(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電手段及び転写手段に供給する同極性の電圧を出力する共通化電源回路において、感光体にピンホールがある場合でも転写電圧を適切に制御する。【解決手段】感光体１と、帯電手段２と、現像手段４と、転写手段５と、帯電手段及び転写手段の各々に電圧を供給する電源装置であって、帯電手段及び転写手段の各々に所定の極性の電圧を供給する共通の電源部と、電源装置から転写手段に供給される電流の電流検知部と、を備えた電源装置と、電流検知部の検知結果に基づいて電源装置が転写のために転写手段に供給する転写電圧を制御可能な制御手段と、を有する画像形成装置１００は、帯電手段により感光体の帯電時に電源装置から帯電手段への供給電流が所定範囲を超えたことを検出する検出手段を有し、制御手段は、検出手段によって該変動が検出された場合に、該変動が検出されない場合の第１のモードとは異なる第２のモードで転写電圧の制御を行う。【選択図】図１
2018097042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
前記感光体にトナーを供給する現像手段と、
前記感光体にトナーで形成された画像を被転写体に転写させる転写手段と、
前記帯電手段及び前記転写手段のそれぞれに供給する電圧を出力する電源装置であって、前記帯電手段及び前記転写手段のそれぞれに供給する所定の極性の電圧を出力する共通の電源部と、前記電源装置から前記転写手段に供給される電流を検知する電流検知部と、を備えた電源装置と、
前記電流検知部の検知結果に基づいて前記電源装置が前記転写のために前記転写手段に供給する転写電圧を制御可能な制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電手段により前記感光体を帯電させる際に前記電源装置から前記帯電手段に供給される電流に所定の範囲を超える変動が生じたことを検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段によって前記変動が検出された場合に、該変動が検出されない場合の第１のモードとは異なる第２のモードで前記転写電圧の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２のモードでは、前記感光体の移動方向における前記変動が生じた部分を含む領域を前記帯電手段により帯電させる期間の前記電流検知部の検知結果を前記転写電圧の制御結果に反映させない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】
前記制御手段は、前記第２のモードでは、前記感光体の移動方向における前記変動が生じた部分を含む領域を前記帯電手段により帯電させる期間の直前の前記電流検知部の検知結果を保持し、該期間においては前記保持した検知結果に基づいて前記転写電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２のモードでは、前記電流検知部の検知結果によらず前記転写電圧を予め定められた値に制御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５】
前記制御手段は、前記第２のモードでは、前記感光体の移動方向における前記変動が生じた部分を含む領域を前記帯電手段により帯電させる期間を避けて前記電流検知部の検知結果を読み込み、該検知結果に基づいて前記転写電圧を制御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６】
前記検出手段は、前記電源部に流れる電流を検知する手段、前記感光体に流れる電流を検知する手段、又は前記転写手段に流れる電流を検知する手段であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写手段に流れる電流を検知する手段は、前記電流検知部であることを特徴とする請求項６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、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電処理された感光体の表面が画像情報に応じて露光されて静電潜像が形成され、この静電潜像にトナーが付着させられてトナー像として現像され、このトナー像が記録紙などの被転写体に転写される。感光体の帯電処理には、感光体に接触して配置された帯電部材などが用いられる。感光体から被転写体へのトナー像の転写には、感光体との間で被転写体を挟持する転写部材などが用いられる。感光体の帯電処理、静電潜像へのトナーの付着、感光体から被転写体へのトナー像の転写では、静電気力を利用したトナーの移動が行われるため、電子写真方式の画像形成装置では、比較的高い電圧値のバイアスが必要とされる。
【０００３】
例えば、トナーの帯電極性が負極性である場合、次のような電圧を出力する電源回路が設けられることがある（特許文献１）。感光体を帯電させるための負極性の帯電電圧（帯電バイアス）。静電潜像にトナーを付着させるための負極性の現像電圧（現像バイアス）。感光体から被転写体にトナー像を転写させるための正極性の転写電圧（転写バイアス）。転写部材をクリーニングするための負極性の逆転写電圧（逆転写バイアス）。
【０００４】
これらのバイアスは、数百〜数千Ｖの高電圧であり、その電圧を生成するためにトランスなどを用いた昇圧が行われる。例えば、上述のように帯電電圧、現像電圧、転写電圧、及び逆転写電圧を用いる場合、本来は４つの電源回路が必要となる。これに対し、同極性である逆転写電圧と帯電電圧とを出力する電源回路を共通化することで、画像形成装置の小型化やコストダウンを図ることができる（特許文献１）。より詳細には、本来は４つのトランスが必要になるところ、転写電圧を生成するトランスは専用のトランスとし、逆転写電圧を生成するトランスは帯電電圧を生成するトランスと共用にして、全体として３つのトランスを用いる構成とする。
