JP4432636B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電した感光体を露光することにより静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することにより画像形成を行なう画像形成装置に関する。

上記のような画像形成装置には、感光体との間で放電を行なうための放電電極と、放電制御を行うためのグリッド電極とを備え、周囲の環境が変化した場合であっても形成する画像の濃淡が一定になるように、グリッド電極に印加するグリッド電圧を一定にするための装置を搭載したものがある（例えば、特許文献１参照）。

この画像形成装置に搭載されたグリッド電圧を一定にするための装置は、グリッド電圧を固定抵抗により分圧する回路を備え、この回路により分圧された電圧が一定になるようグリッド電極を流れる電流量を制御する。
特開平３−２７９９７３号公報

しかしながら、上記画像形成装置においては、グリッド電極に印加されるグリッド電圧は一定になるが、グリッド電圧が一定であっても、感光体表面の劣化や環境の変化等の理由により、放電電極により帯電される前の感光体表面の電位にばらつきがある場合には、感光体表面を一様に帯電することは困難である。

具体的には、例えば、図５に示すように、グリッド電圧がＸで一定であり、帯電前の感光体の表面電位がＡである場合には、感光体表面の帯電が開始されると、感光体の表面電位は実線にて示すように上昇し、帯電終了時における感光体の表面電位は、帯電前の感光体の表面電位Ａからグリッド電圧Ｘの間の電位であるＣに到達する。また、帯電前の感光体の表面電位がＡよりも低い電位Ｂであって、グリッド電圧が一定である場合には、感光体の表面電位は２点鎖線にて示すように上昇し、帯電後の感光体の表面電位はＤまでしか上昇しない。このため、帯電前の感光体の表面電位がＡの場合よりもδだけ低い電位となってしまい、感光体の表面を一様に帯電させることができない。

この問題点を解決するためには、放電電極により感光体表面を帯電する時間を充分長くすればよく、具体的には、例えば、感光体の移動（回転）速度を遅くすることや、グリッド電極を大きくし、放電電極による帯電可能な面積を大きくすること等が考えられる。ところが、このような解決方法を実行した場合には、画像を形成するための時間が多くかかってしまったり、グリッド電極の配置が困難になったりしてしまうという問題点が発生する。

そこで、このような問題点を鑑み、感光体上に形成された静電潜像を現像することにより画像形成を行う画像形成装置において、感光体表面を帯電する時間を長くすることなく、感光体表面を一様に帯電できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段とを備え、前記帯電手段により帯電された感光体に静電潜像を形成し、前記感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像し、前記現像剤により現像された可視像を被記録媒体に転写する画像形成装置であって、前記帯電手段により帯電される前の感光体表面の電位に基づいて、前記帯電手段が前記感光体の表面を帯電させるときの電荷量を補正する電荷量補正手段を備えたことを特徴としている。

従って、このような画像形成装置によれば、帯電手段による帯電前の感光体表面の電位にばらつきがある場合であっても、感光体表面を帯電する時間を長くすることなく、帯電手段による帯電後に感光体表面を均一に帯電することができる。

また、請求項１に記載の画像形成装置において、感光体の表面は、所定の周長を有する無端構造であると共に、画像形成時に周方向に回転駆動されるよう構成されており、帯電手段は、回転駆動される感光体表面が帯電手段により帯電可能な帯電領域を通過するときに感光体表面を帯電させ、電荷量補正手段は、帯電領域近傍であって感光体の回転方向上流側に位置する未帯電領域の電位に基づいて、帯電手段が感光体の表面を帯電させるときの電荷量を補正するよう構成されている。

このような画像形成装置によれば、帯電領域の近傍に未帯電領域が位置しているので、未帯電領域から帯電領域まで領域において、感光体表面に電気的な影響を与えないようにすることができる。このため、電荷量の補正を良好に行うことができる。

さらに、請求項１に記載の画像形成装置において、帯電手段は、感光体の表面に接触し、感光体表面の帯電を行なうためのローラやブラシ等を備えていてもよいが、帯電手段は、帯電領域において感光体表面との間で放電を行ない感光体の表面を帯電させるための放電電極と、感光体表面と放電電極との間に配置され、両者間（感光体表面と放電電極との間）に流れる電流を制御するためのグリッド電極と、を備え、電荷量補正手段は、未帯電領域における感光体表面の電位を検知し、その検知結果に応じて、グリッド電極の電位を変動させるよう構成されている。

このような画像形成装置によれば、グリッド電極の電位を変動させるだけで感光体表面に与える電荷量を制御することができるので、電荷量の制御を容易にすることができる。

さらに、請求項１に記載の画像形成装置において、電荷量補正手段は、未帯電領域において感光体表面に接触するよう配置された表面接触手段を備え、この表面接触手段を使用して感光体表面の電位を検知するよう構成されている。

このような画像形成装置によれば、表面接触手段により帯電前の感光体表面の電位を確実に検知することができる。
また、請求項１に記載の画像形成装置において、電荷量補正手段は、グリッド電極を流れる電流の一部を表面接触手段側に分流し、この表面接触手段側に分流させた電流量に応じて感光体表面の電位を検知するよう構成されている。

