(57)【要約】【課題】微分演算を用いずに精度良く放電電流の値を導出する。【解決手段】帯電部材は、像担持体に当接するように配置され、像担持体を帯電させる。電圧印加手段は、帯電部材に交流電圧を印加する。電流検出手段は、帯電部材に交流電圧を印加することで帯電部材に流れる交流電流の値を検出する。積分手段は、電流検出手段で検出された交流電流の値を所定の積分期間にわたり積分する。電圧指令値制御手段は、積分手段の積分値が目標値に近づくよう電圧指令値を生成し、電圧指令値を電圧印加手段に出力する。【選択図】図１
2010102262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置された帯電部材と、
前記帯電部材に交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記帯電部材に前記交流電圧を印加することで前記帯電部材に流れる交流電流の値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された交流電流の値を所定の積分期間にわたり積分する積分手段と、
前記交流電流の積分値が目標値に近づくよう電圧指令値を生成し、該電圧指令値を前記電圧印加手段に出力する電圧指令値制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記積分期間は、前記帯電部材と前記像担持体とによって形成される容量性負荷に流れる電流についての積分値が０となるように、決定された期間であ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】
前記積分期間の長さは、前記交流電圧の波形である正弦波の１／２周期であ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４】
前記交流電流がゼロクロスとなるタイミングから９０°位相が進んだタイミングを積分開始タイミングとし、前記交流電流がゼロクロスとなるタイミングから２７０°位相が進んだタイミングを積分終了タイミングとして決定するタイミング決定手段をさらに備えた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】
前記帯電部材と前記像担持体との間に放電が発生しないような電圧指令値を前記電圧印加手段に設定する設定手段と、
前記設定手段によって前記電圧指令値が設定されたときに得られる前記交流電流の積分値が０となるように、前記積分期間を調整する調整手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、前記像担持体に当接するように配置された帯電部材と前記帯電部材に交流電圧を印加する電圧印加手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記帯電部材に前記交流電圧を印加することで前記帯電部材に流れる交流電流の値を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程で検出された交流電流の値を所定の積分期間にわたり積分する積分工程と、
前記交流電流の積分値が目標値に近づくよう電圧指令値を生成し、該電圧指令値を前記電圧印加手段に出力する電圧指令値制御工程と
を備えたことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の画像形成装置における帯電電圧の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、一般に、トナー像の転写を促進するために、転写ローラや感光ドラムを帯電させる帯電装置を備えている。帯電装置の帯電方式としては、近年、接触帯電方式が主流になりつつある。接触帯電方式は、伝統的な非接触帯電方式と比較し、プロセスの低電圧化、オゾン発生量の低減、コストの低減などの観点で有利だからである。
【０００３】
接触帯電方式では、一般に、電圧を印加した帯電ローラを感光ドラムの表面に当接させることで、感光ドラムの表面を一様に帯電させる。帯電ローラに対する印加電圧は直流電圧のみでも良いが、直流電圧に加えて交流電圧を印加してもよい。交流電圧は、プラス側、マイナス側への放電を交互に発生させるため、帯電を均一にできるからである。
