(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア液とトナー粒子を含む液体の現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置において、画像の濃度の均一性を確保することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】感光体ドラムに供給される現像剤を担持する回転可能な現像ローラ５４と、現像ローラ５４に供給される現像剤を収容する現像液槽と、現像ローラ５４と所定のギャップを持って対向して配置され、バイアスが印加されることで現像ローラ５４との間で電界を形成して現像液槽に収容された現像剤を現像ローラ５４に供給する製膜電極５１と、製膜電極５１にバイアスを印加する第一電源、第二電源を制御するＣＰＵと、を備え、ＣＰＵは、製膜電極５１と現像ローラ５４の間の電界強度が現像ローラ５４の回転軸線方向で略一定となるように、製膜電極５１に対して現像ローラ５４の回転軸線方向においてギャップが相対的に大きい部分に、相対的に小さい部分よりも大きいバイアスを印加する。【選択図】図３
2018116203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー粒子とキャリア液を含む液体の現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置において、
像担持体と、
前記像担持体に供給される現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に供給される現像剤を収容する収容部と、
前記現像剤担持体と所定のギャップを持って対向して配置され、バイアスが印加されることで前記現像剤担持体との間で電界を形成して前記収容部に収容された現像剤を前記現像剤担持体に供給する電極と、
前記電極にバイアスを印加する印加手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電極と前記現像剤担持体の間の電界強度が前記現像剤担持体の回転軸線方向で略一定となるように、前記電極に対して、前記回転軸線方向において前記ギャップが相対的に大きい部分に、相対的に小さい部分よりも大きいバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ギャップに対応して設定されたバイアス値が予め記憶された記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されたバイアス値に基づいて前記電極にバイアスを印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体から前記像担持体にトナーを供給して前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像の濃度を検知する濃度検知手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記トナー像形成手段によりテスト用トナー像を形成してその濃度を検知し、前記ギャップに関して、前記回転軸線方向において前記テスト用トナー像の濃度が相対的に小さい部分に対応する位置は、濃度が相対的に大きい部分に対応する位置よりも前記ギャップが大きいと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記濃度検知手段は、前記テスト用トナー像を形成する際の画像信号が１００％の部分の濃度を検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記濃度検知手段は、前記記録材に転写された前記トナー像を読み取って前記トナー像の濃度を検知する読取手段であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記印加手段は、前記電極の前記回転軸線方向の両端部にそれぞれ接続された複数の電源であり、
前記制御手段は、前記複数の電源を制御して前記電極の前記両端部に異なるバイアスを印加することで、前記電極に対して、前記回転軸線方向において前記ギャップが相対的に大きい部分に、相対的に小さい部分よりも大きいバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記印加手段は、前記電極に対して前記回転軸線方向に並んで取り付けられた複数の制御端子と、前記制御端子にそれぞれ接続された複数の電源と、を有し、
前記制御手段は、前記複数の電源を制御して前記制御端子に異なるバイアスを印加することで、前記電極に対して、前記回転軸線方向において前記ギャップが相対的に大きい部分に、相対的に小さい部分よりも大きいバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に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、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置のうち、特にキャリア液とトナー粒子を含む液体の現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、トナー像を形成する現像法は、粉体のトナーを直接用いる乾式現像法と、トナーを液体中に分散させた液体現像剤を用いる湿式現像法に大別される。このうち湿式現像法では、トナーをキャリア液中に分散させるため、サブミクロンオーダーの粒径のトナー粒子を制御して画像形成を行うことが可能となり、高画質、高精細化の点で有望な現像法である。
