(57)【要約】【課題】現像ギャップの周期的な変動に起因する画像濃度ムラの発生を抑えつつ、バイアスを一定値から変動波形に従って変動するものに切り替える際の地汚れやキャリア付着の発生を抑える。【解決手段】時点ｔ０でプリントジョブを開始した後、感光体の回転速度が安定化する時点２が到来してから、回転角度姿勢検知手段によって感光体について所定の回転角度姿勢になったことが検知された時点ＨＰを経て、更に時点ＨＰから所定時間ｔａが経過したタイミングで、現像バイアスの出力を中心値Ｐｃで一定にする処理から現像補正データテーブルに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるようにした。前述のタイミングは、図示のように、現像バイアスの周期的な変動波形が中心値Ｐｃになるタイミングである。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記現像手段に供給するための現像バイアスを出力する現像電源と、現像バイアス制御データに基づいて前記現像電源からの前記現像バイアスの出力を周期的に変動させる処理を実施するバイアス制御手段とを備える画像形成装置において、
画像形成動作の開始後、前記現像バイアスの出力を周期的な変動範囲における中心的な値である、予め調整した固定バイアス値で作像するときの調整バイアス値で一定にする処理を実施した後、前記変動範囲における前記調整バイアス値からの差分が所定の閾値以下になるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源と、帯電バイアス制御データに基づいて前記帯電電源からの前記帯電バイアスの出力を周期的に変動させる処理を実施するバイアス制御手段とを備える画像形成装置において、
画像形成動作の開始後、前記帯電バイアスの出力を周期的な変動範囲における中心的な値である、予め調整した固定バイアス値で作像するときの調整バイアス値で一定にする処理を実施した後、前記変動範囲における前記調整バイアス値からの差分が所定の閾値以下になるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記現像手段に供給するための現像バイアスを出力する現像電源を設けるとともに、
現像バイアス制御データに基づいて前記現像電源からの前記現像バイアスの出力を周期的に変動させる処理を実施し、且つ、画像形成動作の開始後、前記現像バイアスの出力を周期的な変動範囲における中心的な値である、予め調整した固定バイアス値で作像するときの調整バイアス値で一定にする処理を実施した後、前記現像バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
前記潜像担持体について所定の回転角度姿勢になったことを検知する回転姿勢検知手段を設けるとともに、
前記回転姿勢検知手段によって前記回転角度姿勢になったことが検知されたタイミングである姿勢検知タイミングと、前記帯電バイアス制御データ又は前記現像バイアス制御データとに基づいて、前記帯電バイアス又は前記現像バイアスの出力を一定にする処理から前記帯電バイアス制御データ又は前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるタイミングを決定するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記帯電バイアスの出力を、ゼロから段階的に前記変動範囲の調整バイアス値まで変化させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４又は５の画像形成装置において、
前記現像バイアスの出力を、ゼロから段階的に前記変動範囲の調整バイアス値まで変化させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４の画像形成装置において、
前記帯電バイアスの前記変動範囲のうち、前記調整バイアス値からの差分がゼロになるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項４又は７の画像形成装置において、
前記現像バイアスの前記変動範囲のうち、前記調整バイアス値からの差分がゼロになるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項４乃至８の何れかの画像形成装置において、
前記潜像担持体上のトナー像、又は前記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段と、前記潜像担持体上に画像濃度変動検知用のベタトナー像を形成する処理を前記姿勢検知タイミングに基づいて開始した後、前記ベタトナー像における潜像担持体表面移動方向の画像濃度変動を前記画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて前記現像バイアス制御データを構築する制御データ構築手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
前記現像バイアス制御データに基づいて前記現像バイアスの出力を変動させている状態で、前記潜像担持体上に画像濃度変動検知用の中間調トナー像を形成する処理を前記姿勢検知タイミングに基づいて開始した後、前記中間調トナー像における潜像担持体表面移動方向の画像濃度変動を前記画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて前記帯電バイアス制御データを構築する処理を実施するように、前記制御データ構築手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
画像形成動作の開始後、前記姿勢検知タイミングに基づいて前記帯電バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替えた後、潜像担持体の表面移動方向における全域のうち、前記帯電バイアスを前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理によって帯電せしめられた箇所の先端が前記潜像担持体と前記現像手段との対向領域である現像領域に進入するタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替える処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
前記潜像担持体の回転駆動開始後、前記潜像担持体の回転速度が所定速度まで上昇するのに必要な時間が経過した直後の前記姿勢検知タイミングに基づいて、前記帯電バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替えるタイミングを決定する処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２の何れかの画像形成装置において、
前記現像バイアスの前記変動範囲が所定の変動幅以下である場合には、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記現像バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３の何れかの画像形成装置において、
前記帯電バイアスの前記変動範囲が所定の変動幅以下である場合には、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記帯電バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項９乃至１４の何れかの画像形成装置において、
前記潜像担持体の表面移動方向にて潜像担持体２周以上の長さの前記ベタトナー像を形成するか、又は潜像担持体１周以上の長さの前記ベタトナー像を互いに異なる周回で前記潜像担持体に複数形成するかし、且つ、潜像担持体の互いに異なる周回に個別に対応する複数の画像濃度変動波形を解析した結果に基づいて前記現像バイアス制御データを構築する処理を実施ように前記制御データ構築手段を構成するとともに、
それら画像濃度変動波形に閾値を超える位相ズレが発生している場合には、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記現像バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項９乃至１５の何れかの画像形成装置において、
前記潜像担持体の表面移動方向にて潜像担持体２周以上の長さの前記中間調トナー像を形成するか、又は潜像担持体１周以上の長さの前記中間調トナー像を互いに異なる周回で前記潜像担持体に複数形成するかし、且つ、潜像担持体の互いに異なる周回に個別に対応する複数の画像濃度変動波形を解析した結果に基づいて前記帯電バイアス制御データを構築する処理を実施するように前記制御データ構築手段を構成するとともに、
それら画像濃度変動波形に閾値を超える位相ズレが発生している場合には、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記帯電バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項４乃至１６の何れかの画像形成装置において、
前記潜像担持体の回転駆動中に、前記回転姿勢検知手段から送られてくる検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合に、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に代えて、前記調整バイアス値で一定にする処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１７の画像形成装置において、
前記帯電バイアスの前記差分が前記閾値以下になったタイミングで前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理から、前記調整バイアス値で一定にする処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８の画像形成装置において、
前記潜像担持体の回転駆動中に、前記回転姿勢検知手段から送られてくる検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合に、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理に代えて、前記調整バイアス値で一定にする処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１９の画像形成装置において、
前記現像バイアスの前記差分が前記閾値以下になるタイミングで前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理から、前記調整バイアス値で一定にする処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成した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、現像手段に供給するための現像バイアスの出力や、回転駆動される潜像担持体を一様に帯電させる帯電手段に供給するための帯電バイアスの出力を、周期的に変動させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、潜像担持体たるドラム状の感光体と、これに対して所定の間隙を介して対向する現像剤担持体たる現像スリーブを具備する現像装置とを備えている。そして、電子写真プロセスにより、回転駆動している感光体の表面上に形成した静電潜像を、回転駆動している現像スリーブの表面上に担持している現像剤によって現像してトナー像を得る。
【０００３】
かかる構成において、現像スリーブが真円度の低いものであったり、偏心していたりすると、現像スリーブの回転に伴って感光体と現像スリーブとの間隙（以下、現像ギャップという）が周期的に変動し、これに伴って現像ギャップに形成される電界の強度が変動する。そして、このような電界の強度変動により、現像スリーブの回転周期と同じ周期で画像濃度を増減させる周期的な画像濃度ムラが発生してしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の画像形成装置は、現像スリーブの回転角度姿勢と、周期的な画像濃度ムラのパターンとの関係を調査した結果に基づいて構築された、現像バイアス用の補正テーブルを予め記憶している。そして、現像スリーブの回転角度姿勢を検知しながら、その回転角度姿勢に対応する現像バイアスの補正量を特定し、特定結果に基づいて現像バイアスの出力を補正する。これにより、現像ギャップの周期的な変動に追従させて現像バイアスを周期的に変動させることで、現像ギャップに形成される電界の強度変動を抑えて、周期的な画像濃度ムラの発生を抑えることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この画像形成装置においては、画像形成動作の開始時に、現像バイアスを一定の値から、特定した補正量に基づいて周期的に変化させる際に、地汚れやキャリア付着を引き起こしてしまうおそれがあった。地汚れは、現像スリーブの表面に担持されたトナー及びキャリアを含有する現像剤中のトナーを、感光体の地肌部（一様帯電された領域で非画像部となる）に逆転移させてしまう現象である。また、キャリア付着には、感光体の画像部で発生するものと、地肌部で発生するものとがあるが、この画像形成装置で発生するおそれがあるのは後者のキャリア付着である。
【０００６】
この画像形成装置において、地汚れやキャリア付着を発生させてしまう原因について詳述する。この画像形成装置のように現像バイアスを周期的に変動させる構成に限らず、一般的な画像形成装置では、地汚れの発生を抑える狙いで、現像スリーブの回転を開始するのとほぼ同時に、現像スリーブに現像バイアスを印加する。現像スリーブの回転と同時に現像バイアスを印加することにより、感光体の地肌部と現像スリーブとの間にトナーを感光体側に向けて押さえ付ける方向の電界を形成して、地汚れの発生を抑えるのである。特許文献１に記載の画像形成装置においても、現像スリーブの回転を開始するのとほぼ同時に、現像スリーブへの現像バイアスの印加を開始していると思われる。
【０００７】
