(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体を表面移動させることで、該現像剤担持体と潜像担持体とが互いに対向する現像領域へ二成分現像剤を供給し、該現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像へ付着させることにより現像処理して得たトナー像を、最終的に記録材上に転写して記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
１つの記録材上に形成される単一画像に対する画像濃度条件を、該単一画像中における上記現像剤担持体が１周以上空回転した直後に形成される画像部分の先端側箇所の画像濃度が該単一画像中における他の画像部分よりも低くなる画像濃度条件となるように、上記現像剤担持体の表面移動周期で変更する画像濃度条件変更処理を行う画像濃度条件変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記画像濃度条件変更手段は、上記単一画像の先端から上記現像剤担持体の表面移動周期に対応するピッチで画像濃度が段階的に高まる画像濃度条件となるように、上記画像濃度条件変更処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
温度検知手段を有し、
上記画像濃度条件変更手段は、該温度検知手段の検知結果に基づいて、変更する画像濃度条件の内容を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
湿度検知手段を有し、
上記画像濃度条件変更手段は、該湿度検知手段の検知結果に基づいて、変更する画像濃度条件の内容を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
露光手段により潜像担持体に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで該潜像担持体上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、該露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで上記現像処理を行うものであって、
上記画像濃度条件は、上記露光手段の露光強度を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
露光手段により潜像担持体に対して画像情報に応じた画素単位で露光処理を行うことで該潜像担持体上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、該露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで上記現像処理を行うものであって、
上記画像濃度条件は、上記露光手段による一画素あたりの露光時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
上記現像処理は、上記現像剤担持体に現像バイアスを印加することにより現像電界を現像領域に形成することで、該現像剤担持体に担持された二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像へ静電的に移動させるものであり、
上記画像濃度条件は、上記現像バイアスの大きさであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
露光手段により潜像担持体に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで該潜像担持体上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、該露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで上記現像処理を行うものであって、
上記画像濃度条件変更手段は、所定の非画像形成タイミングで、上記現像剤担持体の表面移動一周期に対応する距離以上の間隔をあけた複数箇所の画像濃度を把握するための基準濃度パターンを形成するための露光処理を行い、これにより得られる潜像に対して上記現像処理を行ってトナーを付着させて該基準濃度パターンを形成し、該基準濃度パターンにおける該複数箇所の画像濃度を画像濃度検知手段により検知した結果に基づいて、変更する画像濃度条件の内容を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
潜像担持体上のトナー像を被転写体へ転写した後に該潜像担持体上に残存する転写残トナーを上記現像剤担持体に再度担持させて再び現像処理に寄与させるトナーリサイクル手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を現像剤担持体に担持させて潜像担持体上の潜像を現像する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置は、その現像処理の方法により、一成分現像方式と二成分現像方式とに大別することができる。二成分現像方式は、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像領域へ供給して二成分現像剤中のトナーを潜像担持体の潜像に付着させて現像処理を行うものである。これに対し、一成分現像方式は、トナーのみを現像領域へ供給してそのトナーを潜像担持体の潜像に付着させることで現像処理を行うものである。一般に、高速性及び画像再現性が要求される画像形成装置では、トナーの帯電安定性、立ち上がり性、画像品質の長期安定性等で有利な二成分現像方式が多く採用される。一方、省スペース性、低コスト化が要求される画像形成装置では、一成分現像方式が多く採用される。近年、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を用いてトナーのみを現像剤担持体に担持させ、その現像剤担持体によりトナーのみを現像領域へ供給するハイブリッド方式も存在する。このハイブリッド方式も、トナーのみを現像領域へ供給してそのトナーを潜像担持体の潜像に付着させる点では、一成分現像方式と同様である。
【０００３】
従来、ハイブリッド方式を含む一成分現像方式においては、現像領域を通過した現像剤担持体の表面に、潜像担持体の潜像分布に応じて現像によりトナーを消費した部分と現像によりトナーを消費しなかった部分とが混在する現像履歴が残る。このような現像履歴が残ると、今回の現像時において、その現像履歴に応じて前回も現像領域を通過したトナーと今回初めて現像領域を通過するトナーとが現像領域中に存在する。前回も現像領域を通過したトナーは、今回初めて現像領域を通過するトナーと比較して、帯電量が高くなっている。そのため、現像履歴によってトナー帯電量分布にムラが生じ、これにより現像ムラが発生して画像濃度ムラを生じさせる。
【０００４】
特許文献１〜３では、このような現像履歴に起因した画像濃度ムラを抑制するための画像形成装置が開示されている。
特許文献１に記載の画像形成装置では、一成分現像方式において、現像領域に対して現像スリーブ（現像剤担持体）の表面移動方向下流側に、現像スリーブ表面と対向するように電極板を設け、その電極板と現像スリーブ表面との間に振動電界を形成する。この画像形成装置によれば、現像領域を通過した後の現像スリーブ上のトナーに振動電界が作用して、現像スリーブ上のトナーを再配列させることができ、これにより現像履歴を消去することができるとしている。
特許文献２に記載の画像形成装置では、一成分現像方式（ハイブリッド方式）において、供給ローラ上の二成分現像剤で現像ローラ（現像剤担持体）を摺擦することで現像ローラに対してトナーの供給及び回収を行う領域内に、現像ローラ上のトナーを剥離させる剥離部材を設けている。これにより、現像ローラ上の現像残トナーを剥離部材で剥離して供給ローラ上の二成分現像剤に効率よく回収できるので、現像履歴を消去することができるとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、以前の現像領域通過時における影響が今回の現像領域通過時に出る履歴現象は、一成分現像方式に特有の現象であって、二成分現像方式にはそのような履歴現象は発生しない又は影響の程度が低いと考えられていた。しかしながら、本発明者は、鋭意研究の結果、二成分現像方式においても、以下に説明するように、以前の現像領域通過時における影響が今回の現像領域通過時に出て画像濃度ムラを生じさせるという問題が生じることを見出した。
