JP2009204915A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度が急変して、温度検出手段によって検出された温度と帯電部材の温度に誤差が生じても、像保持体を帯電させる帯電部材に供給する交流電流が不足して画質に白点等の画質不良を発生させない、または、交流電流が過剰になり像保持体の摩耗を促進させることをさせない。
【解決手段】振幅制御部９６は、帯電飽和点検出部９０の検出結果、温度センサ７０の検出結果及び振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅又は補正部９８の補正結果に応じて、交流電源８６が出力する交流電流Ｉａｃが所定の振幅の定電流となるように、交流電源８６を制御する。補正部９８は、温度センサ７０が検出した温度の変化率、及び特性値検出部９２が検出した特性値の変化率を算出し、算出した温度の変化率△Ｔ及び特性値の変化率△Ｖｐｐに応じて、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

特許文献１は、ＤＣ電流値が飽和したＡＣ電流のポイントに対して所定の比率を乗じることにより、感光体を帯電させる帯電バイアスを決定する画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、帯電部材が被帯電体の非画像領域に接触しているときに該帯電部材を少なくとも交流定電流制御してこのときの交流電圧を算出させ、該帯電部材が被帯電体の画像領域に接触しているときには上記の平均交流電圧に所定の係数を乗じた値の交流電圧を、予め設定されている直流電圧と重畳した電圧をもって該帯電部材を定電圧制御する画像形成装置を開示する。

特開２００４−３３３７８９号公報 特開平０４−０３０１８７号公報

本発明は、温度が急変して、温度検出手段によって検出された温度と帯電部材の温度に誤差が生じても、像保持体を帯電させる帯電部材に供給する交流電流が不足して画質に白点等の画質不良を発生させることなく、または、交流電流が過剰になり像保持体の摩耗を促進させることのない、画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、交流電流と直流電流とを重畳させた電流を前記帯電部材に供給する給電手段と、装置内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温度に応じて前記給電手段が供給すべき交流電流の振幅を規定する振幅規定手段と、前記帯電部材の温度に対応する特性値を検出する特性値検出手段と、前記温度検出手段が検出した温度、及び前記特性値検出手段が検出した特性値に基づいて、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅を補正する補正手段と、この補正手段の補正結果に基づいて前記給電手段が供給する交流電流の振幅を制御する振幅制御手段とを有する画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、前記特性値検出手段が、前記給電手段が前記帯電部材に所定値の交流電流を供給することによって、前記帯電部材に印加される交流電圧の振幅を該帯電部材の温度に対応する特性値として検出する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記特性値検出手段が、前記温度検出手段が検出した温度の変化率が所定値以上になった場合に、前記帯電部材の温度に対応する特性値を検出する請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、前記補正手段が、前記温度検出手段が検出した温度の変化率が所定値以下である期間が所定期間以上となった場合、前記特性値検出手段が新たに検出した特性値を初期値とする特性値の変化率に基づいて、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅を補正する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、前記補正手段が、前記温度検出手段が検出した温度の変化率が第１の閾値以下になり、且つ、前記特性値検出手段が検出した特性値の変化率が第２の閾値以下になった場合、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅に対する補正量を零とする請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置である。

請求項６に係る本発明は、複数の像保持体と、該複数の像保持体に接触又は近接して該複数の像保持体を個別に帯電させる複数の帯電部材と、交流電流と直流電流とを重畳させた電流を前記複数の帯電部材に個別に供給する給電手段と、装置内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が検出した温度に応じて前記給電手段が前記複数の帯電部材に供給すべき交流電流の振幅を個別に規定する振幅規定手段と、前記複数の帯電部材の温度に対応する特性値を個別に検出する特性値検出手段と、前記温度検出手段が検出した温度、及び前記特性値検出手段が個別に検出した特性値に基づいて、前記振幅規定手段が個別に規定する交流電流の振幅をそれぞれ補正する補正手段と、この補正手段の補正結果に基づいて前記給電手段が供給する交流電流の振幅を個別に制御する振幅制御手段とを有する画像形成装置である。

請求項７に係る本発明は、前記補正手段が、前記温度検出手段が検出した温度の変化率が第１の閾値以下になり、且つ、前記複数の帯電部材に対して前記特性値検出手段が検出した特性値の個別の変化率が第２の閾値以下になった場合、特性値の変化率が第２の閾値以下になった前記帯電部材に対し、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅に対する補正量を零とする請求項６記載の画像形成装置である。