図３２は、現像バイアスを、特定した補正量に基づいて周期的に変化させたときの第１例を示す波形である。同図において、Ｖｄは、感光体の地肌部電位を示している。また、Ｖｓは、感光体の潜像電位を示している。また、図中において実線で示されているグラフが、現像バイアスを、特定した補正量に基づいて周期的に変化させたプロファイルを示している。ここでは説明のため簡易的に正弦波として例を示している。同図において、図中のｔ１のタイミングが現像スリーブの回転開始タイミングであり、このタイミングで現像スリーブへの現像バイアスの印加が開始されている。この開始時には、現像バイアスとして、図示のように一定の値の直流バイアスからなるものが印加される。特許文献１に記載の画像形成装置においても、印加開始時には、現像バイアスとして直流バイアスからなる一定の値のものを印加すると思われる。これは次に説明する理由による。即ち、現像スリーブの回転開始時において、スリーブ回転速度が上昇して一定の速度に安定するまでの間は、現像スリーブの回転周期が通常よりも長くなる。このため、現像バイアスを現像スリーブ回転周期に同期させて変動させる場合には、現像スリーブの回転速度が安定化するのを待つ必要がある。よって、特許文献１に記載の画像形成装置においても、印加開始時には一定値の現像バイアスを印加しているものと思われる。
【０００８】
現像バイアスの印加を開始した後、現像スリーブの回転速度が安定化したタイミング（図中のｔ２）が到来すると、現像バイアスが一定値のものから現像スリーブの回転周期で変動するものに切り替えられる。このとき、現像スリーブが偶然に現像ギャップを最も大きくする回転角度姿勢になっていた場合には、図示のように、現像バイアスにおける一周期の変動範囲における山側の最大値（Ｐ１）が現像スリーブに印加される。すると、そのときの現像ポテンシャルは一周期の中で最も大きな値になる。例えば、地肌部電位Ｖｄが−７５０［Ｖ］であり、現像バイアスが谷側の最小値（Ｐ２）である−３００［Ｖ］から、山側の最大値（Ｐ１）である−５００［Ｖ］の範囲で変動し、且つ潜像電位Ｖｓが−５０［Ｖ］であるとする。この場合、現像バイアスが山側の最大値（Ｐ１）である−５００［Ｖ］になったとき、現像バイアスと潜像電位Ｖｓとの電位差である現像ポテンシャルは一周期の中で最大の４５０［Ｖ］になる。これにより、現像ギャップが最大になっていても、電界の強度を不足させることなく、目標に近い強度の電界をトナーに作用させることができる。この反面、現像バイアスと地肌部電位Ｖｄとの電位差である地肌ポテンシャルは一周期の中で最小の２５０［Ｖ］になることから、地汚れが発生し易くなる。現像バイアスをその回転周期に従って周期的に変動させる場合には、補正量ゼロの一定値Ｐｃから最大値（Ｐ１）まで約１／４周期をかけてゆっくりと変化させるので、山側の最大値（Ｐ１）のタイミングであっても、地汚れを発生させることは殆どない。しかし、図示のように、現像バイアスを補正量ゼロの一定値から山側の最大値（Ｐ１）まで一気に変化させてしまうと、地肌ポテンシャルを一気に減少させてトナーに反動力を付与してしまい、地汚れを発生させ易くなってしまう。このため、図示の例では、ｔ２のタイミングで地汚れが発生し易くなるのである。
【０００９】
図３３は、現像バイアスを、特定した補正量に基づいて周期的に変化させたときの第２例を示す波形である。この第２例は、現像スリーブの回転速度が安定化したタイミング（図中のｔ２）で、現像スリーブが偶然に現像ギャップを最も小さくする回転角度姿勢になった例である。この場合、図示のように、ｔ２のタイミングで、現像バイアスの変動範囲における谷側の最小値（Ｐ２）の現像バイアスが現像スリーブに印加される。このときの現像ポテンシャルは一周期の中での最小値である２５０［Ｖ］になることから、現像ギャップが最小になっていても、目標に近い強度の電界をトナーに作用させることができる。この反面、地肌ポテンシャルは一周期の中で最大の４５０［Ｖ］になる。すると、トナーが現像スリーブに向けて強く押し付けられてキャリアが剥き出しになることで、キャリア付着を発生させ易くなる。つまり、図示のように、現像バイアスを補正量ゼロの一定値Ｐｃから谷側の最小値（Ｐ２）まで一気に変化させてしまうと、地肌ポテンシャルを一気に増加させてキャリアに反動力を付与してしまい、キャリア付着を発生させ易くなってしまう。このため、図示の例では、ｔ２のタイミングでキャリア付着が発生し易くなるのである。
【００１０】
なお、図３２や図３３では、現像スリーブの偏心に起因する現像ギャップの変動による画像濃度変動だけに着目して、現像バイアスの出力を現像スリーブの１回転周期あたりに１周期分の波形で変動させるようにしている。但し、現像ギャップの変動には、それらの図のような現像スリーブの１回転周期で１周期分の波形を描く変動成分の他に、通常はスリーブの１回転周期に対して１／２周期、１／３周期・・・１／ｎ周期で変動する高次の周期変動成分が含まれる。それらの周期変動成分に起因する画像濃度変動も抑えるようにする場合には、それらの変動成分を重畳した画像濃度変動に対応する現像バイアスの出力の変動パターンが、きれいなサイン波にならず、複雑な波形になる。
【００１１】
また、現像ギャップの周期的な変動としては、現像スリーブの真円度誤差や偏心に起因するものの他、感光体の真円度誤差や偏心に起因するものも存在する。感光体の真円度誤差や偏心に起因する画像濃度変動は、感光体の１回転周期に対し、１周期で変動する変動成分を含むものになる。更に、１周期の変動成分の他に、１／２周期、１／３周期、１／４周期・・１／ｎ周期で変動する高次の周期変動成分を含む場合もある。これらの画像濃度変動についても、感光体の回転角度姿勢を検知しながら、予めの実験に基づいて構築された所定の周期的な変動パターンで現像バイアスの出力を変動させることで、その発生を抑えることが可能である。更には、現像スリーブの回転角度姿勢を検知した結果に基づく現像バイアスの周期的な変動と、感光体の回転角度姿勢を検知した結果に基づく現像バイアスの周期的な変動とを重畳してもよい。何れにおいても、特許文献１に記載の画像形成装置と同様に、装置の立ち上げ時に、現像バイアスの出力を補正量ゼロの一定値から周期的に変動させる処理に切り替える際に、地汚れやキャリア付着を引き起こし易くなってしまう。
【００１２】
また、現像スリーブや感光体の偏心等に起因する現像ギャップの変動による周期的な画像濃度ムラについては、現像バイアスを周期的に変動させることに代えて又は加えて、帯電バイアスを周期的に変動させることによっても抑えることが可能である。かかる構成においても、装置の立ち上げ時に帯電バイアスの出力を補正量ゼロの一定値から周期的に変動させる処理に切り替える際に、地汚れやキャリア付着を引き起こし易くなる。
【００１３】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、現像ギャップの周期的な変動に起因する画像濃度ムラの発生を抑えつつ、バイアスを一定値から周期的に変動するものに切り替える際の地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記現像手段に供給するための現像バイアスを出力する現像電源と、現像バイアス制御データに基づいて前記現像電源からの前記現像バイアスの出力を周期的に変動させる処理を実施するバイアス制御手段とを備える画像形成装置において、画像形成動作の開始後、前記現像バイアスの出力を周期的な変動範囲における中心的な値である、予め調整した固定バイアス値で作像するときの調整バイアス値で一定にする処理を実施した後、前記変動範囲における前記調整バイアス値からの差分が所定の閾値以下になるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、本発明は、回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源と、帯電バイアス制御データに基づいて前記帯電電源からの前記帯電バイアスの出力を周期的に変動させる処理を実施するバイアス制御手段とを備える画像形成装置において、画像形成動作の開始後、前記帯電バイアスの出力を周期的な変動範囲における中心的な値である、予め調整した固定バイアス値で作像するときの調整バイアス値で一定にする処理を実施した後、前記変動範囲における前記調整バイアス値からの差分が所定の閾値以下になるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記調整バイアス値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
これらの発明においては、現像バイアス又は帯電バイアスを周期的に変動させることで、現像ギャップの変動にかかわらず、ほぼ一定の強度の電界を現像手段のトナーに作用させる。これにより、現像ギャップの変動に起因する画像濃度ムラの発生を抑えることができる。
【００１６】
また、これらの発明においては、現像バイアス又は帯電バイアスの出力を一定値（調整バイアス値）から周期的に変動させる処理に切り替える際に、現像バイアス又は帯電バイアスの周期的な変動の出力における初期値を次のようにする。即ち、周期的な変動範囲のうち、一定値からの差分が所定の閾値以下になる値を初期値とする。これにより、現像バイアス又は帯電バイアスを一定値から周期的に変動させる処理に切り替える際に、現像バイアス又は帯電バイアスの切り替え前後の電位差を殆どなくすことで、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写機のプリント部を拡大して示す拡大構成図。
【図３】同プリント部における４つの作像ユニットのうちの２つを示す拡大構成図。
【図４】同プリント部の中間転写ベルトとベルトの表面に形成された各色のベタトナー像とを示す平面図。
【図５】同プリント部の光学センサユニットのＫフォトセンサを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図６】同光学センサユニットのカラーフォトセンサを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図７】Ｋベタトナー像について、同Ｋフォトセンサからの出力に基づいて算出された画像濃度と、経過時間との関係を示すグラフ。
【図８】Ｋベタトナー像の画像濃度と経過時間との関係を示すグラフ。
【図９】現像ギャップの変動と、現像電界の変動との関係を説明するための模式図。
【図１０】同複写機における電気回路の一部を示すブロック図。
【図１１】画像濃度の変動と、現像バイアスの制御との関係を示すグラフ。
【図１２】同複写機の制御部によって実施される補正データ構築処理の処理フローを示すフローチャート。
【図１３】補正データ構築処理で検出される感光体１周期分の濃度変動波形の一例を示すグラフ。
【図１４】感光体１周期における１次成分〜４次成分（ｎ＝１〜４）の画像濃度ムラの一例を示すグラフ。
【図１５】補正データ構築処理で抽出された波形の一例を示すグラフ。
【図１６】補正データ構築処理で構築された合成波形の一例を示すグラフ。
【図１７】実施形態に係る複写機における現像バイアスの経時変化を示すタイムチャート。
【図１８】同複写機の制御部によって実施されるジョブ開始時バイアス制御の処理フローを示すフローチャート。
【図１９】補正データ構築処理で検出されたベタトナー像の画像濃度ムラの一例を示すグラフ。
【図２０】同画像濃度ムラに基づいて構築された現像補正データテーブルに基づいて制御される現像バイアスの変動波形を示すグラフ。
【図２１】感光体１周目から２周目までの画像濃度ムラとして特定される波形部分の一例を示すグラフ。
【図２２】感光体３周目から４周目までの画像濃度ムラとして特定される波形部分の一例を示すグラフ。
【図２３】感光体５周目から６周目までの画像濃度ムラとして特定される波形部分の一例を示すグラフ。
【図２４】第１変形例に係る複写機の現像スリーブを示す拡大斜視図。
【図２５】同複写機のフォトインタラプタの出力変化を示すグラフ。
【図２６】画像濃度の経時変動と、同フォトインタラプタの出力の経時変動とを示すグラフ。
【図２７】ベタトナー像の画像濃度の変動波形を現像スリーブ回転周期毎の長さに分割して、それらを重畳したグラフ。
【図２８】現像バイアスＶｂの変動波形と、帯電バイアスＶｃの変動波形との関係を示すグラフ。
【図２９】実施例に係る複写機におけるプリントジョブ開始時の帯電バイアスＶｃ及び現像バイアスＶｂの経時変化を示すグラフ。
【図３０】実施例に係る複写機におけるプリントジョブ終了時の帯電バイアスＶｃ及び現像バイアスＶｂの経時変化を示すグラフ。
【図３１】実施例に係る複写機の変形例におけるプリントジョブ開始時の帯電バイアスＶｃ及び現像バイアスＶｂの経時変化を示すグラフ。
【図３２】現像バイアスの経時変動の第１例を示す波形。
【図３３】現像バイアスの経時変動の第２例を示す波形。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体を設けたいわゆるタンデム型のフルカラー電子写真複写機（以下、単に「複写機」という）の実施形態について説明する。まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、複写機は、画像形成を行うプリント部１００、プリント部１００に対して記録部材である記録紙５を供給する給紙装置２００、プリント部１００上に取り付けられ原稿画像を読み取るスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００なども備えている。プリント部１００には、記録紙５を手差し給紙させるための手差しトレイ６、及び、画像形成済みの記録紙５が排紙される排紙トレイ７が設けられている。
【００１９】
図２は、プリント部１００を拡大た構成図である。プリント部１００には、転写体たる無端状の中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、それら支持ローラの何れか１つの回転駆動により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。支持ローラ１４，１５，１６のうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが並んで配置されている。また第２支持ローラ１５と第３支持ローラ１６との間のベルト張架部分には、中間転写ベルト１０上に形成されたベタトナー像の画像濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を検知するための光学センサユニット１５０が取り付けられている。
【００２０】
図１において、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、レーザー書込装置２１が設けられている。このレーザー書込装置２１は、スキャナ３００で読み取られた原稿の画像情報に基づいて、図示しないレーザー制御部によって半導体レーザー（図示せず）を駆動して書込光を出射する。そして、その書込光により、各作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋに設けられた潜像担持体たるドラム状の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋを露光走査して感光体に静電潜像を形成する。なお、書込光の光源としては、レーザーダイオードに限るものではなく、例えばＬＥＤであってもよい。
【００２１】
