JP2018004986A

JP2018004986A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2018004986A
Application number: JP2016132411A
Authority: JP
Inventors: 浩山▲崎▼; Hiroshi Yamazaki
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】トナー担持体上のトナー層厚に応じて現像バイアスを補正することが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像ローラー６３は、感光体ドラム３１に非接触で対向配置され、感光体ドラム３１に形成された静電潜像にトナーを供給する。電圧印加部５１は、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する。層厚検出部５３は、現像ローラー６３上のトナー層厚を検出する。電圧補正部５２は、層厚検出部５３によって検出されるトナー層厚に応じて現像バイアスを補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体とトナー担持体との間に現像バイアスを印加する画像形成装置に関する。

像担持体とトナー担持体との間の距離の変動に起因する画質の劣化を抑制するために、現像バイアスの印加に応じて像担持体とトナー担持体との間に流れる交流電流の変化量を検出し、当該変化量に応じて現像バイアスを補正する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５５３０６９４号明細書

しかしながら、像担持体とトナー担持体との間の距離と、像担持体とトナー担持体との間に流れる交流電流との関係は、トナー担持体上のトナー層厚によって変化し得る。よって、トナー担持体上のトナー層厚を考慮せずに現像バイアスを補正すると、現像バイアスを適切に補正できないことがある。

本発明の目的は、トナー担持体上のトナー層厚に応じて現像バイアスを補正することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、トナー担持体と、電圧印加部と、層厚検出部と、電圧補正部と、を備える。前記像担持体には、静電潜像が担持される。前記トナー担持体は、前記像担持体に非接触で対向配置され、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給する。前記電圧印加部は、前記像担持体と前記トナー担持体との間に直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する。前記層厚検出部は、前記トナー担持体上のトナー層厚を検出する。前記電圧補正部は、前記層厚検出部によって検出されるトナー層厚に応じて前記現像バイアスを補正する。

本発明によれば、トナー担持体上のトナー層厚に応じて現像バイアスを補正することが可能な画像形成装置が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置の断面の構成を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像バイアスの補正方法を示す図である。図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で用いられる補正情報の一例を示す図である。図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像バイアスの補正方法を示す図である。図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される電圧補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、画像形成装置１０が使用可能に設置された状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向と定義し、図１に示される面を画像形成装置１０の正面として前後方向を定義し、画像形成装置１０の正面を基準にして左右方向を定義する。

＜画像形成装置１０の構成＞
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。図１に示されるように、画像形成装置１０は、画像読取部１、画像形成部３、給紙部４、制御部５等を備える。なお、画像形成装置１０は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、本発明の画像形成装置は、プリンター、ＦＡＸ装置、複写機、或いはこれらの機能を備えた複合機であってもよい。

画像読取部１は、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）２を備える。画像読取部１は、ＡＤＦ２或いはコンタクトガラス１１にセットされた原稿Ｐの画像を読み取って画像データを取得する。画像読取部１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）などの撮像素子、光学レンズ、光源等を備える。

給紙部４は、画像形成部３において画像が形成される用紙Ｓを給送する。給紙部４には、不図示の給紙カセットが設けられており、この給紙カセットに収容された複数の用紙Ｓを一枚ずつ取り出して画像形成部３に給送する。

画像形成部３は、画像読取部１で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて電子写真方式による画像形成処理（印刷処理）を実行する。画像形成部３は、感光体ドラム３１（本発明の像担持体の一例）、帯電装置３２、ＬＳＵ（Laser Scanner Unit）３３、現像装置３４、転写ローラー３５、クリーニングブレード３０、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及びトナーコンテナ３９等を備える。

