(57)【要約】【課題】１つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成において、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収める技術を提供すること。【解決手段】画像形成装置の制御装置は、各帯電チャンネルのうちグリッド電流が最小となる最小チャンネルを選定する選定処理（Ｓ１０５）と、最小チャンネルのグリッド電流が、正常範囲の下限値より大きい第１目標値以上の定電流となるように、電圧印加回路を制御する第１制御（Ｓ１１０）と、第１制御によって、各帯電チャンネルのうちグリッド電流が最大となる最大チャンネルのグリッド電流が正常範囲の上限値より低い制御切替値に到達した場合、最小チャンネルのグリッド電流が、下限値より大きく且つ第１目標値および制御切替値のいずれの値よりも低い第２目標値以上の定電流となるように、電圧印加回路を制御する第２制御（Ｓ１５５）と、を実行する。【選択図】図３
2014235292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの感光体と、
各々のスコロトロン帯電器がワイヤおよびグリッド電極を有し、前記感光体を帯電させる複数のスコロトロン帯電器と、
各前記スコロトロン帯電器を互いに接続する共通ラインと、
前記共通ラインを介して各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する電圧印加回路と、
各前記グリッド電極に対応して設けられ、各前記グリッド電極に流れるグリッド電流を検出する複数の電流検出回路と、
各々の帯電チャンネルが前記スコロトロン帯電器と前記電流検出回路とを含む、複数の帯電チャンネルと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最小となる最小チャンネルを選定する選定処理と、
前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、正常範囲の下限値より大きい第１目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第１制御と、
前記第１制御によって、各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最大となる最大チャンネルの前記グリッド電流が正常範囲の上限値より低い制御切替値に到達した場合、前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記下限値より大きく且つ前記第１目標値および前記制御切替値のいずれの値よりも低い第２目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第２制御と、を実行する、画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記第１目標値は、前記制御切替値よりも低い値とされる、画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記第２制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達した際の前記最大チャンネルの前記グリッド電流と前記最小チャンネルの前記グリッド電流との差が大きいほど、前記第２目標値を小さく設定する、画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記第２制御において、前記第１制御を開始してから前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するまでの時間が短いほど、前記第２目標値を小さく設定する、画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記選定処理を、複数回、実行する、画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記第２制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するときに前記選定処理によって選定した前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記第２目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する、画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、
前記第２制御を実行した後に前記複数の電流検出回路を介して検出された各前記グリッド電流のうちいずれかが前記上限値に到達した場合、前記グリッド電流の異常に係るエラー処理を実行する、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、画像形成装置において、１つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する技術として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。その従来技術文献においては、グリッド電流が最小値となる帯電器をグリッド定電流制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３２５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、電圧印加回路の起動時、最小電流チャンネルの電流値（最小チャンネル電流）を目標範囲に早期に収めるために目標値を高く設定すると、最大電流チャンネルの電流値（最大チャンネル電流）が上がり過ぎる虞があった。
【０００５】
