(57)【要約】【課題】  放電判定動作の結果を有効に活用し画像形成条件を適切に設定する。【解決手段】  取得した装置の稼動情報（ステップＳ１０１）に基づき設定した放電判定用バイアスを現像ローラに印加し、感光体との間で放電が起きるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。その判定結果と、放電判定動作時の環境とに基づいてバイアス調整範囲を定め（ステップＳ１０３）、その範囲内でバイアス最適化動作を行って（ステップＳ１０４）、所望の画像濃度が得られる画像形成条件を求める。【選択図】  図４
2005258258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持可能な潜像担持体と、
その表面にトナーを担持するトナー担持体と、
前記潜像担持体に対向位置決めされた前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成動作を実行する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、所定の振幅を有する放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する放電判定動作を実行し、その判定結果と該放電判定動作実行時の装置の稼動状況とに応じて、前記画像形成動作実行時の前記現像バイアスを補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の調整範囲内でまたは複数の候補値の間で前記現像バイアスを変更設定することで画像濃度を制御可能に構成され、前記調整範囲または前記候補値の少なくとも一部に対して前記補正を行う請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
静電潜像を担持可能な潜像担持体と、
その表面にトナーを担持するトナー担持体と、
前記潜像担持体に対向する対向位置に位置決めされた前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成動作を実行する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、所定の振幅を有する放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する放電判定動作を実行し、その判定結果に応じて前記現像バイアスを設定し、しかも、
前記放電判定動作を実行する際には、装置の稼動状況に応じて前記放電判定用バイアスを設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記稼動状況を表す情報として、前記放電判定動作の実行時における装置内部の温度および湿度の少なくとも一方を用いる請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記稼動状況を表す情報として、前記放電判定動作の実行時までの前記潜像担持体の稼動量を用いる請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記潜像担持体および前記トナー担持体の少なくとも一方が前記装置に装着されたときには、前記画像形成動作を実行するよりも前に前記放電判定動作を実行する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記装置の設置場所が変更されたときには、前記画像形成動作を実行するよりも前に前記放電判定動作を実行する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
静電潜像を担持可能な潜像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体とを対向配置するとともに、前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成装置における画像形成方法において、
所定の振幅を有する放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する放電判定工程と、
その判定結果と該放電判定工程実行時の装置の稼動状況とに応じて前記現像バイアスを補正する工程と
を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
静電潜像を担持可能な潜像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体とを対向配置するとともに、前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成装置における画像形成方法において、
装置の稼動状況に応じて所定の振幅を有する放電判定用バイアスを設定する工程と、
前記放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する工程と、
その判定結果に応じて前記現像バイアスを設定する工程と
を有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電潜像を担持する潜像担持体とトナーを担持するトナー担持体とを対向配置し、トナー担持体に交流成分を含む現像バイアスを印加することで静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、潜像担持体とトナー担持体との間で放電を生じ、画像品質が劣化することがある。そこで、このような放電の発生を未然に防止するための技術が従来より提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像形成動作に先立って、感光体ドラム（潜像担持体）と現像ローラ（トナー担持体）との間で放電が発生する現像用バイアス電圧の大きさを検出する。具体的には、種々の電圧値の現像用バイアス電圧を現像ローラに印加し、放電に起因して感光体ドラム上に現れるリーク画像を検出することで、放電が発生したことを検知する。そして、放電が発生しない電圧値に現像用バイアスを設定して画像形成動作を実行することによって、画像形成動作時に放電が発生し画像品質が劣化することを防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９８７０７号公報（例えば、段落００３３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
潜像担持体とトナー担持体との間での放電の起きやすさは、同一の装置であっても、その稼動状況に応じて変化する。例えば、装置内部の温度や湿度によって放電の起きやすさが変化する。また、潜像担持体の特性が経時的に変化するため、これに起因して放電の起きやすさも変化する。そのため、画像形成動作時の放電発生を確実に防止するためには、放電の有無を判定する判定動作を頻繁に行わなければならないこととなる。しかしながら、動作に時間を要するうえに、放電が発生するとトナーが飛散したり装置にダメージを与えることがあるので、この放電判定動作の実行頻度はできるだけ低くするのが望ましい。