【０００６】
二成分現像方式においては、現像剤担持体の表面に二成分現像剤を担持させた状態で現像剤担持体を表面移動させ、現像装置内の二成分現像剤を現像領域へ供給し、現像領域を通過した二成分現像剤を現像剤担持体の表面移動により再び現像装置内へ戻す。現像領域では、潜像担持体上の潜像部分と対向する位置に担持されている二成分現像剤中のトナーが潜像担持体側へ移動して消費され、潜像担持体上の非潜像部分とする位置に担持されている二成分現像剤中のトナーは消費されないまま現像剤担持体上に残る。二成分現像方式において、現像装置内に戻された二成分現像剤は、磁力の作用を利用して、現像剤担持体から剥離される。そのため、二成分現像方式では、以前の現像領域通過時における影響が今回の現像領域通過時に出るという履歴現象は生じないと考えられていた。
【０００７】
しかしながら、本発明者による鋭意研究の結果、実際には、このような剥離を行っても履歴現象が発生して、画像濃度ムラが生じることが判明した。
すなわち、現像剤担持体は、通常、潜像担持体上の潜像の先端が現像領域に到達する前に回転駆動を開始するため、その潜像の先端が現像領域に到達した際には既に１周以上は空回転した状態である。このような空回転が行われた後に現像を行った場合、図３に示すように、現像剤担持体一周分の長さに相当するピッチ（現像剤担持体ピッチ）Ｌで画像濃度ムラが発生する。なお、図３では、説明のため、ハッチングの密度が高いほど画像濃度が高いことを示している。このような画像濃度ムラが生じる原因は次のように考えられる。すなわち、空回転中に現像領域を通過する際、現像剤担持体表面上に担持されたすべての二成分現像剤中のトナーは、現像剤担持体の表面に引きつけられ、多くのトナーが現像剤担持体表面上に付着する。現像剤担持体表面上に付着したトナーは、現像装置内に戻った二成分現像剤を磁力により現像剤担持体から剥離しても、そのまま現像剤担持体表面上に付着したまま残留する。そのため、例えば、マイナス極性の現像バイアスを現像剤担持体に印加して形成される電界によりマイナス極性に帯電させたトナーを潜像へ付着させる場合には、現像剤担持体表面上に付着しているトナーの電荷によって、現像剤担持体表面上の見かけ上の電位が上昇する。その結果、潜像の先端が現像領域に到達して現像が開始されてから現像剤担持体が一周するまでは、現像剤担持体表面の見かけ上の電位上昇により現像ポテンシャルが目標値よりも高くなって、目標量以上のトナーが潜像に付着することになる。その結果、潜像の先端が現像剤担持体一周分の画像部分は、その画像濃度が目標濃度よりも濃くなってしまう。空回転時に現像剤担持体表面に付着したトナーの多くは、最初の一周の現像によって消費されるため、次の一周の現像時は、最初の一周よりも現像ポテンシャルは低下する。しかしながら、図３に示した例においては、最初の一周の現像だけでは現像剤担持体表面に付着したトナーを十分に消費し切れなかったため、次の周でも現像ポテンシャルが目標値よりもまだ高い状態である。よって、現像剤担持体の２週目に対応する画像部分の画像濃度は、１週目ほど濃くはないが、目標濃度よりもまだ濃いものとなっている。なお、図３に示した例では、現像剤担持体の３周目以降については、画像濃度が目標値まで下がっている。
【０００８】
なお、この問題は、例えば複数の記録材に形成される複数の画像を連続して形成する場合における２つの画像間において現像剤担持体が１周以上空回転する場合にも、同様に生じ得る。すなわち、この場合も、その空回転直後に形成される画像の先端側箇所の画像濃度が目標濃度から外れてしまい、その画像中の後方部分（目標濃度の画像部分）との間で画像濃度ムラが生じるという同様の問題が生じる。
また、１つの記録材に形成される単一画像中に、潜像担持体表面移動方向に現像剤担持体一周分以上の非画像部を含んでいる場合にも、その非画像部が現像領域を通過する際に現像剤担持体が１周以上空回転するため、同様の問題が生じ得る。
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体が１周以上空回転した直後に形成される画像先端側箇所の画像濃度を目標濃度に近付けることで、画像濃度ムラを抑制す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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体を表面移動させることで、該現像剤担持体と潜像担持体とが互いに対向する現像領域へ二成分現像剤を供給し、該現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像へ付着させることにより現像処理して得たトナー像を、最終的に記録材上に転写して記録材上に画像を形成する画像形成装置において、１つの記録材上に形成される単一画像に対する画像濃度条件を、該単一画像中における上記現像剤担持体が１周以上空回転した直後に形成される画像部分の先端側箇所の画像濃度が該単一画像中における他の画像部分よりも低くなる画像濃度条件となるように、上記現像剤担持体の表面移動周期で変更する画像濃度条件変更処理を行う画像濃度条件変更手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記画像濃度条件変更手段は、上記単一画像の先端から上記現像剤担持体の表面移動周期に対応するピッチで画像濃度が段階的に高まる画像濃度条件となるように、上記画像濃度条件変更処理を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、温度検知手段を有し、上記画像濃度条件変更手段は、該温度検知手段の検知結果に基づいて、変更する画像濃度条件の内容を修正することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、湿度検知手段を有し、上記画像濃度条件変更手段は、該湿度検知手段の検知結果に基づいて、変更する画像濃度条件の内容を修正することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、露光手段により潜像担持体に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで該潜像担持体上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、該露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで上記現像処理を行うものであって、上記画像濃度条件は、上記露光手段の露光強度を含むことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、露光手段により潜像担持体に対して画像情報に応じた画素単位で露光処理を行うことで該潜像担持体上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、該露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで上記現像処理を行うものであって、上記画像濃度条件は、上記露光手段による一画素あたりの露光時間であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記現像処理は、上記現像剤担持体に現像バイアスを印加することにより現像電界を現像領域に形成することで、該現像剤担持体に担持された二成分現像剤中のトナーを潜像担持体上の潜像へ静電的に移動させるものであり、上記画像濃度条件は、上記現像バイアスの大きさであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、露光手段により潜像担持体に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで該潜像担持体上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、該露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで上記現像処理を行うものであって、上記画像濃度条件変更手段は、所定の非画像形成タイミングで、上記現像剤担持体の表面移動一周期に対応する距離以上の間隔をあけた複数箇所の画像濃度を把握するための基準濃度パターンを形成するための露光処理を行い、これにより得られる潜像に対して上記現像処理を行ってトナーを付着させて該基準濃度パターンを形成し、該基準濃度パターンにおける該複数箇所の画像濃度を画像濃度検知手段により検知した結果に基づいて、変更する画像濃度条件の内容を修正することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、潜像担持体上のトナー像を被転写体へ転写した後に該潜像担持体上に残存する転写残トナーを上記現像剤担持体に再度担持させて再び現像処理に寄与させるトナーリサイクル手段を有することを特徴とするものである。
