(57)【要約】【課題】形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧以上に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を印加する場合と比較して、形成される画像の画質の向上を図る。【解決手段】感光体ドラム１５２Ｋは、トナー像を保持する円筒形状の像保持体である。現像ロール１５７Ｋは、感光体ドラム１５２Ｋ上に形成された潜像に現像剤であるトナー５０を搬送することによりトナー像を形成する現像剤像形成手段として機能する。現像バイアス印加装置４０は、形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定されたＡＣ電圧成分がＤＣ電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとの間に印加する。【選択図】図２
2020112719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段上に形成された潜像に現像剤を搬送することにより現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、前記像保持手段と前記現像剤形成手段との間に印加する電圧印加手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧印加手段は、形成される画像の濃度値の低下方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、前記像保持手段と前記現像剤形成手段との間に印加する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電圧印加手段は、形成される画像の画質評価値が、直流電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも良い値となるような電圧範囲に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、前記像保持手段と前記現像剤形成手段との間に印加する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電圧範囲が、現像バイアス電圧に重畳する交流電圧成分の電圧を０から増加させた場合に、形成される画像の画質評価値が、直流電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも良い値となった際の交流電圧成分の電圧を下限値とし、現像バイアス電圧に重畳する交流電圧成分の電圧を前記下限値から増加させた場合に、形成される画像の画質評価値が、直流電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも悪い値となった際の交流電圧成分の電圧を上限値とする電圧範囲である請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電圧印加手段は、周囲の環境が低温低湿環境から高温高湿環境になるほど現像バイアス電圧に重畳する前記交流電圧成分の電圧が低くなるように制御される請求項１から４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電圧印加手段は、前記交流電圧成分の電圧の低下に伴って、前記現像バイアス電圧に重畳する交流電圧成分の周波数が高くなるように制御される請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像剤の使用履歴に応じて、現像剤担持体に印加する交流電圧成分を変化するようにした現像装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、現像ローラに印加する現像バイアス電圧の交流成分の周波数又はピーク値を、画像解像度に応じて選択するようにした画像形成装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、像担持体の膜厚の減少に伴って、現像されるトナー濃度が低くなるように現像剤を担持するスリーブに印加する現像バイアスの振幅値を小さくするようにした画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４２９０８号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５５３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧以上に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を印加する場合と比較して、形成される画像の画質の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る本発明は、現像剤像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段上に形成された潜像に現像剤を搬送することにより現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、前記像保持手段と前記現像剤形成手段との間に印加する電圧印加手段とを備えた画像形成装置である。
【０００８】
請求項２に係る本発明は、前記電圧印加手段が、形成される画像の濃度値の低下方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、前記像保持手段と前記現像剤形成手段との間に印加する請求項１記載の画像形成装置である。
【０００９】
