JP2014235292A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成において、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収める技術を提供すること。【解決手段】画像形成装置の制御装置は、各帯電チャンネルのうちグリッド電流が最小となる最小チャンネルを選定する選定処理(S105)と、最小チャンネルのグリッド電流が、正常範囲の下限値より大きい第1目標値以上の定電流となるように、電圧印加回路を制御する第1制御(S110)と、第1制御によって、各帯電チャンネルのうちグリッド電流が最大となる最大チャンネルのグリッド電流が正常範囲の上限値より低い制御切替値に到達した場合、最小チャンネルのグリッド電流が、下限値より大きく且つ第1目標値および制御切替値のいずれの値よりも低い第2目標値以上の定電流となるように、電圧印加回路を制御する第2制御(S155)と、を実行する。【選択図】図3
Description
本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、画像形成装置において、1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する技術に関する。
従来、1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する技術として、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。その従来技術文献においては、グリッド電流が最小値となる帯電器をグリッド定電流制御する技術が開示されている。
しかしながら、上記従来技術では、電圧印加回路の起動時、最小電流チャンネルの電流値(最小チャンネル電流)を目標範囲に早期に収めるために目標値を高く設定すると、最大電流チャンネルの電流値(最大チャンネル電流)が上がり過ぎる虞があった。
本発明は、1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収める技術を提供するものである。
本明細書によって開示される画像形成装置は、少なくとも1つの感光体と、各々のスコロトロン帯電器がワイヤおよびグリッド電極を有し、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を互いに接続する共通ラインと、前記共通ラインを介して各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する電圧印加回路と、各前記グリッド電極に対応して設けられ、各前記グリッド電極に流れるグリッド電流を検出する複数の電流検出回路と、各々の帯電チャンネルが前記スコロトロン帯電器と前記電流検出回路とを含む、複数の帯電チャンネルと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最小となる最小チャンネルを選定する選定処理と、前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、正常範囲の下限値より大きい第1目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第1制御と、前記第1制御によって、各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最大となる最大チャンネルの前記グリッド電流が正常範囲の上限値より低い制御切替値に到達した場合、前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記下限値より大きく且つ前記第1目標値および前記制御切替値のいずれの値よりも低い第2目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第2制御と、を実行する。
本構成によれば、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達した場合は、最小チャンネルのグリッド電流の目標値が、第1目標値から、第1目標値および制御切替値よりも低い第2目標値に切替えられる。そのため、過電流を抑制しつつ、最初から第2目標値に設定して起動するよりも早く、最小チャンネルのグリッド電流を目標範囲に収めることができる。すなわち、1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収めることができる。
本構成によれば、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達した場合は、最小チャンネルのグリッド電流の目標値が、第1目標値から、第1目標値および制御切替値よりも低い第2目標値に切替えられる。そのため、過電流を抑制しつつ、最初から第2目標値に設定して起動するよりも早く、最小チャンネルのグリッド電流を目標範囲に収めることができる。すなわち、1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収めることができる。
また、上記画像形成装置において、前記第1目標値は、前記制御切替値よりも低い値とされるようにしてもよい。
本構成によれば、第1目標値が制御切替値よりも高い値とされる場合に比べて過電流をより抑制できる。
本構成によれば、第1目標値が制御切替値よりも高い値とされる場合に比べて過電流をより抑制できる。
上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記第2制御において、前記第2制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達した際の前記最大チャンネルの前記グリッド電流と前記最小チャンネルの前記グリッド電流との差が大きいほど、前記第2目標値を小さく設定するようにしてもよい。