【０００５】
ところで、感光体は、導電性基体上に感光層が形成された構成を有する。そして、感光層に、「ピンホール」と呼ばれる穴が生じることがある。ピンホールは、感光体を製造する際の気泡や薬品のムラ、感光体の製造後の物理的衝撃などによって生じることがある。ピンホールがあると、本来絶縁されているはずの感光層の表面と導電性基体の内面（アース）とが導通する。そのため、帯電処理時に電源装置から帯電部材に供給される電流（帯電電流）がピンホールによる導通部に集中して流れ込むことで、帯電電圧が急激に低下することがある。これにより、感光体の帯電不良が発生し、画像上に感光体の表面の移動方向と略直交する方向に延びる筋状の濃度ムラ（横筋）が発生する。これに対して、帯電電圧の出力部に比較的容量の大きい平滑コンデンサを設けることで、ピンホールによるリーク電流があっても帯電電圧が瞬間的に低下することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように電源回路を共通化した構成では、電源装置から転写部材に供給される電流（転写電流）を検知する転写電流検知回路が上述のピンホールによる帯電電圧の負荷変動の影響を受けることがある。
【０００８】
つまり、ピンホールによる帯電電圧の急激な低下は、上述のように平滑コンデンサを設けることで抑制することができる。しかし、平滑コンデンサを設けた場合でも、平滑コンデンサに電流を供給している電源回路の駆動周波数は乱れることになる。そして、このように駆動周波数が不安定になると、転写電流検知回路の出力値も不安定になる。
【０００９】
ここで、転写電流検知回路による転写電流の検知結果に基づいて、転写部材の電気抵抗値を推測し、転写電圧を制御することが行われる。このような構成において、転写電流検知回路の出力値が変動すると、転写部材の電気抵抗値の推測を誤ることがある。その結果、転写電圧が適正値からずれて、「突き抜け」や「転写不良」などの画像不良が発生することがある。また、「転写不良」が生じた場合、被転写体に転写されずに感光体上に残る残トナーが大量に発生するため、廃トナータンクが想定より早く一杯になることが考えられる。なお、「突き抜け」とは、転写電圧が強すぎることにより、トナーの帯電極性が反転して感光体から被転写体に転写されなかったり、被転写体から感光体に戻ったりすることで生じる画像不良である。また、ここでは、「転写不良」は、転写電圧が弱すぎることで感光体から被転写体にトナーが転写されないことで生じる画像不良を言うものとする。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、帯電手段及び転写手段に供給する同極性の電圧を出力する電源回路が共通化された構成において、感光体にピンホールがある場合でも転写電圧を適切に制御することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体にトナーを供給する現像手段と、前記感光体にトナーで形成された画像を被転写体に転写させる転写手段と、前記帯電手段及び前記転写手段のそれぞれに供給する電圧を出力する電源装置であって、前記帯電手段及び前記転写手段のそれぞれに供給する所定の極性の電圧を出力する共通の電源部と、前記電源装置から前記転写手段に供給される電流を検知する電流検知部と、を備えた電源装置と、前記電流検知部の検知結果に基づいて前記電源装置が前記転写のために前記転写手段に供給する転写電圧を制御可能な制御手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段により前記感光体を帯電させる際に前記電源装置から前記帯電手段に供給される電流に所定の範囲を超える変動が生じたことを検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段によって前記変動が検出された場合に、該変動が検出されない場合の第１のモードとは異なる第２のモードで前記転写電圧の制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、帯電手段及び転写手段に供給する同極性の電圧を出力する電源回路が共通化された構成において、感光体にピンホールがある場合でも転写電圧を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】画像形成装置の要部の概略制御態様を示すブロック図である。
【図３】電源装置の回路図である。
【図４】ピンホール検出手段の例を説明するためのブロック図である。
【図５】実施例１の制御を説明するためのチャート図である。
【図６】実施例１の制御を説明するためのフロー図である。
【図７】実施例２の制御を説明するためのチャート図である。
【図８】実施例２の制御を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたレーザービームプリンタである。
【００１６】
画像形成装置１００は、回転可能なドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により図中矢印Ｒ１方向（図中時計方向）に所定の周速度（プロセス速度）で回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウムなどの導電性材料で形成されたドラム（円筒状部材）である導電性基体１ａ上に、有機光導電体などで構成される感光層１ｂが形成された構成を有する。
【００１７】
回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電ローラ２は、感光ドラム１に接触して配置されている。帯電処理時に、帯電ローラ２には、後述する帯電転写電源装置１０（図２）から、負極性の直流電圧である所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）３によって画像情報に応じて走査露光され、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。
