JP4600401B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、転写体への転写電流制御に関する。

特許文献１には、シート材の抵抗が変化する場合でも、当該シート材への現像剤像の転写時において、転写体（転写ローラ）に流れる転写電流を所望値に設定して良好な転写を行うことを目的とした画像形成装置が開示されている。具体的には、像担持体（感光ドラム）と転写体との間の転写位置にまだシート材がないときに、電力供給手段から転写体に例えば負極性の転写電圧を印加しつつ、当該電力供給手段から転写体に流れる転写電流が所望値になるように定電流制御を行う。そして、その定電流制御時における転写電圧を第１の印加電圧として読み込んで定電流制御を一度停止させる。その後、シート材の先端が転写位置に到達したときに、上記第１の印加電圧を初期値として転写電圧を電力供給手段から転写体に印加しつつ、転写体に流れる転写電流を上記所望値にさせる定電流制御を再開させるようになっている。
特開平８−３１４２９５号公報

ところで、転写体への転写電圧の印加を常に行い続けるようにすると、例えば転写体に接触しつつシート材を搬送するベルトの劣化が早まるおそれがある。従って、シート材への現像剤像の転写時、即ち、シート材が転写位置に進入しているときだけ、転写体への転写電圧の印加を行うようにした画像形成装置が多い。このような画像形成装置では、一般に、シート材の先端が転写位置に到達する少し前に電力供給手段を起動させ、シート材が転写位置に到達する前に転写電圧を安定させるように設計されている。

しかし、この転写電圧の印加開始前において、既に帯電器によって正極性に帯電した感光体からの電流が転写体に流れ込み、転写体の電位が正極性側に持ち上げられた状態になることがある。そうすると、電力供給手段への起動指令が出されても当該電力供給手段を構成するトランスの昇圧動作が正常に行われなくなる。その後、シート材の先端が転写位置に進入する転写電圧の印加タイミングが到来したときには、感光体と転写体との間にシート材が介在することで、感光体と転写体との間のインピーダンスが大きくなり、感光体から転写体に流れ込む電流が低減する。その結果、上記トランスが昇圧動作可能となるが、トランスの昇圧動作が正常に行われていなかったために、電力供給手段からの転写電流が一時的に大きく変化する、いわゆるオーバーシュートが発生し、転写時に安定した転写電流を転写体に流すことができないという問題が生じ得る。上記特許文献１の発明も、第１の印加電圧を決定した後に、一度定電流制御を停止させ、転写時に再開する構成であるから、やはり同じ問題が生じ得る。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、安定した転写電流を転写体に流すことが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記帯電器によって帯電された前記像担持体に現像剤像を形成する現像器と、転写体と、被転写材を前記像担持体と前記転写体との間の転写位置へと移動させる移動機構と、前記転写体に電力を供給して、前記像担持体上の前記現像剤像を前記被転写材に転写させる電力供給手段と、前記転写体に供給される転写電流及び転写電圧のうち少なくともいずれか一方を検出可能な検出手段と、前記像担持体のうち前記帯電器によって帯電された帯電部位が前記転写位置に到達する前から、前記電力供給手段が駆動可能な基準値に応じた転写電流または転写電圧を前記電力供給手段から前記転写体に供給させる第１動作を継続し、前記被転写材が所定の位置に到達したときに、前記第１動作から切り替えて、前記検出手段の検出結果に基づき前記電力供給手段からの前記転写電流または前記転写電圧を第１目標値に維持する第２動作を実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記被転写材への現像剤像の転写を行わない期間において、前記検出手段の検出結果に基づき前記転写電流または前記転写電圧を第２目標値にする制御を行いつつ、前記電力供給手段が駆動したかどうかを判断し、前記電力供給手段が駆動していないと判断した場合には当該第２目標値を増加または減少させる一方で、前記電力供給手段が駆動したと判断した場合には当該現在の目標値を前記基準値として決定する第３動作を行う構成とされている。
なお、発明の「被転写材」には、用紙等のシート材だけでなく、中間転写ベルトや搬送ベルトも含まれる。

本発明には、次の発明Ａ，Ｂが含まれる。
（発明Ａ）「像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記帯電器によって帯電された前記像担持体に現像剤像を形成する現像器と、転写体と、被転写材を前記像担持体と前記転写体との間の転写位置へと移動させる移動機構と、前記転写体に電力を供給して、前記像担持体上の前記現像剤像を前記被転写材に転写させる電力供給手段と、前記転写体に供給される転写電流に応じた検出信号を出力する検出手段と、前記像担持体のうち前記帯電器によって帯電された帯電部位が前記転写位置に到達する前から、前記電力供給手段が駆動可能な基準値に応じた転写電流を前記電力供給手段から前記転写体に供給させる第１動作を継続し、前記被転写材が所定の位置に到達したときに、前記第１動作から切り替えて、前記検出手段からの前記検出信号に基づき前記電力供給手段からの前記転写電流を第１目標値に維持する定電流制御を行う第２動作を実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記被転写材への現像剤像の転写を行わない期間において、前記検出手段の検出結果に基づき前記転写電流を第２目標値にする制御を行いつつ、前記電力供給手段が駆動したかどうかを判断し、前記電力供給手段が駆動していないと判断した場合には当該第２目標値を増加または減少させる一方で、前記電力供給手段が駆動したと判断した場合には当該現在の目標値を前記基準値として決定する第３動作を行う構成とされている画像形成装置。」

