(57)【要約】【課題】  本発明は、トナー濃度ムラを精度良く補正することが出来る画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光ドラム１の回転方向において、現像スリーブ４ａよりも下流に設けられた現像スリーブ４ｂと、現像スリーブ４ａに現像バイアス電圧を印加して感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間に現像電界を形成する電圧印加手段と、感光ドラム１と、現像スリーブ４ａとの間の静電容量Ｃａを検出する電圧検出回路３０４と、電圧検出回路３０４により検出された静電容量Ｃａに基づいて画像形成条件を変更するＣＰＵ３０８と、を有し、ＣＰＵ３０８は、現像スリーブ４ｂにより画像形成条件の変更を行なうことを特徴とする。【選択図】      図４
2017090832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記像担持体の回転方向において、前記現像剤担持体よりも下流に設けられた補正部材と、
前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して前記像担持体と前記現像剤担持体との間に現像電界を形成する電圧印加手段と、
前記像担持体と、前記現像剤担持体との間の静電容量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された静電容量に基づいて画像形成条件を変更する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記補正部材により前記画像形成条件の変更を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段により前記静電容量を検出した時点と、前記補正部材により前記画像形成条件の変更を行なう時点との時間差が、前記像担持体が前記現像剤担持体に対向する位置から前記補正部材に対向する位置まで移動する時間と同じ時間に設定された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】
前記補正部材にバイアス電圧を印加する第二の電圧印加手段を有し、
前記制御手段は、前記第二の電圧印加手段により前記補正部材にバイアス電圧を印加して前記画像形成条件の変更を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記補正部材と前記像担持体との距離は、前記現像剤担持体と前記像担持体との距離よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記補正部材は、前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像剤を担持する第二の現像剤担持体により構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補正部材は、前記像担持体に対向して配置された導電性回転体により構成されることを特徴とする請求項１〜４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、電子写真方式や静電記録方式等により画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式により画像形成を行なう画像形成装置では、感光ドラム（像担持体）に形成された静電潜像に対して、現像装置に設けられる現像スリーブ（現像剤担持体）により現像剤を供給して現像を行なうことが一般的である。
【０００３】
現像を行なう際は、感光ドラムと現像スリーブとの間に現像電界を形成するために該現像スリーブに現像バイアス電圧を印加する。磁性キャリアとトナーとを混合した二成分現像剤を用いる現像装置では、現像スリーブに印加する現像バイアス電圧としては、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス電圧が用いられる。
【０００４】
現像交流バイアス電圧Ｖａｃとして、例えば、周波数が２ｋＨｚ（１／２周期＝２５０μ秒）程度で、ピークツーピーク電圧が２ｋＶ程度の矩形波が用いられる。
【０００５】
一方、画像形成装置では、感光ドラムと現像スリーブとの間に所定のギャップ（間隔）が設けられている。このギャップを維持するために現像スリーブの軸方向端部に設けた突き当てコロを感光ドラムの表面に突き当てる。或いは、現像スリーブの回転軸と感光ドラムの回転軸との間にスペーサを固定する等の構成をとっている。
【０００６】
現像バイアスが一定の条件では、感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップが狭いと、感光ドラムの表面に磁性キャリアが付着する等の問題が発生する。また、感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップが広いと、現像スリーブから感光ドラムへのトナーの移動量が低下して現像性能が低下する。これにより感光ドラムの回転方向に定期的なピッチでトナー濃度ムラが発生する。
【０００７】
一方、磁性体を含むトナーからなる一成分現像剤を用いた一成分ジャンピング現像では、現像スリーブと感光ドラムとの間の電界により現像剤が飛翔する現象を利用して現像を行なう。この一成分ジャンピング現像でも、矩形波の交流成分と、直流成分とを重畳した現像バイアス電圧が主に用いられる。
【０００８】
現像を行なう際は、現像スリーブの現像剤の穂が感光ドラムに接触せず、該感光ドラムの表面に潜像を形成するための電位と、現像スリーブの電位との間の電位差によって生じた電界により現像剤を飛翔させて現像を行なう。
【０００９】
この一成分ジャンピング現像では、感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップの広さにより電界強度が異なる結果、画像濃度まで変化するという問題がある。そのためギャップの動的変動があると、該ギャップの広いところでは画像濃度が薄く、ギャップの狭いところでは画像濃度が濃くなり、画像に帯状の濃淡が発生するという問題がある。
【００１０】
これを解決するために特許文献１では、感光ドラムと、現像スリーブとの間の静電容量を検出し、その検出結果に基づいて画像形成を行なう現像条件を変更し、感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップのばらつきを補正する。これにより現像性能を向上させた上で、画像不良の発生を抑制することが可能になると共に画像濃度を一定に保つことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−３００９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の技術では、感光ドラムと、現像スリーブとの間の静電容量の検知からフィードバックまでにタイムラグがあり、感光ドラムと、現像スリーブとの間のギャップの動的変動に対して遅れて補正がかかる。このため細かい周期の変動に対しては追従出来ず、補正効果がムラになって画像を乱してしまうという問題がある。
【００１３】
そのため特許文献１では、感光ドラムと、現像スリーブとの間のギャップの動的変動の検知信号をローパスフィルターを用いて平均化し、長い周期のみを取り出してフィードバックしている。しかし、細かい周期のムラの補正は出来ず、そのまま画像に出てしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、トナー濃度ムラを精度良く補正することが出来る画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前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、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像剤を担持する現像剤担持体と、前記像担持体の回転方向において、前記現像剤担持体よりも下流に設けられた補正部材と、前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して前記像担持体と前記現像剤担持体との間に現像電界を形成する電圧印加手段と、前記像担持体と、前記現像剤担持体との間の静電容量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された静電容量に基づいて画像形成条件を変更する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記補正部材により前記画像形成条件の変更を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トナー濃度ムラを精度良く補正することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図２】第１実施形態の感光ドラムと現像装置との周辺の構成を示す断面説明図である。
