JP7146567B2

JP7146567B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7146567B2
Application number: JP2018198358A
Authority: JP
Inventors: 晋平石川
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Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2038-10-22
Also published as: JP2019101414A

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いた画像形成装置は、ドラム状の感光体（以下、感光ドラムと称する）と、感光ドラムを帯電する帯電部材と、帯電された感光ドラムを露光することによって静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を現像する現像手段と、が設けられている。感光ドラムに形成された静電潜像は、現像手段に収容されたトナーによって現像されることで、感光ドラムにトナー像が形成される。そして、感光ドラムに担持されたトナー像は、感光ドラムと対向配置された転写部材に電圧手段から電圧を出力することにより、紙やＯＨＰシートなどの転写材に静電的に転写される。

特許文献１には、感光ドラムから転写材にトナー像を転写するために転写部材に出力される電圧（以下、転写電圧と称する）を、ＡＴＶＣ（ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）によって設定する構成が開示されている。特許文献１におけるＡＴＶＣでは、転写部材と感光ドラムが当接する転写部において、トナー像の転写が開始される前の前回転工程時に、転写部材に出力した電圧と転写部材に流れる電流に基づいて、転写電圧を設定している。

さらに、近年、画像形成装置の小型化が注目されており、特許文献２には、帯電部材と転写部材に電圧を出力する電圧手段を共通化する構成が開示されている。より詳しくは、帯電部材、及び、転写部材に負極性の電圧を出力する電圧手段と、転写部材に正極性の電圧を出力する電圧手段と、転写部材に流れる電流を検知する検知回路を有する画像形成装置の構成が開示されている。

特開平５－６１１２号公報特開２０１０－２５００９６号公報

しかしながら、帯電部材と転写部材に電圧を出力する電圧手段を共通化すると、ＡＴＶＣの実行中に帯電部材に出力する電圧が変更された場合に、転写部材に出力される電圧も変更されてしまい、検知回路で検知される電流の値が変動してしまうおそれがある。その結果、適切な転写電圧を設定することが困難となることで転写部において転写不良が発生するおそれがある。

このような転写不良の発生を抑制するためには、帯電部材に出力する電圧が変更された後にＡＴＶＣを再度実行する構成が考えられる。しかし、この場合、ＡＴＶＣを実行しなおすことで、ユーザのプリント指示から画像形成動作の完了までの時間であるＦＰＯＴ（ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｔＯｕｔＴｉｍｅ）が長くなってしまう。

そこで、本発明は、帯電部材と転写部材に電圧を出力する電圧手段を共通化した構成において、ＡＴＶＣの実行中に帯電部材に出力する電圧が変更された場合に、ＦＰＯＴを可能な限り短くしつつ、転写不良の発生を抑制することを目的とする。

本発明は、トナー像を担持する感光体と、前記感光体を帯電する帯電部材と、前記感光体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記感光体に担持されたトナー像を転写材に転写する転写部材と、前記帯電部材と前記転写部材に所定極性の電圧を出力するための第１の電圧手段と、前記第１の電圧手段と電気的に接続され、前記所定極性とは逆極性の電圧を前記転写部材に出力するための第２の電圧手段と、前記転写部材に流れる電流を検知する検知手段と、前記第１の電圧手段および前記第２の電圧手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記転写部に転写材が挟持されていない状態で、前記第１の電圧手段と前記第２の電圧手段を制御することによって、前記帯電部材に前記所定極性の電圧を印加し、且つ、前記転写部材に前記所定極性の電圧及び前記逆極性の電圧が重畳された電圧を印加し、前記検知手段によって検知される電流の値と前記第２の電圧手段に出力する前記逆極性の電圧の値に基づいて、前記感光体から転写材にトナー像を転写するために前記第２の電圧手段から前記転写部材に出力する転写電圧を設定する調整制御を実行することが可能な画像形成装置において、前記制御手段は、前記調整制御を実行している間に、前記制御手段から前記第１の電圧手段に出力する前記所定極性の電圧の値を変更した場合、前記第１の電圧手段に出力する前記所定極性の電圧を変更した時点を含む所定期間は、前記検知手段によって検知された検知結果を前記調整制御に反映させないことを特徴とする。

本発明によれば、帯電部材と転写部材に電圧を出力する電圧手段を共通化した構成において、ＡＴＶＣの実行中に帯電部材に出力する電圧が変更された場合に、ＦＰＯＴを可能な限り短くしつつ、転写不良の発生を抑制することが可能である。

実施例１における、画像形成装置の構成を説明する断面図である。実施例１におけるブロック図である。転写電圧の調整制御を説明するタイムチャートである。実施例１における模式的な回路構成図である。転写電圧の調整制御を実行している間に第１の電圧手段から出力する電圧の値を変更した場合に、検知手段によって検知される電流の変動を説明するタイミングチャートである。実施例１において、転写電圧の調整制御を実行している間に、第１の電圧手段から出力する電圧の値を変更した場合の制御を説明するタイミングチャートである。実施例２において、転写電圧の調整制御を実行している間に、第１の電圧手段から出力する電圧の値を変更した場合の制御を説明するタイミングチャートである。実施例３における模式的な回路構成図である。実施例３において、転写電圧の調整制御を実行している間に、第１の電圧手段から出力する電圧の値を変更した場合の制御を説明するタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を説明する概略断面図である。また、図２は、本実施例におけるブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、ホスト機器であるパーソナルコンピュータ１０１に接続している。パーソナルコンピュータ１０１による動作開始指令と画像信号は、画像コントローラ２０１を介して、画像形成装置１００に内蔵された制御手段２００に送信される。