本発明は、１つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収める技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書によって開示される画像形成装置は、少なくとも１つの感光体と、各々のスコロトロン帯電器がワイヤおよびグリッド電極を有し、前記感光体を帯電させる複数のスコロトロン帯電器と、各前記スコロトロン帯電器を互いに接続する共通ラインと、前記共通ラインを介して各前記スコロトロン帯電器に電圧を印加する電圧印加回路と、各前記グリッド電極に対応して設けられ、各前記グリッド電極に流れるグリッド電流を検出する複数の電流検出回路と、各々の帯電チャンネルが前記スコロトロン帯電器と前記電流検出回路とを含む、複数の帯電チャンネルと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最小となる最小チャンネルを選定する選定処理と、前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、正常範囲の下限値より大きい第１目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第１制御と、前記第１制御によって、各前記帯電チャンネルのうち前記グリッド電流が最大となる最大チャンネルの前記グリッド電流が正常範囲の上限値より低い制御切替値に到達した場合、前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記下限値より大きく且つ前記第１目標値および前記制御切替値のいずれの値よりも低い第２目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御する第２制御と、を実行する。
本構成によれば、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達した場合は、最小チャンネルのグリッド電流の目標値が、第１目標値から、第１目標値および制御切替値よりも低い第２目標値に切替えられる。そのため、過電流を抑制しつつ、最初から第２目標値に設定して起動するよりも早く、最小チャンネルのグリッド電流を目標範囲に収めることができる。すなわち、１つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収めることができる。
【０００７】
また、上記画像形成装置において、前記第１目標値は、前記制御切替値よりも低い値とされるようにしてもよい。
本構成によれば、第１目標値が制御切替値よりも高い値とされる場合に比べて過電流をより抑制できる。
【０００８】
上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記第２制御において、前記第２制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達した際の前記最大チャンネルの前記グリッド電流と前記最小チャンネルの前記グリッド電流との差が大きいほど、前記第２目標値を小さく設定するようにしてもよい。
最大チャンネルのグリッド電流の上昇率が高いほど最大チャンネルのグリッド電流がオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、本構成によれば、電流差が大きいほど第２目標値を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
【０００９】
あるいは、上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記第２制御において、前記第１制御を開始してから前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するまでの時間が短いほど、前記第２目標値を小さく設定するようにしてもよい。
最大チャンネルのグリッド電流の上昇率が高いほど最大チャンネルのグリッド電流がオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、本構成によれば、到達時間が短いほど第２目標値を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
【００１０】
また、上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記選定処理を、複数回、実行するようにしてもよい。
本構成によれば、第１制御が開始されるとき以外においても電圧印加回路を制御するための帯電チャンネルを選定することができる。
その際、前記制御装置は、前記第２制御において、前記最大チャンネルの前記グリッド電流が前記制御切替値に到達するときに前記選定処理によって選定した前記最小チャンネルの前記グリッド電流が、前記第２目標値以上の定電流となるように、前記電圧印加回路を制御するようにしてもよい。
この場合、例えば第１制御が開始されるときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルと、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達するときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルとが異なっていたとしても、第２制御を開始する時点で最小チャンネルを選定するので、例えば第１制御が開始されるときに選定した最小チャンネルのグリッド電流が、第２目標値以上の定電流となるように電圧印加回路を制御する場合と比べて、全てのグリッド電流を正常範囲の下限値以上に確実に収めることができる。
【００１１】
また、上記画像形成装置において、前記制御装置は、前記第２制御を実行した後に前記複数の電流検出回路を介して検出された各前記グリッド電流のうちいずれかが前記上限値に到達した場合、前記グリッド電流の異常に係るエラー処理を実行するようにしてもよい。
