JP2008225029A - 画像形成装置、転写方法、及び転写プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自励発振回路を搭載した高圧電源の起動不良による画像転写不良を防止する画像形成装置、転写方法、及び転写プログラムを提供する。
【解決手段】本実施の形態にかかる画像形成装置は、流れ込み電流が発生するＡ期間の出力レベル（出力ｚ）に基づいて、コントローラ１８が制御信号２１を可変制御することにより、駆動部２３を正常に起動させる。よって、Ａ期間の出力ｚを検出し、該出力ｚに基づき転写制御信号２１を可変制御し、トランス２８を確実に自励発振させるために必要な電圧を駆動部２０のＯＰアンプ２３ａに入力することにより、出力ｚと出力ｗの差を正常値に維持でき、かつ自励発振を実行できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、転写バイアス用の高圧電源を用いた画像形成装置、転写方法、及び転写プログラムに関し、特に自励発振回路を搭載した高圧電源の起動不良による画像転写不良を防止する画像形成装置、転写方法、及び転写プログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体の周囲に帯電器、露光光学系、現像器、転写器、クリーニングユニット等の電子写真プロセスユニットを備える。これら電子写真プロセスユニットには高圧発生回路からの高電圧が印加される。例えば、帯電器は高電圧が印加されることでコロナ放電を生じ、感光体表面を一様に帯電する。また、転写器は高電圧が印加されることで、用紙を介して一方の極性に帯電されているトナーを吸着し、トナーを用紙上に転写する。

このような画像形成装置において、転写器に印加されるバイアスは、定電圧制御または定電流制御されている。しかし、転写器が有する転写ローラは半導電性のゴム材等でできているため、転写ローラの抵抗値は環境等によって大きく変化する。例えば、低湿環境においては抵抗値が大きくなり、高湿環境においては抵抗値が小さくなる。このような転写ローラの抵抗値の変化は、転写不良の原因となる。

環境変化による転写不良を防止する技術として、例えば、特許文献１では、転写ローラの回転方向抵抗ムラの影響を取り除く為、帯電ローラによる像担持体への帯電を実行する前に、転写ローラに所定の電流または電圧を印加し、その出力電流値又は出力電圧値を基に像転写用転写バイアスを制御している。具体的には、転写ローラへの所定の電流または電圧の印加による転写ローラの１回転分の出力電圧値の平均値を検出し、該平均値に基づいて記録条件を制御している。

特開平６−１７５５１４号公報

しかし、特許文献１では、転写ローラへの所定の電流または電圧の印加による転写ローラの１回転分の出力電圧値の平均値に基づいて記録条件を制御しており、光書込部によるレーザビームの照射後、レーザビームによって生成された静電潜像を顕像化したトナー像が転写ローラに到達するまでの間に、転写ローラから像担持体へ意図せずに流れる電流（以下、流れ込み電流とする）による影響を考慮した記録条件の制御がなされていない。

この流れ込み電流は、転写ローラが置かれている環境条件により大きく変化するため、転写ローラへ電圧を印加する電源部の出力電圧または電流に基づいて、電源部の駆動部が制御されている場合、流れ込み電流の変化により駆動部が起動不良を起こす虞がある。

また、従来は、流れ込み電流の影響を防止する為に、ツェナーダイオードを用い、転写ローラから像担持体への流れ込み電流を小さくし、駆動部の起動不良を防止する方法を用いていたが、像担持体への流れ込み電流を完全に遮断することは難しかった。

そこで、本発明は、転写ローラから像担持体への流れ込み電流の発生による転写不良を防止することができる画像形成装置、転写方法、及び転写プログラムを提案することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明の画像形成装置は、帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源部と、前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知手段と、前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成手段と、を備える。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、前記制御信号に基づく電圧又は電流と前記電源部の出力電圧又は電流の差分を一定に保つ当該制御信号を生成する。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、前記制御信号に基づく電圧又は電流に、前記電源部の出力電圧又は電流を加算した電圧又は電流を示す当該制御信号を生成する。

また、請求項４にかかる発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、前記電源部の出力をＮ倍した電圧又は電流を示す前記制御信号を生成する。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記電源部は、前記制御信号に基づく差分電圧または差分電流を出力する駆動手段と、前記差分電圧または差分電流に応じて前記転写手段に印加する電圧を生成する電圧生成手段と、を備える。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記電圧生成手段が自励発振回路である。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１から６のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記制御信号は、ＰＷＭ信号であり、前記制御信号生成手段は、前記電源部の出力電圧または電流に従って、ＰＷＭ信号のデューティー比を変更する。

また、請求項８にかかる発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、デューティー比を変更したＰＷＭ信号を前記電源部に入力した後、一定時間経過したとき、ＰＷＭ信号のデューティー比をデフォルト値に戻す。

