JP2023015948A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的低コストで、複数の帯電器にそれぞれ適切な帯電電流を供給する画像形成装置を得る。【解決手段】 複数の帯電器２１ａ～２１ｄは、複数の感光体ドラム１ａ～１ｄをそれぞれ帯電させる。そして、複数の帯電器２１ａ～２１ｄに共通な高圧電源装置２３が設けられており、複数の定電流回路２２ａ～２２ｄが、高圧電源装置２３と複数の帯電器２１ａ～２１ｄとの間にそれぞれ設けられ、定電流である帯電電流を複数の帯電器２１ａ～２１ｄにそれぞれ供給する。【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置は、複数の感光体ドラムと、複数の感光体ドラムをそれぞれ帯電させる複数のスコロトロン帯電器とを備えており、複数のスコロトロン帯電器の電極ワイヤーに共通の（つまり、同一レベルの）帯電電圧を印加している（例えば特許文献１，２，３参照）。

そのような画像形成装置のうちの第１の画像形成装置では、複数の帯電器の帯電特性のばらつきに起因して一部の帯電器の帯電電流が不足しないように、例えば、帯電器のグリッドに、グリッド電流の検出回路がそれぞれ設けられ、グリッド電流が所定値以上となるように、共通の帯電電圧が調整されている（例えば特許文献１参照）。

また、そのような画像形成装置のうちの第２の画像形成装置では、複数の帯電器の帯電電流を均一にするために、グリッド電流が検出され、その検出値に基づいてグリッド電圧が調整されている（例えば特許文献２参照）。

さらに、そのような画像形成装置のうちの第３の画像形成装置では、複数の帯電器の帯電電流を均一にするためにグリッド電圧が調整され、さらに、複数の帯電器のグリッド電圧のばらつきに起因する画像濃度のばらつきが、現像電圧を補正することで抑制されている（例えば特許文献３参照）。

特開２０１２－０３２５３１号公報 特開２０１２－０４８１２２号公報 特開２０１４－２３５２９２号公報

しかしながら、上述の第１の画像形成装置では、一部の帯電器の帯電電流が不足しないものの、帯電電流のばらつきは解消されないため、ある帯電器の帯電電流が過大となり、帯電器の汚れが助長されてしまう。

上述の第２の画像形成装置では、帯電電流は均一になるものの、複数の帯電器のグリッド電圧のばらつきが発生するため、複数の帯電器に対応する複数の感光体ドラムによる画像濃度（特に中間調）にばらつきが生じてしまう。

上述の第３の画像形成装置では、現像電圧を補正することで上述の画像濃度のばらつきが抑制されるものの、グリッド電圧を帯電器ごとに調整する必要があるとともに、現像電圧を現像器ごとに調整する必要があるため、回路規模が大きくなり、装置のコストが高くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、比較的低コストで、複数の帯電器にそれぞれ適切な帯電電流を供給する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、複数の感光体ドラムと、前記複数の感光体ドラムをそれぞれ帯電させる複数の帯電器と、前記複数の帯電器に共通な高圧電源装置と、前記高圧電源装置と前記複数の帯電器との間にそれぞれ設けられ、定電流である帯電電流を前記複数の帯電器にそれぞれ供給する複数の定電流回路とを備える。

本発明によれば、比較的低コストで、複数の帯電器にそれぞれ適切な帯電電流を供給する画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、図１における感光体ドラム、現像器、および帯電器に関連する電気回路の構成の一例を示す図である。 図３は、図２における定電流回路の一例を示す回路図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式のプリント機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２ａ～２ｄ、および現像器３ａ～３ｄを有する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナー用の感光体である。露光装置２ａ～２ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ～１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有し、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に光を照射して感光体ドラム１ａ～１ｄ上に静電潜像を形成する。

現像器３ａ～３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されたトナーコンテナーが接続されている。現像器３ａ～３ｄには、現像電圧がそれぞれ印加され、現像器３ａ～３ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとのそれぞれの電位差に基づいて、現像器３ａ～３ｄは、そのトナーコンテナーから供給されるトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像器３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像器３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像器３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像器３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ～１ｄから転写されるトナー像を担持する像担持体であり、無終端（つまり、環状）の中間転写体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。つまり、中間転写ベルト４には、静電潜像にトナーが付着して得られるトナー像が１次転写される。

２次転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の２次転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。なお、クリーニングブラシを有するローラー７の代わりに、クリーニングブレードを使用してもよい。

センサー８は、中間転写ベルト４上のトナーを検出する反射型光学センサーであって、キャリブレーション時などにおいてトナー濃度を検出するために、中間転写ベルト４に光を照射し、その反射光を検出する。キャリブレーション時には、センサー８は、中間転写ベルト４上に形成されたテストトナーパターンが通過する所定の領域に光を照射しその光の反射光を検出し、その検出した光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、図１における感光体ドラム１ａ～１ｄ、現像器３ａ～３ｄ、および帯電器２１ａ～２１ｄに関連する電気回路の構成の一例を示す図である。