本構成によれば、全てのグリッド電流を正常範囲に収めることができなくなった場合にエラーとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置によれば、最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値に到達した場合は、最小チャンネルのグリッド電流の目標値が、第１目標値から、第１目標値および制御切替値よりも低い第２目標値に切替えられる。そのため、１つの電圧印加回路で複数の帯電器に電圧を印加する構成のグリッド電流について、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流を目標範囲に早期に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンタの内部構成を表す概略断面図
【図２】帯電電圧の印加に係る電気的構成を模式的に示した回路図
【図３】グリッド電流の定電流制御を概略的に示すフローチャート
【図４】グリッド電流の定電流制御に係るタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態＞
本発明に係る一実施形態を、図１から図４を参照して説明する。
１．プリンタの全体構成
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。
【００１５】
カラープリンタ（画像形成装置の一例）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。なお、画像形成装置はカラープリンタに限られず、例えば、モノクロプリンタであってもよいし、コピー機であってもよいし、あるいは、スキャナ機能およびＦＡＸ機能を備えた複合機であってもよい。
【００１６】
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とを含む。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。
【００１７】
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へと搬送される。
【００１８】
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。
【００１９】
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の紙面左右方向）に一列状に配置されている。
【００２０】
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（感光体の一例）４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、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４５および帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃを含む。
【００２１】
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。
【００２２】
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に供給する。
【００２３】
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に示すように、シールドケース５１、ワイヤ５３およ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。
【００２４】
ワイヤ５３は例えばタングステン線からなる。ワイヤ５３には、後述する電圧印加回路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。
【００２５】
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に放電によって電圧を加え、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。
【００２６】
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、例えば一列状に並んだ複数の発光素子（例えばＬＥＤ）を有し、外部より入力される印刷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。なお、露光装置４９は、レーザ光を用いたものであってもよい。
【００２７】
上記のように構成されたプリンタ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は印刷データを受信すると、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に向けて印刷データに応じた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、各露光装置４９から光が照射された部分は電位が下がる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
２．高圧電源装置１００の構成
高圧電源装置１００は、図２に示すように、電圧印加回路（電圧印加回路の一例）２００、定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃ、電流検出部（電流検出回路の一例）２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ、および制御装置（制御装置の一例）１１０を含む。
【００３２】
電圧印加回路２００は、ＰＷＭ信号平滑回路２１０、トランスドライブ回路２２０、出力回路２３０、および電圧検出回路２４０を含み、各帯電器５０に６ｋＶ〜７ｋＶ程度の高電圧を印加する。
【００３３】
