(57)【要約】【課題】逆コントラスト電位差を適正に設定することにより、放電の発生を確実に防止しながら優れた画像品質で画像の形成を行う。【解決手段】現像バイアスの平均電位と、静電潜像を担持する感光体の非露光部電位との電位差（逆コントラスト電位差）を制御して、放電の発生を防止しながら良好な画質で画像を形成する。まず逆コントラスト電位差を最小に設定し（ステップＳ１０１）、これを１ステップずつ増加させて放電検知を行い（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）、放電が発生する最小の電位差（放電開始逆コントラスト電位差）を求めて記憶しておく（ステップＳ１０５）。温湿度センサの出力を読み込み（ステップＳ１０６）、その結果に応じた電圧マージンを放電開始逆コントラスト電位差から差し引いた値を逆コントラスト電位差の制御目標として設定する（ステップＳ１０７）。【選択図】図８
2007279277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
帯電バイアスとしての直流電圧を印加され、前記感光体に当接して前記感光体を所定の表面電位に帯電させる帯電手段と、
帯電された前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
表面にトナーを担持するとともに前記感光体に対し所定のギャップを隔てて対向配置され、現像バイアスとしての交番電圧が印加されることにより、前記トナーを前記感光体表面に付与して前記静電潜像を顕像化するトナー担持体と、
前記感光体と前記トナー担持体との対向位置における、前記感光体表面のうち露光されていない非露光部の電位と前記現像バイアスの平均電位との間の電位差を逆コントラスト電位差と定義したとき、該逆コントラスト電位差が所定の目標電位差となるように、前記帯電バイアスおよび前記現像バイアスを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記逆コントラスト電位差を変化させたときに、前記感光体の非露光部と前記現像バイアスを印加された前記トナー担持体との間で放電開始する放電開始逆コントラスト電位差を求め、該放電開始逆コントラスト電位差よりも小さな値を前記目標電位差として設定する逆コントラスト電位差設定処理を実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記逆コントラスト電位差設定処理において、前記制御手段は、前記帯電バイアスおよび現像バイアスの少なくとも一方を変更設定することによって前記逆コントラスト電位差を変化させながら、前記感光体の非露光部と前記現像バイアスを印加された前記トナー担持体との間で放電が発生するか否かを検知し、その結果に基づいて前記放電開始逆コントラスト電位差を求める請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体と前記トナー担持体との間に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段による検出結果に基づいて放電の有無を検知する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体上のトナー付着量を検出するトナー検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記トナー検出手段による検出結果に基づいて放電の有無を検知する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体からトナーを転写される転写媒体と、
前記転写媒体上のトナー付着量を検出するトナー検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記トナー検出手段による検出結果に基づいて放電の有無を検知する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、所定値よりも多いトナー付着量が前記トナー検出手段により検出されたとき、放電が発生したと判断する請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記逆コントラスト電位差設定処理の実行後に、前記制御手段は、前記現像バイアスを多段階に変更設定しながら各バイアス値でパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて前記現像バイアスを最適化する現像バイアス最適化処理をさらに実行する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像バイアス最適化処理において、前記制御手段は、前記逆コントラスト電位差を前記目標電位差に維持するように前記現像バイアスに応じて前記帯電バイアスを変化させながら前記パッチ画像を形成する請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、装置の電源が投入されたとき、それに応じて前記逆コントラスト電位差設定処理を実行する請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記感光体、前記帯電手段および前記トナー担持体のいずれかが交換されたとき、それに応じて前記逆コントラスト電位差設定処理を実行する請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
装置の動作環境を検出する環境検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記環境検出手段による検出結果に基づいて、前記逆コントラスト電位差設定処理の実行タイミングを決定する請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記感光体または前記帯電手段の稼動量が所定の閾値に達したときに前記逆コントラスト電位差設定処理を実行する請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
互いに異なる複数の前記閾値が設定されており、前記制御手段は前記稼動量がそれらの閾値のいずれかに達する度に前記逆コントラスト電位差設定処理を実行し、しかも、
前記閾値の間隔は、前記稼動量が大きくなると広くなるように設定されている請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記現像バイアスの振幅を一定値とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記トナー担持体の表面が、導電性材料により形成されている請求項１ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
