(57)【要約】【課題】回路基板の省スペース化を実現し得て、しかも、必要に応じて複数の帯電デバイスの下流側からの電荷供給量を調整可能とすることができ、高速処理化及び環境安定性並びに長寿命化をも達成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１８の移動方向に沿って配置され且つ感光体ドラム１８の表面を帯電させる上流側デバイス２２ａ及び下流側デバイス２２ｂを備えた帯電デバイス２２と、の帯電デバイス２２に電圧を印加する電源デバイス２４とを備え、電源デバイス２４は上流側デバイス２２ａと下流側デバイス２２ｂのそれぞれに等しい電圧を印加する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の移動方向に沿って配置され且つ前記像担持体表面を帯電させる複数の帯電デバイスと、該複数の帯電デバイスに電圧を印加する電源デバイスと、を備えた画像形成装置において、
前記電源デバイスは、前記複数の帯電デバイスのそれぞれに等しい電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電源デバイスは、直流方向の電流量を検出する電流検出デバイスを備え、その検出した電流量に基づいて印加する直流電圧値を決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。
【請求項３】
前記電源デバイスは、その印加電圧がＤＣ＋ＡＣであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体が、アモルファスシリコン製の感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置、特に、像担持体の表面を帯電する複数の帯電デバイスを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置には、像担持体の表面を帯電した後に、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに含まれる画像データや画像読取部で読み取った画像データに基づいて静電潜像を形成することで像担持体の表面に転写像を形成する画像形成部が搭載されている。
【０００３】
また、像担持体の表面を帯電する帯電デバイスとしては、複数のローラ状のものを用いると共に、これら複数のローラ状の帯電デバイスに独立して電圧を印加するものが知られている（例えば、特許文献１〜４，非特許文献１参照）。
【０００４】
尚、これら各引用文献に開示されている複数の帯電デバイスにおける、各高圧印加パターンを図５の一覧表に示す。
【特許文献１】特開平０６−０９５４７８号公報
【特許文献２】特開平０７−０４３９８８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１２１２５号公報
【特許文献４】特開２００１−３５６５６９号公報
【非特許文献１】「４回転方式小型カラーレーザープリンターにおけるオゾンレス印写プロセスの開発」  リコーテクニカルレポート  Ｎｏ３１（２００５年１２月発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した各電圧印加方式にあっては、例えば、複数の現像デバイスをタンデム方式で配置したカラー機の場合、各色分（例えば、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラック用の４色）の像担持体（例えば、感光体ドラム）に対して、それぞれ複数（例えば、２つ）の帯電デバイスを配置した場合、帯電デバイスが像担持体に対して１つ（計４つ）の場合の倍数（計８つ）の回路分の高圧出力が必要となるなため、回路基板もそれに対応して大きくしなければならないという問題が生じていた。
【０００６】
また、複数の帯電デバイスのうち、像担持体の移動方向下流側に配置された帯電デバイスに印加するＤＣ電圧値が感光体ドラムの表面電位を決定することとなるが、その下流側に配置された帯電デバイスの印加電圧値は、環境や耐久時に帯電デバイスの抵抗変化や感光体ドラムの温度特性に応じて変化させる必要があるといった問題が生じていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、回路基板の省スペース化を実現し得て、しかも、必要に応じて複数の帯電デバイスの下流側からの電荷供給量を調整可能とすることができ、高速処理化及び環境安定性並びに長寿命化をも達成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、像担持体の移動方向に沿って配置され且つ前記像担持体表面を帯電させる複数の帯電デバイスと、該複数の帯電デバイスに電圧を印加する電源デバイスと、を備えた画像形成装置において、前記電源デバイスは、前記複数の帯電デバイスのそれぞれに等しい電圧を印加することを特徴とする。
【０００９】
この際、前記電源デバイスは、直流方向の電流量を検出する電流検出デバイスを備え、その検出した電流量に基づいて印加する直流電圧値を決定するのが好ましい。
【００１０】