ＰＷＭ信号平滑回路２１０は、制御装置１１０のＰＷＭポートＡから出力されるＰＷＭ信号Ｓ１を平滑して、平滑されたＰＷＭ信号Ｓ１をトランスドライブ回路２２０に出力する。トランスドライブ回路２２０は例えばトランジスタなどの増幅素子から構成され、トランスＴｒの一次巻線にＰＷＭ信号Ｓ１のデューティー比に応じたレベルの一次電圧を印加する。
【００３４】
出力回路２３０は、トランスＴｒからなる昇圧回路と、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１からなる平滑回路２３５を含む。出力回路２３０は、トランストライブ回路２２０から入力される一次電圧を昇圧した後、整流して出力する。そして、出力回路２３０の出力ライン（共通ラインの一例）Ｌｃｏｍには、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３が共通接続されている。これにより、帯電電圧である出力回路２３０の出力電圧Ｖｃｈｇが、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのワイヤ５３に共通に印加される。
【００３５】
また、出力回路２３０のトランスＴｒには補助巻線２３１が設けられている。補助巻線２３１にはトランスＴｒの２次電圧に応じたレベルの電圧が発生する。
【００３６】
電圧検出回路２４０は補助巻線２３１に発生する電圧を検出して、制御装置１１０のＡ／ＤポートＰ５に入力する。これにより制御装置１１０に対してトランスＴｒの二次電圧のデータが取り込まれ、二次電圧が所定値に制御される。
【００３７】
また、図２に示すように、この実施形態では各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃごとに接続ラインＬｃｈ１〜Ｌｃｈ４がそれぞれ設けられている。各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃの各グリッド電極５５が、各接続ラインＬｃｈ１〜Ｌｃｈ４を通じてグラウンドＧＮＤに電気的に接続されている。そして、各接続ラインＬｃｈ１〜Ｌｃｈ４上には定電圧回路２５０および電流検出部２６０がそれぞれ設けられている。
【００３８】
定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃは、例えば、直列接続された３つのツェナーダイオードから構成されており、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのグリッド電極５５の電圧値を、ツェナーダイオード１個あたりの降伏電圧を３倍した電圧値（例えば、２５０Ｖ×３）に定電圧化する。
【００３９】
各電流検出部２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｙは、各定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０ＣとグラウンドＧＮＤとの間に接続された各抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる。そして、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち各定電圧回路２５０Ｂ、２５０Ｙ、２５０Ｍ、２５０Ｃとの接続点は、制御装置１１０に設けられた各Ａ／ＤポートＰ１〜Ｐ４にそれぞれ信号線ＳＬ１〜ＳＬ４を介して接続されている。以上のことから、各接続ラインＬｃｈ１〜Ｌｃｈ４を介してグラウンドＧＮＤに流れる電流、すなわち各グリッド電流Ｉｇの大きさに比例した電圧が、各Ａ／ＤポートＰ１〜Ｐ４に入力される。そのため、各Ａ／ＤポートＰ１〜Ｐ４の入力電圧のレベルを読み取ることで、制御装置１１０は、各帯電器５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃのグリッド電流Ｉｇの大きさ（電流値）を検出できる。
【００４０】
なお、グリッド電流Ｉｇは、帯電器５０から感光ドラム４１に流れる放電電流と概ね比例関係にあることが知られており、感光ドラム４１に流れる放電電流のレベルを図る指標となる。すなわち、グリッド電流Ｉｇが、例えば、基準値２５０μＡ（マイクロアンペア）流れていれば、感光ドラム４１に流れる放電電流が目標レベルを超える関係となっている。
【００４１】
ここで、各接続ラインＬｃｈ１〜Ｌｃｈ４は、各帯電チャンネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４を形成する。帯電チャンネルＣＨ１には、帯電器５０Ｂ、定電圧回路２５０Ｂ、および電流検出部２６０Ｂが含まれ、帯電チャンネルＣＨ２には、帯電器５０Ｙ、定電圧回路２５０Ｙ、および電流検出部２６０Ｙが含まれる。また、帯電チャンネルＣＨ３には、帯電器５０Ｍ、定電圧回路２５０Ｍ、および電流検出部２６０Ｍが含まれ、帯電チャンネルＣＨ４には、帯電器５０Ｃ、定電圧回路２５０Ｃ、および電流検出部２６０Ｃが含まれる。
【００４２】
制御装置１１０は電圧印加回路２００の出力を制御するものであり、ＰＷＭポートＡと、５つのＡ／ＤポートＰ１〜Ｐ５を有する。制御装置１１０は、例えば、ＣＰＵおよび他の論理回路にとって構成すること、あるいはＣＰＵを含む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。また、制御装置１１０は、不揮発性の記憶部（図略）を内蔵しており、記憶部には、次に説明するグリッド電流の定電流制御を実行するためプログラム等が記憶されている。
【００４３】
３．グリッド電流の定電流制御
次に、図３および図４を参照して制御装置１１０により実行されるグリッド電流の定電流制御について説明する。グリッド電流の定電流制御に係る各処理は、プリンタ１に対して印刷指示があった際に、所定のプログラムにしたがって、制御装置１１０によって実行される。
【００４４】
