(57)【要約】【課題】「かぶり画像」や「濃度薄」、「モヤ画像」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像が得られる画像形成装置を提供する。【解決手段】非画像形成動作時に基準画像を形成して、該基準画像の濃度変化を検知する事により、現像間隙フレに起因する周期的な濃淡むらの有無を検知し、検知結果に応じて、現像手段に用いる振動電界を形成する為に印加する現像バイアスを変化させる。【選択図】図５
2008158164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体の表面に無端移動可能な現像剤担持体表面が非接触に対向して設けられることにより現像部が構成され、前記現像部における前記潜像担持体表面と前記現像剤担持体表面との間の空間に振動電界が形成されることにより、前記現像剤担持体上に担持された現像剤で前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段を備え、
前記現像手段により形成された現像剤像を転写部で記録材表面に転写することにより、前記記録材に画像を形成する画像形成装置において、
非画像形成動作時に基準画像を形成する基準画像形成手段と、
前記基準画像の濃淡を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果から周期的な濃淡むらに関する情報を取得する濃淡むら取得手段と、
前記濃淡むら取得手段により取得された情報に応じて、前記現像手段で用いられる振動電界を形成する為に現像バイアス印加手段によって前記現像手段に印加される現像バイアスを制御する現像バイアス制御手段と、
を備える事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃淡むら取得手段が取得する情報は、前記基準画像上で濃度変化が繰り返された場合の周波数、及び前記周波数における濃度の大きさであり、
前記現像バイアス制御手段は、
前記濃淡むら取得手段により取得された前記周波数が予め定められた周波数に一致するかどうか、及び、
前記濃淡むら取得手段により取得された、前記周波数における濃度の大きさが、予め定められたレベルに達しているかどうかを判定し、
前記周波数が予め定められた周波数に一致し、前記周波数における濃度の大きさが予め定められたレベルに達していると判定した場合には、前記基準画像上に周期的なむらが発生しているとみなして、前記現像バイアス印加手段によって前記現像手段に印加される現像バイアスを制御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】
前記現像バイアス制御手段は、
前記基準画像上に周期的なむらが発生しているとみなした場合、
前記濃淡むら取得手段により取得された、前記周波数における濃度の大きさが、大きくなる程、前記現像バイアスのＡＣ成分の周波数を、より低下させる現像バイアス変更制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像バイアス制御手段は、
前記基準画像上に周期的なむらが発生しているとみなした場合、
前記濃淡むら取得手段により取得された、前記周波数における濃度の大きさが、大きくなる程、前記現像バイアスのＡＣ成分のピーク間電圧を、より増加させる現像バイアス変更制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
装置本体が設置された環境を検知する環境検知手段をさらに備え、
前記現像バイアス制御手段は、前記環境検知手段による検知結果に応じて、前記現像バイアス変更制御の度合いを調整することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像バイアス制御手段は、
前記環境検知手段により検知された環境が、高温高湿環境又は低温低湿環境であるかどうかを判定し、
前記環境が高温高湿環境又は低温低湿環境であると判定した場合には、前記現像バイアス
変更制御の度合いを、常温常湿環境下よりも小さくすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像手段の使用履歴を検知する使用履歴検知手段をさらに備え、
前記現像バイアス制御手段は、前記使用履歴検知手段による検知結果に応じて、前記現像バイアス変更制御の度合いを調整することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像バイアス制御手段は、
前記使用履歴検知手段により検知された使用履歴が、予め設定された条件に達したかどうかを判定し、
前記使用履歴が前記条件に達したと判定した場合には、当該判定前よりも、前記現像バイアス変更制御の度合いを小さくすることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記予め定められた周波数は、前記潜像担持体又は前記現像剤担持体の回転周期の逆数であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記基準画像形成手段は、前記潜像担持体表面に基準画像を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像手段を複数備え、
前記複数の現像手段で各々形成した複数の現像剤像を前記転写部において記録材表面に多重転写して画像を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
ベルト状に設けられ、記録材を担持して前記転写部に搬送する記録材搬送手段を備え、
前記基準画像形成手段は、前記記録材搬送手段表面に基準画像を形成することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記転写部は、前記複数の現像手段により各々形成された複数の現像剤像が一旦中間転写体上に多重転写され、その後、前記中間転写体上に多重転写された現像剤像が記録材上に一括転写されるように構成されるものであって、
前記基準画像形成手段は、前記中間転写体表面に基準画像を形成することを特徴とする請求項１１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、記録材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて現像装置により現像剤像として可視化する現像動作が行われている。
【０００３】
この様な画像形成装置では、静電潜像担持体に対して現像剤担持体を所定の間隔を設けて配置し、前記両担持体間に交流電界を形成する事で、現像剤担持体から現像剤を飛翔させて現像を行う非接触現像装置が用いられる。
【０００４】
一般的な非接触現像装置を用いた従来の画像形成装置１００について、図２７を用いて説明を行う。
【０００５】
シリンダー表面に感光層を塗布して形成される、潜像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と示す。）１０１表面は、一次帯電器１０２にて一様に帯電される。次に、パーソナルコンピュータ等の外部装置より入力された画像情報に対応し、露光装置１０３より感光ドラム１０１表面に光照射を行い、静電潜像を形成する。
【０００６】
感光ドラム１０１上の静電潜像は、非接触現像装置１０４において、一次帯電器１０２の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤Ｔにより可視像、即ち現像剤像（トナー像）とされる。
【０００７】
現像剤像は転写帯電器１０５にて記録材Ｑに転写される。記録材Ｑは感光ドラム１０１より分離され、引き続き定着装置１０６に搬送されて定着される。又、転写帯電器１０５で転写されず、感光ドラム１０１上に残存する現像剤Ｔは、クリーニング装置１０７によって除去される。
【０００８】
画像形成装置１００において、現像動作を実行する非接触現像装置１０４が収容する現像剤Ｔは負帯電性であり、且つイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色いずれかの顔料を含有した非磁性一成分現像剤である。非接触現像装置１０４を構成する現像剤Ｔが収容される現像容器１０４ｃは、現像動作を実行する現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂが備えられた部分と、現像剤を攪拌する攪拌部材１０４ａが備えられた部分と、に仕切り板１０４ｄにて分割される。
【０００９】
各種形状に加工された板状若しくはスクリュー等で構成される撹拌部材１０４ａは、図中矢印Ｆの方向に回転しながら、現像剤Ｔを感光ドラム１０１との対向部に備えられた現像ローラ１０４ｂ近傍まで搬送する。
【００１０】