【００１１】
二成分現像方式においては、現像剤担持体が１周以上空回転した直後に形成される画像先端から少なくとも現像剤担持体の表面移動一周期に対応する長さを有する画像先端側箇所においては、目標値よりも高い画像濃度の画像が形成されることがある。本発明においては、１つの記録材上に形成される画像（単一画像）を形成する際の画像濃度を決定するための画像濃度条件を、当該単一画像中における現像剤担持体が１周以上空回転した直後に形成される画像部分の先端側箇所の画像濃度が当該単一画像中における他の画像部分よりも低くなる画像濃度条件となるように、現像剤担持体の表面移動周期で変更する。よって、目標値よりも高い画像濃度の画像が形成される画像先端側箇所の画像濃度を、残りの画像箇所（画像濃度が目標値に一致又は近い画像箇所）の画像濃度に影響を与えることなく、目標値に近付けることができる。その結果、単一画像中における画像先端側箇所の画像濃度と残りの画像箇所との画像濃度差を小さくでき、当該単一画像の画像濃度ムラを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、現像剤担持体が１周以上空回転した直後に形成される画像先端側箇所の画像濃度を残りの画像箇所の画像濃度に影響を与えることなく目標濃度に近付けることができるので、画像濃度ムラを抑制することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
【図２】同プリンタにおけるプロセスユニットの概略構成を示す説明図である。
【図３】画像領域全体に所定濃度の均一なベタ画像を形成するための入力画像と、その入力画像の情報に基づいて形成された出力画像とを示す説明図である。
【図４】画像先端からの長さと画像濃度との関係を示すグラフである。
【図５】実施例１における現像ポテンシャル変更処理における現像ポテンシャルの変更方法を説明するためのグラフである。
【図６】露光パワーと現像ポテンシャルとの関係を示すグラフである。
【図７】同現像ポテンシャル変更処理後における画像先端からの長さと画像濃度との関係を示すグラフである。
【図８】単位露光時間と現像ポテンシャルとの関係を示すグラフである。
【図９】現像バイアスと現像ポテンシャルとの関係を示すグラフである。
【図１０】低温環境あるいは低湿環境における、ベタ画像情報に基づいて形成された出力画像を示す説明図である。
【図１１】高温環境あるいは高湿環境における、ベタ画像情報に基づいて形成された出力画像を示す説明図である。
【図１２】現像ポテンシャルを固定した状態で、湿度一定の下、温度を変化させたときの、第１濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ１の変化、及び、第２濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ2の変化、を示すグラフである。
【図１３】現像ポテンシャルを固定した状態で、温度一定の下、湿度を変化させたときの、第１濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ１の変化、及び、第２濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ2の変化、を示すグラフである。
【図１４】低温低湿環境（１０℃、１５％）下において、現像剤を交換してから画像形成回数が相当進んだ状況での現像剤（劣化剤）を用いて画像形成を行ったときの、画像先端からの長さと画像濃度との関係を示すグラフである。
【図１５】基準濃度パターンの一例を示す説明図である。
【図１６】基準濃度パターンの他の例を示す説明図である。
【図１７】濃度センサにより検出される画像濃度に基づく濃度差ΔＩＤと、その濃度差を生じさせるために必要な現像ポテンシャルの差分値ΔＶｐとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した二成分現像方式の画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの一実施形態について説明する。
なお、以下の説明において、二成分現像剤を単に「現像剤」という。
【００１５】
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
同図のプリンタ１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、それぞれ、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す。）用の４つのプロセスユニットを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、それぞれＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの互いに異なる色のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスユニットは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを有している。各プロセスユニットは、感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと、その周囲に配置される部材とが一体的にプリンタ本体に対して着脱可能となっている。
【００１６】
図２は、プロセスユニットの概略構成を示す説明図である。
感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナー等を除去し回収するクリーニング手段としてのドラムクリーニング装置４と、感光体ドラム１の表面摩擦係数を所定の値にするための粉体状の潤滑剤を感光体ドラム１の表面に塗布する潤滑剤塗布手段としての潤滑剤塗布装置２と、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電装置３と、感光体ドラム１の表面に形成される静電潜像をトナーで現像する現像装置５とを有している。
【００１７】
ドラムクリーニング装置４は、クリーニング部材として、クリーニングブレード４１で感光体ドラム１の表面を摺擦してクリーニングを行うブレードクリーニング方式を採用したものであるが、これに限らず、クリーニングブラシ等の他のクリーニング部材を用いて感光体ドラム１の表面を摺擦してクリーニングするクリーニング方式を採用してもよい。本実施形態のドラムクリーニング装置４は、クリーニングブレード４１で感光体ドラム１の表面を摺擦して感光体ドラム１の表面から転写残トナー等をドラムクリーニング装置４の内部に回収する。回収された転写残トナー等は、廃トナー搬送部材４２によってドラムクリーニング装置４の外部に配置された廃トナーボトルへ搬送される。
【００１８】
潤滑剤塗布装置２は、ステアリン酸亜鉛からなる固形潤滑剤２１と、固形潤滑剤２１及び感光体ドラム１に当接した状態で回転駆動する潤滑剤塗布ブラシ２２と、固形潤滑剤２１を潤滑剤塗布ブラシ２２の当接方向へ付勢するバネ２３と、潤滑剤塗布ブラシ２２により感光体ドラム１に塗布された潤滑剤を均一に均す潤滑剤均しブレード２４とから構成されている。この潤滑剤塗布装置２は、回転駆動する潤滑剤塗布ブラシ２２によって固形潤滑剤２１から粉体状の潤滑剤を削り取るとともに、その粉体状の潤滑剤を感光体ドラム１の表面に塗布する。
【００１９】
