JP5013223B2 - 画像形成装置および帯電電圧検出方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置および帯電電圧検出方法に関し、詳しくは、画像形成装置において帯電器に印加する帯電電圧の検出に関する。

従来、画像形成装置において帯電器に印加する帯電電圧を検出する方法として、例えば、特許文献１に帯電電圧の生成に使用されるトランスの１次側の補助巻線によって検知する技術が開示されている。また、トランスの１次側の補助巻線によって検知する上記従来技術文献に記載された検知方法とは別に、トランスの２次側において分圧抵抗によって検出する方法がある。

特開２００６−０３０５５４号公報

しかしながら、上記補助巻線による方法においては、検出電圧の精度が高いといえず、帯電電圧の精度の高い制御が要求される場合には適切とはいえなかった。また、分圧抵抗によって検出する場合には、帯電電圧が高圧であるため、大型の分圧抵抗を使用する必要があり、回路が大型化するという不都合があった。そのため、回路の大型化を抑制しつつ、高い精度で帯電電圧を検出する方法が所望されていた。

本発明は、帯電電圧の検出回路の大型化を抑制しつつ、検出精度を向上させる画像形成装置および帯電電圧検出方法を提供するものである。

第１の発明に係る画像形成装置は、帯電器と、前記帯電器によって帯電される感光体と、前記帯電器に帯電電圧を印加する電圧出力回路と、前記帯電器によって帯電された前記感光体に現像剤を供給する現像器と、前記電圧出力回路および前記帯電器に対して並列に接続され、前記帯電電圧を分圧して前記現像器に印加する現像電圧を生成するシャント回路と、前記現像電圧を検出する現像電圧検出部と、前記現像電圧を調整するために前記シャント回路の抵抗値を制御する制御部であって、前記現像電圧検出部によって検出された検出値から前記帯電電圧を検出し、検出帯電電圧に基づいて前記電圧出力回路を制御する制御部とを備える。

本構成によれば、シャント回路によって帯電電圧から現像電圧を生成する構成をそのまま利用して、帯電電圧を検出できる。また、帯電電圧を分圧して生成される現像電圧の検出値から帯電電圧が検出される。そのため、検出回路の大型化を抑制しつつ、帯電電圧の検出精度を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記シャント回路に流れるシャント電流を検出するシャント電流検出回路をさらに備え、前記制御部は、前記検出帯電電圧を、前記シャント電流に応じて補正する、画像形成装置。

本構成によれば、現像電圧検出部によって検出される検出値は、シャント電流、すなわち、シャント回路の抵抗値によって変動するため、検出帯電電圧もシャント電流によって変動する。そのため、検出帯電電圧をシャント電流に応じて補正することによって、シャント電流が変動する場合であっても、正確な帯電電圧を検出することができる。すなわち、画像形成動作中であっても、帯電電圧を検出することができる。

第３の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記シャント回路に流れるシャント電流を検出するシャント電流検出回路をさらに備え、前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出モードが設けられ、前記制御部は、前記帯電電圧検出モードにおいて、検出される前記シャント電流が所定値以下となるようにシャント回路を制御した状態において、前記現像電圧検出部により検出された検出値から前記帯電電圧を検出する。
本構成によれば、シャント回路に流れるシャント電流を所定値以下に制限することによって、所望の許容範囲の精度において帯電電圧を検出することができる。

第４の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出モードが設けられ、前記制御部は、前記帯電電圧検出モードにおいて、前記シャント回路の前記抵抗値が最大となるように前記シャント回路を制御した状態において、前記現像電圧検出部により検出された検出値から前記帯電電圧を検出する。
本構成によれば、シャント電流を最大限小さくできるので、帯電電圧の検出精度を向上させることができる。

第５の発明は、第３または第４の発明の画像形成装置において、前記帯電電圧検出モードにおいて前記現像器を前記感光体から離間可能な離間機構を、さらに備える。
本構成によれば、帯電電圧検出モードにおいて、必要に応じて現像器を感光体から離間させることによって、現像器から感光体を介して電流が流れるのを防止できるので、帯電電圧の検出精度を向上させることができる。

第６の発明は、第５の発明の画像形成装置において、前記離間機構は、前記現像器の周囲の湿度が所定値以上である場合、前記現像器を感光体から離間させる。
通常、高湿度の場合は現像器の抵抗値が低く、現像器からの電流が感光体に流れやすいので、検出精度を向上させるために、離間させる必要がある。本構成によれば、このように必要な場合だけ離間させるので、離間させるための電力消費を抑制しつつ、検出精度を向上させることができる。