また、前記電源デバイスは、その印加電圧がＤＣ＋ＡＣであるのが好ましい。
【００１１】
さらに、前記像担持体はアモルファスシリコン製の感光体ドラムであるのが好ましい。
【００１２】
これにより、複数の帯電デバイスに同電位の高圧印加を行なうことにより、複数の帯電デバイスに流れる直流電流を同時に検知することができ、狙いの帯電デバイスへの印加出力との差が一定以内になるように電源出力を決定することによって、上流側と下流側の双方に同じ電圧が印加されるように制御を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、回路基板の省スペース化を実現し得て、しかも、必要に応じて複数の帯電デバイスの下流側からの電荷供給量を調整可能とすることができ、高速処理化及び環境安定性並びに長寿命化をも達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。
【００１６】
（カラープリンタ１の全体構成）
図１において、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１は、プリンタ本体２の一面（例えば、正面）から引き出し可能な給紙カセット３と、プリンタ本体２の一面に起倒可能に設けられた手差し給紙トレイ４と、給紙カセット３又は手差し給紙トレイ４にセットされた転写紙（図示せず）を搬送する搬送経路５と、搬送経路５の上流端を構成する給紙ユニット部６と、搬送経路５の中途部に配置された二次転写ローラ７と、二次転写ローラ７と協働して転写紙の表面にトナー転写像を形成する無端ベルト状の中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８の表面に必要に応じた各色（例えば、イエロー（Ｙ）・マゼンダ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ））のトナーをトナー像として転写する複数の画像形成部９と、搬送経路５の終端寄りに配置されて転写紙の表面に形成されたトナー転写像を定着させる定着ユニット１０と、定着後の転写紙を搬送経路５の下流端からプリンタ本体２の排紙トレイ部１１へと排出する排出部１２とを備えている。
【００１７】
中間転写ベルト８は、像担持体としての機能を具備しており、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが採用され、駆動ローラ１３、従動ローラ（テンションローラ）１４、加圧ローラ１５の間で回動移動（図示矢印参照）する。
【００１８】
加圧ローラ１５は中間転写ベルト８を挟んで二次転写ローラ７と対向配置されており、二次転写ローラ７に転写バイアスを印加することによって搬送経路５に搬送された転写紙の表面にトナー像を転写してトナー転写像を形成する。
【００１９】
（画像形成部９の構成）
画像形成部９は、本実施の形態では、中間転写ベルト８の回動移動方向に沿ってマゼンダ用の画像形成部９（Ｍ）、シアン用の画像形成部９（Ｃ）、イエロー用の画像形成部９（Ｙ）の順で配置され、図示右側の端部にブラック用の画像形成部９（Ｋ）が配置されている。尚、以下の説明においては、特に限定の無い限り、各色共通のものとして説明する。
【００２０】
画像形成部９は、本実施の形態では中間転写ベルト８の回動移動方向に沿ってタンデム方式で４ヶ所に配置され、実質的に同一構成のものが配置されている。また、画像形成部９は、図２に示すように、各色のトナーを収納したトナーコンテナ１６と、トナーコンテナ１６に収納したトナーを供給する供給部１７と、表面に供給部１７からトナーが供給されるドラム状の像担持体としての感光体ドラム１８と、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム１８に対向配置された転写ローラ１９と、感光体ドラム１８の表面に付着した残存トナー等を除去するクリーニングデバイス２０と、感光体ドラム１８の電荷を除去する除電デバイス２１と、感光体ドラム１８の表面を帯電する帯電デバイス２２と、感光体ドラム１８の表面に所定の静電潜像を形成する露光デバイス２３と、を備えている。
【００２１】
また、帯電デバイス２２は、感光体ドラム１８の周囲に沿って並列配置された一対の上流側デバイス２２ａと下流側デバイス２２ｂとを備え、図３に示すように、電源デバイス２４からの電圧を印加によって感光体ドラム１８を帯電する。
【００２２】
帯電デバイス２２に電圧を印加するための電源デバイス２４は、交流発生電源２４ａと直流電源２４ｂとを備え、定電圧と交流電圧とを重畳させた電圧を印加する。
【００２３】
この際、電源デバイス２４の設定は、帯電デバイス２２への印加出力をＩｄｃとし、上流側デバイス２２ａへの印加出力をＩｄｃ１、下流側デバイス２２ｂへの印加出力をＩｄｃ２とした場合、
Ｉｄｃ＝Ｉｄｃ１＋Ｉｄｃ２
とし、狙いの表面電位になるときの直流電流量をＩｄｃＴ（図４（Ａ）参照）としたとき、
ΔＩｄｃ＝｜ＩｄｃＴ−Ｉｄｃ｜
が一定以内になるように、電源出力Ｖｄｃを制御する。この際、Ｉｄｃ１とＩｄｃ２との比率は特に考慮しない。
【００２４】