【０００４】
帯電ローラに正弦波の交流電圧を印加すると、帯電ローラには、抵抗負荷電流と、容量性負荷電流と、放電電流とが流れる。抵抗負荷電流は、帯電ローラと感光ドラム間の抵抗性負荷に流れる電流である。容量性負荷電流は、帯電ローラと感光ドラム間の容量性負荷に流れる電流である。放電電流は、帯電ローラと感光ドラム間に発生した放電現象に起因した電流である。
【０００５】
ところで、安定した帯電を得るためには、放電電流の値を所定値以上にすると良いことが経験的にわかっている。ただし、放電電流が多すぎれば、感光ドラムの劣化が進みやすくなる。また、放電生成物によってトナー像が乱れるおそれもある。よって、放電電流の適正値をいかに精度良く設定するかが重要である。
【０００６】
放電電流の値は、帯電ローラへの印加電圧によって制御できる。ただし、放電電流の値と、帯電ローラへの印加電圧との関係は常に一定というわけではない。この関係は、感光ドラムの感光体層や誘電体層の膜厚、帯電部材や空気の環境変動等により変化するからである。例えば、高温高湿環境下では帯電ローラの抵抗値が低くなり、逆に、低温低湿環境下では帯電ローラの抵抗値が高くなってしまうため、一定の放電電流を得るための印加電圧は異なる。また、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値の変動、耐久による感光ドラムの静電容量の変動、画像形成装置本体の高圧発生装置の特性ばらつきなどでも、放電電流の値の変化が発生する。
【０００７】
このような放電電流の量の変化を抑制するために、「放電電流制御方式」が提案されている。放電電流制御方式では、帯電部材に流れる交流電流値を検出し、検出した交流電流値に応じて帯電部材に印加する交流電圧を調整する。ただし、放電現象が発生しないＶｈ未満の電圧レベルと、放電現象が発生するＶｈ以上の電圧レベルとのそれぞれにおいて少なくとも２点以上で交流電流値を電流検出手段で検出する必要がある。Ｖｈを放電開始電圧と呼ぶことにする。
【０００８】
図１０は、帯電部材に印加される帯電交流電圧と帯電部材に流れる帯電交流電流との関係を示した図である。横軸が、帯電交流電圧値を示し、縦軸が帯電交流電流値を示している。図１０においてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、交流電流の検出ポイントを示している。交流電圧がＶｈ以上になると、交流電圧に応じた放電電流量Ｉｓが発生する。例えば、交流電圧としてＶ＿ｔａｒを印加すると、交流電流値はＩ＿ｔａｒとなり、そのうちＩｓ＿ｔａｒが放電電流に相当する。このように、帯電交流電圧と帯電交流電流との関係は一定でないため、放電開始電圧Ｖｈの前後でそれぞれ特性を測定する必要がある。
【０００９】
例えば、Ｖｈ未満の電圧ではＡ，Ｂの２点をサンプルする。これにより、放電電流が発生しない領域の交流電圧Ｖと交流電流Ｉの特性が測定される。Ｖｈ以上の電圧ではＣ，Ｄの２点をサンプルする。これにより、放電電流が発生する領域におけるＶとＩの特性が測定される。なお、図中のＶｄは、Ｄ点の交流電圧値を示し、ＩｄはＤ点の交流電圧値を示している。
【００１０】
このような方法で得られた２つの特性から放電電流を所定レベルＩｓ＿ｔａｒとするための交流電圧Ｖ＿ｔａｒ（交流電流Ｉ＿ｔａｒ）のレベルを算出し、これを目標値として制御することで、放電電流の値の変動を抑制できるようになる。
【００１１】
しかしながら、従来の放電電流制御方式では、下記のような問題があった。
【００１２】
（１）電流検出回路が検出した検出値に誤差が含まれていると、放電電流の制御精度が大きく悪化してしまう。上述したＡ点，Ｂ点とＣ点，Ｄ点とでは電流のレベルの差が大きいため、検出値に誤差が生じると、放電電流の算出値にも大きな誤差が発生する。
【００１３】
（２）連続プリント動作の前後で放電電流の値が変化してしまう。プリントを連続で実行すると、感光ドラムの周辺で温度上昇が発生する。よって、帯電ローラへの印加電圧と放電電流の関係も変化し、放電電流の値が変動してしまう。
【００１４】
（３）作像時出力（例：Ｖ＿ｔａｒ、Ｉ＿ｔａｒ）よりも大きな調整時出力（Ｖｄ、Ｉｄ）を出力できることが高圧電源に求められる。よって、高圧電源のコスト、サイズアップを招いてしまう。
【００１５】
