JP2015099173A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えつつ、製造コストの増加を抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】プロセスコントロールで変更された帯電バイアスの目標値、及び現像バイアスの目標値の組み合わせに基づいて、それら目標値のうち、帯電バイアスの目標値だけを補正して、帯電バイアスの出力誤差と現像バイアスの出力誤差とによる地肌ポテンシャルの狙いの値からのずれ量を低減する補正値を求めるためのアルゴリズムである補正値アルゴリズムを記憶している不揮発性メモリー３０ｃを設け、且つ、補正値アルゴリズムを用いて求めた補正値に基づいて帯電バイアスの目標値だけを補正するようにした。【選択図】図３

Description

本発明は、帯電電源からの帯電バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したり、現像電源からの現像バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したりする制御手段を備える画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、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、次のような電子写真プロセスによってトナー像を形成する。即ち、潜像担持体たる感光体の移動する表面を帯電装置によって一様に帯電せしめる。このとき、帯電電源から目標値とほぼ同じ値の帯電バイアスを出力して帯電装置に供給することで、感光体の表面を適切な値に帯電させる。その後、一様帯電後の感光体表面に対して書込光による光走査を行って感光体表面に静電潜像を形成する。そして、現像装置との対向位置である現像位置に移動した感光体表面の静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を得る。このとき、現像電源から目標値とほぼ同じ値の現像バイアスを出力して現像装置の現像ローラに供給することで、現像ローラと感光体の地肌部との間に適切な電位差を発生させて、地汚れと呼ばれる感光体の地肌部へのトナー付着を抑えている。現像によって得られたトナー像については、転写ローラと感光体との当接による転写ニップにおいて、感光体表面上から記録シートに転写している。

一方、特許文献２には、次のような画像形成装置が記載されている。即ち、この画像形成装置も、電子写真プロセスによってトナー像を形成するものであるが、特許文献１に記載の画像形成装置とは異なり、転写電源からの転写バイアスの出力誤差を抑えるための構成を備えている。具体的には、転写ローラに印加するための転写バイアスを出力する転写電源においては、分圧抵抗の個体差などにより、転写バイアス出力値に個体誤差が生ずる。そこで、この画像形成装置の制御部は、予めの試験によって調査済みの補正値を記憶している不揮発性メモリーから補正値を読み込む。そして、転写電源に出力する制御信号をその補正値に基づいて補正することで、実際の転写バイアスの出力値を目標値に近づけて転写バイアスの出力誤差を抑えるようになっている。

前述した出力誤差は、転写電源に特有のものではなく、帯電電源や現像電源においても発生するものである。一般に、画像形成装置の分野では、製造コストを低く抑えるなどの関係から、目標出力に対する出力誤差を＋−３［％］以内に留める電源が広く用いられている。これは、帯電バイアスや現像バイアスの出力値が、それぞれ目標値よりも＋−３［％］程度ずれる可能性があることを意味している。

帯電バイアスが目標値からずれると、感光体の地肌部電位が狙いの値からずれてしまう。また、現像バイアスが目標値からずれると、現像ローラの表面電位も狙いの値からずれてしまう。そして、感光体の地肌部電位や現像ローラの表面電位が狙いの値ずれると、現像ローラの表面と感光体の地肌部との電位差である地肌ポテンシャルに過不足が生じて様々な不具合を引き起こすおそれがある。例えば、地肌ポテンシャルが不足すると、現像ローラ上のトナーが感光体表面の地肌部に転移して地汚れを引き起こしてしまう。また、現像剤として、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式を採用している場合には、地肌ポテンシャルが過剰になると、現像ローラ上の磁性キャリアが感光体表面に転移する現象であるキャリア付着を引き起こしてしまう。

そこで、本発明者らは、次のような新規な画像形成装置を開発中である。即ち、この画像形成装置は、所定の第１アルゴリズムと第２アルゴリズムとを制御部の不揮発性メモリーに記憶している。第１アルゴリズムは、帯電電源から実際に出力される帯電バイアスの目標値からのずれ量を求めるためのアルゴリズムであり、画像形成装置に実際に搭載されている帯電電源を用いた試験の結果に基づいて構築されたものである。この第１アルゴリズムを用いれば、例えば帯電電源から−１５００［Ｖ］の帯電バイアスを出力させようとした場合における、実際の出力値の−１５００［Ｖ］からのずれ量を求めることができる。また、第２アルゴリズムは、現像電源から実際に出力される現像バイアスの目標値からのずれ量を求めるためのアルゴリズムであり、画像形成装置に実際に搭載されている現像電源を用いた試験の結果に基づいて構築されたものである。この第２アルゴリズムを用いれば、例えば現像電源から−７００［Ｖ］の現像バイアスを出力させようとした場合における、実際の出力値の−７００［Ｖ］からのずれ量を求めることができる。制御部は、第１アルゴリズムを用いて求めたずれ量に基づいて帯電バイアスの目標値を補正することで、帯電バイアスの実際の出力値を補正前の目標値に近づけて帯電電源の出力誤差を抑える。また、第２アルゴリズムを用いて求めたずれ量に基づいて現像バイアスの目標値を補正することで、現像バイアスの実際の出力値を補正前の目標値に近づけて現像電源の出力誤差を抑える。このように帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差を抑えることで、出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。

しかしながら、この画像形成装置においては、工場出荷時に、作業者が制御部の不揮発性メモリーに第１アルゴリズムと第２アルゴリズムとを別々に入力する手間を強いられることで、製造コストが増加してしまうという問題があった。

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、帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えつつ、製造コストの増加を抑えることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、潜像担持体と、前記潜像担持体の移動する表面を帯電せしめる帯電手段と、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、前記帯電手段によって帯電せしめられた前記潜像担持体の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、前記帯電電源からの帯電バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したり、前記現像電源からの現像バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したりする処理を実施し、且つ、画像濃度安定化のために前記帯電バイアスの目標値や前記現像バイアスの目標値を変更する変更処理を所定のタイミングで実施する制御手段とを備える画像形成装置において、前記変更処理で変更された前記帯電バイアスの目標値、及び前記変更処理で変更された前記現像バイアスの目標値の組み合わせに基づいて、それら目標値のうち、何れか一方だけを補正して、前記帯電バイアスの出力誤差と前記現像バイアスの出力誤差とによる、現像部材と前記潜像担持体の地肌部との電位差である地肌ポテンシャルの狙いの値からのずれ量を低減する補正値を求めるためのアルゴリズムである補正値アルゴリズムを記憶している記憶手段を設け、且つ、前記補正値アルゴリズムを用いて求めた前記補正値に基づいて前記一方だけを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えつつ、製造コストの増加を抑えることができる。

本実施形態に係るプリンタの構成を示す概略構成図。 同プリンタの画像形成ユニットの要部構成を示す構成図。 同プリンタの電気回路の要部を示すブロック図。 プロセスコントロールにおける演算処理の流れを示すフローチャート。 中間転写ベルト上のパッチパターン像を説明する模式図。 現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す特性図。 現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを説明するためのグラフ。 帯電電位Ｖｄと帯電バイスＶｃとの関係を示すグラフ。 地汚れＩＤと、地肌ポテンシャルと、エッジキャリア付着（感光体に対するキャリア付着量）との関係を示すグラフ。 帯電電源からの帯電バイアスの出力特性と、現像電源からの現像バイアスの出力特性と、各バイアスの目標値からのずれ量との関係の一例を示すグラフ。 帯電電源からの帯電バイアスの出力特性と、現像電源からの現像バイアスの出力特性と、各バイアスの目標値からのずれ量と、共通の補正値との関係の一例を示すグラフ。

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタについて説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの構成を示す概略構成図である。図１に示されるように、このプリンタは、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示す。Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの色順は、図１に示される順に限られるものでなく、他の並び順であっても構わない。