【０００３】
ここで湿式現像法において、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラに対する現像剤の供給効率を上げるための構成が従来から提案されている。例えば特許文献１では、現像ローラと所定のギャップを持って対向して配置され、バイアスが印加されることで現像ローラとの間で電界を形成して現像ローラに現像剤を供給する製膜電極を有する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成のように製膜電極を有する構成では、現像ローラに担持される現像剤中のトナー濃度は、製膜電極と現像ローラとの間に形成される電界の電界強度に依存する。そしてこの電界強度は、製膜電極と現像ローラの間のギャップに依存する。
【０００６】
製膜電極と現像ローラの間のギャップを一定にするためには、製膜電極を現像ローラと同一の曲率をもった形状にする必要がある。しかしながら、製膜電極の曲率に高い精度を持たせることは容易ではなく、また一般的に弾性体で形成される現像ローラに精度の高い径や真円度を持たせることは容易ではない。
【０００７】
ここで精度上の問題により、現像ローラの回転軸線方向において製膜電極と現像ローラの間のギャップに振れが生じる場合、現像ローラと製膜電極との間の電界強度に振れが生じ、現像ローラ上の現像剤中のトナー濃度にも振れが生じてしまう。このように現像ローラの回転軸線方向において、現像ローラに担持される現像剤中のトナー濃度が振れる場合、最終的な画像の濃度にも振れが生じてしまう。
【０００８】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、キャリア液とトナー粒子を含む液体の現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置において、画像の濃度の均一性を確保することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー粒子とキャリア液を含む液体の現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置において、像担持体と、前記像担持体に供給される現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給される現像剤を収容する収容部と、前記現像剤担持体と所定のギャップを持って対向して配置され、バイアスが印加されることで前記現像剤担持体との間で電界を形成して前記収容部に収容された現像剤を前記現像剤担持体に供給する電極と、前記電極にバイアスを印加する印加手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電極と前記現像剤担持体の間の電界強度が前記現像剤担持体の回転軸線方向で略一定となるように、前記電極に対して、前記回転軸線方向において前記ギャップが相対的に大きい部分に、相対的に小さい部分よりも大きいバイアスを印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キャリア液とトナー粒子を含む液体の現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置において、画像の濃度の均一性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】現像装置の断面概略図である。
【図３】製膜電極の構成を模式的に示す模式図である。
【図４】バイアス調整制御で用いられる制御系を示すブロック図である。
【図５】バイアス調整制御のフローチャートである。
【図６】テスト用トナー像を例示した図である。
【図７】製膜電極の構成を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
まず本発明の第１実施形態に画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
画像形成装置Ａは、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナー（現像剤）を中間転写ベルトに転写した後、シートに画像を転写して画像を形成する中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、以下の説明において、上記各色のトナーを使用する部材には添え字としてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付するものの、各部材の構成や動作は使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じであるため、区別を要する場合以外には添え字を適宜省略する。