このような画像形成装置によれば、グリッド電極を流れる電流の一部を表面接触手段側に分流するので、表面接触手段に電流を供給するための電源を不要にすることができる。
また、請求項１に記載の画像形成装置において、帯電手段は、請求項２に記載のように、電荷量補正手段により検知される感光体表面の電位に応じてグリッド電極の電位が所定の値になるように制御することが好ましい。
このような画像形成装置によれば、帯電前の感光体表面の電位がある値である場合には、感光体表面を帯電させる際に基準となるグリッド電極の電位を、帯電前の感光体表面の電位に対応した一定電位になるよう制御することができる。
さらに、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、表面接触手段は、請求項３に記載のように、感光体表面をクリーニングするためのクリーニング手段であることが望ましい。

このような画像形成装置によれば、表面接触手段は感光体表面の電位を検知するための機能と、クリーニング手段としての機能を兼ねることができるので、各機能を有する手段をそれぞれ配置する場合と比較して、部品の数を減らすことができる。

請求項３に記載の画像形成装置において、被記録媒体は紙からなり、現像剤は正帯電性のトナーからなり、帯電手段は、放電電極、およびグリッド電極に、未帯電領域における感光体の表面の電位よりも高電位になるような電圧を印加するよう構成されている場合には、請求項４に記載のように、電荷量補正手段は、クリーニング手段に、未帯電領域における感光体の表面の電位よりも高電位になるような電圧を印加し、クリーニング手段により感光体表面に付着した紙粉を除去することが望ましい。

つまり、紙という素材は、負帯電し易いという特性があるため、被記録媒体として紙が使用される場合に、放電電極、グリッド電極、およびクリーニング手段が感光体の表面よりも高電位になる構成（正帯電性トナーにより現像を行なう構成）にし、クリーニング手段が感光体表面に付着した紙粉を吸着できるようにしているのである。

従って、このような画像形成装置によれば、クリーニング手段により感光体表面に付着した紙粉を良好に除去することができる。
また、請求項１〜請求項４の何れかに記載の画像形成装置において、電荷量補正手段は、請求項５に記載のように、グリッド電極の電位と接地電位を表す基準電位との電位差を表すグリッド電圧を分圧する分圧手段を備え、分圧手段の分圧点から表面接触手段に電流を供給することにより、グリッド電極の電位を変動させることが好ましい。

このような画像形成装置によれば、表面接触手段に供給する電流が変動すると、自然にグリッド電極の電位が変動するよう構成することができ、電流を監視する装置等が不用となるので、画像形成装置を簡単な構成にすることができる。

さらに、請求項５に記載の画像形成装置において、分圧手段は、請求項６に記載のように複数の抵抗からなることが望ましい。
このような画像形成装置によれば、分圧手段に複数の抵抗を用いているので、分圧手段の構成を簡単にすることができる。

また、請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像形成装置において、感光体の周回速度は、帯電領域通過後の感光体表面の電位が、グリッド電極の電位と略一致する電位に達するような速度に設定されていてもよいが、より好ましくは、請求項７に記載のように、帯電領域通過後の感光体表面の電位が、帯電領域通過前の電位とグリッド電極の電位との間の中間電位に達するような一定速度に設定されていることが望ましい。

このような画像形成装置によれば、高速で感光体を回転させても、帯電後の感光体表面の電位を一定にすることができる。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用されたプリンタ１を示す外観図である。
図１に示すように、画像形成装置としてのプリンタ１は、例えばレーザプリンタであって、給紙トレイ６と、排紙トレイ４６と、通気孔６２ａ、６２ｂと、プリンタ１の状態を表示する表示部６０と、プリンタ１の動作設定等を行う操作部６１と、プリンタ１のメインスイッチである電源スイッチ６３と、を備えている。

給紙トレイ６は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着されており、この中に用紙３（被記録媒体：図２参照）を積層して収納するために用いられる。
また、排紙トレイ４６は、プリンタ１により画像形成され、排出された用紙３を保持するために用いられる。

そして、通気孔６２ａ、６２ｂは、本体ケーシング２内の熱を放出し易くするためのものであり、多数の長孔により構成されている。
また、操作部６１には、プリンタ１の動作設定をするための種々の設定項目を選択するための「＋」「−」キー、この「＋」「−」キーにより選択された設定項目を決定するための「ＳＥＴ」キー等が備えられている。

そして、表示部６０は、例えば、液晶表示装置等からなり、プリンタ１による印字枚数（ページカウンタ）や、異常等のプリンタ１の動作状態を表示する。また、表示部６０は、使用者により操作部６１が操作された際には、各種モード（印字枚数を報知するページカウンタモード、エラーが発生した際にエラー位置を報知する位置報知モード、使用者による操作部６１の操作時やエラー発生時にブザー（図示省略）を鳴らすブザーモード等）を設定するための画像（文字）を表示する。従って、使用者は、表示部６０に表示された画像を見ながら操作部６１を操作し、各種設定を行うことができる。

