JP2023071445A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】かぶりの発生とキャリアの付着とを抑制しつつ、濃度ムラを改善すること。【解決手段】画像形成装置は感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、現像剤に含まれるトナーを静電潜像に付着させて感光体の表面にトナー画像を形成する現像回転体を有する現像手段とを有する。回転体を使用してトナー画像をシートに形成する。画像形成装置は、トナー画像の濃度ムラを検知する検知手段と、回転体に印加される電圧を生成する生成手段と、生成手段を制御することで濃度ムラが減少するように、補正成分で電圧を変調させる制御手段とを有する。ただし、補正成分は、トナーのかぶりと、感光体へのキャリアの付着と、が低減されるように、制限される。【選択図】 図９

Description

本発明はシート上にトナー画像を形成する画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置は印刷業界にも普及し始めており、高速出力と高画質化への要求が急速に高まっている。高画質化に関する要求項目の中では、とりわけ、ページ内における画像濃度の均一性（濃度ムラの抑制）が注目されている。濃度ムラは、たとえば、現像スリーブ、感光体ドラムおよび帯電ローラなどの回転体の回転ムラに起因して、周期的に発生することがある。特許文献１によれば、このような周期的な濃度ムラを補正する方法が提案されている。とりわけ、特許文献１によれば、周期的な濃度ムラを相殺するように、現像電圧または帯電電圧を変調することが記載されている。

特開２０００－０９８６７５号

しかし、現像スリーブで生じる周期的な濃度ムラを改善するために、帯電電圧または現像電圧を変調すると、かぶりが発生したり、二成分現像剤のキャリアが感光体ドラムに過剰に付着したりしてしまうことがあった。かぶりとは、感光体ドラムの表面のうち露光されなかった領域にまでトナーが付着してしまう現象である。キャリアが想定よりも多く感光体ドラムに付着すると、キャリアがトナーの転写を妨げたり、感光体ドラムの表面を清掃する清掃部材の清掃時期または交換時期が早まってしまったりする。そこで、本発明は、かぶりの発生と、キャリアの付着とを抑制しつつ、濃度ムラを改善することを目的とする。

本発明は、たとえば、
感光体と、
前記感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤に含まれるトナーを前記静電潜像に付着させて前記感光体の表面にトナー画像を形成する現像回転体を有する現像手段と、
前記トナー画像をシートまたは中間転写体に転写する転写手段と、
前記トナー画像の濃度ムラを検知する検知手段と、
前記現像回転体に印加される現像バイアスであって直流成分と交流成分と含む現像電圧と、前記帯電手段に供給される帯電電圧とを生成する生成手段と、
前記生成手段を制御することで、前記濃度ムラが減少するように前記現像電圧の直流成分を第一補正成分に基づき変調させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記露光手段により露光されていない非露光領域に発生しうるトナーのかぶりと、前記トナー画像の元になる前記現像剤に含まれるキャリアの前記感光体に対する付着と、が低減されるように、前記現像電圧の直流成分を変調するための前記第一補正成分を制限することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、かぶりの発生とキャリアの付着とが抑制されつつ、濃度ムラが改善される。

画像形成装置を説明する図 現像に関する各種の電位を示す図 現像ガンマ特性を示す図 Ｖｂａｃｋラチチュードを説明する図 濃度センサの構成例を示す図 位相センサの構成例を示す図 位相センサの出力信号を示す図 制御装置を説明する図 濃度ムラの補正方法を示すフローチャート テスト画像を説明する図 Ｖｂａｃｋラチチュード、ＶｔｈおよびＶａを説明する図 Ｖｂａｃｋラチチュード、ＶｔｈおよびＶａを説明する図 環境条件とＶｂａｃｋラチチュードとの関係を説明する図 濃度ムラの補正方法を示すフローチャート 環境条件と閾値との関係を説明する図 濃度ムラの補正方法を示すフローチャート

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜実施例１＞
［画像形成装置］
図１において参照符号の末尾に付与された文字Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫは、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックといったトナーの色を示している。たとえば、参照符号の末尾にＹが付与されている構成部品は、イエローのトナー画像の形成に関与する。構成部品の説明において色を区別する必要が無い場合、末尾の文字が省略された参照符号が使用される。