【００１４】
画像形成装置Ａは、記録材であるシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部を備える。
【００１５】
画像形成部は、図１に示す様に、像担持体としての感光体ドラム２０（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）と、感光体ドラム２０表面を帯電させるコロナ帯電器である帯電ワイヤ３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ）を備える。また感光体クリーナ２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）、露光ユニット４０（４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ）、現像装置５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）、中間転写ユニット６０を備える。
【００１６】
感光体ドラム２０は、回転軸の外周面に感光層が形成された円筒状の部材であり、回転軸を中心に図１に示す矢印Ｒ１方向に回転する。感光層は、有機感光体やアモルファスシリコン感光体などで構成され、本実施形態ではアモルファスシリコンを用いる。
【００１７】
現像装置５０は、現像剤を用いて感光体ドラム２０上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う。本実施形態では、現像剤として樹脂中に顔料等の着色料を分散させた平均粒径０．８μｍの粒子を、有機溶媒等の液体キャリア中に分散剤やトナー帯電制御剤、帯電指向剤とともに添加し、トナー粒子の濃度を約７ｗｔ％とした液体現像剤を使用する。またトナー粒子の表面は負極性に一定量帯電する。なお、現像装置５０の詳しい構成は後述する。
【００１８】
露光ユニット４０は、半導体レーザ（不図示）、ポリゴンミラー（不図示）、Ｆθレンズ（不図示）等を有しており、変調されたレーザを帯電された感光体ドラム２０上に照射し潜像を形成する。
【００１９】
中間転写ユニット６０は、中間転写ベルト８０、一次転写ローラ６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）、駆動ローラ８２、従動ローラ８５、二次転写ローラ８１、二次転写対向ローラ８６、二転クリーナ８３等を備える。
【００２０】
中間転写ベルト８０は、一次転写ローラ６１、駆動ローラ８２、従動ローラ８５、二次転写対向ローラ８６に張架されたエンドレスベルトである。中間転写ベルト８０は、駆動ローラ８２が駆動源から回転駆動力を受けて回転し、これにより感光体ドラム２０、二次転写ローラ８１に当接しながら回転駆動される。
【００２１】
次に、画像形成動作について説明する。まず図４に示すＣＰＵ７１が画像形成ジョブ信号を受信すると、給紙カセット（不図示）に積載収納されたシート（不図示）が給送ローラ（不図示）、搬送ローラ（不図示）によって画像形成部に搬送される。
【００２２】
一方、画像形成部においては、まず帯電ワイヤ３０に約−４．５ｋＶ〜−５．５ｋＶの帯電バイアスを印加することで、感光体ドラム２０表面が約−８００Ｖに帯電される。
その後、不図示の外部機器等から送信された画像信号に応じて露光ユニット４０が感光体ドラム２０表面にレーザ光を照射し、これにより画像部の電位を約−５０Ｖにして静電潜像を形成する。
【００２３】
その後、現像装置５０が備える現像ローラ５４と感光体ドラム２０から形成される現像ニップ部において、現像ローラ５４に−４００Ｖの現像バイアスが印加される。これにより現像ローラ５４と感光体ドラム２０上との間で形成される電界に従って、トナー粒子が感光体ドラム２０上の画像部に選択的に移動してトナー像が形成される。つまり帯電ワイヤ３０、露光ユニット４０、現像装置５０は、感光体ドラム２０の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段である。なお、キャリア液は電界の影響を受けないため、現像ニップ部の出口で分離して現像ローラ５４と感光体ドラム２０の両方に付着する。
【００２４】
その後、感光体ドラム２０表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム２０と一次転写ローラ６１から形成される一次転写ニップ部に送り込まれる。一次転写ニップ部に送り込まれた各色のトナー像は、一次転写ローラ６１にトナーの帯電極性と逆極性の約＋２００Ｖの一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト８０にそれぞれ一次転写される。これにより中間転写ベルト８０上に４色の液体トナーが順次重ねて転写され、フルカラーの液体のトナー像が形成される。
【００２５】