第７の発明は、第５の発明の画像形成装置において、前記帯電電圧検出モードは、前記感光体をクリーニングするクリーニング時である。
本構成によれば、帯電電圧検出モードを別途に設けることなく、現像器を感光体から離間させる必要のある、元来設けられるクリーニング時を有効に利用して検出精度を向上させることができる。

第８の発明は、第３から第７の発明のいずれか１つの画像形成装置において、前記電圧出力回路は、２次側に前記帯電電圧を生成し、１次側に前記帯電電圧に対応したフィードバック電圧を生成する補助巻線を有するトランスを含み、前記制御部は、前記現像電圧検出部によって検出した前記帯電電圧を用いて、前記フィードバック電圧を補正し、前記電圧出力回路による前記帯電電圧の生成を制御する制御信号を、補正された前記フィードバック電圧から生成する。
本構成によれば、画像形成動作中であっても、補正したフィードバック電圧により、帯電電圧を精度良く検出することができるとともに、帯電電圧の生成精度が向上される。

第９の発明は、第８の発明の画像形成装置において、前記制御部は、画像形成動作中に補正した前記フィードバック電圧が第１上限値以上となった場合、前記帯電器の異常と判断する。
本構成によれば、フィードバック電圧が第１上限値以上となった場合、すなわち、帯電電圧が所定の上限値を超えたことによって、画像形成動作中において、帯電器の異常、例えば、帯電器の放電ワイヤの汚れを精度よく判断できる。

第１０の発明は、第８または第９の発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記感光体のクリーニング中に前記現像電圧検出部の検出値が第２上限値以上となった場合、前記帯電器の異常と判断する、画像形成装置。
本構成によれば、クリーニング中、現像電圧検出部によって随時検出される値によって直接帯電器の異常を判断できるため、第９の発明に比べ精度よく帯電器の異常を判断できる。

第１１の発明に係る帯電電圧を検出する方法は、帯電器と、前記帯電器によって帯電される感光体と、前記帯電器に帯電電圧を印加する電圧出力回路であって、前記帯電電圧をフィードバックする補助巻線を含むトランスを有する電圧出力回路と、前記感光体に現像剤を供給する現像器と、前記電圧出力回路および前記帯電器に対して並列に接続され、前記帯電電圧を分圧して前記現像器に印加する現像電圧を生成するシャント回路と、前記現像電圧を検出する現像電圧検出部と、前記現像電圧を調整するために前記シャント回路の抵抗値を制御する制御部とを備えた画像形成装置において、前記帯電電圧を検出する方法であって、前記現像器を前記感光体から離間させる工程と、前記現像器が前記感光体から離間された状態において、前記電圧出力回路から前記帯電電圧を前記帯電器に印加する工程と、前記シャント回路に流れる電流を前記制御部によって制限した状態において、前記現像電圧検出部によって前記現像電圧を検出する工程と、前記検出された現像電圧に基づいて、前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出工程と、前記補助巻線によってフィードバックされる帯電電圧を検出するフィードバック電圧検出工程と、前記帯電電圧検出工程において帯電電圧によって、前記フィードバック電圧検出工程によって検出されたフィードバック帯電電圧を補正する工程とを含む。

本構成によれば、第１の発明と同様に、検出回路の大型化を抑制しつつ、帯電電圧の検出精度を向上させることができる。また、画像形成動作中において、フィードバック電圧によって生成される帯電電圧を精度良く検出することができる。

本発明の画像形成装置および帯電電圧検出方法によれば、帯電電圧の検出回路の大型化を抑制しつつ、検出精度を向上させることができる。

本発明に係るレーザプリンタの内部構成を示す概略的な側断面図 高電圧印加回路を示す概略的な構成図 帯電フィードバック信号の特性補正処理の手順を示すフローチャート 補正された帯電フィードバック信号と帯電電圧との関係を示すグラフ

＜実施形態＞
本発明に係る画像形成装置の一実施形態を、図１〜図４を参照しつつ説明する。ここでは、画像形成装置としてレーザプリンタが例示される。なお、画像形成装置は、レーザプリンタに限られず、例えば、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置、あるいはコピー機能およびスキャナ機能等を備えた複合機であってもよい。

１．レーザプリンタの全体構成
図１は、レーザプリンタの概略的な要部側断面図である。図１において、レーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」と記す）１は、本体フレーム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に画像を形成するための画像形成部５等を備えている。

（１）フィーダ部
フィーダ部４は、本体フレーム２内の底部に設けられ、給紙トレイ６、給紙トレイ６の一端側（以下、一端側（図１で紙面右側）を前側、その反対側（図１で紙面左側）を後側とする）端部の上方に設けられる給紙ローラ８、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レジストローラ１２等を含む。

