JP2022140132A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グリッド電圧を降圧させることにより現像電圧を生成する構成において、グリッド電圧と現像電圧とをそれぞれの最適値になるように制御できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、感光ドラム４Ｋと、スコロトロン型帯電器５Ｋと、現像ローラ７２Ｋと、ワイヤ電圧印加回路１０Ａと、現像電圧印加回路１１Ｋと、抵抗Ｒ４Ｋと、第１制御回路１３１と、第２制御回路１３２とを備える。ワイヤ電圧印加回路１０Ａは、スコロトロン型帯電器５Ｋのワイヤ５１Ｋにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を印加する。現像電圧印加回路１１Ｋは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を降圧した現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を、現像ローラ７２Ｋに印加する。抵抗Ｒ４Ｋは、グリッド５２Ｋに対して現像電圧印加回路１１Ｋと並列に接続される。第１制御回路１３１は、抵抗Ｒ４Ｋに流れる電流に基づいて、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）が目標値になるようにワイヤ電圧印加回路１０Ａを制御する。【選択図】図２

Description

本開示は、画像形成装置に関する。

従来、スコロトロン型帯電器を備える画像形成装置において、グリッドに生じるグリッド電圧を降圧させることにより、現像ローラに印加される現像電圧を生成することが知られている（下記特許文献１参照）。

特開２０１２－００５８３３１号公報

上記した特許文献１に記載される画像形成装置では、ツェナーダイオードによって、グリッド電圧が一定に保たれる。そのため、トナーの劣化度合いなどに応じて現像電圧の目標値を変更する場合、グリッド電圧と現像電圧とをそれぞれの最適値を得ることが困難である。

そこで、本開示の目的は、グリッド電圧を降圧させることにより現像電圧を生成する構成において、グリッド電圧と現像電圧とをそれぞれの最適値になるように制御できる画像形成装置を提供することにある。

（１）本開示の画像形成装置は、感光ドラムと、スコロトロン型帯電器と、現像ローラと、ワイヤ電圧印加回路と、現像電圧印加回路と、固定抵抗器と、第１制御回路と、第２制御回路とを備える。スコロトロン型帯電器は、ワイヤとグリッドとを有する。スコロトロン型帯電器は、感光ドラムを帯電させる。現像ローラは、感光ドラムにトナーを供給する。ワイヤ電圧印加回路は、ワイヤにワイヤ電圧を印加する。現像電圧印加回路は、グリッド電圧を降圧した現像電圧を、現像ローラに印加する。グリッド電圧は、グリッドの電圧である。固定抵抗器は、グリッドに対して現像電圧印加回路と並列に接続される。第１制御回路は、固定抵抗器に流れる電流に基づいて、グリッドに流れる電流であるグリッド電流が目標値になるようにワイヤ電圧印加回路を制御することにより、ワイヤ電圧を制御する。第２制御回路は、現像電圧印加回路を制御することにより現像電圧を制御する。

このような構成によれば、第２制御回路は、現像電圧が目標値になるように、現像電圧印加回路に流す電流を制御する。そして、第１制御回路は現像電圧印加回路に流れる電流と、現像電圧印加回路と並列に接続される固定抵抗器に流れる電流の和が、グリッド電流の目標値になるようにワイヤ電圧印加回路を制御する。

これにより、グリッド電圧を降圧させることにより現像電圧を生成する構成において、グリッド電圧と現像電圧とをそれぞれの最適値になるように制御できる。

（２）第１制御回路は、グリッド電圧とグリッド電流とが、下記式（１）の関係になるように、ワイヤ電圧を制御してもよい。

式（１）：グリッド電圧＝－ｐ×グリッド電流＋ｑ
（式（１）中、ｐおよびｑは、感光ドラムの回転速度、帯電前の感光ドラムの表面電位、帯電後の感光ドラムの表面電位の目標値、および、感光ドラムの膜厚に依存する定数である。）
このような構成によれば、感光ドラムの回転速度、帯電前の感光ドラムの表面電位、および、感光ドラムの膜厚に依存する定数により、ワイヤ電圧を制御し、所望のグリッド電圧および所望のグリッド電流を得ることができる。

そのため、感光ドラムの表面電位を所望の値に調節できる。

（３）第１制御回路は、現像電圧の目標値から、下記式（２）に基づいて、グリッド電流の目標値を設定し、下記式（３）に基づいて、グリッド電圧の目標値を設定してもよい。

式（２）：グリッド電流の目標値＝（ｑ－Ｂ×現像電圧の目標値）／（ｐ＋Ａ）
式（３）：グリッド電圧の目標値＝Ａ×グリッド電流の目標値＋Ｂ×現像電圧の目標値
（式（２）または式（３）中、Ａは、固定抵抗器の抵抗値に依存する定数である。Ｂは、現像電圧印加回路に依存する定数である。）
このような構成によれば、現像電圧の目標値から、グリッド電流の目標値と、グリッド電圧の目標値とを設定できる。