【００１８】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４によって現像剤としてのトナーが付着させられて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ４ａと、現像ローラ４ａを保持すると共にトナーを収容する現像容器４ｂと、を有する。現像時に、現像ローラ４ａには、現像電源装置２０（図２）から、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像電圧は、感光ドラム１の非露光部電位（帯電電位）と露光部電位との間の電位の負極性の直流電圧であるが、更に交流電圧が重畳された交番電圧であってもよい。
【００１９】
感光ドラム１に対向して、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５が配置されている。転写ローラ５は、感光ドラム１に向けて押圧され、感光ドラム１と転写ローラ５とが接触する転写部Ｎを形成する。上述のように感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写部Ｎにおいて、感光ドラム１と転写ローラ５とに挟持して搬送される記録紙などのシート（記録材、転写材）Ｓに転写される。転写時に、転写ローラ５には、後述する帯電転写電源装置１０（図２）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である転写電圧（転写バイアス）が印加される。
【００２０】
トナー像が転写されたシートＳは、定着装置（図示せず）によって加熱及び加圧されることでトナー像が定着された後に、画像形成装置１００の装置本体の外部に排出される。また、転写時にシートＳに転写されずに感光ドラム１上に残った残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。
【００２１】
図２は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。本実施例では、画像形成装置１００の装置本体に設けられた制御部（制御装置）５０によって、画像形成装置１００の各部の動作が統括的に制御される。制御部５０は、演算制御手段としてのＣＰＵ５１、記憶手段としてのＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３などを有する。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に格納されたプログラムに従って、適宜ＲＡＭ５３を作業領域として用いて、駆動モータ（図示せず）の動作、帯電転写電源装置１０や現像電源装置２０の動作、露光装置３の動作などを制御する。制御部５０は、後述する転写電流検知回路１２の検知結果に基づいて帯電転写電源装置１０が転写のために転写ローラ５に供給する転写電圧を制御可能な制御手段の一例である。
【００２２】
ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数のシートＳに画像を形成して出力する一連の動作（ジョブ、画像出力動作）を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数のシートＳに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際にシートＳに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数のシートＳに対し画像形成を連続して行う際（連続画像形成）のシートＳとシートＳとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。
【００２３】
２．帯電転写電源装置
次に、本実施例における帯電転写電源装置（以下、単に「電源装置」ともいう。）１０について説明する。図３は、本実施例における電源装置１０の回路図である。
【００２４】
電源装置１０は、転写ローラ５に、正極性の転写電圧と、負極性の逆転写電圧と、を印加することができる。本実施例では、転写電圧は＋数千Ｖ程度、逆転写電圧は−１ｋＶ程度である。転写電圧は、感光ドラム１からシートＳへのトナー像の転写のために転写ローラ５に印加される。また、逆転写電圧は、本実施例では、転写ローラ５に転写工程時とは逆極性の電圧を印加して、転写ローラ５に付着したトナーをクリーニングするクリーニング動作時に、転写ローラ５に印加される。逆転写電圧が転写ローラ５に印加されると、転写ローラ５に付着した負極性のトナーが感光ドラム１に転移させられ、クリーニング装置６によって回収される。クリーニング動作は、所定のタイミング（頻度）で、後回転工程などの非画像形成時に実行される。
【００２５】
また、電源装置１０は、帯電ローラ２に、負極性の帯電電圧を印加することができる。本実施例では、帯電電圧は−１ｋＶ程度である。帯電電圧は、感光ドラム１の帯電処理時に帯電ローラ２に印加される。
【００２６】
本実施例では、逆転写電圧と帯電電圧とが同極性であり、また逆転写電圧と帯電電圧の電圧値の範囲がほぼ同じである。そのため、本実施例では、電源装置１０は、正極性の電圧を出力する電源回路（電源部）と、負極性の電圧を出力する電源回路（電源部）と、の２つ電源回路を有して構成されている。そして、逆転写電圧を出力する電源回路は、帯電電圧を出力する電源回路と共用にされている。つまり、帯電ローラ２及び転写ローラ５に供給する同極性の電圧を出力する電源回路が共通化されている。これにより、画像形成装置１００の小型化とコストダウンとが図られている。
【００２７】