【図３】感光ドラムの回転軸と現像スリーブの回転軸とがスペーサにより位置決めされている状態を示す断面説明図である。
【図４】第１実施形態の現像高電圧基板と制御基板の構成を示すブロック図である。
【図５】感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップと、コンデンサＣ２の両端の電極に印加される電圧との関係を示す図である。
【図６】感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップの動的変動によりコンデンサＣ２の両端の電極に印加される電圧が変動する様子を示す図である。
【図７】第１実施形態の感光ドラムと、現像スリーブとの間の静電容量の検出と、現像バイアス電圧の直流成分の設定値の決定に関わる処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の検出電圧（静電容量検出信号）と現像バイアス電圧の直流成分の設定値との関係を示す図である。
【図９】第１実施形態の現像スリーブに印加する現像バイアス電圧の直流成分に交流成分を断続的に重畳した様子を示す図である。
【図１０】第１実施形態において横軸に示す時間に対して電圧検出回路により検出される検出電圧と、補正後の現像直流バイアス電圧と、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図１２】第２実施形態の現像高電圧基板と制御基板の構成を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態において横軸に示す時間に対して電圧検出回路により検出される検出電圧と、補正後の現像直流バイアス電圧と、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図１５】第３実施形態において横軸に示す時間に対して電圧検出回路により検出される検出電圧と、補正後の現像直流バイアス電圧と、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【図１６】比較例と第４実施形態とで、感光ドラムと現像スリーブとの間のギャップの動的変動によって発生する磁性キャリアの感光ドラム表面に対する付着と、スリーブピッチかぶりの結果を示す図である。
【図１７】本発明に係る画像形成装置の第５実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図１８】第５実施形態の現像高電圧基板と制御基板の構成を示すブロック図である。
【図１９】第５実施形態において横軸に示す時間に対して電圧検出回路により検出される検出電圧と、補正後の現像直流バイアス電圧と、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【図２０】比較例の現像装置の構成を示す断面説明図である。
【図２１】比較例の現像高電圧基板と制御基板の構成を示すブロック図である。
【図２２】比較例において横軸に示す時間に対して電圧検出回路により検出される検出電圧と、補正後の現像直流バイアス電圧と、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。
【実施例１】
【００１９】
先ず、図１〜図１０を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００２０】
＜画像形成装置＞
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。図１において、画像形成装置７は、静電潜像を担持する像担持体となる感光ドラム１を有する。更に、感光ドラム１の周囲には、該感光ドラム１に対向して帯電手段となる一次帯電器２が設けられる。
【００２１】
更に、感光ドラム１の周囲には、現像手段となる現像装置４が設けられている。本実施形態の現像装置４には、感光ドラム１に対向して配置され、該感光ドラム１の表面上に担持された静電潜像を現像する現像剤を担持する現像剤担持体となる現像スリーブ４ａ，４ｂが設けられる。
【００２２】
図１の矢印ａ方向で示す感光ドラム１の回転方向において現像スリーブ４ａが上流に配置され、現像スリーブ４ｂが該現像スリーブ４ａよりも下流に配置される。
【００２３】
本実施形態の現像スリーブ４ｂは、画像形成条件の変更を行なう補正部材として構成される。
【００２４】
更に、感光ドラム１の周囲には、転写手段となる転写ローラ５と、クリーニング手段となるクリーニング装置６と、前露光手段となる前露光装置１１とが設けられている。
【００２５】
本実施形態の画像形成装置７は、感光ドラム１の表面に形成した静電潜像を現像装置４により現像したトナー像を記録材８に転写する電子写真方式により画像形成を行なう。
【００２６】
感光ドラム１は、静電潜像を担持する像担持体であり、図示しない駆動源となるモータにより図１の矢印ａ方向に回転駆動される。
【００２７】
＜帯電工程＞
帯電工程では、図１の矢印ａ方向に回転駆動される感光ドラム１の表面は、一次帯電器２により均一に帯電される。
【００２８】
＜露光工程＞
露光工程では、一次帯電器２により均一に帯電された感光ドラム１の表面に像露光手段となるレーザスキャナ３により画像情報に応じたレーザ光３ａが照射されて露光され、該感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。
【００２９】
＜現像装置＞
図２は、本実施形態の画像形成装置７に設けられる現像装置４の構成を示す断面説明図である。図２に示すように、本実施形態の現像装置４は、現像剤担持体となる現像スリーブ４ａ，４ｂを備えると共に図示しない現像剤容器内に一成分現像剤を収容している。
【００３０】
＜現像工程＞
感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対して現像スリーブ４ａ，４ｂの表面に担持された現像剤（トナー）を供給して該感光ドラム１の表面の静電潜像をトナー像として現像する。
【００３１】
現像スリーブ４ａ，４ｂは、現像剤を担持する現像剤担持体であり、感光ドラム１の表面に対向して配置される。現像工程では、感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａ，４ｂの表面との間に現像電界を形成する。
【００３２】
図４に示す現像高電圧基板３００に設けられた電圧印加手段となる交流バイアス電源３０１と、直流バイアス電源３０３，４０３から各現像スリーブ４ａ，４ｂに交流成分と直流成分とを重畳した現像バイアス電圧を印加する。これにより感光ドラム１の表面と、各現像スリーブ４ａ，４ｂの表面との間に現像電界を形成する。
【００３３】
交流バイアス電源３０１と、直流バイアス電源４０３とは、補正部材となる現像スリーブ４ｂにバイアス電圧を印加する第二の電圧印加手段として構成される。制御手段となるＣＰＵ３０８は、交流バイアス電源３０１及び直流バイアス電源４０３（第二の電圧印加手段）により現像スリーブ４ｂ（補正部材）にバイアス電圧を印加して画像形成条件の変更を行なう。
【００３４】
これにより表面に現像剤（トナー）を担持した現像スリーブ４ａ，４ｂから感光ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーが供給されてトナー像として現像されて可視化される。
【００３５】
このとき、現像スリーブ４ａ，４ｂの表面上に形成された現像剤の穂が感光ドラム１の表面と接触しない。そして、該現像スリーブ４ａ，４ｂの表面と、感光ドラム１の表面との間に形成される現像電界により現像剤が飛翔する現象（ジャンピング現像）を利用して現像を行なう。本実施形態のトナーは、負極性に帯電されている。
【００３６】
本実施形態の感光ドラム１の外径直径は１００ｍｍである。また、二つの現像スリーブ４ａ，４ｂの外径直径は、それぞれ４０ｍｍ，３０ｍｍである。
【００３７】
感光ドラム１と、二つの現像スリーブ４ａ，４ｂとは、図２の矢印ａ，ｂ，ｃ方向にそれぞれ周速度ｖｄ，ｖａ，ｖｂで回転する。
【００３８】
本実施形態では、感光ドラム１の周速度ｖｄが６００ｍｍ／ｓｅｃ、現像スリーブ４ａの周速度ｖａが６５０ｍｍ／ｓｅｃ、現像スリーブ４ｂの周速度ｖｂが４５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３９】
