JP5903933B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

下記特許文献１には、チャージ電圧からグリッド電圧や現像電圧を作り出すことにより、電源トランスを削減した技術が開示されている。

特開平９−２４４４８１公報

グリッド電圧を調整する回路と現像電圧を調整する回路が直列接続されている場合、電圧の低い現像電圧が変化すると、それに追随して電圧の高いグリッド電圧が変わってしまう。そのため、グリッド電圧を先に制御し、現像電圧を後から制御すると、現像電圧の調整後に、グリッド電圧を再調整する必要が生じ、電圧が目標値に安定し難くなる恐れがあった。
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、グリッド電圧を調整する回路と現像電圧を調整する回路が直列接続されている構成において、グリッド電圧と現像電圧を安定し易くする。

本明細書によって開示される画像形成装置は、感光体と、ワイヤとグリッド電極を有し、前記感光体を帯電する帯電器と、前記感光体に現像剤を供給する現像器と、前記ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧生成回路と、前記グリッド電極に印加するグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整回路と、前記現像器に印加する現像電圧を調整する現像電圧調整回路と、制御装置とを備え、前記現像電圧調整回路は、前記グリッド電極とグランド間にて、前記グリッド電圧調整回路と直列接続され、前記グリッド電圧を分圧することにより、現像電圧を発生させる構成であり、前記制御装置は、前記帯電電圧生成回路を介して前記ワイヤに前記帯電電圧を印加する処理と、帯電電圧の印加後に、前記グリッド電圧調整回路と前記現像電圧調整回路を介してグリッド電圧と現像電圧を調整する処理とを行い、かつ前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御開始タイミングを、前記現像電圧調整回路による現像電圧の制御開始タイミングより遅くする。

本画像形成装置では、グリッド電圧を分圧して現像電圧を発生させるので、電圧の低い現像電圧が変化すると、それに追随して電圧の高いグリッド電圧が変わってしまう。そのため、グリッド電圧を先に制御し、現像電圧を後から制御すると、現像電圧の調整後に、グリッド電圧を再調整する必要が生じる。従って、グリッド電圧が安定し難くなる。本構成では、現像電圧を先に制御し、グリッド電圧を後から制御するので、グリッド電圧が安定し易くなる。

上記画像形成装置では、以下とすることが好ましい。
・前記制御装置は、現像電圧が所定の許容範囲に収まる安定状態となった後に、前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御を開始する。このようにすれば、グリッド電圧が一層安定し易くなる。

・前記グリッド電圧調整回路の応答速度を、前記現像電圧調整回路の応答速度より遅くする。このようにすれば、現像電圧が先に安定するので、グリッド電圧が一層安定し易くなる。

・前記現像器を前記感光体から離間した状態と圧接した状態に変位させる変位装置と、前記変位装置を制御する主制御部とを備え、前記制御装置は、前記主制御部が前記変位装置により前記現像器を前記感光体から離間させた後に、前記現像電圧調整回路による現像電圧の制御と前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御を開始し、前記主制御部は、グリッド電圧が安定した以降に、前記変位装置により前記現像器を前記感光体に圧接させる。

感光体の帯電量が不足した状態で感光体に現像器を圧接すると、感光体と現像器の電位差が小さいので、露光前の感光体に現像剤が付着する恐れがある。このものでは、グリッド電圧が安定した以降、すなわち感光体の帯電量が十分で、現像器との電位差が確保された以降に、感光体に現像器を圧接する。従って、露光前の感光体に現像剤が付着することを防止できる。

本明細書によって開示される画像形成装置は、感光体と、ワイヤとグリッド電極を有し、前記感光体を帯電する帯電器と、前記感光体に現像剤を供給する現像器と、前記ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧生成回路と、前記グリッド電極に印加するグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整回路と、前記現像器に印加する現像電圧を調整する現像電圧調整回路と、前記帯電電圧生成回路、前記グリッド電圧調整回路、前記現像電圧調整回路を制御する制御装置とを備え、前記現像電圧調整回路は、前記グリッドとグランド間にて、前記グリッド電圧調整回路と直列接続され、前記グリッド電圧を分圧することにより、現像電圧を発生させる構成であり、前記グリッド電圧調整回路の応答速度を、前記現像電圧調整回路の応答速度より遅く設定する。このようにすれば、現像電圧が先に安定するので、グリッド電圧が安定し易くなる。

本発明によれば、グリッド電圧を調整する回路と現像電圧を調整する回路が直列接続されている構成において、グリッド電圧と現像電圧が安定し易くする。

本発明の実施形態１に係るプリンタの内部構成を表す概略断面図 ブラックのプロセスユニット周辺のプリンタの内部構成を示す概略断面図 帯電器の構造を模式的に示した図 プリンタの電気的構成を示すブロック図 高圧電源装置の電気的構成を示す回路図 現像電圧調整回路、グリッド電圧調整回路の回路図 現像電圧の応答を示す図 印刷処理の流れを示すフローチャート図 実施形態２に係る高圧電源装置の電気的構成を示す回路図 グリッド電流の制御手順を示すフローチャート図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図８によって説明する。

１．プリンタの全体構成
図１は、本実施形態のプリンタ１（本発明の「画像形成装置」の一例）の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にＢ（ブラック）、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。

プリンタ１は、給紙部３、画像形成部５、搬送機構７、定着部９、ベルトクリーニング機構２０および高圧電源装置１００を含む構成である。給紙部３は、プリンタ１の最下部に設けられており、シート（用紙、ＯＨＰシートなど）１５を収容するトレイ１７と、ピックアップローラ１９とを備える。トレイ１７に収容されたシート１５は、ピックアップローラ１９により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ１１，レジストレーションローラ１２を介して搬送機構７に送られる。