【０００５】
放電判定動作の実行頻度を下げるためには、１回ごとの放電判定動作の結果をできるだけ長期的に使用して画像形成条件を設定できるようにすることが望ましい。上記したように、放電の起きやすさは装置の稼動状況によって変化するから、放電判定動作の結果はその時点の装置の稼動状況に左右されることとなる。したがって、放電判定動作の結果を有効に活用して画像形成条件を適切に設定するためには、放電判定動作を行った時の装置の稼動状況を把握しておく必要がある。
【０００６】
これに対して、上記従来技術では、放電検知を行う際の装置の状態を考慮していないため、その結果に基づいて放電が起きないようなバイアス設定を行ったとしても、単にその時点では放電が起こらないことが保証されるにすぎない。つまり、ある時点での放電検知の結果が有効なのはその時限りであって、後にその結果を用いてバイアス設定を行った場合に最適な結果が得られるとは限らない。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、放電判定動作の結果を有効に活用し画像形成条件を適切に設定するための技術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】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体と、前記潜像担持体に対向位置決めされた前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成動作を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の振幅を有する放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する放電判定動作を実行し、その判定結果と該放電判定動作実行時の装置の稼動状況とに応じて、前記画像形成動作実行時の前記現像バイアスを補正することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体とを対向配置するとともに、前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成装置における画像形成方法において、上記目的を達成するため、所定の振幅を有する放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する放電判定工程と、その判定結果と該放電判定工程実行時の装置の稼動状況とに応じて、前記現像バイアスを補正する工程とを有することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、放電判定結果と、放電判定を実行した時の装置の稼動状況とに基づいて補正した現像バイアスを印加して画像形成動作を行う。このように、放電判定時の装置の稼動状況を把握しておき、その状況を考慮して現像バイアスを補正することによって、１回の放電判定動作の結果を、その直後のみならず、後刻においても有効に活用して画像形成条件を適切に設定することができる。
【００１１】
例えば、極端に放電が起きにくい環境下で放電判定が行われた場合を考えてみる。この場合の判定結果は、あくまでその環境下で放電が起きるか否かを示すものであって、これとは異なる環境下で実行される画像形成動作時に放電が起きないことを保証するものでは必ずしもない。しかしながら、その判定結果が放電が起きにくい環境下での結果であることがわかっていれば、そのこと、つまり同じ条件では画像形成動作時の放電が起きる可能性があるということを考慮して、現像バイアスについてはより放電が起きにくい条件となるように補正することができる。こうすることで、画像形成動作時の放電の発生をより効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
また、放電が起きやすい環境下で放電判定を行い、その結果放電が起こらないことが確認されたのであれば、通常の環境下ではより放電の可能性が低くなることが期待される。このような場合には、放電を発生させないために課せられる制約が少なくなるので、現像バイアス設定の自由度がより高くなる。そこで、例えば、より優れた画像品質を得られる画像形成条件となるように、現像バイアスを補正することができる。
【００１３】
これらの効果は、放電判定の結果だけでなく、その時の装置の稼動状況を現像バイアス設定に反映させることによって得られるものである。なお、ここでいう現像バイアスの補正とは、画像形成動作時に印加する値として一義的に定められた値に対する補正のみを指すものではない。すなわち、所定の調整範囲内で現像バイアスを変更設定することで画像濃度を制御可能に構成されている場合には、その調整範囲を放電判定結果および装置の稼動状況に応じ適宜に補正することで、放電が発生しないような現像バイアスの調整範囲を定めることができる。そして、その範囲内で現像バイアスを調整することによって、放電を発生することなく画像品質を制御することができる。また、複数の候補値の間で現像バイアスを変更設定可能に構成された場合には、その候補値の少なくとも一部に対して適宜補正を行うことによって同様の効果が得られる。
【００１４】
また、この発明にかかる画像形成装置の他の態様は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体と、前記潜像担持体に対向する対向位置に位置決めされた前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成動作を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の振幅を有する放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する放電判定動作を実行し、その判定結果に応じて前記現像バイアスを設定し、しかも、前記放電判定動作を実行する際には、装置の稼動状況に応じて前記放電判定用バイアスを設定することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明にかかる画像形成方法の他の態様は、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体とを対向配置するとともに、前記トナー担持体に対し、交流電圧または交流電圧に直流電圧を重畳した電圧を現像バイアスとして印加し、該トナー担持体表面のトナーを前記潜像担持体表面に移動させることで前記静電潜像をトナー像として顕像化する画像形成装置における画像形成方法において、上記目的を達成するため、装置の稼動状況に応じて所定の振幅を有する放電判定用バイアスを設定する工程と、前記放電判定用バイアスを前記トナー担持体に印加して前記潜像担持体と前記トナー担持体との間に放電が発生するか否かを判定する工程と、その判定結果に応じて前記現像バイアスを設定する工程とを有することを特徴としている。
【００１６】
