(57)【要約】【課題】帯電バイアスや現像バイアスの印加タイミングの調整に多くの処理やデータを必要とすることなく、迅速かつ正確にトナーバンドやキャリアバンドの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電手段、帯電バイアス電源、露光手段、現像手段、現像バイアス電源を備える画像形成装置であって、現像バイアス電源は定電圧電源であり、現像手段に流れる電流を検知する現像電流検知手段と、現像電流検知手段から現像手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと現像バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該差分に基づいてキャリア付着又はトナー付着が減少するように画像形成条件を変更する変更制御手段と、を有する。【選択図】図２
2010139852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体表面を露光する露光手段と、前記帯電手段により帯電された後に前記露光手段により露光されて前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段に所定の電位となるように現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、を備える画像形成装置であって、
前記現像バイアス電源は、定電圧電源であり、
前記現像手段に流れる電流を検知する現像電流検知手段と、
前記現像電流検知手段から前記現像手段の電位の変化を取得し、前記電位の変化タイミングと前記現像バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、前記差分に基づいてキャリア付着又はトナー付着が減少するように画像形成条件を変更する変更制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像バイアス電源は、前記帯電バイアス電源より先に印加開始となるように設定されてい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】
前記現像電流検知手段による検知で前記帯電バイアス電源の印加開始タイミングが求められたときに前記変更制御手段により変更される画像形成条件は、前記帯電バイアス電源の印加開始タイミング、前記現像バイアス電源の印加開始タイミング、前記帯電バイアス電源の印加開始タイミングと前記現像バイアス電源の印加開始タイミングとの相対的な時間差、前記帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、前記現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、前記露光手段による前露光の露光終了タイミングの少なくとも１つであ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】
前記現像電流検知手段による検知で前記帯電バイアス電源の印加終了タイミングが求められたときに前記変更制御手段により変更される画像形成条件は、前記帯電バイアス電源の印加終了タイミング、前記現像バイアス電源の印加終了タイミング、前記帯電バイアス電源の印加終了タイミングと前記現像バイアス電源の印加終了タイミングとの相対的な時間差、前記帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、前記現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、前記露光手段による後露光の露光開始タイミングの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体表面を露光する露光手段と、前記帯電手段により帯電された後に前記露光手段により露光されて前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置であって、
前記転写バイアス電源は、定電圧電源であり、
前記転写手段に流れる電流を検知する転写電流検知手段と、
前記転写電流検知手段から前記転写手段の電位の変化を取得し、前記電位の変化タイミングと前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、前記差分に基づいて前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと前記帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体表面を露光する露光手段と、前記帯電手段により帯電された後に前記露光手段により露光されて前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置であって、
前記転写バイアス電源は、定電流電源であり、
前記転写手段に流れる電圧を検知する転写電圧検知手段と、
前記転写電流検知手段から前記転写手段の電位の変化を取得し、前記電位の変化タイミングと前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、前記差分に基づいて前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと前記帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体表面を露光する露光手段と、前記帯電手段により帯電された後に前記露光手段により露光されて前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段に所定の電位となるように現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、を備える画像形成装置における画像形成条件の制御方法であって、