（発明Ｂ）「像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記帯電器によって帯電された前記像担持体に現像剤像を形成する現像器と、転写体と、被転写材を前記像担持体と前記転写体との間の転写位置へと移動させる移動機構と、前記転写体に電力を供給して、前記像担持体上の前記現像剤像を前記被転写材に転写させる電力供給手段と、前記転写体に供給される転写電圧に応じた検出信号を出力する検出手段と、前記像担持体のうち前記帯電器によって帯電された帯電部位が前記転写位置に到達する前から、前記電力供給手段が駆動可能な基準値に応じた転写電圧を前記電力供給手段から前記転写体に供給する第１動作を継続し、前記被転写材が所定の位置に到達したときに、前記第１動作から切り替えて、前記検出手段からの前記検出信号に基づき前記電力供給手段からの前記転写電圧を第１目標値に維持する定電圧制御を行う第２動作を実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記被転写材への現像剤像の転写を行わない期間において、前記検出手段の検出結果に基づき前記転写電圧を第２目標値にする制御を行いつつ、前記電力供給手段が駆動したかどうかを判断し、前記電力供給手段が駆動していないと判断した場合には当該第２目標値を増加または減少させる一方で、前記電力供給手段が駆動したと判断した場合には当該現在の目標値を前記基準値として決定する第３動作を行う構成とされている画像形成装置。」

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第１動作において、前記検出手段の検出結果に基づき前記転写電流または前記転写電圧を前記基準値に維持する制御を行う。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第３動作において、前記検出手段の検出結果に基づき、前記転写電流または前記転写電圧が現在の第２目標値に安定しない場合には前記電力供給手段が駆動していないと判断し、前記転写電流または前記転写電圧が現在の第２目標値になっている場合には前記電力供給手段が駆動したと判断する。

第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記現像器は、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記被転写材への現像剤像の転写を行わない期間において、前記現像剤担持体を、前記像担持体から離間させる離間機構と、を有する。

＜第１の発明＞
像担持体の帯電部位が転写位置に到達する前に、既に、電力供給手段が正常に駆動可能な基準値（電力供給手段を構成するトランスが発振を継続できる電流値）に応じた転写電流または転写電圧を転写体に供給し続ける第１動作が継続して実行されている。これにより、被転写材が所定の位置に到達するまで、像担持体の帯電による転写体への流れ込み電流が抑制され電力供給手段が正常に駆動可能な状態を維持できる。従って、被転写材が所定の位置に到達した時には、オーバーシュートの発生を抑制することができる。

＜第２の発明＞
第１動作において、定電流制御により転写電流を、または、定電圧制御により転写電圧を電力供給手段が駆動可能な基準値に確実に維持することができる。

＜第３の発明＞
転写電流または転写電圧が第２目標値になるよう制御（定電流制御または定電圧制御）を行った結果、例えば転写電流または転写電圧が第２目標値に安定しないときには、未だ電力供給手段が正常に駆動していないと考えられる。そこで、上記第２目標値を変更（増加または減少）して、その変更後の第２目標値で上記制御を再度行う。そして、例えば転写電流または転写電圧が現在の第２目標値に安定した場合には、電力供給手段が正常に駆動している（電力供給手段を構成するトランスが正常に昇圧動作を行っている）と考えられるから、このときの第２目標値を、第１動作で使用する基準値として決定する。

＜第４の発明＞
像担持体から現像剤担持体が離間した状態では、像担持体の電位が帯電器による帯電に大きく依存するため、この像担持体から転写体への電流の流れ込み量が特に大きくなると思われる。従って、このように離間機構を備えた画像形成装置に特に本発明は有効である。

本発明の実施形態１を図１〜図７を参照しつつ説明する。
１．レーザプリンタの全体構成
図１は、本実施形態のレーザプリンタ（以下、「プリンタ１」という）の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側をプリンタ１の前側とする。

このプリンタ１（「画像形成装置」の一例）は、直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであって、図１に示すように、略箱型のケーシング２を備えている。ケーシング２の下部には、シート材４（「被転写材」の一例 例えば用紙など）が積載される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、バネ８の付勢によりシート材４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板９が設けられている。