画像形成部３では、給紙部４から給送された用紙Ｓに以下の手順で画像が形成される。まず、帯電装置３２によって感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、ＬＳＵ３３によって感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は、ステッピングモーター（不図示）により駆動される現像装置３４によってトナー像として現像（可視像化）される。続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は転写ローラー３５によって用紙Ｓに転写される。その後、用紙Ｓに転写されたトナー像は、その用紙Ｓが前記定着ローラー３７及び前記加圧ローラー３８の間を通過する際に、前記定着ローラー３７で加熱されて用紙Ｓに溶融定着する。用紙Ｓに転写されずに感光体ドラム３１の外周面上に残存したトナーは、クリーニングブレード３０によって除去される。感光体ドラム３１の電位は除電装置３６で除電される。このように画像が形成された用紙Ｓは、その後、排紙トレイ４０に排出される。なお、現像によって現像装置３４の内部のトナーが減少すると、トナーコンテナ３９からトナーが補給される。

制御部５は、画像形成装置１０を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、モータードライバー等を有する。制御部５のモータードライバー（不図示）は、ステッピングモーター（不図示）を駆動制御して、現像装置３４に設けられた後述の撹拌スクリュー６１Ａ，６１Ｂ、磁気ローラー６２、現像ローラー６３（本発明のトナー担持体の一例）などの回転体を回転駆動させる。

＜現像装置３４の構成＞
次に、図２を参照して、現像装置３４について詳細に説明する。現像装置３４は、トナーと磁性キャリアとを主要成分とする所謂２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する）を用いて感光体ドラム３１の静電潜像を現像するものである。図２に示されるように、現像装置３４は、現像剤が収納される現像容器６０を備える。現像容器６０は、現像剤を収容するとともに、現像装置３４の筐体としての役割も担う。現像容器６０は、現像装置３４の長手方向（前後方向）に長い形状である。現像容器６０は仕切壁６０Ａによって２つの収容室、すなわち、第１収容室６０Ｂ及び第２収容室６０Ｃに区画されている。第１収容室６０Ｂ及び第２収容室６０Ｃに現像剤が収容されている。第１収容室６０Ｂ及び第２収容室６０Ｃは、完全に仕切り分けられているのではなく、前後方向における両端部に両室を連通する連通路（不図示）が設けられている。

第１収容室６０Ｂには第１撹拌スクリュー６１Ａが回転可能に設けられている。第２収容室６０Ｃには第２撹拌スクリュー６１Ｂが回転可能に設けられている。第１撹拌スクリュー６１Ａ及び第２撹拌スクリュー６１Ｂは、ステッピングモーター（不図示）からギヤなどの伝達機構を介して伝達された回転駆動力を受けることにより回転する。これにより、補給口６０Ｄを通じてトナーコンテナ３９（図１参照）から補給（供給）されたトナー及び磁性キャリアを含む現像剤が撹拌されつつ軸方向へ搬送される。また、第１撹拌スクリュー６１Ａ及び第２撹拌スクリュー６１Ｂによって現像剤が撹拌されることにより、現像に必要な電荷がトナーに帯電する。現像剤は、仕切壁６０Ａに形成された前記連通路を介して第１収容室６０Ｂ及び第２収容室６０Ｃ間を循環搬送される。

現像容器６０の内部に磁気ローラー６２及び現像ローラー６３が設けられている。磁気ローラー６２は、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤がローラー表面に保持されるものである。磁気ローラー６２は、第２収容室６０Ｃの第２撹拌スクリュー６１Ｂの上側に配置されている。現像ローラー６３は、磁気ローラー６２の左斜め上方に、磁気ローラー６２と対向するように配置されている。磁気ローラー６２及び現像ローラー６３は、その対向位置において所定のギャップを隔てた状態で互いの表面が対向するように設けられている。

現像ローラー６３は、現像容器６０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム３１に非接触で対向配置されている。つまり、現像ローラー６３は、感光体ドラム３１の外周面に対向するように配置されている。

