JP5087990B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置に係り、特に、感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus including a developing unit that develops an electrostatic latent image formed on a photoreceptor.

電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面を帯電させ露光して静電潜像を形成させた後に、現像剤による静電潜像の現像が現像器によって行われる。すなわち、現像器は帯電状態の現像剤（トナーのみから成る一成分現像剤、又はトナーとキャリアを含有する二成分現像剤）が表面に付着された現像ロールを回転駆動させることで、感光体と現像ロールとの間隙へ現像剤を供給する。また、感光体と現像ロールの間には現像バイアス電圧が印加されており、感光体と現像ロールとの間隙へ供給された現像剤のトナーは、現像バイアス電圧と静電潜像の電位差によって感光体上の静電潜像に吸着される。これにより、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。なお、現像性向上のため、上記の現像バイアス電圧としては、一定電圧の直流成分に、一定周波数かつ一定波形（例えば矩形波）で電圧が変動する交流成分（周期変動成分）が重畳された電圧が用いられることが多い。   In an electrophotographic image forming apparatus, after the surface of a photoconductor is charged and exposed to form an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is developed with a developer by a developer. That is, the developing device rotates and drives a developing roll having a charged developer (a one-component developer composed only of toner, or a two-component developer containing toner and carrier) attached to the surface, and A developer is supplied to the gap with the developing roll. In addition, a developing bias voltage is applied between the photosensitive member and the developing roll, and the developer toner supplied to the gap between the photosensitive member and the developing roll is exposed to the potential difference between the developing bias voltage and the electrostatic latent image. It is attracted to the electrostatic latent image on the body. As a result, the electrostatic latent image is developed to form a toner image. In order to improve developability, the development bias voltage is a voltage in which an alternating current component (periodic variation component) whose voltage varies with a constant frequency and a constant waveform (for example, a rectangular wave) is superimposed on a constant DC component. Is often used.

ところで、感光体と現像ロールとの間隙の大きさは数十〜数百μｍ程度であるが、感光体の偏心や現像ロールの偏心等により、感光体及び現像ロールが回転駆動されている間の前記間隙の大きさを一定に維持することは困難である。そして、静電潜像の現像中に前記間隙の大きさが変動すると、それに伴って前記間隙に生ずる電界の強度が変動し、この電界強度の変動が、現像後の画像（トナー像）にバンディングと称する周期的な濃度変動として現れてしまうという問題がある。   By the way, the size of the gap between the photoconductor and the developing roll is about several tens to several hundreds of μm. While the photoconductor and the developing roll are driven to rotate due to the eccentricity of the photosensitive member or the developing roll. It is difficult to keep the size of the gap constant. When the size of the gap changes during development of the electrostatic latent image, the intensity of the electric field generated in the gap changes accordingly, and this fluctuation in the electric field intensity is banded in the developed image (toner image). There is a problem that it appears as periodic concentration fluctuations.

上記に関連して特許文献１には、現像バイアス電圧のうちの交流成分の電流を検出することで、感光体と現像ロールとの間隙の大きさの変動をインピーダンスの変動として検出し、その検出値に従い直流成分の電圧を逐次変動させるか、交流成分の電流値を一定にして交流成分の電圧値を検出し、その検出値に従い直流成分の電圧を逐次変動させることでバンディングを抑制する技術が開示されている。   In relation to the above, Patent Document 1 detects a change in the size of the gap between the photoconductor and the developing roll as an impedance change by detecting an alternating current component of the developing bias voltage, and detects the change. Technology that suppresses banding by sequentially changing the DC component voltage according to the value, or detecting the AC component voltage value while keeping the AC component current value constant, and sequentially changing the DC component voltage according to the detected value. It is disclosed.

また特許文献２には、感光体ドラムと現像スリーブが対向する現像領域の現像ギャップの変動を、液晶セルを用いたギャップ検出センサによって検出し、検出した現像ギャップの変動量に応じて、現像効率が一定になるように交流バイアス電圧の交流成分のピーク・ピーク電圧を随時調整する技術が開示されている。
特開平９−５４４８７号公報 特開平８−１９０２５８号公報 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 detects a change in the development gap in the development region where the photosensitive drum and the development sleeve face each other by a gap detection sensor using a liquid crystal cell, and develops the development efficiency according to the detected fluctuation amount of the development gap. A technique is disclosed in which the peak-to-peak voltage of the AC component of the AC bias voltage is adjusted as needed so as to be constant.
JP-A-9-54487 JP-A-8-190258

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、感光体と現像ロールとの間隙の大きさの変動を精度良く検出することは困難である。すなわち、現像バイアス電圧の交流成分の波形としては通常矩形波が用いられるが、このような波形の電圧を印加した場合、検出対象である交流成分の電流は、当該電流が流れる期間（電流が０でない期間）が非常に短く、検出される実効値が非常に低い波形になる（一例として図４(Ｂ)参照：なおこの電流波形は波形の立ち上がり及び立ち下がりのピークの高さが原理的には無限大となるが、検出回路の応答性等の影響により実際に検出される波形は図のような波形となる）ので、外来ノイズ等の影響で交流成分の電流の誤検出、すなわち感光体と現像ロールとの間隙の大きさの誤検出が生じ易い。また、現像バイアス電圧の交流成分の周波数は10ｋHz〜数百ｋHz程度の高周波であり、この交流成分と同じ繰り返し周期で非常に短い期間流れる微小な電流を検出し、検出した電流に応じて現像バイアス電圧を逐次変動させる、という制御は、発振等も生じ易く実現は困難である。従って、特許文献１に記載の技術は、安定的に高い精度でバンディングを補正することが困難という問題がある。   However, with the technique described in Patent Document 1, it is difficult to accurately detect fluctuations in the size of the gap between the photoreceptor and the developing roll. That is, a rectangular wave is normally used as the AC component waveform of the developing bias voltage. When a voltage having such a waveform is applied, the AC component current to be detected is a period during which the current flows (current is 0). (Period) is very short, and the detected effective value is a very low waveform (see FIG. 4B as an example: this current waveform is theoretically based on the height of the rising and falling peaks of the waveform. Is infinite, but the waveform actually detected due to the influence of the response of the detection circuit will be as shown in the figure). Misdetection of the size of the gap between the toner and the developing roll tends to occur. Also, the frequency of the AC component of the developing bias voltage is a high frequency of about 10 kHz to several hundreds of kHz, and a minute current that flows in a very short period with the same repetition period as this AC component is detected, and the developing bias is determined according to the detected current. The control of sequentially changing the voltage is likely to cause oscillation and is difficult to realize. Therefore, the technique described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to stably correct banding with high accuracy.

また、特許文献２に記載の技術では、感光体と現像ロールの間にギャップ検出センサを設ける必要があるので、画像形成装置の構成が複雑化すると共に、ギャップ検出センサの配置位置によっては静電潜像の現像がギャップ検出センサによって阻害される可能性があるという問題もある。   Further, in the technique described in Patent Document 2, since it is necessary to provide a gap detection sensor between the photoconductor and the developing roll, the configuration of the image forming apparatus is complicated, and depending on the arrangement position of the gap detection sensor, electrostatic discharge is possible. There is also a problem that the development of the latent image may be hindered by the gap detection sensor.

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、現像ロールと感光体との間隙の大きさの変動に起因する周期的な濃度変動に対する補正の精度を向上させることができる画像形成装置を得ることが目的である。   The present invention has been made in consideration of the above facts, and provides an image forming apparatus capable of improving the accuracy of correction for periodic density fluctuations caused by fluctuations in the size of the gap between the developing roll and the photosensitive member. The purpose is to obtain.

請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、間隙を隔てて配置された現像ロール及び感光体を各々回転させる回転駆動手段と、画像形成時に、前記回転駆動手段によって各々回転される前記現像ロールと前記感光体との前記間隙に現像剤を供給することで、前記感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像ロールと前記感光体との間に、画像形成時に所定波形の交流成分を含むバイアス電圧を印加する印加手段と、画像非形成期間に、前記回転駆動手段によって前記現像ロール及び前記感光体が各々回転され、かつ前記印加手段によってバイアス電圧が印加されている状態で、前記バイアス電圧の印加に伴って流れる、前記バイアス電圧の交流成分を微分したに相当する波形の電流を検出することで、前記現像ロール及び前記感光体の各々の回転に伴う前記間隙のインピーダンスの変動を検出する検出手段と、前記検出手段による前記間隙のインピーダンスの変動の検出結果に基づいて、前記画像形成時に前記印加手段によって印加されるバイアス電圧を、前記現像ロール及び前記感光体の各々の回転に伴う前記間隙の大きさの変動による影響が軽減又は解消されるように変調する変調手段と、前記検出手段による電流検出時に、前記検出手段による電流検出時に前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の前記交流成分の波形を、前記画像形成時の前記交流成分の波形と相違させるか、又は、前記間隙から成るキャパシタンスに直列に抵抗を挿入することで前記検出手段の検出感度を増大させる感度増大手段と、を含んで構成されている。 Image forming apparatus according to the invention of 請 Motomeko 1 described, a rotary drive means, each for rotating the developing roller and the photosensitive member are disposed with a gap, at the time of image formation, the developing rotated respectively by the rotary drive means An image is formed between the developing means for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive member by supplying a developer to the gap between the roll and the photosensitive member, and the developing roll and the photosensitive member. An application means for applying a bias voltage including an alternating current component of a predetermined waveform at times, and the developing roll and the photosensitive member are respectively rotated by the rotation driving means and a bias voltage is applied by the application means during the non-image forming period. in it are state, the flow with the application of a bias voltage, by detecting the current of the waveform corresponding to the derivative of the AC component of the bias voltage, the developing roller and the front A detecting means for detecting fluctuations in the impedance of the gap accompanying each rotation of the photosensitive member, and a bias applied by the applying means at the time of the image formation based on a detection result of fluctuations in the impedance of the gap by the detecting means. Modulating means for modulating the voltage so as to reduce or eliminate the influence of fluctuations in the size of the gap caused by the rotation of each of the developing roll and the photoconductor, and the detection means at the time of current detection by the detection means The waveform of the AC component of the bias voltage applied by the applying means at the time of detecting the current is made different from the waveform of the AC component during the image formation, or a resistor is inserted in series with the capacitance formed by the gap. And a sensitivity increasing means for increasing the detection sensitivity of the detecting means.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、画像形成時に前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の交流成分の波形は矩形波形であり、前記感度増大手段は、前記検出手段による電流検出時に、前記印加手段によって印加される前記現像バイアス電圧の前記交流成分の波形を正弦波形へ切り替えることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the waveform of the AC component of the bias voltage applied by the applying unit during image formation is a rectangular waveform, and the sensitivity increasing unit is based on the detecting unit. At the time of current detection, the waveform of the AC component of the developing bias voltage applied by the applying unit is switched to a sine waveform.

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、画像形成時に前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の交流成分の波形は矩形波形であり、前記感度増大手段は、前記検出手段による電流検出時に、前記印加手段によって印加される前記現像バイアス電圧の前記交流成分の波形を三角波形へ切り替えることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the waveform of the AC component of the bias voltage applied by the applying unit during image formation is a rectangular waveform, and the sensitivity increasing unit is based on the detecting unit. At the time of current detection, the waveform of the AC component of the developing bias voltage applied by the applying unit is switched to a triangular waveform.

請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発明において、前記感度増大手段は、前記検出手段による電流検出時に、前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の前記交流成分の周波数を前記画像形成時よりも低下させることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the sensitivity increasing unit is configured to reduce the bias voltage applied by the applying unit when the current is detected by the detecting unit. It is characterized in that the frequency of the AC component is lowered as compared with the time of image formation.

請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の発明において、前記変調手段は、前記検出手段によって検出された前記間隙のインピーダンスの変動から複数種の周波数成分を抽出し、抽出した複数種の周波数成分のうち補正対象の個々の周波数成分の周波数、振幅及び位相に基づいて、前記画像形成時に前記印加手段によって印加されるバイアス電圧に、前記補正対象の個々の周波数成分と逆相の周波数成分が各々加わるように、前記画像形成時に印加される前記バイアス電圧を変調することを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the modulation means generates a plurality of types of frequency components from fluctuations in impedance of the gap detected by the detection means. Based on the frequency, amplitude, and phase of each frequency component to be corrected among the plurality of types of extracted frequency components, the bias voltage applied by the applying unit during the image formation is applied to each individual correction target. The bias voltage applied at the time of image formation is modulated so that a frequency component having a phase opposite to that of the frequency component is added.