給紙トレイ６の最上位にある用紙３は、給紙ローラ８の回転によって１枚毎に給紙される。給紙された用紙３は、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、用紙３をレジスト後に、画像形成位置に送る。なお、画像形成位置は、感光体ドラム（「感光体」の一例）２７と転写ローラ３０との接触位置とされる。

（２）画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７および定着部１８を含む。
スキャナ部１６は、本体フレーム２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー、反射鏡等を含む。レーザ発光部から発光される、画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー、反射鏡等を介して、感光体ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に設けられ、ドラムユニット５１と、ドラムユニット５１に収容される現像カートリッジ２８とを含む。プロセスカートリッジ１７は、レーザプリンタ１に対して着脱自在に収容されている。さらに、現像カートリッジ２８は、ドラムユニット５１に対して着脱自在に収容されており、例えば、現像ローラ（現像器の一例）３１およびトナーホッパ３４等を含む。

トナーホッパ３４内には、トナー（現像剤）が充填されている。トナーホッパ３４の後方位置には、現像ローラ３１が設けられている。現像時に、現像ローラ３１のローラ軸３１ａには所定の現像電圧が印加される。トナーホッパ３４から放出されるトナーは、現像ローラ３１に供給される。

ドラムユニット５１は、感光体ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９、転写ローラ３０、およびクリーニングローラ３２等を含む。感光体ドラム２７は、現像ローラ３１と対向配置され、ドラム本体と、そのドラム本体の軸心に、接地された金属製のドラム軸２７ａとを含む。ドラム本体の表面には、正帯電性の感光層が形成される。また、感光体ドラム２７の上方には、レーザビームの通路として露光窓が設けられている。

帯電器２９は、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間隔を隔てて対向配置されている。帯電器２９は、帯電ワイヤ２９ａとグリッド２９ｂとを含み、帯電ワイヤ２９ａからの放電によって、グリッド２９ｂを介して感光体ドラム２７の表面を一様に、例えば正極性（例えば、約７００Ｖ）に帯電させる。帯電ワイヤ２９ａには所定の帯電電圧ＣＨＧ（例えば、５ｋＶ〜８ｋＶ）が、高電圧印加回路６０から印加される。

感光体ドラム２７の表面は、感光体ドラム２７の回転に伴って、まず、帯電器２９により一様に正帯電される。その後、帯電表面は、スキャナ部１６からのレーザビームの高速走査により露光され、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の表面上に担持されかつ正極性に帯電されているトナーが、感光体ドラム２７の表面上の静電潜像に供給され、静電潜像が現像される。

転写ローラ３０は、金属製のローラ軸３０ａを有し、感光体ドラム２７の下方において、感光体ドラム２７に対向配置される。転写位置において現像ローラ３１に担持されたトナー像を用紙３に転写するための転写動作時には、転写ローラ３０のローラ軸３０ａに、高電圧印加回路６０から、例えば−６ｋＶの転写電圧が印加される。

クリーニングローラ３２は、感光体ドラム２７をクリーニングするクリーニング時に所定のクリーニング電圧が印加されて、感光体ドラム２７に残留するトナーを除去する。

定着部１８は、図１に示すように、プロセスカートリッジ１７の後方下流側に設けられる。定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーが熱定着され、その後、用紙３は、排紙トレイ４６上に排紙される。

２．高電圧印加回路
次に、図２を参照して、高電圧印加回路６０について説明する。図２は、帯電器２９および現像ローラ３１に対して帯電電圧ＣＨＧおよび現像電圧ＤＥＶを印加する高電圧印加回路６０の要部構成のブロック図である。

高電圧印加回路６０は、ＣＰＵ（「制御部」の一例）６１と、帯電電圧ＣＨＧおよび現像電圧ＤＥＶを生成し出力する帯電・現像電圧印加回路６２とを含む。なお、高電圧印加回路６０は、その他の高電圧、例えば転写バイアス電圧、クリーニング電圧等を生成するための回路を含むが、その図示は省略されている。

ＣＰＵ６１は、高電圧印加回路６０の制御の他に、画像形成に係るプリンタ１の各部の制御も行う。帯電・帯電電圧印加回路６２は、ＣＰＵ６１のＰＷＭ（パルス幅変調）制御によって、例えば、定電流制御される。また、ＣＰＵ６１にはメモリ１００が接続されている。メモリ１００には、高電圧印加回路６０を制御するプログラム等が格納されている。

帯電・現像電圧印加回路６２は、高電圧発生回路であり、ＰＷＭ信号平滑回路７０、トランスドライブ回路７１、昇圧・平滑整流回路（「電圧出力回路」の一例）７２、補助巻線電圧検出回路７３、シャント回路８０、グリッド電流検出回路８４および現像電圧検出回路９１を含む。

