＫＳに流れている帯電電流のピークを検出す
る。

【００４５】ここで帯電ローラ７０７ＹＳ、７０７Ｍ
Ｓ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳに流れている電流は、帯電
ローラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７Ｋ
Ｓに印加される高圧出力が正弦波であるために放電が発
生していない場合には正弦波電流である。このためにピ
ーク検出値を抵抗６８、６９にて分圧することによって
実効値を算出することが可能である。

【００４６】また、放電電流が流れている場合において
も、高圧電源部３が出力するトータル出力電流は、図３
に示すように、正弦波電流のピーク値を放電電流のピー
クが上回ることが無い（実際の動作では）ために放電電
流を無しとした場合の帯電電流（仮想電流）の実効値の
検出が可能である。

【００４７】したがって、ＲＭＳ検出ＩＣ７６で検出さ
れた放電電流を含む帯電電流に相当する直流電圧値と、
ピーク検出回路にて検出された放電電流を含まない帯電
電流に相当する直流電圧を抵抗７１〜７３、８３、オペ
アンプ７４にて構成される差動増幅回路に出力し、その
差分を増幅することにより、帯電ローラ７０７ＹＳ、７
０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳに流れる放電電流の
みを抽出することができる。

【００４８】この放電電流量が、ＣＰＵ５で設定されて
Ｄ／Ａ５ｄから出力される電圧幅信号値と一致するよう
ようにオペアンプ１０が動作して、高圧トランス１２の
交流バイアス電圧の振幅を可変し、帯電ローラ７０７Ｙ
Ｓ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳに流れる電流
値を制御する。このような動作により帯電ローラ７０７
ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳと感光ドラ
ム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋとの間の放
電電流が所定値に制御され、帯電ローラ７０７ＹＳ、７
０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳがトナーＴで汚れて
も、放電電流が増加することなく、感光ドラム７０５
Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋの寿命を延ばすこと
ができる。

【００４９】更に感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０
５Ｃ、７０５Ｋの帯電電位を均一かつ安定化させること
ができるため、長期に亘って良好な画像品質を安定的に
提供することが可能である。

【００５０】なお、本実施の形態では、４つの感光ドラ
ム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋ毎に、高圧
電源部３を設置し、感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７
０５Ｃ、７０５Ｋを独立に帯電させる構成としたが、こ
のほか、４つの感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５
Ｃ、７０５Ｋに共通の高圧電源部３を用い、所定の感光
ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋの放電
電流を検出し、各感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０
５Ｃ、７０５Ｋに共通に印加されるバイアス電圧を制御
することも可能である。

【００５１】〈第２の実施の形態〉以下、第２の実施の
形態を説明する。

【００５２】図４は第２の実施の形態における高圧電源
部の構成を示す図である。第１の実施の形態では、ＣＰ
Ｕ５に放電電流の所定値として電圧幅信号を設定し、こ
の電圧幅信号と放電電流検出回路１００で検出された放
電電流値とを、オペアンプで比較し、放電電流を制御す
るようしたが、本実施の形態では、放電電流値と所定値
の比較、放電電流の制御は、制御部４で行うようになっ
ている。

【００５３】このため、高圧電源部は図４に示す高圧電
源部１３０を用いる。

【００５４】高圧電源部１３０は、放電電流検出部１０
０の出力が制御部４のＡ／Ｄ５ｆに出力され、オペアン
プ１０のマイナス入力端子が抵抗８８、８９で構成され
た分圧回路を介してダイオード８５、８６、およびコン
デンサ８７で構成され整流回路により高圧トランス１２
の２次巻線側に接続される。その他は、第１の実施の形
態の高圧電源部３と同じであるので説明を省略する。

【００５５】放電電流検出回路１００は放電電流を直流
電圧として検出するから、ＣＰＵ５のＡ／Ｄ５ｆに印加
される信号は、放電電流のＩ−Ｖ変換後の直流電圧であ
る。

【００５６】図５は高圧トランス１２の出力する交流バ
イアス電圧振幅に対するＣＰＵ５のＡ／Ｄポート５ｆに
入力される放電電流のＩ−Ｖ変換後の値を示すグラフを
示す。放電電流Ｉｓは、交流バイアス電圧振幅がＶｓ以
上となるときに発生する。