請求項８に係る本発明は、前記第１の閾値及び前記第２の閾値が、前記複数の帯電部材に対して個別に設定されている請求項７記載の画像形成装置である。

請求項９に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、交流電流と直流電流とを重畳させた電流を前記帯電部材に供給する給電手段と、装置内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温度に応じて前記給電手段が供給すべき交流電流の振幅を規定する振幅規定手段と、この振幅規定手段の規定に応じて前記給電手段が供給する交流電流の振幅を制御する振幅制御手段と、前記温度検出手段が検出した温度の変化率に基づいて、前記振幅制御手段が交流電流の振幅を制御する時機を制御する時機制御手段とを有する画像形成装置である。

請求項１０に係る本発明は、前記帯電部材の温度に対応する特性値を検出する特性値検出手段をさらに有し、前記時機制御手段は、前記特性値検出手段が検出した特性値の変化率に基づいて、前記振幅制御手段が交流電流の振幅を制御する時機を制御する請求項９記載の画像形成装置である。

請求項１に係る本発明によれば、温度が急変して、温度検出手段によって検出された温度と帯電部材の温度に誤差が生じても、像保持体を帯電させる帯電部材に供給する交流電流が不足して画質に白点等の画質不良を発生させることがなく、または、交流電流が過剰になり像保持体の摩耗を促進させることがない。

請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合よりも帯電部材の温度に対応する特性値を容易に検出することができる。

請求項３に係る本発明によれば、請求項１又は２に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合よりも交流電流の適切な振幅を設定する頻度を減らすことができる。

請求項４に係る本発明によれば、請求項１乃至３いずれかに係る本発明の効果に加えて、温度が一定期間以上安定した時に特性値検出手段が検出した特性値を初期値として、特性値の絶対値ではなく、特性値の変化率に基づいて交流電流の振幅を設定するので、本構成を有していない場合よりも精度よく帯電部材の温度に対応する特性値を検出することができる。

請求項５に係る本発明によれば、請求項１乃至４いずれかに係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合よりも効率的に帯電部材に供給する交流電流の適切な振幅を設定することができる。

請求項６に係る本発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、温度が急変しても、複数の像保持体を帯電させる複数の帯電部材に供給する交流電流の適切な振幅を設定することができる。

請求項７に係る本発明によれば、請求項６に係る本発明の効果に加えて、位置が異なる複数の帯電部材に対して供給する交流電流の振幅を、本構成を有していない場合よりも適切に設定することができる。

請求項８に係る本発明によれば、請求項７に係る本発明の効果に加えて、位置が異なる複数の帯電部材に対して供給する交流電流の振幅を、本構成を有していない場合よりも適切に設定することができる。

請求項９に係る本発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、温度が急変しても、像保持体を帯電させる帯電部材に供給する交流電流の適切な振幅を設定することができる。

請求項１０に係る本発明によれば、請求項９に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、温度が急変しても、像保持体を帯電させる帯電部材に供給する交流電流の適切な振幅を設定することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の下部に用紙を供給する例えば４段の給紙ユニット１４が配置されている。

給紙ユニット１４は、上部に給紙ロール１８がそれぞれ設けられている。給紙ロール１８は、図示しない駆動部によって駆動され、用紙を搬送路２４に向けて供給するように回転する。

搬送路２４は、最下段の給紙ロール１８から排出口２６までの用紙通路である。この搬送路２４は、画像形成装置本体１２の背面側（図１において左側）に略垂直に延びる部分を有し、画像形成装置本体１２の中央に略水平に排出口２６まで略水平に延びる部分を有する。この搬送路２４の定着装置２８の上流側に後述する二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６４とが配置され、二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６４の上流側にレジストロール３０が配置されている。また、搬送路２４のレジストロール３０の上流側には、用紙を搬送する搬送ロール３１が配置されている。

したがって、給紙ユニット１４から給紙ロール１８により供給された用紙は、搬送路２４に導かれて搬送ロール３１により搬送され、レジストロール３０により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール６８と二次転写バックアップロール６４との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置２８により定着され、排出口２６から排出される。

搬送路２４の上方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応する画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋが所定の間隔を空けて略水平に配列されている。
画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋは、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、画像形成ユニット３２Ｙについて説明する。
以下、画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋなど複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に「画像形成ユニット３２」などと略記することがある。また、画像形成ユニット３２を区別する場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫを付すことにより区別する。