パーソナルコンピュータ１０１による画像信号は、画像コントローラ２０１によってビデオデータに変換された後に制御手段２００に通知される。そして、制御手段２００が各種手段を制御することによって、画像形成装置１００において画像形成が実行される。また、画像コントローラ２０１は、ユーザが指定した転写材Ｐの種類や、パーソナルコンピュータ１０１からの画像信号の情報から、転写材Ｐの搬送が開始される前に、制御手段２００に転写材Ｐの搬送速度情報や画質設定情報を通知することができる。さらに、画像コントローラ２０１は、制御手段２００の内部情報を不図示の表示部などに表示することが可能である。

図１に示すように、本実施例における画像形成装置１００は、ドラム状の感光体である感光ドラム１を有し、感光ドラム１は、駆動源Ｍ（図２に図示）からの駆動力を受けて図示矢印Ｒ１方向に所定の周速で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、帯電部材としての帯電ローラ２と、レーザ光を感光ドラム１に照射する露光手段３と、現像部材としての現像ローラ５ａを有する現像手段５と、感光ドラム１に残留したトナーを回収するクリーニング手段８が配置されている。

クリーニング手段８は、感光ドラム１に当接するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって感光ドラム１から回収されたトナーを収容する廃トナーボックスを備える。現像手段５にはトナーが収容されており、現像ローラ５ａは、不図示の現像電源からトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を印加されることにより現像手段５に収容されたトナーを担持することが可能である。また、感光ドラム１に対向する位置には、感光ドラム１に当接して転写部Ｎｔを形成する転写部材としての転写ローラ２０が配置されている。

図２に示される電圧出力手段３１（第１の電圧手段）は、帯電ローラ２と転写ローラ２０に所定極性の電圧を出力する。ここで、所定極性とは、トナーの正規帯電極性と同じ極性（本実施例においては負極性）である。本実施例において、帯電ローラ２は、電圧出力手段３１から負極性の電圧を出力されることによって、感光ドラム１を一様に帯電する。また、電圧出力手段３１から転写ローラ２０に負極性の電圧が出力されることによって、転写部Ｎｔには、転写ローラ２０から感光ドラム１に負極性のトナーが移動するような電界が形成される。本実施例の構成においては、電圧出力手段を３１によって、帯電ローラ２と転写ローラ２０に対して負極性の電圧を印加する電圧出力手段を共通化している。この構成により、画像形成装置１００の小型化やコストダウンが可能となる。

ここで、本実施例の画像形成装置１００は、転写部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写する画像形成時以外のタイミングで様々な制御を実施している。例えば、感光ドラム１に当接するクリーニングブレードの摩耗を抑制するために、感光ドラム１を介して現像手段５からクリーニングブレードに負極性のトナーを供給する供給動作を実施している。また、例えば、転写部Ｎｔへの転写材Ｐの搬送タイミングがずれてしまった場合などに感光ドラム１から転写ローラ２０に転写されてしまった負極性のトナーを、感光ドラム１に静電的に移動させた後にクリーニング手段８で回収する回収動作を実施している。なお、この回収動作は、転写ローラ２０に負極性のトナーが付着したと判断される場合に、所定のタイミングで実施される。以上説明した供給動作や回収動作を実行する場合、転写ローラ２０には電圧出力手段３１から負極性の電圧が出力される。

また、図２に示される電圧出力手段３２（第２の電圧手段）は、転写ローラ２０に所定極性とは反対の極性（本実施例においては正極性）の電圧を出力する。電圧出力手段３２から転写ローラ２０に正極性の電圧が出力されることにより、転写部Ｎｔにおいて感光ドラム１に担持されたトナー像を転写材Ｐに転写することが可能である。なお、以下の説明においては、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写部Ｎｔに形成される電圧を転写電圧と称する。

転写材Ｐの搬送方向に関して、転写部Ｎｔより下流側には、加圧部材としての加圧ローラ１３と、加熱部材１２と、を有する定着手段１４と、排出ローラ１５と、積載部としての排紙トレイ１０と、が設けられている。排出ローラ１５は、定着手段１４を通過した転写材Ｐを画像形成装置１００から排出し、排紙トレイ１０は、排出ローラ１５によって排出された転写材Ｐを積載する。

また、転写材Ｐの搬送方向に関して、転写部Ｎｔより上流側には、紙やＯＨＰシートなどの転写材Ｐを収容する収容部としての給紙カセット９と、搬送ローラ６と、給送手段としての給送ローラ４と、検知部としての検知センサ７と、が設けられている。搬送ローラ６は、給紙カセット９から転写部Ｎｔに向けて転写材Ｐを搬送する搬送手段である。給送ローラ４は、給紙カセット９に収容された転写材Ｐを転写部Ｎｔに向けて給送する。検知センサ７は、転写材Ｐの搬送方向に関して転写部Ｎｔと給送ローラ４との間に設けられ、給送ローラ４によって給送された転写材Ｐの先端及び後端を検知することが可能である。

次に、本実施例における画像形成動作について、図１を用いて説明する。制御手段２００がパーソナルコンピュータ１０１からの動作開始指令を受け取ると、感光ドラム１が図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。この時、帯電ローラ２と、現像ローラ５ａと、転写ローラ２０と、加圧ローラ１３と、搬送ローラ６と、排出ローラ１５も駆動力を受けて回転駆動される。感光ドラム１は回転過程で、帯電ローラ２により負極性であって所定の電位に一様に帯電処理される。

そして、感光ドラム１の表面電位が安定した後、転写部Ｎｔでは、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写ローラ２０に出力する電圧（以下、転写電圧と称する）を設定する調整制御が行われる。本実施例においては、ＡＴＶＣ（ＡｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｅｒＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる調整制御によって転写電圧を設定しており、ＡＴＶＣに関しては後に詳細に説明する。

