画像形成装置
【課題】ローラ状の帯電部材の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段５１と、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で、帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて帯電部材２の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる抵抗補正手段５１と、を有する構成とする。
【解決手段】画像形成装置１００は、帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段５１と、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で、帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて帯電部材２の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる抵抗補正手段５１と、を有する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を帯電させるのにローラ状の帯電部材を用いる電子写真式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、電子写真感光体（感光体）を帯電処理する帯電手段としては一般にスコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したコロナ放電方式が多用されてきた。又、帯電手段として、帯電部材を感光体に接触させるか或いは近接させて、その帯電部材に帯電電圧を印加する接触又は近接帯電方式が利用されている。
【０００３】
接触又は近接帯電方式では、例えば導電性ゴムのローラで形成されたローラ型の帯電部材（帯電ローラ）をドラム型の感光体（感光ドラム）の表面に接触又は近接させ、帯電ローラの軸となる芯金に電圧を供給する。そして、帯電ローラと感光体との最近接部（又は接触部）の感光体の表面移動方向の上流側及び下流側において帯電ローラと感光体との間に形成される微小ギャップ（空隙）で生じる放電により、感光体の外周面が一様に帯電処理される。
【０００４】
このような接触又は近接帯電方式の場合、コロナ放電方式に比べて放電間隔が狭いためオゾンの発生が少なく、又印加電圧もコロナ放電方式に比べ小さくてすむという利点がある。
【０００５】
しかし、接触又は近接帯電方式においても、帯電ローラの表面層は、高電界が印加されるだけでなく、被帯電体との間の放電に伴って発生する電離気体やオゾン及び電子などに曝される。このような厳しい環境下では、一般的に、帯電ローラの表面層の劣化が起き、帯電ローラの電気抵抗が次第に上昇するという現象が見られる。特に、電流の流れる方向が一方向であると、帯電ローラの電気抵抗変動がより大きくなる。これに対して、電流の流れる方向が両方向であると、帯電ローラの電気抵抗変動は小さくなる。この現象は、連続画像形成の過程においても見られる。このような帯電ローラの電気抵抗変動が発生すると、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらによる画像むら（濃度むら）などの画像不良を引き起こすことがある。
【０００６】
これに対し、特許文献１には、弾性層の上に表面層を有する帯電部材において、該表面層を、フッ化炭素を含有する導電性重合体組成物で形成することで、電気抵抗上昇を抑制する技術が開示されている。
【０００７】
又、特許文献２には、帯電を安定化させるために、帯電ローラに接触する給電ローラを設け、異なる電圧を印加し、電流の流れの偏りを低減することで、通電劣化を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−３２５５７１号公報
【特許文献２】米国特許第７２９８９９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いても、連続的に同一方向に電流を流し続ける場合などに、帯電ローラの電気抵抗変動を抑制しきれず、周方向むらを許容し得る程度まで無くすことが困難となることがある。
【００１０】
又、特許文献２に記載の技術では、帯電ローラに接触する給電ローラから電流を流す場合、帯電ロールの回転に伴って電流が流れる方向が反転するため、全体としての電気抵抗変動は小さくなると考えられる。しかし、当該技術を用いても、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらを抑制する効果としては低い。
【００１１】
従って、本発明の目的は、ローラ状の帯電部材の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制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】
【００１２】
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、感光体と、電圧が印加されることで前記感光体を帯電させる回転可能なローラ状の帯電部材と、前記帯電部材と離接可能に配置された導電部材と、前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する電界形成手段と、前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材を回転させる駆動手段と、前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で所定の電圧を印加することにより前記帯電部材と前記導電部材との間に流れる電流値の検知結果、又は前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に所定の電流を流すことにより発生する電圧値の検知結果と、前記電流値又は前記電圧値が検知される際に前記導電部材と接触している前記帯電部材の周方向の位置の検知結果とから、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段と、前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて前記帯電部材の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させる抵抗補正手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ローラ状の帯電部材の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る画像形成装置の帯電ローラの周囲の構成を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略制御態様を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置における抵抗調整モードの動作の概略を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の一実施例に従って検知された帯電ローラの電気抵抗分布の一例を示すグラフ図である。
【図７】本発明の一実施例に従う抵抗補正動作における抵抗補正バイアスの波形の一例を示すグラフ図である。
【図８】本発明の一実施例に従う抵抗補正動作による抵抗変動ΔＲの変化と所定値（閾値）αとの関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の帯電ローラの周囲の構成を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の概略制御態様を説明するためのブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における抵抗調整モードの動作の概略を示すフローチャート図である。
【図１２】本発明の他の実施例に従う抵抗補正動作における抵抗補正バイアスの波形の一例を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を採用したタンデム式のフルカラー画像形成装置である。本実施例では、画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する。本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部の要素であることを表す符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００１７】
図２は、画像形成部Ｐをより詳しく示す模式的な断面図である。画像形成部Ｐは、像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１は、図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ２である。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ装置）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５である。次に、除電手段としての光除電装置７である。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置６である。
【００１８】
又、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの各感光体１ａ〜１ｄに対向するように、無端ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）１０が配置されている。中間転写体１０は、支持部材としての複数のローラである、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向ローラ１３に架け渡されている。中間転写体１０は、駆動ローラ１１によって駆動されて図示矢印Ｒ２方向に回転（周回移動）する。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの一次転写ローラ５ａ〜５ｄは、中間転写体１０の内周面側において各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの各感光体１ａ〜１ｄに対向して配置されている。各一次転写ローラ５ａ〜５ｄは、中間転写体１０を介して各感光体１ａ〜１ｄに押圧されており、各感光体１ａ〜１ｄと中間転写体１０との接触部（ニップ部）に一次転写部Ｔ１が形成されている。又、中間転写体１０の外周面側において二次転写対向ローラ１３に対向する位置に、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ１４が配置されている。二次転写ローラ１４は、中間転写体１０を介して二次転写対向ローラ１３に押圧されており、中間転写体１０と二次転写ローラ１４との接触部（ニップ部）に二次転写部Ｔ２が形成されている。
【００１９】
又、画像形成装置１００は、記録材収納部としてのカセット１８、記録材搬送手段としての搬送ローラ１７及びレジストローラ１６、定着手段としての定着装置１５などを有する。
【００２０】
２．感光体
本実施例では、被帯電体である感光体１は、導電性支持体に有機物質の感光層、表面保護層が順次積層された有機感光体である。表面保護層にはフッ素樹脂微粒子が含有されている。本実施例の感光体１は、導電性支持体として肉厚１ｍｍのアルミニウムを使用し、この上に感光層と表面保護層を積層することで、外径が３０ｍｍとされている。感光体１は、駆動手段としてのモータなどの駆動力を得て図示矢印Ｒ１方向に、所定の周速で回転する。
【００２１】
３．帯電ローラ
本実施例では、帯電回転体である帯電ローラ２は、感光体１に接触して配置されている。帯電ローラ２は、感光体１に接触して、感光体１の表面移動方向の上流側及び下流側において帯電ローラ２と感光体１との間に形成される微小ギャップ（空隙）で生じる放電により、感光体１の表面を所定の電位に一様に帯電処理する。
【００２２】
帯電ローラ２は、軸部となる導電性芯金２１が基体として使用され、その上に弾性層２２が設けられた構造を有している。この導電性芯金２１は、鉄、銅、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料を用いることができる。本実施例では、導電性芯金２１としてアルミニウムを用いている。尚、導電性を失わない範囲で、この導電性芯金２１に防錆や耐傷性付与のためにメッキ処理を施してもよい。
【００２３】
帯電ローラ２の弾性層２２は、感光体１への加圧時の撓みを考慮して、長手方向中央部が太く、長手方向両端部が細くなるように、所謂、クラウン形状となるように研磨処理が施されている。これは、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）の両端部が加圧機構により感光体１に向けて所定の加圧力を受ける構造となっているからである。つまり、帯電ローラ２の長手方向中央部の感光体１への当接圧が両端部に比べて小さくなる傾向があるため、これを防止するためである。
【００２４】
又、帯電ローラ２の弾性層２２としては、弾性材料に、アルカリ金属塩などのイオン導電系の導電剤を配合したものを使用することができる。弾性材料としては、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）を用いることができる。その他、導電剤として、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物などの電子導電系のものを用い、これを弾性材料に分散させることもできる。又、弾性材料としては、天然ゴム、ＳＢＲ、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ＩＲ、ＢＲ、ＮＢＲ及びＣＲなどの合成ゴムや、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂を使用することもできる。
【００２５】
本実施例では、帯電ローラ２の導電性芯金２１の直径は８ｍｍである。又、本実施例では、帯電ローラ２の弾性層２２は、弾性材料に導電剤を添加することで、電気的抵抗が１×１０6Ωｃｍに調整されている。又、本実施例では、帯電ローラ２の外径は１４ｍｍである。
【００２６】
帯電ローラ２の導電性芯金２１には、帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段としての高圧電源である帯電電源２４が接続されている。本実施例では、帯電電源２４は、画像形成時には、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を帯電ローラ２に印加する。本実施例では、帯電電源２４は、画像形成時には、帯電バイアスとして、−６００Ｖの直流電圧と、ピーク間電圧が１７００Ｖの交流電圧とが重畳された振動電圧を印加する。即ち、本実施例では、帯電電源２４は、所定の極性（本実施例では負極性）の直流電圧を出力する直流電源部と、交流電圧を出力する交流電源部とを有する。
【００２７】
帯電ローラ２は、画像形成中には上記電圧が常に印加されているため、電気抵抗が変化しやすい。特に、帯電ローラ２にイオン導電剤を用いている場合には、電流の流れる方向が常に一定である通常の使用では、イオン導電物質の偏りが生じやすい。そのため、電気抵抗の変動はより顕著になり、これにより帯電ローラ２の電気抵抗むらに起因する感光体１の帯電むらによる画像不良を引き起こしやすい。
【００２８】
帯電ローラ２は、導電性芯金２１の長手方向（回転軸線方向）の両端部が軸受け部材によって回転可能に支持されると共に、感光体１に向けて所定の当接圧となるように加圧されている。そして、帯電ローラ２は、感光体１の回転に伴い従動回転する。尚、帯電ローラ２の駆動方式としては、この他にモータを利用したり、ギア駆動などを利用したりしてもよい。