前記現像バイアス電源は、定電圧電源であり、
前記現像手段に流れる電流を検知する現像電流検知ステップと、
前記現像電流検知ステップで得られた前記現像手段の電位の変化を取得し、前記電位の変化タイミングと前記現像バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、前記差分に基づいてキャリア付着又はトナー付着が減少するように画像形成条件を変更する変更制御ステップと、
を有することを特徴とする画像形成条件の制御方法。
【請求項８】
前記現像バイアス電源は、前記帯電バイアス電源より先に印加開始となるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成条件の制御方法。
【請求項９】
前記現像電流検知ステップでの検知で前記帯電バイアス電源の印加開始タイミングが求められたときに前記変更制御ステップにより変更される画像形成条件は、前記帯電バイアス電源の印加開始タイミング、前記現像バイアス電源の印加開始タイミング、前記帯電バイアス電源の印加開始タイミングと前記現像バイアス電源の印加開始タイミングとの相対的な時間差、前記帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、前記現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、前記露光手段による前露光の露光終了タイミングの少なくとも１つであることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成条件の制御方法。
【請求項１０】
前記現像電流検知ステップでの検知で前記帯電バイアス電源の印加終了タイミングが求められたときに前記変更制御ステップにより変更される画像形成条件は、前記帯電バイアス電源の印加終了タイミング、前記現像バイアス電源の印加終了タイミング、前記帯電バイアス電源の印加終了タイミングと前記現像バイアス電源の印加終了タイミングとの相対的な時間差、前記帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、前記現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、前記露光手段による後露光の露光開始タイミングの少なくとも１つである請求項７から９のいずれか１項に記載の画像形成条件の制御方法。
【請求項１１】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体表面を露光する露光手段と、前記帯電手段により帯電された後に前記露光手段により露光されて前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置における画像形成条件の制御方法であって、
前記転写バイアス電源は、定電圧電源であり、
前記転写手段に流れる電流を検知する転写電流検知ステップと、
前記転写電流検知ステップで得られた前記転写手段の電位の変化を取得し、前記電位の変化タイミングと前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、前記差分に基づいて前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと前記帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御ステップと、
を有することを特徴とする画像形成条件の制御方法。
【請求項１２】
像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体表面を露光する露光手段と、前記帯電手段により帯電された後に前記露光手段により露光されて前記像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置における画像形成条件の制御方法であって、
前記転写バイアス電源は、定電流電源であり、
前記転写手段に流れる電圧を検知する転写電圧検知ステップと、
前記転写電流検知ステップで得られた前記転写手段の電位の変化を取得し、前記電位の変化タイミングと前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、前記差分に基づいて前記転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと前記帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御ステップと、
を有することを特徴とする画像形成条件の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成条件の制御方法に関し、特に、濃度や階調性等の画質の変動を改善するために画像形成条件（特に帯電電位や現像電位）を変化させる過程において発生するトナーバンドやキャリアバンドを防止するのに好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体等の像担持体を帯電して静電潜像を作成し、トナーで現像することによって像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を直接的あるいは一旦中間転写体を介在させて記録媒体上に転写及び定着する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、Ｊｏｂスタート時、Ｊｏｂエンド時、濃度、階調性、カブリといった画質変動を改善するため画像形成条件（特に帯電電位や現像電位）を変化させる場合に、その変化・変更過程で感光体上に帯状のトナー像（トナーバンド）が発生することがある。また、トナーとキャリアを用いる二成分現像を用いて現像する画像形成装置の場合には、トナーバンドだけでなく、キャリアにトナーが混じった現像剤帯（キャリアバンド）が発生することがある。
