(57)【要約】【課題】画像形成装置の画像上に生じる帯電ローラ周期の濃度変動を抑制する。【解決手段】像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとを有するプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを用いた画像形成装置であって、帯電装置に配置され、画像形成動作時に像担持体とともに回転し、像担持体の表面を帯電させる帯電ローラ３ａなどのローラ状の帯電部材と、帯電部材における像担持体の回転方向の下流側に配置され、帯電部材によって帯電処理がなされた像担持体の表面の帯電電位を検知する電位センサ１８と、帯電部材を加熱可能に配置され、電位センサにより検知された帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、帯電部材を加熱する加熱装置２０とを備える。【選択図】図２
2016130830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置と、を有するプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、
前記帯電装置に配置され、画像形成動作時に前記像担持体とともに回転し、前記像担持体の表面を帯電させるローラ状の帯電部材と、
前記帯電部材における前記像担持体の回転方向の下流側に配置され、前記帯電部材によって帯電処理がなされた前記像担持体の表面の帯電電位を検知する帯電電位検知手段と、
前記帯電部材を加熱可能に配置され、前記帯電電位検知手段により検知された前記帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、前記帯電部材を加熱する加熱装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置と、を有するプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、
前記帯電装置に配置され、画像形成動作時に前記像担持体とともに回転し、前記像担持体の表面を帯電させるローラ状の帯電部材と、
前記帯電部材における前記像担持体の回転方向の下流側に配置され、前記帯電部材によって帯電処理がなされた前記像担持体の表面の帯電電位を検知する帯電電位検知手段と、
前記帯電電位検知手段により検知された前記帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、前記帯電部材近傍に送気する動作を停止する送気装置及び前記帯電部材近傍を吸気する動作を停止する吸気装置のうちの少なくとも一方の装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置と、を有するプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、
前記帯電装置に配置され、画像形成動作時に前記像担持体とともに回転し、前記像担持体の表面を帯電させるローラ状の帯電部材と、
前記帯電部材における前記像担持体の回転方向の下流側に配置され、前記帯電部材によって帯電処理がなされた前記像担持体の表面の帯電電位を検知する帯電電位検知手段と、
前記帯電部材に帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段と、
前記帯電電位検知手段により検知された前記帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加しながら該帯電部材と前記像担持体とを回転させ、前記帯電部材を発熱させて該帯電部材の温度を上昇させるよう前記帯電バイアス印加手段を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項４】
前記プロセスカートリッジを２つ以上有することを特徴とする請求項1ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱装置による帯電部材の加熱は、前記帯電部材周期の帯電ムラが検知されたプロセスカートリッジのみで行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱装置は、画像形成装置本体に配置されていることを特徴とする請求項１又は５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記送気装置及び前記吸気装置のうちの少なくとも一方の装置の停止は、前記帯電部材周期の帯電ムラが検知されたプロセスカートリッジのみで行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記送気装置及び前記吸気装置のうちの少なくとも一方の装置は、画像形成装置本体に配置されていることを特徴とする請求項２又は７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電部材の温度上昇動作は、前記画像形成装置が低温環境下で使用されたときのみ実行されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電部材の温度上昇動作は、前記画像形成装置が長時間放置された後に、前記画像形成装置へ電力を供給する電源が投入されたときのみ実行されることを特徴とする請求項３又は９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電部材を前記像担持体の回転に従動させる従動駆動手段を有し、前記像担持体の回転動作に連動して回転動作する構成としたことを特徴とする請求項1ないし１０の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記帯電電位検知手段で検知した帯電電位の時系列の信号から、帯電部材周期の成分を抽出し、帯電部材周期の変動を算出することを特徴とする請求項1ないし１１の何れか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光特性を有する像担持体及び現像剤担持体のうち、円筒形状で成型されているもの（例えば、感光体ドラム及び現像ローラ）では、成型の際に生じる部品のばらつきに等により、完全な円筒形状ではなく振れを有している。そのような部品の振れは、画像形成装置内での画像形成時に、画像上でのトナー像の濃度ムラの原因となる。そこで、上記各部品の振れによるトナー像の濃度ムラを補正するために、帯電ローラや現像ローラに印加する各バイアスに、上記各部品の振れの影響を補正するようなバイアスの補正を加え、トナー像の濃度ムラを抑制させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１を含め今までの像担持体及び現像ローラの部品の振れの影響を補正するようなバイアスの補正では、帯電ローラの部品の振れの補正ができておらず、画像上に帯電ローラ周期での濃度変動が生じるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、画像形成装置の画像上に生じる帯電ローラ周期の濃度変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置と、を有するプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、前記帯電装置に設けられ、画像形成動作時に前記像担持体とともに回転し、前記像担持体の表面を帯電させるローラ状の帯電部材と、前記帯電部材における前記像担持体の回転方向の下流側に配置され、前記帯電部材によって帯電処理がなされた前記像担持体の表面の帯電電位を検知する帯電電位検知手段と、前記帯電部材を加熱可能に配置され、前記帯電電位検知手段により検知された前記帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、前記帯電部材を加熱する加熱装置と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記構成により、画像形成装置の画像上に生じる帯電部材周期の濃度変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態１に係る画像形成装置の概略的な全体構成図である。
【図２】実施形態１の主な制御構成を示すとともに、図１のプロセスカートリッジの拡大構成図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は像担持体と帯電ローラの対向部との関係を帯電ローラの形状ばらつきの点から説明する要部の正面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は像担持体と帯電ローラの対向部との関係を帯電ローラの抵抗ばらつきの点から説明する要部の正面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は帯電ローラの周方向ムラや像担持体の周方向フレにより像担持体における周方向の帯電ムラを説明する線図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は帯電ローラの環境（温度）による形状の変化状態を示す正面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は帯電ローラの環境（温度）による抵抗値の変化状態を示す正面図である。
【図８】実施形態１における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から加熱装置を作動させるまでの動作順序を示すフローチャートである。
【図９】実施形態２に係るプロセスカートリッジの拡大構成図である。
【図１０】実施形態２に係るプロセスカートリッジ内の像担持体及び帯電装置、帯電装置周りの送気装置、吸気装置の配置状態を示す斜視図である。
【図１１】実施形態２の主な制御構成を示すブロック図である。
【図１２】実施形態２における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から送気装置及び吸気装置の動作を停止させるまでの動作順序を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態３の主な制御構成を示すとともに、実施形態３に係るプロセスカートリッジの拡大構成図である。
【図１４】実施形態３における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラの温度上昇動作を行うまでの動作順序を示すフローチャートである。
【図１５】変形例１の主な制御構成を示すブロック図である。
【図１６】変形例１における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラの温度上昇動作を行うまでの動作順序を示すフローチャートである。
【図１７】変形例２の主な制御構成を示すブロック図である。
【図１８】変形例２における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラの温度上昇動作を行うまでの動作順序を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能及び形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図及び説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。
【０００９】
（実施形態１）
図１を参照して、実施形態１に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置の概略的な全体構成図である。図２は、実施形態１の主な制御構成を示すとともに、図１のプロセスカートリッジの拡大構成図である。
本発明に係る画像形成装置は、ブラック（Ｋ）の１色トナーから一画像を形成する装置、又はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色トナーから一画像を形成する装置である。この画像形成装置では、円筒状の像担持体を備えた１色・単一のプロセスカートリッジ、又は２色・２つ以上のプロセスカートリッジを有し、それぞれ像担持体が中間転写体（中間転写ベルト）に接触しながら回転駆動される。本実施形態では、４色・４つのプロセスカートリッジを有した画像形成装置について説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式のカラープリンタである。画像形成装置１００は、画像形成部６０と、給紙部７０と、排紙部８０と、を備えている。