次に、本体ケーシング２の内部について図２を用いて説明する。図２は、プリンタ１の要部側断面図である。
図２において、プリンタ１は、本体ケーシング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に所定の画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

フィーダ部４は、前述した給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７と、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、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紙粉取りローラ１０および１１と、紙粉取りローラ１０および１１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とを備えている。

用紙押圧板７は、給紙ローラ８に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板７は、用紙３の積層量が増えるに従って、給紙ローラ８に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ８および給紙パット９は、互いに対向状に配設され、給紙パット９の裏側に配設されるばね１３によって、給紙パット９が給紙ローラ８に向かって押圧されている。用紙押圧板７上の最上位にある用紙３は、用紙押圧板７の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ８に向かって押圧され、その給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と給紙パット９とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０および１１によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、１対のローラから構成されており、用紙３を所定のレジスト後に、画像形成部５に送るようにしている。

なお、このフィーダ部４は、さらに、マルチパーパストレイ１４と、マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５とを備えており、マルチパーパス側給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット２５の裏側に配設されるばね２５ａによって、マルチパーパス側給紙パット２５がマルチパーパス側給紙ローラ１５に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ１４上に積層される用紙３は、マルチパーパス側給紙ローラ１５の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ１５とマルチパーパス側給紙パット２５とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。

次に、画像形成部５は、スキャナユニット１６、プロセスユニット１７、定着ユニット１８などを備えている。
スキャナユニット１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示省略）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０および２１、反射鏡２２、２３および２４などを備えており、レーザ発光部から発光される所定の画像データに基づくレーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２および２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスユニット１７の感光体としての感光体ドラム２７の表面上に高速走査にて照射させている。

プロセスユニット１７は、スキャナユニット１６の下方に配設され、図２に示すように、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ２６内に、感光体ドラム２７、現像カートリッジ２８、スコロトロン型帯電器２９、転写ローラ３０、クリーニングブラシ５１を備えている。

現像カートリッジ２８は、ドラムカートリッジ２６に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーボックス３４などを備えている。

トナーボックス３４内には、正帯電性の非磁性１成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合体、例えば、スチレン等のスチレン系単量体や、アクリル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレート等のアクリル系単量体を、懸濁重合等の公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。なお、このようなトナーには、カーボンブラック等の着色剤やワックス等が配合されている。そして、トナーボックス３４内のトナーは、トナーボックス３４の中心に設けられる回転軸３５に支持されるアジテータ３６の矢印方向（時計方向）への回転により、攪拌されて、トナーボックス３４に設けられたトナー供給口３７から放出される。なお、トナーボックス３４の側壁には、トナーの残量検知用の窓３８が設けられており、回転軸３５に支持されたクリーナ３９によって清掃される。

トナー供給口３７の側方位置には、供給ローラ３３が矢印方向（反時計方向）に回転可能に配設されており、また、この供給ローラ３３に対向して、現像ローラ３１が矢印方向（反時計方向）に回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ３３と現像ローラ３１とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。

供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されている。また、現像ローラ３１は、金属製のローラ軸に、磁気特性を持たない導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。より具体的には、現像ローラ３１のローラ部分は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。なお、現像ローラ３１には、現像バイアスが印加される。

また、現像ローラ３１の近傍には、層厚規制ブレード３２が配設されている。この層厚規制ブレード３２は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部４０を備えており、現像ローラ３１の近くにおいて現像カートリッジ２８に支持されて、押圧部４０がブレード本体の弾性力によって現像ローラ３１上に圧接されるように構成されている。

そして、トナー供給口３７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、この時、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２の押圧部４０と現像ローラ３１との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。

感光体ドラム２７は、現像ローラ３１の側方位置において、その現像ローラ３１と対向するような状態で矢印方向（時計方向）に回転可能に配設されている。この感光体ドラム２７は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分が、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。なお、この感光体ドラム２７は、図示しないメインモータからの動力によって回転駆動されるように構成されている。

スコロトロン型帯電器２９は、グリッド電極２９ａと、放電電極としての放電ワイヤ２９ｂとを備え、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、所定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの放電ワイヤ２９ｂからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、グリッド電極２９ａの電位を調節することにより、感光体ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。また、このスコロトロン型帯電器２９は、感光体表面を帯電可能な領域（帯電領域：図４参照）が限られており、角度にして概ね２０度程度の領域を帯電させることができる。

そして、感光体ドラム２７の表面は、その感光体ドラム２７の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナユニット１６からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の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上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光体ドラム２７に対向して接触する時に、感光体ドラム２７の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム２７の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。

転写ローラ３０は、感光体ドラム２７の下方において、この感光体ドラム２７に対向するように配置され、ドラムカートリッジ２６に矢印方向（反時計方向）に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス（転写順バイアス）が印加されるように構成されている。そのため、感光体ドラム２７の表面上に担持された可視像は、用紙３が感光体ドラム２７と転写ローラ３０との間を通る間に用紙３に転写される。