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記補正対象の周波数成分に対する補正係数を前記補正対象の個々の周波数成分毎に記憶する記憶手段を更に備え、前記変調手段は、前記画像形成時に前記印加手段によって印加されるバイアス電圧に、前記補正対象の個々の周波数成分と逆相の周波数成分として、前記補正対象の個々の周波数成分の振幅に、前記記憶手段に記憶されている対応する補正係数を乗じた振幅の周波数成分が各々加わるように、前記画像形成時に印加される前記バイアス電圧を変調することを特徴としている。The invention according to claim 6 further comprises storage means for storing a correction coefficient for the frequency component to be corrected for each individual frequency component of the correction object in the invention according to claim 5, wherein the modulation means The bias voltage applied by the applying unit at the time of image formation is stored in the storage unit as the frequency component having the opposite phase to the individual frequency component of the correction target, and the amplitude of the individual frequency component of the correction target. The bias voltage applied at the time of image formation is modulated such that frequency components having amplitudes multiplied by corresponding correction coefficients are added.

請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記現像ロール及び前記感光体の少なくとも一方の回転の位相を検出する位相検出手段を更に備え、前記変調手段は、前記位相検出手段によって検出された画像形成時の前記現像ロール又は前記感光体の回転の位相に基づいて、前記補正対象の周波数成分のうち、前記回転の位相が検出された前記現像ロール又は前記感光体に対応する特定の補正対象の周波数成分に対して前記画像形成時に逆相となる周波数成分の位相を検知することを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the apparatus further comprises phase detection means for detecting a phase of rotation of at least one of the developing roll and the photoconductor, and the modulation means is controlled by the phase detection means. Based on the detected phase of rotation of the developing roll or the photoconductor during image formation, identification corresponding to the developing roll or the photoconductor in which the phase of rotation is detected among the frequency components to be corrected It is characterized in that the phase of a frequency component that is in reverse phase during the image formation is detected with respect to the frequency component to be corrected.

以上説明したように本発明は、画像非形成期間に、現像ロール及び感光体が各々回転されバイアス電圧が印加されている状態で、バイアス電圧の印加に伴って流れる、バイアス電圧の交流成分を微分したに相当する波形の電流を検出することで、現像ロール及び感光体の各々の回転に伴う間隙のインピーダンスの変動を検出し、間隙のインピーダンスの変動の検出結果に基づいて、画像形成時に印加されるバイアス電圧を、現像ロール及び感光体の各々の回転に伴う間隙の大きさの変動による影響が軽減又は解消されるように変調すると共に、電流検出時に、印加されるバイアス電圧の交流成分の波形を、画像形成時の前記交流成分の波形と相違させるか、又は、間隙から成るキャパシタンスに直列に抵抗を挿入することで電流の検出感度を増大させるようにしたので、現像ロールと感光体との間隙の大きさの変動に起因する周期的な濃度変動に対する補正の精度を向上させることができる、という優れた効果を有する。 As described above, the present invention differentiates the AC component of the bias voltage that flows with the application of the bias voltage in a state in which the developing roll and the photosensitive member are rotated and the bias voltage is applied during the image non-formation period. By detecting current corresponding to the waveform, fluctuations in the impedance of the gap due to the rotation of each of the developing roll and the photoconductor are detected, and applied when forming an image based on the detection result of fluctuations in the impedance of the gap. The bias voltage is modulated so as to reduce or eliminate the influence of the variation in the size of the gap caused by the rotation of each of the developing roll and the photoreceptor, and the waveform of the AC component of the bias voltage applied at the time of current detection It was either made different waveform of the AC component at the time of image formation, or the detection sensitivity of the current by inserting a resistor in series with the capacitance comprising a gap Since so as to large is, it is possible to improve the accuracy of the correction for periodic density variations due to variations in the size of the gap between the developing roller and the photoreceptor has an excellent effect that.

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には本実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、そのケーシング１０Ａの上方に、セットされた原稿の画像をスキャンし、Ｒ,Ｇ,Ｂ各色に分解して読み取る原稿読取部１２が設けられている。原稿読取部１２は制御部７０に接続されており（図２参照）、原稿を読み取ることによって得られた各色の画像データを制御部７０へ出力する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an image forming apparatus 10 according to this embodiment. The image forming apparatus 10 is provided with a document reading unit 12 that scans an image of a set document and separates it into R, G, and B colors and reads it above the casing 10A. The document reading unit 12 is connected to the control unit 70 (see FIG. 2), and outputs image data of each color obtained by reading the document to the control unit 70.

一方、ケーシング１０Ａ内のほぼ中央部には、ロール状の感光体１６が回転可能に配置されている。感光体１６は感光体回転駆動部７２（図２参照）により図１矢印Ａ方向に回転される。感光体１６の下方には帯電ロール１８が設けられている。帯電ロール１８は図示しない帯電器により帯電され、感光体１６の外周面を帯電させる。また感光体１６の下方には、所定間隔隔てて露光装置２２が設けられている。露光装置２２は光源として図示しない半導体レーザを備えている。露光装置２２は制御部７０に接続されており（図２参照）、制御部７０から入力された画像データに応じて前記半導体レーザを変調し、半導体レーザから射出されたレーザビームを感光体１６に照射する。これにより感光体１６の外周面に静電潜像が形成される。   On the other hand, a roll-shaped photoconductor 16 is rotatably disposed at a substantially central portion in the casing 10A. The photosensitive member 16 is rotated in the direction of arrow A in FIG. 1 by a photosensitive member rotation driving unit 72 (see FIG. 2). A charging roll 18 is provided below the photoconductor 16. The charging roll 18 is charged by a charger (not shown) and charges the outer peripheral surface of the photoconductor 16. An exposure device 22 is provided below the photoconductor 16 at a predetermined interval. The exposure device 22 includes a semiconductor laser (not shown) as a light source. The exposure device 22 is connected to the control unit 70 (see FIG. 2), modulates the semiconductor laser in accordance with image data input from the control unit 70, and applies the laser beam emitted from the semiconductor laser to the photoconductor 16. Irradiate. As a result, an electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 16.

また、感光体１６の側方には現像装置２４が設けられている。現像装置２４は回転可能に配置されたロール状の収容体を備えている。この収容体の内部は、収容体の回転軸から放射状に延設された隔壁によって４個の収容部に区画されており、各収容部には現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが設けられている。現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、内部に各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナーを貯留しており、各々現像ロール２８を備えている。現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、図示しない収容体回転駆動部によって収容体が回転され、現像ロール２８が感光体１６の外周面と間隙を隔てて対向する位置（現像位置）へ移動された状態で、現像ロール回転駆動部７４（図２参照）によって現像ロール２８が回転されることで、現像ロール２８によって感光体１６と現像ロール２８との間隙へトナーを供給する。そして、後述のように現像ロール２８と感光体１６との間にバイアス電圧が印加されることで、感光体１６の外周面に形成された静電潜像は、感光体１６と現像ロール２８との間隙へ供給されたトナーによってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に現像され、感光体１６の外周面上に各色のトナー像が形成される。   A developing device 24 is provided on the side of the photoconductor 16. The developing device 24 includes a roll-shaped container that is rotatably arranged. The interior of the container is divided into four housing parts by partitions extending radially from the rotating shaft of the container, and each housing part is provided with developing units 26Y, 26M, 26C, and 26K. Yes. The developing units 26Y, 26M, 26C, and 26K store toners of colors Y, M, C, and K, respectively, and include developing rollers 28, respectively. In the developing units 26Y, 26M, 26C, and 26K, the container is rotated by a container rotation driving unit (not shown), and the developing roll 28 is moved to a position (developing position) that faces the outer peripheral surface of the photosensitive member 16 with a gap. In this state, the developing roller 28 is rotated by the developing roller rotation driving unit 74 (see FIG. 2), so that the developing roller 28 supplies toner to the gap between the photosensitive member 16 and the developing roller 28. Then, as described later, a bias voltage is applied between the developing roll 28 and the photosensitive member 16, whereby the electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive member 16 is changed between the photosensitive member 16 and the developing roll 28. With the toner supplied to the gap, the toner is developed into each color of Y, M, C, and K, and a toner image of each color is formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 16.

また、図１において感光体１６の略上方には無端の中間転写ベルト３０が設けられている。中間転写ベルト３０はロール３２、３４、３６に巻掛けられ、環状の外周面（画像形成面）が感光体１６の外周面に接触するように配置されている。ロール３２、３４、３６の何れか１つは図示しないベルト回転駆動部によって回転され、中間転写ベルト３０を図１矢印Ｂ方向に回転させる。中間転写ベルト３０を挟んで感光体１６の反対側には転写ロール４０が設けられており、感光体１６の外周面上に形成されたトナー像は転写ロール４０によって中間転写ベルト３０の画像形成面に転写される（一次転写）。一次転写位置よりも感光体１６の回転方向下流側には感光体１６の外周面を清掃する清掃装置４２が設けられており、感光体１６の上方には、中間転写ベルト３０の画像形成面を清掃する清掃装置４４が設けられている。   In FIG. 1, an endless intermediate transfer belt 30 is provided substantially above the photosensitive member 16. The intermediate transfer belt 30 is wound around rolls 32, 34, and 36, and is arranged so that an annular outer peripheral surface (image forming surface) is in contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor 16. Any one of the rolls 32, 34, and 36 is rotated by a belt rotation driving unit (not shown) to rotate the intermediate transfer belt 30 in the direction of arrow B in FIG. A transfer roll 40 is provided on the opposite side of the photoreceptor 16 across the intermediate transfer belt 30, and the toner image formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 16 is transferred to the image forming surface of the intermediate transfer belt 30 by the transfer roll 40. (Primary transfer). A cleaning device 42 for cleaning the outer peripheral surface of the photoconductor 16 is provided downstream of the primary transfer position in the rotation direction of the photoconductor 16. The image forming surface of the intermediate transfer belt 30 is disposed above the photoconductor 16. A cleaning device 44 for cleaning is provided.

一方、ケーシング１０Ａ内の底部近傍にはトレイ４６が配置されている。トレイ４６内には記録用紙Ｐが多数枚積層された状態で収容されている。トレイ４６の図１左斜め上方には取り出しロール５０が配置されており、取り出しロール５０の上方には所定間隔隔ててロール対５２が設けられている。積層状態で最も上方に位置している記録紙は、取り出しロール５０が回転されることによりトレイから取り出され、図１に想像線で示すように、ロール対５２に挟持されて上方へ搬送される。   On the other hand, a tray 46 is disposed near the bottom in the casing 10A. A large number of recording sheets P are stored in the tray 46 in a stacked state. A take-out roll 50 is arranged on the left side of the tray 46 in FIG. 1, and a roll pair 52 is provided above the take-out roll 50 at a predetermined interval. The uppermost recording paper in the stacked state is taken out from the tray by rotating the take-out roll 50, and is sandwiched between the roll pair 52 and conveyed upward as indicated by an imaginary line in FIG. .

また、図１においてケーシング１０Ａの左側方には、ケーシング１０Ａ内に手差しで記録用紙Ｐを挿入するための手差しトレイ５４が設けられている。ケーシング１０Ａ内には、手差しトレイ５４に対応してロール５６及びガイド５８が設けられており、手差しトレイ５４配設部位からケーシング１０Ａ内部に挿入された記録用紙Ｐは、ロール５６及びガイド５８に案内されてロール対５２に挟持され、前記と同様に上方へ搬送される。   Further, a manual feed tray 54 for manually inserting the recording paper P into the casing 10A is provided on the left side of the casing 10A in FIG. In the casing 10 </ b> A, a roll 56 and a guide 58 are provided corresponding to the manual feed tray 54, and the recording paper P inserted into the casing 10 </ b> A from the manual feed tray 54 location is guided to the roll 56 and the guide 58. Then, it is sandwiched between the roll pair 52 and is conveyed upward in the same manner as described above.

また、中間転写ベルト３０を挟んでロール３６の反対側には、ロール３６に対向するようにロール６０が設けられている。ロール対５２によって上方へ搬送された記録用紙Ｐは、このロール６０と中間転写ベルト３０とに挟持され、中間転写ベルト３０の画像形成面に形成されたトナー像が転写される（二次転写）。二次転写位置の上方には、定着ロール対を備えた定着装置６２が設けられており、記録用紙Ｐに転写されたトナー像は定着装置６２によって定着される。定着装置６２の斜め上方にはロール対６４が設けられており、定着装置６２配設部位を通過した記録用紙Ｐはロール対６４に挟持されてケーシング１０Ａ外に排出され、ケーシング１０Ａから突出するように設けられた排紙トレイ６６上に載置される。   Further, a roll 60 is provided on the opposite side of the roll 36 with the intermediate transfer belt 30 in between so as to face the roll 36. The recording paper P conveyed upward by the roll pair 52 is sandwiched between the roll 60 and the intermediate transfer belt 30, and the toner image formed on the image forming surface of the intermediate transfer belt 30 is transferred (secondary transfer). . A fixing device 62 having a pair of fixing rolls is provided above the secondary transfer position, and the toner image transferred to the recording paper P is fixed by the fixing device 62. A roll pair 64 is provided obliquely above the fixing device 62, and the recording paper P that has passed through the portion where the fixing device 62 is disposed is sandwiched by the roll pair 64 and discharged out of the casing 10A and protrudes from the casing 10A. Is placed on a paper discharge tray 66 provided in the printer.