これらの問題を解決する手法が、特許文献１及び特許文献２に記載されている。特許文献１では、放電現象による出力電圧降下を微分することにより得られる、放電が発生しないときの振幅と、放電が実際に発生したときの振幅との差分を、放電電流の値として算出している。特許文献２では、電圧波形を微分することで、放電しなかったときの電流波形を模擬的に作り、この模擬的な電流波形と実電流波形との差分から放電電流の値を算出している。
【特許文献１】特開２００４−１５７５０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したように、特許文献１及び特許文献２では、印加される交流電圧の微分値を算出することで、放電電流の値を導出している。しかし、微分演算は、ノイズや、理論波形からのバラツキに対して安定性が低くなりやすい。
【００１７】
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、本発明は、微分演算を用いずに精度良く放電電流の値を導出することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の画像形成装置は、例えば、像担持体、帯電部材、電圧印加手段、電流検出手段、積分手段及び電圧指令値制御手段を備える。帯電部材は、像担持体に当接するように配置され、像担持体を帯電させる。電圧印加手段は、帯電部材に交流電圧を印加する。電流検出手段は、帯電部材に交流電圧を印加することで帯電部材に流れる交流電流の値を検出する。積分手段は、電流検出手段で検出された交流電流の値を所定の積分期間にわたり積分する。電圧指令値制御手段は、積分手段の積分値が目標値に近づくよう電圧指令値を生成し、電圧指令値を電圧印加手段に出力する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、微分演算を用いずに精度良く放電電流の値を導出できる。そのため、像担持体をより均一に帯電させることが可能となり、長期間にわたり高画質及び高品質を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における帯電装置を示すブロック図である。演算装置１０１は、例えば、ＣＰＵやＤＳＰ等のデジタル演算器である。演算装置１０１から出力された電圧指令値Ｖ＿ｔａｒは、ＤＡ変換器１０２を通してアナログ信号Ｖ＿ｔａｒ’に変換される。電圧指令値を示すアナログ信号Ｖ＿ｔａｒ’は、高圧電源ユニットの交流電圧印加回路１０３に入力される。
【００２２】
交流電圧印加回路１０３は、信号増幅器１０４とローパスフィルタ１０５などを備えている。交流電圧印加回路１０３は、帯電部材に交流電圧を印加する電圧印加手段の一例である。信号増幅器１０４は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びオペアンプＯＰ１を備え、入力されたアナログ信号を増幅する。増幅されたアナログ信号は抵抗Ｒ４を通過する。さらに、アナログ信号は、演算装置１０１から出力された正弦波ＰＷＭ信号（例：搬送波１ｋＨｚ、変調波５０ｋＨｚ）に応じて抵抗内蔵トランジスタＱ１によりにチョッピングされる。これにより、アナログ信号は矩形波に変換される。このように、抵抗内蔵トランジスタＱ１などは、矩形波変換部として機能する。その後、アナログ信号は、コンデンサＣ１により交流成分が抽出される。すなわち、直流成分は除去される。抽出された交流成分は、ローパスフィルタ１０５の抵抗Ｒ５に入力される。
【００２３】
ローパスフィルタ１０５は、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、コンデンサＣ２、Ｃ３、及び、オペアンプＯＰ２を備えている。ローパスフィルタ１０５は、抵抗Ｒ５へ入力された入力信号のうち、正弦波ＰＷＭ信号に基づく矩形波の基本波を通過させる。すなわち、ローパスフィルタ１０５のカットオフ周波数は、高調波を遮断するように設定されている。なお、図中のＶｃｃは交流信号を正の電圧にオフセットさせるための直流電源電圧である。
【００２４】