これらの発明は、装置の稼動状況がわかれば、その時点における放電の起きやすさをある程度推測することができるという認識に基づいている。すなわち、放電が起きやすい環境下で過大なバイアスを印加すれば放電が生じるであろうことは予想できる。このような条件で放電判定動作を行うことは、無用の放電を生じさせ装置にダメージを与えてしまう結果となり好ましくない。また、放電が起きにくい環境下であるにもかかわらず、比較的小さな、つまり放電を起こしにくいバイアスを印加して放電判定を行ったとしても、その結果の信頼性は低い。すなわち、異なる環境下で放電が起きないという保証はない。
【００１７】
したがって、放電判定時に印加する放電判定用バイアスについては、常に一定とするのでなく、その時の装置の稼動状況に応じて適宜変更するのが望ましい。こうすることで、放電判定用バイアスはその時の装置の状態を反映したものとなり、上記した問題を未然に防止することができる。また、こうして行った放電判定動作の結果に基づいて、さらに望ましくは、これに加えて放電判定動作時の装置の稼動状況も加味して現像バイアスを定めることにより、装置の状態に応じて画像形成条件を適切に設定することができる。
【００１８】
なお、上記各発明においては、前記稼動状況を表す情報として、前記放電判定動作の実行時における装置内部の温度および湿度の少なくとも一方を用いることができる。また、前記放電判定動作の実行時までの前記潜像担持体の稼動量を用いてもよい。さらにこれらを適宜組み合わせて用いてもよい。これらはいずれも放電の起きやすさを推定する手がかりとなる情報であり、本発明において装置の稼動状況を表す情報として好適に利用しうるものである。
【００１９】
また、この種の装置においては、潜像担持体およびトナー担持体の少なくとも一方が装置に装着されたとき、または、装置の設置場所が変更されたときには、画像形成動作を実行するよりも前に放電判定動作を実行するのが望ましい。というのは、前者の場合には潜像担持体とトナー担持体との位置関係の変動により、また後者の場合には装置の設置環境により、いずれも放電の起きやすさが大きく変動する可能性があるからである。そこで、これらの場合には画像形成を行うより前に放電判定動作を行っておくことで、画像形成動作時の放電の発生を防止しつつ、画像形成条件を適切に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
図１はこの発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２１】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置１本体に対し着脱自在となっている。
【００２２】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２３】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、この実施形態では各色のトナーはいずれも負に帯電するものとして説明するが、各部の電位を変更して正帯電トナーを使用することも可能である。
【００２４】
各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各現像器に設けられたコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋのうち必要に応じて選択された１つと、本体側に設けられたコネクタ１０９とが互いに接続され、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１とメモリ９１〜９４との間で通信が行われる。こうすることで、各現像器に関する情報がＣＰＵ１０１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。
【００２５】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２６】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２７】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２８】
また、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０およびクリーナ７６が設けられている。濃度センサ６０は、必要に応じ、中間転写ベルト７１上に形成されるトナー像を構成するトナー量を光学的に検出する。すなわち、濃度センサ６０は、トナー像に向けて光を照射するとともに該トナー像からの反射光を受光し、その反射光量に応じた信号を出力する。クリーナ７６は、中間転写ベルト７１に対し離当接自在に構成され、必要に応じて中間転写ベルト７１に当接することで、該ベルト７１上の残留トナーを掻き落とす。
【００２９】
また、この装置１では、装置内部の温度および湿度を測定するための温湿度センサ９１が設けられている。そして、ＣＰＵ１０１は、この温湿度センサ９１の出力に基づいて、装置の異常発熱や結露のおそれがないかなどを監視している。温湿度センサ９１の設置位置は任意であるが、装置の機内温度を精度よく測定するため、ヒータを備える定着ユニット９から離れた位置とするのが好ましい。
【００３０】
さらに、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３１】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３２】
図３は感光体および現像ローラに印加されるバイアス電圧を説明する図である。また、図４は感光体および現像ローラの表面電位を示す図である。感光体２２は円筒状に形成された金属製のコア２２２と、その表面に設けられた感光性を有する表面層２２１とから成っており、コア２２２は軸受（図示省略）を介して電気的に接地されている。また、表面層２２１は帯電バイアス電圧Ｖgを印加された帯電ユニット２３により帯電されている。これにより、感光体２２の表面電位Ｖsはほぼ一様の電位Ｖniとなる。ただし、その表面領域のうち露光ユニット６からの光ビームＬが照射され露光された画像部（トナーを付着させるべき領域）においては、その部分の電荷が中和されて表面電位Ｖsは画像部電位Ｖimとなっている。なお、露光されなかった部分の電位は依然としてＶniであり、この部分はトナーを付着させない非画像部である。
【００３３】
一方、感光体２２に対しギャップ部Ｇを隔てて対向配置された現像ローラ４４には、直流電圧Ｖdcに対しピーク間電圧Ｖppなる矩形波交流電圧が重畳された現像バイアスＶbが印加される。このため、現像ローラ４４の表面電位は、図４に示すように、最高電位Ｖmaxと最低電位Ｖminとの間で時間とともに変化する。
【００３４】
なお、現像バイアスＶbを発生する電源と現像ローラ４４との間には、電流センサ１２１が介挿されている。電気的にフローティングされた現像ローラ４４と、感光体２２との間で放電が発生すると、現像ローラ４４から感光体２２を介してアースへ至る電流経路が形成される。このような電流を電流センサ１２１で検出することにより、放電の発生を検知することが可能である。すなわち、この電流センサ１２１は、放電を検知するためのセンサとして機能するものである。