感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａ（離間距離）は、２５０μｍに設定される。
【００４０】
感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ｂの表面との間のギャップＧｂ（離間距離）は、３００μｍに設定される。
【００４１】
現像スリーブ４ａの表面と、現像スリーブ４ｂの表面との間のギャップＧｃ（離間距離）は、４００μｍに設定される。
【００４２】
これにより現像スリーブ４ｂ（補正部材）の表面と感光ドラム１（像担持体）の表面との間のギャップＧｂ（距離）は以下の通りである。現像スリーブ４ａ（現像剤担持体）の表面と感光ドラム１（像担持体）の表面との間のギャップＧａ（距離）よりも大きい（３００μｍ＞２５０μｍ）。
【００４３】
感光ドラム１の回転軸１ａと、現像スリーブ４ａ，４ｂの回転軸４ｄ，４ｇとは、互いに平行に配置されている。
【００４４】
図２の矢印ａ方向で示す感光ドラム１の回転方向上流側に配置される現像スリーブ４ａの表面上に担持されるトナーは、磁性ブレード４ｃによりトナー層厚が規制される。
【００４５】
一方、感光ドラム１の回転方向下流側に配置される現像スリーブ４ｂの表面上に担持されるトナーは以下の通りである。該現像スリーブ４ｂの矢印ｃ方向で示す回転方向に対してカウンタ方向（逆方向）に回転する現像スリーブ４ａによるトナー搬送力と、ギャップＧｃと、磁力によってトナー層厚が規制される。
【００４６】
二つの現像スリーブ４ａ，４ｂのうち感光ドラム１の回転方向上流側の現像スリーブ４ａは、感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する。
【００４７】
一方、感光ドラム１の回転方向下流側の現像スリーブ４ｂは、現像スリーブ４ａにより感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に余分に供給されたトナーを回収したり、逆にトナーが不足気味な場所には、現像スリーブ４ｂによりトナーを供給する。
【００４８】
本実施形態の現像スリーブ４ｂは、トナー像のトリートメントを行なう。これによって、感光ドラム１の表面上に可視化されたトナー像は、静電潜像に忠実なものとなり、良好な画像を得ることができる。本実施形態では、感光ドラム１の回転方向上流側の現像スリーブ４ａにより主に現像する。
【００４９】
＜転写工程＞
転写工程では、図示しない搬送部により感光ドラム１と転写ローラ５との転写ニップ部Ｎに搬送される記録材８に感光ドラム１の表面上のトナー像が該転写ローラ５により転写される。
【００５０】
転写後の感光ドラム１の表面上に残留する転写残トナーは、図１に示す感光ドラム１の表面に押圧されたクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａにより掻き取られて除去される。
【００５１】
＜定着工程＞
トナー像が転写された記録材８は、定着手段となる定着装置９に搬送される。定着工程では、定着装置９に設けられた定着ローラと加圧ローラとよりトナー像が転写された記録材８が挟持搬送される間に加熱及び加圧されてトナーが溶融して記録材８に熱定着される。
【００５２】
定着装置９によりトナー像が定着された記録材８は、画像形成装置７の外に排出される。クリーニング装置６により転写残トナーが除去された感光ドラム１の表面は、前露光装置１１により除電された後、再度の画像形成に供される。
【００５３】
図３は、感光ドラム１の回転軸１ａと、現像スリーブ４ａの回転軸４ｄとがスペーサ２０１により位置決めされている状態を示す断面説明図である。図３において、感光ドラム１の中心部には、該感光ドラム１を回転可能に支持する回転軸１ａと、該回転軸１ａを回転可能に支持する軸受１ｂとが設けられている。
【００５４】
また、現像スリーブ４ａの中心部には、該現像スリーブ４ａを回転可能に支持する回転軸４ｄと、該回転軸４ｄを回転可能に支持する軸受４ｅとが設けられている。
【００５５】
また、感光ドラム１の軸受１ｂの外周部と、現像スリーブ４ａの軸受４ｅの外周部との間には、スペーサ２０１が固定されている。これにより感光ドラム１の回転軸１ａと、現像スリーブ４ａの回転軸４ｄとの間は、スペーサ２０１によって位置決めされている。
【００５６】
例えば、スペーサ２０１によって位置決めされた感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａ（間隔）を称呼値で３００μｍに設定する場合を考慮する。
【００５７】
この場合、ギャップＧａは、感光ドラム１の振れや現像スリーブ４ａ，４ｂの振れ、更には、各部材の公差により±６０μｍ程度ずれる可能性がある。これらを考慮すると、感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａの最小値は２４０μｍ（＝３００μｍ−６０μｍ）、ギャップＧａの最大値は３６０μｍ（＝３００μｍ＋６０μｍ）である。
【００５８】
前述の帯電工程では、感光ドラム１の表面は、一次帯電器２により例えば−６００Ｖに帯電される。−６００Ｖに帯電された感光ドラム１の表面にレーザ光３ａを照射して形成される静電潜像（潜像部）の電位は−１５０Ｖとなっている。
【００５９】
現像バイアス電圧の直流成分として−４００Ｖが現像スリーブ４ａに印加される。これにより画像濃度を決定するための感光ドラム１の潜像部と現像スリーブ４ａとの間の電位であるコントラスト電位Ｖｃが２５０Ｖ（＝（−１５０Ｖ）−（−４００Ｖ））になる。
【００６０】
また、感光ドラム１の表面上の潜像部でない箇所にトナーが飛散する現象である「かぶり」を防ぐためのかぶり取り電位Ｖｂが２００Ｖになる。
【００６１】
本実施形態では、現像バイアスとして、図９に示した現像直流バイアス電圧Ｖｄｃに現像交流バイアス電圧Ｖａｃを断続的に重畳したスロープバイアスを使用している。
【００６２】
現像直流バイアス電圧Ｖｄｃに現像交流バイアス電圧Ｖａｃを加えることで、画像のがさつきを抑制することが可能となると共に画像濃度を十分に得ることが可能となる。
【００６３】
感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａが例えば称呼値で３００μｍの場合を考慮する。その場合は、図４に示す交流バイアス電源３０１によりトランス３０２の一次側に交流電圧が印加される。そして、該トランス３０２の二次側に誘起された現像交流バイアス電圧Ｖａｃのピークツーピーク電圧（振幅）は２ｋＶで、周波数は３ｋＨｚである。
【００６４】
また、感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａが例えば称呼値で３００μｍの場合、該感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａは３５０ｐＦである。
【００６５】
図４は、画像形成装置７の電源部となる現像高電圧基板３００と、制御部となる制御基板３０５の構成を示すブロック図である。尚、図４に示す回路構成は、電圧印加手段、検出手段、制御手段を実現するための一例である。
【００６６】
図４において、画像形成装置７には、現像高電圧基板３００と制御基板３０５とが装備されている。現像高電圧基板３００には、交流バイアス電源３０１（電圧印加手段）、トランス３０２、直流バイアス電源３０３，４０３（電圧印加手段）が設けられている。
【００６７】
現像高電圧基板３００に設けられた電圧検出回路３０４は、感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量を検出する検出手段として構成される。
【００６８】
ＣＰＵ３０８（制御手段）は、電圧検出回路３０４（検出手段）により検出された感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａに基づいて現像スリーブ４ｂ（補正部材）により画像形成条件を変更する。
【００６９】
トランス３０２の二次側巻き線を介して感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａと、コンデンサＣ１，Ｃ２が直列に接続されている。トランス３０２の二次側巻き線とコンデンサＣ１とを接続する配線から分岐して直流バイアス電源３０３（電圧印加手段）が接続されている。
【００７０】
図４に示すように、負荷容量Ｃａの一端部の電極と、コンデンサＣ２のコンデンサＣ１とは反対側の一端部の電極とは接地（ＧＮＤ）されている。電圧検出回路３０４の出力側には、該電圧検出回路３０４により検出された検出電圧ＶＤを出力するための図示しない出力抵抗が実装されている。