画像形成部６０は、外部機器であるパーソナルコンピュータ等から送信される画像情報としての画像データに基づいて、シートに画像を記録したり形成したりする作像手段ないしは画像形成手段として機能する。給紙部７０は、画像形成装置本体としての装置本体１１の最下部に配置され、シート搬送路にシート（コピー用紙、ＰＰＣ用紙や普通紙あるいはＯＨＰフィルムシートなどが含まれるが、以下、「用紙」で代表する）を供給する。排紙部８０は、画像形成部６０の上方に設けられ、トナー画像が記録された用紙を排紙する。また、給紙部７０と排紙部８０との間には、用紙を搬送するための通常搬送路７２と両面搬送路７３とが配置されている。通常搬送路７２の下流側には、未定着のトナー画像が形成された用紙を定着する定着装置４０が配置されている。
【００１１】
画像形成部６０は、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、潜像形成装置７と、を備えている。各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、上記４色のトナーに対応してトナー画像を形成すべく、図２に示す像担持体２、帯電装置３、現像装置４、クリーニング装置５及び潤滑剤塗布装置６が２点鎖線で示すユニットフレーム２７に一体的に配置されている。各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、ユニットフレーム２７を介して、装置本体１１に対して着脱自在に構成されている。
尚、図１では画像形成部６０を構成する構成要素にトナーの色を表わす符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して示すが、図２ではプロセスカートリッジのみ色を表わす符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付し、その構成部品については省略する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
【００１２】
潜像形成装置７は、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方に配置され、像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に潜像を書き込む潜像形成手段ないしは露光手段として機能する。潜像形成装置７は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面にレーザ光Ｌを照射しながら走査する。
【００１３】
プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれのプロセスカートリッジに対応した色のトナーが供給されてトナー像が形成されることが主として異なり、他の構成は同じであるため、プロセスカートリッジ１Ｙで代表して説明する。プロセスカートリッジ１Ｙは、図２において、トナーの色を表わす符号を省略して説明すると、像担持体２と、帯電装置３と、現像装置４と、クリーニング装置５と、潤滑剤塗布装置６とを有する。尚、クリーニング装置５及び潤滑剤塗布装置６は、図１では簡略化して示されている。
【００１４】
像担持体２は、円筒状の像担持体ないしは潜像担持体としての感光体であり、具体的には円筒状・ドラム状の導電性支持体の外周部に感光層が設けられたものである。像担持体２は、図１及び図２に示すように、モータ等の像担持体駆動手段によって図中矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動される。
【００１５】
帯電装置３は、像担持体２の外周表面を一様に帯電させる帯電手段として機能する。帯電装置３には、図２に示すように、画像形成動作時に像担持体２とともに回転し、像担持体２の外周表面を一様に帯電させるローラ状の帯電部材としての帯電ローラ３ａが配置されている。帯電装置３では、帯電ローラ３ａが像担持体２の外周表面に接触するか、又は図２に示すように近接して配設（配置して設けること、又は位置を決めて設けることを意味する）されて構成されている。
【００１６】
帯電ローラ３ａが像担持体２の外周表面に接触する接触帯電方式の場合（例えば図１参照）、像担持体２の回転に従動、連れ回り回転する。
帯電ローラ３ａが像担持体２に近接して配設されている非接触帯電方式の場合（例えば図２参照）、特許文献１の図３に示されている構成が挙げられる。即ち、感光体（１）外周面とのギャップ形成のために、帯電ローラ（１１）の軸方向両端部に設けられたスペーサ部材（１５）が感光体（１）における静電潜像形成領域を外れた感光体（１）の両端部に当接するようにした構成を採用している。加えて、像担持体２における非静電潜像形成領域の軸方向外側に形成された像担持体側ギヤと、帯電ローラ３ａの軸方向外側に形成された帯電ローラ側ギヤとが噛み合うように構成する。これにより、像担持体２の外周面と帯電ローラ３ａの外周面とが所定のギャップを保持しつつ像担持体２の回転に従動回転することができる。接触帯電方式及び非接触帯電方式の何れの方式においても、像担持体２の回転に従動させる上述の従動駆動手段を有している。
【００１７】
現像装置４は、潜像形成装置７により像担持体２上に形成された静電潜像に対応する色の現像剤としてトナーを供給することで可視像化する現像手段として機能する。現像装置４で用いる現像剤は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤である。現像装置４は、図２に示すように、現像ケーシング３０、トナー濃度センサ３１、現像剤担持体としての現像ローラ３２、第１攪拌搬送スクリュ３８ａ、第２攪拌搬送スクリュ３８ｂ等を有する。現像ローラ３２、第１攪拌搬送スクリュ３８ａ、第２攪拌搬送スクリュ３８ｂ及び上記現像剤は、現像ケーシング３０内に収容されている。現像ローラ３２は、現像ケーシング３０の開口から部分的に露出していて、像担持体２と対向する現像ニップ部を形成している。
【００１８】
第１攪拌搬送スクリュ３８ａを備える現像剤攪拌部と、第２攪拌搬送スクリュ３８ｂを備える現像剤攪拌部とは、現像剤を通過可能な開口部を形成された仕切り壁３９により仕切られている。第１攪拌搬送スクリュ３８ａと第２攪拌搬送スクリュ３８ｂとはその回転により互いに反対・逆方向に現像剤を搬送するよう構成されている。
トナー濃度センサ３１は、トナー濃度検知手段として機能し、磁性体であるキャリアに起因する透磁率を検出し、一定体積中に含まれるキャリア量からトナーの濃度を算出している。後述するように、トナー濃度センサ３１によって現像装置４内のトナー濃度を検知し、現像装置４内のトナー濃度を一定範囲内に保つように制御する。現像装置４に対しては、その色に対応したトナー補給装置により、図１の潜像形成装置７の上方に配置された現像剤収納容器としてのトナーボトル６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ内のトナーが適宜補給される。
【００１９】
クリーニング装置５は、トナー像転写後の像担持体２の外周表面に残留する転写残トナー等をクリーニングして回収するクリーニング手段として機能する。クリーニング装置５は、図２に示すように、先端部が像担持体２の外周表面にカウンター方向で当接するクリーニングブレード３３等を有している。
【００２０】
潤滑剤塗布装置６は、像担持体２の外周表面を保護するために潤滑剤を塗布する機能を有し、クリーニング装置５よりも像担持体２の回転方向下流側に設けられている。潤滑剤塗布装置６は、図２に示すように、像担持体保護剤としての固形状潤滑剤３４と、像担持体保護剤を供給する供給部材としての潤滑剤塗布部材３５と、潤滑剤塗布部材３５に固形状潤滑剤３４を押し付ける潤滑剤加圧部材３６と、塗布ブレード３７とを有する。潤滑剤塗布装置６により像担持体２の外周表面に潤滑剤が塗布され、像担持体２の外周表面に保護層が形成される。
【００２１】
帯電装置３における像担持体２の回転方向下流側の、帯電装置３と現像装置４との間の像担持体２の外周面近傍には、帯電ローラ３ａによって帯電処理された像担持体２の外周表面の帯電電位を検知する帯電電位検知手段としての電位センサ１８が配置されている。
【００２２】
図１に示すように、画像形成部６０の下方に配置されている転写ユニット１７について説明する。転写ユニット１７は、各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで形成されたトナー像を一旦中間転写ベルト１３に転写する１次転写ローラ８を有する１次転写装置と、中間転写ベルト１３に転写されたトナー像を用紙に転写する２次転写装置１０とを有する。
中間転写ベルト１３は、支持ローラ１５、１６及び２次転写バックアップローラ１４に支持・張架（張力がかかった状態で掛け渡すことを意味する）されている。中間転写ベルト１３は、各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで形成されたトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する無端状ベルトであり、中間転写体として機能する。支持ローラ１５近傍における中間転写ベルト１３の移動方向下流側には、中間転写ベルト１３のトナー像形成面に対向して、テストパターン検知手段としてのトナー付着量センサ１９が配置されている。
【００２３】
２次転写装置１０は、図１中破線で囲んで示すように、２次転写バックアップローラ１４と、中間転写ベルト１３を挟んで２次転写バックアップローラ１４に対向配置された２次転写ローラ１２とを有している。支持ローラ１５は、駆動手段に接続された駆動ローラとなっており、図中矢印方向に中間転写ベルト１３を回転駆動させる機能を有している。２次転写バックアップローラ１４の近傍には、図１中破線で囲んで示すように、中間転写ベルト１３の外周表面に付着する残留トナーや異物を掻き取ってクリーニングする中間転写クリーニング装置９が設けられている。中間転写クリーニング装置９は、ブラシローラとクリーニングブレードとを有し、これらが中間転写ベルト１３の外周表面に接触するように配置されている。
【００２４】
各１次転写ローラ８は、各像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと中間転写ベルト１３を挟んで中心間距離が最短距離で当接する正対位置から中間転写ベルト１３の搬送方向下流側に少しずらした位置に配設された接触印加方式のものである。各１次転写ローラ８は、バイアス電源に接続され、１次転写バイアスを中間転写ベルト１３の裏面（内周面）から印加可能に構成されている。
【００２５】
２次転写ローラ１２は、加圧手段により加圧されて２次転写バックアップローラ１４の外周において中間転写ベルト１３に圧接され、２次転写バックアップローラ１４との間に２次転写ニップを形成するよう構成されている。そして、２次転写ローラ１２がバイアス電源に接続された接触方式の転写バイアス印加手段となっていて、２次転写バックアップローラ１４は接地されている。
【００２６】
２次転写ニップの図１中右側方には、レジストローラ対７８が配設されている。レジストローラ対７８では、同ローラ間に挟み込んだ用紙を中間転写ベルト１３上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り出すようになっている。
２次転写装置１０の通常搬送路７２の下流側には、通常搬送路７２を搬送されてくる未定着のトナー画像が形成された用紙Ｐを熱定着する定着手段としての定着装置４０が配置されている。この定着装置４０は、無端状の定着ベルト４１等を具備するベルト方式の定着装置である。尚、定着装置４０は、これに限らず、定着ローラと加圧ローラとを具備する熱ローラ方式のものでもよい。
【００２７】
給紙部７０は、シートとしてそれぞれサイズの異なる所定の用紙Ｐを収容積載し、装置本体１１から引き出し可能な上下段の給紙カセット７４ａ、７４ｂを備えている。また、給紙部７０は、給紙カセット７４ａ、７４ｂにそれぞれ積載された用紙Ｐに上方から所定圧で圧接して送り出す給紙ローラ７５と、送り出された用紙Ｐを１枚ずつに分離する分離ローラ対７６と、分離された用紙Ｐを搬送する給紙搬送ローラ対７７とを備えている。