搬送機構７は、シート１５を搬送するものであり、プリンタ１内において給紙部３の上側に設置されている。搬送機構７は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、およびベルト３４を含み、ベルト３４は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に架け渡されている。駆動ローラ３１が回動すると、ベルト３４は、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃと対向する側の表面が、図１中の右方向から左方向へ移動する。これにより、レジストレーションローラ１２から送られてきたシート１５が、画像形成部５下へと搬送される。

また、ベルト３４には、４つの感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに対応して、４つの転写ローラ３３Ｂ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃが設けられている。各転写ローラ３３は、ベルト３４を間に挟みつつ各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに対して向かい合う位置に配置されている。

画像形成部５は４個のプロセスユニット４０Ｂ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃおよび４個の露光装置４９Ｂ、４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃを含む。各プロセスユニット４０Ｂ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃは、シート１５の搬送方向（図１の左右方向）に一列状に配置されている。

各プロセスユニット４０は同一構造であり、各色の感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、現像剤である各色のトナー(例えば正帯電性の非磁性１成分トナー）を収容するトナーケース４３、現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）４５及び帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを含む構造となっている。

各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃは、例えばアルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、アルミニウム製の基材がプリンタ１のグラウンドに接地されている。

現像ローラ４５は、トナーケース４３の下部にて供給ローラ４６と対向配置されており、両間をトナーが通過するときに回転に伴う摩擦によりトナーを正極性に摩擦帯電させ、均一な薄層として感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ上へ供給する機能を果たす。

また、現像ローラ４５は、変位装置７０により、感光ドラム４１に圧接する圧接位置と、感光ドラム４１から離間する離間位置との間で変位可能とされている。尚、この変位装置７０の一例に、特開２００８?５８６２９に開示された離間押圧機構を例示することができる。

各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃは、スコロトロン型の帯電器であり、図２、図３に示すように、シールドケース５１、ワイヤ５３及び金属製のグリッド電極５５を有する。シールドケース５１は、感光ドラム４１の回転軸方向に長い角筒型をしている。シールドケース５１のうち、感光ドラム４１との対向面は放電口５２として開口している。

ワイヤ５３は例えばタングステン線からなる。ワイヤ５３は、シールドケース５１内において回転軸方向（図３の左右方向）に張り渡されており、後述する帯電電圧生成回路２００により高電圧が印加される。ワイヤ５３は高電圧の印加により、シールドケース５１内においてコロナ放電を生じさせる。そして、コロナ放電により生じたイオンが放電口５２から感光ドラム４１側に放電電流として流れることで、感光ドラム４１の表面を一様に正極性に帯電させる。

そして、シールドケース５１の放電口５２には、スリットや透孔を有する板状のグリッド電極５５が取り付けられている。このグリッド電極５５に電圧を加え、その加えた電圧を制御することで、感光ドラム４１の帯電電圧を制御することが可能となっている。

また、帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにはワイヤクリーナ５７が設けられている。ワイヤクリーナ５７はワイヤ５３に沿って摺動自在な構成となっている。このワイヤクリーナ５７を、オペレータがワイヤ５３に沿って往復させることで、ワイヤ５３の汚れを落とすことが出来る。

各露光装置４９Ｂ、４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃは、例えば、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの回転軸方向に沿って一列状に並んだ複数の発光素子（例えばＬＥＤやレーザ光源）を有し、外部より入力される画像データに応じて発光することにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面に静電潜像を形成する機能を果たす。

上記のように構成されたレーザプリンタ１による一連の画像形成処理について簡単に説明すると、プリンタ１は印刷データＤを受信すると（図４参照）、印刷処理を開始する。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面は、その回転に伴って、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにより一様に正帯電される。そして、各露光装置４９から各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃに向けてレーザ光がそれぞれ照射される。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面には、印刷データに応じた所定の静電潜像が形成、すなわち一様に正帯電された感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面のうち、レーザ光が照射された部分は電位が下がる。

次いで、現像ローラ４５の回転により、現像ローラ４５上に担持されかつ正帯電されているトナーが、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面上に形成される静電潜像に供給される。これにより、各感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの静電潜像は、可視像化され、感光ドラム４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃの表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

また、上記したトナー像を形成するための処理と並行して、シート１５を搬送する処理が行われる。すなわち、ピックアップローラ１９の回動により、トレイ１７からシート１５が一枚ずつ用紙搬送経路Ｙへと送り出される。用紙搬送経路Ｙに送り出されたシート１５は、搬送ローラ１１、ベルト３４により、転写位置（感光ドラム４１と転写ローラ３３とが接触する点）に運ばれる。

すると、この転写位置を通るときに、各転写ローラ３３に印加される転写バイアスによって、各感光ドラム４１の表面上に担持された各色のトナー像（現像剤像）がシート１５の表面に順次、重畳転写される。かくして、シート１５上には、カラーのトナー像（現像剤像）が形成される。その後、ベルト３４の後方に設けられた定着部９を通過するときに、転写されたトナー像（現像剤像）は熱定着され、シート１５は排紙トレイ６０上に排紙される。

