JP2016018200A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤が劣化状態の場合にも初期状態の場合にも、従来よりも良好なトナー載り量を確保できるコントラスト電位及び現像ＡＣバイアスを設定可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム２０１と、現像装置２０９と、トナー像のトナー電位を検知する電位計測器５０と、トナー像の形成時の現像ＤＣバイアスとトナー電位との電位差が第１所定値の場合より、第１所定値よりも大きい第２所定値の場合の方が、現像ＤＣバイアスに対する現像ＡＣバイアスの比率が大きくなるように現像ＤＣバイアス及び現像ＡＣバイアスを制御するコントローラ５００と、を備える画像形成装置１００を構成した。【選択図】 図３

Description

本発明は、像担持体と、像担持体の表面の静電像を現像バイアスで現像する現像手段と、現像手段が現像トナー像のトナー電位を検知する電位センサと、電位センサの検知結果に基づきトナーの載り量を変更するコントローラと、を備える画像形成装置に関する。

特許文献１には、像担持体の表面の現像後の電位を計測し、その計測結果に基づいて現像剤のトナー濃度や現像コントラストを変更する技術が開示される。こうした構成によれば、トナーの載り量を制御することができる。

特開２００１−２２２１４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明を考慮した上で、更なる改良の余地を見出した。以下説明する。

図１１は、帯電電位（Ｖｄ）、現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）、露光部電位（Ｖｌ）の関係を示す模式図である。図１１中で、帯電電位（Ｖｄ）は白地部の電位であり、露光部電位（Ｖｌ）はベタ部の電位である。現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）は、現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）と露光部電位（Ｖｌ）との電位差である。図１１のこの模式図を基にして、以下で参照する図１２乃至図１５の状態を考える。

図１２は、現像剤の初期状態において、露光部電位（Ｖｌ）が変更されることで、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）が変更され、トナー載り量が増加する例を示す模式図である。図１２中で黒塗りの部分の上端がトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）である（後述する図１３乃至図１５でも同様）。

図１２（ａ）に示されるように、現像剤の初期状態では現像性が良好で、現像後のトナー電位が現像ＤＣバイアス電位と同等になるまで、現像が進んでいる。図１２（ｂ）に示されるように、現像コントラストが増加されると、その分だけトナー載り量が増加する。また、同じく現像後のトナー電位が現像ＤＣバイアスと同等で、トナーの帯電量が変化することでトナー載り量が変化した場合にも、現像コントラストを変更してトナー載り量を補正することが効果的である。

図１３は、現像剤の劣化状態において、露光部電位（Ｖｌ）が変更されることで、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）が変更されるが、トナー載り量が増加しない例を示す模式図である。

図１３（ａ）に示されるように、現像剤の劣化状態では、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）とに電位差が生じる。図１３（ｂ）に示されるように、現像コントラストが増加されても、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）との電位差が大きくなるばかりで、トナー載り量が増加しない。これは、現像剤の劣化によって、キャリアとトナーの間の付着力が増大して、トナーがキャリアから剥がれ難くなっているためである。このことが、特許文献１に記載される技術のように現像コントラストを変更しても不十分だと言える点である。

図１４は、現像剤の劣化状態で、現像ＡＣバイアスを増加させる過程を示す説明図である。図１４を用いて、図１３を参照して説明した現像剤の劣化状態で現像コントラストが増加してもトナー載り量が増加しない場合の制御方法を説明する。図１４（ａ）に示されるように、現像剤の劣化状態では、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）とに電位差が生じる。このときの現像ＡＣバイアスは、図１４（ａ）’に示される通りである。

この場合には、トナーとキャリアが剥離し難くなっているので、図１４（ｂ）’に示されるように、現像ＡＣバイアスが大きく設定され、トナーとキャリアが剥離される。この結果、図１４（ｂ）に示されるように、トナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）は現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）と同等の電位にまで引き上げられる。

図１５は、現像剤の初期状態で、現像ＡＣバイアスを増加させる過程を示す説明図である。図１５（ａ）のように耐久前の現像性が良好な現像剤の場合には、現像ＡＣバイアスが図１５（ａ）’から図１５（ｂ）’へと増加されても、図１５（ｂ）のように現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）が現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）と同程度である。このためにそれ以上に現像電界が働かず、トナー載り量が増加しない。このような場合には、従来通り、現像コントラストが変更されることで、トナー載り量が調整される。

前述のように「現像性が悪い状態」で現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）を大きくしても，トナー載り量が充分増加しないばかりか、現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）と現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）の電位差が大きくなり様々な弊害を引き起こす。

具体的には図１６に示すようにベタ部とハーフトーン部が隣接する画像領域で、ハーフトーン部に付着すべきトナーがベタ部に引き寄せられ白く抜けてしまう現象、所謂「白抜け」が発生する。

図１７は、帯電電位（Ｖｄ）、現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）、露光部電位（Ｖｌ）の関係を示す模式図、現像ＡＣバイアスの図、キャリアの電荷状態及び帯電電位及びトナー電位の間の電界の様子を示す模式図である。図１７（ａ）は、トナー電位と現像ＤＣバイアスが同じ場合の図であり、図１７（ｂ）は、トナー電位と現像ＤＣバイアスの間に電位差が生じた場合の図である。

図１７（ａ）の状態から図１７（ｂ）の状態に移行すると、トナー電位と現像ＤＣバイアスの間に電位差が生じる。そうすると、現像ニップ中で現像が終了する過程でも、図１７（ｂ）に示されるように、現像進行電界が矢印の方向にかかり続け、現像キャリアに電荷が注入されキャリアがトナーと一緒に現像されてしまう、所謂「キャリア付着」といった弊害が発生し易くなる。このような弊害は、誘電率が大きいシリコン（ａＳｉ）ドラムや膜厚の薄い感光体を使用したときに、像担持体の静電容量が大きくトナー電荷で現像コントラスト電位を埋め難くなり顕著な問題となる。

前述してきたように、トナーの載り量を制御するためには、特許文献１のように現像剤が劣化状態になったときに現像コントラストを増加させるだけでは不十分な場合もある。また、特許文献１とは別の場合で、現像剤が初期状態のときに現像ＡＣバイアスを増加させるだけでは不十分な場合もある。

本発明は、上記実情に鑑み、現像剤が劣化状態の場合にも現像剤が初期状態の場合にも、従来よりも良好なトナー載り量を確保できるように、コントラスト電位及び現像ＡＣバイアスを設定可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電像を現像ＤＣバイアスに現像ＡＣバイアスを重畳させた現像バイアスで現像可能な現像装置と、前記現像装置によって現像されたトナー像のトナー電位を検知する電位センサと、前記トナー像を形成したときに設定される現像ＤＣバイアスと、前記トナー電位との電位差が第１所定値の場合よりも、前記第1所定値よりも大きい第２所定値の場合の方が、前記像担持体上の画像部電位と現像ＤＣバイアスとの電位差であるコントラスト電位に対する現像ＡＣバイアスの比率が大きくなるように、前記コントラスト電位及び前記現像ＡＣバイアスを制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤が劣化状態の場合にも現像剤が初期状態の場合にも、従来よりも良好なトナー載り量を確保できるように、コントラスト電位及び現像ＡＣバイアスを設定可能となる。