現像剤供給ローラ１０４ｅは、現像ローラ１０４ｂとのニップ部で、現像ローラ１０４ｂに対してカウンタ方向に回転している。そして、現像ローラ１０４ｂ近傍に存在する現像剤Ｔを現像ローラ１０４ｂ上に供給すると共に、感光ドラム１０１との対向位置即ち現像領域を通過しても現像に用いられなかった現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔを剥ぎ取る役目を担っている。
【００１１】
また、現像ローラ１０４ｂには、現像剤量規制部材としての規制ブレード１０４ｆが当接されており、現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔを規制して現像剤薄層を形成する。
【００１２】
尚、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１が成す間隙には、間隔保持部材１０８が配される。
【００１３】
間隔保持部材１０８としては、図２７中に示される様なリング状のコロが多く用いられる。
【００１４】
前記コロ内径部を現像ローラ１０４ｂ外周部に内接させ、且つコロ外周部を感光ドラム表面に接触させた上で、現像容器１０４ｃ側から加圧バネ１０９によって押圧する事で、両担持体間の間隔が概ね一定に保たれる。
【００１５】
一方、現像バイアス印加手段である高圧電源１１０から現像ローラ１０４ｂに、数１００［Ｖ］のＤＣ成分を重畳した数１００［Ｖ］〜数ｋ［Ｖ］の振動電圧を印加する事で、感光ドラム１０１及び現像ローラ１０４ｂが成す間隙に交流電界が形成される。ここで、感光ドラム１０１及び現像ローラ１０４ｂが成す間隙とは、現像領域をいうものである。
【００１６】
現像領域まで搬送された現像剤Ｔは、上述の振動電界によって現像ローラ１０４ｂ表面と感光ドラム１０１表面の間で往復運動を行い、その一部が感光ドラム１０１表面に形成された静電潜像に付着する事によって静電潜像の非接触現像が行われる。
【００１７】
また、使用条件によらず常に安定した濃度・色味を得る為、次のような手段を設けたものが提案されている（特許文献１参照）。その手段とは、画像出力を実施する前に基準画像の描画を行い、前記基準画像の濃度を計測する（濃度検知）事で、予め定められた濃度と印加バイアスの関係に基づいて、必要とされる印加バイアス値の選択を行なう手段である。
【００１８】
上述の様な画像形成装置には、複数の印加バイアス値を切替えながら基準画像の描画を行い、段階的に変化する画像濃度を計測した上で、目的とする画像濃度に最も近い濃度が得られた印加バイアス値を画像形成時に用いるものが多く見られる。
【００１９】
また、静電潜像担持体及び現像剤担持体の間に設けられる間隔を検知する手段を設け、該間隔検知結果により現像時に用いられる印加バイアス値選択を行うものも提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平３−１０９５８４号公報
【特許文献２】特開平４−２０８９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、この様な非接触現像装置では、潜像担持体と現像剤担持体が成す間隙において互いの担持体間の距離が変化する事により、現像濃度の変化（濃淡むら）が生じる場合が有る。
【００２１】
前述した各担持体間の距離変化は図２８に示す通り、現像間隙を構成する各々の部材、即ち感光ドラム１０１、現像ローラ１０４ｂ、間隔保持部材１０８等の「フレ」が悪いもので生じる事が多い。この様な場合、図２８中に示す通り各担持体間の距離変化は各部材のフレに応じた周期Ａで発生し、従って出力画像Ｂ上においても周期的な濃淡むらが生じる事となる。
【００２２】
前述した各担持体間の距離変化を抑えるには、感光ドラム１０１、及び現像ローラ１０４ｂ等の真円度・真直度等の部品精度を高め、前記部材の支持を可能な限り高精度に行う事が考えられる。しかしながら、これらはより簡便で低廉な画像形成装置を提供する上で、数々の制約が有り実際的ではない。
【００２３】
そこで、各部材の製造公差等から想定される最大限の現像間隙フレに合せ、周期的な濃淡むらが生じない様、現像バイアス印加手段による印加バイアスを一義的に調整する事が有る。
【００２４】
例えば、振動電圧を構成する要素の内、ピーク間電圧を増加させる事で周期的な濃淡むらが目立たなくなる場合が有る。
【００２５】
しかしながら、上述した理由のみで印加バイアスのピーク間電圧を増加させた場合、画像形成装置の使用条件により、出力画像上の余白部に現像剤が飛翔してしまう「かぶり画像」が発生したり、装置の稼動音（高周波ノイズ）を増加させてしまう事が有る。
【００２６】
また、振動電圧を構成する要素の内、振動周波数を下げる事で周期的な現像濃度変化が目立たなくなる場合が有る。
【００２７】
但し、上述した理由のみで印加バイアスの振動周波数を低下させた場合、画像形成装置の使用条件により、出力画像上で充分な濃度が得られない「濃度薄」や、ハーフトーン部の均一性が損なわれる（但し、周期性に乏しい）「モヤ画像」が発生する事が有る。
【００２８】
更に、出力画像上の周期的な濃淡むらの発生レベル自体も、環境や現像器の使用度合い等によって異なる場合が有る。
【００２９】
上述した理由により、弊害を引起す事無く、実際に生じる周期的な濃淡むらレベルに合せ、現像バイアス印加手段による印加バイアスを最適に調整する事は困難であった。
【００３０】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、「かぶり画像」や「濃度薄」、「モヤ画像」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像が得られ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】
【００３１】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
潜像担持体の表面に無端移動可能な現像剤担持体表面が非接触に対向して設けられることにより現像部が構成され、前記現像部における前記潜像担持体表面と前記現像剤担持体表面との間の空間に振動電界が形成されることにより、前記現像剤担持体上に担持された現像剤で前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段を備え、
前記現像手段により形成された現像剤像を転写部で記録材表面に転写することにより、前記記録材に画像を形成する画像形成装置において、
非画像形成動作時に基準画像を形成する基準画像形成手段と、
前記基準画像の濃淡を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果から周期的な濃淡むらに関する情報を取得する濃淡むら取得手段と、
前記濃淡むら取得手段により取得された情報に応じて、前記現像手段で用いられる振動電界を形成する為に現像バイアス印加手段によって前記現像手段に印加される現像バイアスを制御する現像バイアス制御手段と、
を備える事を特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、「かぶり画像」や「濃度薄」、「モヤ画像」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像が得られる画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００３４】
本発明は電子写真方式を利用した画像形成装置において、像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するために用いられる画像形成装置に関する。そして、特に、像担持体と現像剤担持体との間に所定の間隔（現像間隙）を設け、該現像間隙に形成する振動電界により非接触で現像を行う現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【実施例１】
【００３５】
実施例１に係る画像形成装置を図１に示す。
【００３６】
本実施例に係る画像形成装置は、濃度検知手段を利用して出力画像上に周期的に生じる濃淡むらの検知を行い、該検知結果に応じて現像に用いる現像バイアスのＡＣ成分の周波数を変化させる事によって、前記濃淡むらの改善を図る事を特徴とする。
【００３７】
本実施例に係る画像形成装置において、潜像担持体（像担持体）としての感光ドラム１は、一次帯電器２にて一様に帯電される。尚、感光ドラム１は、φ２５ｍｍのアルミニウム素管表面に下塗り層・電荷発生層・電荷輸送層の塗布を行なった所謂電子写真感光体であり、その外周面が５０ｍｍ／Ｓｅｃの周速度を持って移動する様に駆動される。
【００３８】
次に、外部装置より入力された画像情報に対応して露光装置３より感光ドラム１上に光照射を行い、潜像を形成する。この感光ドラム１上の静電潜像は、現像手段としての現像装置４において、一次帯電器２の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤Ｔにより可視像（現像剤像）とされる。前記現像剤像は、転写部を構成する転写帯電器５にて記録材Ｑに転写される。記録材Ｑは感光ドラム１より分離され、続いて定着装置６に搬送されて、定着後に永久像となる。
