JP2005189355A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スコロトロン帯電器による感光ドラムの表面電位の制御範囲を広げて、電位ムラに起因する画像不良を防止する。
【解決手段】 感光ドラム表面の調整目標とする目標電位に応じて、スコロトロン帯電器の放電ワイヤーに印加する電流を、放電電流決定手段５１によって決定し、その電流値を放電電流記憶手段５２に記憶する。記憶された電流値を放電ワイヤーに印加した状態で、グリッド電圧調整手段５３によりグリッドに印加する電圧値を調整して目標電位を得る。このときの電圧値をグリッド電圧記憶手段５４に記憶する。記憶手段５２，５４に記憶された値を放電ワイヤ及びグリッドに印加して感光ドラム表面を帯電する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、スコロトロン帯電器により像担持体表面の電位制御を行う画像形成装置に関する。

プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に使用される像担持体（例えば電子写真感光体）の表面を一様に帯電させる帯電器として、従来から、スコロトロン帯電器が広く用いられている。

スコロトロン帯電器は、放電ワイヤーに印加した電流又は電圧と、グリッドに印加した電流又は電圧によって、電子写真感光体を所望の表面電位に帯電させる。グリッドに印加する電圧を固定して、放電ワイヤーに印加する電流又は電圧を調整して所望の表面電位とする方法と、放電ワイヤーに印加する電流又は電圧を固定して、グリッドに印加する電流又は電圧を調整して所望の表面電位とする方法とが従来から提案されている。

上述のグリッドに印加する電圧を固定する方法としては、高圧電源の他にバリスタなどの定電圧素子を用いて、放電ワイヤーからの放電電荷を授受したグリッドの電位を所定の値に調節する方法も広く用いられている。

また、放電ワイヤーの電流値又は電圧値を調整する方法としては、切替えスイッチなどにより、変更可能なものもあり、上述のバリスタに回路的な可変抵抗を付与してグリッドに印加する電圧値を変更可能なものも提案されている。

さらに、特許文献１には、放電ワイヤーとしての主帯電電圧とグリッド電圧との双方を変更可能としたものが記載されている。これによると、グリッド電圧による異なる主帯電電圧対感光体表面電位の複数の特性を順次作動させ、その特性上においてできるだけ低い主帯電電圧で所望の表面電位を実現するようにしている。

特許第２７７３７９１号公報

前記従来技術による方法の多くは、放電ワイヤー又はグリッドのうちのいずれか一方に印加する電流値又は電圧値を固定する方法である。このため放電ワイヤー又はグリッドのうちの他方に印加する電流値又は電圧値を調整して制御を行う場合、以下の不具合が生じるため、制御範囲が狭くなってしまうことがわかっている。

例えば、放電ワイヤーの電流値又は電圧値を固定して、グリッドの電流値又は電圧値で調整する場合、グリッドの電流値又は電圧値が高いと、グリッドと感光体との間の電位差が大きくなり、この間で火花放電に至りやすくなる。逆にグリッド電流値又は電圧値は、回路的に下限値が決定されることが多く、自ずと制御範囲は限定される。

また、バリスタなどの定電圧素子を用いてグリッドの電圧値を固定して、放電ワイヤーの電流値又は電圧値で調整する場合、放電ワイヤーの電流値又は電圧値が高いと、放電ワイヤーとグリッドと間の電位差又は放電ワイヤーとスコロトロンのシールドとのの間電位差が大きくなり、これらの間での火花放電に至りやすくなる。あるいは、高圧電源回路内での耐圧限界を超えてしまい、電源回路内でのリークを生じてしまう場合もあり、リーク防止用の検知回路などの付属機構を必要とする。逆に放電ワイヤーの電流値又は電圧値が低い場合は、定電圧素子であるバリスタが有効に働かず、グリッド電圧が不安定となり、制御そのものが不完全となるため、こちらの方法でも、自ずと制御範囲は限定される。

一方、放電ワイヤーの電流値又は電圧値を切替えスイッチなどにより、変更可能なものや、バリスタに回路的な可変抵抗を付与してグリッドに印加する電圧値を変更可能なものは、あくまで補正のためのものであり、感光体の目標電位とは無縁のもので、設定が困難なため利便性に欠けていた。

さらに、上述の特許公報１では、複数の特性を順次作動させるため適正な状態が得られるまで制御時間が長大となる欠点があった。また、主帯電電圧である放電ワイヤーの印加電圧が低いということは、グリッド電圧を常に高めに設定することであるため、グリッドによる本来の整流効果を最も乏しくすることになる。そのため放電ワイヤーなどが経時変化して放電ムラを生じた場合には、グリッドの均一化が抑制され感光体の電位にムラを生じるなどの問題があった。