その後、トナー像は中間転写ベルト８０の回転により二次転写ローラ８１と二次転写対向ローラ８６から形成される二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ８１に＋１０００Ｖの二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト８０上のトナー像がシートに転写される。
【００２６】
トナー像が転写されたシートは、不図示の定着装置に送られ、定着装置によって加熱、加圧されてトナー像がシートに定着され、その後に画像形成装置Ａの外側に排出される。
【００２７】
なお、一次転写後に感光体ドラム２０上に残留したトナーやキャリア液は、感光体クリーナ２１により掻き取られて除去される。また二次転写後に中間転写ベルト８０に残留したトナーは、中間転写ベルト８０に当接した不図示のベルトクリーナにより除去される。また二次転写後に二次転写ローラ８１に残留したトナーは二転クリーナ８３により除去される。
【００２８】
また上記の画像形成においては、それぞれのトナー粒子移動プロセスにおける移動効率は約９５％以上と極めて高くなるよう調整してある。このため、現像装置５０においては、現像ローラ５４に担持される現像剤中のトナー量であるトナー濃度を精度よく安定させることがシート上に出力される画像の画質安定化のために重要となる。
【００２９】
＜現像装置＞
次に、現像装置５０の構成について説明する。なお、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ及びその周辺機器は、使用するトナーの色以外は同一の構成であるため、ここではブラックのトナーを使用する現像装置５０Ｋを例示して説明する。
【００３０】
図２は、現像装置５０Ｋの断面概略図である。図２に示す様に、現像装置５０Ｋは、現像ローラ５４Ｋを中心として、その周囲には、現像液槽５３Ｋ、製膜電極５１Ｋ、絞りローラ５２Ｋ、現像クリーナ５８Ｋが配置される。
【００３１】
現像ローラ５４Ｋ（現像剤担持体）は、回転可能に支持された円筒状の部材であって、ステンレス等の金属製の内芯の外周部に導電性ウレタンゴム等の弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。現像ローラ５４Ｋは、内芯を中心に図２に示す矢印Ｒ２方向に回転し、表面に担持した現像剤を感光体ドラム２０Ｋに供給する。なお、現像ローラ５４Ｋの幅は、感光体ドラム２０Ｋの幅より狭くなっている。
【００３２】
現像液槽５３Ｋ（収容部）は、現像ローラ５４Ｋに担持される現像剤であって、感光体ドラム２０Ｋに形成された静電潜像を現像するための現像剤を収容する。
【００３３】
製膜電極５１Ｋは、現像ローラ５４Ｋと所定のギャップを持って対向して配置され、バイアスが印加されることで現像ローラ５４Ｋとの間で電界を形成して現像液槽５３Ｋに収容された現像剤を現像ローラ５４Ｋに供給して現像ローラ５４Ｋ上に現像剤を製膜する。本実施形態では、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋのギャップ（間隔）は２００μｍに設定されている。また製膜電極５１Ｋから現像ローラ５４Ｋに現像剤が供給される際、現像ローラ５４Ｋには−４００Ｖのバイアスが印加され、製膜電極５１Ｋには−５５０〜−６００Ｖの電圧が印加される。これによりトナー粒子の大半は現像ローラ５４Ｋ表面に引きつけられ、現像ローラ５４Ｋの回転方向における製膜電極５１Ｋ後端部近傍において、現像剤は現像ローラ５４Ｋ表面に連れ回るものと製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちるものに別れる。なお、製膜電極５１Ｋに印加するバイアスについては後に詳しく説明する。
【００３４】
絞りローラ５２Ｋは、金属からなる円筒状の部材であり、本実施形態ではステンレス鋼で形成されたローラを用いる。絞りローラ５２Ｋは、現像ローラ５４に当接して配置され、回転軸を中心に図２に示す矢印Ｒ３方向に回転する。
【００３５】
現像ローラ５４に担持された現像剤は、絞りローラ５２Ｋとの間でギャップが約６μｍ、幅が約５ｍｍのニップを安定的に形成する。ここで絞りローラ５２Ｋには、現像ローラ５４Ｋに印加されるバイアスよりも５０Ｖ〜１２０Ｖ高いバイアスが印加される。つまり現像ローラ５４Ｋへの印加バイアスが−４００Ｖであれば、絞りローラ５２Ｋへの印加バイアスは−４５０Ｖ〜−５２０Ｖとなる。これにより現像ローラ５４Ｋに担持された現像剤中のトナー粒子は現像ローラ５４Ｋ側に寄る動作をする。このため、現像ローラ５４Ｋに担持された現像剤は絞りローラ５２Ｋと現像ローラ５４Ｋの出口付近でそれぞれのローラに別れるが、別れた後の現像ローラ５４Ｋ上の現像剤中のトナー濃度は別れる前に比べて倍程度になる。これにより現像ローラ５４Ｋ上にトナー濃度３５ｗｔ％前後の薄層コートが形成される。なお、絞りローラ５２Ｋに付着した現像剤は、絞りクリーナ５６Ｋによって除去される。
【００３６】
現像クリーナ５８Ｋは、金属等で形成されたローラであり、現像ローラ５４Ｋの表面に当接して現像ローラ５４Ｋ表面上に残存する現像剤を除去する。
【００３７】