図示は省略するが、制御部７０はＣＰＵ、メモリ、フラッシュメモリやＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の不揮発性の記憶部を備えたマイクロコンピュータを含み、外部から入力されたアナログ信号をデジタルデータへ変換するＡ／Ｄ変換器や、デジタルデータをアナログ信号へ変換して外部へ出力するＤ／Ａ変換器等の周辺回路が付加されて構成されている。また、不揮発性の記憶部には後述する変調データ取得処理や現像バイアス変調処理を行うためのプログラムが記憶されている。図２では、制御部７０のＣＰＵが上記プログラムを実行することで実現される機能をブロック毎に分けて示しており、制御部７０は、ＣＰＵが上記プログラムを実行することで、周波数解析／変調データ生成部７０Ａ、バイアス電圧変調部７０Ｂ及び検出感度増大部７０Ｃとして各々機能し（詳細は後述）、このとき制御部７０の記憶部は変調データ記憶部７０Ｄとして機能する。   Although not shown, the control unit 70 includes a microcomputer having a non-volatile storage unit such as a CPU, memory, flash memory, and HDD (Hard Disk Drive), and converts an analog signal input from the outside into digital data. Peripheral circuits such as an A / D converter that converts the digital data into an analog signal and outputs the analog signal to the outside are added. The nonvolatile storage unit stores a program for performing modulation data acquisition processing and development bias modulation processing, which will be described later. In FIG. 2, functions realized by the CPU of the control unit 70 executing the program are shown separately for each block. The control unit 70 executes frequency analysis / modulation by the CPU executing the program. The data generation unit 70A, the bias voltage modulation unit 70B, and the detection sensitivity increase unit 70C each function (details will be described later). At this time, the storage unit of the control unit 70 functions as the modulation data storage unit 70D.

図２に示すように、感光体１６には、ロータリーエンコーダ等から成り感光体１６の回転の位相を検出する回転位相検出部７６（図２参照）が取り付けられている。回転位相検出部７６は制御部７０に接続されており、感光体１６の回転の位相を検出した結果は制御部７０へ出力される。また、現像装置２４の個々の現像ロール２８には、ロータリーエンコーダ等から成り現像ロール２８の回転の位相を検出する回転位相検出部７８（図２参照）が各々取り付けられている。個々の回転位相検出部７８は制御部７０に各々接続されており、現像ロール２８の回転の位相を検出した結果は制御部７０へ各々出力される。   As shown in FIG. 2, a rotation phase detector 76 (see FIG. 2) that includes a rotary encoder or the like and detects the rotation phase of the photoconductor 16 is attached to the photoconductor 16. The rotation phase detection unit 76 is connected to the control unit 70, and the result of detecting the rotation phase of the photoconductor 16 is output to the control unit 70. Each developing roll 28 of the developing device 24 is provided with a rotation phase detector 78 (see FIG. 2) that includes a rotary encoder or the like and detects the rotation phase of the developing roll 28. The individual rotation phase detectors 78 are respectively connected to the controller 70, and the result of detecting the rotation phase of the developing roll 28 is output to the controller 70.

また、現像装置２４の現像ロール２８には、バイアス電圧印加部８０及びインピーダンス検出部８２が順に接続されている。なお、バイアス電圧印加部８０及びインピーダンス検出部８２は現像装置２４の個々の現像ロール２８に対応して各々設けてもよいし、バイアス電圧印加部８０及びインピーダンス検出部８２を１組のみ設け、個々の現像ロール２８のうち現像位置へ移動された現像ロール２８がバイアス電圧印加部８０及びインピーダンス検出部８２と接続されるように構成してもよい。   Further, a bias voltage application unit 80 and an impedance detection unit 82 are sequentially connected to the developing roll 28 of the developing device 24. The bias voltage application unit 80 and the impedance detection unit 82 may be provided corresponding to each developing roll 28 of the developing device 24, or only one set of the bias voltage application unit 80 and the impedance detection unit 82 may be provided. Of these developing rolls 28, the developing roll 28 moved to the developing position may be connected to the bias voltage applying unit 80 and the impedance detecting unit 82.

バイアス電圧印加部８０は、直流電圧を発生させる直流電源部８０Ａと、交流電圧（周期変動電圧）を発生させる交流電源部８０Ｂを備え、直流電源部８０Ａによって発生された直流電圧と交流電源部８０Ｂによって発生された交流電圧を重畳したバイアス電圧を、現像位置に位置している現像ロール２８に供給する。感光体１６は電気的には接地されているので、上記のバイアス電圧は現像位置に位置している現像ロール２８と感光体１６との間に印加され現像位置に位置している現像ロール２８によって感光体１６との間隙へ供給されたトナーにより、感光体１６の外周面に形成された静電潜像が現像されることになる。   The bias voltage applying unit 80 includes a DC power supply unit 80A that generates a DC voltage and an AC power supply unit 80B that generates an AC voltage (periodic variation voltage). The DC voltage generated by the DC power supply unit 80A and the AC power supply unit 80B are provided. Is supplied to the developing roll 28 located at the developing position. Since the photosensitive member 16 is electrically grounded, the bias voltage is applied between the developing roller 28 positioned at the developing position and the photosensitive member 16 and is applied by the developing roller 28 positioned at the developing position. The electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the photoconductor 16 is developed by the toner supplied to the gap with the photoconductor 16.

バイアス電圧印加部８０の直流電源部８０Ａは発生する直流電圧の大きさを変更可能とされている。また、バイアス電圧印加部８０の交流電源部８０Ｂは、互いに異なる複数種の交流電圧を発生可能とされ、発生する交流電圧の種類数、発生する個々の交流電圧の周波数、波形、振幅及び位相を変更可能とされている。バイアス電圧印加部８０は制御部７０（のバイアス電圧変調部７０Ｂ及び検出感度増大部７０Ｃ）に接続されており、直流電源部８０Ａが発生する直流電圧の大きさ、交流電源部８０Ｂが発生する交流電圧の種類数、個々の交流電圧の周波数、波形、振幅及び位相は制御部７０によって制御される。   The DC power supply unit 80A of the bias voltage application unit 80 can change the magnitude of the generated DC voltage. Further, the AC power supply unit 80B of the bias voltage application unit 80 can generate a plurality of different types of AC voltages, and the number of types of AC voltages to be generated, the frequency, waveform, amplitude, and phase of each AC voltage to be generated. It can be changed. The bias voltage application unit 80 is connected to the control unit 70 (the bias voltage modulation unit 70B and the detection sensitivity increase unit 70C), and the magnitude of the DC voltage generated by the DC power supply unit 80A and the AC generated by the AC power supply unit 80B. The control unit 70 controls the number of types of voltages, the frequency, waveform, amplitude, and phase of each AC voltage.

また、インピーダンス検出部８２は制御部７０に接続されており、インピーダンス検出時（画像非形成期間）に、現像位置に位置している現像ロール２８と感光体１６との間隙のインピーダンスとして、現像位置に位置している現像ロール２８と感光体１６との間へのバイアス電圧印加部８０によるバイアス電圧の印加に伴って流れる電流を検出し、検出結果を制御部７０（の周波数解析／変調データ生成部７０Ａ）へ出力する。   Further, the impedance detection unit 82 is connected to the control unit 70, and at the time of impedance detection (image non-formation period), as the impedance of the gap between the developing roll 28 located at the development position and the photosensitive member 16, the development position The current flowing along with the application of the bias voltage by the bias voltage application unit 80 between the developing roll 28 and the photosensitive member 16 located in the position is detected, and the detection result is controlled by the control unit 70 (frequency analysis / modulation data generation) Part 70A).

なお、上記構成において、感光体回転駆動部７２及び現像ロール回転駆動部７４は本発明に係る回転駆動手段に、現像装置２４は本発明に係る現像手段に、バイアス電圧印加部８０は本発明に係る印加手段に、インピーダンス検出部８２は本発明に係る検出手段に、回転位相検出部７６，７８は請求項７に記載の位相検出手段に、制御部７０の記憶部は請求項６に記載の記憶手段に各々対応しており、制御部７０は本発明に係る変調手段及び感度増大手段として各々機能する。 In the above configuration, the photosensitive member rotation driving unit 72 and the developing roll rotation driving unit 74 are the rotation driving unit according to the present invention, the developing device 24 is the developing unit according to the present invention, and the bias voltage applying unit 80 is the present invention. The impedance detecting unit 82 is the detecting unit according to the present invention, the rotational phase detecting units 76 and 78 are the phase detecting unit according to the seventh aspect, and the storage unit of the control unit 70 is the sixth aspect . The control unit 70 functions as a modulation unit and a sensitivity increase unit according to the present invention.

次に本実施形態の作用として、まず、制御部７０で実行される変調データ取得処理について、図３を参照して説明する。なお、この変調データ取得処理は、例えば毎日の画像形成装置１０の始業時等、画像形成装置１０の画像非形成期間に定期的に実行される。   Next, as an operation of the present embodiment, first, a modulation data acquisition process executed by the control unit 70 will be described with reference to FIG. The modulation data acquisition process is periodically executed during an image non-formation period of the image forming apparatus 10 such as when the image forming apparatus 10 is started every day.

変調データ取得処理では、まずステップ１００において、現像装置２４の各色の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋのうち、変調データ取得対象の所定色の現像器２６の現像ロール２８が現像位置（感光体１６の外周面と間隙を隔てて対向する位置）へ移動するように、収容体回転駆動部によって現像装置２４の収容体を回転させる。次のステップ１０２では、感光体回転駆動部７２によって感光体１６の回転駆動を開始させると共に、現像位置へ移動させた現像ロール２８の回転駆動を現像ロール回転駆動部７４によって開始させる。またステップ１０４では、バイアス電圧印加部８０によって現像ロール２８と感光体１６との間に印加されるバイアス電圧のうち、直流電源部８０Ａによって発生されるバイアス電圧の直流成分のレベルが０Ｖとなり、かつ交流電源部８０Ｂによって発生されるバイアス電圧の交流成分の波形が予め定められたインピーダンス検出用の波形となるように、直流成分のレベル及び交流成分の波形をバイアス電圧印加部８０に設定する。   In the modulation data acquisition process, first, in step 100, among the developing devices 26Y, 26M, 26C, and 26K of each color of the developing device 24, the developing roller 28 of the developing device 26 of the predetermined color that is the modulation data acquisition target The housing body of the developing device 24 is rotated by the housing body rotation driving unit so as to move to a position facing the outer peripheral surface of 16 with a gap. In the next step 102, the rotation of the photosensitive member 16 is started by the photosensitive member rotation driving unit 72, and the rotation of the developing roll 28 moved to the developing position is started by the developing roller rotation driving unit 74. In step 104, the level of the DC component of the bias voltage generated by the DC power supply unit 80A among the bias voltages applied between the developing roll 28 and the photosensitive member 16 by the bias voltage application unit 80 becomes 0V, and The level of the DC component and the waveform of the AC component are set in the bias voltage application unit 80 so that the waveform of the AC component of the bias voltage generated by the AC power supply unit 80B becomes a predetermined impedance detection waveform.

詳細は後述するが、画像形成装置１０による画像形成時には、バイアス電圧の直流成分のレベルが所定の高電圧となり、かつ現像性向上のために、バイアス電圧の交流成分が図４(Ａ)に示すような矩形波となるように、直流成分のレベル及び交流成分の波形がバイアス電圧印加部８０に設定される。しかし、インピーダンス検出時に交流成分の波形が矩形波状のバイアス電圧を印加した場合、インピーダンス検出部８２によって検出される電流が、例として図４(Ｂ)に示すように、電流が流れる期間（電流が０でない期間）が非常に短く、検出される電流の実効値が非常に低い波形となるので、外来ノイズ等の影響を受けて電流の誤検出、すなわちインピーダンスの誤検出が生ずる可能性が高くなるという問題がある。   Although details will be described later, when an image is formed by the image forming apparatus 10, the level of the DC component of the bias voltage becomes a predetermined high voltage, and the AC component of the bias voltage is shown in FIG. The level of the direct current component and the waveform of the alternating current component are set in the bias voltage application unit 80 so as to obtain such a rectangular wave. However, when a bias voltage having an AC component waveform of a rectangular waveform is applied at the time of impedance detection, the current detected by the impedance detector 82 is a period during which the current flows (as shown in FIG. 4B). (Non-zero period) is a very short waveform and the effective value of the detected current is a very low waveform, so that there is a high possibility of erroneous detection of current, that is, erroneous detection of impedance due to the influence of external noise or the like. There is a problem.