そこで、本発明は、スコロトロン帯電器による像担持体の表面電位の制御範囲を広げて、電位ムラに起因する画像不良を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、放電ワイヤーとグリッドとを有し像担持体表面を帯電するスコロトロン帯電器と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、前記像担持体上の現像剤像を転写媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記放電ワイヤーに第１のバイアスとして電流又は電圧を印加する第１の電源と、前記グリッドに第２のバイアスとして電流又は電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電源及び前記第２の電源を制御する制御手段と、前記像担持体表面の電位を検知する電位検知手段と、前記像担持体表面の調整目標とする目標電位に応じて、前記第１のバイアスと前記第２のバイアスとのうちの一方のバイアス値を決定する決定手段と、決定された前記一方のバイアス値を記憶する第１の記憶手段と、決定された前記一方のバイアス値を印加した状態で、他方のバイアス値を調整して、前記目標電位を得る調整手段と、調整された前記他方のバイアス値を記憶する第２の記憶手段と、を備える、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１の記憶手段に記憶された前記一方のバイアス値、及び前記第２の記憶手段に記憶された前記他方のバイアス値に基づいて、前記像担持体表面を帯電する、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記決定手段が決定する、前記目標電位に応じた前記一方のバイアス値を調整するシフト量を設定可能である、ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、複数の画像形成モードを有し、前記目標電位が、前記複数の画像形成モードごとに設定されている、ことを特徴とする。

本発明によると、像担持体の目標電位に応じて、放電ワイヤーに印加する第１のバイアスとグリッドに印加する第２のバイアスとのうちの、一方のバイアス値を決定し、他方のバイアスを調整することにより、従来技術に比べて像担持体表面の電位の制御範囲を広げて、かつ最適な電位制御を簡便に行うことができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置１は、電子写真方式のプリンタであり、同図はその概略構成を示す模式図である。なお、本発明に係る画像形成装置としては、上述の電子写真方式のプリンタのほかに、例えば電子写真方式の複写機，ファクシミリ、また静電記録方式のプリンタ，複写機，ファクシミリ等であってもよい。

同図を参照して、画像形成装置１全体の概略構成及び動作について説明する。

同図に示す画像形成装置１は、画像形成装置本体（以下「装置本体」という。）１ａの内側に、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）２を備えている。

感光ドラム２は、装置本体１ａによって矢印Ｒ２方向に回転自在に支持されており、感光ドラム２の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム２表面の電位を消去する除電器（除電手段）３、感光ドラム２表面を一様に帯電する一次帯電器（帯電手段）４、一様帯電後の感光ドラム２表面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置（露光手段）５、露光後の感光ドラム２表面の電位を測定する電位センサ（電位検知手段）６、静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像（現像剤像)を形成する現像装置（現像手段）７、感光ドラム２上のトナー像を転写媒体としての転写材Ｐ（例えば、シート状の紙，透明フィルム）上に転写する転写帯電器（転写手段）８、トナー像転写後の転写材Ｐを感光ドラム２から分離する分離帯電器（分離手段）９、感光ドラム２上の残留トナーを除去するクリーナ（クリーニング手段）１０が配置されている。

図２に示すように、上述の露光装置５は、画像信号に応じてレーザ光を照射する半導体レーザ２０と、照射されたレーザ光を走査するポリゴンミラー２１と、走査されたレーザ光を結像する結像レンズ２２と、結像されたレーザ光を帯電後の感光ドラム２表面に導く反射ミラー２３とを有している。

また同図に示すように、一次帯電器４は、放電ワイヤー３１とグリッド３２とシールド３３とを有している。このうち放電ワイヤー３１は、感光ドラム２の軸（感光ドラム２表面の母線）に平行に配設された金属製のワイヤーである。放電ワイヤー３１には、これに高圧バイアスを印加する放電ワイヤー高圧電源（第１の電源）３４が接続されている。この放電ワイヤー高圧電源３４は、放電ワイヤー３１への放電電流値を任意に設定可能であり、回路上８００〜１６００μＡまで通電可能である。シールド３３は、同図に示すように、放電ワイヤー３１の左方、右方、及び上方を覆うように形成された断面コ字状の金属板であり、感光ドラム２表面に対向する部分が開口されている。グリッド３２は、上述のシールド３３の開口部に配設された複数の平行な金属ワイヤーによって構成されている。グリッド３２には、これに高圧バイアスを印加するグリッド高圧電源（第２の電源）３５が接続されている。このグリッド高圧電源３５は、グリッド３２に印加する電圧を任意に設定可能であり、回路上１１００Ｖまで印加が可能であるが、後述の理由により駆動するソフトシーケンスにより９００Ｖを上限としている。