【０００３】
これらバンドは、正規な画像とは異なる不具合画像であるため、さまざまな問題を引き起こす。例えばこれらバンドは、像担持体周りが汚れたり、転写器に転移して用紙が汚れたり、また汚れた用紙を介して定着器が汚れる等、画像形成装置内部や出力用紙が汚れる原因となる。また、現像器のトナーやキャリアを不要に消費してしまうといった問題もある。
【０００４】
これらバンドは、像担持体の帯電電位と現像器の現像電位の電位差が一定範囲を超えることによって生じる。例えば、ある極性に帯電されたトナーは相対的に反対の極性を持った部分に転移し、電位差が大きければ多量のトナーが転移する。トナーの現像器から像担持体への転移は、トナーとキャリアの付着力に比べて引き離す力が大きい場合に起こるため、像担持体の帯電電位と現像器の現像電位が等しい場合や、帯電電位が現像電位より相対的にトナー極性側である場合には、現像器から像担持体に転移することはなく、またトナーと逆極性側であっても電位の差が小さければトナーバンドは生じない。
【０００５】
一方、キャリアバンドに関しては、帯電電位と現像電位が等しい場合や、帯電電位が現像電位より相対的にキャリア（反トナー）極性側である場合には、現像器から像担持体に転移することはなく、キャリアバンドは生じない。トナーの転移と同様に、キャリアの現像器から像担持体への転移もキャリアと現像ロールとの付着力に比べて引き離す力が大きい場合に起こるため、キャリアと逆極性側であっても電位の差が小さければバンドは生じない。
【０００６】
しかし、先に述べたようにＪｏｂスタート時等、帯電電位や現像電位を変化させたり変更したりする場合に、その変化・変更過程でトナーバンドやキャリアバンドが発生する場合がある。これは変化の過渡期において帯電電位、現像電位の差が一定範囲を短時間ではあるが超えるために起こる現象である。
【０００７】
図１３は、像担持体上にトナーバンドあるいはキャリアバンドが形成される様子を説明する説明図である。図１３（ａ）において、帯電電位Ｅは、現像電位Ｄよりも遅く立ち上がっている。その結果、現像電位Ｄが所定の電位に達しても、帯電電位Ｅが十分に立ち上がっていない領域においては、現像電位Ｄと帯電電位Ｅとの間に電位差Ｖ１が生じる。このとき、電位差Ｖ１が一定範囲を超える場合には、像担持体の表面にトナーバンドＴＢが形成される。
【０００８】
また、図１３（ｂ）において、帯電電位Ｅは、現像電位Ｄよりも早く立ち上がっている。その結果、帯電電位Ｅが所定の電位に達しても現像電位が十分に立ち上がっていない領域においては、帯電電位Ｅと現像電位Ｄとの間に電位差Ｖ２が生じる。このとき、電位差Ｖ２が一定範囲を超える場合には、像担持体の表面にキャリアバンドＣＢが形成される。
【０００９】
このような現象を防ぐ方法として、例えば特許文献１には、付着したトナーバンドを濃度センサで検出してその検知結果に基づいて画像形成条件を変更する方法が開示されている。当該方法では、帯電バイアス及び現像バイアスの印加開始時に感光体表面にトナーバンドが形成されるように現像バイアスあるいは帯電バイアスの印加開始タイミングを制御し、この制御によって感光体表面に形成されたトナーバンドを中間転写体ベルトに転写する。そして、転写したトナーバンドの濃度を光学センサによって検出し、この検出結果に基づいて画像形成装置が画像を形成するときの画像形成条件をトナーバンドが減少する方向に変更する。
【特許文献１】特開２００６−２５８９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１で開示された方法は、濃度センサを用いているため、実施時には通常の濃度制御（プロコン）と同様に対向物（像担持体や被転写体）の地肌データを取得しておく必要がある。また、複数回トナーバンドを形成して現像バイアスの印加開始タイミングとトナーバンド濃度の関係式（一次関数式）を求め、この関係式からトナーバンド濃度が最小となる印加開始タイミングを算出することから、画像形成条件の変更に時間がかかってしまう。さらに、トナーやキャリアが付着する太さは帯電バイアスや現像バイアスのＯＮタイミング差だけでなく、帯電量や現像剤汲み上げ量（現像剤保持部材上の現像剤の量）によっても変化するため、正確性に欠けるおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明は、帯電バイアスや現像バイアスの印加タイミングの調整に多くの処理やデータを必要とすることなく、迅速かつ正確にトナーバンドやキャリアバンドの発生を防止することができる画像形成装置及びその画像形成条件制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するために、本発明は、像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、像担持体表面を露光する露光手段と、帯電手段により帯電された後に露光手段により露光されて像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段に所定の電位となるように現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、を備える画像形成装置であって、現像バイアス電源は、定電圧電源であり、現像手段に流れる電流を検知する現像電流検知手段と、現像電流検知手段から現像手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと現像バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該差分に基づいてキャリア付着又はトナー付着が減少するように画像形成条件を変更する変更制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