磁気ローラー６２は、非磁性の回転スリーブ６２Ａと、複数の磁極を有する磁気ローラー側磁極６２Ｂとにより構成されている。回転スリーブ６２Ａは、現像装置３４の図示しないフレームに回転可能に支持されている。磁気ローラー側磁極６２Ｂは、回転スリーブ６２Ａに内包されている。つまり、磁気ローラー６２の内部に磁気ローラー側磁極６２Ｂが設けられている。磁気ローラー側磁極６２Ｂは、回転スリーブ６２Ａの内部で図示しないフレームに固定されている。磁気ローラー側磁極６２Ｂは、主極、規制極、搬送極、剥離極、及び汲上極の５極の磁極を有する。各磁極は、例えば、磁力を発生する永久磁石で構成されている。これらの磁極は、第２収容室６０Ｃの現像剤を磁気ローラー６２に汲み上げたり、現像後に残存する現像剤を磁気ローラー６２から剥離させたりする用途に用いられる。

現像容器６０には、磁気ローラー６２上の現像剤を規制するための規制ブレード６５が設けられている。規制ブレード６５は、例えば、非磁性体或いは磁性体で構成されている。規制ブレード６５は、磁気ローラー６２に対向して配置される。規制ブレード６５の先端部と磁気ローラー６２のローラー面との間には所定のギャップ（間隙）が形成されている。磁気ローラー６２に付着した現像剤層が、磁気ローラー６２の回転に伴って搬送されると、現像剤層の層厚が規制ブレード６５によって規制される。これにより、磁気ローラー６２の表面には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。

現像ローラー６３は、円筒状の現像スリーブ６３Ａと、現像ローラー側磁極６３Ｂとにより構成されている。現像スリーブ６３Ａは、現像装置３４の図示しないフレームに回転可能に支持されている。現像ローラー側磁極６３Ｂは、現像スリーブ６３Ａに内包されている。つまり、現像ローラー６３の内部に現像ローラー側磁極６３Ｂが設けられている。現像ローラー側磁極６３Ｂは、例えば、磁力を発生する永久磁石で構成されている。

磁気ローラー側磁極６２Ｂの主極と現像ローラー側磁極６３Ｂとの間の磁界によって、磁気ローラー６２における現像ローラー６３との対向位置に、現像ローラー６３へ延びるブラシ状の現像剤（磁気ブラシ）が形成される。また、磁気ローラー６２と現像ローラー６３との間には、磁気ローラー６２上のトナー（磁気ブラシに含まれているトナー）を現像ローラー６３に移動させるための搬送バイアスが印加される。前記磁気ブラシ及び搬送バイアスによって現像ローラー６３の表面にトナーが運ばれて、現像ローラー６３の表面にトナー薄層が形成される。

現像ローラー６３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー６３の回転によって、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との対向部分である現像領域に搬送される。現像ローラー６３と感光体ドラム３１との間には、現像ローラー６３上のトナーを感光体ドラム３１に移動させるための現像バイアスが印加される。この現像バイアスによってトナーが飛翔し、感光体ドラム３１上の静電潜像が現像される。すなわち、現像ローラー６３は、周面に担持しているトナーを感光体ドラム３１に形成された静電潜像に供給する。

ところで、感光体ドラム３１又は現像ローラー６３の偏心によって、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の距離が変動することがある。感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の距離が変動すると、前記現像領域における電界の強度が変動するため、周期的な濃度むらが発生してしまうことがある。そこで、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の距離の変動に起因する画質の劣化を抑制するために、現像バイアスの印加に応じて感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に流れる交流電流の変化量を検出し、当該変化量に応じて現像バイアスを補正する画像形成装置が知られている。しかしながら、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の距離と、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に流れる交流電流との関係は、現像ローラー６３上のトナー層厚によって変化し得る。よって、現像ローラー６３上のトナー層厚を考慮せずに現像バイアスを補正すると、現像バイアスを適切に補正できないことがある。

これに対して、本実施形態の画像形成装置１０では、以下で説明するように、トナー担持体上のトナー層厚に応じて現像バイアスを補正することが可能である。よって、本実施形態の画像形成装置１０では、現像バイアスを適切に補正することができる。

制御部５には、記憶部７１（本発明の補正情報記憶部の一例）、直流電源部７２、交流電源部７３、電流検出部７４、トナー濃度センサー７５等が電気的に接続されている。

記憶部７１は、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性の記憶部である。記憶部７１には、制御部５によって実行される各種の制御プログラム、及び後述する補正情報９（図６参照）などが記憶される。