上述構成の画像形成装置１の動作の概略を説明する。

感光ドラム２は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ２方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が一次帯電器４によって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム２表面は、露光装置５によって画像情報に応じた露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置７によってトナーが付着されてトナー像として現像される。

一方、転写材Ｐは、給紙ローラ１２によって給紙デッキ１１から給紙され、搬送ローラ１３によってレジストローラ１４に搬送される。転写材Ｐは、レジストローラ１４によって一旦停止される。レジストローラ１４は、感光ドラム２のトナー像とタイミングを合わせるようにして転写部に転写材Ｐを供給する。転写部に供給された転写材Ｐは、転写帯電器８によって感光ドラム２上のトナー像が転写され、さらに分離帯電器９により感光ドラム２表面から分離される。転写材Ｐ分離後の感光ドラム２は、その表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置１０によって除去され、さらに除電気によって電荷が除去され、次の画像形成に供される。

一方、分離後の転写材Ｐは、搬送ベルト１５によって定着装置１６に搬送され、ここで、定着ローラ１６ａ、加圧ローラ１６ｂによって加熱・加圧され、表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８上に排出される。これにより１枚の転写材Ｐに対する画像形成が終了する。

図３は、一次帯電器４のグリッド電圧を固定した場合の、放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒ（横軸）と感光ドラム２表面の暗部電位ＶＤ（縦軸）との関係を示す図である。同図に示すように、放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒを増加させると感光ドラム２上の暗部電位ＶＤは増加する傾向にある。定電圧素子であるバリスタ（不図示）などを利用してグリッド電圧を一定に保ちながら、上述の傾向を利用して放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒを調整して暗部電位ＶＤを目標電位とする電位制御方法が従来から広く採用されている。

図４は、一次帯電器４の放電ワイヤー３１の電流値を固定した場合の、グリッド電圧Ｖｇ（横軸）と感光ドラム２表面の暗部電位ＶＤ（縦軸）との関係を示す図である。同図に示すように、グリッド電圧Ｖｇを増加させると感光ドラム２上の暗部電位ＶＤは増加する傾向にある。放電ワイヤー３１の電流値を固定しながら、上述の傾向を利用してグリッド電圧Ｖｇを調整して暗部電位ＶＤを目標電位とする電位制御方法も従来から広く採用されている。

図５は、本発明の電位制御として、感光ドラム２上の表面電位を調整するための制御基板周辺の電気構成概略図である。図において、制御基板４０内には制御プログラムの記述されたＲＯＭ４１と、プログラム上の必要データの一時記憶素子であるＲＡＭ４２が処理の中心素子であるＣＰＵ（制御手段）４３に接続されている。またインターフェイス素子であるＩ／Ｏ４４と、データの変換素子であるＡ／Ｄ変換器４５及びＤ／Ａ変換器４６が外部の周辺機器と接続され、制御基板４０へ情報が入出力される。

そして、本発明の周辺機器として、電位センサ６が帯電及び露光後の感光ドラム２上の電位を測定することが可能となっている。出力機器として、上述のように、一次帯電器４の放電ワイヤー３１に高圧バイアスを印加する放電ワイヤー高圧電源３４と、一次帯電器４のグリッド３２に高圧バイアスを印加するグリッド高圧電源３５が接続されている。また画像信号に応じた所定の潜像電位を形成するために半導体レーザ２０も接続されている。

図６は、本発明の電位制御として、図５で示した電気構成概略図を機能に関して説明するブロック図である。周辺機器は、電位センサ６と放電ワイヤー高圧電源３４とグリッド高圧電源３５と半導体レーザ２０であり、これらの条件を決定するために、放電ワイヤー３１の電流を決定する放電電流決定手段（決定手段）５１と、この電流値を記憶する放電電流記憶手段（第１の記憶手段）５２と、グリッド電圧を調整するグリッド電圧調整手段（調整手段）５３と、この電圧値を記憶するグリッド電圧記憶手段（第２の記憶手段）５４で構成されている。ここで各手段は、図５に示す、ＣＰＵ４３、ＲＯＭ４１、ＲＡＭ４２等で構成される。

図７は、放電ワイヤー３１の電流値とグリッド電圧Ｖｇと暗部電位ＶＤの関係図である。図２及び図３で示した傾向を、放電ワイヤー３１の電流値及びグリッド３２の電圧値としてプロットしたものである。放電ワイヤー３１の電流値は説明の都合上１０００μＡと１２００μＡと１４００μＡの３種としている。これらの放電特性には、自ずと上下限が存在していることがわかっている。