給紙トレイ７の最上位のシート材４は、用紙押圧板９によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、ピックアップローラ１０と分離パッド１１との間に挟まれたときに１枚ごとに分離される。そして、この分離されたシート材４は、給紙ローラ１２によって、レジストレーションローラ１３へ送られる。レジストレーションローラ１３では、そのシート材４を所定のタイミング（以下、「第１タイミング」という）で、後方のベルトユニット１５上へ送り出す。

ベルトユニット１５は、一対の支持ローラ１６，１７間に架設される搬送用のベルト１８（「被転写材」の一例）を備える。そして、ベルト１８は、例えば後側の支持ローラ１７が回転駆動することで図１の反時計回り方向に循環移動し、そのベルト１８上に載せたシート材４を後方へ搬送する。これらの一対の支持ローラ１６，１７は、「移動機構」の一例である。
スキャナユニット２７は、画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光ドラム３１（「像担持体」の一例）の表面上に高速走査にて照射する。

プロセス部２５は、例えば、ブラック（ＢＫ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色に対応した４つの画像形成ユニット２６を備えている。各画像形成ユニット２６は、感光ドラム３１、スコロトロン型の帯電器３２及び現像カートリッジ３４等を備えて構成されている。なお、各画像形成ユニット２６は、いずれも同一構造である。
現像カートリッジ３４（「現像器」の一例）は、上部にトナー収容室３８が設けられ、その下側に供給ローラ３９、現像ローラ４０（「現像剤担持体」の一例）およびブレード４１が設けられている。各トナー収容室３８には、現像剤として、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色のトナー（現像剤）がそれぞれ収容されている。

トナーは、アジテータ４２によって攪拌されトナー収容室３８から放出され、供給ローラ３９の回転により現像ローラ４０に供給され、供給ローラ３９と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、ブレード４１と現像ローラ４０との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。
感光ドラム３１の表面は、上記帯電器３２により一様に正帯電される。その後、スキャナユニット２７からのレーザ光Ｌにより露光されて、シート材４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。なお、感光ドラム３１の回転軸３１ａは接地されている。

次いで、現像ローラ４０上に担持されているトナーが、感光ドラム３１の表面上の静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム３１の静電潜像は、可視像化された現像剤像とされる。その後、各感光ドラム３１の表面上に担持された現像剤像は、ベルト１８によって搬送されるシート材４が、感光ドラム３１と転写ローラ１９（「転写体」の一例）との間の各転写位置Ｘを通る間に、転写ローラ１９に印加される負極性の転写電圧Ｖによって、シート材４に順次転写される。こうして現像剤像が転写されたシート材４は、次いで定着器４３に搬送される。

定着器４３は、現像剤像を担持したシート材４を、加熱ローラ４４と加圧ローラ４５との間で挟んで搬送しながら加熱することにより、現像剤像をシート材４に定着させる。そして、熱定着されたシート材４は、定着器４３の斜め後上方に配置された搬送ローラ４６によりケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４７へ搬送され、この排紙ローラ４７により排紙トレイ５上に排出される。

更に、ケーシング２には、制御部５０及び離間機構５１が設けられている。制御部５０はプリンタ１の動作全般の制御を行う。離間機構５１は、上記制御部５０によって制御され、図２に示すように、モノクロ印刷時において、ブラック以外のシアン、マゼンタおよびイエローに対応する３つの現像カートリッジ３４を上方に移動させて、各感光ドラム３１から各現像ローラ４０を離間させる離間動作を行う。また、ベルトユニット１５の下方には、クリーニングユニット５３が配されている。このクリーニングユニット５３には、ベルト１８に接触して、当該ベルト１８上に残った現像剤を回収するクリーニングローラ５２が備えられている。離間機構５１は、このクリーニングユニット５３のクリーニング実行時には、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローに対応する全ての現像カートリッジ３４を上方に移動させて、各感光ドラム３１から各現像ローラ４０を離間させる離間動作を行う。

２．高圧制御装置の構成
上記制御部５０の制御基板上には、転写ローラ１９、現像ローラ４０、帯電器３２など、プリンタ１に備えられた各電気的負荷にそれぞれ印加するバイアス電圧を生成する高圧制御装置６０が搭載されている。図３には、このうち、転写ローラ１９への転写電圧Ｖを生成する構成部分が図示されている。同図に示すように、高圧発生回路６１（「電力供給手段」の一例）は、駆動回路６３及びトランス６４を備える。

駆動回路６３は、ＰＷＭ制御回路６２からのＰＷＭ信号Ｓ１を受け、このＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値（ディーティ比）に応じた発振電流を、トランス６４の１次側巻線６４Ａに流す。具体的には、駆動回路６３は、抵抗６５及びコンデンサ６６からなる積分回路と、スイッチ素子としてのトランジスタ６７，６８とを備える。積分回路は、ＰＷＭ制御回路６２からのＰＷＭ信号Ｓ１を積分してトランジスタ６７のベースに与える。このトランジスタ６７は、エミッタが第１電源（例えば＋３．３Ｖ）に接続され、コレクタがトランジスタ６８のベースに接続されている。このトランジスタ６８は、トランス６４の１次側巻線６４Ａに直列接続されている。