このため、本実施形態では、インピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の交流成分の波形を、インピーダンス検出部８２によって検出される電流の波形が、電流が流れる期間が長期間化する波形となるように定めており、更に、インピーダンス検出部８２による電流の検出に寄与しないバイアス電圧の直流成分のレベルを０Ｖに設定している。電流が流れる期間が長期間化する波形となるようなバイアス電圧の交流成分の波形としては、例えば図４(Ｃ)に示す正弦波形が挙げられる。この場合、インピーダンス検出部８２によって検出される電流の波形は図４(Ｄ)に示すような余弦波形となり、当該波形における電流が流れる期間（電流が０でない期間）が非常に長いことから、インピーダンス検出部８２の検出感度を増大させることができ、インピーダンス検出部８２による電流の検出精度を向上させることができる。また、外来ノイズ等が発生したとしても、その外来ノイズ等がインピーダンス検出部８２による電流の検出精度に及ぼす影響が軽減されるので、インピーダンス検出部８２による電流（インピーダンス）の検出精度を安定的に向上させることができる。   For this reason, in this embodiment, the waveform of the AC component of the bias voltage applied at the time of impedance detection is determined so that the waveform of the current detected by the impedance detection unit 82 becomes a waveform in which the period during which the current flows is prolonged. Further, the level of the DC component of the bias voltage that does not contribute to the current detection by the impedance detection unit 82 is set to 0V. An example of the waveform of the alternating current component of the bias voltage so that the period in which the current flows is long can be a sine waveform shown in FIG. In this case, the waveform of the current detected by the impedance detector 82 is a cosine waveform as shown in FIG. 4D, and the period in which the current flows in the waveform (period in which the current is not 0) is very long. The detection sensitivity of the detection unit 82 can be increased, and the current detection accuracy by the impedance detection unit 82 can be improved. In addition, even if external noise or the like occurs, the influence of the external noise or the like on the current detection accuracy by the impedance detection unit 82 is reduced, so that the current (impedance) detection accuracy by the impedance detection unit 82 can be stably increased. Can be improved.

なお、上述したステップ１０４の処理は検出感度増大部７０Ｃ及び本発明に係る感度増大手段（より詳しくは請求項２に記載の感度増大手段）に対応している。また、電流が流れる期間が長期間化する波形となるようなバイアス電圧の交流成分の波形は、上記の正弦波形に限られるものではなく、例えば三角波形を適用してもよい。この場合、インピーダンス検出部８２によって検出される電流の波形は矩形波形となり、当該波形における電流が流れる期間（電流が０でない期間）も非常に長いことから、インピーダンス検出部８２の検出感度を増大させることができる。上記のように、インピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の交流成分の波形を三角波形とすることも、本発明に係る感度増大手段（より詳しくは請求項３に記載の感度増大手段）に対応している。 Note that the processing in step 104 described above corresponds to the detection sensitivity increasing unit 70C and the sensitivity increasing means according to the present invention (more specifically, the sensitivity increasing means described in claim 2 ). Further, the waveform of the alternating current component of the bias voltage that results in a waveform in which the period of current flow is prolonged is not limited to the above sine waveform, and for example, a triangular waveform may be applied. In this case, the waveform of the current detected by the impedance detection unit 82 is a rectangular waveform, and the period during which the current flows in the waveform (the period during which the current is not 0) is very long, so that the detection sensitivity of the impedance detection unit 82 is increased. be able to. As described above, the waveform of the AC component of the bias voltage applied at the time of impedance detection may be a triangular waveform, corresponding to the sensitivity increasing means according to the present invention (more specifically, the sensitivity increasing means according to claim 3 ). Yes.

また、上記のようにインピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の交流成分の波形を画像形成時に印加するバイアス電圧の交流成分の波形と相違させることに加え、インピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数を、例として図４(Ｅ)にも示すように、画像形成時に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数よりも低下させるようにしてもよい。これにより、例として図４(Ｆ)にも示すように、インピーダンス検出部８２によって検出される電流の波形における一周期の長さが長くなり、一周期に相当する波形の面積が増大するので、インピーダンス検出部８２による電流検出が更に容易になり（より応答性能の低い構成のインピーダンス検出部８２でも電流検出が可能となり）、検出精度の向上、或いはインピーダンス検出部８２の構成の簡略化（低コスト化）を実現することができる。上記のように、インピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数を画像形成時よりも低周波化することも、本発明に係る感度増大手段（より詳しくは請求項４記載の感度増大手段）に対応している。 In addition to making the waveform of the AC component of the bias voltage applied during impedance detection different from the waveform of the AC component of the bias voltage applied during image formation as described above, the frequency of the AC component of the bias voltage applied during impedance detection As an example, as shown in FIG. 4E, the frequency of the AC component of the bias voltage applied during image formation may be lowered. As a result, as shown in FIG. 4F as an example, the length of one cycle in the waveform of the current detected by the impedance detector 82 is increased, and the area of the waveform corresponding to one cycle is increased. Current detection by the impedance detection unit 82 is further facilitated (current detection is possible even with the impedance detection unit 82 having a lower response performance), detection accuracy is improved, or the configuration of the impedance detection unit 82 is simplified (low cost). Can be realized. As described above, the sensitivity increasing means according to the present invention (more specifically, the sensitivity increasing means according to claim 4 ) can also reduce the frequency of the AC component of the bias voltage applied at the time of impedance detection as compared with that at the time of image formation. It corresponds to.

上記のようにしてインピーダンス検出時のバイアス電圧の直流成分のレベル及び交流成分の波形をバイアス電圧印加部８０に設定すると、次のステップ１０６では、先に設定した波形の交流成分のみから成るバイアス電圧を、バイアス電圧印加部８０によって現像位置に位置している現像ロール２８と感光体１６との間に印加させると共に、バイアス電圧印加部８０によるバイアス電圧の印加に伴って流れる電流をインピーダンス検出部８２によって検出させ、更に、感光体１６及び現像位置に位置している現像ロール２８の回転位相を回転位相検出部７６，７８によって検出させる。そして、インピーダンス検出部８２による電流の検出結果と、回転位相検出部７６，７８による感光体１６及び現像ロール２８の回転位相の検出結果を順次取り込む。   When the level of the DC component of the bias voltage and the waveform of the AC component at the time of impedance detection are set in the bias voltage application unit 80 as described above, in the next step 106, the bias voltage consisting only of the AC component having the previously set waveform is set. Is applied between the developing roller 28 located at the development position and the photosensitive member 16 by the bias voltage application unit 80, and the impedance detection unit 82 detects the current that flows as the bias voltage application unit 80 applies the bias voltage. Further, the rotational phase of the photoconductor 16 and the developing roll 28 located at the developing position is detected by the rotational phase detectors 76 and 78. Then, the detection result of the current by the impedance detection unit 82 and the detection result of the rotation phase of the photosensitive member 16 and the developing roll 28 by the rotation phase detection units 76 and 78 are sequentially captured.

次のステップ１０８では、バイアス電圧の印加・電流及び回転位相の検出を開始してから所定時間が経過したか否か判定する。なお、この場合の所定時間（検出期間）としては、例えば感光体１６及び現像ロール２８のうち回転周期が長い方の回転周期の１周期以上の時間を適用することができる。ステップ１０８の判定が否定された場合は、当該判定が肯定される迄ステップ１０８を繰り返し、この間、インピーダンス検出部８２による電流の検出結果の取り込み、及び、回転位相検出部７６，７８による回転位相の検出結果の取り込みを継続する。そして、ステップ１０８の判定が肯定されるとステップ１１０へ移行し、感光体回転駆動部７２による感光体１６の回転駆動、現像ロール回転駆動部７４による現像ロール２８の回転駆動、バイアス電圧印加部８０によるバイアス電圧の印加を各々停止させると共に、電流の検出結果の取り込み及び回転位相の検出結果の取り込みも停止する。   In the next step 108, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the application of the bias voltage, the detection of the current and the rotational phase were started. As the predetermined time (detection period) in this case, for example, a time of one or more rotation cycles of the longer rotation cycle of the photoconductor 16 and the developing roll 28 can be applied. If the determination in step 108 is negative, step 108 is repeated until the determination is affirmed. During this time, the detection result of the current detected by the impedance detector 82 and the rotation phase detected by the rotation phase detectors 76 and 78 are detected. Continue to capture detection results. If the determination at step 108 is affirmative, the routine proceeds to step 110, where the photosensitive member 16 is rotated by the photosensitive member rotation driving unit 72, the developing roller 28 is rotated by the developing roller rotation driving unit 74, and the bias voltage applying unit 80. The application of the bias voltage is stopped, and the acquisition of the current detection result and the acquisition of the rotation phase detection result are also stopped.

次のステップ１１２では、インピーダンス検出部８２から取り込んだ電流の検出結果、すなわち検出期間内における電流（インピーダンス）の変動を表す検出結果に対し、当該電流（インピーダンス）の変動からフーリエ変換によって複数種の周波数成分を抽出し、抽出した複数種の周波数成分の各々の周波数、振幅及び位相を各々検知する周波数解析を行う。この周波数解析によって抽出される周波数成分の一例を図５(Ａ)に示す。図５(Ａ)からも明らかなように、上記の周波数解析により、インピーダンス検出時に印加したバイアス電圧の交流成分に相当する周波数成分ＩＡＣ以外に、感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳや、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＥＶも抽出される。なお、図５(Ａ)にはバイアス電圧の直流成分に相当する成分ＩＤＣも示されているが、本実施形態ではインピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の直流成分を０Ｖとしているので、このバイアス電圧の直流成分に相当する成分ＩＤＣは本実施形態では抽出されない。 In the next step 112, the detection result of the current fetched from the impedance detection unit 82, that is, the detection result representing the fluctuation of the current (impedance) within the detection period, a plurality of kinds of the current (impedance) fluctuations are subjected to Fourier transform. The frequency component is extracted, and frequency analysis is performed to detect the frequency, amplitude, and phase of each of the extracted plural types of frequency components. An example of the frequency component extracted by this frequency analysis is shown in FIG. Figure 5 (A) As apparent from the above frequency analysis, in addition to the frequency component I AC corresponding to an AC component of the bias voltage applied during the impedance detection, the impedance variation due to the eccentricity of the photosensitive member 16 The corresponding frequency component I DRS and the frequency component I DEV corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the developing roll 28 are also extracted. Although also shown component I DC corresponding to the DC component of the bias voltage in FIG. 5 (A), since in the present embodiment is set to 0V DC component of the bias voltage applied at the time of the impedance detection, the bias voltage component I DC corresponding to the DC component is not extracted in this embodiment.

上記の周波数解析によって抽出された各周波数成分のうち、インピーダンス検出時に印加したバイアス電圧に相当する周波数成分以外の周波数成分（周波数成分ＩＤＲＳ及び周波数成分ＩＤＥＶ）は、感光体１６及び現像ロール２８が回転駆動されている間の感光体１６と現像ロール２８との間隙のインピーダンスの変動（感光体１６と現像ロール２８との間隙の大きさの変動）に相当する成分であり、これらの周波数成分によって表される感光体１６と現像ロール２８との間隙の大きさの変動が、感光体１６と現像ロール２８との間隙に生ずる電界強度の変動を引き起こし、現像後の画像上で周期的な濃度変動（バンディング）として現れる。このため、本実施形態ではインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳ及び周波数成分ＩＤＥＶを補正対象とし、画像形成時に印加するバイアス電圧に、補正対象の周波数成分と逆相の周波数成分を加え、補正対象の周波数成分を打ち消す（或いは低減する）ことによって周期的な濃度変動を補正するために、次のステップ１１４以降において、補正対象の周波数成分と逆相の周波数成分を規定するパラメータを求める処理を行う。 Among the frequency components extracted by the above frequency analysis, frequency components (frequency component IDRS and frequency component IDEV ) other than the frequency component corresponding to the bias voltage applied at the time of impedance detection are the photoconductor 16 and the developing roll 28. Are components corresponding to fluctuations in the impedance of the gap between the photosensitive member 16 and the developing roll 28 (fluctuation in the size of the gap between the photosensitive member 16 and the developing roll 28) while these are rotated, and their frequency components The variation in the size of the gap between the photosensitive member 16 and the developing roll 28 represented by the following expression causes the fluctuation of the electric field strength generated in the gap between the photosensitive member 16 and the developing roll 28, and the periodic density on the developed image. Appears as fluctuation (banding). For this reason, in this embodiment, the frequency component IDRS and the frequency component IDEV corresponding to the impedance fluctuation are set as correction targets, and a frequency component having a phase opposite to that of the correction target frequency component is added to the bias voltage applied at the time of image formation. In order to correct the periodic density fluctuation by canceling (or reducing) the target frequency component, in the next step 114 and subsequent steps, a process for obtaining a parameter defining a frequency component having a phase opposite to that of the correction target frequency component is performed. Do.