画像形成ユニット３２Ｙは、光走査装置３４Ｙ及び像形成装置３６Ｙを有する。
光走査装置３４Ｙは、上方に配置された露光装置３８が出力するイエロー（Ｙ）に対応するレーザ光を回転多面鏡４０Ｙによって偏向走査し、反射ミラー４２Ｙを介して像形成装置３６Ｙの像保持体４４Ｙ上に照射する。
像形成装置３６Ｙは、矢印ａの方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体などの像保持体４４Ｙと、この像保持体４４Ｙに例えば接触して表面を一様に帯電する帯電部材４６Ｙと、像保持体４４Ｙ上に形成された静電潜像を現像する現像器４８Ｙと、クリーニング装置５０Ｙと、除電装置５２Ｙとから構成されている。像保持体４４Ｙは、帯電部材４６Ｙにより一様に帯電され、光走査装置３４Ｙにより照射されたレーザ光により静電潜像を形成される。像保持体４４Ｙに形成された静電潜像は、現像器４８Ｙによりイエローの現像剤で現像され、後述する中間転写ベルト５６に転写される。なお、現像剤像の転写工程の後には、像保持体４４Ｙに付着している残留現像剤及び紙粉等がクリーニング装置５０Ｙによって除去され、像保持体４４Ｙが除電装置５２Ｙにより除電される。
他の画像形成ユニット３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋも同様に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各色の現像剤像を形成し、形成された各色の現像剤像を中間転写ベルト５６に転写する。

画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋと、搬送路２４との間には、中間転写装置５４が配置されている。中間転写装置５４は、中間転写ベルト５６がドライブロール５８と、アイドルロール６０と、ステアリングロール６２と、二次転写バックアップロール６４との間に一定のテンションで掛け回されており、駆動モータ（図示せず）によってドライブロール５８が回転駆動されることにより、矢印ａの方向に所定の速度で循環駆動される。中間転写ベルト５６は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。
また、中間転写ベルト５６には、各画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋに対向する位置にそれぞれ一次転写ロール６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋが配設され、像保持体４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ上に形成された各色の現像剤像は、これらの一次転写ロール６６により中間転写ベルト５６上に多重に転写される。

搬送路２４上の二次転写位置には、二次転写バックアップロール６４に圧接する二次転写ロール６８が配設されており、中間転写ベルト５６上に多重に転写された各色の現像剤像は、この二次転写ロール６８による圧接力及び静電気力で用紙上に二次転写される。各色の現像剤像が転写された用紙は、定着装置２８へと搬送される。
定着装置２８は、各色の現像剤像が転写された用紙に対して熱と圧力とを加えることにより、現像剤を用紙に定着させる。

画像形成装置１０には、画像形成装置本体１２内の温度（例えば平均環境温度）を所定の時間間隔で継続的に検出する温度センサ７０が例えば画像形成ユニット３２Ｋの周囲に配置されている。また、画像形成装置１０の内部には、図示しないＣＰＵ及びメモリを含み、画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部７２が設けられている。

次に、画像形成ユニット３２Ｋを例にして、像保持体４４、帯電部材４６及びその周辺について詳述する。
図２は、像保持体４４Ｋ、帯電部材４６Ｋ及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。像保持体４４Ｋは、例えば接地されたアルミニウムなどからなる円筒状の部材の表面に感光層を設けたものである。帯電部材４６Ｋには、給電部８０が接続されており、帯電部材４６Ｋと給電部８０との間には、電圧電流検出部８２が設けられている。給電部８０は、直流電源８４及び交流電源８６を有し、制御部７２の制御に応じて、所定の直流電流Ｉｄｃに交流電流Ｉａｃを重畳した電流を帯電部材４６Ｋに供給する。例えば、給電部８０は、交流電源８６が５００〜２０００Ｈｚの周波数でピーク間電圧Ｖｐｐが８００〜２５００Ｖ程度の交流電圧Ｖａｃを帯電部材４６Ｋに対して印加し、直流電源８４が−７５０Ｖ程度の直流電圧Ｖｄｃを帯電部材４６Ｋに対して印加して、所定の定電流を帯電部材４６Ｋに供給するようにされている。このように、制御部７２は、例えば帯電部材４６Ｋに対する定電流制御を行う。

電圧電流検出部８２は、給電部８０が帯電部材４６Ｋに対して供給する直流電流Ｉｄｃ、交流電流Ｉａｃ及び交流電圧Ｖａｃなどを検出し、制御部７２に対して出力する。

制御部７２は、、帯電飽和点検出部９０、特性値検出部９２、振幅規定部９４、振幅制御部９６、補正部９８及び時機制御部１００を含み、給電部８０、電圧電流検出部８２及び温度センサ７０などが接続されている。

帯電飽和点検出部９０は、交流電源８６が出力する交流電流Ｉａｃの振幅の変化に対し、電圧電流検出部８２が検出する例えば直流電流Ｉｄｃの変曲点を検出することにより、交流電流Ｉａｃの振幅に対して像保持体４４Ｋの帯電量が略飽和する帯電飽和点を検出する。

特性値検出部９２は、制御部７２が後述する補正モードになった場合に、交流電源８６が帯電部材４６Ｋに例えば１ｍＡの交流電流（定電流）を供給することによって、帯電部材４６Ｋに印加される交流電圧Ｖａｃの振幅（例えばＶｐｐの値で代用して示す）を帯電部材４６Ｋの温度に対応する特性値として、所定の時間間隔で継続的に検出する。