【００３９】
一方、転写帯電器５で転写されずに残った感光ドラム１上の現像剤Ｔは、クリーニング装置７にて除去され、感光ドラム１は次の画像形成プロセスに供される。
【００４０】
ここで、現像装置４について詳しく説明する。
【００４１】
本実施例における現像装置４は、非磁性一成分非接触現像方式の現像器である。
【００４２】
現像装置４には、現像剤担持体としての現像ローラ８と、現像剤供給部材としての供給ローラ９と、現像剤規制部材１０と、絶縁性の非磁性一成分現像剤である現像剤Ｔと、板状の現像剤攪拌部材１１が含まれる。
【００４３】
現像ローラ８は、φ１２ｍｍのアルミニウム素管表面に、カーボン、グラファイトを分散したフェノール樹脂溶液をスプレー塗工した部材を用いることにより、無端移動可能に構成されている。現像ローラ８両端部には間隔保持部材１３を設置し、前記間隔保持部材１３内径部を現像ローラ８外周部に内接させ、且つ間隔保持部材１３外周部を感光ドラム
１表面に接触させた上で、現像装置４側から加圧バネＰによって押圧している。この事で、感光ドラム１と現像ローラ８との間は、非接触に設けられ、その間隙を３００μｍ（所定の間隔）に保っている。また、感光ドラム１の表面に現像ローラ８の表面が非接触に対向して設けられることにより現像部が構成されている。ここで、間隔保持部材１３の最大外径は、１２．６ｍｍに設定されている。
【００４４】
尚、本実施例に係る画像形成装置において「周期的な濃淡むら」が発生する状況を作り出す為、現像ローラ８にはフレ量の大きさが６０μｍとなる物を用いた。
【００４５】
一方、供給ローラ９は、φ５ｍｍの金属芯金に厚さ４．５ｍｍのウレタンフォームを外周に形成した部材を用いている。更に、現像剤規制部材１０には、厚さ０．１ｍｍのリン青銅板を用いた。
【００４６】
以下、画像形成に伴う画像形成装置の動作について説明する。
【００４７】
現像剤Ｔは負帯電性であり、かつイエロー・マゼンタ・シアン・ブラック等、何れかの顔料を含有した負帯電性非磁性一成分現像剤である。現像剤撹拌部材１１は図中矢印Ｇの方向に回転出来るように配置され、現像剤収納部中の現像剤Ｔを現像ローラ８近傍へと搬送する。また、１２は現像容器仕切り板であり、常に一定量の現像剤を現像ローラ８近傍の供給ローラ９上に供給すべく、その高さ・形状が適正化されている。
【００４８】
供給ローラ９は、現像ローラ８に当接しており、該ニップ部においてカウンタ方向に回転して現像剤Ｔを現像ローラ８上に供給すると同時に、感光ドラム１対向位置を通過しても現像に使用されなかった現像ローラ８上の残存現像剤Ｔの剥ぎ取りを行っている。
【００４９】
現像ローラ８上の現像剤Ｔは現像剤規制部材１０によって圧延される事により、現像ローラ８表面に現像剤薄層が形成（コート）される。また、この時点で現像剤Ｔも充分に摩擦帯電される。
【００５０】
尚、現像時に充分な濃度を得る為、感光ドラム１表面の移動速度に対し、現像ローラ８表面の移動速度を速める場合が有る。本実施例に係る画像形成装置においても、感光ドラム１表面の移動速度に対し、現像ローラ８表面の移動速度を１５０％とした。
【００５１】
続いて、現像ローラ８表面にコートされた現像剤Ｔは、感光ドラム１と現像ローラ８で形成された間隙、即ち現像領域に搬送される。この時点で、現像ローラ８には、現像バイアス印加手段としての現像バイアス用電源Ｅから−数１００［Ｖ］のＤＣ成分を重畳した、１．８ｋ［Ｖ］のＡＣ現像バイアスが印加され、感光ドラム１と現像ローラ８間に振動電界が形成される。
【００５２】
該振動電界の中では、現像剤Ｔが感光ドラム１と現像ローラ８との間で往復運動を行うので、その一部が感光ドラム１表面に形成された静電潜像に付着して可視像（現像剤像）が得られる。
【００５３】
次に、本実施例に係る画像形成装置における濃度検知手段について説明を行う。
【００５４】
感光ドラム１に対向する位置には、図１に示す様に濃度検知用センサ１４が設けられており、該濃度検知用センサ１４は、図２のブロック図に示す濃度演算装置１５及び制御装置１６に接続される。ここで、濃度検知用センサ１４、及び濃度演算装置１５は、濃度検知手段を構成している。
【００５５】
該濃度検知用センサ１４は図３に詳示する様に、発光素子１４ａと、受光素子１４ｂと、これらを支持するホルダー１４ｃと、を有している。
【００５６】
尚、この発光素子１４ａは、ＬＥＤ、白熱球等で形成され、被測定物表面である感光ドラム１の表面に光を照射する様になっている。又、受光素子１４ｂは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＤＳ等で形成されており、発光素子１４ａから照射され被測定物表面にて反射された光を受光し、その受光光量に応じた信号を出力する。
【００５７】
一方、非画像形成動作時であって濃度検知動作時には、感光ドラム１、露光装置３及び現像装置４が起動され、感光ドラム１表面には濃度検知用の基準画像が形成される。ここで、感光ドラム１、露光装置３、及び現像装置４は、基準画像形成手段を構成している。
【００５８】
次に、発光素子１４ａが基準画像に光を照射すると、その光は基準画像によって反射され、その反射光は受光素子１４ｂによって受光される。この際、反射光量は基準画像の濃度に応じて変化するため、受光素子１４ｂは基準画像の濃度に応じた信号を出力する事となる。
【００５９】
また、濃度演算装置１５は、かかる受光素子１４ｂからの出力信号に基づいて基準画像の濃度を演算する。制御装置１６は前述の通り検出された濃度が所定の値か否かを判断し、所定の値でない場合には現像バイアス等を制御する事によって、該基準画像の濃度が適正なものとなるように補正を行う。
【００６０】
尚、濃度検知動作中に転写動作は行なわれず、従って濃度検知用センサ１４を通過した基準画像はクリーニング装置１３で回収され、次回の画像形成動作に備える。
【００６１】
加えて、本実施例に係る画像形成装置では、前述した濃度検知手段を応用し、出力画像上に周期的に生じる濃淡むらの検知を行う（濃淡むら取得手段により周期的な濃淡むらに関する情報を取得する）。
【００６２】
以下に、その手法について説明を行う。
【００６３】
まず、濃淡むら検知動作時には露光装置３及び現像装置４が起動され、感光ドラム１表面には濃淡むら検知用の基準画像が形成される。
【００６４】
濃淡むらは特にハーフトーン画像で視認され易く、濃度検知手段によっても該ハーフトーン画像上の濃淡むらを検出し易い。従って、濃淡むら検知用の基準画像にはハーフトーン画像を用いるのが好ましい。
【００６５】
また、周期的な濃淡むらを検知する為に基準画像の長さを、現像間隙を構成する部材、即ち感光ドラム１、現像ローラ８、間隔保持部材１３が有する回転周期が複数回含まれる長さとする必要が有る。
【００６６】
本実施例に係る画像形成装置において、感光ドラム１の回転周期は凡そ７８．５ｍｍ、現像ローラ８の回転周期は２５．１ｍｍに表現される。
【００６７】
一方、間隔保持部材１３は現像ローラ８外径に対し回動自在に組み付けられる。また、感光ドラム１表面に対する接触についても、ある程度の滑りを生じる場合が有る。従って、間隔保持部材１３の精度フレ起因で発生する濃淡むらは、出力画像上において２５ｍｍ〜４５ｍｍの範囲でばらつく事が判っている。
【００６８】
上述の点から、本実施例に係る画像形成装置では周期的な濃淡むら検知の為の基準画像を、６００ｄｐｉの孤立１ドットで形成された全長３００ｍｍ（副走査方向）のハーフトーン画像とした。
【００６９】
該基準画像が濃度検知用センサ１４部を通過する際、発光素子１４ａが光を基準画像に照射すると、その光は基準画像によって反射され、その反射光は受光素子１４ｂによって受光される。この際、反射光量は基準画像の濃淡むらに応じて変化するため、受光素子１４ｂは連続的に基準画像の濃度変化に応じた信号を出力する事となる。
【００７０】
また、濃度演算装置１５は、かかる受光素子１４ｂからの出力信号に基づいて基準画像の濃度変化を連続的に演算処理する。
【００７１】
更に、濃度演算装置１５は高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７に接続され、連続的な濃度演算処理結果中に含まれる周波数成分、即ち濃淡むらの周期に関する情報が抽出（取得）される。ここで、高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７は、濃淡むら取得手段を構成している。
【００７２】
高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７により得られる情報は、濃度変化が繰り返された場合の周波数とその強度（その周波数における（周波数に対する）濃度の大きさ（濃さ））であり、図４に示す折れ線グラフで説明出来る。
【００７３】