画像形成装置１０１は、電子写真プロセスを用いて記録材（以下、シートと称す）に画像を形成する、複写機、複合機、およびプリンタなどである。制御回路４０は、画像形成装置１０１の各部を制御するコントローラである。たとえば、制御回路４０は、画像データを変換して画像信号を生成し、露光装置７に供給する。感光体１は、モータ等の駆動源により駆動されて時計回りに回転し、静電潜像およびトナー画像を担持する像担持体である。感光体１は、円筒状の回転体であることから感光ドラムと呼ばれることもある。帯電ローラ２は、制御回路４０により帯電バイアスＶｃを印加されることで、感光体１の表面を一様な電位（暗部電位Ｖｄ）に帯電させる。露光装置７は、画像信号に応じたレーザー光を感光体１に照射することで、感光体１の表面（周面）に静電潜像を形成する。現像装置３の現像スリーブ３１は、現像バイアスＶｄｃを印加され、静電潜像にトナーを付着させて感光体１の表面にトナー画像を形成する。現像装置３に収容される現像剤は、トナーとキャリアとを有する二成分現像剤であることが想定されている。一次転写ローラ６は、制御回路４０により一次転写バイアスを印加され、トナー画像を感光体１から中間転写ベルト８に転写する。ドラムクリーナ４は、中間転写ベルト８に転写されず、感光体１に残留したトナーを除去および回収する部材である。感光体１、現像スリーブ３１、帯電ローラ２およびドラムクリーナ４は、カートリッジ内に収納されて一体化されていてもよい。このようなカートリッジは、画像形成装置１０１の本体から着脱可能に構成される。感光体１、帯電ローラ２、露光装置７、現像スリーブ３１および一次転写ローラ６は、中間転写ベルト８に画像を形成する画像形成部として機能する。

中間転写ベルト８は、無端状のベルトであり、中間転写体と呼ばれることもある。中間転写ベルト８は、モータ等の駆動源により駆動されて反時計回りに回転する。四つの感光体１からそれぞれトナー画像が重ねて中間転写ベルト８に転写されることで、フルカラーのトナー画像が中間転写ベルト８上に形成される。中間転写ベルト８上に転写されたトナー画像は、二次転写部に搬送される。二次転写部は、中間転写ベルト８と二次転写ローラ１１とにより形成されるニップ部である。

画像形成装置１０１は、シートを給送する給送トレイである給送カセット１３を有している。給送カセット１３は多数のシートＰを収容する収容庫である。給送ローラ１４は、制御回路４０からの指示に従ってシートＰを給送カセット１３から搬送路１５へ送り出す。シートＰは、搬送路１５に沿って設けられた搬送ローラ１６、１８により二次転写部に搬送される。搬送ローラ１８はレジストレーションローラと呼ばれることもある。シートＰの搬送方向において搬送ローラ１８の下流にはシートセンサ２３が設けられていてもよい。

二次転写ローラ１１は、制御回路４０により二次転写バイアスを印加され、トナー画像を中間転写ベルト８からシートＰに転写する。ベルトクリーナ９は、シートＰに転写されず、中間転写ベルト８に残留したトナーを除去して回収する。二次転写ローラ１１は、シートＰを定着装置１７に搬送する。定着装置１７は、二つの回転体（定着ローラ２２と加圧ローラ２１）を有し、シートＰおよびトナー画像に熱と圧力とを加えることで、トナー画像をシートＰ上に定着させる。定着ローラ２２と加圧ローラ２１とが回転することで、シートＰは排出ローラ２０に搬送される。排出ローラ２０は、シートＰを画像形成装置１０１の外部に排出する。

濃度センサ７０は、中間転写ベルト８の表面に形成されたテスト画像の濃度を検知する。環境センサ８０は、画像形成装置１０１が設置されている環境の環境条件（例：温度、湿度、絶対水分量）を検知する。

［現像ガンマ特性、Ｖｂａｃｋラチチュード］
図２は濃度ムラ補正を行なわない場合の現像装置３における感光体１の電位と現像バイアスとの関係を示す。感光体１の表面は、レーザー光を照射された領域である露光領域と、レーザー光を照射されていない領域である非露光領域とを有する。非露光領域の表面電位は帯電電位（暗部電位Ｖｄ）と呼ばれる。露光領域の電位は露光電位（明部電位Ｖｌ）と呼ばれる。現像スリーブに印加される現像電圧の直流成分は現像バイアスＶｄｃと呼ばれる。本実施例では、現像性を向上させるために、現像電圧には直流成分に加えて交流成分が重畳される。たとえば、交流成分の周波数は１．４ｋＨｚであり、交流成分のピーク間電圧は１．５ｋＶである。このように、現像電圧は直流成分と交流成分とを有するが、本明細書においては、この直流成分が現像バイアスと表記される。