本実施例の画像形成装置１００は、画像コントローラ２０１がパーソナルコンピュータ１０１からの画像信号をビデオデータに変換している間に、各種手段の駆動開始及びＡＴＶＣを実行すること（以下、プレスタートと称する）が可能である。制御手段２００がパーソナルコンピュータ１０１からの動作開始指令を受けてプレスタートを実行することにより、画像信号の変換が完了してからＡＴＶＣを実行する場合と比べて、ＡＴＶＣ完了後から画像形成動作を開始するまでの間の時間を短縮できる。

画像コントローラ２０１における画像信号の変換、及び、ＡＴＶＣによる転写電圧の設定が完了すると、給送ローラ４は給紙ソレノイド６０（図２に図示）の駆動により１周回転し、転写材Ｐを搬送ローラ６に向けて搬送する。そして、検知センサ７によって転写材Ｐの先端が検知されると、露光手段３が感光ドラム１にレーザ光を照射することによって、感光ドラム１は回転過程で画像信号に応じた露光を受ける。これにより、感光ドラム１の表面に目的の画像に対応した静電潜像が形成され、感光ドラム１に形成された静電潜像は、トナーを担持した現像ローラ５ａと感光ドラム１とが当接する現像位置において現像され、感光ドラム１にトナー像として可視化される。

本実施例においては、現像手段５に収容されたトナーの正規帯電極性は負極性であり、帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像している。しかし、これに限らず、正規帯電極性が正極性のトナーを用いて静電潜像を反転現像する構成としても良い。

感光ドラム１に担持されたトナー像は、感光ドラム１の回転に伴って転写部Ｎｔに到達し、転写部Ｎｔにおいて転写材Ｐに転写される。このとき、制御手段２００の制御により、ＡＴＶＣによって設定された転写電圧が電圧出力手段３２から転写ローラ２０に出力される。転写部Ｎｔを通過した後に感光ドラム１に残留したトナーは、感光ドラム１の回転に伴ってクリーニング手段８と感光ドラム１とが当接する位置に到達し、クリーニング手段８によって回収される。

転写部Ｎｔでトナー像を転写された転写材Ｐは定着手段１４に搬送され、定着手段１４において、加熱部材１２と加圧ローラ１３によって加熱及び加圧されることによりトナー像が転写材Ｐに固定される。定着手段１４においてトナー像が定着された後の転写材Ｐは、排紙ローラ１５により排紙トレイ１０に排出される。本実施例の画像形成装置１００においては、以上の動作により、転写材Ｐに画像が形成される。

［ＡＴＶＣによる転写電圧の設定］
続いて、転写電圧を設定する調整制御としてのＡＴＶＣについて、図３を用いて説明する。図３は、ＡＴＶＣを実行するときの、制御手段２００から電圧出力手段３１及び電圧出力手段３２に出力される電圧の値と、転写ローラ２０に流れる電流を検知する検知手段３３によって検知される電流の値を示すタイムチャートである。また、図４は、本実施例における、電圧出力手段３１と電圧出力手段３２と検知手段３３の構成を説明する回路構成図である。ここで、図３における、制御手段２００から電圧出力手段３１及び電圧出力手段３２への出力値とは、図４に示される位置Ｃ１及び位置Ｃ２における制御手段２００からの出力値である。

ＡＴＶＣを実行する場合、まず、制御手段２００が電圧出力手段３２を制御して転写ローラ２０に初期電圧Ｖ_ｒｅｆを出力し、初期電圧Ｖ_ｒｅｆの出力が安定するまで待機する。その後、図３に示すように、検知手段３３によって検知された結果を時間ｔ_ｓだけサンプリングし、時間ｔ_ｓにおいて測定された電流の値から単純平均電流値Ｉａ_１を算出する。この時、電圧出力手段３１は、帯電ローラ２に予め決められた電圧Ｖｃを出力する。そして、制御手段２００は、電圧出力手段３２に出力する電圧Ｖ_ｎと、単純平均電流値Ｉａ_ｎと、ＡＴＶＣにおける目標電流値Ｉｔから、数式１を用いて電圧Ｖ_ｎに続いて電圧出力手段３２から転写ローラ２０に出力する電圧Ｖ_ｎ＋１を求める。

数式１におけるαは制御ゲインであり、予め設定された所望の定数値として制御手段２００に記憶されているものである。このようにして求められた電圧Ｖ_ｎ＋１は、制御手段２００が電圧出力手段３２を制御することによって転写ローラ２０に出力される。電圧出力手段３２から電圧Ｖ_ｎ＋１が出力されると、図３に示すように、時間ｔ_ｗの待機時間を設けた後に、再度所定時間（時間ｔ_ｓ）分の電流値をサンプリングし、数式１に基づいて電圧Ｖ_ｎ＋１に続いて出力される電圧を求める。なお、数式１において、電圧Ｖ_ｎ＋１が大きな値を取りすぎないように、変化電圧値に上限値を設けても良い。

ここまでに述べた、検知手段３３によって検知された電流値のサンプリング、数式１を用いた電圧Ｖ_ｎ＋１の算出、電圧出力手段３２から出力する電圧を切り替えた後の待機工程の３つの工程を１回とカウントし、この所定動作をｅ回実行する。ここで、実施回数ｅは、転写ローラ２０の特性などに基づいて制御手段２００に予め格納されている数値であり、その定義は、画質が保証できる最低限の電圧域へ収束させて基準電圧Ｖ０を求めるために必要な所定の実施回数である。即ち、本実施例のＡＴＶＣにおいては、前述の３つの工程をｅ回繰り返すことで、転写ローラ２０に流れる電流の値を目標電流値Ｉｔに収束させる。そして、前述の３つの工程をｅ回実施したときに電圧出力手段３２から出力された電圧を基準電圧Ｖ０とし、制御手段２００は、内蔵メモリに予め記録しておいたルックアップテーブル（ＬＵＴ）と基準電圧Ｖ０とに基づいて転写電圧を設定する。

