JP2010243768A - 画像形成装置および帯電器用電源 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧制限回路を備える場合において、より確実にオーバーシュートの発生を抑制できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成用の電気的負荷を駆動する駆動電圧Ｖｃｈｇを生成し、駆動電圧Ｖｃｈｇを電気的負荷に対して出力する電圧出力回路と、駆動電圧Ｖｃｈｇの値を検出し、駆動電圧値Ｖｃｈｇが制限値Ｖｍｔ以上となった場合に電圧出力回路による駆動電圧Ｖｃｈｇの生成を制限する電圧制限回路と、制御手段とを含む。制御手段は、電圧出力回路の起動時ｔ０における制限値Ｖｍｔである起動時制限値Ｖｍｔ１を、起動時ｔ０から所定時間Ｋ１経過後ｔ２における、あるいは駆動電圧Ｖｃｈｇが安定した時における、制限値Ｖｍｔである安定時制限値Ｖｍｔ２より低い値に設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は画像形成装置および帯電器用電源に関し、詳しくは、画像形成装置において高電圧を生成する際の電圧制限に関する。

画像形成装置に備えられ、高電圧が印加される電気的負荷として、例えば、感光体をコロナ放電によって帯電させるためのコロナ帯電器がある。そのコロナ帯電器を駆動する帯電電圧（高電圧）の異常放電（アーク）を防止するために、帯電電圧を所定値以下に制限する電圧制限回路が用いられている。そのような電圧制限回路に関する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００２−３５４８１３号公報

しかしながら、帯電電圧（高電圧）の立ち上げ時において、帯電電圧が所定の制限値に達した際に電圧制限回路を作動させて帯電電圧を制限しても、オーバーシュートが発生する虞があった。例えば、電圧制限回路の応答遅れ等によって帯電電圧が制限値を超える虞があった。

本発明は、電圧制限回路を備える場合において、より確実にオーバーシュートの発生を抑制できる画像形成装置および帯電器用電源を提供するものである。

第１の発明に係る画像形成装置は、画像形成用の電気的負荷と、前記電気的負荷を駆動する駆動電圧を生成し、該駆動電圧を前記電気的負荷に対して出力する電圧出力回路と、前記駆動電圧の値を検出し、前記駆動電圧値が制限値以上となった場合に前記電圧出力回路による前記駆動電圧の生成を制限する電圧制限回路と、前記電圧出力回路の起動時における前記制限値である起動時制限値を、前記起動時から所定時間経過後における、あるいは前記駆動電圧が安定した時における、前記制限値である安定時制限値より低い値に設定する制御回路とを備える。

本構成によれば、駆動電圧の起動時制限値が、起動時以降の安定時制限値よりも低い値に設定された状態において、電圧出力回路が起動される。そのため、駆動電圧の電圧制限回路を備える場合において、例えば、電圧制限回路に起因した駆動電圧のピーク電圧が発生する場合であっても、そのピーク電圧による安定時制限値を超えるオーバーシュートの発生を抑制することができる。すなわち、電圧出力回路の起動時における出力電圧のオーバーシュートの発生を、より確実に抑制できる。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記制御回路は、前記起動時制限値を、前記起動時に前記電圧制限回路が作動した際に生成される前記印加電圧のピーク値が前記安定時制限値以下となる値に設定する。

本構成によれば、例えば、電圧制限回路の電圧検出の遅延によって電圧制限動作が遅れ、駆動電圧が起動時制限値を越える場合であっても、その際に生成される駆動電圧のピーク値が安定時制限値を超えることはない。そのため、起動時に、安定時制限値を超えるような印加電圧のオーバーシュートを確実に防止できる。なお、起動時制限値は、事前に実験等において決定される。

第３の発明は、第１または第２の発明の画像形成装置において、感光体をさらに備え、前記電気的負荷は、帯電ワイヤおよびグリッドを有する帯電器であって、前記グリッドを介した放電によって前記感光体を帯電させる帯電器である。

本構成によれば、電圧出力回路の起動時における帯電器の異常放電が好適に抑制される。すなわち、通常、帯電器には高電圧が印加され、高電圧がオーバーシュートすると異常放電が発生する虞があるが、その異常放電が好適に抑制される。

第４の発明は、第３の発明の画像形成装置において、前記グリッドに流れる電流を検出する電流検出回路をさらに備え、前記制御回路は、前記電圧出力回路を制御する制御信号値を一定値に固定する固定モードによる電圧出力回路の起動時において、前記電流検出回路による電流検出値が第１閾値以上の場合の起動時制限値を、前記電流検出値が第１閾値未満の場合の起動時制限値より大きい値に設定する。

本構成によれば、帯電器のワイヤ汚れの度合に応じ、好適に起動時制限値を設定できる。すなわち、通常、帯電器のワイヤ汚れの度合が増すにつれて放電経路の抵抗が増すため、電流検出値は減少する。そのため、例えば、ワイヤ汚れの度合がひどく異常放電が起こり易い場合は、起動時制限値を小さく設定する。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置において、前記制御回路は、前記電流検出値が前記第１閾値より小さい第２閾値未満である場合、前記電圧出力回路を停止させる。