【００２９】
画像形成装置１００には、帯電ローラ２の回転方向の位相を認識（帯電ローラ２の周方向の位置を認識）するための位置検知手段が設けられている。本実施例では、位置検知手段として、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグを、位置検知センサによって検知光としてのレーザー光の有無を検出することで検知して、帯電ローラ２の回転方向の位相を検知する位置検知機構３７を用いた（図３）。位置検知機構３７については後述して更に詳しく説明する。
【００３０】
図３は、本実施例における帯電ローラ２の周囲の構成をより詳しく示す模式図である。
【００３１】
図３に示すように、感光体１と帯電ローラ２は、離間機構３２によって接触、離間が可能とされている。本実施例では、離間機構３２として付勢部材であるバネを用い、図示しない駆動源としてのモータによるバネの圧縮、伸張により、感光体１と帯電ローラ２とを接触、離間させる。本実施例では、離間機構３２のバネは、帯電ローラ２を感光体１に接触させる際には、後述するＣＰＵ５１により制御されるモータで駆動される押圧部材により圧縮させられている。帯電ローラ２を感光体１から離間させる際には、その圧縮力を解放することで、離間機構３２のバネは帯電ローラ２を感光体１から離間させる方向に付勢する。尚、帯電ローラ２と感光体１とを離接させる構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、所望のタイミングで帯電ローラ２と感光体１とを離接させられればよい。
【００３２】
又、帯電ローラ２が感光体１から離間した時に帯電ローラ２と接触するように、導電部材としての回転可能な導電性ローラ３１が配置されている。本実施例では、導電性ローラ３１として、直径６ｍｍのアルミニウムの丸棒（金属ローラ）を使用した。しかし、この導電部材は、本実施例のものに限定されるものではなく、導電性の部材であればよい。但し、この導電部材の形状は、後述する抵抗測定の精度などの点から、回転可能な円筒状が望ましい。本実施例では、導電性ローラ３１の長手方向（回転軸線方向）と帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）とは平行であり、同方向における導電性ローラ３１の長さと帯電ローラ２の長さは同等である。尚、導電性ローラ３１の長手方向（回転軸線方向）の長さは、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）における帯電領域（感光体を帯電させる領域）の全体をカバーできるように設定することが望ましい。
【００３３】
又、導電性ローラ３１を駆動する駆動手段としての駆動装置３３が設けられている。本実施例では、駆動装置３３はモータで構成されている。帯電ローラ２が感光体１から離間したときに、帯電ローラ２が導電性ローラ３１と接触した状態で駆動装置３３が導電性ローラ３１を駆動すると、帯電ローラ２は導電性ローラ３１に従動して回転する。駆動装置３３は、導電性ローラ３１に対して、ベルトとギアによって連結されている。尚、駆動装置３３の構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、導電性ローラ３１を駆動することができればよい。
【００３４】
更に、本実施例では、電界形成手段としての帯電電源２４が、帯電ローラ２と導電性ローラ３１とに、第１、第２のスイッチ３５、３６により導通状態を切り替え可能なように電気的に接続されている。即ち、画像形成時には、帯電ローラ２が感光体１に接触した状態（導電性ローラ３１から離間した状態）で、第１のスイッチ３５が帯電ローラ側端子３５Ａに接続され、第２のスイッチ３６が導電性ローラ側端子３６Ａに接続される。このように、帯電電源２４は、画像形成時には、帯電ローラ２に接続されている。一方、詳しくは後述する抵抗補正動作時には、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態（導電性ローラ３１に接触した状態）で、第１のスイッチ３５が導電性ローラ側端子３５Ｂに接続され、第２のスイッチ３６が帯電ローラ側端子３６Ｂに接続される。このように、帯電電源２４は、詳しくは後述する抵抗補正動作時には、導電性ローラ３１に接続されている。即ち、帯電電源２４は、帯電ローラ２又は導電性ローラ３１のどちらかに電圧を印加できるようになっている。又、本実施例では、帯電電源２４は、詳しくは後述する抵抗検知動作時に帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路を内蔵している。
【００３５】
又、図３に示すように、帯電ローラ２の回転方向の位相を検知するために、位置検知手段としての位置検知機構３７が設けられている。位置検知機構３７は、回転検知用レーザー発光部３７Ａと回転検知用レーザー受光部３７Ｂとで構成される位置検知センサと、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグ３７Ｃとを有する。位置検知センサは、発光部３７Ａから発光したレーザーを受光部３７Ｂで受光する。このとき、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグ３７Ｃによりレーザー光が遮られることで、帯電ローラ２の回転（回転方向の位相）を検知することができる。尚、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグ３７Ｃは、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた状態で帯電ローラ２の回転と共に回転する。
【００３６】
４．画像形成プロセス
画像形成時には、回転する感光体１は、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により、その表面が所定の電位にほぼ一様に帯電される。帯電ローラ２により帯電処理された感光体１は、露光装置３によって画像情報に基づく画像露光Ｌを受ける。これにより、感光体１上に、画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。その後、感光体１上に形成された静電潜像には、現像装置４により現像剤としてのトナーが付着され、トナー像として現像される。次に、感光体１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｔ１において一次転写ローラ５の作用により中間転写体１０に一次転写される。
【００３７】
例えばフルカラー画像の形成時には、上述のような画像形成プロセスが、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて行われ、中間転写体１０上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が順次に重畳して一次転写される。その後、中間転写体１０上のトナー像は、二次転写部Ｔ２において二次転写ローラ１４の作用により紙などの記録材（シート）Ｓに一括して２次転写される。記録材Ｓは、カセット１８から搬送ローラ１７によって送り出された後に、レジストローラ１６によって中間転写体１０上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｔ２へと搬送される。
【００３８】
トナー像が転写された記録材Ｓは、定着装置１５へと搬送される。定着装置１５において未定着のトナー像を担持した記録材Ｓは加熱及び加圧される。これにより、記録材Ｓにトナー像が定着される。その後、記録材Ｓは画像形成装置１００の外部へと排出される。
【００３９】
又、一次転写工程後に感光体１上に残留するトナー（一次転写残トナー）は、図２に示すように、クリーニング装置６において、クリーニングブレード６１により除去され、回収トナー容器６２に回収される。その後、感光体１は、光除電装置７により除電処理されて、次の画像形成に供される。
【００４０】
尚、単色画像形成時には、必要な色用の画像形成部Ｐにおいてのみトナー像が形成され、このトナー像が上記同様にして中間転写体１０に一次転写され、又記録材Ｓに二次転写された後に、記録材Ｓに定着される。例えばブラック単色の画像形成時には、第４の画像形成部Ｐｄにおいてのみトナー像の形成が行われる。
【００４１】
５．抵抗検知動作及び抵抗補正動作
前述のように、帯電ローラは、使用により電気抵抗が変動することがある。特に、帯電ローラに流れる電流の方向が一方向であると、帯電ローラの電気抵抗変動がより大きくなる。そして、このような帯電ローラの電気抵抗変動が発生すると、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらによる画像むら（濃度むら）などの画像不良を引き起こすことがある。
【００４２】
従って、本実施例の目的は、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらによる画像むらを抑制することである。又、帯電ローラの帯電能を安定化させ、良質な画像を形成できるようにすることも本実施例の目的の一つである。
【００４３】
そこで、本実施例では、概略次のような制御を実行する。即ち、非画像形成時に帯電ローラ２に導電性ローラ３１を接触させ、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する。この帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布は、帯電ローラ２又は導電性ローラ３１に所定の電圧を印加している際に両者の間に流れる電流値を測定することで検知することができる。但し、これに限定されるものではなく、帯電ローラ２又は導電性ローラ３１に所定の電流が流れるように電圧を印加している際に発生する電圧値を測定することによって検知することもできる。そして、本実施例では、非画像形成時に、上述のようにして検知された帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を打ち消すように、画像形成時とは逆方向の電流が帯電ローラ２に流れるように、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に電界を形成する。例えば、帯電ローラ２の周方向において電気抵抗がより大きい方向に変動している位置に対しては、画像形成時と逆方向のより大きな電流が流れるような電界を形成する。又、電気抵抗がより小さい方向に変動している位置に対しては、画像形成時とは逆方向のより小さな電流が流れるような電界を形成する。これにより、帯電ローラ２の周方向における電気抵抗むらを均すことができる。特に、イオン導電剤を用いた帯電ローラ２においては、一定方向の電流が流れることで生じたイオン導電物質の偏りを均して、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布をより均一化することができる。上記電気抵抗分布の検知、電気抵抗分布を打ち消すように電界を形成する際には、帯電ローラ２と感光体１とは画像形成時の最近接状態（接触状態）からより遠位となるように離間させる。これにより、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布をより正確に検知することができる。本実施例では、帯電ローラ２を感光体１から離れる方向に移動させることによって、帯電ローラ２を感光体１から離間させると共に、導電性ローラ３１に接触させる。以下、更に詳しく説明する。
【００４４】
図４は、本実施例における抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を実行するための概略制御態様を示すブロック図である。
【００４５】
画像形成装置１００は、後述する記憶媒体５３に記憶された各種プログラムに従って画像形成装置１００の全体を制御する制御手段としてのＣＰＵ５１を有する。又、画像形成装置１００は、制御プログラムやエラー処理プログラムに従って画像形成装置１００を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶手段としての記憶媒体５３を有する。本実施例における画像形成装置１００の動作は、全てこのプログラムによる動作である。記憶媒体５３には、後述するように帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２で検知された電流などを記録する抵抗波形記憶部（記憶領域）５４がある。検知回路５２、記憶媒体５３、帯電電源２４、駆動装置３３、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂなどは、ＣＰＵ５１に制御可能なように接続されている。ＣＰＵ５１、検知回路５２、記憶媒体５３（抵抗波形記憶部５４を含む）などによって、抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を制御する制御部５０が構成される。尚、便宜上、図４において帯電電源２４と検知回路５２は個別の制御ブロックとして示されているが、前述のように、本実施例では、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２は、帯電電源２４に内蔵されている。本実施例では、ＣＰＵ５１が、電気抵抗分布検知手段及び抵抗補正手段の機能を有する。
【００４６】
図５は、本実施例における、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作と、必要な場合に行う帯電ローラ２の周方向の電気抵抗を補正する抵抗補正動作とを含む抵抗調整モードの動作概略を示すフローチャートである。本実施例では、この抵抗調整モードは、非画像形成時に実行される。非画像形成時とは、記録材Ｓに転写して出力する出力用画像を形成している期間以外の期間である。非画像形成時としては、次の各期間が挙げられる。先ず、画像形成装置１００の電源投入後の準備動作である前多回転動作時である。次に、画像出力指示を受けてから実際に出力用画像を形成するまでの間の準備期間である前回転動作時である。次に、複数の記録材Ｓへの連続画像形成動作中における一の記録材Ｓに転写する画像と次の記録材Ｓに転写する画像との間に相当する紙間期間である。次に、出力用画像の形成を終了した後も感光体１などの回転を継続して後処理動作（準備動作）を行う期間である後回転動作時である。
【００４７】
非画像形成時において、ＣＰＵ５１は、抵抗調整モードを実行すべきか否か、即ち、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布（電気抵抗むら）を検知する必要があるタイミングになった否かを判断する（Ｓ１０１）。本実施例では、ＣＰＵ５１は、画像の出力枚数Ｎを記憶媒体５３内に記録しており、Ａ４換算で１０００枚の出力ごとに、抵抗調整モードの実行が必要と判断し、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作に入る。
【００４８】
尚、抵抗調整モードを実行するか否かの判断は、出力枚数以外にも、帯電時間（帯電ローラに対する電圧印加時間）に相関する任意のパラメータに基づいて行うことができる。例えば、該パラメータとしては、帯電時間、帯電ローラの回転数（回転時間）、感光体の回転数（回転時間）などが挙げられる。又、画像形成装置１００の起動時などの、任意のトリガーによって抵抗調整モードを実行するように設定することもできる。
【００４９】
Ｓ１０１において出力枚数Ｎが所定枚数に達していない場合には、このフローは終了し、画像形成装置１００はそのまま画像形成などに戻る。
【００５０】