図４に示すように、電圧出力手段３１は、昇圧トランス３００と、ＦＥＴなどのスイッチング素子から構成され、制御手段２００からの制御信号により昇圧トランス３００を駆動する駆動回路３０２と、整流回路３０１と、を有する。昇圧トランス３００によって生成された負極性の電圧が整流回路３０１を介して出力されることで、帯電ローラ２及び転写ローラ２０に負極性の電圧を出力することが可能である。

また、電圧出力手段３２は、昇圧トランス３０３と、ＦＥＴなどのスイッチング素子から構成され、制御手段２００からの制御信号により昇圧トランス３０３を駆動する駆動回路３０５と、整流回路３０４と、を有する。昇圧トランス３０３によって生成された正極性の電圧が整流回路３０４を介して出力されることで、転写ローラ２０に正極性の電圧を出力することが可能である。

電圧出力手段３１と電圧出力手段３２は電気的に接続されており、整流回路３０６は、昇圧トランス３００によって生成された負極性の電圧と、昇圧トランス３０３によって生成された正極性の電圧を重畳するための回路である。画像形成時においては、感光ドラム１にトナー像を形成するために帯電ローラ２に負極性の電圧を出力し、感光ドラム１に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写するために転写ローラ２０に正極性の電圧を出力する必要がある。ここで、本実施例においては、電圧出力手段３１によって帯電ローラ２と転写ローラ２０に負極性の電圧を出力していることから、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に負極性の電圧を出力する場合、転写ローラ２０にも負極性の電圧が出力される。したがって、画像形成時においては、転写ローラ２０には、電圧出力手段３１から出力される負極性の電圧と、電圧出力手段３２から出力される正極性の電圧と、が重畳された電圧が出力される。

検知手段３３は、整流回路３０６を流れる重畳電流を検知し、オペアンプ３０８により、検出した電流の値を電圧の値に変換して制御手段２００に出力している。そして、この電圧の値は、制御手段２００において対応する電流の値に変換される。このように、検知手段は整流回路３０６を流れる重畳電流を検知するため、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧の値が変更されると、回路の抵抗定数などによっては、その影響を受けてしまう。この場合、電圧出力手段３１と電圧出力手段３２からそれぞれの極性の電圧を出力している状態において、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を変更すると、検知手段３３によって検知される電流の値が振れてしまうおそれがある。

ここで、画像形成を行うための転写電圧をＡＴＶＣによって適切に設定するためには、ＡＴＶＣの実行時に形成する画像に関する設定情報に基づいて帯電ローラ２に電圧を印加して感光ドラム１に均一な電位を形成する必要がある。しかしながら、本実施例のようにプレスタートを実行する構成においては、ＡＴＶＣの開始時点で画像コントローラ２０１による画像信号の変換が完了しておらず、転写材Ｐを搬送する搬送速度の情報や転写材Ｐに形成する画像に関する設定情報が確定していない場合がある。この場合、本実施例の構成においては、制御手段２００は電圧出力手段３１から帯電ローラ２に予め決められた所定の電圧を出力してＡＴＶＣを実行する。その後、画像信号の変換が完了した画像コントローラ２０１からの情報に基づいて、必要がある場合に電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を変更する。

なお、本実施例のプレスタートにおいては、ＡＴＶＣ以外にも各種手段の駆動開始などを含む前回転動作を行っているため、ＡＴＶＣの開始時点で画像コントローラ２０１による画像信号の変換が完了している場合もある。この場合、制御手段２００は、画像信号の変換が完了した画像コントローラ２０１からの情報に応じた電圧を、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力し、ＡＴＶＣを実行する。

図５は、ＡＴＶＣを実行している間に、画像信号の変換が完了した画像コントローラ２０１からの情報に応じて電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を変更する場合の、検知手段３３によって検知される電流の値を示すタイムチャートである。図５に示すように、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を電圧Ｖｃから電圧Ｖｃ２に変更すると、電圧の値を変更した時点を含む所定期間Ｅにおいて検知手段３３によって検知される電流の値が振れてしまう。ここで、電圧Ｖｃとは、予め制御手段２００に格納されている所定の電圧（第１の電圧）であり、電圧Ｖｃ２とは、画像信号の変換が完了した画像コントローラ２０１からの情報に応じて設定された電圧（第２の電圧）である。

検知手段３３によって検知された電流は、数式１に基づいて電圧出力手段３２から出力される電圧にフィードバックされる。即ち、検知手段３３によって検知される電流が振れてしまうと、収束に向かっていた電圧出力手段３２の出力が発散してしまい、ＡＴＶＣにおける所定動作を予め定められた実施回数（ｅ回）だけ実施しても、目標電流値Ｉｔに収束できなくなってしまう。

その結果、ＡＴＶＣによって設定される転写電圧の値が所望の値から外れてしまうことで、転写部Ｎｔにおいてトナー像を転写材Ｐに転写する際に転写不良が発生するおそれがある。転写材Ｐを搬送する搬送速度の情報や転写材Ｐに形成する画像に関する設定情報が確定するタイミングは、画像コントローラ２０１の処理能力に依存する。即ち、制御手段２００は、任意のタイミングで電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧を切り替える可能性を考慮する必要がある。