なお、補正対象の周波数成分は周波数成分ＩＤＲＳ,ＩＤＥＶに限られるものではなく、バイアス電圧に相当する周波数成分以外の周波数成分として、周波数成分ＩＤＲＳ,ＩＤＥＶ以外の他の周波数成分も存在していた場合、当該他の周波数成分を一律に補正対象に含めるようにしてもよいし、当該他の周波数成分が所定の条件（例えば振幅が所定値以上、或いは周波数が画像上の濃度変動として視認され易い所定範囲内等）を満たしたときに補正対象に含めるようにしてもよい。 The frequency components of the corrected frequency component I DRS, not limited to the I DEV, as a frequency component other than the frequency component corresponding to the bias voltage, the frequency component I DRS, also other frequency components other than I DEV present In this case, the other frequency components may be uniformly included in the correction target, or the other frequency components may be included in a predetermined condition (for example, the amplitude is a predetermined value or more, or the frequency is a density variation on the image). It may be included in the correction target when a predetermined range that is easy to be visually recognized is satisfied.

ステップ１１４では、ステップ１１２の周波数解析（フーリエ変換）によって得られた複数種の周波数成分から、補正対象の周波数成分として、感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳと、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＥＶを各々抽出する。なお、感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳは感光体１６の回転周期の逆数に相当する周波数となり、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＥＶは現像ロール２８の回転周期の逆数に相当する周波数となるので、上記の各周波数成分ＩＤＲＳ，ＩＤＥＶは既知の感光体１６及び現像ロール２８の回転周期に基づいて識別することができる。 In step 114, the frequency component IDRS corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the photoconductor 16 is used as a frequency component to be corrected from the plural types of frequency components obtained by the frequency analysis (Fourier transform) in step 112. The frequency components I DEV corresponding to the impedance fluctuations caused by the eccentricity of the developing roll 28 are extracted. The frequency component IDRS corresponding to the impedance fluctuation due to the eccentricity of the photoconductor 16 is a frequency corresponding to the reciprocal of the rotation period of the photoconductor 16, and the frequency corresponding to the impedance fluctuation due to the eccentricity of the developing roll 28 or the like. Since the component I DEV has a frequency corresponding to the reciprocal of the rotation cycle of the developing roll 28, the frequency components I DRS and I DEV can be identified based on the known rotation cycle of the photoconductor 16 and the developing roll 28. it can.

また、本実施形態では補正対象の個々の周波数成分毎に予め補正係数が設定されており、個々の周波数成分毎の補正係数は制御部７０の記憶部に記憶されたテーブルに各々登録されている。ステップ１１６では、補正対象の個々の周波数成分毎の補正係数を上記テーブルから各々読み出し、ステップ１１２の周波数解析で検知した補正対象の個々の周波数成分の振幅に、テーブルから読み出した補正係数を乗ずることで、補正対象の個々の周波数成分毎に、対応する補正用の逆相成分の振幅を各々決定する。上記の補正係数は、値が1.0であれば「全補正(補正強度最大)」、値が０であれば「補正無し」となるので、補正対象の個々の周波数成分毎に1.0〜０の数値範囲内の適当な値が設定されている。   In the present embodiment, correction coefficients are set in advance for each frequency component to be corrected, and the correction coefficients for each frequency component are registered in a table stored in the storage unit of the control unit 70, respectively. . In step 116, the correction coefficient for each frequency component to be corrected is read from the table, and the amplitude of each frequency component to be corrected detected in the frequency analysis in step 112 is multiplied by the correction coefficient read from the table. Thus, the amplitude of the corresponding anti-phase component for correction is determined for each frequency component to be corrected. The above correction coefficient is “all correction (maximum correction intensity)” if the value is 1.0, and “no correction” if the value is 0, so a numerical value of 1.0 to 0 for each individual frequency component to be corrected An appropriate value within the range is set.

具体的には、補正対象の各周波数成分ＩＤＲＳ，ＩＤＥＶは周波数が互いに相違しているので、周波数成分ＩＤＲＳによって表されるインピーダンス変動に起因して画像上に現れる周期的な濃度変動と、周波数成分ＩＤＥＶによって表されるインピーダンス変動に起因して画像上に現れる周期的な濃度変動についても、画像上での視認され易さが相違している。このため、補正対象の個々の周波数成分毎の補正係数は、個々の周波数成分に対応して画像上に現れる周期的な濃度変動の画像上での視認され易さに基づき、個々の周波数成分毎に最適化されている。具体的には、対応する濃度変動が画像上で視認され難い周波数成分に対しては、補正係数が比較的小さい値に設定され、対応する濃度変動が軽減される程度の補正強度とされている一方で、対応する濃度変動が画像上で視認され易い周波数成分に対しては、補正係数が比較的大きい値に設定され、比較的強い補正強度で濃度変動が補正されるように設定されている。これにより、視覚的に最適な補正結果が得ることができる。なお、上記事項は請求項６記載の発明に対応している。 Specifically, since the frequency components I DRS and I DEV to be corrected are different in frequency from each other, periodic density fluctuations appearing on the image due to impedance fluctuations represented by the frequency components I DRS and Also, the periodic density fluctuations appearing on the image due to the impedance fluctuations represented by the frequency component I DEV are also different in the visibility on the image. For this reason, the correction coefficient for each frequency component to be corrected is determined for each frequency component based on the ease of visual recognition on the image of periodic density fluctuations appearing on the image corresponding to the individual frequency components. Optimized for. Specifically, the correction coefficient is set to a relatively small value for a frequency component in which the corresponding density fluctuation is difficult to be visually recognized on the image, and the correction intensity is set such that the corresponding density fluctuation is reduced. On the other hand, the correction coefficient is set to a relatively large value for the frequency component in which the corresponding density fluctuation is easily visible on the image, and the density fluctuation is set to be corrected with a relatively strong correction strength. . Thereby, a visually optimal correction result can be obtained. The above matter corresponds to the invention described in claim 6 .

また、補正対象の個々の周波数成分の振幅の大きさは、印加されたバイアス電圧の実効値の大きさに応じて変化するので、ステップ１１６において、バイアス電圧印加部８０によって印加されるバイアス電圧の実効値がインピーダンス検出時と画像形成時とで相違している場合には、インピーダンス検出時及び画像形成時に印加されるバイアス電圧の実効値を各々読み出し、補正対象の個々の周波数成分の振幅に、インピーダンス検出時と画像形成時のバイアス電圧の実効値の比を更に各々乗ずることで、逆相成分の振幅を各々決定する。   In addition, since the magnitude of the amplitude of each frequency component to be corrected changes according to the magnitude of the effective value of the applied bias voltage, in step 116, the bias voltage applied by the bias voltage application unit 80 is changed. When the effective value is different between the impedance detection and the image formation, the effective value of the bias voltage applied during the impedance detection and the image formation is read out, and the amplitude of each frequency component to be corrected is Each of the amplitudes of the antiphase components is determined by further multiplying the ratio of the effective values of the bias voltages at the time of impedance detection and image formation.

次のステップ１１８では、感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳについて、ステップ１１２の周波数解析で検知した位相と、回転位相検出部７６によって検出された感光体１６の回転位相との位相差φを演算する。そして、演算した位相差φに位相差πを加えた値を、周波数成分ＩＤＲＳと逆相となる周波数成分（逆相成分Ｉ'ＤＲＳ）と感光体１６の回転位相との位相差として決定する。一例として、感光体１６の回転位相として図６(Ａ)に示すような回転位相が回転位相検出部７６によって検出され、周波数解析で検知した周波数成分ＩＤＲＳの位相が図６(Ｂ)に示すような位相であった場合、位相差φとして図６(Ｂ)に示すような位相差φが算出され、図６(Ｃ)に示すように、逆相成分Ｉ'ＤＲＳと感光体１６の回転位相との位相差が(φ＋π)に決定される。これにより、図６(Ｂ)と図６(Ｃ)を比較しても明らかなように、逆相成分Ｉ'ＤＲＳを周波数成分ＩＤＲＳと逆相にするための逆相成分Ｉ'ＤＲＳと感光体１６の回転位相との位相差を求めることができる。 In the next step 118, with respect to the frequency component IDRS corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the photoconductor 16, the phase detected by the frequency analysis in step 112 and the phase of the photoconductor 16 detected by the rotational phase detector 76. A phase difference φ with respect to the rotational phase is calculated. Then, a value obtained by adding the phase difference π to the calculated phase difference φ is determined as a phase difference between the frequency component (antiphase component I ′ DRS ) that is in reverse phase with the frequency component I DRS and the rotational phase of the photoconductor 16. . As an example, the rotation phase as shown in FIG. 6A is detected by the rotation phase detector 76 as the rotation phase of the photoconductor 16, and the phase of the frequency component IDRS detected by the frequency analysis is shown in FIG. 6B. If the phase is such a phase difference φ as shown in FIG. 6B is calculated as the phase difference φ, and the anti-phase component I ′ DRS and the rotation of the photoconductor 16 are rotated as shown in FIG. The phase difference from the phase is determined as (φ + π). Thus, FIG. 6 (B) and FIG. 6 (C) As is clear from comparison, the DRS 'reversed-phase component I to the DRS in the frequency component I DRS opposite phase' reversed-phase component I photosensitive The phase difference from the rotational phase of the body 16 can be determined.

また同様に、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＥＶについて、ステップ１１２の周波数解析で検知した位相と、回転位相検出部７８によって検出された現像ロール２８の回転位相との位相差φを演算する。そして、演算した位相差φに位相差πを加えた値を、周波数成分ＩＤＥＶと逆相となる周波数成分（逆相成分Ｉ'ＤＥＶ）と現像ロール２８の回転位相との位相差として決定する。これにより、逆相成分Ｉ'ＤＥＶを周波数成分ＩＤＥＶと逆相にするための逆相成分Ｉ'ＤＥＶと現像ロール２８の回転位相との位相差を求めることができる。 Similarly, with respect to the frequency component I DEV corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the developing roll 28, the phase detected by the frequency analysis in step 112 and the rotational phase of the developing roll 28 detected by the rotational phase detection unit 78. Is calculated. Then, a value obtained by adding the phase difference π to the calculated phase difference φ is determined as a phase difference between the frequency component that is opposite in phase to the frequency component I DEV (the anti-phase component I ′ DEV ) and the rotation phase of the developing roll 28. . This makes it possible to determine the phase difference between the rotational phase of the DEV and the developing roll 28 'anti-phase component I to the DEV frequency component I DEV opposite phase' reversed-phase component I.

そしてステップ１２０では、補正対象の個々の周波数成分について、補正用の逆相成分の周波数としてステップ１１２の周波数解析で検知した補正対象の個々の周波数成分の周波数を、逆相成分の振幅としてステップ１１６で決定した振幅を、逆相成分の位相としてステップ１１８で決定した感光体１６又は現像ロール２８の回転位相との位相差を、変調データ取得対象の所定色の変調データ（補正対象の個々の周波数成分と逆相の周波数成分を規定するパラメータ）として記憶部に各々登録する。次のステップ１２２では、上述したステップ１００〜ステップ１２０を現像装置２４の全ての現像色に対して行ったか否か判定する。判定が否定された場合はステップ１００へ戻り、ステップ１２２の判定が肯定される迄ステップ１００〜ステップ１２２を繰り返す。これにより、現像装置２４の全ての現像色について変調データが記憶部に各々登録された後にステップ１２２の判定が肯定され、変調データ取得処理を終了する。   In step 120, for each frequency component to be corrected, the frequency of the individual frequency component to be corrected detected in the frequency analysis in step 112 as the frequency of the anti-phase component for correction is set as the amplitude of the negative phase component in step 116. The phase difference from the rotational phase of the photoconductor 16 or the developing roll 28 determined in step 118 with the amplitude determined in step 1 as the phase of the anti-phase component, and the modulation data (target individual frequency to be corrected) of the modulation data acquisition target. Each of which is registered in the storage unit as a parameter defining a frequency component having a phase opposite to that of the component). In the next step 122, it is determined whether or not the above-described steps 100 to 120 have been performed for all the development colors of the developing device 24. If the determination is negative, the process returns to step 100, and steps 100 to 122 are repeated until the determination of step 122 is affirmed. Thereby, after the modulation data is registered in the storage unit for all the development colors of the developing device 24, the determination in step 122 is affirmed, and the modulation data acquisition process is terminated.