帯電バイアスとしての直流電圧を印加した帯電手段を当接させることで所定の表面電位に帯電させた感光体の表面を露光して静電潜像を形成し、表面にトナーを担持するトナー担持体を前記感光体に対し所定のギャップを隔てて対向配置して現像バイアスとしての交番電圧を印加することにより、前記トナーを前記感光体表面に付与して前記静電潜像を顕像化する画像形成方法において、
前記感光体と前記トナー担持体との対向位置における、前記感光体表面のうち露光されていない非露光部の電位と前記現像バイアスの平均電位との間の電位差を逆コントラスト電位差と定義したとき、
前記逆コントラスト電位差を変化させたときに、前記感光体の非露光部と前記現像バイアスを印加された前記トナー担持体との間で放電開始する放電開始逆コントラスト電位差を求め、該放電開始逆コントラスト電位差よりも小さな値を目標電位差として設定する工程と、
前記逆コントラスト電位差が前記目標電位差となるように前記帯電バイアスおよび前記現像バイアスを設定しながら、前記静電潜像を形成するとともに該静電潜像を前記トナーにより顕像化して画像を形成する工程と
を備え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、帯電バイアスを印加した帯電手段を当接させて所定の表面電位に帯電させた感光体の表面を露光して静電潜像を形成し、感光体に対向配置したトナー担持体に現像バイアスを印加することで、静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成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】
所定の表面電位に帯電させた感光体を露光して静電潜像を形成し、感光体に対向配置したトナー担持体に交流現像バイアスを印加して静電潜像をトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成装置においては、現像バイアスの平均電位と感光体の表面電位との関係が画像品質に大きな影響を及ぼす。より具体的には、感光体表面のうち露光された露光部の電位と現像バイアスの平均電位との差（以下、「コントラスト電位差」という）が画像濃度に影響を与え、また感光体表面のうち露光されなかった非露光部の電位と現像バイアスの平均電位との差（以下、「逆コントラスト電位差」という）は、画像へのトナーのカブリ量に影響を与えるほか、装置内部に飛散するトナーの量にも関係する。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１に記載の画像形成装置では、現像バイアスを多段階に変更設定しながらパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて所望の画像濃度を得るためのコントラスト電位差を与える現像バイアスの最適値を求め、さらに逆コントラスト電位差が一定値となるように帯電バイアスを設定することによって、コントラスト電位差および逆コントラスト電位差の双方を好ましい状態に維持して安定した画像品質を得るようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１５８６３号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来技術には次のような解決すべき課題があった。すなわち、この種の画像形成装置、特に感光体とトナー担持体とがギャップを隔てて対向配置された装置では、感光体とトナー担持体との間で放電が発生して画像品質を低下させてしまうことがある。したがって、安定した画像形成を行うためにはまずこのような放電の発生を確実に防止することが必要となる。放電防止の観点からは逆コントラスト電位差を小さくすることが好ましい。一方、画像品質上は、上記した逆コントラスト電位差をできるだけ大きく取ることが好ましい。上記従来技術では逆コントラスト電位差が常に一定値となるようにしているため、これらの相反する要求を高いレベルで両立させるには至っていなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、逆コントラスト電位差を適正に設定することにより、放電の発生を確実に防止しながら優れた画像品質で画像の形成を行うことのできる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】
【０００７】
以下、本明細書においては、感光体とトナー担持体との対向位置における、感光体表面のうち露光されていない非露光部の電位と現像バイアスの平均電位との間の電位差を「逆コントラスト電位差」と定義する。
【０００８】
本願発明者は、種々の実験の結果、後に「発明を実施するための最良の形態」の項で詳述するように、感光体とトナー担持体との間における放電開始電圧は一定でなく、感光体の稼動量や周囲環境によって大きく変動するという知見を得た。
【０００９】
上記知見に鑑み、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、感光体と、帯電バイアスとしての直流電圧を印加され、前記感光体に当接して前記感光体を所定の表面電位に帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、表面にトナーを担持するとともに前記感光体に対し所定のギャップを隔てて対向配置され、現像バイアスとしての交番電圧が印加されることにより、前記トナーを前記感光体表面に付与して前記静電潜像を顕像化するトナー担持体と、前記逆コントラスト電位差が所定の目標電位差となるように、前記帯電バイアスおよび前記現像バイアスを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記逆コントラスト電位差を変化させたときに、前記感光体の非露光部と前記現像バイアスを印加された前記トナー担持体との間で放電開始する放電開始逆コントラスト電位差を求め、該放電開始逆コントラスト電位差よりも小さな値を前記目標電位差として設定する逆コントラスト電位差設定処理を実行することを特徴としている。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成方法は、帯電バイアスとしての直流電圧を印加した帯電手段を当接させることで所定の表面電位に帯電させた感光体の表面を露光して静電潜像を形成し、表面にトナーを担持するトナー担持体を前記感光体に対し所定のギャップを隔てて対向配置して現像バイアスとしての交番電圧を印加することにより、前記トナーを前記感光体表面に付与して前記静電潜像を顕像化する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記逆コントラスト電位差を変化させたときに、前記感光体の非露光部と前記現像バイアスを印加された前記トナー担持体との間で放電開始する放電開始逆コントラスト電位差を求め、該放電開始逆コントラスト電位差よりも小さな値を目標電位差として設定する工程と、前記逆コントラスト電位差が前記目標電位差となるように前記帯電バイアスおよび前記現像バイアスを設定しながら、前記静電潜像を形成するとともに該静電潜像を前記トナーにより顕像化して画像を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００１１】