帯電装置３は、帯電ローラ３１を感光体表面に接触又は近接して配設したものであるが、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器などの他の帯電装置であってもよい。帯電ローラ３１は、図示しない帯電バイアス印加手段からＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳したマイナス極性の帯電バイアスが印加されている。したがって、感光体ドラム１の表面は帯電装置３によって所望のマイナス極性電位に一様に帯電する。また、帯電装置３は、帯電ローラ３１に付着したトナーを除去するためのクリーニングローラ３２が設けられており、このクリーニングローラ３２によって帯電ローラ３１上のトナーが静電的に除去される。
【００２０】
現像装置５は、第一搬送スクリュー５３が配設された第一現像剤収容部と、第二搬送スクリュー５２が配設された第二現像剤収容部を有しており、第一現像剤収容部の下面には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ５１が設置されている。トナー濃度センサ５１の検知結果から得られる透磁率から、磁性体であるキャリア粒子とマイナス極性帯電トナーとの混合比を算出することができるので、現像剤のトナー濃度を把握することができる。現像剤中のトナー濃度が所望のトナー濃度となるように、図示しないトナー補給装置から必要に応じてトナーが補給される。第一搬送スクリュー５３は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、第一現像剤収容部内の現像剤を図面に直交する方向における奥側から手前側に搬送され、第一現像剤収容部と第二現像剤収容部との間の仕切り壁に設けられた図示しない連通口を経て、第二現像剤収容部内に進入する。第二現像剤収容部内の第二搬送スクリュー５２は、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、現像剤を図中手前側から奥側に搬送される。第二搬送スクリュー５２の上方には、現像剤担持体としての現像スリーブ５０が第二搬送スクリュー５２と平行な姿勢で配設されている。現像スリーブ５０は、図中反時計回り方向に回転駆動されている。現像スリーブ５０は、アルミニウム等の非磁性材料からなり、表面をサンドブラストで粗面化処理されている。現像スリーブ５０の内部には、図示しないマグネットが固定配置されており、第二搬送スクリュー５２によって搬送される現像剤の一部は、このマグネットの発する磁力によって現像スリーブ５０の表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ５０と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード５４によってその層厚が規制された後、感光体ドラム１と対向する現像領域まで搬送され、図示しない現像バイアス印加手段から現像スリーブ５０に印加される現像バイアスによって、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成する。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ５０の回転に伴って第二搬送スクリュー５２上に戻される。そして、図中奥端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第一現像剤収容部内に戻る。
【００２１】
トナー濃度センサ５１による現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ５１はトナー濃度に応じた値の電圧を出力する。上記制御部はＲＡＭ等の情報記憶手段を備えており、この中にトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＶｒｅｆを格納しており、トナー濃度センサからの出力電圧値とＶｒｅｆを比較し、図示しないトナー補給装置から比較結果に応じた量のトナーを現像装置５の第一現像剤収容部の図中奥側から補給し、現像剤中のトナー濃度を所望の値に維持する。トナー濃度センサ５１とトナー補給装置によるトナー補強制御は、各色個別に実施される。
【００２２】
４つのプロセスユニットの図中下方には、潜像形成手段としての露光ユニット３０が配設されている。露光ユニット３０は、画像情報に基づいてレーザダイオード（ＬＤ）から発したレーザ光Ｌを、各プロセスユニットの感光体ドラム１の表面に照射する。レーザ光Ｌが照射される感光体ドラム１の表面は、帯電装置３によりマイナス極性の所望電位に帯電されているが、レーザ光Ｌが照射された露光部分は、電位が落とされてゼロ電位に近い値となる。これにより、露光部分と非露光部分との間で電位差が生じ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。なお、露光ユニット３０は、光源たるレーザーダイオードから発したレーザ光をモータによって回転駆動されるポリゴンミラーによって走査され、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラム表面に照射するものである。かかる構成に代えて、ＬＥＤアレイを採用した構成を採用することもできる。
【００２３】
露光ユニット３０の下方には、給紙カセット２００が配設されている。給紙カセット２００内には、記録材である記録紙が収容されており、一番上の記録紙には給紙ローラ７１が当接している。図示しない駆動手段によって、所定のタイミングで給紙ローラ７１が反時計回りに回転駆動されると、記録紙がカセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路に向けて排出される。給紙路に送られた記録紙は、上方に向けて搬送され、レジストローラ対７２に到達して一旦停止される。そして、中間転写ベルト６０上に形成されたトナー画像が二次転写ニップに到達するタイミングに合わせて、レジストローラ７２を所定のタイミングで駆動し、記録紙を二次転写ニップに向けて送り出す。
【００２４】
各プロセスユニットの上方には、像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト６０を張架しながら図中反時計回りに無端移動させる転写手段としての転写ユニットが配設されている。この転写ユニットは、中間転写ベルト６０のほか、ベルトクリーニングユニット６１、各色の感光体ドラムの対向する位置に配設された一次転写ローラ６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋ、外部からの駆動を受け中間転写ベルトを駆動せしめる駆動ローラ６２、ベルトテンションローラ６３等で構成されている。なお、駆動ローラ６２は、二次転写ローラ６４の対向ローラを兼ねている。中間転写ベルト６０は、これらのローラ６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋ，６２，６３に張架されながら、駆動ローラ６２の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動される。
【００２５】
一次転写ローラ６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋは、中間転写ベルト６０を挟んで感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに当接し、一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋには、トナーの正規帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加されており、感光体ドラム上のトナー像はこの転写バイアスによって中間転写ベルト６０上に転写される。各感光体ドラム上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト６０上で互いに重なり合うように順次一次転写され、中間転写ベルト上にトナー画像が形成される。
【００２６】
