JP2022130990A - 電流検出装置、画像形成装置、及びデータ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象電流の検出精度を向上させることが可能な電流検出装置、画像形成装置、及びデータ補正方法を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、複数の抵抗器７０を用いて基準電圧Ｖ２を生成する電圧生成部６１を有し、電圧生成部６１により生成された基準電圧Ｖ２が現像電流Ｉ１に応じて増減された変換電圧Ｖ３を出力する電流電圧変換回路３８と、電流電圧変換回路３８への現像電流Ｉ１の非入力中に電流電圧変換回路３８から出力される特定変換電圧を検出する検出処理部と、前記検出処理部によって検出される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、現像電流Ｉ１の電流値の算出に用いられる電流電圧変換回路３８の入出力特性を表す特性式を補正する補正処理部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、電流検出装置、画像形成装置、及びデータ補正方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムに対向して設けられた現像ローラーにより、トナーを含む現像剤が前記感光体ドラムと前記現像ローラーとの対向領域に搬送される。そして、前記現像ローラーに現像バイアス電圧が印可されて、前記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像が前記対向領域に搬送された前記トナーによって現像される。

この種の画像形成装置では、前記現像ローラーによる前記静電潜像の現像時に当該現像ローラーを経由して流れる現像電流が検出されることがある。例えば、入力された前記現像電流を電圧に変換して出力する電流電圧変換回路（例えば、特許文献１参照）を用いて、前記現像電流を検出する手法が知られている。この手法では、前記電流電圧変換回路の入出力特性を表す特性式が用いられて、当該電流電圧変換回路の出力電圧の検出値に対応する前記現像電流の電流値が算出される。

実全昭６１－１７９５７０号公報

しかしながら、上述の手法において、前記特性式が前記電流電圧変換回路に含まれる抵抗器の公称抵抗値に基づいて定められる場合には、当該公称抵抗値と前記抵抗器の実際の抵抗値との間のずれにより、前記現像電流を高精度で検出することができない。

本発明の目的は、検出対象電流の検出精度を向上させることが可能な電流検出装置、画像形成装置、及びデータ補正方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る電流検出装置は、電流電圧変換回路と、検出処理部と、補正処理部とを備える。前記電流電圧変換回路は、抵抗器を用いて予め定められた基準電圧を生成する電圧生成部を有し、前記電圧生成部により生成された前記基準電圧が検出対象電流に応じて増減された変換電圧を出力する。前記検出処理部は、前記電流電圧変換回路への前記検出対象電流の非入力中に前記電流電圧変換回路から出力される特定変換電圧を検出する。前記補正処理部は、前記検出処理部によって検出される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記検出対象電流の電流値の算出に用いられる前記電流電圧変換回路の入出力特性を表す特性式を補正する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記電流検出装置と、現像部材とを備える。前記現像部材は、予め定められた現像バイアス電圧の印可を受けて、像担持体に形成される静電潜像を現像する。また、前記電流電圧変換回路には、前記現像部材に前記現像バイアス電圧が印可される場合に前記現像部材を経由して流れる現像電流が前記検出対象電流として入力される。

本発明の他の局面に係るデータ補正方法は、抵抗器を用いて予め定められた基準電圧を生成する電圧生成部を有し、前記電圧生成部により生成された前記基準電圧が検出対象電流に応じて増減された変換電圧を出力する電流電圧変換回路を備える電流検出装置で実行され、以下の検出ステップと、補正ステップとを含む。前記検出ステップでは、前記電流電圧変換回路への前記検出対象電流の非入力中に前記電流電圧変換回路から出力される特定変換電圧が検出される。前記補正ステップでは、前記検出ステップによって検出される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記検出対象電流の電流値の算出に用いられる前記電流電圧変換回路の入出力特性を表す特性式が補正される。

本発明によれば、検出対象電流の検出精度を向上させることが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の電流電圧変換回路の構成を示す回路図である。 図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の電流電圧変換回路の入出力特性を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される特性式補正処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１００の構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１００の構成を示す断面図である。

なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向Ｄ１と定義する。また、図１に示される画像形成装置１００の紙面左側の面を正面（前面）として前後方向Ｄ２を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１００の正面を基準として左右方向Ｄ３を定義する。

画像形成装置１００は、原稿から画像データを読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいて画像を形成するプリント機能とともに、ファクシミリ機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、画像形成装置１００は、プリント装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などであってもよい。

図１及び図２に示されるように、画像形成装置１００は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、操作表示部５、記憶部６、及び制御部７を備える。

ＡＤＦ１は、前記スキャン機能による読取対象の原稿を搬送する。例えば、ＡＤＦ１は、原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備える。

画像読取部２は、前記スキャン機能を実現する。例えば、画像読取部２は、原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える。