実施例１に係る画像形成装置の断面図である。 装置本体の内部機器のブロック図である。 コントローラの制御工程を示すフローチャートである。 ＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル及びＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルである。 載り量、白抜け、キャリア付着、小ポイント文字再現性、ハイライト領域粒状性に関する良い（〇）、まあまあ（△）、悪い（×）を判断した表である。 実施例２に係る画像形成装置の断面図である。 コントローラのブロック図である。 実施例５に係る画像形成装置のブロック図である。 コントローラの制御工程を示すフローチャートである。 ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルである。 帯電電位、現像ＤＣバイアス、現像コントラスト、露光部電位の関係を示す模式図である。 現像剤の初期状態において、露光部電位が変更されることで、現像コントラストが変更され、トナー載り量が増加する例を示す模式図である。 現像剤の劣化状態において、露光部電位が変更されることで、現像コントラストが変更されるが、トナー載り量が増加しない例を示す模式図である。 現像剤の劣化状態で、現像ＡＣバイアスを増加させる過程を示す説明図である。 現像剤の初期状態で、現像ＡＣバイアスを増加させる過程を示す説明図である。 「白抜け」が発生する現象を示す図である。 「キャリア付着」といった弊害の発生を示す図である。

以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、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から、特に特定的な記載が無い限りは、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。

図１は、実施例１に係る画像形成装置１００の断面図である。図１に示されるように、画像形成装置１００は装置本体１００Ａを有する。装置本体１００Ａの内部には、『像担持体』としての感光体ドラム２０１が配置される。感光体ドラム２０１の周囲には、帯電装置２０２、露光装置２０７、現像装置２０９、転写ローラ２０４が配置される。『現像手段』としての現像装置２０９は、感光体ドラム２０１の表面の静電像を現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）に現像ＡＣバイアスを重畳させた現像バイアスで現像可能である。画像形成部といった場合には、少なくとも感光体ドラム２０１を含むものとする。

ここでは、画像形成部は、シアン画像形成部２１５、マゼンタ画像形成部２１１、イエロー画像形成部２１２、ブラック画像形成部２１３の４つある。装置本体１００Ａの内部には、内部機器の駆動を制御するコントローラ５００が配置される。また、感光体ドラム２０１の回転方向で現像装置２０９の下流側であって、中間転写ベルト２０８の上方には、電位計測器５０が配置される。『電位センサ』としての電位計測器５０は、現像装置２０９が現像した感光体ドラム２０１の表面のトナー像のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）を計測する。

また、シアン画像形成部２１５の構成は、マゼンタ画像形成部２１１、イエロー画像形成部２１２、ブラック画像形成部２１３でも、トナーの色の除いてはほぼ同様に構成される。

感光体ドラム２０１の下方には、中間転写ベルト２０８が配置される。この中間転写ベルト２０８は、ローラ２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに懸架される。また、中間転写ベルト２０８の左斜め下方には、定着装置２０５が配置される。

装置本体１００Ａの下部には、シートＰを収納する『収納部』としての複数のカセットＪ１とカセットＪ２が配置される。カセットＪ１、Ｊ２にシートＰが収納されると、種別センサ１８１、１８２がカセットＪ１、Ｊ２の内部のシートＰの種類を検知してシートＰのプロファイルがコントローラ５００で形成される。すなわち、コントローラ５００は、種別センサ１８１、１８２がカセットＪ１、Ｊ２内のシートＰに対応する感光体ドラム２０１上で必要となるトナー濃度を設定する。

コントローラ５００は、感光体ドラム２０１等の装置本体１００Ａの内部の機器の駆動を制御する。

特に本発明では、このコントローラ５００の以下の制御に特徴がある。即ち、コントローラ５００は、トナー像を形成したときに設定される現像ＤＣバイアスと、トナー電位との電位差が第１所定値（図４（ｂ）充電電位差小）の場合よりも、第１所定値よりも大きい第２所定値（図４（ｂ）充電電位差大）の場合の方を以下のようにする。

コントローラ５００は、現像コントラスト（コントラスト電位）の補正比率に対する現像ＡＣバイアスの補正比率が大きくなるように、現像コントラスト（コントラスト電位）及び現像ＡＣバイアスを補正する（後述する）。なお、現像コントラストＶｃｏｎｔ（コントラスト電位）の変更は、現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）又は露光部電位（Ｖｌ）の少なくともいずれか一方を変更することにより行う。

この画像形成装置１００の動作に関して説明する。感光体ドラム２０１の表面は、帯電装置２０２によって一様に帯電され、露光装置２０７によって静電像が形成され、現像装置２０９によって現像剤で現像剤像が形成される。一方で、カセットＪ１、Ｊ２に収納されるシートＰは、複数のローラ等を介して、感光体ドラム２０１及び転写ローラ２０４のニップ部へと搬送される。ここで、感光体ドラム２０１の表面の現像剤像は、シートＰに転写される。こうして現像剤像が転写されたシートＰは、定着装置２０５へと搬送され、現像剤像がシートＰに定着されて、その後、装置本体１００Ａの外部へと排出される。

ここで、画像形成部における作像プロセスを数値を用いつつ例示する。数値はあくまでも一例である。ユーザが操作部にシートＰに対する画像形成を指示すると、その出力信号がコントローラ５００に送信される。感光体ドラム２０１（ＯＰＣドラム）が回転する。帯電装置２０２（コロナ帯電器）は、感光体ドラム２０１の表面を−５００Ｖの帯電電位（Ｖｄ）で一様に帯電させる。露光装置２０７は、感光体ドラム２０１の露光部が−１５０Ｖの電位となるように露光して静電像を形成する。

現像剤には、マイナス極性に帯電された非磁性トナーと磁性キャリアとを有する２成分現像剤が用いられる。現像バイアスには、周波数６ｋＨｚの矩形波バイアスが用いられ、現像ＤＣバイアスが３５０Ｖに設定され、現像ＡＣバイアスが１２００Ｖに設定される。現像装置２０９が有する現像スリーブ２１０と感光体ドラム２０１の間隔は、３００μｍに設定される。