図２は、本プリンタの画像形成ユニットの構成を示す構成図である。図２に示されるように、画像形成ユニット１Ｙに備えられた潜像担持体たるドラム状の感光体２Ｙの周囲には、帯電手段たる帯電ローラ３Ｙ、現像手段たる現像装置４Ｙ、クリーニング装置５Ｙなどが配設されている。ゴムローラからなる帯電ローラ３Ｙは、帯電電源５０Ｙから出力される帯電バイアスが印加されている状態で、感光体２Ｙの表面に接触しながら回転するようになっている。本プリンタでは、かかる帯電バイアスとして、ＡＣ成分を含まないＤＣバイアスを印加する接触ＤＣ帯電方式を採用している。なお、帯電ローラ３Ｙには、接触ＡＣ帯電ローラ方式や非接触帯電ローラ方式などの他の方式を採用することもできる。

現像装置４Ｙ内には、イエロートナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は、平均粒径４．９〜５．５［μｍ］のトナーと、ブリッジ抵抗が１２．１［ＬｏｇΩ・ｃｍ］以下である小粒径・低抵抗キャリアとを含有するものである。現像装置４Ｙは、感光体２に対向した現像剤担持体たる現像ローラ４ａＹ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、図示しないトナー濃度センサー等から構成される。現像ローラ４ａＹは、中空で回転自在なスリーブと、これに連れ回らないように内包されるマグネットローラとから構成されている。現像スリーブには、現像電源５１Ｙによって現像バイアスが印加されている。この現像バイアスの極性は、感光体２Ｙの一様帯電後の地肌部における帯電極性（本例では負極性）と同極性である。

画像形成ユニット１Ｙでは、感光体２Ｙと、その周囲に配設される帯電ローラ３Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング装置５Ｙとが１つのユニットとして共通の支持体に支持されるプロセスカートリッジとして構成されている。これにより、画像形成ユニット１Ｙは、プリンタ本体に対して着脱可能になっており、その寿命到達持に一度に消耗部品を交換できるようになっている。他の画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、トナーとしてシアントナー、マゼンダトナー、黒トナーを用いるが、それ以外の構成は、Ｙ用の画像形成ユニットと同様である。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下方には、潜像書込手段たる光書込ユニット６が配設されている。光書込ユニット６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各色の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの表面に対してレーザー光Ｌの光走査を行う。この光走査により、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上に、イエロー，シアン，マゼンダ，黒用の静電潜像が形成される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの上方には、各色のトナー像を各色の感光体（２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ）から中間転写ベルト７を介して記録シートＳに転写する中間転写ユニット８が配置されている。中間転写ベルト７は、複数のローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。中間転写ユニット８は、中間転写ベルト７の他、一次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ、ブラシローラやクリーニングブレードなどから構成されるクリーニング装置１０、二次転写バックアップローラ１１、光学センサーユニット２０などを備えている。

一次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋは、中間転写ベルト７を各色の感光体との間に挟み込んでいる。これにより、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、中間転写ベルト７のおもて面とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。中間転写ユニット８は、画像形成ユニット１Ｋよりもベルト移動方向下流側で、二次転写バックアップローラ１１の近傍にてベルトループ外側に位置する二次転写ローラ１２を備えている。二次転写ローラ１２は、二次転写バックアップローラ１１との間に中間転写ベルト７挟み込んで二次転写ニップを形成している。

二次転写ローラ１２の上方には、定着ユニット１３が配設されている。定着ユニット１３は、互いに回転しながら当接して定着ニップを形成する定着ローラと加圧ローラとを備えている。定着ローラは、ハロゲンヒータを内蔵し、定着ローラ表面が所定の温度となるように、図示しない電源からのヒータへ電力が供給され、加圧ローラとの間に定着ニップを形成している。

プリンタ本体の下部には、出力画像が記録される記録媒体たる記録シートＳを複数枚重ねて収容する給紙カセット１４ａ、１４ｂ、図示しない給紙ローラ、レジストローラ対１５などが配設されている。また、プリンタ本体の側面には、側面から手差しで給紙を行うための手差しトレイ１４ｃが備えられている。また、中間転写ユニット８や定着ユニット１３の図中右側には、両面印刷時に記録シートＳを再び二次転写ニップへ搬送するための両面ユニット１６が設けられている。

プリンタ本体の上部には、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像装置へトナーを補給するトナー補給容器１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｋが配設されている。また、プリンタ本体には、図示していない廃トナーボトル、電源ユニットなども設けられている。

次に、プリンタの動作について説明する。まず、帯電電源５０Ｙによって帯電ローラ３Ｙに帯電バイアスが印加されて、帯電ローラ３Ｙに接触しながら回転している感光体２Ｙの表面が一様に帯電せしめられる。本プリンタでは、帯電バイアスとして負極性のものを帯電ローラ３Ｙに印加して、感光体２Ｙの表面を負極性に帯電させるようになっている。帯電した感光体２Ｙの表面には、光書込ユニット６によって画像データに基づくレーザー光Ｌの走査がなされ、これによって感光体２Ｙのレーザー光照射領域が電位を減衰させて静電潜像になる。この静電潜像を担持した感光体２Ｙの表面が感光体２Ｙの回転に伴って現像装置４Ｙに到達すると、感光体２Ｙと対向配置される現像ローラ４ａＹにより、感光体２Ｙの表面の静電潜像にＹトナーが供給される。これにより、感光体２Ｙの表面にＹトナー像が形成される。現像装置３Ｙ内には、図示しないトナー濃度センサーの出力に応じて、トナー補給容器１７Ｙから適量のＹトナーが補給される。

同様の動作が画像形成ユニット１Ｃ，Ｍ，Ｋにおいても所定のタイミングで行われる。これにより、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの表面に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が形成される。これらＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップで中間転写ベルト７のおもて面に順に重ね合わせて一次転写されていく。この一次転写は、一次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋに、図示しない転写電源によってトナーの帯電極性（本例では負極性）と逆極性（本例では正極性）の電圧が印加されることで行われる。

記録シートＳは、給紙カセット１４ａ、１４ｂ、もしくは手差しトレイ１４ｃのいずれかから搬送され、レジストローラ対１５に到達したところで一旦停止する。そして、所定のタイミングに合せてレジストローラ対１５が回転して記録シートＳを二次転写ニップへ向けて送り出す。

中間転写ベルト７上に重ね合わされたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像は、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト７とが当接する二次転写ニップで記録シートＳに二次転写される。この二次転写は、図示しない二次転写電源によって二次転写ローラ１２にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることで行われる。記録シートＳは、二次転写ニップを出た後に定着ユニット１３に向けて搬送されて定着ニップに挟み込まれる。記録シートＳ上のトナー像は、定着ニップにて定着ローラからの熱により加熱定着される。トナー像が定着せしめられた記録シートＳは、片面印刷の場合には、各搬送ローラによって機外に排出される。また、両面印刷の場合、記録シートＳは、各搬送ローラによって両面ユニット１６へ搬送されて反転され、先に画像が形成された面とは反対側の面に、上述したように画像が形成された後に機外に排出される。

本プリンタにおいては、環境変動や経時における画像品質の安定化を図るために、所定のタイミングでプロセスコントロールと呼ばれる制御を実施する。変更処理としてのプロセスコントロールでは、感光体２Ｙ上で複数のパッチ状Ｙトナー像からなるＹパッチパターン像を現像し、それを中間転写ベルト７に転写する。また、感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｋにも、同様にしてＣ，Ｍ，Ｋパッチパターン像を形成する。そして、それらのパッチパターン像における各トナー像のトナー付着量を、光学センサーユニット２０で検出し、その検出結果に基づいて現像バイアスＶｂなどの作像条件を調整する。

