JP2023038974A - 画像形成装置、電圧印加方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体と現像部材との離間距離の変動周期で発生する濃度ムラを抑制可能な画像形成装置、及び電圧印加方法を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体との対向領域にトナーを搬送する現像部材と、前記トナーの帯電量を取得する第１取得処理部と、前記第１取得処理部によって取得される前記トナーの帯電量に基づく振幅Ｘ２及び前記像担持体と前記現像部材との離間距離の変動周期Ｔに対応する周波数を有する交流の補正用電圧が重畳された補正後現像バイアス電圧を前記現像部材に印加する印加処理部と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び当該画像形成装置で実行される電圧印加方法に関する。

電子写真方式で画像を形成する画像形成装置は、感光体ドラムのような像担持体と、現像ローラーのような現像部材とを備える。前記現像部材は、前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体との対向領域にトナーを搬送する。前記現像部材には、予め定められた現像バイアス電圧が印加される。

また、前記対向領域における静電容量の変化量に基づいて、前記現像バイアス電圧を補正する構成が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１３－２５０３０２号公報

ところで、前記画像形成装置では、前記像担持体及び前記現像部材のいずれか一方又は両方の偏心などに起因して、前記像担持体と前記現像部材との離間距離が一定の周期で変動することがある。この場合、前記画像形成装置で印刷される画像において前記離間距離の変動周期で濃度ムラが発生する。これに対し、前記変動周期に対応する周波数を有する交流の補正用電圧を前記現像バイアス電圧に重畳することが考えられる。

しかしながら、前記補正用電圧の振幅が前記離間距離の変化量のみに基づいて定められる場合には、前記トナーの帯電量が多い又は少ない場合に、前記濃度ムラの発生が抑制されないことがある。

本発明の目的は、像担持体と現像部材との離間距離の変動周期で発生する濃度ムラを抑制可能な画像形成装置、及び電圧印加方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、現像部材と、第１取得処理部と、印加処理部とを備える。前記像担持体には、静電潜像が形成される。前記現像部材は、前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体との対向領域にトナーを搬送する。前記第１取得処理部は、前記トナーの帯電量を取得する。前記印加処理部は、前記第１取得処理部によって取得される前記トナーの帯電量に基づく振幅及び前記像担持体と前記現像部材との離間距離の変動周期に対応する周波数を有する交流の補正用電圧が重畳された補正後現像バイアス電圧を前記現像部材に印加する。

本発明の他の局面に係る電圧印加方法は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体との対向領域にトナーを搬送する現像部材と、を備える画像形成装置で実行され、取得ステップと、印加ステップとを含む。前記取得ステップでは、前記トナーの帯電量が取得される。前記印加ステップでは、前記取得ステップによって取得される前記トナーの帯電量に基づく振幅及び前記像担持体と前記現像部材との離間距離の変動周期に対応する周波数を有する交流の補正用電圧が重畳された補正後現像バイアス電圧が前記現像部材に印加される。

本発明によれば、像担持体と現像部材との離間距離の変動周期で発生する濃度ムラを抑制す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装置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で実行される電圧印加処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における対向領域の静電容量の推移及び補正用電圧の波形を示す図である。

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、原稿の画像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、ファクス機能、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、本発明は、電子写真方式で画像を形成可能なプリンター、ファクス装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用されてもよい。

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。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。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、電子写真方式に従って、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、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格納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又は不揮発性の記憶装置である。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に予め格納された各種の制御プログラムを実行することにより、画像形成装置１００を統括的に制御する。

なお、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。また、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。

［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、電源部３７と現像ローラー４５との間の通電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、表面に静電潜像が形成される。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、予め設定された帯電電圧の印加を受けて、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、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、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各々に対応する電源部３７（図３参照）、及び電流検出部３８（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、電源部３７、及び電流検出部３８について説明する。なお、図２には、画像形成ユニット２４に対応する電源部３７、及び電流検出部３８が示されている。以下の説明は、画像形成ユニット２１～２３各々に対応するトナーコンテナ３６、電源部３７、及び電流検出部３８についても当てはまる。