【００７１】
制御基板３０５には、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３０６、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換回路３０７、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）３０８（制御手段）が実装されている。
【００７２】
現像高電圧基板３００において、交流バイアス電源３０１からトランス３０２の一次側に所定の交流電圧を印加して該トランス３０２の二次側に現像交流バイアス電圧Ｖａｃを生成し、現像スリーブ４ａ，４ｂにそれぞれ印加する。
【００７３】
直流バイアス電源３０３は、現像直流バイアス電圧Ｖｄｃを生成し、現像スリーブ４ａに印加する。
【００７４】
直流バイアス電源４０３は、現像直流バイアス電圧Ｖｄｃを生成し、現像スリーブ４ｂに印加する。
【００７５】
電圧検出回路３０４は、コンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を直流電圧に変換し、検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）として取り出す。
【００７６】
制御基板３０５において、Ａ／Ｄ変換回路３０６は、電圧検出回路３０４から出力される検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００７７】
ＣＰＵ３０８は、画像形成装置７の各部の制御を司るものであり、プログラムに基づき図７に示すフローチャートに示す処理を実行する。
【００７８】
また、ＣＰＵ３０８は、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａの動的変動に対応して電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）に基づいて現像を含む画像形成条件を変更する。
【００７９】
＜画像形成条件の変更＞
画像形成条件の変更としては、ＣＰＵ３０８により交流バイアス電源３０１を制御してトランス３０２の二次側に励起される現像交流バイアス電圧Ｖａｃが適宜設定される。
【００８０】
更に、ＣＰＵ３０８により直流バイアス電源３０３，４０３を制御して現像スリーブ４ａ，４ｂにそれぞれ印加される現像直流バイアス電圧Ｖｄｃが適宜設定される。
【００８１】
更に、ＣＰＵ３０８により図示しない帯電バイアス電源を制御して図１に示す一次帯電器２に印加される帯電バイアス電圧の直流成分の電圧値が適宜設定される。
【００８２】
更に、ＣＰＵ３０８により図１に示すレーザスキャナ３を制御して感光ドラム１の表面を露光するレーザ光３ａの光量が適宜設定される。
【００８３】
Ｄ／Ａ変換回路３０７は、ＣＰＵ３０８から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換回路３０７から出力されたアナログ信号が交流バイアス電源３０１に入力され、交流バイアス電源３０１は、トランス３０２の二次側に出力される現像交流バイアス電圧Ｖａｃを制御する。
【００８４】
本実施形態の現像バイアス生成回路は、現像高電圧基板３００において、現像直流バイアス生成部（直流バイアス電源３０３，４０３）と、現像交流バイアス生成部（交流バイアス電源３０１、トランス３０２）に大別される。
【００８５】
図２に示す画像補正部１０は、制御基板３０５に設けられるＣＰＵ３０８、現像高電圧基板３００に設けられる交流バイアス電源３０１、直流バイアス電源３０３等により構成される。これらの画像補正部１０により補正部材となる現像スリーブ４ｂを介して画像形成装置７の画像形成条件が変更される。
【００８６】
本実施形態のトランス３０２の一次側巻き線には、交流バイアス電源３０１が並列に接続されている。これによりトランス３０２は、交流バイアス電源３０１により駆動される。トランス３０２の二次側巻き線は、図２の上下にそれぞれ配置される現像スリーブ４ａ，４ｂに対応して二組設けられている。
【００８７】
一方の二次側巻き線には、直流バイアス電源４０３と、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ｂの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃｂとが直列に接続されている。
【００８８】
他方の二次側巻き線には、直流バイアス電源３０３と、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａとが直列に接続される。そして、直流バイアス電源３０３と、他方の二次側巻き線とを接続する配線から分岐してコンデンサＣ１の一端側の電極に接続されている。
【００８９】
トランス３０２の他方の二次側巻き線には、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａと、コンデンサＣ１，Ｃ２とが直列に接続されている。
【００９０】
これによりトランス３０２の他方の二次側巻き線側にかかる電圧は、負荷容量Ｃａと、コンデンサＣ１，Ｃ２とにより分圧される。
【００９１】
このためコンデンサＣ２の両端の電極にかかる電圧を検出することで負荷容量Ｃａと、コンデンサＣ１，Ｃ２との静電容量の比率に応じて負荷容量Ｃａを求めることが出来る。これにより感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａを求めることができる。
【００９２】
トランス３０２の二次側は、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａと、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量とに分割された容量分圧回路となっている。
【００９３】
トランス３０２の二次側巻き線を介して直列に接続されたＣａ，Ｃ１，Ｃ２の合成静電容量Ｃｓは、以下の数１式により求められる。
【００９４】
［数１］
１／Ｃｓ＝１／Ｃａ＋１／Ｃ１＋１／Ｃ２
【００９５】
本実施形態では、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａを３５０ｐＦ（称呼値）とする。コンデンサＣ１の静電容量を２０００ｐＦとする。コンデンサＣ２の静電容量を０．１μＦとする。すると、トランス３０２の二次側巻き線を介して直列に接続されたＣａ，Ｃ１，Ｃ２の合成静電容量Ｃｓは、前記数１式により２９７ｐＦである。
【００９６】
ここで、コンデンサのインピーダンスは、静電容量の逆数で表わされる。このため交流バイアス電源３０１からトランス３０２の一次側に交流電圧が印加される。そして、該トランス３０２の二次側に励起された現像交流バイアス電圧ＶａｃのうちでコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２は、以下の数２式により求めると５．９４Ｖとなる。
【００９７】
尚、トランス３０２の二次側に励起された現像交流バイアス電圧Ｖａｃは、２ｋＶである。Ｃ１の静電容量は２０００ｐＦ、Ｃ２の静電容量は０．１μＦ、トランス３０２の二次側巻き線を介して直列に接続されたＣａ，Ｃ１，Ｃ２の合成静電容量Ｃｓは、前記数１式により求めた２９７ｐＦである。
【００９８】
［数２］
ＶＣ２＝（Ｃｓ／Ｃ２）×Ｖａｃ
＝（２９７ｐＦ／０．１μＦ）×２ｋＶ
＝５．９４Ｖ
【００９９】
図５は、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａと、コンデンサＣ２の両端の電極間の交流電圧ＶＣ２との関係を示す。
【０１００】
図５において、プロットされた３点の黒点は、それぞれコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を考慮する。そして、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａとを考慮してプロットした一例である。
【０１０１】
黒点を結んだ実線は、コンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２と、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａとをプロットした３点を通過する多項式近似曲線（直線）で示したものである。
【０１０２】
図５に示すように、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａの変化に反比例して、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量が変化する。