本構成によれば、グリッド電流値が所定値（第２閾値）より小さい場合、電圧出力回路を停止させることによって、異常放電の発生を抑制できる。すなわち、通常、帯電器は定電流制御され、電流値が所定値より小さい場合には、電流を増加させるために印加電圧が増加される。そのため、帯電器のワイヤ汚れがひどく電流が小さい場合には、印加電圧が高くなり異常放電が発生しやすくなる。しかしながら、そのような場合、電圧出力回路を停止させることによって、異常放電の発生を抑制できる。

第６の発明に係る画像形成装置は、帯電ワイヤおよびグリッドを有する帯電器と、前記帯電器を駆動する帯電電圧を生成し、該帯電電圧を前記帯電に対して出力する電圧出力回路と、前記帯電電圧の値を検出し、前記帯電電圧値が制限値以上となった場合に前記電圧出力回路による前記帯電電圧の生成を制限する電圧制限回路と、前記グリッドに流れるグリッド電流を検出する電流検出回路と、前記グリッド電流の検出値が目標値となるように前記帯電電圧を制御するための制御信号を生成し、該制御信号を前記電圧出力回路に提供する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記電圧出力回路の起動時において、前記グリッド電流を段階的に増加させるように前記制御信号の値を段階的に設定変更し、前記制御信号値の設定変更に応じた前記グリッド電流の検出値の増加量が所定量未満となった場合、前記電圧出力回路を停止させる。

本構成によれば、グリッド電流を増加させる制御にかかわらずグリッド電流の増加量が認められないことによって電圧制限回路の作動が確認される。すなわち、電圧制限回路が作動したことを検出する機構を別途、設けなくても、電圧出力回路を停止させることができ、高圧出力電圧のオーバーシュートを抑制することができる。

第７の発明は、第５または６の発明の画像形成装置において、前記制御回路は、前記電圧出力回路の停止後、前記帯電ワイヤの清掃を通知するための通知信号を生成する。
本構成によれば、異常放電が発生する前にユーザに帯電ワイヤの清掃を促すことによって、異常放電の発生を抑制することができる。

第８の発明に係る帯電器用電源は、帯電器を駆動する帯電電圧を生成し、該帯電電圧を前記帯電器に対して出力する電圧出力回路と、前記帯電電圧の値を検出し、前記帯電電圧値が制限値以上となった場合に前記電圧出力回路による前記帯電電圧の生成を制限する電圧制限回路と、前記電圧出力回路の起動時における前記制限値である起動時制限値を、前記起動時から所定時間経過後における、あるいは前記駆動電圧が安定した時における、前記制限値である安定時制限値より低い値に設定する制御回路とを備える。

本構成によれば、帯電電圧の起動時制限値が、起動時以降の安定時制限値よりも低い値に設定された状態において、電圧出力回路が起動される。そのため、帯電電圧の電圧制限回路を備える場合において、例えば、電圧制限回路に起因した帯電電圧のピーク電圧が発生する場合であっても、そのピーク電圧による安定時制限値を超えるオーバーシュートの発生を抑制することができる。すなわち、電圧出力回路の起動時における出力電圧のオーバーシュートの発生を、より確実に抑制できる。

第９の発明は、第８の発明の帯電器用電源において、前記制御回路は、前記起動時制限値を、前記起動時に前記電圧制限回路が作動した際に生成される前記印加電圧のピーク値が前記安定時制限値以下となる値に設定する。
本構成によれば、電源の起動時に、安定時制限値を超えるような帯電電圧のオーバーシュートを確実に防止できる。

本発明の画像形成装置および帯電器用電源によれば、電圧制限回路を備える場合において、より確実にオーバーシュートの発生を抑制できる。

本発明に係るレーザプリンタの内部構成を示す側断面図 高電圧印加回路を示す概略的な構成図 本発明の実施形態１に係る基本処理を示すフローチャート 実施形態１に係る各信号の推移を示すタイムチャート 実施形態１に係る処理を示すフローチャート 本発明の実施形態２に係る処理を示すフローチャート 実施形態２に係る通常時の説明図 実施形態２に係るリミッタ動作時の説明図

＜実施形態１＞
本発明に係る画像形成装置の実施形態１を、図１〜図５を参照しつつ説明する。ここでは、画像形成装置としてレーザプリンタが例示される。なお、画像形成装置は、レーザプリンタに限られず、例えば、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置、あるいはコピー機能およびスキャナ機能等を備えた複合機であってもよい。

１．レーザプリンタの全体構成
図１は、レーザプリンタの概略的な要部側断面図である。図１において、レーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」と記す）１は、本体フレーム２内に、用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５等を備えている。

（１）フィーダ部
フィーダ部４は、本体フレーム２内の底部に設けられ、給紙トレイ６、給紙トレイ６の一端側（以下、一端側（図１で紙面右側）を前側、その反対側（図１で紙面左側）を後側とする）端部の上方に設けられる給紙ローラ８、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ１２等を含む。