すなわち領域Ａに示されている領域は、グリッド３２に印加する電圧値が高い場合であり、本実施の形態では９００Ｖ以上の領域である。例えばグリッド電圧が９００Ｖよりもやや高い１０００Ｖを超えるような場合、図４で示した感光ドラム２とグリッド３２との電位差が１０００Ｖ前後となり、感光ドラム２とグリッド３２との間での異常な火花放電を発生する可能性が出てくる。とりわけ感光ドラム２とグリッド３２との間の距離が製品のバラツキ上、近接した場合に発生しやすくなる。火花放電が発生すると、感光ドラム２に均一な帯電が行われず、帯電ムラや濃度異常などの画像異常を生じ、また感光ドラム２の感光層を電気的に破損するおそれもある。このためグリッド３２に印加する電圧は管理する必要があり、図７で示した領域Ａのような状態はグリッド電圧を制御する制御基板４０上、あるいは制御基板４０をコントロールするプログラム上９００Ｖを上限としている。

逆に、グリッド３２に印加する電圧値が低い領域Ｂについても、使用上問題となる場合がある。こちらは放電ワイヤー高圧電源３４とグリッド高圧電源３５の回路の都合上、放電ワイヤー３１に印加する電流値とグリッド３２に印加する電圧の下限値に相関があるためである。本実施の形態での回路では、グリッド３２に印加する電圧の下限値は、放電ワイヤー３１に印加する電流値×２３０ｋΩという関係が存在した。すなわち１０００μＡならば下限は２３０Ｖ、１２００μＡならば下限は２７６Ｖ、１４００μＡならば下限は３２２Ｖという具合である。

これらの領域Ａ及び領域Ｂにより限定されるグリッド電圧Ｖｇにより、図７の放電ワイヤー３１に印加する３種の電流値による暗部電位ＶＤの制御範囲は、それぞれ範囲１、範囲２、範囲３に限定されることが理解できる。このため広い制御範囲を必要とする場合はグリッド電圧Ｖｇのみを調整するだけでは限界があることがわかる。本発明の発明者らの検討では、放電ワイヤー３１とシールド３３や感光ドラム２との位置関係を固定し、気圧及び温湿度を一定とした条件下での測定の結果、範囲１が１２０〜３５０Ｖ、範囲２が１７０〜４００Ｖ、範囲３が、２３０Ｖ〜４８０Ｖであった。

本発明では、範囲１〜３には重複領域があるが、このことを逆に言えば、グリッド電圧を常に高めに設定することはなく、前述の特許文献１とは本質に異なる。したがってグリッド３２による本来の整流効果を最も乏しくすることはなく、放電ワイヤー３１が経時変化して放電ムラを生じた場合でも、グリッド３２の均一化効果が作用し、感光ドラム２表面の電位のムラを抑制する効果が高くなる。

この傾向は、定電圧素子であるバリスタなどでグリッド電圧Ｖｇを固定して放電ワイヤー３１の電流値を調整する場合にも、当然存在する。放電ワイヤー３１の電流値を上げ過ぎた場合には、放電ワイヤー３１とグリッド３２との間、又は放電ワイヤー３１とシールド３との間で火花放電を生じる場合もあり、また放電ワイヤー高圧基板内の耐圧も考慮しなければならない。逆に放電ワイヤー３１の電流値が低い場合は、定電圧素子であるバリスタが有効に働かず、グリッド電圧が不安定となり、制御そのものが不完全となるため、こちらの方法でも、自ずと制御範囲は限定される。

図８は、本実施の形態の目標暗部電位ＶＤＴと放電ワイヤー３１の電流値の決定テーブルを説明する図である。本実施の形態では、感光ドラム２の電位センサ６位置における表面電位を目標とする暗部電位ＶＤＴとし、電位制御を行う。この暗部電位ＶＤＴは、現像装置７などにおける環境依存を補正するため、画像形成装置１の置かれた温度及び湿度などからその都度目標とする暗部電位ＶＤＴが設定されるものである。図８から明らかなように、目標暗部電位ＶＤＴは低いほど、放電ワイヤー３１に印加する電流値も低く設定してある。ただし、ソフト的な制約として、下限を９００μＡとし上限を１４００μＡとして、これらを超えた場合は、下限又は上限で変化しないような制限を設けている。

図９は、本実施の形態の電位制御におけるフローチャートである。

まずはじめに前述したように、画像形成装置１が置かれた環境を検知して目標とする暗部電位ＶＤＴを算出する（Ｓ１）。ここで決定された暗部電位ＶＤＴから、図８で示した決定テーブルから放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒを決定する（Ｓ２）。そして、半導体レーザ２０を消灯し（Ｓ３）、前回使用していたグリッド電圧Ｖｇ（０）を用意しておく（Ｓ４）。前回使用していたグリッド電圧とは、直前の電位制御で決定した値であり、一番はじめにはデフォルト値であってもよい。これらの条件にて放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒ及びグリッド電圧Ｖｇ（０）を印加して、暗部電位を測定しＶＤＭとする（Ｓ５）。