ＰＷＭ信号平滑回路７０は、ＣＰＵ６１のＰＷＭポート６１ａからのＰＷＭ信号（CHG_CNT）Ｓ１を平滑し、平滑されたＰＷＭ信号Ｓ１をトランスドライブ回路７１に提供する。トランスドライブ回路７１は、平滑されたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧・平滑整流回路７２の１次側巻線７５ｂに発振電流を流す。

昇圧・平滑整流回路７２は、トランス７５、ダイオード７６、平滑コンデンサ７７等を含む。トランス７５は、２次側巻線７５ａ，１次側巻線７５ｂおよび補助巻線７５ｃを含む。２次側巻線７５ａの一端は、ダイオード７６を介して帯電ワイヤ２９ａに接続されている。一方、２次側巻線７５ａの他端は、グランドに接続されている。また、平滑コンデンサ７７が２次側巻線７５ａに並列に接続されている。

このような構成によって、１次側巻線７５ｂの電圧は、昇圧・平滑整流回路７２において昇圧および整流され、高電圧印加回路６０に接続された帯電器２９の帯電ワイヤ２９ａに帯電電圧ＣＨＧとして印加される。

補助巻線電圧検出回路７３は、昇圧・平滑整流回路７２のトランス７５の補助巻線７５ｃと、ＣＰＵ６１とに接続されている。補助巻線電圧検出回路７３は、帯電・現像電圧印加回路６２による帯電動作時において、帯電電圧ＣＨＧに応じて補助巻線７５ｃに発生する補助巻線電圧ｖｄを整流して、帯電電圧のフィードバック電圧（「フィードバック電圧」の一例）CHG_FBを検出する。そして、補助巻線電圧検出回路７３は、帯電電圧ＣＨＧに対応する帯電フィードバック信号（CHG_FB）Ｓ２をＣＰＵ６１のＡ／Ｄポート６１ｂに供給する。ＣＰＵ６１は、帯電フィードバック信号Ｓ２に基づいてＰＷＭ信号（「制御信号」の一例）Ｓ１を生成する。

なお、本実施形態においては、ＣＰＵ６１は、後述するように、現像電圧検出回路９１によって検出した帯電電圧ＣＨＧを用いて、フィードバック電圧Ｓ２を補正し、補正されたフィードバック電圧Ｓ２に基づいてＰＷＭ信号Ｓ１を生成する。

シャント回路８０は、昇圧・平滑整流回路７２の出力側において、昇圧・平滑整流回路７２および帯電器２９と並列に接続されている。シャント回路８０は、固定抵抗８１、固定抵抗８１と直列接続された可変抵抗部８２、および電流検出抵抗（「シャント電流検出回路」の一例）８３を含む。現像電圧ＤＥＶは、ほぼ、帯電電圧ＣＨＧを固定抵抗８１と可変抵抗部８２とによって分圧することによって生成される。ＣＰＵ６１は、現像ローラ３１から感光体ドラム２７の表面に供給されるトナー量を調整する際、可変抵抗部８２の抵抗値を制御することによって、現像電圧ＤＥＶを調整する。

可変抵抗部８２は、例えば、トランジスタとトランジスタを制御するホトトランジスタを含む。ＣＰＵ６１は、例えばＰＷＭ信号である現像電圧制御信号（DEV_CNT）Ｓ３を生成し、ＰＷＭポート６１ｃから現像電圧制御信号Ｓ３をホトトランジスタのダイオードに供給する。その際、ＣＰＵ６１は、制御信号Ｓ３のデューティ比を可変することによって、トランジスタの導通抵抗を可変する。

電流検出抵抗８３は、シャント回路８０に流れる電流、詳しくは、シャント回路８０の可変抵抗部８２に流れるシャント電流Ｉｓｈを検出するための抵抗である。電流検出抵抗８３は、検出信号（検出電圧）Ｓ５をＣＰＵ６１のＡ／Ｄポート６１ｅに供給する。ＣＰＵ６１は、検出信号Ｓ５および電流検出抵抗８３の抵抗値に基づいてシャント電流Ｉｓｈを算出する。なお、ここで「シャント電流Ｉｓｈ」は、シャント回路８０の固定抵抗８１に流れる電流とは異なり、上記したように、可変抵抗部８２に流れる電流である。固定抵抗８１に流れる電流は、シャント電流Ｉｓｈに、現像電圧検出回路９１に流れる電流等が加算されたものとなる。

ＣＰＵ６１は、例えば、現像電圧検出回路９１によって検出される帯電電圧ＣＨＧを、シャント電流Ｉｓｈに応じて補正することによって、画像形成時においても、現像電圧検出回路９１によって帯電電圧ＣＨＧを正確に検出することができる。なお、帯電電圧ＣＨＧを、シャント電流Ｉｓｈに応じて補正しない場合等においては、電流検出抵抗８３を省略してもよい。