図３は、４つの作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋのうちの２つを示す拡大構成図である。なお、４つの作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋは、使用するトナーの色が互いに異なる点の他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては、各部材の符号の末尾に付すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字を省略している。また、以下の説明においても、これら添字を必要に応じて適宜省略する。
【００２２】
作像ユニット１８には、感光体２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。
【００２３】
帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体２０に接触して電圧を印加することにより感光体２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００２４】
現像装置６１では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。なお、現像剤としては一成分現像剤を使用してもよい。この現像装置６１は、現像ケース７０内に設けられた攪拌部６６と現像部６７とに大別できる。攪拌部６６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての後述する現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュー６８が設けられており、２本のスクリュー６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置６１内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００２５】
一方、現像部６７には、自らの周面の一部を現像ケース７０の開口を通じて感光体２０に対して所定の間隙を介して対向させながら回転駆動する現像スリーブ６５が配設されている。現像スリーブ６５内には、図示しないマグネットローラが現像スリーブ６５に連れ回らないように固定配設されている。また、現像スリーブ６５の表面に対しては、ドクターブレード７３がその先端を近接させている。
【００２６】
現像装置６１内においては、現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、現像スリーブ６５内に配設されたマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に汲み上げられる。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクターブレード７３によって適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。
【００２７】
現像スリーブ６５によって感光体２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットローラの発する磁力によって穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体２０上の静電潜像部へ転移して静電潜像を現像する。
【００２８】
現像領域を通過した現像剤は、マグネットローラの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００２９】
１次転写装置６２としては、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体２０に押し当てるようにして設置している。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
【００３０】
感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体２０に押し当てられるように配置されたクリーニングブレード７５を備えている。また、感光体２０に接触する導電性のファーブラシ７６も備えている。クリーニングブレード７５やファーブラシ７６によって感光体２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。
【００３１】
除電ランプ等からなる除電装置６４は、光を照射して感光体２０の表面電位を初期化する。作像ユニット１８には、感光体２０に対向する電位センサ１２０が設けられている。この電位センサ１２０は、感光体２０に対向するように設けられ、感光体２０表面電位を検出する。
【００３２】
帯電装置６０により、感光体２０の表面は例えば−７００［Ｖ］に一様帯電せしめられ、レーザー書込装置２１によってレーザー光が照射された静電潜像部分の電位は、例えば−１５０［Ｖ］となる。これに対して、現像バイアスは例えば−５００［Ｖ］であり、静電潜像と現像スリーブとの間に３５０［Ｖ］の現像ポテンシャルが作用する。
【００３３】
図１において、作像ユニット１８は、感光体２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体２０の表面を一様に帯電せしめる。次いで、スキャナ３００により読み取られた画像情報に基づいてレーザー書込装置２１がレーザーによる書込光を発射して感光体２０の表面を露光走査する。これにより、感光体２０の表面に静電潜像が形成される。その後、現像装置６１が静電潜像を現像してトナー像を得る。このトナー像は、１次転写装置６２によって中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３によって除去され、その後、感光体２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００３４】
図２において、３つの支持ローラのうち、第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置である２次転写ローラ２４が設けられている。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像が記録紙５上に２次転写される際には、２次転写ローラ２４が第３支持ローラ１６に巻回された中間転写ベルト１０部分に押し当てられて２次転写ニップを形成する。この２次転写ローラ２４には、２次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングするローラクリーニング部９１が当接している。なお、２次転写装置としては２次転写ローラ２４を用いた構成でなくても、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。
【００３５】
２次転写ローラ２４の記録紙５搬送方向下流側には、２つのローラ２３ａ，２３ｂによって張架されている無端ベルト状の搬送ベルト２２が配設されている。また、搬送ベルト２２のさらに搬送方向下流側には、トナー像を記録紙５に定着させるための定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうち、第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録紙５に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００３６】
プリント部１００には、図１に示したように、給紙装置２００から給紙された記録紙５を、２次転写ローラ２４を介して排紙トレイ７に案内する搬送路４８が設けられている。また、この搬送路４８に沿う位置に、搬送ローラ４９ａ、レジストローラ４９ｂ、排出ローラ５６などが設けられている。搬送路４８の下流側には、転写後の記録紙５の搬送方向を排紙トレイ７又は用紙反転装置９３に切り替える切替爪５５が設けられている。用紙反転装置９３は、記録紙５を反転させて再び２次転写ローラ２４に向けて送り出すものである。
【００３７】
プリント部１００には、手差しトレイ６から搬送路４８へ合流する手差し給紙路５３も設けられ、この手差し給紙路５３の上流側には、手差しトレイ６にセットされた記録紙５を一枚ずつ給紙するための給紙ローラ５０及分離ローラ５１が設けられている。
【００３８】
給紙装置２００は、記録紙５を収納する複数の給紙カセット４４、これらの給紙カセット４４に収納された記録紙を一枚ずつ送り出す給紙ローラ４２及び分離ローラ４５、送り出された記録紙を給紙路４６に沿って搬送する搬送ローラ４７などを有している。給紙路４６は、プリント部１００の搬送路４８に接続している。
【００３９】
スキャナ３００は、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（図示せず）の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第１及び第２の走行体３３，３４を往復移動させる。これらの走行体３３，３４により走査された画像情報は、結像レンズ３５によってその後方に設置されている読取センサ３６の結像面に集光され、読取センサ３６によって画像信号として読込まれる。
【００４０】
本複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３１上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３１上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。
【００４１】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋも回転駆動する。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づいて、レーザー書込装置２１から、各作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に書込光がそれぞれ照射される。これにより、各感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋにより可視像化される。そして、各感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上には、それぞれ、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が形成される。
【００４２】
このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００４３】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した記録紙５に応じた給紙装置２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから記録紙５が送り出される。送り出された記録紙５は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７によりプリント部１００内の搬送路４８まで搬送される。このようにして搬送された記録紙５は、レジストローラ４９ｂに突き当たったところで止められる。
【００４４】
レジストローラ４９ｂは、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像が２次転写ローラ２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。レジストローラ４９ｂにより送り出された記録紙５は、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２４との間に送り込まれ、２次転写ローラ２４によって中間転写ベルト１０上のトナー像が記録紙５上に２次転写される。その後、記録紙５は、２次転写ローラ２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５において熱と圧力によってトナー像が定着せしめられる。
【００４５】
定着装置２５を通過した記録紙５は、排出ローラ５６により排紙トレイ７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した記録紙５の搬送方向を切替爪５５によって切り換えてから、用紙反転装置９３に送り込む。記録紙５は、そこで反転して再び２次転写ローラ２４に案内される。
【００４６】
以上の構成において、感光体２０の真円度が低かったり、感光体２０が偏心していたりすると、感光体２０の回転に伴って感光体２０と現像スリーブ６５との間の現像ギャップが変動する。これにより、感光体２０の回転周期に同期する周期的な画像濃度ムラが発生してしまう。
【００４７】
図２において、本複写機は、作像手段たる作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋによって形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段たる光学センサユニット１５０を備えている。この光学センサユニット１５０は、中間転写ベルト１０の周方向における全域のうち、第１支持ローラ１４に対する掛け回し箇所に対し、ベルトおもて面側から所定の間隙を介して対向している。
【００４８】
実施形態に係る複写機は、後述する補正データ構築処理において、濃度ムラ検知用のＹベタトナー像，Ｃベタトナー像，Ｍベタトナー像，Ｋベタトナー像を中間転写ベルト１０の表面に形成する。
【００４９】
図４は、中間転写ベルト１０と、ベルトの表面に形成された各色のベタトナー像とを示す平面図である。なお、この平面図は、鉛直方向下方から上方に向けて見上げた状態の中間転写ベルト１０を示している。光学センサユニット１５０は、ベルト幅方向に所定の距離をおいて並ぶＫフォトセンサ１５４Ｋとカラーフォトセンサ１５４Ｃａとを有している。
【００５０】
Ｋベタトナー像Ｋｐｇは、中間転写ベルト１０のベルト幅方向における全域のうち、Ｋフォトセンサ１５４Ｋに対向する領域に形成される。ベルト周方向に延在する細長い形状になっており、その長さは感光体周長よりも大きくなっている。
【００５１】
Ｙベタトナー像Ｙｐｇ，Ｃベタトナー像Ｃｐｇ，Ｍベタトナー像Ｍｐｇは、それぞれ、中間転写ベルト１０のベルト幅方向における全域のうち、カラーフォトセンサ１５４Ｃａに対向する領域に形成される。それぞれ、互いにベルト周方向のずれた位置において、ベルト周方向に延在する細長い形状で形成され、その長さは感光体周長よりも大きくなっている。
【００５２】
図５は、光学センサユニット（１５０）のＫフォトセンサ１５４Ｋを中間転写ベルト１０とともに示す拡大構成図である。正反射型光学センサからなるＫフォトセンサ１５４Ｋは、光源たる発光素子１５４ａＫと、正反射受光素子１５４ｂＫとを有している。そして、発光素子１５４ａＫから発した後、中間転写ベルト１０上に形成されたＫベタトナー像Ｋｐｇの表面で正反射した正反射光を、正反射受光素子１５４ｂＫによって受光しながら、受光量に応じた電圧を正反射受光素子１５４ｂＫから出力する。図示しない制御部は、正反射受光素子１５４ｂＫからの出力電圧値の変化に基づいて、Ｋベタトナー像の画像濃度を検知する。