また、請求項９にかかる発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、デューティー比を変更したＰＷＭ信号に基づく前記電源部の出力電圧または電流が検出されたとき、ＰＷＭ信号のデューティー比をデフォルト値に戻す。

また、請求項１０にかかる発明は、帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源部と、を備える画像形成装置の転写方法であって、前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知ステップと、前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成ステップと、を有する。

また、請求項１１にかかる発明は、帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源部と、を備える画像形成装置の転写プログラムであって、前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知機能と、前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成機能と、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、光書込部によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された静電潜像のトナー像が転写ローラに到達する間の転写ローラに電圧を印加する電源部の出力電圧または電流を検知し、該出力電圧または電流に従って転写ローラに印加する電圧を制御することにより、転写ローラから感光体への流れ込み電流の発生による転写不良を防止することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、転写方法、及び転写プログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態は、本発明の転写方法を画像形成装置に適用したものである。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置としてのプリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像形成装置は、作像部１１、光書込部１２、定着部１３、操作部１４、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６、通信Ｉ／Ｆ１７、及びコントローラ１８を有して構成される。

操作部１４は、ユーザ又は作業者が本実施の形態にかかる画像形成装置の状態を設定する為に操作する部分である。

ＲＯＭ１５は、本実施の形態にかかる画像形成装置を制御する為のプログラム及び固定パラメータを記憶・保持する。

ＲＡＭ１６は、本実施の形態にかかる画像形成装置の初期設定を記憶・保持し、バッテリーでバックアップされている。

通信Ｉ／Ｆ１７は、ＬＡＮ等でホストコンピュータと接続されており、外部とのＩ／Ｆを制御し、外部からの画像データ等の入出力データを制御する。

コントローラ１８は、本実施の形態にかかる画像形成装置全体の動作を制御する部分であり、ＣＰＵも含まれ、バスを介して当該画像形成装置の各部の動作を制御する。

作像部１１は、記録紙上に画像を形成する。なお、本実施の形態では、白黒画像を形成する作像部１１の構成及び動作について説明するが、本発明はカラー画像を記録紙に形成できる作像部にも適用することができる。

図２は、作像部１１の具体的な構成を示す図である。作像部１１は、感光体１と、高圧電源２と、帯電ローラ３と、現像ローラ４と、高圧電源５と、転写ローラ６と、高圧電源７と、を備えて構成される。

感光体１は、紙面に垂直方向に配置され、矢印ａに示す方向に回転する。画像記録時は、高圧電源２に接続された帯電ローラ３によって一様に帯電され、画像信号によって変調されたレーザビームｃが感光体１表面に照射される。

現像ローラ４には、高圧電源５からバイアスが印加され、感光体１上に形成された静電潜像にトナーを供給して感光体１上にトナー像を形成する。

転写部位９には、感光体１と当接し、矢印ｂに示す方向に回転する転写ローラ６が設けられ、感光体１上に形成されたトナー像が転写部位９に到達するタイミングに合わせて記録紙８が供給され、トナー像が記録紙８に転写される。この時、転写ローラ６には高圧電源７によってバイアスが印加され、感光体１上のトナー像が記録紙８へ転移する。その後、トナー像が転写された記録紙８は、転写部位９から定着部１３へと搬送される。

露光手段としての光書込部１２は、画像信号に応じてレーザダイオードを変調駆動させ、変調されたレーザビームｃを像担持体である感光体に照射することにより、感光体上に画像信号に対応した静電潜像を形成する。

定着部１３は、定着ヒータ、定着ローラ（若しくは定着ベルト）、及び加圧部材を有して構成される。定着部１３は、作像部１１で形成された記録紙上のトナー像を該記録紙に定着させる。定着部１３は、定着部材としての定着ローラ及び加圧部材としての加圧ローラを駆動源により回転駆動させ、そのニップ部を通過する記録紙８に対して加熱及び加圧によりトナーを定着させる。なお、定着ローラ及び加圧ローラの少なくとも一方が定着ヒータで加熱されているものとする。

次に、本発明の特徴である転写ローラ６に電圧を印加する高圧電源７及びコントローラ１８の具体的な構成及び動作について図３を用いて説明する。なお、本実施の形態においては、高圧電源７に自励発信回路を用いた例について説明するが、これに限定されるものではない。自励発信回路は、少ない部品点数が実現可能であり、コスト削減に有利である。

高圧電源７は、大きく分けて転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０を有して構成される。

コントローラ１８は、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流を検知する検知部１８ａ、検知部１８ａで検知された出力電圧または電流に基づいて転写出力電源部２０を制御する制御信号２１を出力する制御信号生成部１８ｂ、及びクリーニングバイアス電源部３０を制御するクリーニング制御信号３１を出力するクリーニング制御信号生成部１８ｃを有して構成される。