図３に示す電源装置１０の部品とブロックについて説明する。破線の四角枠で囲んだブロック１は、正極性の電圧を出力する電源回路（以下、「正電源回路」ともいう。）１１を示している。また、ブロック２は、転写電流を検知する電流検知手段としての転写電流検知回路（電流検知部）１２を示している。また、ブロック３は、負極性の電圧を出力する電源回路（以下、「負電源回路」ともいう。）１３を示している。
【００２８】
Ｒ１０１〜Ｒ１１９は抵抗、Ｄ１０１〜１０８はダイオード、Ｃ１０１〜１１３はコンデンサ、Ｑ１、Ｑ２はＭＯＳＦＥＴ、ＣＰ１０１はコンパレータ、ＯＰ１０１はオペアンプ、Ｔ１０１、Ｔ１０２は高圧トランスである。また、Ｖ１は２４Ｖ、Ｖ２は３．３Ｖである。また、出力Ｔは、転写電圧及び逆転写電圧の出力端（出力部）であり、正極性の転写電圧及び負極性の逆転写電圧が出力される。また、出力Ｐは、帯電電圧の出力端（出力部）であり、負極性の帯電電圧が出力される。
【００２９】
また、クロック１は、正電源回路１１を駆動するためのパルスを入力する部分である。例えば、クロック１にＯＮ時間８μｓｅｃ固定で特定の周波数のパルス信号を入力すると、出力Ｔに正極性の電圧が発生する。また、クロック２は、負電源回路１３を駆動するためのパルスを入力する部分である。例えば、クロック２にＯＮ時間４．７μｓｅｃ、周波数２１ｋＨｚの信号を入力すると、出力Ｐに負極性の電圧が発生する。負電源回路１３は、フィードバック制御回路を有しており、ＰＷＭ１にＰＷＭ信号を加えることにより、このフィードバック制御回路によってフィードバック制御が行われる。また、負電源回路１３の出力は、出力Ｐだけでなく出力Ｔにも接続されており、クロック１を停止した状態でクロック２及びＰＷＭ１にパルスを入力すると、出力Ｔに負極性の電圧が発生する。
【００３０】
なお、モニタ１は、転写電流検知回路１２の出力端（出力部）である。モニタ１からは、出力Ｔから正極性の電圧が出力されている時に吐き出される電流（転写電流）の大きさを電流−電圧変換した値が出力される。
【００３１】
次に、図３に示す電源装置１０の動作について説明する。まず、ブロック１（正電源回路１１）の動作について説明する。クロック１に対してＯＮ時間８μｓｅｃ固定の特定の周波数のパルスを入力すると、その周波数でＱ１がＯＮ／ＯＦＦを繰り返してＴ１０１の１次巻線に電流が流れる。Ｔ１０１は高圧トランスであり、１次２次巻線比率は高く作られている。そのため、Ｖ１を少なくとも巻線比倍した電圧が、２次巻線側に出力される。２次巻線は更にＤ１０２〜Ｄ１０５、Ｃ１０２〜Ｃ１０５からなる多段増幅回路に接続されている。これはチャージポンプやコッククロフトウォルトン回路と呼ばれる構造の回路であり、正負が反転する電圧が入力されると、電圧を加算し合いながら昇圧する回路である。そして、十分に昇圧された電圧が出力Ｔに発生する。クロック１に入力するパルスの周波数が高ければ高いほど、出力Ｔに発生する電圧が高くなる。これは次の理由によるものである。つまり、出力Ｔには少なくともＲ１０３という負荷が繋がっており、そこに電流が流れることで電圧が低下する。しかし、発振周波数を上げれば上げるほど電荷を供給することになるので、電圧降下を抑えることができ、高い出力電圧を得ることができる。
【００３２】
次に、ブロック２（電流検知回路１２）の動作について説明する。ブロック２は、電流電圧変換回路であり、Ｒ１０６に流れる電流をモニタ１にて電圧として出力するものである。ブロック１で生成された電圧による電流は、出力Ｔから流れ出て転写ローラ５及び感光ドラム１を流れる。そして、この電流は、本体フレームグラウンドを経由して、当該電源装置１０の基板のＧＮＤからＯＰ１０１を通り、Ｒ１１０、Ｒ１０６、Ｒ１１１、Ｒ１０５、Ｒ１０４を経由して、ブロック１に戻ってくる。この時通過するＲ１０６を電流検知抵抗として使用する。具体的には、Ｖ２をＲ１０７とＲ１０８で分圧した値をＸとすると、ＯＰ１０１は反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧であるＸと同じになるように出力端子を制御するため、モニタ１にはＲ１０６×転写電流＋Ｘで求まる値が出力される。制御部５０のＣＰＵ５１は、この値に基づいて、電子写真プロセスにおける転写に必要な転写電流を制御する。
【００３３】
次に、ブロック３（負電源回路１３）について説明する。クロック２にＯＮ時間４．７μｓｅｃ、周波数２１ｋＨｚの信号を入力すると、Ｑ２がＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、Ｔ１０２の２次巻線に電圧が誘起される。Ｔ１０２の２次巻線には、整流平滑回路が２つ接続されている。Ｄ１０６、Ｃ１０８から成る整流回路は逆転写電圧用である。また、Ｄ１０７、Ｃ１１１から成る整流回路は帯電電圧用である。Ｃ１１０は、ブロック２（転写電流検知回路１２）が帯電電流を検知してしまわないようにするためのＡＣカップリングコンデンサである。上記２つの整流回路は、負極性の電圧を生成する。特に、帯電電圧用の整流回路は、Ｄ１０７とＲ１１９の間からＣＰ１０１に対し電圧をフィードバックしている。ＣＰ１０１は、出力Ｐから出力される電圧を分圧した値と、ＰＷＭ１から入力される信号を積分してアナログ電圧値になった値とを比較する。そして、出力Ｐから出力される電圧が目標値より低ければ（負極性の電圧の絶対値が高ければ）、ＣＰ１０１がＱ２に入力されるクロック２を引き込み、Ｑ２をＯＦＦ状態にする。逆に、出力Ｐから出力される電圧が目標値より高ければ（負極性の電圧の絶対値が低ければ）、ＣＰ１０１はクロック２を引き込まないため、Ｑ２は発振を継続し、出力Ｐから出力される電圧が低下（負極性の電圧の絶対値が上昇）する。
【００３４】
３．ピンホールによる影響