中間転写ベルト６０の外側には、駆動ローラ６２に対して中間転写ベルト６０を挟んで対向する位置に二次転写ローラ６４が配設されており、二次転写ローラ６４と中間転写ベルト６０とによって二次転写ニップが形成されている。中間転写ベルト６０上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト６０の回転駆動によって二次転写ニップに移動され、同時に、レジストローラ７２からトナー画像の二次転写ニップ進入と同期して記録紙が二次転写ニップに進入される。トナー画像は、二次転写ローラ６４と駆動ローラ６２との間に形成される二次転写電界とニップ圧によって、記録紙に二次転写される。二次転写電界は、駆動ローラ６２にトナーと同極性の転写バイアスを印加し、二次転写ローラ６４を接地することで形成している。
【００２７】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６０上には、記録紙に転写されなかった転写残トナーが僅かに残って付着している。これは、ベルトクリーニングユニット６１によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット６１は、クリーニングブレードを中間転写ベルト６０の表面に当接させて、中間転写ベルト６０上の転写残トナーを掻きとって除去する。中間転写ベルト６０上から除去された転写残トナーは、廃トナーボトルに収容され、廃棄される。
【００２８】
二次転写ニップの上方には、定着ユニット８０が配設されている。この定着ユニット８０は、電磁誘導発熱層を内包する加熱部材と、加熱部材に対して所定圧力で当接して定着ニップを形成する加圧部材とから構成される。二次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト６０から分離した後、定着ユニット８０内に送られる。そして、定着ユニット８０の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、加熱部材によって加熱され、同時に定着ニップで加圧されてトナー画像が記録紙上に定着せしめられる。このようにして定着処理が施された記録紙は、排紙ローラ対を経由して機外に排出され、プリンタ本体の上面にスタックされる。
【００２９】
また、転写ユニットの上方には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを収容する各色のトナーボトルが配設されている。トナーボトルに収容された各色のトナーは、各色のプロセスユニットの現像装置に適宜供給される。これらトナーボトルは、プリンタ本体から脱着可能となっており、ボトル内のトナー残量がなくなると、トナーボトルを交換できるかたちになっている。
【００３０】
次に、本発明の特徴部分である画像濃度条件変更処理としての現像ポテンシャル変更処理について説明する。
図３は、画像領域全体に所定濃度の均一なベタ画像を形成するための入力画像と、その入力画像の情報に基づいて形成された出力画像（単一画像）とを示す説明図である。
図４は、画像先端からの長さと画像濃度との関係を示すグラフである。
現像スリーブ５０は、入力画像情報に対応した感光体ドラム１上の静電潜像の先端が現像領域に到達する前に回転駆動が開始され、その静電潜像の先端が現像領域に到達した際には既に１周以上は空回転した状態となる。このような空回転が行われた後に現像を行うと、上述したとおり、図３に示すような画像濃度ムラが発生する。この画像濃度ムラは、現像スリーブ５０の一周分の長さに相当するピッチ（以下「スリーブピッチ」という。）Ｌで生じる。なお、ここでは、画像濃度変化が３段階である場合について例示しているが、２段階の場合もあれば、４段階以上である場合もある。この画像濃度ムラは、前回に画像形成した画像パターンによらずに起こることが確認されている。
【００３１】
この画像濃度ムラが生じる原因は、既に述べたとおりである。すなわち、現像ポテンシャルは、画像全面を作像中は常に一定になるように設定されているにもかかわらず、空回転中における現像領域内の電界の影響によって現像スリーブ５０の表面にトナーが多数付着することによって、実効的な現像ポテンシャルが高くなることに起因する。
【００３２】
この点について補足説明すると、本実施形態では、現像スリーブ５０に対し、ほぼゼロ電位である露光部電位（静電潜像電位）と、帯電装置３によるマイナス極性の帯電電位である非露光部電位（非静電潜像電位）との間の電位である現像バイアスが印加される。そのため、現像スリーブ５０と静電潜像との間には、マイナス極性に帯電したトナーを静電潜像側へ移動させる現像電界が形成される一方、現像スリーブ５０と非静電潜像との間には、マイナス極性に帯電したトナーを現像スリーブ側へ移動させる電界（反現像電界）が形成される。現像スリーブ５０が空回転している間、現像領域の感光体ドラム１の表面はすべて非静電潜像であるため、現像領域を通過する際に現像スリーブ５０上の現像剤中のトナーは反現像電界の作用により現像スリーブ５０の表面へ移動し、現像スリーブ５０の表面に付着する。マイナス極性に帯電したトナーが現像スリーブ５０の表面に付着すると、マイナス極性の現像バイアスが印加された現像スリーブ５０の表面の見かけ上の電位が上昇する（マイナス側へシフトする）。その結果、現像スリーブ５０と静電潜像との間の電位差（現像ポテンシャル）が増大するため、図４に示すように、画像先端側箇所（画像先端からの距離が０〜２Ｌの画像箇所）の画像濃度ＩＤ1，ＩＤ2が目標の画像濃度ＩＤ0よりも高くなる。
【００３３】
なお、空回転時に現像スリーブ５０の表面に付着したトナーの少なくとも一部は、最初の一周の現像によって消費されるため、次の一周の現像時は、最初の一周よりも実効的な現像ポテンシャルは低下する。そのため、図４に示すように、画像先端からの距離が０〜Ｌである画像箇所（以下「第１濃度上昇画像箇所」という。）の画像濃度ＩＤ1よりも、画像先端からの距離がＬ〜２Ｌである画像箇所（以下「第２濃度上昇画像箇所」という。）の画像濃度ＩＤ2の方が低い値をとる。本実施形態では、現像開始後の１周目だけでは現像スリーブ５０の表面に付着したトナーを消費しきれないため、２週目の画像濃度ＩＤ2は目標値ＩＤ0よりもまだ高い値となっているが、現像開始後に現像スリーブ５０が２周すれば現像スリーブ５０の表面に付着したトナーの大部分を消費することができるので、３週目以降の画像濃度ＩＤ0は目標値ＩＤ0とほぼ同じ値となる。
【００３４】
ここで、画像濃度の上昇が発生する画像先端側箇所における現像スリーブ５０の一周期に対応する長さをＬ［ｍｍ］、感光体ドラム１の回転周速をＶｐ［ｍｍ／ｓ］、現像スリーブ５０の回転周速をＶｓ［ｍｍ／ｓ］、現像スリーブ５０の直径をＤｓ［ｍｍ］とすると、下記の式（１）より求められる。
Ｌ  ＝  π×Ｄｓ／（Ｖｓ／Ｖｐ）  ・・・（１）
【００３５】
〔実施例１〕
以下、本実施形態における現像ポテンシャル変更処理の実施例（以下、本実施例を「実施例１」という。）について説明する。
本実施例１では、リコーＩｍａｇｉｏＭＰＣ４５００をベースとした実験機を用いて、現像ポテンシャル変更処理を実行し、その効果について確認した。
【００３６】
本実施例１における主な作像条件は、以下のとおりである。
・感光体帯電電位Ｖｄ  ＝  −７００［Ｖ］
・感光体回転周速Ｖｐ  ＝  ２０５［ｍｍ／ｓ］
・現像スリーブ回転周速Ｖｓ  ＝  ３６９［ｍｍ／ｓ］
・現像スリーブ直径Ｄｓ  ＝  １８［ｍｍ］
【００３７】
図５は、本実施例１における現像ポテンシャル変更処理における現像ポテンシャルの変更方法を説明するためのグラフである。
このグラフにおいて、時刻ｔｓは、画像先端が現像領域に到達する時刻であり、時刻ｔ1は、時刻ｔｓから現像スリーブ５０が１周した後の時刻であり、時刻ｔ2は、時刻ｔｓから現像スリーブ５０が２周した後の時刻である。
本実施例１において、画像濃度の上昇が発生する画像先端側箇所における現像スリーブ５０の一周期に対応する長さＬ［ｍｍ］は、上記式（１）より、Ｌ＝π×１８［ｍｍ］÷（３６９［ｍｍ／ｓ］÷２０５［ｍｍ／ｓ］）≒３１ｍｍである。
また、本実施例１において、現像スリーブ５０の一周期は、π×１８ｍｍ÷３６９ｍｍ／ｓ≒１５０ｍｓとなる。
【００３８】
本実施例１においては、第１濃度上昇画像箇所（画像先端からの距離が０〜Ｌ）と、第２濃度上昇画像箇所（画像先端からの距離がＬ〜２Ｌ）について、その現像処理中における現像ポテンシャルを次のように変更する。まず、第１濃度上昇画像箇所の現像処理中（ｔｓ〜ｔ1の期間）においては現像ポテンシャルがＶＰ１となるように設定し、第２濃度上昇画像箇所の現像処理中（ｔ1〜ｔ2の期間）においては現像ポテンシャルがＶＰ2となるように設定する。