最大チャンネルのグリッド電流の上昇率が高いほど最大チャンネルのグリッド電流がオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、本構成によれば、電流差が大きいほど第2目標値を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
最大チャンネルのグリッド電流の上昇率が高いほど最大チャンネルのグリッド電流がオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、本構成によれば、電流差が大きいほど第2目標値を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
あるいは、上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記第2制御において、前記第1制御を開始してから前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するまでの時間が短いほど、前記第2目標値を小さく設定するようにしてもよい。
最大チャンネルのグリッド電流の上昇率が高いほど最大チャンネルのグリッド電流がオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、本構成によれば、到達時間が短いほど第2目標値を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
最大チャンネルのグリッド電流の上昇率が高いほど最大チャンネルのグリッド電流がオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、本構成によれば、到達時間が短いほど第2目標値を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
また、上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記選定処理を、複数回、実行するようにしてもよい。
本構成によれば、第1制御が開始されるとき以外においても電圧印加回路を制御するための帯電チャンネルを選定することができる。
その際、前記制御装置は、前記第2制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するときに前記選定処理によって選定した前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記第2目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御するようにしてもよい。
この場合、例えば第1制御が開始されるときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルと、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達するときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルとが異なっていたとしても、第2制御を開始する時点で最小チャンネルを選定するので、例えば第1制御が開始されるときに選定した最小チャンネルのグリッド電流が、第2目標値以上の定電流となるように電圧印加回路を制御する場合と比べて、全てのグリッド電流を正常範囲の下限値以上に確実に収めることができる。
本構成によれば、第1制御が開始されるとき以外においても電圧印加回路を制御するための帯電チャンネルを選定することができる。
その際、前記制御装置は、前記第2制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するときに前記選定処理によって選定した前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記第2目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御するようにしてもよい。
この場合、例えば第1制御が開始されるときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルと、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達するときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルとが異なっていたとしても、第2制御を開始する時点で最小チャンネルを選定するので、例えば第1制御が開始されるときに選定した最小チャンネルのグリッド電流が、第2目標値以上の定電流となるように電圧印加回路を制御する場合と比べて、全てのグリッド電流を正常範囲の下限値以上に確実に収めることができる。
また、上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記第2制御を実行した後に前記複数の電流検出回路を介して検出された各前記グリッド電流のうちいずれかが前記上限値に到達した場合、前記グリッド電流の異常に係るエラー処理を実行するようにしてもよい。
本構成によれば、全てのグリッド電流を正常範囲に収めることができなくなった場合にエラーとすることができる。
本構成によれば、全てのグリッド電流を正常範囲に収めることができなくなった場合にエラーとすることができる。