Ｓ１０１において出力枚数Ｎが所定枚数（本実施例では１０００枚）に達した場合には、Ｓ１０２において、次のような動作が行われる。即ち、先ず、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２を離間機構３２によって感光体１から離間させる（Ｓ１０２）。尚、このとき、画像形成時と同様に、第１、第２のスイッチ３５、３６により、帯電電源２４から帯電ローラ２に電圧を印加できるように回路が構成されている。即ち、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態（導電性ローラ３１に接触した状態）で、第１のスイッチ３５が帯電ローラ側端子３５Ａに接続され、第２のスイッチ３６が導電性ローラ側端子３６Ａに接続される。この状態で、帯電電源２４から帯電ローラ２に負極性の直流電圧を出力した際に、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を、帯電ローラ２及び導電性ローラ３１を介して帯電電源２４が内蔵する検知回路５２によって検知することができる。次に、ＣＰＵ５１は、帯電電源２４から帯電ローラ２へ所定の電圧（本実施例では−２００Ｖ）を印加させる。又、ＣＰＵ５１は、駆動装置３３を動作させて導電性ローラ３１を駆動することによって、帯電ローラ２を回転させる（本実施例では回転数は１５ｒｐｍ）。このとき、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知することで、帯電ローラ２の周方向の位置を検知する。そして、予め決められた周方向位置（基準位置）から一周における帯電ローラ２に対して流れる電流を、検知回路５２によって検知する（本実施例ではサンプリング周波数１ｋＨｚ）。
【００５１】
次に、ＣＰＵ５１は、取得した電流値と印加した電圧値から、帯電ローラ２の周方向における１周分の電気抵抗Ｒの分布に係る情報を算出する（Ｓ１０３）。図６は、算出された電気抵抗分布の一例を示す。
【００５２】
ここで、検知した電気抵抗Ｒの変動の大小を表す指標（抵抗変動）ΔＲとして、本実施例では、最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎの差、即ち、
ΔＲ＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ
の値を考える。
【００５３】
ＣＰＵ５１は、抵抗変動ΔＲを算出し、算出した抵抗変動ΔＲと、予め決められた所定値（閾値）αとの大小関係を判断する（Ｓ１０４）。ここで、この所定値αは、出力された画像の画像むら（濃度むら）などの画像不良の観点から許容できる範囲の、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗変動の限界値である。
【００５４】
Ｓ１０４において抵抗変動ΔＲが所定値α以下である場合には、画像不良は発生しないため、抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る。具体的には、帯電ローラ２を再び感光体１に接触させ（Ｓ１０６）、更に出力枚数カウンタＮを０にして（Ｓ１０７）、画像形成などに戻る。
【００５５】
ここで、本実施例では、所定値αとしては、帯電ローラ２の１周期間の電気抵抗の平均値（平均抵抗値）Ｒａｖｅに対してその１割、即ち、
α＝０．１×Ｒａｖｅ
と設定した。本実施例では、回転数１５ｒｐｍ、印加電圧２００Ｖ、押圧力１ｋｇ重の条件の下で、帯電ローラ２の平均抵抗値Ｒａｖｅは５．４×１０5Ωであった。この場合には、所定値αは５．４×１０4Ωである。但し、帯電ローラ２の性質やその他画像制御の仕様などによって、この所定値（閾値）αは変動する。従って、それらの条件に合わせて、所定値αは適宜設定することができる。
【００５６】
Ｓ１０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらが大きいことを表している。従って、この場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを補正する抵抗補正動作を実行する（Ｓ１０５）。
【００５７】
ここで、本実施例における抵抗補正動作について説明する。先ず、ＣＰＵ５１は、帯電電源２４からの電流が、導電性ローラ３１に流れ、導電性ローラ３１から帯電ローラ２へ電圧が印加されるように、第１、第２のスイッチ３５、３６を切り替える。このとき、帯電ローラ２は電気的に接地される。更に説明すると、このとき、前述のように、第１、第２のスイッチ３５、３６により、帯電電源２４から導電性ローラ３１に電圧を印加できるように回路が構成されている。即ち、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態（導電性ローラ３１に接触した状態）で、第１のスイッチ３５が導電性ローラ側端子３５Ｂに接続され、第２のスイッチ３６が帯電ローラ側端子３６Ｂに接続される。この状態で、帯電電源２４から導電性ローラ３１に負極性の直流電圧を出力した際に、導電性ローラ３１から帯電ローラ２に電圧が印加され、導電性ローラ３１と帯電ローラ２との間に電流が流れる。
【００５８】
図７は、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布の検知結果から算出された、導電性ローラ３１に印加する抵抗補正バイアスの波形の一例である。尚、図７では、縦軸の上の値ほど負の大きい値である。
【００５９】
本実施例では、ＣＰＵ５１は、導電性ローラ３１に印加する抵抗補正バイアスの波形を求めるにあたり、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布のグラフ形状は変えずに、振幅のみを拡大、縮小した波形を用意する。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が大きい方向に最も触れていた位置（Ｒｍａｘとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１に−１０００Ｖの電圧を印加するようにする。即ち、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１から帯電ローラ２に印加される電圧が−１０００Ｖになるようにする。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が小さい方向に最も触れていた位置（Ｒｍｉｎとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１に−２００Ｖの電圧を印加するようにする。即ち、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１から帯電ローラ２に印加される電圧が−２００Ｖになるようにする。
【００６０】
そして、ＣＰＵ５１は、この波形に基づき、帯電電源２４に指示を出し、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知しながら、導電性ローラ３１から帯電ローラ２に電圧を印加する。そのため、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布に応じて、画像形成時（感光体を帯電させるとき）に帯電ローラ２に流れる電流とは逆方向の電流を帯電ローラ２に流すことができる。これにより、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを軽減することが可能となる。
【００６１】
尚、本実施例では、Ｓ１０５において、帯電ローラ２の回転数は１５ｒｐｍであり、抵抗補正バイアスを１分間印加して抵抗補正動作を終える。但し、抵抗補正動作における印加電圧、回転数、回転時間などは、帯電ローラ２の性質などによって適宜決定することができる。
【００６２】
又、抵抗補正バイアスの印加パターンの決定方法は、本実施例のものに限定されるものではない。帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらにおける電気抵抗の大小に合わせて、その電気抵抗むらを抑えるような電圧分布の抵抗補正バイアスを、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって帯電ローラ２の表面位置を合わせながら導電性ローラ３１に印加すればよい。
【００６３】
ＣＰＵ５１は、Ｓ１０５において抵抗補正動作を終えた後、再び第１、第２のスイッチ３５、３６の切り替えを行い、当初の回路（抵抗検知動作時の回路）に戻す。
【００６４】
そして、Ｓ１０３に戻って、上述と同様にして帯電ローラ２の電気抵抗分布の検知を行う。次に、Ｓ１０４において、上述と同様に抵抗変動ΔＲと所定値αとを比較し、前回の抵抗補正動作により抵抗変動ΔＲの値が所定値α以下になっている場合には、上述と同様にして抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。一方、Ｓ１０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい状態であれば、再び上述と同様の抵抗補正動作を繰り返す（Ｓ１０５）。
【００６５】
図８に示すように、徐々に抵抗変動ΔＲの値は減少するため、所定値α以下になったところで抵抗調整モードは終了する。
【００６６】
このように、本実施例の画像形成装置１００は、感光体１と、電圧が印加されることで感光体１を帯電させる回転可能なローラ状の帯電部材（帯電ローラ）２と、帯電部材２と離接可能に配置された導電部材（導電性ローラ）３１と、を有する。又、本実施例の画像形成装置１００は、帯電部材２が導電部材３１に接触した状態で帯電部材２と導電部材３１との間に電流が流れるように帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成する電界形成手段（帯電電源）２４を有する。又、本実施例の画像形成装置１００は、帯電部材２が導電部材３１に接触した状態で帯電部材２を回転させる駆動手段（駆動装置）３３を有する。そして、本実施例の画像形成装置１００は、次の各検知結果から帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段を有する。先ず、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で所定の電圧を印加することにより帯電部材２と導電部材３１との間に流れる電流値の検知結果である。尚、この電流値の検知結果の代わりに、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で帯電部材２と導電部材３１との間に所定の電流を流すことにより発生する電圧値の検知結果を用いてもよい。次に、上記電流値（又は電圧値）が検知される際に導電部材３１と接触している帯電部材２の周方向の位置の検知結果である。又、本実施例の画像形成装置１００は、次のようにして電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる抵抗補正手段を有する。即ち、電界形成手段２４は、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で、帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて帯電部材２の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、上記電界を形成させる。本実施例では、ＣＰＵ５１が、電気抵抗分布検知手段及び抵抗補正手段の機能を有する。
【００６７】
尚、本実施例では、上記電界形成手段２４は、上記電流値又は上記電圧値の検知のための電源を兼ねる。又、本実施例では、上記抵抗補正手段は、電界形成手段２４により、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に流れる電流とは逆方向の電流が帯電部材２に流れるように、帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる。特に、本実施例では、抵抗補正手段は、帯電部材２の周方向において電気抵抗がより大きい位置に対しては、次のようにする。即ち、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に流れる電流とは逆方向のより大きな電流が帯電部材２に流れるように電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる。一方、抵抗補正手段は、帯電部材２の周方向において電気抵抗がより小さい位置に対しては、次のようにする。即ち、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に流れる電流とは逆方向のより小さな電流が帯電部材２に流れるように電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる。又、特に、本実施例では、電界形成手段２４は、上記調整された電流が流れるように帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成する際に、導電部材３１に、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に印加される電圧と同極性の直流電圧を印加する。又、本実施例では、電界形成手段２４は、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に電圧を印加する電源を兼ねる。
【００６８】
以上、本実施例の制御によれば、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制し、良質な画像を形成することが可能となる。
【００６９】
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。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００７０】
本実施例では、画像形成時に負極性の直流電圧を（交流電圧を重畳しながら）帯電ローラ２に対して印加している帯電電源２４が、正極性の直流電圧を印加できるようにする。即ち、本実施例では、帯電電源２４は、正極性及び負極性の直流電圧を切り替えて出力する直流電源部と、交流電圧を出力する交流電源部とを有する。このように、本実施例では、電界形成手段２４は、電気抵抗分布に応じて調整された電流が流れるように帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成する際に、帯電部材２に、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に印加される電圧と逆極性の直流電圧を印加する。これにより、本実施例では、実施例１における帯電電源２４に繋がっているスイッチ回路を省略でき、回路の単純化や制御時間短縮が可能となる。
【００７１】
図９は、本実施例における帯電ローラ２の周囲の構成をより詳しく示す模式図である。
【００７２】
図９に示すように、実施例１と同様、感光体１と帯電ローラ２は、離間機構３２によって接触、離間が可能とされている。又、本実施例では、帯電ローラ２は、駆動手段としての駆動装置３３としてのモータに対して、ベルトとギアによって連結されている。これにより、本実施例では、帯電ローラ２は、駆動を受けることが可能である。
【００７３】
又、実施例１と同様に、帯電ローラ２が感光体１から離間した時に帯電ローラ２と接触するように、導電部材としての回転可能な導電性ローラ３１が配置されている。帯電ローラ２が感光体１から離間したときに、帯電ローラ２が導電性ローラ３１と接触した状態で、駆動装置３３が帯電ローラ２を駆動すると、導電性ローラ３１は帯電ローラ２に従動して回転する。尚、駆動装置３３の構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、帯電ローラ２を駆動することができればよい。実施例１の場合と同様に、導電性ローラ３１が回転駆動され、帯電ローラ２は導電性ローラ３１に従動して回転する構成であってもよい。本実施例では、導電性ローラ３１は直に接地されている。