なお、上述した変調データ取得処理におけるステップ１１２〜１２０は、次に説明する現像バイアス変調時処理と共に、本発明に係る変調手段（より詳しくは請求項５〜請求項７に記載の変調手段）に対応している。なお、上記では逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの周波数、振幅及び位相差を各現像色について各々求めていたが、感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳは現像色に拘わらず一定である可能性が高いので、特定の現像色についてのみ逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの周波数、振幅及び位相差を求める一方、他の現像色については逆相成分Ｉ'ＤＥＶの周波数、振幅及び位相差のみを求め、逆相成分Ｉ'ＤＲＳの周波数、振幅及び位相差については各現像色で共通に用いるようにしてもよい。 Note that steps 112 to 120 in the modulation data acquisition process described above are performed on the modulation means according to the present invention (more specifically, the modulation means according to claims 5 to 7 ) together with the development bias modulation process described below. It corresponds. In the above description, the frequency, amplitude, and phase difference of the anti-phase components I ′ DRS and I ′ DEV are obtained for each developing color. However, the frequency component I DRS corresponding to the impedance variation caused by the eccentricity of the photoconductor 16 or the like. Therefore, the frequency, amplitude and phase difference of the antiphase components I ′ DRS and I ′ DEV are obtained only for a specific development color, while the antiphase is obtained for other development colors. Only the frequency, amplitude, and phase difference of the component I ′ DEV may be obtained, and the frequency, amplitude, and phase difference of the anti-phase component I ′ DRS may be used in common for each developing color.

続いて、画像形成装置１０による画像形成時に制御部７０で実行される現像バイアス変調時処理について、図７を参照して説明する。現像バイアス変調時処理では、まずステップ１３０において、現像装置２４の各色の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋのうち、これから現像処理を行う所定色（現像対象色）の現像器２６の現像ロール２８が現像位置へ移動するように、収容体回転駆動部によって現像装置２４の収容体を回転させる。また、ステップ１３２では現像対象色の変調データを記憶部から取り込み、次のステップ１３４では、感光体回転駆動部７２によって感光体１６の回転駆動を開始させると共に、現像位置へ移動させた現像ロール２８の回転駆動を現像ロール回転駆動部７４によって開始させる。   Next, the process at the time of developing bias modulation executed by the control unit 70 at the time of image formation by the image forming apparatus 10 will be described with reference to FIG. In the development bias modulation process, first, in step 130, among the developing devices 26Y, 26M, 26C, and 26K of each color of the developing device 24, the developing roll 28 of the developing device 26 of a predetermined color (development target color) to be developed. The container of the developing device 24 is rotated by the container rotation driving unit such that the container moves to the developing position. In step 132, the modulation data of the color to be developed is fetched from the storage unit, and in the next step 134, the photosensitive member 16 is started to rotate by the photosensitive member rotation driving unit 72 and moved to the developing position. Is rotated by the developing roll rotation drive unit 74.

なお、次のステップ１３６〜ステップ１４２の処理が行われている間、当該処理と並行して、感光体１６の外周面上に現像対象色の静電潜像を形成する処理が行われる。次のまたステップ１３６では、バイアス電圧印加部８０によって現像ロール２８と感光体１６との間に印加されるバイアス電圧のうち、直流電源部８０Ａによって発生されるバイアス電圧の直流成分のレベルが所定の高電圧となり、かつ交流電源部８０Ｂによって発生されるバイアス電圧の交流成分の波形が、画像形成用の所定の波形（例えば現像性向上が期待できる矩形波）となるように、直流成分のレベル及び交流成分の波形をバイアス電圧印加部８０に設定する。   While the processing of the next step 136 to step 142 is being performed, processing for forming an electrostatic latent image of the color to be developed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 16 is performed in parallel with the processing. In the next step 136, the level of the DC component of the bias voltage generated by the DC power supply unit 80A out of the bias voltage applied between the developing roll 28 and the photosensitive member 16 by the bias voltage application unit 80 is predetermined. The level of the DC component and the level of the DC component so that the waveform of the AC component of the bias voltage generated by the AC power supply unit 80B becomes a predetermined waveform for image formation (for example, a rectangular wave that can be expected to improve developability). The waveform of the AC component is set in the bias voltage application unit 80.

次のステップ１３８では、感光体１６及び現像位置に位置している現像ロール２８の回転位相を回転位相検出部７６，７８によって検出させ、回転位相検出部７６，７８による感光体１６及び現像ロール２８の回転位相の検出結果を順次取り込む。またステップ１４０では、ステップ１３８で取り込んだ感光体１６及び現像ロール２８の回転位相の検出結果と、先のステップ１３２で取り込んだ現像対象色の変調データのうち、逆相成分Ｉ'ＤＲＳと感光体１６の回転位相との位相差、及び、逆相成分Ｉ'ＤＥＶと現像ロール２８の回転位相との位相差に基づき、感光体１６及び現像ロール２８の回転位相を基準として、バイアス電圧に重畳する逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの位相を各々検知する。 In the next step 138, the rotational phase of the photosensitive member 16 and the developing roll 28 located at the development position is detected by the rotational phase detectors 76 and 78, and the photosensitive member 16 and the developing roller 28 by the rotational phase detectors 76 and 78 are detected. The rotation phase detection results are sequentially fetched. In step 140, the detection result of the rotational phase of the photosensitive member 16 and the developing roll 28 acquired in step 138 and the modulation data of the development target color acquired in the previous step 132, the anti-phase component I ′ DRS and the photosensitive member. 16 on the basis of the rotational phase of the photosensitive member 16 and the developing roll 28 based on the phase difference between the rotational phase 16 and the phase difference between the antiphase component I ′ DEV and the rotational phase of the developing roll 28. The phases of the anti-phase components I ′ DRS and I ′ DEV are detected.

そしてステップ１４２では、先のステップ１３２で取り込んだ現像対象色の変調データに含まれる逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの周波数及び振幅を、ステップ１４０で検知した逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの位相と共にバイアス電圧印加部８０に設定する。バイアス電圧印加部８０は、設定された周波数、振幅、位相の周波数成分、すなわち感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳの逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、及び、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＥＶの逆相成分Ｉ'ＤＥＶを発生させ、発生させた逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶを、現像ロール２８と感光体１６との間に印加しているバイアス電圧に重畳する。 In step 142, the frequencies and amplitudes of the anti-phase components I ′ DRS and I ′ DEV included in the modulation data of the color to be developed fetched in the preceding step 132 are detected as the anti-phase components I ′ DRS and I detected in step 140. 'Set to the bias voltage application unit 80 together with the phase of DEV . The bias voltage application unit 80 includes frequency components of a set frequency, amplitude, and phase, that is, a negative phase component I ′ DRS of the frequency component I DRS corresponding to impedance fluctuation caused by the eccentricity of the photosensitive member 16, and the developing roll The negative phase component I ′ DEV of the frequency component I DEV corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the 28 is generated, and the generated negative phase components I ′ DRS and I ′ DEV are transferred to the developing roll 28 and the photoconductor 16. Is superimposed on the bias voltage applied during

逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶが重畳されたバイアス電圧が現像ロール２８と感光体１６との間に印加されている状態で、感光体１６の外周面のうち現像対象色の静電潜像が形成された箇所が現像位置に到達すると、現像位置に到達した静電潜像は、現像装置２４の現像ロール２８によって供給されるトナーにより所定色の画像として現像されるが、この間、周波数成分ＩＤＲＳによって表されるインピーダンス変動（に起因する電界強度の変動）は、バイアス電圧に重畳されている逆相成分Ｉ'ＤＲＳによって打ち消されるか、又は低減されると共に、周波数成分ＩＤＥＶによって表されるインピーダンス変動（に起因する電界強度の変動）も、バイアス電圧に重畳されている逆相成分Ｉ'ＤＥＶによって打ち消されるか、又は低減されるので（図５(Ｂ)も参照）、現像ロール２８によって現像される画像に、インピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動が現れることが防止される。 In a state where a bias voltage on which the antiphase components I ′ DRS and I ′ DEV are superimposed is applied between the developing roll 28 and the photosensitive member 16, the electrostatic latent image of the color to be developed on the outer peripheral surface of the photosensitive member 16. When the portion where the image is formed reaches the developing position, the electrostatic latent image that has reached the developing position is developed as an image of a predetermined color by the toner supplied by the developing roll 28 of the developing device 24. The impedance variation represented by the component I DRS (due to the variation in electric field strength) is canceled or reduced by the anti-phase component I ′ DRS superimposed on the bias voltage and is represented by the frequency component I DEV . also (change in the electric field strength due to) impedance variations that are either canceled by the reverse-phase component I 'DEV superimposed on the bias voltage, or reduced Because (see FIG. 5 (B) see also), the image is developed by the developing roller 28, periodic density variations due to impedance variations that may appear is prevented.

次のステップ１４４では現像対象色の画像形成（現像）が完了したか否か判定する。この判定が否定された場合は、判定が肯定される迄ステップ１４４が繰り返され、この間、上記のように逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶが重畳されたバイアス電圧の印加が継続される。また、ステップ１４４の判定が肯定されるとステップ１４６へ移行し、バイアス電圧印加部８０によるバイアス電圧の印加を停止させる。次のステップ１４８では、現像装置２４の全ての現像色について現像を行ったか否か判定する。判定が否定された場合はステップ１３０に戻り、ステップ１４８の判定が肯定される迄ステップ１３０〜ステップ１４８を繰り返す。 In the next step 144, it is determined whether or not the image formation (development) for the color to be developed has been completed. If this determination is negative, step 144 is repeated until the determination is affirmed, and during this time, the application of the bias voltage on which the antiphase components I ′ DRS and I ′ DEV are superimposed as described above is continued. If the determination in step 144 is affirmed, the process proceeds to step 146, and the application of the bias voltage by the bias voltage application unit 80 is stopped. In the next step 148, it is determined whether or not development has been performed for all the development colors of the developing device 24. If the determination is negative, the process returns to step 130, and steps 130 to 148 are repeated until the determination in step 148 is affirmed.

これにより、各現像色の静電潜像の現像に際し、先の変調データ取得処理によって各現像色毎に周波数、振幅及び位相が求められた逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶが重畳されたバイアス電圧が印加されることで、各現像色に現像された画像にインピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動が現れることが各々防止される。そして、これら各色の画像が中間転写ベルト３０上で重ね合わされて記録紙に転写・定着されることで、インピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動（バンディング）の無い高画質のフルカラー画像を得ることができる。 As a result, when developing the electrostatic latent image of each development color, the anti-phase components I ′ DRS and I ′ DEV whose frequency, amplitude and phase are obtained for each development color by the previous modulation data acquisition process are superimposed. By applying the bias voltage, it is possible to prevent periodic density fluctuations caused by impedance fluctuations from appearing in images developed for the respective development colors. Then, by superimposing these color images on the intermediate transfer belt 30 and transferring and fixing them on the recording paper, a high-quality full-color image free from periodic density fluctuations (banding) due to impedance fluctuations can be obtained. Can do.