転写出力電源部２０は、記録紙８に対してトナー像を転写する為の出力であり、制御信号生成部１８ｂから出力された制御信号２１によって制御される。制御信号２１は、ＰＷＭ信号であり、Ｄｕｔｙ比がコントローラ１８によって可変制御されることにより、転写ローラ６へ印加されるバイアスを制御する。コントローラ１８は、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流を検知部１８ａによって検知し、該出力電圧または電流に基づいて制御信号生成部１８ｂによって制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御する。

クリーニングバイアス電源部３０は、印刷前の感光体１の回転動作により、感光体１上の残留トナーの転写ローラ６への付着による汚れを防止するため、印刷時と逆バイアスを出力する電源回路であり、クリーニング制御信号生成部１８ｃからのクリーニング制御信号３１によって制御される。クリーニング制御信号３１は、ＰＷＭ信号であり、Ｄｕｔｙ比がクリーニング制御信号生成部１８ｃによって可変制御されることにより、転写ローラ６へのクリーニングバイアスの出力を制御する。

次に、上述した転写出力電源部２０の詳細な構成及び動作について説明する。転写出力電源部２０は、制御信号２１であるＰＷＭ信号を平滑化し、駆動部２３へ安定した電圧又は電流を供給する平滑回路２２、平滑回路２２から供給された電圧又は電流及び転写出力電源部２０の出力電圧又は電流に基づいて転写出力電源部２０のＯＮ／ＯＦＦを制御する駆動部２３、自励発振動作を行うトランス２８、トランス２８における自励発振のスイッチングを制御するトランジスタ２４を有して構成される。

トランス２８は、１次巻線２５と、ベース駆動用巻線２７と、２次巻線２６とを有して構成され、トランジスタ２４により１次巻線２５がスイッチングされることにより、２次巻線２６にエネルギーが伝達され転写部位９への出力が生成される。

ここで、転写出力電源部２０におけるスイッチング動作の概要について説明する。

まず、駆動部２３が制御信号２１に基づく電圧又は電流と転写出力電源部２０の出力電圧又は電流の差分に応じた出力をし、トランジスタ２４にベース電流を流してトランス２８をＯＮする。トランス２８は、トランジスタ２４によってＯＮされると、１次巻線２５に電圧が加わり、同時にベース駆動用巻線２７にも電圧が発生する。ベース駆動用巻線２７に発生する電圧は、トランジスタ２４を更に導通させる方向に動作させ、正帰還の電圧となりトランジスタ２４は急速にＯＮしてトランス２８の１次巻線２５に更に電圧が加わる。

このとき、２次巻線２６の電圧は、ツェナーダイオード（２９ａ、２９ｂ）に対して逆に加わるので、トランス２８の２次巻線２６には電流は流れない。従って、１次巻線２５を流れる電流はトランス２８の励磁電流だけとなる。

ベース電流がトランジスタ２４の飽和を保てなくなると、トランジスタ２４は飽和から外れてコレクタ−エミッタ間にかかる電圧（以下、Ｖｃｅとする）が増大する。Ｖｃｅが増大してトランス２８の１次巻線２５の電圧が下がると、ベース駆動用巻線２７の電圧も下がり、更にＶｃｅが増加する。この変化は正帰還されるのでトランジスタ２４は急速にＯＮからＯＦＦになる。

しかし、トランジスタ２４がＯＦＦした瞬間もトランス２８に発生した磁界は同一に保たれるため、１次巻線２５に流れていた電流と同一のエネルギーを保つ様に、２次巻線２６の巻き始めから巻き終わり方向に電流が流れ、ツェナーダイオード（２９ａ、２９ｂ）が導通する。ツェナーダイオード（２９ａ、２９ｂ）が導通すると、トランス２８に蓄積されていたエネルギーが転写出力へ出力される。そして、トランス２８に蓄積されていたエネルギーが全て転写出力へ出力されると、ツェナーダイオード（２９ａ、２９ｂ）の電流はＯＦＦになる。

この瞬間、トランス２８のそれぞれの巻線電圧はゼロとなり、転写ローラ６への出力もゼロとなる。すると、転写出力電源部２０の出力電圧または電流もゼロとなり、制御信号２１が平滑化された電圧又は電流が転写出力電源部２０の出力電圧又は電流を上回り、再び駆動部２３の出力にてトランジスタ２４が導通する。これが繰り返され、自励発振が継続される。

ところで、図４に示すように、印刷時には帯電ローラ３により感光体１の表面電位が約−５００Ｖ程度に帯電するが、この際、転写ローラ６から感光体１へ電流が流れる。この電流は、流れ込み電流と呼ばれる。いわゆる流れ込み電流は、光書込部１２によるレーザビームｃの照射開始後、レーザビームｃの照射開始位置に形成された静電潜像のトナー像が転写部位９に到達するまでの間に帯電ローラ３により感光体１が帯電して転写ローラ６から感光体１へ流れる電流である。この流れ込み電流は、作像部１１が置かれている環境条件によって変化する。