なお、プレスタートを行わず、転写材Ｐを搬送する搬送速度の情報や転写材Ｐに形成する画像に関する設定情報が確定した後にＡＴＶＣを開始すれば、ＡＴＶＣを実行する間に電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧を切り替える必要はない。この場合、ＡＴＶＣによって設定される転写電圧の値が所望の値から逸れてしまうことは抑制できるが、画像コントローラ２０１の画像信号の変換が完了するまではＡＴＶＣが開始されない。即ち、プレスタートを実行する場合と比べて、制御手段２００が動作開始信号を受信してから画像形成動作が完了するまでの時間であるＦＰＯＴ（ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｔＯｕｔＴｉｍｅ）が長くなってしまう。

図６は、本実施例の制御における、ＡＴＶＣを実行している間に電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を変更する場合の、検知手段３３によって検知される電流の値を示すタイムチャートである。図６に示すように、本実施例においては、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧の値を変更した時点を含む所定期間Ｅにおいて検知手段３３が検知した電流の値をＡＴＶＣに反映させない構成としている。

より詳しくは、所定期間Ｅにおいては、制御手段２００から電圧出力手段３２に出力する電圧の値を変更せず、電圧出力手段３１から出力する電圧を電圧Ｖｃから電圧Ｖｃ２に切り替える直前に制御手段２００から電圧出力手段３２に出力していた電圧の値を維持する。即ち、所定期間Ｅにおいては、数式１に基づく所定動作を一時中断する。なお、所定期間Ｅは、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替えることによる検知手段３３において検知される電流の値の振れが収束する期間である。

本実施例においては、所定期間Ｅに対応する時間Ｔｍは予め制御手段２００に格納されている。この時間Ｔｍは、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替えて検知手段３３が検知する電流が収束する時間を予め測定しておくことによって、画像形成装置１００の構成に応じて適宜設定することが可能である。より具体的には、本実施例の画像形成装置１００の構成においては、所定期間Ｅを、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替えたタイミングから０～１７０ｍｓｅｃの範囲に設定している。即ち、本実施例においては、所定期間Ｅに対応する時間Ｔｍは１７０ｍｓｅｃである。

また、本実施例においては、制御手段２００から電圧出力手段３２に出力する電圧を切り替えた後の待機工程の終了タイミング、即ち時間Ｔ_ｎの終了タイミングに同期して、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力される電圧の値を切り替えている。しかし、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力される電圧の切り替えタイミングはこれに限定するものではない。例えば、検知手段３３によって検知された電流値のサンプリングが終了し、数式１に基づいて制御手段２００から電圧出力手段３２に出力する電圧を切り替えるタイミングに同期しても良く、検知手段３３によって検知された電流値のサンプリング中で切り替えても良い。

そして、時間Ｔｍが経過した後に、改めて、検知手段３３によって検知された電流値のサンプリング、数式１を用いた電圧Ｖ_ｎ＋１の算出、電圧出力手段３２から出力する電圧を切り替えた後の待機工程の３つの工程を含む所定動作を実行し、ＡＴＶＣを再開する。ＡＴＶＣ再開後は、所定期間Ｅの直前における所定動作の実施回数ｎに対して、所定期間Ｅの直後における所定動作の実施回数を実施回数ｎ＋１として、予め定められた実施回数ｅ回に到達するまで所定動作を行う。

また、本実施例においては、ＡＴＶＣにおける所定動作が予め定められた実施回数ｅ回に到達し、かつ、ＡＴＶＣ再開後の所定動作が実施回数ｅ_ａ回に到達したことを以て、目標電流値Ｉｔに収束したと判断し、基準電圧Ｖ０を決定する。なお、ＡＴＶＣ再開後の実施回数ｅ_ａは、予め定められた値が制御手段２００に格納されている。この実施回数ｅ_ａは、電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替えたことによって転写ローラ２０に出力される負極性の電圧が変化した影響を考慮して、ＡＴＶＣ実行時における基準電圧Ｖ０の決定にかかる時間を確保するために用意されたものである。

以上説明したように、本実施例においては、ＡＴＶＣを実行している間に制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧の値が変更された場合に、所定期間ＥではＡＴＶＣにおける所定動作の実行を中断する。そして所定期間Ｅに対応する時間Ｔｍが経過した後に、再度ＡＴＶＣを再開し、所定期間Ｅの前後における結果に基づいて転写電圧の設定を行う。これにより、ＡＴＶＣによって適切な転写電圧を設定して転写不良の発生を抑制することができる。また、例えば、ＡＴＶＣを実行している間に帯電ローラ２に出力される電圧が変更された場合にＡＴＶＣを再度実行しなおす構成に比べて、ＦＰＯＴに与える影響を小さくできる。

なお、本実施例においては、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力される予め決められた電圧Ｖｃと、画像信号の変換が完了した後に画像コントローラ２０１からの情報に応じて設定される電圧Ｖｃ２が異なる場合について説明した。しかし、例えば、電圧Ｖｃと電圧Ｖｃ２が同じ値である場合は、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力される電圧を切り替える必要がないため、所定期間Ｅを設けることなくそれまでに実行されていたＡＴＶＣを継続すれば良い。

また、本実施例においては、プレスタート時のＡＴＶＣにおいて、ＡＴＶＣを実行している間に電圧出力手段３１に出力する電圧の値が変更されたときの、ＡＴＶＣを継続する制御について説明した。しかし、プレスタート時に限らず、ＡＴＶＣを実行している間に電圧出力手段３１に出力する電圧の値が変更されたときに本実施例の制御を実行することで、本実施例と同様の効果を得ることが可能である。例えば、複数の転写材Ｐの搬送時であって先行する転写材Ｐと後続の転写材Ｐの間である紙間でＡＴＶＣを実行する際に、画像コントローラ２０１からの転写材Ｐの情報に応じて、制御手段２００は電圧出力手段３１に出力する電圧の値を変更する場合がある。