【００５３】
図６は、光学センサユニット（１５０）のカラーフォトセンサ１５４Ｃａを中間転写ベルト１０とともに示す拡大構成図である。マルチ反射型光学センサからなるカラーフォトセンサ１５４Ｃａは、光源たる発光素子１６１Ｃａと、正反射受光素子１６２Ｃａと、拡散反射受光素子１６３Ｃａとを有している。発光素子１６１Ｃａから発した後、中間転写ベルト１０上に形成されたＹベタトナー像Ｙｐｇ，Ｃベタトナー像Ｃｐｇ，Ｍベタトナー像Ｍｐｇの表面で正反射した正反射光を、正反射受光素子１６２Ｙによって受光する。そして、正反射光の受光量に応じた電圧を正反射受光素子１６２Ｙから出力する。また、発光素子１６１Ｃａから発した後、中間転写ベルト１０上のＹベタトナー像Ｙｐｇ，Ｃベタトナー像Ｃｐｇ，Ｍベタトナー像Ｍｐｇの表面で拡散反射した拡散反射光を、拡散反射受光素子１６３Ｃａによって受光する。そして、拡散反射光の受光量に応じた電圧を拡散反射受光素子１６３Ｃａから出力する。図示しない制御部は、正反射受光素子１６２Ｃａからの出力電圧値と、拡散反射受光素子１６３Ｃａからの出力電圧値とに基づいて、中間転写ベルト１０上に形成されたＹベタトナー像Ｙｐｇ，Ｃベタトナー像Ｃｐｇ，Ｍベタトナー像Ｍｐｇの画像濃度を把握する。
【００５４】
何れのフォトセンサ（１５４Ｋ，１５４Ｃａ）においても、発光素子としては、発光される光のピーク波長が９５０［ｎｍ］であるＧａＡｓ赤外発光ダイオードが用いられている。また、受光素子としては、ピーク受光感度が８００［ｎｍ］であるＳｉフォトトランジスタなどが用いられている。ピーク波長およびピーク受光感度はこれらに限られるものではない。フォトセンサとベルト表面との距離は５［ｍｍ］程度である。
【００５５】
ベタトナー像の画像濃度の検知については、本複写機のように、中間転写ベルト１０上で検知する態様に限られるものではない。感光体２０上で検知してもよいし、記録紙上で検知してもよい。受光素子からの出力電圧値に基づいて画像濃度をどのように求めるのかについては、特開２００７−３３７７０号公報に詳しく開示されているので、説明を省略する。
【００５６】
図７は、Ｋベタトナー像について、Ｋフォトセンサ１５４Ｋからの出力に基づいて算出された画像濃度と、経過時間との関係を示すグラフである。図示のように、所定の期間だけ、かなり高い画像濃度が検出されているが、この期間にＫベタトナー像ＫｐｇがＫフォトセンサ１５４Ｋとの対向位置を通過している。つまり、前述の期間内において、Ｋベタトナー像Ｋｐｇのベルト移動方向における各部の画像濃度が検出されているのである。なお、図７のグラフは、次のような実験条件で得られた結果に基づいて作成されたものである。即ち、感光体２０として直径１００［ｍｍ］のものを用い、プロセス線速を４４０［ｍｍ／ｓ］に設定し、感光体地肌部の電位を−７００［Ｖ］にし、現像バイアスを５００［Ｖ］に設定し、且つレーザー書込パワーを７０［％］に設定した条件である。
【００５７】
図８は、Ｋベタトナー像の画像濃度と経過時間との関係を示すグラフである。図示のように、Ｋベタトナー像の画像濃度の検知結果は経時的に変動している。これは、Ｋベタトナー像の画像濃度が感光体２０Ｋの周方向において変動していることを意味している。このような画像濃度の変動が起こるのは、感光体２０Ｋの偏心に起因して、感光体２０Ｋの回転角度姿勢の変化に応じて現像ギャップが変化するからである。
【００５８】
Ｋトナー像の画像濃度ムラについて説明したが、Ｙトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像においても、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍの偏心に起因してそれぞれ感光体回転周期に同期する画像濃度ムラが発生する。感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの偏心に起因する感光体１回転あたりの現像ギャップの変動パターンは、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが交換されない限り同じである。ところが、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが交換されると、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの偏心量が交換前とは変わることから、感光体１回転あたりの現像ギャップの変動パターンが変化する。
【００５９】
そこで、本複写機は、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋについてそれぞれ交換されたことを検知する交換検知手段を個別に備えている。この交換検知手段としては、例えば、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋに搭載されたＩＣタグのＩＤ情報を読み取るものなどを例示することができる。
【００６０】
また、本複写機においては、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに対して、その回転軸部材に固定されて感光体と一体的に回転する図示しない感光体ギヤを介して回転駆動力を付与するようになっている。そして、感光体ギヤの回転方向における全域のうち、所定の領域にスリット又は反射鏡を設けている。また、感光体ギヤの回転周囲における所定の領域に、スリット又は反射鏡を検知するための透過型フォトセンサ又は反射型フォトセンサを配設している。そして、感光体ギヤのスリット又は反射鏡と、前述の透過型フォトセンサ又は反射型フォトセンサとの組み合わせを、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋについてそれぞれ所定の回転角度姿勢になったことを検知する回転角度姿勢検知手段として機能させている。Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の回転角度姿勢検知手段は、回転する感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋが１回転内における所定の回転角度姿勢になったときに、前述のスリット又は反射鏡を検知する。これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋについて所定の回転角度姿勢になったタイミングを検知して、検知信号を制御部に送る。
【００６１】
なお、各色の回転角度姿勢検知手段として、ロータリーエンコーダーを用いてもよい。ロータリーエンコーダーを用いた場合には、感光体について、様々な回転角度姿勢になったタイミングをそれぞれ個別に検知することが可能である。
【００６２】
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図９は、現像ギャップの変動と、現像電界の変動との関係を説明するための模式図である。感光体２０が偏心していると、図示のように、感光体２０の回転角度が変化するのに伴って、現像ギャップが変動する。図中の実線で示される感光体２０は、現像ギャップを感光体１周期のうちの最大値であるＧ１にする回転角度姿勢になっている。また、図中の点線で示される感光体２０は、現像ギャップを感光体１周期のうちの最小値であるＧ２にする回転角度姿勢になっている。このように現像ギャップが変動するにもかかわらず、現像スリーブ６５に対して回転角度にかかわらず一定の現像バイアスを印加すると、現像ギャップの変動に応じて、現像電界Ｅの現像スリーブ６５表面位置における強度が変化してしまう。現像ギャップが最小値であるＧ２まで狭まっているときには、現像電界Ｅのスリーブ表面位置における強度が感光体１周期のうちで最大になる。このため、画像濃度が感光体１周期のうちで最も高くなる。一方、現像ギャップが最大値であるＧ１まで拡大しているときには、現像電界のスリーブ表面位置における強度が感光体１周期のうちで最小になる。このため、画像濃度が１周期のうちで最も低くなる。
【００６３】
図１０は、本複写機における電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部１９０は、演算手段たるＣＰＵ１９０ａと、制御プログラムなどを記憶しているＲＯＭ１９０ｃと、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１９０ｂと、各種データを消去可能に記憶するフラッシュメモリー１８０ｄとを有している。この制御部１９０には、Ｉ／Ｏインターフェース１９１を介して、レーザー書込装置の制御を専用に司る光書込制御回路１９２、光学センサユニット１５０の各フォトセンサ、Ｄ／Ａ変換器１８１などが接続されている。また、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の回転角度姿勢検知手段（１８０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）や、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の交換検知手段（１８３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）なども接続されている。
【００６４】
Ｙ交換検知手段１８３Ｙは、作像ユニット１８Ｙの交換を検知するものである。また、Ｃ交換検知手段１８３Ｃ，Ｍ交換検知手段１８３Ｍ，Ｋ交換検知手段１８３Ｋは、作像ユニット１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの交換を検知するものである。
【００６５】
デジタルデータをアナログデータに変換するためのＤ／Ａ変換器１８１には、Ｙ現像電源１８２Ｙ、Ｃ現像電源１８２Ｃ、Ｍ現像電源１８２Ｍ及びＫ現像電源１８２Ｋが接続されている。これら現像電源は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像スリーブ６５Ｙ，６５Ｃ，６５Ｍ，６５Ｋに対して現像バイアスをそれぞれ個別に出力するものである。
【００６６】
回転駆動中の感光体２０Ｙが所定の回転角度姿勢になると、Ｙ回転角度姿勢検知手段１８０Ｙがそのことを検知してホームポジション検知信号を制御部１９０に出力する。同様に、感光体２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋが所定の回転角度姿勢になると、Ｃ回転角度姿勢検知手段１８０Ｃ、Ｍ回転角度姿勢検知手段１８０Ｍ、Ｋ回転角度姿勢検知手段１８０Ｋがそのことを検知してホームポジション検知信号を制御部１９０に出力する。
【００６７】
制御部１９０のフラッシュメモリー１９０ｄには、Ｙ現像電源１８２Ｙからの現像バイアスの出力を補正するためのＹ現像補正データテーブルが記憶されている。また、Ｃ現像電源１８２Ｃ、Ｍ現像電源１８２Ｍ、Ｋ現像電源１８２Ｋからの現像バイアスの出力をそれぞれ個別に補正するためのＣ現像補正データテーブル、Ｍ現像補正データテーブル、Ｋ現像補正データテーブルも記憶されている。これらの現像補正データテーブルは、例えば図８に示される感光体回転周期で発生する画像濃度ムラとは逆位相の濃度変化を発生させるための現像バイアスの出力変動パターンを発現させるためのデータを格納したものである。予めの実験により、感光体回転周期で発生する画像濃度ムラの波形を調べた結果に基づいて構築されたものである。
【００６８】
制御部１９０は、Ｙ回転角度姿勢検知手段１８０Ｙからホームポジション検知信号が送られてくると、Ｙ現像補正データテーブルにおけるテーブル番号１の補正データを読み込んで、その結果に対応する制御信号をＹ現像電源１８２Ｙに向けて出力する。出力された制御信号はアナログ信号に変換されてから、Ｙ現像電源１８２Ｙに入力される。そして、Ｙ現像電源１８２Ｙは、現像スリーブ６５Ｙに対して出力する現像バイアスの値をその制御信号に応じた値に変化させる。
【００６９】
例えば、感光体２０Ｙが所定の回転角度姿勢になったタイミングでは、現像ギャップが標準値よりも広がることから、−５００［Ｖ］の現像バイアスの条件では画像濃度が目標濃度よりも低くなるとする。そして、その値を目標濃度にするためには、作像ユニット１８Ｙの現像能力を変化させ得る所定の制御パラメータである現像バイアスを−５１０［Ｖ］にしなければならないことが予めの実験によって判明しているとする。この場合、Ｙ補正テーブルのテーブル番号１には、Ｙ現像電源１８２Ｙからの現像バイアスの出力値を−５１０［Ｖ］に変化させるための補正データが格納されている。このため、制御部１９０がその補正データに基づいて制御信号を出力すると、Ｙ現像電源１８２Ｙからの現像バイアスの出力値が−５１０［Ｖ］に変化する。これにより、感光体２０Ｙが所定の回転角度姿勢になったタイミングで、静電潜像を目標濃度で現像することが可能になる。
【００７０】
制御部１９０は、Ｙ回転角度姿勢検知手段１８０Ｙからホームポジション検知信号が送られてきたことに基づいてＹ現像補正データテーブルにおけるテーブル番号１の補正データに対応する制御信号を出力したら、次のような処理を行う。即ち、所定の時間間隔で、Ｙ現像補正データテーブルにおける読み込みデータのテーブル番号を１つずつずらしながら補正データを読み込んで、その結果に対応する制御信号をＹ現像電源１８２Ｙに向けて出力する。これにより、感光体回転周期で発生するＹ画像濃度ムラとは逆位相の濃度変化を発生させるための現像バイアスの出力変動パターンをＹ用の現像装置６１Ｙで発現させる。制御部１９０は、このような一連の処理を出力制御処理として実行する。
【００７１】
Ｙ用の現像バイアスの制御について説明したが、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像バイアスについても制御部１９０は同様の出力制御処理を行う。なお、制御信号としてＰＷＭ信号を送信させるように制御部１９０を構成した場合には、Ｄ／Ａ変換器１８１を省略することが可能である。
【００７２】
図１１は、画像濃度の変動と、現像バイアスの制御との関係を示すグラフである。同図において、Ｔは感光体の１周期を示している。現像バイアスを現像ギャップ変動に応じて補正せずに一定にしている場合（補正なし）には、現像ギャップ変動に起因して周期的な画像濃度ムラが発生する。同図は、様々な要因で発生する画像濃度ムラを感光体１周期分について切り出したときの波形を示している。この変動成分は、主に感光体の偏心に起因して発生するものである。このような画像濃度ムラは、現像バイアスを感光体の偏心に起因する現像ギャップ変動に応じて変動させる（補正後）ことで、図示のように大幅に改善される。なお、画像濃度ムラにおいては、通常、感光体１周期で発生する変動成分の他、１／２周期、１／３周期・・１／ｎ周期で発生する高次の周期変動成分が含まれる。この場合、それらの変動成分を重畳した波形は、きれいなサイン波状の形状にならず、複雑な周期変動波形になる。