グリッド電流の定電流制御において、制御装置１１０は、まず、電圧印加回路２００の動作を開始させ、帯電電圧Ｖｃｈｇの印加を開始し、各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のうち、グリッド電流Ｉｇが最小となる電流最小チャンネル（最小チャンネルの一例）を選定する（ステップＳ１０５：選定処理の一例）。この電流最小チャンネルは、例えば、定電流制御に先立って、印刷指示に応じて電圧印加回路２００の出力電圧Ｖｃｈｇを定電圧制御し（図４の時刻ｔ０〜ｔ１に相当）、その時の、各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のグリッド電流Ｉｇの検出最小値から選定される。この選定タイミングは、図４の時刻ｔ１に相当する。なお、電流最小チャンネルの選定処理は、これに限られず、例えば、プリンタ１の電源オン時に行われるようにし、プリンタ１に対して印刷指示があり、電圧印加回路２００の動作を開始させ、帯電電圧Ｖｃｈｇの印加を開始した際、電源オン時に選定した電流最小チャンネルを用いて後述のステップＳ１１０における定電流制御を開始してもよい。また、電流最小チャンネルの選定処理がプリンタ１の電源オン時に行われるようにした場合、定電圧制御を省略してもよい。
【００４５】
次いで、制御装置１１０は、選定された電流最小チャンネルのグリッド電流である最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎの、第１目標値Ｉｔｇ１に向けた制御を開始する（ステップＳ１１０：図４の時刻ｔ１参照）。すなわち、制御装置１１０は、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが、正常範囲の下限値Ｉｍｉｎより大きい第１目標値Ｉｔｇ１以上の定電流となるように、電圧印加回路２００を制御する第１制御を行う。ここで、正常範囲とは、帯電器５０よる感光ドラム４１の帯電処理によって画像形成する際に、所定品質の画像形成を保証する、グリッド電流Ｉｇの範囲である。正常範囲、言い換えれば上限値Ｉｍａｘおよび下限値Ｉｍｉｎは、事前に実験等によって決定される。
【００４６】
次いで、制御装置１１０は、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが第１目標値Ｉｔｇ１に到達したか否かを判断する（ステップＳ１１５）。最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが第１目標値Ｉｔｇ１に到達したと判断した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、印刷を開始する（ステップＳ１２５）。次いで、印刷が終了したか否かを判断し（ステップＳ１３０）、印刷が終了したと判断した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、電圧印加回路２００の動作を停止させ、帯電電圧Ｖｃｈｇの印加を終了し（ステップＳ１４５）、本処理を終了する。
【００４７】
一方、印刷が終了していないと判断した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御装置１１０は、グリッド電流Ｉｇが正常範囲の上限値Ｉｍａｘに達した帯電チャンネルＣＨが有るか否かを判断する（ステップＳ１３５）。グリッド電流Ｉｇが上限値Ｉｍａｘに達した帯電チャンネルＣＨがないと判断した場合（ステップＳ１３５：ＮＯ）、ステップＳ１３０の処理に戻る。一方、グリッド電流Ｉｇが上限値Ｉｍａｘに達した帯電チャンネルＣＨが有ると判断した場合（ステップＳ１３５：ＹＥＳ）、電流上限エラー発生処理を行って（ステップＳ１９０：エラー処理の一例）、本処理を終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ１１５において、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが第１目標値Ｉｔｇ１に到達していないと判断した場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、制御装置１１０は、各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のグリッド電流Ｉｇをモニタし（ステップＳ１２０）、グリッド電流Ｉｇのモニタ結果を利用して、グリッド電流Ｉｇが正常範囲の上限値Ｉｍａｘより低い制御切替値Ｉｃｏｎに達した帯電チャンネルＣＨが有るか否かを判断する（ステップＳ１４０）。ここで、制御切替値Ｉｃｏｎは、画質や安全性を担保した印刷を行うために許容できる最大の傾きで最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが増加していって制御切替値Ｉｃｏｎに到達したとしたときに、後述する第２制御に切替えれば、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが上限値Ｉｍａｘを超える前に安定するような値に設定される。制御切替値Ｉｃｏｎは、事前に実験等によって決定される。
【００４９】
グリッド電流Ｉｇが制御切替値Ｉｃｏｎに達した帯電チャンネルＣＨがないと判断した場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１１５の処理に戻る。一方、グリッド電流Ｉｇが制御切替値Ｉｃｏｎに達した帯電チャンネルＣＨが有ると判断した場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、そのときにモニタしたグリッド電流Ｉｇ、すなわち直前のステップＳ１２０の処理を実行したときにモニタしたグリッド電流Ｉｇが最小となる電流最小チャンネルを選定し（ステップＳ１５０：選定処理の一例）、選定した電流最小チャンネルの最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎの、第２目標値Ｉｔｇ２に向けた制御を開始する（ステップＳ１５５：図４の時刻ｔ２を参照）。ここで、第２目標値Ｉｔｇ２は、図４に示されるように、正常範囲の下限値Ｉｍｉｎより大きく、且つ第１目標値Ｉｔｇ１および制御切替値Ｉｃｏｎのいずれの値よりも低い値に設定される。