２．高圧電源装置１００の構成
高圧電源装置１００は、図５に示すように、帯電電圧生成回路２００、グリッド電圧調整回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃ（総称して２５０）、現像電圧調整回路２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃ（総称して２７０）、及び制御装置１１０を備えている。尚、以下の説明において各チャンネルＣＨとは、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを指すものとし、この例では帯電器５０ＢをＣＨ１、帯電器５０ＹをＣＨ２、帯電器５０ＭをＣＨ３、帯電器５０ＣをＣＨ４とする。

帯電電圧生成回路２００は、ＤＣ２４Ｖの入力電圧から６ｋＶ〜８ｋＶ程度の高電圧を生成して、各帯電器５０に印加する機能を果たすものである。本実施形態では、帯電電圧生成回路２００に自励式のフライバックコンバータ（ＲＣＣ）を用いており、帯電電圧生成回路２００は、ＰＷＭ信号平滑回路２１０と、トランス２０１と、トランス２０１の二次側に設けられた平滑回路２０３と、トランス２０１の一次側に設けられたトランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２とを備えてなる。

ＰＷＭ信号平滑回路２１０は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路である。ＰＷＭ信号平滑回路２１０は、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ０から出力されるＰＷＭ信号Ｓ０を平滑し、平滑した信号を、ドライブ用トランジスタＴｒ２を介してトランジスタＴｒ１のベースに出力するものである。ドライブ用トランジスタＴｒ２は、いわゆるエミッタフォロアタイプであり、ベースに入力した信号をエミッタ側から出力する構成となっている。

トランジスタＴｒ１は、トランス２０１をスイッチングするものであり、エミッタをグランドに接続し、コレクタをトランス２０１の一次側の巻き線に接続している。そして、ベースには、トランス２０１の一次コイルの副巻線（帰還コイル）２０５、ドライブ用トランジスタＴｒ２を介してＰＷＭ信号平滑回路２１０が接続されている。

帯電電圧生成回路２００の出力ラインＬｏには、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３が共通接続されている。これにより、帯電電圧生成回路２００の出力電圧Ｖｏが各チャンネルの帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３に印加される構成となっている。

グリッド電圧調整回路２５０は可変抵抗回路から構成され、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４ごとに設けられている。同様、現像電圧調整回路２７０は可変抵抗回路から構成され、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４ごとに設けられている。

各チャンネルＣＨのグリッド電圧調整回路２５０と現像電圧調整回路２７０は、グリッド電極５５とグランド間にて、直列接続されている。具体的には、現像電圧調整回路２７０が下段側（グランド側）に設けられ、グリッド電圧調整回路２５０が上段側（グリッド電極５５側）に設けられている。そして、グリッド電圧調整回路２５０と現像電圧調整回路２７０の共通接続点から出力ラインが引き出されており、各出力ラインの先に現像ローラ４５がそれぞれ接続されている。

また、各現像電圧調整回路２７０と制御装置１１０との間は、信号線で接続されていて、制御装置１１０から各現像電圧調整回路２７０に制御信号（後述するＰＷＭ信号）Ｓ２が出力される構成となっている。現像電圧調整回路２７０は、制御信号Ｓ２の入力に応答して、抵抗値を可変させることで、各現像ローラ４５に印加する現像電圧Ｖｄを調整する機能を果たす。

また、同様、各チャンネルＣＨのグリッド電圧調整回路２５０と制御装置１１０との間は、信号線で接続されていて、制御装置１１０から各グリッド電圧調整回路２５０に制御信号（後述するＰＷＭ信号）Ｓ１が出力される構成となっている。各グリッド電圧調整回路２５０は、制御信号Ｓ１の入力に応答して、抵抗値を可変させることで、各グリッド電極５５のグリッド電圧Ｖｇを調整する機能を果たす。

２−１．現像電圧調整回路２７０の説明
次に現像電圧調整回路２７０の具体的な回路構成を説明する。尚、図６には、１番目のチャンネルＣＨ１の現像電圧回路２７０Ｂのみ示しているが、他チャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の現像電圧調整回路２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃも構成は共通している。

現像電圧調整回路２７０は、ＰＷＭ信号平滑回路２７１と、アンプＡ２と、トランジスタＱ２と、電圧検出回路２７７とを備えてなる。ＰＷＭ信号平滑回路２７１は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ２から出力されるＰＷＭ信号Ｓ２を平滑して、アンプＡ２の負極性側の入力端子に出力するものである。尚、ＰＷＭ信号Ｓ２は、現像電圧Ｖｄの目標値を設定する制御信号であり、目標値に応じたＰＷＭ値を持つ。

電圧検出回路２７７は、現像電圧Ｖｄを検出する機能を担うものであり、現像ローラ４５とグランド間に設けられている。電圧検出回路２７７は、直列接続された２つの検出抵抗ＲＡ、ＲＢから構成されており、検出抵抗ＲＡ、ＲＢの中間接続点がアンプＡ２の正極性側の入力端子に接続されている。

アンプＡ２は２入力の差、すなわち電圧検出回路２７７の検出値と現像電圧Ｖｄの目標値の差を増幅して、トランジスタＱ２に出力するものである。トランジスタＱ２は、ＮＰＮトランジスタであり、エミッタをグランドし接続し、コレクタを、グリッド電圧調整回路２５０側のトランジスタＱ１のエミッタに接続している。そして、トランジスタＱ２のベースは、抵抗とコンデンサからなる平滑回路２７５を介して、アンプＡ２の出力端子に接続されている。