更に、本実施例においては、画像コントローラ２０１によって画像信号をビデオデータに変換し、画像コントローラ２０１から制御手段２００に種々の情報を通知して制御手段２００が各種手段を制御する構成について説明した。しかし、これに限らず、１つの制御手段によって、ホスト機器としてのパーソナルコンピュータ１０１からの画像信号をビデオデータに変換し、パーソナルコンピュータ１０１からの種々の情報に基づいて各種手段を制御する構成としてもよい。

本実施例においては、帯電部材として、感光ドラム１に接触して感光ドラム１を一様に帯電する帯電ローラ２を用いたが、これに限らず、例えばコロナ放電を利用した帯電器などの非接触式の帯電部材を用いても良い。

（実施例２）
実施例１では、ＡＴＶＣを実行している間に制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧の値が変更された場合に、所定期間Ｅを設け、且つ、予め定められた実施回数ｅ回に到達するまでＡＴＶＣの所定動作を行う構成について説明した。これに対し、実施例２においては、予め定められた実施回数ｅ回に到達するまでＡＴＶＣの所定動作を行った後に、転写材Ｐの搬送を開始し、検知センサ７によって転写材Ｐの先端が検知されるまでＡＴＶＣの所定動作を継続する構成について説明する。なお、以下の説明において実施例１と共通する部分に関しては、実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、本実施例の制御における、ＡＴＶＣを実行している間に電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を変更する場合の、検知手段３３によって検知される電流の値を示すタイムチャートである。図７に示すように、時間Ｔｅまでの制御は実施例１と同様であるため説明を省略し、時間Ｔｅ以降の制御について詳細に説明する。

図７に示すように、ＡＴＶＣの所定動作の実施回数が実施回数ｅ回に到達し、かつ所定期間Ｅに対応する時間Ｔｍが経過した後のＡＴＶＣの所定動作の実施回数が実施回数ｅ_ａ回に到達すると、制御手段２００は給紙ソレノイド６０を駆動させる。そして、転写材Ｐが搬送され、検知センサ７によって転写材Ｐの先端が検知されると、制御手段２００は電圧出力手段３１を制御し、帯電ローラ２に出力する電圧の値を画像形成時の目標電圧値に切り替える。そして更にその後、検知センサ７の検知結果に基づいて、転写材Ｐが転写部Ｎｔに挟持されるタイミング（不図示）で、電圧出力手段３２から転写ローラ２０に出力する電圧の値を、ＡＴＶＣによって設定された転写電圧の値に切り替える。

検知センサ７が転写材Ｐの先端を検知するタイミングは、給紙カセット９に収容された転写材Ｐの収容状態や、転写材Ｐの種類等によって異なる。例えば、給送ローラ４によって転写材Ｐを搬送ローラ６に向けて給送する際に、転写材Ｐのスリップなどが発生すると、スリップが発生していない場合に比べて検知センサ７における転写材Ｐの先端検知が遅れる。

そこで、本実施例においては、図７に示すように、検知センサ７によって転写材Ｐの先端が検知されるまで、即ち電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値が切り替えられるまでは、ＡＴＶＣの所定動作を繰り返して行う。これにより、ＡＴＶＣにおける所定動作を、画質が保証できる最低限の電圧域への収束に必要な所定の実施回数ｅ回以上である実施回数ｅ＋ｚ回実施することが可能となり、基準電圧Ｖ０をより正確に求めることができる。

以上説明したように、本実施例においては、検知センサ７によって転写材Ｐが検知されるまでＡＴＶＣの所定動作を実行することで、実施例１の効果に加えて、基準電圧Ｖ０をより正確に決定することでより好適な転写電圧を設定することが可能である。

（実施例３）
実施例１及び実施例２では、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に負極性の電圧を出力し、電圧出力手段３１と電圧出力手段３２から出力されるそれぞれの極性の電圧を重畳させた電圧を転写ローラ２０に出力する構成におけるＡＴＶＣの実行について説明した。実施例３においては、実施例２の構成に対して電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧を安定して制御するための帰還回路８０を設けた構成におけるＡＴＶＣの実行について、図８と図９を用いて説明する。なお、以下の説明において実施例１及び実施例２と共通する部分に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、本実施例における、電圧出力手段３１と、電圧出力手段３２と、検知手段３３と、帰還回路８０の構成を説明する回路構成図である。帰還回路８０は、電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力される電圧を安定して制御するための制御回路である。より詳細には、帰還回路８０は、整流回路３０１で整流された電圧を２つの抵抗で分圧した電圧と、基準電圧Ｖｃ_ｒｅｆとをオペアンプ８１で比較し、帯電ローラ２に出力される電圧が一定になるように制御している。また、図９は、本実施例の制御における、ＡＴＶＣを実行している間に電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧の値を変更する場合の、検知手段３３によって検知される電流の値を示すタイムチャートである。

電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力される電圧は、感光ドラム１の表面電位の影響を受ける。制御手段２００の制御によって電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧を変更した場合、感光ドラム１の表面電位が変化し、この表面電位の変化点は、感光ドラム１が１周回転した後に、帯電ローラ２と感光ドラム１とが接触する位置に到達する。この時、帰還回路８０によってフィードバックが掛かり、整流回路３０１に流れる電流の値が帰還回路８０のフィードバックによる影響を受けて短期的に変化するため、図９に示すように、検知手段３３によって検知される電流が所定期間Ｅ２の間振れてしまう。