画像形成部３は、前記プリント機能を実現する。具体的に、画像形成部３は、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、給紙部４から供給されるシートにカラー又はモノクロの画像を形成する。

給紙部４は、画像形成部３にシートを供給する。給紙部４は、給紙カセット、手差しトレイ、シート搬送路、及び複数の搬送ローラーを備える。

操作表示部５は、画像形成装置１００のユーザーインターフェイスである。操作表示部５は、制御部７からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて制御部７に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

記憶部６は、不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶部６は、フラッシュメモリー及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリー、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置である。

制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御する。図２に示されるように、制御部７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３を備える。ＣＰＵ１１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性の記憶装置である。制御部７では、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ１２に予め記憶された各種の制御プログラムが実行される。これにより、画像形成装置１００が制御部７により統括的に制御される。

なお、制御部７は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

［画像形成部３の構成］
次に、図１～図３を参照しつつ、画像形成部３の構成について説明する。ここで、図３は画像形成ユニット２４の構成を示す断面図である。なお、図３では、現像ローラー４４から電圧印可部３７及び電流電圧変換回路３８を経由してグランドへ至る通電経路が一点鎖線によって示されている。

図１に示されるように、画像形成部３は、複数の画像形成ユニット２１～２４、光走査装置２５、中間転写ベルト２６、二次転写ローラー２７、定着装置２８、及び排紙トレイ２９を備える。また、図２及び図３に示されるように、画像形成部３は、濃度センサー３０を備える。

画像形成ユニット２１はＹ（イエロー）、画像形成ユニット２２はＣ（シアン）、画像形成ユニット２３はＭ（マゼンタ）、画像形成ユニット２４はＫ（ブラック）に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット２１～２４は、図１に示されるように、画像形成装置１００の前後方向Ｄ２に沿って、画像形成装置１００の前方側からイエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの順に併設される。

図３に示されるように、画像形成ユニット２４は、感光体ドラム３１、帯電ローラー３２、現像装置３３、一次転写ローラー３４、及びドラム清掃部３５を備える。また、画像形成ユニット２１～２３各々は、画像形成ユニット２４と同様の構成を備える。

感光体ドラム３１は、トナー像を担持する。感光体ドラム３１は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ４に回転する。感光体ドラム３１は、本発明の像担持体の一例である。

帯電ローラー３２は、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。例えば、帯電ローラー３２は、感光体ドラム３１の表面を正極性に帯電させる。帯電ローラー３２によって帯電された感光体ドラム３１の表面には、光走査装置２５から射出される画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

現像装置３３は、前記現像剤を用いて感光体ドラム３１の表面に形成される静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム３１の表面にトナー像が形成される。

一次転写ローラー３４は、現像装置３３により感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２６に転写する。

ドラム清掃部３５は、一次転写ローラー３４によるトナー像の転写後の感光体ドラム３１の表面に残存する前記トナーを除去する。

画像形成部３は、画像形成ユニット２１～２４各々に対応するトナーコンテナ３６（図１参照）を備える。また、画像形成部３は、画像形成ユニット２１～２４各々に対応する電圧印可部３７（図２及び図３参照）、及び電流電圧変換回路３８（図２及び図３参照）を備える。

ここで、画像形成ユニット２４に対応するトナーコンテナ３６、電圧印可部３７、及び電流電圧変換回路３８について説明する。なお、図２には、画像形成ユニット２４に対応する電圧印可部３７、及び電流電圧変換回路３８が示されている。

トナーコンテナ３６は、Ｋ（ブラック）の前記トナーを収容する。トナーコンテナ３６は、現像装置３３にＫ（ブラック）の前記トナーを供給する。

電圧印可部３７は、現像装置３３の現像ローラー４４（図３参照）に予め定められた現像バイアス電圧を印可する。具体的に、電圧印可部３７は、予め定められた電圧値の直流成分、並びに予め定められた周波数及び振幅の交流成分を含む前記現像バイアス電圧を出力する。

電流電圧変換回路３８は、入力された検出対象電流を変換電圧Ｖ３（図５参照）に変換して出力する。図３に示されるように、電流電圧変換回路３８は、現像ローラー４４から電圧印可部３７を経由してグランドへ至る通電路に設けられる。電流電圧変換回路３８には、現像装置３３の現像ローラー４４（図３参照）に前記現像バイアス電圧が印可される場合に現像ローラー４４を経由して流れる現像電流Ｉ１（図３参照）が前記検出対象電流として入力される。電流電圧変換回路３８は、制御部７による現像電流Ｉ１の検出に用いられる。

光走査装置２５は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面へ向けて、画像データに基づく光を射出する。