トランスの１次側巻線６４Ａは、第２電源（例えば＋２４Ｖ）と上記トランジスタ６８との間に接続されている。トランス６４の２次側巻線６４Ｂの両端には、第１コンデンサ６９及び第１ダイオード７０が直列接続されると共に、第２ダイオード７１及び第２コンデンサ７２が直列接続されている。２つのダイオード６９，７２は、転写ローラ１９からの転写電流Ｉの流れ方向が順方向とされている。そして、第１ダイオード７０と第１コンデンサ６９との接続点が出力抵抗７３を介して転写ローラ１９のローラ軸に接続されている。このような構成により、高圧発生回路６１は、第１コンデンサ６９の端子間電圧の２倍の電圧を生成する昇圧（チャージポンプ）回路として機能する。

更に、高圧制御装置６０は、電圧検出回路７４、電流検出回路７５（「検出手段」の一例）及びＰＷＭ制御回路６２を備える。電圧検出回路７４は、転写ローラ１９に印加される転写電圧Ｖに応じた検出信号Ｓ３を出力する。電流検出回路７５は、上記コンデンサ６９，７２とグランドとの間に接続される検出抵抗７５Ａを備え、転写ローラ１９に流れる転写電流Ｉに応じた検出信号Ｓ２を出力する。

ＰＷＭ制御回路６２（「制御手段」の一例）は、ＣＰＵを内蔵し、Ａ／Ｄポート６２Ｂに電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２を受け、この検出信号Ｓ２に基づくＰＷＭ値のＰＷＭ信号Ｓ１をＰＷＭポート６２Ａから駆動回路６３に出力する。本実施形態では、後述するように、感光ドラム３１上の現像剤像をシート材４に転写するとき（後述する第３タイミング以降）には、ＰＷＭ制御回路６２は電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２をフィードバックして、転写電流Ｉが所定の第１目標値Ｉｖ（例えば−１０〜−１１μＡ）になるようにＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を調整する、定電流制御（以下、「第２定電流制御」という。「第２動作」の一例）を高圧発生回路６１に対して実行する。なお、ＰＷＭ制御回路６２は、Ａ／Ｄポート６２Ｃに電圧検出回路７４からの検出信号Ｓ３を受ける。

３．高圧発生回路に生じる不具合について
さて、感光ドラム３１上の現像剤像をシート材４に転写するには、転写ローラ１９に転写電圧Ｖ（例えば−４００〜−６ｋＶ）を印加し、転写電流Ｉを第１目標値Ｉｖにする上記第２定電流制御を実行するわけであるが、この高レベルの転写電圧Ｖを常時、転写ローラ１９に印加し続けると、この転写ローラ１９に接触するベルト１８の劣化が早まってしまうおそれがある。従って、転写ローラ１９への転写電圧Ｖの印加を、感光ドラム３１上の現像剤像をシート材４に転写する転写時だけにして、これ以外の非転写時には極力行わないようにすることが望ましい。

図４には、感光ドラム３１、転写ローラ４０及び帯電器３２等の周辺構成を示す模式図である。なお、同図に示すように、感光ドラム３１には、除電ランプ４８及びクリーニングローラ４９が設けられている。感光ドラム３１のうち転写位置Ｘを通過した部分は、除電ランプ４８によって略０Ｖに除電される。クリーニングローラ４９は、感光ドラム３１に残った現像剤を回収するためのものであり、回収時には例えば−２００Ｖとされる。クリーニングローラ４９上の現像剤を排除する場合には、印刷時に例えば＋４００Ｖとして感光ドラム３１及びベルト１８を経由してクリーニングユニット５３で回収される。

高圧制御装置６０は、レジストレーションローラ１３によってシート材４が送り出される上記第１タイミングで、帯電器３２のワイヤにバイアス電圧（例えば＋５ｋ〜８ｋＶ）を印加すると共に、感光ドラム３１の回転駆動を開始する。これにより、感光ドラム３１のうち帯電器３２との対向位置が正極性に帯電（例えば＋８７０Ｖ）される。そして、この帯電器３２で最初に帯電された帯電部位Ｙは、感光ドラム３１の回転により、現像ローラ４０との対向位置を経て転写位置Ｘへと送られる。以下、感光ドラム３１のうち最初に帯電された帯電部位Ｙが、最初に転写位置Ｘに到達するタイミングを「第２タイミング」という。