【００５７】次に、図４、図５に基づいて制御動作を説
明する。

【００５８】印刷動作開始時にまずＣＰＵ５のＩ／Ｏ５
ｅからクロックパルスの出力を行い、次にＤ／Ａ５ｄの
出力を順次増加させて、ＣＰＵ５のＡ／Ｄ５ｆにて電圧
を検出する。高圧卜ランス１２の出力電圧振幅が小さい
領域（図５のトータル出力電流の直線領域）では、帯電
ローラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７Ｋ
Ｓから感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０
５Ｋへの電流すなわち高圧電源部１３０に流れる帯電電
流は容量性負荷Ｉｚｃ＋抵抗性負荷Ｉｚｒに対して流れ
るもののみである。この場合には、放電電流検出部１０
０の出力には検出電圧が発生しない。

【００５９】その後、更に高圧トランス１２の出力電圧
振幅を増大させていくことにより、放電が開始し、負荷
＋抵抗性負荷に対して流れる電流に加え放電電流が帯電
ローラ７０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７Ｋ
Ｓから感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０
５Ｋへ流れる。この放電電流Ｉｓが流れ始めると、放電
電流検出部１００の出力に放電電流値に相当する直流電
圧が発生する。ＣＰＵ５はこの電圧をあらかじめ定めら
れた所定値（規定値）と一致するように、Ｄ／Ａ５ｄか
らの出力電圧を可変し、高圧トランス１２の出力電圧振
幅を制御する。

【００６０】図６は、ＣＰＵ５における制御流れを示す
フローチャートである。

【００６１】すなわち、印刷ジョブが開始され高圧電圧
制御シーケンスが開始され（Ｓ１００）、帯電ローラ７
０７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳヘのバ
イアス電圧が出力開始可能かどうかを判断し（Ｓ１０
１）、可能であれば、Ｉ／Ｏ５ｅにクロックパルスを出
力する（Ｓ１０２）。その後、ＣＰＵ５のＤ／Ａ５ｄに
Ｄｄ＝００を書き込み（Ｓ１０３）、Ｄ／Ａ５ｄからこ
の値を出力する（Ｓ１０４）。その後、Ａ／Ｄ５ｆによ
り放電電流検出回路１００の検出値である直流電圧を読
み込む（Ｓ１０５）。Ａ／Ｄで読み込んだ値をあらかじ
め設定された規定値と同等であるかを比較する（Ｓ１０
６）。このＡ／Ｄ値があらかじめ設定された規定値と同
等であればＣＰＵ５がＤ／Ａ５ｄの出力を固定する。そ
の後、印刷終了指令があるかどうかを判断し、終了指令
があるまで上記処理を実行する（Ｓ１０９、Ｓ１１
０）。

【００６２】また、Ａ／Ｄ５ｆに入力された放電電流の
検出電圧があらかじめ設定された規定値と同等でない場
合には、Ｄｄに交流バイアス電圧の増加させたい値に相
当するＡａを加え（Ｓ１１１）、Ｄ／Ａ５ｄからこの値
を出力する（Ｓ１１２）。その後、Ｄ／Ａに入力された
放電電流の検出電圧があらかじめ設定された規定値と同
等になるまで、（Ｓ１０５）からの動作を続ける。上記
の制御によって、放電電流が常に管理される状態にあ
り、感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５
Ｋの寿命を延ばすことが可能となり、更に、感光ドラム
７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋの劣化などの
影響を受けないために、継続的かつ安定した画像品質の
提供が可能となった。

【００６３】〈第３の実施の形態〉次に、第３の実施の
形態について説明する。

【００６４】第１および第２の実施の形態では、放電電
流に誤検出があると、その誤検出値に基づいても交流バ
イアス電圧の振幅が制御されるから、異常電圧の発生が
生じることがある。この場合、機器に設けられている安
全装置が作動し、機器の使用が停止される。