トナーコンテナ３６は、画像形成ユニット２４に対応する印刷色（ブラック）の前記トナーを収容する。また、トナーコンテナ３６は、内部に収容された前記トナーを画像形成ユニット２４の現像装置３３に供給する。

電源部３７は、現像装置３３の現像ローラー４５（図３参照）に予め定められた現像バイアス電圧を印加する。

電流検出部３８は、現像装置３３の現像ローラー４５（図３参照）を経由して流れる電流を検出する。例えば、電流検出部３８は、電源部３７と現像ローラー４５との間の通電経路に設けられる抵抗器を含んでおり、当該抵抗器の両端に係る電圧を示す電気信号を制御部７に出力する。

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。なお、画像形成ユニット２１～２３も、以下で説明される現像装置３３と同様の構成を備える。

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、マグネットローラー４４、現像ローラー４５、及びトナーセンサー４６を備える。

筐体４１は、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、マグネットローラー４４、及び現像ローラー４５を収容する（図３参照）。また、筐体４１は、前記トナー及び前記キャリアを含む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（図３参照）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。

図３及び図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、左右方向Ｄ３に延在する隔壁５４（図４参照）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、左右方向Ｄ３に延在する第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、第１搬送路５２において回転可能に設けられ、第１搬送路５２に収容された前記現像剤を図４に示される搬送方向Ｄ６へ搬送する。また、第１搬送部材４２は、前記現像剤を撹拌して、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、第１搬送路５２において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第１搬送部材４２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回転する。

第２搬送部材４３は、第２搬送路５３において回転可能に設けられ、第２搬送路５３に収容された前記現像剤を図４に示される搬送方向Ｄ７に搬送する。また、第２搬送部材４３は、前記現像剤を撹拌して、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、第２搬送路５３において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第２搬送部材４３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回転する。

第１搬送路５２における搬送方向Ｄ６の下流側の端部には、第２搬送路５３へ通じる第１通路５５が設けられている。第１通路５５は、隔壁５４の右端部に形成される。また、第２搬送路５３における搬送方向Ｄ７の下流側の端部には、第１搬送路５２へ通じる第２通路５６が設けられている。第２通路５６は、隔壁５４の左端部に形成される。第１搬送路５２、第１通路５５、第２搬送路５３、及び第２通路５６により、前記現像剤が循環する循環搬送路が形成される。

マグネットローラー４４は、第２搬送路５３から前記現像剤を汲み上げて、汲み上げられた前記現像剤に含まれる前記トナーを現像ローラー４５の外周面に供給する。マグネットローラー４４は、第２搬送路５３の上側に設けられる。マグネットローラー４４は、筐体４１によって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回転する。

現像ローラー４５は、感光体ドラム３１と対向して設けられ、感光体ドラム３１との対向領域Ｒ１（図３参照）に前記トナーを搬送する。現像ローラー４５は、本発明の現像部材の一例である。

図３に示されるように、現像ローラー４５は、マグネットローラー４４及び感光体ドラム３１と対向して設けられる。現像ローラー４５は、感光体ドラム３１よりも径が短いローラーである。現像ローラー４５は、筐体４１によって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４５は、マグネットローラー４４から供給されて外周面に付着した前記トナーを感光体ドラム３１との間の対向領域Ｒ１（図３参照）に搬送する。対向領域Ｒ１に搬送された前記トナーは、現像ローラー４５に印加される前記現像バイアス電圧により、感光体ドラム３１の表面に供給される。これにより、感光体ドラム３１に形成された静電潜像が現像される。

なお、現像装置３３による現像方式は、以上に述べた前記トナー及び前記キャリアを含む前記現像剤を用いた２成分現像方式に限られない。例えば、現像装置３３の現像方式は、磁性のトナーを用いた１成分現像方式であってもよい。また、現像装置３３が、マグネットローラー４４を備えない構成であってもよい。

第１搬送路５２の上側には、開口部５７が設けられている。図３に示されるように、開口部５７は、第１搬送路５２の上側において第１搬送路５２を覆う筐体４１の上面部に設けられる。開口部５７は、第１搬送路５２における搬送方向Ｄ６の上流側の端部と対向して設けられる。開口部５７は、トナーコンテナ３６から供給される前記トナーの第１搬送路５２への搬入に用いられる。具体的に、トナーコンテナ３６から供給される前記トナーは、開口部５７を経由して、第１搬送路５２の搬入位置Ｐ１（図４参照）に搬入される。搬入位置Ｐ１は、底面５１における開口部５７との対向位置である。