ここで、仮に、上記第２タイミングの後、ベルト１８によって搬送されるシート材４の先端が、上記転写位置Ｘに到達する少し前のタイミング（以下、「第３タイミング」という）で初めて、高圧発生回路６１を起動させて上記第２定電流制御を開始する構成とすると次のような不具合が生じ得る。

この場合、上記第２タイミングにおいて、高圧発生回路６１（トランス６４）は未だ起動しておらず、転写ローラ１９には転写電圧Ｖ（例えば−４００〜−６ｋＶ）が印加されていない。その一方で、感光ドラム３１の上記帯電部位Ｙは、既に、転写ローラ１９との対向位置である転写位置Ｘに到達している。従って、正極性の感光ドラム３１からベルト１８を介して転写ローラ１９への電流Ｉ'（図３の一点鎖線、図５の一点鎖線参照）が流れ込み、その結果、転写ローラ１９の電位が正極側へと持ち上げられて、トランス６４による昇圧動作が正常に行われなくなるおそれがある。この原因について定かではないが、転写ローラ１９が正極側に持ち上げられることで、高圧発生回路６１の出力電位が正極側に持ち上げられ、これにより、もともと負極性電圧を印加するために構成された高圧発生回路６１のトランジスタ６８がＰＷＭ信号Ｓ１に応じて正常にオンオフできなくなることが一因と考えられる。

そして、図５の一点鎖線に示すように、第２タイミングから第３タイミングまでの間、トランス６４が駆動不能な状態が続き、その後、シート材４の先端が転写位置Ｘに到達したときには（第４タイミング）、そのシート材４の介在により感光ドラム３１と転写ローラ１９との間のインピーダンスが大きくなり、上記流れ込み電流Ｉ'が抑制され、転写ローラ１９の電位が０Ｖに近付く。その結果、突如、高圧発生回路６１のトランジスタ６８がＰＷＭ信号Ｓ１に応じて正常にオンオフできるようになり、トランス６４が昇圧動作可能となる。しかし、これまでトランス６４は正常に昇圧動作ができなかったために、転写ローラ１９に流れる転写電流Ｉが一時的に大きく変化する、いわゆるオーバーシュートが発生し、シート材４に実際に現像剤像を転写すべき第５タイミングにおいて、安定した転写電流Ｉを転写ローラ１９に流すことができず、画像品質の低下を招くおそれがある。

本実施形態では、前述したように、モノクロ印刷時には、シアン、マゼンタおよびイエローに対応する各感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙから、現像ローラ４０が離間する。但し、モノクロ印刷時でも、シアン、マゼンタおよびイエローに対応する各感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙも帯電器３２により帯電される。その理由は、帯電させることで各色のトナーがケーシング２内に飛散して、他の色の感光ドラム３１に付着することを防止するためである。また、シアン、マゼンタおよびイエローに対応する各転写ローラ１９にも転写電圧Ｖが印加される。これは、シート材４に転写されたブラックの現像剤像が、シアン、マゼンタおよびイエローの各転写位置Ｘで逆転写してしまうことを防止するためである。

ここで、各現像ローラ４０が感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙから離間したままでは、感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙの帯電部位Ｙは、＋８７０Ｖのままで転写位置Ｘへと送られる。これに対して、ブラックに対応する感光ドラム３１ｋは、現像バイアス（例えば＋４００〜５４０Ｖ）が印加された現像ローラ４０が常時圧接されているため、帯電器３２で帯電された感光ドラム３１ｋの帯電部位は、約４００Ｖ程度に帯電されて転写位置Ｘへと送られることになる。従って、感光ドラム３１ｋよりも、感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙから転写ローラ４０への流れ込み電流Ｉ'が多い。このため、転写位置Ｘにシート材４が到達したときには大きくオーバーシュートし、転写電圧Ｖが非常に高い負電圧となり、感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙの帯電部位Ｙが、除電ランプ４８で十分に除電されずに負極性に帯電（例えば−４００Ｖ）した状態でクリーニングローラ４９の対向位置へと送られる。そうすると、クリーニングローラ４９で回収された現像剤が感光ドラム３１ｃ，３１ｍ，３１ｙに電気的に引き付けられて、シート材４に印刷汚れとして現れるおそれがある。

４．本実施形態の制御
本実施形態では、上記不具合を解消するために、ＰＷＭ制御回路６２が図６に示す制御を実行する。即ち、感光ドラム３１の帯電部位Ｙが、最初に転写位置Ｘに到達する第２タイミングよりも前に、高圧発生回路６１を起動して、転写電流Ｉを駆動可能電流値Ｉlow（「基準値」の一例）に維持する第１定電流制御（「第１動作」の一例）を開始する。ここで、上記駆動可能電流値Ｉlowとは、トランス６４の昇圧動作（発振動作）を継続させるのに必要な転写電流値である。そして、この第１定電流制御を、第１タイミングから第３タイミングの直前まで継続し、第３タイミングになったときに上記第２定電流制御に移行する。従って、この第３タイミングでのシート材４の位置、即ち、シート材４の先端が転写位置Ｘの少し手前の位置が「所定の位置」の一例である。以下、具体的に説明する。