次に、ピンホールによる影響について説明する。感光ドラム１の感光層１ｂにピンホールがある場合、瞬間的に大きな帯電電流が流れる。この電流は、平滑コンデンサＣ１１３の電荷によって賄われる。そのため、平滑コンデンサＣ１１３により十分に帯電電圧の低下を抑制できる程度のピンホールであれば、正常な画像を形成することができる。しかし、負電源回路１３は、上述のフィードバック制御により、失われたＣ１１３の電荷を回復させるために、Ｑ２の発振周波数を高くする。すると、Ｔ１０２に接続された逆転写電圧用の整流回路による負極性の電圧も、Ｑ２の周波数増加に伴い増加する。そのため、Ｒ１０４にて接続されている出力Ｔから出力される電圧が低下（正極性の電圧の絶対値が低下）する。そして、転写ローラ５の電気抵抗は変化しないので、オームの法則により転写電流も低下する。
【００３５】
ＲＯＭ５２には、クロック１の周波数と出力Ｔの電圧との関係を示すデータが予め格納されている。ＣＰＵ５１は、このデータに従い、クロック１に入力している信号の周波数に応じた例えばＸという転写電圧が出力されていることを前提として、転写電流検知回路１２により検知された転写電流に基づいて転写ローラ５の電気抵抗を推測する。実際の転写電圧がピンホールによって低下し、それに伴い転写電流が低下した場合でも、ＣＰＵ５１は転写電圧がＸであることを前提として、低下した転写電流に基づいて転写ロー５の電気抵抗を推測してしまう。そのため、ＣＰＵ５１は、転写ローラ５の電気抵抗を、実際よりも高い値に推測してしまうことになる。その結果、ＣＰＵ５１は、転写に必要な電流を流そうとして、適正値より大きな転写電圧を転写ローラ５に印加させてしまう。そして、適正値より大きな転写電圧が印加されてしまうと、突き抜けと呼ばれる画像不良が発生することがある。
【００３６】
また、転写電流検知回路１２の出力値が上記の例より大きく落ち込んだ場合、異なる動きをする可能性がある。つまり、ＣＰＵ５１による転写電流検知回路１２の検知結果を用いた計算は、所定の制御範囲を想定して行われる。しかし、ＣＰＵ５１がその範囲を超える検知結果を受けた場合に計算結果がアンダーフローして、逆に転写電流検知回路１２の出力値が大きいと誤解し、転写ローラ５の電気抵抗値が高いと誤解する可能性がある。例えば、８ｂｉｔのＣＰＵ５１の場合、２進数の１１１１１１１１は１０進数で２５５であるが、符号付き２進数と捉えると−１とも捉えられる。このように想定より大幅に低い転写電流検知回路１２の出力を受けて計算結果がマイナスになってしまった場合、次のようになる可能性がある。つまり、転写電圧の制御のパラメータが正数を前提としている場合、その計算結果を正数として読むと大きな値となり、転写電流検知回路１２の出力値を高い方に誤解することがあり得る。転写電流検知回路１２の出力値を高い方に誤解した場合、転写電圧を低く制御することによる画像薄などの転写不良が発生してしまうことがある。さらに、その場合、感光ドラム１上に残トナーが大量に残ることとなり、廃トナータンクが想定よりも早く一杯になることが考えられる。
【００３７】
４．ピンホールによる影響の抑制
次に、本実施例における、ピンホールの影響を抑制する構成について説明する。
【００３８】
ピンホールが実質的に無い（感光層１ｂの表面と導電性基体１ａの内面との間に問題となる導通部を形成するようなピンホールが無い）感光ドラム１の場合、帯電電流は感光層１ｂの膜厚、印加電圧、及びその他の予測できる要素に基づいて計算で求められる。また、感光ドラム１の膜厚は、感光ドラム１の周方向（表面の移動方向）において略一定であり、帯電電流を大きく変動させるような大きなムラは存在しない。そのため、ピンホールが実質的に無い感光ドラム１の場合、その周方向における帯電電流のずれは１０％程度以内であり、安定した帯電電流が流れる。しかし、ピンホールがある場合、感光ドラム１の周方向におけるピンホールがある部分では感光層１ｂの表面から導電性基体１ａの内面まで貫通電流が流れるため、ピンホールが実質的に無い感光ドラム１の場合とは桁違いの電流が流れる。
【００３９】
そこで、本実施例では、画像形成装置１００は、ピンホール検出手段として、帯電ローラ２により感光ドラム１を帯電させる際に、電源装置１０から帯電ローラ２に供給される電流に所定の範囲を超える変動が生じたことを検出する手段を有する構成とする。
【００４０】
例えば、ピンホール検出手段として、図３における転写電流検知回路１２と同様に、帯電電流を検知する帯電電流検知回路６１（図４）を設けることができる。この場合、上述のピンホールによる貫通電流は、帯電電流検知回路６１の出力としては激しいリップルや太いスパイクのような波形として観測される。したがって、帯電電流検知回路６１の出力値に閾値を設定しておくことで、該閾値を超える出力値が得られた場合に感光ドラム１にピンホールがあることを検出することができる。また、感光ドラム１の周方向における該閾値を超える出力値が得られた位置（タイミング）を検出することで、感光ドラム１の周方向におけるピンホールの位置（タイミング）を検出することができる。例えば、感光ドラム１を一定速度で回転させた場合に、該閾値を超える出力が定期的に入力される場合には、その部分がピンホールであると判断することができ、感光ドラム１上でのピンホールの周期を捉えることができる。
【００４１】
なお、ピンホール検出手段は、帯電電流の周期的なリップルを捕らえられればよい。そのため、ピンホール検出手段は、上述のような電源装置１０の負電源回路１３に流れる電流を検知する帯電電流検知回路６１に限定されるものではない。例えば、ピンホール検出手段は、感光ドラム１とアースとの間に接続されて感光ドラム１に流れる電流を検知する電流検知回路６２（図４）であってもよい。また、上述のようにピンホールによる帯電電流の変動により転写電流検知回路１２の出力値も変動するため、ピンホール検出手段は転写電流検知回路１２であってもよい（図３、図４）。ピンホール検出手段としていずれの電流検知回路を用いる場合も、使用する電流検知回路の出力値に閾値を設定しておくことで、該閾値を超える出力値が得られた場合に感光ドラム１にピンホールがあることを検出することができる。閾値は、ピンホールが実質的に無い場合の感光ドラム１の周方向における帯電電流の変動に対して、ピンホールが生じていることを示す程度に大きい帯電電流の変動（例えば１０％以上の変動）が生じた場合に対応する値に設定すればよい。また、閾値を超える電流検知回路の出力値が、感光ドラム１が複数周回する間に周期的に得られた場合に、感光ドラム１にピンホールがあると判断するようにしてもよい。これにより、ピンホールの誤検出を抑制することができる。本実施例では、ピンホール検出手段として転写電流検知回路１２を用いる。これにより、新たに回路を追加しなくてよいため、画像形成装置１００の小型化やコストダウンを図ることができる。