【００３５】
このような電位が与えられた感光体２２と現像ローラ４４との間では、ギャップ部Ｇにおける両者の電位差が放電開始電圧を超えると放電が発生する。例えば、現像バイアスＶbの最高電位Ｖmaxと感光体２２の非画像部電位Ｖniとの電位差Ｖ1が放電開始電圧を超えると、現像ローラ４４と感光体２２の非画像部との間で放電が発生する。また、現像バイアスＶbの最低電位Ｖminと感光体２２の画像部電位Ｖimとの電位差Ｖ2が放電開始電圧を超えると、現像ローラ４４と感光体２２の画像部との間で放電が発生する。このような放電を防止するためには、両者の電位差が放電開始電圧を超えることがないように、各部に与える電位を調整する必要がある。
【００３６】
ギャップ部Ｇにおける放電の起こりやすさ、すなわち放電特性は、ギャップの大きさ、ギャップ部における気圧、湿度などによって変化する。このうち、最も大きく変動し放電特性に影響を及ぼすのはギャップの大きさである。というのは、感光体２２や現像ローラ４４、およびそれらを保持する部品には製造上の寸法ばらつきがあり、装置に装着される感光体カートリッジ２や現像器４Ｙ等の組み合わせによってギャップの大きさは大きく変化するからである。
【００３７】
したがって、現像器や感光体カートリッジの少なくとも一方が交換されたり、新たに装着された場合には、感光体２２と現像ローラ４４との新たな組み合わせが出現することとなり、この場合には、画像形成動作を実行するのに先立って、当該組み合わせにおいて所定のバイアスを印加したときに放電が発生するか否かを予め判定しておくのが望ましい。また、一定の画像品質を維持するため、新たな組み合わせに対応して、画像形成条件の調整を新たに行う必要がある。そこで、放電判定動作を行って放電発生の有無を確認した後には、その結果を受けて、画像形成条件の調整を行う。こうすることで、放電が発生せず、しかも所定の画像品質が得られるような画像形成条件の下での画像形成動作が可能となる。
【００３８】
また、装置がその設置すべき場所に新規に設置された場合や、設置場所を移動された場合にも放電判定動作を行うのが好ましい。というのは、設置場所の温度や湿度、気圧等によってギャップ部Ｇでの放電特性は異なるからである。また、気温の低い場所から高い場所へ移動された場合のように、移動直後の装置の状態と、実際に使用する際の装置の状態とが大きく異なることもある。このような場合にも、新たに画像形成動作を行うのに先立って放電判定動作を行い、その後に画像形成条件の調整を行っておくのが好ましい。
【００３９】
ここで、画像形成条件の調整は、放電判定動作の実行後にのみ必要とされるわけではない。装置の特性変化や周囲環境の変化によっても画像品質は変動するから、このような変動を抑えて一定の画像品質を維持するためには、上記したタイミング以外にも、ある程度の頻度で画像形成条件の再調整を行うのが望ましい。
【００４０】
例えば、装置の電源が投入された直後や、装置がスリープ状態から画像形成動作が可能な状態に復帰する時には、先に画像形成動作が行われた時から長時間が経過し装置各部の温度が変動している可能性がある。また、画像形成枚数もしくは各現像器からのトナー使用量または現像器の通算使用時間が所定値に達したときには、現像器内のトナー残量およびその特性の経時変化によって、画像品質が変化することがある。この他、現像器および感光体カートリッジ以外の各ユニット、例えば露光ユニット６や転写ユニット７のいずれかが交換されたときや、周囲の温度・湿度が大きく変動したときなど、画像品質に変化が起きると予想されるときには、画像形成条件の再調整を行うことが好ましい。さらに、形成された画像の品質がユーザの所望するものとは異なっているなど、ユーザの希望によって画像形成条件の調整を行うべき場合もある。
【００４１】
これらの場合には、実際に画像を形成する前に画像形成条件の再調整を行うことが好ましい。しかしながら、前回画像形成条件の調整を行ったときから現在までにカートリッジの装着がなされておらず、設置場所の変更もなければギャップ部Ｇにおける放電特性に大きな変化はないから、画像形成条件の再調整をする前に改めて放電判定動作を行う必要がない。むしろ、このようなタイミングで放電判定動作を実行すれば、その実行中は画像形成動作を行えなくなるほか、放電発生によって装置内部へトナーが飛散したり、装置がダメージを受けるなどの弊害がある。
【００４２】
このような事情に鑑みて、この実施形態では、必要に応じて、ＣＰＵ１０１が図５に示す制御動作を実行する。この制御動作においては、放電判定動作が必要な場合、すなわち４つの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋおよび感光体カートリッジ２のうち少なくとも１つが新たに装着された直後または装置の設置場所が変更された直後には放電判定動作を行ってから画像形成条件の調整を行う一方、それ以外の場合には放電判定動作を行わずに画像形成条件の調整を行う。なお、ユーザによるカートリッジの着脱操作は、例えば次のようにして装置側で把握することが可能である。
【００４３】
ロータリー現像ユニット４の支持フレーム４０にリミットスイッチを設けておき、現像器が装着されているときとそうでないときとでその接点の状態が変化するようにしておく。そして、このリミットスイッチの接点の状態が、現像器なしからありに変化したとき、現像器が新たに装着されたと判断することができる。一方、リミットスイッチの状態に変化がなければ新たな装着はないと判断することができる。また、現像器内のメモリ９１等に記憶されている現像器固有の情報を読み出すことによって、現像器が装着されたか否かを判定してもよい。なお、ここでは、現在現像器が装着されているか否かではなく、新たな装着が行われたか否かを判定するのであるから、単に同じ現像器が装着されたままの状態を維持している場合には「装着なし」と判断されるようにする。装着されない状態が維持される場合も同様であるが、この場合にはそもそも制御動作を行う意味がない。
【００４４】
また、設置場所の変更を装置側で把握するためには、例えば次のようにすることができる。すなわち、ユーザに対し、設置場所を変更した際には所定のキー操作を行うよう促す表示を装置本体または取り扱いマニュアル等に設けておく。そして、そのキー操作がなされたことをもって設置場所が変更されたと判断することができる。
【００４５】
図５はＣＰＵによる制御動作を示すフローチャートである。この制御動作は、以下に列記するタイミング：装置の電源が投入された直後；スリープ状態から復帰するとき；画像形成枚数が所定枚数に達したとき；各現像器からのトナー使用量または現像器の通算使用時間が所定値に達したとき；エンジン部ＥＧを構成するいずれかのユニットが装置に装着されたとき；機内温度または湿度の大きな変動があったとき；および、ユーザから要求があったとき（設置場所変更に対応するキー操作を含む）のそれぞれのタイミングで、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０６に予め記憶された制御プログラムを実行することにより実行される。