本発明の画像形成装置によれば、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達した場合は、最小チャンネルのグリッド電流の目標値が、第1目標値から、第1目標値および制御切替値よりも低い第2目標値に切替えられる。そのため、1つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収めることができる。
<実施形態>
本発明に係る一実施形態を、図1から図4を参照して説明する。
1.プリンタの全体構成
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。
本発明に係る一実施形態を、図1から図4を参照して説明する。
1.プリンタの全体構成
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。
カラープリンタ(画像形成装置の一例)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。なお、画像形成装置はカラープリンタに限られず、例えば、モノクロプリンタであってもよいし、コピー機であってもよいし、あるいは、スキャナ機能およびFAX機能を備えた複合機であってもよい。
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とを含む。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。
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へと搬送される。
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。
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の紙面左右方向)に一列状に配置されている。
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(感光体の一例)41B、41Y、41M、41C、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45および帯電器50B、50Y、50M、50Cを含む。
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。
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に供給する。
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に示すように、シールドケース51、ワイヤ53およ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。
ワイヤ53は例えばタングステン線からなる。ワイヤ53には、後述する電圧印加回路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。
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に放電によって電圧を加え、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。
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、例えば一列状に並んだ複数の発光素子(例えばLED)を有し、外部より入力される印刷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。なお、露光装置49は、レーザ光を用いたものであってもよい。
上記のように構成されたプリンタ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は印刷データを受信すると、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に向けて印刷データに応じた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、各露光装置49から光が照射された部分は電位が下がる。
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。
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。
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。
2.高圧電源装置100の構成
高圧電源装置100は、図2に示すように、電圧印加回路(電圧印加回路の一例)200、定電圧回路250B、250Y、250M、250C、電流検出部(電流検出回路の一例)260B、260Y、260M、260C、および制御装置(制御装置の一例)110を含む。
高圧電源装置100は、図2に示すように、電圧印加回路(電圧印加回路の一例)200、定電圧回路250B、250Y、250M、250C、電流検出部(電流検出回路の一例)260B、260Y、260M、260C、および制御装置(制御装置の一例)110を含む。
電圧印加回路200は、PWM信号平滑回路210、トランスドライブ回路220、出力回路230、および電圧検出回路240を含み、各帯電器50に6kV〜7kV程度の高電圧を印加する。
PWM信号平滑回路210は、制御装置110のPWMポートAから出力されるPWM信号S1を平滑して、平滑されたPWM信号S1をトランスドライブ回路220に出力する。トランスドライブ回路220は例えばトランジスタなどの増幅素子から構成され、トランスTrの一次巻線にPWM信号S1のデューティー比に応じたレベルの一次電圧を印加する。