図３は、本プリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。また、図４は、プロセスコントロールにおける演算処理の流れを示すフローチャートである。図３に示されるように、制御部３０には、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ、光書込ユニット６、給紙モータ８１、レジストモータ８２、中間転写ユニット８、光学センサーユニット２０などが電気的に接続されている。この制御部３０は、演算処理や各種プログラムを実行するＣＰＵ３０ａと、データを記憶するＲＡＭ３０ｂとを備えている。なお、給紙モータ８１は、各給紙カセットや給紙トレイの給紙ローラの駆動源になっている。また、レジストモータ８２は、レジストローラの駆動源になっている。また、帯電電源ユニット５０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の帯電電源（５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｋ）を具備するものである。また、現像電源ユニット５１は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像電源（５１Ｙ，５１Ｃ，５１Ｍ，５１Ｋ）を具備するものである。

光学センサーユニット２０は、中間転写ベルト７のベルト幅方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の反射型フォトセンサーを有している。それぞれの反射型フォトセンサーは、中間転写ベルト７や中間転写ベルト７上の後述するパッチ状トナー像の光反射率に応じた信号を出力するように構成されている。この反射型フォトセンサーは、４つ設けられている。そのうちの３つは、Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像やＹ，Ｃ，Ｍ付着トナーに応じた出力を行えるように、ベルト表面上における正反射光及び拡散反射光の両方をとらえて、それぞれの光量に応じた出力を行う。残りの１つは、Ｋトナー像やＫ付着トナーに応じた出力を行うように、ベルト表面上における正反射光だけをとらえてその光量に応じた出力を行う。

制御部３０は、図示しない主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力した後の待機時など、所定のタイミングで、プロセスコントロールを実施する。具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、図４に示されるように、通紙枚数、印字率、温度、湿度などの環境情報を取得する（ステップＳ１）。次に、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋにおけるそれぞれの現像特性を把握する。より詳しくは、それぞれの色について、現像ガンマγと現像開始電圧を次のようにして算出する（ステップＳ２）。即ち、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋを回転させながらそれぞれを一様に帯電せしめる。この帯電については、帯電バイアスＶｃとして通常のプリント時における一様な値（例えば−７００Ｖ）とは異なり、その絶対値を大きくしていく。光書込ユニット６によるレーザー光Ｌの走査によって感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに、パッチ状Ｙトナー像，パッチ状Ｃトナー像、パッチ状Ｍトナー像、パッチ状Ｋトナー像用の静電潜像を形成する。それらを現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋによって現像することで、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像を形成する。なお、現像の際に、制御部３０は、各色の現像ローラ（４ａ）に印加する現像バイアスＶｂの絶対値も徐々に大きくしていく。現像バイアスＶｂ、帯電バイアスＶｃは、何れも負極性のＤＣバイアスからなる。

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像は、図５に示されるように、中間転写ベルト７上に重なり合わずに、ベルト幅方向に並ぶように転写される。具体的には、Ｙパッチパターン像ＹＰＰは、中間転写ベルト７の幅方向における一端部に転写される。また、Ｃパッチパターン像ＣＰＰは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。また、Ｍパッチパターン像ＭＰＰは、中間転写ベルト７の幅方向における他端部に転写される。また、Ｋパッチパターン像ＫＰＰは、ベルト幅方向において、Ｋパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。

光学センサーユニット２０は、互いにベルト幅方向の異なる位置でベルトの光反射特性を検知する第１反射型フォトセンサー２０ａ、第２反射型フォトセンサー２０ｂ、第３反射型フォトセンサー２０ｃ、及び第４反射型フォトセンサー２０ｄを有している。これら４つの反射型フォトセンサーのうち、第３反射型フォトセンサー２０ｃは、黒トナーの付着に起因するベルト表面の光反射特性の変化を検知するように、正反射光だけを検知するものを採用している。これに対し、その他の反射型フォトセンサーは、Ｙ，Ｃ又はＭトナーの付着に起因するベルト表面の光反射特性の変化を検知するように、正反射光と拡散反射光との両方を検知するタイプのものである。

第１反射型フォトセンサー２０ａは、中間転写ベルト７の幅方向の一端部に形成されたＹパッチパターン像ＹＰＰのパッチ状Ｙトナー像のＹトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第２反射型フォトセンサー２０ｂは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像ＹＰＰの近くに位置するＣパッチパターン像ＣＰＰのパッチ状Ｃトナー像のＣトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第４反射型フォトセンサー２０ｄは、中間転写ベルト７の幅方向の他端部に形成されたＭパッチパターン像ＭＰＰのパッチ状Ｍトナー像のＭトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第３反射型フォトセンサー２０ｃは、ベルト幅方向において、Ｍパッチパターン像ＭＰＰの近くに位置するＫパッチパターン像ＫＰＰのパッチ状Ｋトナー像のＫトナー付着量を検知する位置に配設されている。

制御部３０は、光学センサーユニット２０の４つの反射型フォトセンサーから順次送られてくる出力信号に基づいて、各色のパッチ状トナー像の光反射率を演算し、演算結果に基づいてトナー付着量を求めてＲＡＭ３０ａに格納していく。なお、中間転写ベルト７の走行に伴って光学センサーユニット２０との対向位置を通過した各色のパッチパターン像は、クリーニング装置１０によってベルトおもて面からクリーニングされる。

次に、制御部３０は、ＲＡＭ３０ａに格納した画像濃度データ（トナー付着量）と、別途ＲＡＭ１５０ｂに格納した露光部電位（潜像電位）のデータとから、図６に示される直線近似式（Ｙ＝ａ×Ｖｂ＋ｂ）を算出する。同図の２次元座標において、ｘ軸は、露光部電位Ｖｌから、そのときに印加した現像バイアスＶｂを減じた値、すなわち現像ポテンシャル（Ｖｌ−Ｖｂ）を示している。Ｙ軸は、単位面積当たりのトナー付着量（ｙ）を示している。図６には、パッチ状トナー像の数に対応した数だけ、Ｘ−Ｙ平面上にデータがプロットされる。そのプロットされた複数のデータに基づいて、直線近似をおこなうＸ−Ｙ平面上の区間を決定する。その後、その区間内で、最小自乗法をおこなって直線近似式（ｙ＝ａ×Ｖｂ＋ｂ）を得る。このとき直線近似式に基づいて、現像ガンマγと現像開始電圧Ｖｋとが算出される。現像ガンマγは直線近似式の傾きとして算出され（γ＝ａ）、現像開始電圧Ｖｋは直線近似式とＸ軸との交点として算出される（Ｖｋ＝−ｂ／ａ）。こうして、各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像特性が算出される（ステップＳ２）。

次に、求めた現像特性に基づいて、帯電電位（地肌部電位）Ｖｄの目標値（目標帯電電位）と、露光部電位Ｖｌの目標値（目標露光部電位）と、現像バイアスＶｂとが求められる（ステップ３）。具体的には、目標帯電電位や目標露光部電位は、現像ガンマγと、帯電電位Ｖｄや露光部電位Ｖｌとの関係を予め定めたテーブルに基づいて求める。これにより、現像ガンマγに適した目標帯電電位及び目標露光部電位を選択することができる。また、現像バイアスＶｂは、次のようにして求められる。即ち、現像ガンマγと現像開始電圧Ｖｋとの組み合わせによって最大トナー付着量を得るための現像ポテンシャルを求め、その現像ポテンシャルを得ることができる現像バイアスＶｂを求める。そして、その現像バイアスＶｂと地肌ポテンシャルとに基づいて、目標帯電電位が求められる。現像ローラの現像スリーブの表面は、現像バイアスＶｂとほぼ同じ値になることから、感光体の表面が目標帯電電位に帯電し、適切に露光していれば、狙いの現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを得ることができる。