図１に示すように、当該画像形成装置は、複数の感光体ドラム１ａ～１ｄと、複数の感光体ドラム１ａ～１ｄにそれぞれ対応する現像器３ａ～３ｄを備えている。また、図２に示すように、現像器３ａ～３ｄは、それぞれ、現像ローラー１１を備える。現像ローラー１１は、感光体ドラム１ａ上の静電潜像にトナーを付着させる。例えば２成分現像の場合、現像ローラー１１は、磁気ローラーであり、トナーおよび磁性キャリアを含む２成分現像剤のうちの磁性キャリアを磁気的に保持する。トナーは非磁性であり帯電しているため、現像ローラー１１と感光体ドラム１ａ～１ｄとの間の電位差（電界）に従って、現像ローラー１１と感光体ドラム１ａ～１ｄとの間で移動する。

さらに、図２に示すように、当該画像形成装置は、複数の感光体ドラム１ａ～１ｄをそれぞれ帯電させる複数の帯電器２１ａ～２１ｄ、複数の帯電器２１ａ～２１ｄにそれぞれ対応する複数の定電流回路２２ａ～２２ｄ、複数の帯電器２１ａ～２１ｄに共通な高圧電源装置２３、並びにグリッド定電圧回路２４を備える。

実施の形態１における帯電器２１ａ～２１ｄは、スコロトロン帯電器であり、電極ワイヤー３１の他に、グリッド（電極）３２を備える。

定電流回路２２ａ～２２ｄは、高圧電源装置２３と複数の帯電器２１ａ～２１ｄとの間にそれぞれ設けられ、定電流である帯電電流を複数の帯電器２１ａ～２１ｄ（の電極ワイヤー３１）にそれぞれ供給する。なお、複数の帯電器２１ａ～２１ｄの帯電電流は、互いに同一の電流値となるように設定されている。

図３は、図２における定電流回路２２ａ～２２ｄの一例を示す回路図である。なお、定電流回路２２ａ～２２ｄの回路構成は、図３に示すものに限定されない。図３に示す定電流回路２２ａ～２２ｄでは、トランジスターＱ１がオフ状態で入力電圧（帯電電圧）が印加されると、抵抗Ｒ２、トランジスターＱ２（ベース・エミッター間）、および抵抗Ｒ１の経路で電流が流れ、トランジスターＱ２がオン状態となりトランジスターＱ２のコレクター・エミッター間の抵抗値が低下して抵抗Ｒ１の電流が増加する。抵抗Ｒ１の電流が増加すると、抵抗Ｒ１の両端電圧が増加して、トランジスターＱ１のベース・エミッター間の順方向電圧Ｖｆ（通常０．７Ｖ）に到達すると、トランジスターＱ１がオン状態となる。

トランジスターＱ１がオン状態となると、トランジスターＱ２のベース・エミッター間の電圧が低下するため、トランジスターＱ２のコレクター・エミッター間の抵抗値が増加して、抵抗Ｒ１の電流が少なくなる。これにより、抵抗Ｒ１の両端電圧がトランジスターＱ１のベース・エミッター間の順方向電圧Ｖｆになるように、抵抗Ｒ１の電流が流れる。
このようにして、トランジスターＱ２のコレクター・エミッター間の抵抗値が変化することで抵抗Ｒ１の電流が一定となり、抵抗Ｒ１の電流に対して抵抗Ｒ２の電流を十分小さくすることで、定電流の帯電電流Ｉが得られる。

高圧電源装置２３は、共通の（同一レベルの）帯電電圧（定電圧）を電源電圧として帯電器２１ａ～２１ｄに印加するとともに、共通の（同一レベルの）現像電圧（定電圧）を現像器３ａ～３ｄの現像ローラー１１に印加する。つまり、複数の帯電器２１ａ～２１ｄに対して別々の高圧電源装置２３は設けられず、また、現像器３ａ～３ｄに対して別々の高圧電源装置２３は設けられず、単一の高圧電源装置２３が設けられるのみである。したがって、高圧電源装置２３において、昇圧トランスなどの昇圧回路は、複数の帯電器２１ａ～２１ｄに対して１つだけ設けられている。同様に、高圧電源装置２３において、昇圧トランスなどの昇圧回路は、複数の現像器３ａ～３ｄに対して１つだけ設けられている。

グリッド定電圧回路２４は、複数の帯電器のグリッドに共通の（同一レベルの）グリッド電圧を印加する。つまり、この実施の形態では、帯電器２１ａ～２１ｄのグリッド電圧にばらつきはほとんど生じない。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