【００４２】
そして、本実施例では、ＣＰＵ５１は、ピンホール検出手段によって帯電電流の所定の範囲を超える変動が検出された場合に、該変動が検出されない場合の第１のモードとは異なる第２のモードで転写電圧の制御を行う。本実施例では、第１のモードでは、感光ドラム１の周方向における任意の領域を帯電ローラ２により帯電させている時の転写電流の検知結果を、転写電圧の制御結果に反映させることができる。一方、第２のモードでは、感光ドラム１の周方向におけるピンホールによる帯電電流の変動が生じた部分を含む領域を帯電ローラ２により帯電させている期間の転写電流の検知結果を、転写電圧の制御結果に反映させないようにする。
【００４３】
図５は、本実施例における転写電圧の制御を説明するためのチャート図である。図５の上段のチャートは、帯電電流検知回路６１を設けた場合に測定される帯電電流の変動を模式的に示している（なお、本実施例ではピンホール検出手段として転写電流検知回路１２を用いる。）。また、中段のチャートは、転写電流検知回路１２の出力値（後述するマスク期間を設定せずに転写電圧を制御した場合）を模式的に示している。また、下段のチャートは、ＣＰＵ５１が転写電圧の制御結果に反映させるものとして認識する転写電流値を模式的に示している。
【００４４】
本実施例では、画像形成時（少なくとも転写時）には、転写電流検知回路１２により転写電流が連続的に検知され続ける。ＣＰＵ５１は、転写電流検知回路１２の出力値が予め設定された目標の転写電流値に対応する値に近づくように、連続的に正電源回路１１の出力電圧値の調整を行う（定電流制御）。そして、ピンホールにより帯電電流が変動する期間においては、転写電流検知回路１２の出力値が、その帯電電流の変動の影響を受けて変動する。そのため、ＣＰＵ５１は、帯電電流の変動の周期に合わせて、転写電流検知回路１２の出力値を読み込むことを止める期間（以下、「マスク期間」ともいう。）を設定する。
【００４５】
ここで、画像形成時は、感光ドラム１の周速度は略一定であるので、一の帯電電流の変動が検出されたタイミングと、該一の帯電電流の変動期間から次の帯電電流の変動期間までの時間とから、マスク期間の始期と周期とを設定することができる。マスク期間は、感光ドラム１の周方向におけるピンホールによる帯電電流の変動が生じた部分を含む領域を帯電ローラ２により帯電させる期間であって、転写電流の検知結果に該帯電電流の変動の影響が生じる可能性がある期間であればよい。つまり、マスク期間は、少なくとも転写電流検知回路１２の出力値が閾値を超える期間を含むように設定する。マスク期間の始期は、転写電流検知回路１２の出力値の変化が開始する時以前に設定する。該転写電流検知回路１２の出力値の変化が開始する時は、図５に示すように、ピンホールによる帯電電流の変化が開始する時点に対応する時点とすることができる。例えば、帯電電流の変動のピークが測定されるタイミングに対してどの程度前にマスク期間の始期を設定すればよいかは、電源装置１０の特性などに応じて予め求めることができる。また、マスク期間の終期は、転写電圧の制御に影響を与えないように転写電流検知回路１２の出力値が十分に安定した時以降に設定する。ピンホールによる貫通電流が流れている時間と転写電流検知回路１２の出力値の変化時間は、回路上にある時定数により若干ずれることが予想されるためである。例えば、帯電電流の変動のピークが測定されるタイミングに対してどの程度後にマスク期間の終期を設定すればよいかは、電源装置１０の特性などに応じて予め求めることができる。
【００４６】
そして、制御部５０は、マスク期間中はその直前の転写電流検知回路１２の出力値をＲＡＭ５３に記憶させるなどして保持し続け、ＣＰＵ５１はその出力値に基づいてマスク期間中の転写電圧の制御を行う。これにより、ＣＰＵ５１は、ピンホールの影響を受けずに転写電圧を適正値に制御することができる。
【００４７】
なお、図５は感光ドラム１の周方向における１箇所にピンホールがある場合の例を示しているが、感光ドラム１の周方向における複数箇所にピンホールがある場合も上記同様にピンホールの位置を帯電処理している期間を含むマスク期間を設定すればよい。
【００４８】
図６は、本実施例におけるジョブの動作の流れの概略を示すフローチャートである。ＣＰＵ５１は、画像形成装置１００と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器からのジョブを受け付けると（Ｓ１０１）、前回転工程を開始させて感光ドラム１の回転や感光ドラム１の帯電処理（初期化）を開始させる（Ｓ１０２）。次に、ＣＰＵ５１は、感光ドラム１が１周回転終了するまで感光ドラム１の周速度及び帯電電圧が安定するのを待ち、その後少なくとも感光ドラム１が２周回転終了するまでの間、転写電流検知回路１２の出力値を読み込みピンホールの検出を行う（Ｓ１０３）。なお、この時は、転写電流検知回路１２の出力値が予め設定された目標の転写電圧値に対応する値に近づくように転写電圧が連続的に制御される（つまり、マスク期間は設定しない。）。次に、ＣＰＵ５１は、ピンホールの有無（閾値を超える転写電流検知回路１２の出力値の変動の有無）を判断する（Ｓ１０４）。
【００４９】