制御部３０は、次に、帯電バイアスＶｃを決定する。具体的には、目標帯電電位が得られる帯電バイアスＶｃは、感光体表面層の摩耗量や、環境に影響される帯電ローラの電気抵抗などに応じて変化する。そこで、制御部３０は、環境（温湿度）及び感光体走行距離の組み合わせから、目標帯電電位を得ることが可能な帯電バイアスＶｃを求めるためのアルゴリズムである帯電アルゴリズムを記憶している。この帯電アルゴリズムは、予めの実験に基づいて構築されたものである。そして、環境センサー５２による温湿度の検知結果、及びＲＡＭに記憶している感光体走行距離の組み合わせにより、目標帯電電位を得ることが可能な帯電バイアスＶｃを、帯電アルゴリズムを用いて求める。

現像剤の性質として、地汚れは初期に比べて経時の方が悪く、逆にキャリア付着（エッジキャリア付着）は経時に比べて初期の方が悪い状態である。そのため、現像剤の使用に伴って、最適な地肌ポテンシャルは大きな値の方にシフトする。また一般的に、高温高湿環境では、トナーの帯電量が低いために地汚れが悪化し、逆に低温低湿環境では、キャリア付着が不利になる。このため、本実施形態に係る画像濃度制御においては、地肌ポテンシャルを初期／経時＋環境で最適な値にシフトさせる。

既に実験によって地肌汚れとキャリア付着を目標以下にするのに最適な地肌ポテンシャルは各条件において求められている。このため、帯電ローラやキャリアの劣化及び温湿度の変化などの環境情報があれば、ある程度の補正は可能である。しかし、実験時との誤差や予想外の因子により最適な地肌ポテンシャルが変動する可能性がある。一方、現像開始電圧Ｖｋは感光体２上への現像が開始される電圧として考えることができるので、現像開始電圧Ｖｋの絶対値と同等以上の地肌ポテンシャルがないと地汚れが悪くなると考えられる。

そこで、制御部３０は、図４に示されるように、ステップＳ３の工程後に、狙いの現像開始電圧Ｖｋ’を決定する（ステップＳ４）。狙いの現像開始電圧Ｖｋ’は予めの実験によって環境情報と紐付けされてテーブル化されており、制御部３０は最初に取得した環境情報からテーブルを参照して狙いの現像開始電圧Ｖｋ’を決定する。そして、現像開始電圧Ｖｋと狙いの現像開始電圧Ｖｋ’との差分の量で区分を決定する（ステップＳ５）。例えば、現像開始電圧Ｖｋが狙いの現像開始電圧Ｖｋ’に対して＋４０Ｖ以上離れていれば区分１、＋４０Ｖ未満＋２０Ｖ以上で区分２、＋２０Ｖ未満０Ｖ以上で区分３というように区分分けする。そして、現像開始電圧Ｖｋがどの区分にあるか特定し、区分毎に補正量を決定する（ステップＳ６）。次に、ステップＳ３で求めた帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとから算出される地肌ポテンシャルに対して、ステップＳ５で決定された補正量を加算して目標地肌ポテンシャルを算出する。そして、この目標地肌ポテンシャルが得られるように帯電バイアスＶｃを決定する（ステップＳ７）。

制御部３０は、以上のようなプロセスコントロールにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、帯電バイアスＶｃや現像バイアスＶｂの値を設定する。そして、プリントジョブにおいては、帯電電源５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｋに対してそれぞれ、個別に設定した帯電バイアスＶｃを出力させるための第１制御信号を出力する。この出力のために、不揮発性メモリー３０ｃには、第１制御信号値と、帯電バイアスＶｃの設定値との関係を示す第１制御信号データテーブルが記憶されている。制御部３０は、例えば、−１５００［Ｖ］の帯電バイアスＶｃを帯電電源５０Ｙから出力させる場合には、第１制御信号データテーブルに基づいて、−１５００［Ｖ］に対応する第１制御信号値を特定し、その第１制御信号値を帯電電源５０Ｙに出力する。

また、制御部３０は、プリントジョブにおいて、現像電源５１Ｙ，５１Ｃ，５１Ｍ，５１Ｋに対してそれぞれ、個別に設定した現像バイアスＶｂを出力させるための第２制御信号を出力する。この出力のために、不揮発性メモリー３０ｃには、第２制御信号値と、現像バイアスＶｂの設定値との関係を示す第２制御信号データテーブルが記憶されている。制御部３０は、例えば、−７００［Ｖ］の現像バイアスＶｂを現像電源５１Ｙから出力させる場合には、第２制御信号データテーブルに基づいて、−７００［Ｖ］に対応する第２制御信号値を特定し、その第２制御信号値を現像電源５１Ｙに出力する。

図７は、現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを説明するためのグラフである。図７に示されるように、地肌ポテンシャルは、帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの差分であり、画像の非画像部（地肌部分）において作用するものである。地肌ポテンシャルが小さいと地汚れが発生し易くなる一方で、地肌ポテンシャルが大きいとキャリア付着が発生し易くなることから、地肌ポテンシャルを適切な値に設定する必要がある。

既に述べたように、ゴムローラからなる帯電ローラ（例えば３Ｙ）には、帯電バイアスＶｃが印加される。感光体（例えば２Ｙ）の帯電電位Ｖｄは、図８に示されるように、「Ｖｄ＝ａ×Ｖｃ＋ｂ」という式で表される特性を示す。ａは図８に示されるグラフの傾きであり、ｂはグラフにおけるＶｄ軸切片であり、マイナスの値になる。グラフにおけるＶｃ軸切片は、帯電ローラと感光体との間における放電開始電圧とほぼ同じ値になる。また、傾きａは、ほぼ１になる。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本プリンタにおいては、既に述べたように、感光体に接触させた帯電ローラに対して直流成分だけからなる帯電バイアスを印加する接触ＤＣ帯電方式を採用している。接触ＤＣ帯電方式では、帯電バイアスとしてＡＣ／ＤＣ重畳バイアスを用いる方式とは異なり、ＡＣ電源を必要としないことから、低コスト化を図ることができる。その一方で、帯電ローラと感光体との間に交番電界を形成しないことから、帯電バイアスＶｃの値を同図のグラフに示される放電開始電圧よりも大きくしないと、帯電ローラと感光体との間で放電を生じせしめることができず、感光体を全く帯電させることができない。また、帯電させることができたとしても、帯電電源（５０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）や現像電源（５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に出力誤差があると、帯電電位Ｖｄが狙いの値からずれてしまう。

図９は、地汚れＩＤと、地肌ポテンシャルと、エッジキャリア付着（感光体に対するキャリア付着量）との関係を示すグラフである。地汚れＩＤは、感光体の地肌部のトナーを粘着テープに転写して画像濃度を測定した値である。また、エッジキャリア付着は、エッジ部を強調した領域を多く含む特定の画像を出力した際に、感光体における画像のエッジ付近に付着した磁性キャリアをカウントした値である。図示のように、地肌ポテンシャルが下がると地肌汚れＩＤが上昇し、この逆に地肌ポテンシャルが上がるとエッジキャリア付着が上昇する。図示の例では、地肌ポテンシャルの適正値が１８０Ｖ程度になっており、地肌ポテンシャルについては適正値の±３０Ｖ内に留めないと、地肌汚れやキャリア付着が発生してしまう。この適正値は、機種毎によって異なるが、同じ機種であれば、それほど大きく変動しない。通常、プロセスコントロールで設定した現像バイアスＶｂや帯電バイアスＶｃを出力していれば、地汚れやキャリア付着は発生し難い。しかし、電源の出力誤差によってそれらバイアスが設定値からずれていると、地肌ポテンシャルが狙いから大きくずれて地汚れやキャリア付着が発生してしまうおそれがある。

そこで、制御部３０は、プロセスコントロールで決定したＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋについての帯電バイアスＶｃの目標値（設定値）に対してそれぞれ、実際の帯電バイアスＶｃの出力を目標に近づけるための補正を施す目標値補正処理を実施するようになっている。以下、この目標値補正処理について詳述する。