【００３９】
第１現像ポテンシャルＶＰ１は、画像濃度が目標濃度とほぼ一致する濃度定常画像箇所（現像スリーブ５０の３週目以降の画像箇所）の現像処理における定常時現像ポテンシャルＶＰ０に対し、ΔＶ１だけ小さい値に設定されている。この下げ幅ΔＶ１は、空回転中における現像スリーブ表面へのトナー付着により上昇する現像ポテンシャルの上昇量に相当する値であり、実験等により決定することができる。
また、第２現像ポテンシャルＶＰ２は、定常時現像ポテンシャルＶＰ０に対してΔＶ２だけ小さい値に設定されている。この下げ幅ΔＶ２は、空回転中における現像スリーブ表面へのトナー付着により上昇する現像ポテンシャルの上昇量から、現像スリーブを１回転させた後にも現像スリーブ表面に残存するトナーによって上昇する現像ポテンシャルの上昇量に相当する値であり、実験等により決定することができる。
【００４０】
現像ポテンシャルの変更方法としては、現像ポテンシャルをごく短時間で迅速に変更できる方法であれば、どのような方法であってもよい。例えば、本実施形態のように、露光手段である露光ユニット３０により感光体ドラム１に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで感光体ドラム上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、その露光部（静電潜像部分）のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで現像処理を行う場合には、露光ユニット３０の光源であるレーザダイオード（ＬＤ）から照射するレーザ光Ｌのパワー（露光強度）を変更する方法を採用できる。ＬＤの露光パワーと現像ポテンシャルとの関係は、図６に示すように、所定範囲内であれば比例関係となる。よって、この比例関係を利用して、図６に示すように、現像スリーブ５０の空回転直後の現像スリーブ１周目における露光パワーをＰ１とし、現像スリーブ２周目における露光パワーをＰ２とする。これらの露光パワーＰ１，Ｐ２は、Ｐ１＜Ｐ２であって、いずれも、定常時現像ポテンシャルＶＰ０のときの露光パワーよりも小さい値である。このように露光ユニット３０の露光パワーを制御することで、図５に示したような現像ポテンシャルＶＰ１，ＶＰ２が得られる。その結果、第１濃度上昇画像箇所と第２濃度上昇画像箇所の画像濃度は、図７に示すように、それぞれ、このような制御を行わない場合の画像濃度ＩＤ1，ＩＤ2よりも目標の画像濃度ＩＤ0よりに近い画像濃度ＩＤ1’，ＩＤ2’となる。
【００４１】
また、現像ポテンシャルを変更する他の方法としては、例えば、本実施形態のように、露光手段である露光ユニット３０により感光体ドラム１に対して画像情報に応じた画素単位でドット潜像を形成する露光処理を行うことで感光体ドラム上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、その露光部（静電潜像部分）のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで現像処理を行う場合には、露光ユニット３０による一画素あたりの露光時間を変更する方法を採用できる。一画素（１ドット）当たりのＬＤの露光時間（以下「単位露光時間」という。）と現像ポテンシャルとの関係は、図８に示すように、所定範囲内であれば比例関係となる。よって、この比例関係を利用して、図８に示すように、現像スリーブ５０の空回転直後の現像スリーブ１周目における単位露光時間をＴ１とし、現像スリーブ２周目における単位露光時間をＴ２とする。これらの単位露光時間Ｔ１，Ｔ２は、Ｔ１＜Ｔ２であって、いずれも、定常時現像ポテンシャルＶＰ０のときの単位露光時間よりも短い時間である。このように露光ユニット３０の単位露光時間を制御することで、図５に示したような現像ポテンシャルＶＰ１，ＶＰ２が得られる。その結果、第１濃度上昇画像箇所と第２濃度上昇画像箇所の画像濃度は、図７に示すように、それぞれ、このような制御を行わない場合の画像濃度ＩＤ1，ＩＤ2よりも目標の画像濃度ＩＤ0よりに近い画像濃度ＩＤ1’，ＩＤ2’となる。
【００４２】
また、現像ポテンシャルを変更する更に他の方法としては、例えば、本実施形態のように、現像処理が、現像スリーブ５０に現像バイアスを印加することにより現像電界を現像領域に形成することで、現像スリーブ５０に担持された現像剤中のトナーを感光体ドラム１上の静電潜像へ静電的に移動させるものである場合には、その現像バイアスの大きさを変更する方法を採用できる。現像バイアスと現像ポテンシャルとの関係は、図９に示すように、所定範囲内であれば比例関係となる。よって、この比例関係を利用して、図９に示すように、現像スリーブ５０の空回転直後の現像スリーブ１周目における現像バイアスをＶＢ１、現像スリーブ２周目における現像バイアスをＶＢ２とする。これらの現像バイアスＶＢ１，ＶＢ２は、ＶＢ１＜ＶＢ２であって、いずれも、定常時現像ポテンシャルＶＰ０のときの現像バイアスよりも低い値である。このように現像装置５の現像スリーブ５０に印加する現像バイアスを制御することで、図５に示したような現像ポテンシャルＶＰ１，ＶＰ２が得られる。その結果、第１濃度上昇画像箇所と第２濃度上昇画像箇所の画像濃度は、図７に示すように、それぞれ、このような制御を行わない場合の画像濃度ＩＤ1，ＩＤ2よりも目標の画像濃度ＩＤ0よりに近い画像濃度ＩＤ1’，ＩＤ2’となる。
【００４３】
〔実施例２〕
以下、本実施形態における現像ポテンシャル変更処理の他の実施例（以下、本実施例を「実施例２」という。）について説明する。
上記実施例１において、定常時現像ポテンシャルＶＰ０に対する第１現像ポテンシャルＶＰ１及び第１現像ポテンシャルＶＰ2の下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2をそれぞれ、温度にかかわらず一定に設定した場合、次のような問題が発生する。すなわち、下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を決定した際の想定温度よりも低い温度環境（低温環境）下では、図１０のように、濃度定常画像箇所よりも、その画像先端箇所（特に第１濃度上昇画像箇所）の画像濃度が高くなってしまう。逆に、下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を決定した際の想定温度よりも高い温度環境（高温環境）下では、図１１のように、濃度定常画像箇所よりも、その画像先端箇所（特に第１濃度上昇画像箇所）の画像濃度が低くなってしまう。
【００４４】
本実施例２では、このような温度変化によって生じ得る画像濃度ムラの発生を抑制するために、次のような現像ポテンシャル変更処理を行う。
図１２は、第１現像ポテンシャルＶＰ１と第２現像ポテンシャルＶＰ２を固定した状態で、湿度一定の下、温度を変化させたときの、第１濃度上昇画像箇所（図１０及び図１１に示すＡ〜Ｂの画像箇所）と濃度定常画像箇所（図１０及び図１１に示すＣ〜Ｄの画像箇所）との画像濃度差ΔＩＤ１の変化、及び、第２濃度上昇画像箇所（図１０及び図１１に示すＢ〜Ｃの画像箇所）と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ2の変化、を示すグラフである。
このグラフにより、温度と各画像濃度差ΔＩＤ1，ΔＩＤ2との関係は反比例の関係にあることが確認された。この結果を受けて、本実施例２では、第１現像ポテンシャルＶＰ１の下げ幅ΔＶ１及び第２現像ポテンシャルＶＰ２の下げ幅ΔＶ2を、それぞれ、下記の表１に示すとおりに設定した。
【表１】
0005522523.tif 000002
【００４５】
具体的には、温度検知手段としての温度センサを本プリンタ内に設置し、そのセンサ出力をプリンタ本体の制御部に出力させる。また、上記表１に対応したデータテーブルを記憶部に保持しておく。制御部は、上述した現像ポテンシャル変更処理を行うにあたり、まず、温度センサのセンサ出力から現在の温度を把握し、その把握した温度に対応する第１現像ポテンシャル及び第２現像ポテンシャルの下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を、記憶部のデータテーブルを参照して決定する。その後、制御部は、第１現像ポテンシャルＶＰ１が、決定した下げ幅ΔＶ1を定常時現像ポテンシャルＶＰ０から差し引いた値となるように、かつ、第２現像ポテンシャルＶＰ２が、決定した下げ幅ΔＶ２を定常時現像ポテンシャルＶＰ０から差し引いた値となるように、現像ポテンシャル変更処理を実行する。その結果、温度によらず、図７に示すように、画像濃度のほぼ均一な画像を出力することができる。