ローパスフィルタ１０５から出力された交流成分は、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、コンデンサＣ４、Ｃ５を介して高圧トランスＴ１の１次巻線（例：巻き数比は１２０）。高圧トランスＴ１の２次巻線より制限抵抗Ｒ１６を通して出力される交流電圧Ｖは、電圧指令値に応じて可変（例：０Ｖから１２５０Ｖの振幅で可変）となる。交流電圧Ｖは、直流電圧印加部１０６が出力する直流電圧Ｖｄｃに重畳され、帯電ローラ１０７に印加される。ここで、印加される電圧は帯電交流電圧と呼ばれるが、以下では、交流電圧と呼ぶことにする。帯電ローラ１０７は、帯電部材の一例であり、帯電ブレードや帯電ブラシなど、他の形状であってもよい。また、帯電ローラ１０７は、感光ドラム１０８に当接するように配置されている。
【００２５】
交流電圧Ｖが増加して放電開始電圧（放電開始しきい値）Ｖｈに達するたび、帯電ローラ１０７と感光ドラム１０８間で放電現象が発生する。これにより、感光ドラム１０８の表面電位は直流電圧Ｖｄｃとなる。このようにして、感光ドラム１０８の表面が均一に帯電する。感光ドラム１０８は、像担持体の一例である。
【００２６】
交流電流検知回路１０９は、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、コンデンサＣ６、Ｃ７、及び、オペアンプＯＰ３を備えている。交流電流検知回路１０９は、帯電部材に交流電圧を印加することで帯電部材に流れる交流電流の値を検出する電流検出手段の一例である。コンデンサＣ６は直流成分を遮断して交流成分のみを通過させる。高圧トランスＴ１に流れる交流電流は、抵抗Ｒ１２によって電圧に変換される。この電圧は、コンデンサＣ７、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、及び、オペアンプＯＰ３を介して、電流値電圧Ｉｓｎｓ’として検知される。電流値電圧は、交流電流の電流値を示す電圧のことであり、電圧の振幅が電流値に対応している。帯電ローラ１０７及び感光ドラム１０８が形成する負荷インピーダンスと比較し、コンデンサＣ７、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５のインピーダンスは、十分に大きくなるように設計されている。
【００２７】
検知された電流値電圧Ｉｓｎｓ’はアナログ信号であるため、ＡＤ変換器１１０によってデジタル信号（電流値電圧Ｉｓｎｓ）に変換される。電流値電圧Ｉｓｎｓは、演算装置１０１に入力される。ＡＤ変換器１１０のサンプリング周波数は、電流値電圧Ｉｓｎｓ’の周波数に対して十分速いものとする（例：２００ｋＨｚ）。
【００２８】
演算装置１０１は、波形パルス発生部１１１と、積分演算部１１２と、電圧指令値制御部１１３とを備えている。波形パルス発生部１１１は、正弦波ＰＷＭ信号を抵抗内蔵トランジスタＱ１に出力する。積分演算部１１２は、検知された電流値電圧Ｉｓｎｓを積分する。積分演算部１１２は、電流検出手段で検出された交流電流の値を所定の積分期間にわたり積分する積分手段の一例である。電圧指令値制御部１１３は、積分結果に基づいて電圧指令値Ｖ＿ｔａｒを生成し、ＤＡ変換器１０２へ出力する。電圧指令値制御部１１３は、積分手段の積分値が目標値に近づくよう電圧指令値を生成し、電圧指令値を電圧印加手段に出力する電圧指令値制御手段の一例である。
【００２９】
図２は、第１の実施の形態における放電電流の検出及び制御を示すフローチャートである。ステップＳ２０１で、波形パルス発生部１１１は、正弦波をパルス幅変調（ＰＷＭ）して生成した矩形波（正弦波ＰＷＭ信号）を抵抗内蔵トランジスタＱ１に出力する。
【００３０】
ステップＳ２０２で、積分演算部１１２は、積分期間の長さ（時間幅）を決定する。例えば、積分演算部１１２は、積分期間の時間幅として、正弦波ＰＷＭ信号の１／２周期に相当する時間幅を算出する。なお、積分期間の長さを固定とする場合は、ステップＳ２０２を省略できる。
【００３１】
ステップＳ２０３で、積分演算部１１２は、積分開始タイミングと積分終了タイミングとを決定する。積分演算部１１２は、検知された帯電交流電流がゼロクロスとなった時刻から位相が９０°進んだ時点を、電流値電圧Ｉｓｎｓの積分開始タイミングに決定する。例えば、正弦波の周波数が１ｋＨｚであれば、ゼロクロスの時刻から０．２５ｍｓが経過した時刻が、積分開始タイミングとなる。なお、９０°は、１／４周期の時間幅に相当する。なお、正弦波ＰＷＭ信号と帯電交流電流との位相差は９０°である。よって、正弦波ＰＷＭ信号がゼロクロスとなった時刻は積分開始タイミングに一致する。