出力回路230は、トランスTrからなる昇圧回路と、ダイオードD1とコンデンサC1からなる平滑回路235を含む。出力回路230は、トランストライブ回路220から入力される一次電圧を昇圧した後、整流して出力する。そして、出力回路230の出力ライン(共通ラインの一例)Lcom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、帯電電圧である出力回路230の出力電圧Vchgが、各帯電器50B、50Y、50M、50Cのワイヤ53に共通に印加される。
また、出力回路230のトランスTrには補助巻線231が設けられている。補助巻線231にはトランスTrの2次電圧に応じたレベルの電圧が発生する。
電圧検出回路240は補助巻線231に発生する電圧を検出して、制御装置110のA/DポートP5に入力する。これにより制御装置110に対してトランスTrの二次電圧のデータが取り込まれ、二次電圧が所定値に制御される。
また、図2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Lch1〜Lch4がそれぞれ設けられている。各帯電器50B、50Y、50M、50Cの各グリッド電極55が、各接続ラインLch1〜Lch4を通じてグラウンドGNDに電気的に接続されている。そして、各接続ラインLch1〜Lch4上には定電圧回路250および電流検出部260がそれぞれ設けられている。
定電圧回路250B、250Y、250M、250Cは、例えば、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。
各電流検出部260B、260Y、260M、260Yは、各定電圧回路250B、250Y、250M、250CとグラウンドGNDとの間に接続された各抵抗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P1〜P4にそれぞれ信号線SL1〜SL4を介して接続されている。以上のことから、各接続ラインLch1〜Lch4を介してグラウンドGNDに流れる電流、すなわち各グリッド電流Igの大きさに比例した電圧が、各A/DポートP1〜P4に入力される。そのため、各A/DポートP1〜P4の入力電圧のレベルを読み取ることで、制御装置110は、各帯電器50B、50Y、50M、50Cのグリッド電流Igの大きさ(電流値)を検出できる。
なお、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、例えば、基準値250μA(マイクロアンペア)流れていれば、感光ドラム41に流れる放電電流が目標レベルを超える関係となっている。
ここで、各接続ラインLch1〜Lch4は、各帯電チャンネルCH1、CH2、CH3、CH4を形成する。帯電チャンネルCH1には、帯電器50B、定電圧回路250B、および電流検出部260Bが含まれ、帯電チャンネルCH2には、帯電器50Y、定電圧回路250Y、および電流検出部260Yが含まれる。また、帯電チャンネルCH3には、帯電器50M、定電圧回路250M、および電流検出部260Mが含まれ、帯電チャンネルCH4には、帯電器50C、定電圧回路250C、および電流検出部260Cが含まれる。
制御装置110は電圧印加回路200の出力を制御するものであり、PWMポートAと、5つのA/DポートP1〜P5を有する。制御装置110は、例えば、CPUおよび他の論理回路にとって構成すること、あるいはCPUを含む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。また、制御装置110は、不揮発性の記憶部(図略)を内蔵しており、記憶部には、次に説明するグリッド電流の定電流制御を実行するためプログラム等が記憶されている。
3.グリッド電流の定電流制御
次に、図3および図4を参照して制御装置110により実行されるグリッド電流の定電流制御について説明する。グリッド電流の定電流制御に係る各処理は、プリンタ1に対して印刷指示があった際に、所定のプログラムにしたがって、制御装置110によって実行される。
次に、図3および図4を参照して制御装置110により実行されるグリッド電流の定電流制御について説明する。グリッド電流の定電流制御に係る各処理は、プリンタ1に対して印刷指示があった際に、所定のプログラムにしたがって、制御装置110によって実行される。
グリッド電流の定電流制御において、制御装置110は、まず、電圧印加回路200の動作を開始させ、帯電電圧Vchgの印加を開始し、各帯電チャンネルCH1〜Ch4のうち、グリッド電流Igが最小となる電流最小チャンネル(最小チャンネルの一例)を選定する(ステップS105:選定処理の一例)。この電流最小チャンネルは、例えば、定電流制御に先立って、印刷指示に応じて電圧印加回路200の出力電圧Vchgを定電圧制御し(図4の時刻t0〜t1に相当)、その時の、各帯電チャンネルCH1〜Ch4のグリッド電流Igの検出最小値から選定される。この選定タイミングは、図4の時刻t1に相当する。なお、電流最小チャンネルの選定処理は、これに限られず、例えば、プリンタ1の電源オン時に行われるようにし、プリンタ1に対して印刷指示があり、電圧印加回路200の動作を開始させ、帯電電圧Vchgの印加を開始した際、電源オン時に選定した電流最小チャンネルを用いて後述のステップS110における定電流制御を開始してもよい。また、電流最小チャンネルの選定処理がプリンタ1の電源オン時に行われるようにした場合、定電圧制御を省略してもよい。