そのため、現像電圧の目標値を変更した場合でも、所望のグリッド電圧を得ることができる。

（４）画像形成装置は、第２感光ドラムを、さらに備えてもよい。第２感光ドラムは、単色画像を印刷する単色印刷モードで使用されず、多色画像を印刷する多色印刷モードで使用される。感光ドラムは、単色印刷モードおよび多色印刷モードの両方で使用される。

（５）画像形成装置は、第３感光ドラムと、第２スコロトロン型帯電器と、第３スコロトロン型帯電器と、第２ワイヤ電圧印加回路とを、さらに備えてもよい。第３感光ドラムは、単色印刷モードで使用されず、多色印刷モードで使用される。第２スコロトロン型帯電器は、第２ワイヤと第２グリッドとを有する。第２スコロトロン型帯電器は、第２感光ドラムを帯電させる。第３スコロトロン型帯電器は、第３ワイヤと第３グリッドとを有する。第３スコロトロン型帯電器は、第３感光ドラムを帯電させる。第２ワイヤ電圧印加回路は、第２ワイヤおよび第３ワイヤに共通の第２ワイヤ電圧を印加する。

このような構成によれば、単色印刷モードおよび多色印刷モードの両方で使用されるスコロトロン型帯電器に印加されるワイヤ電圧を、第２スコロトロン型帯電器および第３スコロトロン型帯電器に印加される第２ワイヤ電圧とは独立に、制御できる。

そのため、ワイヤ電圧が第２ワイヤ電圧の影響を受けにくく、ワイヤ電圧を安定に制御できる。

さらに、単色印刷モードおよび多色印刷モードの両方で使用され、使用頻度が高いスコロトロン型帯電器のワイヤ電圧を、ワイヤ電圧印加回路によって容易に制御できる。

本開示の画像形成装置によれば、グリッド電圧を降圧させることにより現像電圧を生成する構成において、グリッド電圧と現像電圧とをそれぞれの最適値になるように制御できる。

図１は、画像形成装置の概略構成図である。 図２は、スコロトロン型帯電器５Ｋのワイヤ、および、現像ローラ７２Ｋに電圧を印加する回路を説明するための回路図である。 図３は、スコロトロン型帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃのワイヤ、および、現像ローラ７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃに電圧を印加する回路を説明するための回路図である。 図４は、グリッド電流およびグリッド電圧の目標値の設定方法を説明するためのグラフである。

１．画像形成装置１の概略
図１から図３を参照して、画像形成装置１の概略について説明する。

画像形成装置１は、本体筐体２と、シート収容部３と、複数の感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、複数のスコロトロン型帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、露光装置６と、複数の現像カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、転写装置８と、定着装置９とを備える。

１．１ 本体筐体２
本体筐体２は、シート収容部３と、感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、スコロトロン型帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、露光装置６と、現像カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、転写装置８と、定着装置９とを収容する。

１．２ シート収容部３
シート収容部３は、シートＳを収容する。シート収容部３内のシートＳは、シート収容部３から感光ドラム４Ｙに向かって搬送される。シートＳは、例えば、印刷用紙である。シート収容部３は、シートカセットであってもよい。

１．３ 感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ
感光ドラム４Ｋは、第１方向に延びる。感光ドラム４Ｋは、ドラム軸Ａ１について回転可能である。ドラム軸Ａ１は、第１方向に延びる。感光ドラム４Ｋは、単色印刷モードおよび多色印刷モードの両方で使用される。

感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、単色画像を印刷する単色印刷モードで使用されず、多色画像を印刷する多色印刷モードで使用される。感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃのそれぞれについての説明は、感光ドラム４Ｋについての説明と同様である。そのため、感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃについての説明は、省略される。

感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、第２方向に並ぶ。第２方向は、第１方向と交差する。好ましくは、第２方向は、第１方向と直交する。

１．４ スコロトロン型帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ
スコロトロン型帯電器５Ｋは、感光ドラム４Ｋを帯電させる。スコロトロン型帯電器５Ｋは、ワイヤ５１Ｋ（図２参照）とグリッド５２Ｋ（図２参照）とを有する。