トナーセンサー４６は、第１搬送路５２における搬入位置Ｐ１よりも搬送方向Ｄ６の下流側の検出位置Ｐ２（図４参照）における前記トナーの量を検出する。例えば、トナーセンサー４６は、図３に示されるように、筐体４１の底面部に設けられる。例えば、トナーセンサー４６は、筐体４１内に収容されている前記現像剤の透磁率に応じた電気信号を出力するＬＣ発振回路を含む透磁率センサーである。トナーセンサー４６は、制御部７によるトナーコンテナ３６から現像装置３３への前記トナーの供給の制御に用いられる。

ところで、従来の画像形成装置では、感光体ドラム３１及び現像ローラー４５のいずれか一方又は両方の偏心などに起因して、感光体ドラム３１と現像ローラー４５との離間距離が一定の周期で変動することがある。この場合、当該画像形成装置で印刷される画像において前記離間距離の変動周期Ｔ（図６参照）で濃度ムラが発生する。これに対し、変動周期Ｔに対応する周波数を有する交流の補正用電圧（図６参照）を前記現像バイアス電圧に重畳することが考えられる。

しかしながら、前記補正用電圧の振幅Ｘ２（図６参照）が前記離間距離の変化量のみに基づいて定められる場合には、前記トナーの帯電量が多い又は少ない場合に、前記濃度ムラの発生が抑制されないことがある。

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、前記離間距離の変動周期Ｔで発生する濃度ムラを抑制することが可能である。

［電源部３７の構成］
次に、図２を参照しつつ、電源部３７の構成について説明する。

図２に示されるように、電源部３７は、直流電源部６１、第１交流電源部６２、及び第２交流電源部６３を含む。

直流電源部６１は、前記現像バイアス電圧の生成に用いられる直流の第１電圧を出力する。例えば、直流電源部６１は、入力される交流電圧を変圧する第１トランスと、前記第１トランスによって変圧された交流電圧を整流する整流器とを有する。直流電源部６１は、前記整流器によって整流された直流電圧を前記第１電圧として出力する。

第１交流電源部６２は、前記現像バイアス電圧の生成に用いられる交流の第２電圧を出力する。例えば、第１交流電源部６２は、入力される交流電圧を変圧する第２トランスを有する。第１交流電源部６２は、前記第２トランスによって変圧された交流電圧を前記第２電圧として出力する。

第２交流電源部６３は、前記現像バイアス電圧の生成に用いられ、前記第２電圧とは異なる交流の補正用電圧を出力する。第２交流電源部６３は、制御部７によって指定された振幅Ｘ２（図６参照）及び周波数を有する前記補正用電圧（図６参照）を生成して出力する。

電源部３７は、制御部７からの制御指示に応じて、補正前現像バイアス電圧及び補正後現像バイアス電圧のいずれかの前記現像バイアス電圧を出力する。前記補正前現像バイアス電圧は、前記第１電圧と前記第２電圧とが重畳されることによって生成される電圧である。前記補正後現像バイアス電圧は、前記第１電圧と前記第２電圧と前記補正用電圧とが重畳されることによって生成される電圧である。また、電源部３７は、制御部７からの制御指示に応じて、前記第２電圧を出力する。

［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、第１取得処理部７１、第２取得処理部７２、検出処理部７３、及び印加処理部７４を含む。

具体的に、制御部７のＲＯＭ１２には、制御部７のＣＰＵ１１を上述の各部として機能させるための電圧印加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に格納された前記電圧印加プログラムを実行することにより、第１取得処理部７１、第２取得処理部７２、検出処理部７３、及び印加処理部７４として機能する。

なお、前記電圧印加プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、及び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。また、第１取得処理部７１、第２取得処理部７２、検出処理部７３、及び印加処理部７４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。