＜印加手段＞
次に、製膜電極５１Ｋにバイアスを印加する印加手段について説明する。
【００３８】
前述した通り、製膜電極５１Ｋは現像ローラ５４Ｋに対して所定のギャップを持って対向して配置され、このギャップは本実施形態では２００μｍに設定されている。しかし実際には、精度上の問題から、現像ローラ５４Ｋの回転軸線方向（以下、「長手方向」という。）の全域に渡ってこのギャップを完全に一致させることは難しい。このようにギャップが振れる場合、現像ローラ５４Ｋに担持される現像剤中のトナー濃度に振れが生じ、最終的な画像の濃度にも振れが生じてしまう。
【００３９】
そこで本実施形態では、製膜電極５１Ｋに対して、従来のように長手方向で一定のバイアスを印加するのではなく、次に説明する構成によりギャップに応じて長手方向で異なるバイアスを印加する。
【００４０】
図３は、製膜電極５１Ｋの構成を模式的に示す模式図である。図３に示す様に、製膜電極５１Ｋの長手方向の両端部には、第一電源９０Ｋと第二電源９１Ｋがそれぞれ電気的に接続されており、ＣＰＵ７１はこれらの電源を制御して製膜電極５１Ｋの長手方向の両端部でそれぞれ異なるバイアスを印加可能に構成されている。また製膜電極５１Ｋは抵抗体で形成されている。なお、他の製膜電極５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃにも同様に、第一電源９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃと第二電源９１Ｋ、９１Ｍ、９１Ｃが接続される。
【００４１】
ここで工場において現像装置５０Ｋを組み立てる際などに、レーザ測長機等で製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋの間のギャップを予め測定する。そして製膜電極５１Ｋに印加するバイアスに関して、測定したギャップに応じて両者間に形成される電界の電界強度が長手方向で略一定となるようなバイアス値をメモリ７４（図４参照）に予め記憶させておく。具体的には、長手方向において両者間のギャップが相対的に大きい部分に、相対的に小さい部分よりも大きいバイアスが印加されるようなバイアス値を設定する。またＣＰＵ７１は、製膜電極５１Ｋから現像ローラ５４Ｋに現像剤を供給する際に、第一電源９０Ｋと第二電源９１Ｋを制御してメモリ７４に記憶された設定値に基づいて製膜電極５１Ｋに所定のバイアスを印加する。
【００４２】
これにより画像形成装置Ａの出荷時において、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋの間のギャップに長手方向で振れがある場合でも、製膜電極５１Ｋから現像ローラ５４Ｋに現像剤を供給する際に形成される電界の電界強度を長手方向で略一定にすることができる。従って、現像ローラ５４Ｋに担持される現像剤中のトナー濃度が長手方向で略一定となり、出力される画像の濃度の均一性を確保することができる。
【００４３】
また製膜電極５１Ｋの抵抗率は、１Ωｃｍ以上程度が好ましく、更に１００Ωｃｍ以上がより好ましい。また現像剤の抵抗率より低い方が好ましい。これは製膜電極５１Ｋの抵抗率が高すぎる場合、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間で、特に長手方向の中央部の電位差が製膜電極５１Ｋに印加するバイアスに依存せずに現像ローラ５４Ｋに印加するバイアスになってしまう。そうすると現像剤に所望の電界が作用しない。また抵抗体の抵抗が低すぎる場合、過度な電流が製膜電極５１Ｋ内を流れてしまい、第一電源９０Ｋと第二電源９１Ｋの負担が大きくなって好ましくない。また製膜電極５１Ｋから現像剤を介して現像ローラ５４Ｋに流れる電流よりも抵抗体を流れる電流が大きすぎるのは好ましくないためである。本実施形態では、現像剤の抵抗率は１×１０１０Ωｃｍであるため、抵抗率が１００Ωｃｍのアルマイトを抵抗体として用いる。
【００４４】
なお、ギャップの振れに対処する他の方法としては、製膜電極５１Ｋの現像ローラ５４Ｋへの取り付けを調整するギャップ補正機構を持たせて出荷前に調整を行う方法も考えられる。ギャップ補正機構の構成としては、例えば製膜電極５１Ｋを保持する両端部のビスを、土台に対しての距離を可変な調整ビスとする。
【００４５】
しかしながら現像装置５０Ｋの長期使用に伴って、現像ローラ５４Ｋの表層、特にゴム層は、現像剤のケミカルアタック等の影響により径の大きさが増減する場合がある。これはゴム層やキャリア液そのものの特性や、現像剤に含まれる帯電制御剤、帯電指向剤、或いは不純物等に起因して起きる。また画像形成装置Ａが設置される環境の温度によっても現像ローラ５４Ｋの径は変化する。このような現像ローラ５４Ｋの径の変化によって製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋの間のギャップは変化し、長手方向において両者間のギャップに振れが生じ得る。なお、このようなギャップの振れはブラックのトナーを用いる現像装置５０Ｋだけでなく、他の現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃにおいても当然に生じ得る。