次いで、制御装置110は、選定された電流最小チャンネルのグリッド電流である最小チャンネル電流Igminの、第1目標値Itg1に向けた制御を開始する(ステップS110:図4の時刻t1参照)。すなわち、制御装置110は、最小チャンネル電流Igminが、正常範囲の下限値Iminより大きい第1目標値Itg1以上の定電流となるように、電圧印加回路200を制御する第1制御を行う。ここで、正常範囲とは、帯電器50よる感光ドラム41の帯電処理によって画像形成する際に、所定品質の画像形成を保証する、グリッド電流Igの範囲である。正常範囲、言い換えれば上限値Imaxおよび下限値Iminは、事前に実験等によって決定される。
次いで、制御装置110は、最小チャンネル電流Igminが第1目標値Itg1に到達したか否かを判断する(ステップS115)。最小チャンネル電流Igminが第1目標値Itg1に到達したと判断した場合(ステップS115:YES)、印刷を開始する(ステップS125)。次いで、印刷が終了したか否かを判断し(ステップS130)、印刷が終了したと判断した場合(ステップS130:YES)、電圧印加回路200の動作を停止させ、帯電電圧Vchgの印加を終了し(ステップS145)、本処理を終了する。
一方、印刷が終了していないと判断した場合(ステップS130:NO)、制御装置110は、グリッド電流Igが正常範囲の上限値Imaxに達した帯電チャンネルCHが有るか否かを判断する(ステップS135)。グリッド電流Igが上限値Imaxに達した帯電チャンネルCHがないと判断した場合(ステップS135:NO)、ステップS130の処理に戻る。一方、グリッド電流Igが上限値Imaxに達した帯電チャンネルCHが有ると判断した場合(ステップS135:YES)、電流上限エラー発生処理を行って(ステップS190:エラー処理の一例)、本処理を終了する。
一方、ステップS115において、最小チャンネル電流Igminが第1目標値Itg1に到達していないと判断した場合(ステップS115:NO)、制御装置110は、各帯電チャンネルCH1〜Ch4のグリッド電流Igをモニタし(ステップS120)、グリッド電流Igのモニタ結果を利用して、グリッド電流Igが正常範囲の上限値Imaxより低い制御切替値Iconに達した帯電チャンネルCHが有るか否かを判断する(ステップS140)。ここで、制御切替値Iconは、画質や安全性を担保した印刷を行うために許容できる最大の傾きで最大チャンネル電流Igmaxが増加していって制御切替値Iconに到達したとしたときに、後述する第2制御に切替えれば、最大チャンネル電流Igmaxが上限値Imaxを超える前に安定するような値に設定される。制御切替値Iconは、事前に実験等によって決定される。
グリッド電流Igが制御切替値Iconに達した帯電チャンネルCHがないと判断した場合(ステップS140:NO)、ステップS115の処理に戻る。一方、グリッド電流Igが制御切替値Iconに達した帯電チャンネルCHが有ると判断した場合(ステップS140:YES)、そのときにモニタしたグリッド電流Ig、すなわち直前のステップS120の処理を実行したときにモニタしたグリッド電流Igが最小となる電流最小チャンネルを選定し(ステップS150:選定処理の一例)、選定した電流最小チャンネルの最小チャンネル電流Igminの、第2目標値Itg2に向けた制御を開始する(ステップS155:図4の時刻t2を参照)。ここで、第2目標値Itg2は、図4に示されるように、正常範囲の下限値Iminより大きく、且つ第1目標値Itg1および制御切替値Iconのいずれの値よりも低い値に設定される。
すなわち、制御装置110は、第1制御によって、各帯電チャンネルCH1〜Ch4のうちグリッド電流Igが最大となる電流最大チャンネル(最大チャンネルの一例)の最大チャンネル電流Igmaxが、正常範囲の上限値Imaxより低い制御切替値Iconに到達した場合、電流最小チャンネルの最小チャンネル電流Igminが、正常範囲の下限値Iminより大きく且つ第1目標値Itg1および制御切替値Iconのいずれの値よりも低い第2目標値Itg2以上の定電流となるように、電圧印加回路200を制御する第2制御を行う。
このように、本実施形態では、最大チャンネル電流Igmaxが制御切替値Iconに到達した場合(図4の時刻t2参照)、最小チャンネル電流Igminの目標値が、第1目標値Itg1から、第1目標値Itg1および制御切替値Iconよりも低い第2目標値Itg2に切替えられる。そのため、目標値を最初から第2目標値Itg2に設定して起動する場合(図4の二点鎖線を参照)よりも早く、目標範囲に収めることができる。それによって、各グリッド電流Igを、早期に目標範囲に収めることができる(時刻t3参照)。
次いで、制御装置110は、最小チャンネル電流Igminが第2目標値Itg2に到達したか否かを判断する(ステップS160)。最小チャンネル電流Igminが第2目標値Itg2に到達したと判断した場合(ステップS160:YES)、ステップS125に移行して、上記ステップS125、S130、S135、およびS145の処理を実行する。
一方、最小チャンネル電流Igminが第2目標値Itg2に到達していないと判断した場合(ステップS160:NO)、制御装置110は、各帯電チャンネルCH1〜Ch4のグリッド電流Igをモニタし(ステップS170)、グリッド電流Igが正常範囲の上限値Imaxに達した帯電チャンネルCHが有るか否かを判断する(ステップS180)。
そのグリッド電流Igが上限値Imaxに達した帯電チャンネルCHがないと判断した場合(ステップS180:NO)、ステップS160の処理に戻る。一方、グリッド電流Igが上限値Imaxに達した帯電チャンネルCHが有ると判断した場合(ステップS180:YES)、電流上限エラー発生処理を行って(ステップS190:エラー処理の一例)、電圧印加回路200による帯電電圧Vchgの生成を終了し、本処理を終了する。