トランジスタＱ２は、ベース電流の大きさによってコレクタ抵抗が変化し、可変抵抗として機能する。すなわち、ベース電流を大きくすることで抵抗値が下がり、反対にベース電流を小さくすることで、抵抗値が上がる。尚、コレクタ抵抗とは、コレクタ−エミッタ間電圧をコレクタ電流で割った抵抗値である。

上記の現像電圧調整回路２７０によれば、現像電圧Ｖｄが目標電圧より高い場合には、アンプＡ２の出力がプラスになり、トランジスタＱ２のベース電流が増加傾向となる。そのため、トランジスタＱ２のコレクタ抵抗が小さくなり、現像電圧Ｖｄが目標値に近づく。また、反対に、現像電圧Ｖｄが目標電圧より低い場合には、アンプＡ２の出力がマイナスになり、トランジスタＱ２のベース電流が減少傾向となる。そのため、トランジスタＱ２のコレクタ抵抗が大きくなり、現像電圧Ｖｄが目標値に近づく。以上のことから、現像電圧Ｖｄを目標電圧に調整できる。

２−２．グリッド電圧調整回路２５０の説明
次にグリッド電圧調整回路２５０の具体的な回路構成を説明する。尚、図６には、１番目のチャンネルＣＨ１のグリッド電圧調整回路２５０Ｂのみ示しているが、他チャンネルＣＨ２〜ＣＨ４のグリッド電圧調整回路２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃも構成は共通している。

グリッド電圧調整回路２５０の構成は、ＰＷＭ信号平滑回路２５１と、アンプＡ１と、フォトカプラ２５３と、トランジスタＱ１と、電圧検出回路２５７とを備えてなる。ＰＷＭ信号平滑回路２５１は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ１から出力されるＰＷＭ信号Ｓ１を平滑して、アンプＡ１の正極性側の入力端子に出力するものである。尚、ＰＷＭ信号Ｓ１は、グリッド電圧Ｖｇの目標値を設定する制御信号であり、目標値に応じたＰＷＭ値を持つ。

電圧検出回路２７７は、グリッド電圧Ｖｇを検出する機能を担うものであり、グリッド電極５５とグランド間に設けられている。電圧検出回路２７７Ｂは、直列接続された２つの検出抵抗ＲＣ、ＲＤから構成されており、検出抵抗ＲＣ、ＲＤの中間接続点がアンプＡ１の負極性側の入力端子に接続されている。

アンプＡ１は２入力の差、すなわち電圧検出回路２５７の検出値と現像電圧Ｖｄの目標値の差を増幅して、トランジスタＱ１の入力段に設けられたフォトカプラ２５３に出力する。トランジスタＱ１は、ＮＰＮトランジスタであり、エミッタをトランジスタＱ２のコレクタに接続し、コレクタをグリッド電極５５に接続している。そして、トランジスタＱ１のベースは、フォトカプラ２５３、平滑回路２５５を介して、アンプＡ１の出力端子に接続されている。

トランジスタＱ１は、トランジスタＱ２と同様、ベース電流の大きさによってコレクタ抵抗が変化し、可変抵抗として機能する。すなわち、ベース電流を大きくすることで抵抗値が下がり、反対にベース電流を小さくすることで、抵抗値が上がる。

上記のグリッド電圧調整回路２５０によれば、グリッド電圧Ｖｇが目標電圧より高い場合には、アンプＡ１の出力がマイナスとなる。これにより、フォトカプラ２５３に流れる電流が減少し、トランジスタＱ１のベース電流が増加傾向となる。そのため、トランジスタＱ１のコレクタ抵抗値が小さくなり、グリッド電圧Ｖｇが目標値に近づく。また、反対に、グリッド電圧Ｖｇが目標電圧より低い場合には、アンプＡ１の出力がプラスになる。これにより、フォトカプラ２５３に流れる電流が増加し、トランジスタＱ１のベース電流が減少傾向となる。そのため、トランジスタＱ１のコレクタ抵抗値が大きくなり、グリッド電圧Ｖｇが目標値に近づく。以上のことから、グリッド電圧Ｖｇを目標電圧に調整できる。

尚、グリッド電圧調整回路２５０において、アンプＡ１とトランジスタＱ１との間にフォトカプラ２５３を設けているのは、グリッド電圧調整回路２５０は現像電圧回路２７０に対して直列接続（別の言い方をすれば、縦段接続）されていて、回路の基準電圧が現像電圧分高いからである。

制御装置１１０は、ＰＷＭ信号Ｓ０のＰＷＭ値によって帯電電圧生成回路２００の出力を制御する機能、各現像電圧調整回路２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃを介して各現像ローラ４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃに印加する現像電圧Ｖｄを制御する機能、各グリッド電圧調整回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃを介して各グリッド電極に印加されるグリッド電圧Ｖｇを制御する機能を果たすものであり、９つのＰＷＭポートＰ０〜Ｐ９を備える。

制御装置１１０はＣＰＵを内蔵して構成すること、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）により構成することが可能である。制御装置１１０は、不揮発性の記憶部（図略）を内蔵しており、そこに、上記した各回路を制御するための各種データを記憶させている。

３．制御装置１１０によるタイミング制御
上記のようにグリッド電圧調整回路２５０と現像電圧調整回路２７０が直列接続され、
グリッド電圧Ｖｇを分圧することにより現像電圧Ｖｄを発生させる構成の場合、電圧の低い現像電圧Ｖｄが変化すると、それに追随して電圧の高いグリッド電圧Ｖｇが変わる。そのため、高圧電源装置１００の起動時に、両調整回路２５０Ｂ、２７０Ｂを同時に制御し始めると、制御が干渉して、グリッド電圧Ｖｇや現像電圧Ｖｄが発振する懸念があった。また、グリッド電圧Ｖｇを先に制御し、現像電圧Ｖｄを後から制御すると、現像電圧Ｖｄの調整後に、グリッド電圧Ｖｇを再調整する必要が生じる。