グリッド電流検出回路８４は、例えば２つの分圧抵抗８４ａおよび分圧抵抗８４ｂを含む。グリッド電流検出回路８４は、分圧抵抗８４ａ，８４ｂによって、帯電ワイヤ２９ａおよびグリッド２９ｂを介して流れるグリッド電流に応じたグリッドフィードバック信号（GRID_FB）Ｓ６を生成し、ＣＰＵ６１のＡ／Ｄポート６１ｆに供給する。ＣＰＵ６１は、グリッドフィードバック信号Ｓ６に基づいて、帯電電流を所定の電流値に定電流制御する。

現像電圧検出回路９１は、例えば２つの分圧抵抗９１ａおよび分圧抵抗９１ｂを含む。現像電圧検出回路９１は、分圧抵抗９１ａ，９１ｂによって、現像電圧ＤＥＶを分圧して、現像電圧ＤＥＶに応じた現像フィードバック信号（DEV_FB）Ｓ４を生成し、ＣＰＵ６１のＡ／Ｄポート６１ｄに供給する。

ＣＰＵ６１は、現像フィードバック信号（「現像電圧検出部による検出値」に相当）Ｓ４から帯電電圧ＣＨＧを検出する。具体的には、ＣＰＵ６１は、現像フィードバック信号Ｓ４の電圧値と、固定抵抗８１、分圧抵抗９１ａおよび分圧抵抗９１ｂの抵抗比とに基づいて、帯電電圧ＣＨＧを算出することによって、帯電電圧ＣＨＧを検出する。ＣＰＵ６１は、現像電圧検出回路９１を用いて検出された帯電電圧ＣＨＧに基づいて昇圧・平滑整流回路７２を制御する。詳細には、後述するように、ＣＰＵ６１は、現像電圧検出回路９１を用いて検出された帯電電圧ＣＨＧによって、帯電フィードバック信号（CHG_FB）Ｓ２を補正する。

なお、プリンタ１は、さらに、帯電電圧検出モードにおいて現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間可能な離間機構（３１ｂ，６１，６３）を含む。離間機構は、ＣＰＵ６１、モータ駆動回路６３およびモータ３１ｂによって構成される（図２参照）。また、プリンタ１は、現像ローラ３１近傍に設けられ、現像ローラ３１の周囲の湿度を測定する湿度センサ３３を含む。湿度センサ３３の測定結果は、ＣＰＵ６１に供給される。

３．フィードバック信号（CHG_FB）の特性補正処理
次に、図３および図４を参照して、本実施形態における、帯電フィードバック信号（CHG_FB）Ｓ２の特性補正処理を説明する。図３は、帯電フィードバック信号特性補正処理の手順を示すフローチャートであり、図４は、現像電圧検出回路９１を用いて検出された帯電電圧ＣＨＧによって補正された、帯電フィードバック信号CHG_FBと帯電電圧ＣＨＧとの関係を示すグラフである。

帯電フィードバック信号特性補正処理は、本実施形態においては、プリンタ１の帯電電圧検出モード時において、メモリ１００に格納された所定の処理プログラムにしたがって、概ね、ＣＰＵ６１によって実行される。

プリンタ１は、例えば、プリンタ１の電源投入時、あるいはユーザによる指示があった時等に、帯電電圧検出モードに入る。なお、帯電電圧検出モードは、感光体ドラム２７をクリーニングするクリーニング時であることが好ましい。クリーニング時においては、帯電電圧検出モードを別途に設ける必要がない。すなわち、現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間させる必要のある、元来設けられるクリーニング時を有効に利用して、帯電電圧ＣＨＧの検出精度を向上させることができるからである。

帯電電圧検出モードにおいて、ＣＰＵ６１は、まず、モータ駆動回路６３を制御して、現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間させる（図３のステップＳ１１０）。ここで、現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間させるのは、現像ローラ３１から感光体ドラム２７を介して電流が流れるのを防止するためである。それによって、現像フィードバック信号Ｓ４を用いた帯電電圧ＣＨＧの算出の精度が向上するため、帯電電圧ＣＨＧの検出精度が向上される。

なお、ＣＰＵ６１は、特に、現像ローラ３１の周囲の湿度が所定値以上である場合、現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間させるようにしてもよい。それは、高湿度の場合は、現像ローラ３１の抵抗値が低くなり、現像ローラ３１から感光体ドラム２７への電流が流れ易くなる。そのため、検出精度を向上させるために、離間させる必要があるからである。この場合、高湿度という必要な条件の場合だけ現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間させるため、離間させるための電力消費を抑制しつつ、帯電電圧ＣＨＧの検出精度を向上させることができる。

