JP4571876B2 - 画像形成装置、画像形成方法および画像形成プログラム - Google Patents

Description

感光体ドラムに帯電させる感光体帯電部と、当該感光体帯電部に交流と直流の重畳バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路とからなる画像形成装置、画像形成方法および画像形成プログラムに関する。

従来の技術では、プリンタなどの画像形成装置に含まれる感光ドラム上を均一帯電するため様々な方法がとられている。例えば、特許文献１（特開２００３−３０２８１４号公報）には、感光体ドラムの表面にコロナ放電を行うことにより、表面電位を均一に帯電させるとともに耐環境性を考慮した方法が開示されている。

また、感光体表面にＡＣ（交流）帯電電圧を出力する感光体帯電装置を用いる方法では、その使用状況下におけるＡＣ帯電電流を検出し、ＡＣ帯電電流の必要電流を出力するように制御を行っていた。

しかし、ＡＣ帯電電圧は高圧電圧となるので、感光体に全てＡＣ帯電電流が流れ込まず、帯電出力の経路及び経路周辺の浮遊容量を経由して流れる。このため、この浮遊容量を介したＡＣ電流と感光体に流れるＡＣ電流とを合計したＡＣ帯電電流を検出しており、感光体に流れる正しい電流を検出することはできないという問題があった。更に、ＡＣ帯電電流の検出は、ある固定のＡＣ帯電電圧の周波数に対応した簡単な構成をとっていた。このため、プリントスピードの変化に伴い感光体ドラムの回転速度が変化すると、ＡＣ帯電電圧の周波数もそれに伴って変化し、感光体に流れる正確なＡＣ帯電電流を検出することはできなかった。

特開２００３−３０２８１４号公報

そこで、この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、浮遊容量を経由して流れるＡＣ電流を無視できることによって、感光体に流れるより正確なＡＣ帯電電流を検出でき、さらに、プリントスピードの変化に対応した適切なＡＣ帯電電流を出力することが可能な画像形成装置、画像形成方法および画像形成プログラムを提供することを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、感光体ドラムを帯電させる交流電圧の周波数を表す複数の交流帯電周波数にそれぞれ対応し、前記感光体ドラムに流れる交流帯電電流を検出する複数の帯電電流検出手段と、プリントスピードが変更されたプリントの開始が指示されたときに、複数の前記帯電電流検出手段のうち、変更された前記プリントスピードに応じて定められる交流帯電周波数に対応する前記帯電電流検出手段をプリント開始前に選択する選択手段と、選択された前記帯電電流検出手段により検出された前記交流帯電電流に基づいて前記交流電圧の設定を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、前記帯電電流検出手段は、前記感光体ドラムとＧＮＤとの間に接続され、前記感光体ドラムとＧＮＤとの間に流れる交流帯電電流を検出すること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、感光体ドラムを帯電させる交流電圧の周波数を表す複数の交流帯電周波数にそれぞれ対応し、前記感光体ドラムに流れる交流帯電電流を検出する複数の帯電電流検出手段を備える画像形成装置で実行される画像形成方法であって、プリントスピードが変更されたプリントの開始が指示されたときに、複数の前記帯電電流検出手段のうち、変更された前記プリントスピードに応じて定められる交流帯電周波数に対応する前記帯電電流検出手段をプリント開始前に選択する選択工程と、選択された前記帯電電流検出手段により検出された前記交流帯電電流に基づいて前記交流電圧の設定を制御する制御工程と、を含んだことを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、感光体ドラムを帯電させる交流電圧の周波数を表す複数の交流帯電周波数にそれぞれ対応し、前記感光体ドラムに流れる交流帯電電流を検出する複数の帯電電流検出手段を備える画像形成装置に、プリントスピードが変更されたプリントの開始が指示されたときに、複数の前記帯電電流検出手段のうち、変更された前記プリントスピードに応じて定められる交流帯電周波数に対応する前記帯電電流検出手段をプリント開始前に選択する選択手順と、選択された前記帯電電流検出手段により検出された前記交流帯電電流に基づいて前記交流電圧の設定を制御する制御手順と、を実行させるための画像形成プログラムである。

請求項１、３および４にかかる発明によれば、感光体ＧＮＤ（接地）から装置ＧＮＤへ流れるＡＣ帯電電流を検出するので、浮遊容量を経由して流れるＡＣ電流を無視することができるとともに感光体に流れるより正確なＡＣ帯電電流を検出することが可能となる。