【００５０】
すなわち、制御装置１１０は、第１制御によって、各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のうちグリッド電流Ｉｇが最大となる電流最大チャンネル（最大チャンネルの一例）の最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが、正常範囲の上限値Ｉｍａｘより低い制御切替値Ｉｃｏｎに到達した場合、電流最小チャンネルの最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが、正常範囲の下限値Ｉｍｉｎより大きく且つ第１目標値Ｉｔｇ１および制御切替値Ｉｃｏｎのいずれの値よりも低い第２目標値Ｉｔｇ２以上の定電流となるように、電圧印加回路２００を制御する第２制御を行う。
【００５１】
このように、本実施形態では、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達した場合（図４の時刻ｔ２参照）、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎの目標値が、第１目標値Ｉｔｇ１から、第１目標値Ｉｔｇ１および制御切替値Ｉｃｏｎよりも低い第２目標値Ｉｔｇ２に切替えられる。そのため、目標値を最初から第２目標値Ｉｔｇ２に設定して起動する場合（図４の二点鎖線を参照）よりも早く、目標範囲に収めることができる。それによって、各グリッド電流Ｉｇを、早期に目標範囲に収めることができる（時刻ｔ３参照）。
【００５２】
次いで、制御装置１１０は、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが第２目標値Ｉｔｇ２に到達したか否かを判断する（ステップＳ１６０）。最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが第２目標値Ｉｔｇ２に到達したと判断した場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２５に移行して、上記ステップＳ１２５、Ｓ１３０、Ｓ１３５、およびＳ１４５の処理を実行する。
【００５３】
一方、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎが第２目標値Ｉｔｇ２に到達していないと判断した場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、制御装置１１０は、各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のグリッド電流Ｉｇをモニタし（ステップＳ１７０）、グリッド電流Ｉｇが正常範囲の上限値Ｉｍａｘに達した帯電チャンネルＣＨが有るか否かを判断する（ステップＳ１８０）。
【００５４】
そのグリッド電流Ｉｇが上限値Ｉｍａｘに達した帯電チャンネルＣＨがないと判断した場合（ステップＳ１８０：ＮＯ）、ステップＳ１６０の処理に戻る。一方、グリッド電流Ｉｇが上限値Ｉｍａｘに達した帯電チャンネルＣＨが有ると判断した場合（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、電流上限エラー発生処理を行って（ステップＳ１９０：エラー処理の一例）、電圧印加回路２００による帯電電圧Ｖｃｈｇの生成を終了し、本処理を終了する。
【００５５】
なお、電流上限エラー発生処理としては、例えば、いずれかの帯電チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇが正常範囲の上限値Ｉｍａｘに達したことをユーザに報知したり、電圧印加回路２００による帯電電圧Ｖｃｈｇの生成を停止さたり、あるいは、帯電器５０のワイヤ５３の清掃を促す報知をしたりすることが含まれる。
【００５６】
なお、第２制御において、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達した際の最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘと最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎとの差ΔＩｇが大きいほど、第２目標値Ｉｔｇ２を小さく設定することが好ましい。最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘの上昇率が高い（上昇勾配が大きい）ほど電流差ΔＩｇが大きくなり、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘがオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、電流差ΔＩｇが大きいほど第２目標値Ｉｔｇ２を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
【００５７】
また、第２目標値Ｉｔｇ２の設定はこれに限られず、第１制御を開始してから最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達するまでの時間（図４の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間）が短いほど、第２目標値Ｉｔｇ２を小さく設定するようにしてもよい。最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘの上昇率が高い（上昇勾配が大きい）ほど最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達する到達時間が短くなり、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘがオーバシュートして上限値エラーとなりやすくなる。そのため、到達時間が短いほど第２目標値Ｉｔｇ２を小さく設定することによって、上限値エラーの発生を抑制できる。