図２は、装置本体１００Ａの内部機器のブロック図である。装置本体１００Ａの外部には、作像中の所定のタイミングでプリントサーバー等の外部機器が配置される。この外部機器は図２に示される載り量制御部５１を有する。カセットＪ１の内部にコート紙が収納されて種別センサ１８１がコート紙を検知している。カセットＪ２の内部にラフ紙が収納されて種別センサ１８２がラフ紙を検知している。ユーザが設定部５００Ｂ（図１参照）で前回使用したコート紙から次回使用するラフ紙に設定を変更する。

載り量制御部５１は、設定部５００Ｂの設定情報から、内部に保存されるコート紙に必要な（規定される）トナー載り量０．４５ｍｇ／ｃｍ^２やラフ紙に必要な（規定される）トナー載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２の情報や用紙種別がコート紙からラフ紙に変更されたという変更情報を、演算部５２に送信する。また、載り量制御部５１は、紙種や画質モードの設定に応じて感光体ドラム２０１上のトナー濃度を設定する。

演算部５２は、載り量制御部５１から受信した制御信号に基づいて、載り量を変更する。ここでは、シートＰがコート紙からラフ紙に変更されると、０．４５ｍｇ／ｃｍ^２だった載り量が０．５５ｍｇ／ｃｍ^２に変更された。これは、表面粗さが大きいシートでは、トナーがシートの繊維に浸透して充分な発色が得られないので、トナーの載り量を増加させることで所望の色再現を実現するためである。

装置本体１００Ａの内部のコントローラ５００は、現像バイアス制御部５７、制御値決定部５６、ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル５５、ＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３、制御値算出部５４を有する。載り量制御部５１には、制御値算出部５４が接続される。制御値算出部５４には、ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル５５、及び、ＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３が接続される。ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル５５、及び、ＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３には、制御値決定部５６が接続される。制御値決定部５６には、現像バイアス制御部５７が接続される。また、載り量制御部５１と制御値算出部５４との間には、電位計測器５０が接続される。

図３は、コントローラ５００の制御工程を示すフローチャートである。図３に示されるように、コントローラ５００は、制御スタートにより、補正電圧の算出（ステップ１１０、以下、「ステップ」は単に「Ｓ」という。Ｓ１１０）、補正比率の算出（Ｓ１１１）を行う。Ｓ１１０は、後述するＳ１０１とＳ１０３とを含み、Ｓ１１１は後述するＳ１０４〜Ｓ１０６を含む。以下、補正電圧算出について説明した後に、補正比率算出について説明する。なお、実施例１中で、本発明の特徴的部分は、図３ではＳ１１１に記載され、図４では図４（ｂ）の現像ＤＣバイアスや現像ＡＣバイアスの補正比率の欄に記載される。

（補正電圧算出）
まず、補正電圧算出（Ｓ１１０）を説明する。カセットＪ１にコート紙が収納されて、カセットＪ２にラフ紙が収納されているとする。載り量制御部５１は、カセットＪ１、Ｊ２の各々の種別センサ１８１、１８２が検知したコート紙やラフ紙に対応するトナー載り量に関する情報を有する。

ユーザが、設定部５００Ｂで、前回印刷したコート紙から次回印刷したいラフ紙に変更したとする。載り量制御部５１は、種別センサ１８１がコート紙を検知するカセットＪ１から種別センサ１８２がラフ紙を検知するカセットＪ２に変更されたことや、コート紙やラフ紙のトナー載り量を制御値算出部５４に送信する。

そして、制御値算出部５４は、載り量制御部５１からコート紙からラフ紙に変更されたことを制御信号で受信する。制御値算出部５４は、コート紙に必要なトナー載り量の０．４５ｍｇ／ｃｍ^２からラフ紙に必要なトナー載り量の０．５５ｍｇ／ｃｍ^２へと切り替えるときの差分である載り量補正値△Ｍ／Ｓ＝＋０．１０ｍｇ／ｃｍ^２を算出する（Ｓ１０１）。

反対に、ユーザが、設定部５００Ｂで、ラフ紙からコート紙に変更した場合、載り量制御部５１は、ラフ紙のカセットＪ２からコート紙のカセットＪ１に変更されたことや、コート紙やラフ紙のトナー載り量を制御値算出部５４に送信する。

そして、制御値算出部５４は、載り量制御部５１からラフ紙からコート紙に変更されたことを制御信号で受信する。制御値算出部５４は、ラフ紙に必要なトナー載り量の０．５５ｍｇ／ｃｍ^２からコート紙に必要なトナー載り量の０．４５ｍｇ／ｃｍ^２へと切り替えるときの差分である載り量補正値△Ｍ／Ｓ＝−０．１０ｍｇ／ｃｍ^２を算出する（Ｓ１０１）。コントローラ５００は、載り量補正値に対して、演算部５２のメモリに格納されたＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３（図４（ａ）参照しつつ後に詳述する）を参照する（Ｓ１０３）。

ここでＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３とは、現像性が良好な状態で現像ＤＣバイアスのみを変更したときの現像ＤＣバイアスの補正値、現像性が悪い状態で現像ＡＣバイアスのみを変更したときの現像ＡＣバイアスの補正値を示したテーブルである。

図４（ａ）は、ＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブルである。図４（ａ）では、載り量補正値（△Ｍ／Ｓ）、ＤＣバイアスの変更量（△Ｖｃｏｎｔ）、ＡＣバイアスの変更量（△Ｖｐｐ）の関係が示される。ここでは、コントローラ５００は、図３のＳ１１０の場合に、載り量補正値（△Ｍ／Ｓ）が＋０．１０ｍｇ／ｃｍ^２となったので、現像ＤＣ／ＡＣバイアスの補正電圧として、現像ＤＣバイアス＝＋５７Ｖ、現像ＡＣバイアス＝＋２００Ｖに設定する。

なお、これとは反対に、コントローラ５００は、図３のＳ１１０の場合に、載り量補正値（△Ｍ／Ｓ）が−０．１０ｍｇ／ｃｍ^２となった場合、現像ＤＣ／ＡＣバイアスの補正電圧として、現像ＤＣバイアス＝−５７Ｖ、現像ＡＣバイアス＝−２００Ｖに設定する。載り量補正値が−であれば、現像ＤＣ／ＡＣバイアスの補正電圧のテーブルは−となる。

ここで、図４（ａ）のＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３の作成方法について説明する。各々のトナー載り量（△Ｍ／Ｓ）を変更するために必要なバイアス設定値を、現像性が良好な現像剤の初期状態と、現像性が悪い現像剤の劣化状態と、でそれぞれ求める。

現像剤の初期状態では、現像性が良好なので、コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスのみでトナー載り量を変更する。そこで、載り量補正値△Ｍ／Ｓが、０．００ ｍｇ／ｃｍ^２、０．０５ ｍｇ／ｃｍ^２、０．１０ ｍｇ／ｃｍ^２、０．１５ ｍｇ／ｃｍ^２、０．２０ｍｇ／ｃｍ^２の各々のトナー載り量を変更するために必要な現像ＤＣバイアスの変更値を求める。