（１）駆動可能電流値の測定処理
本実施形態では、例えばプリンタ１の電源投入時や印刷要求の待機時など、非転写期間において、ＰＷＭ制御回路６２は図６に示す上記駆動可能電流値Ｉlowの測定処理を実行する。

まず、Ｓ１で第２目標値Ｉdを初期値Ｉminに設定する。そして、Ｓ２で感光ドラム３１の回転駆動と帯電器３２へのバイアス電圧の印加とを開始する。そして、Ｓ３で上記電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２に基づき、転写電流Ｉを初期値Ｉminにする定電流制御を試みる。具体的には、転写電流Ｉを初期値Ｉmin（例えば−０．５〜−１．５μＡ）にするためのパルス幅のＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路６３に与え、所定時間（例えば１００ｍｓ）待つ（Ｓ４）。そして、その所定時間経過後に、電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２に基づき実際の転写電流の値Ｉｃを取得する（Ｓ５）。

このＳ３，Ｓ４の動作は、感光ドラム３１のうち帯電器３２によって最初に帯電された帯電部位Ｙが転写位置Ｘに到達する前に開始される。その後、帯電部位Ｙが転写位置Ｘに通過する。そして、Ｓ６で上記実際の転写電流の値Ｉｃが現在の第２目標値Ｉdの上限Ｉthを超えている場合には（Ｓ６：Ｙ）、まだ、実際の転写電流の値Ｉｃが上記駆動可能電流値Ｉlowになっていないとみなし、Ｓ７，Ｓ８で現在の第２目標値ＩdにΔＩ（例えば−２．０〜−１．０μＡ）を加算して、より第１目標値Ｉｖに近づけるとともに、帯電器３２へのバイアス電圧の印加を停止させる（Ｓ９）。そして、Ｓ１０で所定時間（例えば１００ｍｓ）待って、Ｓ２に戻る。

そして、第２目標値Ｉdを徐々に上げていき、Ｓ６で上記実際の転写電流の値Ｉｃが現在の第２目標値Ｉdの上限Ｉth以下になった（転写電流の値Ｉｃが現在の第２目標値Ｉdの上限値と下限値との間に入った）場合には（Ｓ６：Ｎ）、感光ドラム３１から転写ローラ１９への流れ込み電流Ｉ'を抑制しつつ、実際の転写電流の値Ｉｃが、なおトランス６４で負極性の転写電圧Ｖを生成できる駆動可能電流値Ｉlowになっているとみなし、Ｓ１１で、このときの転写電流の値Ｉｃを、駆動可能電流値Ｉlowとして決定し、メモリ７６に記録して終了する。このＳ１からＳ１１までの一連の動作が「第３動作」の一例である。

このような構成であれば、周囲環境に応じて適切な駆動可能電流値Ｉlowを測定することができる。

（２）印刷処理
プリンタ１で印刷要求がされると、ＰＷＭ制御回路６２は図７に示す印刷処理を実行する。
まず、Ｓ２１で感光ドラム３１の回転駆動と帯電器３２へのバイアス電圧の印加とを開始する（図５の第１タイミング参照）。そして、その直後に、Ｓ２２で目標値を上記駆動可能電流値Ｉlowに設定し、Ｓ２３で電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２に基づき、転写電流Ｉを駆動可能電流値Ｉlowにする上記第１定電流制御を開始する。この第１定電流制御は、感光ドラム３１のうち帯電器３２によって最初に帯電された帯電部位Ｙが転写位置Ｘに到達する第２タイミングよりも前に開始される。

ここで、駆動可能電流値Ｉlowは、トランス６４の昇圧動作を可能とする最低レベルであり、転写時の第２定電流制御における第１目標値Ｉｖ（例えば−１０〜−１１μＡ）よりも絶対値が小さく、これに対応して第１定電流制御における転写電圧も第２定電流制御時の転写電圧（例えば−４００〜−６ｋＶ）よりも絶対値が小さい。従って、第１定電流制御時においてベルト１８の劣化を抑えることができる。

そして、Ｓ２４で所定時間（例えば１００ｍｓ）だけ待機した後に、Ｓ２５で印刷（転写）が終了したかどうかを判断する。なお、この判断は、例えばシート材４が例えばイエローに対応する最後の転写位置Ｘを抜けたことを検出する図示しないセンサからの信号に基づき行うことができる。