また、給紙部７０には、搬送可能な所定サイズの範囲内の任意の用紙を載置する手差トレイ４６と、この用紙を送り出す送出ローラとが設けられている。給紙部７０では、手差トレイ４６に載置された用紙を、上記送出ローラを回転駆動させることにより、手差給紙路４５を経由して通常搬送路７２に送り出せるようになっている。
【００２８】
排紙部８０は、排紙トレイ５６と、定着装置４０を通過した用紙を排紙路５４を経由し排紙トレイ５６に排紙・排出する複数の排紙ローラ対５５等とを有する。
【００２９】
用紙搬送路及び搬送手段の構成及び動作を補説する。用紙搬送路は、大別して、給紙部７０から給送された用紙Ｐを、装置本体１１のレジストローラ対７８、２次転写ニップを通過して、搬送ベルトユニット４８に搬送する通常搬送路７２と、両面印刷のために用紙を反転させる両面搬送路７３とからなる。
２次転写ニップを通過した用紙Ｐは、中間転写ベルト１３から離間して、搬送ベルトユニット４８に受け渡される。この搬送ベルトユニット４８は、無端状の搬送ベルト４９を駆動ローラ５０と従動ローラ５１とによって張架しながら、駆動ローラ５０の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動される。そして、２次転写ニップから受け渡された用紙Ｐを搬送ベルト４９の上部張架面に保持しながら、搬送ベルト４９の無端移動に伴って搬送して定着装置４０に受け渡す。
【００３０】
上述した２次転写ニップを通過した用紙Ｐは、定着装置４０内に送られて定着ベルト４１と加圧ローラ４２とが圧接して形成される定着ニップに挟み込まれる。そして、加圧及び加熱などの作用により、トナー像の定着処理が施される。２次転写ニップで第１面にトナー像が転写され、且つ定着装置４０でその第１面にトナー像が定着された用紙Ｐは、搬送切替装置５３に向けて送り出される。
搬送切替装置５３は、定着装置４０から受け取った用紙Ｐのその後の搬送先を、排紙路５４又は再送路５７に切り替える第１切替爪５９ａを有している。そして、用紙Ｐの第１面だけに対して画像を形成する片面モードのプリントジョブの実行時には、搬送先を排紙路５４に設定する。これにより、第１面だけに画像が形成された用紙Ｐを、排紙路５４経由で排紙ローラ対５５に送って、機外の排紙トレイ５６上に排紙する。また、用紙Ｐの両面に対してそれぞれ画像を形成する両面モードのプリントジョブの実行時において、両面にそれぞれ画像が定着された用紙Ｐを定着装置４０から受け取ったときにも、搬送先を排紙路５４に設定する。これにより、両面に画像が形成された用紙Ｐを、機外の排紙トレイ５６上に排紙する。
【００３１】
一方、パーソナルコンピュータの指示に応じて、両面モードのプリントジョブの実行時において、第１面だけに画像が定着された用紙Ｐを定着装置４０から受け取ったときには、搬送先を再送路５７に設定する。再送路５７には、スイッチバック路５８が繋がっており、再送路５７に送られた用紙Ｐは第２切替爪５９ｂにより案内されてスイッチバック路５８に進入する。そして、用紙Ｐの搬送方向の全領域がスイッチバック路５８に進入すると、用紙Ｐの搬送方向が逆転されて、用紙Ｐがスイッチバックする。スイッチバック路５８には、再送路５７の他に、両面搬送路７３が繋がっており、スイッチバックした用紙Ｐは、第２切替爪５９ｂにより案内されて両面搬送路７３に進入する。このとき、用紙Ｐの上下が反転する。そして、上下反転した用紙Ｐは、両面搬送路７３と、上記した給紙路４３とを経由して、２次転写ニップに再送される。２次転写ニップで第２面にもトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置４０を経由して第２面にトナー像が定着された後、搬送切替装置５３と、排紙路５４と排紙ローラ対５５とを経由して、排紙トレイ５６上に排紙される。
【００３２】
次に、後述する画像濃度制御及び図２に示す加熱装置２０の動作を除く、画像形成装置１００の一般的な動作について説明する。
図１の画像形成装置において、プリントする場合には、パーソナルコンピュータの指示に応じて、フルカラーモード、または白黒モードで画像形成動作が開始される。
フルカラーモードが選択されて、カラー画像を形成する場合を説明する。上述したようにプロセスカートリッジ１Ｙで代表して説明する。先ず、プロセスカートリッジ１Ｙにおいて、画像形成動作が開始されると、像担持体２Ｙが図１の装置本体１１の正面から見て反時計回りの方向に回転駆動される。そして、所定のタイミングで、電源装置及び帯電機構により所定の直流の帯電バイアス、又は直流と交流とを重畳させた帯電バイアスが帯電ローラ３ａの芯金部に印加される。これにより、対向する像担持体２Ｙの外周表面が所定の極性（例えば、マイナス）に一様に帯電される。所定の電位に帯電した像担持体２Ｙ表面には、引き続いて潜像形成装置７からトナー色に対応するよう色分解された画像情報に基づいてレーザ光Ｌが照射・走査されることで露光して、像担持体２Ｙの外周表面上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を担持した像担持体２Ｙが現像装置４Ｙに到達すると、像担持体２Ｙと対向する現像ローラ３２により、各色のトナーが供給されて、単色のトナー像として可視像化される。この際には、イエローのトナーが充填されたトナーボトル６１Ｙから所定の補給量だけ補給された現像装置４Ｙによってトナー像に可視化現像される。
上記の動作は各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ全てで同様にして所定のタイミングで行われる。即ち、像担持体２Ｙと同様にして、像担持体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上と対向する現像ローラ３２により、像担持体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に対応する各色のトナーが供給されて、単色のトナー像として可視像化される。
【００３３】
次いで、像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの外周面上の各色のトナー像は対応する１次転写ローラ８に、電源により像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像と逆極性の電圧である１次転写バイアスが印加される。これにより、像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像が図１中矢印方向に走行する中間転写ベルト１３上に順次重ねて転写されてゆき、フルカラーのトナー像が形成される。
【００３４】
尚、単色の画像を形成する場合は、ブラックのプロセスカートリッジ１Ｋで前記動作が行われる。像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上の残留トナーは、対応する各クリーニング装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋによりクリーニング・回収され、クリーニング装置内のトナー搬送経路を通り、装置本体１１に設置されている廃トナーボトルに搬送されていく。また、中間転写ベルト１３上の残留トナーは、中間転写クリーニング装置９によってクリーニングされて、次の画像形成動作に備えられる。クリーニング装置により残留したトナーを回収された後、潤滑剤塗布装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ表面に潤滑剤が塗布され、表面の保護層が形成される。
【００３５】
一方、給紙部７０の給紙カセット７４ａ、７４ｂ又は手差トレイ４６に収納されている何れかの用紙Ｐが、給紙ローラ７５、分離ローラ対７６又は送出ローラにより１枚ずつに分離されて通常搬送路７２に送り出される。そして、用紙Ｐが通常搬送路７２又は両面搬送路７３の下湾曲部を上昇していき、その先端がレジストローラ対７８のニップ部に突き当たって一旦停止する。突き当たることによって用紙Ｐの先端が整えられ、前述の画像形成動作タイミングに合せて、レジストローラ対７８を回転させ、２次転写ニップに向けて用紙Ｐが搬送される。
【００３６】
次に、２次転写装置１０の２次転写ニップで、２次転写バイアスが印加され中間転写ベルト１３上のフルカラーのトナー像が用紙Ｐに一括転写された上、定着装置４０の定着ニップに送られる。２次転写装置１０の２次転写ニップでのトナー像の転写は、２次転写ローラ１２に電源より中間転写ベルト１３上のトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。
用紙Ｐは２次転写ニップ及び搬送ベルトユニット４８により定着装置４０へ搬送される。そこで、定着ベルト４１を介して定着ローラと加圧ローラ４２によって熱と圧力が加えられ、用紙Ｐに担持された未定着のトナー画像が用紙Ｐに加熱定着される。このように、用紙Ｐにトナー画像が定着された後、第１切替爪５９ａによって排紙トレイ５６に向かう排紙路５４に切り替えられた状態で、排紙ローラ対５５が回転することによって排紙トレイ５６に排紙・積載される。
【００３７】
本実施形態の画像形成装置１００では、図１及び図２の制御構成において画像濃度制御を行っている。画像濃度制御（電位制御）では、まず、１又は２以上のプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを用いて、トナー付着量が互いに異なる複数のトナーパターンを作像する。そして、そのトナーパターンの静電潜像の電位を電位センサ１８で検知するとともに、中間転写ベルト１３上に転写されたトナーパターンのトナー付着量をトナー付着量センサ１９で検知する。さらに、そのときの当該１又は２以上のプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにおける現像装置４内のトナー濃度をトナー濃度センサ３１で検知する。そして、画像形成装置１００内に配置されている画像濃度制御部は、上記各検知結果に基づいて、予め決められた特定画像濃度のトナー付着量が所定の目標付着量になるように、帯電バイアス、現像バイアス、露光量及びトナー濃度それぞれの制御目標値を算出する。ここで、露光量は印加電圧又は印加電流で制御され、制御目標値は画像濃度条件でもある。
【００３８】
即ち、画像濃度制御部は、トナー付着量センサ１９で検知されたトナーパターンのトナー付着量の検出値と、トナー濃度センサ３１によって検出されたトナー濃度の検出値と、電位センサ１８によって検出された像担持体２の露光後表面電位の検出値と、現在の現像バイアスの値と、目標付着量の値とが入力されると、画像濃度条件として、帯電装置３の帯電バイアス、現像装置４の現像バイアス及び潜像形成装置７の露光量（潜像形成装置の印加電圧又は印加電流）それぞれの制御目標値と、現像装置４におけるトナー濃度の制御目標値とを出力する。この最適な画像濃度条件（制御目標値）に従って、その後の画像形成動作時における各装置の印加バイアスやトナー補給を制御することで、安定的な画像濃度を提供している。
【００３９】
本実施形態の画像形成装置１００には、図２に示すように、帯電装置３内に配置された帯電ローラ３ａの近傍に四角黒模様で示す加熱装置２０が配置されている。加熱装置２０は、帯電ローラ３ａを加熱可能な位置に配置され、電位センサ１８により検知された帯電電位に帯電ローラ周期の電位の変動が検知されたとき、帯電ローラ３ａを加熱する機能を有する。加熱装置２０は、図１の装置本体１１側に配設されている。
加熱装置２０は、帯電装置３の帯電ローラ３ａを覆う図２の正面視で概略ハット形状をなす遮蔽部材２１内に配置されている。加熱装置２０は、例えば、帯電ローラ３ａの長手方向（図２の紙面に直交する方向）に延びて設けられたニクロム線等からなるヒータ線と、このヒータ線に電力を供給する電源とで構成されている。遮蔽部材２１はヒータ線とともに帯電ローラ３ａの長手方向に延びて設けられている。遮蔽部材２１の内面には、発熱したヒータ線からの熱を遮蔽するとともにその熱を反射させる熱反射面が形成されている。
また、本実施形態の画像形成装置１００は、加熱装置２０の加熱オン・オフ動作を制御する制御手段としての制御部９０を有するが、これら制御構成の詳細は図３〜図７に示す技術内容を説明した後で説明する。