図５に示す従来の高圧電源７の回路構成においては、本実施の形態と同様に、ツェナーダイオード（２９ａ、２９ｂ）を用い、転写ローラ６から感光体１への流れ込み電流を小さくし、駆動部２３の起動不良の防止を図っているが、流れ込み電流の発生を十分に防止することはできない。また、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流を検知し、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に基づく制御信号２１のＤｕｔｙ比又は駆動部２３へ入力される基準電圧又は基準電流の制御は行われていない。

そのため、例えば、高湿条件において、転写ローラ６から感光体１への流れ込み電流が大きくなると、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流も大きくなるため、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧又は電流を基準電圧又は基準電流とする駆動部２３において、該基準電圧又は基準電流と制御信号２１に基づく電圧又は電流との差が小さくなる。すると、駆動部２３のＯＰアンプ２３ａからトランジスタ２４へ出力されるベース電流が小さくなり、トランス２８において自励発振を開始させるために十分なベース電流をトランジスタ２４に供給できない。そのため、転写ローラバイアスが転写ローラ６に印加されず、転写不良を招いていた。

そこで、本実施の形態では、図３に示すように、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流を検知部１８ａに入力し、制御信号生成部１８ｂが検知部１８ａにより検知された出力電圧または電流に応じて制御信号２１のＤｕｔｙ比を制御して出力することにより、駆動部２３を正常に起動させる。具体的には、ＲＯＭ１５に転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流と制御信号２１のＤｕｔｙ比とが１対１に比例する関係を示す情報を保持する。そして、制御信号生成部１８ｂは、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に応じて、対応する制御信号２１のＤｕｔｙ比を読み出し、読み出したＤｕｔｙ比に基づいて制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御する。

なお、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流がＶｃｃ、Ｒ１、及びＲ２により決まるとき（感光体１が帯電ローラ３により帯電されていないとき）を基準にすると、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流は、流れ込み電流の発生、転写ローラバイアスの印加、及びクリーニングバイアスの印加により変化する。

例えば、流れ込み電流の発生又は転写ローラバイアスの印加により、図４に示す経路により転写ローラ６から感光体１へ電流が流れると、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流は下がる。一方、クリーニングバイアスの印加により、図６に示す経路により転写ローラ６からＧＮＤへ電流が流れると、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流は上がる。

したがって、高湿条件において流れ込み電流が大きくなり、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流が下がった場合は、制御信号（ＰＷＭ信号）２１のＤｕｔｙ比を変更して駆動部２３に入力する電圧又は電流を上昇させ、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧又は電流との差を維持し、トランジスタ２４に十分なベース電流を流す。トランジスタ２４に十分なベース電流が流されることにより、トランス２８において自励発振が開始されて転写ローラバイアスが出力される。したがって、転写ローラ６に転写ローラバイアスが印加されないことによる転写不良の発生を防止することができる。

なお、本実施の形態では、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に基づいて制御信号２１を制御して該制御信号２１に基づく電圧又は電流と転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧又は電流との差を維持し、トランジスタ２４へ流れるベース電流を一定に保っているが、制御信号２１を定電流制御又は定電圧制御し、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧又は電流に基づいて基準電圧又は基準電流を可変制御することにより、同様の効果を得ることも可能である。

次に、図７に示すタイミングチャートを用いて作像部１１の各部の動作、及び各部の動作に伴う転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流（以下、出力レベル１０５とする）の変化について具体的に説明する。

通信Ｉ／Ｆを介して外部機器から画像形成装置にプリント信号１００が入力される。プリント信号１００が入力されると、コントローラ１８は、高圧電源２を制御して帯電ローラ３の帯電ローラバイアス１０１をＯＮする。ここで、プリント信号１００が入力され、高圧電源２により帯電ローラ３に電圧が印加されるまでの期間をＢ期間とする。Ｂ期間においては感光体１にバイアスが印加されていないため流れ込み電流は発生しない。よってＢ期間における出力レベル１０５（出力ｘ）は、Ｖｃｃ、Ｒ１、及びＲ２により決まる。

帯電ローラバイアス１０１をＯＮすると、コントローラ１８は帯電ローラ３により帯電された感光体１の帯電部分が現像ローラ４の位置する現像部位に到達するタイミングに合わせて高圧電源５を制御して現像ローラバイアス１０２をＯＮする。現像ローラバイアス１０２をＯＮすると、コントローラ１８は続いて転写ローラバイアス１０４をＯＮする。

ここで、帯電ローラバイアス１０１がＯＮされてから転写ローラバイアス１０４をＯＮされるまでをＣ期間とする。Ｃ期間では、帯電ローラバイアス１０１のみ、又は帯電ローラバイアス１０１及び現像ローラバイアス１０２が印加されている。Ｃ期間では、感光体１の表面電位が約−５００Ｖ程度に帯電している為、図４に示す経路にて、ＧＮＤから図２に示す高圧電源７及び転写ローラ６を経由し、感光体１へ電流が流れる。転写ローラ６から感光体１への電流は、ＶｃｃからＲ１経由にてＲ２に流れる電流を減少させるため、このときの出力レベル１０５は出力ｘより小さくなる。