図９に示すように、以下の説明においては、ＡＴＶＣの所定動作を２回実施し時間Ｔ２が経過した後に電圧出力手段３１から帯電ローラ２に出力する電圧を切り替える場合を例に、本実施例の構成を説明する。まず、電圧出力手段３１から出力する電圧を切り替えた時点を含む所定期間Ｅ１において、ＡＴＶＣの所定動作の実行を中断し、所定期間Ｅ１に対応する時間Ｔｍ１が経過後に、数式１に基づくＡＴＶＣの所定動作の実行を再開する。

時間Ｔｄは、電圧出力手段３１から出力する電圧を切り替えた時点、即ち時間Ｔｍ１の開始から感光ドラム１が１周回転する間の時間を示している。本実施例の構成においては、帰還回路８０のフィードバックによる影響を受けて、電圧出力手段３１から出力する電圧を切り替えた時点から時間Ｔｄが経過した時点において、所定期間Ｅ２の間で検知手段３３によって検知される電流の値が振れてしまう。したがって、本実施例においては、図９に示すように、所定期間Ｅ２においてもＡＴＶＣの所定動作の実行を中断し、所定期間Ｅ２に対応する時間Ｔｍ２が経過した後に、数式１に基づくＡＴＶＣの所定動作の実行を再開する。

なお、本実施例においては、所定期間Ｅ１及び所定期間Ｅ２に対応する時間Ｔｍ１及び時間Ｔｍ２は、予め制御手段２００に格納されている。この時間Ｔｍ１及び時間Ｔｍ２は、実施例１や実施例２の時間Ｔｍと同様の方法によって、画像形成装置１００の構成に応じて適宜設定することが可能である。より具体的には、本実施例の画像形成装置１００の構成においては、所定期間Ｅ１を、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替えたタイミングから０～１７０ｍｓｅｃの範囲に設定している。また、所定期間Ｅ２を、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替えたタイミングから６１５～７３５ｍｓｅｃの範囲に設定している。即ち、本実施例においては、時間Ｔｍ１は１７０ｍｓｅｃであり、時間Ｔｍ２は１２０ｍｓｅｃである。

そして、制御手段２００は、ＡＴＶＣにおける所定動作が実施回数ｅ回に到達し、かつ、時間Ｔｍ２が経過した後に実施されたＡＴＶＣの所定動作の回数が実施回数ｅ_ａ回に到達したことを以て、給紙ソレノイド６０を駆動させる。その後、検知センサ７が転写材Ｐの先端を検知するまでＡＴＶＣの所定動作の実行を継続し、基準電圧Ｖ０を決定する。なお、本実施例においても、実施回数ｅ回及び、実施回数ｅ_ａ回は、実施例１及び実施例２と同様に、予め制御手段２００に格納されているものである。

また、本実施例においては、実施例２と同様に、検知センサ７が転写材Ｐの先端を検知するまでＡＴＶＣの所定動作を継続する構成について説明したが、これに限らない。実施例１と同様に、ＡＴＶＣにおける所定動作が実施回数ｅ回に到達し、かつ、時間Ｔｍ２が経過した後におけるＡＴＶＣの所定動作が実施回数ｅ_ａ回に到達したことを以て、目標電流値Ｉｔに収束したと判断し、基準電圧Ｖ０を決定する構成としても良い。

本実施例では感光ドラム１の回転速度が可変でない場合の制御について説明したが、これに限らず、感光ドラム１の回転速度が可変であり、画像コントローラ２０１の指定によって感光ドラム１の回転速度を変更可能な構成としても良い。図９における時間Ｔｄは、感光ドラム１の回転速度と感光ドラム１の径から定まる。したがって、感光ドラム１の回転速度が可変である構成において、制御手段２００から電圧出力手段３１に出力する電圧を切り替える場合に、感光ドラム１の回転速度をより速い速度に切り替えることによって、時間Ｔｄを短く抑えることが可能な場合がある。

以上説明したように、帰還回路８０を設けた本実施例の構成においても、所定期間Ｅ１及び所定期間Ｅ２においてＡＴＶＣの所定動作の実行を中断することによって、実施例１及び実施例２と同様の効果を得ることが可能である。