中間転写ベルト２６は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。中間転写ベルト２６は、駆動ローラー及び張架ローラーによって所定のテンションで張架される。中間転写ベルト２６は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて前記駆動ローラーが回転することで、図３に示される回転方向Ｄ５に回転する。

二次転写ローラー２７は、中間転写ベルト２６の表面に転写されたトナー像を給紙部４から供給されるシートに転写する。

定着装置２８は、二次転写ローラー２７によってシートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。

排紙トレイ２９には、定着装置２８によってトナー像が定着されたシートが排出される。

濃度センサー３０は、中間転写ベルト２６の外周面に転写されたトナー像の濃度を検出する。例えば、濃度センサー３０は、中間転写ベルト２６の外周面へ向けて光を射出する発光部と、前記発光部から射出されて中間転写ベルト２６の外周面で反射された光を受光する受光部とを備える反射型のフォトセンサーである。図３に示されるように、濃度センサー３０は、画像形成ユニット２４よりも中間転写ベルト２６の回転方向Ｄ５の下流側であって、二次転写ローラー２７よりも回転方向Ｄ５の上流側に配置される。

［現像装置３３の構成］
次に、図３及び図４を参照しつつ、画像形成ユニット２４の現像装置３３の構成について説明する。ここで、図４は図３におけるＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。

図３及び図４に示されるように、現像装置３３は、筐体４１、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、及び現像ローラー４４を備える。

筐体４１は、図３に示されるように、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、及び現像ローラー４４を収容する。また、筐体４１は、前記現像剤を収容する。具体的に、筐体４１は、側壁及び底面５１によって形成される内部空間において前記現像剤を収容する。現像装置３３は、筐体４１に収容される前記現像剤を用いて、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像を現像する。

図４に示されるように、筐体４１は、前記現像剤が搬送される第１搬送路５２及び第２搬送路５３を有する。具体的に、筐体４１の底面５１には、図３及び図４に示されるように、隔壁５４が設けられている。筐体４１の側壁、底面５１、及び隔壁５４により、筐体４１の内部に前記現像剤が搬送される第１搬送路５２及び第２搬送路５３が形成される。

第１搬送部材４２は、図４に示されるように、第１搬送路５２に設けられる。第１搬送部材４２は、第１搬送路５２において左右方向Ｄ３に沿った搬送方向Ｄ６に沿って前記現像剤を搬送するとともに、前記現像剤に含まれる前記トナーを帯電させる。具体的に、第１搬送部材４２は、前記現像剤の搬送中に前記現像剤を撹拌して前記現像剤に含まれる前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、前記トナーは、前記キャリアとの摩擦帯電により正極性に帯電する。例えば、第１搬送部材４２はスクリュー状に形成された部材である。

第２搬送部材４３は、図４に示されるように、第２搬送路５３に設けられる。第２搬送部材４３は、第２搬送路５３において左右方向Ｄ３に沿った搬送方向Ｄ７に沿って前記現像剤を搬送するとともに、前記現像剤に含まれる前記トナーを帯電させる。具体的に、第２搬送部材４３は、前記現像剤の搬送中に前記現像剤を撹拌して前記現像剤に含まれる前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、第２搬送部材４３はスクリュー状に形成された部材である。

隔壁５４における搬送方向Ｄ６の下流側の端部には、第１搬送路５２と第２搬送路５３とを接続する第１接続部５５が設けられている。一方、隔壁５４における搬送方向Ｄ７の下流側の端部には、第１搬送路５２と第２搬送路５３とを接続する第２接続部５６が設けられている。これにより、筐体４１に収容された前記現像剤は、第１搬送部材４２及び第２搬送部材４３によって第１搬送路５２及び第２搬送路５３を循環して搬送される。

現像ローラー４４は、感光体ドラム３１に対向して設けられる。現像ローラー４４は、筐体４１により回転可能に支持されており、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ８に回転する。現像ローラー４４は、第２搬送路５３から第２搬送部材４３によって搬送される前記現像剤を汲み上げる。そして、現像ローラー４４は、第２搬送路５３から汲み上げた前記現像剤を感光体ドラム３１との対向領域Ｘ１（図３参照）に搬送する。現像ローラー４４は、前記現像バイアス電圧の印可を受けて、感光体ドラム３１に形成される静電潜像を現像する。現像ローラー４４は、本発明の現像部材の一例である。

［電流電圧変換回路３８の構成］
次に、図５及び図６を参照しつつ、電流電圧変換回路３８の構成について説明する。

図５に示されるように、電流電圧変換回路３８は、電圧生成部６１、第５抵抗器６２、及び第６抵抗器６３を備える。

電圧生成部６１は、複数の抵抗器７０（図５参照）を用いて基準電圧Ｖ２（図５参照）を生成する。図５に示されるように、電圧生成部６１は、電源７１、第１抵抗器７２、第２抵抗器７３、オペアンプ７４、第３抵抗器７５、第４抵抗器７６、コンデンサ７７、及びトランジスタ７８を備える。