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。

第１取得処理部７１は、前記トナーの帯電量を取得する。

例えば、第１取得処理部７１は、以下の手順で前記トナーの帯電量を取得する。

まず、第１取得処理部７１は、感光体ドラム３１の表面に予め定められた検出用トナー像を形成する。具体的に、第１取得処理部７１は、画像形成ユニット２４及び中間転写ベルト２６に駆動力を供給して、感光体ドラム３１、現像装置３３の現像ローラー４５、及び中間転写ベルト２６などを回転させる。また、第１取得処理部７１は、帯電ローラー３２に前記帯電電圧を印加して、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。また、第１取得処理部７１は、光走査装置２５に前記検出用トナー像に対応する検出用画像データを入力して、感光体ドラム３１の表面に前記検出用画像データに対応する検出用静電潜像を形成させる。また、第１取得処理部７１は、現像ローラー４５に前記補正前現像バイアス電圧を印加して、感光体ドラム３１の表面に形成された前記検出用静電潜像を現像させる。

次に、第１取得処理部７１は、電流検出部３８を用いて、前記検出用静電潜像の現像時に現像ローラー４５を経由して流れる第１電流を検出する。

次に、第１取得処理部７１は、一次転写ローラー３４を用いて、感光体ドラム３１の表面に形成された前記検出用トナー像を中間転写ベルト２６に転写する。

次に、第１取得処理部７１は、濃度センサー３０を用いて、中間転写ベルト２６の表面に転写された前記検出用トナー像の濃度を検出する。

そして、第１取得処理部７１は、電流検出部３８によって検出された前記第１電流と、濃度センサー３０によって検出された前記検出用トナー像の濃度とに基づいて、前記トナーの帯電量を取得する。例えば、第１取得処理部７１は、濃度センサー３０によって検出された前記検出用トナー像の濃度に基づいて、前記検出用トナー像の現像に用いられたトナーの量を算出する。そして、第１取得処理部７１は、電流検出部３８によって検出された前記第１電流を、算出されたトナーの量で除算することにより、前記トナーの帯電量を算出する。

なお、第１取得処理部７１による前記トナーの帯電量の取得方法は、以上に述べた方法に限られず、他の周知の方法が用いられてよい。

第２取得処理部７２は、感光体ドラム３１と現像ローラー４５との前記離間距離に対応する特定値を取得する。

具体的に、第２取得処理部７２は、感光体ドラム３１と現像ローラー４５との間の静電容量、つまり対向領域Ｒ１（図３参照）における静電容量を示す値を前記特定値として取得する。

例えば、第２取得処理部７２は、前記第２電圧と、現像ローラー４５に前記第２電圧が印加される場合に電流検出部３８によって検出される第２電流とに基づいて、対向領域Ｒ１における静電容量を算出する。

また、第２取得処理部７２は、予め定められた取得間隔で、前記特定値を取得する。前記取得間隔は、現像ローラー４５の回転周期よりも短い間隔である。第２取得処理部７２は、前記取得間隔で取得される前記特定値を、記憶部６における予め定められた特定記憶領域に取得順で格納する。

図６に、前記取得間隔で取得される前記特定値によって示される、対向領域Ｒ１（図３参照）における静電容量の推移の一例を示す。

なお、第２取得処理部７２による対向領域Ｒ１における静電容量の取得方法は、以上に述べた方法に限られず、他の周知の方法が用いられてよい。

また、第２取得処理部７２は、濃度センサー３０によって検出されるトナー像の濃度を示す値であってもよい。例えば、第２取得処理部７２は、感光体ドラム３１の表面に回転方向Ｄ４に沿って長尺であって濃度が均一な帯状トナー像を形成し、濃度センサー３０によって検出される前記帯状トナー像の濃度を示す値を前記特定値として取得してもよい。

検出処理部７３は、第２取得処理部７２によって取得される前記特定値に基づいて変動周期Ｔ（図６参照）を検出する。

例えば、検出処理部７３は、記憶部６の前記特定記憶領域に格納された前記特定値に基づいて、変動周期Ｔを検出する。例えば、検出処理部７３は、前記特定値が最大化するタイミングｔ１（図６参照）から次に前記特定値が最大化するタイミングｔ２（図６参照）までの経過時間を、変動周期Ｔとして検出する。