請求項３に係る本発明は、前記電圧印加手段が、形成される画像の画質評価値が、直流電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも良い値となるような電圧範囲に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、前記像保持手段と前記現像剤形成手段との間に印加する請求項１又は２記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項４に係る本発明は、前記電圧範囲が、現像バイアス電圧に重畳する交流電圧成分の電圧を０から増加させた場合に、形成される画像の画質評価値が、直流電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも良い値となった際の交流電圧成分の電圧を下限値とし、現像バイアス電圧に重畳する交流電圧成分の電圧を前記下限値から増加させた場合に、形成される画像の画質評価値が、直流電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも悪い値となった際の交流電圧成分の電圧を上限値とする電圧範囲である請求項３記載の画像形成装置である。
【００１１】
請求項５に係る本発明は、前記電圧印加手段が、周囲の環境が低温低湿環境から高温高湿環境になるほど現像バイアス電圧に重畳する前記交流電圧成分の電圧が低くなるように制御される請求項１から４のいずれか記載の画像形成装置である。
【００１２】
請求項６に係る本発明は、前記電圧印加手段が、前記交流電圧成分の電圧の低下に伴って、前記現像バイアス電圧に重畳する交流電圧成分の周波数が高くなるように制御される請求項５記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る本発明によれば、形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧以上に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を印加する場合と比較して、形成される画像の画質の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１４】
請求項２に係る本発明によれば、形成される画像の濃度値の低下方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧以上に設定された交流電圧成分が直流電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を印加する場合と比較して、潜像の再現性の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明によれば、交流電圧成分が重畳されていない現像バイアス電圧を用いる場合と比較して、形成される画像の画質の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１６】
請求項４に係る本発明によれば、交流電圧成分が重畳されていない現像バイアス電圧を用いる場合と比較して、形成される画像の画質の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
請求項５に係る本発明によれば、使用環境が変化した場合でも、形成される画像の画質を維持することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１８】
請求項６に係る本発明によれば、消費電力を増加させることなく、形成される画像の画質を維持することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置１０の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の画像形成装置１０における感光体ドラム１５２Ｙと、現像ロール１５７Ｋとの位置関係を説明するための周辺拡大図である。
【図３】感光体ドラム１５２Ｋの表面電位と現像ロール１５７ＫのＤＣ電圧成分との関係を説明するための図である。
【図４】ＡＣ電圧成分が重畳された現像バイアス電圧を用いた際に、現像ロール１５６Ｋから感光体ドラム１５２Ｋにトナー５０が移動する様子を説明するための図である。
【図５】現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧値が大きい場合に、形成される画像に斑点模様（又はまだら模様）が発生して画質が劣化する場合がある理由を説明するための図である。
【図６】高温高湿条件と低湿度条件とで、明度値（Ｌ＊）の異なる複数のパッチ画像の画質評価値が変化する様子を示すグラフである。
【図７】現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分のＶｐｐと画質評価値、１００％濃度のパッチ画像の濃度測定値との関係を示す図である。
【図８】ＡＣ電圧成分が重畳されていない現像バイアス電圧により現像が行われる際の様子を説明するための図である。
【図９】ある電圧範囲のＡＣ電圧成分が重畳された現像バイアス電圧により現像が行われる際の様子を説明するための図である。
【図１０】ＡＣ電圧成分の周波数ｆとＶｐｐを変化させた場合の画質評価値の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態の画像形成装置１０の構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置１０は、画像読取装置１２、画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、中間転写ベルト１６、用紙トレイ１７、用紙搬送路１８、定着器１９及び制御部２０を有する。この画像形成装置１０は、パーソナルコンピュータ（不図示）などから受信した画像データを印刷するプリンタ機能に加えて、画像読取装置１２を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機である。