なお、クリーニング時に帯電電圧検出モードに入る場合は、感光体ドラム２７に残留するトナーが現像ローラ３１に付着しないようにするため、現像ローラ３１の周囲の湿度如何に関わらず、現像ローラ３１を感光体ドラム２７から離間させるのが望ましい。因みに、ＣＰＵ６１は、湿度センサ３３の測定結果により、現像ローラ３１の周囲の湿度が所定値以上であるかどうかを判断する。

次いで、ＣＰＵ６１は、昇圧・平滑整流回路７２を制御して帯電電圧ＣＨＧを出力させる（ステップＳ１２０）。そして、ＣＰＵ６１は、シャント回路８０の抵抗値を最大とする、すなわち、可変抵抗部８２の抵抗値を最大とする現像電圧制御信号（DEV_CNT）Ｓ３を生成し、現像電圧制御信号Ｓ３をシャント回路８０の可変抵抗部８２に供給する（ステップＳ１３０）。これによって、可変抵抗部８２に流れるシャント電流Ｉｓｈを最大限小さくできるので、帯電電圧ＣＨＧの検出精度を向上させることができる。すなわち、シャント電流Ｉｓｈが大きいほど現像電圧ＤＥＶの変化が大きくなり、現像電圧検出回路９１の検出値Ｓ４に基づく帯電電圧ＣＨＧの算出誤差が大きくなる。そのため、シャント電流Ｉｓｈを最大限小さくすることによって、帯電電圧ＣＨＧの検出精度を向上させることができる。

なお、ここで、帯電電圧ＣＨＧの検出値の誤差が許容範囲内となる制御は、シャント回路８０の抵抗値を「最大」とする、本制御に含まれる。すなわち、現像電圧検出回路９１の検出値Ｓ４に基づく帯電電圧ＣＨＧの検出値は、所定の許容範囲内であればよい。なお、この誤差の許容範囲は、補助巻線電圧検出回路７３による帯電電圧ＣＨＧの検出精度よりも高い検出精度となる範囲として、事前に決定される。

次いで、ステップＳ１４０においてＣＰＵ６１は、現像フィードバック信号（DEV_FB）Ｓ４を読み込み、現像フィードバック信号Ｓ４に基づいて、昇圧・平滑整流回路７２から出力される帯電電圧ＣＨＧを推定する。すなわち、ＣＰＵ６１は、微小のシャント電流Ｉｓｈを無視し、現像フィードバック信号Ｓ４の電圧値と、固定抵抗８１、分圧抵抗９１ａおよび分圧抵抗９１ｂの分圧比とに基づいて帯電電圧ＣＨＧを算出し、帯電電圧ＣＨＧを検出する。

このように、本実施形態において、ＣＰＵ６１は、シャント回路８０に流れるシャント電流Ｉｓｈを制限した状態において、現像電圧検出回路９１によって現像電圧ＤＥＶを検出する。そして、検出された現像電圧ＤＥＶに基づいて、帯電電圧ＣＨＧを検出する。そのため、所定の精度において帯電電圧ＣＨＧを算出できる。なお、シャント電流Ｉｓｈを電流検出抵抗８３によって検出して、シャント電流Ｉｓｈを加味して帯電電圧ＣＨＧを算出するようにしてもよい。この場合、算出される帯電電圧ＣＨＧの精度が向上する。

このように帯電電圧ＣＨＧを算出するとともに、ＣＰＵ６１は、帯電フィードバック信号（CHG_FB）Ｓ２を読み込む（ステップＳ１５０）。そして、読み込んだ帯電フィードバック信号CHG_FBと、ステップＳ１４０において検出した帯電電圧ＣＨＧとを用いて、帯電フィードバック信号CHG_FBと帯電電圧ＣＨＧとの関係を示す特性補正式を算出する（ステップＳ１６０）。図４には、Ｐ１およびＰ２の２個の検出点に基づいて、直線（１次関数）で表される特性補正式を算出する例が示される。

なお、特性補正式の算出方法はこれに限られない。例えば、１個の検出点と原点を結ぶ直線によって特性補正式を算出するようにしてもよいし、あるいは３点以上の検出点による曲線（例えば、２次関数）で表される特性補正式を算出するようにしてもよい。