電源７１は、初期電圧Ｖ０を出力する。第１抵抗器７２は、複数の抵抗器７０のうちの一つである。第２抵抗器７３は、複数の抵抗器７０のうちの一つである。第１抵抗器７２及び第２抵抗器７３は、電源７１から出力される初期電圧Ｖ０を分圧する。第１抵抗器７２及び第２抵抗器７３は、本発明の分圧部の一例である。

オペアンプ７４は、基準電圧Ｖ２を出力する。具体的に、オペアンプ７４の非反転入力端子（本発明の第１入力端子の一例）には、第１抵抗器７２及び第２抵抗器７３によって初期電圧Ｖ０が分圧された分圧電圧Ｖ１（図５参照）が入力される。また、オペアンプ７４の反転入力端子（本発明の第２入力端子の一例）は、第３抵抗器７５及びトランジスタ７８を介してグランドに接続される。第３抵抗器７５は、複数の抵抗器７０のうちの一つである。また、オペアンプ７４の出力端子は、第４抵抗器７６を介して前記反転入力端子に接続されるとともに、第６抵抗器６３の一端に接続される。第４抵抗器７６は、複数の抵抗器７０のうちの一つである。前記出力端子からは、基準電圧Ｖ２が出力される。コンデンサ７７は、一端が前記出力端子に接続され、他端が前記グランドに接続される。

トランジスタ７８は、前記反転入力端子から第３抵抗器７５を経由して前記グランドへ至る第１通電経路（本発明の通電経路の一例）の導通及び遮断を切り替え可能である。図５に示されるように、トランジスタ７８はＮＰＮ型である。トランジスタ７８のコレクタ端子には、第３抵抗器７５が接続される。また、トランジスタ７８のエミッタ端子には、前記グランドが接続される。また、トランジスタ７８のベース端子には、制御部７が接続される。前記ベース端子には、制御部７から出力される制御信号Ｙ１（図５参照）が入力される。トランジスタ７８は、前記ベース端子に入力される制御信号Ｙ１の信号レベル（ハイレベル又はローレベル）に応じて、前記第１通電経路の導通及び遮断を切り替える。トランジスタ７８は、本発明のスイッチング素子の一例である。

電圧生成部６１は、トランジスタ７８によって前記第１通電経路が導通されているか否かに応じて、第１基準電圧Ｖ２１及び第２基準電圧Ｖ２２のいずれかの基準電圧Ｖ２を出力する。

具体的に、電圧生成部６１は、トランジスタ７８によって前記第１通電経路が遮断されている場合に、以下の式（１）によって算出される第１基準電圧Ｖ２１を出力する。なお、式（１）において、Ｒ１は第１抵抗器７２の抵抗値であり、Ｒ２は第２抵抗器７３の抵抗値である。

Ｖ２１＝Ｖ１＝Ｖ０×Ｒ２÷（Ｒ１＋Ｒ２）・・・（１）

また、電圧生成部６１は、トランジスタ７８によって前記第１通電経路が導通されている場合に、以下の式（２）によって算出される第２基準電圧Ｖ２２を出力する。なお、式（２）において、Ｒ３は第３抵抗器７５の抵抗値であり、Ｒ４は第４抵抗器７６の抵抗値である。

Ｖ２２＝Ｖ１×（１＋Ｒ４÷Ｒ３）・・・（２）

なお、電圧生成部６１は、基準電圧Ｖ２の電圧値を３段階以上の段数で切り替え可能であってもよい。例えば、電圧生成部６１は、オペアンプ７４の前記反転入力端子と前記グランドとの間に並列に接続された複数組の第３抵抗器７５及びトランジスタ７８を備えていてもよい。また、電圧生成部６１は、第１基準電圧Ｖ２１だけを出力可能であってもよい。具体的に、電圧生成部６１は、第３抵抗器７５及びトランジスタ７８を備えていなくてもよい。

第５抵抗器６２は、電圧印可部３７と前記グランドとの間に接続される。

第６抵抗器６３は、一端がオペアンプ７４の前記出力端子に接続され、他端が電圧印可部３７から第５抵抗器６２を経由して前記グランドへ至る第２通電経路のうち、電圧印可部３７と第５抵抗器６２との間の部分通電経路に接続される。第６抵抗器６３の抵抗値は、第５抵抗器６２の抵抗値に比べて十分に小さい。例えば、第６抵抗器６３の抵抗値は、第５抵抗器６２の抵抗値の１００分の１以下である。