測定した暗部電位ＶＤＭが目標の暗部電位ＶＤＴに対して、±５Ｖと近似的に等しいかを比較する（Ｓ６）。近似的に等しくなければ、グリッド電圧を調整して（Ｓ７）、再度の暗部電位を測定する（Ｓ５）。暗部電位の測定及びグリッド電圧の調整回数であるｎは最大２０回としているが、それでも目標電位ＶＤＴと測定電位ＶＤＭが近似的に等しくないような、異常な場合には、エラー表示（不図示）をするようになっている。近似的に等しくなれば、決定した放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒと、調整したグリッド電圧Ｖｇ（ｎ）を記憶し（Ｓ８）、これらを用いて、半導体レーザ２０を点灯し、光量ＬＰ（ｎ’）を変調して、明部電位の調整を行い（Ｓ９）、電位制御を終了する。

図１０は、本実施の形態の画像出力におけるフローチャートである。図９で示した電位制御で決定した放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒとグリッド電圧Ｖｇ（ｎ）を印加して（Ｓ１１）、同じく電位制御で決定した半導体レーザ２０の光量ＬＰ（ｎ’）でレーザを駆動する（Ｓ１２）。このような状態にて、画像信号に従い画像出力を行う（Ｓ１３）。

以上説明したように、本実施の形態では、目標とする暗部電位ＶＤＴに応じた放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒを決定テーブルから決定し、この条件下でグリッド電圧Ｖｇ（ｎ）を調整するようにしている。このため、図１１に示すように、従来技術に比べて、制御範囲が広がっていることが明らかである。従来技術では、例えば放電ワイヤー３１の電流値を１２００μＡと固定した場合、最終的な暗部電位の制御範囲は１７０〜４００Ｖに限定される。これに対し、本実施の形態のように、目標とする暗部電位ＶＤＴに合わせて放電ワイヤー３１の電流値を決定するため、暗部電位の制御範囲は１００〜４８０Ｖもの広さに拡大することができる。

なお、本実施の形態では、第１のバイアスとしての放電ワイヤー３１の電流値を目標とする暗部電位に応じて決定し、この電流値を用いて、第２のバイアスとしてのグリッド３２の電圧値を調整する方法について説明を行ったが、逆にグリッド３２の電圧値を目標とする暗部電位に応じて決定し、この電圧値を用いて、放電ワイヤー３１の電流値を調整する方法であってもよい。また、放電ワイヤー３１の印加電圧値を決定又は調整してもよいし、グリッド３２の電流値を決定又は調整するようにしてもよいことは、明らかである。

すなわち、本発明においては、全部で８通りの組み合わせが可能である。はじめに放電ワイヤー３１に印加するバイアス値（電流又は電圧）を決定し、グリッド３２に印加するバイアス値（電流又は電圧）を調整する場合には、放電ワイヤー３１の電流を決定して、グリッド３２の電流又は電圧を調整する２通りと、放電ワイヤー３１の電圧を決定して、グリッド３２の電流又は電圧を調整する２通りの合計４通りがある。一方、はじめにグリッド３２に印加するバイアス値（電流又は電圧）を決定し、放電ワイヤー３１に印加するバイアス値（電流又は電圧）を調整する場合には、グリッド３２の電流を決定して、放電ワイヤー３１の電流又は電圧を調整する２通りと、グリッド３２の電圧を決定して、放電ワイヤー３１の電流又は電圧を調整する２通りの合計４通りがある。

＜実施の形態２＞
上述の実施の形態１では、目標とする暗部電位と放電ワイヤー３１の電流値の決定テーブルを単一として説明を行ったが、本実施の形態では、複数の決定テーブルを持つ電位制御について説明する。

図１２は、本実施の形態の目標暗部電位ＶＤＴと放電ワイヤー３１の電流値の決定テーブルを説明する図である。同図から明らかなように、３つのテーブル（シフト値１，シフト値２，シフト値３）から構成されている。３つのテーブルは放電ワイヤー３１の設定をシフトするための電流シフトスイッチを３段階保持することを意味しており、サービスマン設定として３段階のうちの一つを選択するようになっている。