また、本発明は、上記の画像形成装置において、現像バイアス電源が、帯電バイアス電源より先に印加開始となるように設定されていることを特徴とするものであってもよい。
【００１４】
また、本発明は、上記の画像形成装置において、現像電流検知手段による検知で帯電バイアス電源の印加開始タイミングが求められたときに変更制御手段により変更される画像形成条件は、帯電バイアス電源の印加開始タイミング、現像バイアス電源の印加開始タイミング、帯電バイアス電源の印加開始タイミングと現像バイアス電源の印加開始タイミングとの相対的な時間差、帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、露光手段による前露光の露光終了タイミングの少なくとも１つであることを特徴とするものであってもよい。
【００１５】
また、本発明は、上記の画像形成装置において、現像電流検知手段による検知で帯電バイアス電源の印加終了タイミングが求められたときに変更制御手段により変更される画像形成条件は、帯電バイアス電源の印加終了タイミング、現像バイアス電源の印加終了タイミング、帯電バイアス電源の印加終了タイミングと現像バイアス電源の印加終了タイミングとの相対的な時間差、帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、露光手段による後露光の露光開始タイミングの少なくとも１つであることを特徴とするものであってもよい。
【００１６】
また、本発明は、像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、像担持体表面を露光する露光手段と、帯電手段により帯電された後に露光手段により露光されて像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置であって、転写バイアス電源は、定電圧電源であり、転写手段に流れる電流を検知する転写電流検知手段と、転写電流検知手段から転写手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該差分に基づいて転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
また、本発明は、像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、像担持体表面を露光する露光手段と、帯電手段により帯電された後に露光手段により露光されて像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置であって、転写バイアス電源は、定電流電源であり、転写手段に流れる電圧を検知する転写電圧検知手段と、転写電流検知手段から転写手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該差分に基づいて転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
他の態様として、本発明は、像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、像担持体表面を露光する露光手段と、帯電手段により帯電された後に露光手段により露光されて像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段に所定の電位となるように現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、を備える画像形成装置における画像形成条件の制御方法であって、現像バイアス電源は、定電圧電源であり、現像手段に流れる電流を検知する現像電流検知ステップと、現像電流検知ステップで得られた現像手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと現像バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該差分に基づいてキャリア付着又はトナー付着が減少するように画像形成条件を変更する変更制御ステップと、を有することを特徴とする画像形成条件の制御方法である。
【００１９】
また、本発明は、上記の画像形成条件の制御方法において、現像バイアス電源が、帯電バイアス電源より先に印加開始となるように設定されていることを特徴とするものであってもよい。
【００２０】
また、本発明は、上記の画像形成条件の制御方法において、現像電流検知ステップでの検知で帯電バイアス電源の印加開始タイミングが求められたときに変更制御ステップにより変更される画像形成条件は、帯電バイアス電源の印加開始タイミング、現像バイアス電源の印加開始タイミング、帯電バイアス電源の印加開始タイミングと現像バイアス電源の印加開始タイミングとの相対的な時間差、帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、露光手段による前露光の露光終了タイミングの少なくとも１つであることを特徴とするものであってもよい。
【００２１】
また、本発明は、上記の画像形成条件の制御方法において、現像電流検知ステップでの検知で帯電バイアス電源の印加終了タイミングが求められたときに変更制御ステップにより変更される画像形成条件は、帯電バイアス電源の印加終了タイミング、現像バイアス電源の印加終了タイミング、帯電バイアス電源の印加終了タイミングと現像バイアス電源の印加終了タイミングとの相対的な時間差、帯電バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の帯電バイアス値、現像バイアス電源を段階的に変化させたときの各段階毎の現像バイアス値、露光手段による後露光の露光開始タイミングの少なくとも１つであることを特徴とするものであってもよい。
【００２２】