クリーニングブラシ５１は、織布に導電性の毛が多数織り込まれて形成されており、この多数の毛の先端が感光体ドラム２７の表面に接触するよう配置されている。これらの毛には、帯電前の感光体ドラム２７の表面電位よりも高電位となるクリーニングバイアスが印加され、多数の毛と感光体ドラム２７との接触した領域（未帯電領域：図４参照）にて、感光体ドラム２７に付着した紙粉が回収される。

定着ユニット１８は、プロセスユニット１７の側方下流側に配設され、ギヤが形成された定着ローラ４１、定着ローラ４１を押圧する押圧ローラ４２、および、これら定着ローラ４１および押圧ローラ４２の下流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。定着ローラ４１は、金属製で、加熱のためのハロゲンランプを備えており、プロセスユニット１７において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が定着ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に加熱および加圧することにより定着させ、その後、その用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５に送られて、その排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

また、このプリンタ１には、用紙３の両面に画像を形成するために、反転搬送部４７が設けられている。この反転搬送部４７は、排紙ローラ４５と、反転搬送パス４８と、フラッパ４９と、複数の反転搬送ローラ５０とを備えている。

排紙ローラ４５は、１対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように構成されている。この排紙ローラ４５は、上記したように、排紙トレイ４６上に用紙３を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙３を反転させる場合には、逆方向に回転する。

反転搬送パス４８は、排紙ローラ４５から画像形成部５の下方に配設される複数の反転搬送ローラ５０まで用紙３を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ４５の近くに配置されるとともに、その下流側端部が、反転搬送ローラ５０の近くに配置されている。

フラッパ４９は、排紙パス４４と反転搬送パス４８との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ４５によって反転された用紙３の搬送方向を、排紙パス４４に向かう方向から、反転搬送パス４８に向かう方向に切り換えることができるように構成されている。

反転搬送ローラ５０は、給紙トレイ６の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ５０が、反転搬送パス４８の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ５０が、レジストローラ１２の下方に配置されるように設けられている。

そして、用紙３の両面に画像を形成する場合には、この反転搬送部４７が、次のように動作される。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙３が搬送ローラ４３によって排紙パス４４から排紙ローラ４５に送られてくると、排紙ローラ４５は、用紙３を挟んだ状態で正回転して、この用紙３を一旦外側（排紙トレイ４６側）に向けて搬送し、用紙３の大部分が外側に送られ、用紙３の後端が排紙ローラ４５に挟まれた時に、正回転を停止する。次いで、排紙ローラ４５は、逆回転するとともに、フラッパ４９が、用紙３が反転搬送パス４８に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙３を前後逆向きの状態で反転搬送パス４８に搬送するようにする。なお、フラッパ４９は、用紙３の搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送ローラ４３から送られる用紙３を排紙ローラ４５に送る状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス４８に逆向きに搬送された用紙３は、反転搬送ローラ５０に搬送され、この反転搬送ローラ５０から、上方向に反転されて、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２に搬送された用紙３は、裏返しの状態で、再び、所定のレジスト後に、画像形成部５に向けて送られ、これによって、用紙３の両面に所定の画像が形成される。

なお、用紙３が通過する搬送経路には、用紙３の位置を検出するための位置センサ６４〜６７が配置されている。より具体的に述べると、位置センサ６４はレジストローラ１２の直前に配置されており、位置センサ６５はレジストローラ１２の直後に配置されている。また、位置センサ６６は定着ローラ４１の直後に配置されており、位置センサ６７は排紙ローラ４５の直前に配置されている。

次にプリンタ１における制御系について図３を用いて説明する。図３は、プリンタ１に内蔵された制御装置７０を中心として、その周辺に位置する各部との電気的な結合関係を示すブロック図である。

この制御装置７０には、前述の画像形成部５や操作部６１、位置センサ６４〜６７、プリンタ１の用紙搬送系の動力源となるメインモータ等の各種モータ８４等が接続されている。そして、この制御装置７０は、各種モータ８４等を介して入力される使用者からの指令、もしくは、ネットワークを介して入力される各種情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）からの指令に従い画像形成部５や操作部６１を制御する。

また、この制御装置７０は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、および、これら各部を接続するバスライン７６を中心とする周知のマイクロコンピュータにて構成されている。

さらに、制御装置７０は、画像形成制御部７９、モータ駆動部７８、信号入力部８１、ネットワークインターフェイス７４（ネットワークＩ／Ｆ）等を備えている。
画像形成制御部７９は、ＣＰＵ７１からの指令に従い画像形成部５を制御する。

モータ駆動部７８は、ＣＰＵ７１からの指令に従い、各種モータ８４のそれぞれに駆動パルスを送信し、各種モータ８４を駆動させる。
信号入力部８１は、操作部６１を介して入力される使用者からの指令信号や、位置センサ６４〜６７からの検出信号を制御装置７０内に取り込み、これらの入力信号をＣＰＵ７１により処理可能な信号に変換する。