【００４６】
この制御動作では、まず放電判定動作が必要であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、上記したようにカートリッジ装着がなされたときおよび装置の設置場所が変更されたときに放電判定動作が必要と判断する。なお、新品の装置がユーザに納品され初めて電源を投入された時にも放電判定動作を行うのが好ましい。この場合、新しいカートリッジが装着され、設置場所も変更されているのが通常であるから、当然に放電判定動作が必要と判断されるであろうが、例えば工場出荷時に所定の操作（例えばリセット操作）をしておくことによって、次回の電源投入時に放電判定動作が実行されるようにしてもよい。
【００４７】
そして、放電判定動作が必要な場合には、続いて放電検知動作（ステップＳ１０２）および必要に応じてバイアス調整値の補正（ステップＳ１０３）を実行する。一方、放電判定動作が不要と判断したときにはこれらのステップを省略する。その後、バイアス最適化処理（ステップＳ１０４）を実行する。
【００４８】
以上より、４つの現像器および感光体カートリッジ２のいずれかが新たに装着された直後および設置場所の変更があった直後に行われる制御動作においては、放電判定動作（ステップＳ１０２）、バイアス調整値の補正（ステップＳ１０３）およびバイアス最適化動作（ステップＳ１０４）が順番に実行される。一方、これ以外のタイミングで実行される制御動作においては、放電判定動作およびバイアス範囲の設定動作はスキップされ、バイアス最適化動作のみが実行されることとなる。
【００４９】
図６は放電判定動作を示すフローチャートである。この放電判定動作の目的は、画像形成動作時の放電発生を防止することである。すなわち、画像形成動作時に現像ローラ４４に与える現像バイアスＶbおよび感光体２２を帯電させるための帯電バイアスＶgを、ギャップ部Ｇにおいて放電が発生しないように設定できるようにすることである。この放電判定動作では、まず装置の稼動情報、つまり現在の装置の稼動状況を示す情報を取得する（ステップＳ２０１）。ここでは、温湿度センサ９１から出力される信号から求められる現時点の装置内部の温度および湿度と、現在使用している感光体２２のこれまでの稼動量、つまり通算使用時間とを、その時点での装置の稼動情報とする。これらの稼動情報をどのように使用するかについては後述する。
【００５０】
続いて、放電判定条件、すなわち放電判定動作を行うとき各部に与えるバイアス電圧の大きさを設定する（ステップＳ２０２）。この場合において、放電判定の実効性、すなわち画像形成動作時の放電発生を防止する効果を高めるためには、画像形成動作時と同等またはこれよりも放電の起きやすい状態で、放電判定動作を行うことが望ましい。そこで、ここでは、現像バイアスの交流成分のピーク間電圧Ｖppを画像形成動作時よりも大きめの値（例えば、画像形成動作時の１５００Ｖに対して１６００Ｖ程度）に設定することでこの要求を満足させるようにする。一方、現像バイアスの直流成分Ｖdcおよび帯電バイアスＶgについては、所定のデフォルト値に設定しておく。
【００５１】
そして、こうして定めた現像バイアスおよび帯電バイアスを現像ローラ４４および帯電ユニット２３にそれぞれ印加し（ステップＳ２０３）、放電に起因する電流が流れるか否かを電流センサ１２１（図３）で検出することにより、放電の有無を判定する（ステップＳ２０４）。
【００５２】
図５に戻って、制御動作の説明を続ける。この制御動作では、上記のようにして行った放電判定の結果を踏まえて、画像形成条件、つまり画像形成動作時の各バイアス電圧を設定する。すなわち、放電判定動作の結果に基づいて、後述するバイアス最適化動作を実行する際に使用する現像バイアスの値（以下、「バイアス調整値」という）を必要に応じ補正する（ステップＳ１０３）。そして、引き続きバイアス最適化動作（ステップＳ１０４）を実行することによって、現像バイアスＶbおよび帯電バイアスＶgを、所望の画像品質を得るための最適値にそれぞれ設定する。
【００５３】
この実施形態では、所定の画像品質を安定して得るため、現像バイアスの交流成分については、そのピーク間電圧Ｖppを一定とすることでギャップ部Ｇにおけるトナー飛翔量の安定を図る。一方、現像バイアスの直流成分Ｖdcを可変とし、必要に応じてその値を調整することで画像品質を制御する。その可変範囲については、例えば（−１００）Ｖから（−３００）Ｖまでとする。また、本願発明者らの実験により現像バイアスの直流成分Ｖdcと感光体の非画像部電位Ｖniとの間の電位差が、特に細線画像の画像品質に大きく影響することがわかっている。そこで、両者の電位差を常に一定に保つべく、現像バイアスの直流成分Ｖdcから一定のオフセット値を差し引いた電位を帯電バイアスＶgとするようにしている。
【００５４】
図７は現像バイアスの直流成分を可変としたときの各部の電位を示す図である。図７に示すように、現像バイアスの直流成分Ｖdcを変化させた場合、図４に示した現像バイアスＶbの波形自体が上下にシフトすることとなり、最高電位Ｖmaxおよび最低電位Ｖminも同じように変化する。また、感光体２２を帯電させるための帯電バイアスＶgを現像バイアスの直流成分Ｖdcに追随させているため、感光体２２の非画像部電位Ｖniも同様の変化を示す。これに対して、感光体２２の画像部電位Ｖimは感光体２２の特性によって決まる値であり、バイアスの変化による変動はほとんどない。このことから、現像バイアスの直流成分Ｖdcを変化させることにより、現像バイアスの直流成分Ｖdcと画像部電位Ｖimとの電位差Ｖcontを変化させ、結果的に画像濃度を変化させることが可能となる。
【００５５】
しかしながら、現像バイアスの直流成分Ｖdcを変化させると、その最低電位Ｖminと感光体２２の画像部電位Ｖimとの電位差Ｖ2も変化し、場合によってはこの電位差Ｖ2がギャップ部Ｇにおける放電開始電圧を超えて放電が発生することがある。したがって、現像バイアスの直流成分Ｖdcの可変範囲については上記したものに固定するのではなく、ギャップ部Ｇにおける放電特性に応じて適宜補正して適用する必要がある。すなわち、この実施形態の制御動作（図５）において、放電判定動作の結果に基づいてバイアス調整値の補正（ステップＳ１０３）を行う理由はこの点にある。
【００５６】
また、この実施形態では、放電判定動作の実行頻度は現像器または感光体カートリッジの交換頻度と同程度にまで抑制されている。こうすることで、放電判定動作時の放電によるトナー飛散や装置へのダメージを効果的に抑制することができる。その一方で、１回の放電判定動作の結果を継続的に使用して画像形成条件の調整を行うことから、１回ごとの放電判定動作の実効性が問題となる。例えば、通常より放電が起きやすい極端な高湿度環境下で放電判定動作が行われた場合、放電防止のためバイアス調整範囲が過剰な制約を受け、結果的に、通常の環境下で良好な画像形成を行うことができなくなってしまうおそれがある。また、これとは逆に、通常より放電の起きにくい環境で行った放電判定動作の結果に基づき画像形成条件を設定した結果、画像形成条件を調整する際や画像形成動作時に放電が発生してしまうことがある。
【００５７】