【００４６】
〔実施例３〕
以下、本実施形態における現像ポテンシャル変更処理の更に他の実施例（以下、本実施例を「実施例３」という。）について説明する。
上記実施例１において、定常時現像ポテンシャルＶＰ０に対する第１現像ポテンシャルＶＰ１及び第１現像ポテンシャルＶＰ2の下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2をそれぞれ、湿度にかかわらず一定に設定した場合、上記実施例２で説明した温度変化が生じる場合と同様の問題が発生する。すなわち、下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を決定した際の想定よりも低い湿度環境（低湿環境）下でも、図１０のように、濃度定常画像箇所よりも、その画像先端箇所（特に第１濃度上昇画像箇所）の画像濃度が高くなってしまう。逆に、下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を決定した際の想定湿度よりも高い湿度環境（高湿環境）下では、図１１のように、濃度定常画像箇所よりも、その画像先端箇所（特に第１濃度上昇画像箇所）の画像濃度が低くなってしまう。
【００４７】
本実施例３では、このような湿度変化によって生じ得る画像濃度ムラの発生を抑制するために、次のような現像ポテンシャル変更処理を行う。
図１３は、第１現像ポテンシャルＶＰ１と第２現像ポテンシャルＶＰ２を固定した状態で、温度一定の下、湿度を変化させたときの、第１濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ１の変化、及び、第２濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差ΔＩＤ2の変化、を示すグラフである。
このグラフにより、湿度と各画像濃度差ΔＩＤ1，ΔＩＤ2との関係は反比例の関係にあることが確認された。この結果を受けて、本実施例３では、第１現像ポテンシャルＶＰ１の下げ幅ΔＶ１及び第２現像ポテンシャルＶＰ２の下げ幅ΔＶ2を、それぞれ、下記の表２に示すとおりに設定した。
【表２】
0005522523.tif 000003
【００４８】
具体的には、湿度検知手段としての湿度センサを本プリンタ内に設置し、そのセンサ出力をプリンタ本体の制御部に出力させる。また、上記表２に対応したデータテーブルを記憶部に保持しておく。制御部は、上述した現像ポテンシャル変更処理を行うにあたり、まず、湿度センサのセンサ出力から現在の湿度を把握し、その把握した湿度に対応する第１現像ポテンシャル及び第２現像ポテンシャルの下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を、記憶部のデータテーブルを参照して決定する。その後、制御部は、第１現像ポテンシャルＶＰ１が、決定した下げ幅ΔＶ1を定常時現像ポテンシャルＶＰ０から差し引いた値となるように、かつ、第２現像ポテンシャルＶＰ２が、決定した下げ幅ΔＶ２を定常時現像ポテンシャルＶＰ０から差し引いた値となるように、現像ポテンシャル変更処理を実行する。その結果、湿度によらず、図７に示すように、画像濃度のほぼ均一な画像を出力することができる。
【００４９】
なお、上述した実施例２及び３を組み合わせて、温度と湿度の両方を考慮した現像ポテンシャル変更処理を行うようにしてもよい。
【００５０】
〔実施例４〕
以下、本実施形態における現像ポテンシャル変更処理の更に他の実施例（以下、本実施例を「実施例４」という。）について説明する。
上述した実施例２及び３では、第１濃度上昇画像箇所や第２濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差が、温度や湿度などの環境変化によって変化する問題に対し、その問題を発生させる原因（温度変化、湿度変化）の現状を把握して当該画像濃度差を小さくするという対応方法である。しかしながら、当該画像濃度差に変化を生じさせる原因は、温度変化や湿度変化に限らず、現像剤の状態変化（トナー帯電量の変化、キャリアやトナーの劣化状態等）などの他の要因にも起因する。
【００５１】
図１４は、低温低湿環境（１０℃、１５％）下において、現像剤を交換してから画像形成回数が相当進んだ状況での現像剤（劣化剤）を用いて画像形成を行ったときの、画像先端からの長さと画像濃度との関係を示すグラフである。
このグラフと、一般的なオフィス環境（２３℃、５０％）下において、現像剤を交換した直後の現像剤（初期剤）を用いて画像形成を行ったときの図４に示したグラフとを比較する。なお、両者の濃度定常画像箇所の画像濃度ＩＤ0，ＩＤ20は、互いに一致するように画像濃度条件が調整されている。これらのグラフを比較してわかるように、図１４に示すグラフの第１濃度上昇画像箇所及び第２濃度上昇画像箇所の画像濃度ＩＤ21，ＩＤ22は、いずれも、図４に示したグラフの画像濃度ＩＤ1，ＩＤ2よりも高いものとなっている。
【００５２】
このような現像剤の状態変化は、温度や湿度のように直接的に検知することが困難である。しかも、第１濃度上昇画像箇所や第２濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差に変化を生じさせる原因は、温度変化、湿度変化、現像剤の状態変化などの様々な要因が複合的に寄与したものであるため、当該画像濃度差の変化を生じさせる原因ごとに、その現状を把握して当該画像濃度差を小さくするという対応方法では、画像濃度差を十分に小さくできない場合が起こり得る。
【００５３】
そこで、本実施例４においては、次のような現像ポテンシャル変更処理を行う。
所定の非画像形成タイミングで、通常の画像形成動作と同じ動作によって、感光体ドラム表面移動方向に延びる縦帯状の静電潜像を形成し、これを現像装置５によって現像して、図１５に示すような基準濃度パターンを形成する。この基準濃度パターンは、後述する濃度センサの読み取り面積Ｓよりも大きいパターンであることが望ましい。なお、必要な基準濃度パターンの部分は、現像スリーブ５０の一回転周期に対応する距離以上の間隔をあけて部分だけなので、図１６に示すように、この間隔をあけて形成した複数の濃度パターンで基準濃度パターンを構成してもよい。
【００５４】
本実施例４では、当該基準濃度パターンが通過する箇所に、その基準濃度パターンの画像濃度を検知するための画像濃度検知手段としての濃度センサ（反射型光学センサ）を設けている。この濃度センサは、基準濃度パターンが通過する箇所であれば、感光体ドラム１の表面に対向する箇所でも、中間転写ベルト６０の表面に対向する箇所でもよい。そして、本実施例４において、制御部は、このようにして形成された基準濃度パターンに対し、基準濃度パターンの先端から現像スリーブ５０の一回転周期に対応する距離Ｌまでの箇所（第１検知箇所）内の画像濃度、その第１検知箇所の後端から現像スリーブ５０の一回転周期に対応する距離Ｌまでの箇所（第２検知箇所）内の画像濃度、その第２検知箇所の後端以降の箇所（第３検知箇所）の画像濃度を、濃度センサで検知する。そして、制御部は、このようにして把握した各検知箇所の画像濃度から、第１検知箇所の画像濃度と第３検知箇所の画像濃度との第１差分値ΔＩＤ31と、第２検知箇所の画像濃度と第３検知箇所の画像濃度との第２差分値ΔＩＤ32とを算出する。
【００５５】
図１７は、濃度センサにより検出される画像濃度に基づく濃度差ΔＩＤと、その濃度差を生じさせるために必要な現像ポテンシャルの差分値ΔＶｐとの関係を示すグラフである。
本実施例４において、制御部は、この比例関係を利用して、図１７に示すように、第１差分値ΔＩＤ31に対応する現像ポテンシャルの差分値（下げ幅）ΔＶ1を特定する。そして、定常時現像ポテンシャルＶＰ０に対し、特定した下げ幅ΔＶ１だけ小さい値を、第１現像ポテンシャルＶＰ１として決定する。同様に、制御部は、この比例関係を利用して、図１７に示すように、第２差分値ΔＩＤ32に対応する現像ポテンシャルの差分値（下げ幅）ΔＶ2を特定する。そして、定常時現像ポテンシャルＶＰ０に対し、特定した下げ幅ΔＶ2だけ小さい値を、第２現像ポテンシャルＶＰ2として決定する。その後、制御部は、画像形成動作を行う際の現像ポテンシャル変更処理において、第１濃度上昇画像箇所の現像ポテンシャルがこのように決定した第１現像ポテンシャルＶＰ1となるように、かつ、第２濃度上昇画像箇所の現像ポテンシャルがこのように決定した第２現像ポテンシャルＶＰ2となるように、露光パワー、単位露光時間、現像バイアスなどを変更する処理を行う。その結果、直接的に検知することが困難な現像剤の状態変化に起因した画像濃度差の発生や、複合的な要因に生じる画像濃度差の発生を抑制することができる。