【００７３】
制御部１９０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ、作像ユニット（１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の交換が検知されると、補正データ構築処理を実施するようになっている。図１２は、制御部１９０によって実施される補正データ構築処理の処理フローを示すフローチャートである。この補正データ構築処理は、各色についてそれぞれ個別に行われる。例えば、Ｙ用の作像ユニット１８Ｙの交換がＹ交換検知手段１８３Ｙによって検知された場合、制御部１９０は、Ｙ現像補正データテーブルを新たに構築するための補正データ構築処理を実施する。
【００７４】
補正データ構築処理では、作像ユニットの交換が検知されるまで待機される（ステップ１でＮ：以下、ステップをＳと記す）。そして、作像ユニットの交換が検知されると（Ｓ１でＹ）、中間転写ベルト１０上にベタトナー像を形成する（Ｓ２）。このベタトナー像の形成開始タイミングは、回転角度姿勢検知手段からホームポジション信号が送られてきたタイミングから所定時間だけ遅れたタイミングに決定される。これにより、例えば、感光体が所定の回転角度姿勢になったタイミングで、ベタトナー像の長手方向における全域のうち、先端部が現像領域に進入して現像される。
【００７５】
制御部１９０は、次に、フォトセンサ（１５４Ｋ、１５４Ｃａ）からの出力に基づいて、ベタトナー像の長手方向における各部の画像濃度を把握してその結果をＲＡＭ１９０ｂに一時記憶する。これにより、感光体２０が所定の回転角度姿勢になったタイミングを基準にする濃度ムラ検出用トナー像（パターン像）を得たら、その画像濃度ムラを抑え得る現像バイアスの出力変動パターンを解析する。そして、解析結果に基づいて、現像補正データテーブルを構築して（Ｓ４）、フラッシュメモリー１９０ｄ内の現像補正データテーブルを新たに構築したものに更新する（Ｓ５）。
【００７６】
かかる構成においては、現像補正データテーブルから読み込んだ補正データに従って、現像バイアスの出力を感光体２０の回転角度姿勢に対応する値に制御することで、感光体２０の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラを抑える。これにより、現像スリーブ６５の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラについての対策しか講じていなかった従来の画像形成装置に比べて、現像ギャップの変動に起因する周期的な画像濃度ムラを抑えることができる。
【００７７】
また、実施形態に係る複写機においては、感光体２０が交換された場合であっても、補正データ構築処理の実施により、交換後の感光体の部品精度誤差に対応した現像補正データテーブルを新たに構築する。これにより、交換後にも交換前の感光体２０の偏心に対応する現像補正データテーブルを使い続けることに起因して現像バイアスを不適切に制御してしまうことによる画像濃度ムラの悪化を回避することができる。
【００７８】
感光体２０の偏心に起因する周期的な画像濃度ムラは、感光体１回転周期で周期的に発生するものであり、これは、感光体２０の部品精度の誤差に起因する周期的な画像濃度ムラの１つにすぎない。感光体２０の部品精度の誤差に起因する周期的な画像濃度ムラとしては、その他に、感光体２０の真円度の誤差に起因するものなどがある。
【００７９】
また、周期的な画像濃度ムラとしては、現像スリーブ６５の偏心に起因して現像スリーブ６５の回転周期で発生するものもある。この画像濃度ムラは、現像スリーブ６５の回転周期で周期的に発生する。
【００８０】
上述した補正データ構築処理で検出される濃度変動パターンの波形は、次のような複数の波形が重畳されたものである。即ち、感光体２０の部品精度の誤差に起因して感光体回転周期の１／１〜１／ｎの周期で発生する画像濃度ムラの波形や、現像スリーブ６５の偏心に起因して現像スリーブ回転周期の１／１〜１／ｎの周期で発生する画像濃度ムラの波形などが重畳されたものである。
【００８１】
本複写機において、感光体２０の回転位相と、現像スリーブ６５の回転位相とは、互いに全く無関係（非同期）であり、それら回転位相の関係はプリントジョブ毎に異なったものになる。例えば、あるプリントジョブでは、それら２つの回転位相が所定の関係にあるとする。しかし、そのプリントジョブが終了する際には、感光体２０と現像スリーブ６５とが互いに微妙に異なったタイミングで回転停止する。そして、次のプリントジョブ開始時には、感光体２０と現像スリーブ６５とが互いに異なった加速度で回転を開始することから、それらの回転位相の関係は先のプリントジョブにおける関係とは異なってくる。このため、作像ユニットが交換されていなくても、補正データ構築処理で検出される濃度変動パターンの波形は、感光体２０と現像スリーブ６５との回転位相の関係に応じて異なったものになる。
【００８２】
補正データ構築処理で検出される濃度変動パターンの波形に対して、忠実に逆位相の関係になる濃度変動を生じせしめる現像補正データテーブルを作成したとする。そして、この現像補正データテーブルに基づいて現像バイアスを制御したとしても、周期的な画像濃度ムラを効果的に低減することができない場合がある。
【００８３】
出力制御処理においては、感光体２０の部品精度誤差に起因する画像濃度ムラを抑える狙いで、感光体２０についてのホームポジション信号が発生したタイミングを基準にして、現像バイアスの補正が行われる。この場合、補正データ構築処理で検出された濃度ムラパターンの波形から、感光体２０の回転振れに起因して発生する回転周期の濃度ムラパターンを、前記タイミングを基準にして抽出し、それに基づいて現像補正データテーブルや帯電補正データテーブルを構築すればよい。現像スリーブの回転角度姿勢を監視しながら現像バイアスや帯電バイアスの出力を周期変動させる場合も同様である。
【００８４】
図１３は、補正データ構築処理で検出される感光体１周期分の濃度変動波形の一例を示すグラフである。この濃度変動波形は、感光体の１周期で１回増減する１次成分の画像濃度ムラ、１周期で２回増減する２次成分の画像濃度ムラ・・・・・・１周期でｎ回増減するｎ次成分の画像濃度ムラを含んでいる。更には、現像ローラの回転周期で発生する画像濃度ムラも含んでいる。
【００８５】
図１４は、感光体１周期における１次成分〜４次成分（ｎ＝１〜４）の画像濃度ムラの一例を示すグラフである。検出された感光体１周期分の画像濃度ムラのデータに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理や直交検波等の処理を施すことで、図示のように、感光体周期のｎ次成分の画像濃度ムラを抽出することができる。
【００８６】
そこで、制御部１９０は、補正データ構築処理で検出された感光体周期分で切り出した濃度変動波形にＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を施すことで、その波形から感光体回転周期の１／１〜１／ｎの周期で発生する画像濃度ムラの波形を抽出する。図１５は、その処理によって抽出された波形の一例を示すグラフである。
【００８７】
次に、制御部１９０は、抽出された１次成分〜ｎ次成分の画像濃度ムラの波形を合成して、図１６に示されるような合成波形を構築する。そして、この合成波形に対して逆位相のパターンの関係になる画像濃度変動を発生させるための現像補正データテーブルを構築する。このようにすることで、画像濃度ムラに含まれる、感光体の回転周期に対する１次の変動成分だけでなく、２次〜ｎ次の変動成分も、その発生を抑えることができる。なお、現像スリーブの真円度誤差や偏心に起因する画像濃度ムラについても、同様に、現像スリーブが所定の回転角度姿勢になったタイミングを基準にして１次からｎ次の変動成分を抽出して、それらの合成波形を得ることが可能である。よって、現像スリーブの真円度誤差や偏心に起因する画像濃度ムラについても、現像スリーブの回転周期に対する１次の変動成分だけでなく、２次〜ｎ次の変動成分も、その発生を抑えるようにすることが可能である。
【００８８】
合成波形を相殺し得る逆位相の画像濃度変動を発生させる現像バイアスの出力変動パターンのアルゴリズムは、次式によって表すことができる。
「Ｖｂ＝Ｖｂｏｆｓ＋｛Ａ１・ｓｉｎ（θ＋φ１）＋Ａ２・ｓｉｎ（２θ＋φ２）＋・・・＋Ａｎ・ｓｉｎ（ｎ・θ＋φｎ）｝」
【００８９】
この式において、Ｖｂは、現像バイアスの標準値を示している。また、Ｖｂｏｆｓは現像バイアスの補正量を示している。また、Ａ１、Ａ２・・・Ａｎは、感光体回転周期の１、２、・・・ｎ倍の周期で発生する濃度変動パターンの波形の振幅を示している。また、φ１、φ２、・・・φｎは、感光体回転周期の１、２、・・・ｎ倍の周期で発生する濃度変動パターンの波形の位相を示している。θは、感光体２０の回転角度を示している。
【００９０】
振幅Ａは、高圧電源等の周波数特性により、各次数で減衰特性が異なってくるため、その分を補正して制御する必要がある。その補正を反映させた現像バイアスＶｂの関係式は、次のようになる。
「Ｖｂ＝Ｖｂｏｆｓ＋｛Ｇ１・Ａ１・ｓｉｎ（θ＋φ１）＋Ｇ２・Ａ２・ｓｉｎ（２θ＋φ２）＋・・・＋Ｇｎ・Ａｎ・ｓｉｎ（ｎ・θ＋φｎ）｝」
【００９１】
この式において、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、感光体回転周期の１、２、・・・ｎ倍の周期で発生する濃度変動パターンの波形の振幅に応じた振幅制御ゲインを示している。
【００９２】
また、振幅に応じた特性を反映させるための補正も加えた現像バイアスの関係式は、次のようになる。
「Ｖｂ＝Ｖｂｏｆｓ＋Ｇｂ・｛Ｇ１・Ａ１・ｓｉｎ（θ＋φ１）＋Ｇ２・Ａ２・ｓｉｎ（２θ＋φ２）＋・・・＋Ｇｎ・Ａｎ・ｓｉｎ（ｎ・θ＋φｎ）｝」
【００９３】
この式において、Ｇｂは、振幅に応じた現像バイアスゲインを示している。制御部１９０は、この式に基づいて、現像補正データテーブルを構築するようになっている。
【００９４】
図１７は、実施形態に係る複写機における現像バイアスの経時変化を示すタイムチャートである。同図において、ｔ０は、現像スリーブ６５に対する現像バイアスの印加が開始されたタイミングである。このタイミングｔ０に先立って、各色の感光体の回転駆動が開始されたり、現像スリーブ６５の回転駆動が開始されたりする。プリントジョブが開始されてからしばらくすると、図示のように、一定の値の直流バイアスからなる現像バイアスが印加される。この値は、後述する変動波形のピークツウピークの中心値Ｐｃである。
【００９５】
同図において、各種の電位における単位の極性は全てマイナスである（−Ｖ）。よって、地肌部電位Ｖｄは、周期的な変動範囲における最大値Ｐ１、周期的な変動範囲の中心的な値としての中心値Ｐｃ、周期的な変動範囲における最小値Ｐ２、潜像電位Ｖｓは、全て絶対値で表されている。そして、それらの値は、地肌部電位Ｖｄ＞最大値Ｐ１＞中心値Ｐｃ＞最小値Ｐ２＞潜像電位Ｖｓという大小関係になっている。
【００９６】
同図において、ｔ２は、プリントジョブがスタートした後、感光体の回転速度が安定化するタイミングを示している（回転安定タイミング）。また、ＨＰは、回転角度姿勢検知手段（１８０）がホームポジションを検知したタイミングである（ホームポジション検知タイミング）。制御部１９０は、プリントジョブを開始してから、ホームポジション検知タイミングが到来し、その後、所定時間ｔａが経過したタイミングで、次のような処理を行っている。即ち、現像バイアスの出力を中心値Ｐｃで一定にする処理から現像バイアス制御データたる現像補正データテーブルに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えている。この切り替えによって出現する変動波形は、図示のように、中心値Ｐｃから立ち上がるものになる。つまり、所定時間ｔａは、感光体がホームポジションから、現像ギャップを変動幅の中心の値にする回転角度姿勢まで回転するのに要する時間である。ホームポジション検知タイミングから所定時間ｔａが経過した時点では、感光体が現像ギャップを変動幅の中心の値にする回転角度姿勢になっていることから、このときの現像バイアスの適正値は中心値Ｐｃになる。よって、その時点で現像補正データテーブルに基づいた現像バイアスの補正を開始することで、変動波形を中心値Ｐｃから立ち上げることが可能になるのである。つまり、中心値Ｐｃからの差分がゼロになるタイミングで、変動波形を出現させ始めることができる。
【００９７】
このような処理を実現するために、制御部１９０は、上述した補正データ構築処理を実施した直後に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像補正データテーブルについてそれぞれ、補正値がゼロになるテーブル番号を特定する。そして、そのテーブル番号（ゼロ補正テーブル番号）、テーブル番号を読み込む時間間隔とに基づいて、ホームポジション検知タイミングから、ゼロ補正テーブル番号の補正データを読み込むタイミングまでの時間差である所定時間ｔａを算出しておく。
【００９８】
図１８は、制御部１９０によって実施されるジョブ開始時バイアス制御の処理フローを示すフローチャートである。制御部１９０は、ジョブ開始時バイアス制御を開始すると、まず、現像スリーブ６５に対する中心値Ｐｃの現像バイアスの印加を開始してから（Ｓ１）、現像スリーブの回転を開始する（Ｓ２）。このとき同時に経時処理を開始する。その後、現像スリーブの回転開始から、所定の回転安定時間が経過するまで待機する（Ｓ３）。回転安定時間が経過すると（Ｓ３でＹ）、現像スリーブが安定して所定速度で回転し始めたことになる。そこで、次に、ホームポジション検知信号が送られてくるまで待機する（Ｓ４）。そして、ホームポジション検知信号が送られてくると、感光体の回転角度姿勢を把握することが可能になるため、現像補正データテーブルに基づく現像バイアスの補正が可能になる。但し、ホームポジション検知タイミングでは、現像バイアスの中心値Ｐｃからの補正量がかなり大きくて、その補正量で補正すると地汚れやキャリア付着を発生させるおそれがある。そこで、その後、所定時間ｔａが経過するのを待って（Ｓ５）、現像補正データテーブルに基づく現像バイアスの補正を開始する（Ｓ６）。これにより、現像バイアスの変動波形を、中心値Ｐｃからゆっくりと立ち上げることが可能になる。
【００９９】
かかる構成では、現像バイアスを中心値Ｐｃから、変動波形に従って変動するものに切り替える際に、現像バイアスの切り替え前後の電位差を殆どなくすことで、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１００】
図１９は、補正データ構築処理で検出されたベタトナー像の画像濃度ムラの一例を示すグラフである。また、図２０は、その画像濃度ムラに基づいて構築された現像補正データテーブルに基づいて制御される現像バイアスの変動波形を示すグラフである。図１９に示されるように、この例では、感光体１周期あたりの画像濃度ムラの変動幅が比較的小さい。つまり、感光体の回転周期で発生する現像ギャップの変動幅が比較的小さい。このような場合、現像ギャップの変動による画像濃度変動はあまり視認されなくなる。そして、図２０に示されるように、現像補正データテーブルに基づく現像バイアスの変動波形のピークツウピークが所定値以下になる。