現像剤の劣化状態では、現像性が悪いので、コントローラ５００は、現像ＡＣバイアスを用いてトナー載り量を変更する。そこで、載り量補正値△Ｍ／Ｓが、０．００ ｍｇ／ｃｍ^２、０．０５ ｍｇ／ｃｍ^２、０．１０ ｍｇ／ｃｍ^２、０．１５ ｍｇ／ｃｍ^２、０．２０ｍｇ／ｃｍ^２の各々のトナー載り量を変更するために必要な現像ＡＣバイアスの変更値を求める。

前述のように、紙種がコート紙の場合には載り量０．４５ｍｇ／ｃｍ^２（現在値）で、紙種がラフ紙の場合には載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２（目標値）となり、コート紙からラフ紙に変更されると載り量補正値△Ｍ／Ｓ＝＋０、１０ｍｇ／ｃｍ^２となる。

こうしたことから、コントローラ５００は補正電圧算出に関しては以下のように制御すると言える。コントローラ５００は、複数のカセットＪ１、Ｊ２のうちのいずれを使用するのかを設定する設定部５００Ｂを有する。

コントローラ５００は、設定部５００Ｂで設定された複数のカセットのうちの（第１）カセットＪ１のシートに関して保存される第１の目標トナー載り量、及び、（第２）カセットＪ２のシートに関して保存される第２の目標トナー載り量、を受信する。コントローラ５００は、第１の目標トナー載り量及び第２の目標トナー載り量に基づいて、感光体ドラム２０１の上の画像部電位と現像ＤＣバイアスとの電位差であるコントラスト電位、及び、現像ＡＣバイアスを制御する。なお、実施例１では、コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスを変更することでコントラスト電位を変更している。

即ち、コントローラ５００は、設定部５００ＢでカセットＪ１の現在のシートＰ（コート紙）からカセットＪ２の次のシートＰ（ラフ紙）へと切り替えられるときに以下の制御をする。コントローラ５００は、ラフ紙の第２の目標載り量（例０．５５ｍｇ／ｃｍ^２）からコート紙の第１の目標載り量（例０．４５ｍｇ／ｃｍ^２）を差し引いた載り量補正量（＋０．１０ｍｇ／ｃｍ^２）を算出する。そして、コントローラ５００は、載り量補正量が大きい程に現像コントラスト（コントラスト電位）及び現像ＡＣバイアスを大きく設定する。例えば、コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスを５７Ｖ→１１６Ｖ、現像ＡＣバイアスを２００Ｖ→４００Ｖのように変更する。

（補正比率算出）
コントローラ５００は、感光体ドラム２０１の回転方向の下流に配置された電位計測器５０によって、感光体ドラム２０１のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）を読み取る（Ｓ１０４）。コントローラ５００は、制御値算出部５４により、感光体ドラム２０１のトナー電位と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の設定値である３５０Ｖとの電位差を求める（Ｓ１０５）。コントローラ５００は、その電位差からＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル５５（図４（ｂ）を参照しつつ後に詳述する）を参照する（Ｓ１０６）。

ここで、ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル５５とは、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差に応じた、現像ＤＣバイアスおよび現像ＡＣバイアスの補正比率を示したテーブルである。現像性の良否レベルに応じ現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの補正比率を調整するものである。例えば、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）の３００Ｖと現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の３５０Ｖの電位差が５０Ｖとなって「現像性が悪いレベル」となった場合には、以下のようにする。すなわち、図４（ｂ）のＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルを用い、ＤＣバイアスの補正量を０％、ＡＣバイアスの補正量を１００％とする。

図４（ｂ）は、ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルである。図４（ｂ）では、充電電位差（Ｖ）、現像ＤＣバイアス（Ｖｃｏｎｔ）の補正比率（ＤＣ補正比率）、現像ＡＣバイアス（Ｖｐｐ）の補正比率（ＡＣ補正比率）の関係が示される。例えば、コントローラ５００は、充電電位差が２０Ｖの場合には、ＤＣ補正比率を６０％に、ＡＣ補正比率を４０％に設定する。

ここで、図４（ｂ）のＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル５５の作成方法について説明する。劣化状態で現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差を求め、その電位差のときに現像ＡＣバイアスでの変更比率を１００％、現像ＤＣバイアスの変更比率を０％とする。

本実施例では、劣化状態で現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が５０Ｖである。このときには、コントローラ５００は、現像ＡＣバイアスのみで制御する。すなわち、コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスの制御比率０％、現像ＡＣバイアスの制御比率１００％として制御する。

初期状態で現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が０Ｖである場合を想定する。このときには、コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスのみで制御する。すなわち、コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスの制御比率を１００％、現像ＡＣバイアスの制御比率を０％として制御する。

コントローラ５００は、コート紙のカセットＪ１からラフ紙のカセットＪ２に設定が変更されるときに、以下の制御をする。コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスとトナー電位との差が第１所定値（例２０Ｖ）の場合よりも、第１所定値よりも大きい第２所定値（例５０Ｖ）の場合の方が、現像ＡＣバイアスの補正量の補正比率を大きくなるように変更する。例えば、コントローラ５００は、現像ＡＣバイアスの補正量の補正比率を、４０％→１００％のように変更する。

コントローラ５００は、前述したコート紙のカセットＪ１からラフ紙のカセットＪ２に設定が変更されるときに、以下の制御をする。コントローラ５００は、現像ＤＣバイアスとトナー電位との差が第１所定値（例２０Ｖ）の場合よりも、第１所定値よりも大きい第２所定値（例５０Ｖ）の場合の方が、現像コントラスト（コントラスト電位）の補正量の補正比率を小さくなるように変更する。例えば、コントローラ５００は、現像コントラスト（コントラスト電位）の補正量の補正比率を、４０％→０％のように変更する。

なお、本実施例では、初期状態で現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が０Ｖとなった。しかし、現像剤の初期状態で現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が０Ｖでない場合でも、現像ＤＣバイアスの制御比率を１００％とすることも可能である。すなわち、図４（ｂ）中で、充電電位差が０Ｖ以外の、１０Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖ、４０Ｖ、５０Ｖのときにも、現像ＤＣバイアスの補正量の補正比率を１００%にすることも可能である。このように、現像ＤＣバイアスの補正量の補正比率を変えないことで、現像コントラスト（コントラスト電位）の補正量の補正比率を変えない（据え置きにする）ことも可能である。

以上の作業で得られた「ＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル」及び「ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブル」を基に、劣化レベルを変えた現像剤で、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差と補正テーブルの整合性を確認し微調整を行った。