ネットワークインターフェイス７４は、ネットワークを介して外部の情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）との間でデータ通信を行うために使用される。
そして、画像形成制御部７９、モータ駆動部７８、信号入力部８１、ネットワークインターフェイス７４の各部は、バスライン７６を介して、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３に接続されている。

このようなプリンタ１において、ＣＰＵ７１は、外部の情報処理装置からネットワークを介してプリント要求を受けると、その後ネットワークを介して送信されてくるプリントデータ（画像形成データ）に従い、画像形成制御部７９や各種モータ８４を駆動制御し、用紙３を搬送しつつ用紙３上にプリントデータに基づく画像を形成する。

また、画像形成中において、位置センサ６４〜６７は、各センサ位置において用紙３の有無を検出し、ＣＰＵ７１は、モータ駆動部７８が各種モータ８４に送信する駆動パルスと、位置センサ６４〜６７による検知とを関連付けて、用紙３が存在すべき位置に用紙３が存在しない場合や、用紙３が存在しないはずの位置に用紙３が存在する場合に、紙詰まり（用紙ジャム）として報知する。

さらに、ＣＰＵ７１は、位置センサ６４〜６７による検知等に基づいて、各種エラーを検出した場合には、画像形成部５の動作を停止させて、画像形成動作を禁止する処理を実行する。

特に、上述の画像形成部５は、スコロトロン型帯電器２９により感光体ドラム２７の表面の帯電量を制御するための電荷量補正部９０（図３参照）を備えており、ＣＰＵ７１は、電荷量補正部９０より入力される信号に応じて、画像形成制御部７９に対して、電荷量補正部９０にデューティ比が制御された信号を送るように指令を送る。

次に、この電荷量補正部９０について、図４を用いて詳しく説明する。図４は、電荷量補正部９０およびその周辺に位置する各部を模式的に示す説明図である。
電荷量補正部９０は、ＰＷＭ信号平滑回路９１、トランスドライブ回路９２、昇圧・整流回路９３、定電圧回路９４、複数の抵抗器９５ａ〜９５ｅ、ダイオード９６を備えている。

以下に電荷量補正部９０を構成する各部について詳しく説明する。
ＰＷＭ信号平滑回路９１は、制御装置７０からデューティ比が制御された信号を入力し、この信号を平滑し、この信号のデューティ比に比例した直流信号を出力する。

トランスドライブ回路９２は、ＰＷＭ信号平滑回路９１から出力された直流信号を入力し、この直流信号の電圧に応じた周波数の交流信号を出力する。
昇圧・整流回路９３は、トランスドライブ回路９２から出力された交流信号を入力し、この交流信号を昇圧すると共に、昇圧後の交流信号を整流および平滑することにより、高電圧（例えば７０００Ｖ程度）を生成する。

この昇圧・整流回路９３により生成された高電圧の一部は、定電圧回路９４に対して出力され、生成された高電圧の大部分は、スコロトロン型帯電器２９の放電ワイヤ２９ｂに放電電圧として印加される。

定電圧回路９４は、公知の定電圧回路であって、この定電圧回路９４により生成された定電圧（帯電前の感光体ドラム２７の表面電位よりも高電圧）は、現像ローラ３１に現像バイアスとして印加される。

複数の抵抗器９５ａ〜９５ｅは、分岐点９７よりも、制御装置７０側およびクリーニングブラシ５１側に配置されている。
即ち、グリッド電極２９ａから制御装置７０に至る経路上に抵抗器９５ｃ、９５ｄが配置されており、グリッド電極２９ａからクリーニングブラシ５１に至る経路上に抵抗器９５ａが配置されている。

また、抵抗器９５ｅは、一端が抵抗器９５ｄおよび抵抗器９５ｂの制御装置７０側の端子に接続され、他端が接地されている。そして、抵抗器９５ｂは、一端が抵抗器９５ｄの制御装置７０側の端子に接続され、他端が抵抗器９５ａのクリーニングブラシ５１側の端子に接続されている。

また、ダイオード９６は、アノードが抵抗器９５ａと抵抗器９５ｂとの接続点に接続されており、カソードがクリーニングブラシ５１に接続されている。このダイオード９６は、感光体ドラム２７の表面の電位がクリーニングブラシ５１よりも低くなったときに、感光体ドラム２７からクリーニングブラシ５１に電流が流れることを防止するために備えられている。

電荷量補正部９０は、ＰＷＭ信号平滑回路９１、トランスドライブ回路９２、昇圧・整流回路９３、および定電圧回路９４により、放電ワイヤ２９ｂおよび現像ローラ３１に印加するバイアスを生成している。そして、電荷量補正部９０は、放電ワイヤ２９ｂから放電される電流のうち、感光体ドラム２７の表面に流れる電流を除く電流（以下、グリッド電極２９ａを流れる電流（Ｉｇ）という）を、分岐点９７にて、抵抗器９５ｃおよび抵抗器９５ｄに流れる電流（Ｉｆ）と、抵抗器９５ａに流れる電流（Ｉｃ）とに分流する。また、抵抗器９５ａと抵抗器９５ｂとの接続点からクリーニングブラシ５１に流れる電流をＩｃ´とする。そして、制御装置７０は、抵抗器９５ｅに流れる電流（Ｉｆ＋Ｉｃ−Ｉｃ´）が一定になるよう（正確には制御装置７０に入力される信号の電位が一定になるよう）ＰＷＭ信号平滑回路９１に入力する信号を制御装置７０により制御する。