【００６５】本実施の形態は、放電電流検出回路１００
にノイズなどの誤検出があった場合でも、印刷が続ける
ことができるようにする。

【００６６】このために、第２の実施の形態における制
御部４のＲＯＭ５ｂに最大の交流バイアス電圧を制御す
るためのリミット値を記憶させる。高圧電源部には第２
の実施の形態と同じ高圧電源部１３０を用いる。回路の
構成は上述したものと同様なので説明は省略する。

【００６７】次に、図７のフローチャートに基づいて制
御の流れを説明する。

【００６８】Ｓ１００からＳ１０４までは、第２の実施
の形態と同じであるので説明を省略する。

【００６９】Ｄ／Ａ５ｄにＤｏｕｔ＝００を出力した後
（Ｓ１０４）、Ａ／Ｄ５ｆにて入力された放電電流の検
出電圧をチェックし（Ｓ１０５）、この検出電圧がＲＯ
Ｍに記憶されている規定値と同等の場合には第２の実施
の形態と同様に印刷終了までこのＤ／Ａ５ｄ内の電圧を
出力し、高圧トランスの交流バイアス電圧の振幅を制御
する。放電電流検出回路１００からの検出電圧が規定値
でない場合でかつ規定値以上の電圧値が検出された場合
には、ＣＰＵ５はＤ／Ａ５ｄにあらかじめ設定されてい
るリミット値を出力して印刷動作を実行する。

【００７０】また、Ａ／Ｄ５ｆに入力された検出電圧が
規定値以下の場合においては、ＣＰＵの内部レジスタＤ
ｄにＤｄ＋Ａａを書き込む（Ｓ１１１）。このＡａは第
２の実施の形態と同様に交流バイアス高圧の出力電圧増
加分に相当した値である。その後、Ｄｄ値とリミット値
とを比較し（Ｓ１２２）、Ｄｄ値がリミット値未満の場
合には、ＤｄをＤ／Ａ５ｄに書き込み出力する（Ｓｌ１
２）。その後、Ｓ１０６に戻り、上記の制御が繰り返し
て実行する。

【００７１】Ｓ１２２において放電電流の検出電圧がリ
ミット値以上の場合には、Ｄ／Ａ５ｄにリミット値を書
き込み、この値にて高圧トランス１２の出力電圧振幅を
制御して印刷動作を実行する。

【００７２】以上のように、何らかの原因にて放電電流
に誤検出があった場合においても印刷動作を停止するこ
とが無いためユーザに対して必要以上の手間をかけさせ
ること無く、感光ドラム７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５
Ｃ、７０５Ｋの寿命を向上させ、更に継続的に安定した
画像品質を提供できる画像形成装置の実現が可能となっ
た。

【００７３】なお、Ａ／Ｄ５ｆからの検出電圧の読取り
に関して、例えばＡ／Ｄの検出精度を向上させるために
複数回の検出を行い、その最大、最小を無視した検出値
の平均を採用することもできる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
電電流が検出できるから、検出された放電電流をもと
に、交流バイアス電圧の振幅を制御することで、放電電
流を一定に制御することができる。これによって帯電部
材（帯電ローラ）の汚れ、などによる被帯電部材（感光
ドラム）削れのスピードを一定とすることができ、更
に、常に一定の放電電流にて印刷動作が可能となったた
めに、被帯電部材の寿命を伸ばすことが可能となり、被
帯電部材上の帯電量を常に一定にする制御が可能となっ
たために優れた画像品質を継続して安定的に提供するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例であるインラインカラー印
刷機の構成を示す概略図である。