図２が示すように、現像コントラストＶｃｏｎｔは、明部電位Ｖｌと現像バイアスＶｄｃとの間の電位差（電圧）と定義される。現像コントラストＶｃｏｎｔは現像装置３におけるトナー駆動力の指標である。現像コントラストＶｃｏｎｔが大きいほど、感光体１へのトナーの付着量が増加する。その結果、画像濃度が高くなる。図２が示すように、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋは現像バイアスＶｄｃと暗部電位Ｖｄとの間の電位差と定義される。

図３は現像コントラストＶｃｏｎｔとトナー画像の反射率との関係（以下、現像ガンマ特性と称する）を示す。横軸は現像コントラストＶｃｏｎｔを示す。縦軸は反射率を示す。現像コントラストＶｃｏｎｔが増加するにつれて、トナー画像の反射率も増加する。

「かぶり」とは、感光体１の非露光領域にトナーが付着してしまう現象である。かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋが小さいと、非露光領域へのトナーの付着量が増える。かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋが大きいと、非露光領域へのキャリアの付着量が増える。かぶりは、原画像には存在しないトナー画像をもたらすため、画像品位を低下させる。感光体１に対するキャリアの過剰な付着は、一次転写部の画像の転写性能を低下させたり、ドラムクリーナ４の清掃能力を低下させたりする。よって、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋは適切な範囲（以下、Ｖｂａｃｋラチチュードと称する）内に設定される必要がある。

図４は、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋと反射率との関係と、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋとキャリア付着個数との関係を示す。横軸はかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋを示す。左の縦軸はかぶりの反射率を示す。右の縦軸はキャリア付着個数を示す。白丸はかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋと反射率との関係を示す。黒丸はかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋとキャリア付着個数との関係を示す。

Ｖｂａｃｋラチチュードは感光体１上のかぶりの反射率と感光体１上のキャリア付着量が所定の条件を満たすかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋの範囲のことを指す。実施例１では、感光体１上のかぶりの反射率が１．５％以下、かつ、感光体１上のキャリアの付着個数が１０個／ｃｍ^２以下を満たすかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋの範囲をＶｂａｃｋラチチュードと定義する。換言すれば、Ｖｂａｃｋラチチュードは、許容可能なＶｂａｃｋの下限と許容可能なＶｂａｃｋの上限との差である。Ｖｂａｃｋラチチュードについてマージンが考慮されることもある。この場合、マージンが考慮されたＶｂａｃｋラチチュードは、オリジナルのＶｂａｃｋラチチュードからマージンを差し引くことで求められる。図４が示す事例では、かぶりの反射率とキャリアの付着量とからなる条件を満たすかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋの下限は１００Ｖであり、上限は１８０Ｖである。つまり、Ｖｂａｃｋラチチュードは８０Ｖである。マージンが１０Ｖである場合、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋの下限は１０５Ｖであり、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋの上限は１７５Ｖである。よって、Ｖｂａｃｋラチチュードは７０Ｖである。以下では、Ｖｂａｃｋラチチュードはマージンが考慮されているとものとして説明される。

［テスト画像の検知］
図１が示すように、画像形成装置１０１は中間転写ベルト８の反射率を検知する濃度センサ７０を備える。濃度センサ７０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応した四つの反射型の光学センサを有してもよい。四つのセンサは、基本的に共通の構成を有する。

図５が示すように、濃度センサ７０は中間転写ベルト８と対向して配置される。ＬＥＤ７１は赤外光を出力する発光素子（光源）である。ＰＤ７２、７３は、中間転写ベルト８またはトナーパターン７４で反射した反射光７５を受光する受光素子（例：フォトダイオード）である。ＬＥＤ７１から中間転写ベルト８に向かう赤外光の入射角度は２０°である。ＰＤ７２は中間転写ベルト８およびトナーパターン７４に照射された光を起源とする反射光のうち、反射角度が－２０°となる正反射光を受光する。ＰＤ７３は、反射角度が５０°である拡散反射光を受光する。入射角度および反射角度は一例にすぎない。

濃度センサ７０は、ＬＥＤ７１に電流を供給する駆動回路と、受光量に応じてＰＤ７２およびＰＤ７３に流れる電流を電圧に変換するＩＶ変換回路と、を有していてもよい。

［位相検知］
図６が示すように、感光体１Ｙ～１Ｋ、帯電ローラ２Ｙ～２Ｋ、および現像スリーブ３１Ｙ～３１Ｋには、回転位相を検知する位相センサ５０が設けられていてもよい。モータ５４の出力軸５５は、感光体１などの回転体の回転中心をなす軸５３にカップリング機構などを介して接続されている。位相センサ５０は、フォトインタラプタ５１と、遮光部材５２と、を有している。遮光部材５２は、軸５３と一体に設けられ、軸５３の回転に伴って回転移動する。軸５３の回転することで遮光部材５２が所定の回転位置に来ると、フォトインタラプタ５１によって遮光部材５２が検出される。位相センサ５０は、フォトインタラプタ５１の出力に基づき、回転体の回転位相を検出する。