スコロトロン型帯電器５Ｙは、感光ドラム４Ｙを帯電させる。スコロトロン型帯電器５Ｙは、ワイヤ５１Ｙ（図３参照）とグリッド５２Ｙ（図３参照）とを有する。

スコロトロン型帯電器５Ｍは、感光ドラム４Ｍを帯電させる。スコロトロン型帯電器５Ｍは、ワイヤ５１Ｍ（図３参照）とグリッド５２Ｍ（図３参照）とを有する。

スコロトロン型帯電器５Ｃは、感光ドラム４Ｃを帯電させる。スコロトロン型帯電器５Ｃは、ワイヤ５１Ｃ（図３参照）とグリッド５２Ｃ（図３参照）とを有する。

１．５ 露光装置６
露光装置６は、スコロトロン型帯電器５Ｋによって帯電された感光ドラム４Ｋを露光する。本実施形態では、露光装置６は、レーザースキャンユニットである。露光装置６は、感光ドラム４Ｋだけでなく、感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃも露光可能である。露光装置６は、ＬＥＤアレイを有する露光ヘッドであってもよい。

１．６ 現像カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ
現像カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋのそれぞれは、本体筐体２に装着可能である。現像カートリッジ７Ｋは、現像筐体７１Ｋと、現像ローラ７２Ｋとを有する。言い換えると、画像形成装置１は、現像ローラ７２Ｋを備える。

現像筐体７１Ｋは、トナーを収容する。トナーは、摩擦により帯電可能な非磁性一成分系トナーである。本実施形態では、トナーは、摩擦により正帯電する。

現像ローラ７２Ｋは、現像筐体７１Ｋに支持される。現像カートリッジ７Ｋが本体筐体２に装着された状態で、現像ローラ７２Ｋは、現像筐体７１Ｋ内のトナーを感光ドラム４Ｋに供給する。現像ローラ７２Ｋは、第１方向に延びる。現像ローラ７２Ｋは、現像軸Ａ２について回転可能である。現像軸Ａ２は、第１方向に延びる。

現像カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃのそれぞれについての説明は、現像カートリッジ７Ｋについての説明と同様である。そのため、現像カートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃについての説明は、省略される。

１．７ 転写装置８
転写装置８は、ベルト８１と、複数の転写ローラ８２Ｙ，８２Ｍ，８２Ｃ，８２Ｋとを有する。

ベルト８１は、感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと接触する。ベルト８１は、シート収容部３からのシートＳを、定着装置９に向けて搬送する。

転写ローラ８２Ｙは、感光ドラム４Ｙ上のトナーを、ベルト８１によって搬送されているシートＳに転写する。転写ローラ８２Ｍは、感光ドラム４Ｍ上のトナーを、ベルト８１によって搬送されているシートＳに転写する。転写ローラ８２Ｃは、感光ドラム４Ｃ上のトナーを、ベルト８１によって搬送されているシートＳに転写する。転写ローラ８２Ｋは、感光ドラム４Ｋ上のトナーを、ベルト８１によって搬送されているシートＳに転写する。

１．８ 定着装置９
定着装置９は、トナーが転写されたシートＳを加熱および加圧して、シートＳにトナーを定着させる。定着装置９を通過したシートＳは、本体筐体２の上面に排紙される。

２．画像形成装置１の詳細
次に、図２から図４を参照して、画像形成装置１の詳細について説明する。

図２に示すように、画像形成装置１は、ワイヤ電圧印加回路１０Ａと、現像電圧印加回路１１Ｋと、グリッド電圧検出回路１２と、制御装置１３とを備える。

また、図３に示すように、画像形成装置１は、ワイヤ電圧印加回路１０Ｂと、現像電圧印加回路１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと、グリッド電圧制御回路１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃとを備える。

２．１ ワイヤ電圧印加回路１０Ａ
ワイヤ電圧印加回路１０Ａは、ワイヤ５１Ｋにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を印加する。ワイヤ電圧印加回路１０Ａは、制御装置１３の第１制御回路１３１からの制御信号に基づいて、ワイヤ５１Ｋにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を印加する。第１制御回路１３１については、後で説明する。

２．２ 現像電圧印加回路１１Ｋ
現像電圧印加回路１１Ｋは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を降圧した現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を、現像ローラ７２Ｋに印加する。グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）は、グリッド５２Ｋの電圧である。詳しくは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）は、グランドに対するグリッド５２Ｋの電位である。現像電圧印加回路１１Ｋは、抵抗Ｒ１Ｋと、トランジスタＱ１Ｋと、出力配線Ｌ１Ｋと、オペアンプＯＡ１Ｋと、分圧回路Ｄ１Ｋとを有する。

抵抗Ｒ１Ｋは、固定抵抗器である。抵抗Ｒ１Ｋの一方の端子は、グリッド５２Ｋと電気的に接続する。抵抗Ｒ１Ｋは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を降圧する。

トランジスタＱ１Ｋのコレクタは、抵抗Ｒ１Ｋの他方の端子と電気的に接続される。トランジスタＱ１Ｋのエミッタは、グランドに接続される。トランジスタＱ１Ｋは、抵抗Ｒ１Ｋに流れる電流値を調節することにより、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を調節する。