ＣＰＵ５１は、ピンホールがある場合（Ｓ１０４で“Ｙｅｓ”）には、Ｓ１０３における感光ドラム１の２周の間の転写電流検知回路１２の出力値の変動タイミングに基づいてマスク期間を設定し、ＲＡＭ５３に記憶させる（Ｓ１０５）。次に、ＣＰＵ５１は、所定の前回転工程が終了し次第、画像形成を開始させる（Ｓ１０６）。この場合、画像形成中に連続的に転写電圧の制御が行われるが、Ｓ１０５で設定されたマスク期間における転写電流検知回路１２の出力値は転写電圧の制御には用いられない。
【００５０】
一方、ＣＰＵ５１は、ピンホールが無い場合（Ｓ１０４で“Ｎｏ”）には、マスク期間を設定しないことを決定し（Ｓ１０７）、画像形成を開始させる（Ｓ１０６）。この場合、画像形成中に任意のタイミングにおける転写電流検知回路１２の出力値が転写電圧の制御に用いられる。
【００５１】
以上、本実施例では、画像形成中に連続的に転写電流が検知され、その検知結果に基づいて転写電圧の制御が行われる構成において、ピンホールの周期に合わせて転写電流の検知結果がマスクされる。つまり、帯電電流に所定の範囲を超える変動が生じたことを検出するピンホール検出手段によって、感光ドラム１の周方向におけるピンホールの位置（ピンホールによる帯電電流の変動が生じる位置）が求められる。そして、ピンホールがあるとされた位置を帯電処理する期間の直前の転写電流の検知結果を保持し、該期間では転写電流検知回路１２の検知結果を無効とする。これにより、ピンホールによる貫通電流が流れる場合でも実際の転写ローラ５の電気抵抗に応じて転写電圧を適正に制御することができる。したがって、突き抜けや転写不良といった画像不良、転写不良に起因する廃トナータンクの容量不足などを抑制することができる。このように、本実施例によれば、帯電手段及び転写手段に供給する同極性の電圧を出力する電源回路が共通化された構成において、感光体にピンホールがある場合でも転写電圧を適切に制御することができる。
【００５２】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００５３】
実施例１では、画像形成中に連続的に転写電流が検知され、その検知結果に基づいて転写電圧の制御が行われる場合について説明した。これに対し、本実施例では、非画像形成時に、転写ローラ５の電気抵抗が推測されて画像形成時の転写電圧値が決定される。
【００５４】
本実施例では、ジョブの１枚目の画像形成を実行する前の前回転工程（あるいは前多回転工程）において、感光ドラム１の初期化が行われた後に、転写電流検知回路１２の出力値に基づいて転写ローラ５の電気抵抗を推定する処理が行われる。例えば、前回転工程において、転写電流検知回路１２の出力値が予め設定された目標の転写電流値に対応する値に近づくように正電源回路１１の出力電圧値が調整され、その時の出力電圧値が画像形成時の転写電圧値として決定される。あるいは、正電源回路１１から予め設定された値の電圧が出力され、その時の転写電流検知回路１２の出力値から転写ローラ５の電気抵抗値が算出される。そして、予め設定されている転写ローラ５の電気抵抗値と転写電圧値との関係に基づいて、画像形成時の転写電圧値が決定される。そして、画像形成時には、決定された値の転写電圧が転写ローラ５に印加される（定電圧制御）。
【００５５】
このように前回転工程において画像形成時の転写電圧値が決定される構成の場合、ピンホールにより転写電流検知回路１２の出力値が変動すると、画像形成時の転写電圧値が、実際よりも高い値に誤解された転写ローラ５の電気抵抗に応じて決定されてしまう。そのため、少なくともそのジョブにおいては、転写に必要な電流を流そうとして、適正値より大きな転写電圧が転写ローラ５に印加されてしまう。その結果、そのジョブの画像の全面に渡って、突き抜けや転写不良が発生してしまうことがある。
【００５６】
ここで、前回転工程において実行される転写ローラ５の電気抵抗の推測処理では、回転する感光ドラム１の周方向における少なくとも１点で転写電流が検知できればよい。つまり、転写電流検知回路１２の出力値の測定自体は瞬時に終了するため、転写電流検知回路１２の出力値の測定タイミング（読み込みタイミング）を転写電流検知回路１２の出力値が安定している期間に選択的に設定するようにすればよい。
【００５７】
そこで、本実施例では、実施例１と同様に、ＣＰＵ５１は、ピンホール検出手段によって帯電電流の所定の範囲を超える変動が検出された場合に、該変動が検出されない場合の第１のモードとは異なる第２のモードで転写電圧の制御を行うようにする。本実施例では、第１のモードでは、感光ドラム１の周方向における任意の領域を帯電ローラ２により帯電させている時の転写電流の検知結果に基づいて、画像形成時の転写電圧値を決定することができる。一方、第２のモードでは、感光ドラム１の周方向におけるピンホールによる帯電電流の変動が生じた部分を含む領域を帯電ローラ２により帯電させている期間を避けて検知された転写電流に基づいて、画像形成時の転写電圧値を決定するようにする。
【００５８】
図７は、本実施例における転写電圧の制御を説明するためのチャート図である。図７の最上段のチャートは、感光ドラム１の回転速度を示している。また、上から２段目のチャートは、帯電電圧を示している。また、上から３段目のチャートは、帯電電流検知回路６１を設けた場合に測定される帯電電流の変動を模式的に示している（なお、本実施例ではピンホール検出手段として転写電流検知回路１２を用いる。）。また、最下段のチャートは、転写電流検知回路１２の出力値を模式的に示している。
【００５９】