本実施の形態では電流シフトスイッチは、ソフト的に画像形成装置本体１ａの操作パネル（不図示）から変更可能であるが、これに代えてハード的なスイッチを使用してもよい。デフォルトの設定はシフト値を２としている。これら３つのテーブルは、実施の形態１の図８で示したテーブルと同様、目標暗部電位ＶＤＴは低いほど放電ワイヤー３１に印加する電流値も低く設定してある。またソフト的な制約として、下限と上限とをそれぞれ設けており、これらを超えた場合は、下限又は上限で変化しないような制限を設けている。

図１３は、本実施の形態の電位制御におけるフローチャートである。

まずはじめに、画像形成装置１が置かれた環境を検知して目標とする暗部電位ＶＤＴを算出する（Ｓ２１）。次に、本実施の形態では画像形成装置１に設定された放電ワイヤー３１の電流シフトスイッチを参照して、現在のシフト値を読み込む（Ｓ２２）。ここで決定された暗部電位ＶＤＴと電流シフトスイッチのシフト値を使い、図１２で示したテーブルから、放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒを決定する（Ｓ２３）。そして、半導体レーザ２０を消灯し（Ｓ２４）、前回使用していたグリッド電圧Ｖｇ（０）を用意しておく（Ｓ２５）。これらの条件にて放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒ及びグリッド電圧Ｖｇ（０）を印加して、暗部電位を測定しＶＤＭとする（Ｓ２６）。測定した暗部電位ＶＤＭが目標の暗部電位ＶＤＴに対して、±５Ｖと近似的に等しいかを比較して（Ｓ２７）、近似的に等しくなければ、グリッド電圧を調整して（Ｓ２８）、再度の暗部電位を測定する（Ｓ２６）。暗部電位の測定及びグリッド電圧の調整回数であるｎは最大２０回としているが、それでも目標電位ＶＤＴと測定電位ＶＤＭが近似的に等しくないような、異常な場合には、エラー表示（不図示）をするようになっている。近似的に等しくなれば、決定した放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒと、調整したグリッド電圧Ｖｇ（ｎ）を記憶し（Ｓ２９）、これらを用いて、半導体レーザ２０を点灯し、光量ＬＰ（ｎ’）を変調して、明部電位の調整を行い（Ｓ３０）、電位制御を終了する。

このように、本実施の形態では、３つのテーブルを任意に選択可能であり、本発明の放電ワイヤー３１の電流値を目標とする暗部電位に応じて変更することを合わせて、実施の形態１以上に対応可能な電位制御範囲が広くなる。また本実施の形態の効用は、単純に電位制御範囲を広げるだけでなく、その分の効果を、放電ワイヤー３１とシールド３３や感光ドラム２との位置関係のバラツキや、感光ドラム２の帯電特性のバラツキなど、画像形成装置本体１ａの個々のバラツキに対して、望ましい電流値を提供できることにある。

一次帯電器４内に放電ワイヤー３１の放電分布の傾きを調整するための位置調整機構（不図示）が設けられている場合には、当然、放電ワイヤー３１の位置とシールド３３や感光ドラム２との位置関係が、画像形成装置間で異なることは、避けられない。つまり放電ワイヤー３１と感光ドラム２との距離が近い場合には、暗部電位は載りやすいため、放電ワイヤー３１の電流量は多くを必要せず、逆に距離が遠い場合には、放電ワイヤー３１の電流量は多く必要となる。また感光ドラム２の帯電特性にもバラツキがあり、同じ暗部電位を載せるための条件が全く同じでも、感光ドラム２が異なるだけで必要とする放電ワイヤー３１の電流値が異なる場合がある。

また、本実施の形態では採用していないが、感光ドラム２の回転速度であるプロセススピードを複数持つ場合にも、目標とする暗部電位だけでない要因が働くことは考えられる。したがって、放電ワイヤー３１の電流シフトスイッチを設ける本実施の形態のような構成は、目標とする暗部電位に応じて放電ワイヤー３１の電流量を決定する方法と併用することで、より一層画像形成装置１の設定やバラツキに対応可能であり、電位制御の制御範囲が広がり、かつ最適な電位制御が簡便に行うことが可能となり利便性がさらに向上する。

＜実施の形態３＞
本実施の形態では、画像形成装置１が複数の画像モードを有する場合について説明する。本実施の形態では、画像モードとしてコピーモードとプリンタモードとを有し、コピー出力する場合とプリント出力する場合の目標暗部電位を異なるようにしている。これは、画像が、原稿であるコピー出力と、信号であるプリント出力とでは画像の味付けが異なるためである。