【００４０】
図３〜図５を用いて、像担持体と帯電ローラの対向部との関係、像担持体及び帯電ローラにおける周方向での帯電ムラの例を説明する。図３（ａ）〜図３（ｅ）は像担持体と帯電ローラの対向部との関係を帯電ローラの形状ばらつきの点から説明する要部の正面図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は像担持体と帯電ローラの対向部との関係を帯電ローラの電気抵抗（以下、単に抵抗ともいう）ばらつきの点から説明する要部の正面図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は帯電ローラの周方向ムラや像担持体の周方向フレにより像担持体における周方向の帯電ムラを説明する線図である。
図２に示したような帯電装置３は、画像形成動作時に回転する帯電ローラ３ａの構成としている。このような帯電ローラ方式では、帯電チャージャ等に比べ、放電生成物の発生が少なく、シンプルで安価な構成とすることができる。
【００４１】
像担持体２自体、帯電ローラ３ａ自体は、それぞれの周方向でばらつきをもっており、その影響で、像担持体外周表面（以下、単に像担持体表面ともいう）の帯電ムラが生じてしまう。像担持体表面の帯電ムラが生じると、露光後表面電位にも帯電ムラと同じ周期のムラが生じてしまい、それを現像装置によりトナー像化するため、画像上でトナー像の濃度ムラとなってしまう。前記の周方向でのばらつきの種類としては２つあり、一つは形状のばらつき、もう一つは抵抗のばらつきである。
形状のばらつき、抵抗のばらつき、それぞれが帯電ムラとなる理由について説明する。図３（ａ）に示すように、帯電ローラ３ａの形状のばらつきを示す一例として、楕円形（一方向の長さがＬａ（いわゆる長径）、もう一方の長さがＬｂ（いわゆる短径）で、Ｌａ＞Ｌｂの構成を示している。符号３ｂは、帯電ローラ３ａの軸部を表わしている。
【００４２】
接触帯電方式の場合、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、像担持体２の軸部２ａと帯電ローラ３ａの軸部３ｂとが固定されて、即ち像担持体２の軸部２ａ中心と帯電ローラ３ａの軸部３ｂ中心とを結ぶ距離Ｌ１が同じ状態で回転駆動されている。そのため、像担持体２、帯電ローラ３ａそれぞれの外周面が周方向で振れていると、帯電ローラ３ａ表面と像担持体２表面で形成するニップ幅ＷＮが変動してしまい、その結果、像担持体２表面で帯電ムラが生じてしまう。
【００４３】
一方、非接触帯電方式の場合、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように、像担持体２の軸部２ａと帯電ローラ３ａの軸部３ｂとが固定されて、即ち像担持体２の軸部２ａ中心と帯電ローラ３ａの軸部３ｂ中心とを結ぶ距離Ｌ２が同じ状態で回転駆動されている。
そのため、像担持体２、帯電ローラ３ａそれぞれの外周面が周方向で振れていると、帯電ローラ３ａ表面と像担持体２表面との間に形成される空隙ＧＰ１、ＧＰ２が周方向で変動してしまい、その結果、像担持体２表面で帯電ムラが生じてしまう。また、帯電ローラ３ａに空隙を形成するための部材を有して、像担持体２表面に直接当接させている非接触帯電方式においても、その空隙を形成するための部材の周方向のフレと、像担持体を帯電させるための胴部のフレの組み合わせにより、像担持体表面に対して、周方向で空隙の変動が生じてしまい、像担持体表面で帯電ムラが生じてしまう。
【００４４】
図４（ａ）では、抵抗のばらつきの一例として、帯電ローラ３ａの外周部を形成している導電性材料部３ｃの抵抗値が半周ずつで異なっている場合を示している。具体的には、半周の抵抗値がＲｃ、もう半周の抵抗値がＲｄである場合で、抵抗値Ｒｃが抵抗値Ｒｄよりも大きいとき、即ちＲｃ＞Ｒｄである状態を示している。
接触帯電方式及び非接触帯電方式の両方式とも、帯電ローラ３ａは回転駆動されているため、像担持体２に対向する帯電ローラ３ａの面が変化することで、抵抗値が変動することとなり、像担持体２表面で帯電ムラが発生する可能性がある。このように、帯電ローラ３ａの導電性材料部３ｃが周方向で振れていると、像担持体２に対向する位置での帯電ローラ３ａの抵抗値が変動してしまい、その結果、像担持体２表面で帯電ムラが生じてしまう。
【００４５】
前述の帯電ローラ３ａの形状のばらつき、抵抗のばらつきによって、図５（ａ）に示すように帯電ローラ３ａの周方向ムラや、図５（ｂ）に示すように像担持体２の周方向のフレとなる。これにより、像担持体２の帯電電位がそれにならった変動となり、周方向における帯電ムラとなる。この帯電ムラは、帯電ローラ３ａの径又は抵抗、及び像担持体２の径により、それぞれの周期性を持っている。像担持体２表面で生じた帯電ムラにならって、現像装置４によりトナー像として可視化されるため、最終的にトナー濃度ムラが生じた画像となってしまう。
【００４６】
帯電ローラ３ａの外周部は、導電性材料等を用いて形成されているため、環境（温湿度）の変化により、その周方向の傾向（振れ、抵抗の傾向）が変わってしまい、帯電ムラが顕著に現れる。
図６は、帯電ローラ３ａの環境による形状の変化状態を示している。図６（ａ）、図６（ｂ）等において、符号３ｂ１は帯電ローラ３ａの軸部３ｂと実質的に一体の部材である芯金部を示している。例えば、図６（ａ）に示すように、常温環境では周方向で形状の振れが小さく、真円に近い帯電ローラ３ａであったとしても、図６（ｂ）に示すように低温環境へと変化した際には、その導電性材料部３ｃにおける収縮が生じる。図６（ａ）に示すように、常温環境では帯電ローラ３ａの互いに直交する方向の外径Ｌａ０と外径Ｌｂ０とが同じ、即ちＬａ０＝Ｌｂ０である。また、図６（ｂ）に示すように、低温環境では帯電ローラ３ａの外径Ｌａ０に対して外径Ｌｂ０が収縮することで外径Ｌｂ１（Ｌｂ０＞Ｌｂ１）となる。
このような場合、帯電ローラ３ａは、楕円形状や一方向にのみ縮んだ形状になってしまう。その結果、接触帯電式の帯電ローラ３ａでは像担持体２とのニップ部が周方向でばらついたり、非接触式の帯電ローラ３ａでは像担持体２と形成している空隙（ギャップ）が周方向でばらついたりして、周方向における帯電ムラが生じる可能性がある。
【００４７】
図７は、帯電ローラ３ａの環境による抵抗値の変化状態を示している。例えば、図７（ａ）に示すように、常温環境では周方向で抵抗値の振れが小さく、略均質な帯電ローラ３ａであったとしても、図７（ｂ）に示すように低温環境へと変化した際には、その導電性材料部３ｃの常温から低温にかけての抵抗値の変化度の違いにより、周方向での抵抗値が大きな箇所と小さな箇所が現れてしまう。図７（ｂ）では、その導電性材料部３ｃの常温から低温にかけての抵抗値の変化度の違いにより、帯電ローラ３ａの上半分の抵抗が高い抵抗値Ｒｃであり、下半分の抵抗が低い抵抗値Ｒｄである状態を示している。その結果、帯電ローラ３ａの周方向で抵抗値がばらつき、周方向における帯電ムラが生じる可能性がある。
【００４８】
上記の低温環境下での形状ばらつきと、抵抗値ばらつきとが合わさることにより、低温環境下では帯電ムラが顕著に現れる。この周方向の変動による帯電ムラを防止するには、帯電ローラ３ａの周方向精度における部品特性として、形状及び抵抗値の高精度な管理が必要となり、非常な困難を伴う。
そこで、本発明の実施形態１では、低温環境下にて顕著な帯電ムラが生じた場合に、帯電ローラ３ａの温度を上昇させる機能を、加熱装置２０に持たせている。図２に示したように、帯電ローラ３ａ下流側には電位センサ１８が配置されている。この電位センサ１８は、上記したように画像濃度制御に用いているが、本発明の実施形態１においては帯電電位のムラの検知に使用する。
【００４９】
図２に示した本実施形態の制御部９０を含む要部の制御構成について説明する。図２において、制御部９０の入力側には電位センサ１８が、出力側には加熱装置２０の電源回路が、それぞれ電気的に接続されている。制御部９０は、例えば、演算手段及び制御手段の機能を有するＣＰＵと、情報記憶部と、電池等でバックアップされた計時手段としてのタイマとを備えたマイクロコンピュータを具備している。情報記憶部は、データを記憶するフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含むＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを含むＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。不揮発性メモリを含むＲＡＭやＥＥＰＲＯＭは、装置の電源をオフしてもデータを保持しておくことのできる不揮発性メモリである。制御部９０は、制御に必要な各種制御プログラム（例えば図８のフローチャート）、固定データ（帯電ローラ周期の信号の変動成分に係る閾値等）、システムの初期設定値等を納めたＲＯＭと、ワークメモリ用のＲＡＭ、上記タイマ等とで構成されている。
【００５０】
制御部９０のＣＰＵは、画像形成装置１００に配設されている電位センサ１８からの時系列信号を信号記憶手段でもある不揮発性ＲＡＭに記憶させる。そして、制御部９０のＣＰＵは、不揮発性ＲＡＭに記憶された時系列信号から帯電ローラ周期の信号の変動成分を抽出する。帯電ローラ周期の信号の変動成分、即ち、帯電ローラ周期の帯電ムラが、予め設定された閾値を超えた場合、帯電ローラ３ａの低温環境下での帯電ムラが現れていると判断し、帯電ムラを抑制させる機能を発動させる。その機能としては、帯電ローラ３ａ近傍に配置された加熱装置２０に電力を加えて発熱させ、帯電ローラ３ａを加熱する。加熱された帯電ローラ３ａは、図６に示したように導電性材料部３ｃに生じていた収縮が緩和され、形状が真円に近い形状に戻る。さらに、図７に示したように導電性材料部３ｃに生じていた抵抗の不均一が緩和され、ほぼ均質な抵抗値に戻る。その結果、帯電ローラ周期の帯電ムラが抑制され、トナー像の濃度ムラが抑制されることとなる。
【００５１】
上述のとおり、制御部９０は、電位センサ１８からの帯電電位に係る信号を不揮発性ＲＡＭに記憶させ、この記憶された時系列信号から帯電ローラ周期の信号の変動成分を抽出し、帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を超えた場合、加熱装置２０を発熱させる。言い換えれば、制御部９０は、電位センサ１８により検知された帯電電位に帯電ローラ周期の電位の変動が検知されたと判断したとき、帯電ローラ３ａを加熱するように加熱装置２０の発熱動作を制御する制御手段として機能する。
なお、加熱装置２０の発熱動作を断接する断接手段としての例えばトランジスタ等を含むスイッチング回路を設け、このスイッチング回路のオン／オフ動作を介して加熱装置２０の発熱動作のオン／オフを制御するようにしてもよい。
【００５２】
図８を用いて、本実施形態における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から加熱装置２０を作動させるまでの、制御部９０のＣＰＵの指令の下に実行される動作処理を説明する。図８は、本実施形態における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から加熱装置を作動させるまでの動作順序を示すフローチャートである。
まず、像担持体２と帯電ローラ３ａを回転させるとともに、帯電ローラ３ａに帯電バイアスを印加し、像担持体２の表面を帯電させる。そして、帯電ローラ３ａの下流側に配置された電位センサ１８で帯電電位の信号を検知し、画像形成装置１００内に備えた制御部９０の信号記憶手段である不揮発性ＲＡＭに、帯電電位の時系列の推移データを一時保存する（ステップＳ１）。
一時保存された帯電電位の信号には、帯電ローラ周期の帯電ムラ以外にも、像担持体周期の帯電ムラや、そのほか像担持体周りに配置された作像に関わる部品による影響で、さまざまな周期の帯電ムラが生じる。帯電ローラ３ａのみの影響による帯電ムラを算出するために、前述の帯電電位の信号から、帯電ローラ周期の帯電電位の時系列の信号を抽出する処理を行う（ステップＳ２）。
【００５３】
次いで、帯電ローラ周期の帯電電位の信号を抽出後、帯電ローラ周期の帯電電位の変動量ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出する（ステップＳ３）。ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出後、このΔＶｄ（帯電ムラ）と予め設定された閾値Ｈとの比較を行う。閾値Ｈは、帯電ムラが、画像上に帯電ローラ周期で顕在化するか否かの閾値である。画像形成装置の開発段階において、帯電ムラが画像上に帯電ローラ周期で顕在化することが予め確認されて設定されている値となっている（ステップＳ４）。
ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈよりも大きいと判断された場合は、帯電ローラ周期での帯電ムラが増大している状態であると判断し、帯電ローラ３ａ近傍に配置された加熱装置２０をオン作動させる。これにより、帯電ローラ３ａを加熱し、帯電ローラ３ａに生じている周方向の形状のばらつき、抵抗のばらつきを抑制させる（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４において、ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈ以内である場合には、ステップＳ５の動作処理を行わずに終了する。
【００５４】
本実施形態の画像形成装置１００では、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する画像形成部６０を備えた構成であったが、これに限定されない。即ち、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのうちの２つ以上のプロセスカートリッジや、２つ以上のプロセスカートリッジを有する構成であってもよいことは無論である。
【００５５】
以上説明したとおり、実施形態１によれば、次の第１の技術構成により以下の効果を奏する。本実施形態に係る第１の技術構成は、像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋなどの像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋなどの帯電装置と、像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋなどの現像装置と、を有するプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋなどのプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、帯電装置に配置され、画像形成動作時に像担持体とともに回転し、像担持体の表面を帯電させる帯電ローラ３ａなどのローラ状の帯電部材と、帯電部材における像担持体の回転方向の下流側に配置され、帯電部材によって帯電処理がなされた像担持体の表面の帯電電位を検知する電位センサ１８などの帯電電位検知手段と、帯電部材を加熱可能に配置（帯電部材を加熱可能な位置に）配置され、帯電電位検知手段により検知された帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、帯電部材を加熱する加熱装置２０と、を備える画像形成装置１００などの画像形成装置であった。
【００５６】
かかる第１の技術構成により、帯電部材を加熱することによって、帯電部材の温度を上昇させ、帯電部材の周方向のムラを抑制し、帯電部材の周方向の帯電能力を均一化させ、帯電電位の電位変動を抑制する。従って、画像形成装置の画像上に生じる帯電部材周期の濃度変動を抑制することができる、という基本的な作用効果を奏する。
【００５７】
本実施形態に係る第２の技術構成は、第１の技術構成において、前記プロセスカートリッジを２つ以上有する。
かかる第２の技術構成により、２つ以上のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にも適用でき、帯電部材周期の帯電ムラ抑制の効果を得られる。
【００５８】
本実施形態に係る第３の技術構成は、第１又は第２の技術構成において、加熱装置による帯電部材の加熱は、帯電部材周期の帯電ムラが検知されたプロセスカートリッジのみで行う。
かかる第３の技術構成により、帯電部材周期の帯電ムラが検知されたプロセスカートリッジのみ加熱を行うことにより、消費電力を抑制できる。
【００５９】
本実施形態に係る第４の技術構成は、第１ないし第３の何れか１つの技術構成において、加熱装置は、画像形成装置本体に配置されている。
かかる第４の技術構成により、像担持体や帯電部材はプロセスカートリッジとして画像形成装置に対して着脱可能であり、また寿命等で交換する交換部品である。そのプロセスカートリッジに加熱装置を設けた場合、プロセスカートリッジのメンテナンスとともに交換されることとなるため、画像形成装置本体に配置しておいた方が望ましい。
【００６０】
本実施形態に係る第５の技術構成は、第１ないし第４の何れか１つの技術構成において、帯電部材を像担持体の回転に従動させる従動駆動手段を有し、像担持体の回転動作に連動して回転動作する構成とした。
かかる第５の技術構成により、帯電装置として、独立した駆動手段を有する場合、部品点数が増加するとともに、画像形成装置本体スペースも必要となる。像担持体の回転動作に連動して帯電部材を回転させることができる従動の駆動手段を有することで、駆動構成としてシンプルとなる。
【００６１】
本実施形態に係る第６の技術構成は、第１ないし第５の何れか１つの技術構成において、
帯電電位検知手段で検知した帯電電位の時系列の信号から、帯電部材周期の成分を抽出し、帯電部材周期の変動を算出する。
かかる第６の技術構成により、帯電部材周期で帯電電位が変動した場合のみ、加熱装置を作動させることで、不必要に加熱装置を作動させることを防ぐことができ、消費電力を抑制することができる。
【００６２】
（実施形態２）
図９〜図１２を参照して、実施形態２について説明する。図９は実施形態２に係るプロセスカートリッジの拡大構成図、図１０は実施形態２に係るプロセスカートリッジ内の像担持体及び帯電装置、帯電装置周りの送気装置、吸気装置の配置状態を示す斜視図である。図１１は実施形態２の主な制御構成を示すブロック図、図１２は実施形態２における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から送気装置、吸気装置を作動させるまでの動作順序を示すフローチャートである。
実施形態２は、図１、図２、図８に示した実施形態１と比較して、加熱装置２０に代えて、送気装置６５及び吸気装置６７を用いる点、制御部９０に代えた制御部９０Ａを用いる点、図８の動作フローに代えて、図１２の動作フローを行う点が主に相違する。これら相違点以外の実施形態２の構成及び動作は、実施形態１の画像形成装置１００と同様である。以下、実施形態１と相違する点を中心に実施形態２について詳述する。
【００６３】
実施形態２の帯電装置３は、実施形態１のそれと比較して、遮蔽部材２１に代えて、気体としての空気の通路を形成する機能を併せ持つ導風遮蔽部材２１Ａを用いる点のみ相違する。即ち、図９に示す実施形態２に係るプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、遮蔽部材２１に代えた導風遮蔽部材２１Ａを用いる点を除き、上述した実施形態１に係るプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと実質的に同じである。
【００６４】
図９、図１０に示すように、送気装置６５は、帯電ローラ３ａ近傍に送気可能な位置に配置され、電位センサ１８により検知された帯電電位に帯電ローラ周期の電位の変動が検知されたとき、送気動作を停止する機能を有する。また、吸気装置６７は、帯電ローラ３ａ近傍に吸気可能な位置に配置され、電位センサ１８により検知された帯電電位に帯電ローラ周期の電位の変動が検知されたとき、吸気動作を停止する機能を有する。
送気装置６５は、図１０に示すように、送気流Ａ１を発生する送気ファン６６を有する。また、吸気装置６７は、吸気流Ａ２を発生する吸気ファン６８を有する。
【００６５】
尚、本実施形態では送気装置６５及び吸気装置６７の両方を有しているが、これに限定されない。即ち、本発明では、帯電電位検知手段により検知された帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、帯電部材近傍に送気する動作を停止する送気装置及び帯電部材近傍を吸気する動作を停止する吸気装置のうちの少なくとも一方の装置を備えていればよい。
【００６６】
実施形態１において、図３〜図７を参照して述べたように、低温環境下での帯電ローラ３ａの形状ばらつきと、抵抗値ばらつきとが合わさることにより、低温環境下では帯電ムラが顕著に現れる。この周方向の変動による帯電ムラを防止するには、帯電ローラ３ａの周方向精度における部品特性として、形状及び抵抗値の高精度な管理が必要となり、非常な困難を伴う。
【００６７】
そこで、本発明の実施形態２では、低温環境下にて顕著な帯電ムラが生じた場合に、帯電ローラ３ａの温度を上昇させる機能を、送気装置６５及び吸気装置６７を停止させることに持たせている。これらの送気装置６５及び吸気装置６７は、帯電装置３周辺の温度調整及び帯電装置３にて像担持体２表面を帯電させる際に生じる放電生成物を排気することがその機能である。
図９に示したように、帯電ローラ３ａ下流側には電位センサ１８が配置されている。この電位センサ１８は、上記実施形態１で説明したように画像濃度制御に用いているが、本発明の実施形態２においては帯電電位のムラの検知に使用する。
【００６８】
図１１を用いて、実施形態２の制御部９０Ａを含む要部の制御構成について説明する。実施形態２の制御部９０Ａは、図２の実施形態１の制御部９０と比較して、制御部９０Ａの出力側には、加熱装置２０の電源回路に代えて、送気装置６５の送気ファン６６、吸気装置６７の吸気ファン６８がそれぞれ電気的に接続されている点のみ相違する。制御部９０Ａのハードウェア上の構成は、実施形態１の制御部９０と実質的に同じである。本実施形態の制御部９０ＡのＲＯＭには、後述する制御に必要な各種制御プログラム（例えば図１２のフローチャート参照）、固定データ（帯電ローラ周期の信号の変動成分に係る閾値等）、システムの初期設定値等が記憶されている。
【００６９】
制御部９０ＡのＣＰＵは、画像形成装置１００に配設されている電位センサ１８からの時系列信号を信号記憶手段でもある不揮発性ＲＡＭに記憶させる。そして、制御部９０ＡのＣＰＵは、不揮発性ＲＡＭに記憶された時系列信号から帯電ローラ周期の信号の変動成分を抽出する。帯電ローラ周期の信号の変動成分、即ち、帯電ローラ周期の帯電ムラが、予め設定された閾値を超えた場合、帯電ローラ３ａの低温環境下での帯電ムラが現れていると判断し、帯電ムラを抑制させる機能を発動させる。
その機能としては、送気装置６５の送気ファン６６及び吸気装置６７の吸気ファン６８の駆動動作を停止させることにより、帯電ローラ３ａの温度を上昇させる。前述したように、送気装置６５及び吸気装置６７は、帯電装置３である帯電ローラ３ａ周辺の温度調整のために備えられている。さらには、送気装置６５及び吸気装置６７は、帯電ローラ３ａから像担持体２への放電時に発生する熱や、画像形成装置１００の帯電ローラ３ａ以外の作像に関わる装置から発生する熱を、画像形成装置１００の外側へ排熱することも担っている。従って、送気装置６５及び吸気装置６７の動作を停止させることによって、帯電ローラ３ａ周辺の排熱を止め、帯電ローラ３ａの温度を上昇させることができる。温度が上昇した帯電ローラ３ａは、図６に示したように導電性材料部３ｃに生じていた収縮が緩和され、形状が真円に近い形状に戻る。さらに、図７に示したように導電性材料部に生じていた抵抗の不均一が緩和され、ほぼ均質な抵抗値に戻る。その結果、帯電ローラ周期の帯電ムラが抑制され、トナー像の濃度ムラが抑制されることとなる。
【００７０】
上記したように、送気装置６５及び吸気装置６７の動作を停止させることによって、帯電ローラ３ａ周辺の排熱が行われなくなり、不具合が生じる虞がある。そのため、送気装置６５及び吸気装置６７の停止は、画像形成装置１００の作像状態のときのみや、画像形成装置１００が作像をしていない停止中のときのみなど、限定的に行うことによって、送気装置６５及び吸気装置６７の動作停止による不具合を抑制することができる。
【００７１】