【００４６】
そこでこのようなギャップの振れに対処するため、画像形成装置Ａは、第一電源９０と第二電源９１から製膜電極５１に印加するバイアスを調整するバイアス調整制御を行う。以下、バイアス調整制御ついて説明する。
【００４７】
＜バイアス調整制御＞
まずバイアス調整制御に用いられる制御系について図４に示すブロック図を用いて説明する。図４に示す様に、画像形成装置Ａは、制御手段としてのＣＰＵ７１を備える。またＣＰＵ７１には、メモリ７４が接続されている。メモリ７４はＲＯＭとＲＡＭから構成される。
【００４８】
またＣＰＵ７１には、第一電源９０と第二電源９１が接続されている。ＣＰＵ７１は第一電源９０と第二電源９１を制御して、製膜電極５１に印加するバイアスを制御することができる。
【００４９】
またＣＰＵ７１には操作部７２とリーダ７３（読取手段）が接続されている。操作部７２は、ユーザにより入力される操作指示をＣＰＵ７１に出力する。またリーダ７３は、シート上に形成された画像を読み取る。
【００５０】
次に、バイアス調整制御の内容について図５に示すフローチャートを用いて説明する。バイアス調整制御は、ユーザの指示により開始される。ユーザは、画像形成装置Ａの使い始めや濃度ムラが出たとき等、任意のタイミングで操作部７２を操作してバイアス調整制御を開始させる。なお、ユーザの指示ではなく、画像形成装置ＡをＯＮしたタイミングや所定の画像形成枚数毎に本制御を自動で行う構成としてもよい。
【００５１】
図５に示す様に、バイアス調整制御が開始されると、まずテスト用トナー像を上述した画像形成動作により形成する（Ｓ１）。図６は、テスト用トナー像の一例を示す図である。図６に示す様に、テスト用トナー像は、１００％の画像信号で単色で最も濃度が出る画像パターンを長手方向に並べて配置する。なお、感光体ドラム２０の回転軸線方向と長手方向は同方向である。
【００５２】
次に、リーダ７３によりシートに転写されたテスト用トナー像を読み取り（Ｓ２）、テスト用トナー像の濃度を検知する（Ｓ３）。つまりリーダ７３は、画像を読み取ってその濃度を検知する濃度検知手段である。ここで現像ローラ５４と製膜電極５１との間のギャップが長手方向で振れている場合、テスト用トナー像の画像パターン上で長手方向で濃度差が生じる。つまり長手方向においてギャップが相対的に大きい部分は画像パターンの濃度が相対的に小さくなり、ギャップが相対的に小さい部分は画像パターンの濃度が相対的に大きくなる。
【００５３】
そこでＣＰＵ７１は、テスト用トナー像の画像パターンの長手方向における濃度差を補正するようなバイアスを、製膜電極５１に印加するバイアスとして設定する（Ｓ４）。つまりＣＰＵ７１は、製膜電極５１に印加するバイアスとして、画像パターンの濃度が長手方向で相対的に小さい部分に対応する位置に印加するバイアスを、濃度が相対的に大きい部分に対応する位置に印加するバイアスより大きくなるように設定する。なお、このようなバイアスの設定は各色のトナーを使用する現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋでそれぞれ行う。
【００５４】
具体的なバイアスの設定方法に関しては、例えば画像形成装置Ａの特性を加味して決定されたテーブルをメモリ７４に予め記憶させておき、検知されたテスト用トナー像の濃度に応じてテーブルを参照してバイアスを設定する。或いは、製膜電極５１に印加するバイアスを何点か変えながらテスト用トナー像を形成し、ターゲット濃度になるようなバイアスを見つける制御でもよい。
【００５５】
このように設定されたバイアスを現像ローラ５４に現像剤を供給する際に製膜電極５１に印加することで、製膜電極５１と現像ローラ５４の間で形成される電界の電界強度が長手方向で略一定となる。つまりＣＰＵ７１は、長手方向においてテスト用トナー像の濃度が相対的に小さい部分に対応する位置は、濃度が相対的に大きい部分に対応する位置よりもギャップが相対的に大きいと判定する。そして製膜電極５１と現像ローラ５４の間で形成される電界強度を長手方向で略一定にするため、製膜電極５１に対して、ギャップが相対的に大きいと判定された部分に、相対的に小さいと判定された部分よりも大きいバイアスを印加する。これにより耐久や環境変動により現像ローラ５４と製膜電極５１の間のギャップに振れが生じた場合でも、現像ローラ５４上に担持される現像剤中のトナー濃度に振れが生じることを抑制でき、出力される画像の濃度の均一性を確保することができる。
【００５６】
従来は、製膜電極５１と現像ローラ５４の間の２００μｍのギャップに対して±１０％の振れにより、シート上の画像の濃度差としても約±１０％の振れを有していた。これに対し、本制御を実行することでシート上の画像の濃度差を±２％の差に抑制することが可能となり、リーダ７３のスキャナの精度程度まで振れを抑えることができるようになった。
【００５７】
また上記バイアス調整制御により次の効果も得ることができる。すなわち、現像ローラ５４と製膜電極５１の間のギャップの振れだけでなく、現像ローラ５４と絞りローラ５２の当接振れ、現像ローラ５４と感光体ドラム２０の当接振れ、露光ユニット４０の光量振れなどに基づく出力画像の濃度の振れも抑制することができる。