給紙トレイ６の最上位にある用紙３は、給紙ローラ８の回転によって１枚毎に給紙される。給紙された用紙３は、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、用紙３をレジスト後に、画像形成位置に送る。なお、画像形成位置は、感光体ドラム（「感光体」の一例）２７と転写ローラ３０との接触位置とされる。

（２）画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７および定着部１８を含む。
スキャナ部１６は、本体フレーム２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー、反射鏡等を含む。レーザ発光部から発光される、画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー、反射鏡等を介して、感光体ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に設けられ、ドラムユニット２１と、ドラムユニット２１に収容される現像カートリッジ２８とを含む。プロセスカートリッジ１７は、レーザプリンタ１に対して着脱自在に収容されている。さらに、現像カートリッジ２８は、ドラムユニット２１に対して着脱自在に収容されており、例えば、現像ローラ３１およびトナーホッパ３４等を含む。

トナーホッパ３４内には、トナー（現像剤）が充填されている。トナーホッパ３４の後方位置には、現像ローラ３１が設けられている。現像時に、現像ローラ３１には所定の現像バイアス電圧が印加される。トナーホッパ３４から放出されるトナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給される。

ドラムユニット２１は、感光体ドラム２７、スコロトロン型帯電器（「電気的負荷」の一例）２９、および転写ローラ３０等を備えている。感光体ドラム２７は、現像ローラ３１と対向配置され、ドラム本体と、そのドラム本体の軸心に、接地された金属製のドラム軸２７ａとを含む。ドラム本体の表面には、正帯電性の感光層が形成されている。また、感光体ドラム２７の上方には、レーザビームの通路として露光窓が設けられている。

帯電器２９は、感光体ドラム２７の上方に、感光体ドラム２７に接触しないように所定間隔を隔てて対向配置されている。帯電器２９は、帯電ワイヤ２９ａとグリッド２９ｂとを含み、帯電ワイヤ２９ａからの放電によって、グリッド２９ｂを介して感光体ドラム２７の表面を一様に例えば、正極性（例えば、約７００Ｖ）に帯電させる。帯電ワイヤ２９ａには所定の帯電電圧Ｖｃｈｇ（例えば、５ｋＶ〜８ｋＶ）が、高電圧印加回路６０から印加される。

感光体ドラム２７の表面は、感光体ドラム２７の回転に伴って、まず、帯電器２９により一様に正帯電される。その後、帯電表面は、スキャナ部１６からのレーザビームの高速走査により露光され、画像データに基づく静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１の表面上に担持されかつ正極性に帯電されているトナーが、感光体ドラム２７の表面上の静電潜像に供給され、静電潜像が現像される。

転写ローラ３０は、金属製のローラ軸３０ａを有し、感光体ドラム２７の下方において、感光体ドラム２７に対向配置される。転写位置において現像ローラ３１に担持されたトナー像を用紙３に転写するための転写動作時には、転写ローラ３０のローラ軸３０ａに、高電圧印加回路６０から、例えば−６ｋＶの転写バイアス電圧（高電圧）が印加される。

定着部１８は、図１に示すように、プロセスカートリッジ１７の後方下流側に設けられる。定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーが熱定着され、その後、用紙３は、排紙トレイ４６上に排紙される。

２．高電圧印加回路
次に、図２を参照して、高電圧印加回路６０について説明する。図２は、帯電器２９に対して帯電電圧Ｖｃｈｇを印加する高電圧印加回路６０の要部構成のブロック図である。

高電圧印加回路６０は、ＣＰＵ（「制御手段」および「電流検出手段」の一例）６１と、帯電電圧（「駆動電圧」の一例）Ｖｃｈｇを生成し出力する帯電電圧印加回路６２とを備えている。帯電電圧印加回路６２は、帯電器２９の帯電ワイヤ２９ａに接続される接続ライン９０に接続されている。なお、ＣＰＵ６１は、高電圧印加回路６０の制御の他に、画像形成に係るプリンタ１の各部の制御も行う。高電圧印加回路６０は、その他の高電圧、例えば転写バイアス電圧等を生成するための回路を含むが、その図示は省略されている。

帯電電圧印加回路６２は、ＣＰＵ６１のＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によって定電流制御される。また、ＣＰＵ６１にはメモリ１００が接続されている。このメモリ１００には、高電圧印加回路６０を制御するプログラム等が格納されている。

帯電電圧印加回路６２は、高電圧発生回路であり、ＰＷＭ信号平滑回路７０、トランスドライブ回路７１、昇圧・平滑整流回路（「電圧出力回路」の一例）７２、電圧制限回路５０およびグリッド電流検出回路（「電流検出手段」の一例）８４を含む。

ＰＷＭ信号平滑回路７０は、ＣＰＵ６１のＰＷＭポート６１ａからのＰＷＭ信号（本発明における「制御信号」に相当）Ｓ１を平滑し、平滑されたＰＷＭ信号Ｓ１をトランスドライブ回路７１に提供する。トランスドライブ回路７１は、平滑されたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧・平滑整流回路７２の１次側巻線７５ｂに発振電流を流す。トランスドライブ回路７１は、電圧制限回路５０に接続され、電圧制限回路５０からの制限信号を受けると、昇圧・平滑整流回路７２の動作を制限する。