Ｃ期間における出力レベル１０５を出力ｚとする。Ｃ期間における転写ローラ６から感光体１への電流は、その環境に応じて変化するため、同時に出力ｚも変化する。つまり、高湿条件においては、電流が大きくなるため、ＶｃｃからＲ１経由にてＲ２に流れる電流が小さくなり、出力ｚも小さくなる。一方、低湿条件においては、転写ローラ６から感光体１への電流が小さくなるため、ＶｃｃからＲ１経由にてＲ２に流れる電流が大きくなり、出力ｚも大きくなる。

次に、コントローラ１８は、クリーニング制御信号３１を発信してクリーニングバイアス電源部３０を起動させ、転写ローラ６にクリーニングバイアスが印加された状態で、転写ローラ６を少なくとも１回転させる。なお、コントローラ１８は、感光体１の回転開始及び帯電ローラバイアス１０１の出力により、転写ローラ６への感光体１上の残留トナーの付着を防止するため、転写時と逆バイアス（転写ローラバイアス１０４）を印加し、転写ローラ６の裏汚れ等の不具合を抑制している。ここで、転写ローラバイアス１０４が印加されている期間をＤ期間とする。

Ｄ期間では、転写ローラバイアス２０４は印刷時とは逆のバイアス（クリーニングバイアス）が印加されているので、転写出力にはプラス電圧が出力されている。また、図７に示す様に、Ｇ点にてクリーニングバイアスの電圧が生成され、このクリーニングバイアスにより、感光体１からクリーニングバイアス電源部３０へと電流が流れる。また、出力レベル１０５は、Ｇ点がマイナスとなる為、Ｈ点がプラス側となり、Ｒ２に流れる電流を増加させる。これにより、出力ｘよりレベルとしては大きくなる。これを出力ｙとする。

クリーニングバイアスが印加された状態で転写ローラ６が少なくとも１回転すると、コントローラ１８は、転写ローラ６に極性が異なるバイアスが同時に印加されることを避けるため、転写ローラ６へのクリーニングバイアスの印加をＯＦＦし、再び帯電ローラバイアス２０１及び現像ローラバイアス２０２による電圧の印加を継続する。さらに、コントローラ１８は画像信号１０３を光書込部１２に入力して、光書込部１２による感光体１へのレーザビームｃの照射を開始する。ここで、クリーニングバイアス電源部３０がＯＦＦされ後、帯電ローラバイアス１０１及び現像ローラバイアス１０２のみが印加されている期間をＡ期間とする。上述したように、Ａ期間は転写ローラ６に極性が異なるバイアスが同時に印加されることを避けるための切換期間であり、転写ローラ６から感光体１への流れ込み電流が発生する期間である。

Ａ期間は、Ｃ期間と同様、感光体１の表面電位が約−５００Ｖ程度に帯電している為、図４に示す経路にて、ＧＮＤから高圧電源７及び転写ローラ６を経由し、感光体１へ流れ込み電流が発生する。感光体１への流れ込み電流は、ＶｃｃからＲ１経由にてＲ２に流れる電流を減少させるため、このときの出力レベル４０は出力ｘより小さくなる。Ａ期間における出力レベル４０を出力ｚとする。流れ込み電流の増減による出力ｚの増減は上述の通りである。

そして、光書込部１２によるレーザビームｃの照射開始後、感光体１上のレーザビームｃの照射開始位置が転写部位９に到達するとき、コントローラ１８は検知部１８ａにより転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流を検知し、制御信号生成部１８ｂにより検知部１８ａにより検知した出力電圧または電流に基づく制御信号２１生成する。そして、制御信号２１により転写出力電源部２０の転写ローラバイアス１０４がＯＮされ、記録紙８へのトナー像の転写が開始される。記録紙８への転写動作が行われている期間をＦ期間とする。

Ｆ期間では、印刷時の転写ローラバイアス１０４が転写ローラ６に印加されている為、このときの出力レベル４０（出力ｗ）は出力ｘより小さくなる。つまり、印刷時の転写ローラバイアス１０４が大きくなると、ＶｃｃからＲ１経由でＲ２へ流れる電流が小さくなるため、出力ｗは出力ｘよりも小さくなる。