また、本発明は、像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、像担持体表面を露光する露光手段と、帯電手段により帯電された後に露光手段により露光されて像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置における画像形成条件の制御方法であって、転写バイアス電源は、定電圧電源であり、転写手段に流れる電流を検知する転写電流検知ステップと、転写電流検知ステップで得られた転写手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該差分に基づいて転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御ステップと、を有することを特徴とする画像形成条件の制御方法である。
【００２３】
また、本発明は、像担持体の表面を所定の電位に帯電させる帯電手段と、帯電手段に帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、像担持体表面を露光する露光手段と、帯電手段により帯電された後に露光手段により露光されて像担持体表面に形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された画像を被転写体に転写する転写手段と、転写手段に所定の電位となるように転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、を備える画像形成装置における画像形成条件の制御方法であって、転写バイアス電源は、定電流電源であり、転写手段に流れる電圧を検知する転写電圧検知ステップと、転写電流検知ステップで得られた転写手段の電位の変化を取得し、電位の変化タイミングと転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとの差分を計算し、該当分に基づいて転写バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングと帯電バイアス電源の印加開始タイミング又は印加終了タイミングとを同期させる同期制御ステップと、を有することを特徴とする画像形成条件の制御方法である。
【発明の効果】
【００２４】
帯電バイアスのＯＮタイミングの前後では像担持表面の電位が異なり、現像電流の変化がおきるポイントが帯電バイアスのＯＮタイミング相当位置となる。本発明によれば、現像バイアスのＯＮタイミングを帯電バイアスのＯＮタイミングに合わせるように制御するため、帯電バイアスや現像バイアスの印加タイミングの調整に多くの処理やデータを必要とすることなく、迅速かつ正確にトナーバンドやキャリアバンドの発生を防止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】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の述べる実施形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２６】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置（電子写真方式を用いたカラー画像形成装置）の概略構成図である。当該構成図には、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィエンジンをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色について備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置のＩＯＴ（画像出力部）の概要が示されている。なお、図中では画像形成装置の画像読取部や画像処理部等は省略している。
【００２７】
この画像形成装置のＩＯＴは、図中矢印Ａの方向に回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、各感光体の表面を帯電バイアスを印加することにより帯電する接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、各色現像剤を担持する現像剤担持体である現像ロール３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋを各々備え、現像ロール３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋに現像バイアスを印加することにより各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト６に転写する一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写体ベルト６上のトナー像を用紙Ｐに転写する二次転写器７と、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する定着器９と、用紙Ｐを収納する用紙トレイＴと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ（図示せず）と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器（図示せず）と、中間転写体ベルト６表面に転写された画像濃度制御及び画像形成位置調整用基準パターン像等を検出する光学センサ（図示せず）と、中間転写体ベルト表面をクリーニングするベルトクリーナ８とから構成されている。
【００２８】