昇圧・平滑整流回路７２は、トランス７５、ダイオード７６、平滑コンデンサ７７等を備えている。トランス７５は、２次側巻線７５ａ，１次側巻線７５ｂおよび補助巻線７５ｃを備えている。２次側巻線７５ａの一端は、ダイオード７６を介して接続ライン９０に接続されている。一方、２次側巻線７５ａの他端は、グランドに接続されている。また、平滑コンデンサ７７および抵抗７８がそれぞれ２次側巻線７５ａに並列に接続されている。なお、補助巻線７５ｃには、２次側巻線７５ａの電圧に応じた、すなわち、帯電電圧Ｖｃｈｇに応じた電圧が発生する。

このような構成によって、１次側巻線７５ｂの電圧は、昇圧・平滑整流回路７２において昇圧および整流され、高電圧印加回路６０に接続された帯電器２９の帯電ワイヤ２９ａに帯電電圧Ｖｃｈｇとして印加される。

電圧制限回路５０は、昇圧・平滑整流回路７２のトランス７５の補助巻線７５ｃとトランスドライブ回路７１との間に接続されている。電圧制限回路５０は、ダイオードＤ１およびＤ２、コンデンサＣ１、基準電圧生成手段５１および比較回路５２を含む。

ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１は、補助巻線７５ｃに発生する電圧を整流して、帯電電圧Ｖｃｈｇの検出信号（電圧）Ｖｄを生成し、検出電圧Ｖｄを、例えば、比較回路５２の反転入力端子に供給する。基準電圧生成手段５１は帯電電圧Ｖｃｈｇを制限するための基準電圧Ｖｔｈを生成し、基準電圧Ｖｔｈを、例えば、比較回路５１回路の非反転入力端子に供給する。基準電圧生成手段５１は、例えば、ＣＰＵ６１によってＰＭＷ制御される可変電圧である。

比較回路５２は、検出電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｔｈとの大きさを比較する。検出電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｔｈより大きい場合、すなわち、帯電電圧Ｖｃｈｇが所定の制限値Ｖｍｔを超えた場合、比較回路５２の出力信号Ｖｏがローレベルとなり、トランスドライブ回路７１からドライブ電流の一部が引き抜かれ、昇圧・平滑整流回路７２の動作が制限される。

一方、検出電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｔｈ以下の場合、すなわち、帯電電圧Ｖｃｈｇが所定の制限値Ｖｍｔ以下の場合、比較回路５２の出力信号Ｖｏはハイレベルとなるため、ドライブ電流の引き抜きはされない。したがって、昇圧・平滑整流回路７２の動作は制限されない。

グリッド電流検出回路８４は、接続ライン９０、帯電ワイヤ２９ａおよびグリッド２９ｂを介して流れるグリッド電流Ｉｇに応じたグリッドフィードバック信号Ｓ２を生成する。ここで、グリッド電流検出回路８４は、例えば２つの分圧抵抗８４ａおよび分圧抵抗８４ｂによって構成される。グリッド電流検出回路８４は、その分圧比に応じて、グリッドフィードバック信号Ｓ２であるグリッド電圧Ｖｇを検出する。ＣＰＵ６１は、グリッド電圧Ｖｇを分圧抵抗８４ｂの抵抗値によって除算して、グリッド電流Ｉｇを検出し、グリッド電流Ｉｇに基づいて、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を決定する。

３．帯電電圧制限値の可変制御
次に、本発明に係る帯電電圧の制限値の可変制御について説明する。

３−１．基本制御
まず図３および図４を参照して、制限値の可変制御に係る基本概念を説明する。図３は、基本制御の各処理を示すフローチャートであり、図４は、基本制御に係るタイムチャートである。なお、図３の各処理は、プリンタ１が印字指令を受け、印字を開始するために帯電電圧Ｖｃｈｇを発生させる際に、メモリ１００に格納された所定の処理プログラムにしたがって、ＣＰＵ６１によって実行される。

図３のステップＳ１１０において、ＣＰＵ６１は、まず、帯電制限（リミッター）電圧Ｖｍｔを起動時の値（起動時制限値）Ｖｍｔ１に設定する。ＣＰＵ６１は、図４に示されるように、起動時制限値Ｖｍｔ１を、起動開始時（図４の時刻ｔ０）から所定時間Ｋ１経過後における制限値Ｖｍｔである、安定時制限値Ｖｍｔ２よりも低い値に設定する。なお、ここで「起動時」は、起動開始時からの所定時間を意味し、ここでは、起動開始時から所定時間Ｋ１である。

その際、ＣＰＵ６１は、起動時制限値Ｖｍｔ１を、起動時に電圧制限回路５０の制限が作動した際に生成される帯電電圧Ｖｃｈｇのピーク値Ｖｐが安定時制限値Ｖｍｔ２以下となる値に設定する。なお、この条件を満たす起動時制限値Ｖｍｔ１は、事前に実験等によって決定され、メモリ１００等に格納されている。また、安定時制限値Ｖｍｔ２は、通常の帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔであり、帯電電圧Ｖｃｈｇの安定時において帯電器２９の異常放電を防止できる値に設定されている。