【００７４】
尚、帯電電源２４は、画像形成時には負極性の直流電圧を（交流電圧を重畳しながら）帯電ローラ２に印加している電源であり、本実施例では帯電ローラ２にのみ電圧を印加できるようになっている。
【００７５】
図１０は、本実施例における抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を実行するための概略制御態様を示すブロック図である。
【００７６】
本実施例における制御態様は、実施例１におけるものと概略同様であり、主に第１、第２のスイッチ３５、２６が設けられていないことが異なる。即ち、画像形成装置１００は、記憶媒体５３に記憶された各種プログラムに従って画像形成装置１００の全体を制御するＣＰＵ５１を有する。又、画像形成装置１００は、制御プログラムやエラー処理プログラムに従って画像形成装置１００を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶媒体５３を有する。本実施例における画像形成装置１００の動作は、全てこのプログラムによる動作である。記憶媒体５３には、後述するように帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２で検知された電流などを記録する抵抗波形記憶部５４がある。検知回路５２、記憶媒体５３、帯電電源２４、駆動装置３３、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂなどは、ＣＰＵ５１に制御可能なように接続されている。ＣＰＵ５１、検知回路５２、記憶媒体５３（抵抗波形記憶部５４を含む）などによって、抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を制御する制御部５０が構成される。尚、便宜上、図４において帯電電源２４と検知回路５２は個別の制御ブロックとして示されているが、前述のように、本実施例では、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２は、帯電電源２４に内蔵されている。
【００７７】
図１１は、本実施例における、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作と、必要な場合に行う帯電ローラ２の周方向の電気抵抗を補正する抵抗補正動作とを含む抵抗調整モードの動作概略を示すフローチャートである。本実施例では、この抵抗調整モードは、非画像形成時に実行される。
【００７８】
非画像形成時において、ＣＰＵ５１は、抵抗調整モードを実行すべきか否か、即ち、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布（電気抵抗むら）を検知する必要があるタイミングになった否かを判断する（Ｓ２０１）。本実施例では、ＣＰＵ５１は、画像の出力枚数Ｎを記憶媒体５３内に記録しており、Ａ４換算で１０００枚の出力ごとに、抵抗調整モードの実行が必要と判断し、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作に入る。
【００７９】
尚、抵抗調整モードを実行するか否かの判断は、出力枚数以外にも、帯電時間（帯電ローラに対する電圧印加時間）に相関する任意のパラメータに基づいて行うことができる。例えば、該パラメータとしては、帯電時間、帯電ローラの回転数（回転時間）、感光体の回転数（回転時間）などが挙げられる。又、画像形成装置１００の起動時などの、任意のトリガーによって抵抗調整モードを実行するように設定することもできる。
【００８０】
Ｓ２０１において出力枚数Ｎが所定枚数に達していない場合には、このフローは終了し、画像形成装置１００はそのまま画像形成などに戻る。
【００８１】
Ｓ２０１において出力枚数Ｎが所定枚数（本実施例では１０００枚）に達した場合には、Ｓ２０２において、次のような動作が行われる。即ち、先ず、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２を離間機構３２によって感光体１から離間させる（Ｓ２０２）。次に、ＣＰＵ５１は、帯電電源２４から帯電ローラ２へ所定の電圧（本実施例では−２００Ｖ）を印加させる。又、ＣＰＵ５１は、駆動装置３３を動作させて帯電ローラ２を回転させる（本実施例では回転数は１５ｒｐｍ）。このとき、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知することで、帯電ローラ２の周方向の位置を検知する。そして、予め決められた周方向位置（基準位置）から一周における帯電ローラ２に対して流れる電流を、検知回路５２によって検知する（本実施例ではサンプリング周波数１ｋＨｚ）。
【００８２】
次に、ＣＰＵ５１は、取得した電流値と印加した電圧値から、帯電ローラ２の周方向における１周分の電気抵抗Ｒの分布に係る情報を算出する（Ｓ２０３）。算出された電気抵抗分布の一例は、図６に示す実施例１の場合のものと同様である。
【００８３】
ここで、検知した電気抵抗Ｒの変動の大小を表す指標（抵抗変動）ΔＲとして、本実施例では、最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎの差、即ち、
ΔＲ＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ
の値を考える。
【００８４】
ＣＰＵ５１は、抵抗変動ΔＲを算出し、算出した抵抗変動ΔＲと、予め決められた所定値（閾値）αとの大小関係を判断する（Ｓ２０４）。ここで、この所定値αは、出力された画像の画像むら（濃度むら）などの画像不良の観点から許容できる範囲の、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗変動の限界値である。
【００８５】
Ｓ２０４において抵抗変動ΔＲが所定値α以下である場合には、画像不良は発生しないため、抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る。具体的には、帯電ローラ２を再び感光体１に接触させ（Ｓ２０６）、更に出力枚数カウンタＮを０にして（Ｓ２０７）、画像形成などに戻る。
【００８６】
ここで、本実施例では、所定値αとしては、帯電ローラ２の１周期間の電気抵抗の平均値（平均抵抗値）Ｒａｖｅに対してその１割、即ち、
α＝０．１×Ｒａｖｅ
と設定した。本実施例では、回転数１５ｒｐｍ、印加電圧２００Ｖ、押圧力１ｋｇ重の条件の下で、帯電ローラ２の平均抵抗値Ｒａｖｅは５．４×１０5Ωであった。この場合には、所定値αは５．４×１０4Ωである。但し、帯電ローラ２の性質やその他画像制御の仕様などによって、この所定値（閾値）は変動する。従って、それらの条件に合わせて、所定値αは適宜設定することができる。
【００８７】
Ｓ２０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらが大きいことを表している。従って、この場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを補正する抵抗補正動作を実行する（Ｓ２０５）。
【００８８】
ここで、本実施例における抵抗補正動作について説明する。
【００８９】
図１２は、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布の検知結果から算出された、帯電ローラ２に印加する抵抗補正バイアスの波形の一例である。尚、図１２では、縦軸の上の値ほど正の小さい値である。
【００９０】
本実施例では、ＣＰＵ５１は、導電性ローラ３１に印加する抵抗補正バイアスの波形を求めるにあたり、帯電ローラ２の周方向の帯電抵抗分布のグラフ形状は変えずに、振幅のみを拡大、縮小した波形を用意する。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が大きい方向に最も触れていた位置（Ｒｍａｘとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに帯電ローラに＋２００Ｖの電圧を印加するようにする。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が小さい方向に最も触れていた位置（Ｒｍｉｎとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに帯電ローラ２に＋１０００Ｖの電圧を印加するようにする。
【００９１】
そして、ＣＰＵ５１は、この波形に基づき、帯電電源２４に指示を出し、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知しながら、帯電ローラ２に電圧を印加する。そのため、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布に応じて、画像形成時（感光体を帯電させるとき）に帯電ローラ２に流れる電流とは逆方向の電流を帯電ローラ２に流すことができる。これにより、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを軽減することが可能となる。
【００９２】
尚、本実施例では、Ｓ２０５において、帯電ローラ２の回転数は１５ｒｐｍであり、抵抗補正バイアスを１分間印加して抵抗補正動作を終える。但し、抵抗補正動作における印加電圧、回転数、回転時間などは、帯電ローラ２の性質などによって適宜決定することができる。
【００９３】
又、抵抗補正バイアスの印加パターンの決定方法は、本実施例のものに限定されるものではない。帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらにおける電気抵抗の大小に合わせて、その電気抵抗むらを抑えるような電圧分布の抵抗補正バイアスを、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって帯電ローラ２の表面位置を合わせながら帯電ローラ２に印加すればよい。
【００９４】
ＣＰＵ５１は、Ｓ２０５において抵抗補正動作を終えた後、Ｓ２０３に戻って、上述と同様にして帯電ローラ２の電気抵抗分布の検知を行う。次に、Ｓ２０４において、上述と同様に抵抗変動ΔＲと所定値αとを比較し、前回の抵抗補正動作により抵抗変動ΔＲの値が所定値α以下になっている場合には、上述と同様にして抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。一方、Ｓ２０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい状態であれば、再び上述と同様の抵抗補正動作を繰り返す（Ｓ２０５）。
【００９５】
以上、本実施例の制御によっても、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制し、良質な画像を形成することが可能となる。又、本実施例によれば、回路の単純化や制御時間の短縮が可能となる。
【００９６】
その他
本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００９７】
例えば、上述の実施例では、帯電電源が、抵抗検知動作及び抵抗補正動作時に電圧を印加するものとして説明した。しかし、帯電電源と、抵抗検知動作及び抵抗補正動作時に電圧を印加する電源とが別個の電源とされていてもよい。この場合も、上述の開示に従って適宜スイッチなどを設けて回路を構成すればよいことは、当業者にとって自明である。
【００９８】
又、上述の実施例では、抵抗検知動作において電圧を印加する電源と、抵抗補正動作時に電圧を印加する電源とが同じ（上述の実施例ではいずれも帯電電源）であるものとして説明した。しかし、所望により、抵抗検知動作において電圧を印加する電源と、抵抗補正動作時に電圧を印加する電源とが異なっていてもよい。この場合も、上述の開示に従って適宜スイッチなどを設けて回路を構成すればよいことは、当業者にとって自明である。
【００９９】
又、上述の実施例では、帯電方式として、帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加して感光体を帯電させるＡＣ帯電方式を採用するものとして説明した。しかし、これに限定されるものではなく、帯電方式として、帯電ローラに直流電圧のみを印加して感光体を帯電させるＤＣ帯電方式を採用する場合にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ 感光体
２ 帯電ローラ
２４ 帯電電源
３１ 導電性ローラ
３２ 離間機構
３３ 駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を帯電させるのにローラ状の帯電部材を用いる電子写真式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、電子写真感光体（感光体）を帯電処理する帯電手段としては一般にスコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したコロナ放電方式が多用されてきた。又、帯電手段として、帯電部材を感光体に接触させるか或いは近接させて、その帯電部材に帯電電圧を印加する接触又は近接帯電方式が利用されている。
【０００３】
接触又は近接帯電方式では、例えば導電性ゴムのローラで形成されたローラ型の帯電部材（帯電ローラ）をドラム型の感光体（感光ドラム）の表面に接触又は近接させ、帯電ローラの軸となる芯金に電圧を供給する。そして、帯電ローラと感光体との最近接部（又は接触部）の感光体の表面移動方向の上流側及び下流側において帯電ローラと感光体との間に形成される微小ギャップ（空隙）で生じる放電により、感光体の外周面が一様に帯電処理される。
【０００４】
このような接触又は近接帯電方式の場合、コロナ放電方式に比べて放電間隔が狭いためオゾンの発生が少なく、又印加電圧もコロナ放電方式に比べ小さくてすむという利点がある。
【０００５】
しかし、接触又は近接帯電方式においても、帯電ローラの表面層は、高電界が印加されるだけでなく、被帯電体との間の放電に伴って発生する電離気体やオゾン及び電子などに曝される。このような厳しい環境下では、一般的に、帯電ローラの表面層の劣化が起き、帯電ローラの電気抵抗が次第に上昇するという現象が見られる。特に、電流の流れる方向が一方向であると、帯電ローラの電気抵抗変動がより大きくなる。これに対して、電流の流れる方向が両方向であると、帯電ローラの電気抵抗変動は小さくなる。この現象は、連続画像形成の過程においても見られる。このような帯電ローラの電気抵抗変動が発生すると、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらによる画像むら（濃度むら）などの画像不良を引き起こすことがある。
【０００６】
これに対し、特許文献１には、弾性層の上に表面層を有する帯電部材において、該表面層を、フッ化炭素を含有する導電性重合体組成物で形成することで、電気抵抗上昇を抑制する技術が開示されている。
【０００７】
又、特許文献２には、帯電を安定化させるために、帯電ローラに接触する給電ローラを設け、異なる電圧を印加し、電流の流れの偏りを低減することで、通電劣化を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−３２５５７１号公報
【特許文献２】米国特許第７２９８９９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いても、連続的に同一方向に電流を流し続ける場合などに、帯電ローラの電気抵抗変動を抑制しきれず、周方向むらを許容し得る程度まで無くすことが困難となることがある。
【００１０】
又、特許文献２に記載の技術では、帯電ローラに接触する給電ローラから電流を流す場合、帯電ロールの回転に伴って電流が流れる方向が反転するため、全体としての電気抵抗変動は小さくなると考えられる。しかし、当該技術を用いても、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらを抑制する効果としては低い。