図１４は、本実施の形態の電位制御におけるフローチャートである。

まずはじめに、画像形成装置１が置かれた環境を検知してコピーモードにおける目標とする暗部電位ＶＤＴｃを算出する（Ｓ３１）。次に、本実施の形態では画像形成装置１に設定された放電ワイヤー３１の電流シフトスイッチを参照して、コピーモードにおける現在のシフト値を読み込む（Ｓ３２）。ここで決定されたコピーモードにおける暗部電位ＶＤＴと電流シフトスイッチのシフト値から、図１２で示したテーブルからコピーモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｃを決定する（Ｓ３３）。そして、半導体レーザ２０を消灯し（Ｓ３４）、コピーモードにおける前回使用していたグリッド電圧Ｖｇｃ（０）を用意しておく（Ｓ３５）。これらの条件にてコピーモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｃ及びグリッド電圧Ｖｇｃ（０）を印加して、暗部電位を測定しＶＤＭｃとする（Ｓ３６）。

測定した暗部電位ＶＤＭｃが目標の暗部電位ＶＤＴｃに対して、±５Ｖと近似的に等しいかを比較して（Ｓ３７）、近似的に等しくなければ、グリッド電圧を調整して（Ｓ３８）、再度の暗部電位を測定する（Ｓ３６）。暗部電位の測定及びグリッド電圧の調整回数であるｎは最大２０回としているが、それでも目標電位ＶＤＴｃと測定電位ＶＤＭｃが近似的に等しくないような、異常な場合には、エラー表示（不図示）をするようになっている。近似的に等しくなれば、決定したコピーモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｃと、調整したグリッド電圧Ｖｇｃ（ｎ）を記憶し（Ｓ３９）、これらを用いて、半導体レーザ２０を点灯し、コピーモードにおける光量ＬＰｃ（ｎ’）を変調して、明部電位の調整を行い（Ｓ４０）、コピーモードにおける電位制御を終了する。

つづいて、画像形成装置１が置かれた環境を検知してプリンタモードにおける目標とする暗部電位ＶＤＴｐを算出する（Ｓ４１）。次に、本実施の形態では画像形成装置１に設定された放電ワイヤー３１の電流シフトスイッチを参照して、プリンタモードにおける現在のシフト値を読み込む（Ｓ４２）。ここで決定されたプリンタモードにおける暗部電位ＶＤＴｐと電流シフトスイッチのシフト値から、図１２で示したテーブルからプリンタモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｐを決定する（Ｓ４３）。そして、半導体レーザ２０を消灯し（Ｓ４４）、プリンタモードにおける前回使用していたグリッド電圧Ｖｇｐ（０）を用意しておく（Ｓ４５）。これらの条件にてプリンタモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｐ及びグリッド電圧Ｖｇｐ（０）を印加して、暗部電位を測定しＶＤＭｐとする（Ｓ４６）。

測定した暗部電位ＶＤＭｐが目標の暗部電位ＶＤＴｐに対して、±５Ｖと近似的に等しいかを比較して（Ｓ４７）、近似的に等しくなければ、グリッド電圧を調整して（Ｓ４８）、再度の暗部電位を測定する（Ｓ４６）。暗部電位の測定及びグリッド電圧の調整回数であるｍは最大２０回としているが、それでも目標電位ＶＤＴｐと測定電位ＶＤＭｐが近似的に等しくないような、異常な場合には、エラー表示（不図示）をするようになっている。近似的に等しくなれば、決定したプリンタモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｐと、調整したグリッド電圧Ｖｇｐ（ｍ）を記憶し（Ｓ４９）、これらを用いて、半導体レーザ２０を点灯し、プリンタモードにおける光量ＬＰｐ（ｍ’）を変調して、明部電位の調整を行い（Ｓ５０）、プリンタモードにおける電位制御を終了する。

図１５は、本実施の形態の画像出力におけるフローチャートである。画像を出力する場合に、その出力がコピーモードでの出力か、プリンタモードでの出力かを判定し（Ｓ５１）、コピーモードの場合、図１４で示した電位制御で決定したコピーモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｃとグリッド電圧Ｖｇｃ（ｎ）を印加して（Ｓ５２）、同じく電位制御で決定した半導体レーザ２０の光量ＬＰｃ（ｎ’）でレーザを駆動する（Ｓ５３）。このような状態にて、画像信号に従い画像出力を行う（Ｓ５４）。プリンタモードの場合、プリンタモードにおける放電ワイヤー３１の電流値Ｉｐｒｐとグリッド電圧Ｖｇｐ（ｍ）を印加して（Ｓ５５）、同じく電位制御で決定した半導体レーザ２０の光量ＬＰｐ（ｍ’）でレーザを駆動する（Ｓ５６）。このような状態にて、画像信号に従い画像出力を行う（Ｓ５７）。