ここで、クリーニングブラシ５１が接触している感光体ドラム２７表面の電位が低くなった場合には、クリーニングブラシ５１に流される電流（Ｉｃ´）が増加する。このため、抵抗器９５ｅに流れる電流が減少しないように制御装置７０がＰＷＭ信号を制御すると、これにより、電流（Ｉｇ）が増加し、グリッド電極２９ａの電位が上昇する。

クリーニングブラシ５１に流される電流（Ｉｃ´）が変化した場合であっても、その瞬間においては、グリッド電極２９ａを流れる電流（Ｉｇ）は一定であるので、例えば、感光体ドラム２７表面の電位が低くなった場合において、抵抗器９５ｅに流れる電流（Ｉｆ＋Ｉｃ−Ｉｃ´）は減少することとなる。このとき、抵抗器９５ｄと抵抗器９５ｅとの接続点における電位は下降するが、この際、制御装置７０は、抵抗器９５ｄと抵抗器９５ｅとの接続点における電位が一定になるように、ＰＷＭ信号平滑回路９１に入力する信号のデューティ比を制御する。

次に、スコロトロン型帯電器２９により帯電させられる感光体ドラム２７の表面電位の変化について図５を用いて説明する。図５は、感光体ドラム２７の表面電位と、スコロトロン型帯電器２９による帯電時間との関係を示すグラフである。

スコロトロン型帯電器２９により感光体ドラム２７表面の帯電が開始されると、図５に示すように、例えば、グリッド電極２９ａの電位がＸであり、感光体ドラム２７表面の電位がＡである場合には、感光体ドラム２７の表面電位は上昇し、充分長時間の帯電を行った場合には、感光体ドラム２７の表面電位は、グリッド電極２９ａの電位に到達する。

ところで、帯電時間が充分ではないため、帯電後の感光体ドラム２７の表面電位は帯電前の感光体ドラム２７の表面電位Ａからグリッド電極２９ａの電位Ｘの間の電位であるＣまでしか上昇しない。このため、帯電前の感光体ドラム２７の表面電位がＡよりも低い電位のＢであって、グリッド電極２９ａの電位が一定である場合には、帯電後の感光体ドラム２７の電位はＤとなり、帯電前の感光体ドラム２７の表面電位がＡの場合よりもδだけ低い電位となってしまう。

このため、本実施形態においては、複数の抵抗器９５ａ〜９５ｅにより、グリッド電極２９ａの電位を変化させることにより、帯電前の感光体ドラム２７の表面電位が異なる場合であっても、帯電後の感光体ドラム２７の表面電位が同じになるようにしている。

即ち、帯電前の感光体ドラム２７の表面電位が低い場合（例えば、電位がＢである場合）には、グリッド電極２９ａの電位を上昇させて、より早く感光体表面の電位が上昇するようにするので、帯電後の感光体ドラム２７の表面電位はＣとなるのである。この結果、感光体ドラム２７の表面を均一に帯電させることができる。

ここで、本発明における帯電手段は、本実施形態における制御装置７０、ＰＷＭ信号平滑回路９１、トランスドライブ回路９２、昇圧・整流回路９３、定電圧回路９４、グリッド電極２９ａ、および放電ワイヤ２９ｂが該当する。

また、電荷量補正手段は、抵抗器９５ａ、９５ｂ、クリーニングブラシ５１、および分岐点９７からクリーニングブラシ５１までの経路が該当する。
ここで、本発明における帯電手段は、本実施形態におけるグリッド電極２９ａ、および放電ワイヤ２９ｂが該当する。

そして、分圧手段は、抵抗器９５ａ、９５ｂが該当する。
また、表面接触手段およびクリーニング手段は、クリーニングブラシ５１が該当する。
以上のように詳述したプリンタ１においては、帯電領域において感光体ドラム２７表面との間で放電を行ない感光体ドラム２７の表面を帯電させるための放電ワイヤ２９ｂと、感光体ドラム２７表面と放電ワイヤ２９ｂとの間に配置され、両者間（感光体ドラム２７表面と放電ワイヤ２９ｂとの間）に流れる電流を制御するためのグリッド電極２９ａと、未帯電領域における感光体ドラム２７表面の電位を検知するためのクリーニングブラシ５１と、検知された感光体ドラム２７表面の電位の検知結果に応じて、グリッド電極２９ａの電位を変動させ、感光体ドラム２７の表面を帯電させるときの電荷量を補正する抵抗器９５ａ〜９５ｅと、を備えている。ここで、グリッド電極２９ａを流れる電流の一部は、分岐点９７によりクリーニングブラシ５１側に分流されており、抵抗器９５ａ〜９５ｅは、このクリーニングブラシ５１側に分流させた電流量に応じて感光体ドラム２７表面の電位を自然に検知するよう構成されている。