すなわち、コントローラ５００は、トナーが初期条件の現像ＡＣバイアスの値と、現像ＡＣバイアスの補正量にその補正比率を乗じた現像ＡＣバイアスの補正量の値と、を加算した加算後の現像ＡＣバイアスを用いて、現像装置２０９が現像するように制御する。また、コントローラ５００は、トナーが初期条件の現像ＤＣバイアス（コントラスト電位）の値と、現像ＤＣバイアス（コントラスト電位）の補正量にその補正比率を乗じた現像ＤＣバイアス（コントラスト電位）の補正量の値と、を加算した加算後の現像ＤＣバイアス（コントラスト電位）を用いて、現像装置２０９が現像するように制御する。なお、初期条件は、現像ＤＣバイアスとトナー電位との電位差が０の場合の条件と言える。

このことを、図３に戻って説明する。コントローラ５００の制御値決定部５６は、「補正電圧」と「補正比率」とを掛け合わせ、最終的な現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの補正電圧値（最終補正電圧）を決定する（Ｓ１０７）。ここでは、現像ＤＣバイアスの補正量は５７Ｖ × ０％ ＝ ０Ｖ、現像ＡＣバイアスの補正量は２００Ｖ × １００％ ＝ ２００Ｖとした。

コントローラ５００の現像バイアス制御部５７は、決定された補正量を基に、現像ＤＣバイアスは初期条件の３５０Ｖに補正量の０Ｖを足して（３５０＋０＝）３５０Ｖとする。また、現像バイアス制御部５７は、決定された補正量を基に、現像ＡＣバイアスは初期条件の１２００Ｖと補正量の２００Ｖを足して（１２００＋２００＝）１４００Ｖとする。そして、コントローラ５００は、現像バイアス制御部５７を通じてＤＣバイアス電源５８（図２参照）およびＡＣバイアス電源５９（図２参照）を制御する（Ｓ１０８）。こうして、所望のトナー載り量の補正が実現された。

図５は、載り量、白抜け、キャリア付着、小ポイント文字再現性、ハイライト領域粒状性に関する良い（〇）、まあまあ（△）、悪い（×）を判断した表である。表から判るとおり、所望のトナー載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２を実現するとともに、白抜けやキャリア付着等のない良好な出画像が得られた。

図６は、実施例２に係る画像形成装置２００の断面図である。実施例２の構成のうち実施例１と同一の構成に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。図６に示されるように画像形成装置２００は装置本体１００Ａを有し、装置本体１００Ａの内部には現像装置３０９を配置される。

現像装置３０９は、相互に独立して現像バイアスが制御可能な複数の（ここでは２本の）『現像剤担持体』としての現像スリーブ６１０、６１１を有する。コントローラ５００は、感光体ドラム２０１の回転方向で最も上流に位置する現像スリーブ６１０の現像バイアスを変更する。このように、実施例２では、実施例１と同様の制御を２本の現像スリーブ６１０及び現像スリーブ６１１のうちの上流の現像スリーブ６１０に適用することで、載り量制御等と、ポイント文字再現やハイライト粒状性と、の両立が実現される。

図７は、コントローラ５００のブロック図である。本実施例では、下流の現像スリーブ６１１への電圧制御部６０でのバイアス制御は通常どおりの制御をおこなうため、下流の現像スリーブ６１１の電圧制御部６０は演算部５２からの補正信号は受け取らない構成となっている。その他の構成は実施例１で説明した図２と同様である。

以上の構成を用い、実施例１と同様の制御をおこない、上流の現像スリーブ６１０で載り量補正をおこなった。具体的には、現像ＤＣバイアス３５０Ｖ、現像ＡＣバイアス１４００Ｖを印加し、下流の現像スリーブ６１１には初期の設定である現像ＤＣバイアス３５０Ｖ、現像ＡＣバイアス１２００Ｖを印加することで画像出力をおこなった。

結果を図５の表に示す。表から判るとおり、実施例１と同様にトナー載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２を実現するとともに、白抜けやキャリア付着のない良好な画像が得られている。更に下流の現像スリーブ６１１に印加する現像バイアスが初期と同条件であり、画像性が良好であるため、ハイライト領域の粒状性や小ポイント文字の再現性などについても良好な結果が得られている。

トナー載り量を増加させるために現像ＡＣバイアスを大きくし過ぎると、ハイライト〜ハーフトーン領域のトナーが強電界により引き剥がされ小ポイント文字やハイライト〜ハーフトーンの再現性が悪化する。実施例１では現像ＡＣバイアスを大きくしたため、若干小ポイント文字やハイライト領域の再現性が悪化した。これに対して、本実施例では下流の現像スリーブ６１１の現像バイアス変更していないため、小ポイント文字やハイライト領域の再現性を悪化させることなく載り量の補正が可能となった。

なお、前述したのは、コントローラ５００が、感光体ドラム２０１の進行方向で上流側の現像スリーブ６１０の現像バイアスを変更し、感光体ドラム２０１の進行方向で下流側の現像スリーブ６１１の現像バイアスを変更していない。これに変えて、以下のようにしても良い。即ち、コントローラ５００は、感光体ドラム２０１の回転方向で上流に位置する現像スリーブ６１０の現像バイアスの変更量を、感光体ドラム２０１の回転方向で下流に位置する現像スリーブ６１１の現像バイアスの変更量よりも大きく設定しても良い。

実施例１、２では、ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルにおいて、現像ＤＣバイアスと現像ＡＣバイアスの制御比率を段階的に変更する構成であったが、実施例３では、連続的に変更した点が異なる。

具体的には、ターゲットとなるトナー載り量は０．５５ｍｇ／ｃｍ^２、載り量補正値（△Ｍ／Ｓ）は０．１０ｍｇ／ｃｍ^２で実施例１と同様であり、ＤＣ／ＡＣバイアスの補正電圧を、ＤＣ＝５７Ｖ、ＡＣ＝２００Ｖとした。

次に実施例１と同様、ＤＣ／ＡＣ各バイアスの補正比率を算出する。本実施例では、図４（ｂ）のＤＣ／ＡＣバイアス補正比率テーブルの２０Ｖと３０Ｖの値を線形補間することで補正比率を求めている。例えば、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が２５Ｖだった場合について説明する。この場合、図４（ｂ）のＤＣ／ＡＣバイアス補正比率テーブルの２０Ｖと３０Ｖの値を線形補間した結果、ＤＣバイアスの補正量を５０％、ＡＣバイアスの補正量を５０％とした。

以上の処理により得られた補正電圧と補正比率を制御値決定部５６で掛け合わせ、現像ＤＣバイアスの補正量は５７Ｖ×５０％ ＝ ２９Ｖ、現像ＡＣバイアスの補正量は２００Ｖ×５０％ ＝ １００Ｖと決定した。決定された補正量を初期の設定値に加え、現像ＤＣバイアスは３５０＋２９＝３７９Ｖ、現像ＡＣバイアスは１２００＋１００＝１３００Ｖとした。これを用いて現像バイアス制御部５７を通じ、上流の現像スリーブ６１０には現像ＤＣバイアス３７９Ｖ、現像ＡＣバイアス１３００Ｖを印加した。また、下流の現像スリーブ６１１には、初期設定と同様の、現像ＤＣバイアス３５０Ｖ、現像ＡＣバイアス１２００Ｖを印加した。