また、送気装置６５及び吸気装置６７の動作・作動を停止させることによって、帯電ローラ３ａにて像担持体２表面を帯電させる際に生じる放電生成物を排気することができなくなる虞がある。しかしながら、帯電ローラ３ａの周方向に生じる形状のばらつき及び抵抗のばらつきは、低温環境下で生じる現象であり、低温環境下では放電生成物が生じにくい。従って、送気装置６５及び吸気装置６７の動作を停止させることにより、放電生成物が排気されないことで生じる弊害は少ない。
【００７２】
上述のとおり、制御部９０Ａは、電位センサ１８からの帯電電位に係る信号を不揮発性ＲＡＭに記憶させ、この記憶された時系列信号から帯電ローラ周期の信号の変動成分を抽出する。そして、帯電ローラ周期の帯電ムラが予め設定された閾値を超えた場合、送気装置６５及び吸気装置６７の動作を一時的に停止させる機能を有する。言い換えれば、制御部９０Ａは、電位センサ１８により検知された帯電電位に帯電ローラ周期の電位の変動が検知されたと判断したとき、送気装置６５及び吸気装置６７の動作を一時的に停止させるよう制御する制御手段として機能する。
なお、送気装置６５及び吸気装置６７の動作を断接する断接手段としての例えばトランジスタ等を含むスイッチング回路を設け、このスイッチング回路のオン／オフ動作を介して送気装置６５及び吸気装置６７の起動・停止動作を制御するようにしてもよい。
【００７３】
図１２を用いて、本実施形態における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から送気装置６５及び吸気装置６７の動作を停止させるまでの、制御部９０ＡのＣＰＵの指令の下に実行される動作処理を説明する。図１２は、実施形態２における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から送気装置及び吸気装置の動作を停止させるまでの動作順序を示すフローチャートである。
まず、像担持体２と帯電ローラ３ａを回転させるとともに、帯電ローラ３ａに帯電バイアスを印加し、像担持体２の表面を帯電させる。そして、帯電ローラ３ａの下流側に配置された電位センサ１８で帯電電位の信号を検知し、画像形成装置１００内に備えた制御部９０Ａの信号記憶手段である不揮発性ＲＡＭに、帯電電位の時系列の推移データを一時保存する（ステップＳ１０）。
一時保存された帯電電位の信号には、帯電ローラ周期の帯電ムラ以外にも、像担持体周期の帯電ムラや、そのほか像担持体周りに配置された作像に関わる部品による影響で、さまざまな周期の帯電ムラが生じる。帯電ローラ３ａのみの影響による帯電ムラを算出するために、前述の帯電電位の信号から、帯電ローラ周期の帯電電位の時系列の信号を抽出する処理を行う（ステップＳ１１）。
【００７４】
次いで、帯電ローラ周期の帯電電位の信号を抽出後、帯電ローラ周期の帯電電位の変動量ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出する（ステップＳ１２）。ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出後、このΔＶｄ（帯電ムラ）と予め設定された閾値Ｈとの比較を行う。閾値Ｈは、帯電ムラが、画像上に帯電ローラ周期で顕在化するか否かの閾値である。画像形成装置の開発段階において、帯電ムラが画像上に帯電ローラ周期で顕在化することが予め確認されて設定されている値となっている（ステップＳ１３）。
ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈよりも大きいと判断された場合は、帯電ローラ周期での帯電ムラが増大している状態であると判断し、帯電ローラ３ａ周辺に備えられた送気装置６５及び吸気装置６７の動作を停止させる。これにより、帯電ローラ３ａの温度を上昇させ、帯電ローラ３ａに生じている周方向の形状のばらつき、抵抗のばらつきを抑制させる（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１３において、ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈ以内である場合には、そのまま送気装置６５及び吸気装置６７の作動を継続する（ステップＳ１５）。
【００７５】
実施形態１と同様に、実施形態２の画像形成装置１００でも、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する構成に限らず、４つのプロセスカートリッジのうちの２つ以上のプロセスカートリッジを有する構成であってもよいことは無論である。
【００７６】
以上説明したとおり、実施形態２によれば、次の第７の技術構成により以下の効果を奏する。本実施形態に係る第７の技術構成は、像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋなどの像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋなどの帯電装置と、像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋなどの現像装置と、を有するプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋなどのプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、帯電装置に配置され、画像形成動作時に像担持体とともに回転し、像担持体の表面を帯電させる帯電ローラ３ａなどのローラ状の帯電部材と、帯電部材における像担持体の回転方向の下流側に配置され、帯電部材によって帯電処理がなされた像担持体の表面の帯電電位を検知する電位センサ１８などの帯電電位検知手段と、帯電電位検知手段により検知された帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、帯電部材近傍に送気する動作を停止する送気装置６５などの送気装置及び帯電部材近傍を吸気する動作を停止する吸気装置６７などの吸気装置のうちの少なくとも一方の装置と、を備える画像形成装置１００などの画像形成装置であった。
【００７７】
かかる第７の技術構成により、帯電部材近傍の雰囲気の温度を上昇させることによって、帯電部材の温度を上昇させ、帯電部材の周方向のムラを抑制し、帯電部材の周方向の帯電能力を均一化させ、帯電電位の電位変動を抑制する。従って、画像形成装置の画像上に生じる帯電部材周期の濃度変動を抑制することができる、という基本的な作用効果を奏する。
【００７８】
本実施形態に係る第８の技術構成は、第７の技術構成において、前記プロセスカートリッジを２つ以上有する。
かかる第８の技術構成により、２つ以上のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にも適用でき、帯電部材周期の帯電ムラ抑制の効果を得られる。
【００７９】
本実施形態に係る第９の技術構成は、第７又は第８の技術構成において、送気装置及び吸気装置のうちの少なくとも一方の装置の停止は、前記帯電部材周期の帯電ムラが検知されたプロセスカートリッジのみで行う。
かかる第９の技術構成により、帯電部材周期の帯電ムラが検知されたプロセスカートリッジのみ、送気装置及び吸気装置のうちの少なくとも一方の装置の停止を行うことにより、消費電力を抑制できる。
【００８０】
本実施形態に係る第１０の技術構成は、第７ないし第９の何れか１つの技術構成において、送気装置及び吸気装置のうちの少なくとも一方の装置は、画像形成装置本体に配置されている。
かかる第１０の技術構成により、像担持体や帯電部材はプロセスカートリッジとして画像形成装置に対して着脱可能であり、また寿命等で交換する交換部品である。そのプロセスカートリッジに送気装置及び吸気装置のうちの少なくとも一方の装置を設けた場合、プロセスカートリッジのメンテナンスとともに交換されることとなるため、画像形成装置本体に配置しておいた方が望ましい。
【００８１】
本実施形態に係る第１１の技術構成は、第７ないし第１０の何れか１つの技術構成において、帯電部材を像担持体の回転に従動させる従動駆動手段を有し、像担持体の回転動作に連動して回転動作する構成とした。
かかる第１１の技術構成により、帯電装置として、独立した駆動手段を有する場合、部品点数が増加するとともに、画像形成装置本体スペースも必要となる。像担持体の回転動作に連動して帯電部材を回転させることができる従動の駆動手段を有することで、駆動構成としてシンプルとなる。
【００８２】
本実施形態に係る第１２の技術構成は、第７ないし第１１の何れか１つの技術構成において、帯電電位検知手段で検知した帯電電位の時系列の信号から、帯電部材周期の成分を抽出し、帯電部材周期の変動を算出する。
かかる第１２の技術構成により、帯電部材周期で帯電電位が変動した場合のみ、送気装置及び吸気装置のうちの少なくとも一方の装置の動作を停止させることで、不必要に送気装置及び吸気装置のうちの少なくとも一方の装置を作動させることを防ぐことができ、消費電力を抑制することができる。
【００８３】
（実施形態３）
図１３、図１４を参照して、実施形態３について説明する。図１３は実施形態３の主な制御構成を示すとともに、実施形態３に係るプロセスカートリッジの拡大構成図である。図１４は実施形態３における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラの温度上昇動作を行うまでの動作順序を示すフローチャートである。
実施形態３の課題・目的は、実施形態１のそれと同じである。実施形態３は、図１、図２、図８に示した実施形態１と比較して、加熱装置２０に代えて、電源装置２５を用いることを明示した点、制御部９０に代えた制御部９０Ｂを用いる点、図８の動作フローに代えて、図１４の動作フローを行う点が主に相違する。これら相違点以外の実施形態３の構成及び動作は、実施形態１の画像形成装置１００と同様である。以下、実施形態１と相違する点を中心に実施形態３について詳述する。
【００８４】
実施形態３の帯電装置３は、実施形態１と同様に、帯電ローラ３ａに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電源装置２５を用いている。電源装置２５は、実施形態１と同様に、帯電ローラ３ａにより像担持体２の表面を帯電させているとき、帯電ローラ３ａの芯金部３ｂ１に直流の帯電バイアス、又は直流と交流とを重畳させた帯電バイアスを印加している。この帯電バイアスの電流が、帯電ローラ３ａの導電性材料部３ｃと、帯電ローラ３ａと像担持体２との空隙部と、を流れることにより、像担持体２の表面を帯電させている。上記のとおり、電源装置２５は従来と同様のものを用いている。
即ち、図１３に示す実施形態３に係るプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、上述した実施形態１に係るプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと実質的に同じである。
【００８５】
実施形態１において、図３〜図７を参照して述べたと同様に、低温環境下での帯電ローラ３ａの形状ばらつきと、抵抗値ばらつきとが合わさることにより、低温環境下では帯電ムラが顕著に現れる。この周方向の変動による帯電ムラを防止するには、帯電ローラ３ａの周方向精度における部品特性として、形状及び抵抗値の高精度な管理が必要となり、非常な困難を伴う。
【００８６】
そこで、実施形態３では、低温環境下にて顕著な帯電ムラが生じた場合に、帯電ローラ３ａの温度を上昇させる機能を、帯電ローラ３ａに帯電バイアスを印加する電源装置２５に持たせている。電源装置２５の帯電バイアスによる電流が、帯電ローラ３ａの導電性材料部３ｃを流れると、帯電ローラ３ａの温度は上昇する。これは、帯電ローラ３ａの導電性材料部３ｃは、完全な導体ではなく、１０５〜１０９Ωｃｍの中抵抗の特性を有しており、帯電ローラ３ａに電流が流れると、その抵抗によって発熱することによるものである。
発熱により温度が上昇した帯電ローラ３ａは、図６に示したように導電性材料部３ｃに生じていた収縮が緩和され、形状が真円に近い形状に戻る。さらに、図７に示したように導電性材料部３ｃに生じていた抵抗の不均一が緩和され、ほぼ均質な抵抗値に戻る。その結果、帯電ローラ周期の帯電ムラが抑制され、トナー像の濃度ムラが抑制されることとなる。
【００８７】
図１３に示したように、帯電ローラ３ａ下流側には電位センサ１８が配置されている。この電位センサ１８は、実施形態１で説明したように画像濃度制御に用いているが、実施形態３においては帯電電位のムラの検知に使用する。
【００８８】