図８に示されるように、本プリンタでは、帯電バイアスＶｃとして負極性のものを採用して感光体を負極性に帯電させる。帯電バイアスＶｃの絶対値を大きくするほど、帯電電位Ｖｄの絶対値を大きくすることができる。また、図７に示されるように、本プリンタでは、現像バイアスＶｂとして負極性であって、その絶対値が帯電電位Ｖｄの絶対値よりも小さいものを採用している。現像スリーブの表面をかかる現像バイアスＶｂとほぼ同じ電位にすることで、感光体の地肌部と現像スリーブとの間に負極性のトナーを現像スリーブ側から地肌部側に静電移動させる電界を形成して、地肌部にトナーを付着させないようにしている。

帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの電位差である地肌ポテンシャルが狙いよりも小さくなると、上述したように、地汚れが発生し易くなる。そして、負極性の帯電電位Ｖｄは、その絶対値が小さくなると、地肌ポテンシャルを小さくすることになる。また、負極性の現像バイアスＶｂは、その絶対値が大きくなると、地肌ポテンシャルを小さくすることになる。

一方、地肌ポテンシャルが狙いよりも大きくなると、上述したように、キャリア付着が発生し易くなる。そして、負極性の帯電電位Ｖｄは、その絶対値が大きくなると、地肌ポテンシャルを大きくすることになる。また、負極性の現像バイアスＶｂは、その絶対値が小さくなると、地肌ポテンシャルを大きくすることになる。

本プリンタにおいては、帯電電源５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｋとしてそれぞれ、帯電バイアスの出力を約−１１００［Ｖ］から約−１５５０［Ｖ］までの範囲で調整可能なものであって、出力誤差を＋−３［％］に留めるものを用いている。また、現像電源５１Ｙ，５１Ｃ，５１Ｍ，５１Ｋとしてそれぞれ、現像バイアスの出力を約−３５０［Ｖ］から約−７００［Ｖ］までの範囲で調整可能なものであって、出力誤差を＋−３［％］に留めるものを用いている。かかる構成では、帯電バイアスで＋−４７［Ｖ］の出力誤差を生じ、且つ現像バイアスで＋−２１［Ｖ］の出力誤差を生じ得るので、地肌ポテンシャルが最大で＋−６８［Ｖ］だけ狙いからずれてしまう可能性がある。このずれ量は、地汚れやキャリア付着を発生させるのに十分な大きさである。つまり、帯電電源や現像電源の出力誤差によって地汚れやキャリア付着を引き起こす可能性が十分にある。

図１０は、帯電電源５０Ｙからの帯電バイアスＶｃの出力特性と、現像電源５１Ｙからの現像バイアスＶｂの出力特性と、各バイアスの目標値からのずれ量との関係の一例を示すグラフである。この例では、帯電電源５０Ｙが帯電バイアスＶｃの目標値にかかわらず帯電バイアスＶｃを目標値よりもプラス極性側にシフトさせる特性のものになっているが、帯電電源からの帯電バイアスＶｃの出力特性はこれに限られるものではない。目標値にかかわらず、帯電バイアスＶｃをマイナス極性側にシフトさせる特性の帯電電源や、目標値によって帯電バイアスＶｃをプラス極性側にシフトさせたりマイナス極性側にシフトさせたりする帯電電源も存在し得る。

また、同図の例では、現像電源５１Ｙが現像バイアスＶｂの目標値にかかわらず現像バイアスＶｂを目標値よりもマイナス側にシフトさせる特性のものになっているが、現像電源からの現像バイアスＶｂの出力特性はこれに限られるものではない。目標値にかかわらず、現像バイアスＶｂをプラス極性側にシフトさせる特性の帯電電源や、目標値によって現像バイアスＶｂをプラス極性側にシフトさせたりマイナス極性側にシフトさせたりする現像電源も存在し得る。

同図に示される例の場合、現像バイアスＶｂの目標値が−３５０［Ｖ］である場合に、現像バイアスＶｂの実際の出力値が目標値よりも３［Ｖ］だけマイナス極性側にシフトした−３５３［Ｖ］になる。また、帯電バイアスＶｃの目標値が−１１００［Ｖ］である場合に、帯電バイアスＶｃの実際の出力値が目標値よりも１０［Ｖ］だけプラス側にシフトした−１０９０［Ｖ］になる。よって、現像バイアスＶｂの目標値＝−３５０［Ｖ］、帯電バイアスＶｃの目標値＝−１１００［Ｖ］という設定では、実際の地肌ポテンシャルが狙いよりも１３［Ｖ］だけ小さくなってしまう。

また、現像バイアスＶｂの目標値が−５５０［Ｖ］である場合に、現像バイアスＶｂの実際の出力値が４［Ｖ］だけマイナス極性側にシフトした−５５４［Ｖ］になる。また、帯電バイアスＶｃの目標値が−１３００［Ｖ］である場合に、帯電バイアスＶｃの実際の出力値が目標値よりも１３［Ｖ］だけプラス側にシフトした−１０８７［Ｖ］になる。よって、現像バイアスＶｂの目標値＝−５５０［Ｖ］、帯電バイアスＶｃの目標値＝−１３００［Ｖ］という設定では、実際の地肌ポテンシャルが狙いよりも１７［Ｖ］だけ小さくなってしまう。

また、現像バイアスＶｂの目標値が−７００［Ｖ］である場合に、現像バイアスＶｂの実際の出力値が５［Ｖ］だけマイナス極性側にシフトした−７０５［Ｖ］になる。また、帯電バイアスＶｃの目標値が−１５５０［Ｖ］である場合に、帯電バイアスＶｃの実際の出力値が目標値よりも１５［Ｖ］だけプラス側にシフトした−１０８５［Ｖ］になる。よって、現像バイアスＶｂの目標値＝−７００［Ｖ］、帯電バイアスＶｃ＝目標値＝−１５５０［Ｖ］という設定では、実際の地肌ポテンシャルが狙いよりも２０［Ｖ］だけ小さくなってしまう。

一般に、帯電電源５０Ｙや現像電源５１Ｙの寿命はほぼ同じであることから、帯電電源５０Ｙが寿命に到達した場合には、帯電電源５０Ｙだけでなく、現像電源５１Ｙも交換した方がよい。そこで、本プリンタにおいては、各色についてそれぞれ、帯電電源と現像電源とを１セットとして交換するルールを採用している。帯電電源や現像電源を単品でユーザーに支給する運用を行っていないのである。このように、帯電電源と現像電源とを１セットで交換する運用においては、帯電バイアスＶｃの目標値と、現像バイアスＶｂの目標値との組み合わせから、実際の地肌ポテンシャルの狙いからのずれ量を求めることができる。

そこで、本プリンタにおいては、各色についてそれぞれ、補正値アルゴリズムを制御部３０の不揮発性メモリー３０ｃに記憶させている。この補正値アルゴリズムは、帯電バイアスＶｃの目標値、及び現像バイアスＶｂの目標値の組み合わせに基づいて、帯電バイアスＶｃの目標値、及び現像バイアスＶｂの目標値のうち、何れか一方だけの補正値を求めるためのアルゴリズムである。そして、実際に搭載されている帯電電源と現像電源との組み合わせを用いた試験によって構築されたものであり、図１０に示されるような出力特性の帯電電源及び現像電源の場合には、次のようにして補正値を求めることができる。例えば、現像バイアスＶｂの目標値＝−５５０［Ｖ］、帯電バイアスＶｃの目標値＝−１３００［Ｖ］という目標値の組み合わせから、−１７［Ｖ］という帯電バイアスＶｃ用の補正値、あるいは、１７［Ｖ］という現像バイアスＶｂ用の補正値を求めることができる。制御部３０は、−１７［Ｖ］という帯電バイアスＶｃ用の補正値を帯電バイアスＶｃの目標値に加算するか、１７［Ｖ］という現像バイアスＶｂ用の補正値を現像バイアスＶｂの目標値に加算する。何れの補正を行ったとしても、その補正により、実際の地肌ポテンシャルを１７［Ｖ］だけ大きくすることになるので、ほぼ狙いの値に補正することができる。