【００１１】
従って、本発明の目的は、ローラ状の帯電部材の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制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】
【００１２】
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、感光体と、電圧が印加されることで前記感光体を帯電させる回転可能なローラ状の帯電部材と、前記帯電部材と離接可能に配置された導電部材と、前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する電界形成手段と、前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材を回転させる駆動手段と、前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で所定の電圧を印加することにより前記帯電部材と前記導電部材との間に流れる電流値の検知結果、又は前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に所定の電流を流すことにより発生する電圧値の検知結果と、前記電流値又は前記電圧値が検知される際に前記導電部材と接触している前記帯電部材の周方向の位置の検知結果とから、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段と、前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて前記帯電部材の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させる抵抗補正手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ローラ状の帯電部材の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る画像形成装置の帯電ローラの周囲の構成を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略制御態様を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置における抵抗調整モードの動作の概略を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の一実施例に従って検知された帯電ローラの電気抵抗分布の一例を示すグラフ図である。
【図７】本発明の一実施例に従う抵抗補正動作における抵抗補正バイアスの波形の一例を示すグラフ図である。
【図８】本発明の一実施例に従う抵抗補正動作による抵抗変動ΔＲの変化と所定値（閾値）αとの関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の帯電ローラの周囲の構成を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の概略制御態様を説明するためのブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における抵抗調整モードの動作の概略を示すフローチャート図である。
【図１２】本発明の他の実施例に従う抵抗補正動作における抵抗補正バイアスの波形の一例を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を採用したタンデム式のフルカラー画像形成装置である。本実施例では、画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する。本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部の要素であることを表す符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００１７】
図２は、画像形成部Ｐをより詳しく示す模式的な断面図である。画像形成部Ｐは、像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１は、図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ２である。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ装置）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５である。次に、除電手段としての光除電装置７である。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置６である。
【００１８】
又、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの各感光体１ａ〜１ｄに対向するように、無端ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）１０が配置されている。中間転写体１０は、支持部材としての複数のローラである、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、二次転写対向ローラ１３に架け渡されている。中間転写体１０は、駆動ローラ１１によって駆動されて図示矢印Ｒ２方向に回転（周回移動）する。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの一次転写ローラ５ａ〜５ｄは、中間転写体１０の内周面側において各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの各感光体１ａ〜１ｄに対向して配置されている。各一次転写ローラ５ａ〜５ｄは、中間転写体１０を介して各感光体１ａ〜１ｄに押圧されており、各感光体１ａ〜１ｄと中間転写体１０との接触部（ニップ部）に一次転写部Ｔ１が形成されている。又、中間転写体１０の外周面側において二次転写対向ローラ１３に対向する位置に、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ１４が配置されている。二次転写ローラ１４は、中間転写体１０を介して二次転写対向ローラ１３に押圧されており、中間転写体１０と二次転写ローラ１４との接触部（ニップ部）に二次転写部Ｔ２が形成されている。
【００１９】
又、画像形成装置１００は、記録材収納部としてのカセット１８、記録材搬送手段としての搬送ローラ１７及びレジストローラ１６、定着手段としての定着装置１５などを有する。
【００２０】
２．感光体
本実施例では、被帯電体である感光体１は、導電性支持体に有機物質の感光層、表面保護層が順次積層された有機感光体である。表面保護層にはフッ素樹脂微粒子が含有されている。本実施例の感光体１は、導電性支持体として肉厚１ｍｍのアルミニウムを使用し、この上に感光層と表面保護層を積層することで、外径が３０ｍｍとされている。感光体１は、駆動手段としてのモータなどの駆動力を得て図示矢印Ｒ１方向に、所定の周速で回転する。
【００２１】
３．帯電ローラ
本実施例では、帯電回転体である帯電ローラ２は、感光体１に接触して配置されている。帯電ローラ２は、感光体１に接触して、感光体１の表面移動方向の上流側及び下流側において帯電ローラ２と感光体１との間に形成される微小ギャップ（空隙）で生じる放電により、感光体１の表面を所定の電位に一様に帯電処理する。
【００２２】
帯電ローラ２は、軸部となる導電性芯金２１が基体として使用され、その上に弾性層２２が設けられた構造を有している。この導電性芯金２１は、鉄、銅、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料を用いることができる。本実施例では、導電性芯金２１としてアルミニウムを用いている。尚、導電性を失わない範囲で、この導電性芯金２１に防錆や耐傷性付与のためにメッキ処理を施してもよい。
【００２３】
帯電ローラ２の弾性層２２は、感光体１への加圧時の撓みを考慮して、長手方向中央部が太く、長手方向両端部が細くなるように、所謂、クラウン形状となるように研磨処理が施されている。これは、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）の両端部が加圧機構により感光体１に向けて所定の加圧力を受ける構造となっているからである。つまり、帯電ローラ２の長手方向中央部の感光体１への当接圧が両端部に比べて小さくなる傾向があるため、これを防止するためである。
【００２４】
又、帯電ローラ２の弾性層２２としては、弾性材料に、アルカリ金属塩などのイオン導電系の導電剤を配合したものを使用することができる。弾性材料としては、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）を用いることができる。その他、導電剤として、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物などの電子導電系のものを用い、これを弾性材料に分散させることもできる。又、弾性材料としては、天然ゴム、ＳＢＲ、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ＩＲ、ＢＲ、ＮＢＲ及びＣＲなどの合成ゴムや、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂を使用することもできる。
【００２５】
本実施例では、帯電ローラ２の導電性芯金２１の直径は８ｍｍである。又、本実施例では、帯電ローラ２の弾性層２２は、弾性材料に導電剤を添加することで、電気的抵抗が１×１０6Ωｃｍに調整されている。又、本実施例では、帯電ローラ２の外径は１４ｍｍである。
【００２６】
帯電ローラ２の導電性芯金２１には、帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段としての高圧電源である帯電電源２４が接続されている。本実施例では、帯電電源２４は、画像形成時には、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を帯電ローラ２に印加する。本実施例では、帯電電源２４は、画像形成時には、帯電バイアスとして、−６００Ｖの直流電圧と、ピーク間電圧が１７００Ｖの交流電圧とが重畳された振動電圧を印加する。即ち、本実施例では、帯電電源２４は、所定の極性（本実施例では負極性）の直流電圧を出力する直流電源部と、交流電圧を出力する交流電源部とを有する。
【００２７】
帯電ローラ２は、画像形成中には上記電圧が常に印加されているため、電気抵抗が変化しやすい。特に、帯電ローラ２にイオン導電剤を用いている場合には、電流の流れる方向が常に一定である通常の使用では、イオン導電物質の偏りが生じやすい。そのため、電気抵抗の変動はより顕著になり、これにより帯電ローラ２の電気抵抗むらに起因する感光体１の帯電むらによる画像不良を引き起こしやすい。
【００２８】
帯電ローラ２は、導電性芯金２１の長手方向（回転軸線方向）の両端部が軸受け部材によって回転可能に支持されると共に、感光体１に向けて所定の当接圧となるように加圧されている。そして、帯電ローラ２は、感光体１の回転に伴い従動回転する。尚、帯電ローラ２の駆動方式としては、この他にモータを利用したり、ギア駆動などを利用したりしてもよい。
【００２９】
画像形成装置１００には、帯電ローラ２の回転方向の位相を認識（帯電ローラ２の周方向の位置を認識）するための位置検知手段が設けられている。本実施例では、位置検知手段として、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグを、位置検知センサによって検知光としてのレーザー光の有無を検出することで検知して、帯電ローラ２の回転方向の位相を検知する位置検知機構３７を用いた（図３）。位置検知機構３７については後述して更に詳しく説明する。
【００３０】
図３は、本実施例における帯電ローラ２の周囲の構成をより詳しく示す模式図である。
【００３１】
図３に示すように、感光体１と帯電ローラ２は、離間機構３２によって接触、離間が可能とされている。本実施例では、離間機構３２として付勢部材であるバネを用い、図示しない駆動源としてのモータによるバネの圧縮、伸張により、感光体１と帯電ローラ２とを接触、離間させる。本実施例では、離間機構３２のバネは、帯電ローラ２を感光体１に接触させる際には、後述するＣＰＵ５１により制御されるモータで駆動される押圧部材により圧縮させられている。帯電ローラ２を感光体１から離間させる際には、その圧縮力を解放することで、離間機構３２のバネは帯電ローラ２を感光体１から離間させる方向に付勢する。尚、帯電ローラ２と感光体１とを離接させる構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、所望のタイミングで帯電ローラ２と感光体１とを離接させられればよい。
【００３２】
又、帯電ローラ２が感光体１から離間した時に帯電ローラ２と接触するように、導電部材としての回転可能な導電性ローラ３１が配置されている。本実施例では、導電性ローラ３１として、直径６ｍｍのアルミニウムの丸棒（金属ローラ）を使用した。しかし、この導電部材は、本実施例のものに限定されるものではなく、導電性の部材であればよい。但し、この導電部材の形状は、後述する抵抗測定の精度などの点から、回転可能な円筒状が望ましい。本実施例では、導電性ローラ３１の長手方向（回転軸線方向）と帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）とは平行であり、同方向における導電性ローラ３１の長さと帯電ローラ２の長さは同等である。尚、導電性ローラ３１の長手方向（回転軸線方向）の長さは、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）における帯電領域（感光体を帯電させる領域）の全体をカバーできるように設定することが望ましい。
【００３３】
又、導電性ローラ３１を駆動する駆動手段としての駆動装置３３が設けられている。本実施例では、駆動装置３３はモータで構成されている。帯電ローラ２が感光体１から離間したときに、帯電ローラ２が導電性ローラ３１と接触した状態で駆動装置３３が導電性ローラ３１を駆動すると、帯電ローラ２は導電性ローラ３１に従動して回転する。駆動装置３３は、導電性ローラ３１に対して、ベルトとギアによって連結されている。尚、駆動装置３３の構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、導電性ローラ３１を駆動することができればよい。
【００３４】
更に、本実施例では、電界形成手段としての帯電電源２４が、帯電ローラ２と導電性ローラ３１とに、第１、第２のスイッチ３５、３６により導通状態を切り替え可能なように電気的に接続されている。即ち、画像形成時には、帯電ローラ２が感光体１に接触した状態（導電性ローラ３１から離間した状態）で、第１のスイッチ３５が帯電ローラ側端子３５Ａに接続され、第２のスイッチ３６が導電性ローラ側端子３６Ａに接続される。このように、帯電電源２４は、画像形成時には、帯電ローラ２に接続されている。一方、詳しくは後述する抵抗補正動作時には、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態（導電性ローラ３１に接触した状態）で、第１のスイッチ３５が導電性ローラ側端子３５Ｂに接続され、第２のスイッチ３６が帯電ローラ側端子３６Ｂに接続される。このように、帯電電源２４は、詳しくは後述する抵抗補正動作時には、導電性ローラ３１に接続されている。即ち、帯電電源２４は、帯電ローラ２又は導電性ローラ３１のどちらかに電圧を印加できるようになっている。又、本実施例では、帯電電源２４は、詳しくは後述する抵抗検知動作時に帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路を内蔵している。