出力配線Ｌ１Ｋの一端は、抵抗Ｒ１ＫとトランジスタＱ１Ｋとの間に電気的に接続される。出力配線Ｌ１Ｋの他端は、現像ローラ７２Ｋと電気的に接続される。

オペアンプＯＡ１Ｋの出力端子は、トランジスタＱ１Ｋのベースと電気的に接続される。オペアンプＯＡ１Ｋの反転入力端子（－）は、制御装置１３の第２制御回路１３２と電気的に接続される。オペアンプＯＡ１Ｋの非反転入力端子（＋）は、フィードバック配線Ｌ２Ｋと電気的に接続される。オペアンプＯＡ１Ｋは、第２制御回路１３２から反転入力端子（－）に入力される電圧と、フィードバック配線Ｌ２Ｋから非反転入力端子（＋）に入力される電圧の差分を増幅して、トランジスタＱ１Ｋのベースに出力する。フィードバック配線Ｌ２Ｋと第２制御回路１３２については、後で説明する。

分圧回路Ｄ１Ｋは、抵抗Ｒ１Ｋに対して、トランジスタＱ１Ｋと並列に接続される。分圧回路Ｄ１Ｋは、抵抗Ｒ２Ｋと、抵抗Ｒ３Ｋと、フィードバック配線Ｌ２Ｋとを有する。

抵抗Ｒ２Ｋは、抵抗Ｒ１Ｋに対して、トランジスタＱ１Ｋと並列に接続される。抵抗Ｒ２Ｋは、固定抵抗器である。抵抗Ｒ２Ｋの一方の端子は、抵抗Ｒ１Ｋの他方の端子と電気的に接続される。

抵抗Ｒ３Ｋは、抵抗Ｒ１Ｋに対して、抵抗Ｒ２Ｋと直列に接続される。抵抗Ｒ３Ｋは、固定抵抗器である。抵抗Ｒ３Ｋの一方の端子は、抵抗Ｒ２Ｋの他方の端子と電気的に接続される。抵抗Ｒ３Ｋの他方の端子は、グランドに接続される。

フィードバック配線Ｌ２Ｋの一端は、抵抗Ｒ２Ｋと抵抗Ｒ３Ｋとの間に電気的に接続される。フィードバック配線Ｌ２Ｋの他端は、オペアンプＯＡ１Ｋの非反転入力端子（＋）と接続される。抵抗Ｒ２Ｋと抵抗Ｒ３Ｋとの間に生じた電圧は、オペアンプＯＡ１Ｋにフィードバックされる。

２．３ グリッド電圧検出回路１２
グリッド電圧検出回路１２は、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を検出するための回路である。グリッド電圧検出回路１２は、グリッド５２Ｋに対して現像電圧印加回路１１Ｋと並列に接続される。グリッド電圧検出回路１２は、分圧回路である。グリッド電圧検出回路１２は、抵抗Ｒ４Ｋと、抵抗Ｒ５Ｋと、フィードバック配線Ｌ３Ｋとを有する。

抵抗Ｒ４Ｋは、グリッド５２Ｋに対して現像電圧印加回路１１Ｋと並列に接続される。抵抗Ｒ４Ｋは、固定抵抗器である。すなわち、画像形成装置１は、グリッド５２Ｋに対して現像電圧印加回路１１Ｋと並列に接続される固定抵抗器を有する。抵抗Ｒ４Ｋの一方の端子は、グリッド５２Ｋと電気的に接続される。

抵抗Ｒ５Ｋは、グリッド５２Ｋに対して、抵抗Ｒ４Ｋと直列に接続される。抵抗Ｒ５Ｋは、固定抵抗器である。抵抗Ｒ５Ｋの一方の端子は、抵抗Ｒ４Ｋの他方の端子と電気的に接続される。抵抗Ｒ５Ｋの他方の端子は、グランドに接続される。

フィードバック配線Ｌ３Ｋの一端は、抵抗Ｒ４Ｋと抵抗Ｒ５Ｋとの間に電気的に接続される。フィードバック配線Ｌ３Ｋの他端は、制御装置１３の第１制御回路１３１と接続される。抵抗Ｒ４Ｋと抵抗Ｒ５Ｋとの間に生じた電圧は、制御装置１３の第１制御回路１３１にフィードバックされる。

２．４ 制御装置１３
制御装置１３は、第１制御回路１３１と、第２制御回路１３２とを有する。すなわち、画像形成装置１は、第１制御回路１３１と、第２制御回路１３２とを備える。制御装置１３は、制御回路基板である。

２．４．１ 第１制御回路１３１
第１制御回路１３１は、抵抗Ｒ４Ｋに流れる電流に基づいて、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）が目標値になるようにワイヤ電圧印加回路１０Ａを制御する。これにより、第１制御回路１３１は、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を制御する。グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）とは、グリッド５２Ｋに流れる電流である
詳しくは、図４に示すように、第１制御回路１３１は、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）とグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）とが、下記式（１）の関係になるように、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を制御する。