このように本実施の形態では、複数の画像モードに対しても、それぞれ個別に放電ワイヤー３１の電流値とグリッド電圧とを記憶しておき、画像出力時に画像モードに応じた値とすることで、画像モードにかかわらず電位制御の制御範囲が広がり、かつ最適な電位制御が簡便に行うことが可能となっている。

画像形成装置の一例としての複写機の概略構成を模式的に示す図である。 帯電装置と露光装置とを説明する図である。 グリッド電圧を固定した場合の、放電ワイヤーの電流値と暗部電位との関係を示す図である。 放電ワイヤーの電流値を固定した場合の、グリッド電圧と暗部電位との関係を示す図である。 本発明の電位制御を行うための制御基板周辺の電気構成概略図である。 本発明の電位制御を行うためのブロック図である。 放電ワイヤーの電流値とグリッド電圧と暗部電位との関係を示す図である。 実施の形態１における、目標暗部電位と放電ワイヤーの電流値との決定テーブルを説明する図である。 実施の形態１の電位制御を説明するフローチャートである。 実施の形態１における画像出力を説明するフローチャートである。 従来技術と本実施の形態との比較を示す図である。 実施の形態２における、目標暗部電位と放電ワイヤーの電流値との決定テーブルを説明する図である。 実施の形態２の電位制御を説明するフローチャートである。 実施の形態３における電位制御を説明するフローチャートである。 実施の形態３の画像出力を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１ａ 画像形成装置本体
２ 像担持体（感光ドラム）
４ 帯電手段（一次帯電器：スコロトロン帯電器）
５ 潜像形成手段（露光手段，露光装置）
６ 電位検知手段（電位センサ）
７ 現像手段（現像装置）
８ 転写手段（転写帯電器）
９ 分離手段（分離帯電器）
１０ クリーニング手段（クリーニング装置）
１６ 定着手段（定着装置）
２０ 半導体レーザ
３１ 放電ワイヤ
３２ グリッド
３３ シールド
３４ 第１の電源（放電ワイヤー高圧電源）
３５ 第２の電源（グリッド高圧電源）
４３ 制御手段（ＣＰＵ）
５１ 決定手段（放電電流決定手段）
５２ 第１の記憶手段（放電電流記憶手段）
５３ 調整手段（グリッド電圧調整手段）
５４ 第２の記憶手段（グリッド電圧記憶手段）
ＶＤＴ 目標電位（目標の暗部電位）
ＶＤＭ 測定した暗部電位
Ｉｐｒ 放電ワイヤーの電流値
Ｖｇ（ｎ） グリッド電圧
ＬＰ（ｎ’） 半導体レーザのレーザパワー
ＶＤＴｃ コピーモードにおける目標の暗部電位
ＶＤＭｃ コピーモードにおける測定した暗部電位
Ｉｐｒｃ コピーモードにおける放電ワイヤーの電流値
Ｖｇｃ（ｎ） コピーモードにおけるグリッド電圧
ＬＰｃ（ｎ’） コピーモードにおける半導体レーザのレーザパワー
ＶＤＴｐ プリンタモードにおける目標の暗部電位
ＶＤＭｐ プリンタモードにおける測定した暗部電位
Ｉｐｒｐ プリンタモードにおける放電ワイヤーの電流値
Ｖｇｐ（ｍ） プリンタモードにおけるグリッド電圧
ＬＰｐ（ｍ’） プリンタモードにおける半導体レーザのレーザパワー

Claims (4)

1. 放電ワイヤーとグリッドとを有し像担持体表面を帯電するスコロトロン帯電器と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、前記像担持体上の現像剤像を転写媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記放電ワイヤーに第１のバイアスとして電流又は電圧を印加する第１の電源と、
   前記グリッドに第２のバイアスとして電流又は電圧を印加する第２の電源と、
   前記第１の電源及び前記第２の電源を制御する制御手段と、
   前記像担持体表面の電位を検知する電位検知手段と、
   前記像担持体表面の調整目標とする目標電位に応じて、前記第１のバイアスと前記第２のバイアスとのうちの一方のバイアス値を決定する決定手段と、
   決定された前記一方のバイアス値を記憶する第１の記憶手段と、
   決定された前記一方のバイアス値を印加した状態で、他方のバイアス値を調整して、前記目標電位を得る調整手段と、
   調整された前記他方のバイアス値を記憶する第２の記憶手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の記憶手段に記憶された前記一方のバイアス値、及び前記第２の記憶手段に記憶された前記他方のバイアス値に基づいて、前記像担持体表面を帯電する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記決定手段が決定する、前記目標電位に応じた前記一方のバイアス値を調整するシフト量を設定可能である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 複数の画像形成モードを有し、
   前記目標電位が、前記複数の画像形成モードごとに設定されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

Images