【００３５】
又、図３に示すように、帯電ローラ２の回転方向の位相を検知するために、位置検知手段としての位置検知機構３７が設けられている。位置検知機構３７は、回転検知用レーザー発光部３７Ａと回転検知用レーザー受光部３７Ｂとで構成される位置検知センサと、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグ３７Ｃとを有する。位置検知センサは、発光部３７Ａから発光したレーザーを受光部３７Ｂで受光する。このとき、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグ３７Ｃによりレーザー光が遮られることで、帯電ローラ２の回転（回転方向の位相）を検知することができる。尚、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた位置認識タグ３７Ｃは、帯電ローラ２の回転軸に取り付けられた状態で帯電ローラ２の回転と共に回転する。
【００３６】
４．画像形成プロセス
画像形成時には、回転する感光体１は、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により、その表面が所定の電位にほぼ一様に帯電される。帯電ローラ２により帯電処理された感光体１は、露光装置３によって画像情報に基づく画像露光Ｌを受ける。これにより、感光体１上に、画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。その後、感光体１上に形成された静電潜像には、現像装置４により現像剤としてのトナーが付着され、トナー像として現像される。次に、感光体１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｔ１において一次転写ローラ５の作用により中間転写体１０に一次転写される。
【００３７】
例えばフルカラー画像の形成時には、上述のような画像形成プロセスが、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて行われ、中間転写体１０上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が順次に重畳して一次転写される。その後、中間転写体１０上のトナー像は、二次転写部Ｔ２において二次転写ローラ１４の作用により紙などの記録材（シート）Ｓに一括して２次転写される。記録材Ｓは、カセット１８から搬送ローラ１７によって送り出された後に、レジストローラ１６によって中間転写体１０上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｔ２へと搬送される。
【００３８】
トナー像が転写された記録材Ｓは、定着装置１５へと搬送される。定着装置１５において未定着のトナー像を担持した記録材Ｓは加熱及び加圧される。これにより、記録材Ｓにトナー像が定着される。その後、記録材Ｓは画像形成装置１００の外部へと排出される。
【００３９】
又、一次転写工程後に感光体１上に残留するトナー（一次転写残トナー）は、図２に示すように、クリーニング装置６において、クリーニングブレード６１により除去され、回収トナー容器６２に回収される。その後、感光体１は、光除電装置７により除電処理されて、次の画像形成に供される。
【００４０】
尚、単色画像形成時には、必要な色用の画像形成部Ｐにおいてのみトナー像が形成され、このトナー像が上記同様にして中間転写体１０に一次転写され、又記録材Ｓに二次転写された後に、記録材Ｓに定着される。例えばブラック単色の画像形成時には、第４の画像形成部Ｐｄにおいてのみトナー像の形成が行われる。
【００４１】
５．抵抗検知動作及び抵抗補正動作
前述のように、帯電ローラは、使用により電気抵抗が変動することがある。特に、帯電ローラに流れる電流の方向が一方向であると、帯電ローラの電気抵抗変動がより大きくなる。そして、このような帯電ローラの電気抵抗変動が発生すると、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらによる画像むら（濃度むら）などの画像不良を引き起こすことがある。
【００４２】
従って、本実施例の目的は、帯電ローラの周方向の電気抵抗むらによる画像むらを抑制することである。又、帯電ローラの帯電能を安定化させ、良質な画像を形成できるようにすることも本実施例の目的の一つである。
【００４３】
そこで、本実施例では、概略次のような制御を実行する。即ち、非画像形成時に帯電ローラ２に導電性ローラ３１を接触させ、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する。この帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布は、帯電ローラ２又は導電性ローラ３１に所定の電圧を印加している際に両者の間に流れる電流値を測定することで検知することができる。但し、これに限定されるものではなく、帯電ローラ２又は導電性ローラ３１に所定の電流が流れるように電圧を印加している際に発生する電圧値を測定することによって検知することもできる。そして、本実施例では、非画像形成時に、上述のようにして検知された帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を打ち消すように、画像形成時とは逆方向の電流が帯電ローラ２に流れるように、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に電界を形成する。例えば、帯電ローラ２の周方向において電気抵抗がより大きい方向に変動している位置に対しては、画像形成時と逆方向のより大きな電流が流れるような電界を形成する。又、電気抵抗がより小さい方向に変動している位置に対しては、画像形成時とは逆方向のより小さな電流が流れるような電界を形成する。これにより、帯電ローラ２の周方向における電気抵抗むらを均すことができる。特に、イオン導電剤を用いた帯電ローラ２においては、一定方向の電流が流れることで生じたイオン導電物質の偏りを均して、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布をより均一化することができる。上記電気抵抗分布の検知、電気抵抗分布を打ち消すように電界を形成する際には、帯電ローラ２と感光体１とは画像形成時の最近接状態（接触状態）からより遠位となるように離間させる。これにより、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布をより正確に検知することができる。本実施例では、帯電ローラ２を感光体１から離れる方向に移動させることによって、帯電ローラ２を感光体１から離間させると共に、導電性ローラ３１に接触させる。以下、更に詳しく説明する。
【００４４】
図４は、本実施例における抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を実行するための概略制御態様を示すブロック図である。
【００４５】
画像形成装置１００は、後述する記憶媒体５３に記憶された各種プログラムに従って画像形成装置１００の全体を制御する制御手段としてのＣＰＵ５１を有する。又、画像形成装置１００は、制御プログラムやエラー処理プログラムに従って画像形成装置１００を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶手段としての記憶媒体５３を有する。本実施例における画像形成装置１００の動作は、全てこのプログラムによる動作である。記憶媒体５３には、後述するように帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２で検知された電流などを記録する抵抗波形記憶部（記憶領域）５４がある。検知回路５２、記憶媒体５３、帯電電源２４、駆動装置３３、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂなどは、ＣＰＵ５１に制御可能なように接続されている。ＣＰＵ５１、検知回路５２、記憶媒体５３（抵抗波形記憶部５４を含む）などによって、抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を制御する制御部５０が構成される。尚、便宜上、図４において帯電電源２４と検知回路５２は個別の制御ブロックとして示されているが、前述のように、本実施例では、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２は、帯電電源２４に内蔵されている。本実施例では、ＣＰＵ５１が、電気抵抗分布検知手段及び抵抗補正手段の機能を有する。
【００４６】
図５は、本実施例における、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作と、必要な場合に行う帯電ローラ２の周方向の電気抵抗を補正する抵抗補正動作とを含む抵抗調整モードの動作概略を示すフローチャートである。本実施例では、この抵抗調整モードは、非画像形成時に実行される。非画像形成時とは、記録材Ｓに転写して出力する出力用画像を形成している期間以外の期間である。非画像形成時としては、次の各期間が挙げられる。先ず、画像形成装置１００の電源投入後の準備動作である前多回転動作時である。次に、画像出力指示を受けてから実際に出力用画像を形成するまでの間の準備期間である前回転動作時である。次に、複数の記録材Ｓへの連続画像形成動作中における一の記録材Ｓに転写する画像と次の記録材Ｓに転写する画像との間に相当する紙間期間である。次に、出力用画像の形成を終了した後も感光体１などの回転を継続して後処理動作（準備動作）を行う期間である後回転動作時である。
【００４７】
非画像形成時において、ＣＰＵ５１は、抵抗調整モードを実行すべきか否か、即ち、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布（電気抵抗むら）を検知する必要があるタイミングになった否かを判断する（Ｓ１０１）。本実施例では、ＣＰＵ５１は、画像の出力枚数Ｎを記憶媒体５３内に記録しており、Ａ４換算で１０００枚の出力ごとに、抵抗調整モードの実行が必要と判断し、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作に入る。
【００４８】
尚、抵抗調整モードを実行するか否かの判断は、出力枚数以外にも、帯電時間（帯電ローラに対する電圧印加時間）に相関する任意のパラメータに基づいて行うことができる。例えば、該パラメータとしては、帯電時間、帯電ローラの回転数（回転時間）、感光体の回転数（回転時間）などが挙げられる。又、画像形成装置１００の起動時などの、任意のトリガーによって抵抗調整モードを実行するように設定することもできる。
【００４９】
Ｓ１０１において出力枚数Ｎが所定枚数に達していない場合には、このフローは終了し、画像形成装置１００はそのまま画像形成などに戻る。
【００５０】
Ｓ１０１において出力枚数Ｎが所定枚数（本実施例では１０００枚）に達した場合には、Ｓ１０２において、次のような動作が行われる。即ち、先ず、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２を離間機構３２によって感光体１から離間させる（Ｓ１０２）。尚、このとき、画像形成時と同様に、第１、第２のスイッチ３５、３６により、帯電電源２４から帯電ローラ２に電圧を印加できるように回路が構成されている。即ち、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態（導電性ローラ３１に接触した状態）で、第１のスイッチ３５が帯電ローラ側端子３５Ａに接続され、第２のスイッチ３６が導電性ローラ側端子３６Ａに接続される。この状態で、帯電電源２４から帯電ローラ２に負極性の直流電圧を出力した際に、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を、帯電ローラ２及び導電性ローラ３１を介して帯電電源２４が内蔵する検知回路５２によって検知することができる。次に、ＣＰＵ５１は、帯電電源２４から帯電ローラ２へ所定の電圧（本実施例では−２００Ｖ）を印加させる。又、ＣＰＵ５１は、駆動装置３３を動作させて導電性ローラ３１を駆動することによって、帯電ローラ２を回転させる（本実施例では回転数は１５ｒｐｍ）。このとき、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知することで、帯電ローラ２の周方向の位置を検知する。そして、予め決められた周方向位置（基準位置）から一周における帯電ローラ２に対して流れる電流を、検知回路５２によって検知する（本実施例ではサンプリング周波数１ｋＨｚ）。
【００５１】
次に、ＣＰＵ５１は、取得した電流値と印加した電圧値から、帯電ローラ２の周方向における１周分の電気抵抗Ｒの分布に係る情報を算出する（Ｓ１０３）。図６は、算出された電気抵抗分布の一例を示す。
【００５２】
ここで、検知した電気抵抗Ｒの変動の大小を表す指標（抵抗変動）ΔＲとして、本実施例では、最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎの差、即ち、
ΔＲ＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ
の値を考える。
【００５３】
ＣＰＵ５１は、抵抗変動ΔＲを算出し、算出した抵抗変動ΔＲと、予め決められた所定値（閾値）αとの大小関係を判断する（Ｓ１０４）。ここで、この所定値αは、出力された画像の画像むら（濃度むら）などの画像不良の観点から許容できる範囲の、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗変動の限界値である。
【００５４】
Ｓ１０４において抵抗変動ΔＲが所定値α以下である場合には、画像不良は発生しないため、抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る。具体的には、帯電ローラ２を再び感光体１に接触させ（Ｓ１０６）、更に出力枚数カウンタＮを０にして（Ｓ１０７）、画像形成などに戻る。
【００５５】
ここで、本実施例では、所定値αとしては、帯電ローラ２の１周期間の電気抵抗の平均値（平均抵抗値）Ｒａｖｅに対してその１割、即ち、
α＝０．１×Ｒａｖｅ
と設定した。本実施例では、回転数１５ｒｐｍ、印加電圧２００Ｖ、押圧力１ｋｇ重の条件の下で、帯電ローラ２の平均抵抗値Ｒａｖｅは５．４×１０5Ωであった。この場合には、所定値αは５．４×１０4Ωである。但し、帯電ローラ２の性質やその他画像制御の仕様などによって、この所定値（閾値）αは変動する。従って、それらの条件に合わせて、所定値αは適宜設定することができる。
【００５６】
Ｓ１０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらが大きいことを表している。従って、この場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを補正する抵抗補正動作を実行する（Ｓ１０５）。
【００５７】
ここで、本実施例における抵抗補正動作について説明する。先ず、ＣＰＵ５１は、帯電電源２４からの電流が、導電性ローラ３１に流れ、導電性ローラ３１から帯電ローラ２へ電圧が印加されるように、第１、第２のスイッチ３５、３６を切り替える。このとき、帯電ローラ２は電気的に接地される。更に説明すると、このとき、前述のように、第１、第２のスイッチ３５、３６により、帯電電源２４から導電性ローラ３１に電圧を印加できるように回路が構成されている。即ち、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態（導電性ローラ３１に接触した状態）で、第１のスイッチ３５が導電性ローラ側端子３５Ｂに接続され、第２のスイッチ３６が帯電ローラ側端子３６Ｂに接続される。この状態で、帯電電源２４から導電性ローラ３１に負極性の直流電圧を出力した際に、導電性ローラ３１から帯電ローラ２に電圧が印加され、導電性ローラ３１と帯電ローラ２との間に電流が流れる。