図６に示した例では、感光体１の軸５３とモータ５４の出力軸５５とが直結されたダイレクトドライブ方式が採用されているが、これは一例にすぎない。感光体１の軸５３とモータ５４の出力軸５５との間に減速機構が挿入されていてもよい。帯電ローラ２および現像スリーブ３１についても同様の駆動方式が採用可能である。ただし、帯電ローラ２は、感光体１に従動して回転してもよく、この場合、帯電ローラ２のためのモータ５４は不要となる。帯電ローラ２に代えて他の形状の帯電部材が採用される場合も、帯電ローラ２のためのモータ５４と位相センサ５０は不要となる。

図７はフォトインタラプタ５１の出力例を示している。遮光部材５２は感光体１などの回転体と同期して回転する。遮光部材５２がフォトインタラプタ５１を通過するときに、フォトインタラプタ５１の出力がほぼ０Ｖまで低下する。このときの出力の立ち下がりエッジは、感光体１の回転位相のホームポジションと定義される。ある立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジまでの期間は一周期Ｔ０である。遮光部材５２がフォトインタラプタ５１を通過している期間はＴｇである。一周期Ｔ０は回転位相で２πに相当する。よって、ホームポジションを基準とした相対的な回転位相が演算可能となる。

［コントローラ］
図８は制御回路４０の一例を示している。ＣＰＵ８０１は、メモリ８０２のＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に記憶された制御プログラムにしがって画像形成装置１０１を制御するプロセッシング回路である。メモリ８０２は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などを含んでもよい。画像処理部８０３は、外部コンピュータまたはイメージリーダから出力される画像データを変換して露光装置７用の画像信号を生成する。さらに、画像処理部８０３は、濃度ムラを測定するためのテスト画像の画像信号を生成するように構成されていてもよい。

ＣＰＵ８０１は、中間転写ベルト８上に形成されたテスト画像を濃度センサ７０に検知させ、濃度センサ７０の検知結果に基づき濃度ムラのプロファイルを作成してメモリ８０２に保持させる。なお、ＣＰＵ８０１は、濃度センサ７０のＬＥＤ７１の点灯と消灯の制御、および、ＰＤ７２、７３から出力される信号の変換などを担当してもよい。ＣＰＵ８０１は環境センサ８０を使用して画像形成装置１０１の環境データを取得する。ＣＰＵ８０１は、位相センサ５０の出力信号とタイマー８０５とを用いて回転体の回転位相を演算する。操作部８０４は、ユーザに情報を出力する表示装置と、ユーザからの指示を受け付ける入力装置とを有している。アクチュエータ群８０８は、画像形成装置１０１内に設けられたモータ５４およびソレノイドなどを含む。高圧電源８０９は、帯電バイアス、現像バイアス、および転写バイアスといった画像形成プロセスで必要となる各種の高電圧を生成する電源回路である。

ＣＰＵ８０１は制御プログラムを実行することで様々な機能を実現する。取得部８１１は、位相センサ５０により検知される回転位相（位相Φ）と、濃度センサ７０から出力される濃度（振幅Ｄ）とを関連付けてプロファイルを作成して、メモリ８０２に保存する。閾値決定部８１２は、補正決定部８１３で必要とされる閾値Ｖｔｈを環境条件に基づいて決定する。たとえば、閾値Ｖｔｈは、Ｖｂａｃｋラチチュードの半分であってもよい。よって、Ｖｂａｃｋラチチュードが７０Ｖであれば、閾値Ｖｔｈは３５Ｖに決定される。補正決定部８１３は、プロファイルと閾値Ｖｔｈに基づき現像バイアスＶｄｃを補正するための補正バイアスΔＶｄｃを決定する。補正バイアスΔＶｄｃは、現像バイアスＶｄｃを変調するために使用される補正成分である。補正成分は、たとえば、プロファイルと同様に、時間の関数または回転位相の関数であってもよい。補正決定部８１３は、プロファイルと閾値Ｖｔｈ'に基づき帯電バイアスＶｃを補正するための補正バイアスΔＶｃを決定する。補正バイアスΔＶｃは、帯電バイアスＶｃを変調するために使用される補正成分である。