図４のグラフにおいて、横軸は周波数、縦軸はその強度を表す。プロットされた曲線は高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７により得られた情報であり、基準画像上に濃淡むらが存在した場合、その濃度変化が繰返される周波数でピーク値が現われる。
【００７４】
図４中のグラフでは、現像ローラ８のフレ起因で生じる２．０Ｈｚの濃淡むらと、感光ドラム１のフレ起因で生じる０．６３Ｈｚの濃淡むらが存在する事が示される。
【００７５】
制御装置１６は前述の通り検出された周波数成分が、予め定められている周波数（即ち、現像間隙を構成する各部材の回転周期の逆数）に一致するか否かの判断を行う。
【００７６】
また、その際に該周波数成分の大きさ（強度）が所定のレベルに達している場合、周期的な濃淡むらが発生しているものと見なす。ここで、所定のレベルとは、周期的な濃淡むらが発生してしまうレベルであり、予め実験等により求められたものである。
【００７７】
一方、該周波数成分の大きさが所定のレベルに達していない場合、周期的な濃淡むらが発生していないものと見なす。
【００７８】
上述の通り、周期的な濃淡むらの有無を判断する時点で、周期的な濃淡むらが発生しているものと見なした場合、制御装置１６は接続される現像バイアス用電源Ｅに対し、現像バイアス値の変更を命じて、画像形成の為に用いる現像バイアスに修正を加える。ここで、制御装置１６は現像バイアス制御手段を構成している。
【００７９】
次に、画像形成を行う際に用いる現像バイアスと、諸般の現像特性について説明を行う。
【００８０】
まず、本実施例に係る画像形成装置を用い、現像バイアスの周波数を変化させながら、「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」、「かぶり画像」のレベルがどの様に変化するかを調べた。その結果を、図５のグラフに示す。
【００８１】
図５のグラフにおいて横軸は現像バイアスの周波数、縦軸は各々の現像特性のレベルを示し、出力画像上で許容出来るレベルを△、前述許容レベルを上回る場合を○、前述許容レベルを下回る場合を×で示したものである。更に、各々のレベルの中間を○△、△×で細分してある。
【００８２】
また、プロットされた曲線は、各々「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」、「かぶり画像」を示す。
【００８３】
図５から分かる通り、現像バイアスの周波数を増加させる程、「モヤ画像」は良化する傾向が見られた。
【００８４】
上述した様に現像バイアスの周波数を増加させれば、現像間隙内において感光ドラム１と現像ローラ８の両部材間を、一定の時間内で往復する現像剤Ｔの往復回数が増加し、感光ドラム１上の静電潜像に対して万遍無く現像剤Ｔが付着する「均し効果」が増す。逆に、現像バイアスの周波数を低下させた場合には、現像間隙内における現像剤Ｔの往復回数が減少する為、前述「均し効果」が減少して「モヤ画像」が悪化すると考えられる。
【００８５】
一方、「周期的な濃淡むら」は所定の周波数をピークに、現像バイアスの周波数を増加若しくは低下させる程悪化する事が分かった。
【００８６】
「周期的な濃淡むら」に関して最も良好な結果が得られる周波数に対し、更に周波数を増加させた場合、感光ドラム１と現像ローラ８の両部材間に形成される振動電界の変化に対して、現像剤Ｔの追従性が低下するものと考えられる。また、振動電界に対する現像剤Ｔの追従性低下が生じると、現像が行なわれる領域が減少し、「濃度薄」を引起す事も有る。
【００８７】
更に、現像間隙において感光ドラム１と現像ローラ８の間隔が周期的に変化した場合、特に両部材の間隔が拡がった時点で振動電界の強度が低下し、前述した現像領域の減少と相まって濃度低下が起こる。
【００８８】
一方、「周期的な濃淡むら」に関して最も良好な結果が得られる周波数に対し、更に周波数を低下させた場合、感光ドラム１と現像ローラ８の間隔が拡がった時点、即ち振動電界の強度が弱まるタイミングに合せ、充分な現像濃度が得られなくなる。（「周期的な濃淡むら」は悪化する。）これは、現像間隙内における現像剤Ｔの往復回数が減少する為である。尚、「かぶり画像」については、現像バイアス周波数を変化させてもレベルが変わらない傾向が見られた。
【００８９】
図５に示すグラフの通り、「周期的な濃淡むら」が最良となる現像バイアスの周波数は、許容可能とされる「モヤ画像」を生じる現像バイアス設定の範囲内に存在する。言い換えれば、「周期的な濃淡むら」のレベルが悪い場合、「モヤ画像」の発生レベルが許容内となる範囲で、現像バイアスの周波数を調整すれば改善が見込める。
【００９０】
従って、本実施例に係る画像形成装置では、図５のグラフに示す通り、現状の現像バイアス周波数４．０ｋＨｚに対し、３．５ｋＨｚ迄低下させる事で、「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」の両立を図ることが可能となる。
【００９１】
図６において、縦軸は周期的な濃淡むらの発生レベル、横軸は現像バイアスの周波数を示している。
【００９２】
制御装置１６は、基準画像上に周期的な濃淡むらが存在すると判断した場合、上述の通
りの傾向に有る現像特性に鑑み、次の様な制御を加える。すなわち、図６のグラフ中（Ａ）に示す様に周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波数成分の強度）に応じて現像バイアスの周波数を徐々に下げる様制御を加える。これは、周期的な濃淡むらの発生レベルが悪化するに従い（即ち、濃度変化情報において検出される周波数成分の強度が高まる程）、現像バイアスのＡＣ成分の周波数を、より低下させる現像バイアス変更制御を行うということもできる。
【００９３】
また、上記制御内容は図６のグラフ中（Ｂ）、（Ｃ）に示される通り、線形・非線形に制御を行う等、現像装置４の特性や目標とする画質（「周期的な濃淡むら」よりは「モヤ画像」の改善を優先に補正等）に応じて適宜設定する事が可能である。
【００９４】
本実施例によれば、現像間隙フレに起因する「周期的な濃淡むら」の発生レベルを検知した上で該検知結果に応じ、「モヤ画像」や「濃度薄」が発生しない範囲内で、「周期的な濃淡むら」抑制に好適な現像バイアス周波数を選択して現像動作に用いる事ができる。
【００９５】
したがって、「モヤ画像」や「濃度薄」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像を得る事が出来る画像形成装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００９６】
実施例２に係る画像形成装置は、実施例１同様、図１で示される。
【００９７】
本実施例に係る画像形成装置では、実施例１に係る画像形成装置で行なわれる、現像バイアスの周波数切替え制御に代え、現像バイアスのＡＣ成分のピーク間電圧切替え制御により「周期的な濃淡むら」の改善を行う事を特徴とするものである。
【００９８】
本実施例に係る画像形成装置における画像形成動作や、濃度検知手段を利用した「周期的な濃淡むら」の検知動作については、実施例１に係る画像形成装置に準ずるものであり、実施例１と同様の構成部分の説明は省略する。
【００９９】
以下に、画像形成を行う際に用いる現像バイアスと、諸般の現像特性について説明を行う。
【０１００】
まず、本実施例に係る画像形成装置を用い、現像バイアスのピーク間電圧を変化させながら、「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」、「かぶり画像」のレベルがどの様に変化するかを調べた。その結果を、図７のグラフに示す。
【０１０１】
図７のグラフにおいて横軸は現像バイアスのピーク間電圧、縦軸は各々の現像特性のレベルを示し、出力画像上で許容出来るレベルを△、前述許容レベルを上回る場合を○、前述許容レベルを下回る場合を×で示したものである。更に、各々のレベルの中間を○△、△×で細分してある。
【０１０２】
また、プロットされた曲線は、各々「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」、「かぶり画像」を示す。
【０１０３】
図７のグラフから分かる通り、現像バイアスのピーク間電圧を増加させる程、「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」は良化する傾向が見られた。
【０１０４】
現像間隙を構成する部材の内、感光ドラム１と現像ローラ８の各々の表面は互いに曲率を有する。
【０１０５】
また、現像ローラ８に対して印加される現像バイアスにより形成された振動電界は、感光ドラム１と現像ローラ８が最も近接する部分を中心として、その両側に形成される。感光ドラム１と現像ローラ８の距離は前述の最近接部から次第に増加するため、該最近接部から遠ざかる程に振動電界の作用は弱まる。前述の通り、振動電界が作用する領域で現像剤Ｔが往復運動する事で現像が行なわれるが、この様に現像に作用する部位が現像領域とされる。
【０１０６】