なお、感光体２２の電気的・光学的特性がその温度や劣化の程度によって変化し、これによってギャップ部Ｇでの放電特性が変動する場合もある。
【００５８】
図８は感光体の表面電位と温度との関係を示す図である。一般的な感光体材料、例えば有機感光体では、その電気抵抗は高温になるほど低下する。したがって、電荷を保持する能力は高温になるほど低下し、図８に示すように、感光体２２の画像部電位Ｖim、非画像部電位Ｖniはいずれも、温度が高くなるほど小さく（ゼロ電位に近く）なる。このような材料を用いた感光体２２では、現像バイアスＶbの最高電位Ｖmaxと非画像部電位Ｖniとの電位差Ｖ1は、高温になるほど小さくなる。したがって、非画像部での放電は高温になるほど起きにくくなる。これに対して、現像バイアスＶbの最低電位Ｖminと画像部電位Ｖimとの電位差Ｖ2は、高温になるほど大きくなり、画像部での放電が起きやすくなる。
【００５９】
図９は感光体特性の経時変化を示す図である。感光体２２は使用につれて磨耗し、図９に示すように、同じ帯電バイアスを与えてもその帯電電位（非画像部電位Ｖni）は次第に低下する。また、変化の度合いは小さいものの、画像部電位Ｖimも感光体２２の使用時間によって変化する。したがって、印加する現像バイアスＶb、帯電バイアスＶgが同じであっても、それまでの感光体２２の使用時間がどれほどであるかによって、放電特性は変化することとなる。
【００６０】
通常の動作環境においては、このような変化はギャップの変化に比べれば小さい。しかしながら、極端な低温や高温、高湿度など装置にとって劣悪な環境の下では放電特性に与える影響を無視できなくなる。このような環境下で放電判定動作が実行された場合には、その結果に基づいて設定された画像形成条件が、通常の環境下での動作には適さないものとなってしまうおそれがある。
【００６１】
これらのことから、画像形成条件の調整を適切に行うためには、放電判定動作を実行したときに装置がどのような稼動状況であったかを把握しておき、その情報を後に行う画像形成条件の調整動作に反映させることが望ましい。そこで、この実施形態においては、現像バイアスの調整値を放電判定結果に基づき必要に応じて補正することで、放電判定動作の実行時点での装置の稼動状況を反映させるようにしている。
【００６２】
この実施形態では、放電判定動作を実行する際に、ＣＰＵ１０１が、その時点のギャップ部Ｇにおける放電特性を推定する。具体的には、放電判定動作実行時の装置の状態を示す稼動情報、つまり装置内部の温度・湿度や感光体２２の通算使用時間を記憶しておき、これらの情報から、ギャップ部Ｇにおける放電特性が次の３つの状態：放電が特に起こりやすい第１状態；通常の動作条件に近い第２状態；および放電が特に起きにくい第３状態のいずれに該当するかを推定する。そして、画像形成条件の調整を行う際には、放電判定動作の結果と、こうして推定された放電判定動作時の放電特性とに応じて次のようにバイアス調整値を補正する。
【００６３】
図１０はこの実施形態におけるバイアス調整値を説明する図である。まず放電判定動作において放電が発生しなかった場合のバイアス調整値について説明する。比較的放電が起きやすい第１状態で放電判定動作を行って放電が発生しなかったのであれば、通常の環境下ではさらに放電は起きにくいと考えられる。したがってこの場合、現像バイアスの交流成分Ｖppはより大きく、またその直流成分Ｖdcの調整範囲はより広く取ることができる。その一方、最も放電の起きにくい第３状態で放電判定動作が行われた場合には、通常の環境下で放電の発生を確実に防止するためには、現像バイアスの交流成分Ｖppはより小さく、またその直流成分Ｖdcの調整範囲はより狭くせざるを得ない。
【００６４】
また、放電判定動作において放電が発生した場合のバイアス調整値は次のとおりである。最も放電の起きやすい第１状態で放電が発生したとしても、通常の環境下では放電は起こらない可能性もある。したがって、この場合のバイアス調整値は、交流成分Ｖpp、直流成分Ｖdcとも中程度の値としてよい。これに対して、最も放電の起きにくい第３状態でも放電が発生したのであれば、現像バイアスの交流成分Ｖppについては最も小さく、また直流成分Ｖdcの調整範囲については最も狭くする必要がある。
【００６５】
ここで、現像バイアスの交流成分Ｖppの調整値としては、例えば、大：１６００Ｖ、中：１５００Ｖおよび小：１４００Ｖを用いることができる。また、その直流成分Ｖdcの調整範囲としては、例えば、広域：（−１００）Ｖ〜（−３５０）Ｖ、中域：（−１００）Ｖ〜（−３００）Ｖおよび狭域：（−１００）Ｖ〜（−２５０）Ｖを用いることができる。なお、帯電バイアスＶgについては、常に現像バイアスの直流成分Ｖdcから３００Ｖを差し引いた値とする。
【００６６】
こうしてバイアス調整値が定まれば、続いてバイアス最適化処理（図５のステップＳ１０４）を実行することにより画像形成条件を最適化する。このとき、現像バイアスの交流成分Vppについては上記した調整値に設定する。また、その直流成分Ｖdcについては上記した調整範囲内で可変とし、以下のようにして、所望の画像濃度が得られる値に調整する。
【００６７】
図１１はバイアス最適化動作を示すフローチャートである。まず、現像バイアスの直流成分Ｖdcをその調整範囲内の一の値（例えば、画像濃度が最も低くなる値）に仮設定する。帯電バイアスＶgについては、現像バイアスの直流成分Ｖdcとの電位差が常に一定値となるようにする（ステップＳ３０１）。
【００６８】
そして、バイアス値を順次変更設定しながら、各バイアス値それぞれで所定パターン（例えばベタ画像やハーフトーン画像）のパッチ画像を形成する画像形成動作を実行する（ステップＳ３０２）。こうして形成された各パッチ画像の濃度を濃度センサ６０により検出し（ステップＳ３０３）、各パッチ画像の濃度検出結果から、所望の画像濃度が得られる現像バイアスおよび帯電バイアスの最適値を算出する（ステップＳ３０４）。そして、現像ローラ４４に与える現像バイアスの直流成分Ｖdcおよび帯電ユニット２３に与える帯電バイアスＶgを、算出された最適値に設定する（ステップＳ３０５）。
【００６９】
なお、図５に示すように、放電判定動作の実行を省略してバイアス最適化動作を行った場合には、バイアス調整値の再設定も行われない。そのため、この場合には、前回行った放電判定動作の結果に基づいて定められたバイアス調整値および調整範囲の下でバイアス最適化動作が行われることとなる。現像バイアスの調整範囲はギャップ部Ｇにおける放電特性に応じて定められるべきものであるから、放電特性に変化がない限り、調整範囲を変更する必要がないことは当然である。
【００７０】
このようにして各バイアスを設定することによって、画像形成条件が最適化される。そして、以後はこの画像形成条件の下で画像形成動作を実行することで、放電の発生を確実に防止しながら、所望の画像濃度の画像を形成することができる。
【００７１】
以上のように、この実施形態では、適当なタイミング、より具体的には、現像器または感光体カートリッジが新たに装置に装着されたときや、装置の設置場所が変更されたときに、現像ローラと感光体との間で放電が発生するか否かを判定する。そして、その判定結果に基づいて現像バイアスの設定を行うことで画像形成条件を最適化する。こうすることで、放電を起こすことなく、しかも良好な画像品質で画像形成動作を実行することができる。