また、請求項１、３および４にかかる発明によれば、ＡＣ帯電電圧の周波数変化に対応したＡＣ帯電電流を検出するので、プリントスピードの変化に対応した適切なＡＣ帯電電流を出力することが可能となる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、画像形成方法および画像形成プログラムの実施例を詳細に説明する。なお、本発明に係る画像形成方法および画像形成プログラムの一例としてプリンタ装置を採用した場合について実施例１で説明した後に、本発明に含まれる他の実施例を説明する。

以下の実施例１では、本発明に係る画像形成装置の一例としてプリンタ装置の概要および特徴を説明した後に、実施例１の効果を説明する。

［概要および特徴（実施例１）］
まず最初に、図１〜図６を用いて、実施例１にかかるプリンタ装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係るプリンタ装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施例１に係るプリンタ装置の概要を示す図である。図３は、従来のＡＣ帯電の電流回路を示す図である。図４は、実施例１に係るＡＣ帯電電流検出回路を含んだプリンタ装置の電源回路を示す図である。図５は、実施例１に係るＡＣ帯電電流とＡＣ帯電電圧の周波数を示す図である。図６は、実施例１に係るＡＣ帯電電流検出回路を単数含んだプリンタ装置の電源回路を示す図である。図１に示すように、プリンタ装置は、作像部１．１と、定着部１．２と、書込部１．３と、表示部１．４と、ＲＯＭ１．５と、Ｉ／Ｆ部１．６とで構成される。

作像部１．１は、各色感光体ドラム，トナー供給部を備え、感光体ドラム上の画像を記録紙上に転写する。定着部１．２は、転写紙に転写された画像を定着させる。書込部１．３は、レーザーダイオードにより、感光体ドラムにレーザーを照射し、感光体ドラム上にトナーを付着させる部分とトナーを付着させない部分を制御しており、感光体ドラム上に画像を作像している。操作部１．４はユーザ又は作業者が、プリンタの状態を設定する為の部分である。ＲＯＭ１．５は、プリンタの制御するためのプログラム及び固定パラメータが記憶保持されている。Ｉ／Ｆ部１．６は、外部とのインターフェースを制御している部分で、外部からの印字データ等の入出力データを制御している。コントローラ１．７は、プリンタ装置を制御する部分であり、ＣＰＵも含まれ、バスを介して各部を制御している。

図２に示すように、作像部１．１では、感光ドラム２．５は、その回転過程で帯電装置２．１による所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、次いで書込部１．３による像露光を受ける。これにより感光ドラム表面に静電潜像が形成される。次に、現像装置２．２は、トナーを感光体表面に付着するように電圧を印加しており、感光体表面の潜像された部分との電圧差により、感光体ドラム表面にトナーが付着する。次に、転写装置２．３は、トナーを吸い寄せる方向となる様に電圧が印加されており、電圧差により感光体表面に付着したトナーを記録紙又は転写ベルト等へ転写する。転写しきれず、感光体表面に残ったトナーは、クリーニング装置２．４にて取り除かれる。

ここで、帯電装置２．１は、感光体ドラム２．５に帯電させるためのＡＣ帯電回路を持つ。従来のＡＣ帯電回路（図３参照）においては、ＡＣ帯電電流Ｉｂが、帯電経路の浮遊容量を経由して流れるため、感光体にＡＣ帯電電流が全て流れず、ＡＣ帯電電流を正確に検出することができなかった。また、ＡＣ帯電電流Ｉｂは、高圧電圧印加経路の長さ、周辺の板金の状況により電流の大きさが異なり、ＡＣ電圧の大きさおよびＡＣ周波数によっても流れる電流が変化することを無視できなくなることがある。

このような概要を有するプリンタ装置は、上記した帯電装置で行われる感光体ドラムへの帯電処理の際のＡＣ帯電電流の検出に主たる特徴があり、具体的には、図４に示すように、感光体ＧＮＤからＡＣ帯電電流検出回路４．１を経由して装置ＧＮＤに流れるＡＣ帯電電流Ｉａを、より正確なＡＣ帯電電流として検出する。また、感光体ＧＮＤの電圧は、十分小さくなるようにＡＣ帯電電流検出回路の定数を考慮しており、感光体ＧＮＤの部分から浮遊容量へＡＣ帯電電流が流れ込まないようにしている。このことから、浮遊容量を経由して流れるＡＣ電流を無視することができるとともに感光体に流れるより正確なＡＣ帯電電流を検出することが可能となる。