かかる構成においては、帯電バイアスＶｃの目標値からのずれ量を求めるための第１アルゴリズム、及び現像バイアスＶｂの目標値からのずれ量を求めるための第２アルゴリズム、という２つのアルゴリズムを不揮発性メモリー３０ｃに記憶させる必要はない。補正値アルゴリズムという１つのアルゴリズムを不揮発性メモリー３０ｃに記憶させるだけである。よって、２つのアルゴリズムを記憶させる場合に比べて、不揮発性メモリー３０ｃの記憶容量の増加を低減することができる。また、２つのアルゴリズムにそれぞれ基づく演算を行うことなく、１つの補正値アルゴリズムに基づく演算だけを行えばよい。このため、２つのアルゴリズムを用いる場合に比べて、補正値の演算時間を短縮して、ＣＰＵ３０ａに求められる処理速度の高速度化を低減することもできる。これらの結果、２つのアルゴリズムを用いる場合に比べて、制御部３０のコストアップを低減しつつ、帯電バイアスＶｃや現像バイアスＶｂの出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。

次の表１は、帯電バイアスずれ量と、現像バイアスずれ量と、帯電電位Ｖｄと、地肌ポテンシャルのずれ量と、補正値アルゴリズムに基づいて求められる補正値Ｒとの関係を示すものである。なお、帯電バイアスＶｃの目標値は−１５００［Ｖ］であり、現像バイアスＶｂの目標値は−５５０［Ｖ］である。

表１において、例番号１は、実際の帯電バイアスＶｃが目標値よりもプラス側に１５［Ｖ］ずれ、且つ実施の現像バイアスＶｂが目標値よりもマイナス側に５［Ｖ］ずれたケースである。この場合、実際の地肌ポテンシャルは狙いよりも２０［Ｖ］だけ小さくなるので、その分だけ地肌ポテンシャルを大きくするために、帯電バイアスＶｃをマイナス側に２０［Ｖ］だけシフトさせればよい。よって、補正値アルゴリズムに基づいて求められる補正値Ｒ＝−２０の加算によって帯電バイアスＶｃの目標値を補正すればよい。

表１において、例番号２は、実際の帯電バイアスＶｃが目標値よりもマイナス側に１５［Ｖ］ずれ、且つ実施の現像バイアスＶｂが目標値よりもプラス側に５［Ｖ］ずれたケースである。この場合、実際の地肌ポテンシャルは狙いよりも２０［Ｖ］だけ大きくなるので、その分だけ地肌ポテンシャルを小さくするために、帯電バイアスＶｃをプラス側に２０［Ｖ］だけシフトさせればよい。よって、補正値アルゴリムに基づいて求められる補正値Ｒ＝２０の加算によって帯電バイアスＶｃの目標値を補正すればよい。

表１において、例番号３は、実際の帯電バイアスＶｃが目標値よりもプラス側に１５［Ｖ］ずれ、且つ実施の現像バイアスＶｂが目標値よりもプラス側に５［Ｖ］ずれたケースである。この場合、実際の地肌ポテンシャルは狙いよりも１０［Ｖ］だけ小さくなるので、その分だけ地肌ポテンシャルを大きくするために、帯電バイアスＶｃをマイナス側に１０［Ｖ］だけシフトさせればよい。よって、補正値アルゴリズムに基づいて求められる補正値Ｒ＝−１０の加算によって帯電バイアスＶｃの目標値を補正すればよい。

表１において、例番号４は、実際の帯電バイアスＶｃが目標値よりもマイナス側に１５［Ｖ］ずれ、且つ実施の現像バイアスＶｂが目標値よりもマイナス側に５［Ｖ］ずれたケースである。この場合、実際の地肌ポテンシャルは狙いよりも１０［Ｖ］だけ大きくなるので、その分だけ地肌ポテンシャルを小さくするために、帯電バイアスＶｃをプラス側に１０［Ｖ］だけシフトさせればよい。よって、補正値アルゴリズムに基づいて求められる補正値Ｒ＝１０の加算によって帯電バイアスＶｃの目標値を補正すればよい。

このように、帯電バイアスずれ量の極性（正負）や現像バイアスずれ量の極性にかかわらず、補正値アルゴリズムに基づいて求められる補正値Ｒの加算によって帯電バイアスＶｃの目標値を補正すれば、狙いの地肌ポテンシャルを得ることができる。帯電バイアスＶｃの目標値を補正する例について説明したが、現像バイアスＶｂの目標値を補正する場合も同様である。

そこで、制御部３０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ、プロセスコントロールで決定した帯電バイアスＶｃの設定値（目標値）及び現像バイアスＶｂの設定値（目標値）と、補正値アルゴリズムとに基づいて、補正値Ｒを求める。そして、この補正値Ｒにより、帯電バイアスＶｃの目標値、及び現像バイアスＶｂの目標値のうち、何れか一方だけを補正する。この補正により、帯電バイアスＶｃや現像バイアスＶｂの出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。また、かかる構成では、工場の作業者が、制御部３０の不揮発メモリー３０ｃに複数のアルゴリズムを別々に記憶させる必要はなく、補正用アルゴリズムだけを記憶させればよいので、作業者の手間が軽減される。これにより、製造コストの増加を抑えることができる。

なお、帯電電源と現像電源との組み合わせについては、ユーザーによる交換が困難であることから、保守サービス機関のサービスマンによって交換するようになっている。帯電電源と現像電源との組み合わせは、一体的に梱包された状態になっており、その梱包の中には、その組み合わせを用いた試験によって構築された補正用アルゴリズムを記録している記録媒体（例えばＣＤＲＯＭ）が同梱されている。帯電電源及び現像電源の組み合わせを交換したサービスマンは、本プリンタに設けられた図示しないＬＡＮポートと、ノートパソコンとをＬＡＮケーブルで接続する。そして、記録媒体に記録されている補正用アルゴリズムをノートパソコンに読み込んだ後、専用のプログラムを起動する。これにより、ノートパソコンを介して、本プリンタの不揮発性メモリー３０ｃに記憶されている補正用アルゴリズムを、新たな帯電電源及び現像電源の組み合わせに対応するものに書き換える。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
実施形態に係るプリンタにおいては、帯電バイアスＶｃの目標値と、現像バイアスＶｂの目標値とがそれぞれどのような値であっても、実際にそれぞれのバイアスのずれ量を正確に求め得るように、補正用アルゴリズムを不揮発性メモリーに記憶させていた。一般に、この補正用アルゴリズムは複雑で情報量も多いことから、手作業による不揮発性メモリー３０ｃへの書き込みは困難である。このため、帯電電源及び現像電源の組み合わせを交換した場合には、その組み合わせに対応する補正用アルゴリズムを記録媒体からノートパソコンに読み込ませて、ノートパソコンを介して不揮発性メモリー３０ｃに転送していた。かかる構成では、補正用アルゴリズムの書き換えのためにノートパソコンを準備する必要があることから、メンテナンス性を悪化させていた。更には、補正用アルゴリズムを記録した記録媒体を新品の帯電電源及び現像電源に同梱することで、コストアップを引き起こしていた。

一方、帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差（目標値からのずれ量）については、必ずしもゼロにする必要はない。上述したように、実施形態に係るプリンタでは、地肌ポテンシャルが最大で＋−６８［Ｖ］だけ狙いからずれてしまう可能性があったが、使用する電源やプリンタの仕様によっては、最大のずれ量がそれよりも小さくなる場合がある。この場合、帯電バイアスＶｃの目標値と、現像バイアスＶｂの目標値との組み合わせに応じて補正値Ｒを決定せずに、全ての組み合わせに共通した１つの補正値Ｒを用いても、地肌ポテンシャルのずれ量を所定範囲内に留め得ることもある。つまり、１つの共通した補正値Ｒを採用しているだけで、地汚れやキャリア付着の発生を抑え得ることもある。