これらの発明では、放電開始逆コントラスト電位差が実際に求められているので、これを超えない逆コントラスト電位差となるように現像バイアスおよび帯電バイアスを設定することによって、感光体とトナー担持体との間の放電を確実に防止することができる。また、放電を発生させない範囲で逆コントラスト電位差を適切に設定することにより、所望の画像品質を得ることができる。例えば放電が生じない範囲でできるだけ大きな値に逆コントラスト電位差を定めることにより、放電の発生を確実に防止しながらカブリやトナー飛散をも効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
また、上記のように構成された画像形成装置では、前記逆コントラスト電位差設定処理において、前記制御手段は、例えば前記帯電バイアスおよび現像バイアスの少なくとも一方を変更設定することによって前記逆コントラスト電位差を変化させながら、前記感光体の非露光部と前記現像バイアスを印加された前記トナー担持体との間で放電が発生するか否かを検知し、その結果に基づいて前記放電開始逆コントラスト電位差を求めることができる。こうして逆コントラスト電位差を変化させながら放電の有無を実際に検知することで、放電開始逆コントラスト電位差を確実に求めることができる。
【００１３】
放電の有無を検知する具体的な手段としては、例えば、前記感光体と前記トナー担持体との間に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに設け、前記電流検出手段による検出結果に基づいて行うことができる。放電が発生することによって感光体とトナー担持体との間に放電電流が流れるので、これを検出することによって放電の有無を判断することができる。
【００１４】
また、例えば、前記感光体上のトナー付着量を検出するトナー検出手段をさらに設け、前記トナー検出手段による検出結果に基づいて行うことができる。さらに、前記感光体からトナーを転写される転写媒体と、前記転写媒体上のトナー付着量を検出するトナー検出手段をさらに設け、前記トナー検出手段による検出結果に基づいて行ってもよい。トナー検出手段を用いる場合には、前記制御手段は、所定値よりも多いトナー付着量が前記トナー検出手段により検出されたとき、放電が発生したと判断することができる。放電が発生すると、トナー担持体上のトナーが飛散し、その一部が感光体に付着するからである。このようなトナーの付着が観測されたとき、放電が発生したと判断することができる。
【００１５】
また、前記逆コントラスト電位差設定処理の実行後に、前記制御手段は、前記現像バイアスを多段階に変更設定しながら各バイアス値でパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて前記現像バイアスを最適化する現像バイアス最適化処理をさらに実行するようにしてもよい。逆コントラスト電位差設定処理によって最適な逆コントラスト電位差が設定された後、さらに現像バイアスを最適化することで現像バイアスおよび帯電バイアスをいずれも最適化して、より優れた画像品質を得ることができるからである。
【００１６】
この場合、前記現像バイアス最適化処理において、前記制御手段は、前記逆コントラスト電位差を前記目標電位差に維持するように前記現像バイアスに応じて前記帯電バイアスを変化させながら前記パッチ画像を形成するのが好ましい。こうすることで、パッチ画像形成の間にも逆コントラスト電位差が目標電位差に維持されることとなり、その結果、現像バイアスおよび帯電バイアスをより高精度に制御することができる。
【００１７】
また、前記制御手段は、装置の電源が投入されたとき、それに応じて前記逆コントラスト電位差設定処理を実行することができる。電源投入時には、前回の逆コントラスト電位差設定処理の実行時とは周囲環境が大きく変動している可能性があり、これに対応するためである。また、前記感光体、前記帯電手段および前記トナー担持体のいずれかが交換されたとき、それに応じて前記逆コントラスト電位差設定処理を実行するようにしてもよい。これらが交換されたとき、その特性ばらつきに起因して、感光体とトナー担持体との間での放電の起こりやすさが変わるのに対応するためである。
【００１８】
また、装置の動作環境を検出する環境検出手段をさらに設け、前記制御手段は、前記環境検出手段による検出結果に基づいて、前記逆コントラスト電位差設定処理の実行タイミングを決定するようにしてもよい。放電の起きやすさは周囲環境、特に温度や湿度によって変わるのに対応して、適切なタイミングで逆コントラスト電位差設定処理を行うためである。
【００１９】
また、前記制御手段は、前記感光体または前記帯電手段の稼動量が所定の閾値に達したときに前記逆コントラスト電位差設定処理を実行するようにしてもよい。これらの稼動量の増大に伴う特性の変化に対応して、逆コントラスト電位差を常に最適な値に設定するためである。特に、互いに異なる複数の前記閾値を設定しておき、前記制御手段は前記稼動量がそれらの閾値のいずれかに達する度に前記逆コントラスト電位差設定処理を実行し、しかも、前記閾値の間隔は、前記稼動量が大きくなると広くなるように設定することが好ましい。後述するように、感光体または帯電手段の稼動量が小さいうちは感光体とトナー担持体との間における放電開始逆コントラスト電位差が大きく変動する一方、稼動量が大きくなるとその変動は小さくなる。そこで、稼動量が大きくなると閾値の間隔が広くなるようにすることで、初期には高い頻度で、後期にはより低い頻度で逆コントラスト電位差設定処理が実行されることとなり、上記のような放電開始逆コントラスト電位差の変動にも対応することができる。
【００２０】