そこで、前述した様に現像バイアスのピーク間電圧を増加させると、現像間隙において感光ドラム１と現像ローラ８がより離れた部位でも振動電界が作用する事となる。従って、振動電界が作用する領域が拡大し、現像剤Ｔが感光ドラム１と現像ローラ８の間を往復する事で現像が行なわれる領域も広くなる。従って、感光ドラム１上の静電潜像に対して万遍無く現像剤Ｔが付着する「均し効果」が増し、「モヤ画像」が良化する。
【０１０７】
また、現像バイアスのピーク間電圧を増加させた場合、感光ドラム１と現像ローラ８の間隔がより大きな場合でも現像間隙内で振動電界が形成出来る。この為、構成する各部材の回転によって生じる、感光ドラム１と現像ローラ８両部材間の周期的な距離変動の影響も受け辛くなる。
【０１０８】
但し、現像バイアスのピーク間電圧を低下させると、「モヤ画像」及び「周期的な濃淡むら」は悪化する傾向に有る。
【０１０９】
また、更に現像バイアスのピーク間電圧を低下させた場合、「濃度薄」が発生する場合も有る。
【０１１０】
一方、現像バイアスのピーク間電圧を増加させた場合、出力画像上の余白部に現像剤が飛翔してしまう「かぶり画像」が発生する傾向が強まった。図８に示す、本実施例に係る画像形成装置における電位設定を説明する模式図を用い、以下にその説明を行う。
【０１１１】
画像形成に用いられる現像バイアスは、図８においてＶｄｃとして示されるＤＣ成分に対し、Ｖｍａｘ・Ｖｍｉｎとして示された２つの極大値を持つＡＣ成分を重畳して成る。また、ＶｍａｘとＶｍｉｎの差分がピーク間電圧となる。
【０１１２】
通常は、露光装置３によって得られた静電潜像電位（Ｖｌ）に対し、上記Ｖｄｃとの電位ギャップによって飛翔する現像剤Ｔにより、静電潜像の現像が行なわれる。
【０１１３】
本実施例に係る画像形成装置における「かぶり画像」は、図８に示される通り、出力画像上の余白部に相当する潜像電位、即ち感光ドラム１表面の帯電電位（Ｖｄ）に対し、現像剤Ｔの反転成分が飛翔する事で発生する。現像剤Ｔの反転成分とは、静電潜像部に飛翔する現像剤Ｔに対して、逆の極性に荷電されたものをいう。
【０１１４】
ピーク間電圧を構成する２つの極大値の内、帯電電位（Ｖｄ）側に位置するＶｍａｘ値が大きくなる程、前述した現像剤Ｔの反転成分が帯電電位（Ｖｄ）に飛翔し易い傾向が見られた。
【０１１５】
現像バイアスのピーク間電圧を増加させると、Ｖｍａｘ値とＶｍｉｎの値も各々増加する為、「かぶり画像」が発生する傾向が強まる。
【０１１６】
一方、図７に示すグラフの通り、「周期的な濃淡むら」が最良となる現像バイアスのピーク間電圧は、許容可能とされる「かぶり画像」を生じる現像バイアス設定の範囲内に存
在する。言い換えれば、「周期的な濃淡むら」のレベルが悪い場合、「かぶり画像」の発生レベルが許容内となる範囲で、現像バイアスのピーク間電圧を調整すれば改善が見込める。
【０１１７】
従って、本実施例に係る画像形成装置では、図７のグラフに示す通り現状の現像バイアスのピーク間電圧１．８ｋＶに対し、その値を１．９ｋＶ迄増加させる事で「周期的な濃淡むら」と「かぶり画像」の両立を図れた。
【０１１８】
図９において、縦軸は周期的な濃淡むらの発生レベル、横軸は現像バイアスのピーク間電圧を示している。
【０１１９】
制御装置１６は、基準画像上に周期的な濃淡むらが存在すると判断した場合、上述の通りの傾向に有る現像特性に鑑み、次の様な制御を加える。すなわち、図９のグラフ中（Ａ）に示す様に周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波数成分の強度）に応じて現像バイアスのピーク間電圧を徐々に大きくする様制御を加える。これは、周期的な濃淡むらの発生レベルが悪化するに従い（即ち、濃度変化情報において検出される周波数成分の強度が高まる程）、現像バイアスのＡＣ成分のピーク間電圧をより増加させる現像バイアス変更制御を行うということもできる。
【０１２０】
また、上記制御内容は図９のグラフ中（Ｂ）、（Ｃ）に示される通り、線形・非線形に制御を行う等、現像装置４の特性や目標とする画質（「周期的な濃淡むら」よりは「かぶり画像」の改善を優先に補正等）に応じて適宜設定する事が可能である。
【０１２１】
本実施例によれば、現像バイアスにおいて「周期的な濃淡むら」抑制に好適なピーク間電圧を選択して現像動作に用いる事ができる。本実施例では、現像間隙フレに起因する「周期的な濃淡むら」の発生レベルを検知した上で、該検知結果に応じ、且つ「かぶり画像」や「濃度薄」が発生しない範囲内で、好適なピーク間電圧を選択して現像動作に用いる事ができるものである。
【０１２２】
したがって、「かぶり画像」や「濃度薄」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像を得る事が出来る画像形成装置を提供することが可能となる。
【実施例３】
【０１２３】
実施例３に係る画像形成装置を図１０に示す。
【０１２４】
本実施例に係る画像形成装置は、実施例１に係る画像形成装置に対して環境検知手段としての環境センサ１８を追加し、該環境センサ１８の環境検知結果に応じて、複数の現像バイアス制御テーブルを切替えて画像形成を行う事を特徴とする。なお、以下の説明では、実施例１と異なる構成部分について説明するものとし、実施例１と同様の構成部分の説明は省略する。
【０１２５】
実施例１で説明を行なった図５のグラフに示す現像特性は、画像形成装置が使用される環境により異なる傾向を示す場合が有る。
【０１２６】
図１１のグラフに、高温高湿環境下（３０℃／８０％）での現像特性の一例を示した。図１１のグラフでは、図５のグラフに示した内容と比較して、より低い現像バイアス周波数でも「モヤ画像」が発生し難い傾向が読み取れる。
【０１２７】
一方、「周期的な濃淡むら」も発生し難い傾向が見られ、もし発生した場合でも現像バ
イアス周波数の補正量は、実施例１に係る画像形成装置で用いたもの（図６のグラフに示したもの）より少なめで良い。
【０１２８】
そこで、高温高湿環境下では図１２のグラフに示す、周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波数成分の強度）と現像バイアス周波数の相関テーブルに沿って、適切な現像バイアスの選択を行うが望ましい。
【０１２９】
逆に、低温低湿環境下（１５℃／１０％）では、図１３に示すグラフの様な現像特性が見られた。
【０１３０】
図１３のグラフでは、図５のグラフに示したものに比べ、同様の現像バイアス周波数であっても「モヤ画像」が解消され難い傾向が読み取れる。
【０１３１】
従って、この様な環境下で実施例１に係る画像形成装置で行ったと同様の制御（図６のグラフに示したもの）を行った場合、「モヤ画像」が発生する場合が多く見られる様になる。
【０１３２】
そこで、低温低湿環境下では図１４のグラフに示す、周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波数成分の強度）と現像バイアス周波数の相関テーブルに沿って、適切な現像バイアスの選択を行うが望ましい。
【０１３３】
本実施例における現像バイアス制御手段としての制御装置１９は、図１５に示す通り、濃度検知用センサ１４、濃度演算装置１５、高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７で構成される濃淡むら検知手段に接続されると共に、環境センサ１８にも接続される。
【０１３４】
高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７から周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波数成分の強度）、また環境センサ１８より画像形成装置が設置された環境検知情報を各々入手した制御装置１９は、次のような修正を加える。すなわち、予め環境検知情報に応じて定められた制御テーブル、即ち図６，１２，１４のグラフに示される相関情報から最適なものを選択し、現像バイアス用電源Ｅに対して出力バイアスの変更を命じ、画像形成の為に用いる現像バイアスの周波数に修正を加える。例えば、制御装置１９は、環境センサ１８より入手した環境が高温高湿環境又は低温低湿環境であると判定した場合には、現像バイアス変更制御の度合い（すなわち、現像バイアスのＡＣ成分の周波数を低下させる量（値））を、常温常湿環境下（２５℃／６０％）よりも小さくする。
【０１３５】
以上述べた通り、本実施例によれば、予め制御テーブルを複数用意し、装置が使用される環境条件に応じ、該制御テーブルを切替えて画像形成に用いる事で、より幅広い環境下で品位の高い出力画像を得る事が出来る画像形成装置を提供することが可能となる。
【０１３６】
本実施例に係る画像形成装置では、各画像現像バイアスの構成要素の内、周波数を大小させる事で「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」の発生を抑制することが可能となるものである。
【０１３７】