【０１０１】
制御部１９０は、現像補正データテーブルに基づく現像バイアスの変動波形のピークツウピークが所定値以下になった場合には、次のような処理を行うようになっている。即ち、現像バイアスの出力を現像補正データテーブルに基づいて変動させる処理に代えて、中心値Ｐｃの現像バイアスを出力させ続ける処理を実施する。より詳しくは、プリントジョブ開始後、ホームポジション検知タイミングが到来し、更に所定時間ｔａが経過しても、現像バイアスを変動させる処理を開始せずに、その後も中心値Ｐｃを出力させ続ける。かかる構成では、感光体周期で発生する画像濃度変動の変動幅が比較的小さい場合には、現像バイアスを変動させる処理を実施しないことで、制御部１９０の演算負荷を軽減して、制御部１９０の長寿命化を図ることができる。更には、現像バイアス変動時の誤動作等によって画像濃度変動を却って大きくしてしまうという事態の発生を回避することができる。
【０１０２】
制御部１９０は、図４に示される、ベタトナー像Ｋｐｇ、Ｙベタトナー像Ｙｐｇ、Ｃベタトナー像Ｃｐｇ、Ｍベタトナー像Ｍｐｇとして、それぞれ感光体の周長の６周分以上のものを形成する。そして、それぞれのベタトナー像について、フォトセンサによって検知し始めてから、感光体１周期が経過するまでを感光体１周期分の画像濃度ムラとし、それ以降、感光体１周期が経過する毎にそれぞれ感光体１周期分の画像濃度ムラとして検知していく。これにより、感光体１周目から６周目までの画像濃度ムラをそれぞれ検出し、それら周回の画像濃度ムラの変動波形を重畳して平均化したものに基づいて、感光体１周当たりの画像濃度ムラの変動波形を構築する。かかる構成では、感光体１周分だけの画像濃度ムラを検知する場合に比べて、画像濃度ムラをより正確に検知することができる。
【０１０３】
しかしながら、感光体の突発的な回転速度ムラなどにより、各周回の画像濃度ムラの変動波形に位相ズレが発生するおそれがある。例えば、図２１は、感光体１周目から２周目までの画像濃度ムラとして特定される波形部分の一例を示すグラフである。また、図２２は、感光体３周目から４周目までの画像濃度ムラとして特定される波形部分の一例を示すグラフである。また、図２３は、感光体５周目から６周目までの画像濃度ムラとして特定される波形部分の一例を示すグラフである。１周目から２周目までの波形部分（図２１）に対し、３周目から４周目までの波形部分（図２２）は、３０［ｄｅｇ］も位相ずれしている。また、５周目から６周目までの波形部分（図２３）は、５［ｄｅｇ］位相ずれしている。このような場合には、位相ずれが大きいことから、画像濃度ムラを相殺し得る現像補正データテーブルを構築することが困難になり、場合によっては、補正によって画像濃度ムラを却って大きくしてしまうおそれがある。
【０１０４】
そこで、制御部１９０は、各周回について検出した画像濃度ムラの変動波形において、閾値を超える位相ズレが発生している場合には、次のような処理を行うようになっている。即ち、現像バイアスの出力を現像補正データテーブルに基づいて変動させることに代えて、中心値Ｐｃの現像バイアスを出力させる処理を実施する。かかる構成では、画像濃度ムラを正確に検出できなかったことに起因して画像濃度ムラを却って大きくしてしまうという事態の発生を回避することができる。
【０１０５】
なお、現像バイアスの変動波形をそのピークツウピークの中心値Ｐｃから出現させるタイミングで、現像バイアスの出力を一定値から変動波形に切り替える例について説明したが、出現させるタイミングは中心値Ｐｃに限られるものではない。中心値Ｐｃからの差分が所定の閾値になる波形箇所から変動波形を出現させてもよい。
【０１０６】
次に、変形例に係る複写機について説明する。なお、以下に特筆する点を除き、変形例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
感光体の回転角度姿勢に応じて現像バイアスを変動させる例について説明したが、そのような変動に代えて、又は加えて、現像スリーブの回転角度姿勢に応じて現像バイアスを変動させるようにしてもよい。この場合、画像濃度ムラを検出して得られた画像濃度変動波形を周波数解析して、現像スリーブの回転周期で発生する画像濃度ムラを抽出し、その画像濃度ムラを相殺し得る現像補正データテーブルを構築すればよい。
【０１０７】
図２４は、現像スリーブを示す拡大斜視図である。現像スリーブ６５の近傍には、現像スリーブ６５の回転角度姿勢を検知するための回転角度検知装置２００が配設されている。回転角度検知装置２００は、各色の現像スリーブ（６５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の近傍にそれぞれ配設されている。それらの構成は互いに同じであるので、同図においては、符号の末尾に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。現像スリーブ６５の回転軸部材６５ａは、カップリング２１０を介してスリーブ駆動モータ２１１に接続されている。そして、スリーブ駆動モータ２１１のモータ軸に遮光部材２０１が固定されている。遮光部材２０１は、現像スリーブ６５が所定の回転角度姿勢になったときに、フォトインタラプタ２０２の中に進入してフォトインタラプタ２０２に検知される。これにより、現像スリーブ６５について、所定の回転角度姿勢になったことが検知される。
【０１０８】
同図では、現像スリーブをスリーブ駆動モータ２１１に直結したダイレクトドライブ方式を採用した例を示しているが、スリーブ駆動モータ２１１からの動力伝達の間に減速機構などを配設してもよい。但し、減速機構を採用する場合、遮光部材２１１は現像スリーブ６５と同じ回転数になるようにすることが望ましい。
【０１０９】
図２５は、フォトインタラプタ２０２の出力変化を示すグラフである。現像スリーブ６５の１周期毎に、フォトインタラプタ２０２の出力が矩形状に１回だけ立ち上がっている。この立ち上がりのタイミングは、現像スリーブ６５が所定の回転角度姿勢になったタイミングである。
【０１１０】
図２６は、画像濃度の経時変動と、フォトインタラプタ２０２の出力の経時変動とを示すグラフである。画像濃度の変動は、フォトインタラプタ２０２の周期に同期するものと、その周期よりも大きな周期で全体的にサイン波状に変化するものとが存在している。フォトインタラプタ２０２のパルス周期でサイン波状に発生しているのが、現像スリーブ６５の回転に伴う現像ギャップの変動による画像濃度ムラである。また、フォトインタラプタ２０２のパルス周期よりも大きな周期で全体的にサイン波状に変化しているのが、感光体の回転に伴う現像ギャップの変動による画像濃度ムラである。制御部１９０は、各色のベタトナー像を検知して図示のような画像濃度ムラの波形を構築した後、フォトインタラプタ２０２のパルス周期で発生している波形成分だけを抽出する。そして、その波形成分を相殺することができる現像バイアスの変動波形を構築し、その結果に基づいて現像補正データテーブルを構築する。
【０１１１】
図２７は、ベタトナー像の画像濃度の変動波形を現像スリーブ回転周期毎の長さに分割して、それらを重畳したグラフを示している。図示の例では、現像スリーブの１０周期分の変動波形を１０個（Ｎ１〜Ｎ１０）に分割してそれらを重畳した例を示している。同図において太線で示される波形（Ａｖｇ）は、それら１０個の分割波形（Ｎ１〜Ｎ１０）を平均化したものである。それぞれの分割波形（Ｎ１〜Ｎ１０）は、互いに異なる周期変動成分を含んでいるが、平均波形（Ａｖｇ）は、それらの周期変動成分を殆ど含まないものになっている。このように、複数の分割波形を平均化することで、現像スリーブの回転周期で発生する画像濃度変動成分を抽出することができる。制御部１９０は、このような平均化処理により、フォトインタラプタ２０２のパルス周期（＝現像スリーブの回転周期）で発生している波形成分だけを抽出するようになっている。
【０１１２】
なお、分割波形の数は、１０個以上であっても、１０個未満であってもよい。また、平均化処理としては、単純平均処理（相加平均処理）に限られるものではなく、他の平均処理でもよい。
【０１１３】
制御部１９０は、プリントジョブ中には、フォトインタラプタ２０２からの出力と、現像補正データテーブルとに基づいて、現像バイアスの出力をサイン波状に変化させる。そのサイン波の周期は、現像スリーブ６５の回転周期と同じである。プリントジョブの開始時は、実施形態に係る複写機と同様に、まず、現像バイアスとして、サイン波のピークツウピークの中心値で安定している直流バイアスからなるものを出力させる。そして、現像スリーブ６５の回転開始から回転安定時間が経過した後、初めにフォトインタラプタ２０２の出力が立ち上がったタイミングから経時処理を開始する。この経時結果が所定時間ｔａになった時点で、その時点に対応する補正データを現像補正データテーブルから読み込んで、現像バイアスをサイン波状に変動させ始める。これにより、現像バイアスの変動波形を、そのピークツウピークの中心値から出現させる。
【０１１４】
［第２変形例］
現像バイアスを変動させることに代えて、帯電ローラに印加する帯電バイアスを変化させることによっても、画像濃度を変化させることが可能である。帯電バイアスを変動させると、それに応じて地肌部電位Ｖｄが変動する。そして、それに伴って潜像電位Ｖｓが変動することから、現像ポテンシャルも変動する。このような現像ポテンシャルの変動により、画像濃度を変動させることが可能なのである。
【０１１５】
そこで、第２変形例に係る複写機の制御部１９０は、補正データ構築処理において、現像補正データテーブルを構築することに代えて、帯電バイアスを補正するための帯電補正データテーブルを構築する。制御部１９０には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用にそれぞれ個別に設けられた４つの帯電電源が接続されている。制御部１９０は、これらの帯電電源にそれぞれ制御信号を送ることで、帯電電源からの出力を変化させることができる。制御部１９０は、プリントジョブ時には、ホームポジション検知タイミングと、帯電補正データテーブルとに基づいて、感光体の回転角度姿勢に応じた補正量で帯電バイアスを補正する。これにより、感光体の回転周期で発生する画像濃度ムラを抑えるようになっている。
【０１１６】
なお、プリントジョブ開始時には、まず、感光体の回転速度が安定化するまでピークツウピークの中心値の帯電バイアスを帯電ローラに印加する。その後、ホームポジション検知タイミングが到来し、更に所定時間ｔａが経過した時点で、帯電補正データテーブルに基づいて帯電バイアスを変動させ始める。これにより、帯電バイアスの変動波形におけるピークツウピークの中心値から変動波形を出現させて、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１１７】
［第３変形例］
第３変形例に係る複写機の制御部１９０は、現像バイアスＶｂの周期変動を開始するときに、変動波形における１周期分の領域のうち、中心値の箇所から出現させるのではなく、中心値との差分が所定の閾値以下になる「第１所定値」の箇所から出現させる。これにより、ホームポジション検知タイミングの後、変動波形の中心値に対応するタイミングを待つよりもより早い段階で、現像バイアスＶｂの周期変動を開始することができる。但し、それまで中心値であった現像バイアスＶｂを急に上下させると、僅かな差分であっても、多少の地汚れやキャリア付着を発生させてしまうおそれがある。そこで、現像バイアスＶｂの変動波形を「第１所定値」にするタイミング（以下、「第１タイミング」という）よりも少しだけ遡った時点であるホームポジション検知タイミングで、現像バイアスＶｂを段階的に「第１所定値」まで少しずつ変化させ始める。そして、「第１タイミング」で現像バイアスＶｂの周期変動を開始させる。これにより、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１１８】
次に、実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
［実施例］
これまで説明してきた画像濃度ムラは、画像のベタ部（暗部）における画像濃度ムラである。現像バイアスを変動波形に従って変動させることで、現像ギャプの変動に起因する画像のベタ部の画像濃度ムラを抑えることができる。しかしながら、本発明者らは実験により、このようにしてベタ部の画像濃度ムラを抑えると、画像の中間調部で画像濃度ムラを発生させてしまうことを見出した。具体的には、現像バイアスの値を周期的な変動範囲における最大値（Ｐ１）あたりにしたときには、中間調部の画像濃度を目標よりも濃くしてしまう。また、現像バイアスの値を周期的な変動範囲における最小値（Ｐ２）あたりにしたときには、中間調部の画像濃度を目標よりも薄くしてしまう。これは、ベタ部に合わせて最大値Ｐ１と最小値Ｐ２との差分（振幅）を設定すると、中間調部ではその振幅が大きくなり過ぎて画像濃度過多や画像濃度不足を引き起こしてしまうのである。
【０１１９】
本発明者らは、更に鋭意研究の結果、現像バイアスの変動周期に同期させて、帯電バイアスを変動させることで、中間調部の画像濃度ムラを抑え得ることを見出した。図２８は、現像バイアスＶｂの出力を現像補正データテーブルに従って変動させた場合の変動波形と、帯電バイアスＶｃの出力を帯電補正データテーブルに従って変動させた場合の変動波形との関係を示すグラフである。なお、このグラフの縦軸は電位を示しているが、その電位は、変動波形の中心値からのずれ量を示している。例えば、現像バイアスＶｂの中心値は−５００［Ｖ］程度であるのに対し、帯電バイアスＶｃの中心値は−７００［Ｖ］程度であるが、縦軸が中心値からのずれ量であることから、２つの変動波形は縦軸の同じ位置を中心にした状態で上下している。
【０１２０】
また、同図においては、便宜上、現像バイアスＶｂの変動波形の位相と、帯電バイアスＶｃの変動波形の位相とを同期させて示しているが、実際には、それら変動波形は位相ずれしている。これは、感光体２０の表面が帯電装置６０との対向位置で帯電された後、その帯電箇所が感光体２０と現像装置６１との対向領域である現像領域に進入するまでにタイムラグがあるからである。例えば、感光体２０が帯電装置６０による帯電位置から現像領域まで移動するのにその周長の１／４だけ移動する場合には、現像バイアスＶｃの変動波形は、帯電バイアスＶｃの変動波形に対して９０［ｄｅｇ］だけ位相ずれする。
【０１２１】
現像バイアスＶｂが最大値（Ｐ１）にあるときには、現像ギャップが感光体１周期の中で最も大きくなっており、現像ポテンシャルが感光体１周期の中で最も大きくなる。この最大値によって現像が行われる感光体箇所は、帯電バイアスＶｃの最小値（Ｐ２）で帯電された箇所であることから、地肌部電位が感光体１周期の中で最も高くなる。すると、その地肌部に対する露光によって得られる潜像の電位は、感光体１周期の中で最も高くなることから、帯電バイアスＶｃを変動させない場合に比べて現像ポテンシャルが低くなる。これにより、中間調部の画像濃度過多が抑えられる。