なお、前記制御手段は、前記現像バイアスの振幅を一定値とすることが好ましい。というのは、現像バイアスの振幅を変えるとトナー担持体からのトナーの供給量が大きく変動し画像濃度の制御が難しくなるからである。そこで、逆コントラスト電位差を適正に維持してカブリやトナー飛散を抑制しつつ所望の画像濃度を得るためには、現像バイアスの振幅ではなくその平均電位や、感光体の非露光部電位に関わる帯電バイアスを可変とすることが望ましい。
【００２１】
また、この発明は、前記トナー担持体の表面が導電性材料により形成されている装置において上記した効果が特に顕著である。トナー担持体の表面が導電性を有する場合、感光体との間で起きる放電が特に問題となることが本願発明者の実験によってわかっている。すなわち、このような構成の装置においても、本発明を適用することによって、放電の発生を確実に防止しながら優れた画像品質で画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（１）本発明を適用可能な画像形成装置の構成例
図１はこの発明を適用した画像形成装置の一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に設けられたＣＰＵ１０１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。
【００２３】
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、帯電ローラ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。帯電ローラ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、帯電ローラ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は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００２４】
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。
【００２５】
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トナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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によりトナー像を定着され、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。
【００２９】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
【００３０】
このクリーナ７６は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナ７６は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナ７６を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナ７６が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。
【００３１】
また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像カートリッジに与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【００３２】
また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
【００３３】
また、装置筐体内部でエンジン部ＥＧの近傍には、機内の温度および湿度を検出してＣＰＵ１０１に対し出力する温湿度センサ９０が設けられている。
【００３４】
また、図２に示すように、各現像カートリッジ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋには該現像カートリッジの製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像カートリッジ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ、４Ｋには無線通信器４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられた無線通信器１０９と非接触にてデータ通信を行い、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って該現像カートリッジに関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行っているが、本体側および各現像カートリッジ側にコネクタ等を設け、コネクタ等を機械的に嵌合させることで相互にデータ送受を行うようにしてもよい。
【００３５】
また、この装置では、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。
【００３６】
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。
【００３７】
（２）現像バイアス・帯電バイアス設定処理
次に、この画像形成装置における現像バイアス・帯電バイアス設定処理について説明するが、それに先立って、本願発明者が得た知見およびそれに基づく現像バイアス・帯電バイアス設定処理の基本的な考え方について説明する。
【００３８】
（２−１）基本原理
図３はこの発明にかかる画像形成装置の主要部を示す図である。また図４は装置各部の電位を示す図である。なお、この装置は負帯電トナーを使用しているので、各部に与える電位も基本的に負電位であるので、理解を容易にするために図４では縦軸を負電位で表している。
【００３９】
図３に示すように、感光体２２は、鉄、アルミニウムなどの金属からなる素管２２１、その表面の下地塗膜層２２２、有機感光性材料からなる電荷発生層２２３および最表面の電荷輸送層２２４を備えている。素管２２１は、電流検出部２２５を介して電気的に接地されている。
【００４０】