【図２】第１の実施の形態における高圧電源部の構成を
示す回路図である。

【図３】バイアス電圧と、感光体表面を帯電させる際に
発生する電流および高圧電源部内の検出電圧の波形との
関係を示す図である。

【図４】第２の実施の形態における高圧電源部の構成を
示す図である。

【図５】交流バイアス電圧振幅に対する放電電流のＩ−
Ｖ変換後の値のグラフを示す図である。

【図６】第２の実施の形態の制御の流れを示すフローチ
ャートである。

【図７】第３の実施の形態の制御の流れを示すフローチ
ャートである。

【図８】バイアス電圧と、感光体表面を帯電させる際に
発生する電流の波形との関係を示す図である。

【図９】交流バイアス電圧の振幅とバイアス電源が出力
する出力電流（帯電電流）との関係を示す図である。

【図１０】従来に用いられ放電電流制御機能を有する高
圧電源部の回路図である。

【図１１】放電電流検出回路のブロック図である。

【符号の説明】

３、１３０バイアス電源１０１実際電流検出手段１０２推定電流検出手段１０３放電電流検出手段７０５Ｙ、７０５Ｍ、７０５Ｃ、７０５Ｋ被帯電部
材（感光ドラム）７ＹＳ、７０７ＭＳ、７０７ＣＳ、７０７ＫＳ帯電
部材（帯電ローラ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電部材と、該被帯電部材を帯電させ
るための帯電部材と、直流バイアス電圧に交流バイアス
電圧を重畳させたバイアス電圧を該帯電部材に印加する
バイアス電源と、を有する画像形成装置において、前記帯電部材と前記被帯電部材との間に流れる帯電電流
のピーク値を検出し、その検出値に基づき放電電流をな
しとした場合の仮想電流の実効値を推定算出する推定電
流検出手段と、前記帯電部材と前記被帯電部材との間に実際に流れる帯
電電流の実効値を検出する実際電流検出手段と、前記推定電流検出手段と前記実際電流検出手段の検出値
に基づいて、前記帯電部材が前記被帯電部材を帯電させ
る際に前記被帯電部材との間に発生する放電電流を検出
する放電電流検出手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記バイアス電源は、前記放電電流検出
手段の検出値に基づき、前記放電電流が所定値に収束す
るように、前記交流バイアス電圧の振幅を制御すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記交流バイアス電圧は正弦波交流電圧
で、前記推定電流検出手段は、検出した帯電電流のピー
ク値に基づき、正弦波形電流として前記仮想電流の実効
値を推定算出することを特徴とする請求項１または２記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記交流バイアス電圧は正弦波交流電圧
で、前記実際電流検出手段は、前記被帯電部材と前記帯
電部材の間に流れる帯電電流のうちの交流成分電流を全
波整流化して電流検出を行い、その電流検出値を帯電電
流の実効値とすることを特徴とする請求項１、２、また
は３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記交流バイアス電圧にリミット値が設
定されていることを特徴とする請求項１、２、３、また
は４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記被帯電部材と前記帯電部材とを複数
有し、前記各帯電部材に前記バイアス電源によって独立
したバイアス電圧が印加され、前記放電電流検出手段
は、前記各帯電部材の放電電流を検出し、前記バイアス
電源は、検出された前記放電電流に基づいて各放電電流
が所定値に収束するようにそれぞれのバイアス電圧内の
交流バイアス電圧の振幅を制御することを特徴とする請
求項２、３、４、または５記載の画像形成装置。
【請求項７】前記被帯電部材と前記帯電部材とを複数
有し、各帯電部材に前記バイアス電源によって共通のバ
イアス電圧が印加され、前記放電電流検出手段は、所定
の前記帯電部材の放電電流を検出し、前記バイアス電源
は、検出された前記放電電流に基づいて所定の前記帯電
部材の放電電流が所定値に収束するように、前記バイア
ス電圧内の交流バイアス電圧の振幅を制御することを特
徴とする請求項２、３、４、または５記載の画像形成装
置。
【請求項８】画像形成動作として電子写真プロセスを
用いることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
６、または７記載の画像形成装置。
【請求項９】前記被帯電部材として、感光ドラムを用
いることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、
７、または８記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記帯電部材として、前記被帯電部材
に当接させたローラ型の帯電ローラを用いることを特徴
とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または
９記載の画像形成装置。