画像形成装置１００において感光体ドラム３１が偏心している場合、前記離間距離は感光体ドラム３１の回転周期で変動する。そのため、感光体ドラム３１が偏心している場合、検出処理部７３によって検出される変動周期Ｔは、感光体ドラム３１の回転周期と一致する。

また、画像形成装置１００において現像ローラー４５が偏心している場合、前記離間距離は現像ローラー４５の回転周期で変動する。そのため、現像ローラー４５が偏心している場合、検出処理部７３によって検出される変動周期Ｔは、現像ローラー４５の回転周期と一致する。

また、画像形成装置１００において感光体ドラム３１及び現像ローラー４５の両方が偏心している場合、前記離間距離は感光体ドラム３１の回転周期と現像ローラー４５の回転周期との最小公倍数の周期で変動する。そのため、感光体ドラム３１及び現像ローラー４５の両方が偏心している場合、検出処理部７３によって検出される変動周期Ｔは、感光体ドラム３１の回転周期と現像ローラー４５の回転周期との最小公倍数の周期と一致する。

印加処理部７４は、第１取得処理部７１によって取得される前記トナーの帯電量に基づく振幅Ｘ２（図６参照）、及び感光体ドラム３１と現像ローラー４５との前記離間距離の変動周期Ｔに対応する周波数を有する前記補正用電圧（図６参照）が重畳された前記補正後現像バイアス電圧を現像ローラー４５に印加する。

具体的に、前記補正用電圧は、第１取得処理部７１によって取得される前記トナーの帯電量、及び検出処理部７３によって検出される変動周期Ｔ（図６参照）における前記特定値の変化量Ｘ１（図６参照）に基づく振幅Ｘ２（図６参照）を有する電圧である。

例えば、前記補正用電圧は、正弦波電圧である。なお、前記補正用電圧は、三角波電圧、及び矩形波電圧のような、正弦波とは異なる波形の電圧であってもよい。また、前記補正用電圧は、感光体ドラム３１の回転周期に対応する周波数を有する第１の正弦波電圧と、現像ローラー４５の回転周期に対応する周波数を有する第２の正弦波電圧とが合成された電圧であってもよい。

例えば、印加処理部７４は、以下の手順で、前記補正用電圧の振幅Ｘ２（図６参照）を決定する。

まず、印加処理部７４は、検出処理部７３によって検出された変動周期Ｔ（図６参照）における前記特定値の変化量Ｘ１（図６参照）を取得する。具体的に、印加処理部７４は、変動周期Ｔにおける前記特定値の最大値と前記特定値の最小値との差を、変化量Ｘ１として取得する。

次に、印加処理部７４は、変化量Ｘ１に対応する振幅Ｘ２の基礎値を取得する。例えば、画像形成装置１００では、変化量Ｘ１と前記基礎値との対応関係を示す第１テーブルデータが予め記憶部６に格納されている。前記第１テーブルデータでは、変化量Ｘ１が大きくなるほど前記基礎値が大きくなるように、変化量Ｘ１と前記基礎値との対応関係が定められている。印加処理部７４は、前記第１テーブルデータを用いて、変化量Ｘ１に対応する前記基礎値を取得する。

次に、印加処理部７４は、第１取得処理部７１によって取得された前記トナーの帯電量に対応する前記基礎値の修正値を取得する。例えば、画像形成装置１００では、前記トナーの帯電量と前記修正値との対応関係を示す第２テーブルデータが予め記憶部６に格納されている。前記第２テーブルデータでは、前記トナーの帯電量が予め定められた基準範囲内である場合は、当該帯電量に対応する前記修正値がゼロに定められている。また、前記第２テーブルデータでは、前記トナーの帯電量が前記基準範囲よりも少ない場合は、当該帯電量に対応する前記修正値がマイナスの所定値に定められている。また、前記第２テーブルデータでは、前記トナーの帯電量が前記基準範囲よりも多い場合は、当該帯電量に対応する前記修正値がプラスの所定値に定められている。印加処理部７４は、前記第２テーブルデータを用いて、トナーの帯電量に対応する前記修正値を取得する。