【００２３】
まず、画像形成装置１０の概略を説明すると、画像形成装置１０の上部には、画像読取装置１２及び制御部２０が配設され、画像データの入力手段として機能する。画像読取装置１２は、原稿に表示された画像を読み取って、制御部２０に対して出力する。制御部２０は、画像読取装置１２から入力された画像データ、又は、ＬＡＮなどのネットワーク回線を介して図示しないパーソナルコンピュータ等から入力された画像データに対して、階調補正及び解像度補正などの画像処理を施し、画像形成ユニット１４に対して出力する。
【００２４】
画像読取装置１２の下方には、カラー画像を構成する色に対応して、４つの画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋが配設されている。本実施形態では、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応して４つの画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃが、中間転写ベルト１６に沿って一定の間隔を空けて水平に配列されている。中間転写ベルト１６は、中間転写体として図中矢印Ａの方向に回動している。そして、これら４つの画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃは、制御部２０から入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト１６に転写（一次転写）する。なお、各画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃの色の順序は、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの順に限定されるものではなく、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の順序など、その順序は任意である。
【００２５】
用紙搬送路１８は、中間転写ベルト１６の下方に配設されている。用紙トレイ１７から供給された記録用紙３２は、この用紙搬送路１８上を搬送され、上記中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写（二次転写と呼ぶ。）され、転写されたトナー像が定着器１９によって定着され、矢印Ｂに沿って外部に排出される。
【００２６】
次に、画像形成装置１０の各構成についてより詳細に説明する。
【００２７】
制御部２０は、画像読取装置１２により読み取られた画像データに対して、シェーディング補正、原稿の位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理を施す。なお、画像読取装置１２により読み取られた原稿の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ビット）の３色の原稿反射率データであり、制御部２０による画像処理によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ビット）の４色の階調データに変換される。
【００２８】
画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃは、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、画像形成ユニット１４Ｋについて説明する。なお、各画像形成ユニット１４の構成は、Ｋ、Ｙ、Ｍ又はＣを付すことにより区別する。
【００２９】
画像形成ユニット１４Ｋは、制御部２０から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置１４０Ｋと、この光走査装置１４０Ｋにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置１５０Ｋとを有する。
【００３０】
光走査装置１４０Ｋは、レーザ光を黒色（Ｋ）の画像データに応じて変調して、このレーザ光を像形成装置１５０Ｋの感光体ドラム１５２Ｋ上に照射される。
【００３１】
像形成装置１５０Ｋは、矢印Ａの方向に沿って所定の回転速度で回転運動する感光体ドラム１５２Ｋと、この感光体ドラム１５２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電装置１５４Ｋと、感光体ドラム１５２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置１５６Ｋと、クリーニング装置１５８Ｋとから構成されている。感光体ドラム１５２Ｋは、トナー像を保持する円筒形状の像保持体であり、帯電装置１５４Ｋにより一様に帯電され、光走査装置１４０Ｋにより照射されたレーザ光により静電潜像が形成される。感光体ドラム１５２Ｋに形成された静電潜像は、現像装置１５６Ｋにより黒色（Ｋ）のトナーで現像され、中間転写ベルト１６に転写される。なお、トナー像の転写工程の後に感光体ドラム１５２Ｋに付着している残留トナー及び紙粉等は、クリーニング装置１５８Ｋによって除去される。
【００３２】
他の画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃも、同様にしてそれぞれ感光体ドラム１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃおよび現像装置１５６Ｙ、１５６Ｍ、１５６Ｃを有しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト（中間転写体の一例）１６に転写する。