【０１０３】
その結果、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａが大きくなると、コンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２が小さくなることが分かる。
【０１０４】
つまり、図４に示すコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を測定することで、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間のギャップＧａ（距離）を検出することが可能である。
【０１０５】
本実施形態では、図２に示すように、感光ドラム１の表面に対向して一つの現像装置４内に二つの現像スリーブ４ａ，４ｂが設けられている。このため感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間の二つのギャップＧａ，Ｇｂに対して、以下の数３式により算出される検出値Ｄを検出している。
【０１０６】
尚、以下の数３式において、Ｇａは、現像スリーブ４ａの表面と感光ドラム１の表面とのギャップである。Ｇｂは、現像スリーブ４ｂの表面と感光ドラム１の表面とのギャップである。Ａａは、現像スリーブ４ａの表面と感光ドラム１の表面とが接している面積である。Ａｂは、現像スリーブ４ｂの表面と感光ドラム１の表面とが接している面積である。
【０１０７】
［数３］
Ｄ＝（Ａａ＋Ａｂ）／｛（Ａａ／Ｇａ）＋（Ａｂ／Ｇｂ）｝
【０１０８】
本実施形態では、現像スリーブ４ａの表面と感光ドラム１の表面とのギャップＧａ（２５０μｍ）と、現像スリーブ４ｂの表面と感光ドラム１の表面とのギャップＧｂ（３００μｍ）との関係は、以下の数４式に示す通りである。
【０１０９】
［数４］
Ｇａ＜Ｇｂ
【０１１０】
このため前記数３式における現像スリーブ４ｂの表面と感光ドラム１の表面とが接している面積Ａｂは、現像スリーブ４ａの表面と感光ドラム１の表面とが接している面積Ａａよりも小さくなる。
【０１１１】
このため前記数３式における（Ａａ／Ｇａ）と（Ａｂ／Ｇｂ）との関係は以下の数５式に示す通りである。
【０１１２】
［数５］
（Ａａ／Ｇａ）＞（Ａｂ／Ｇｂ）
【０１１３】
このため前記数３式で示す検出値Ｄは、現像スリーブ４ａ，４ｂの平均よりも現像スリーブ４ａ寄りの値を検出することになる。
【０１１４】
そこで、図４に示すように、コンデンサＣ２の両端の電極間に電圧検出回路３０４を接続する。これにより該電圧検出回路３０４によりコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を直流電圧に変換し、検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）として取り出している。
【０１１５】
図３に示すように、感光ドラム１が回転軸１ａを中心に回転すると共に、現像スリーブ４ａが回転軸４ｄを中心に回転した状態では、感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの各々の偏芯成分によりギャップＧａが動的変動する。
【０１１６】
図６は、図４に示す電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤを示す。図６は、本実施形態における感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａの動的変動によりコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２が変動する様子を示す。
【０１１７】
また、検出電圧ＶＤを示す曲線上にプロットされた黒点は、実際に電圧検出回路３０４により検出された検出電圧ＶＤをサンプリングしたものである。また、図６に示す直線ｅは、プロットされた検出電圧ＶＤの平均値を示す。
【０１１８】
また、図６に示す時間ｔ１は、感光ドラム１の外周面が一周回転するのに要する時間である。
【０１１９】
感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動への影響は、感光ドラム１の偏芯成分によるものと、現像スリーブ４ａ，４ｂの偏芯成分によるものが大きい。
【０１２０】
感光ドラム１の偏芯成分によるものは、感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動の振幅が大きく、周期が長い。
【０１２１】
一方、現像スリーブ４ａ，４ｂの偏芯成分によるものは、感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動の振幅が小さく、周期も短い。
【０１２２】
現像スリーブ４ａ，４ｂを比較すると、現像スリーブ４ａと感光ドラム１との間のギャップＧａ（称呼値で２５０μｍ）に比べて、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１との間のギャップＧｂ（称呼値で３００μｍ）は大きい。
【０１２３】
このため現像スリーブ４ｂと感光ドラム１との間のギャップＧｂの動的変動の振幅は小さく、現像交流バイアス電圧Ｖａｃのピークツーピーク電圧に与える影響も小さい。
【０１２４】
本実施形態では、偏芯成分によるギャップＧａ，Ｇｂの動的変動による現像交流バイアス電圧Ｖａｃのピークツーピーク電圧に与える影響は以下の通りである。「感光ドラム１」＞「現像スリーブ４ａ」＞「現像スリーブ４ｂ」の順に電圧検出回路３０４による検知感度が大きい。
【０１２５】
そこで、本実施形態では、先ず、感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動による影響を取り除くためギャップＧａ，Ｇｂの検出は次のように平均化する。
【０１２６】
即ち、感光ドラム１及び現像スリーブ４ａ，４ｂを回転駆動した状態で、感光ドラム１の表面が一周回転する時間に該感光ドラム１の表面の一周分を例えば８等分した８箇所の点のサンプリングを行なって平均化する。
【０１２７】
本実施形態では、感光ドラム１の表面が一周回転する時間が５２３ｍｓｅｃである。これを８等分した８箇所の点のサンプリング間隔は、６５．４ｍｓｅｃ（≒５２３ｍｓｅｃ／８）となる。
【０１２８】
図６の直線ｅで示すように、本実施形態では、平均化したコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２は６．２Ｖである。
【０１２９】
図４に示す現像高電圧基板３００の電圧検出回路３０４は、コンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を直流電圧に変換して検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）として取り出し、制御基板３０５に設けられたＡ／Ｄ変換回路３０６に入力する。
【０１３０】
Ａ／Ｄ変換回路３０６は、電圧検出回路３０４から出力された検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【０１３１】
ＣＰＵ３０８は、Ａ／Ｄ変換回路３０６から出力された検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）のデジタル値に基づいて感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａを検出する。そして、これに対応して感光ドラム１の表面上に形成される潜像部と、現像スリーブ４ａとの間の電位差であるコントラスト電位Ｖｃの設定値を決定する。
【０１３２】
図７は、本実施形態の電圧検出回路３０４による感光ドラム１と、現像スリーブ４ａとの間の静電容量からなる負荷容量Ｃａの検出と、補正部材となる現像スリーブ４ｂに印加する現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの設定処理を示すフローチャートである。
【０１３３】
図７のステップＳ１２０１において、制御基板３０５に設けられたＣＰＵ３０８は以下の通り設定する。交流バイアス電源３０１によりトランス３０２の一次側に印加された電圧により該トランス３０２の二次側に励起される現像交流バイアス電圧Ｖａｃを初期値である２ｋＶに設定する。
【０１３４】
次に、ステップＳ１２０２において、ＣＰＵ３０８は、一次帯電器２に帯電バイアス電圧を印加する図示しない帯電バイアス電源の出力をＯＮ状態とする。更に、現像スリーブ４ａに現像交流バイアス電圧Ｖａｃを印加する交流バイアス電源３０１の出力をＯＮ状態とする。更に、直流バイアス電源３０３の出力をＯＮ状態とする。