【０１２２】
また、現像バイアスＶｂが最小値（Ｐ２）にあるときには、現像ギャップが感光体１周期の中で最も小さくなっており、現像ポテンシャルが感光体１周期の中で最も小さくなる。この最小値（Ｐ２）によって現像が行われる感光体箇所は、帯電バイアスＶｃの最小値で帯電された箇所であることから、その地肌部電位が感光体１周期の中で最も低くなる。すると、その地肌部に対する露光によって得られる潜像の電位は、感光体１周期の中で最も低くなることから、帯電バイアスＶｃを変動させない場合に比べて現像ポテンシャルが高くなる。これにより、中間調部の画像濃度不足が抑えられる。
【０１２３】
そこで、制御部１９０は、上述した補正データ構築処理において現像補正データテーブルを構築したら、その現像補正データテーブルに基づいて現像バイアスを変動させながら、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４つの中間調トナー像を形成する。これら中間調トナー像は、面積階調による中間調で形成される点の他は、図４に示されるベタトナー像と同様に形成される。そして、光学センサによってその画像濃度ムラが検知される。
【０１２４】
制御部１９０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ、次のようにして帯電補正データテーブルを構築する。即ち、中間調トナー像において検出された感光体１周期分の画像濃度ムラのデータに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理や直交検波等の処理を施すことで、感光体１周期のｎ次成分の画像濃度ムラを抽出する。以下、ベタトナー像と同様にして、それら変動成分の合成波形を構築したら、その合成波形を打ち消すことが可能な帯電バイアスの周期変動の波形を構築する。そして、この波形に基づいて、帯電補正データテーブルを構築する。
【０１２５】
図２９は、実施例に係る複写機における帯電バイアスＶｃ及び現像バイアスＶｂの経時変化を示すグラフである。本複写機では、感光体２０が帯電装置６０による帯電位置から現像領域まで移動するのにその周長の１／４だけ移動する。よって、制御部１９０は、現像バイアスＶｂの周期変動の波形を、帯電バイアスＶｃの周期変動の波形に対して９０［ｄｅｇ］だけ位相ずれさせる。
【０１２６】
制御部１９０は、図中のｔ０のタイミングで感光体の回転駆動を開始すると同時に、計時処理を開始する。この複写機では、感光体の回転駆動を開始してからｔｂ秒後に感光体の回転速度が所定速度で安定化することが解っている。ｔｂ秒が経過するまでの期間（以下、加速期間という）は、感光体の回転速度が加速しており、感光体の回転周期は一定ではなく徐々に短くなっていく。このような加速期間では、ホームポジション検知信号が発生した瞬間には、感光体の回転角度姿勢についてホームポジションになっていると解る。しかし、その後、次のホームポジション検知信号が発生するまでの間は、どの程度の回転角度になっているのかを把握することができない。このため、帯電補正データテーブルに基づく帯電バイアスの出力の制御や、現像補正データテーブルに基づく現像バイアスの出力の制御を正しく行うことができない。そこで、制御部１９０は、感光体の回転駆動を開始すると、その後、帯電バイアスＶｃをゼロから中心値に立ち上げたり、現像バイアスＶｂをゼロから中心値に立ち上げたりした後には、加速期間が経過するまで待機する。図示の例では、帯電バイアスＶｃや現像バイアスＶｂを立ち上げた後、加速期間が経過する前に、ホームポジション検知信号がタイミングｔ１で発生しているが、このタイミングｔ１はバイアス制御切り替え決定のトリガーとしては利用されない。なお、加速期間における帯電バイアスＶｃは、周期的な変動範囲の中心値で安定している直流バイアスからなるものである。また、加速期間における現像バイアスは、周期的な変動範囲の中心値で安定している直流バイアスからなるものである。
【０１２７】
制御部１９０は、加速期間（タイミングｔ２）が経過すると、ホームポジション検知信号の監視を開始する。そして、直後にホームポジション検知信号を受信したタイミングｔ３で、再び計時処理を開始する。帯電バイアスＶｃの出力を帯電補正データテーブルに基づいて周期変動させる上で、ホームポジション検知信号を受信したタイミングｔ３では、出力値が中心値よりも小さく、最小値の付近の値になっている。このため、タイミングｔ３では帯電バイアスＶｃの出力制御を帯電補正データテーブルに基づく制御に切り替えずに、その後、変動範囲の中心値で出力し得るタイミングを見計らう。タイミングｔ３で計時処理を開始するのは、かかるタイミングを見計らうためである。タイミングｔ３からｔａ秒が経過した時点（ｔ４）において、タイミングｔ３の後に、帯電バイアスＶｃの出力を周期変動させる上で出力値を中心値にし得るタイミングが初めて訪れる。そこで、制御部１９０は、その時点（ｔ４）で、そのタイミングに対応する補正データを帯電補正データテーブルから読み込んで、帯電バイアスＶｃの出力制御を、中心値に制御する処理から、帯電補正データテーブルに基づいて周期変動させる処理に切り替える。その後、時点ｔ４からｔｃ秒（所定時間）だけ経過した時点ｔ５で、感光体の周面のうち、帯電補正データテーブルに基づいて出力制御された帯電バイアスＶｃの条件下で一様帯電せしめられた箇所の先端が現像領域に進入する。そこで、制御部１９０は、その時点ｔ５を見計らって、現像バイアスＶｂの出力制御を、中心値で一定にする処理から、現像補正データテーブルに基づいて周期変動させる処理に切り替える。この時点ｔ５は、感光体回転速度の突発的な変動などがなければ、図示のように、周期的に変動する現像バイアスＶｂを変動範囲の中心値にするタイミングである。
【０１２８】
かかる構成では、帯電バイアスＶｃを変動させることで、現像バイアスＶｂを変動させることに起因する中間調部の画像濃度ムラの発生を抑えることができる。また、帯電バイアスＶｃの変動波形における１周期分の領域のうち、中心値になる箇所を出現させるタイミングで、帯電バイアスＶｃの出力を中心値で一定にする処理から周期的に変動させる処理に切り替えている。これにより、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１２９】
なお、現像バイアスＶｂの出力を中心値で一定にする処理から周期的に変動させる処理に切り替えた後、帯電バイアスＶｃの出力を中心値で一定にする処理から周期的に変動させる処理に切り替えてもよい。また、それらバイアスの出力を同時に、中心値で一定にする処理から周期的に変動させる処理に切り替えてもよい。何れにしても、切り替える時点で、変動波形を中心値からの差分が閾値以下になる箇所から出現させるようにする。
【０１３０】
また、周期変動を開始させた時点の帯電バイアスＶｃで帯電させた感光体箇所を現像領域に進入させるタイミングで現像バイアスの周期変動を開始させているが、必ずしも、かかる構成を採用する必要はない。但し、かかる構成を採用することで、地汚れやキャリア付着の発生をより確実に抑えることが可能になる。これは次に説明する理由による。実施形態のように、感光体２０を一様に帯電させて現像バイアスＶｂを周期的に変動させる場合には、現像バイアスＶｂにおける最大値（Ｐ１）を出現させるタイミングで、地肌ポテンシャルを最小にして地汚れを発生させ易くなる。この一方、帯電バイアスＶｃを周期変動させる場合、感光体１周の中で最も高く帯電させた箇所を前述のタイミングで現像領域に進入させることから、地肌ポテンシャルをより大きくする。これにより、地汚れの発生を抑えることができる。現像バイアスＶｂの周期変動を開始するときには、既に周期変動させた帯電バイアスＶｃで帯電させた感光体箇所を現像領域に進入させているので、その時点から地汚れの発生を抑えることができる。
【０１３１】
また、実施形態のように、感光体２０を一様に帯電させて現像バイアスＶｂを周期的に変動させる場合には、現像バイアスＶｂにおける最大値（Ｐ１）を出現させるタイミングで、地肌ポテンシャルを最大にしてキャリア付着を発生させ易くなる。この一方、帯電バイアスＶｃを周期変動させる場合、感光体１周の中で最も低く帯電させた箇所を前述のタイミングで現像領域に進入させることから、地肌ポテンシャルをより小さくする。これにより、キャリア付着の発生を抑えることができる。現像バイアスＶｂの周期変動を開始するときには、既に周期変動させた帯電バイアスＶｃで帯電させた感光体箇所を現像領域に進入させているので、その時点からキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１３２】
制御部１９０は、帯電補正データテーブルに基づく帯電バイアスＶｃの周期的な変動範囲が所定の変動幅以下になった場合には、次のような処理を行うようになっている。即ち、帯電バイアスＶｃの出力を帯電補正データテーブルに基づいて変動させる処理に代えて、中心値の帯電バイアスＶｃを出力させ続ける処理を実施する。より詳しくは、プリントジョブ開始後、ホームポジション検知タイミングが到来し、更に所定時間ｔａが経過しても、帯電バイアスＶｃを変動させる処理を開始せずに、その後も中心値を出力させ続ける。かかる構成では、感光体周期で発生する画像濃度変動の変動幅が比較的小さい場合には、帯電バイアスＶｃを変動させる処理を実施しないことで、制御部１９０の演算負荷を軽減して、制御部１９０の長寿命化を図ることができる。更には、帯電バイアス変動時の誤動作等によって画像濃度変動を却って大きくしてしまうという事態の発生を回避することができる。
【０１３３】
制御部１９０は、プリントジョブの終了時には、図３０に示されるように、まず、ホームポジション検知信号が発生するタイミングを監視し、そのタイミングが到来したら、更にｔａ秒が経過するのを待つ。ホームポジション検知信号が発生してからｔａ秒後は、既に説明したように、帯電補正データテーブルに基づいて出力制御される帯電バイアスＶｃの出力値が変動範囲の中心値になるタイミングである。このタイミングで、制御部１９０は図示のように、帯電バイアスＶｃの出力を、帯電補正データテーブルに基づいて変動させる処理から、一定の中心値にする処理に切り替える。その後、感光体の周面のうち、その中心値で帯電処理を施された箇所の先端が現像領域に進入するタイミング、即ち、帯電バイアスの出力制御を切り替えたタイミングからｔｃ秒後（１／４周期）が経過したタイミングで、次の切り替えを行う。即ち、現像バイアスＶｂの出力を、現像補正データテーブルに基づいて変動させる処理から、一定の中心値にする処理に切り替える。この後、制御部１９０は、帯電バイアスＶｃを中心値からゼロに立ち下げた後、その立ち下げからｔｃ秒後（１／４周期後）のタイミングで、現像バイアスＶｂを中心値からゼロに立ち下げる。
【０１３４】
なお、プリントジョブの開始時において、帯電バイアスＶｃをゼロからいきなり所望の値まで立ち上げても、感光体の表面の帯電電位の上昇はそれに迅速応答せずに、ある程度遅れて帯電電位が上昇する場合がある。このような帯電電位の応答遅れがあると、現像領域では、応答遅れがないことを前提とした現像バイアスと、電位が十分に上昇していない感光体の帯電電位との電位差が、大きくなってしまうおそれがある。そこで、図３１に示されるように、時点ｔ４よりも前の期間で、帯電バイアスＶｃをゼロから段階的に立ち上げるようにしてもよい。この場合、帯電バイアスＶｃの段階的立ち上げによる感光体の帯電電位の段階的な上昇と現像バイアスの段階的な上昇とを現像領域で同期させるように、図示のように、現像バイアスを段階的に立ち上げることが望ましい。より詳しくは、本複写機では、感光体表面が帯電ローラとの接触位置から現像領域まで移動するのに感光体回転周期の１／４を要する。このため、帯電バイアスの段階的な立ち上げの開始から１／４周期送らせたタイミングで、現像バイアスの段階的な立ち上げを開始する。このように帯電バイアスや現像バイアスを段階的に立ち上げることで、感光体の帯電の応答遅れに起因する現像領域での感光体と現像スリーブとの電位差の異常な増大の発生を回避することができる。
【０１３５】
次に、実施例に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した具体例の複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、具体例に係る複写機の構成は、実施例と同様である。
［第１具体例］
第１具体例に係る複写機の制御部１９０は、帯電バイアスＶｃの周期変動を開始するときに、変動波形における１周期分の領域のうち、中心値の箇所から出現させるのではなく、中心値との差分が所定の閾値以下になる「第２所定値」の箇所から出現させる。これにより、ホームポジション検知タイミングの後、変動波形の中心値に対応するタイミングを待つよりもより早い段階で、帯電バイアスＶｃの周期変動を開始することができる。但し、それまで中心値であった帯電バイアスＶｃを急に上下させると、僅かな差分であっても、多少の地汚れやキャリア付着を発生させてしまうおそれがある。そこで、帯電バイアスＶｃの変動波形を「第２所定値」にするタイミング（以下、「第２タイミング」という）よりも少しだけ遡った時点であるホームポジション検知タイミングで、帯電バイアスＶｃを段階的に「第２所定値」まで少しずつ変化させ始める。そして、「第２タイミング」で帯電バイアスＶｃの周期変動を開始させる。これにより、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１３６】
［第２具体例］
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについてそれぞれ所定の回転角度姿勢になったことを検知する回転角度姿勢検知手段１８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが何らかの理由によって出力をしなくなることがある。すると、感光体２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの回転角度姿勢を正確に把握することができなくなってしまう。にもかかわらず、単純な周期だけに頼って現像バイアスＶｂや帯電バイアスＶｃの出力変動の制御を継続すると、それらの変動波形の位相を適切な位相から大幅にずらしてしまい、画像濃度ムラを却って悪化させてしまうことになりかねない。
【０１３７】
そこで、制御部１９０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ、感光体２０の回転駆動中に、回転角度姿勢検知手段１８０からのホームポジション検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合に、次のような処理を実施するようになっている。即ち、まず、帯電バイアスＶｃの出力を帯電補正データテーブルに基づいて変動させる処理に代えて、変動波形の中心値で一定にする処理を実施する。この際、帯電バイアスＶｃの変動波形の中心値を出現させたタイミング（以下、「第１切り替えタイミング」という）で、出力を周期変動させる処理から、中心値で一定にする処理に切り替える。これにより、帯電バイアスＶｃの値を急激に変化させることによる地汚れやキャリア付着の発生を抑える。