ここで、図１に示した画像形成装置における画像形成動作を簡単に説明する。外部からの信号によって画像形成装置の駆動が開始され、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面を接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに帯電バイアスを電源から印加することで所定の帯電電位に帯電する。接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面が各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ位置に到達した時点で各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにも電源から所定の現像電位となるように現像バイアスが印加される。
【００２９】
一方、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号あるいは外部のコンピュータ（図示せず）等で生成された原画像信号は画像処理部（図示せず）に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、レーザ光線Ｌが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Ｌは、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Ｌがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００３０】
続いて、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体ベルト６に転写される。この中間転写体ベルト６へトナー像の転写が終了した各感光体は、クリーナにより表面に付着した残留トナー等の付着物がクリーニングされ、除電器により残留電荷が除去される。
【００３１】
次に、中間転写体ベルト６上のトナー像は、二次転写器７により、用紙トレイＴから送られてくる用紙Ｐ上に転写された後、定着器９により用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。用紙Ｐ上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルト６は、ベルトクリーナ８により表面に付着した残留トナー等の付着物がクリーニングされ、また接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋへの帯電バイアス印加を停止し、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋへの現像バイアス印加を停止し、さらに画像形成装置の駆動を停止することで、１回の画像形成動作が終了する。
【００３２】
本実施形態のような電子写真方式のカラー画像形成装置においては、温度・湿度等の環境条件や経時劣化等の影響により、画像濃度、各色トナー像の位置ずれ、色再現及び階調性やカブリといった画像変動が起こる。そのため、用紙Ｐへの画像出力前あるいは出力待機中に画像濃度調整や画像位置調整を行う必要がある。その方法としては光学センサを用いて行うものがある。すなわち、中間転写体ベルト６上に、画像濃度調整用及び画像位置調整用の基準パターン像を形成し、この基準パターン像を光学センサ（図示せず）により検出して制御部１００（図２参照）へ出力信号を送り、この出力信号から得られた濃度変動や位置ずれ量の結果に基づいて、必要に応じて前記画像濃度調整及び画像位置調整を行っている。
【００３３】
また、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋへの帯電バイアスや、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋへの現像バイアスを変化させた場合には、画像形成装置の個体差等が原因で、帯電電位の立ち上がり状態と現像電位の立ち上がり状態にずれが生じることがあり、これにより帯電電位と現像電位との電位差が所定値を越えた場合には、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面にトナーバンドやキャリアバンドが発生する（図１３（ａ）及び（ｂ）参照）。本実施形態において、制御部１００は、トナーバンドやキャリアバンドの発生を防止するため、現像器に流れる電流（現像電流）の変化から帯電バイアスＯＮ／ＯＦＦタイミングと現像バイアスＯＮ／ＯＦＦタイミングのずれを求め、画像形成条件の変更（帯電バイアス印加開始タイミング、現像バイアス印加開始タイミング等の変更）を行っている。
【００３４】
以下、上記ＹＭＣＫ各色に備えられた各構成要素を色ごとに区別しないで説明する場合は、符号末尾の添字ＹＭＣＫを省略して説明する。
【００３５】
図２は、図１に示す画像形成装置のＩＯＴの概略構成と、画像形成装置におけるバンド発生防止制御の動作の流れを示すブロック図である。図２では、図１で省略した帯電バイアス電源１２、基準パターン信号発生器１１、現像バイアス電源１４、電流センサ１０を図示した。また図示される制御部１００は、ＣＰＵやＲＯＭ等から構成され、ＩＯＴを含み画像形成装置の動作全般を制御する。なお、後述する帯電バイアスと転写バイアスとの同期制御では、一次転写器とこれに印加する転写バイアス電源が用いられるが、ここでは図示を省略する。
【００３６】
バンド発生防止の流れについて簡単に説明する。接触帯電器２に帯電バイアスを帯電バイアス電源１２から印加することにより感光体１の表面を帯電する。接触帯電器２によって帯電された感光体１の表面が現像器４位置に到達した時点で、現像バイアス電源１４から現像バイアスが印加される。このときに、前述したようにトナーバンドあるいはキャリアバンドが発生することがある。これを防止するために、ここでは、電流センサ１０により現像器４に流れる電流（現像電流）を検知し、感光体１の電位の変化を読み取る。電流センサ１０は現像電流の検知結果を制御部１００に送り、制御部１００は、受け取った検知結果から、現像バイアス電源１４のＯＮタイミングと感光体１の電位の変化を求め、両者のタイミングの差分を計算する。そして、制御部１００は、計算した差分に基づいて帯電バイアス電源に制御信号を送り、画像形成条件（帯電バイアスのＯＮタイミング）を、キャリア付着あるいはトナー付着が減少する方向に変更する。以下、詳細に述べる。