次いで、ステップＳ１２０において、ＣＰＵ６１は、ＰＷＭ信号Ｓ１を帯電電圧印加回路６２に供給して、帯電電圧印加回路６２を起動させ、帯電電圧Ｖｃｈｇを発生さる（図４の時刻ｔ０に相当）。そして、ＣＰＵ６１は、起動開始時刻ｔ０から所定時間Ｋ１、あるいはグリッド電流Ｉｇ（帯電電圧Ｖｃｈｇ）が安定するまで待機する（ステップＳ１３０）。なお、図４には、所定時間Ｋ１の間、待機する場合が示される。

次いで、所定時間Ｋ１が経過した時（時刻ｔ２）、あるいは帯電電圧Ｖｃｈｇが安定した時（例えば、図４の時刻ｔ３）に、ＣＰＵ６１は、帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔを、起動時制限値Ｖｍｔ１から安定時制限値Ｖｍｔ２に設定変更する。制限値Ｖｍｔの設定変更は、ここでは、図４に示されるように、電圧制限回路５０の基準電圧Ｖｔｈを、起動時の基準電圧Ｖｔｈ１から安定時の基準電圧Ｖｔｈ２に変更することによって行われる。
なお、ここで、「帯電電圧Ｖｃｈｇが安定した時」、すなわち、帯電電圧Ｖｃｈｇが安定したかどうかは、例えば、グリッド電流Ｉｇ、またはＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比が所定範囲に収まったかどうかをモニタすることで確認される。あるいは、帯電電圧Ｖｃｈｇを検出し、検出値が所定範囲に収まったかどうかによって確認される。帯電電圧Ｖｃｈｇを検出する方法としては、例えば、分圧抵抗によって直接検出方法、または、トランス７５の一次側に補助巻線を設けて、間接的に検出方法がある。

このように、本実施形態においては、帯電電圧印加回路６２（昇圧・平滑整流回路７２）の起動時における帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔ１が、安定時における制限値Ｖｍｔ２よりも低く設定される。そのため、昇圧・平滑整流回路７２の起動時において、帯電電圧Ｖｃｈｇが、図４の時刻ｔ１において制限値Ｖｍｔ１に達して、帯電電圧Ｖｃｈｇのピーク値Ｖｐが、電圧制限回路５０の遅延等に起因して制限値Ｖｍｔ１を超えることがあったとしても、帯電電圧Ｖｃｈｇは、図４に示すように、安定時における制限値Ｖｍｔ２、すなわち、従来の制限値Ｖｍｔを超えることはない。そのため、昇圧・平滑整流回路７２の起動時における帯電器２９の異常放電の発生を抑制することができる。

３−２．グリッド電流による起動時制限値の設定
次に、グリッド電流Ｉｇ（帯電ワイヤ１９ａの汚れ度合い）による上記起動時制限値Ｖｍｔ１を設定する処理に関して、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、本処理も、図３の処理と同様に、印字指示に応じて、メモリ１００に格納された所定の処理プログラムにしたがって、ＣＰＵ６１によって実行される。

ＣＰＵ６１は、本処理において、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を一定値に固定する固定モードによる昇圧・平滑整流回路７２の起動時において、電流検出回路８４によるグリッド電流検出値Ｉｇが第１閾値Ｉｔｈ１以上の場合の起動時制限値Ｖｍｔ１を、グリッド電流検出値Ｉｇが第１閾値Ｉｔｈ１未満の場合の起動時制限値Ｖｍｔ１より大きい値に設定する。さらに、ＣＰＵ６１は、電流検出値Ｉｇが第１閾値Ｉｔｈ１より小さい第２閾値Ｉｔｈ２未満である場合、昇圧・平滑整流回路７２の動作を停止させる。

すなわち、帯電器２９の使用時間に応じて帯電ワイヤ１９ａの汚れが進むと、グリッド電流Ｉｇが流れる電気経路の抵抗値が増加する。そのため、グリッド電流Ｉｇを定電流制御して帯電電圧Ｖｃｈｇを生成する場合、帯電ワイヤ１９ａの汚れ度合いが高くなるにつれて電気経路の抵抗値が増加し、グリッド電流Ｉｇが減少する。減少したグリッド電流Ｉｇを所定の電流に維持するためには、帯電電圧Ｖｃｈｇを増加させる必要がある。そのため、帯電ワイヤ１９ａの汚れが大きいほど、帯電電圧Ｖｃｈｇの起動時にオーバーシュートが生じ易くなる。

そこで、本実施形態においては、帯電ワイヤ１９ａの汚れ度合いに応じて、すなわち、所定の帯電電圧Ｖｃｈｇを帯電器２９に印加した際のグリッド電流Ｉｇの大きさによって、起動時制限値Ｖｍｔ１の設定が決定される。

ＣＰＵ６１は、まず、図５のステップＳ２１０において、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を一定値に固定して帯電電圧Ｖｃｈｇを発生させ、所定の帯電電圧Ｖｃｈｇを帯電器２９に印加し、グリッド電流Ｉｇが安定するまで待機する（ステップＳ２１５）。次いで、ＣＰＵ６１は、グリッド電流Ｉｇをグリッド電流検出回路８４の検出信号Ｓ２から読み取る（ステップＳ２２０）。