電流電圧変換回路３８は、電圧生成部６１により生成された基準電圧Ｖ２が現像電流Ｉ１に応じて増減された変換電圧Ｖ３（図５参照）を出力する。具体的に、電流電圧変換回路３８は、以下の式（３）及び式（４）によって算出される変換電圧Ｖ３を出力する。なお、式（３）において、Ｒ５は第５抵抗器６２の抵抗値であり、Ｒ６は第６抵抗器６３の抵抗値である。また、式（４）において、Ｖ２´は基準電圧Ｖ２が第５抵抗器６２及び第６抵抗器６３によって分圧された基準電圧Ｖ２´の電圧値である。

ａ＝－（Ｒ５×Ｒ６）÷（Ｒ５＋Ｒ６）・・・（３）

Ｖ３＝ａ×Ｉ１＋Ｖ２´・・・（４）

ここで、電流電圧変換回路３８では、第６抵抗器６３の抵抗値が第５抵抗器６２の抵抗値に比べて十分に小さい。そのため、基準電圧Ｖ２´を基準電圧Ｖ２と同一であるとみなすことが可能である。基準電圧Ｖ２´を基準電圧Ｖ２と同一であるとみなした場合、上述の式（４）を、以下の式（５）に置き換えることが可能である。

Ｖ３＝ａ×Ｉ１＋Ｖ２・・・（５）

なお、本発明の基準電圧は、基準電圧Ｖ２であってもよいし、基準電圧Ｖ２´であってもよい。また、本発明の電圧生成部は、電圧生成部６１であってもよいし、電圧生成部６１、第５抵抗器６２、及び第６抵抗器６３であってもよい。

電流電圧変換回路３８から出力される変換電圧Ｖ３は、前記部分通電経路に接続された制御部７に入力される。

ここで、図６を参照しつつ、制御部７による現像電流Ｉ１の電流値の検出範囲について説明する。なお、図６では、第１基準電圧Ｖ２１に対応する式（５）が一点鎖線の直線により示されている。また、図６では、第２基準電圧Ｖ２２に対応する式（５）が二点鎖線の直線により示されている。

制御部７は、入力される変換電圧Ｖ３の電圧値を検出可能である。例えば、制御部７は、下限電圧値ｃ１（図６参照）から上限電圧値ｃ２（図６参照）までの範囲内で、入力される変換電圧Ｖ３の電圧値を検出可能である。例えば、下限電圧値ｃ１は０Ｖ（ボルト）である。また、上限電圧値ｃ２は３．３Ｖ（ボルト）である。なお、図６に示されるように、第１基準電圧Ｖ２１は、下限電圧値ｃ１よりも高く且つ上限電圧値ｃ２よりも低い値に設定される。また、第２基準電圧Ｖ２２は、第１基準電圧Ｖ２１よりも高く且つ上限電圧値ｃ２よりも低い値に設定される。

ここで、基準電圧Ｖ２が第１基準電圧Ｖ２１に設定されていると仮定する。この場合、制御部７は、図６に示されるように、現像電流Ｉ１の電流値が第１電流値ｄ１（図６参照）以上であって第２電流値ｄ２（図６参照）以下の検出範囲Ｚ１（図６参照）内である場合に、その現像電流Ｉ１に対応する変換電圧Ｖ３の電圧値を検出可能である。そして、制御部７は、変換電圧Ｖ３の検出値を式（５）に代入することにより、現像電流Ｉ１の電流値を算出可能である。つまり、制御部７は、基準電圧Ｖ２が第１基準電圧Ｖ２１に設定されている場合に、検出範囲Ｚ１の範囲内で、現像電流Ｉ１の電流値を検出可能である。

また、基準電圧Ｖ２が第２基準電圧Ｖ２２に設定されていると仮定する。この場合、制御部７は、図６に示されるように、現像電流Ｉ１の電流値が第３電流値ｄ３（図６参照）以上であって第４電流値ｄ４（図６参照）以下の検出範囲Ｚ２（図６参照）内である場合に、その現像電流Ｉ１に対応する変換電圧Ｖ３の電圧値を検出可能である。つまり、制御部７は、基準電圧Ｖ２が第２基準電圧Ｖ２２に設定されている場合に、検出範囲Ｚ２の範囲内で、現像電流Ｉ１の電流値を検出可能である。

例えば、画像形成装置１００では、現像ローラー４４によって感光体ドラム３１に形成された静電潜像が現像される場合に、電圧印可部３７から現像ローラー４４へ向かう方向に現像電流Ｉ１が流れる（図５参照）。この現像電流Ｉ１の電流値は、図６においてプラスの領域に属する。そのため、画像形成装置１００において、静電潜像の現像時に流れる現像電流Ｉ１が検出される場合に、基準電圧Ｖ２が第２基準電圧Ｖ２２に設定されて、制御部７による現像電流Ｉ１の電流値の検出範囲が検出範囲Ｚ２に設定される。