【００３３】
このように、感光体ドラム１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃは、ＣＭＹＫ各色のトナー像をそれぞれ保持する像保持体として機能している。
【００３４】
そして、中間転写ベルト１６は、無端ベルト状に形成されており、ドライブロール１６４と、アイドルロール１６５、１６６、１６７と、バックアップロール１６８と、アイドルロール１６９との間に一定のテンションで掛け回されており、駆動モータ（不図示）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、矢印Ａの方向に所定の速度で循環駆動される。
【００３５】
また、中間転写ベルト１６には、各画像形成ユニット１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃに対向する位置にそれぞれ一次転写ロール１６２Ｋ、１６２Ｙ、１６２Ｍ、一次転写ロール１６２Ｃが配設され、感光体ドラム１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃ上に形成された各色のトナー像は、これらの一次転写ロール１６２により中間転写ベルト１６上に多重に転写される。なお、中間転写ベルト１６に付着した残留トナーは、二次転写位置の下流に設けられたベルト用クリーニング装置１８９のクリーニングブレード又はブラシにより除去される。
【００３６】
用紙搬送路１８には、用紙トレイ１７から記録用紙３２を取り出す給紙ローラ１８１と、用紙搬送用の第１のロール対１８２、第２のロール対１８３及び第３のロール対１８４と、記録用紙３２を既定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール１８５とが配設される。
【００３７】
また、用紙搬送路１８上の二次転写位置には、バックアップロール１６８に圧接する二次転写ロール１８６が配設されており、中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像は、この二次転写ロール１８６による圧接力及び静電気力で記録用紙３２上に二次転写される。
【００３８】
そして、各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、搬送ベルト１８７、搬送ベルト１８８によって定着器１９へと搬送される。
【００３９】
定着器１９は、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３２に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナーを記録用紙３２に溶融固着させる。
【００４０】
なお、現像装置１５６Ｋは、回転運動をすることにより感光体ドラム１５２Ｋに現像剤を搬送して、感光体ドラム１５２Ｋ上に現像剤像を形成する円筒形状の現像ロール１５７Ｋを有している。なお、他色の画像を形成する画像形成ユニット１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙにおいても、同様に現像装置１５６Ｃ、１５６Ｍ、１５６Ｙ内にそれぞれ現像ロールが備えられている。
【００４１】
次に、本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム１５２Ｙと、現像ロール１５７Ｋとの位置関係を説明するための周辺拡大図を図２に示す。なお、図２では、黒色の画像を形成するための構成のみを用いて説明を行うが、他色のシアン、マゼンタ、イエローの画像を形成するための構成も同様な構成となっている。
【００４２】
図２を参照すると分かるように、トナー像（現像剤像の一例）を保持する像保持手段である感光体ドラム１５２Ｋと１次転写ロール１６２Ｋとは中間転写ベルト１６を挟んで対向して設けられている。そして、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとは一定の間隙部（又はギャップ）を挟んで対向して設けられている。現像ロール１５７Ｋは、内部に設けられた磁石の磁力により現像剤を表面に保持し、回転運動を行って感光体ドラム１５２Ｋとの間に形成された間隙部に保持した現像剤を搬送することにより、感光体ドラム１５２Ｋの表面上に形成された潜像を可視現像化する。つまり、現像ロール１５７Ｋは、感光体ドラム１５２Ｋ上に形成された潜像に現像剤であるトナー５０を搬送することによりトナー像を形成する現像剤像形成手段として機能する。
【００４３】
また、感光体ドラム１５２Ｋには、この感光体ドラム１５２Ｋの表面を帯電するための帯電装置１５４Ｋが設けられている。そして、本実施形態の画像形成装置１０は、現像バイアス印加装置４０と、帯電バイアス印加装置１１１をさらに備えている。
【００４４】
帯電バイアス印加装置１１１は、帯電装置１５４Ｙに対して−７５０Ｖの帯電バイアス電圧を印加している。
【００４５】
この現像バイアス印加装置４０は、交流電圧成分（以降、ＡＣ電圧成分と表現する。）が直流電圧成分（以降、ＤＣ電圧成分と表現する。）に重畳された現像バイアス電圧を、現像ロール１５７Ｋと感光体ドラム１５２Ｋとの間に印加する電圧印加手段である
【００４６】
この現像バイアス電圧とは、現像ロール１５７Ｋから感光体ドラム１５２Ｋへトナーを移動させるための電圧である。
【００４７】
そして、現像バイアス印加装置４０は、図２に示されるように、グランド電位に対して−６００Ｖの直流電圧を印加するＤＣ電源４１と、ピークピーク電圧Ｖｐｐが１０００Ｖの交流電圧を発生するＡＣ電源４２とから構成されている。