【００３７】
図３は、図１のブラック作像部分を拡大したものである。ここで、ｒ１は帯電器−現像器間の距離、ｒ２は現像器−転写器間の距離を表している。いずれも、感光体表面に沿って計測される長さである。感光体表面の移動速度をＳｐとしたとき、帯電から現像までの時間ｔ１はｒ１／Ｓｐ、帯電から転写までの時間ｔ２は（ｒ１＋ｒ２）／Ｓｐで表される。
【００３８】
装置のデフォルトのバイアスシーケンスを図２０に示す。現像バイアス及び転写バイアスは帯電バイアスと同期するように、それぞれｔ１及びｔ２だけ遅れてＯＮ／ＯＦＦするように制御される。ただし、ｔ１やｔ２は装置内のレイアウトから計算で求められた値であるため、感光体径、帯電ローラ／現像ローラ／転写ローラ位置、感光体表面の移動速度等の個体ばらつきを考慮すると、正確に同期させることはできない。
【００３９】
図４は、帯電バイアス及び現像バイアスのＯＮタイミング部分を拡大したものである。なお、グラフ横軸の「補正時間」とは、現像バイアスをｔ１だけ早めて記載することで、帯電バイアスＯＮと現像バイアスＯＮがぴったり同期した場合にグラフ上で同時となるように表したものである（図１３と同じ表記方法）。
【００４０】
図５は、帯電バイアスＯＮタイミングに対して現像バイアスＯＮタイミングが遅れた場合を表しているが、この場合、帯電バイアスは印加されているが現像バイアスは印加されていないという領域が存在する（図５（ａ））。この領域では、感光体はマイナス帯電しているが、現像ローラはグラウンドという状態で電位差が大きくなるため、キャリア付着が発生してしまう。このとき、現像電流はキャリアが現像ローラから感光体に移動するためプラスの電流が流れる（図５（ｂ））。
【００４１】
一方、図６は、帯電バイアスＯＮタイミングに対して現像バイアスＯＮタイミングが早い場合を表しているが、この場合、帯電バイアスは印加されていないが現像バイアスは印加されているという領域が存在する（図６（ａ））。この領域では、感光体はグラウンドだが、現像ローラはマイナスの電圧が印加されているという状態のため、トナーが現像されてしまう（トナー付着）。このとき、現像電流はトナーが現像ローラから感光体に移動するためマイナスの電流が流れる（図６（ｂ））。
【００４２】
以上はＯＮタイミングについての説明だが、同様の説明でＯＦＦタイミングの現像電流の挙動も理解できる。上記のメカニズムから、現像電流を測定することで帯電バイアスのＯＮ／ＯＦＦタイミングのずれ量が分かり、また電流の極性からどのようにずれているのかも分かる。
【００４３】
他方、本実施形態の画像形成条件制御方法を実施していない場合でも、帯電バイアスのＯＮ／ＯＦＦタイミングと現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦタイミングが同一となるようにバイアスシーケンスが組まれている。そのため、個体ばらつき等によって帯電バイアスＯＮだが現像バイアスＯＦＦという領域をもつ場合があり、キャリア付着が発生してしまう。帯電バイアスのＯＮ／ＯＦＦタイミングの前後で常に現像バイアスを通常作像時と同じ値で固定しておくことで、発生はトナー付着に限定される。通常作像ではないので、付着したトナーはクリーニングすれば済む。キャリア付着だとクリーニング部材の損傷や現像剤量の低下を招くので、トナー付着の方が制御として望ましい。
【００４４】
すなわち、上記のようにしてタイミングのずれ量を測定する際、通常作像時よりも現像バイアスのＯＮタイミングを早くして、個体ばらつきを考慮しても必ず帯電バイアスのＯＮタイミングよりも早くなるようにしておくと、常に図６の状態が実現されることになる。この状態はトナー付着が発生するが、通常作像時でなければ付着したトナーはクリーニング機構でクリーニングすればよく、クリーニング部材の損傷や現像剤量の低下を招くキャリア付着が発生しない。
【００４５】
図７は、本実施形態におけるバンド発生防止制御の流れを示したフローチャートである。まず、帯電バイアス電源１２に帯電器２に対して印加させる（ステップＳ１）。このとき、現像器４に流れる電流を電流センサ１０により検知する（ステップＳ２）。制御部１００は、電流センサ１０から検知結果を受け取り、帯電バイアス電源１２による帯電バイアスＯＮタイミングと現像バイアス電源１４による現像バイアスＯＮタイミングの差分を計算する（ステップＳ３）。計算したタイミング差が所定の範囲内であるとき（ステップＳ４／ＹＥＳ）処理が終了となるが、所定の範囲を超えている場合（ステップＳ４／ＮＯ）には、制御部１００は計算したタイミング差分をもとに制御信号を生成する（ステップＳ５）。そして、帯電バイアス電源１２に制御信号を送出して、現像バイアスＯＮタイミングとの差が小さくなるように制御する（ステップＳ６）。
【００４６】
また、帯電バイアスのＯＮ／ＯＦＦタイミングと転写バイアスのＯＮ／ＯＦＦタイミングについても、上記と似たような関係が得られるため、定電圧制御での転写電流、定電流制御での転写電圧を測定することでタイミングのずれ量が分かる。
【００４７】
図８は、転写バイアスが定電圧制御で帯電バイアスのＯＮタイミングの方が早い場合を表しているが、転写バイアスがＯＮしていない領域でも感光体表面電荷の移動で僅かに電流が流れる。その後転写バイアスがＯＮとなると、転写電流はさらに流れる（図８（ｂ））。
【００４８】
図９は、転写バイアスが定電圧制御で帯電バイアスのＯＮタイミングの方が遅い場合を表しているが、帯電バイアスＯＮ前後で同様の状態変化を示す。ただし、この場合の転写電流の差は感光体のインピーダンスの差（感光体が帯電しているとインピーダンスが低く、同じ電圧でも多く電流が流れる）ことに起因している。このようにして、帯電バイアスのＯＮタイミングと転写バイアスのＯＮタイミングのずれ量が分かる。