【０１３５】
これによりＣＰＵ３０８は、感光ドラム１と現像スリーブ４ａとを回転駆動した状態で以下の通りである。電圧検出回路３０４によりコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を直流電圧に整流した検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）をＡ／Ｄ変換回路３０６を介して読み取る。
【０１３６】
次に、ステップＳ１２０３において、ＣＰＵ３０８は、感光ドラム１の表面の一周分を例えば８等分した８箇所の点について検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）のサンプリングを行なう。
【０１３７】
そして、サンプリングした検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）を平均化する処理を行なう。これにより感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動を平均化する。
【０１３８】
次に、ステップＳ１２０４において、ＣＰＵ３０８は、図８に示すように、電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）の平均値に応じて現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの設定値を決定する。
【０１３９】
即ち、図８に示すように、電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）を三段階に分ける。図８では、検出電圧ＶＤが５．３４Ｖ以下を一段階、検出電圧ＶＤが５．３５Ｖ以上且つ６．５３Ｖ以下を二段階、検出電圧ＶＤが６．５４Ｖ以上を三段階のように分けた一例である。
【０１４０】
検出電圧ＶＤ（静電容量検出信号）の称呼値で５．９４Ｖの±１０％以内に相当する検出電圧ＶＤの場合は、現像直流バイアス電圧Ｖｄｃを基準値の−４００Ｖに設定するための信号をＤ／Ａ変換回路３０７を介して直流電圧設定信号として出力する。現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの設定値が−４００Ｖのときの帯電バイアス電圧の設定値は−６００Ｖである。
【０１４１】
また、検出電圧ＶＤの称呼値で５．９４Ｖの＋１０％以上に相当する検出電圧ＶＤの場合は以下の通りである。コントラスト電位Ｖｃを２５Ｖ小さくするために図２の下側に配置される補正部材となる現像スリーブ４ｂに印加する現像直流バイアス電圧Ｖ４ｂｄｃを−３７５Ｖに設定する。
【０１４２】
現像直流バイアス電圧Ｖ４ｂｄｃの設定値が−３７５Ｖのときの帯電バイアス電圧の設定値は、−５７５Ｖである。
【０１４３】
また、検出電圧ＶＤの称呼値で５．９４Ｖの−１０％以下に相当する検出電圧ＶＤの場合は以下の通りである。コントラスト電位Ｖｃを２５Ｖ大きくするために図２の下側に配置される補正部材となる現像スリーブ４ｂに印加する現像直流バイアス電圧Ｖ４ｂｄｃを−４２５Ｖに設定する。
【０１４４】
現像直流バイアス電圧Ｖ４ｂｄｃの設定値が−４２５Ｖのときの帯電バイアス電圧の設定値は−６２５Ｖである。
【０１４５】
現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの設定値は以下の通りである。図２の上側に配置される現像スリーブ４ａの表面と感光ドラム１の表面とのギャップＧａが称呼値で２５０μｍで有る場合を考慮する。更に、図２の下側に配置される現像スリーブ４ｂの表面と感光ドラム１の表面とのギャップＧｂが称呼値で３００μｍで有る場合を考慮する。そのときに、画像に所定の濃度を出すためのコントラスト電位Ｖｃが２５０Ｖとなるように図８に示す−４００Ｖを基準値としている。
【０１４６】
図４の電圧検出回路３０４により検出した検出電圧ＶＤが大きく検出された場合は、ギャップＧａ，Ｇｂが小さくなっている。このため、その分、ＣＰＵ３０８は、コントラスト電位Ｖｃが小さくなるように制御する。
【０１４７】
逆に、検出電圧ＶＤが小さく検出された場合は、ギャップＧａ，Ｇｂが大きくなっている。このため、その分、ＣＰＵ３０８は、コントラスト電位Ｖｃが大きくなるように制御する。これによりギャップＧａ，Ｇｂの違い（大小）による画像濃度への影響を減らしている。
【０１４８】
図６の直線ｅで示すように、本実施形態では、平均化した検出電圧ＶＤが６．２Ｖであった。このため現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの設定値は、−４００Ｖとなる。
【０１４９】
図２１は、比較例の現像高電圧基板３００と、制御基板３０５の構成を示すブロック図である。図２２は、比較例において横軸に示す時間ｔに対して図２１に示す電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤと、補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃと、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【０１５０】
図２２に示す時間ｔ１は、感光ドラム１の外周面が一周回転するのに要する時間である。また、時間ｔ４ａは、現像スリーブ４ａの外周面が一周回転するのに要する時間である。また、時間ｔ４ｂは、現像スリーブ４ｂの外周面が一周回転するのに要する時間である。
【０１５１】
図２２に示すように、電圧検出回路３０４により検出した検出電圧ＶＤと、補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃとの間には、僅かなタイムラグｔＬ（時間差）があることが分かる。
【０１５２】
このタイムラグｔＬは、図４に示すＤ／Ａ変換回路３０７におけるＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換時の処理時間によって発生し、補正の精度設定によって変動する。
【０１５３】
このタイムラグｔＬは、現像スリーブ４ａ，４ｂの外周面が一周回転するのに要する時間ｔ４ａ，ｔ４ｂ（回転周期）と同程度以下で、且つ時間ｔ４ａ，ｔ４ｂ（回転周期）の１／１０程度以上である。タイムラグｔＬ（時間差）がある状態のまま現像直流バイアス電圧Ｖｄｃを補正すると、タイムラグｔＬ分のトナー濃度ムラが画像に残る。
【０１５４】
このタイムラグｔＬを減らすと、補正精度が下がる。このためこのタイムラグｔＬを一定以上は小さくすることが出来ず、これにより従来ではトナー濃度ムラの原因となっていた。
【０１５５】
本実施形態では、図１０に示すように、電圧検出回路３０４により感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａを検出した時点を考慮する。更に、補正部材となる現像スリーブ４ｂにより画像形成条件の変更を行なう時点（現像スリーブ４ｂに補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃを印加する時点）を考慮する。そして、両者のタイムラグｔＬ（時間差）が、感光ドラム１の外周面が現像スリーブ４ａに対向する位置から補正部材となる現像スリーブ４ｂに対向する位置まで回転移動する時間と同じ時間に設定される。
【０１５６】
これにより電圧検出回路３０４による検出電圧ＶＤの検出から補正部材となる現像スリーブ４ｂに印加する現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの補正までをずれなく行なうことができる。
【０１５７】
図２２のトナー濃度ムラ曲線Ｕａは、比較例の補正方法によるトナー濃度ムラの補正結果を示す。
【０１５８】
図２２において、一番上の実線で示される電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤは、交流バイアス電源３０１からトランス３０２の一次側に印加され、二次側に誘起された実際の現像交流バイアス電圧Ｖａｃからのずれを表すグラフである。
【０１５９】
検出電圧ＶＤの下の点線で示された曲線Ｕは以下の通りである。図２の下側に配置された現像スリーブ４ｂにより感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に現像剤を供給してトナー像として現像する際を考慮する。その際に感光ドラム１の表面上に現われるトナー濃度ムラ（ｍｇ／ｃｍ２）の状態を予想したものである。
【０１６０】