【００５８】
またテスト用トナー像の画像パターンを１００％の画像信号で形成することにより次の効果が得られる。すなわち、前述した通り、製膜電極５１と現像ローラ５４の間のギャップの振れによる電界強度の振れは、現像ローラ５４上の現像剤のトナー濃度の振れとして顕在化される。このような振れを抑制するためには、理想的には現像ローラ５４上のトナー濃度の差やトナーの載り量の差を直接見て製膜電極５１に印加するバイアスを設定するのが望ましい。しかしセンサの配置等、コストやスペースの関係で困難も多い。そこで現像ローラ５４上の現像剤中のトナー濃度の振れを、現像ローラ５４上で見るのとなるべく近い形で見るために、その後の画像形成プロセスである現像プロセス、転写プロセス時のトナー移動をほぼ１００％の効率で行う。そしてこのように形成された画像パターンの濃度を見ることで、おおよそ現像ローラ５４上でトナー濃度の見るのと同様の検知精度を得ることができる。この現像プロセスにおいてほぼ１００％のトナー移動を達成すべく画像信号を１００％としている。
【００５９】
なお、本実施形態ではテスト用トナー像の画像パターンとして長手方向において７つの画像パターンを配置したものの、本発明はこれに限られない。すなわち、例えば本実施形態では製膜電極５１の長手方向の両端部に印加するバイアスを決めるため、画像パターン数としては２つで構わない。しかし長手方向全体を考慮して印加するバイアスを決めることが望ましいため多くのパターンを配置するのが好ましい。
【００６０】
また本実施形態ではシート上の画像を読み取って濃度を検知したものの、本発明はこれに限られない。すなわち、感光体ドラム２０上でトナー像の濃度を検知する構成でもよいし、他の方法で濃度を検知する構成でもよい。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
第１実施形態では、製膜電極５１と現像ローラ５４の間の長手方向のギャップの振れのうち、特に製膜電極５１と現像ローラ５４の傾き精度の振れに起因するギャップの振れに基づく出力画像の濃度の振れが抑制される。しかし耐久による変形等の影響でギャップが長手方向の中央部のみ小さくなる等の複雑な振れが生じることも考えられる。そこで本実施形態では、より複雑なギャップの振れに基づく出力画像の濃度の振れを抑制するため、製膜電極５１に印加するバイアスをより細かく設定できる構成とする。
【００６３】
図７は、本実施形態に係る製膜電極５１の構成を模式的に示す模式図である。図７に示す様に、製膜電極５１には、不図示の複数の電源にそれぞれ電気的に接続された複数の長手電極９９（制御端子）が長手方向に並んで取り付けられている。ＣＰＵ７１は、不図示の複数の電源をそれぞれ制御して、複数の長手電極９９に異なるバイアスを印加することができ、これにより製膜電極５１に長手方向で異なるバイアスが印加される。つまり複数の長手電極９９と、複数の長手電極９９にそれぞれ接続された不図示の電源は、製膜電極５１にバイアスを印加するバイアス印加手段である。
【００６４】
画像形成時に長手電極９９に印加するバイアスに関しては、製膜電極５１と現像ローラ５４の間のギャップに応じて、両者間に形成される電界の電界強度が長手方向で略一定となるようなバイアスを印加する。つまり第一実施形態と同様に、出荷時においては両者間の電界強度が長手方向で略一定となるようなバイアス値が記憶されたメモリ７４に基づいて印加するバイアスを設定する。またバイアス調整制御後は、この制御で設定されたバイアスを印加する。なお、印加するバイアスをバイアス調整制御のみで設定する構成でもよい。
【００６５】
このような構成により、現像ローラ５４と製膜電極５１の間のギャップの振れが複雑な場合でも、この振れによって現像ローラ５４上に担持される現像剤中のトナー濃度に振れが生じることを抑制でき、出力される画像の濃度の均一性を確保することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、長手電極９９は１６個、約２０ｍｍピッチで配置した。これは本実施形態の構成が１０ｍｍ以下の筋を補正する目的ではなく、緩やかな濃度ムラを補正する目的のためである。
【００６７】
またバイアス調整制御時に形成されるテスト用トナー像の画像パターンは、長手電極９９の数と同じかそれ以上ある方がバイアスを厳密に設定するのに容易となって好ましい。しかし必ずしもこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６８】
２０…感光体ドラム（像担持体）
５１…製膜電極（電極）
５４…現像ローラ（現像剤担持体）
５３…現像液槽（収容部）
７１…ＣＰＵ（制御手段）
７３…リーダ（読取手段、濃度検知手段）
７４…メモリ（記憶手段）
９０…第一電源（印加手段）
９１…第二電源（印加手段）
９９…長手電極（制御端子）
【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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