しかし、上述したように、転写ローラ６の抵抗値が環境によって変動すると、流れ込み電流が増減するため、出力ｚも変動する。したがって、例えば、転写ローラ６の抵抗値が小さくなると、流れ込み電流は大きくなり、ＶｃｃからＲ１経由でＲ２へ流れる電流が小さくなるため、出力ｚと出力ｗの差が小さくなる。出力ｚと出力ｗの差が小さくなると、出力ｚが基準電圧又は基準電流として入力される駆動部２３のＯＰアンプ２３ａの出力が小さくなる。ＯＰアンプ２３ａの出力が小さくなると、自励発振させるための十分なベース電流をトランジスタ２４に供給できず、自励発振が行われない。自励発振が行われないと、転写ローラ６に電圧が印加されず、転写不良を生じる。以降、感光体１の表面電位の影響による流れ込み電流が小さくなるまで自励発振の起動ができない状態が継続される。

そこで、本実施の形態では、流れ込み電流が発生するＡ期間の出力レベル（出力ｚ）１０５に基づいて、制御信号生成部１８ｂにより制御信号２１を可変制御することにより、駆動部２３を正常に起動させる。よって、Ａ期間の出力ｚを検出し、該出力ｚに基づき制御信号２１を可変制御し、トランス２８を確実に自励発振させるために必要な電圧を駆動部２０のＯＰアンプ２３ａに入力することにより、出力ｚと出力ｗの差を正常値に維持でき、かつ自励発振を実行できる。

次に、転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に基づいて制御信号２１を可変制御する具体的な例について説明する。

上述したように、制御信号２１のＤｕｔｙ比に基づく電圧又は電流と転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧又は電流との差により、トランジスタ２４をＯＮするために必要なベース電流を駆動部２３から出力するために、制御信号生成部１８ｂは制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御する。

例えば、流れ込み電流が発生せず、Ａ期間における出力レベル１０５（出力ｚ）がＢ期間における出力レベル１０５（出力ｘ、例えば０Ａ）と等しいとき、制御信号生成部１８ｂは、Ｆ期間における出力レベル１０５（出力ｗ、例えば２０ｍＡ）になるように制御信号２１のＤｕｔｙ比が決定する。または、Ｆ期間における出力レベル１０５（出力ｗ）に基づく制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値として設定されていて、流れ込み電流が発生しなかったときはＤｕｔｙ比を変更せずに制御信号２１を転写出力電源部２０に入力する構成としてもよい。

なお、本実施の形態においては、Ａ期間における出力レベル１０５（出力ｚ）とＦ期間における出力レベル１０５（出力ｗ）との差により、駆動部２３のＯＰアンプ２３ａから２０ｍＡのベース電流がトランジスタ２４へ入力されたとき、トランジスタ２４がＯＮして自励発振が実行されるものとする。

一方、流れ込み電流が発生し、Ａ期間の出力レベル１０５（出力ｚ）が３ｍＡであるとき、制御信号生成部１８ｂは、Ｆ期間における出力レベル１０５が出力ｗ（２０ｍＡ）＋出力ｚ（３ｍＡ）となるように制御信号２１のＤｕｔｙ比を決定する。つまり、流れ込み電流の発生により出力ｚが３ｍＡになっても、制御信号生成部１８ｂは、Ｆ期間における出力レベル１０５の出力が２３ｍＡになるように制御信号２１のＤｕｔｙ比を制御するため、駆動部２３のＯＰアンプ２３ａに入力される制御信号２１に基づく電圧又は電流とＡ期間の出力ｚに基づく基準電圧又は基準電流との差は保たれる。よって、駆動部２３のＯＰアンプ２３ａからトランジスタ２４へ入力されるベース電流は、流れ込み電流が発生しなかったときと同じ２０ｍＡとなり、トランス２８による自励発振を発生させることができる。

上述の例においては、流れ込み電流が発生した場合に、Ｆ期間における出力レベル１０５が出力ｚ＋出力ｗとなるように制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御する構成としたが、Ｆ期間における出力レベル１０５が出力ｚ×Ｎ倍（Ｎは、整数）となるように制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御してもよい。但し、Ｆ期間における出力レベル１０５が出力ｚ×Ｎ倍（Ｎは、整数）となるように制御信号２１のＤｕｔｙ比を制御する場合、通常の印刷時より、大きな出力がある可能性があり、この出力による転写ローラから感光体表面へのインピーダンスが低いところへ電荷が集中することにより感光体へのダメージがあるので、そのような現象が発生しない程度にＮを設定する必要がある。

次に、図８に示すフローチャートを用い、Ａ期間の転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に基づき制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御して印刷処理を行う処理について説明する。

通信Ｉ／Ｆを介して外部機器から画像形成装置にプリント信号１００が入力されると（ステップＳ１）、コントローラ１８は、高圧電源２を制御して帯電ローラ３の帯電ローラバイアス１０１をＯＮする（ステップＳ２）。

帯電ローラバイアス１０１がＯＮされると、コントローラ１８は帯電ローラ３により帯電された感光体１の帯電部分が現像ローラ４の位置する現像部位に到達するタイミングに合わせて高圧電源５を制御して現像ローラバイアス１０２をＯＮする（ステップＳ３）。