ＣＰＵ６１は、算出した特性補正式を、例えば、メモリ１００に記憶する。そして、ＣＰＵ６１は、実際に画像を形成する画像形成モード時において補助巻線電圧検出回路７３によって検出された帯電フィードバック信号CHG_FBを、メモリ１００に記憶された特性補正式を用いて補正する。すなわち、ＣＰＵ６１は、補助巻線電圧検出回路７３によって検出された帯電フィードバック信号CHG_FBを、特性補正式によって、現像電圧検出回路９１の検出値Ｓ４に基づいて検出され、精度の向上された帯電電圧ＣＨＧに対応させる。ＣＰＵ６１は、特性補正式による帯電電圧ＣＨＧに応じてＰＷＭ信号Ｓ１を生成し、ＰＷＭ信号Ｓ１によって帯電電圧ＣＨＧをフィードバック制御する。

４．実施形態の効果
本実施形態においては、シャント回路８０によって帯電電圧ＣＨＧを分圧して現像電圧ＤＥＶが生成される。そして、帯電電圧ＣＨＧの検出は、シャント回路８０によって生成される現像電圧ＤＥＶを検出する現像電圧検出回路９１によって行われる。そのため、シャント回路８０によって帯電電圧ＣＨＧから現像電圧ＤＥＶを生成する構成をそのまま利用して、帯電電圧ＣＨＧを検出できる。その際、帯電電圧を分圧して生成される現像電圧ＤＥＶの検出値Ｓ４から帯電電圧ＣＨＧが検出される。そのため、検出回路９１の大型化を抑制しつつ、補助巻線電圧検出回路７３によって帯電電圧ＣＨＧを検出する場合と比べて、帯電電圧ＣＨＧの検出精度を向上させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述およ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）上記実施形態においては、ＣＰＵ６１は、シャント回路８０の可変抵抗部８２（シャント回路の抵抗値）が最大となるようにシャント回路８０を制御した状態において、現像電圧検出回路（現像電圧検出部）９１により検出された検出値Ｓ４から帯電電圧ＣＨＧを検出する例を示したが、これに限られない。

これに代えて、ＣＰＵ６１は、帯電電圧検出モードにおいて、電流検出抵抗８３によって検出されるシャント電流Ｉｓｈが所定値以下となるようにシャント回路８０を制御した状態において、現像電圧検出回路９１により検出された検出値から帯電電圧ＣＨＧを検出するようにしてもよい。この場合、シャント回路８０の可変抵抗部８２に流れるシャント電流Ｉｓｈを所定値以下に制限することによって、所望の許容範囲の精度において帯電電圧ＣＨＧを検出することができる。ここで、所定値および許容範囲は、現像電圧検出回路９１による帯電電圧ＣＨＧの検出精度が補助巻線電圧検出回路７３による帯電電圧ＣＨＧの検出精度よりも高くなるように、事前に決定される。

（２）上記実施形態においては、帯電電圧検出モード時において、現像電圧検出回路９１の検出値Ｓ４に基づいて帯電電圧ＣＨＧを検出する例を示したが、これに限られない。例えば、帯電電圧検出モード時以外において、ＣＰＵ６１は、現像電圧検出回路９１により検出された帯電電圧ＣＨＧを、電流検出抵抗８３によって検出されるシャント電流Ｉｓｈに応じて補正するようにしてもよい。

現像電圧検出回路（現像電圧検出部）９１によって検出される検出値Ｓ４は、シャント電流Ｉｓｈ、すなわち、シャント回路８０の可変抵抗部８２（シャント回路の抵抗値）によって変動するため、検出帯電電圧ＣＨＧもシャント電流Ｉｓｈによって変動する。そのため、検出帯電電圧ＣＨＧをシャント電流Ｉｓｈに応じて補正することによって、シャント電流Ｉｓｈが変動する場合であっても、正確な帯電電圧ＣＨＧを検出することができる。そのため、シャント電流Ｉｓｈが変動する、実際に画像を形成する画像形成モード時においても、帯電電圧ＣＨＧを検出することができる。

（３）上記実施形態において、ＣＰＵ（制御部）６１は、画像形成動作中に補正したフィードバック電圧が所定の上限値（「第１上限値」に相当）Vchgfb_lim以上となった場合、帯電器２９の異常と判断するようにしてもよい。この場合、フィードバック電圧CHG_FBが上限値Vchgfb_lim以上となった場合、すなわち、帯電電圧ＣＨＧが所定の上限値Vchg_limを超えたことによって（図４参照）、画像形成動作中において、帯電器２９の異常、例えば、帯電器２９の放電ワイヤ２９aの汚れを精度よく判断できる。

あるいは、ＣＰＵ６１は、感光ドラム２７のクリーニング中に現像電圧検出回路（現像電圧検出部）９１の検出値DEV_FBが所定の上限値（「第２上限値」に相当）以上となった場合、帯電器２９の異常と判断するようにしてもよい。