一方、画像形成装置１００では、対向領域Ｘ１において前記現像バイアス電圧が印可された現像ローラー４４と感光体ドラム３１における非露光領域とが対向する場合に、現像ローラー４４から電圧印可部３７へ向かう方向に現像電流Ｉ１が流れる。この現像電流Ｉ１の電流値は、図６においてマイナスの領域に属する。そのため、画像形成装置１００において、静電潜像の非現像時に流れる現像電流Ｉ１が検出される場合に、基準電圧Ｖ２が第１基準電圧Ｖ２１に設定されて、制御部７による現像電流Ｉ１の電流値の検出範囲が検出範囲Ｚ１に設定される。

［制御部７の構成］
次に、図２を参照しつつ、制御部７の構成について説明する。

図２に示されるように、制御部７は、設定処理部８１、第１検出処理部８２、算出処理部８３、第２検出処理部８４、及び補正処理部８５を含む。ここで、電流電圧変換回路３８及び制御部７を含む装置が、本発明の電流検出装置の一例である。

具体的に、制御部７のＲＯＭ１２には、制御部７のＣＰＵ１１に後述の特性式補正処理（図７のフローチャート参照）を実行させるための特性式補正プログラムが予め格納されている。そして、制御部７のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された前記特性式補正プログラムを実行することにより、上述の各部として機能する。

なお、前記特性式補正プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて記憶部６などの記憶装置に格納されてもよい。

なお、以下では、画像形成ユニット２１～２４のうち、画像形成ユニット２４に含まれる各部、及び画像形成ユニット２４に対応して設けられる各部を例に挙げて説明を行う。以下の説明は、画像形成ユニット２１～２３各々についても同様に当てはまる。

設定処理部８１は、電圧生成部６１によって生成される基準電圧Ｖ２を第１基準電圧Ｖ２１及び第２基準電圧Ｖ２２のいずれかに設定する。

具体的に、設定処理部８１は、トランジスタ７８の前記ベース端子に入力される制御信号Ｙ１の信号レベルをローレベルに設定することにより、基準電圧Ｖ２を第１基準電圧Ｖ２１に設定する。これにより、制御部７による現像電流Ｉ１の電流値の検出範囲が検出範囲Ｚ１に設定される。

また、設定処理部８１は、トランジスタ７８の前記ベース端子に入力される制御信号Ｙ１の信号レベルをハイレベルに設定することにより、基準電圧Ｖ２を第２基準電圧Ｖ２２に設定する。これにより、制御部７による現像電流Ｉ１の電流値の検出範囲が検出範囲Ｚ２に設定される。

第１検出処理部８２は、電流電圧変換回路３８への現像電流Ｉ１の入力中に電流電圧変換回路３８から出力される変換電圧Ｖ３の電圧値を検出する。

算出処理部８３は、第１検出処理部８２によって検出される変換電圧Ｖ３の電圧値に基づいて、現像電流Ｉ１の電流値を算出する。

具体的に、算出処理部８３は、電流電圧変換回路３８の入出力特性を示す特性式に第１検出処理部８２によって検出される変換電圧Ｖ３の電圧値を代入することにより、現像電流Ｉ１の電流値を算出する。

ここで、前記特性式は、上述の式（５）の定数ａが傾きデータに置換され、基準電圧Ｖ２が第１切片データに置換された第１特性式を含む。また、前記特性式は、上述の式（５）の定数ａが前記傾きデータに置換され、基準電圧Ｖ２が第２切片データに置換された第２特性式を含む。

前記傾きデータは、上述の式（３）に第５抵抗器６２及び第６抵抗器６３各々の公称抵抗値を代入することにより算出される値を示すデータである。また、前記第１切片データは、上述の式（１）に電源７１の初期電圧Ｖ０の定格電圧値、第１抵抗器７２の公称抵抗値、及び第２抵抗器７３の公称抵抗値を代入することにより算出される値を示すデータである。また、前記第２切片データは、上述の式（２）に前記第１切片データ、第３抵抗器７５の公称抵抗値、及び第４抵抗器７６の公称抵抗値を代入することにより算出される値を示すデータである。

例えば、前記傾きデータ、前記第１切片データ、及び前記第２切片データは、予め算出されて記憶部６に格納される。

そして、算出処理部８３は、基準電圧Ｖ２が第１基準電圧Ｖ２１に設定されている場合に、前記第１特性式を用いて、現像電流Ｉ１の電流値を算出する。また、算出処理部８３は、基準電圧Ｖ２が第２基準電圧Ｖ２２に設定されている場合に、前記第２特性式を用いて、現像電流Ｉ１の電流値を算出する。