【０１３８】
次に、制御部１９０は、「第１切り替えタイミング」から所定時間ｔｃが経過したタイミングで、現像バイアスＶｂの出力を現像補正データテーブルに基づいて変動させる処理から、変動波形の中心値で一定にする処理に切り替える。所定時間ｔｃは、「第１切り替えタイミング」において帯電バイアスＶｃの中心値で帯電せしめられた感光体箇所が、「第１切り替えタイミング」で帯電装置６０に対向している状態から、現像領域に進入した状態になるまでに要する時間である。よって、「第１切り替えタイミング」から所定時間ｔｃが経過したタイミングは、現像バイアスＶｂの変動波形の中心値を出現させるタイミングである。このタイミングで現像バイアスＶｂを変動波形から中心値に切り替えることで、現像バイアスＶｂの値を急激に変化させることによる地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
【０１３９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、回転駆動される潜像担持体（例えば感光体２０）と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段（例えば帯電装置６０）と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段（例えばレーザー書込装置２１）と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段（例えば現像装置６１）と、前記現像手段に供給するための現像バイアスを出力する現像電源（例えば現像電源１８２）と、現像バイアス制御データに基づいて前記現像電源からの前記現像バイアスの出力を周期的な変動波形が得られるように変動させる処理を実施するバイアス制御手段（例えば制御部１９０）とを備える画像形成装置において、画像形成動作の開始後、前記現像バイアスの出力を前記変動波形のピークツウピークの中心値で一定にする処理を実施した後、前記変動波形における１周期分の領域のうち、前記中心値からの差分が所定の閾値以下になる箇所を出現させるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４０】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源と、帯電バイアス制御データに基づいて前記帯電電源からの前記帯電バイアスの出力を周期的な変動波形が得られるように変動させる処理を実施するバイアス制御手段とを備える画像形成装置において、画像形成動作の開始後、前記帯電バイアスの出力を前記変動波形のピークツウピークの中心値で一定にする処理を実施した後、前記変動波形における１周期分の領域のうち、前記中心値からの差分が所定の閾値以下になる箇所を出現させるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４１】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、請求項１の画像形成装置において、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源を設けるとともに、帯電バイアス制御データに基づいて前記帯電電源からの前記帯電バイアスの出力を周期的な変動波形が得られるように変動させる処理を実施し、且つ、画像形成動作の開始後、前記帯電バイアスの出力を前記変動波形のピークツウピークの中心値で一定にする処理を実施した後、前記変動波形における１周期分の領域のうち、前記中心値からの差分が所定の閾値以下になる箇所を出現させるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４２】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、前記潜像担持体について所定の回転角度姿勢になったことを検知する回転姿勢検知手段（例えば回転角度姿勢検知手段１８０）を設けるとともに、前記回転姿勢検知手段によって前記回転角度姿勢になったことが検知されたタイミングである姿勢検知タイミング（例えばホームポジション検知タイミング）と、前記現像バイアス又は前記帯電バイアスの変動波形とに基づいて、前記現像バイアス又は前記帯電バイアスの出力を一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるタイミングを決定するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４３】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記現像バイアスの出力をその中心値から、前記中心値との差分を前記閾値以下にする所定値まで段階的に変化させた後、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理を開始するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４４】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｄ又はＥにおいて、前記帯電バイアスの出力をその中心値から、前記中心値との差分を閾値以下にする所定値まで段階的に変化させた後、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理を開始するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４５】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｄにおいて、前記現像バイアスの変動波形における１周期分の領域のうち、前記中心値からの差分がゼロになる箇所を出現させるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４６】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｄ又はＧにおいて、前記帯電バイアスの変動波形における１周期分の領域のうち、前記中心値からの差分がゼロになる箇所を出現させるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４７】
［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ｄ〜Ｈの何れかにおいて、前記潜像担持体上のトナー像、又は前記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段（例えば光学センサーユニット１５０）と、前記潜像担持体上に画像濃度変動検知用のベタトナー像を形成する処理を前記姿勢検知タイミングに基づいて開始した後、前記ベタトナー像における潜像担持体表面移動方向の画像濃度変動を前記画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて前記現像バイアス制御データ（例えば現像補正データテーブル）を構築する制御データ構築手段（例えば制御部１９０）とを設けたことを特徴とするものである。
【０１４８】
［態様Ｊ］
態様Ｊは、態様Ｉにおいて、前記現像バイアス制御データに基づいて前記現像バイアスの出力を変動させている状態で、前記潜像担持体上に画像濃度変動検知用の中間調トナー像を形成する処理を前記姿勢検知タイミングに基づいて開始した後、前記中間調トナー像における潜像担持体表面移動方向の画像濃度変動を前記画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて前記帯電バイアス制御データ（例えば帯電補正データテーブル）を構築する処理を実施するように、前記制御データ構築手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１４９】
［態様Ｋ］
態様Ｋは、態様Ｊにおいて、画像形成動作の開始後、前記姿勢検知タイミングに基づいて前記帯電バイアスの出力を変動波形の中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替えた後、潜像担持体の表面移動方向における全域のうち、前記帯電バイアスを前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理によって帯電せしめられた箇所の先端が前記潜像担持体と前記現像手段との対向領域である現像領域に進入するタイミングで、前記現像バイアスの出力を変動波形の中心値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替える処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５０】
［態様Ｌ］
態様Ｌは、態様Ｋにおいて、前記潜像担持体の回転駆動開始後、前記潜像担持体の回転速度が所定速度まで上昇するのに必要な時間が経過した直後の前記姿勢検知タイミングに基づいて、前記帯電バイアスの出力を変動波形の中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替えるタイミングを決定する処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５１】
［態様Ｍ］
態様Ｍは、態様Ｉ〜Ｌの何れかにおいて、前記現像バイアスの変動波形におけるピークツウピークが所定値以下である場合には、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記現像バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５２】
［態様Ｎ］
態様Ｎは、請求項Ｉ〜Ｍの何れかにおいて、前記帯電バイアスの変動波形におけるピークツウピークが所定値以下である場合には、前記帯電バイアスの出力を変動波形に従って変動させることに代えて、一定値の前記帯電バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５３】
［態様Ｏ］
態様Ｏは、態様Ｉ〜Ｎの何れかにおいて、前記潜像担持体の表面移動方向にて潜像担持体２周以上の長さの前記ベタトナー像を形成するか、又は潜像担持体１周以上の長さの前記ベタトナー像を互いに異なる周回で前記潜像担持体に複数形成するかし、且つ、前記現像バイアスの変動波形として、潜像担持体の互いに異なる周回に個別に対応する複数の変動波形を前記検知結果に基づいて構築する処理を実施ように前記制御データ構築手段を構成するとともに、それら変動波形に閾値を超える位相ズレが発生している場合には、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記現像バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５４】
［態様Ｐ］
態様Ｐは、態様Ｉ〜Ｏの何れかにおいて、前記潜像担持体の表面移動方向にて潜像担持体２周以上の長さの前記中間調トナー像を形成するか、又は潜像担持体１周以上の長さの前記中間調トナー像を互いに異なる周回で前記潜像担持体に複数形成するかし、且つ、前記帯電バイアスの変動波形として、潜像担持体の互いに異なる周回に個別に対応する複数の変動波形を前記検知結果に基づいて構築する処理を実施するように前記制御データ構築手段を構成するとともに、それら変動波形に閾値を超える位相ズレが発生している場合には、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記帯電バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５５】
［態様Ｑ］
態様Ｑは、態様Ｄ〜Ｐの何れかにおいて、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に代えて、前記中心値で一定にする処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５６】
［態様Ｒ］
態様Ｒは、態様Ｑにおいて、前記帯電バイアスの前記差分が前記閾値以下になったタイミングで前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理から、前記中心値で一定にする処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５７】
［態様Ｓ］
態様Ｒは、態様Ｒにおいて、前記潜像担持体の回転駆動中に、前記回転姿勢検知手段から送られてくる検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合に、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理に代えて、前記中心値で一定にする処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１５８】
［態様Ｔ］
態様Ｔは、態様Ｒにおいて、前記現像バイアスの前記差分が前記閾値以下になるタイミングで前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理から、前記中心値で一定にする処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【符号の説明】
【０１５９】
２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
２１：レーザー書込装置（潜像書込手段）
６０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：帯電装置（帯電手段）
６１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：現像装置（現像手段）
１５０：光学センサーユニット（画像濃度検知手段）
１８０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：回転角度姿勢検知手段（回転姿勢検知手段）
１８２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：現像電源
１９０：制御部（バイアス制御手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６０】
【特許文献１】特開平９−６２０４２号公報
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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