直流電源部７２は、現像ローラー６３に直流電圧を印加する。直流電源部７２は、例えば、トランスにより変圧した交流電圧を整流器で直流電圧に変換し、これを現像バイアスの直流成分として出力する。直流電源部７２から出力される直流電圧の電圧値は、制御部５から出力される制御信号に応じて変更可能である。

交流電源部７３は、現像ローラー６３に交流電圧を印加する。交流電源部７３は、例えば、トランスにより変圧した交流電圧を現像バイアスの交流成分として出力するとともに、これを前記直流成分に重畳させて現像バイアスとして出力する。交流電源部７３から出力される交流電圧の特性（例えば、ピーク間電圧、周波数、デューティー比等）は、制御部５から出力される制御信号に応じて変更可能である。

直流電源部７２から出力される直流電圧と交流電源部７３から出力される交流電圧とが重畳された電圧である現像バイアスが現像ローラー６３に印加されることによって、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間には、電位差が発生する。この電位差によって、現像ローラー６３の周面に担持されたトナーが、感光体ドラム３１に向けて供給され、感光体ドラム３１上に形成されている静電潜像の現像が行われる。

電流検出部７４は、現像バイアスの印加に応じて感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に流れる交流電流を検出し、当該検出した交流電流の大きさを示す検出信号を制御部５に向けて出力する。例えば、電流検出部７４は、交流電源部７３から現像ローラー６３に向けて出力される電流の電流値を測定する。

トナー濃度センサー７５は、現像ローラー６３の表面に対向して配置されている（図２参照）。トナー濃度センサー７５としては、例えば反射型濃度センサーを用いることができる。反射型濃度センサーは、発光素子及び受光素子を用いて、現像ローラー６３上のトナーから得られる正反射光及び乱反射光から濃度を検出する。

図３に示すように、制御部５は、現像バイアスに関連する処理部として、電圧印加部５１、電圧補正部５２、及び層厚検出部５３を備える。なお、制御部５は、前記制御プログラムに従って各種の処理を実行することにより、これらの各処理部として機能する。また、制御部５は、これらの各処理部の一部又は複数の処理機能を実現する電子回路を備えるものであってもよい。

電圧印加部５１は、直流電源部７２及び交流電源部７３に制御信号を出力して、前記像担持体と現像ローラー６３との間に直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する。

電圧補正部５２は、層厚検出部５３によって検出されるトナー層厚に応じて現像バイアスを補正する。電圧補正部５２による現像バイアスの補正方法の詳細については後述する。

層厚検出部５３は、トナー濃度センサー７５からの出力信号に基づいて、現像ローラー６３上のトナー層厚を検出する。例えば、トナー濃度センサー７５からの出力信号と現像ローラー６３上のトナー層厚との関係を示す情報が記憶部７１等に予め記憶されており、層厚検出部５３は、当該情報に基づいて、現像ローラー６３上のトナー層厚を検出することができる。

＜現像バイアスの補正方法＞
次に、図４〜図７を参照して、本実施形態の画像形成装置１０における現像バイアスの補正方法について説明する。

現像ローラー６３に偏心が生じている場合、現像ローラー６３の回転に伴って、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の距離（以下、現像距離と称する）が変動する。この場合、現像距離は、図４に示す波形８１のように、現像ローラー６３の回転周期Ｔｓで周期的に変動する。

一方、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に一定の交流電圧を印加した場合に電流検出部７４によって検出される直流電流は、現像距離が短いほど大きくなり、現像距離が長いほど小さくなる。よって、現像ローラー６３に偏心が生じている場合、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に一定の交流電圧を印加した場合に電流検出部７４によって検出される交流電流は、図４に示す波形８２のように、現像ローラー６３の回転周期Ｔｓで周期的に変動する。したがって、電流検出部７４によって検出される交流電流の変動から、現像距離の変動を知ることができる。