式（１）：グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）＝－ｐ×グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）＋ｑ
式（１）中、ｐおよびｑは、感光ドラム４Ｋの回転速度、帯電前の感光ドラム４Ｋの表面電位、帯電後の感光ドラム４Ｋの表面電位の目標値、および、感光ドラム４Ｋの膜厚に依存する定数である。本実施形態では、ｐおよびｑは、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）およびグリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の実測値に基づいて、予め設定される。

グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）とグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）とが式（１）の関係を満たすことにより、感光ドラム４Ｋの表面電位を所望の値に調節できる。

なお、第１制御回路１３１は、フィードバック配線Ｌ３Ｋを介して受信したフィードバック信号から、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）を計算する。また、第１制御回路１３１は、抵抗Ｒ４Ｋの抵抗値と、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）とから、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を計算する。

詳しくは、図２に示すように、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）は、抵抗Ｒ４Ｋに流れる電流Ｉｒ（Ｋ）と、現像電圧印加回路１１Ｋに流れる電流Ｉｂ（Ｋ）との和である。本実施形態では、電流Ｉｂ（Ｋ）は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値になる電流である。

電流Ｉｂ（Ｋ）は、第２制御回路１３２によって調節される。詳しくは、第２制御回路１３２は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値になるように、電流Ｉｂ（Ｋ）を調節する。第２制御回路１３２は、現像電圧印加回路１１ＫのオペアンプＯＡ１Ｋの反転入力端子（－）に、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値になるように、所定の電圧を入力する。オペアンプＯＡ１Ｋの非反転入力端子（＋）には、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の出力値に対応する電圧が、フィードバック配線Ｌ２Ｋを介して入力される。オペアンプＯＡ１Ｋは、反転入力端子（－）に入力された電圧と、非反転入力端子（＋）に入力される電圧の差分を増幅して、トランジスタＱ１Ｋのベースに出力し、トランジスタＱ１Ｋのコレクタ電流を制御する。これにより、現像電圧印加回路１１Ｋは、第２制御回路１３２からオペアンプＯＡ１Ｋの反転入力端子（－）に入力された電圧に基づいて、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値となるように、電流Ｉｂ（Ｋ）をフィードバック制御する。

第１制御回路１３１には、抵抗Ｒ４Ｋに流れる電流Ｉｒ（Ｋ）の値が、フィードバック配線Ｌ３Ｋを介して入力される。また、第１制御回路１３１には、第２制御回路１３２が現像電圧印加回路１１Ｋに流す電流Ｉｂ（Ｋ）の値が、第２制御回路１３２から入力される。

第１制御回路１３１は、抵抗Ｒ４Ｋに流れる電流Ｉｒ（Ｋ）と、第２制御回路１３２が現像電圧印加回路１１Ｋに流す電流Ｉｂ（Ｋ）とから、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）（＝Ｉｒ（Ｋ）＋Ｉｂ（Ｋ））を計算する。そして、第１制御回路１３１は、計算したグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）を上記式（１）に代入して、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値（＝－ｐ×Ｉｇ（Ｋ）＋ｑ＝－ｐ×（Ｉｒ（Ｋ）＋Ｉｂ（Ｋ））＋ｑ））を計算する。

そして、第１制御回路１３１は、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）が目標値になるように、ワイヤ電圧印加回路１０Ａを制御する。

ここで、トナーの劣化度合いなどに応じて現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を変更する場合、図２に示す回路では、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を降圧して現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を得ているため、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値に連動して、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値、および、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値を変更する必要がある。

そこで、図４に示すように、第１制御回路１３１は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値を設定した後、設定された現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値から、下記式（２）に基づいて、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値を設定する。

式（２）：グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値＝（ｑ－Ｂ×現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値）／（ｐ＋Ａ）
次に、第１制御回路１３１は、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値から、下記式（３）に基づいて、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値を設定する。

式（３）：グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値＝Ａ×グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値＋Ｂ×現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値
式（２）または式（３）中、Ａは、抵抗Ｒ４Ｋの抵抗値に依存する定数である。Ｂは、現像電圧印加回路１１Ｋに依存する定数である。詳しくは、Ｂは、抵抗Ｒ２Ｋの分圧に依存する定数である。

本実施形態では、式（３）は、図２に示す回路において、特定の現像電圧Ｖｂを得る場合のグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）およびグリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の実測値から求められる。式（３）は、特定の現像電圧Ｖｂを得る場合における、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）とグリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）との一次関数である。

式（２）は、式（１）と式（３）とからなる連立方程式を解くことにより求められる。式（２）は、図４において、式（１）と式（３）との交点におけるグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）を求める。