【００３２】
一方、積分演算部１１２は、帯電交流電流がゼロクロスになった時刻から位相が２７０°進んだ時刻（例：０．７５ｍｓ後）を積分終了タイミングとして決定する。なお、帯電交流電流がゼロクロスとなった時刻から位相が９０°進んだ時点と位相が２７０°進んだ時点との間の期間は、正弦波ＰＷＭ信号の１／２周期に相当する時間幅となる。演算装置１０１は、正弦波ＰＷＭ信号（帯電交流電圧）や電流値電圧（帯電交流電流）の波形を監視し、とりわけゼロクロスとなったか否かを監視する。そして、演算装置１０１は、ゼロクロスを検出すると、タイマーにより積分開始タイミングの到来を待つ。積分開始タイミングが到来すると、ステップＳ２０４に進む。このように、演算装置１０１は、交流電流がゼロクロスとなるタイミングを積分開始タイミングとして決定するタイミング決定手段の一例である。
【００３３】
ステップＳ２０４で、積分演算部１１２は、ＡＤ変換器１１０から入力された電流値電圧Ｉｓｎｓを積分する。演算装置１０１は、積分終了タイミングが到来するのを待ち、積分終了タイミングが到来すると積分演算部１１２の積分処理を停止させる。このように、積分演算部１１２は、交流電流がゼロクロスとなるタイミングから２７０°位相が進んだタイミングを積分終了タイミングとして決定するタイミング決定手段の一例である。積分演算部１１２は、積分結果（放電電流量Ｉｓ）を電圧指令値制御部１１３に出力する。
【００３４】
ステップＳ２０５で、電圧指令値制御部１１３、放電電流量Ｉｓと目標放電電流量Ｉｓ＿ｔａｒとを比較し、放電電流量Ｉｓが目標放電電流量Ｉｓ＿ｔａｒに近づくような電圧指令値Ｖ＿ｔａｒを生成し、ＤＡ変換器１０２へ出力する。
【００３５】
図３、図４は、放電電流量算出の概念を示した図である。上段は、帯電ローラに印加される交流電圧Ｖを示している。中段は、帯電ローラに流れる交流電流Ｉを示している。下段は、放電電流量Ｉｓを示している。なお、いずれの横軸も時間を示している。
【００３６】
交流電圧印加回路１０３からみた帯電ローラ１０７と感光ドラム１０８との負荷については、容量性負荷が支配的である。したがって、印加する交流電圧Ｖの位相に対し、交流電流Ｉの位相は９０°進んでいる。また、交流電圧Ｖが正弦波であるため、交流電流Ｉも正弦波となる。
【００３７】
図４が示すように、帯電ローラ１０７と感光ドラム１０８との間に印加される交流電圧Ｖが増加して放電開始電圧（放電開始しきい値）Ｖｈを超えると、放電現象が発生する。よって、交流電圧の位相について０°の近傍と１８０°の近傍で、交流電圧の振幅に応じた時間にわたり放電が発生する。放電が発生すると、交流電流Ｉは、放電電流量Ｉｓの分だけ増加する。例えば、図４において、交流電流Ｉは、点線部が示す値から実線部が示す値へと増加している。
【００３８】
図４からわかるように、交流電圧Ｖの位相について０°の近傍と１８０°の近傍では、振幅の大きさに関わらず、放電しない領域が存在する。そのため、交流電流Ｉを９０°から２７０°まで積分すると、容量性負荷に流れる電流が相殺されることになる。すなわち、容量性負荷電流の積分値は０Ａ・ｓとなる。
【００３９】
このように、積分期間の長さを交流電圧波形（正弦波）１／２周期とする。すなわち、積分演算部１１２は、交流電流Ｉを９０°から２７０°まで積分することで、一回分の放電電流量Ｉｓを導出できる。なお、演算装置１０１は、帯電部材と像担持体とによって形成される容量性負荷に流れる電流についての積分値が０となるように積分期間を決定する積分期間決定手段の一例である。
【００４０】
電圧指令値制御部１１３は、放電電流量Ｉｓの絶対値を算出する。さらに、電圧指令値制御部１１３は、放電１０回分の放電電流量Ｉｓの絶対値について平均値Ｉｓ＿ａｖｅを算出する。なお、電圧指令値制御部１１３は、絶対値を取る代わりに、負から正へのゼロクロス時または正から負へのゼロクロス時のうち、いずれか一方のみの積分期間に対する放電電流量Ｉｓから平均値を算出してもよい。電圧指令値制御部１１３は、不図示の上位演算装置から入力される目標放電電流量Ｉｓ＿ｔａｒと放電電流量平均値Ｉｓ＿ａｖｅとの差分が０に近づくように、電圧指令値Ｖ＿ｔａｒを生成し、ＤＡ変換器１０２へ出力する。