現像距離が変動すると、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の電界強度が変動して、濃度むらが生じることがある。そこで、電圧補正部５２は、電流検出部７４の検出結果に基づいて、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の距離の周期的な変動に応じた感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の電界強度の変動を抑制するように現像バイアスの直流電圧を補正する。例えば、電圧補正部５２は、画像形成装置１０の電源投入直後、現像ローラー６３の交換直後など、非画像形成時の所定のタイミングにおいて偏心測定を行って、現像バイアスの直流成分を補正するための補正電圧を決定する。偏心測定時には、制御部５は、現像ローラー６３を回転させつつ、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に所定の交流電圧を印加する。電圧補正部５２は、そのときに電流検出部７４によって検出される交流電流に基づいて、図４に示す波形８３のような補正電圧を決定する。補正電圧は、電流検出部７４によって検出される交流電流が最小になるタイミング（すなわち、現像距離が最大になるタイミング）で最大となり、電流検出部７４によって検出される交流電流が最大になるタイミング（すなわち、現像距離が最小になるタイミング）で最小となる。このようにして決定された補正電圧を示す補正電圧データは、例えば、記憶部７１に記憶される。なお、補正電圧は、現像ローラー６３の回転周期Ｔｓで周期的に変動するので、記憶部７１に記憶すべき補正電圧データは、現像ローラー６３の１回転分に対応する補正電圧を示すものであればよい。

画像形成時には、記憶部７１に記憶されている補正電圧データに基づいて、現像ローラー６３の回転に同期して、現像バイアスの直流電圧（例えば、５０Ｖ）に前記補正電圧が重畳される。前記補正電圧は、現像距離が長いほど大きくなるので、前記補正電圧が重畳された現像バイアスの直流成分も、図４に示す波形８４のように、現像距離が長いほど大きくなる。すなわち、電圧補正部５２は、電流検出部７４によって検出される交流電流が小さいほど、現像バイアスの直流電圧を大きくする。この結果、現像ローラー６３の偏心に起因する感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の電界強度の変動が抑制される。

ところで、偏心測定時と画像形成時とで、現像ローラー６３上のトナー層厚が異なることがある。例えば、画像濃度を調整するキャリブレーション処理が行われたとき、又はプロセス速度が変更されたときなどに、磁気ローラー６２と現像ローラー６３との間に印加される搬送バイアスが調整されて、現像ローラー６３上のトナー層厚が変化することがある。現像ローラー６３上のトナー層厚が変化すると、それに応じて感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間の抵抗成分が変化するため、感光体ドラム３１と現像ローラー６３との間に流れる交流電流も変化する。よって、偏心測定時から現像ローラー６３上のトナー層厚が変化すると、偏心測定時に決定された補正電圧では現像バイアスを適切に補正できないことがある。そこで、本実施形態では、現像ローラー６３上のトナー層厚に応じて現像バイアスが補正される。

電圧補正部５２は、層厚検出部５３によって検出されるトナー層厚に応じて当該補正時の補正量を変化させる。具体的には、電圧補正部５２は、層厚検出部５３によって検出されるトナー層厚が厚いほど当該補正時の補正量を大きくする。例えば、電圧補正部５２は、図５に示すような補正情報９に基づいて現像バイアスの直流電圧の補正量を決定してもよい。補正情報９は、層厚検出部５３によって検出されるトナー層厚と、現像バイアスの直流電圧の補正量（具体的には、現像バイアスの直流電圧に重畳される補正電圧のピーク間電圧）との対応関係を示す情報である。補正情報９は、例えば、実験結果に基づいて生成されて、記憶部７１に予め記憶されている。

電圧補正部５２は、図５に示す補正情報９に基づいて、トナー層厚が２．０〜２．５［ｇ／ｍ²］である場合には、補正電圧のピーク間電圧を１．６［Ｖ］に設定する。その結果、現像バイアスの直流電圧に重畳される補正電圧は、図６に示す波形８３ａのようになる。また、電圧補正部５２は、トナー層厚が２．５〜３．０［ｇ／ｍ²］である場合には、補正電圧のピーク間電圧を１．８［Ｖ］に設定する。その結果、現像バイアスの直流電圧に重畳される補正電圧は、図６に示す波形８３ｂのようになる。また、電圧補正部５２は、トナー層厚が３．０〜３．５［ｇ／ｍ²］である場合には、補正電圧のピーク間電圧を２．０［Ｖ］に設定する。その結果、現像バイアスの直流電圧に重畳される補正電圧は、図６に示す波形８３ｃのようになる。