さらに、ＡＣ帯電周波数が変更となる場合は、制御基板からの制御信号により、ＳＷ４．１．１を切り替えるようにしており、ＡＣ帯電周波数に適したＡＣ帯電電流検出回路を選択する。本構成では、ＡＣ帯電電流検出回路の信号は、どの回路もＡＣ帯電電流と帰還電圧の関係おいて同一である。なお、ＡＣ帯電電流検出回路の回路数を増やすことによりＡＣ帯電周波数の種類に対応することができる。このことから、プリントスピードの変化に対応した適切なＡＣ帯電電流を出力することが可能となる。

また、図５に示すように、ＡＣ帯電電流とＡＣ帯電電圧とＡＣ周波数は、ＡＣ周波数の違いはあるが比例関係にあるので、例えば、図６示すような、ＡＣ帯電電流検出回路が１つの回路においてＡＣ帯電電流検出を行う場合は、ＡＣ帯電電流と帰還電圧の関係式をＡＣ周波数の種類の数だけ備えるようにしてもよい。これにより、回路の増大を抑えることが可能となる。

［ＡＣ帯電電圧設定制御処理（実施例１）］
次に図７および図８を用いて、実施例１に係るプリンタ装置の線速を変更した場合のＡＣ帯電電圧設定制御処理の流れを説明する。図７は、実施例１に係るプリンタ装置の線速を変更した場合のＡＣ帯電電圧設定制御処理の流れを示すフローチャートである。図８は、実施例１に係る数式を示す図である。

同図に示すように、プリント開始指示があると（ステップＳ７０１肯定）、コントローラ部１．７は、プリント開始前に、ＡＣ帯電周波数の選択情報により、ＡＣ帯電電流検出設定を行う（ステップＳ７０２）。例えば、１ｍＡの交流電流が流れたときに、ＡＣ帯電電流検出回路ではＶの電圧が出力されるように、ＡＣ帯電電流検出回路にあらかじめ設定しておく。

続いて、ＡＣ帯電電流を流すと、上記の設定（ステップＳ７０２）を受けたＡＣ帯電電流検出回路４．１では、感光体に流れるＡＣ帯電電流に比例した直流電圧が検出される（ステップＳ７０３〜Ｓ７０６）。例えば、ＡＣ帯電電流：Ｘを流したい場合、ＡＣ帯電電圧：ＡとＡＣ帯電電圧：Ｂの時のそれぞれのＡＣ帯電電流：ａ、ｂを検出する。この関係から、電圧に対する電流の増加量を算出する（ステップＳ７０７）。ここで、電流の増加量：ΔＩは、図８に示す数式（１）となる。続いて、ＡＣ帯電電流：Ｘを流したい場合のＡＣ帯電電圧：Ｙは、図８に示す数式（２）となる。コントローラ部１．８は、算出したＡＣ帯電電圧：Ｙを、次回のＡＣ帯電電圧設定制御までＲＯＭ１・５に保存して、ＡＣ帯電電圧設定制御処理を終了する。

［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１によれば、感光体ＧＮＤ（接地）から装置ＧＮＤへ流れるＡＣ帯電電流を検出するので、浮遊容量を経由して流れるＡＣ電流を無視することができるとともに感光体に流れるより正確なＡＣ帯電電流を検出することが可能となる。

また、実施例１によれば、ＡＣ帯電電圧の周波数変化に対応したＡＣ帯電電流を検出するので、プリントスピードの変化に対応した適切なＡＣ帯電電流を出力することが可能となる。

また、実施例１によれば、ＡＣ帯電電流を所定のＡＣ帯電電流となるようにＡＣ帯電電圧を再設定するので、より精度良く感光ドラム上を均一帯電させることが可能となる。

また、実施例１によれば、ＡＣ帯電電流をプリント前に再設定することにより、帯電ムラのないプリント画像を出力することが可能となる。

ところで、上述した実施例１では、画像形成装置の一例としてプリンタ装置について説明したが、以下の実施例２では、図９を用いて、本発明に係る画像形成装置のハードウェア構成について説明する。図９は、実施例２に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

同図に示すように、この画像形成装置は、コントローラ１０とエンジン部（Engine）６０とをＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスで接続した構成となる。コントローラ１０は、複合機１全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ１０は、ＣＰＵ１０．１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１０．３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１０．２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１０．４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１０．７と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０．６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０．８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１０．３とＡＳＩＣ１０．６との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス１０．５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１０．２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０．２ａと、ＲＡＭ(Random Access Memory)１０．２ｂとをさらに有する。