１感光ドラム
２帯電ローラ
２０転写ローラ
３１電圧出力手段
３２電圧出力手段
３３検知手段
２００制御手段

Claims

トナー像を担持する感光体と、
前記感光体を帯電する帯電部材と、
前記感光体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記感光体に担持されたトナー像を転写材に転写する転写部材と、
前記帯電部材と前記転写部材に所定極性の電圧を出力するための第１の電圧手段と、
前記第１の電圧手段と電気的に接続され、前記所定極性とは逆極性の電圧を前記転写部材に出力するための第２の電圧手段と、
前記転写部材に流れる電流を検知する検知手段と、
前記第１の電圧手段および前記第２の電圧手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記転写部に転写材が挟持されていない状態で、前記第１の電圧手段と前記第２の電圧手段を制御することによって、前記帯電部材に前記所定極性の電圧を印加し、且つ、前記転写部材に前記所定極性の電圧及び前記逆極性の電圧が重畳された電圧を印加し、前記検知手段によって検知される電流の値と前記第２の電圧手段に出力する前記逆極性の電圧の値に基づいて、前記感光体から転写材にトナー像を転写するために前記第２の電圧手段から前記転写部材に出力する転写電圧を設定する調整制御を実行することが可能な画像形成装置において、
前記制御手段は、前記調整制御を実行している間に、前記制御手段から前記第１の電圧手段に出力する前記所定極性の電圧の値を変更した場合、
前記第１の電圧手段に出力する前記所定極性の電圧を変更した時点を含む所定期間は、前記検知手段によって検知された検知結果を前記調整制御に反映させないことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記調整制御を実行している間に、前記制御手段によって前記第１の電圧手段に出力する前記所定極性の電圧の値を変更した場合、前記所定期間の前後の期間における、前記検知手段によって検知された電流の値と、前記第２の電圧手段に出力された前記逆極性の電圧の値に基づいて、前記転写電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記調整制御を実行する場合、前記検知手段によって検知される電流の値に基づいて前記第２の電圧手段に出力する前記逆極性の電圧を切り替えることにより、前記検知手段によって検知される電流の値を所定の目標電流値に収束させ、前記目標電流値に収束するときにおける前記第２の電圧手段に出力される前記逆極性の電圧の値に基づいて、前記転写電圧を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記調整制御を実行する場合、前記第２の電圧手段から出力される前記逆極性の電圧の値が安定した後に、前記検知手段によって検知された電流の値に基づいて前記第２の電圧手段から前記転写部材に出力する前記逆極性の電圧の値を切り替える所定動作を繰り返して実施することで、前記検知手段によって検知される電流の値を前記目標電流値に収束させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記所定期間の前後の期間における前記所定動作の実施回数が、予め決められた第１実施回数に到達するまで前記所定動作を繰り返して実施することで、前記検知手段によって検知される電流の値を前記目標電流値に収束させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記所定期間の後の期間における前記所定動作の実施回数が、予め決められた第２実施回数に到達するまで前記所定動作を繰り返して実施することで、前記検知手段によって検知される電流の値を前記目標電流値に収束させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
転写材を収容する収容部と、前記収容部か前記転写部に向かって転写材を給送する給送手段と、を備え、前記制御手段は、前記所定期間の前後の期間における前記所定動作の実施回数が前記第１実施回数に到達し、前記所定期間の後の期間における前記所定動作の実施回数が前記第２実施回数に到達したタイミングにおいて、前記給送手段を駆動して転写材を給送することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
前記転写材の搬送方向に関して前記転写部と前記給送手段との間に設けられ、前記給送手段によって前記転写部に向かって給送される転写材を検知する検知部を備え、
前記制御手段は、前記給送手段を駆動して転写材を給送した後に、前記転写材の搬送方向に関する転写材の先端が前記検知部によって検知されるまで、前記所定動作を繰り返して実施することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記所定期間においては、前記制御手段は、前記第２の電圧手段に出力する前記逆極性の電圧の値を変更せず、前記第１の電圧手段に出力する前記所定極性の電圧の値を変更する直前に前記第２の電圧手段に出力していた前記逆極性の電圧の値を維持することを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１の電圧手段から前記帯電部材に出力される前記所定極性の電圧を制御する帰還回路を備え、前記調整制御を実行している間に、前記制御手段によって前記第１の電圧手段から出力する前記所定極性の電圧の値を変更した場合、
前記制御手段は、前記第１の電圧手段から出力する前記所定極性の電圧を変更した時点を含む第１の所定期間と、前記第１の電圧手段から出力する前記所定極性の電圧を変更した時点から前記感光体が１周回転する時間が経過した後の第２の所定期間と、において、前記検知手段によって検知された検知結果を前記調整制御に反映させないことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第１の所定期間と前記第２の所定期間とを除いた期間における前記所定動作の実施回数が、予め決められた第１実施回数に到達するまで前記所定動作を繰り返して実施することで、前記検知手段によって検知される電流の値を前記目標電流値に収束させることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第２の所定期間の後の期間における前記所定動作の実施回数が、予め決められた第２実施回数に到達するまで前記所定動作を繰り返して実施することで、前記検知手段によって検知される電流の値を前記目標電流値に収束させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
転写材を収容する収容部と、前記収容部か前記転写部に向かって転写材を給送する給送手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の所定期間と前記第２の所定期間とを除いた期間における前記所定動作の実施回数が前記第１実施回数に到達し、前記第２の所定期間の後の期間における前記所定動作の実施回数が前記第２実施回数に到達したタイミングにおいて、前記給送手段を駆動して転写材を給送することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
前記転写材の搬送方向に関して前記転写部と前記給送手段との間に設けられ、前記給送手段によって前記転写部に向かって給送される転写材を検知する検知部を備え、
前記制御手段は、前記給送手段を駆動して転写材を給送した後に、前記転写材の搬送方向に関する転写材の先端が前記検知部によって検知されるまで、前記所定動作を繰り返して実施することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第１の所定期間と前記第２の所定期間とにおいては、前記検知手段によって検知される電流に基づいて前記第２の電圧手段から出力される前記逆極性の電圧の値を切り替える動作を実行しないことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記制御手段に送信された画像信号を前記画像形成装置において画像を形成するためのデータに変換する間に、前記第１の電圧手段及び前記第２の電圧手段を制御して前記調整制御を開始することが可能であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記調整制御を実行する場合、前記制御手段は、前記第１の電圧手段から前記帯電部材に予め決められた第１の電圧を出力することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第１の電圧手段から前記帯電部材に前記第１の電圧を出力して前記調整制御を開始し、前記データの変換が完了した後に前記データに基づいて前記第１の電圧手段から出力する電圧の値を前記第１の電圧から変更することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
前記転写部において前記感光体から転写材にトナー像を転写する場合、前記制御手段は、前記第１の電圧手段および前記第２の電圧手段を制御し、前記第１の電圧手段から前記帯電部材に出力される前記所定極性の電圧と、前記第２の電圧手段から出力される前記逆極性の電圧とを重畳した電圧を前記転写部材に出力することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。