【００７２】
また、放電判定動作が、極端に放電が起きやすいまたは起きにくい等の通常とは異なる環境下で実施される場合があることを考慮して、放電判定動作を実行したときの装置の稼動状況を把握しておき、それに応じて現像バイアスの調整範囲を補正する。このように、放電判定の結果とその時の装置の稼動状況とを現像バイアスの設定に反映させることで、この実施形態では、１回の放電判定動作の結果を事後においても継続的に使用して適切に現像バイアスの設定を行うことができる。そのため、放電判定動作を頻繁に行う必要がなくなり、その実行頻度を上記程度にまで抑制することが可能となっている。その結果、この実施形態では、放電判定動作時に生じる放電によって装置に与えるダメージを最小限に抑えることができる。
【００７３】
（第２実施形態）
前述したように、ギャップ部Ｇにおける放電の起きやすさはギャップの大きさ、温度および湿度等によって変化する。したがって、同一の装置においても、同じ大きさのバイアス電圧を印加したとき、その時の温度や湿度によって、ギャップ部Ｇにおいて放電が起きる場合と起きない場合とがありうる。例えば、装置が前述した第１状態（最も放電が起きやすい状態）にあるときには、通常の環境では放電が起きないようなバイアス値であっても放電を起こす場合もありうる。このような場合に、放電の有無を検査する目的で過大なバイアスを印加すれば当然に放電が発生し、装置にダメージを与えることになる。したがって、装置が放電を起こしやすい状態であることが予めわかっていれば、放電判定のために印加するバイアスについては比較的緩やかな、つまり放電の起きにくい値に設定することが望ましい。
【００７４】
また、装置が前述した第３状態（最も放電が起きにくい状態）にあるにもかかわらず通常の場合と同じバイアスを印加して放電判定を行った場合を考える。この場合、通常の環境では放電が発生するようなバイアスであるのに、装置が放電の起きにくい状態であったがために放電判定動作時に放電が起こらず、結果的に放電の可能性が看過されてしまうおそれがある。したがって、放電が起こりにくい状態にあるときには、通常よりいくらか厳しい、つまり放電が起きやすいバイアスを印加して放電判定を行うのが、放電判定の実効性を高めるうえで望ましい。
【００７５】
このように、放電判定条件、すなわち放電判定動作を行う際のバイアス設定値については一律とするのではなく、その時点における装置の状態に応じて定めることが望ましい。例えば、放電判定条件を次のように定めることができる。
【００７６】
前述したように、高温環境下では非画像部での放電は起きにくくなるから、このような環境で放電判定動作を行うと非画像部での放電が見落とされやすい。したがって、放電判定動作において非画像部で発生しうる放電を確実に検知するためには、その時の機内温度が高ければより放電が起きやすい環境となるように、各部の電位を設定するのが好ましい。そこで、感光体２２表面を露光せずに放電判定を行う場合には、その時の装置内部の温度によって帯電バイアスＶgを変化させる。具体的には、装置内部が高温（例えば４０℃以上）であるときには常温（例えば４０℃未満）であるときよりも帯電バイアスＶgを負電位方向に大きくする。こうすることで、高温で低下した感光体２２の非画像部電位Ｖniを負電位方向にシフトさせることができる。
【００７７】
一方、感光体２２を露光して放電判定を行う場合には、低温になるほど放電の可能性を見落としやすくなる。これを防止するためには、放電判定を行う際に現像バイアスに印加する放電判定用バイアスの直流成分Ｖdcが、高温時よりも常温時においてより（負電位方向に）大きくなるようにすればよい。この場合、画像部電位Ｖimに対する帯電バイアスＶgの影響は小さいので、帯電バイアスＶgを変化させても無意味である。
【００７８】
図１２は放電判定条件の一の設定例を示す図である。以上のことから、例えば、図１２のようにして放電判定条件を設定することができる。まず、光ビームＬにより感光体２２を露光して放電判定を行う場合には、現像バイアスの直流成分Ｖdcおよび帯電バイアスＶgを、それぞれ図１２（ａ）に示す値に設定する。すなわち、機内温度が低い時には高温時よりも画像部電位Ｖimが高い（ゼロ電位からの偏差が大きい）ことに対応して、常温時（例えば４０℃未満）には現像バイアスの直流成分Ｖdcを高温時より大きく設定する。
【００７９】
また、感光体２２を露光せずに放電判定を行う場合には、現像バイアスの直流成分Ｖdcおよび帯電バイアスＶgを、それぞれ図１２（ｂ）に示す値に設定する。すなわち、高温側で感光体２２の非画像部電位Ｖniが低下するので、この低下を補うべく帯電バイアスＶgを大きく設定する。
【００８０】
一方、機内の湿度と放電との関係については、一般に湿度が高くなるほどギャップ部における放電が起きやすくなる。このことは、感光体２２の画像部、非画像部のいずれに対しても同じである。そこで、現像バイアスの交流成分Ｖppについては機内の湿度に応じて定める。すなわち、図１２（ｃ）に示すように、湿度が低く（例えば相対湿度９０％未満）放電が起きにくい状態にある場合には、比較的高めの値（例えば１６００Ｖ）に設定することで、放電判定動作の実効性を高める。これに対し、湿度が高くもともと放電が起きやすい状態であるときには、交流成分Ｖppをこれより低い値（例えば１５００Ｖ）に設定することで無用な放電の発生を抑制する。
【００８１】
なお、この実施形態では、機内温度４０℃未満の環境を「常温」、それ以上を「高温」と区分することとする。また、機内湿度（相対湿度）９０％未満の環境を「低湿」、それ以上を「高湿」と区分することとする。このような区分はその一例を示したものであって、これらの数値に限定されるものではない。
【００８２】
また、装置内部の温度・湿度でなく、感光体２２の使用時間に基づいて放電判定条件を設定してもよい。例えば次のようにすることができる。エンジンコントローラ１０により管理されている感光体２２の通算使用時間に基づいて、現在の感光体２２の状態がその寿命における初期、中期および末期のいずれにあるかを判断する。そして、その結果に応じて、現像バイアスおよび帯電バイアスをそれぞれ図１３に示す値に設定して放電判定動作を実行する。
【００８３】
図１３は放電判定条件の他の設定例を示す図である。まず、光ビームＬで感光体２２を露光して放電判定を行う場合には、図１３（ａ）に示すように、帯電バイアスＶgについては第１実施形態と同様に現像バイアスとの電位差を一定に保つ一方、現像バイアスの直流成分Ｖdcについては、感光体２２の使用時間が短いとき（使用初期）にそれ以後よりも大きな値となるようにする。これは、図９に示すように、感光体２２の画像部電位Ｖimが、その使用時間の初期段階において比較的大きく低下しその後の変化が小さいことに対応して、現像バイアスＶbの直流レベルをこの変化に合わせてシフトさせるためである。
【００８４】
また、感光体２２表面を露光せずに放電判定を行う場合には、図１３（ｂ）に示すように、現像バイアスの直流成分Ｖdcを一定とする一方、帯電バイアスＶgについては、感光体の使用時間が長くなるにつれて大きくする。これは、図９に示すように、感光体２２の使用時間が長くなると非画像部電位Ｖniが小さくなるのを補うためである。