なお、前記第２テーブルデータでは、前記トナーの帯電量が前記基準範囲よりも少ない場合に、当該帯電量と前記基準範囲の下限との差が大きいほど前記修正値が大きくなるように、前記トナーの帯電量と前記修正値との対応関係が定められていてもよい。また、前記第２テーブルデータでは、前記トナーの帯電量が前記基準範囲よりも多い場合に、当該帯電量と前記基準範囲の上限との差が大きいほど前記修正値が大きくなるように、前記トナーの帯電量と前記修正値との対応関係が定められていてもよい。

そして、印加処理部７４は、取得された前記基礎値に、取得された前記修正値を加算した値を、前記補正用電圧の振幅Ｘ２（図６参照）として決定する。

また、印加処理部７４は、検出処理部７３によって検出された変動周期Ｔ（図６参照）の逆数を、前記補正用電圧の周波数として決定する。

そして、印加処理部７４は、決定された振幅Ｘ２及び周波数を有する前記補正用電圧の出力を第２交流電源部６３に指示するとともに、前記補正後現像バイアス電圧の出力を電源部３７に指示する。

例えば、印加処理部７４は、検出処理部７３によって検出された変動周期Ｔが感光体ドラム３１の回転周期又は現像ローラー４５の回転周期と一致する場合は、正弦波の前記補正用電圧の出力を指示する。また、印加処理部７４は、検出処理部７３によって検出された変動周期Ｔが感光体ドラム３１の回転周期と現像ローラー４５の回転周期との最小公倍数の周期と一致する場合は、感光体ドラム３１の回転周期に対応する周波数を有する第１の正弦波と、現像ローラー４５の回転周期に対応する周波数を有する第２の正弦波とが合成された合成波の前記補正用電圧の出力を指示する。なお、当該合成波は、対向領域Ｒ１における静電容量の推移（図６参照）が示す波形と一致又は類似するように生成されることが望ましい。

また、印加処理部７４は、前記特定値が増加する増加期に前記補正用電圧が減少し、前記特定値が減少する減少期に前記補正用電圧が増加するように、第２交流電源部６３に前記補正用電圧を出力させる。具体的に、印加処理部７４は、変動周期Ｔにおいて前記特定値が最大となるタイミングで前記補正用電圧が最小となり、前記特定値が最小となるタイミングで前記補正用電圧が最大となるように、前記補正用電圧を出力させる（図６参照）。

［電圧印加処理］
以下、図５を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部７により実行される電圧印加処理の手順の一例とともに、本発明の電圧印加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。

なお、前記電圧印加処理は、画像データに基づいて画像を形成する印刷処理の実行指示が入力された場合に、当該印刷処理の事前処理として実行される。

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部７は、前記トナーの帯電量を取得する。ここで、ステップＳ１１の処理は、本発明の取得ステップの一例であって、制御部７の第１取得処理部７１により実行される。

具体的に、制御部７は、前記検出用トナー像の現像時に現像ローラー４５を経由して流れる前記第１電流、及び前記検出用トナー像の濃度に基づいて、前記トナーの帯電量を取得する。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部７は、前記特定値を取得する。ここで、ステップＳ１２の処理は、制御部７の第２取得処理部７２により実行される。

具体的に、制御部７は、前記第２電圧と、現像ローラー４５に前記第２電圧が印加される場合に電流検出部３８によって検出される前記第２電流とに基づいて、対向領域Ｒ１における静電容量を算出し、算出された静電容量を示す値を前記特定値として取得する。また、制御部７は、前記取得間隔で前記特定値を取得する。また、制御部７は、前記取得間隔で取得される前記特定値を、記憶部６における前記特定記憶領域に取得順で格納する。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部７は、変動周期Ｔ（図６参照）を検出する。ここで、ステップＳ１３の処理は、制御部７の検出処理部７３により実行される。

具体的に、制御部７は、記憶部６の前記特定記憶領域に格納された前記特定値に基づいて、変動周期Ｔを検出する。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、制御部７は、前記補正用電圧の振幅Ｘ２（図６参照）及び周波数を決定する。