なお、比較例として、補正電圧のピーク間電圧をトナー層厚に関係なしに１．８［Ｖ］に固定した場合の画質を確認したところ、トナー層厚が２．５〜３．０［ｇ／ｍ²］である場合には濃度むらは見られなかった。しかしながら、トナー層厚が２．０〜２．５［ｇ／ｍ²］である場合と、トナー層厚が３．０〜３．５［ｇ／ｍ²］である場合とで、濃度むらが見られた。一方、図５に示す補正情報９に基づいて補正電圧のピーク間電圧を制御した場合の画質を確認したところ、上記の全ての場合において、濃度むらは見られなかった。

なお、図５に示す補正情報９では、各トナー層厚に対応する補正電圧のピーク間電圧が示されているが、これは単なる一例に過ぎない。他の例として、トナー層厚が２．０〜２．５［ｇ／ｍ²］である場合の補正電圧のピーク間電圧を基準とした場合の、各トナー層厚に対応する補正電圧のピーク間電圧の比率が、補正情報９に示されていてもよい。

次に、図７を参照しつつ、制御部５によって実行される電圧補正処理の手順の一例について説明する。ここで、ステップＳ１，Ｓ２，・・・は、制御部５により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。なお、前記電圧補正処理は、例えば、画像形成装置１０の電源がオンされたことに応じて開始され、その後、画像形成装置１０の電源がオフされたことに応じて終了される。

＜ステップＳ１＞
まず、ステップＳ１において、制御部５は、偏心測定タイミングが到来したか否かを判断する。例えば、制御部５は、画像形成装置１０の電源投入直後、又は現像ローラー６３の交換直後であれば、偏心測定タイミングが到来したと判断する。そして、偏心測定タイミングが到来したと判断されると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ２に移行する。一方、偏心測定タイミングが到来していないと判断されると（Ｓ１：Ｎｏ）、処理がステップＳ３に移行する。

＜ステップＳ２＞
ステップＳ２において、制御部５は、偏心測定を行う。偏心測定の詳細は前述した通りであるので、ここでは説明を省略する。偏心測定の結果、補正電圧が決定されて、補正電圧を示す補正電圧データが記憶部７１に記憶される。

＜ステップＳ３＞
ステップＳ３において、制御部５は、トナー濃度センサー７５からの出力信号に基づいて現像ローラー６３上のトナー層厚を検出し、現像ローラー６３上のトナー層厚が変化したか否かを判断する。そして、トナー層厚が変化したと判断されると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ４に移行する。一方、トナー層厚が変化していないと判断されると（Ｓ３：Ｎｏ）、処理がステップＳ５に移行する。

＜ステップＳ４＞
ステップＳ４において、制御部５は、記憶部７１に記憶されている補正情報９に基づいて、検出されたトナー層厚に応じて補正電圧（すなわち、記憶部７１に記憶されている補正電圧データ）を変更する。

なお、前記ステップＳ３，Ｓ４の処理は、画像濃度を調整するキャリブレーション処理が行われたとき、又はプロセス速度が変更されたときにのみ行われてもよい。

＜ステップＳ５＞
ステップＳ５において、制御部５は、画像形成指示を示す信号が入力されたか否かを判断する。そして、画像形成指示を示す信号が入力されたと判断されると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ６に移行する。一方、画像形成指示を示す信号が入力されていないと判断されると（Ｓ５：Ｎｏ）、処理がステップＳ１に戻る。