そこで、本実施形態では、グリッド電圧調整回路２５０によるグリッド電圧Ｖｇの制御開始タイミングを、現像電圧調整回路２７０による現像電圧Ｖｄの制御開始タイミングより遅くする。具体的には、高圧電源装置１００の起動時に、まず、現像電圧調整回路２７０にＰＷＭ信号Ｓ２を出力して現像電圧Ｖｄの調整を行う。その後、現像電圧Ｖｄが目標値に安定してから、グリッド電圧調整回路２５０にＰＷＭ信号Ｓ１を出力してグリッド電圧Ｖｇの調整を行う。

尚、現像電圧Ｖｄが安定するとは「応答が所定の許容範囲Ｅ（一例として目標値の±５％）に収まること」を意味する（図７参照）。本実施形態では、現像電圧Ｖｄの制御を開始してから安定するまでの整定時間Ｔｓが５０ｍｓであることから、現像電圧調整回路２７０にＰＷＭ信号Ｓ２を出力して現像電圧Ｖｄの調整を開始してから「５０ｍｓ」ウエイトし、その後、グリッド電圧調整回路２５０にＰＷＭ信号Ｓ１を出力してグリッド電圧Ｖｇの調整を行う。また、現像電圧Ｖｄが安定するまでの整定時間Ｔｓは、現像電圧調整回路２７０の回路定数から求めることが可能であり、その数値を用いている。尚、整定時間Ｔｓは、回路定数から求めた数値以外にも、例えば、実験回路による実測値を用いることが可能である。

上記のように、両調整回路２５０Ｂ、２７０Ｂの制御開始タイミングをずらせば、制御の干渉が起き難くなり、グリッド電圧Ｖｇや現像電圧Ｖｄが発振する懸念が小さい。また、電圧の低い現像電圧Ｖｄ側を先に調整し、電圧の高いグリッド電圧Ｖｇを後に制御するので、グリッド電圧Ｖｇの調整後、現像電圧Ｖｄを再調整する必要がなく、現像電圧Ｖｄ、グリッド電圧Ｖｇが安定し易い。

４．現像電圧調整回路とグリッド電圧調整回路の応答速度
また、本実施形態では、グリッド電圧調整回路２５０の応答速度を、現像電圧調整回路２７０の応答速度より遅く設定している。具体的には、グリッド電圧調整回路２５０側のＰＷＭ信号平滑回路２５１の時定数Ｔ（一例として、２ｍｓ）を、現像電圧調整回路２７０側のＰＷＭ信号平滑回路２７１の時定数Ｔ（一例として、０．２ｍｓ）に比べて大きく設定している。尚、この場合、時定数Ｔは「Ｃ×Ｒ」である。また、時定数Ｔの比は、概ね５〜１０倍程度が好ましい。

このようにグリッド電圧調整回路２５０の応答速度を、現像電圧調整回路２７０の応答速度より遅くしておけば、例えば、両回路２５０、２７０の制御開始タイミングが同時であっても、現像電圧Ｖｄが先に目標値に上昇し、グリッド電圧Ｖｇが遅れて目標値に上昇する。そのため、制御開始タイミングに差を付けた場合と同様の効果が得られ、グリッド電圧Ｖｇ、現像電圧Ｖｄが安定し易くなる。また、制御開始タイミングに差を付けることと、応答速度に差を付けることを併用すれば、グリッド電圧Ｖｇ、現像電圧Ｖｄが一層安定し易くなる。尚、この実施形態では、ＰＷＭ信号平滑回路２５１、２７１の時定数Ｔにより、両電圧調整回路２５０、２７０の応答速度に差を付けるようにしたが、例えば、トランジスタＱ１、Ｑ２の応答に差をつけるようにしてもよい。

５．印刷処理
次に、印刷処理の制御フローについて図８を参照して説明を行う。図４に示すように、ホストコンピュータなどの上位装置から印刷データＤが出力されると、その印刷データＤはインターフェースＩＦを通じてプリンタ１にて受信される。すると、プリンタ１の全体を制御統括する主制御部８０は、変位装置７０を介して、各感光ドラム４１から現像ローラ４５を離間させる処理を行う（Ｓ１０）。その後、主制御部８０の指令によりメインモータが通電される。これにより、各感光ドラム４１が回転を開始する（Ｓ２０）。

その後、主制御部８０から制御装置１１０に対して高圧電源装置１００の起動指令が与えられる。制御装置１１０は起動指令を受けると、まず、帯電電圧生成回路２００の制御を開始する。具体的には、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ０から出力するＰＷＭ信号Ｓ０のＰＷＭ値を固定して、帯電電圧生成回路２００を制御する（Ｓ３０）。これにより、帯電電圧生成回路２００を介して、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃに対して帯電電圧（一例として７ｋＶ）が印加される。帯電電圧の印加により、図６に示す太線の経路、すなわちグリッド電極５５、トランジスタＱ１、トランジスタＱ２の経路でグリッド電流Ｉｇがグランドに向かって流れる。

尚、この時点では、各トランジスタＱ１、Ｑ２は、制御装置１１０によって、ベース電流が所定量流れる状態に制御されていて、低インピーダンス状態にコントロールされている。