尚、実施例２に係る画像形成装置についても、上述した本実施例の制御と同様の制御を行うことができる。すなわち、環境センサ１８を追加した上で、図９に示す「濃淡むらの発生レベル」と「現像バイアスのピーク間電圧」の相関からなる制御テーブルを予め複数設け、装置が使用される環境条件に応じて該制御テーブルを切替えて画像形成に用いる事が可能である。
【０１３８】
これにより、装置が使用される環境条件に拠らずに、「周期的な濃淡むら」と「かぶり画像」の発生を最小限に抑える事が出来る。
【０１３９】
このように、画像形成装置本体が設置される環境条件により現像特性に変化が生じる事があっても、環境検知手段によって得られる環境情報を利用することができる。すなわち、環境条件毎に設定された制御テーブルの中から、「モヤ画像」、「濃度薄」、「かぶり画像」が発生しない範囲内で、且つ「周期的な濃淡むら」抑制に好適な現像バイアスを選択して現像動作に用いる事が可能となる。
【実施例４】
【０１４０】
実施例４に係る画像形成装置を図１６に示す。
【０１４１】
本実施例に係る画像形成装置は、実施例１に係る画像形成装置に対して、使用履歴検知手段として現像装置４の使用度合い検知手段２０を追加したものである。そして、使用度合い検知手段２０の使用度合い検知結果に応じて、複数の現像バイアス制御テーブルを切替えて画像形成を行う事を特徴とするものである。なお、以下の説明では、実施例１と異なる構成部分について説明するものとし、実施例１と同様の構成部分の説明は省略する。
【０１４２】
実施例１で説明を行なった図５のグラフに示す現像特性は、現像装置４の使用状態（印字枚数）によって変化が見られる場合が有る。
【０１４３】
図１７に示すグラフは本実施例に係る画像形成装置において、現像装置４が初期状態に有る場合の現像特性を示すもので、図５のグラフに示した内容と同様の傾向が見られる。
【０１４４】
一方、図１８のグラフは本実施例に係る画像形成装置において、５０００枚の連続印刷を行なった後の現像特性を示す。
【０１４５】
図１７及び図１８に示すグラフを比較する事によって、連続印刷後ではより低い現像バイアス周波数でも「モヤ画像」が発生し難い傾向が読み取れる。
【０１４６】
また、連続印刷後では比較的高い現像バイアス周波数であっても、「周期的な濃淡むら」が発生し難い傾向が見られる。
【０１４７】
上述の傾向が見られる連続印刷後では、「周期的な濃淡むら」が発生した場合でも、比較的高い現像バイアス周波数を用いる事が出来、現像装置４が初期状態に有る場合に対し現像バイアス周波数を僅かに補正する事で問題の改善が可能である。例えば、現像バイアス制御手段としての制御装置２１が、使用度合い（使用履歴）として印字枚数が、５０００枚（予め設定された条件）に達したと判定した場合には、判定前（初期状態）よりも、現像バイアス変更制御の度合いを小さくするようにするとよい。ここで、現像バイアス変更制御の度合いとは、現像バイアスのＡＣ成分の周波数を低下させる量（値）を意味する。
【０１４８】
尚、上述の様に現像特性の変化が起こる要因としては、現像剤Ｔや現像ローラ８の特性変化等が考えられる。
【０１４９】
本実施例に係る画像形成装置の制御装置２１は、図１９のブロック図に示す通り、濃度検知用センサ１４、濃度演算装置１５、高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７で構成される濃淡むら検知手段に接続されると共に、使用度合い検知手段２０にも接続される。
【０１５０】
現像装置４の使用度合い検知手段２０は、制御装置２１からの画像形成命令が出される
度にその累積回数を記憶する。
【０１５１】
高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段１７から周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波数成分の強度）、また現像装置４の使用度合い検知手段２０より各々情報を入手した制御装置２１は、次のような修正を加える。すなわち、予め現像装置４の使用度合いに応じて定められた制御テーブルから最適なものを選択し、現像バイアス用電源Ｅに対して出力バイアスの変更を命じ、画像形成の為に用いる現像バイアスの周波数に修正を加える。
【０１５２】
尚、現像装置４の使用度合い検知手段２０は上述した以外に、現像ローラ８の回転数を積算する手法や、現像を行う際に現像バイアスが印加される時間を積算する手法等を用いても良い。
【０１５３】
本実施例では、現像装置４の使用具合（現像剤の残量や機械的疲労度等）によって現像特性に変化が生じる事があっても、現像手段の使用度合い検知手段によって得られる検知情報を利用することができる。すなわち、現像装置４の使用度合い毎に設定された制御テーブルの中から、「モヤ画像」、「濃度薄」、「かぶり画像」が発生しない範囲内で、且つ「周期的な濃淡むら」抑制に好適な現像バイアスを選択して現像動作に用いる事が可能となる。
【０１５４】
これにより、現像手段における現像特性がその使用度合いに応じて変化する場合でも、「周期的な濃淡むら」と「モヤ画像」、「濃度薄」、「かぶり画像」の発生を最小限に抑え、品位の高い出力画像を得る事が出来る。
【０１５５】
以上述べた通り、本実施例によれば、予め制御テーブルを複数用意し、現像装置４の使用度合いに応じ、該制御テーブルを切替えて画像形成に用いる事で、より幅広い条件下で品位の高い出力画像を得る事が出来る画像形成装置を提供することが可能となる。
また、本実施例においても、現像バイアスの周波数切替え制御に代え、実施例２で説明したような、現像バイアスのＡＣ成分のピーク間電圧切替え制御により「周期的な濃淡むら」の改善を行うものであってもよい。
【実施例５】
【０１５６】
図２０は実施例５に係る画像形成装置として、多色画像形成装置を示す図である。
【０１５７】
本実施例の多色画像形成装置は、濃度検知手段を利用して出力画像上に周期的に生じる濃淡むらの検知を行い、該検知結果に応じて現像に用いる現像バイアスの周波数を変化させる事によって、前記濃淡むらの改善を図る事を特徴とする。
【０１５８】
また、本実施例の多色画像形成装置は、実施例１で説明した、非接触現像装置を具備する画像ステーションを複数備え、各画像ステーションで形成された現像剤像を、静電搬送ベルトにより搬送される記録材Ｑ上に多重転写する事で多色画像を得るものである。ここで、静電搬送ベルトは、ベルト状に設けられ、記録材を担持して転写部に搬送する記録材搬送手段を構成している。なお、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する場合もある。
【０１５９】
図２０中、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ異なる色の画像を形成する画像形成手段であり、Ｙはイエロー現像剤により、Ｍはマゼンタ現像剤により、Ｃはシアン現像剤により、Ｂｋはブラック現像剤による現像剤像形成を行う。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの現像手段としての現像装置２２ａ〜２２ｄは、現像装置内に各色ごとの現像剤が内包されている点を除いては、何れも同様な構成である。
【０１６０】
以下、画像形成動作の詳細について説明する。
【０１６１】
各帯電手段２３ａ〜２３ｄにより均一に帯電された像担持体としての感光ドラム２４ａ〜２４ｄ表面に、外部装置より入力された画像情報に対応して露光装置２５ａ〜２５ｄよりレーザビームが照射され、各色に対して所望の静電潜像が得られる。該静電潜像は感光ドラム２４ａ〜２４ｄと対向して配設される各色の現像剤を内包した現像装置２２ａ〜２２ｄにより、現像部で現像されて現像剤像とされる。
【０１６２】
先ず１色目の画像形成手段Ｙに於いて、感光ドラム２４ａ上にイエロー現像剤像が形成されるが、この間にカセット等の記録材収納部２６から、給送ローラ等の給送手段により記録材Ｑが給送され、レジストローラ対２７へと搬送される。記録材Ｑは、レジストローラ対２７で一旦停止後、駆動ローラ２８ａと従動ローラ２８ｂに懸架された静電搬送ベルト２８に搬送される。その後、静電搬送ベルト２８を挟んで構成される、感光ドラム２４ａと転写ローラ２９ａとのニップ部（転写部）において該記録材Ｑ上に前記イエロー現像剤像の転写が行なわれる。
【０１６３】
２〜４色目の画像形成手段Ｍ，Ｃ，Ｂｋについても、同様な工程を経て各色の現像剤像が各感光ドラム２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ上に形成された後、順次記録材Ｑ上に多重転写されてカラー現像剤像が形成される。
【０１６４】
この記録材Ｑ上に転写されたカラー現像剤像は、定着装置等の定着手段３０によって溶融定着され、記録材Ｑ上に永久定着された後、排出部から排出トレイに排出されて所望のカラープリント画像が得られる。
【０１６５】
また、各転写ローラ２９ａ〜２９ｄとのニップ部を通過した後、各感光ドラム表面に残留した現像剤は、各画像ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ毎に設けられたクリーニング手段３１ａ〜３１ｄによって除去される。