２．４．２ 第２制御回路１３２
第２制御回路１３２は、現像電圧印加回路１１Ｋを制御することにより現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を制御する。詳しくは、第２制御回路１３２は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値になるように、現像電圧印加回路１１Ｋを制御する。具体的には、第２制御回路１３２は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値になるように、現像電圧印加回路１１ＫのオペアンプＯＡ１ＫにＰＷＭ信号を入力する。

２．５ ワイヤ電圧印加回路１０Ｂ
図３に示すように、ワイヤ電圧印加回路１０Ｂは、ワイヤ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃに共通のワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を印加する。ワイヤ電圧印加回路１０Ｂは、制御装置１３の第１制御回路１３１（図２参照）からの制御信号に基づいて、ワイヤ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を印加する。

２．６ 現像電圧印加回路１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ
現像電圧印加回路１１Ｙは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｙ）を降圧した現像電圧Ｖｂ（Ｙ）を、現像ローラ７２Ｙに印加する。現像電圧印加回路１１Ｍは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｍ）を降圧した現像電圧Ｖｂ（Ｍ）を、現像ローラ７２Ｍに印加する。現像電圧印加回路１１Ｃは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｃ）を降圧した現像電圧Ｖｂ（Ｃ）を、現像ローラ７２Ｃに印加する。

現像電圧印加回路１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃについての説明は、現像電圧印加回路１１Ｋについての説明と同様である。そのため、現像電圧印加回路１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃについての説明は、省略される。

２．７ グリッド電圧制御回路１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ
グリッド電圧制御回路１４Ｙは、グリッド電圧Ｖｇ（Ｙ）を制御するための回路である。グリッド電圧制御回路１４Ｙは、グリッド５２Ｙに対して現像電圧印加回路１１Ｙと並列に接続される。グリッド電圧制御回路１４Ｙは、グリッド電圧検出回路１２（図２参照）と比べて、抵抗Ｒ４Ｋ（図２参照）の代わりに、トランジスタＱ２Ｙと、オペアンプＯＡ２Ｙと、分圧回路Ｄ２Ｙとを有する。

トランジスタＱ２Ｙは、グリッド電圧検出回路１２の抵抗Ｒ４Ｋに代わり、可変抵抗器として機能する。トランジスタＱ２Ｙのコレクタは、グリッド５２Ｙと電気的に接続される。トランジスタＱ２Ｙのエミッタは、抵抗Ｒ５Ｙと電気的に接続される。トランジスタＱ２Ｙが可変抵抗器として機能することにより、共通のワイヤ電圧印加回路１０Ｂからワイヤ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃのそれぞれに共通のワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）が印加された状態で、グリッド５２Ｍ，５２Ｃとは独立に、グリッド５２Ｙのグリッド電圧Ｖｇ（Ｙ）を所定の目標値に調節できる。

オペアンプＯＡ２Ｙの出力端子は、トランジスタＱ２Ｙのベースと電気的に接続される。オペアンプＯＡ２Ｙの反転入力端子（－）は、制御装置１３の第１制御回路１３１と電気的に接続される。オペアンプＯＡ２Ｙの非反転入力端子（＋）は、フィードバック配線Ｌ４Ｙと電気的に接続される。オペアンプＯＡ２Ｙは、第１制御回路１３１から反転入力端子（－）に入力される電圧と、フィードバック配線Ｌ４Ｙから非反転入力端子（＋）に入力される電圧の差分を増幅して、トランジスタＱ１Ｙのベースに入力する。フィードバック配線Ｌ４Ｙについては、後で説明する。

分圧回路Ｄ２Ｙは、グリッド５２Ｙに対して、トランジスタＱ２Ｙと並列に接続される。分圧回路Ｄ２Ｙは、抵抗Ｒ６Ｙと、抵抗Ｒ７Ｙと、フィードバック配線Ｌ４Ｙとを有する。

抵抗Ｒ６Ｙは、グリッド５２Ｙに対して、トランジスタＱ２Ｙと並列に接続される。抵抗Ｒ６Ｙは、固定抵抗器である。抵抗Ｒ６Ｙの一方の端子は、グリッド５２Ｙと電気的に接続される。

抵抗Ｒ７Ｙは、グリッド５２Ｙに対して、抵抗Ｒ６Ｙと直列に接続される。抵抗Ｒ７Ｙは、固定抵抗器である。抵抗Ｒ７Ｙの一方の端子は、抵抗Ｒ６Ｙの他方の端子と電気的に接続される。抵抗Ｒ７Ｙの他方の端子は、グランドに接続される。