そして、帯電電圧生成回路２００の制御開始から一定時間が経過し、帯電電圧生成回路２００の出力電圧やグリッド電流Ｉｇが概ね安定した状態になると、制御装置１１０は、現像電圧Ｖｄの制御を開始する。具体的には、ＰＷＭポートＰ２から、ＰＷＭ信号Ｓ２を通じて現像電圧Ｖｄの目標値（一例として５００Ｖ）を現像電圧調整回路２７０に出力する（Ｓ３０）。これにより、現像電圧調整回路２７０による現像電圧Ｖｄのレベル調整が行われる。すなわち、現像電圧Ｖｄが目標値より小さい場合には、トランジスタＱ２のベース電流を小さくて、コレクタ抵抗を大きくする。一方、現像電圧Ｖｄが目標値より大きい場合には、トランジスタＱ２のベース電流を大きくて、コレクタ抵抗を小さくする。そのため、現像ローラ４５に印加される現像電圧Ｖｄは、制御開始後上昇し、目標値に次第に収束してゆく。尚、現像電圧Ｖｄの制御は、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４について個々に行われる。

そして、制御装置１１０は、現像電圧Ｖｄの制御開始時点５０ｍｓはウエイトし、５０ｍｓが経過した時点でグリッド電圧Ｖｇの制御を開始する（Ｓ５０、Ｓ６０）。

具体的には、ＰＷＭポートＰ１から、ＰＷＭ信号Ｓ１を通じてグリッド電圧Ｖｇの目標値（一例として７５０Ｖ）をグリッド電圧調整回路２５０に出力する。これにより、グリッド電圧調整回路２５０によるグリッド電圧Ｖｇのレベル調整が行われる。すなわち、グリッド電圧Ｖｇが目標値より小さい場合には、トランジスタＱ１のベース電流を小さくて、コレクタ抵抗を大きくする。一方、グリッド電圧Ｖｇが目標値より大きい場合には、トランジスタＱ１のベース電流を大きくて、コレクタ抵抗を小さくする。

そのため、グリッド電圧Ｖｇは、制御開始後上昇し、目標値に次第に収束してゆく。尚、グリッド電圧Ｖｇの制御は、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４について個々に行われる。

そして、制御装置１１０は、グリッド電圧Ｖｇの制御開始から数百ｍｓウエイトする（Ｓ７０）。これは、グリッド電圧Ｖｇが安定した後、次の処理を行うためである。

制御装置１１０は、グリッド電圧Ｖｇの制御開始から１００ｍｓが経過すると、主制御部８０に対して、高圧電源装置１００の起動処理が終了した旨を通知する。主制御部８０は通知を受けると、変位装置７０を介して、各感光ドラム４１に現像ローラ４５を圧接させる処理を行う（Ｓ８０）。

その後、画像形成部５による印刷動作が実行される。そして、印刷動作が終了すると、ベルト３４や感光ドラム４１のクリーニング動作が実行される（Ｓ９０〜Ｓ１１０）。

クリーニング動作の完了後、主制御部８０の指令により、高圧電源装置１００を停止する処理が実行され、その後、メインモータを停止する処理が実行される。以上により一連の処理は終了する。

６．効果説明
以上説明したように、本実施形態では、両調整回路２５０Ｂ、２７０Ｂの制御開始タイミングをずらす設定にしてあるので、制御の干渉が起き難くなり、グリッド電圧Ｖｇや現像電圧Ｖｄが発振する懸念が小さい。また、電圧の低い現像電圧Ｖｄ側を先に調整し、電圧の高いグリッド電圧Ｖｇを後に制御するので、グリッド電圧Ｖｇの調整後、現像電圧Ｖｄを再調整する必要がなく、現像電圧Ｖｄ、グリッド電圧Ｖｇが安定し易い。

また、感光ドラム４１の帯電量が不足した状態で感光ドラム４１に現像ローラ４５を圧接すると、感光ドラム４１と現像ローラ４５の電位差が小さいので、露光前の感光ドラム４１に現像剤であるトナーが付着する恐れがある。このものでは、高圧電源装置１００の起動時は、感光ドラム４１から現像ローラ４５を離間させておき、グリッド電圧Ｖｇが安定した以降、すなわち感光ドラム４１の帯電量が十分で、現像ローラ４５との電位差が確保された以降に、感光ドラム４１に現像ローラ４５を圧接する。従って、露光前の感光ドラム４１にトナーが付着することを防止できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図９ないし図１０によって説明する。
実施形態１では、ＰＷＭ値を固定して帯電電圧生成回路２００を制御する例を挙げた。実施形態２では、各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇをモニタして、グリッド電流Ｉｇの最小値が目標値（一例として、２２５μＡ）になるように、帯電電圧生成回路２００の出力電圧を制御する。

図９は、実施形態２の高圧電源装置１００の回路図であり、実施形態１の高圧電源装置１００に対して、電流検出抵抗ＲＥを追加している。電流検出抵抗ＲＥは、現像電圧調整回路２７０のトランジスタＱ２のエミッタとグランド間に設けられている。電流検出抵抗ＲＥに発生する電圧は、信号線を介して、制御装置１１０の入力ポートＩに入力される構成となっている。

そのため、制御装置１１０は、入力ポートＩの電圧レベルをチェックすることで、トランジスタＱ２のコレクタに流れる電流Ｉａをモニタできる。

一方、グリッド電流Ｉｇは、トランジスタＱ２のコレクタに流れる電流Ｉａと、検出抵抗ＲＡ、ＲＢに流れる電流Ｉｂと、検出抵抗ＲＣ、ＲＤに流れる電流Ｉｃの和である。
Ｉｇ＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ

ここで、「Ｉｂ」は現像電圧Ｖｄの目標値と検出抵抗ＲＡ、ＲＢから求めることが可能であり、また、「Ｉｃ」はグリッド電圧Ｖｇの目標値と検出抵抗ＲＣ、ＲＤから求めることが可能である。そのため、検出した「Ｉａ」に、演算で求めた「Ｉｂ」、「Ｉｃ」を加算することで、グリッド電流Ｉｇを算出することができる。

そして、電流検出抵抗ＲＥと入力ポートＩは、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４についてそれぞれ設けられていることから、制御装置１１０にて、入力ポートＩ１〜Ｉ４の電圧レベルをモニタすることで、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４のグリッド電流Ｉｇをそれぞれ検出することが出来る。

以下、制御装置１１０により実行されるグリッド電流の制御フローを、図１０を参照して説明する。
印刷データＤの入力があると、主制御部８０は、制御装置１１０に対して高圧電源装置１００の起動指令を与えられる。すると、起動指令を受けた制御装置１１０は、ＰＷＭ値を初期値に設定し、帯電電圧生成回路２００の制御を開始する（Ｓ２００）。

次に、制御装置１１０は、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４のグリッド電流Ｉｇを検出する処理を行う（Ｓ２１０）。その後、電流値が最小のチャンネルを選択する（Ｓ２２０）。

そして、グリッド電流が最小のチャンネルを選択すると、次に制御装置１１０は、選択したチャンネルのグリッド電流Ｉｇの大きさを判定する処理を行う。具体的には、Ｓ２３０にてグリッド電流Ｉｇの値が２２４μＡ以下であるか判定し、Ｓ２４０にてグリッド電流Ｉｇの値が２２６μＡ以上か判定する。

グリッド電流Ｉｇの値が２２４μＡ以下の場合には、Ｓ２３０でＹＥＳ判定される。この場合、Ｓ２５０に移行し、制御装置１１０は、帯電電圧生成回路２００に出力するＰＷＭ値を増加させる。これにより、帯電電圧生成回路２００の出力電圧Ｖｏ、すなわち各帯電器５０のワイヤ５３に印加される帯電電圧が増加調整される。

一方、グリッド電流Ｉｇの値が２２６μＡ以上の場合には、Ｓ２４０でＹＥＳ判定される。この場合、Ｓ２６０に移行し、制御装置１１０は、帯電電圧生成回路２００に出力するＰＷＭ値を減少させる。これにより、帯電電圧生成回路２００の出力電圧Ｖｏ、すなわち各帯電器５０のワイヤ５３に印加される帯電電圧が減少調整される。

帯電電圧の調整に続いて５ｍｓウエイトする処理が実行され、その後、高圧電源装置１００を停止させるかどうか判定する処理が行われる（Ｓ２７０、Ｓ２８０）。印刷処理が終了していなければ、Ｓ２８０ではＹＥＳ判定され、処理はＳ２１０に戻り、各チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇを検出する処理、電流値最小のチャンネルＣＨを選択する処理、電流値に応じてＰＷＭ値を調整する処理が実行される。

このような処理が繰り返し実行されることで、グリッド電流Ｉｇの最小値が目標値に調整される。尚、グリッド電流Ｉｇの最小値が目標値である場合には、Ｓ２３０、Ｓ２４０ではいずれもＮＯ判定されるので、ＰＷＭ値の調整は実行されず、ＰＷＭ信号ＳＯのＰＷＭ値は保持される。

そして、グリッド電流Ｉｇの最小値が目標値に安定した状態になると、制御装置１１０は、実施形態１の場合と同様に、現像電圧調整回路２７０を介して現像電圧Ｖｄを目標値に調整し、現像電圧Ｖｄが目標値に安定した後に、グリッド電圧調整回路２５０を介してグリッド電圧Ｖｇを目標値に調整する。そのため、実施形態１と同様、現像電圧Ｖｄ、グリッド電圧Ｖｇが安定し易く、また、グリッド電圧Ｖｇの調整後、現像電圧Ｖｄを再調整する必要がないというメリットがある。

また、実施形態２では、電流値が最小のグリッド電流Ｉｇを選択して目標値に制御するので、全４チャンネルのグリッド電流Ｉｇが、全て目標値以上になる。そのため、感光ドラム４１への帯電量が、全４チャンネルとも適正なレベル以上になるので、画質を良好に保つことが可能となる。

＜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）実施形態１、２では画像形成装置の一例としてカラープリンタを例示したが、本実施形態の技術は、帯電器５０や感光ドラム４１を１組しか持たないモノクロ式のプリンタに適用できる。

（２）実施形態１では、現像電圧調整回路２７０の回路定数から整定時間Ｔｓを計算で求め、現像電圧Ｖｄの制御開始から整定時間Ｔｓが経過した以降は、現像電圧Ｖｄは安定しているとみなした。現像電圧Ｖｄが安定しているかどうかの判断は、現像電圧Ｖｄの実測値に基づいて行うようにしてもよい。すなわち、現像電圧Ｖｄを検出する回路を別途設けて、所定の許容範囲Ｅに、現像電圧Ｖｄの実測値が収まった時に、安定と判断してもよい。