図１３を用いて、実施形態３の制御部９０Ｂを含む要部の制御構成について説明する。制御部９０Ｂは、図２に示した実施形態１の制御部９０と比較して、制御部９０Ｂの出力側には、加熱装置２０の電源回路に代えて、電源装置２５が電気的に接続されている点のみ相違する。制御部９０Ｂのハードウェア上の構成は、実施形態１の制御部９０とほぼ同じである。制御部９０ＢのＲＯＭには、後述する制御に必要な各種制御プログラム（例えば図１４に示すフローチャート参照）、固定データ（帯電ローラ周期の信号の変動成分に係る閾値等）、システムの初期設定値等が記憶されている。
【００８９】
制御部９０ＢのＣＰＵは、画像形成装置１００に配設されている電位センサ１８からの時系列信号を信号記憶手段でもある不揮発性ＲＡＭに記憶させる。そして、制御部９０ＢのＣＰＵは、不揮発性ＲＡＭに記憶された時系列信号から帯電ローラ周期の信号の変動成分を抽出する。帯電ローラ周期の信号の変動成分、即ち、帯電ローラ周期の帯電ムラが、予め設定された閾値を超えた場合、帯電ローラ３ａの低温環境下での帯電ムラが現れていると判断し、帯電ムラを抑制させる機能を発動させる。
その具体的な機能としては、トナー像を像担持体２上に可視化現像させる画像形成動作を行う前に、帯電ローラ３ａによる帯電処理を像担持体２上に行い、電位センサ１８により帯電電位を測定する。帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を超えない場合は、画像形成動作に移行する。帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を超えた場合は、画像形成動作に移行せずに、帯電ローラ３ａと像担持体２とを回転駆動させながら一定時間帯電ローラ３ａに通電し、帯電ローラ３ａを発熱させ、帯電ローラ３ａの温度を上昇させ、再び帯電電位を測定する。帯電電位上の帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を下回るまで、帯電ローラ３ａの温度を上昇させる動作を続ける。
【００９０】
上述のとおり、制御部９０Ｂは、電位センサ１８からの帯電電位に係る信号を不揮発性ＲＡＭに記憶させ、この記憶された時系列信号から帯電ローラ周期の信号の変動成分を抽出し、帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を超えた場合、次の制御手段として機能する。即ち、制御部９０Ｂは、帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加しながら帯電ローラ３ａと像担持体２とを回転させ，帯電ローラ３ａを発熱させて帯電ローラ３ａの温度を上昇させるよう電源装置２５を制御する制御手段として機能する。
なお、例えばトランジスタ等を含むスイッチング回路を設け、このスイッチング回路のオン／オフ動作を介して、電源装置２５の直流の帯電バイアス、又は直流と交流とを重畳させた帯電バイアスのオンオフを行うようにしてもよい。
【００９１】
図１４を用いて、本実施形態における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行うまでの、制御部９０ＢのＣＰＵの指令の下に実行される動作処理を説明する。
まず、像担持体２と帯電ローラ３ａを回転させるとともに、帯電ローラ３ａに帯電バイアスを印加し、像担持体２の表面を帯電させる。そして、帯電ローラ３ａの下流側に配置された電位センサ１８で帯電電位の信号を検知し、画像形成装置１００内に備えた制御部９０Ｂの信号記憶手段である不揮発性ＲＡＭに、帯電電位の時系列の推移データを一時保存する（ステップＳ２１）。
一時保存された帯電電位の信号には、帯電ローラ周期の帯電ムラ以外にも、像担持体周期の帯電ムラや、そのほか像担持体周りに配置された作像に関わる部品による影響で、さまざまな周期の帯電ムラが生じる。帯電ローラ３ａのみの影響による帯電ムラを算出するために、前述の帯電電位の信号から、帯電ローラ周期の帯電電位の時系列の信号を抽出する処理を行う（ステップＳ２２）。
【００９２】
次いで、帯電ローラ周期の帯電電位の信号を抽出後、帯電ローラ周期の帯電電位の変動量ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出する（ステップＳ２３）。ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出後、このΔＶｄ（帯電ムラ）と予め設定された閾値Ｈとの比較を行う。閾値Ｈは、帯電ムラが、画像上に帯電ローラ周期で顕在化するか否かの閾値である。画像形成装置の開発段階において、帯電ムラが画像上に帯電ローラ周期で顕在化することが予め確認されて設定されている値となっている（ステップＳ２４）。
ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈよりも大きいと判断された場合は、帯電ローラ周期での帯電ムラが増大している状態であると判断し、帯電ローラ３ａの芯金部３ａ１に帯電バイアス（直流、又は直流と交流とを重畳させた帯電バイアス）を印加する通電を行う。これと同時に、像担持体２と帯電ローラ３ａとを回転駆動させ、帯電ローラ３ａを発熱させて、帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行い、帯電ローラ３ａに生じている周方向の形状のばらつき、抵抗のばらつきを抑制させる（ステップＳ２５）。ステップＳ２４において、ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈ以内である場合には、動作を終了する。
【００９３】
（変形例１）
図１５、図１６を参照して、実施形態３の変形例１について説明する。図１５は変形例１の主な制御構成を示すブロック図である。図１６は変形例１における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラの温度上昇動作を行うまでの動作順序を示すフローチャートである。
図１５に示すように、変形例１の制御構成は、実施形態３のそれと比較して、制御部９０Ｂに代えて制御部９０Ｃを用いる点、制御部９０Ｃの入力側に温度センサ２８が電気的に接続されている点が相違する。温度センサ２８は、画像形成装置１００が低温環境下で使用されているか否かを検知するために、画像形成装置１００の内部又は画像形成装置１００近傍の温度を検知する環境温度検知手段として機能する。
【００９４】
制御部９０Ｃのハードウェア上の構成は、実施形態３の制御部９０Ｂとほぼ同じである。制御部９０ＣのＲＯＭには、後述する制御に必要な各種制御プログラム（例えば図１６に示すフローチャート参照）、固定データ（帯電ローラ周期の信号の変動成分に係る閾値、低温環境下にあるか否かを判断するための温度データ等）、システムの初期設定値等が記憶されている。
【００９５】
制御部９０ＣのＣＰＵは、帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を超えた場合であって、且つ画像形成装置１００が低温環境下で使用されたときに、帯電ローラ３ａの温度上昇動作を実行させる機能を有する。
即ち、図１４に示した実施形態３のスタートから終了までの帯電ローラ３ａの温度上昇動作は、画像形成装置１００が低温環境下で使用されたときに動作するものとしてもよい。前述のように、帯電ローラ周期の帯電ムラが発生するのは、低温環境下のみのときであり、常温環境下及び高温環境下では、帯電ムラは発生しないからである。
帯電ローラ３ａの温度上昇動作は、画像形成動作の前に行うため、画像形成装置１００から画像形成された最初の用紙が排出されるまでに多少時間を要することから、必要なときのみ温度上昇動作をすることが望ましい。それ故に、画像形成装置１００が低温環境下で使用されたときに動作するものとしてもよい。
【００９６】
ここで、低温環境とは、上述のような画像形成装置１００の場合、画像形成装置１００の内部又は画像形成装置１００近傍の温度が例えば１５℃以下の環境温度に設定されている。尚、低温環境の具体的な温度は、画像形成装置に配設されている帯電装置の帯電ローラ仕様等により若干異なるものであり、上記した具体的な温度はあくまでも一例である。
【００９７】
図１６を用いて、変形例１における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行うまでの、制御部９０ＣのＣＰＵの指令の下に実行される動作処理を説明する。
図１６のステップＳ３０からステップＳ３３までのフローは、図１４に示した実施形態３のステップＳ２１からステップＳ２４までのフロー（ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出後、このΔＶｄ（帯電ムラ）と予め設定された閾値Ｈとの比較を行う）と同じである。
ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈよりも大きいと判断された場合は、直ちに帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行わずに、画像形成装置１００が低温環境下にあるか否かをチェックする（ステップＳ３４）。具体的には、制御部９０ＣのＣＰＵが温度センサ２８からの画像形成装置１００の環境温度Ｔに係る信号に基づいて、環境温度Ｔが１５℃以下（Ｔ≦１５℃）のときのみ画像形成装置１００が低温環境下にあると判断し、実施形態３と同様に、帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行う。これにより、帯電ローラ３ａに生じている周方向の形状のばらつき、抵抗のばらつきを抑制させる（ステップＳ３５）。ステップＳ３３において、ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈ以内である場合、及びステップＳ３４において、画像形成装置１００が低温環境下にない場合には、動作を終了する。
【００９８】
（変形例２）
図１７、図１８を参照して、実施形態３の変形例２について説明する。図１７は変形例２の主な制御構成を示すブロック図である。図１８は変形例２における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラの温度上昇動作を行うまでの動作順序を示すフローチャートである。
図１７に示すように、変形例２の制御構成は、実施形態３のそれと比較して、制御部９０Ｂに代えて制御部９０Ｄを用いる点、制御部９０Ｄの入力側に電源スイッチ２９が電気的に接続されている点が相違する。画像形成装置１００には、画像形成装置１００へ電力を供給する電力供給手段としてのメイン電源が接続されている。そして、画像形成装置１００は、メイン電源による画像形成装置１００への電力供給を断接する電力断接手段としての電源スイッチ２９を備えている。
【００９９】
制御部９０Ｄのハードウェア上の構成は、実施形態３の制御部９０Ｂとほぼ同じである。制御部９０ＤのＲＯＭには、後述する制御に必要な各種制御プログラム（例えば図１８に示すフローチャート参照）、固定データ（帯電ローラ周期の信号の変動成分に係る閾値、画像形成装置１００の長時間放置状態を示す時間データ等）、システムの初期設定値等が記憶されている。
【０１００】
制御部９０ＤのＣＰＵは、帯電ローラ周期の帯電ムラが閾値を超えた場合であって、且つ画像形成装置１００が長時間放置された後に、電源スイッチ２９を介してメイン電源がオンされたときに、帯電ローラ３ａの温度上昇動作を実行させる機能を有する。
即ち、図１４に示した実施形態３のスタートから終了までの帯電ローラ３ａの温度上昇動作は、画像形成装置１００が長時間放置された後に、電源スイッチ２９を介してメイン電源がオンされたときに動作するものとしてもよい。前述のように、帯電ローラ周期の帯電ムラが発生するのは、低温環境下で帯電ローラ３ａの温度が低い状態のときのみであり、帯電ローラ３ａの温度が低下せず、断続的に画像形成動作が続いている状態での帯電ローラ３ａでは、帯電ムラは発生しない。帯電ローラの３ａ温度上昇動作は、画像形成動作の前に行うため、画像形成装置１００から画像形成された最初の用紙が排出されるまでに多少時間を要することから、必要なときのみ温度上昇動作をすることが望ましい。それ故に、画像形成装置１００が長時間放置された後に、メイン電源がオンされたときのみとしてもよい。
【０１０１】