従って、スコロトロン型帯電器２９による帯電前の感光体ドラム２７表面の電位にばらつきがある場合であっても、感光体ドラム２７表面を帯電する時間を長くすることなく、スコロトロン型帯電器２９による帯電後に感光体ドラム２７表面を均一に帯電することができる。

また、電荷量補正部９０は、分岐点９７にてグリッド電極２９ａを流れる電流の一部をクリーニングブラシ５１側に分流するので、クリーニングブラシ５１に電流を供給するための電源を不要にすることができる。

さらに、グリッド電極２９ａの電位を変動させるだけで感光体ドラム２７表面に与える電荷量を制御することができるので、電荷量の制御を容易にすることができる。
次に、感光体ドラム２７の表面は、所定の周長を有する無端構造であると共に、画像形成時に周方向に回転駆動される構成であって、スコロトロン型帯電器２９は、回転駆動される感光体ドラム２７表面がスコロトロン型帯電器２９により帯電可能な帯電領域を通過するときに感光体ドラム２７表面を帯電させる。そして、クリーニングブラシ５１は、帯電領域近傍であって感光体ドラム２７の回転方向上流側に位置する未帯電領域に接触して配置されている。

従って、帯電領域の近傍に未帯電領域が位置しているので、未帯電領域から帯電領域まで領域において、感光体ドラム２７表面に電気的な影響を与えないようにすることができる。このため、電荷量の補正を良好に行うことができる。

また、制御装置７０は、抵抗器９５ａ〜９５ｅにより検知される感光体ドラム２７表面の電位に応じてグリッド電極２９ａの電位が所定の値になるように制御するよう構成されている。

従って、帯電前の感光体ドラム２７表面の電位がある値である場合には、感光体ドラム２７表面を帯電させる際に基準となるグリッド電極２９ａの電位を、帯電前の感光体ドラム２７表面の電位に対応した一定電位になるよう制御することができる。

さらに、クリーニングブラシ５１を使用して感光体ドラム２７表面の電位を検知するよう構成されている。
従って、クリーニングブラシ５１により帯電前の感光体ドラム２７表面の電位を確実に検知することができる。

さらに、クリーニングブラシ５１は、感光体ドラム２７の表面電位を検知するため、およびの感光体ドラム２７表面をクリーニングするために使用されている。
従って、各機能を有する部品をそれぞれ配置する場合と比較して、部品の数を減らすことができる。

また、放電ワイヤ２９ｂ、およびグリッド電極２９ａには、未帯電領域における感光体ドラム２７の表面の電位よりも高電位になるような電圧が印加され、このプリンタ１は、現像剤として正帯電性のトナーを使用して画像を形成するよう構成されている。そして、電荷量補正部９０は、クリーニングブラシ５１に供給される電流に応じて、未帯電領域における感光体ドラム２７の表面の電位よりも高電位になるような電圧を印加し、クリーニングブラシ５１により感光体ドラム２７表面に付着した紙粉を除去するよう構成されている。

従って、クリーニングブラシ５１により感光体ドラム２７表面に付着した紙粉を良好に除去することができる。
また、感光体ドラム２７の周回速度は、帯電領域通過後の感光体ドラム２７表面の電位が、帯電領域通過前の電位とグリッド電極２９ａの電位との間の中間電位に達するような一定速度に設定されている。

従って、高速で感光体ドラム２７を回転させても、帯電後の感光体ドラム２７表面の電位を一定にすることができる。
また、抵抗器９５ａ〜９５ｅは、グリッド電極２９ａの電位と予め定められた基準電位との電位差を表すグリッド電圧を分圧するよう構成されており、特に、抵抗器９５ａおよび９６ｂの分圧点からクリーニングブラシ５１に電流を供給することにより、グリッド電極２９ａの電位を変動させるよう構成されている。

従って、クリーニングブラシ５１に供給する電流が変動すると、自然にグリッド電極２９ａの電位が変動するよう構成することができ、電流を監視する装置等が不用となるので、プリンタ１を簡単な構成にすることができる。

なお、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
例えば、本実施形態では、感光体ドラム２７とは非接触にて感光体ドラム２７の表面を帯電させるスコロトロン型帯電器２９を採用したが、感光体ドラム２７の表面に接触して感光体ドラム２７の表面の帯電させるよう構成してもよい。この場合には、ローラやブラシ等を感光体表面に接触させて感光体ドラム２７を帯電させればよい。

また、本実施形態においては、複数の抵抗器９５ａ、９５ｂに流れる電流が変化すれば、自然にグリッド電極２９ａの電位が変化するよう構成したが、特にこのように構成する必要はなく、例えば、帯電前の感光体ドラム２７の表面電位をセンサにより検知し、この検知結果に基づいて、制御装置７０がグリッド電極２９ａの電位を変化させるように構成してもよい。この場合には、制御装置７０は、例えば、センサによる検知結果に基づいて、抵抗器９５ｃや９５ｄ等の抵抗値を変化させる構成が考えられる。