そして、まだ、印刷が終了していなければ（Ｓ２５：Ｎ）、Ｓ２６で、シート材４の先端が転写位置Ｘに到達する少し前の第３タイミングかどうかを判断する。なお、この第３タイミングかどうかの判断は、例えば上記第１タイミングで起動させたタイマの計時時間が、第１タイミングと第３タイミングとの時間差になったかどうかで行う。なお、この時間差は、レジストレーションローラ１３から転写位置Ｘより少し手前までの距離及びベルト１８の移動速度から算出できる。

上記第１定電流制御は、第３タイミングが到来するまで続行される。これにより、この間において、転写電流Ｉはほぼ駆動可能電流値Ｉlowに維持されるため、たとえ感光ドラム３１の正帯電した帯電部位が転写位置Ｙに到達したとしても転写ローラ１９の電位が大きく正極側に持ち上げられてトランス６４が昇圧動作できなくなることを防止できる。そして、第３タイミングが到来したときには（Ｓ２６：Ｙ）、定電流制御を続行したまま目標値を駆動可能電流値Ｉlowから上記第１目標値Ｉｖに変更する。即ち、第１定電流制御から第２定電流制御に移行する。従って、図５の実線に示すように、オーバーシュートをほとんど発生させることなく、第２定電流制御に移行させることができ、間もなく到来する第４タイミングでは転写電流Ｉが第１目標値Ｉｖにほぼ安定し、第５タイミングで安定した転写を行うことができる。

なお、Ｓ２５で印刷が終了すれば（Ｓ２５：Ｙ）、Ｓ２８で高圧発生回路６１を停止させて、転写ローラ１９への転写電圧Ｖの印加を終了させる。

＜実施形態２＞
図８は実施形態２を示す。前記実施形態１との相違は、ＰＷＭ制御回路６２が実行する印刷処理の内容にあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

プリンタ１で印刷要求がされると、ＰＷＭ制御回路６２は図８に示す印刷処理を実行する。まず、Ｓ３１で感光ドラム３１の回転駆動と帯電器３２へのバイアス電圧の印加とを開始する（図５の第１タイミング参照）。そして、Ｓ３２で予め決めた所定のＰＷＭ値（例えばデューティ比２０％）のＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路６３に出力する（「第１動作」の一例）。

この動作は、上記実施形態１のように電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２をフィードバックして定電流制御を行うのではなく、単に上記所定のＰＷＭ値（固定値）のＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路６３に与え続けるフォーワード制御である。また、同動作は、感光ドラム３１のうち帯電器３２によって最初に帯電された帯電部位Ｙが転写位置Ｘに到達する第２タイミングよりも前に開始される。なお、上記所定のＰＷＭ値は、感光ドラム３１の帯電部位Ｙが転写位置Ｘに到達してもトランス６４が正常に昇圧動作を継続できる転写電流Ｉの値に対応し、これは例えば上記実施形態１の図６の測定処理で測定されたものであっても、また、実験的に求められたものであってもよい。

ここで、上記ＰＷＭ値に対応する転写電流Ｉの値は、転写時の第２定電流制御における第１目標値Ｉｖ（例えば−１０〜−１１μＡ）よりも絶対値が小さく、これに対応してＳ３２〜Ｓ３４の動作における転写電圧も第２定電流制御時の転写電圧（例えば−４００〜６ｋＶ）よりも絶対値が小さい。従って、Ｓ３２〜Ｓ３４の動作時においてベルト１８の劣化を抑えることができる。

そして、Ｓ３３で所定時間（例えば１００ｍｓ）だけ待機し、上記第３タイミングが到来したときに（Ｓ３４：Ｙ）、Ｓ３５で転写電流Ｉを第１目標値Ｉｖにする第２定電流制御に移行する。その後、印刷が終了すれば（Ｓ３６：Ｙ）、Ｓ３７で高圧発生回路６１を停止させて、転写ローラ１９への転写電圧Ｖの印加を終了させる。

このような構成であっても、転写ローラ１９に本来の転写電圧Ｖを与えるべく第２定電流制御時においてオーバーシュートを抑えることができる。

＜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。
（１）「被転写材」には、シート材４以外に、濃度や転写位置調整のためのレジストレーションパターンが転写される搬送ベルトや中間転写ベルト（ベルト１８）であってもよい。

（２）上記実施形態では、転写電流の定電流制御を行う構成について説明したが、これに限らず、転写電圧を所定の目標値にする定電圧制御を行う構成であってもよい。具体的には、第１から第３タイミング直前までは転写電圧Ｖを、トランス６４が正常に昇圧動作可能なレベルに維持（「第１動作」の一例）し、第３タイミングが到来したときに、図３に示す電圧検出回路７４からの検出信号Ｓ３をフィードバックして、転写電圧を本来の目標値にする定電圧制御（「第２動作」の一例）を実行する構成である。