＜ステップＳ６＞
ステップＳ６において、制御部５は、補正電圧（すなわち、記憶部７１に記憶されている補正電圧データ）に基づいて、現像ローラー６３に現像バイアスを印加する。具体的には、制御部５は、記憶部７１に記憶されている補正電圧データに基づいて直流電源部７２を制御して、現像ローラー６３の回転に同期して、現像バイアスの直流電圧に補正電圧を重畳する。画像形成が終了すると、処理がステップＳ１に戻る。

なお、前記ステップＳ２，Ｓ４の処理は、制御部５の電圧補正部５２によって実行される。前記ステップＳ３の処理は、制御部５の層厚検出部５３によって実行される。前記ステップＳ６の処理は、制御部５の電圧印加部５１によって実行される。

以上のように、本実施形態によれば、現像ローラー６３上のトナー層厚に応じて現像バイアスが補正されるので、現像ローラー６３上のトナー層厚が変化しても、濃度むらを抑制することができる。

＜変形例＞
なお、本実施形態では、画像形成装置１０がモノクロ画像に対応する画像形成装置であるが、本発明はこれに限らない。本発明は、カラー画像に対応する画像形成装置にも適用することができる。この場合、各色に対応する現像装置毎に個別に現像バイアスが補正される。

また、本実施形態では、現像ローラー６３上のトナー層厚に応じて、現像バイアスの直流電圧に重畳される補正電圧のピーク間電圧を変化させているが、本発明はこれに限らない。現像ローラー６３上のトナー層厚に応じて現像性を変化させればよいので、例えば、現像ローラー６３上のトナー層厚に応じて、現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧（又は周波数、デューティー比など）を変化させてもよい。さらには、現像ローラー６３上のトナー層厚に応じて、現像バイアスの直流電圧のＤＣレベルを変化させてもよい。例えば、現像ローラー６３上のトナー層厚が相対的に薄い場合には、現像性を高めるために現像バイアスの直流電圧のＤＣレベルを大きくし、現像ローラー６３上のトナー層厚が相対的に厚い場合には、現像性を低めるために現像バイアスの直流電圧のＤＣレベルを小さくしてもよい。

５制御部
１０画像形成装置
３１感光体ドラム
３４現像装置
６２磁気ローラー
６３現像ローラー
７５トナー濃度センサー

Claims

表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に非接触で対向配置され、周面に担持しているトナーを前記像担持体に形成された静電潜像に供給するトナー担持体と、
前記像担持体と前記トナー担持体との間に直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する電圧印加部と、
前記トナー担持体上のトナー層厚を検出する層厚検出部と、
前記層厚検出部によって検出されるトナー層厚に応じて前記現像バイアスを補正する電圧補正部と、
を備える画像形成装置。
前記現像バイアスの印加に応じて前記像担持体と前記トナー担持体との間に流れる交流電流を検出する電流検出部を更に備え、
前記電圧補正部は、前記電流検出部の検出結果に基づいて前記現像バイアスを補正し、且つ、前記層厚検出部によって検出されるトナー層厚に応じて当該補正時の補正量を変化させる、
請求項１に記載の画像形成装置。
前記電圧補正部は、前記電流検出部の検出結果に基づいて、前記像担持体と前記トナー担持体との間の距離の周期的な変動に応じた前記像担持体と前記トナー担持体との間の電界強度の変動を抑制するように前記現像バイアスの直流電圧を補正し、且つ、前記層厚検出部によって検出されるトナー層厚が厚いほど当該補正時の補正量を大きくする、
請求項２に記載の画像形成装置。
前記電圧補正部は、前記電流検出部によって検出される交流電流が小さいほど、前記現像バイアスの直流電圧を大きくする、
請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
前記層厚検出部によって検出されるトナー層厚と、前記現像バイアスの直流成分の補正量との対応関係を示す補正情報を記憶する補正情報記憶部を更に備え、
前記電圧補正部は、前記補正情報に基づいて前記現像バイアスの直流電圧の補正量を決定する、
請求項２〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記層厚検出部は、前記トナー担持体の表面に対向して配置されたトナー濃度センサーからの出力信号に基づいて、前記トナー担持体上のトナー層厚を検出する、
請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。