【０１６６】
次に、本実施例の多色画像形成装置における濃度検知手段について説明を行う。
【０１６７】
静電搬送ベルト２８に対向する位置には、図２０に示す様に濃度検知用センサ３７が設けられており、該濃度検知用センサ３７は、図２１のブロック図に示す濃度演算装置３８及び制御装置３９に接続される。ここで、濃度検知用センサ３７、及び濃度演算装置３８は、濃度検知手段を構成している。
【０１６８】
該濃度検知用センサ３７は図２２に詳示する様に、発光素子３７ａと、受光素子３７ｂと、これらを支持するホルダー３７ｃと、を有している。
【０１６９】
尚、この発光素子３７ａは、ＬＥＤ、白熱球等で形成され、被測定物表面である静電搬送ベルト２８の表面に光を照射する様になっている。又、受光素子３７ｂは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＤＳ等で形成されており、発光素子３７ａから照射され被測定物表面にて反射された光を受光し、その受光光量に応じた信号を出力する。
【０１７０】
一方、非画像形成動作時であって濃度検知動作時には、感光ドラム２４ａ〜２４ｄ、露光装置２５ａ〜ｄ、現像装置２２ａ〜２２ｄ、及び転写ローラ２９ａ〜２９ｄが起動され、静電搬送ベルト２８表面には濃度検知用の基準画像が形成される。ここで、感光ドラム２４ａ〜２４ｄ、露光装置２５ａ〜ｄ、現像装置２２ａ〜２２ｄ、転写ローラ２９ａ〜２９ｄ、及び静電搬送ベルト２８は、基準画像形成手段を構成している。
【０１７１】
次に、発光素子３７ａが基準画像に光を照射すると、その光は基準画像によって反射され、その反射光は受光素子３７ｂによって受光される。この際、反射光量は基準画像の濃度に応じて変化するため、受光素子３７ｂは基準画像の濃度に応じた信号を出力する事となる。
【０１７２】
また、濃度演算装置３８は、かかる受光素子３７ｂからの出力信号に基づいて基準画像の濃度を演算する。制御装置３９は前述の通り検出された濃度が所定の値か否かを判断し、所定の値でない場合には現像バイアス等を制御する事によって、該基準画像の濃度が適正なものとなるように補正を行う。
【０１７３】
尚、濃度検知動作中に転写動作は行なわれず、従って濃度検知用センサ３７を通過した基準画像は、静電搬送ベルト２８に対向したベルトクリーニング装置２８ｃで回収され、次回の画像形成動作に備える。
【０１７４】
次に、本実施例の多色画像形成装置では前述した濃度検知手段を応用し、出力画像上に周期的に生じる濃淡むらの検知を行う（濃淡むら取得手段により周期的な濃淡むらに関する情報を取得する）。
【０１７５】
以下に、その手法について説明を行う。
【０１７６】
まず、濃淡むら検知動作時には露光装置２５ａ〜２５ｄ及び現像装置２２ａ〜２２ｄが起動され、静電搬送ベルト２８表面には濃淡むら検知用の基準画像が形成される。
【０１７７】
濃淡むらは特にハーフトーン画像で視認され易く、濃度検知手段によっても該ハーフトーン画像上の濃淡むらを検出し易い。従って、濃淡むら検知用の基準画像にはハーフトーン画像を用いるのが好ましい。
【０１７８】
また、周期的な濃淡むらを検知する為に基準画像の長さを、現像間隙を構成する部材、即ち感光ドラム２４ａ〜２４ｄ、現像ローラ３２ａ〜３２ｄ、間隔保持部材（不図示）が有する回転周期が複数回含まれる長さとする必要が有る。
【０１７９】
本実施例の多色画像形成装置において、感光ドラム２４ａ〜２４ｄの回転周期は凡そ７８．５ｍｍ、現像ローラ３２ａ〜３２ｄの回転周期は２５．１ｍｍに表現される。
【０１８０】
一方、間隔保持部材は、実施例１同様、現像ローラ３２ａ〜３２ｄ外径に対し回動自在に組み付けられる。また、感光ドラム２４ａ〜２４ｄ表面に対する接触についても、ある程度の滑りを生じる場合が有る。従って、間隔保持部材の精度フレ起因で発生する濃淡むらは、出力画像上において２５ｍｍ〜４５ｍｍの範囲でばらつく事が判っている。
【０１８１】
上述の点から、本実施例の多色画像形成装置では周期的な濃淡むら検知の為の基準画像を、６００ｄｐｉの孤立１ドットで形成された全長３００ｍｍ（副走査方向）のハーフトーン画像とした。
【０１８２】
また、周期的な濃度むら検知の為の基準画像は、各画像ステーション毎に記録材Ｑ搬送方向に描画位置をずらして形成する事で、一つの濃度検知用センサ３７で各色の濃淡むらを検知する事が出来る。即ち、各色の濃度むら検知用の基準画像は図２３に示すタイミングで、静電搬送ベルト２８上に連続的に描画され、濃度むら検知用は一色ずつ連続して行われる。
【０１８３】
尚、基準画像の長さを大きく取る程その描画に時間を要する為、濃度検知用センサ３７
を記録材Ｑ搬送方向に対し横方向に複数の配置し、各色の濃度むら検知を並行して行う様にする事で、その短縮を図れる。
【０１８４】
上述した濃淡むら検出用の基準画像が濃度検知用センサ３７部を通過する際、発光素子３７ａが光を基準画像に照射すると、その光は基準画像によって反射され、その反射光は受光素子３７ｂによって受光される。この際、反射光量は基準画像の濃淡むらに応じて変化するため、受光素子３７ｂは連続的に基準画像の濃度変化に応じた信号を出力する事となる。
【０１８５】
また、濃度演算装置３８は、かかる受光素子３７ｂからの出力信号に基づいて基準画像の濃度変化を連続的に演算処理する。
【０１８６】
更に、濃度演算装置３８は高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段４０に接続され、連続的な濃度演算処理結果中に含まれる周波数成分、即ち濃淡むらの周期に関する情報が抽出される。ここで、高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段４０は、濃淡むら取得手段を構成している。
【０１８７】
高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段４０により得られる情報は、濃度変化が繰り返された場合の周波数とその強度（その周波数における濃度の大きさ（濃さ））であり、図２４に示す折れ線グラフで説明出来る。
【０１８８】
図２４のグラフにおいて、横軸は周波数、縦軸はその強度を表す。プロットされた曲線は高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）手段４０により得られた情報であり、基準画像上に濃淡むらが存在した場合、その濃度変化が繰返される周波数でピーク値が現われる。
【０１８９】
図２４のグラフでは、現像ローラ３２ａ〜３２ｄのフレ起因で生じる２．０Ｈｚの濃淡むらと、感光ドラム２４ａ〜２４ｄのフレ起因で生じる０．６３Ｈｚの濃淡むらが存在する事が示される。
【０１９０】
制御装置３９は、前述の通り検出された周波数成分が、予め定められている周波数（即ち、現像間隙を構成する各部材の回転周期の逆数）に一致するか否かの判断を行う。
【０１９１】
また、その際に該周波数成分の大きさが所定のレベルに達している場合、周期的な濃淡むらが発生しているものと見なす。
【０１９２】
一方、該周波数成分の大きさが所定のレベルに達していない場合、周期的な濃淡むらが発生していないものと見なす。
【０１９３】
上述の通り、周期的な濃淡むらの有無を判断する時点で、周期的な濃淡むらが発生しているものと見なした場合、制御装置３９は、次のような修正を加える。すなわち、現像バイアス印加手段としての現像バイアス用電源Ｅ（Ｅａ〜Ｅｄ）に対して出力バイアスの変更を命じ、画像ステーション毎に画像形成の為に用いる現像バイアスの周波数に修正を加える。ここで、制御装置３９は現像バイアス制御手段を構成している。
【０１９４】
図２５において、横軸は周期的な濃淡むらの発生レベル、縦軸は現像バイアスの周波数を示している。
【０１９５】
制御装置３９は、基準画像上に周期的な濃淡むらが存在すると判断した場合、実施例１で説明した現像特性に鑑み、次の様な制御を加える。すなわち、図２５のグラフ中（Ａ）に示す通り、周期的な濃淡むらの発生レベル（検出される濃度変化情報に含まれる、周波
数成分の強度）に応じて現像バイアスの周波数を徐々に下げる様制御を加える。これは、周期的な濃淡むらの発生レベルが悪化するに従い（即ち、濃度変化情報において検出される周波数成分の強度が高まる程）、現像バイアスのＡＣ成分の周波数を、より低下させる現像バイアス変更制御を行うということもできる。
【０１９６】
また、上記制御内容は図２５のグラフ中（Ｂ）、（Ｃ）に示される通り、線形・非線形に制御を行う等、現像装置２２ａ〜２２ｄの特性や目標とする画質（「周期的な濃淡むら」よりは「モヤ画像」の改善を優先に補正等）に応じて適宜設定する事が可能である。
【０１９７】
尚、本実施例の多色画像形成装置では、各々の画像ステーションに対し現像バイアス周波数の変更を行う為、画像ステーション毎に異なった制御テーブルを用意した。画像ステーション間で現像特性に差が無い場合、一つの制御テーブルのみを用意し、該制御テーブルに沿い全画像ステーションの現像バイアス周波数変更を行う事も可能である。