なお、上記ではインピーダンス検出部８２によって検出される電流の波形が、電流が流れる期間が長期間化する波形となるように、インピーダンス検出時に印加するバイアス電圧の交流成分の波形（及び周波数）を画像形成時を相違させる態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例として図８には、バイアス電圧を印加するためにバイアス電圧印加部８０と現像ロール２８との間に設けられた電気配線の途中に、電気抵抗８６と、バイアス電圧印加部８０と現像ロール２８との間に電気抵抗８６を挿入するか電気抵抗８６の挿入を解除するかを切替可能なスイッチング部８８が設けられた構成が示されている。この構成において、検出感度増大部７０Ｃは、インピーダンス検出時にはバイアス電圧印加部８０と現像ロール２８との間に電気抵抗８６が挿入され、画像形成時にはバイアス電圧印加部８０と現像ロール２８との間への電気抵抗８６の挿入が解除されるように、スイッチング部８８を切り替える。   In the above description, the waveform (and frequency) of the AC component of the bias voltage applied at the time of impedance detection is imaged so that the waveform of the current detected by the impedance detection unit 82 becomes a waveform in which the period during which the current flows is prolonged. Although the aspect which makes the time of formation different was demonstrated, this invention is not limited to this. As an example, FIG. 8 shows an electrical resistor 86, a bias voltage applying unit 80, and a developing roll 28 in the middle of electrical wiring provided between the bias voltage applying unit 80 and the developing roll 28 in order to apply a bias voltage. A configuration is shown in which a switching unit 88 that can switch between inserting an electric resistor 86 and canceling the insertion of the electric resistor 86 is provided. In this configuration, in the detection sensitivity increasing section 70C, an electrical resistance 86 is inserted between the bias voltage applying section 80 and the developing roll 28 when impedance is detected, and between the bias voltage applying section 80 and the developing roll 28 when forming an image. The switching unit 88 is switched so that the insertion of the electrical resistor 86 is released.

上記のように、バイアス電圧印加部８０と現像ロール２８との間に電気抵抗８６を挿入した場合、感光体１６と現像ロール２８の間隙から成るＣ（キャパシタンス）とＲ（電気抵抗８６）の直列回路にバイアス電圧が印加されることになるので、インピーダンス検出時に印加されるバイアス電圧の交流成分の波形が図９(Ａ)に示すような矩形波形であったとしても、図９(Ｃ)にも示すように、矩形波形の立ち上がり時及び立ち下がり時における電流の変化が緩やかになり（時定数τ＝ＲＣ）、電気抵抗８６の挿入を解除した場合の電流の波形（すなわち画像形成時における電流の波形）を示す図９(Ｂ)と比較しても明らかなように、電流の流れている期間が長期間化する。これにより、インピーダンス検出部８２による電流の検出精度を向上させることができる。また、外来ノイズ等が発生したとしても、その外来ノイズ等がインピーダンス検出部８２による電流の検出精度に及ぼす影響が軽減されるので、インピーダンス検出部８２による電流（インピーダンス）の検出精度を安定的に向上させることができる。また、画像形成時には電気抵抗８６の挿入が解除されるので、電気抵抗８６が画像形成時に悪影響を及ぼすことも防止することができる。なお、上記態様も請求項１記載の発明に対応している。 As described above, when the electric resistor 86 is inserted between the bias voltage applying unit 80 and the developing roll 28, C (capacitance) and R (electric resistance 86) formed by the gap between the photosensitive member 16 and the developing roll 28 are connected in series. Since a bias voltage is applied to the circuit, even if the waveform of the AC component of the bias voltage applied at the time of impedance detection is a rectangular waveform as shown in FIG. As shown, the change in current at the rise and fall of the rectangular waveform becomes gradual (time constant τ = RC), and the current waveform when the insertion of the electrical resistor 86 is released (that is, current at the time of image formation). As is apparent from comparison with FIG. 9B showing the waveform of (), the period during which the current flows becomes longer. Thereby, the current detection accuracy by the impedance detector 82 can be improved. In addition, even if external noise or the like occurs, the influence of the external noise or the like on the current detection accuracy by the impedance detection unit 82 is reduced, so that the current (impedance) detection accuracy by the impedance detection unit 82 can be stably increased. Can be improved. In addition, since the insertion of the electrical resistor 86 is released during image formation, it is possible to prevent the electrical resistor 86 from adversely affecting the image formation. The above aspect also corresponds to the invention described in claim 1 .

また、上記では現像ロール２８及び感光体１６の回転の位相を各々検出する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば感光体の回転周期が現像ロールの回転周期の整数倍で、感光体と現像ロールが同一の期間に回転駆動される等の場合には、現像ロールの回転の位相のみを検出し、現像ロールの回転の位相を検出した結果から感光体の回転の位相を推定するようにしてもよい。また、現像ロールの偏心等に起因する周期的な濃度変動と感光体の偏心等に起因する周期的な濃度変動の一方が視覚的に目立たない周期で発生する等の場合には、現像ロール及び感光体の一方についてのみ、回転の位相を検出して偏心等に起因する周期的な濃度変動を補正するようにしてもよい。   In the above description, the modes of detecting the rotation phases of the developing roll 28 and the photoconductor 16 have been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the rotation cycle of the photoconductor is the rotation cycle of the developing roll. When the photosensitive member and the developing roll are driven to rotate in the same period at an integral multiple, only the rotation phase of the developing roll is detected, and the rotation of the photosensitive member is detected from the result of detecting the rotation phase of the developing roll. May be estimated. In addition, in the case where one of periodic density fluctuations caused by eccentricity of the developing roll and periodic density fluctuations caused by eccentricity of the photoconductor occurs at a visually inconspicuous period, the developing roll and For only one of the photoreceptors, the rotational phase may be detected to correct periodic density fluctuations caused by eccentricity or the like.

また、上記では現像ロール２８及び感光体１６の回転の位相を各々検出する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、先に説明した変調データ取得処理（図３）で周波数解析を行うことで、周波数成分ＩＤＲＳ、ＩＤＥＶの周波数及び位相が既知となり、これに伴って逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの周波数及び位相も既知となるので、画像形成の直前に変調データ取得処理を行い、現像ロール２８及び感光体１６の回転駆動を継続したまま画像形成を行う（現像バイアス変調処理（図７）を行う）場合には、既知となった逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの周波数及び位相をそのまま用いることで、現像ロール２８及び感光体１６の回転位相を検出することなくバイアス電圧に逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶを重畳させることも可能である。 In the above description, the modes of detecting the rotation phases of the developing roll 28 and the photosensitive member 16 have been described. However, the present invention is not limited to this, and the modulation data acquisition process (FIG. 3) described above is used. By performing the frequency analysis, the frequencies and phases of the frequency components I DRS and I DEV are known, and accordingly, the frequencies and phases of the anti-phase components I ′ DRS and I ′ DEV are also known. When the modulation data acquisition process is performed and image formation is performed while the rotation of the developing roll 28 and the photosensitive member 16 is continued (development bias modulation process (FIG. 7) is performed), the known reverse phase component I superimposing 'DRS, I' by using as the frequency and phase of the DEV, reverse-phase component I 'DRS, I' to a bias voltage without detecting the rotation phase of the developing roller 28 and the photoreceptor 16 to DEV It is also possible to.

更に、上記ではインピーダンス検出部８２によるインピーダンス（電流）の検出結果に対して周波数解析（フーリエ変換）を行うことで複数種の周波数成分を抽出し、抽出した複数種の周波数成分のうち感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＲＳ、及び、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動に相当する周波数成分ＩＤＥＶの周波数、振幅及び位相を検知することで、逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶの周波数、振幅及び位相を検知し、バイアス電圧に逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶを重畳させることで、インピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動を補正していたが、本発明は、上記のようにインピーダンス（電流）の検出結果に対して周波数領域での解析を行い、周波数領域で表される補正量を求め、インピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動を補正することに限られるものではなく、インピーダンス（電流）の検出結果に対して時間領域での演算を行うことで時間領域で表される補正量を求め、当該補正量に基づいてインピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動を補正することも可能である。 Furthermore, in the above description, frequency analysis (Fourier transform) is performed on the impedance (current) detection result by the impedance detection unit 82 to extract a plurality of types of frequency components, and the photoreceptor 16 among the extracted types of frequency components. By detecting the frequency, amplitude and phase of the frequency component I DRS corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the developing roll 28 and the frequency component I DEV corresponding to the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the developing roll 28, etc. component I 'DRS, I' frequency DEV, the amplitude and phase detected, reverse-phase component I 'DRS, I' to a bias voltage by superposing DEV, correcting the periodic density variations due to impedance variations However, in the present invention, the impedance (current) detection result is analyzed in the frequency domain as described above, and the frequency domain is analyzed. It is not limited to finding the correction amount expressed in the area and correcting the periodic density fluctuation caused by the impedance fluctuation, but by performing the calculation in the time domain on the detection result of the impedance (current) It is also possible to obtain a correction amount expressed in the time domain and correct a periodic density fluctuation caused by impedance fluctuation based on the correction quantity.

すなわち、インピーダンス検出部８２によって検出される電流ｆ(ｔ)の波形の一例を図１０(Ｂ)に示すが、この電流ｆ(ｔ)の波形は、感光体１６と現像ロール２８との間隙のインピーダンスが一定の場合にバイアス電圧の印加に伴って流れる電流ｓ(ｔ)（図１０(Ａ)に示す「バイアス成分」も参照）の波形に、感光体１６の偏心等に起因するインピーダンス変動によって生ずる電流変動成分ｎ1(ｔ)（図１０(Ａ)に示す「感光体起因変動成分」も参照）の波形と、現像ロール２８の偏心等に起因するインピーダンス変動によって生ずる電流変動成分ｎ2(ｔ)（図１０(Ａ)に示す「現像ロール起因変動成分」も参照）の波形が重ね合わされることで形成されている（次の(１)式も参照）。
ｆ(ｔ)＝ｓ(ｔ)＋Σｎi(ｔ) …(１)
ここで、理想的な電流波形は電流ｓ(ｔ)の波形であり、電流ｓ(ｔ)の波形（各時刻における電流ｓ(ｔ)の値）は演算によって求めることができる。このため、インピーダンス変動を完全に打ち消して電流波形を電流ｓ(ｔ)の波形に一致させる補正は、次の(２)式に従って補正値ｓ'(ｔ)の波形（より詳しくは各時刻における補正値ｓ'(ｔ)の値）を求め（例えば電流ｓ(ｔ)、電流変動成分ｎ1(ｔ),ｎ2(ｔ)が図１０(Ａ)に示すような波形で、電流ｆ(ｔ)が図１０(Ｂ)に示すような波形の場合、補正値ｓ'(ｔ)は図１０(Ｃ)に示すような波形となる）、
ｓ'(ｔ)＝Σｎi(ｔ)＝ｆ(ｔ)−ｓ(ｔ) …(２)
画像形成時の各時刻に印加するバイアス電圧の交流成分の大きさを、各時刻における補正値ｓ'(ｔ)の値に応じて変調する処理を行うことによって実現できる。これにより、インピーダンス変動に起因する周期的な濃度変動を補正することができる。 That is, an example of the waveform of the current f (t) detected by the impedance detector 82 is shown in FIG. 10B, and the waveform of the current f (t) is the gap between the photoconductor 16 and the developing roll 28. When the impedance is constant, the waveform of the current s (t) that flows along with the application of the bias voltage (see also the “bias component” shown in FIG. 10A) is affected by the impedance variation caused by the eccentricity of the photosensitive member 16. The current fluctuation component n2 (t) generated by the waveform of the current fluctuation component n1 (t) (see also "photosensitive member-induced fluctuation component" shown in FIG. 10A) and the impedance fluctuation caused by the eccentricity of the developing roll 28, etc. It is formed by superimposing the waveforms of the waveform (see also “developing roll-induced fluctuation component” shown in FIG. 10A) (see also the following equation (1)).
f (t) = s (t) + Σni (t) (1)
Here, the ideal current waveform is the waveform of the current s (t), and the waveform of the current s (t) (the value of the current s (t) at each time) can be obtained by calculation. Therefore, the correction for completely canceling the impedance variation and matching the current waveform with the waveform of the current s (t) is performed according to the following equation (2). (Value s' (t)) (for example, current s (t), current fluctuation components n1 (t), n2 (t) have waveforms as shown in FIG. 10A, and current f (t) is In the case of the waveform as shown in FIG. 10B, the correction value s ′ (t) becomes the waveform as shown in FIG.
s ′ (t) = Σni (t) = f (t) −s (t) (2)
This can be realized by performing processing for modulating the magnitude of the AC component of the bias voltage applied at each time of image formation in accordance with the value of the correction value s ′ (t) at each time. Thereby, it is possible to correct periodic density fluctuations caused by impedance fluctuations.