【００５８】
図７は、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布の検知結果から算出された、導電性ローラ３１に印加する抵抗補正バイアスの波形の一例である。尚、図７では、縦軸の上の値ほど負の大きい値である。
【００５９】
本実施例では、ＣＰＵ５１は、導電性ローラ３１に印加する抵抗補正バイアスの波形を求めるにあたり、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布のグラフ形状は変えずに、振幅のみを拡大、縮小した波形を用意する。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が大きい方向に最も触れていた位置（Ｒｍａｘとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１に−１０００Ｖの電圧を印加するようにする。即ち、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１から帯電ローラ２に印加される電圧が−１０００Ｖになるようにする。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が小さい方向に最も触れていた位置（Ｒｍｉｎとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１に−２００Ｖの電圧を印加するようにする。即ち、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに導電性ローラ３１から帯電ローラ２に印加される電圧が−２００Ｖになるようにする。
【００６０】
そして、ＣＰＵ５１は、この波形に基づき、帯電電源２４に指示を出し、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知しながら、導電性ローラ３１から帯電ローラ２に電圧を印加する。そのため、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布に応じて、画像形成時（感光体を帯電させるとき）に帯電ローラ２に流れる電流とは逆方向の電流を帯電ローラ２に流すことができる。これにより、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを軽減することが可能となる。
【００６１】
尚、本実施例では、Ｓ１０５において、帯電ローラ２の回転数は１５ｒｐｍであり、抵抗補正バイアスを１分間印加して抵抗補正動作を終える。但し、抵抗補正動作における印加電圧、回転数、回転時間などは、帯電ローラ２の性質などによって適宜決定することができる。
【００６２】
又、抵抗補正バイアスの印加パターンの決定方法は、本実施例のものに限定されるものではない。帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらにおける電気抵抗の大小に合わせて、その電気抵抗むらを抑えるような電圧分布の抵抗補正バイアスを、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって帯電ローラ２の表面位置を合わせながら導電性ローラ３１に印加すればよい。
【００６３】
ＣＰＵ５１は、Ｓ１０５において抵抗補正動作を終えた後、再び第１、第２のスイッチ３５、３６の切り替えを行い、当初の回路（抵抗検知動作時の回路）に戻す。
【００６４】
そして、Ｓ１０３に戻って、上述と同様にして帯電ローラ２の電気抵抗分布の検知を行う。次に、Ｓ１０４において、上述と同様に抵抗変動ΔＲと所定値αとを比較し、前回の抵抗補正動作により抵抗変動ΔＲの値が所定値α以下になっている場合には、上述と同様にして抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。一方、Ｓ１０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい状態であれば、再び上述と同様の抵抗補正動作を繰り返す（Ｓ１０５）。
【００６５】
図８に示すように、徐々に抵抗変動ΔＲの値は減少するため、所定値α以下になったところで抵抗調整モードは終了する。
【００６６】
このように、本実施例の画像形成装置１００は、感光体１と、電圧が印加されることで感光体１を帯電させる回転可能なローラ状の帯電部材（帯電ローラ）２と、帯電部材２と離接可能に配置された導電部材（導電性ローラ）３１と、を有する。又、本実施例の画像形成装置１００は、帯電部材２が導電部材３１に接触した状態で帯電部材２と導電部材３１との間に電流が流れるように帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成する電界形成手段（帯電電源）２４を有する。又、本実施例の画像形成装置１００は、帯電部材２が導電部材３１に接触した状態で帯電部材２を回転させる駆動手段（駆動装置）３３を有する。そして、本実施例の画像形成装置１００は、次の各検知結果から帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段を有する。先ず、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で所定の電圧を印加することにより帯電部材２と導電部材３１との間に流れる電流値の検知結果である。尚、この電流値の検知結果の代わりに、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で帯電部材２と導電部材３１との間に所定の電流を流すことにより発生する電圧値の検知結果を用いてもよい。次に、上記電流値（又は電圧値）が検知される際に導電部材３１と接触している帯電部材２の周方向の位置の検知結果である。又、本実施例の画像形成装置１００は、次のようにして電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる抵抗補正手段を有する。即ち、電界形成手段２４は、帯電部材２が導電部材３１に接触しながら回転している状態で、帯電部材２の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて帯電部材２の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、上記電界を形成させる。本実施例では、ＣＰＵ５１が、電気抵抗分布検知手段及び抵抗補正手段の機能を有する。
【００６７】
尚、本実施例では、上記電界形成手段２４は、上記電流値又は上記電圧値の検知のための電源を兼ねる。又、本実施例では、上記抵抗補正手段は、電界形成手段２４により、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に流れる電流とは逆方向の電流が帯電部材２に流れるように、帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる。特に、本実施例では、抵抗補正手段は、帯電部材２の周方向において電気抵抗がより大きい位置に対しては、次のようにする。即ち、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に流れる電流とは逆方向のより大きな電流が帯電部材２に流れるように電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる。一方、抵抗補正手段は、帯電部材２の周方向において電気抵抗がより小さい位置に対しては、次のようにする。即ち、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に流れる電流とは逆方向のより小さな電流が帯電部材２に流れるように電界形成手段２４により帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成させる。又、特に、本実施例では、電界形成手段２４は、上記調整された電流が流れるように帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成する際に、導電部材３１に、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に印加される電圧と同極性の直流電圧を印加する。又、本実施例では、電界形成手段２４は、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に電圧を印加する電源を兼ねる。
【００６８】
以上、本実施例の制御によれば、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制し、良質な画像を形成することが可能となる。
【００６９】
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。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００７０】
本実施例では、画像形成時に負極性の直流電圧を（交流電圧を重畳しながら）帯電ローラ２に対して印加している帯電電源２４が、正極性の直流電圧を印加できるようにする。即ち、本実施例では、帯電電源２４は、正極性及び負極性の直流電圧を切り替えて出力する直流電源部と、交流電圧を出力する交流電源部とを有する。このように、本実施例では、電界形成手段２４は、電気抵抗分布に応じて調整された電流が流れるように帯電部材２と導電部材３１との間に電界を形成する際に、帯電部材２に、感光体１を帯電させる際に帯電部材２に印加される電圧と逆極性の直流電圧を印加する。これにより、本実施例では、実施例１における帯電電源２４に繋がっているスイッチ回路を省略でき、回路の単純化や制御時間短縮が可能となる。
【００７１】
図９は、本実施例における帯電ローラ２の周囲の構成をより詳しく示す模式図である。
【００７２】
図９に示すように、実施例１と同様、感光体１と帯電ローラ２は、離間機構３２によって接触、離間が可能とされている。又、本実施例では、帯電ローラ２は、駆動手段としての駆動装置３３としてのモータに対して、ベルトとギアによって連結されている。これにより、本実施例では、帯電ローラ２は、駆動を受けることが可能である。
【００７３】
又、実施例１と同様に、帯電ローラ２が感光体１から離間した時に帯電ローラ２と接触するように、導電部材としての回転可能な導電性ローラ３１が配置されている。帯電ローラ２が感光体１から離間したときに、帯電ローラ２が導電性ローラ３１と接触した状態で、駆動装置３３が帯電ローラ２を駆動すると、導電性ローラ３１は帯電ローラ２に従動して回転する。尚、駆動装置３３の構成は、本実施例のものに限定されるものではなく、帯電ローラ２を駆動することができればよい。実施例１の場合と同様に、導電性ローラ３１が回転駆動され、帯電ローラ２は導電性ローラ３１に従動して回転する構成であってもよい。本実施例では、導電性ローラ３１は直に接地されている。
【００７４】
尚、帯電電源２４は、画像形成時には負極性の直流電圧を（交流電圧を重畳しながら）帯電ローラ２に印加している電源であり、本実施例では帯電ローラ２にのみ電圧を印加できるようになっている。
【００７５】
図１０は、本実施例における抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を実行するための概略制御態様を示すブロック図である。
【００７６】
本実施例における制御態様は、実施例１におけるものと概略同様であり、主に第１、第２のスイッチ３５、２６が設けられていないことが異なる。即ち、画像形成装置１００は、記憶媒体５３に記憶された各種プログラムに従って画像形成装置１００の全体を制御するＣＰＵ５１を有する。又、画像形成装置１００は、制御プログラムやエラー処理プログラムに従って画像形成装置１００を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶媒体５３を有する。本実施例における画像形成装置１００の動作は、全てこのプログラムによる動作である。記憶媒体５３には、後述するように帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２で検知された電流などを記録する抵抗波形記憶部５４がある。検知回路５２、記憶媒体５３、帯電電源２４、駆動装置３３、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂなどは、ＣＰＵ５１に制御可能なように接続されている。ＣＰＵ５１、検知回路５２、記憶媒体５３（抵抗波形記憶部５４を含む）などによって、抵抗調整モードにおける抵抗検知動作及び抵抗補正動作を制御する制御部５０が構成される。尚、便宜上、図４において帯電電源２４と検知回路５２は個別の制御ブロックとして示されているが、前述のように、本実施例では、帯電ローラ２と導電性ローラ３１との間に流れる電流を検知する検知回路５２は、帯電電源２４に内蔵されている。
【００７７】
図１１は、本実施例における、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作と、必要な場合に行う帯電ローラ２の周方向の電気抵抗を補正する抵抗補正動作とを含む抵抗調整モードの動作概略を示すフローチャートである。本実施例では、この抵抗調整モードは、非画像形成時に実行される。
【００７８】
非画像形成時において、ＣＰＵ５１は、抵抗調整モードを実行すべきか否か、即ち、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布（電気抵抗むら）を検知する必要があるタイミングになった否かを判断する（Ｓ２０１）。本実施例では、ＣＰＵ５１は、画像の出力枚数Ｎを記憶媒体５３内に記録しており、Ａ４換算で１０００枚の出力ごとに、抵抗調整モードの実行が必要と判断し、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布を検知する抵抗検知動作に入る。
【００７９】
尚、抵抗調整モードを実行するか否かの判断は、出力枚数以外にも、帯電時間（帯電ローラに対する電圧印加時間）に相関する任意のパラメータに基づいて行うことができる。例えば、該パラメータとしては、帯電時間、帯電ローラの回転数（回転時間）、感光体の回転数（回転時間）などが挙げられる。又、画像形成装置１００の起動時などの、任意のトリガーによって抵抗調整モードを実行するように設定することもできる。
【００８０】
Ｓ２０１において出力枚数Ｎが所定枚数に達していない場合には、このフローは終了し、画像形成装置１００はそのまま画像形成などに戻る。
【００８１】
Ｓ２０１において出力枚数Ｎが所定枚数（本実施例では１０００枚）に達した場合には、Ｓ２０２において、次のような動作が行われる。即ち、先ず、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２を離間機構３２によって感光体１から離間させる（Ｓ２０２）。次に、ＣＰＵ５１は、帯電電源２４から帯電ローラ２へ所定の電圧（本実施例では−２００Ｖ）を印加させる。又、ＣＰＵ５１は、駆動装置３３を動作させて帯電ローラ２を回転させる（本実施例では回転数は１５ｒｐｍ）。このとき、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知することで、帯電ローラ２の周方向の位置を検知する。そして、予め決められた周方向位置（基準位置）から一周における帯電ローラ２に対して流れる電流を、検知回路５２によって検知する（本実施例ではサンプリング周波数１ｋＨｚ）。
【００８２】
次に、ＣＰＵ５１は、取得した電流値と印加した電圧値から、帯電ローラ２の周方向における１周分の電気抵抗Ｒの分布に係る情報を算出する（Ｓ２０３）。算出された電気抵抗分布の一例は、図６に示す実施例１の場合のものと同様である。
【００８３】
ここで、検知した電気抵抗Ｒの変動の大小を表す指標（抵抗変動）ΔＲとして、本実施例では、最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎの差、即ち、