なお、電流上限エラー発生処理としては、例えば、いずれかの帯電チャンネルCHのグリッド電流Igが正常範囲の上限値Imaxに達したことをユーザに報知したり、電圧印加回路200による帯電電圧Vchgの生成を停止さたり、あるいは、帯電器50のワイヤ53の清掃を促す報知をしたりすることが含まれる。
なお、第2制御において、最大チャンネル電流Igmaxが制御切替値Iconに到達した際の最大チャンネル電流Igmaxと最小チャンネル電流Igminとの差ΔIgが大きいほど、第2目標値Itg2を小さく設定することが好ましい。最大チャンネル電流Igmaxの上昇率が高い(上昇勾配が大きい)ほど電流差ΔIgが大きくなり、最大チャンネル電流Igmaxがオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、電流差ΔIgが大きいほど第2目標値Itg2を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
また、第2目標値Itg2の設定はこれに限られず、第1制御を開始してから最大チャンネル電流Igmaxが制御切替値Iconに到達するまでの時間(図4の時刻t1から時刻t2までの時間)が短いほど、第2目標値Itg2を小さく設定するようにしてもよい。最大チャンネル電流Igmaxの上昇率が高い(上昇勾配が大きい)ほど最大チャンネル電流Igmaxが制御切替値Iconに到達する到達時間が短くなり、最大チャンネル電流Igmaxがオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、到達時間が短いほど第2目標値Itg2を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
4.本実施形態の効果
制御装置110は、最大チャンネル電流(最大チャンネルのグリッド電流)Igmaxが制御切替値Iconに到達した場合(図4の時刻t2参照)、最小チャンネル電流(最小チャンネルのグリッド電流)Igminの目標値を第1目標値Itg1から、第1目標値Itg1および制御切替値Iconよりも低い第2目標値Itg2に切替える。そのため、最大チャンネル電流Igmaxによる過電流を抑制しつつ、目標値を最初から第2目標値Itg2に設定して起動するよりも早く、最小チャンネル電流Igminを目標範囲に収めることができる。すなわち、1つの電圧印加回路200で複数の帯電器50に帯電電圧Vchgを印加する構成のグリッド電流Igについて、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流Igを目標範囲に早期に収めることができる。
制御装置110は、最大チャンネル電流(最大チャンネルのグリッド電流)Igmaxが制御切替値Iconに到達した場合(図4の時刻t2参照)、最小チャンネル電流(最小チャンネルのグリッド電流)Igminの目標値を第1目標値Itg1から、第1目標値Itg1および制御切替値Iconよりも低い第2目標値Itg2に切替える。そのため、最大チャンネル電流Igmaxによる過電流を抑制しつつ、目標値を最初から第2目標値Itg2に設定して起動するよりも早く、最小チャンネル電流Igminを目標範囲に収めることができる。すなわち、1つの電圧印加回路200で複数の帯電器50に帯電電圧Vchgを印加する構成のグリッド電流Igについて、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流Igを目標範囲に早期に収めることができる。
また、第1目標値Itg1は、制御切替値Iconよりも低い値とされるため、グリッド電流Igの過電流をより抑制できる。すなわち、第1目標値Itg1が制御切替値Iconよりも高い値とされる場合に比べて、最小チャンネル電流Igminを第1目標値Itg1とするための電流上昇勾配を小さくでき、それによって、特に、各帯電チャンネルCHのグリッド電流Igの差が大きい場合、最大チャンネル電流Igmaxが、正常範囲の上限値Imaxに達することを抑制できる。
なお、これに限られず、例えば、各帯電チャンネルCHのグリッド電流Igの差が小さく、グリッド電流Igの立ち上げ速度を優先する場合には、第1目標値Itg1を制御切替値Icon以上の値としてもよい。
なお、これに限られず、例えば、各帯電チャンネルCHのグリッド電流Igの差が小さく、グリッド電流Igの立ち上げ速度を優先する場合には、第1目標値Itg1を制御切替値Icon以上の値としてもよい。
また、例えば第1制御が開始されるときにグリッド電流Igが最小となる帯電チャンネルと、電流最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値Iconに到達するときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルとが異なっていたとしても、第2制御を開始する時点で電流最小チャンネルを再度選定するので(ステップS150参照)、例えば第1制御が開始されるときに選定した最小チャンネルのグリッド電流が、第2目標値以上の定電流となるように電圧印加回路を制御する場合と比べて、全てのグリッド電流を正常範囲の下限値以上に確実に収めることができる。
<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。
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。