これにより、フィードバック制御が実現される。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、微分演算を用いずに精度良く放電電流の値を導出できる。その結果、環境条件や製造による帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、定量の放電を高精度で生じさせることが可能となる。これにより、均一な帯電が実現されるため、像担持体の劣化、トナー融着、画像不良等の問題を軽減できるだろう。また、本発明では、プリント中に放電電流の値を微調整できるため、連続プリント中においてもプリント速度を維持できよう。また、帯電部材の汚れや環境変動にかかわらず、均一な帯電を実現できる。これにより、長期間にわたり高画質及び高品質を維持することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、作像シーケンス中に放電電流量を検知して放電電流量を制御できる。よって、作像シーケンスとは別に帯電交流電圧（交流電圧）の調整期間を特別に確保する必要がない。また、高圧基板の出力範囲を実使用域に合わせて設計できるため、コストダウンが図れる。
【００４３】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態においては、交流電流の積分期間を電流波形の位相により制御していた。これに対し、第２の実施の形態は、作像シーケンスに加え、調整シーケンスを備える。この調整シーケンスでは、未放電領域での電流積分値が０となるように積分期間が調整される。
【００４４】
図５は、第２の実施の形態における帯電装置を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の参照符号を付与することで説明を簡潔にする。第１の実施の形態と異なる構成要素は、積分期間調整部５０１である。積分期間調整部５０１は、交流電流Ｉｓｎｓの積分期間を調整する。
【００４５】
図６は、第２の実施の形態における放電電流の検出及び制御を示すフローチャートである。ステップＳ６０１で、電圧指令値制御部１１３は、積分演算部１１２が出力する積分結果によらず、固定の電圧指令値Ｖｃ＿ｔａｒを出力する。この電圧指令値Ｖｃ＿ｔａｒは、例えば、予め想定された種々の環境や部材のばらつきにおいても放電現象が発生しないことが事前に確認された電圧値である。このように、電圧指令値制御部１１３は、帯電部材と像担持体との間に放電が発生しないような電圧指令値を電圧印加手段に設定する設定手段の一例である。
【００４６】
ステップＳ６０２で、波形パルス発生部１１１は、正弦波ＰＷＭ信号の出力を開始する。ステップＳ６０３で、積分期間調整部５０１は、正弦波ＰＷＭ信号の１／４周期に相当する時間幅を算出する。
【００４７】
ステップＳ６０４で、積分期間調整部５０１は、積分開始タイミングと積分終了タイミングを決定する。積分開始タイミングと積分終了タイミングの決定方法は、第１の実施の形態で説明した通りである。すなわち、ゼロクロスから９０°位相が進んだ時刻が積分開始タイミングである。また、ゼロクロスから２７０°位相が進んだ時刻が積分終了タイミングである。
【００４８】
ステップＳ６０５で、積分演算部１１２は、電流値電圧Ｉｓｎｓについて積分開始タイミングから積分終了開始タイミングまで積分することで、放電電流量Ｉｓを算出する。理想的には、積分値である放電電流量Ｉｓは０となるが、実際には０とならない。
【００４９】
図７は、積分期間と放電電流量算出の概念を示した図である。図７が示すように、負荷電流にひずみ（実線）が発生すると、放電電流量（積分値）に誤差が生じる。
【００５０】
ステップＳ６０６で、積分期間調整部５０１は、積分値Ｉｓ＿ｅｒｒについて、以下の条件式が成立するか否かを判定する。
｜Ｉｓ＿ｅｒｒ｜＜α
αは、放電電流量調整定数であり、目標とする放電電流量Ｉｓ＿ｔａｒに対して誤差として許容できる十分小さい値を用いる。なお、図７において、｜Ｉｓ＿ｅｒｒ｜＜αは、積分期間において斜線部面積と横線部面積の差がα以下であることを意味する。
【００５１】
条件式が成立しなければ、ステップＳ６０７に進む。ステップＳ６０７で、積分期間調整部５０１は、積分開始タイミング及び積分終了タイミングを所定の調整量だけずらす。その後、ステップＳ６０４に戻る。