【０１９８】
このように、現像間隙フレに起因する「周期的な濃淡むら」の発生レベルを検知した上で、検知結果に応じ、且つ「モヤ画像」や「濃度薄」が発生しない範囲内で、「周期的な濃淡むら」抑制に好適な現像バイアス周波数を選択して現像動作に用いる事ができる。
【０１９９】
したがって、「モヤ画像」や「濃度薄」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像を得る事が出来る。特に、複数の現像剤像を重ねて形成される多色画像において、多数の現像濃淡むらが重複する事によって著しく画質が低下する事を回避出来る。
【０２００】
以上述べた通り、本実施例によれば、「モヤ画像」や「濃度薄」の発生を抑制しながら、現像間隙フレに起因する周期的な現像濃淡むらを防止して、品位の高い出力画像を得る事が出来る多色画像形成装置を提供することが可能となる。
【０２０１】
なお、本実施例の画像形成装置では、現像及び転写プロセスを経て記録材搬送手段上に形成された現像剤像において、現像間隙フレに起因する周期的な濃淡むら検知を実施する事が可能となる。したがって、出力画像により近い状態で周期的な濃淡むらの発生レベルを把握することが可能となる。よって、検知結果に応じ、且つ「モヤ画像」・「濃度薄」・「かぶり画像」が発生しない範囲内で、「周期的な濃淡むら」抑制に好適な現像バイアスを選択して現像動作に用いる事が可能となる。
【０２０２】
更に、実施例３，４で述べた、環境検知手段や現像装置の使用度合い検知手段を具備すれば、本実施例の多色画像形成装置においても、装置が設置される環境条件や現像装置の使用度合いに応じて、現像バイアスをより緻密に調整する事が可能である。
【０２０３】
また、本実施例の多色画像形成装置では、各画像ステーションにおいて形成された現像剤像を静電搬送ベルト２８によって搬送される記録材Ｑ上に多重転写する事で、多色画像を得ているが、これに限るものではない。すなわち、図２６に示すような中間転写体を用いた多色画像形成装置であっても、本実施例の多色画像形成装置同様の現像バイアス制御を行う事が可能である。
【０２０４】
図２６に示す多色画像装置は、各画像ステーションにおいて形成された現像剤像を中間転写体表面４１に多重転写した後、別途搬送される記録材Ｑ上に一括転写する方式のものである。このような装置の場合、周期的な濃淡むら検知用の基準画像を中間転写体４１上に形成し、これを該中間転写体４１に対向させて配置した濃度検知用センサ３７によって読み取る事で、本実施例の多色画像形成装置同様の現像バイアス制御を行う事が可能となる。
【０２０５】
上述の様な多色画像装置では、現像及び一次転写プロセスを経て中間転写体上に形成された現像剤像において、現像間隙フレに起因する周期的な濃淡むら検知を実施する為、出力画像により近い状態で周期的な濃淡むらの発生レベルを把握する事が出来る。よって、検知結果に応じ、且つ「モヤ画像」・「濃度薄」・「かぶり画像」が発生しない範囲内で、「周期的な濃淡むら」抑制に好適な現像バイアスを選択して現像動作に用いる事が可能となる。中間転写体を用いる事で、ベルト状に形成された記録材搬送手段に担持された状態で多重転写を行う事が困難な記録材においても、良好な多色転写画像が得られる。
【０２０６】
また、本実施例においても、現像バイアスの周波数切替え制御に代え、実施例２で説明したような、現像バイアスのＡＣ成分のピーク間電圧切替え制御により「周期的な濃淡むら」の改善を行うものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０７】
【図１】実施例１に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図２】実施例１に係る画像形成装置における、濃淡むら検知手段を説明するブロック図である。
【図３】濃度検知用センサを説明する図である。
【図４】濃度検出信号をＦＦＴ処理した後、周期的な濃淡むらの存在を示すグラフである。
【図５】実施例１に係る画像形成装置における、現像特性を説明するグラフである。
【図６】実施例１に係る画像形成装置における、周期的な濃淡むらと現像バイアス周波数の関係（制御テーブル）を説明するグラフである。
【図７】実施例２に係る画像形成装置における、現像特性を説明するグラフである。
【図８】実施例２に係る画像形成装置における、電位設定を説明する図である。
【図９】実施例２に係る画像形成装置における、周期的な濃淡むらと現像バイアスのピーク間電圧の関係（制御テーブル）を説明するグラフである。
【図１０】実施例３に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図１１】実施例３に係る画像形成装置における、高温高湿下での現像特性を説明するグラフである。
【図１２】実施例３に係る画像形成装置における、高温高湿下での周期的な濃淡むらと現像バイアス周波数の関係（制御テーブル）を説明するグラフである。
【図１３】実施例３に係る画像形成装置における、低温低湿下での現像特性を説明するグラフである。
【図１４】実施例３に係る画像形成装置における、低温低湿下での周期的な濃淡むらと現像バイアス周波数の関係（制御テーブル）を説明するグラフである。
【図１５】実施例３に係る画像形成装置における、環境検知手段及び濃淡むら検知手段を説明するブロック図である。
【図１６】実施例４に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図１７】実施例４に係る画像形成装置における、現像装置初期状態での現像特性を説明するグラフである。
【図１８】実施例４に係る画像形成装置における、５０００枚連続印刷後の現像装置に関する現像特性を説明するグラフである。
【図１９】実施例４に係る画像形成装置における、現像装置の使用度合い検知手段及び濃淡むら検知手段を説明するブロック図である。
【図２０】実施例５に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図２１】実施例５に係る画像形成装置における、濃淡むら検知手段を説明するブロック図である。
【図２２】濃度検知用センサを説明する図である。
【図２３】実施例５に係る画像形成装置における、濃淡むら検知用基準画像の形成タイミングを説明する図である。
【図２４】濃度検出信号をＦＦＴ処理した後、周期的な濃淡むらの存在を示すグラフである。
【図２５】中間転写体を備える画像形成装置を説明する図である。
【図２６】実施例５に係る画像形成装置における、周期的な濃淡むらと現像バイアス周波数の関係（制御テーブル）を説明するグラフである。
【図２７】非接触現像装置を用いた、従来の画像形成装置を説明する図である。
【図２８】現像間隙を構成する部材のフレによって生じる、現像時の濃淡むらを説明する図である。
【符号の説明】
【０２０８】
１  感光ドラム
４  現像装置
８  現像ローラ
１３  間隔保持部材
１４  濃度検知用センサ
１５  濃度演算装置
１６  制御装置
１７  高速フーリエ変換処理手段（ＦＦＴ手段）
Ｅ  現像バイアス用電源
Ｔ  現像剤
【図１】
2008158164.tif 000003
【図２】
2008158164.tif 000004
【図３】
2008158164.tif 000005
【図４】
2008158164.tif 000006
【図５】
2008158164.tif 000007
【図６】
2008158164.tif 000008
【図７】
2008158164.tif 000009
【図８】
2008158164.tif 000010
【図９】
2008158164.tif 000011
【図１０】
2008158164.tif 000012
【図１１】
2008158164.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008158164.tif 000015
【図１４】
2008158164.tif 000016
【図１５】
2008158164.tif 000017
【図１６】
2008158164.tif 000018
【図１７】
2008158164.tif 000019
【図１８】
2008158164.tif 000020
【図１９】
2008158164.tif 000021
【図２０】
2008158164.tif 000022
【図２１】
2008158164.tif 000023
【図２２】
2008158164.tif 000024
【図２３】
2008158164.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2008158164.tif 000027
【図２６】
2008158164.tif 000028
【図２７】
2008158164.tif 000029
【図２８】
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