次に、コントローラ１８は、クリーニング制御信号３１を出力してクリーニングバイアス電源部３０を起動させ、転写ローラ６にクリーニングバイアスが印加された状態で、転写ローラ６を少なくとも１回転させる（ステップＳ４）。

クリーニングバイアスが印加された状態で転写ローラ６が少なくとも１回転すると、コントローラ１８は、転写ローラ６に極性が異なるバイアスが同時に印加されることを避けるため、転写ローラ６へのクリーニングバイアスの印加をＯＦＦし、帯電ローラバイアス２０１及び現像ローラバイアス２０２による電圧の印加を継続する（ステップＳ５）。そして、その間の出力レベル１０５を検出して流れ込み電流の発生の有無を判断する（ステップＳ６）。さらに、コントローラ１８は画像信号１０３を光書込部１２に入力して、光書込部１２による感光体１へのレーザビームｃの照射を開始する。

ステップＳ６においては流れ込み電流が検出された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、コントローラ１８は制御信号２１のＤｕｔｙ比を変更し、転写出力電源部２０へ制御信号２１を出力する（ステップＳ７）。

一方、ステップＳ６において流れ込み電流が検出されなかった場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、コントローラ１８は制御信号２１のＤｕｔｙ比の変更は行わず、デフォルト値により制御信号２１が出力され、転写動作が開始される。

そして、光書込部１２によるレーザビームｃの照射開始後、感光体１上のレーザビームｃの照射開始位置が転写部位９に到達するとき（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、コントローラ１８は制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に設定し（ステップＳ９）、転写出力電源部２０を制御して転写ローラバイアス１０４をＯＮし、記録紙８へのトナー像の転写を開始する（ステップＳ１０）。

次に、図９に示すフローチャートを用い、Ａ期間の出力レベル１０５に基づき制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御して印刷処理を行う処理について説明する。図８に示す処理においては、トナー像が転写部位９に到達するタイミングで制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に戻す構成としたが、図９に示す処理においては、予め設定された時間経過後に制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に戻す構成とした。

具体的には、図９に示す処理において、流れ込み電流の発生により制御信号２１のＤｕｔｙ比が変更されると（ステップＳ１７）、デフォルトの制御信号２１のＤｕｔｙ比で自励発振ができるまで一定時間、待機する（ステップＳ１８）。そして、一定期間経過すると（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値に戻され（ステップＳ１９）、転写動作が開始される（ステップＳ２０）。他の動作については、図８に示した処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。

次に、図１０に示すフローチャートを用い、Ａ期間の出力レベル１０５に基づき制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御して印刷処理を行う処理について説明する。図８又は図９に示す処理においては、トナー像が転写部位９に到達するタイミング又は一定期間経過後、制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に戻す構成としたが、図１０に示す処理においては、制御信号２１のＤｕｔｙ比変更後の転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流がコントローラ１８により検出されたときに、制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に戻す構成とした。

具体的には、図１０に示す処理において、流れ込み電流の発生により制御信号２１のＤｕｔｙ比が変更されると（ステップＳ２７）、制御信号２１のＤｕｔｙ比変更後の転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流がコントローラ１８により検出されるまで待機する（ステップＳ２８）。そして、Ｄｕｔｙ比変更後の転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流がコントローラ１８により検出されると（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値に戻され（ステップＳ２９）、転写動作が開始される（ステップＳ３０）。他の動作については、図８又は図９に示した処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。

次に、図１１に示すフローチャートを用い、Ａ期間の出力レベル１０５に基づき制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御して印刷処理を行う処理について説明する。図９に示す処理においては、予め設定された時間経過後に制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に戻し、そのあとに転写動作を開始する構成としたが、図１１に示す処理においては、コントローラ１８から制御信号２１のＤｕｔｙ比が変更されて出力されると、制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値に戻されるのを待たずに転写動作を開始する構成とした。

具体的には、図１１に示す処理において、流れ込み電流の発生により制御信号２１のＤｕｔｙ比が変更されると（ステップＳ３７）、転写動作を開始する（ステップＳ３８）。一定時間経過後（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値に戻される（ステップＳ４０）。他の動作については、図９に示した処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。本処理によれば、デフォルトの制御信号２１のＤｕｔｙ比により転写出力電源部２０が自励発振できる様になるのを待たずに転写動作を開始できるため、印刷動作に要する時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態によれば、Ａ期間における転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に基づいて制御信号２１のＤｕｔｙ比を変更し、転写出力電源部２０において確実に自励発振を行うことができるため、Ｄｕｔｙ比が変更された制御信号２１に基づいて転写出力電源部２０を起動させ、転写動作を実行しても転写不良は生じない。