【００４８】
次に、感光体ドラム１５２Ｋの表面電位と現像ロール１５７ＫのＤＣ電圧成分との関係を図３に示す。
【００４９】
図２に示したような帯電バイアス電圧により感光体ドラム１５２Ｋが帯電されることにより、感光体ドラム１５２Ｋの表面電位は図３に示すように−７５０Ｖとなる。そして、レーザ光が照射されて潜像が形成された領域では、この表面電位は例えば−２００Ｖとなる。そして、図２に示したような現像バイアス電圧が現像ロール１５７Ｋに印加された場合、現像ロール１５７ＫのＤＣ電圧成分は−６００Ｖであるため、図３に示すように、レーザが照射されていない感光体ドラム１５２Ｋの表面電位よりも高い電位となるが、レーザが照射された領域の感光体ドラム１５２Ｋの表面電位よりも低い電位となる。そのため、マイナスに帯電しているトナー５０は、現像ロール１５７Ｋから感光体ドラム１５２Ｋのレーザが照射された領域のみに移動することになる。
【００５０】
このようにして感光体ドラム１５２Ｋ上の潜像が形成された領域のみに現像ロール１５７Ｋからのトナー５０が移動することになり、トナー像が形成される。
【００５１】
ただし、図２に示した現像バイアス電圧では、ＤＣ電圧成分にＡＣ電圧成分が重畳されているため、現像ロール１５７Ｋの電位は感光体ドラム１５２Ｋの帯電電位よりも低い電位となる瞬間がある。
【００５２】
なお、感光体ドラム１５２Ｋに形成された潜像をトナーにより現像する際には、潜像に移動させるトナー量を多くするという現像効率の向上が要求される。
【００５３】
このような現像効率の向上を図るために、ＤＣ電圧成分にＡＣ電圧成分が重畳されることにより生成された上述したような現像バイアス電圧を用いた現像が行われている。
【００５４】
このようなＡＣ電圧成分が重畳された現像バイアス電圧を用いた際に、現像ロール１５６Ｋから感光体ドラム１５２Ｋにトナー５０が移動する様子について図４を参照して説明する。
【００５５】
なお、本実施形態では、トナー５０とキャリア５１とから構成される２成分現像剤を用いた現像が行われるものとして説明する。
【００５６】
このように現像剤がトナー５０とキャリア５１とから構成されていることにより、現像ロール１５６Ｋと感光体ドラム１５２Ｋとの間では、図４に示すようにプラス電荷のキャリア５１が現像ロール１５６Ｋの表面から複数連なる、いわゆる穂立ちと呼ばれる状態となり、この穂立ちしたキャリア５１の周囲にトナー５０が付着したような状態となる。
【００５７】
そして、キャリア５１の周囲に付着したトナー５０が、感光体ドラム１５２との間の静電力によりキャリア５１から離れて現像ロール１５６Ｋから感光体ドラム１５２Ｋに移動することにより、現像処理が行われる。
【００５８】
ここで、上述したようなＡＣ成分電圧成分が重畳された現像バイアス電圧を用いることにより、現像ロール１５６Ｋと感光体ドラム１５２Ｋの間の電界が変動することにより、トナー５０が振動してキャリア５１から離れやすくなる。その結果、ＡＣ電圧成分を重畳しないＤＣ電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いた場合よりも多くのトナー５０が感光体ドラム１５２Ｋに形成された潜像に移動して現像効率が向上するものと考えられる。
【００５９】
しかし、ＤＣ電圧成分にＡＣ電圧成分を重畳した現像バイアス電圧を用いて現像を行った場合、重畳するＡＣ電圧成分の電圧値があまり大きいと、形成される画像に斑点模様（又はまだら模様）が発生して画質が劣化する場合があるという弊害があることが知られている。これは、図５に示すように、感光体ドラム１５２Ｋ上に一旦形成されたトナー５０の画像がＡＣ電圧成分により揺り動かされたり、振動したりすることにより影響を受けるからであると考えられる。
【００６０】
特に、このような画質劣化は高温高湿条件になるとより顕著に現れる。周囲の環境により画質劣化の度合いが変化する様子について図６を参照して説明する。
【００６１】
図６では、温度２８℃、湿度８５％という高温高湿条件と、温度２１℃、湿度１０％という低湿度条件（又は乾燥条件）とで、明度値（Ｌ＊）の異なる複数のパッチ画像の画質評価値が変化する様子をグラフにして示している。
【００６２】
ここで、画質評価値とは、印刷用紙上に形成された画像に対して画像処理を行うことにより、画質のざらざら感を示す指標として数値化したものである。そして、この画質評価値が大きいほど画質劣化の程度が大きく、この画質評価値が小さいほど画質劣化の程度が小さいことを示している。つまり、上述したような斑点模様（又はまだら模様）が発生した画像では、この画質評価値が大きな値となる。
【００６３】
そして、図６を参照すると、ほとんどの明度において、高温高湿条件の場合の方が、低湿度条件の場合よりも画質評価値が大きい、つまり画質が劣化しているのが分かる。
【００６４】
なお、現像効率を重視する場合、このような画質劣化についてはある程度許容して、現像効率が良くなるような電圧値のＡＣ電圧成分を現像バイアス電圧に重畳して用いている。
【００６５】
しかし、本願の発明者らは、現像バイアス電圧にＡＣ電圧成分を重畳した場合、ＡＣ電圧成分の電圧値が大きくなればなるほど画質劣化の度合いが大きくなるのではなく、重畳するＡＣ電圧成分の電圧値によってはＡＣ電圧成分を全く重畳しない場合よりも画質劣化の度合いが小さくなる場合があることを見つけた。
【００６６】
また、本願の発明者らは、現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧値がある値を超えると、急激に画質劣化の度合いが大きくなることは、現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧値をある値よりも小さくすると急激に現像効率が悪化する場合があることを見つけた。
【００６７】