また、帯電ローラ２３は、金属ウィスカまたはカーボンブラックなどの導電性粒子を分散させたゴムやウレタンなどの樹脂により形成されたローラであり、上記のように構成された感光体２２の表面に当接されている。また、帯電ローラ２３には、エンジンコントローラ１０に設けられた帯電バイアス発生部２３１から所定の直流帯電バイアスＶaが印加されている。このような直流接触帯電方式によって帯電される感光体２２の表面電位Ｖsは、帯電バイアスＶaと同じ電位にまで上昇するわけではなく、一般的には帯電バイアスよりも低い電位となる。例えば、帯電バイアスＶaを（−１２００）Ｖにしたとき、感光体表面電位は約（−６００）Ｖとなる、といった風である。また、こうして帯電された感光体２２の表面が現像ローラ４４との対向位置に移動してくるまでの暗減衰によって、感光体２２の表面電位はさらに低下することとなる。したがって、現像ローラ４４との対向位置における感光体２２の非露光部電位Ｖoは、帯電バイアスＶaよりもかなり低下した値となる。また、感光体２２の表面のうち露光ユニット６からの光ビームＬにより露光された露光部の電位ＶLは、感光体２２の特性によって決まる残留電位程度まで低下した値となっている。
【００４１】
一方、感光体２２と所定のギャップＧＰを隔てて対向配置された現像ローラ４４は、鉄またはアルミニウムなどによる金属製ローラであり、エンジンコントローラ１０に設けられた帯電バイアス発生部４４１からの現像バイアス電圧Ｖbが印加されている。現像バイアスＶbは、図４に示すように、非対称のデューティを有する矩形波交流電圧であり、そのピーク間電圧がＶpp、平均電位（直流成分）がＶavgである。
【００４２】
このような構成においては、感光体２２の露光部電位ＶLと現像バイアス平均電位Ｖavgとの電位差Ｖconが「コントラスト電位差」であり、この値が画像濃度に大きく影響を及ぼす。言い換えれば、コントラスト電位差Ｖconを調整することによって画像濃度を制御することができる。また、感光体２２の非露光部電位Ｖoと現像バイアス平均電位Ｖavgとの電位差Ｖrが「逆コントラスト電位差」であり、この値は画像濃度に顕著な影響を及ぼすものではないが、その大小によってカブリトナー量が変化するので結果的に画像品質に影響を与えることとなる。
【００４３】
また、現像バイアスＶbの負側最大電位Ｖmaxと感光体２２の露光部電位ＶLとの電位差Ｖ1、または現像バイアスＶbの正側最大電位Ｖminと感光体２２の非露光部電位Ｖoとの電位差Ｖ2のいずれかがギャップＧＰにおける放電開始電圧を超えると、感光体２２と現像ローラ４４との間で放電が発生することとなる。本願発明者の種々の実験によれば、特に感光体２２の非露光部と現像ローラ４４との間で放電が生じやすいことが明らかになった。つまり、上記電位差Ｖ2がギャップＧＰにおける放電開始電圧を下回っているにもかかわらず、感光体２２の非露光部と現像ローラ４４との間で放電が生じる場合があることがわかった。また、このような傾向は、特に現像ローラ４４が金属などの導電性材料により形成されている場合に顕著であることもわかった。
【００４４】
図５は感光体の非露光部と現像ローラとの間で起こる放電のメカニズムを示す図である。上記したように、直流接触帯電方式によれば、感光体２２の表面電位Ｖsは帯電バイアスＶaから大きく低下した値となっているが、その値は一様ではなく位置によって若干のばらつきを有しているのが普通である。つまり、感光体２２の非露光部の電位が平均的には上記電位Ｖoとなるように、帯電バイアスＶaを設定しているのであるが、実際の感光体２２の表面電位Ｖsは、図５に示すように、位置によって平均値Ｖoより低くなっていたり、高くなっていたりする。したがって、感光体２２の非露光部と現像ローラ４４との間で放電が起きるか否かは、単純に現像バイアスＶbの正側最大電位Ｖminと感光体２２の非露光部電位（平均電位）Ｖoとの電位差Ｖ2によって決まるのではなく、ミクロ的には、現像バイアスＶbの正側最大電位Ｖminと、感光体２２の非露光部電位のうち負電位側の最大電位との電位差Ｖ3によって決まっているとみられる。現像バイアスＶbの正側最大電位Ｖminと感光体２２の非露光部電位Ｖoとの電位差Ｖ2がギャップＧＰにおける放電開始電圧を超えていないにもかかわらず、感光体２２の非露光部と現像ローラ４４との間で放電が生じるのは、このことが主たる原因の１つであると考えられる。
【００４５】
このような感光体２２の非露光部電位のばらつきは、帯電ローラ２３および感光体２２の経時的な特性変化に起因すると考えられる。本願発明者の実験によれば、比較的新しい帯電ローラ２３によって帯電させたとき、感光体２２の表面電位Ｖsの面内ばらつきが大きい。また、感光体２２の劣化が進んだ場合にも、非露光部電位の面内ばらつきは大きくなる傾向があった。
【００４６】
これに対して、感光体２２の露光部電位ＶLは、例えば露光パワーを大きく変化させたとしても感光体２２の特性によって決まる残留電位以下にまで低下することはないので比較的ばらつきが小さい。特に、現像バイアスＶbの負側最大電圧Ｖmaxとの電位差が広くなる方向に変動する要因はほとんどない。したがって、感光体２２の露光部と現像ローラ４４との間での放電については比較的容易に予測可能である。
【００４７】
なお、現像バイアスＶbの振幅を変化させることによっても放電の起きやすさは変化するが、現像バイアスの振幅を変化させるとギャップＧＰにおけるトナーの飛翔量が変化するため、同時に画像濃度も変わってしまう可能性が高く濃度制御が複雑になってしまう。そこで、この装置では現像バイアスの振幅を一定とし、現像バイアスの平均電位（直流成分）Ｖavgおよび帯電バイアスＶaを必要に応じて制御するようにしている。
【００４８】
図６は感光体カートリッジの稼動量と放電開始逆コントラスト電位差との関係を示す図である。ここで、「放電開始逆コントラスト電位差」とは、帯電バイアスＶaおよび現像バイアスの平均電位Ｖavgの少なくとも一方を変化させることによって逆コントラスト電位差を次第に増加させたときに、感光体２２の非露光部と現像ローラ４４との間で放電が生じる最小の電位差のことである。図６に示すように、稼動量（ここでは感光体２２の通算回転数により表す）が少ない、つまり感光体カートリッジ２が比較的新しい段階では、変化の態様は様々に異なるものの、放電開始逆コントラスト電位差が概ね増加する傾向を示す。そして、感光体カートリッジ２の稼動量がある値のとき放電開始逆コントラスト電位差が最大となり、その後は次第に低下する傾向を示す。なお、ここでは感光体２２の稼動量に対する放電開始逆コントラスト電位差の変化を示したが、この装置では感光体２２と帯電ローラ２３とが感光体カートリッジ２に組み込まれ、これらが一体的に装置本体に対し着脱可能となっち得るので、横軸を帯電ローラ２３の稼動量で表しても実質的に同じである。
【００４９】