具体的に、制御部７は、ステップＳ１３で検出された変動周期Ｔ（図６参照）における前記特定値の変化量Ｘ１（図６参照）を取得する。また、制御部７は、前記第１テーブルデータを用いて、変化量Ｘ１に対応する前記基礎値を取得する。また、制御部７は、前記第２テーブルデータを用いて、ステップＳ１１で取得された前記トナーの帯電量に対応する前記修正値を取得する。また、制御部７は、取得された前記基礎値に、取得された前記修正値を加算した値を、前記補正用電圧の振幅Ｘ２（図６参照）として決定する。

また、制御部７は、ステップＳ１３で検出された変動周期Ｔ（図６参照）の逆数を、前記補正用電圧の周波数として決定する。

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、制御部７は、現像ローラー４５に前記補正後現像バイアス電圧を印加する。ここで、ステップＳ１５の処理は、本発明の印加ステップの一例であって、制御部７の印加処理部７４により実行される。

具体的に、制御部７は、決定された振幅Ｘ２及び周波数を有する前記補正用電圧の出力を第２交流電源部６３に指示するとともに、前記補正後現像バイアス電圧の出力を電源部３７に指示する。

このように、画像形成装置１００では、前記トナーの帯電量に基づいて決定された振幅Ｘ２を有する前記補正用電圧が重畳された前記補正後現像バイアス電圧が現像ローラー４５に印加される。これにより、前記トナーの帯電量が前記基準範囲から外れる場合であっても、当該帯電量に基づいて決定された前記補正用電圧が前記現像バイアス電圧に重畳される。そのため、前記トナーの帯電量に基づくことなく前記補正用電圧の振幅Ｘ２が決定される構成と比較して、前記トナーの帯電量が前記基準範囲から外れる場合であっても、前記離間距離の変動周期Ｔで発生する濃度ムラを抑制することが可能である。

なお、制御部７は、第２取得処理部７２及び検出処理部７３を備えていなくてもよい。この場合、印加処理部７４は、予めＲＯＭ１２に格納された振幅Ｘ２の前記基礎値及び変動周期Ｔに基づいて、前記補正用電圧の振幅Ｘ２及び周波数を決定すればよい。また、ＲＯＭ１２に格納される振幅Ｘ２の前記基礎値及び変動周期Ｔは、画像形成装置１００の製造時などに計測される感光体ドラム３１と現像ローラー４５との前記離間距離の推移に基づいて定められればよい。

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
３０ 濃度センサー
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電ローラー
３３ 現像装置
３７ 電源部
３８ 電流検出部
４５ 現像ローラー
６１ 直流電源部
６２ 第１交流電源部
６３ 第２交流電源部
７１ 第１取得処理部
７２ 第２取得処理部
７３ 検出処理部
７４ 印加処理部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体との対向領域にトナーを搬送する現像部材と、
   前記トナーの帯電量を取得する第１取得処理部と、
   前記第１取得処理部によって取得される前記トナーの帯電量に基づく振幅及び前記像担持体と前記現像部材との離間距離の変動周期に対応する周波数を有する交流の補正用電圧が重畳された補正後現像バイアス電圧を前記現像部材に印加する印加処理部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記像担持体と前記現像部材との離間距離に対応する特定値を取得する第２取得処理部と、
   前記第２取得処理部によって取得される前記特定値に基づいて前記変動周期を検出する検出処理部と、
   を備え、
   前記補正用電圧は、前記第１取得処理部によって取得される前記トナーの帯電量及び前記検出処理部によって検出される前記変動周期における前記特定値の変化量に基づく振幅を有する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２取得処理部は、前記対向領域における静電容量を示す値を前記特定値として取得する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正用電圧は、正弦波電圧を含む、
   請求項１～３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体と対向して設けられ、前記像担持体との対向領域にトナーを搬送する現像部材と、を備える画像形成装置で実行される電圧印加方法であって、
   前記トナーの帯電量を取得する取得ステップと、
   前記取得ステップによって取得される前記トナーの帯電量に基づく振幅及び前記像担持体と前記現像部材との離間距離の変動周期に対応する周波数を有する交流の補正用電圧が重畳された補正後現像バイアス電圧を前記現像部材に印加する印加ステップと、
   を含む電圧印加方法。

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