高圧電源装置２３は、帯電電圧および現像電圧を発生し、その単一レベルの帯電電圧を定電流回路２２ａ～２２ｄに印加するとともに、その単一レベルの現像電圧を現像器３ａ～３ｄの現像ローラー１１に印加する。

また、グリッド定電圧回路２４は、共通のグリッド電圧を、帯電器２１ａ～２１ｄのグリッド３２に印加する。

そして、定電流回路２２ａ～２２ｄは、それぞれ、帯電電流を帯電器２１ａ～２１ｄの電極ワイヤー３１に供給する。

これにより、共通のグリッド電圧により感光体ドラム１ａ～１ｄの表面電位が感光体ドラム１ａ～１ｄ間で均一にされ、互いに同一の電流値の帯電電流（つまり、電荷）が感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に供給される。

例えば帯電器２１ａ～２１ｄの経時的な汚れの付着などによって、帯電器２１ａ～２１ｄ間で帯電特性にばらつきが生じても、帯電電流は均一とされるため、各トナー色の現像プロセスにおける画像濃度のばらつきが抑制される。

以上のように、上記実施の形態１によれば、複数の帯電器２１ａ～２１ｄは、複数の感光体ドラム１ａ～１ｄをそれぞれ帯電させる。そして、複数の帯電器２１ａ～２１ｄに共通な高圧電源装置２３が設けられており、複数の定電流回路２２ａ～２２ｄが、高圧電源装置２３と複数の帯電器２１ａ～２１ｄとの間にそれぞれ設けられ、定電流である帯電電流を複数の帯電器２１ａ～２１ｄにそれぞれ供給する。

これにより、複数の帯電器２１ａ～２１ｄの帯電特性（印加電圧に対する帯電電流量の特性）にばらつきが生じていても、定電流回路２２ａ～２２ｄによって、帯電電流が均一化され帯電器２１ａ～２１ｄ（の電極ワイヤー３１）の帯電特性に応じて印加電圧が調整されるため、グリッドごとにグリッド電流の検出回路やグリッド電圧の調整回路を設ける必要がないとともに、グリッド電圧や帯電電圧を制御する制御部を設ける必要もなく、比較的低コストで、複数の帯電器２１ａ～２１ｄにそれぞれ適切な帯電電流が供給される。

ひいては、必要以上の帯電電流が供給されにくくなるため、帯電器２１ａ～２１ｄにおける汚れの原因となる放電生成物の発生が抑制される。また、回路規模が小さくて済むため、装置を小型にすることができる。

また、上記実施の形態１では、帯電器２１ａ～２１ｄのグリッド電圧が均一となっており、トナー色間の画像濃度の調整が不要であるため、現像電圧を、現像器ごとに（トナー色ごとに）調整する必要がなく、高圧電源装置２３のコストが高くならずに済む。

実施の形態２．

実施の形態２に係る画像形成装置では、帯電器２１ａ～２１ｄが、コロトロン帯電器とされる。そのため、実施の形態２では、グリッド３２およびグリッド定電圧回路２４は設けられない。

なお、実施の形態２に係る画像形成装置におけるその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態３．

実施の形態３に係る画像形成装置では、帯電器２１ａ～２１ｄが、帯電ローラーとされる。そのため、実施の形態３では、グリッド３２およびグリッド定電圧回路２４は設けられない。

なお、実施の形態３に係る画像形成装置におけるその他の構成および動作については実施の形態１または２と同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態１，２において、定電流回路２２ａ～２２ｄは、図３に示すように複数のトランジスターＱ１，Ｑ２の素子および複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２の素子で構成されていてもよいし、そのような回路が１つの素子としてパッケージングされたものでもよい。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

１ａ～１ｄ 感光体ドラム
３ａ～３ｄ 現像器
２１ａ～２１ｄ 帯電器
２２ａ～２２ｄ 定電流回路
２３ 高圧電源装置
２４ グリッド定電圧回路

Claims (6)

1. 複数の感光体ドラムと、
   前記複数の感光体ドラムをそれぞれ帯電させる複数の帯電器と、
   前記複数の帯電器に共通な高圧電源装置と、
   前記高圧電源装置と前記複数の帯電器との間にそれぞれ設けられ、定電流である帯電電流を前記複数の帯電器にそれぞれ供給する複数の定電流回路と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の帯電器はスコロトロン帯電器であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記複数の帯電器のグリッドに共通のグリッド電圧を印加するグリッド定電圧回路をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記複数の帯電器はコロトロン帯電器であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記複数の帯電器は帯電ローラーであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記高圧電源装置は、共通の定電圧を電源電圧として前記複数の帯電器に印加することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。

Images