より具体的に説明する。図１１は、帯電電源からの帯電バイアスの出力特性と、現像電源からの現像バイアスの出力特性と、各バイアスの目標値からのずれ量と、共通の補正値との関係の一例を示すグラフである。帯電バイアスＶｃの出力特性は、図中点線で示されるグラフで表されている。この点線のグラフの傾きが比較的小さく、且つ、現像バイアスＶｂの出力特性のグラフの傾きも比較的小さい場合には、１つの共通した補正値Ｒを採用できる可能性がある。

より詳しくは、現像バイアスＶｂの調整範囲は−３５０〜−７５０［Ｖ］であることから、−５５０［Ｖ］あたりが現像バイアスＶｂの定格の電圧となる。また、帯電バイアスＶｃの調整範囲は−１１００〜−１５５０［Ｖ］であることから、−１３００［Ｖ］あたりが帯電バイアスＶｃの定格の電圧となる。そこで、現像バイアスＶｂ＝−５５０［Ｖ］、帯電バイアスＶｃ＝−１３００［Ｖ］の組み合わせのときに、地肌ポテンシャルの狙いからのずれ量を０にする補正量Ｒを求める。その補正量Ｒは、現像バイアスＶｂのずれ量＝−４［Ｖ］と、帯電バイアスＶｃのずれ量＝１２［Ｖ］の符号を逆転させた値との合計であるので、−１６［Ｖ］である。帯電バイアスＶｃの目標値や現像バイアスＶｂの目標値にかかわらず、補正値Ｒとして共通の−１６［Ｖ］を用いた場合、地肌ポテンシャルの狙いからのずれ量は、次のようになる。即ち、同図に図中実線で示される帯電バイアスＶｃの出力特性のグラフと、現像バイアスＶｂの出力特性のグラフとのずれ量と同じ値である。最大にずれた場合でも、ずれ量はそれほど大きくないことがわかる。この程度のずれ量であれば、地汚れやキャリア付着を許容範囲内に留め得る可能性が高い。

そこで、実施例に係るプリンタにおいては、補正用アルゴリズムの代わりに、現像電源及び帯電電源の組み合わせを用いた実験の結果に基づいて定められた所定の補正値Ｒを不揮発性メモリー３０ｃに記憶させている。そして、制御部３０は、帯電バイアスＶｃの目標値や現像バイアスＶｂの目標値にかかわらず、共通の補正値Ｒを用いて、プロセスコントロールで決定した帯電バイアスＶｂの目標値と帯電バイアスＶｃの目標値とのうち、後者だけを補正する。

かかる構成では、補正用アルゴリズムの書き換えのためにノートパソコンを準備するという手間が必要なくなることから、メンテナンス性の悪化を回避することができる。更には、補正用アルゴリズムを記録した記録媒体を新品の帯電電源及び現像電源に同梱する必要がなくなることから、同梱に起因するコストアップを回避することもできる。