そのため、本実施形態の画像形成装置１０では、現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分のピークピーク電圧Ｖｐｐの設定を調整することにより現像効率の向上と画質の両立を図るようにしている。
【００６８】
先ず、現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分のＶｐｐと画質評価値、１００％濃度のパッチ画像の濃度測定値との関係を図７に示す。
【００６９】
ここで、１００％濃度のパッチ画像の濃度測定値とは、１００％濃度のパッチ画像を測色計により測色して得られた測定値を意味している。
【００７０】
なお、図２に示したような現像バイアス印加装置４０は、現像効率を重視してＶｐｐが１０００ＶのＡＣ電圧成分を現像バイアス電圧に印加している。
【００７１】
図７に示したグラフを参照すると、下記のようなことが分かる。
【００７２】
（１）Ｖｐｐが約７９５Ｖ以上になると、画質評価値が急激に悪化する。つまり、Ｖｐｐを約７９５Ｖ未満に設定することにより、現像効率をさほど悪化させることなく、画質評価値もある程度良いレベルを維持することができる。
【００７３】
（２）Ｖｐｐが約５９０未満になると、濃度測定値の値が急激に小さくなる、つまり現像効率が急激に悪化する。つまり、Ｖｐｐを約５９０Ｖ以上に設定することにより、現像効率を悪化させずにすむ。
【００７４】
（３）Ｖｐｐが約２２０Ｖ〜５５０Ｖの範囲では、Ｖｐｐが０ＶつまりＤＣ電圧成分のみの場合よりも、画質評価値が小さくなり画質劣化の度合いが小さくなっているのが分かる。つまり、Ｖｐｐを約２２０Ｖ〜５５０Ｖの範囲に設定することにより、ＡＣ電圧成分を全く重畳しない場合と比較して画質評価値を良い方向にするとともに、現像効率を向上させられるのが分かる。
【００７５】
ここで、画質評価値が急激に悪化するというのは、Ｖｐｐ電圧を変化させた場合に、Ｖｐｐ電圧の変化に対する画質評価値の変化量が設定された閾値よりも大きいことを意味する。また、濃度測定値の値が急激に小さくなるというのは、Ｖｐｐ電圧を変化させた場合に、Ｖｐｐ電圧の変化に対する濃度測定値の変化量が設定された閾値よりも大きいことを意味する。
【００７６】
上記のような結果に基づいて、本実施形態における現像バイアス印加装置４０は、現像効率と画質劣化度合いの兼ね合いに応じて、下記のように設定された現像バイアス電圧を感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとの間に印加する。
【００７７】
（１）現像バイアス印加装置４０は、形成される画像の画質評価値の悪化方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定されたＡＣ電圧成分がＤＣ電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとの間に印加する。
【００７８】
（２）現像バイアス印加装置４０は、形成される画像の濃度測定値（又は濃度値）の低下方向の変化量が予め設定された閾値を超える電圧未満に設定されたＡＣ電圧成分がＤＣ電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとの間に印加する。
【００７９】
（３）現像バイアス印加装置４０は、形成される画像の画質評価値が、ＤＣ電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも良い値となるような電圧範囲に設定されたＡＣ電圧成分がＤＣ電圧成分に重畳された現像バイアス電圧を、感光体ドラム１５２Ｋと現像ロール１５７Ｋとの間に印加する。
【００８０】
ここで、上記のような電圧範囲は、具体的には下記のような方法により決定される下限値と上限値との間での電圧範囲である。
【００８１】
下限値：現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧を０から増加させた場合に、形成される画像の画質評価値が、ＤＣ電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも良い値となった際のＡＣ電圧成分の電圧を下限値とする。具体的には、図７に示したグラフにおいて、ＤＣ電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いた際の画質評価値である約３．４よりも画質評価値が小さくなる約２２０ＶがＶｐｐの下限値となる。
【００８２】
上限値：現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧を、上記で決定した下限値から増加させた場合に、形成される画像の画質評価値が、ＤＣ電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いて画像を形成した場合の画質評価値よりも悪い値となった際のＡＣ電圧成分の電圧を上限値とする。具体的には、図７に示したグラフにおいて、ＤＣ電圧成分のみの現像バイアス電圧を用いた際の画質評価値である約３．４よりも画質評価値が大きくなる約５５０ＶがＶｐｐの上限値となる。
【００８３】
なお、上記のように現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分を低下させたことによって現像効率（又は転写効率）が低下することになるが、このような現像効率の低下についてはＤＣ電圧成分を増加することにより対処する。
【００８４】
ここで、現像バイアス電圧に全くＡＣ電圧成分を重畳しない場合よりも、上記のような電圧範囲でＡＣ成分電圧を重畳した場合の方が、画質評価値が小さくなる理由について図８、図９を参照して説明する。
【００８５】