即ち、図４（Ｂ）に示すように、帯電デバイス２２の抵抗が低い初期においては、図３の括弧内数字で示す各領域、即ち、領域（１）において感光体ドラム１８の狙い帯電電位まで電荷を供給することができるため、領域（２），領域（３），領域（４）では実質的に直流電流が流れない。しかし、低温などで帯電デバイス２２の抵抗が上昇するときは、領域（１）だけでは帯電が完了せず、領域（２）以降においても帯電が行なわれる。
【００２５】
また、耐久性を考慮すると、帯電デバイス２２の抵抗上昇（ｌｏｇΩ）は直流電流の総量が大きいほど抵抗上昇するため、上流側デバイス２２ａの抵抗が優先的に劣化促進される。
【００２６】
このため、耐久が進むにつれて、下流側デバイス２２ｂからの電荷供給割合が増加するので（図４（Ｂ）の後半参照）、寿命を通じて上流側デバイス２２ａでの電荷不足分を下流側デバイス２２ｂが補完するようになり、トータルとして長期にわたる帯電安定性を保つことができる。
【００２７】
これらの効果は、画像処理速度が高速になるほど、下流側デバイス２２ｂの役割が大きくなるので、例えば、モノクロ印字のみを高速処理する場合においても威力を発揮することができる。
【００２８】
また、帯電デバイス２２の表面が部分的に汚染されて帯電不良を起こすような場合や、帯電デバイス２２に発生したピンホールや傷についても下流側デバイス２２ｂで電荷が補えるために使用が可能となる。
【００２９】
さらに、感光体ドラム１８をアモルファスシリコン製とした場合、ＤＣ＋ＡＣの電圧印加により、感光体ドラム１８の表面に衝突するイオンによるダメージも殆ど無く、結果的に、単数の帯電デバイス２２を用いた場合の電圧制御と基本的に同じ仕組みを流用することができる。
【００３０】
（供給部１７の構成）
供給部１７は、トナーコンテナ１６から供給されたトナーをキャリアとともに撹拌・帯電する撹拌ミキサー２５と、撹拌ミキサー２５から供給された二成分現像剤を撹拌・搬送するパドルミキサー２６と、各ミキサー２５，２６の間に介在された仕切板２７と、内部に複数の固定磁石を配設してその周囲を回転可能としたスリーブ状の現像剤担持体としての磁気ローラ２８と、磁気ローラ２８上に形成された磁気ブラシ（図示せず）によってトナー層（図示せず）を形成するトナー担持体としての現像ローラ２９と、磁気ローラ２８上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード３０と、を備えている。
【００３１】
（画像形成処理）
このような構成のカラープリンタ１においては、図示を略すパーソナルコンピュータ等から印刷データが出力されると、帯電デバイス２２によって感光体ドラム１８の表面が帯電された後（帯電工程）、露光デバイス２３によって感光体ドラム１８の表面が露光されて静電潜像が形成される（露光工程）。
【００３２】
一方、供給部１７においては、二成分現像剤が磁気ローラ２８の表面に担持されて磁気ブラシを形成し、その磁気ローラ２８の表面の磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ２９の表面に移送させて現像ローラ２９の表面にトナー層を形成する。
【００３３】
さらに、この現像ローラ２９のトナー層からトナーを飛翔させ、感光体ドラム１８の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像した後（現像工程）、そのトナー像を転写ローラ１９によって感光体ドラム１８から中間転写ベルト８へと一次転写する（一次転写工程）。
【００３４】
次に、中間転写ベルト８に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト８の回動移動によって二次転写ローラ７へと搬送され、この二次転写ローラ７に印加された転写バイアスによって転写紙へと転写される（二次転写工程）。
【００３５】
尚、二次転写ローラ７によってトナー像を二次転写した後の中間転写ベルト８の表面に残存したトナー等は、二次転写ローラ７よりも回動移動方向下流側に配置されたクリーニングデバイス３１によって除去される。
【００３６】
また、一次転写と二次転写との間では、例えば、反射型の濃度センサ３２を用いて画像濃度が検出される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置における電源デバイスによる印加出力の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置における電源デバイスによる印加出力例を示し、（Ａ）は直流電流量ＩｄｃＴと温度（狙い）との関係を示すグラフ図、（Ｂ）は帯電デバイスと帯電時間との関係を示すグラフ図である。
【図５】従来の画像形成装置における帯電制御例の比較図表である。
【符号の説明】
【００３８】
１…カラープリンタ（画像形成装置）
１８…感光体ドラム（像担持体）
２２…帯電デバイス
２２ａ…上流側デバイス
２２ｂ…下流側デバイス
２４…電源デバイス
【図１】
2010008457.tif 000003
【図２】
2010008457.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010008457.tif 000006
【図５】
2010008457.tif 000007