振幅規定部９４は、例えば図３に示すように、温度センサ７０が検出した温度に応じて交流電源８６が供給すべき交流電流Ｉａｃの最適な振幅を、温度と最適な交流電流Ｉａｃとを対応させるテーブルにして規定する。ここで、交流電流Ｉａｃのマージンとは、帯電飽和点検出部９０が検出する帯電部材４６Ｋの帯電飽和点における交流電流値を基準として、帯電部材４６Ｋを均一に帯電させるために必要な交流電流Ｉａｃの振幅を最適な交流電流Ｉａｃとして算出するために付加すべきマージンを割合（％）で示すものであり、画像形成装置１０が形成する画像に白点などが生じない範囲で最低の交流電流Ｉａｃの振幅を予め実験等により確認して規定したものである。

振幅制御部９６（図２）は、帯電飽和点検出部９０の検出結果、温度センサ７０の検出結果及び振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅又は後述する補正部９８の補正結果に応じて、交流電源８６が出力する交流電流Ｉａｃが所定の振幅の定電流（可変）となるように、交流電源８６を制御する。

補正部９８は、温度センサ７０が検出した温度の変化率（△Ｔ：単位時間ｔ当たりの温度変化）、及び特性値検出部９２が検出した特性値の変化率（△Ｖｐｐ：単位時間ｔ当たりの交流電圧のＶｐｐの変化）を算出し、算出した温度の変化率△Ｔ及び特性値の変化率△Ｖｐｐに応じて、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する。

例えば、補正部９８は、温度の変化率△Ｔが補正開始値（例えば１°Ｃ／ｔ）以上になった場合に、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅の補正を開始する（補正モードになる）ようにされている。
そして、補正部９８は、温度の変化率△Ｔが補正開始値以上になった時から、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α（例えば０．５°Ｃ／ｔ）以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β（例えば１０Ｖ／ｔ）以下になるまでの間、温度センサ７０が検出する温度が上昇しても、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が例えば補正モードになる以前の振幅になるように、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する（補正アルゴリズム１）。
温度の変化率△Ｔが第１の閾値α（例えば０．５°Ｃ／ｔ）以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β（例えば１０Ｖ／ｔ）以下になると、補正部９８は、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅の補正を終了するようにされている。

また、補正部９８は、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を複数回に分けて補正するようにされてもよい。
例えば、補正部９８は、まず、温度の変化率△Ｔが補正開始値以上になった時から、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α（例えば０．５°Ｃ／ｔ）以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが閾値βａ（例えば３０Ｖ／ｔ）以下になるまでの間、温度センサ７０が検出する温度が上昇しても、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が例えば補正モードになる以前の振幅になるように、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する。
次に、補正部９８は、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが閾値βａ（例えば３０Ｖ／ｔ）以下になった時から、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β（例えば１０Ｖ／ｔ）以下になるまでの間、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が例えば補正モードになる以前の振幅と振幅規定部９４が規定する振幅との中間値となるように、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する（補正アルゴリズム２）。
温度の変化率△Ｔが第１の閾値α（例えば０．５°Ｃ／ｔ）以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β（例えば１０Ｖ／ｔ）以下になると、補正部９８は、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅の補正を終了するようにされている。

時機制御部１００は、温度センサ７０が検出した温度の変化率、及び特性値検出部９２が検出した特性値の変化率を算出し、算出した温度の変化率△Ｔ及び特性値の変化率△Ｖｐｐに応じて、振幅規定部９４の規定により振幅制御部９６が交流電流Ｉａｃの振幅を制御する時機を制御する。

そして、制御部７２は、温度センサ７０が検出した温度の変化率が所定値未満である場合には、帯電飽和点検出部９０が検出した帯電飽和点の交流電流値と、温度センサ７０の検出結果と、振幅規定部９４のテーブル（図３）とを用いて交流電流Ｉａｃの最適な振幅を交流電源８６に対して設定するようにされている。

また、制御部７２は、画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃについても同様に、温度センサ７０の検出結果に応じて、最適な振幅の交流電流Ｉａｃが帯電部材４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃに対して例えば個別に供給されるように制御を行う。

次に、温度センサ７０が検出する温度の変化に応じて、制御部７２が行う制御について詳述する。
図４は、温度に応じて振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃのマージン（図３に対応）と、温度に応じて変化する特性値検出部９２の検出結果とを示すグラフである。
図４に示すように、温度センサ７０が検出する温度が２０°Ｃ未満である場合には、交流電源８６が供給する交流電流Ｉａｃは、温度が低いほど振幅（必要な交流電流Ｉａｃのマージン）を大きくする必要があると規定されている。一方、温度センサ７０が検出する温度が２０°Ｃ以上になると、交流電源８６が供給する交流電流Ｉａｃは、温度が変化しても振幅（必要な交流電流Ｉａｃのマージン）が略一定であると規定されている。