フィードバック配線Ｌ４Ｙの一端は、抵抗Ｒ６Ｙと抵抗Ｒ７Ｙとの間に電気的に接続される。フィードバック配線Ｌ４Ｙの他端は、オペアンプＯＡ２Ｙの非反転入力端子（＋）と接続される。抵抗Ｒ６Ｙと抵抗Ｒ７Ｙとの間に生じた電圧は、オペアンプＯＡ２Ｙにフィードバックされる。

グリッド電圧制御回路１４Ｙにおいて、抵抗Ｒ５Ｙは、トランジスタＱ２Ｙとともに、分圧回路を構成する。フィードバック配線Ｌ３Ｙの一端は、トランジスタＱ２Ｙと抵抗Ｒ５Ｙとの間に電気的に接続される。フィードバック配線Ｌ３Ｙの他端は、制御装置１３（図２参照）の第１制御回路１３１（図２参照）と接続される。トランジスタＱ２Ｙと抵抗Ｒ５Ｙとの間に生じた電圧は、制御装置１３の第１制御回路１３１にフィードバックされる。

なお、グリッド電圧制御回路１４Ｍ，１４Ｃについての説明は、グリッド電圧制御回路１４Ｙについての説明と同様である。そのため、グリッド電圧制御回路１４Ｍ，１４Ｃについての説明は、省略される。

第１制御回路１３１は、フィードバック配線Ｌ３Ｙを介して受信したフィードバック信号からグリッド電流Ｉｇ（Ｙ）を計算し、フィードバック配線Ｌ３Ｍを介して受信したフィードバック信号からグリッド電流Ｉｇ（Ｍ）を計算し、フィードバック配線Ｌ３Ｃを介して受信したフィードバック信号からグリッド電流Ｉｇ（Ｃ）を計算する。

そして、第１制御回路１３１は、グリッド電流Ｉｇ（Ｙ）、グリッド電流Ｉｇ（Ｍ）およびグリッド電流Ｉｇ（Ｃ）のうちの最も低いグリッド電流が目標値になるように、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を制御する。

また、第１制御回路１３１は、トランジスタＱ２Ｙ、Ｑ２Ｍ、Ｑ２Ｃのそれぞれに個別のＰＷＭ信号を送り、グリッド電圧Ｖｇ（Ｙ）、グリッド電圧Ｖｇ（Ｍ）およびグリッド電圧Ｖｇ（Ｃ）のそれぞれを、所定の目標値に調節する。

３．作用効果
（１）画像形成装置１によれば、図２に示すように、第２制御回路１３２は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）が目標値になるように、現像電圧印加回路１１Ｋに流す電流Ｉｂ（Ｋ）を制御する。そして、第１制御回路１３１は現像電圧印加回路１１Ｋに流れる電流Ｉｂ（Ｋ）と、現像電圧印加回路１１Ｋと並列に接続される抵抗Ｒ４に流れる電流Ｉｒ（Ｋ）の和が、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値になるようにワイヤ電圧印加回路１０Ａを制御する。

これにより、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を降圧させることにより現像電圧Ｖｂ（Ｋ）を生成する構成において、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）と現像電圧Ｖｂ（Ｋ）とをそれぞれの最適値になるように制御できる。

（２）画像形成装置１によれば、第１制御回路１３１は、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）とグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）とが、下記式（１）の関係になるように、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を制御する。

式（１）：グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）＝－ｐ×グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）＋ｑ
（式（１）中、ｐおよびｑは、感光ドラム４Ｋの回転速度、帯電前の感光ドラム４Ｋの表面電位、帯電後の感光ドラム４Ｋの表面電位の目標値、および、感光ドラム４Ｋの膜厚に依存する定数である。）
そのため、感光ドラム４Ｋの回転速度、帯電前の感光ドラム４Ｋの表面電位、および、感光ドラム４Ｋの膜厚に依存する定数により、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を制御し、所望のグリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）および所望のグリッド電流Ｉｇ（Ｋ）を得ることができる。

そのため、感光ドラム４Ｋの表面電位を所望の値に調節できる。

（３）画像形成装置１によれば、第１制御回路１３１は、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値から、下記式（２）に基づいて、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値を設定し、下記式（３）に基づいて、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値を設定する。

式（２）：グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値＝（ｑ－Ｂ×現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値）／（ｐ＋Ａ）
式（３）：グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値＝Ａ×グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値＋Ｂ×現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値
（式（２）または式（３）中、Ａは、抵抗Ｒ４Ｋの抵抗値に依存する定数である。Ｂは、現像電圧印加回路１１Ｋに依存する定数である。）
そのため、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値から、グリッド電流Ｉｇ（Ｋ）の目標値と、グリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）の目標値とを設定できる。