次いで、ステップＳ２３０において、ＣＰＵ６１は、グリッド電流Ｉｇが第１閾値Ｉｔｈ１より小さい第２閾値Ｉｔｈ２未満かどうか判定する。電流検出値Ｉｇが第２閾値Ｉｔｈ２未満である場合、すなわち、帯電ワイヤ１９ａの汚れがひどい場合、上記したように、帯電電圧Ｖｃｈｇの発生を停止し、（ステップＳ２３２）、昇圧・平滑整流回路７２の動作を停止させる。そして、ＣＰＵ６１は、昇圧・平滑整流回路７２の停止後、帯電ワイヤ１９ａの清掃を通知するための通知信号Ｓ３を生成し、通知信号Ｓ３を、例えば、プリンタ１の前側に設けられた表示装置１０（図１参照）に提供し、表示装置１０に清掃情報を表示させる。それによって、より確実に、異常放電発生前にユーザに帯電ワイヤ２９ａの清掃を促し、異常放電の発生を抑制できる。なお、通知信号Ｓ３の生成および通知信号Ｓ３の表示装置１０への提供は任意である。

一方、ステップＳ２３０において、グリッド電流Ｉｇが第２閾値Ｉｔｈ２以上であると判定された場合、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２４０において、グリッド電流Ｉｇが第２閾値Ｉｔｈ２以上で第１閾値Ｉｔｈ１より小さいかどうかを判定する。

ステップＳ２４０において「Ｙｅｓ」判定した場合、すなわち、グリッド電流Ｉｇが第２閾値Ｉｔｈ２以上で第１閾値Ｉｔｈ１より小さい場合は、ＣＰＵ６１は、帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔを、上記起動時制限値Ｖｍｔ１に設定する（ステップＳ２４２）。すなわち、ここでは、グリッド電流Ｉｇの値から、帯電ワイヤ１９ａがやや汚れており、グリッド電流Ｉｇを増加させるために、帯電電圧Ｖｃｈｇの起動時にオーバーシュートが生じる可能性があると判断されて、帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔが下げられる。

そして、ステップＳ２４４からＳ２４８において、上記ステップＳ１２０からＳ１４０までと同様の処理が行われる。次いで、帯電電圧Ｖｃｈｇが安定すると、ＣＰＵ６１は、印字動作を開始し（ステップＳ２７０）、所定の印字処理が終了すると所定動作に係る制御を終了する（ステップＳ２８０）。

一方、ステップＳ２４０において「Ｎｏ」判定した場合、すなわち、グリッド電流Ｉｇが第１閾値Ｉｔｈ１以上であると判定した場合は、帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔを起動時制限値Ｖｍｔ１に設定変更することなく、始動時から通常の安定時制限値Ｖｍｔ２において、帯電電圧Ｖｃｈｇの生成を起動させ、待機する（ステップＳ２５０、ステップＳ２６０）。これは、グリッド電流Ｉｇが所定量（第１閾値Ｉｔｈ１）以上流れており、すなわち、帯電ワイヤ１９ａの汚れが少なく、帯電電圧Ｖｃｈｇの起動時にオーバーシュートが生じる可能性が少ないと判断され、帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔを下げる必要がないと判断されるためである。

以下、同様に、ＣＰＵ６１は、印字動作を開始し（ステップＳ２７０）、所定の印字処理が終了すると所定動作に係る制御が終了する（ステップＳ２８０）。

４．実施形態１の効果
上記したように、昇圧・平滑整流回路７２の起動時における帯電電圧Ｖｃｈｇの制限値Ｖｍｔ１が、安定時における制限値Ｖｍｔ２よりも低く設定される。その際、起動時制限値Ｖｍｔ１は、起動時に電圧制限回路５０の制限が作動した際に生成される帯電電圧Ｖｃｈｇのピーク値Ｖｐが安定時制限値Ｖｍｔ２以下となる値に設定されている。そのため、昇圧・平滑整流回路７２の起動時に、帯電電圧Ｖｃｈｇが安定時制限値Ｖｍｔ２を超えることは、確実に防止され、帯電器２９の異常放電の発生が確実に抑制される。

また、グリッド電流Ｉｇを検出して帯電ワイヤ１９ａの汚れ度合に応じて、起動時制限値Ｖｍｔ１の設定が決定される。そのため、ワイヤ汚れの度合がひどく異常放電が起こり易い場合は、通常時Ｖｍｔ２よりも小さい起動時制限値Ｖｍｔ１に設定され、好適に異常放電の発生が抑制される。

＜実施形態２＞
５．制限値到達の検知処理
次に、本発明の実施形態２に係る、「制限値到達の検知処理」について説明する。すなわち、起動時に帯電電圧Ｖｃｈｇが上記起動時制限値Ｖｍｔ１に到達したことを検知する処理について、図６から図８を参照して説明する。実施形態２では、特に、帯電電圧Ｖｃｈｇの立上げが段階的行われる場合に適用される。