また、帯電部材４６Ｋに１ｍＡの交流電流（定電流）を供給した場合、温度センサ７０が検出する温度が２２°Ｃ未満である場合には、特性値検出部９２が検出する交流電圧Ｖａｃの振幅（Ｖｐｐの値を特性値として代用）は、温度が低いほど大きくなっている。一方、温度センサ７０が検出する温度が２２°Ｃ以上になると、特性値検出部９２が検出する交流電圧Ｖａｃの振幅（Ｖｐｐの値で代用）は、温度が変化しても略一定になっている。

ここで、温度に応じて振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃのマージンと、温度に応じて変化する特性値検出部９２の検出結果とには、約２０°Ｃを変曲点とする似た傾向がある。

図５は、温度センサ７０が検出する温度の変化率、帯電部材４６Ｋの温度の変化率、及び特性値検出部９２が検出した特性値の変化率を示すグラフである。
図５に示すように、画像形成装置本体１２内の温度が１０°Ｃである状態で電源がオン（起動）されて、例えば定着装置２８の発熱などによって画像形成装置本体１２内の温度が２０°Ｃに達する場合、温度センサ７０が検出する温度が２０°Ｃに達しても、帯電部材４６Ｋの温度が２０°Ｃに達していない状態が生じる。つまり、帯電部材４６Ｋの温度変化は、温度センサ７０が検出する温度変化に対して遅れが生じている。

また、画像形成装置本体１２内の温度が１０°Ｃである状態で電源がオンされて、定着装置２８の発熱などによって画像形成装置本体１２内の温度が２０°Ｃに達する場合、特性値検出部９２が検出する交流電圧のＶｐｐは、帯電部材４６Ｋの温度変化に略対応して変化する。
例えば、電源がオンにされた時から１単位時間経過後における交流電圧のＶｐｐの変化率（単位時間ｔ当たりのＶｐｐの変化）△Ｖｐｐ１は、約５０Ｖ／ｔになっている。また、電源がオンにされた時から１０単位時間経過後における交流電圧のＶｐｐの変化率（単位時間ｔ当たりのＶｐｐの変化）△Ｖｐｐ１０は、約１０Ｖ／ｔ以下になっている。

図６は、電源オン後に制御部７２が行う処理例（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
制御部７２は、電源がオンにされると、図６に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、特性値検出部９２が交流電圧のＶｐｐを検出する。ここで、特性値検出部９２が最初に検出した値は、交流電圧のＶｐｐの初期値とされる。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、振幅制御部９６は、帯電飽和点検出部９０の検出結果、温度センサ７０の検出結果及び振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃに応じて、交流電源８６が出力する交流電流Ｉａｃが所定の振幅の定電流（可変）となるように、交流電源８６を制御する。つまり、振幅制御部９６は、交流電流Ｉａｃの振幅を設定する。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部７２は、温度センサ７０が検出した温度の変化率（△Ｔ：単位時間ｔ当たりの温度変化）が補正開始値（例えば１°Ｃ／ｔ）以上であるか否かを判定し、変化率△Ｔが補正開始値以上である場合にはＳ１０６の処理に進んで補正モードとなり、変化率△Ｔが補正開始値未満である場合にはＳ１０２の処理に進む。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部７２は、単位時間ごとに、温度センサ７０が検出した温度の変化率△Ｔを算出すると共に、特性値検出部９２が検出した交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐを算出する。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、制御部７２は、温度センサ７０が検出した温度の変化率△Ｔが第１の閾値α（例えば０．５°Ｃ／ｔ）以下になり、且つ、特性値検出部９２が検出した交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β（例えば１０Ｖ／ｔ）以下になったか否かを判定条件として判定し、判定条件が満たされた場合にはＳ１１０の処理に進み、判定条件が満たされていない場合にはＳ１０６の処理に進む。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、特性値検出部９２は、交流電圧のＶｐｐの検出を終了する。ここで、制御部７２は、補正モードを終了させ、振幅規定部９４のテーブルに応じて振幅制御部９６が交流電流Ｉａｃの振幅を制御する（交流電流Ｉａｃの補正量を零にする）ように切り換える。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、振幅制御部９６は、温度センサ７０の検出結果及び振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅に応じて、交流電源８６が出力する交流電流Ｉａｃが所定の振幅の定電流となるように、交流電源８６を制御する。つまり、制御部７２は、補正部９８による補正量を零として、交流電源８６の交流電流Ｉａｃの振幅を設定する。