本願発明者の実験によれば、サンプル１では最初に放電開始逆コントラスト電位差がいったん小さくなってから増加するが、サンプル２ではいったん小さくなる傾向が見られないというように、初期の変動の態様はサンプルごとに異なるが、感光体稼動量のある閾値Ｃthに向かって増加傾向を示す点はどのサンプルにも共通して観測された。また、放電開始逆コントラスト電位差が増加から減少に転じる閾値Ｃthの値、およびそれ以降の放電開始逆コントラスト電位差低下の傾向は、サンプルごとのばらつきは小さかった。
【００５０】
また、放電開始逆コントラスト電位差は装置の動作環境によっても変化する。すなわち、高温・高湿（ＨＨ）環境下では通常の（ＮＮ）環境に比べて放電が起きやすく、放電開始逆コントラスト電位差は小さくなる。逆に、低温・低湿（ＬＬ）環境下では放電が起きにくいので、放電開始逆コントラスト電位差は大きくなる。
【００５１】
従来の画像形成装置において逆コントラスト電位差を一定にしている場合、感光体カートリッジの初期から終期まで放電の発生を確実に防止するためには、逆コントラスト電位差が放電開始逆コントラスト電位差を超えることがないようにする必要があり、そのためには、逆コントラスト電位差を、環境による変動に対応するためのマージンをも見込んで図６の一点鎖線で示した値のように設定する必要があった。このようにすると、十分に大きな逆コントラスト電位差を確保することができず、画像品質の点で改良の余地が残されていた。
【００５２】
そこで、この画像形成装置では、装置の稼動状況に応じて逆コントラスト電位差を刻々と変化させることにより、常に放電の発生を確実に防止しながら、できるだけ大きな逆コントラスト電位差を確保することができるようにしている。具体的には、以下に説明するように、逆コントラスト電位差を種々に変化させながらその都度感光体２２と現像ローラ４４との間で放電が起きるか否かを検知することで放電開始逆コントラスト電位差を見出し、それを超えず、かつできるだけ大きな値に逆コントラスト電位差の目標値を設定する。そして、逆コントラスト電位差がこの目標値となるように、現像バイアスおよび帯電バイアスを設定しながら画像を形成する。こうすることにより、この画像形成装置では、放電の発生を確実に防止しながら優れた画像品質で画像を形成することが可能となっている。
【００５３】
例えば、サンプル１の装置において感光体の稼動量がある値Ｃaであるときには、そのときの放電開始逆コントラスト電位差Ｖdisから若干のマージン分を差し引いた値を逆コントラスト電位差の目標値Ｖtgtとする。
【００５４】
（２−２）処理フロー
図７はこの画像形成装置における現像バイアス・帯電バイアス設定の流れを示すフローチャートである。この画像形成装置では、ＣＰＵ１０１が図７に示す処理を実行することによって、装置の動作条件、より具体的には帯電バイアス、現像バイアスおよび露光パワーが最適な条件に制御され所望の画像品質で画像を形成することが可能となっている。
【００５５】
まず、逆コントラスト電位差の目標値Ｖtgtを定める（ステップＳ１）。この装置では、逆コントラスト電位差を目標値に維持することにより放電を防止しながら画像品質を安定に保つようにしているが、目標値の決め方については後に説明する。次に、現像バイアスの最適化を行う（ステップＳ２）。この処理内容は特許文献１（特開２００３−２１５８６３号公報）に記載された技術と基本的に同一である。すなわち、現像バイアスを多段階に変更設定しながら高濃度パッチ画像を形成してその濃度を濃度センサ６０により検出し、所望の画像濃度を得るための現像バイアスの最適値Ｖboptを算出して現像バイアスをその最適値に設定する。
【００５６】
パッチ画像形成に際しては、逆コントラスト電位差Ｖrが上記で求めた目標値Ｖtgtに維持されるように、現像バイアスＶbを変更設定するのに連動させて帯電バイアスＶaも変化させることが望ましい。こうすることで、パッチ画像が実際の画像形成動作時に近い条件で形成されることになり、画像濃度をより高精度に制御して高い画像品質を得ることが可能となるからである。
【００５７】
続いて、こうして求めた逆コントラスト電位差の目標値Ｖtgtと現像バイアスの最適値Ｖboptとに基づき、帯電バイアスＶaを設定する（ステップＳ３）。すなわち、求められた現像バイアスの最適値と感光体２２の非露光部電位Ｖoとの差（逆コントラスト電位差）がその目標値となるような帯電バイアスの値を求め、その値に帯電バイアスを設定する。
【００５８】
そして、こうして設定された帯電バイアスおよび現像バイアスの下で露光パワーの最適化を行う（ステップＳ４）。ここでは、特許文献１に記載の技術と同様に、露光パワーを多段階に変更設定しながら低濃度パッチ画像を形成してその濃度を検出し、所望の画像濃度を得るための露光パワーの最適値Ｅoptを算出して露光パワーをその最適値に設定する。これにより、帯電バイアス、現像バイアスおよび露光パワーがいずれもそのときの装置の稼動状況や環境に応じた最適な値に設定され、以後の画像形成動作では良好な画像品質で安定して画像を形成することができる。
【００５９】
（２−３）逆コントラスト電位差目標値の設定
図８は逆コントラスト電位差目標値の設定処理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Ｖavgおよび帯電バイアスＶaの少なくとも一方を適宜に設定することによって、逆コントラスト電位差Ｖrを設定可能な最小値に設定する（ステップＳ１０１）。この最小値は、通常の画像形成動作では使用しないような値であっても構わない。そして、こうして設定した現像バイアスおよび帯電バイアスを現像ローラ４４および感光体２２に印加して、両者間での放電の有無を検知する（ステップＳ１０２）。
【００６０】
放電の有無については、例えば感光体２２に接続した電流検出部２２５に流れる電流を検出することによって検知することができる。感光体２２と現像ローラ４４との間で放電が発生すると、感光体２２に放電電流が流れるので、この電流を検出することによって放電の検知が可能である。
【００６１】
また、濃度センサ６０を利用して放電を検知することも可能である。感光体２２と現像ローラ４４との間で放電が発生すると現像ローラ４４の表面に担持されていたトナーが弾き出され、その一部が感光体２２に付着する。感光体２２表面を露光していなければ感光体２２の表面にはトナーが付着していない、またはカブリによる少量のトナーのみが付着しているはずであるが、放電によるトナー付着量はカブリによるものよりもずっと大きい。したがって、感光体２２上あるいはそこからトナーを転写される中間転写ベルト７１上でトナー付着量を検出することによっても、放電の有無を検知することができる。
【００６２】