本実施例では、まず、ＣＰＵ５１が感光ドラム１の回転開始指示を出してから感光ドラム１が１周回転を終了するまでの間、感光ドラム１の周速度及び帯電電圧が安定するのを待つ。ＣＰＵ５１は、感光ドラム１の次の１周において、ピンホールを検出するための転写電流検知回路１２の出力値の読み込みを行う。感光ドラム１にピンホールがある場合、転写電流検知回路１２の出力値は周期的に変動する。感光ドラム１の１周期は感光ドラム１の円周と感光ドラム１の駆動モータの回転速度から割り出せる。そのため、ＣＰＵ５１は、転写電流検知回路１２の出力値に基づいて、感光ドラム１が１周する時間の間に何個のピンホールがあるかを判断することができる。図７は、感光ドラム１の周方向における１箇所にピンホールがある場合の例を示している。ＣＰＵ５１は、感光ドラム１の次の１周において、ピンホールの位置を確認し、前回の１周でのピンホールが帯電ローラ２による帯電位置を通過してから今回の１周でのピンホールが帯電ローラ２による帯電位置に到達するまでの間の時間を測定する。これにより、感光ドラム１上の一のピンホールが帯電ローラ２による帯電位置を通過してから次にそのピンホールが帯電ローラ２による帯電位置に到達するまでの時間がわかる。そして、ＣＰＵ５１は、ピンホールが帯電ローラ２による帯電位置に到達する直前のタイミングで、転写電流検知回路１２の出力値を読み込む。これにより、ＣＰＵ５１は、転写電流検知回路１２の出力値が前回のピンホールによる影響を受けておらず、次回のピンホールによる影響も受けないタイミングで、転写電流を読み込むことができる。例えば、帯電電流の変動のピークが測定されるタイミングに対してどの程度前に転写電流検知回路１２の出力値を読み込めばよいかは、電源装置１０の特性などに応じて予め求めることができる。
【００６０】
なお、図７は感光ドラム１の周方向における１箇所にピンホールがある場合の例を示しているが、感光ドラム１の周方向における複数箇所にピンホールがある場合も上記同様にピンホールの位置を帯電処理しているタイミングを避けて転写電流を検知すればよい。
【００６１】
図８は、本実施例におけるジョブの動作の流れの概略を示すフローチャートである。図８のＳ２０１〜Ｓ２０４の処理は、図６のＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同様である。そして、ピンホールがある場合（Ｓ２０４で“Ｙｅｓ”）には、ＣＰＵ５１は、次のような処理を行う。つまり、Ｓ２０３における感光ドラム１の２周の間の転写電流検知回路１２の出力値の変動タイミングに基づいて、次の１周において転写電流検知回路１２の出力値を読み込むタイミングを求め、ＲＡＭ５３に記憶させる（Ｓ２０５）。次に、ＣＰＵ５１は、Ｓ２０５で決定したタイミングで転写電流検知回路１２の出力値を読み込み、画像形成時の転写電圧値を決定する（Ｓ２０６）。次に、ＣＰＵ５１は、所定の前回転工程が終了し次第、画像形成を開始させる（Ｓ２０７）。
【００６２】
一方、ＣＰＵ５１は、ピンホールが無い場合（Ｓ２０４で“Ｎｏ”）には、予め設定された所定のタイミングで転写電流検知回路１２の出力値を読み込むことを決定する（Ｓ２０８）。次に、ＣＰＵ５１は、予め設定されたタイミングで転写電流検知回路１２の出力値を読み込み、画像形成時の転写電圧値を決定する（Ｓ２０６）。次に、ＣＰＵ５１は、所定の前回転工程が終了し次第、画像形成を開始させる（Ｓ２０７）。
【００６３】
以上、本実施例では、ジョブの前回転工程時に転写電流が検知され、その検知結果に基づいて画像形成時の転写電圧値が決定される構成において、ピンホールの周期に合わせてピンホールの位置を避けて転写電流の検知が行われる。つまり、帯電電流に所定の範囲を超える変動が生じたことを検出するピンホール検出手段によって、感光ドラム１の周方向におけるピンホールの位置（ピンホールによる帯電電流の変動が生じる位置）が求められる。そして、転写電流検知回路１２の出力値の読み込みは、ピンホールがあるとされた位置を帯電処理する期間を意図的に避けて行われる。これにより、ピンホールによる貫通電流が流れる場合でも実際の転写ローラ５の電気抵抗に応じて転写電圧を適正に制御することができる。したがって、突き抜けや転写不良といった画像不良、転写不良に起因する廃トナータンクの容量不足などを抑制することができる。このように、本実施例によれば、帯電手段及び転写手段に供給する同極性の電圧を出力する電源回路が共通化された構成において、感光体にピンホールがある場合でも転写電圧を適切に制御することができる。
【００６４】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００６５】
上述の実施例において、ピンホールが検出された場合の第２のモードでは、ピンホールの位置以外の位置を帯電処理している期間に検知された転写電流に基づいて転写電圧を制御した。別法として、ピンホールが検出された場合の第２のモードでは、転写出力電圧を予め決められた固定値として出力するようにしてもよい。
【００６６】
また、上述の実施例では、感光ドラムの周方向におけるピンホールの位置をタイミングとして捉えて、転写電流の検知結果のマスク期間や転写電流の検知タイミングを制御した。別法として、感光ドラムの周方向の位置を特定する手段（エンコーダなど）を設け、感光ドラムの周方向におけるピンホールの絶対位置を特定して、転写電流の検知結果のマスク期間（位置）や転写電流の検知タイミング（位置）を制御してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１          感光ドラム
２          帯電ローラ
３          露光装置
４          現像装置
５          転写ローラ
６          クリーニング装置
１０        電源装置
１１        正電源回路
１２        転写電流検知回路
１３        負電源回路
５０        制御部
５１        ＣＰＵ
１００      画像形成装置
【図１】
2018097042.tif 000003
【図２】
2018097042.tif 000004
【図３】
2018097042.tif 000005
【図４】
2018097042.tif 000006
【図５】
2018097042.tif 000007
【図６】
2018097042.tif 000008
【図７】
2018097042.tif 000009
【図８】
2018097042.tif 000010