【００８５】
なお、現像バイアスの交流成分については、先の例と同様である。すなわち、図１３（ｃ）に示すように、温湿度センサ９１により測定された機内の湿度に応じて放電判定時のピーク間電圧Ｖppを定める。
【００８６】
このようにして放電判定条件が定まると、前述した第１実施形態の装置と同様にして放電判定を行い、その結果に基づきバイアス調整値を設定し、バイアス最適化動作を実行する。こうすることによって、第１実施形態と同様に、現像バイアスを最適化して所望の画像濃度で画像を形成することが可能となる。
【００８７】
以上のように、この実施形態では、放電判定動作を行う際の装置の稼動状況に応じて、より詳しくは、装置内部の温度と湿度、または感光体２２の通算使用時間と装置内部の湿度に応じて、現像ローラ４４に印加する放電判定用バイアスを設定する。このため、放電判定用バイアスを一律とした場合に比べ次のような作用効果を奏する。まず、もともと放電が起きやすいと予想される場合には、放電判定条件を通常より緩やかなものとして放電判定を行うので、放電判定動作時に無用の放電を生じさせ装置にダメージを与えてしまうことが防止される。反対に、装置が放電の起きにくい状態である場合には放電判定条件を通常より厳しくするので、起こりうる放電を見逃してしまい画像形成動作時に放電が発生するという問題も回避される。
【００８８】
そして、第１実施形態と同様に、こうして設定した放電判定用バイアスを現像ローラ４４に印加して放電判定を行い、その結果に基づいて現像バイアスの調整を行うことによって、この実施形態においても、画像形成条件を適切に設定することが可能である。
【００８９】
（変形例）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態の画像形成装置は、現像ローラ（トナー担持体）と感光体（潜像担持体）とが離間配置された非接触現像方式の画像形成装置である。しかしながら、トナー担持体と潜像担持体とが当接している接触現像方式の装置であって、交流成分を含む現像バイアスによりトナーが移動するように構成された画像形成装置に対しても、本発明は適用可能である。というのは、接触現像方式の装置においても、振幅の大きな交流バイアスが印加されることによってトナー担持体と潜像担持体との間の放電が起こる場合があり、その起きやすさは両者の当接の状態によって変動するからである。このような装置に対しても、本発明を適用することによって、放電の発生を抑えながら、画像形成条件を適切に設定することができるという効果が得られる。
【００９０】
また、上記した各実施形態においては、画像形成時の動作条件（画像形成条件）として、現像ローラに与える現像バイアスの直流成分および交流成分と、感光体を均一に帯電させるための帯電バイアスとのそれぞれの大きさを調整するようにしているが、これらに加えて、画像形成動作時に画像品質に影響を及ぼす他の動作パラメータを調整するように構成されてもよい。
【００９１】
また、上記した各実施形態では、現像ローラ４４に与える現像バイアスＶbを、直流電圧に矩形波交流電圧を重畳した波形を有するものとしているが、現像バイアスの波形はこれに限定されるものではない。また、交流成分のデューティ比は１：１に限定されず、他の値であってもよい。この場合においては、現像バイアスに重畳される直流電圧と、交流成分のデューティ比に応じて生じる直流成分とを合成したものが、本実施形態にいう直流成分Ｖdcに対応することとなる。
【００９２】
また、上記した各実施形態の装置では、現像ローラと感光体とがそれぞれ別のカートリッジに取り付けられており、装置本体に対し個別に着脱自在となっているが、これらが同一のカートリッジに取り付けられ装置本体に対し一体的に着脱自在となっている装置に対しても、本発明を適用可能である。例えば、現像ローラと感光体とを一体のカートリッジに取り付けたモノクロ画像形成装置や、このようなカートリッジを複数色分設けてカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置に対しても、本発明を適用可能である。これらの装置では、現像ローラと感光体との対向位置における位置関係がカートリッジの各個体ごとにばらついており、これに起因して、装置に装着されたカートリッジごとに放電の起きやすさが異なるからである。
【００９３】
また、上記した各実施形態では、所定のバイアス条件で現像ローラ４４に流れる電流を検出することで放電の有無を判断しているが、放電判定の方法はこれに限定されるものではなく、他の方法によってもよい。例えば、放電が発生すると現像ローラ４４表面からトナーが飛散し感光体２２に付着するので、この付着トナーを感光体２２上において、もしくはこれを転写される中間転写ベルト７１上において検出することで、放電の有無を判定するようにしてもよい。
【００９４】
以上説明したように、上記した各実施形態においては、感光体２２および現像ローラ４４がそれぞれ本発明の「潜像担持体」および「トナー担持体」として機能している。また、これらをそれぞれ取り付けられた感光体カートリッジ２、現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋが本発明の「カートリッジ」に相当している。また、エンジンコントローラ１０が本発明の「制御手段」として機能している。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】感光体および現像ローラに印加されるバイアス電圧を説明する図である。
【図４】感光体および現像ローラの表面電位を示す図である。
【図５】ＣＰＵによる制御動作を示すフローチャートである。
【図６】放電判定動作を示すフローチャートである。
【図７】現像バイアスの直流成分を可変としたときの各部の電位を示す図である。
【図８】感光体の表面電位と温度との関係を示す図である。
【図９】感光体特性の経時変化を示す図である。
【図１０】この実施形態におけるバイアス調整値を説明する図である。
【図１１】バイアス最適化動作を示すフローチャートである。
【図１２】放電判定条件の一の設定例を示す図である。
【図１３】放電判定条件の他の設定例を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
２…感光体カートリッジ、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…現像器（カートリッジ）、１０…エンジンコントローラ（制御手段）、  ２２…感光体（潜像担持体）、  ４４…現像ローラ（トナー担持体）、  ６０…濃度センサ、  ９１…温湿度センサ
【図１】
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【図２】
2005258258.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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