算出処理部８３によって算出された現像電流Ｉ１の電流値は、前記トナーの帯電量の取得に用いられる。例えば、画像形成装置１００では、制御部７により、感光体ドラム３１に形成された予め定められた特定静電潜像の現像時に流れる現像電流Ｉ１の電流値が検出される。また、画像形成装置１００では、濃度センサー３０により、前記特定静電潜像が現像された特定トナー像の濃度値が検出される。そして、前記特定静電潜像の現像時に流れる現像電流Ｉ１の電流値、及び前記特定トナー像の濃度値に基づいて、前記トナーの帯電量が取得される。

また、算出処理部８３によって算出された現像電流Ｉ１の電流値は、前記キャリアの電気抵抗の取得に用いられる。例えば、画像形成装置１００では、制御部７により、前記現像バイアス電圧が印可された現像ローラー４４と感光体ドラム３１における非露光領域との間に流れる現像電流Ｉ１の電流値が検出される。そして、検出された現像電流Ｉ１の電流値に基づいて、前記キャリアの電気抵抗が取得される。

ところで、前記特性式が電流電圧変換回路３８に含まれる抵抗器７０の公称抵抗値に基づいて定められる場合には、当該公称抵抗値と抵抗器７０の実際の抵抗値との間のずれにより、現像電流Ｉ１を高精度で検出することができない。

これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００では、以下に説明するように、現像電流Ｉ１の検出精度を向上させることが可能である。

第２検出処理部８４は、電流電圧変換回路３８への現像電流Ｉ１の非入力中に、電流電圧変換回路３８から出力される特定変換電圧の電圧値を検出する。第２検出処理部８４は、本発明の検出処理部の一例である。

例えば、第２検出処理部８４は、基準電圧Ｖ２ごとに、前記特定変換電圧を検出する。

補正処理部８５は、第２検出処理部８４によって検出される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、現像電流Ｉ１の電流値の算出に用いられる電流電圧変換回路３８の入出力特性を表す前記特性式を補正する。

例えば、補正処理部８５は、第２検出処理部８４によって検出される基準電圧Ｖ２ごとの前記特定変換電圧の検出値に基づいて、複数の基準電圧Ｖ２に対応する複数の前記特定式を補正する。

具体的に、補正処理部８５は、第２検出処理部８４によって検出される第１基準電圧Ｖ２１に対応する前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記第１切片データを補正する。例えば、補正処理部８５は、第１基準電圧Ｖ２１に対応する前記特定変換電圧の検出値を、補正後の前記第１切片データに設定する。

また、補正処理部８５は、第２検出処理部８４によって検出される第２基準電圧Ｖ２２に対応する前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記第２切片データを補正する。例えば、補正処理部８５は、第２基準電圧Ｖ２２に対応する前記特定変換電圧の検出値を、補正後の前記第２切片データに設定する。

［特性式補正処理］
以下、図７を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部７により実行される特性式補正処理の手順の一例とともに、本発明のデータ補正方法について説明する。ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２・・・は、制御部７により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。

例えば、前記特性式補正処理は、前記トナーの帯電量を取得する処理、及び前記キャリアの電気抵抗を取得する処理のいずれかの処理が実行される場合に、当該処理の前に実行される。

なお、前記特性式補正処理は、前記特性式補正処理の実行指示が入力された場合に実行されてもよい。また、前記特性式補正処理は、画像形成装置１００の電源が投入された場合、及び画像形成装置１００の動作モードが通常モードよりも消費電力が低減される省電力モードから前記通常モードに移行した場合に実行されてもよい。また、前記特性式補正処理は、前回の前記特性式補正処理の実行時からの印刷枚数が所定の基準枚数に達した場合に実行されてもよい。

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部７は、基準電圧Ｖ２を第１基準電圧Ｖ２１及び第２基準電圧Ｖ２２のいずれかに設定する。ここで、ステップＳ１１の処理は、制御部７の設定処理部８１により実行される。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部７は、ステップＳ１１で設定された基準電圧Ｖ２に対応する前記特定変換電圧の電圧値を検出する。ここで、ステップＳ１２の処理は、本発明の検出ステップの一例であって、制御部７の第２検出処理部８４により実行される。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部７は、第１基準電圧Ｖ２１に対応する前記特定変換電圧の電圧値及び第２基準電圧Ｖ２２に対応する前記特定変換電圧の電圧値の両方が検出されたか否かを判断する。