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、潜像担持体（例えば感光体２Ｙ）と、前記潜像担持体の移動する表面を帯電せしめる帯電手段（例えば帯電ローラ３Ｙを具備する帯電装置）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（例えば帯電電源５０Ｙ）と、前記帯電手段によって帯電せしめられた前記潜像担持体の表面に潜像を書き込む潜像書込手段（例えば光書込ユニット６）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４Ｙ）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５１Ｙ）と、前記帯電電源からの帯電バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したり、前記現像電源からの現像バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したりする処理を実施し、且つ、画像濃度安定化のために前記帯電バイアスの目標値や前記現像バイアスの目標値を変更する変更処理を所定のタイミングで実施する制御手段（例えば制御部３０）とを備える画像形成装置において、変更処理で変更された前記帯電バイアスの目標値、及び前記変更処理で変更された前記現像バイアスの目標値の組み合わせに基づいて、それら目標値のうち、何れか一方だけを補正して、前記帯電バイアスの出力誤差と前記現像バイアスの出力誤差とによる、現像部材と前記潜像担持体の地肌部との電位差である地肌ポテンシャルの狙いの値からのずれ量を低減する補正値を求めるためのアルゴリズムである補正値アルゴリズムを記憶している記憶手段（例えば不揮発性メモリー３０ｃ）を設け、且つ、前記補正値アルゴリズムを用いて求めた前記補正値に基づいて前記一方だけを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成においては、次に説明する理由により、帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差に起因する地汚れやキャリア付着の発生を抑えつつ、製造コストの増加を抑えることができる。即ち、地汚れやキャリア付着が発生する原因は、帯電バイアスや現像バイアスの出力誤差による地肌ポテンシャルの狙いからのずれ量が比較的大きくなるからである。そして、地肌ポテンシャルの狙いからのずれ量は、帯電バイアス出力値の目標値からのずれ量と、現像バイアス出力値の目標値からのずれ量とが重畳されたものである。開発中の画像形成装置では、それぞれのずれ量をゼロに近づけるようにそれぞれのバイアスの目標値を補正することで、地肌ポテンシャルをほぼ狙いの値にしていた。しかし、何れか一方のバイアスの目標値を補正するだけでも地肌ポテンシャルをほぼ狙いの値にすることが可能である。例えば、帯電バイアスが目標値＝−７００［Ｖ］のところ実出力値＝−６８０［Ｖ］であり、現像バイアスが目標値＝−３５０［Ｖ］のところ実出力値＝−３５５［Ｖ］であったとする。この場合、地肌ポテンシャルは、狙い＝３５０［Ｖ］のところ、実際＝３２５［Ｖ］となり、そのずれ量は−２５［Ｖ］である。このずれ量の加算によって帯電バイアスの目標値を補正すると、帯電バイアスの実出力値を−７０５［Ｖ］にして、地肌ポテンシャルを狙いの値にすることができる（７０５−３５５＝３５０Ｖ）。あるいは、前述のずれ量の減算によって現像バイアスの目標値を補正すると、現像バイアスの実出力値を−３３０［Ｖ］にして、地肌ポテンシャルを狙いの値にすることができる（６８０−３３０＝３５０Ｖ）。このように、帯電バイアスと現像バイアスとのうち、何れか一方のバイアスの目標値だけを補正する場合でも、地肌ポテンシャルを狙いの値にすることが可能なのである。そして、そのような補正を可能にするアルゴリズムについては、帯電バイアスの出力特性と、現像バイアスの出力特性とを実際に測定した結果に基づいて構築することが可能である。そこで、本発明においては、そのようなアルゴリズムを補正用アルゴリズムとして記憶手段に記憶させておき、制御手段に対して、補正用アルゴリズムを用いて求めた補正値に基づいて何れか一方のバイアスの目標値だけを補正する処理を実施させている。かかる構成においては、工場の作業者は、帯電バイアス補正用の第１アルゴリズムと、現像バイアス補正用の第２アルゴリズムとを別々に記憶手段に記憶させる必要はなく、補正用アルゴリズムだけを記憶させればよい。これにより、工場出荷時の作業者の手間を低減して、製造コストの増加を抑えることができる。また、制御手段が補正用アルゴリズムによって求めた補正値に基づいて何れか一方のバイアスの目標値を補正することで、バイアスの出力誤差に起因する地肌ポテンシャルの狙いからのずれを抑えて、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記帯電バイアスの目標値と、前記現像バイアスの目標値とのうち、前記帯電バイアスの目標値を補正して前記ずれ量を低減する補正値を求めるように前記補正値アルゴリズムを構成し、且つ、前記補正値アルゴリズムを用いて求めた前記補正値に基づいて前記帯電バイアスの目標値だけを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成においては、現像バイアスの目標値を補正する場合に比べて、補正に起因する現像不良の発生を抑えることができる。具体的には、本発明では、帯電バイアス又は現像バイアスの目標値を補正することにより、地肌ポテンシャルについては、ほぼ狙いの値が得られるようになる。但し、潜像電位と現像バイアスとの電位差である現像ポテンシャルについては、ある程度の誤差が生ずることになる。そして、現像バイアスの目標値を補正する方が、帯電バイアスの目標値を補正する場合に比べて、前述の誤差が大きくなってしまう。これは次に説明する理由による。即ち、現像バイアスは、帯電バイアスと、潜像電位との中間的な値に設定される。また、現像バイアス出力値や帯電バイアス出力値の目標値に対する出力誤差の誤差率は互いにほぼ同じである（例えば＋−３％など）。このため、帯電バイアス出力値の目標値からのずれ量は、現像バイアス出力値の目標値からのずれ量よりも大きくなる。また、一般に、潜像書込強度にはある程度の余裕をもたせることから、静電潜像の帯電電位にかかわらず、潜像電位はほぼ同じ値になる。このため、帯電バイアスと現像バイアスとのうち、何れの目標値を補正する場合であっても、潜像電位はほぼ同じ値になる。これに対し、現像バイアスの値は、どちらの目標値を補正するかによって大きく異なってくる。帯電バイアスの目標値を補正する場合には、現像バイアス出力値を補正しないことになるので、その値は現像バイアスの出力誤差に相当する分だけ目標値からずれることになる。そして、現像ポテンシャルも、現像バイアスの出力誤差に相当する分だけ狙いからずれることになる。一方、現像バイアスの目標値を補正する場合における現像バイアス出力値の補正量は、現像バイアスの出力誤差に相当する分と、帯電バイアスの出力誤差に相当する分とを重畳した値になる。すると、結果として、現像バイアス出力値は、帯電バイアスの出力誤差に相当する分だけ目標値からずれることになる。そして、現像ポテンシャルも、帯電バイアスの出力誤差に相当する分だけ狙いからずれることになり、現像バイアスの目標値を補正する場合のずれ量（＝現像バイアスの出力誤差に相当）よりも大きくなる。このため、現像バイアスの目標値を補正すると、帯電バイアスの目標値を補正する場合に比べて、現像ポテンシャルの狙いからのずれ量を大きくして、現像不良を発生させ易くなってしまう。よって、態様Ｂでは、帯電バイアスの目標値を補正することで、現像バイアスの目標値を補正する場合に比べて、補正に起因する現像不良の発生を抑えることができるのである。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａにおいて、前記補正値アルゴリズムの代わりに、前記組み合わせにかかわらず前記一方だけを一律に補正するための所定の補正値を前記記憶手段に記憶させ、且つ、前記組み合わせにかかわらず前記一方だけを前記補正値に基づいて補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成では、実施例で説明したように、現像バイアスや帯電バイアスの目標値によっては、地肌ポテンシャルを狙いからわずかにずらしてしまうこともあるが、そのずれを地汚れやキャリア付着を生じないレベルに留めることが可能である。そして、態様Ａ（実施形態）とは異なり、補正用アルゴリズムの書き換えのためにノートパソコンを準備するという手間が必要なくなる。このため、メンテナンス性の悪化を回避することができる。更には、補正用アルゴリズムを記録した記録媒体を新品の帯電電源及び現像電源に同梱する必要がなくなることから、同梱に起因するコストアップを回避することもできる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、前記所定の補正値として、前記帯電バイアスの目標値と前記現像バイアスの目標値とのうち、前記帯電バイアスの目標値を補正するためのものを前記記憶手段に記憶させ、且つ、前記補正値に基づいて前記帯電バイアスの目標値を補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成では、態様Ｂと同様の理由により、現像バイアスの目標値を補正する場合に比べて、補正に起因する現像不良の発生を抑えることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａ〜Ｄの何れかにおいて、前記帯電電源として、ＤＣバイアスだけからなる帯電バイアスを出力するものを用いたことを特徴とするものである。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａ〜Ｅの何れかにおいて、前記潜像担持体、前記帯電手段、前記帯電電源、前記現像手段、及び前記現像電源の組み合わせを複数設け、それぞれの組み合わせにより、互いに異なる色のトナー像を作像するようにし、それぞれの組み合わせについての前記補正値アルゴリズム又は前記補正値を個別に前記記憶手段に記憶させ、且つ、ぞれぞれの組み合わせについての前記補正値アルゴリズム又は前記補正値に基づいて、前記帯電バイアス又は前記現像バイアスの目標値を補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ａ〜Ｆの何れかにおいて、前記現像手段として、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて現像を行うものを用いたことを特徴とするものである。

２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
３Ｙ：帯電ローラ（帯電手段の一部）
４Ｙ：現像装置（現像手段）
６：光書込ユニット（潜像書込手段）
３０：制御部（制御手段）
３０ｃ：不揮発性メモリー（記憶手段）
５０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：帯電電源
５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：現像電源

特開２００６−９８９７０号公報 特開２０１３−５６４７号公報

Claims (7)

1. 潜像担持体と、前記潜像担持体の移動する表面を帯電せしめる帯電手段と、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、前記帯電手段によって帯電せしめられた前記潜像担持体の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、前記帯電電源からの帯電バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したり、前記現像電源からの現像バイアスの出力を所定の目標値にするように調整したりする処理を実施し、且つ、画像濃度安定化のために前記帯電バイアスの目標値や前記現像バイアスの目標値を変更する変更処理を所定のタイミングで実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
   前記変更処理で変更された前記帯電バイアスの目標値、及び前記変更処理で変更された前記現像バイアスの目標値の組み合わせに基づいて、それら目標値のうち、何れか一方だけを補正して、前記帯電バイアスの出力誤差と前記現像バイアスの出力誤差とによる、現像部材と前記潜像担持体の地肌部との電位差である地肌ポテンシャルの狙いの値からのずれ量を低減する補正値を求めるためのアルゴリズムである補正値アルゴリズムを記憶している記憶手段を設け、
   且つ、前記補正値アルゴリズムを用いて求めた前記補正値に基づいて前記一方だけを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記帯電バイアスの目標値と、前記現像バイアスの目標値とのうち、前記帯電バイアスの目標値を補正して前記ずれ量を低減する補正値を求めるように前記補正値アルゴリズムを構成し、
   且つ、前記補正値アルゴリズムを用いて求めた前記補正値に基づいて前記帯電バイアスの目標値だけを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   前記補正値アルゴリズムの代わりに、前記組み合わせにかかわらず前記一方だけを一律に補正するための所定の補正値を前記記憶手段に記憶させ、
   且つ、前記組み合わせにかかわらず前記一方だけを前記補正値に基づいて補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   前記所定の補正値として、前記帯電バイアスの目標値と前記現像バイアスの目標値とのうち、前記帯電バイアスの目標値を補正するためのものを前記記憶手段に記憶させ、
   且つ、前記補正値に基づいて前記帯電バイアスの目標値を補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   前記帯電電源として、ＤＣバイアスだけからなる帯電バイアスを出力するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、
   前記潜像担持体、前記帯電手段、前記帯電電源、前記現像手段、及び前記現像電源の組み合わせを複数設け、それぞれの組み合わせにより、互いに異なる色のトナー像を作像するようにし、
   それぞれの組み合わせについての前記補正値アルゴリズム又は前記補正値を個別に前記記憶手段に記憶させ、
   且つ、ぞれぞれの組み合わせについての前記補正値アルゴリズム又は前記補正値に基づいて、前記帯電バイアス又は前記現像バイアスの目標値を補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、
   前記現像手段として、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて現像を行うものを用いたことを特徴とする画像形成装置。

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