図６は本処理を示すフローチャートである。図７は、通常の帯電電圧Ｖｃｈｇの立上げ時の、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比とグリッド電流Ｉｇとの時間推移を示す説明図であり、図８は、帯電電圧Ｖｃｈｇの立上げ時に、電圧制限回路５０が帯電電圧Ｖｃｈｇのリミッタ動作を行った場合のＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比とグリッド電流Ｉｇとの時間推移を示す説明図である。なお、実施形態２を実施するハード構成は実施形態１と同一であるため、その説明を省略する。

この処理で、ＣＰＵ６１は、昇圧・平滑整流回路７２の起動時において、グリッド電流Ｉｇを段階的に増加させるようにＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を段階的に設定変更する。そして、デューティ比の設定変更に応じたグリッド電流Ｉｇの検出値の増加量ΔＩｇが所定量未満となった場合、昇圧・平滑整流回路７２を停止させる。すなわち、グリッド電流Ｉｇの検出値の増加量ΔＩｇが所定量未満となった場合、デューティ比の段階的な増加にもかかわらず、グリッド電流Ｉｇが増加しないことによって、ＣＰＵ６１は、帯電電圧Ｖｃｈｇが制限値Ｖｍｔに達し電圧制限回路５０が帯電電圧Ｖｃｈｇのリミッタ動作を行ったこと、を検知する。ここで、増加量ΔＩｇは、例えば、１０μＡ〜３０μＡとされる。

なお、本処理も、図３の処理と同様に、印字指示に応じて、メモリ１００に格納された所定の処理プログラムにしたがって、ＣＰＵ６１によって実行される。

ＣＰＵ６１は、まず、図６のステップＳ３１０において、ＰＷＭ信号Ｓ１の初期Ｄｕｔｙ１を設定し帯電電圧Ｖｃｈｇを起動する。次いで帯電電圧Ｖｃｈｇが安定するまで所定時間、待機し（ステップＳ３１５）、ステップＳ３２０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ１を超えたかどうか判定する。ステップＳ３２０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ１を超えていないと判定した場合は、ステップＳ３２５に移行して、デューティ比（ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ）を「ゼロ」に設定して、帯電電圧Ｖｃｈｇの出力を停止させる。これは、帯電電圧Ｖｃｈｇの立上りの初期段階において昇圧・平滑整流回路７２の動作が正常でないと判断したためである。

一方、ステップＳ３２０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ１を超えていると判定した場合は、ステップＳ３３０において、図７および図８に示すように、デューティ比を初期Ｄｕｔｙ１より大きいＤｕｔｙ２に設定する。そして、帯電電圧Ｖｃｈｇが安定するまで所定時間、待機する（ステップＳ３４０）。

次いで、ステップＳ３５０において、グリッド電流Ｉｇが、所定値Ｉｇ１より大きい所定値Ｉｇ２を超えたかどうか判定する。ステップＳ３５０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ２を超えていないと判定した場合は、ステップＳ３２５に移行して、デューティ比を「ゼロ」に設定して、帯電電圧Ｖｃｈｇの出力を停止させる。これは、帯電電圧Ｖｃｈｇの立上りの中期段階において昇圧・平滑整流回路７２の動作が正常でないと判断したためである。

一方、ステップＳ３５０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ２を超えていると判定した場合は、ステップＳ３６０において、図７および図８に示すように、デューティ比をＤｕｔｙ２より大きいＤｕｔｙ３に設定する。そして、帯電電圧Ｖｃｈｇが安定するまで所定時間、待機する（ステップＳ３７０）。

次いで、ステップＳ３８０において、グリッド電流Ｉｇが、所定値Ｉｇ３を超えたかどうか判定する。ステップＳ３８０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ３を超えていないと判定した場合、すなわち、グリッド電流Ｉｇの増加量ΔＩｇが所定量未満となった場合は（図８参照）、ステップＳ３２５に移行して、デューティ比を「ゼロ」に設定して、帯電電圧Ｖｃｈｇの出力を停止させる。これは、帯電電圧Ｖｃｈｇの立上りの後期段階が正常でないと判断したためである。

ここで、帯電電圧Ｖｃｈｇの立上りの後期段階において、グリッド電流Ｉｇが正常に増加しないのは、帯電電圧Ｖｃｈｇが制限値Ｖｍｔに達し、電圧制限回路５０による帯電電圧Ｖｃｈｇのリミッタ動作が行われたと判断される。そして、その要因が、例えば、帯電ワイヤ１９ａの汚れであるとして、上記ステップＳ２３４と同様に、帯電ワイヤ１９ａの清掃を通知するための通知信号Ｓ３が生成される。

一方、ステップＳ３８０において、グリッド電流Ｉｇが所定値Ｉｇ３を超えていると判定した場合は、ステップＳ３９０に移行して、図７に示すように、通常の制御モードへ移行する。

このように、実施形態２においては、デューティ比を増加させてグリッド電流Ｉｇを増加させる制御にかかわらず、グリッド電流Ｉｇの所定の増加が認められないことによって電圧制限回路５０の電圧制限動作が行われたことが確認される。すなわち、電圧制限回路５０の電圧制限動作を検出する機構を別途、設けなくても、昇圧・平滑整流回路７２を停止させることができ、帯電器２９の異常放電を好適に抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述およ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。