上記方式は先に説明した周波数領域での解析と異なり、個々の電流変動成分ｎ1(ｔ),ｎ2(ｔ)の周波数や振幅、位相が未知のままであるので、先に説明したバイアス電圧に逆相成分Ｉ'ＤＲＳ、Ｉ'ＤＥＶを重畳させる補正のように、補正係数を用いて補正強度(ゲイン)を調整する場合にも、個々の電流変動成分毎に補正係数の値を相違させ、個々の電流変動成分毎に別個に補正強度(ゲイン)を調整して補正を行うことは困難である。
ｓ'(ｔ)＝ａ0(Σｎi(ｔ))＝ａ0(ｆ(ｔ)−ｓ(ｔ)) …(３)
このため、上記(３)式に示すように、各時刻における補正値に補正係数として一定値ａ0を乗じた値を補正値ｓ'(ｔ)とすることで、補正強度(ゲイン)を調整する方式が現実的である。 Unlike the above-described analysis in the frequency domain, the frequency, amplitude, and phase of each current fluctuation component n1 (t), n2 (t) remain unknown. Even when the correction strength (gain) is adjusted using the correction coefficient like the correction for superimposing the anti-phase components I ′ DRS and I ′ DEV , the value of the correction coefficient is made different for each current fluctuation component, It is difficult to perform correction by adjusting the correction intensity (gain) separately for each current fluctuation component.
s' (t) = a0 (Σni (t)) = a0 (f (t) -s (t)) (3)
Therefore, as shown in the above equation (3), the correction intensity (gain) is adjusted by setting a correction value s ′ (t) as a value obtained by multiplying the correction value at each time by a fixed value a0 as a correction coefficient. The method is realistic.

また、上記では本発明に係る画像形成装置の一例として、感光体１６の外周面に各色の画像を順次形成すると共に、形成した画像を中間転写ベルト３０に順次転写することで、各色の画像を中間転写ベルト上で重ね合わせる構成の画像形成装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体上の同一箇所に各色の画像を順次形成することで、各色の画像の重ね合わせも感光体上で行う構成の画像形成装置や、現像色数と同数の感光体上で各色の画像を並列に形成した後に、中間転写体上で各色の画像を重ね合わせる構成の画像形成装置、或いはモノクロ画像を形成する画像形成装置等、公知の各種構成の画像形成装置に本発明を適用可能であることは言うまでもない。また、本発明は感光体がベルト状とされた画像形成装置にも適用可能である。   Further, in the above, as an example of the image forming apparatus according to the present invention, images of each color are sequentially formed on the outer peripheral surface of the photoconductor 16, and images of each color are transferred by sequentially transferring the formed images to the intermediate transfer belt 30. Although the image forming apparatus configured to overlap on the intermediate transfer belt has been described, the present invention is not limited to this, and by sequentially forming each color image at the same location on the photoconductor, Image forming apparatus configured to superimpose on the photosensitive member, or image forming configured to superimpose images of each color on the intermediate transfer member after forming images of each color in parallel on the same number of photosensitive members as the number of development colors Needless to say, the present invention can be applied to various known image forming apparatuses such as an apparatus or an image forming apparatus that forms a monochrome image. The present invention can also be applied to an image forming apparatus in which the photosensitive member has a belt shape.

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 制御部及びその周辺の概略構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of schematic structure of a control part and its periphery. 変調データ取得処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the modulation data acquisition process. (Ａ)は画像形成時のバイアス電圧の交流成分の波形、(Ｂ)は電流波形、(Ｃ)及び(Ｅ)はインピーダンス検出時のバイアス電圧の交流成分の波形、(Ｄ)及び(Ｆ)は電流波形の一例を各々示す線図である。(A) is the waveform of the AC component of the bias voltage during image formation, (B) is the current waveform, (C) and (E) are the waveforms of the AC component of the bias voltage during impedance detection, (D) and (F) These are diagrams each showing an example of a current waveform. (Ａ)は周波数解析によって抽出される周波数成分の一例、(Ｂ)は周波数解析の結果に基づくバイアス電圧変調の一例を各々示す線図である。(A) is a diagram showing an example of a frequency component extracted by frequency analysis, and (B) is a diagram showing an example of bias voltage modulation based on the result of frequency analysis. (Ａ)は感光体又は現像ロールの回転位相、(Ｂ)は周波数解析によって抽出されたインピーダンス変動成分、(Ｃ)はインピーダンス変動成分の逆相成分の一例を各々示す線図である。(A) is a rotation phase of a photoconductor or a developing roll, (B) is an impedance fluctuation component extracted by frequency analysis, and (C) is a diagram showing an example of a reverse phase component of an impedance fluctuation component. 現像バイアス変調処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the developing bias modulation process. 制御部及びその周辺の概略構成の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of schematic structure of a control part and its periphery. (Ａ)は画像形成時のバイアス電圧の交流成分の波形、(Ｂ)は電流波形、(Ｃ)は電気抵抗を挿入した場合の電流波形を各々示す線図である。(A) is a waveform of an AC component of a bias voltage during image formation, (B) is a current waveform, and (C) is a diagram showing a current waveform when an electric resistance is inserted. (Ａ)は各種成分の電流波形、(Ｂ)はインピーダンス検出部によって検出される電流波形、(Ｃ)は補正波形の一例を各々示す線図である。(A) is a current waveform of various components, (B) is a current waveform detected by an impedance detector, and (C) is a diagram showing an example of a correction waveform.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 画像形成装置
１６ 感光体
２４ 現像装置
２８ 現像ロール
７０ 制御部
７０Ａ 変調データ生成部
７０Ｂ バイアス電圧変調部
７０Ｃ 検出感度増大部
７０Ｄ 変調データ記憶部
７２ 感光体回転駆動部
７４ 現像ロール回転駆動部
７６，７８ 回転位相検出部
８０ バイアス電圧印加部
８２ インピーダンス検出部
８６ 電気抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 16 Photoconductor 24 Developing device 28 Developing roll 70 Control part 70A Modulation data generation part 70B Bias voltage modulation part 70C Detection sensitivity increase part 70D Modulation data storage part 72 Photoconductor rotation drive part 74 Development roll rotation drive part 76, 78 Rotation phase detection unit 80 Bias voltage application unit 82 Impedance detection unit 86 Electrical resistance

Claims (7)

間隙を隔てて配置された現像ロール及び感光体を各々回転させる回転駆動手段と、
画像形成時に、前記回転駆動手段によって各々回転される前記現像ロールと前記感光体との前記間隙に現像剤を供給することで、前記感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像ロールと前記感光体との間に、画像形成時に所定波形の交流成分を含むバイアス電圧を印加する印加手段と、
画像非形成期間に、前記回転駆動手段によって前記現像ロール及び前記感光体が各々回転され、かつ前記印加手段によってバイアス電圧が印加されている状態で、前記バイアス電圧の印加に伴って流れる、前記バイアス電圧の交流成分を微分したに相当する波形の電流を検出することで、前記現像ロール及び前記感光体の各々の回転に伴う前記間隙のインピーダンスの変動を検出する検出手段と、
前記検出手段による前記間隙のインピーダンスの変動の検出結果に基づいて、前記画像形成時に前記印加手段によって印加されるバイアス電圧を、前記現像ロール及び前記感光体の各々の回転に伴う前記間隙の大きさの変動による影響が軽減又は解消されるように変調する変調手段と、
前記検出手段による電流検出時に、前記検出手段による電流検出時に前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の前記交流成分の波形を、前記画像形成時の前記交流成分の波形と相違させるか、又は、前記間隙から成るキャパシタンスに直列に抵抗を挿入することで前記検出手段の検出感度を増大させる感度増大手段と、
を含む画像形成装置。 A rotation driving means for rotating the developing roll and the photosensitive member arranged with a gap therebetween, and
A developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive member by supplying a developer to the gap between the developing roller and the photosensitive member that are respectively rotated by the rotation driving unit during image formation; ,
An application unit that applies a bias voltage including an alternating current component having a predetermined waveform during image formation between the developing roll and the photoreceptor;
The non-image forming period, the rotated said by rotary drive means developing roller and the photosensitive member are each and in a state where the bias voltage by the applying means is applied, flowing along with the application of the bias voltage, the bias Detecting means for detecting a change in impedance of the gap associated with rotation of each of the developing roll and the photosensitive member by detecting a current having a waveform corresponding to differentiation of an AC component of the voltage ;
Based on the detection result of the impedance variation of the gap by the detection means, the bias voltage applied by the application means during the image formation is determined based on the size of the gap accompanying the rotation of the developing roll and the photoconductor. Modulation means for modulating so as to reduce or eliminate the effects of fluctuations in
When the current is detected by the detection unit, the waveform of the AC component of the bias voltage applied by the application unit when the current is detected by the detection unit is different from the waveform of the AC component during the image formation, or Sensitivity increasing means for increasing the detection sensitivity of the detecting means by inserting a resistor in series with the capacitance comprising the gap ;
An image forming apparatus including: 画像形成時に前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の交流成分の波形は矩形波形であり、
前記感度増大手段は、前記検出手段による電流検出時に、前記印加手段によって印加される前記現像バイアス電圧の前記交流成分の波形を正弦波形へ切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 The waveform of the AC component of the bias voltage applied by the applying unit during image formation is a rectangular waveform,
It said sensitivity increasing means, said at current detection by the detection means, the image forming apparatus according to claim 1, wherein the waveform of the AC component of the developing bias voltage applied by said applying means and switches to a sine wave. 画像形成時に前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の交流成分の波形は矩形波形であり、
前記感度増大手段は、前記検出手段による電流検出時に、前記印加手段によって印加される前記現像バイアス電圧の前記交流成分の波形を三角波形へ切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 The waveform of the AC component of the bias voltage applied by the applying unit during image formation is a rectangular waveform,
Said sensitivity increasing means, said at current detection by the detection means, the image forming apparatus according to claim 1, wherein the switching waveform of the AC component of the developing bias voltage applied by said applying means to the triangular waveform. 前記感度増大手段は、前記検出手段による電流検出時に、前記印加手段によって印加される前記バイアス電圧の前記交流成分の周波数を前記画像形成時よりも低下させることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。 The increased sensitivity means, when current is detected by the detection means, claims 1 to the frequency of the AC component of the bias voltage applied by said applying means, characterized in that to lower than when the image forming 4. The image forming apparatus according to any one of items 3 . 前記変調手段は、前記検出手段によって検出された前記間隙のインピーダンスの変動から複数種の周波数成分を抽出し、抽出した複数種の周波数成分のうち補正対象の個々の周波数成分の周波数、振幅及び位相に基づいて、前記画像形成時に前記印加手段によって印加されるバイアス電圧に、前記補正対象の個々の周波数成分と逆相の周波数成分が各々加わるように、前記画像形成時に印加される前記バイアス電圧を変調することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。 The modulation means extracts a plurality of types of frequency components from the fluctuation in impedance of the gap detected by the detection means, and the frequency, amplitude and phase of each frequency component to be corrected among the extracted types of frequency components. The bias voltage applied at the time of image formation is added such that a frequency component having a phase opposite to that of the individual frequency components to be corrected is added to the bias voltage applied by the applying means at the time of image formation. the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the modulation. 前記補正対象の周波数成分に対する補正係数を前記補正対象の個々の周波数成分毎に記憶する記憶手段を更に備え、
前記変調手段は、前記画像形成時に前記印加手段によって印加されるバイアス電圧に、前記補正対象の個々の周波数成分と逆相の周波数成分として、前記補正対象の個々の周波数成分の振幅に、前記記憶手段に記憶されている対応する補正係数を乗じた振幅の周波数成分が各々加わるように、前記画像形成時に印加される前記バイアス電圧を変調することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。 Storage means for storing a correction coefficient for the frequency component to be corrected for each frequency component to be corrected;
The modulating means stores the bias voltage applied by the applying means during the image formation as a frequency component having a phase opposite to that of the individual frequency components to be corrected, and the amplitude of the individual frequency components to be corrected. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the bias voltage applied at the time of image formation is modulated such that frequency components having amplitudes multiplied by corresponding correction coefficients stored in the means are added. 前記現像ロール及び前記感光体の少なくとも一方の回転の位相を検出する位相検出手段を更に備え、
前記変調手段は、前記位相検出手段によって検出された画像形成時の前記現像ロール又は前記感光体の回転の位相に基づいて、前記補正対象の周波数成分のうち、前記回転の位相が検出された前記現像ロール又は前記感光体に対応する特定の補正対象の周波数成分に対して前記画像形成時に逆相となる周波数成分の位相を検知することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。 A phase detection unit for detecting a phase of rotation of at least one of the developing roll and the photoconductor;
The modulation means detects the rotation phase of the frequency component to be corrected based on the rotation phase of the developing roll or the photoconductor during image formation detected by the phase detection means. 6. The image forming apparatus according to claim 5 , wherein a phase of a frequency component that is in reverse phase at the time of image formation is detected with respect to a specific frequency component to be corrected corresponding to a developing roll or the photosensitive member.
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