【００５２】
一方、ステップＳ６０６で、条件式が成立すると、積分期間調整部５０１は、そのときときの積分開始タイミング及び積分終了タイミングを作像時に使用すべきタイミングとして決定する。このようにして調整積分期間が確定する。図７からわかるように、調整積分期間の積分開始タイミング及び積分終了タイミングは、理想的な積分期間の積分開始タイミング及び積分終了タイミングからそれぞれオフセットされる。
【００５３】
なお、所定の調整量は、例えば、次のように決定する。｜Ｉｓ＿ｅｒｒ｜＞αであれば、積分期間調整部５０１は、検知した積分値のうち、正から負へのゼロクロス時のみの積分期間に対応する積分値の１０回平均値を算出する。この平均値が正であれば、積分期間調整部５０１は、積分開始タイミングと積分終了タイミングを早める方向にシフトする。逆に平均値が負であれば、積分期間調整部５０１は、積分開始タイミングと積分終了タイミングを遅らせる方向にシフトする。このように、積分期間調整部５０１は、設定手段によって電圧指令値が設定されたときに得られる交流電流の積分値が０となるように、積分期間を調整する調整手段の一例である。
【００５４】
作像シーケンスが開始されると、積分期間調整部５０１は、調整シーケンスにおいて確定された調整積分期間を用いて、第１の実施の形態同様の帯電制御を実行する（図２）。
【００５５】
図８は、調整積分期間と放電電流量算出の概念を示した図である。図４と比較するとわかるように、図８ではひずみによって交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの位相がずれていても、積分期間が調整される。そのため、未放電領域での電流積分値が０となり、放電電流量の誤差を低減できるようになる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態では、交流電流にひずみが生じるような環境においても、放電電流量を精度良く検知して制御できる。
【００５７】
図９は、本発明の帯電装置を適用した画像形成装置の一例を示す図である。画像形成装置９００は、４つの画像形成ステーションを併置した多色画像形成装置である。なお、本発明は、単色画像形成装置にも適用できる。
【００５８】
感光体１ａ〜１ｄは像担持体であり、上述した感光ドラム１０８に相当する。帯電装置２ａ〜２ｄは、対応する感光体の表面を一様に帯電させる。帯電装置２ａ〜２ｄは、上述した帯電ローラ１０７を備えている。
【００５９】
露光装置３ａ〜３ｄは、画像信号に応じて対応する感光ドラムの表面を露光し、静電潜像を形成する。現像装置４ａ〜４ｄは、それぞれ異なる色のトナーを使用して、対応する静電潜像を現像し、トナー像を形成する。１次転写装置５３ａ〜５３ｄは、感光体上のトナー像を中間転写ベルト５１へ転写する。この段階で、それぞれ色の異なるトナー像が重畳された多色のトナー像となる。２次転写装置５６は、多色のトナー像を中間転写ベルト（中間転写体）から記録媒体Ｐへと２次転写する。定着装置７は、記録媒体Ｐとトナー像を加圧及び加熱することで、トナー像を記録媒体Ｐ上に定着させる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施の形態における帯電装置を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における放電電流の検出及び制御を示すフローチャートである。
【図３】放電電流量算出の概念を示した図である。
【図４】放電電流量算出の概念を示した図である。
【図５】第２の実施の形態における帯電装置を示すブロック図である。
【図６】第２の実施の形態における放電電流の検出及び制御を示すフローチャートである。
【図７】積分期間と放電電流量算出の概念を示した図である。
【図８】調整積分期間と放電電流量算出の概念を示した図である。
【図９】本発明の帯電装置を適用した画像形成装置の一例を示す図である。
【図１０】帯電部材に印加される帯電交流電圧と帯電部材に流れる帯電交流電流との関係を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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