（１）上記各実施形態においては、グリッド電流Ｉｇの大きさによって、起動時制限値Ｖｍｔ１を設定する際、起動時制限値Ｖｍｔ１の大きさは一定である例を示したがこれに限られない。起動時制限値Ｖｍｔ１の大きさはグリッド電流Ｉｇの大きさに応じて変更するようにしてもよい。その場合、グリッド電流Ｉｇが小さいほど、起動時制限値Ｖｍｔ１の値を小さく設定することが、好ましい。

（２）上記各実施形態においては、帯電器２９を画像形成用の電気的負荷とする例を示しが、これに限られない。例えば、転写ローラ３０が電気的負荷とされても良い。

（３）上記各実施形態においては、グリッド電流Ｉｇを検出して帯電ワイヤ１９ａの汚れ度合に応じて、起動時制限値Ｖｍｔ１の設定が決定される例を示したが、これに限られない。グリッド電流Ｉｇによらずに、昇圧・平滑整流回路７２の起動時には、制限値Ｖｍｔを、常に、起動時制限値Ｖｍｔ１とするようにしてもよい。

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
２７…感光ドラム（感光体）
２９…帯電器（電気的負荷）
２９ａ…帯電ワイヤ
２９ｂ…グリッド
５０…電圧制限回路
６１…ＣＰＵ（制御手段、電流検出手段）
７２…昇圧平滑整流回路（電圧出力回路）
８４…グリッド電流検出回路（電流検出手段）
Ｖｃｈｇ…帯電電圧（駆動電圧）

Claims (9)

1. 画像形成用の電気的負荷と、
   前記電気的負荷を駆動する駆動電圧を生成し、該駆動電圧を前記電気的負荷に対して出力する電圧出力回路と、
   前記駆動電圧の値を検出し、前記駆動電圧値が制限値以上となった場合に前記電圧出力回路による前記駆動電圧の生成を制限する電圧制限回路と、
   前記電圧出力回路の起動時における前記制限値である起動時制限値を、前記起動時から所定時間経過後における、あるいは前記駆動電圧が安定した時における、前記制限値である安定時制限値より低い値に設定する制御回路と、
   を備えた画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御回路は、前記起動時制限値を、前記起動時に前記電圧制限回路が作動した際に生成される前記印加電圧のピーク値が前記安定時制限値以下となる値に設定する、画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   感光体をさらに備え、
   前記電気的負荷は、帯電ワイヤおよびグリッドを有する帯電器であって、前記グリッドを介した放電によって前記感光体を帯電させる帯電器である、画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記グリッドに流れる電流を検出する電流検出回路をさらに備え、
   前記制御回路は、
   前記電圧出力回路を制御する制御信号値を一定値に固定する固定モードによる電圧出力回路の起動時において、前記電流検出回路による電流検出値が第１閾値以上の場合の起動時制限値を、前記電流検出値が第１閾値未満の場合の起動時制限値より大きい値に設定する、画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記制御回路は、前記電流検出値が前記第１閾値より小さい第２閾値未満である場合、前記電圧出力回路を停止させる、画像形成装置。
6. 帯電ワイヤおよびグリッドを有する帯電器と、
   前記帯電器を駆動する帯電電圧を生成し、該帯電電圧を前記帯電器に対して出力する電圧出力回路と、
   前記帯電電圧の値を検出し、前記帯電電圧値が制限値以上となった場合に前記電圧出力回路による前記帯電電圧の生成を制限する電圧制限回路と、
   前記グリッドに流れるグリッド電流を検出する電流検出回路と、
   前記グリッド電流の検出値が目標値となるように前記帯電電圧を制御するための制御信号を生成し、該制御信号を前記電圧出力回路に提供する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記電圧出力回路の起動時において、前記グリッド電流を段階的に増加させるように前記制御信号の値を段階的に設定変更し、
   前記制御信号値の設定変更に応じた前記グリッド電流の検出値の増加量が所定量未満となった場合、前記電圧出力回路を停止させる、画像形成装置。
7. 請求項５または６に記載の画像形成装置において、
   前記制御回路は、前記電圧出力回路の停止後、前記帯電ワイヤの清掃を通知するための通知信号を生成する、画像形成装置。
8. 帯電器を駆動する帯電電圧を生成し、該帯電電圧を前記帯電器に対して出力する電圧出力回路と、
   前記帯電電圧の値を検出し、前記帯電電圧値が制限値以上となった場合に前記電圧出力回路による前記帯電電圧の生成を制限する電圧制限回路と、
   前記電圧出力回路の起動時における前記制限値である起動時制限値を、前記起動時から所定時間経過後における、あるいは前記帯電電圧が安定した時における、前記制限値である安定時制限値より低い値に設定する制御回路と、
   を備えた帯電器用電源。
9. 請求項８に記載の帯電器用電源において、
   前記制御回路は、前記起動時制限値を、前記起動時に前記電圧制限回路が作動した際に生成される前記印加電圧のピーク値が前記安定時制限値以下となる値に設定する、帯電器用電源。

Images