図２の上側に配置された現像スリーブ４ａにより感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に現像剤を供給してトナー像として現像する際を考慮する。その際に感光ドラム１の表面上に現われるトナー濃度ムラ（ｍｇ／ｃｍ２）が図２の下側に配置された現像スリーブ４ｂに到達するまでの間の時間分検知されたギャップＧａからずれが生じている。
【０１６１】
曲線Ｕの下に一点鎖線で示された補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃは、図４に示す電圧検出回路３０４により検出された検出電圧ＶＤに基づいてＣＰＵ３０８により算出される。
【０１６２】
補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃは、ノイズの影響を取り除くためにフィルタリング処理を行なっている。そして、電圧検出回路３０４により検出された感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａ，４ｂの表面とのギャップＧａ，Ｇｂの動的変動は、このフィルタリング処理によって除去される。
【０１６３】
また、このフィルタリング処理のために、補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃの出力までにタイムラグｔＬが発生している。このタイムラグｔＬと、図２の上側に配置された現像スリーブ４ａによるトナー濃度ムラの部位が図２の下側に配置された現像スリーブ４ｂに到達するまでの間の時間とが同程度となるように調整されている。
【０１６４】
補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃの下に破線で示された二つのトナー濃度ムラ曲線Ｕｂ，Ｕａは以下の通りである。現像直流バイアス電圧Ｖｄｃの補正を行なわない場合を考慮する。更に、補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃを現像スリーブ４ａ，４ｂに印加した場合を考慮する。両者の場合で、それぞれの出力画像に現われる反射濃度ムラを表わしている。
【０１６５】
トナー濃度ムラ曲線Ｕａに示すように補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃを現像スリーブ４ｂに印加した場合には以下の通りである。補正前のトナー濃度ムラ曲線Ｕｂで示すトナー濃度ムラΔＵｂが０．０８（ｍｇ／ｃｍ２）から以下の通りである。補正後のトナー濃度ムラ曲線Ｕａで示すトナー濃度ムラΔＵａが０．０５（ｍｇ／ｃｍ２）まで抑えられていることが分かる。
【０１６６】
図１０は、本実施形態の補正方法によるトナー濃度ムラの補正結果を示す。本実施形態では、図４に示す電圧検出回路３０４により検出された検出電圧ＶＤに対して、現像スリーブ４ａ，４ｂの外周面が一周回転するのに要する時間ｔ４ａ，ｔ４ｂ（回転周期）のトナー濃度ムラΔＵｂも補正を行なう。このため最低限のノイズレベルのフィルタリングのみにとどめている。
【０１６７】
このため補正後（フィルタリング後）の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃは、図２２に示す比較例と比較して、ギャップＧａ，Ｇｂに対応して図４に示す電圧検出回路３０４により検出された検出電圧ＶＤにより近い値を示している。
【０１６８】
このため補正後のトナー濃度ムラΔＵａは以下の通りである。補正前のトナー濃度ムラΔＵｂ（図２２に示す比較例の補正後のトナー濃度ムラΔＵａ）の０．０５（ｍｇ／ｃｍ２）から以下の通りである。図１０に示す本実施形態の補正後のトナー濃度ムラΔＵａの０．０２（ｍｇ／ｃｍ２）までに小さくなっていることが分かる。
【０１６９】
これによりギャップＧａ，Ｇｂの動的変動を検知するためにコンデンサＣ２の両端の電極に印加される交流電圧ＶＣ２を電圧検出回路３０４により検知する。そして、電圧検出回路３０４から出力される検出電圧ＶＤに基づいてＣＰＵ３０８により現像直流バイアス電圧Ｖｄｃを補正する。そして、補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃを直流バイアス電源３０３，４０３から出力するまでのタイムラグｔＬの影響を打ち消すことが出来る。このため補正後のトナー濃度ムラΔＵａがより小さくなるように補正することが出来る。
【実施例２】
【０１７０】
次に、図１１〜図１３を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１７１】
前記第１実施形態は、簡単な構成でギャップＧａ，Ｇｂの動的変動検知を行なうことができる半面、ギャップＧａ，Ｇｂの動的変動検知を図２の上下側に配置された現像スリーブ４ａ，４ｂの両方について行なっていた。
【０１７２】
このため図２の下側に配置された現像スリーブ４ｂのギャップＧｂの動的変動の検知結果を考慮して僅かではあるが図２の下側に配置された現像スリーブ４ｂによるトナー濃度ムラの影響をタイムラグｔＬ分ずらして補正していた。
【０１７３】
このためトナー濃度ムラを悪化させる要因となっていた。より精度良く補正を行なうためには、補正したい感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａの動的変動に起因するトナー濃度ムラのみをフィードバック対象にすることが好ましい。
【０１７４】
図１１は、本実施形態の画像形成装置の構成を示す断面説明図である。図１２は、本実施形態の現像高電圧基板と制御基板の構成を示すブロック図である。
【０１７５】
本実施形態では、図１２に示すように、図４に示した前記第１実施形態のトランス３０２を図１１の上側に配置された現像スリーブ４ａと、図１１の下側に配置された現像スリーブ４ｂとにそれぞれ対応してトランス３０２，４０２に分離した。
【０１７６】
そして、トランス３０２，４０２のそれぞれの一次巻き線側に交流バイアス電源３０１，４０１をそれぞれ接続する。そして、トランス３０２の二次巻き線側には、直流バイアス電源３０３と、出力抵抗Ｒｂと、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ｂの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃｂとが直列に接続される。
【０１７７】
一方、トランス４０２の二次巻き線側には、直流バイアス電源４０３と、出力抵抗Ｒａと、感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａとが直列に接続される。そして、直流バイアス電源４０３と、トランス４０２の二次巻き線とを接続する配線から分岐してコンデンサＣ１の一端側の電極に接続されている。
【０１７８】
本実施形態では、図１１の上側に配置された現像スリーブ４ａと、図１１の下側に配置された現像スリーブ４ｂとにそれぞれ対応してトランス３０２，４０２に分離した。そして、トランス３０２，４０２のそれぞれの一次巻き線側に交流バイアス電源３０１，４０１をそれぞれ接続する。これにより感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａの検知のみに限定し、より効率良くトナー濃度の補正を行なう。
【０１７９】
本実施形態のその他の構成は、前記第１実施形態の構成と同様であるため重複する説明は省略する。
【０１８０】
図１３は、本実施形態において横軸に示す時間ｔに対して、電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤと、補正部材となる現像スリーブ４ｂに印加する補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃと、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【０１８１】
感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａの動的変動の検知をより精度良く行なう。そのために補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃを現像スリーブ４ｂに印加した場合のトナー濃度ムラは以下の通りである。
【０１８２】
前記第１実施形態と比較して補正後のトナー濃度ムラ曲線Ｕａで示す補正後のトナー濃度ムラΔＵａ（反射濃度ムラ）が以下の通りである。図１０に示す０．０２（ｍｇ／ｃｍ２）から図１３に示す０．００５（ｍｇ／ｃｍ２）まで小さくなっていることが分かる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例３】