（３）実施形態１では、電圧の低い現像電圧Ｖｄ側を先に調整して、現像電圧Ｖｄが安定した以降に、電圧の高いグリッド電圧Ｖｇを制御した。グリッド電圧Ｖｇの制御開始は、現像電圧Ｖｄの制御開始より少なくとも遅ければよく、必ずしも現像電圧Ｖｄの安定を待って開始する必要はない。例えば、現像電圧Ｖｄが安定する前であっても、現像電圧Ｖｄが目標値に概ね近いレベル（一例として９０％）に達した時点で開始するようにしてもよい。

（４）実施形態１、２では、現像電圧Ｖｄの制御開始から遅れてグリッド電圧の制御を開始した。また、グリッド電圧調整回路２５０の応答速度を現像電圧調整回路２７０の応答速度より遅く設定した。制御開始タイミングに差を付ける事と、応答速度に差を付ける事は必ずしも併用する必要はなく、いずれか一方のみを実施してもよい。

１…プリンタ
４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ（総称して４１）…感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）
５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ（総称して５０）…スコロトロン帯電器
４５Ｂ、４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ（総称して４５）…現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）
５３…ワイヤ
５５…グリッド電極
７０…変位装置
８０…主制御部
１００…高圧電源装置
１１０…制御装置
２００…帯電電圧生成回路
２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃ（総称して２５０）…グリッド電圧調整回路
２７０Ｂ、２７０Ｙ、２７０Ｍ、２７０Ｃ（総称して２７０）…現像電圧調整回路
Ｑ１、Ｑ２…トランジスタ

Claims (4)

1. 感光体と、
   ワイヤとグリッド電極を有し、前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧生成回路と、
   前記グリッド電極に印加するグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整回路と、
   前記現像器に印加する現像電圧を調整する現像電圧調整回路と、
   制御装置とを備え、
   前記現像電圧調整回路は、前記グリッド電極とグランド間にて、前記グリッド電圧調整回路と直列接続され、前記グリッド電圧を分圧することにより、現像電圧を発生させる構成であり、
   前記制御装置は、前記帯電電圧生成回路を介して前記ワイヤに前記帯電電圧を印加する処理と、帯電電圧の印加後に、前記グリッド電圧調整回路と前記現像電圧調整回路を介してグリッド電圧と現像電圧を調整する処理と、を行い、
   かつ前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御開始タイミングを、前記現像電圧調整回路による現像電圧の制御開始タイミングより遅くし、
   前記制御装置は、現像電圧が所定の許容範囲に収まる安定状態となった後に、前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御を開始する画像形成装置。
2. 感光体と、
   ワイヤとグリッド電極を有し、前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧生成回路と、
   前記グリッド電極に印加するグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整回路と、
   前記現像器に印加する現像電圧を調整する現像電圧調整回路と、
   制御装置とを備え、
   前記現像電圧調整回路は、前記グリッド電極とグランド間にて、前記グリッド電圧調整回路と直列接続され、前記グリッド電圧を分圧することにより、現像電圧を発生させる構成であり、
   前記制御装置は、前記帯電電圧生成回路を介して前記ワイヤに前記帯電電圧を印加する処理と、帯電電圧の印加後に、前記グリッド電圧調整回路と前記現像電圧調整回路を介してグリッド電圧と現像電圧を調整する処理と、を行い、
   かつ前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御開始タイミングを、前記現像電圧調整回路による現像電圧の制御開始タイミングより遅くし、
   前記現像器を前記感光体から離間した状態と圧接した状態に変位させる変位装置と、
   前記変位装置を制御する主制御部とを備え、
   前記制御装置は、前記主制御部が前記変位装置により前記現像器を前記感光体から離間させた後に、前記現像電圧調整回路による現像電圧の制御と前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御を開始し、
   前記主制御部は、グリッド電圧が安定した以降に、前記変位装置により前記現像器を前記感光体に圧接させる画像形成装置。
3. 感光体と、
   ワイヤとグリッド電極を有し、前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧生成回路と、
   前記グリッド電極に印加するグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整回路と、
   前記現像器に印加する現像電圧を調整する現像電圧調整回路と、
   前記帯電電圧生成回路、前記グリッド電圧調整回路、前記現像電圧調整回路を制御する制御装置とを備え、
   前記現像電圧調整回路は、前記グリッド電極とグランド間にて、前記グリッド電圧調整回路と直列接続され、前記グリッド電圧を分圧することにより、現像電圧を発生させる構成であり、
   前記グリッド電圧調整回路の応答速度を、前記現像電圧調整回路の応答速度より遅く設定する画像形成装置。
4. 感光体と、
   ワイヤとグリッド電極を有し、前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧生成回路と、
   前記グリッド電極に印加するグリッド電圧を調整するグリッド電圧調整回路と、
   前記現像器に印加する現像電圧を調整する現像電圧調整回路と、
   制御装置とを備え、
   前記現像電圧調整回路は、前記グリッド電極とグランド間にて、前記グリッド電圧調整回路と直列接続され、前記グリッド電圧を分圧することにより、現像電圧を発生させる構成であり、
   前記制御装置は、前記帯電電圧生成回路を介して前記ワイヤに前記帯電電圧を印加する処理と、帯電電圧の印加後に、前記グリッド電圧調整回路と前記現像電圧調整回路を介してグリッド電圧と現像電圧を調整する処理と、を行い、
   印刷データを受信してから印刷動作が実行されるまでの間において、前記グリッド電圧調整回路によるグリッド電圧の制御開始タイミングを、前記現像電圧調整回路による現像電圧の制御開始タイミングより遅くする画像形成装置。
   

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