(1)上記実施形態では、電流最小チャンネルの選定は、定電流制御を開始するとき(ステップS105)と、グリッド電流Igが制御切替値Iconに達した帯電チャンネルCHが有るとき(ステップS140:YES)に行う例を示したが、これに限られない。電流最小チャンネルの選定は、定電流制御を開始するとき(ステップS105)のみ行うようにしてもよい。また、最大チャンネル電流Igmaxが制御切替値Iconに到達する以前(図4の時刻t1からt2までの期間)、例えば、ステップS120の各帯電チャンネルCH1〜Ch4のグリッド電流Igをモニタする処理が行われたときや、最大チャンネル電流Igmaxが制御切替値Iconに到達した以降(図4の時刻t2以降の期間)、例えば、ステップS170の各帯電チャンネルCH1〜Ch4のグリッド電流Igをモニタする処理が行われたときにおいても電圧印加回路200を制御するための帯電チャンネル、すなわち電流最小チャンネルを選定することができる。
(2)上記実施形態では、最大チャンネル電流Igmaxが上限値Imaxに到達した場合、エラー処理を実行する例を示したが、これに限られない。制御装置110は、第2制御を実行した後に複数の電流検出部260を介して検出された各グリッド電流Igのうちいずれかが上限値Imaxに到達した場合、グリッド電流異常に係るエラー処理を実行するようにしてもよい。この場合、全てのグリッド電流Igを正常範囲に収めることができなくなった場合にエラーとすることができる。
(3)本発明は、実施形態で挙げた構成のプリンタ1の他にも、1つの感光ドラムに対して複数の帯電器を対応させて配置したもの(感光ドラム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。
1…プリンタ、41B、41Y、41M、41C…感光ドラム、50B、50Y、50M、50C…スコロトロン帯電器、55…グリッド電極、110…制御装置、200…電圧印加回路、260B、260Y、260M、260C…電流検出部
Claims (7)
- 少なくとも1つの感光体と、
各々のスコロトロン帯電器がワイヤおよびグリッド電極を有し、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を互いに接続する共通ラインと、
前記共通ラインを介して各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する電圧印加回路と、
各前記グリッド電極に対応して設けられ、各前記グリッド電極に流れるグリッド電流を検出する複数の電流検出回路と、
各々の帯電チャンネルが前記スコロトロン帯電器と前記電流検出回路とを含む、複数の帯電チャンネルと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最小となる最小チャンネルを選定する選定処理と、
前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、正常範囲の下限値より大きい第1目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第1制御と、
前記第1制御によって、各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最大となる最大チャンネルの前記グリッド電流が正常範囲の上限値より低い制御切替値に到達した場合、前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記下限値より大きく且つ前記第1目標値および前記制御切替値のいずれの値よりも低い第2目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第2制御と、を実行する、画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記第1目標値は、前記制御切替値よりも低い値とされる、画像形成装置。 - 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、
前記制御装置は、
前記第2制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達した際の前記最大チャンネルの前記グリッド電流と前記最小チャンネルの前記グリッド電流との差が大きいほど、前記第2目標値を小さく設定する、画像形成装置。 - 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、
前記制御装置は、
前記第2制御において、前記第1制御を開始してから前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するまでの時間が短いほど、前記第2目標値を小さく設定する、画像形成装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記選定処理を、複数回、実行する、画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記第2制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するときに前記選定処理によって選定した前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記第2目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する、画像形成装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記第2制御を実行した後に前記複数の電流検出回路を介して検出された各前記グリッド電流のうちいずれかが前記上限値に到達した場合、前記グリッド電流の異常に係るエラー処理を実行する、画像形成装置。
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