その結果、現像電圧Ｖｂ（Ｋ）の目標値を変更した場合でも、所望のグリッド電圧Ｖｇ（Ｋ）を得ることができる。

（４）画像形成装置１によれば、図２および図３に示すように、単色印刷モードおよび多色印刷モードの両方で使用されるスコロトロン型帯電器５Ｋに印加されるワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を、スコロトロン型帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃに印加されるワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）とは独立に、制御できる。

そのため、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）がワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の影響を受けにくく、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を安定に制御できる。

さらに、単色印刷モードおよび多色印刷モードの両方で使用され、使用頻度が高いスコロトロン型帯電器５Ｋのワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）を、ワイヤ電圧印加回路１０Ａによって容易に制御できる。

４．変形例
（１）ワイヤ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃには、共通のワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）が印加されなくてもよい。画像形成装置１は、ワイヤ電圧印加回路１０Ｂに代えて、ワイヤ５１Ｙにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ）を印加するワイヤ電圧印加回路１０Ｙと、ワイヤ５１Ｍにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｍ）を印加するワイヤ電圧印加回路１０Ｍと、ワイヤ５１Ｃにワイヤ電圧Ｖｗ（Ｃ）を印加するワイヤ電圧印加回路１０Ｃとを、それぞれ独立に有してもよい。

この場合、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｙ）、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｍ）およびワイヤ電圧Ｖｗ（Ｃ）は、ワイヤ電圧Ｖｗ（Ｋ）と同様に制御されてもよい。

（２）画像形成装置１は、感光ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃを有さない単色印刷専用の画像形成装置であってもよい。

１ 画像形成装置
４Ｋ 感光ドラム
５Ｋ スコロトロン型帯電器
１０Ａ ワイヤ電圧印加回路
１１Ｋ 現像電圧印加回路
５１Ｋ ワイヤ
５２Ｋ グリッド
７２Ｋ 現像ローラ
１３１ 第１制御回路
１３２ 第２制御回路
Ｒ４Ｋ 抵抗

Claims (5)

1. 感光ドラムと、
   ワイヤとグリッドとを有し、前記感光ドラムを帯電させるスコロトロン型帯電器と、
   前記感光ドラムにトナーを供給する現像ローラと、
   前記ワイヤにワイヤ電圧を印加するワイヤ電圧印加回路と、
   前記グリッドの電圧であるグリッド電圧を降圧した現像電圧を、前記現像ローラに印加する現像電圧印加回路と、
   前記グリッドに対して前記現像電圧印加回路と並列に接続される固定抵抗器と、
   前記固定抵抗器に流れる電流に基づいて、前記グリッドに流れる電流であるグリッド電流が目標値になるように前記ワイヤ電圧印加回路を制御することにより、前記ワイヤ電圧を制御する第１制御回路と、
   前記現像電圧印加回路を制御することにより前記現像電圧を制御する第２制御回路と、
   を備える、画像形成装置。
2. 前記第１制御回路は、前記グリッド電圧と前記グリッド電流とが、下記式（１）の関係になるように、前記ワイヤ電圧を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
   式（１）：グリッド電圧＝－ｐ×グリッド電流＋ｑ
   （式（１）中、ｐおよびｑは、前記感光ドラムの回転速度、帯電前の前記感光ドラムの表面電位、帯電後の感光ドラムの表面電位の目標値、および、前記感光ドラムの膜厚に依存する定数である。）
3. 前記第１制御回路は、
   前記現像電圧の目標値から、下記式（２）に基づいて、前記グリッド電流の目標値を設定し、下記式（３）に基づいて、前記グリッド電圧の目標値を設定する、請求項２に記載の画像形成装置。
   式（２）：グリッド電流の目標値＝（ｑ－Ｂ×現像電圧の目標値）／（ｐ＋Ａ）
   式（３）：グリッド電圧の目標値＝Ａ×グリッド電流の目標値＋Ｂ×現像電圧の目標値
   （式（２）または式（３）中、Ａは、前記固定抵抗器の抵抗値に依存する定数である。Ｂは、前記現像電圧印加回路に依存する定数である。）
4. 前記画像形成装置は、
   単色画像を印刷する単色印刷モードで使用されず、多色画像を印刷する多色印刷モードで使用される第２感光ドラムを、さらに備え、
   前記感光ドラムは、前記単色印刷モードおよび前記多色印刷モードの両方で使用される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、
   前記単色印刷モードで使用されず、前記多色印刷モードで使用される第３感光ドラムと、
   第２ワイヤと第２グリッドとを有し、前記第２感光ドラムを帯電させる第２スコロトロン型帯電器と、
   第３ワイヤと第３グリッドとを有し、前記第３感光ドラムを帯電させる第３スコロトロン型帯電器と、
   前記第２ワイヤおよび前記第３ワイヤに共通の第２ワイヤ電圧を印加する第２ワイヤ電圧印加回路と、
   を、さらに備える、請求項４に記載の画像形成装置。

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