【００５６】
なお、本実施例４の現像ポテンシャル変更処理は、前回の基準濃度パターン形成時からその次の基準濃度パターン形成時までの期間中における、第１濃度上昇画像箇所や第２濃度上昇画像箇所と濃度定常画像箇所との画像濃度差に変化を生じさせる要因の変動には対応できない。したがって、この期間中の要因変動にも対応する場合には、上述した実施例２や実施例３のように、当該画像濃度差の変化を生じさせる原因ごとに、その現状を把握して当該画像濃度差を小さくするという対応方法を組み合わせてもよい。
また、本実施例４において、基準濃度パターンを形成して第１現像ポテンシャル及び第２現像ポテンシャルの下げ幅ΔＶ1，ΔＶ2を特定する処理を実行する所定の非画像形成タイミングは、ジョブエンド時であってもよいし、ジョブ前であってもよいし、紙間であってもよいし、プロセスコントロール実行時等であってもよい。
【００５７】
以上、本実施形態に係るプリンタは、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像スリーブ５０を表面移動（回転）させることで、現像スリーブ５０と潜像担持体としての感光体ドラム１とが互いに対向する現像領域へ現像剤を供給し、現像領域にて現像剤中のトナーを感光体ドラム上の静電潜像へ付着させることにより現像処理して得たトナー像を、最終的に記録材としての記録紙上に転写して記録紙上に画像を形成する画像形成装置である。そして、このプリンタは、１つの記録紙上に形成される画像（単一画像）に対する画像濃度条件としての現像ポテンシャルを現像スリーブ５０の表面移動周期（回転周期）で所定回数（本実施形態では２回）変更する画像濃度条件変更処理を行う画像濃度条件変更手段としての制御部を有する。これにより、二成分現像方式において、現像スリーブ５０が１周以上空回転した直後に形成される画像先端から少なくとも現像スリーブ一回転周期に対応する長さＬを有する画像先端側箇所Ａ〜Ｃの画像濃度を目標値に近付けることができる。その結果、単一画像中における画像先端側箇所Ａ〜Ｃの画像濃度と残りの画像箇所Ｃ〜Ｄとの画像濃度差を小さくでき、当該単一画像の画像濃度ムラを抑制することができる。
特に、本実施形態においては、画像先端から現像スリーブ５０の回転周期に対応するピッチＬで画像濃度が変わるように、現像ポテンシャルを複数回変更する。これにより、空回転後の現像時に現像スリーブ５０を１周させるだけでは現像ポテンシャルが定常時現像ポテンシャルまで回復しない場合でも、単一画像の画像濃度ムラを抑制することができる。
また、上記実施例２では、温度検知手段としての温度センサを設け、変更する現像ポテンシャルの設定内容を温度センサの検知結果に基づいて修正するので、温度によらず、画像濃度のほぼ均一な画像を出力することができる。
また、上記実施例３では、湿度検知手段としての湿度センサを設け、変更する現像ポテンシャルの設定内容を湿度センサの検知結果に基づいて修正するので、湿度によらず、画像濃度のほぼ均一な画像を出力することができる。
また、上記実施例１で説明したように、露光手段である露光ユニット３０により感光体ドラム１に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで感光体ドラム上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、その露光部（静電潜像部分）のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで現像処理を行う場合には、露光ユニット３０の光源であるレーザダイオード（ＬＤ）から照射するレーザ光Ｌのパワー（露光強度）を変更することで、現像ポテンシャルを変更することができる。
また、上記実施例１で説明したように、露光手段である露光ユニット３０により感光体ドラム１に対して画像情報に応じた画素単位でドット潜像を形成する露光処理を行うことで感光体ドラム上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、その露光部（静電潜像部分）のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで現像処理を行う場合には、露光ユニット３０による一画素あたりの露光時間を変更することで、現像ポテンシャルを変更することができる。
また、上記実施例１で説明したように、現像処理が、現像スリーブ５０に現像バイアスを印加することにより現像電界を現像領域に形成することで、現像スリーブ５０に担持された現像剤中のトナーを感光体ドラム１上の静電潜像へ静電的に移動させるものである場合には、その現像バイアスの大きさを変更することで、現像ポテンシャルを変更することができる。
また、上記実施例４においては、露光手段である露光ユニット３０により感光体ドラム１に対して画像情報に応じた露光処理を行うことで感光体ドラム１上の露光部と非露光部との間に電位差を形成し、その露光部のみにトナーを静電的に移動させる現像電界を現像領域に形成することで現像処理を行う場合において、所定の非画像形成タイミングで、現像スリーブ５０の一回転周期に対応する距離Ｌ以上の間隔をあけた複数箇所の画像濃度を把握するための基準濃度パターンを形成するための露光処理を行い、これにより得られる静電潜像に対して現像処理を行ってトナーを付着させて当該基準濃度パターンを形成し、その基準濃度パターンにおけると当該複数箇所（第１検知箇所、第２検知箇所、第３検知箇所）の画像濃度を画像濃度検知手段としての濃度センサにより検知した結果に基づいて、変更する現像ポテンシャルの設定内容を修正する。これにより、直接的に検知することが困難な現像剤の状態変化等に起因した画像濃度差の発生や、複合的な要因に生じる画像濃度差の発生を抑制することができる。
なお、感光体ドラム１上のトナー像を被転写体である中間転写ベルト６０へ転写した後に感光体ドラム１上に残存する転写残トナーを現像スリーブ５０に再度担持させて再び現像処理に寄与させるトナーリサイクル手段を設けてもよい。一般に、トナーには粒径分布が存在し、現像されやすいのは付着力の小さな大粒径トナーであるため、トナーリサイクルを行うほど現像ユニット内の小粒径トナーの割合が増加する。付着力の大きな小粒径トナーは、現像スリーブ５０の表面に付き易いため、空回転後の現像時において画像先端箇所における現像ポテンシャルの上昇を招きやすい。上記実施例４のプリンタは、上述したとおり、このような現像ポテンシャルの上昇を招く場合でも、画像濃度差の発生を抑制できるので、トナーリサイクル手段を設けたプリンタにおいて有効な構成である。
【符号の説明】
【００５８】
１  感光体ドラム
５  現像装置
５０  現像スリーブ
６０  中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開平９−１０６１７５号公報
【特許文献２】特開２００７−８６４４８号公報
【図１】
0005522523.tif 000004
【図２】
0005522523.tif 000005
【図３】
0005522523.tif 000006
【図４】
0005522523.tif 000007
【図５】
0005522523.tif 000008
【図６】
0005522523.tif 000009
【図７】
0005522523.tif 000010
【図８】
0005522523.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0005522523.tif 000013
【図１１】
0005522523.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005522523.tif 000018
【図１６】
0005522523.tif 000019
【図１７】
0005522523.tif 000020