ΔＲ＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ
の値を考える。
【００８４】
ＣＰＵ５１は、抵抗変動ΔＲを算出し、算出した抵抗変動ΔＲと、予め決められた所定値（閾値）αとの大小関係を判断する（Ｓ２０４）。ここで、この所定値αは、出力された画像の画像むら（濃度むら）などの画像不良の観点から許容できる範囲の、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗変動の限界値である。
【００８５】
Ｓ２０４において抵抗変動ΔＲが所定値α以下である場合には、画像不良は発生しないため、抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る。具体的には、帯電ローラ２を再び感光体１に接触させ（Ｓ２０６）、更に出力枚数カウンタＮを０にして（Ｓ２０７）、画像形成などに戻る。
【００８６】
ここで、本実施例では、所定値αとしては、帯電ローラ２の１周期間の電気抵抗の平均値（平均抵抗値）Ｒａｖｅに対してその１割、即ち、
α＝０．１×Ｒａｖｅ
と設定した。本実施例では、回転数１５ｒｐｍ、印加電圧２００Ｖ、押圧力１ｋｇ重の条件の下で、帯電ローラ２の平均抵抗値Ｒａｖｅは５．４×１０5Ωであった。この場合には、所定値αは５．４×１０4Ωである。但し、帯電ローラ２の性質やその他画像制御の仕様などによって、この所定値（閾値）は変動する。従って、それらの条件に合わせて、所定値αは適宜設定することができる。
【００８７】
Ｓ２０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらが大きいことを表している。従って、この場合には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを補正する抵抗補正動作を実行する（Ｓ２０５）。
【００８８】
ここで、本実施例における抵抗補正動作について説明する。
【００８９】
図１２は、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布の検知結果から算出された、帯電ローラ２に印加する抵抗補正バイアスの波形の一例である。尚、図１２では、縦軸の上の値ほど正の小さい値である。
【００９０】
本実施例では、ＣＰＵ５１は、導電性ローラ３１に印加する抵抗補正バイアスの波形を求めるにあたり、帯電ローラ２の周方向の帯電抵抗分布のグラフ形状は変えずに、振幅のみを拡大、縮小した波形を用意する。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が大きい方向に最も触れていた位置（Ｒｍａｘとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに帯電ローラに＋２００Ｖの電圧を印加するようにする。又、ＣＰＵ５１は、帯電ローラ２上で電気抵抗が小さい方向に最も触れていた位置（Ｒｍｉｎとなる周方向位置）に対しては、当該位置が導電性ローラ３１と接触しているときに帯電ローラ２に＋１０００Ｖの電圧を印加するようにする。
【００９１】
そして、ＣＰＵ５１は、この波形に基づき、帯電電源２４に指示を出し、帯電ローラ２に取り付けられた回転方向の位置認識タグ３７Ｃを位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって検知しながら、帯電ローラ２に電圧を印加する。そのため、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗分布に応じて、画像形成時（感光体を帯電させるとき）に帯電ローラ２に流れる電流とは逆方向の電流を帯電ローラ２に流すことができる。これにより、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらを軽減することが可能となる。
【００９２】
尚、本実施例では、Ｓ２０５において、帯電ローラ２の回転数は１５ｒｐｍであり、抵抗補正バイアスを１分間印加して抵抗補正動作を終える。但し、抵抗補正動作における印加電圧、回転数、回転時間などは、帯電ローラ２の性質などによって適宜決定することができる。
【００９３】
又、抵抗補正バイアスの印加パターンの決定方法は、本実施例のものに限定されるものではない。帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらにおける電気抵抗の大小に合わせて、その電気抵抗むらを抑えるような電圧分布の抵抗補正バイアスを、位置検知センサ３７Ａ、３７Ｂによって帯電ローラ２の表面位置を合わせながら帯電ローラ２に印加すればよい。
【００９４】
ＣＰＵ５１は、Ｓ２０５において抵抗補正動作を終えた後、Ｓ２０３に戻って、上述と同様にして帯電ローラ２の電気抵抗分布の検知を行う。次に、Ｓ２０４において、上述と同様に抵抗変動ΔＲと所定値αとを比較し、前回の抵抗補正動作により抵抗変動ΔＲの値が所定値α以下になっている場合には、上述と同様にして抵抗調整モードを終了して画像形成などに戻る（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。一方、Ｓ２０４において抵抗変動ΔＲが所定値αより大きい状態であれば、再び上述と同様の抵抗補正動作を繰り返す（Ｓ２０５）。
【００９５】
以上、本実施例の制御によっても、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗むらによる画像むらなどの画像不良を抑制し、良質な画像を形成することが可能となる。又、本実施例によれば、回路の単純化や制御時間の短縮が可能となる。
【００９６】
その他
本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００９７】
例えば、上述の実施例では、帯電電源が、抵抗検知動作及び抵抗補正動作時に電圧を印加するものとして説明した。しかし、帯電電源と、抵抗検知動作及び抵抗補正動作時に電圧を印加する電源とが別個の電源とされていてもよい。この場合も、上述の開示に従って適宜スイッチなどを設けて回路を構成すればよいことは、当業者にとって自明である。
【００９８】
又、上述の実施例では、抵抗検知動作において電圧を印加する電源と、抵抗補正動作時に電圧を印加する電源とが同じ（上述の実施例ではいずれも帯電電源）であるものとして説明した。しかし、所望により、抵抗検知動作において電圧を印加する電源と、抵抗補正動作時に電圧を印加する電源とが異なっていてもよい。この場合も、上述の開示に従って適宜スイッチなどを設けて回路を構成すればよいことは、当業者にとって自明である。
【００９９】
又、上述の実施例では、帯電方式として、帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加して感光体を帯電させるＡＣ帯電方式を採用するものとして説明した。しかし、これに限定されるものではなく、帯電方式として、帯電ローラに直流電圧のみを印加して感光体を帯電させるＤＣ帯電方式を採用する場合にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ 感光体
２ 帯電ローラ
２４ 帯電電源
３１ 導電性ローラ
３２ 離間機構
３３ 駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
電圧が印加されることで前記感光体を帯電させる回転可能なローラ状の帯電部材と、
前記帯電部材と離接可能に配置された導電部材と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する電界形成手段と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材を回転させる駆動手段と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で所定の電圧を印加することにより前記帯電部材と前記導電部材との間に流れる電流値の検知結果、又は前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に所定の電流を流すことにより発生する電圧値の検知結果と、前記電流値又は前記電圧値が検知される際に前記導電部材と接触している前記帯電部材の周方向の位置の検知結果とから、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて前記帯電部材の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させる抵抗補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電界形成手段は、前記電流値又は前記電圧値の検知のための電源を兼ね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３】
前記抵抗補正手段は、前記電界形成手段により、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に流れる電流とは逆方向の電流が前記帯電部材に流れるように、前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記抵抗補正手段は、前記帯電部材の周方向において電気抵抗がより大きい位置に対しては、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に流れる電流とは逆方向のより大きな電流が前記帯電部材に流れるように前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させ、前記帯電部材の周方向において電気抵抗がより小さい位置に対しては、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に流れる電流とは逆方向のより小さな電流が前記帯電部材に流れるように前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電界形成手段は、前記調整された電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する際に、前記導電部材に、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に印加される電圧と同極性の直流電圧を印加することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電界形成手段は、前記調整された電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する際に、前記帯電部材に、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に印加される電圧と逆極性の直流電圧を印加することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電界形成手段は、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に電圧を印加する電源を兼ねることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
感光体と、
電圧が印加されることで前記感光体を帯電させる回転可能なローラ状の帯電部材と、
前記帯電部材と離接可能に配置された導電部材と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する電界形成手段と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触した状態で前記帯電部材を回転させる駆動手段と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で所定の電圧を印加することにより前記帯電部材と前記導電部材との間に流れる電流値の検知結果、又は前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で前記帯電部材と前記導電部材との間に所定の電流を流すことにより発生する電圧値の検知結果と、前記電流値又は前記電圧値が検知される際に前記導電部材と接触している前記帯電部材の周方向の位置の検知結果とから、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報を検知する電気抵抗分布検知手段と、
前記帯電部材が前記導電部材に接触しながら回転している状態で、前記帯電部材の周方向の電気抵抗分布に係る情報の検知結果に応じて前記帯電部材の周方向の位置に対して調整された電流が流れるように、前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させる抵抗補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電界形成手段は、前記電流値又は前記電圧値の検知のための電源を兼ね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３】
前記抵抗補正手段は、前記電界形成手段により、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に流れる電流とは逆方向の電流が前記帯電部材に流れるように、前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記抵抗補正手段は、前記帯電部材の周方向において電気抵抗がより大きい位置に対しては、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に流れる電流とは逆方向のより大きな電流が前記帯電部材に流れるように前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させ、前記帯電部材の周方向において電気抵抗がより小さい位置に対しては、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に流れる電流とは逆方向のより小さな電流が前記帯電部材に流れるように前記電界形成手段により前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電界形成手段は、前記調整された電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する際に、前記導電部材に、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に印加される電圧と同極性の直流電圧を印加することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電界形成手段は、前記調整された電流が流れるように前記帯電部材と前記導電部材との間に電界を形成する際に、前記帯電部材に、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に印加される電圧と逆極性の直流電圧を印加することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電界形成手段は、前記感光体を帯電させる際に前記帯電部材に電圧を印加する電源を兼ねることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−２４９４０（Ｐ２０１３−２４９４０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７０５１（Ｐ２０１１−１５７０５１）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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