【００４９】
また、図１０は、転写バイアスが定電流制御で帯電バイアスのＯＮタイミングの方が早い場合を表しているが、転写バイアスＯＮの前では、電流をゼロに保とうとして転写バイアス電源はマイナス極性の電圧を印加する。一方、転写バイアスＯＮ後は規定の転写電流を流すため、電圧はプラス値をとる（図１０（ｂ））。
【００５０】
図１１は、転写バイアスが定電流制御で帯電バイアスのＯＮタイミングの方が遅い場合を表しているが、帯電バイアスＯＮの前は感光体のインピーダンスが高いため転写電圧も高くなる。一方、帯電バイアスＯＮ後はインピーダンスが低くなるため、転写電圧値は帯電バイアスＯＮ前よりも低くなる（図１１（ｂ））。
【００５１】
このようにして、転写バイアスが定電流制御を採用していても、帯電バイアスのＯＮタイミングと転写バイアスのＯＮタイミングのずれ量が分かる。
【００５２】
像担持体に帯電バイアスがのっているか否かで、同じ転写バイアスを印加しても転写後の像担持体表面電位が異なるため、ＯＮ／ＯＦＦタイミングが同期していないと、食い違った部分が次回の作像時に周囲と均一に帯電されずに残像が生じる。しかし、上記のようにして、ＯＮ／ＯＦＦタイミングを同期させることで、像担持体の静電メモリ残像を低減することができる。
【００５３】
図１２は、本実施形態におけるバンド発生防止制御の流れを示したフローチャートである。図１２のフローは、帯電バイアスと転写バイアスのＯＮタイミングを合わせるようにする点で図７のフローと異なるが、基本的な流れは同じである。まず、帯電バイアス電源１２に帯電器２に対して印加させる（ステップＳ１１）。このとき、一次転写器５に流れる電流を電流センサ１０により検知する（ステップＳ１２）。制御部１００は、電流センサ１０から検知結果を受け取り、帯電バイアス電源１２による帯電バイアスＯＮタイミングと転写バイアス電源（図示しない）による転写バイアスＯＮタイミングの差分を計算する（ステップＳ１３）。計算したタイミング差が所定の範囲内であるとき（ステップＳ１４／ＹＥＳ）処理が終了となるが、所定の範囲を超えている場合（ステップＳ１４／ＮＯ）には、制御部１００は計算したタイミング差分をもとに制御信号を生成する（ステップＳ１５）。そして、帯電バイアス電源１２に制御信号を送出して、転写バイアスＯＮタイミングとの差が小さくなるように制御する（ステップＳ１６）。
【００５４】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置のＩＯＴの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置のブラック作像部の構成を示す拡大図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図（帯電バイアス及び現像バイアスのＯＮタイミング部分の拡大図）である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図（帯電バイアス及び現像バイアスのＯＮタイミング部分の拡大図）である。
【図７】本発明の実施形態における画像形成条件の変更制御の流れを示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図（帯電バイアス及び転写バイアスのＯＮタイミング部分の拡大図）である。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図（帯電バイアス及び転写バイアスのＯＮタイミング部分の拡大図）である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図（帯電バイアス及び転写バイアスのＯＮタイミング部分の拡大図）である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置のバイアスシーケンスを示したチャート図（帯電バイアス及び転写バイアスのＯＮタイミング部分の拡大図）である。
【図１２】本発明の実施形態における画像形成条件の変更制御の流れを示したフローチャートである。
【図１３】像担持体上にトナーバンド又はキャリアバンドが形成される様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ    感光体
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ    接触帯電器
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ    ＲＯＳ（レーザ出力部）
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ    現像器
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ    一次転写器
６    中間転写体ベルト
７    二次転写器
８    ベルトクリーナ
９    定着器
１０    電流センサ
１１    基準パターン信号発生器
１２    帯電バイアス電源
１４    現像バイアス電源
１００    制御部
【図１】
2010139852.tif 000003
【図２】
2010139852.tif 000004
【図３】
2010139852.tif 000005
【図４】
2010139852.tif 000006
【図５】
2010139852.tif 000007
【図６】
2010139852.tif 000008
【図７】
2010139852.tif 000009
【図８】
2010139852.tif 000010
【図９】
2010139852.tif 000011
【図１０】
2010139852.tif 000012
【図１１】
2010139852.tif 000013
【図１２】
2010139852.tif 000014
【図１３】
2010139852.tif 000015