図８は、ＡＣ電圧成分が重畳されていない現像バイアス電圧により現像が行われる際の様子を説明するための図である。
【００８６】
図８を参照すると、現像ロール１５６Ｋの表面に発生するキャリア５１の穂立ちが不充分な領域が存在する場合、感光体ドラム１５２Ｋの表面にもトナー５０がのらない領域が発生しているのが分かる。このようなトナー５０がのらない領域は画像むら等の画質の悪化を招くことになる。
【００８７】
図９は、上述したような電圧範囲のＡＣ電圧成分が重畳された現像バイアス電圧により現像が行われる際の様子を説明するための図である。
【００８８】
図９を参照すると、現像バイアス電圧にＡＣ電圧成分が重畳されていることにより、現像ロール１５６Ｋ上における穂立ちしたキャリア５１から感光体ドラム１５２Ｋに移動するトナー５０の量が多くなっているのが分かる。そのため、キャリア５１の穂立ちが不充分なことに起因して発生した、感光体ドラム１５２Ｋの表面上におけるトナー５０がのらない領域にも、他の穂立ちしたキャリア５１からトナー５０が供給されている。そのため、全くＡＣ電圧成分が重畳されていない現像バイアス電圧を用いて現像を行うよりも、ある程度のＡＣ電圧成分が重畳された現像バイアス電圧を用いて現像を行った方が画質の点において有利となる場合がある。
【００８９】
このような理由により、上述したような電圧範囲のＡＣ電圧成分が重畳された現像バイアス電圧を用いて現像を行うことにより、全くＡＣ電圧成分が重畳されていない現像バイアス電圧を用いて現像を行った場合と比較して、形成された画像の画質評価値が良くなる。
【００９０】
なお、上述したように低湿度又は低温低湿度環境から高温高湿度環境になるほど、画質評価値は悪化する傾向になる。そのため、現像バイアス印加装置４０が印加する現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧を、周囲の環境が低温低湿環境から高温高湿環境になるほどが低くなるように制御するようにしても良い。
【００９１】
なお、現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分のＶｐｐが低下したことによる現像効率の低下については、ＤＣ電圧成分の電圧変更や、現像剤帯電量低下等による他の手段により補うことにより、現像効率と画質の両立を図ることが可能である。
【００９２】
ここで、電源の消費電力を考えた場合、ＡＣ電圧成分のＶｐｐの電圧を２倍にすると消費電力は４倍となり、４倍にすると消費電力は１６倍になる。しかし、ＡＣ電圧成分の周波数ｆを２倍にしても消費電力は２倍になるだけであり、４倍にしても消費電力は４倍となるだけである。
【００９３】
そして、ＡＣ電圧成分のＶｐｐ低下と、ＡＣ電圧成分の周波数ｆの増加はともに画質を向上させる側に作用する。
【００９４】
例えば、図１０にＡＣ電圧成分の周波数ｆとＶｐｐを変化させた場合の画質評価値の変化を示す。この図１０における画質評価値は、図６、図７に示した画質評価値と同様に形成される画質のざらざら感を示す指標であるが、その算出方法が異なるため値としては異なるものとなっている。しかし、画質評価値が小さい方が画質が良いことを意味している点では同じである。
【００９５】
図１０を参照すると、ＡＣ電圧成分のＶｐｐを下げることにより画質評価値が小さく、つまり画質が向上しているのが分かる。そして、ＡＣ電圧成分の周波数ｆを増加させることにより画質評価値が小さく、つまり画質が向上しているのが分かる。
【００９６】
そして、電源の消費電力に制限があるような場合、単にＡＣ電圧成分の周波数ｆを向上すると消費電力が制限を超えてしまうような場合でも、ＡＣ電圧成分のＶｐｐを低下させることにより消費電力に余裕がでてくるため、周波数ｆを増加させることが可能となる。
【００９７】
そのため、現像バイアス印加装置４０が印加する現像バイアス電圧に重畳するＡＣ電圧成分の電圧の低下に伴って、重畳するＡＣ電圧成分の周波数が高くなるように制御するようにしても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１０    画像形成装置
１２    画像読取装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ    画像形成ユニット
１６    中間転写ベルト
１７    用紙トレイ
１８    用紙搬送路
１９    定着器
２０    制御部
３２    記録用紙
４０    現像バイアス印加装置
４１    ＤＣ電源
４２    ＡＣ電源
５０    トナー
５１    キャリア
１１１    帯電バイアス印加装置
１４０Ｋ、１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ    光走査装置
１５０Ｋ    像形成装置
１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃ    感光体ドラム
１５４Ｋ    帯電装置
１５６Ｋ、１５６Ｙ、１５６Ｍ、１５６Ｃ    現像装置
１５７Ｋ    現像ロール
１５８Ｋ    クリーニング装置
１６２Ｋ、１６２Ｙ、１６２Ｍ、１６２Ｃ    一次転写ロール
１６４    ドライブロール
１６５、１６６、１６７    アイドルロール
１６８    バックアップロール
１６９    アイドルロール
１８９    クリーニング装置
１６８    バックアップロール
１８１    給紙ローラ
１８２、１８３、１８４    ロール対
１８５    レジストロール
１８６    二次転写ロール
１８７、１８８    搬送ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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