（３）上記実施形態では、「電力供給手段が（正常に）駆動した」かどうかの判断として、転写電流が第２目標値になっているかどうかで判断する構成とした。即ち、図６に示す駆動可能電流値の測定処理において、電流検出回路７５からの検出信号Ｓ２に基づき基準値を決定する構成としたが、これに限られない。例えば、転写電圧が、転写体に本来与えるべき極性側になったかどうかで判断する構成であってもよい。具体的には電圧検出回路７４からの検出信号Ｓ３に基づき転写電圧Ｖが負極性のときの転写電流Ｉを取得して、これを基準値とする構成であってもよい。つまり、図６においてＳ５に代えて検出回路７４からの検出信号Ｓ３に基づき転写電圧Ｖをモニタし、Ｓ６に代えてこの転写電圧Ｖが所定の負極性の値かどうかを判断し、所定の負極性の値であればそのときの転写電流Ｉを基準値とし、所定の負極性の値でなければ現在の第２目標値Ｉdを変更するようにする。更に、電力供給手段をオンオフさせるスイッチ素子に流れる電流が急激に変化していないかどうかで判断する構成であってもよい。具体的には、図３の高圧発生回路６１のトランジスタ６８に流れるコレクタ電流を監視し、このコレクタ電流の単位時間当たりの変化量が所定量以内であればそのときの転写電流Ｉを基準値とし、所定量を超えれば現在の第２目標値Ｉdを変更するようにする。なお、コレクタ電流を監視する方法としては、例えばトランジスタ６８に直列に検出用抵抗を設けて、この検出用抵抗の負荷電圧を監視すればよい。

本発明の実施形態１に係るプリンタの概略構成を示す側断面図（その１） 本発明の実施形態１に係るプリンタの概略構成を示す側断面図（その２） 転写ローラへのバイアス電圧を生成する構成部分のブロック図 感光ドラム、転写ローラ及び帯電器等の周辺構成を示す模式図 各タイミングにおける転写電流の変化を示すグラフ 駆動可能電流値の測定処理を示すフローチャート 印刷処理を示すフローチャート 実施形態２の印刷処理を示すフローチャート

１...プリンタ（画像形成装置）
４...シート材（被転写材）
１６，１７...支持ローラ（移動機構）
１８...ベルト（被転写材）
１９...転写ローラ（転写体）
３１...感光ドラム（像担持体）
３２...帯電器
３４...現像カートリッジ（現像器）
４０...現像ローラ（現像剤担持体）
５１...離間機構
６１...高圧発生回路（電力供給手段）
６２...ＰＷＭ制御回路（制御手段）
７５...電流検出回路（検出手段）
Ｉ...転写電流
Ｉｖ...第１目標値
Ｉd...第２目標値
Ｉlow...駆動可能電流値（基準値）
Ｓ２...検出信号
Ｖ...転写電圧
Ｘ...転写位置
Ｙ...帯電部位

Claims (4)

1. 像担持体と、
   前記像担持体を帯電させる帯電器と、
   前記帯電器によって帯電された前記像担持体に現像剤像を形成する現像器と、
   転写体と、
   被転写材を前記像担持体と前記転写体との間の転写位置へと移動させる移動機構と、
   前記転写体に電力を供給して、前記像担持体上の前記現像剤像を前記被転写材に転写させる電力供給手段と、
   前記転写体に供給される転写電流及び転写電圧のうち少なくともいずれか一方を検出可能な検出手段と、
   前記像担持体のうち前記帯電器によって帯電された帯電部位が前記転写位置に到達する前から、前記電力供給手段が駆動可能な基準値に応じた転写電流または転写電圧を前記電力供給手段から前記転写体に供給させる第１動作を継続し、前記被転写材が所定の位置に到達したときに、前記第１動作から切り替えて、前記検出手段の検出結果に基づき前記電力供給手段からの前記転写電流または前記転写電圧を第１目標値に維持する第２動作を実行する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記被転写材への現像剤像の転写を行わない期間において、前記検出手段の検出結果に基づき前記転写電流または前記転写電圧を第２目標値にする制御を行いつつ、前記電力供給手段が駆動したかどうかを判断し、前記電力供給手段が駆動していないと判断した場合には当該第２目標値を増加または減少させる一方で、前記電力供給手段が駆動したと判断した場合には当該現在の目標値を前記基準値として決定する第３動作を行う構成とされている画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記第１動作において、前記検出手段の検出結果に基づき前記転写電流または前記転写電圧を前記基準値に維持する制御を行う。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記第３動作において、前記検出手段の検出結果に基づき、前記転写電流または前記転写電圧が現在の第２目標値に安定しない場合には前記電力供給手段が駆動していないと判断し、前記転写電流または前記転写電圧が現在の第２目標値になっている場合には前記電力供給手段が駆動したと判断する。
4. 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であって、
   前記現像器は、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
   前記被転写材への現像剤像の転写を行わない期間において、前記現像剤担持体を、前記像担持体から離間させる離間機構と、を有する。

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