さらに、本実施形態においては、クリーニングブラシ５１を感光体表面に接触させて、感光体ドラム２７の表面電位を検知するよう構成したが、ブラシに限らず、ローラやブレード等であってもよい。また、非接触型のセンサにより感光体表面の電位を検知してもよい。

また、複数の抵抗器９５ａ〜９５ｅの接続方法は、図４に記載のような接続方法に限られるものではなく、例えば、図６に示すようにしてもよい。
即ち、図６に示すように、抵抗器９５ｆ〜抵抗器９５ｈを直列に接続し、抵抗器９５ｆ側の端子をグリッド電極２９ａに接続し、抵抗器９５ｈ側の端子を接地させる。この状態で、抵抗器９５ｆと抵抗器９５ｇとの接続点からクリーニングブラシ５１へ流される電流を取り出し、抵抗器９５ｇと抵抗器９５ｈとの接続点から制御装置に帰還する電流を取り出すよう構成する。

このようにしても、同様の効果が得られる。

レーザプリンタを示す概略断面図である。 レーザプリンタを構成するスキャナユニットの一部を示す模式図である。 プリンタに内蔵された各部の電気的な結合関係を示すブロック図である。 電荷量補正部およびその周辺に位置する各部を模式的に示す説明図である。 感光体ドラムの表面電位と、スコロトロン型帯電器による帯電時間との関係を示すグラフである。 抵抗器の接続方法の変形例を示す説明図である。

１…プリンタ、５…画像形成部、１６…スキャナユニット、１７…プロセスユニット、１８…定着ユニット、２６…ドラムカートリッジ、２７…感光体ドラム、２８…現像カートリッジ、２９…スコロトロン型帯電器、２９ａ…グリッド電極、２９ｂ…放電ワイヤ、３０…転写ローラ、３１…現像ローラ、３４…トナーボックス、５１…クリーニングブラシ、７０…制御装置、７８…モータ駆動部、７９…画像形成制御部、８１…信号入力部、９０…電荷量補正部、９１…ＰＷＭ信号平滑回路、９２…トランスドライブ回路、９３…昇圧・整流回路、９４…定電圧回路、９５ａ〜９５ｅ…抵抗器、９６…ダイオード。

Claims (7)

1. 感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段とを備え、
   前記帯電手段により帯電された感光体に静電潜像を形成し、前記感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像し、前記現像剤により現像された可視像を被記録媒体に転写する画像形成装置であって、
   前記感光体の表面は、所定の周長を有する無端構造であると共に、画像形成時に周方向に回転駆動され、
   前記帯電手段は、前記回転駆動される感光体表面が前記帯電手段により帯電可能な帯電領域を通過するときに前記感光体表面を帯電させる構成であって、
   当該帯電手段は、
   前記帯電領域において前記感光体表面との間で放電を行ない前記感光体の表面を帯電させるための放電電極と、
   前記感光体表面と前記放電電極との間に配置され、両者間に流れる電流を制御するためのグリッド電極と、を備え、
   当該画像形成装置は、さらに、
   前記帯電領域近傍であって前記感光体の回転方向上流側に位置する未帯電領域の電位を検知し、その検知結果に応じて、前記グリッド電極の電位を変動させることによって前記帯電手段が前記感光体の表面を帯電させるときの電荷量を補正する電荷量補正手段を備え、
   当該電荷量補正手段は、
   前記未帯電領域において感光体表面に接触するよう配置された表面接触手段を備え、前記表面接触手段を使用して前記感光体表面の電位を検知し、
   前記グリッド電極を流れる電流の一部を前記表面接触手段側に分流し、前記表面接触手段側に分流させた電流量に応じて前記感光体表面の電位を検知すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電手段は、前記電荷量補正手段により検知される感光体表面の電位に応じて、前記グリッド電極の電位が所定の値になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記表面接触手段は、前記感光体表面をクリーニングするためのクリーニング手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記被記録媒体は紙からなり、
   前記現像剤は正帯電性のトナーからなり、
   前記帯電手段は、前記放電電極、および前記グリッド電極に、前記未帯電領域における感光体の表面の電位よりも高電位になるような電圧を印加し、
   前記電荷量補正手段は、前記クリーニング手段に、前記未帯電領域における感光体の表面の電位よりも高電位になるような電圧を印加し、前記クリーニング手段により前記感光体表面に付着した紙粉を除去すること
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記電荷量補正手段は、前記グリッド電極の電位と接地電位を表す基準電位との電位差を表すグリッド電圧を分圧する分圧手段を備え、前記分圧手段の分圧点から前記表面接触手段に電流を供給することにより、前記グリッド電極の電位を変動させることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記分圧手段は、複数の抵抗からなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体の周回速度は、前記帯電領域通過後の感光体表面の電位が、前記帯電領域通過前の電位と前記グリッド電極の電位との間の中間電位に達するような一定速度に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像形成装置。

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