ここで、制御部７は第１基準電圧Ｖ２１に対応する前記特定変換電圧の電圧値及び第２基準電圧Ｖ２２に対応する前記特定変換電圧の電圧値の両方が検出されたと判断すると（Ｓ１３のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１４に移行させる。また、第１基準電圧Ｖ２１に対応する前記特定変換電圧の電圧値及び第２基準電圧Ｖ２２に対応する前記特定変換電圧の電圧値の両方が検出されていなければ（Ｓ１３のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ１１に移行させる。この場合、再度実行されるステップＳ１１では、基準電圧Ｖ２が、第１基準電圧Ｖ２１及び第２基準電圧Ｖ２２のうち、前記特定変換電圧の電圧値が検出されていない方に設定される。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、制御部７は、検出された第１基準電圧Ｖ２１に対応する前記特定変換電圧の電圧値及び第２基準電圧Ｖ２２に対応する前記特定変換電圧の電圧値に基づいて、前記第１特性式及び前記第２特性式を補正する。ここで、ステップＳ１４の処理は、本発明の補正ステップの一例であって、制御部７の補正処理部８５により実行される。

このように、画像形成装置１００では、電流電圧変換回路３８への現像電流Ｉ１の非入力中に電流電圧変換回路３８から出力される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記特性式に含まれる前記第１切片データ及び前記第２切片データが補正される。これにより、前記第１切片データ及び前記第２切片データの内容を、抵抗器７０の実際の抵抗値に基づく内容に修正することが可能である。従って、現像電流Ｉ１の検出精度を向上させることが可能である。

１ ＡＤＦ
２ 画像読取部
３ 画像形成部
４ 給紙部
５ 操作表示部
６ 記憶部
７ 制御部
２４ 画像形成ユニット
３１ 感光体ドラム
３３ 現像装置
３７ 電圧印可部
３８ 電流電圧変換回路
４４ 現像ローラー
６１ 電圧生成部
８１ 設定処理部
８２ 第１検出処理部
８３ 算出処理部
８４ 第２検出処理部
８５ 補正処理部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. 抵抗器を用いて予め定められた基準電圧を生成する電圧生成部を有し、前記電圧生成部により生成された前記基準電圧が検出対象電流に応じて増減された変換電圧を出力する電流電圧変換回路と、
   前記電流電圧変換回路への前記検出対象電流の非入力中に前記電流電圧変換回路から出力される特定変換電圧を検出する検出処理部と、
   前記検出処理部によって検出される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記検出対象電流の電流値の算出に用いられる前記電流電圧変換回路の入出力特性を表す特性式を補正する補正処理部と、
   を備える電流検出装置。
2. 前記電圧生成部は、複数の前記基準電圧のうちのいずれかを生成し、
   前記検出処理部は、前記基準電圧ごとに前記特定変換電圧を検出し、
   前記補正処理部は、前記検出処理部によって検出される前記基準電圧ごとの前記特定変換電圧の検出値に基づいて、複数の前記基準電圧に対応する複数の前記特定式を補正する、
   請求項１に記載の電流検出装置。
3. 前記電圧生成部は、
   複数の前記抵抗器と、
   複数の前記抵抗器のうちの第１抵抗器及び第２抵抗器を用いて予め定められた初期電圧を分圧する分圧部と、
   前記分圧部によって分圧された前記初期電圧が入力される第１入力端子、複数の前記抵抗器のうちの第３抵抗器を介してグランドに接続される第２入力端子、及び複数の前記抵抗器のうちの第４抵抗器を介して前記第２入力端子に接続され、前記基準電圧が出力される出力端子を有するオペアンプと、
   前記第２入力端子から前記第３抵抗器を経由して前記グランドへ至る通電経路の導通及び遮断を切り替え可能なスイッチング素子と、
   を含む、
   請求項２に記載の電流検出装置。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の電流検出装置と、
   予め定められた現像バイアス電圧の印可を受けて、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像部材と、
   を備え、
   前記電流電圧変換回路には、前記現像部材に前記現像バイアス電圧が印可される場合に前記現像部材を経由して流れる現像電流が前記検出対象電流として入力される、
   画像形成装置。
5. 抵抗器を用いて予め定められた基準電圧を生成する電圧生成部を有し、前記電圧生成部により生成された前記基準電圧が検出対象電流に応じて増減された変換電圧を出力する電流電圧変換回路を備える電流検出装置で実行されるデータ補正方法であって、
   前記電流電圧変換回路への前記検出対象電流の非入力中に前記電流電圧変換回路から出力される特定変換電圧を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップによって検出される前記特定変換電圧の検出値に基づいて、前記検出対象電流の電流値の算出に用いられる前記電流電圧変換回路の入出力特性を表す特性式を補正する補正ステップと、
   を含むデータ補正方法。

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