この場合、クリーニング中、現像電圧検出回路９１によって随時検出される値によって直接、帯電器２９の異常を判断できるため、上記画像形成動作中の判断と比べ精度よく帯電器２９の異常を判断できる。すなわち、画像形成動作中においては、現像電圧検出回路９１は本来の現像電圧検出に使用されるので、現像電圧検出回路９１によって帯電電圧ＣＨＧを検出できない。そのため、画像形成動作中においては、画像形成動作中以外の時に現像電圧検出回路９１によって検出した帯電電圧ＣＨＧを用いて補正されたフィードバック電圧によって、帯電器２９の異常を判断せざるを得ない。したがって、クリーニング中の異常判断では、画像形成動作中の判断に比べ、異常判断の精度が向上される。

なお、帯電器２９の異常を判断した場合には、ＣＰＵ６１は、報知信号Ｓ７を、例えば、プリンタ１の前側に設けられた表示装置１０（図１参照）に提供し、表示装置１０に帯電ワイヤ２９ａの清掃情報を表示させるようにしてもよい。この場合、より確実に、異常放電発生前にユーザに帯電ワイヤ２９ａの清掃を促し、異常放電の発生を抑制できる。

１…レーザプリンタ
２７…感光体ドラム
２９…帯電器
３１…現像ローラ
３１ｂ…モータ
６１…ＣＰＵ
６２…帯電・現像電圧印加回路
６３…モータ駆動回路
７２…昇圧平滑整流回路
７５…トランス
７５ｃ…補助巻線
８０…シャント回路
８３…電流検出抵抗
９１…現像電圧検出回路
１００…メモリ

Claims (8)

1. 帯電器と、
   前記帯電器によって帯電される感光体と、
   前記帯電器に帯電電圧を印加する電圧出力回路と、
   前記帯電器によって帯電された前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記電圧出力回路および前記帯電器に対して並列に接続され、前記帯電電圧を分圧して前記現像器に印加する現像電圧を生成するシャント回路と、
   前記現像電圧を検出する現像電圧検出部と、
   前記現像電圧を調整するために前記シャント回路の抵抗値を制御する制御部であって、前記現像電圧検出部によって検出された検出値から前記帯電電圧を検出し、検出帯電電圧に基づいて前記電圧出力回路を制御する制御部と、
   前記シャント回路に流れるシャント電流を検出するシャント電流検出回路と、を備え、
   前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出モードが設けられ、
   前記制御部は、前記帯電電圧検出モードにおいて、検出される前記シャント電流が所定値以下となるようにシャント回路を制御した状態において、前記現像電圧検出部により検出された検出値から前記帯電電圧を検出する、画像形成装置。
2. 帯電器と、
   前記帯電器によって帯電される感光体と、
   前記帯電器に帯電電圧を印加する電圧出力回路と、
   前記帯電器によって帯電された前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記電圧出力回路および前記帯電器に対して並列に接続され、前記帯電電圧を分圧して前記現像器に印加する現像電圧を生成するシャント回路と、
   前記現像電圧を検出する現像電圧検出部と、
   前記現像電圧を調整するために前記シャント回路の抵抗値を制御する制御部であって、前記現像電圧検出部によって検出された検出値から前記帯電電圧を検出し、検出帯電電圧に基づいて前記電圧出力回路を制御する制御部と、
   を備え、
   前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出モードが設けられ、
   前記制御部は、前記帯電電圧検出モードにおいて、前記シャント回路の前記抵抗値が最大となるように前記シャント回路を制御した状態において、前記現像電圧検出部により検出された検出値から前記帯電電圧を検出する、画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記帯電電圧検出モードにおいて前記現像器を前記感光体から離間可能な離間機構を、さらに備える、画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記離間機構は、前記現像器の周囲の湿度が所定値以上である場合、前記現像器を感光体から離間させる、画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記帯電電圧検出モードは、前記感光体をクリーニングするクリーニング時である、画像形成装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記電圧出力回路は、２次側に前記帯電電圧を生成し、１次側に前記帯電電圧に対応したフィードバック電圧を生成する補助巻線を有するトランスを含み、
   前記制御部は、
   前記現像電圧検出部によって検出した前記帯電電圧を用いて、前記フィードバック電圧を補正し、
   前記電圧出力回路による前記帯電電圧の生成を制御する制御信号を、補正された前記フィードバック電圧から生成する、画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記制御部は、画像形成動作中に補正した前記フィードバック電圧が第１上限値以上となった場合、前記帯電器の異常と判断する、画像形成装置。
8. 請求項６または７に記載の画像形成装置において、
   制御部は、前記感光体のクリーニング中に前記現像電圧検出部の検出値が第２上限値以上となった場合、前記帯電器の異常と判断する、画像形成装置。

Images