結果を図５の表に示す。表から判るとおり、実施例２と同様にトナー載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２を実現するとともに、白抜けやキャリア付着のない良好な画像が得られている。更に下流の現像スリーブ６１１に印加する現像バイアスが通常設定であるため、実施例２と同様にハイライトの粒状性や小ポイント文字などの再現性についても良好な結果が得られている。

実施例４では、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）の制御を露光部電位（Ｖｌ）の調整で行った。

具体的には、載り量補正値（△Ｍ／Ｓ）は０．１０ｍｇ／ｃｍ^２の場合、実施例１と同様であり、ＤＣ／ＡＣ補正電圧としてＤＣ（Ｖｃｏｎｔ）＝５７Ｖ、ＡＣ＝２００Ｖが設定される。これと並行して、ＤＣ／ＡＣ各バイアスの補正比率を算出する。本実施例では、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が１０Ｖであったため、図４（ｂ）のＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルの１０Ｖの値を参照し、ＤＣバイアスの補正比率を８０％、ＡＣバイアスの補正比率を２０％と決定した。

以上の処理により得られた補正電圧と補正比率を制御値決定部５６で掛け合わせ、現像ＤＣバイアスの補正量は５７Ｖ×８０％＝４５．６Ｖ、現像ＡＣバイアスの補正量は２００Ｖ×２０％＝４０Ｖと決定した。本実施例では決定された補正量を基に、露光部電位を４５．６Ｖ低下させ１０４．４Ｖとし、現像ＤＣバイアスは変更せず３５０Ｖ、現像ＡＣバイアスは１２００＋４０＝１２４０Ｖとした。

これを用いて現像バイアス制御部５７を通じ、上流の現像スリーブ６１０には現像ＤＣバイアス３５０Ｖ、現像ＡＣバイアス１２４０Ｖを印加した。下流の現像スリーブ６１１には現像ＤＣバイアス３５０Ｖ、現像ＡＣバイアス１２００Ｖを印加することで画像出力をおこなった。

結果を図５の表に示す。表から判るとおり、実施例３と同様にトナー載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２を実現するとともに、白抜けやキャリア付着がなく、ハイライトの粒状性や小ポイント文字の再現性についても良好な結果が得られている。

図８は、実施例５に係る画像形成装置のブロック図である。実施例５は、実施例２の構成に加えて、感光体ドラム２０１上のトナー載り量を検知し、所望のトナー載り量に変更するものである。トナー載り量検知は、感光体ドラム２０１上に２ｃｍ角のトナー像を形成し、これにＬＥＤ等の光を照射して、その正反射光量のみ、あるいは正反射光量と拡散反射光量を受光センサで読み取り、濃度を算出するものである。すなわち、パッチ検に関するものである。

図８に示されるように、感光体ドラム２０１の矢印の回転方向に対し、現像装置３０９の下流にトナーの載り量を検知する載り量センサ８０（濃度センサ）を配置した。載り量センサ８０は、パッチ検に用いられるセンサである。その他は実施例２で説明した図７と同様の構成である。

図９は、コントローラ５００の制御工程を示すフローチャートである。図１０は、ＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルである。図９に示されるように、コントローラ５００は、補正電圧算出（Ｓ２１０）と補正比率算出（Ｓ２１１）を並行して行う。Ｓ２１０は、Ｓ２０１〜Ｓ１０３を含む。Ｓ２１１は、Ｓ１０４〜Ｓ１０６を含む。以下、補正電圧算出について説明した後に、補正比率算出について説明する。なお、実施例５中で、本発明の特徴的部分は、図９ではＳ２１１に記載され、図１０では現像ＤＣバイアスや現像ＡＣバイアスの補正比率の欄に記載される。

作像中のあるタイミングで、感光体ドラム２０１上のトナー載り量を載り量センサ８０により検知する（Ｓ２０１）。コントローラ５００は、検知したトナー載り量と所望のトナー載り量との差に応じ、載り量の補正量を決定する（Ｓ２０２）。

本実施例では、所望のトナー載り量０．４５ｍｇ／ｃｍ^２に対し、載り量センサ８０により得られたトナー載り量０．４１ｍｇ／ｃｍ^２が演算部５２の制御値算出部５４に送信され、載り量補正量（△Ｍ／Ｓ）０．０４ｍｇ／ｃｍ^２が算出される。

コントローラ５００は、その値から演算部５２のメモリに格納されたＤＣ／ＡＣ補正電圧テーブル５３を参照し、ＤＣ／ＡＣの補正電圧を求める（Ｓ１０３）。

本実施例では、図４（ａ）の載り量補正値（△Ｍ／Ｓ）が０．０４ｍｇ／ｃｍ^２となるためのＤＣ／ＡＣ補正電圧として、ＤＣ＝２３．２Ｖ、ＡＣ＝８０Ｖが設定される。図４（ａ）の中にないので線形補間した。

コントローラ５００は、感光体ドラム２０１の回転方向で現像装置３０９の下流に配置された電位計測器５０により、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）を読み取る（Ｓ１０４）。コントローラ５００は、現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）との電位差を求める（Ｓ１０５）。コントローラは、ＤＣ／ＡＣの補正バランスを決定する（Ｓ１０６）。

本実施例では、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差２３．２Ｖとなった。本実施例では初期条件からターゲットのトナー載り量の変更がないため、図１０に示すＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルを参照し、充電電位差が０Ｖ以外のときはＡＣバイアスによる補正を１００％でおこなう。

以上の処理で得られた補正電圧と補正比率を制御値決定部５６で掛け合わせ（Ｓ１０７）、現像ＤＣバイアスの補正量は２３．２Ｖ × ０％ ＝ ０Ｖ、現像ＡＣバイアスの補正量は８０Ｖ × １００％ ＝ ８０Ｖとした。決定された補正量を基に、現像ＡＣバイアスを初期条件の１２００Ｖと補正量の８０Ｖを足して（１２００＋８０＝）１２８０Ｖとした。そして、コントローラ５００は、現像バイアス制御部５７を通じてＤＣバイアス電源５８およびＡＣバイアス電源５９を制御する（Ｓ１０８）。このことで、所望のトナー載り量補正を実現することができた。

結果を図５の表に示す。表から判るとおり、所望のトナー載り量０．４５ｍｇ／ｃｍ^２を実現するとともに、白抜けやキャリア付着等のない良好な出画像が得られるものである。