ステップ１１４（Ｓ１１４）において、制御部７２は、温度センサ７０が検出した温度の変化率△Ｔが閾値γ以下である期間が所定の温度安定期間ｔ０以上であるか否かを判定し、ｔ０以上である場合にはＳ１１６の処理に進み、ｔ０未満である場合にはＳ１１２の処理に進む。なお、閾値γは、例えば第１の閾値α以下の値である。

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、特性値検出部９２は、交流電圧のＶｐｐを検出する。ここで、特性値検出部９２が検出した値は、交流電圧のＶｐｐの今後の初期値とされる。

ステップ１１８（Ｓ１１８）において、制御部７２は、温度センサ７０の検出温度が所定値以下であるか否かを判定し、所定値以下でない場合にはＳ１０２の処理に進み、所定値以下である場合には電源をオンにした場合と同様に新たに交流電圧のＶｐｐの初期値を検出するためにＳ１００の処理に進む。

図７は、制御部７２が温度センサ７０の検出結果と振幅規定部９４のテーブル（図３）とによって交流電流Ｉａｃの振幅（交流電流Ｉａｃマージン）を設定した場合（比較例：補正部９８による補正なし）と、制御部７２が振幅規定部９４のテーブルを補正して交流電流Ｉａｃの振幅を設定した場合（実施例）とを対比させて例示するグラフである。

画像形成装置本体１２内の温度が１０°Ｃで安定している場合、図４にも示すように振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃのマージンは例えば３４％である。ここで、例えば電源オン（図７のＰ０点）などによって定着装置２８が発熱を開始して、画像形成装置本体１２内の温度が２０°Ｃまで上昇する場合、温度センサ７０が検出する温度は、電源オンに略遅れることなく上昇する。したがって、図３に示したテーブルと温度センサ７０が検出した温度とに応じて交流電流Ｉａｃの振幅を設定する場合、図７の（Ａ）のグラフに示すように、時間の経過とともに交流電流Ｉａｃのマージンを２０％まで下げて、最適な交流電流Ｉａｃとして設定することとなる。

しかしながら、図５にも示したように、温度センサ７０が検出する温度（画像形成装置本体１２内の平均温度）の変化に対し、帯電部材４６Ｋの温度（帯電部材４６Ｋの温度変化）は遅れて上昇する。例えば、帯電部材４６Ｋの温度と振幅規定部９４のテーブルとによって交流電流Ｉａｃの最適な振幅を設定する場合、図７の（Ｂ）のグラフに示すように、温度センサ７０の検出結果に応じて設定する図７の（Ａ）のグラフに対して遅れて徐々に交流電流Ｉａｃのマージンを２０％まで下げることとなる。
つまり、温度センサ７０が検出する温度に応じて交流電流Ｉａｃを設定すると、実際の帯電部材４６Ｋの温度に最適な交流電流Ｉａｃの値よりも小さい振幅の交流電流Ｉａｃを設定することとなり、形成する画像に白点などが生じることが考えられる。

一方、制御部７２が振幅規定部９４のテーブルを補正して交流電流Ｉａｃの振幅を設定した場合（実施例：補正アルゴリズム１）には、補正部９８は、温度の変化率△Ｔが補正開始値以上になった時（電源オン時のＰ０点と略同じ時）から、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β以下になる時（補正モード終了時である図７のＰ１点）までの間、温度センサ７０が検出する温度が上昇しても、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が例えば補正モードになる以前の振幅になるように、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する。つまり温度センサ７０が検出する温度が低下しても、上述のＰ１点に達するまで、交流電流Ｉａｃの振幅が変化しないように、補正部９８は、振幅規定部９４のテーブルを補正している。図７に示したＰ１点においては、温度センサ７０が検出する温度が例えば２０°Ｃになっている。Ｐ１点において、振幅制御部９６は、温度センサ７０の検出結果及び振幅規定部９４のテーブルに応じて交流電流Ｉａｃの振幅を制御するように切り換える。このように、制御部７２は、温度センサ７０の検出結果と帯電部材４６Ｋの温度とが異なる期間に交流電流Ｉａｃの振幅が最適な振幅値を下回らないように制御し、温度センサ７０の検出結果と帯電部材４６Ｋの温度とが略同じになる時に交流電流Ｉａｃの振幅を温度センサ７０の検出結果に応じて最適にする。

また、制御部７２が補正アルゴリズム２によって振幅規定部９４のテーブルを補正して交流電流Ｉａｃの振幅を設定した場合には、補正部９８は、温度の変化率△Ｔが補正開始値以上になった時（電源オン時のＰ０点と略同じ時）から、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが閾値βａ以下になる時（図７のＰ２点）までの間、温度センサ７０が検出する温度が上昇しても、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が例えば補正モードになる以前の振幅になるように、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する。つまり温度センサ７０が検出する温度が低下しても、上述のＰ２点に達するまで、交流電流Ｉａｃの振幅が変化しないように、補正部９８は、振幅規定部９４のテーブルを補正している。