ここで、画像形成装置１００の長時間放置状態は、例えば制御部９０Ｄに配設され、電池等でバックアップされた計時手段としてのタイマにより、電源スイッチ２９のオフから次にオンされるまでの時間を計時することで判断される。タイマにより計時された放置時間は、逐次不揮発性ＲＡＭに記憶される。画像形成装置１００の長時間放置状態とは、電源スイッチ２９のオフから次にオンされるまでの時間として、例えば１２時間以上に設定されている。尚、画像形成装置の長時間放置状態の具体的な放置時間は、画像形成装置に配設されている帯電装置の帯電ローラ仕様等により若干異なるものであり、上記した具体的な放置時間はあくまでも一例である。
【０１０２】
図１８を用いて、変形例２における帯電ローラ周期での帯電ムラの検知から帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行うまでの、制御部９０ＤのＣＰＵの指令の下に実行される動作処理を説明する。
図１８のステップＳ４０からステップＳ４３までのフローは、図１４に示した実施形態３のステップＳ２１からステップＳ２４までのフロー（ΔＶｄ（帯電ムラ）を算出後、このΔＶｄ（帯電ムラ）と予め設定された閾値Ｈとの比較を行う）と同じである。
ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈよりも大きいと判断された場合は、直ちに帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行わずに、画像形成装置１００が長時間放置状態にあるか否かをチェックする（ステップＳ４４）。具体的には、制御部９０ＤのＣＰＵが電源スイッチ２９からの画像形成装置１００の長時間放置状態の時間ｔに係る信号に基づいて、時間ｔが１２時間（ｔ≧１２Ｈ）以上のときのみ画像形成装置１００が長時間放置状態にあると判断し、実施形態３と同様に、帯電ローラ３ａの温度上昇動作を行う。これにより、帯電ローラ３ａに生じている周方向の形状のばらつき、抵抗のばらつきを抑制させる（ステップＳ４５）。ステップＳ４３において、ΔＶｄ（帯電ムラ）が閾値Ｈ以内である場合、及びステップＳ４４において、画像形成装置１００が長時間放置状態にない場合には、動作を終了する。
【０１０３】
実施形態１と同様に、実施形態３の画像形成装置１００でも、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する構成に限らず、４つのプロセスカートリッジのうちの２つ以上のプロセスカートリッジを有する構成であってもよいことは無論である。
【０１０４】
以上説明したとおり、実施形態３によれば、次の第１３の技術構成により以下の効果を奏する。実施形態３に係る第１３の技術構成は、像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋなどの像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋなどの帯電装置と、像担持体に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給することで可視像化する現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋなどの現像装置と、を有するプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋなどのプロセスカートリッジを用いた画像形成装置であって、帯電装置に配置され、画像形成動作時に像担持体とともに回転し、像担持体の表面を帯電させる帯電ローラ３ａなどのローラ状の帯電部材と、帯電部材における像担持体の回転方向の下流側に配置され、帯電部材によって帯電処理がなされた像担持体の表面の帯電電位を検知する電位センサ１８などの帯電電位検知手段と、帯電部材に帯電バイアスを印加する電源装置２５などの帯電バイアス印加手段と、帯電電位検知手段により検知された帯電電位に帯電部材周期の電位の変動が検知されたとき、帯電バイアスを帯電部材に印加しながら帯電部材と像担持体とを回転させ、帯電部材を発熱させて帯電部材の温度を上昇させるよう帯電バイアス印加手段を制御する制御部９０Ｂなどの制御手段と、を備える画像形成装置１００などの画像形成装置であった。
【０１０５】
かかる第１３の技術構成により、帯電バイアスを帯電部材に印加しながら帯電部材と像担持体とを回転させ、帯電部材を発熱させて帯電部材の温度を上昇させ、帯電部材の周方向のムラを抑制し、帯電部材の周方向の帯電能力を均一化させ、帯電電位の電位変動を抑制する。従って、画像形成装置の画像上に生じる帯電部材周期の濃度変動を抑制することができる、という基本的な作用効果を奏する。
実施形態３は、上述の構成のとおり、帯電ローラ３ａ及び電源装置２５は従来と同様の構成である。実施形態３は、制御部９０Ｂの一部機能（帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加しながら帯電ローラ３ａと像担持体２とを回転させ、帯電ローラ３ａを発熱させて帯電ローラ３ａの温度を上昇させるタイミング）を変えるだけで済む簡素な構成となっている。
【０１０６】
実施形態３に係る第１４の技術構成は、第１３の技術構成において、前記プロセスカートリッジを２つ以上有する。
かかる第１４の技術構成により、２つ以上のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にも適用でき、帯電部材周期の帯電ムラ抑制の効果を得られる。
【０１０７】
実施形態３の変形例１に係る第１５の技術構成は、第１３の技術構成において、帯電部材の温度上昇動作は、画像形成装置が低温環境下で使用されたときのみ実行される。
かかる第１５の技術構成により、帯電部材周期の帯電ムラが発生する「低温環境下」のみで温度上昇動作を行うことにより、画像形成装置のユーザに対し、必要のないお待たせ時間を強いることが回避できる。
【０１０８】
実施形態３の変形例２に係る第１６の技術構成は、第１３又は第１５の技術構成において、画像形成装置が長時間放置された後に、画像形成装置へ電力を供給するメイン電源などの電源が投入されたときのみ実行される。
かかる第１６の技術構成により、帯電部材周期の帯電ムラが発生する「画像形成装置が長時間放置された後に、画像形成装置へ電力を供給する電源が投入されたとき」のみで温度上昇動作を行う。これにより、画像形成装置のユーザに対し、必要のないお待たせ時間を強いることが回避できる。
【０１０９】
実施形態３、変形例１や２に係る第１７の技術構成は、第１３ないし第１６の何れか１つの技術構成において、帯電部材を像担持体の回転に従動させる従動駆動手段を有し、像担持体の回転動作に連動して回転動作する構成とした。
かかる第１７の技術構成により、帯電装置として、独立した駆動手段を有する場合、部品点数が増加するとともに、画像形成装置本体スペースも必要となる。像担持体の回転動作に連動して帯電部材を回転させることができる従動の駆動手段を有することで、駆動構成としてシンプルとなる。
【０１１０】
実施形態３、変形例１や２に係る第１８の技術構成は、第１３ないし第１７の何れか１つの技術構成において、帯電電位検知手段で検知した帯電電位の時系列の信号から、帯電部材周期の成分を抽出し、帯電部材周期の変動を算出する。
かかる第１８の技術構成により、帯電部材周期で帯電電位が変動した場合のみ、帯電部材の温度上昇動作を行うことで、不必要に温度上昇動作を行うことを防げ、画像形成装置のユーザに対し、必要のないお待たせ時間を強いることが回避できる。
【０１１１】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態や実施例等に記載した技術事項を適宜組み合わせたものであってもよい。
【０１１２】
例えば、本発明を適用する画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能なカラーデジタル複合機、その他、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の組み合わせの複合機であってもよい。
更には、図１は、本発明の実施形態１に係る電子写真式の画像形成装置として、４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の構成例を示している。本発明は、図１に例示されたフルカラー機に限らず、４連タンデム型直接転写方式のフルカラー機や２連以上のタンデム型中間転写方式の直接転写方式のカラー機、あるいは２連以上のタンデム型直接転写方式のカラー機にも適用可能である。
【０１１３】
かかる画像形成装置は、一般にコピー等に用いられる普通紙のみならず、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状記録媒体（シート）としてこれに画像形成を行うことが可能であることが望ましい。かかる画像形成装置は、シートとしての転写紙の片面、あるいは両面に画像形成可能な画像形成装置であってもよい。このような画像形成装置に用いる現像剤は、２成分現像剤に限らず、１成分現像剤であってもよい。
【０１１４】
本発明の実施の形態に適宜記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１１５】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ        プロセスカートリッジ
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ    像担持体
３、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ      帯電装置（帯電手段）
３ａ        帯電ローラ（ローラ状の帯電部材の一例、帯電手段）
４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ      現像装置（現像手段）
５、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ      クリーニング装置
６、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ      潤滑剤塗布装置
７      潜像形成装置（潜像形成手段）
１１    装置本体（画像形成装置本体）
１８    電位センサ（帯電電位検知手段の一例）
１９    トナー付着量センサ
２０    加熱装置
２５    電源装置（帯電バイアス印加手段の一例）
２８    温度センサ（環境温度検知手段の一例）
２９    電源スイッチ（電力断接手段の一例）
３１    トナー濃度センサ
４０    定着装置
６０    画像形成部
６５    送気装置
６６    送気ファン
６７    吸気装置
６８    吸気ファン
７０    給紙部
８０    排紙部
９０、９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ    制御部（制御手段の一例）
１００      画像形成装置
Ｐ      用紙（シート、シート状記録媒体の一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開２００７−０６５４８５号公報
【図１】
2016130830.tif 000003
【図２】
2016130830.tif 000004
【図３】
2016130830.tif 000005
【図４】
2016130830.tif 000006
【図５】
2016130830.tif 000007
【図６】
2016130830.tif 000008
【図７】
2016130830.tif 000009
【図８】
2016130830.tif 000010
【図９】
2016130830.tif 000011
【図１０】
2016130830.tif 000012
【図１１】
2016130830.tif 000013
【図１２】
2016130830.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2016130830.tif 000016
【図１５】
2016130830.tif 000017
【図１６】
2016130830.tif 000018
【図１７】
2016130830.tif 000019
【図１８】
2016130830.tif 000020