以下、他の変形例（画質モードを変える場合、トナーが劣化した場合、トナー帯電量が変化する場合）を述べる。変形例を述べるにあたり、図１０に示すＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルに替えて、図４（ｂ）に示すＤＣ／ＡＣ補正比率テーブルを使用して述べる。また、前述した図９中のＳ２１０とＳ２１１に関して述べる。この変形例でも、図９中のＳ１０７とＳ１０８の動作に関しては同様である。

（画質モードを変える場合）
画質モードを変える場合には、例えば、濃い色で印刷したい、高画質で印刷したい、エコモードで薄い色で印刷したい、といったケースがある。例えば、オペレータが、設定部５００Ｂで、現在薄い色で印刷しているのを、次回濃い色で印刷するように変更する。そうすると、コントローラ５００は、薄色モードから濃色モードに切り替えられたことを認識する。

制御値算出部５４は、載り量センサ８０が検知する現在の薄い色のトナー載り量０．４５ｍｇ／ｃｍ^２（現在値）を受信して、設定部５００Ｂで設定された次回の濃い色のトナー載り量０．５５ｍｇ／ｃｍ^２（目標値）の情報を受信する。制御値算出部５４は、現在値のトナー載り量から目標値のトナー載り量へ切り替えるときの差分である載り量補正値△Ｍ／Ｓ＝＋０、１０ｍｇ／ｃｍ^２を算出する。そして、図４（ａ）を参照しつつ前述したように、制御値算出部５４は、その載り量補正量に対応する現像ＤＣバイアスや現像ＡＣバイアスの補正量を算出する（Ｓ２１０に相当する）。

これと同時に、図４（ｂ）を参照しつつ前述したように、制御値算出部５４は、電位計測器５０が計測するトナー電位と現像バイアスとの差分に基づいて、現像ＤＣバイアスや現像ＡＣバイアスの補正量の補正比率を算出する（Ｓ２１１に相当する）。

まとめると、コントローラ５００は、以下のように制御することになる。演算部５２は、設定部５００Ｂにより設定された目標トナー載り量（目標濃度）（例０．５５ｍｇ／ｃｍ^２）と、載り量センサ８０の検知結果である実測トナー載り量（実測濃度）（例０．４５ｍｇ／ｃｍ^２）と、を受信する。演算部５２は、目標トナー載り量と実測トナー載り量から載り量補正量（差分）（例０．１０ｍｇ／ｃｍ^２）を算出する。

演算部５２は、第１載り量差（例０．１０ｍｇ／ｃｍ^２）の場合よりも、第１載り量差よりも大きい第２載り量差（例０．２０ｍｇ／ｃｍ^２）の場合の方が、現像コントラスト（コントラスト電位）及び現像ＡＣバイアスを大きく変更するように算出する。（例えば、現像ＤＣバイアスを５７Ｖ→１１６Ｖ、現像ＡＣバイアスを２００Ｖ→４００Ｖ）。

これと同時に、演算部５２は、設定される現像ＤＣバイアスとトナー電位との差が第１所定値（例２０Ｖ）の場合よりも、第１所定値よりも大きい第２所定値（例５０Ｖ）の場合の方が、現像ＡＣバイアスの補正量の補正比率を大きくなるように変更して算出する。例えば、演算部５２は、現像ＡＣバイアスの補正量の補正比率を、４０％→１００％のように変更する。

また、演算部５２は、設定される現像ＤＣバイアスとトナー電位との差が第１所定値（例２０Ｖ）の場合よりも、第１所定値よりも大きい第２所定値（例５０Ｖ）の場合の方が、現像コントラスト（コントラスト電位）の補正量の補正比率を小さくなるように変更して算出する。例えば、演算部５２は、現像ＤＣバイアスの補正量の補正比率を、４０％→０％のように変更する。なお、前述してきた実施例５の構成に前述の実施例２〜４の構成を適宜適用することも可能である。

実施例６では、実施例５においてトナートリボの変動を考慮したものである。実施例５と同様に感光体ドラム２０１上のトナー載り量と現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）を計測する。今回、トナー載り量は０．３８ｍｇ／ｃｍ^２（載り量補正量＝０．０７ ｍｇ／ｃｍ^２）、充電電位差は２０Ｖであった。

実施例５（載り量補正量＝０．０４ ｍｇ／ｃｍ^２、充電電位差は２０Ｖ）と比較し、充電電位差は同じあるのに、トナーの載り量が大幅に低下している。これはトナーの帯電量が上昇し、トナーの載り量に対する現像後トナー電位が高くなっているためと予想される。このことは、目標載り量である０．４５ｍｇ／ｃｍ^２を現像するには、現像コントラストを大きくする必要があることを示唆している。そこで本実施例では補正ＤＣ値を決める演算部５２で下記演算を実施する。

［数１］ ｄＤＣ＝（Ｖｔｏｎｅｒ−Ｖｌ）／ＭＳ＿ｄｒ＊ＭＳ＿ｔａｒｇｅｔ・・・（１）
ここでＶｔｏｎｅｒは計測された現像トナー電位、Ｖｌは露光部電位、ＭＳ＿ｄｒは計測されたドラム上トナー載り量、ＭＳ＿ｔａｒｇｅｔは目標トナー載り量を表している。

今回、Ｖｔｏｎｅｒ＝３３０Ｖ、Ｖｌ＝１５０Ｖ、ＭＳ＿ｄｒ＝０．３８ｍｇ／ｃｍ^２、ＭＳ＿ｔａｒｇｅｔ＝０．４５ｍｇ／ｃｍ^２なので、補正ＤＣ電位“ｄＤＣ＝２１３Ｖ”が得られる。ＡＣ成分の補正量は実施例５と同様に、載り量補正量＝０．０７ ｍｇ／ｃｍ^２から図４（ａ）を元にＡＣ＝１４０Ｖが得られる。得られた補正値に応じて、ＤＣバイアス電源５８およびＡＣバイアス電源５９を制御することで、所望のトナー載り量補正を実現することができた。

結果を図５の表に示す。表から判るとおり、所望のトナー載り量０．４５ｍｇ／ｃｍ^２を実現するとともに、白抜けやキャリア付着等のない良好な出画像が得られるものである。

［従来例］

従来例では、実施例１の制御の中で、載り量の補正を露光部電位（Ｖｌ）の変更により現像コントラスト（Ｖｃｏｎｓｔ）を調整することのみで行った。変更後のトナー載り量は、実施例１〜４と同様に、０．５５ｍｇ／ｃｍ^２、載り量補正値は０．１０ｍｇ／ｃｍ^２とした。

本比較例では、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差が５０Ｖと、実施例１と同様に「現像性が悪い状態」と言えるが、Ｖｃｏｎｔのみの調整で載り量の制御をおこなった。具体的には、露光部電位を初期設定の１５０Ｖから１２０Ｖ低下させて３０Ｖとし、現像ＤＣバイアスは３５０Ｖ、現像ＡＣバイアスは１２００Ｖと初期設定値を用いて画像出力をおこなった。