図７に示したＰ２点においては、温度センサ７０が検出する温度が例えば２０°Ｃになっている。
温度の変化率△Ｔが第１の閾値α以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが閾値βａ以下（図７のＰ２点）になると、補正部９８は、温度の変化率△Ｔが第１の閾値α以下になり、且つ、交流電圧のＶｐｐの変化率△Ｖｐｐが第２の閾値β以下になる時（図７のＰ３点）までの間、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が補正モードになる以前の振幅と振幅規定部９４が２０°Ｃで規定する振幅との中間値となるように、振幅規定部９４が規定する交流電流Ｉａｃの振幅を補正する。
Ｐ３点において、振幅制御部９６は、温度センサ７０の検出結果及び振幅規定部９４のテーブルに応じて交流電流Ｉａｃの振幅を制御するように切り換える。このように、制御部７２は、温度センサ７０の検出結果と帯電部材４６Ｋの温度とが異なる期間に交流電流Ｉａｃの振幅が最適な振幅値を下回らないように制御し、温度センサ７０の検出結果と帯電部材４６Ｋの温度とが略同じになる時に交流電流Ｉａｃの振幅を温度センサ７０の検出結果に応じて最適にする。

図８は、制御部７２が温度センサ７０の検出結果と振幅規定部９４のテーブル（図３）とによって交流電流Ｉａｃの振幅（交流電流Ｉａｃマージン）を設定した場合（比較例：補正部９８による補正なし）と、制御部７２が振幅規定部９４のテーブルをその他のアルゴリズムにより補正して交流電流Ｉａｃの振幅を設定した結果とを対比させて例示するグラフである。
なお、図８において、図７に示したグラフと同一のものには、同一の符号が付してある。

図８（ａ）に示すように、制御部７２は、例えば補正部９８が振幅規定部９４のテーブルを補正することに替えて、時機制御部１００によって温度センサ７０が検出した温度の変化率、及び特性値検出部９２が検出した特性値の変化率を算出し、算出した温度の変化率△Ｔ及び特性値の変化率△Ｖｐｐに応じて、振幅規定部９４の規定により振幅制御部９６が交流電流Ｉａｃの振幅を制御する時機を制御してもよい。
例えば、電源オンなど（図８(ａ)のＰ０点）によって定着装置２８が発熱を開始して、画像形成装置本体１２内の温度が２０°Ｃまで上昇する場合、時機制御部１００は、温度センサ７０の検出温度と帯電部材４６Ｋの温度とが略一致するために必要な期間以上の所定の期間が経過する時（例えば図８（ａ）のＰ４点）まで、振幅制御部９６が制御する交流電流Ｉａｃの振幅が例えば補正モードになる以前の振幅になるように、振幅規定部９４の規定により振幅制御部９６が交流電流Ｉａｃの振幅を制御する時機を制御する。つまり、制御部７２は、Ｐ０点からＰ４点までの期間において、温度センサ７０の検出温度が低下しても、振幅規定部９４のテーブルを直接適用せず、補正して適用している。

また、図８（ｂ）に示すように、制御部７２は、交流電流Ｉａｃの振幅が最適な振幅値を下回らないように、振幅規定部９４のテーブルに常時所定のマージンを加算して交流電流Ｉａｃの振幅を設定するようにされてもよい。

なお、上記実施形態においては、画像形成装置本体１２内に温度センサ７０を１つ設けた場合を例に説明したが、これに限定されることなく、画像形成ユニット３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋに対して個別に温度センサを設けて、帯電部材４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋに対して個別に第１の閾値及び前記第２の閾値が設定されてもよい。

また、画像形成装置本体１２内で画像形成ユニット３２Ｋの近傍に設けられた１つの温度センサ７０と、帯電部材４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋそれぞれとの距離、及び、定着装置２８の位置に対する帯電部材４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋそれぞれまでの距離などに応じて、帯電部材４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋに対して個別に第１の閾値及び前記第２の閾値が設定されてもよい。また、温度センサ７０が画像形成ユニット３２Ｋの近傍に設けられることにより、温度センサ７０が１つであっても、白点が目立ちやすい黒の現像剤像を形成するための帯電部材４６Ｋに対する交流電流Ｉａｃの振幅の制御精度を高めることも可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。 像保持体、帯電部材及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。 温度と最適な交流電流Ｉａｃとを対応させるテーブルを示す図表である。 温度に応じて振幅規定部が規定する交流電流Ｉａｃのマージンと、温度に応じて変化する特性値検出部の検出結果とを示すグラフである。 温度センサが検出する温度の変化率、帯電部材の温度の変化率、及び特性値検出部が検出した特性値の変化率を示すグラフである。 電源オン後に制御部が行う処理例（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 制御部が温度センサの検出結果と振幅規定部のテーブルとによって交流電流Ｉａｃの振幅を設定した場合と、制御部が振幅規定部のテーブルを補正して交流電流Ｉａｃの振幅を設定した場合とを対比させて例示するグラフである。 制御部が温度センサの検出結果と振幅規定部のテーブルとによって交流電流Ｉａｃの振幅を設定した場合と、制御部が振幅規定部のテーブルをその他のアルゴリズムにより補正して交流電流Ｉａｃの振幅を設定した結果とを対比させて例示するグラフである。