ＣＰＵ１０．１は、複合機１の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１０．３、ＭＥＭ−Ｐ１０．２およびＳＢ１０．４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ１０．３は、ＣＰＵ１０．１とＭＥＭ−Ｐ１０．２、ＳＢ１０．４、ＡＧＰ１０．５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１０．２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ１０．２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１０．２ａとＲＡＭ１０．２ｂとからなる。ＲＯＭ１０．２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１０．２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ１０．４は、ＮＢ１０．３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１０．４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１０．３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ１０．６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰ１０．５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１０．８およびＭＥＭ−Ｃ１０．７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１０．６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１０．６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１０．７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）と、エンジン部６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１０．６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Fax Control Unit）３０、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）４０、ＩＥＥＥ１３９４（the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）インターフェース５０が接続される。

ＭＥＭ−Ｃ１０．７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０．８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰ１０．５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１０．２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置、画像形成方法および画像形成プログラムは、感光体に流れるより正確なＡＣ帯電電流を検出する場合に有用であり、特に、プリントスピードの変化に対応した適切なＡＣ帯電電流を出力することに適している。

実施例１に係るプリンタ装置の構成を示すブロック図である。 実施例１に係るプリンタ装置の概要を示す図である。 従来のＡＣ帯電の電流回路を示す図である。 実施例１に係るＡＣ帯電電流検出回路を含んだプリンタ装置の電源回路を示す図である。 実施例１に係るＡＣ帯電電流とＡＣ帯電電圧の周波数を示す図である。 実施例１に係るＡＣ帯電電流検出回路を単数含んだプリンタ装置の電源回路を示す図である。 実施例１に係るプリンタ装置の線速を変更した場合のＡＣ帯電電圧設定制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１に係る数式を示す図である。 実施例２に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

符号の説明

１．１ 作像部
１．２ 定着部
１．３ 書込部
１．４ 表示部
１．５ ＲＯＭ
１．６ Ｉ／Ｆ部
１．７ コントローラ部
２．１ 帯電装置
２．２ 現像装置
２．３ 転写装置
２．４ クリーニング装置
２．５ 感光ドラム
１０ コントローラ
１０．１ ＣＰＵ
１０．２ システムメモリ
１０．２ａ ＲＯＭ
１０．２ｂ ＲＡＭ
１０．３ ノースブリッジ
１０．４ サウスブリッジ
１０．５ ＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）
１０．６ ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）
１０．７ ローカルメモリ
１０．８ ＨＤＤ（Hard Disk Drive）

Claims (4)

1. 感光体ドラムを帯電させる交流電圧の周波数を表す複数の交流帯電周波数にそれぞれ対応し、前記感光体ドラムに流れる交流帯電電流を検出する複数の帯電電流検出手段と、
   プリントスピードが変更されたプリントの開始が指示されたときに、複数の前記帯電電流検出手段のうち、変更された前記プリントスピードに応じて定められる交流帯電周波数に対応する前記帯電電流検出手段をプリント開始前に選択する選択手段と、
   選択された前記帯電電流検出手段により検出された前記交流帯電電流に基づいて前記交流電圧の設定を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電電流検出手段は、前記感光体ドラムとＧＮＤとの間に接続され、前記感光体ドラムとＧＮＤとの間に流れる交流帯電電流を検出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 感光体ドラムを帯電させる交流電圧の周波数を表す複数の交流帯電周波数にそれぞれ対応し、前記感光体ドラムに流れる交流帯電電流を検出する複数の帯電電流検出手段を備える画像形成装置で実行される画像形成方法であって、
   プリントスピードが変更されたプリントの開始が指示されたときに、複数の前記帯電電流検出手段のうち、変更された前記プリントスピードに応じて定められる交流帯電周波数に対応する前記帯電電流検出手段をプリント開始前に選択する選択工程と、
   選択された前記帯電電流検出手段により検出された前記交流帯電電流に基づいて前記交流電圧の設定を制御する制御工程と、
   を含んだことを特徴とする画像形成方法。
4. 感光体ドラムを帯電させる交流電圧の周波数を表す複数の交流帯電周波数にそれぞれ対応し、前記感光体ドラムに流れる交流帯電電流を検出する複数の帯電電流検出手段を備える画像形成装置に、
   プリントスピードが変更されたプリントの開始が指示されたときに、複数の前記帯電電流検出手段のうち、変更された前記プリントスピードに応じて定められる交流帯電周波数に対応する前記帯電電流検出手段をプリント開始前に選択する選択手順と、
   選択された前記帯電電流検出手段により検出された前記交流帯電電流に基づいて前記交流電圧の設定を制御する制御手順と、
   を実行させるための画像形成プログラム。

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