ここで、放電の発生が検知されなければ（ステップＳ１０３）、現像バイアスの直流成分Ｖavgおよび帯電バイアスＶaの少なくとも一方を変更設定することにより逆コントラスト電位差Ｖrを１ステップ（例えば２０Ｖ）増加させ（ステップＳ１０４）、再びステップＳ１０２の放電検知を行う。一方、放電発生が検知された場合には、そのときの逆コントラスト電位差の設定値を「放電開始逆コントラスト電位差」とみなしてＲＡＭ１０７に記憶しておく（ステップＳ１０５）。
【００６３】
続いて温湿度センサ９０の出力を読み込み（ステップＳ１０６）、その出力に基づいて、装置の周囲環境を判断し、逆コントラスト電位差の目標値を定める（ステップＳ１０７）。通常の（ＮＮ）環境下では、上記で求めた放電開始逆コントラスト電位差よりも３０Ｖ低い値を逆コントラスト電位差の目標値Ｖtgtとする。この３０Ｖは、装置のばらつきおよび環境変動を考慮した放電マージン電圧である。一方、装置が高温・高湿（ＨＨ）環境にあるときには、放電が起きやすい状況であるのでマージンを広く取る必要がある。そこで、この場合には、さらに１０Ｖ小さい値、つまり上記で求めた放電開始逆コントラスト電位差よりも４０Ｖ低い値を目標値とする。逆に、低温・低湿（ＬＬ）環境下では放電が起きにくいのでマージンは少なくてもよい。そこで、上記で求めた放電開始逆コントラスト電位差よりも２０Ｖ低い値を目標値として設定する。
【００６４】
以後の動作においては、現像バイアスの直流成分Ｖavgと感光体２２の非露光部電位Ｖoとの電位差（逆コントラスト電位差Ｖr）が常にこうして設定された目標値Ｖtgtに維持されるように、現像バイアスＶbおよび帯電バイアスＶaが制御されることとなる。なお、ギャップＧＰにおける放電の起きやすさや、所望の画像濃度を得るための現像バイアスの最適値等については、各現像器ごとに異なることとなるので、上記処理は各現像器それぞれについて行う必要がある。
【００６５】
また、感光体２２の非露光部電位Ｖoについては直接設定しているわけではなく、帯電バイアスＶaを制御することによって間接的に制御することとなる。つまり、帯電ローラ２３から感光体２２へ電荷を移動させる際のロスと暗減衰による電位低下とを見込んで非露光部電位Ｖoが所望の値となるように帯電バイアスＶaを設定する必要があるが、本装置のような直流接触帯電方式の装置においては次のことも考慮する必要がある。このような帯電方式の装置では、感光体２２の膜厚の減少に伴って、帯電の効率が上昇することがある。つまり、使用につれて感光体２２が磨耗しその膜厚が小さくなると、同じ帯電バイアスを与えても感光体の表面電位が次第に高くなる。したがって、帯電バイアスを決定するに当たっては、感光体の膜減りによる帯電電位の上昇についても加味する必要がある。これを考慮しないと、感光体の表面電位が想定以上に高くなり、結果的に逆コントラスト電位差が目標値よりも大きくなって放電を生じる危険性が高くなってしまう場合がある。
【００６６】
（２−４）実行タイミング
次に、現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行すべきタイミングについて検討する。まず、装置の電源投入直後には、先の設定処理から長時間が経過して周囲の環境が大きく変化している可能性がある。また、電源オフの間にメンテナンス作業が行われて装置の状態が変化している可能性がある。そこで、安定した品質で画像を形成するために、電源投入直後には上記した現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行して、現像バイアスおよび帯電バイアスの最適化を行っておくことが望ましい。
【００６７】
また、現像ローラ４４、帯電ローラ２３および感光体２２の組み合わせが変わった場合にも、現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行することが望ましい。この装置では帯電ローラ２３および感光体２２を１つの感光体カートリッジ２として構成しているので、実質的には、感光体カートリッジ２、現像器４Ｙ等のいずれかが交換または新たに装着されたときには現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行することが望ましい。この場合において、例えば感光体カートリッジ２が交換されたときには全ての現像器について処理を行う必要があるが、現像器の一部のみが交換された場合には必ずしも全ての現像器に対して処理を行う必要はなく、交換された現像器のみ使用して処理を行うようにしてもよい。
【００６８】
また、温湿度センサ９０の出力から、先の現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行したときと装置の環境が大きく変化したことがわかる場合にも、改めて現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行し直すことが望ましい。このように、温湿度センサ９０の出力に基づいて、現像バイアス・帯電バイアス設定処理の実行タイミングを決めることによって、環境の変化による画像品質の変動や放電の発生を抑えて、画像品質の良好な画像を安定して形成することが可能となる。
【００６９】
また、上記以外にも、例えば画像形成枚数（または装置の稼動量）が所定値に達するたびごとに現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行することが好ましい。現像器内のトナー残量の変化等の変動要因によって、装置にとって最適な動作条件は刻々と変化するからである。この場合、図６に示すように、感光体２２および帯電ローラ２３が比較的新しいときに放電開始逆コントラスト電位差の変化が大きいことが既にわかっているから、これらが新しく稼動量が少ないときには比較的高い頻度で現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行する一方、稼動量がある程度以上になれば現像バイアス・帯電バイアス設定処理の実行頻度を低くすることで、無駄な処理を省き効率のよい制御が可能となる。
【００７０】
すなわち、感光体カートリッジの稼動量についていくつかの閾値を定めておき、稼動量がその閾値に達したときに現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行するようにするとともに、その閾値の間隔は、後期ほど大きくなるようにすればよい。例えば、感光体カートリッジ２が新しく装着されてからの通算画像形成枚数が１０００枚（図６の値Ｃthに対応）に達するまでは２００枚ごとに、それ以降は５００枚ごとに、上記した現像バイアス・帯電バイアス設定処理を行う、というようにすることができる。