１０ 画像形成装置
３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ 画像形成ユニット
３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ 現像装置
４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ 像保持体
４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋ 帯電部材
７０ 温度センサ
７２ 制御部
８０ 給電部
８２ 電圧電流検出部
８６ 交流電源
９０ 帯電飽和点検出部
９２ 特性値検出部
９４ 振幅規定部
９６ 振幅制御部
９８ 補正部
１００ 時機制御部

Claims (10)

1. 像保持体と、
   この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、
   交流電流と直流電流とを重畳させた電流を前記帯電部材に供給する給電手段と、
   装置内の温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段が検出した温度に応じて前記給電手段が供給すべき交流電流の振幅を規定する振幅規定手段と、
   前記帯電部材の温度に対応する特性値を検出する特性値検出手段と、
   前記温度検出手段が検出した温度、及び前記特性値検出手段が検出した特性値に基づいて、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅を補正する補正手段と、
   この補正手段の補正結果に基づいて前記給電手段が供給する交流電流の振幅を制御する振幅制御手段と
   を有する画像形成装置。
2. 前記特性値検出手段は、
   前記給電手段が前記帯電部材に所定値の交流電流を供給することによって、前記帯電部材に印加される交流電圧の振幅を該帯電部材の温度に対応する特性値として検出する
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記特性値検出手段は、
   前記温度検出手段が検出した温度の変化率が所定値以上になった場合に、前記帯電部材の温度に対応する特性値を検出する請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段は、
   前記温度検出手段が検出した温度の変化率が所定値以下である期間が所定期間以上となった場合、前記特性値検出手段が新たに検出した特性値を初期値とする特性値の変化率に基づいて、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅を補正する
   請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
5. 前記補正手段は、
   前記温度検出手段が検出した温度の変化率が第１の閾値以下になり、且つ、前記特性値検出手段が検出した特性値の変化率が第２の閾値以下になった場合、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅に対する補正量を零とする
   請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
6. 複数の像保持体と、
   該複数の像保持体に接触又は近接して該複数の像保持体を個別に帯電させる複数の帯電部材と、
   交流電流と直流電流とを重畳させた電流を前記複数の帯電部材に個別に供給する給電手段と、
   装置内の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段が検出した温度に応じて前記給電手段が前記複数の帯電部材に供給すべき交流電流の振幅を個別に規定する振幅規定手段と、
   前記複数の帯電部材の温度に対応する特性値を個別に検出する特性値検出手段と、
   前記温度検出手段が検出した温度、及び前記特性値検出手段が個別に検出した特性値に基づいて、前記振幅規定手段が個別に規定する交流電流の振幅をそれぞれ補正する補正手段と、
   この補正手段の補正結果に基づいて前記給電手段が供給する交流電流の振幅を個別に制御する振幅制御手段と
   を有する画像形成装置。
7. 前記補正手段は、
   前記温度検出手段が検出した温度の変化率が第１の閾値以下になり、且つ、前記複数の帯電部材に対して前記特性値検出手段が検出した特性値の個別の変化率が第２の閾値以下になった場合、特性値の変化率が第２の閾値以下になった前記帯電部材に対し、前記振幅規定手段が規定する交流電流の振幅に対する補正量を零とする
   請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、前記複数の帯電部材に対して個別に設定されている請求項７記載の画像形成装置。
9. 像保持体と、
   この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、
   交流電流と直流電流とを重畳させた電流を前記帯電部材に供給する給電手段と、
   装置内の温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段が検出した温度に応じて前記給電手段が供給すべき交流電流の振幅を規定する振幅規定手段と、
   この振幅規定手段の規定に応じて前記給電手段が供給する交流電流の振幅を制御する振幅制御手段と、
   前記温度検出手段が検出した温度の変化率に基づいて、前記振幅制御手段が交流電流の振幅を制御する時機を制御する時機制御手段と
   を有する画像形成装置。
10. 前記帯電部材の温度に対応する特性値を検出する特性値検出手段をさらに有し、
    前記時機制御手段は、
    前記特性値検出手段が検出した特性値の変化率に基づいて、前記振幅制御手段が交流電流の振幅を制御する時機を制御する
    請求項９記載の画像形成装置。

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