【０１８３】
次に、図１４及び図１５を用いて本発明に係る画像形成装置７の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１８４】
図１４は、本実施形態の画像形成装置の構成を示す断面説明図である。図１５は、本実施形態において横軸に示す時間ｔに対して図１２に示す電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤと、補正部材となる現像スリーブ４ｂに印加する補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃと、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【０１８５】
尚、本実施形態の現像高電圧基板３００と制御基板３０５の構成は、図１２に示して前述した前記第２実施形態の構成と略同様である。本実施形態では、感光ドラム１と、現像装置４Ａに設けられる現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａの検知を現像装置４Ａで行なう。そして、感光ドラム１と、現像装置４Ｂに設けられる補正部材となる現像スリーブ４ｂとの間のギャップＧｂの検知を現像装置４Ｂで行なっている。
【０１８６】
前記各実施形態では、一つの現像装置４内に二つの現像スリーブ４ａ，４ｂが設けられた場合の一例について説明した。
【０１８７】
本実施形態では、図１４に示すように、現像スリーブ４ａが設けられた現像装置４Ａと、補正部材となる現像スリーブ４ｂが設けられた現像装置４Ｂとを有して構成された場合の一例について説明する。
【０１８８】
図１４に示すように、二つの現像装置４Ａ，４Ｂを設けた場合においても前記各実施形態と同様に構成することで同様の効果を得ることが出来る。
【０１８９】
本実施形態のその他の構成は、前記各実施形態と同様に構成されるため重複する説明は省略する。
【０１９０】
本実施形態のように、二つの現像装置４Ａ，４Ｂが設けられた構成においても図１３に示して前述した前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１９１】
本実施形態では、図１４の上下に配置される現像スリーブ４ａ，４ｂが離れて配置される。これにより補正にかかるタイムラグｔＬの値を長めに設定することでタイムラグｔＬと、上下の現像スリーブ４ａ，４ｂ間の現像タイミングのずれに合わせることができる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例４】
【０１９２】
次に、図１６を用いて本発明に係る画像形成装置７の第４実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１９３】
本実施形態では、図１１に示して前述した第２実施形態の現像装置４内にトナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を用いたものである。
【０１９４】
図１６は、比較例と本実施形態とで、感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動によって発生する磁性キャリアの感光ドラム１の表面に対する付着と、スリーブピッチかぶりの結果を示す図である。
【０１９５】
尚、スリーブピッチかぶりとは、現像スリーブ４ａが一周回転する周長ピッチで感光ドラム１の表面上の潜像部でない箇所にトナーが飛散する現象をいう。
【０１９６】
図１６に示すように、感光ドラム１と現像スリーブ４ａ，４ｂとの間のギャップＧａ，Ｇｂの動的変動によるトナー濃度ムラの影響の少ない二成分現像剤を用いる現像装置４を考慮する。このような構成においても図２０〜図２２に示す比較例と比較してギャップＧａ，Ｇｂの変動によって起きる磁性キャリアの付着やスリーブピッチかぶりが軽減されていることが分かる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例５】
【０１９７】
次に、図１７〜図１９を用いて本発明に係る画像形成装置の第５実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１９８】
図１７は、本実施形態の構成を示す断面説明図である。図１８は、本実施形態の現像高電圧基板３００と制御基板３０５の構成を示すブロック図である。
【０１９９】
図１９は、本実施形態において横軸に示す時間ｔに対して図１８に示す電圧検出回路３０４により検出される検出電圧ＶＤと、補正部材となる導電性ローラ４ｆに印加される補正後の現像直流バイアス電圧Ｖｈｄｃと、トナー濃度ムラとの関係を示す図である。
【０２００】
本実施形態では、図１７に示すように、図１１に示して前述した前記第２実施形態の現像装置４に設けられる補正部材となる現像スリーブ４ｂの代わりに導電性ローラ４ｆを設けたものである。導電性ローラ４ｆは、現像装置４の外部で感光ドラム１の表面上のトナーを剥ぎ取り、再配置する。導電性ローラ４ｆは、感光ドラム１の表面に対向して配置された導電性回転体からなる補正部材として構成される。
【０２０１】
図１８に示すように、トランス３０２の二次側巻き線を介して感光ドラム１の表面と現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａと、コンデンサＣ１，Ｃ２とが直列に接続されている。
【０２０２】
また、導電性ローラ４ｆには、ＣＰＵ３０８により制御される直流バイアス電源４０３（第二の電圧印加手段）が接続されている。
【０２０３】
直流バイアス電源４０３から導電性ローラ４ｆに所定の直流バイアス電圧が印加されると、感光ドラム１の表面上に付着したトナーを剥ぎ取り、再配置することができる。
【０２０４】
ＣＰＵ３０８（制御手段）は、電圧検出回路３０４（検出手段）により検出された感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量Ｃａに基づいて以下の通り制御する。直流バイアス電源４０３（第二の電圧印加手段）から導電性ローラ４ｆ（補正部材）に所定の直流バイアス電圧を印加する。これにより画像形成装置７の画像形成条件の変更を行なう。
【０２０５】
本実施形態では、図１７の矢印ａ方向で示す感光ドラム１の回転方向において、現像スリーブ４ａの下流にトナーを剥ぎ取り、再配置するための導電性ローラ４ｆを設ける。これにより、より簡単な構成でトナー濃度ムラを補正することが出来る。
【０２０６】
感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間のギャップＧａの検知を図１７の矢印ａ方向で示す感光ドラム１の回転方向上流に設けられた現像装置４の現像スリーブ４ａで行なう。そして、トナー濃度補正を現像スリーブ４ａよりも図１７の矢印ａ方向で示す感光ドラム１の回転方向下流に設けた導電性ローラ４ｆで行なう。
【０２０７】
本実施形態のその他の構成は、前記第２実施形態と同様に構成されるため重複する説明は省略する。
【０２０８】
本実施形態では、感光ドラム１の表面上に付着したトナーを剥ぎ取り、再配置するための導電性ローラ４ｆを配置する。これにより図１９に示すように、図２及び図１０に示して前述した第１実施形態の現像スリーブ４ｂと同様にトナー濃度ムラを減少させる効果が得られていることが分かる。
【０２０９】
補正部材となる導電性ローラ４ｆには、感光ドラム１の表面上に付着したトナーを剥ぎ取る機能はあるが、感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する機能は無い。
【０２１０】
このため前記第１実施形態の現像スリーブ４ｂと比較して、トナー濃度ムラの軽減効果は少し劣る。しかし、構成が簡単であるため小型の画像形成装置７であっても導電性ローラ４ｆを容易に取り付けることが出来る。そして、該導電性ローラ４ｆによりトナー濃度ムラを補正できる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【０２１１】
Ｃａ…感光ドラム１の表面と、現像スリーブ４ａの表面との間の静電容量からなる負荷容量
１…感光ドラム（像担持体）
４ａ…現像スリーブ（現像剤担持体）
４ｂ…現像スリーブ（補正部材；第二の現像剤担持体）
３０１…交流バイアス電源（電圧印加手段）
３０３…直流バイアス電源（電圧印加手段）
３０４…電圧検出回路（検出手段）
３０８…ＣＰＵ（制御手段）
【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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