【００７１】
（３）まとめ
以上のように、この画像形成装置では、逆コントラスト電位差、つまり現像バイアスの直流成分と感光体の非露光部電位との電位差を一定とせず、装置の状況に応じて設定するようにしているので、装置の稼動状況の変化によらず、放電の発生を確実に防止しながら、画像品質の優れた画像を形成することができる。また、逆コントラスト電位差を、放電が発生しない範囲でできるだけ高い値に設定する、具体的には、放電検知により求めた放電開始逆コントラスト電位差から環境に応じて定めたマージン分を差し引いた値に逆コントラスト電位差の目標値Ｖtgtを定めることにより、高いカブリ抑制効果を得ることができる。
【００７２】
このように、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態によれば、感光体２２と現像ローラ４４とのギャップＧＰにおける放電の発生を確実に防止しながら、所望の画像濃度を得るとともにカブリを抑制して、画像品質の優れた画像を安定して形成することが可能となる。
【００７３】
以上説明したように、この実施形態においては、帯電ローラ２３および現像ローラ４４が本発明の「帯電手段」および「トナー担持体」としてそれぞれ機能している。また、露光ユニット６およびエンジンコントローラ１０が本発明の「露光手段」および「制御手段」としてそれぞれ機能している。また、この実施形態では、電流検出部２２５、濃度センサ６０および温湿度センサ９０がそれぞれ本発明の「電流検出手段」、「トナー検出手段」および「環境検出手段」に相当している。
【００７４】
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、上記実施形態では、逆コントラスト電位差の目標値を決定するのに続いて現像バイアス、帯電バイアスおよび露光パワーを最適化する現像バイアス・帯電バイアス設定処理を実行するようにしているが、本発明の趣旨は、逆コントラスト電位差の目標値をそのときの状況に応じて定め、逆コントラスト電位差がその目標値を維持するように現像バイアスおよび帯電バイアスを制御しながら画像を形成することにあるので、逆コントラスト電位差がその目標値を維持されていればよく、目標値の設定と、現像バイアス、帯電バイアスおよび露光パワーの最適化とを相次いで行う必要は必ずしもない。したがって、例えば、逆コントラスト電位差の目標値を求めた後、画像濃度を維持するために現像バイアスの設定値は変更せず、帯電バイアスの設定値のみを、求められた目標値に対応する値に変更するようにしてもよい。ただし、良好な画像品質を得るという観点からは、上記のように、引き続いて動作条件の再設定を行うことがより好ましい。
【００７５】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト７１に対向して濃度センサ６０を設けており、感光体２２から中間転写ベルト７１に転写されたトナーを濃度センサ６０により検出するようにしているが、濃度センサを感光体に対向配置して、感光体上のトナーを検出するようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、本発明の「環境検出手段」として温湿度センサ９０を設け、放電の起きやすさに関わる機内の温度および湿度を検出するようにしているが、これに代えて、あるいはこれに加えて、他の環境要素を検出するようにしてもよい。例えば、ギャップＧＰにおける気圧が放電の起きやすさに影響するので、気圧を検出するための構成をさらに設けてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、逆コントラスト電位差を種々に変化させることで放電の有無を検知し、その結果に基づいて逆コントラスト電位差の目標値を定めるようにしているが、次のようにしてもよい。すなわち、図６に示したように、放電開始逆コントラスト電位差は、感光体カートリッジ２が初期の段階でその経時変化および個体ばらつきが大きい一方、後期になると比較的変動が緩やかで個体ばらつきも少ない。言い換えれば、後期については放電開始逆コントラスト電位差の変化がある程度予測可能である。そこで、感光体カートリッジの稼動量がある閾値に達するまでは、上記した放電検知を伴う処理によって放電開始逆コントラスト電位差を求める一方、それ以降には事前に予測された変化特性に沿って放電開始逆コントラスト電位差が変化するものとみなして、放電検知を行わずに逆コントラスト電位差の目標値を決定するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、現像バイアスＶbとして、デューティが非対称でピーク間電圧Ｖppが一定の矩形波電圧を使用しているが、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、波形デューティや振幅を可変としてもよい。
【００７９】
さらに、本発明は、上記実施形態のようにロータリー現像ユニットを備える装置のみならず、いわゆるタンデム方式の画像形成装置や、現像器を１個のみ備えるモノクロ画像形成装置に対しても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示す図。
【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。
【図３】この発明にかかる画像形成装置の主要部を示す図。
【図４】装置各部の電位を示す図。
【図５】感光体の非露光部と現像ローラとの間で起こる放電のメカニズムを示す図。
【図６】感光体の稼動量と放電開始逆コントラスト電位差との関係を示す図。
【図７】現像バイアス・帯電バイアス設定の流れを示すフローチャート。
【図８】逆コントラスト電位差目標値の設定処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８１】
２…感光体カートリッジ、  ６…露光ユニット（露光手段）、  １０…エンジンコントローラ（制御手段）、  ２２…感光体、  ２３…帯電ローラ（帯電手段）、  ４４…現像ローラ（トナー担持体）、  ６０…濃度センサ（トナー検出手段）、  ９０…温湿度センサ（環境検出手段）、  ２２５…電流検出部（電流検出手段）、  Ｖavg…現像バイアスの平均電位、  Ｖo…非露光部電位、  Ｖr…逆コントラスト電位差
【図１】
2007279277.tif 000003
【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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