この設定により現像コントラストが、当初の２００Ｖから補正後には３２０Ｖに変更された。現像コントラストを変更した結果、載り量が０．０９ｍｇ／ｃｍ^２増加し０．５４ｍｇ／ｃｍ^２となった。一方でこのときの現像のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）の電位差は９０Ｖと、載り量補正前の５０Ｖに対して大きな値となってしまった。

結果を図５の表に示す。表から判るとおり、トナー載り量が充分に補正出来ていないばかりでなく、白抜けやキャリア付着で弊害が発生している。

以上で述べたように、本出願人らは、装置の現像性の良否を判断するには、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）との電位差を指標にすることが有効であることを見出した。現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）との電位差が小さいときは、所望のトナー電位まで現像が進んでおり現像性が良好と判断できる。その反対に、現像後のトナー電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と現像ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）との電位差が大きいときは、所望のトナー電位まで現像が進んでおらず現像性が悪いと判断できる。

以上のような現像性の良否の判断に応じ、現像性が良いときは現像コントラストを調整し、現像性が悪いときは現像ＡＣバイアスを調整することで適切なトナー載り量の制御がおこなえる。また現像剤の劣化状態は経時的に変化するので、現像性の良否レベルの判断をその都度おこない、載り量制御についてもその良否レベルに応じ現像コントラストと現像ＡＣバイアスの制御比率を段階的に変えていくことがより好適である。

さらに本出願人らは複数の現像スリーブを用いた現像装置において、トナーの載り量補正を上流の現像スリーブでおこなうことで、画像性と載り量の両立が図れることを見出した。筆者らの検討では、現像コントラストの大きいベタ画像領域では、上流の現像スリーブで現像されたトナーは下流の現像スリーブでも入れ替わらずそのまま出力される。

これに対し、潜像電位がＶｄｃよりＶｄ側にあるハイライトからハーフトーンの画像領域では、上流の現像スリーブで現像された像担持体上のトナー像が下流の現像スリーブで入れ替わり、最終的に最下流の現像スリーブで現像されたトナー像が出力される。このことからベタ領域のトナー載り量は上流の現像スリーブで制御すれば良く、文字再現やハーフトーンの粒状性などハイライトからハーフトーン領域の画像性は下流の現像スリーブで制御する必要がある。

以上複数の現像スリーブを用いた現像装置で載り量補正する場合には、上流の現像スリーブで前述の制御をおこない下流の現像スリーブでは画像性を重視した制御をおこなうことが好適である。

５０・・・・電位計測器（電位センサ）
８０・・・載り量センサ（濃度センサ）
１００、２００・・・画像形成装置。
２０１・・・感光体ドラム（像担持体）
２０９、３０９・・・現像装置
５００・・・コントローラ
５００Ｂ・・設定部
Ｖｄｃ・・・現像ＤＣバイアス
Ｖｌ・・・・露光部電位

Claims (8)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面に形成された静電像を現像ＤＣバイアスに現像ＡＣバイアスを重畳させた現像バイアスで現像可能な現像装置と、
   前記現像装置によって現像されたトナー像のトナー電位を検知する電位センサと、
   前記トナー像を形成したときに設定される現像ＤＣバイアスと、前記トナー電位との電位差が第１所定値の場合よりも、前記第1所定値よりも大きい第２所定値の場合の方が、前記像担持体上の画像部電位と現像ＤＣバイアスとの電位差であるコントラスト電位に対する現像ＡＣバイアスの比率が大きくなるように、前記コントラスト電位及び前記現像ＡＣバイアスを制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラは、前記第１所定値の場合よりも、前記第２所定値の場合の方が、前記コントラスト電位の比率が小さくなるようにしながら前記コントラスト電位に対する前記現像ＡＣバイアスの比率が大きくなるように、前記コントラスト電位及び前記現像ＡＣ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。
3. 前記コントローラは、前記第１所定値の場合よりも、前記第２所定値の場合の方が、前記コントラスト電位の比率を変えることなく前記コントラスト電位に対する前記現像ＡＣバイアスの比率が大きくなるように、前記コントラスト電位及び前記現像ＡＣ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。
4. 前記現像装置によって前記像担持体に現像されたトナー載り量に関する情報を検知する濃度センサと、
   画像形成時の目標トナー載り量を設定する設定部と、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記設定部により設定された目標トナー載り量と、前記濃度センサの検知結果と、に基づいて、前記像担持体上の画像部電位と現像ＤＣバイアスとの電位差であるコントラスト電位の補正量、及び、現像ＡＣバイアスの補正量を算出して、
   前記コントラスト電位の補正量に前記コントラスト電位の比率を乗じたコントラスト電位、及び、前記現像ＡＣバイアスの補正量に前記現像ＡＣバイアスの比率を乗じた現像ＡＣバイアスを算出して、
   前記現像ＤＣバイアスと前記トナー電位との電位差が０の初期条件のときのコントラスト電位及び前記現像ＡＣバイアスに足すことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. シートの種別を判断する種別センサを有する複数のカセットと、
   前記複数のカセットのうちで前回使用したカセットから次回使用するカセットに設定を変更する設定部と、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記設定部により設定された次回使用するカセットのシートに規定される目標トナー載り量と、前回使用したカセットのシートに規定される目標トナー載り量と、に基づいて、前記像担持体上の画像部電位と現像ＤＣバイアスとの電位差であるコントラスト電位の補正量、及び、現像ＡＣバイアスの補正量を算出して、
   前記コントラスト電位の補正量に前記コントラスト電位の比率を乗じたコントラスト電位、及び、前記現像ＡＣバイアスの補正量に前記現像ＡＣバイアスの比率を乗じた現像ＡＣバイアスを算出して、
   前記現像ＤＣバイアスと前記トナー電位との電位差が０の初期条件のときのコントラスト電位及び現像ＡＣバイアスに足すことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像装置は、相互に独立して現像ＤＣバイアスが制御可能な複数の現像剤担持体を有し、
   前記コントローラは、前記像担持体の回転方向で上流に位置する前記現像剤担持体の現像ＤＣバイアスの変更量を、前記像担持体の回転方向で下流に位置する前記現像剤担持体の現像ＤＣバイアスの変更量よりも大きく変更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。
7. 前記現像装置は、相互に独立して現像ＤＣバイアスが制御可能な複数の現像剤担持体を有し、
   前記コントローラは、前記像担持体の回転方向で最も上流に位置する前記現像剤担持体の現像ＤＣバイアスを変更することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記コントラスト電位の変更は、前記現像ＤＣバイアス及び前記画像部電位の少なくともいずれか一方を変更することで行われることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。