次に、図１２に示すフローチャートを用い、Ａ期間の出力レベル１０５に基づき制御信号２１のＤｕｔｙ比を可変制御して印刷処理を行う処理について説明する。図１０に示す処理においては、制御信号２１のＤｕｔｙ比を変更後の転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流をコントローラ１８が検出した後に制御信号２１のＤｕｔｙ比をデフォルト値に戻し、そのあとに転写動作を開始する構成としたが、図１２に示す処理においては、コントローラ１８から制御信号２１のＤｕｔｙ比が変更されて出力されると、制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値に戻されるのを待たずに転写動作を開始する構成とした。

具体的には、図１２に示す処理において、流れ込み電流の発生により制御信号２１のＤｕｔｙ比が変更されると（ステップＳ４７）、転写動作を開始する（ステップＳ４８）。Ｄｕｔｙ比が変更された制御信号２１に対応する転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流が検出されると（ステップＳ４９：Ｙｅｓ）、制御信号２１のＤｕｔｙ比がデフォルト値に戻される（ステップＳ５０）。他の動作については、図１０に示した処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。本処理によれば、デフォルトの制御信号２１のＤｕｔｙ比により転写出力電源部２０が自励発振できる様になるのを待たずに転写動作を開始できるため、印刷動作に要する時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態によれば、Ａ期間における転写出力電源部２０及びクリーニングバイアス電源部３０の出力電圧または電流に基づいて制御信号２１のＤｕｔｙ比を変更し、転写出力電源部２０において確実に自励発振を行うことができるため、Ｄｕｔｙ比が変更された制御信号２１に基づいて転写出力電源部２０を起動させ、転写動作を実行しても転写不良は生じない。

本実施の形態にかかる画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施の形態にかかる画像形成装置の作像部の概略図である。 転写ローラに電圧を印加する高圧電源の回路図である。 流れ込み電流が発生したときの電流の流れを説明するための説明図である。 転写ローラに電圧を印加する従来の高圧電源の回路図である。 クリーニングバイアスを印加したときの電流の流れを説明するための説明図である。 印刷動作を行う際の信号のＯＮ／ＯＦＦを示すタイミングチャートである。 印刷動作の行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 印刷動作を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 印刷動作を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 印刷動作を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 印刷動作を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 感光体
２，５，７ 高圧電源
３ 帯電ローラ
４ 現像ローラ
６ 転写ローラ
８ 記録紙
９ 転写部位
１１ 作像部
１２ 光書込部
１３ 定着部
１４ 操作部
１５ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
１７ 通信Ｉ／Ｆ
１８ コントローラ
１８ａ 検知部
１８ｂ 制御信号生成部
１８ｃ クリーニング制御信号生成部
２０ 転写出力電源部
２１ 制御信号
２２ 平滑回路
２３ 駆動部
２３ａ ＯＰアンプ
２４ トランジスタ
２５ １次巻線
２６ ２次巻線
２７ ベース駆動用巻線
２８ トランス
３０ クリーニングバイアス電源部
３１ クリーニング制御信号

Claims (11)

1. 帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、
   前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写手段に電圧を印加する電源部と、
   前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知手段と、
   前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御信号生成手段は、前記制御信号に基づく電圧又は電流と前記電源部の出力電圧又は電流の差分を一定に保つ当該制御信号を生成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御信号生成手段は、前記制御信号に基づく電圧又は電流に、前記電源部の出力電圧又は電流を加算した電圧又は電流を示す当該制御信号を生成することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御信号生成手段は、前記電源部の出力をＮ倍した電圧又は電流を示す前記制御信号を生成することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記電源部は、
   前記制御信号に基づく差分電圧または差分電流を出力する駆動手段と、
   前記差分電圧または差分電流に応じて前記転写手段に印加する電圧を生成する電圧生成手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記電圧生成手段が自励発振回路であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記制御信号は、ＰＷＭ信号であり、
   前記制御信号生成手段は、前記電源部の出力電圧または電流に従って、ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 前記制御信号生成手段は、デューティー比を変更したＰＷＭ信号を前記電源部に入力した後、一定時間経過したとき、ＰＷＭ信号のデューティー比をデフォルト値に戻すことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記制御信号生成手段は、デューティー比を変更したＰＷＭ信号に基づく前記電源部の出力電圧または電流が検出されたとき、ＰＷＭ信号のデューティー比をデフォルト値に戻すことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
10. 帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源部と、を備える画像形成装置の転写方法であって、
    前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知ステップと、
    前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成ステップと、
    を有することを特徴とする転写方法。
11. 帯電した像担持体にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光書込み手段と、前記静電潜像を顕像化したトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電源部と、を備える画像形成装置の転写プログラムであって、
    前記光書込み手段によるレーザビームの照射開始後、ビーム照射開始位置に形成された前記静電潜像の前記トナー像が前記転写手段に到達するまでの間の前記電源部の出力電圧または電流を検知する検知機能と、
    前記検知手段によって検知された出力電圧または電流に従って、前記電源部を制御する制御信号を生成し、前記電源部に出力する制御信号生成機能と、
    をコンピュータに実行させる転写プログラム。

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