【００５８】
４．本実施形態の効果
制御装置１１０は、最大チャンネル電流（最大チャンネルのグリッド電流）Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達した場合（図４の時刻ｔ２参照）、最小チャンネル電流（最小チャンネルのグリッド電流）Ｉｇｍｉｎの目標値を第１目標値Ｉｔｇ１から、第１目標値Ｉｔｇ１および制御切替値Ｉｃｏｎよりも低い第２目標値Ｉｔｇ２に切替える。そのため、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘによる過電流を抑制しつつ、目標値を最初から第２目標値Ｉｔｇ２に設定して起動するよりも早く、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎを目標範囲に収めることができる。すなわち、１つの電圧印加回路２００で複数の帯電器５０に帯電電圧Ｖｃｈｇを印加する構成のグリッド電流Ｉｇについて、過電流を抑制しつつ、各グリッド電流Ｉｇを目標範囲に早期に収めることができる。
【００５９】
また、第１目標値Ｉｔｇ１は、制御切替値Ｉｃｏｎよりも低い値とされるため、グリッド電流Ｉｇの過電流をより抑制できる。すなわち、第１目標値Ｉｔｇ１が制御切替値Ｉｃｏｎよりも高い値とされる場合に比べて、最小チャンネル電流Ｉｇｍｉｎを第１目標値Ｉｔｇ１とするための電流上昇勾配を小さくでき、それによって、特に、各帯電チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇの差が大きい場合、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが、正常範囲の上限値Ｉｍａｘに達することを抑制できる。
なお、これに限られず、例えば、各帯電チャンネルＣＨのグリッド電流Ｉｇの差が小さく、グリッド電流Ｉｇの立ち上げ速度を優先する場合には、第１目標値Ｉｔｇ１を制御切替値Ｉｃｏｎ以上の値としてもよい。
【００６０】
また、例えば第１制御が開始されるときにグリッド電流Ｉｇが最小となる帯電チャンネルと、電流最大チャンネルのグリッド電流が制御切替値Ｉｃｏｎに到達するときにグリッド電流が最小となる帯電チャンネルとが異なっていたとしても、第２制御を開始する時点で電流最小チャンネルを再度選定するので（ステップＳ１５０参照）、例えば第１制御が開始されるときに選定した最小チャンネルのグリッド電流が、第２目標値以上の定電流となるように電圧印加回路を制御する場合と比べて、全てのグリッド電流を正常範囲の下限値以上に確実に収めることができる。
【００６１】
＜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。
【００６２】
（１）上記実施形態では、電流最小チャンネルの選定は、定電流制御を開始するとき（ステップＳ１０５）と、グリッド電流Ｉｇが制御切替値Ｉｃｏｎに達した帯電チャンネルＣＨが有るとき（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）に行う例を示したが、これに限られない。電流最小チャンネルの選定は、定電流制御を開始するとき（ステップＳ１０５）のみ行うようにしてもよい。また、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達する以前（図４の時刻ｔ１からｔ２までの期間）、例えば、ステップＳ１２０の各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のグリッド電流Ｉｇをモニタする処理が行われたときや、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが制御切替値Ｉｃｏｎに到達した以降（図４の時刻ｔ２以降の期間）、例えば、ステップＳ１７０の各帯電チャンネルＣＨ１〜Ｃｈ４のグリッド電流Ｉｇをモニタする処理が行われたときにおいても電圧印加回路２００を制御するための帯電チャンネル、すなわち電流最小チャンネルを選定することができる。
【００６３】
（２）上記実施形態では、最大チャンネル電流Ｉｇｍａｘが上限値Ｉｍａｘに到達した場合、エラー処理を実行する例を示したが、これに限られない。制御装置１１０は、第２制御を実行した後に複数の電流検出部２６０を介して検出された各グリッド電流Ｉｇのうちいずれかが上限値Ｉｍａｘに到達した場合、グリッド電流異常に係るエラー処理を実行するようにしてもよい。この場合、全てのグリッド電流Ｉｇを正常範囲に収めることができなくなった場合にエラーとすることができる。
【００６４】
（３）本発明は、実施形態で挙げた構成のプリンタ１の他にも、１つの感光ドラムに対して複数の帯電器を対応させて配置したもの（感光ドラム上に各色のトナー像を重ねた後、シートに一括転写するもの）にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…プリンタ、４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ…感光ドラム、５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ…スコロトロン帯電器、５５…グリッド電極、１１０…制御装置、２００…電圧印加回路、２６０Ｂ、２６０Ｙ、２６０Ｍ、２６０Ｃ…電流検出部
【図１】
2014235292.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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