振幅修正部８１４は、補正バイアスΔＶｄｃの振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超える場合に、振幅Ｖａを閾値Ｖｔｈ以下の値に修正する。なお、現像バイアスＶｄｃは、現像電圧の直流成分であることから、補正バイアスΔＶｄｃの振幅Ｖａと、変調された現像バイアスＶｄｃの振幅とは同一の値である。振幅修正部８１４は、補正バイアスΔＶｃの振幅Ｖｂが閾値Ｖｔｈ'を超える場合に、振幅Ｖｂを閾値Ｖｔｈ'以下の値に修正する。バイアス設定部８１５は、バイアス設定部８１５は、現像バイアスＶｄｃおよび帯電バイアスＶｃが出力されるよう、高圧電源８０９を設定する。バイアス設定部８１５は、現像バイアスＶｄｃの初期値に補正バイアスΔＶｄｃを加算したり、帯電バイアスＶｃの初期値に補正バイアスΔＶｃを加算したりする。これにより、高圧電源８０９は、変調された現像バイアスＶｄｃおよび変調された帯電バイアスＶｃを出力する。たとえば、暗部電位Ｖｄの初期値が－７００Ｖであり、Ｖｂａｃｋの許容範囲が－５９５Ｖ以上でかつ－５２５Ｖ以下であると仮定する。この場合、Ｖａｃｋラチチュードは７０Ｖであり、閾値Ｖｔｈは３５Ｖである。現像バイアスＶｄｃの初期値は－５６０Ｖである。補正成分ΔＶｄｃの振幅Ｖａ（つまり、補正成分ΔＶｄｃで変調された現像バイアスＶｄｃの振幅Ｖａ）が３５Ｖを超えていれば、補正成分ΔＶｄｃの振幅Ｖａが制限（削減）される。

現像バイアスＶｄｃおよび帯電バイアスＶｃの両方が変調されることは必須ではなく、いずれか一方が変調されればよい。濃度ムラが非常に少ない場合は、現像バイアスＶｄｃおよび帯電バイアスＶｃの両方が変調されなくてよい。

［濃度ムラの補正］
図９は実施例１における濃度ムラの補正方法を示すフローチャートである。濃度ムラ補正は、テスト画像の検知結果に基づき濃度ムラが減少するように画像形成条件（プロセス条件）を修正する処理である。具体的には、一定の現像バイアスＶｄｃで形成されるテスト画像の濃度が検知される。次に、検知結果から濃度ムラに含まれる現像スリーブ３１の回転周期に依拠したムラ成分が抽出される。抽出結果に基づいて現像スリーブ３１に起因した濃度ムラが相殺されるように、現像バイアスＶｄｃの変調方法が決定される。

ところで、現像バイアスＶｄｃを変調すると、現像バイアスＶｄｃを基準とするかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋが変化してしまう。したがって、変調された現像バイアスＶｄｃの振幅Ｖａが許容範囲（Ｖｂａｃｋラチチュード）を逸脱しないように、現像バイアスＶｄｃを変調することが求められる。これにより、濃度ムラの低減、かぶりの低減、およびキャリアの付着の抑制がバランスを取られる。

所定の開始条件が満たされると、ＣＰＵ８０１は、以下の処理を実行する。なお、所定の開始条件は、操作部８０４から明示的な開始指示が入力されたこと、消耗部品等が交換されたこと、または、累積での画像の形成枚数が所定枚数に達したことなどであってもよい。

Ｓ９０１でＣＰＵ８０１は、位相センサ５０の検知結果に基づき、現像スリーブ３１の回転位相のホームポジションを検知する。ＣＰＵ８０１は、ホームポジションのタイミングとテスト画像の位置との関係をメモリ８０２に記憶させてもよい。この関係は、ホームポジションが検知されたタイミングから、テスト画像が濃度センサ７０によって検知されるタイミングまでの時間差（待機時間）を示してもよい。つまり、ＣＰＵ８０１は、ホームポジションが検知されたタイミングから待機時間が経過したタイミングに、濃度センサ７０による濃度のサンプリングを開始してもよい。

Ｓ９０２でＣＰＵ８０１は、現像バイアスＶｄｃを変調せずにテスト画像を中間転写ベルト８上に形成する。図１０はテスト画像Ｔｐの概略を示す。テスト画像Ｔｐは単色で、単一階調の、副走査方向Ａｒ１に沿って延びる帯状の画像である。テスト画像Ｔｐの階調レベルとしては、図３示された現像ガンマ特性の傾きが大きい階調レベルが設定される。これにより、現像装置３で発生する濃度ムラを感度良く検知することが可能となる。実施例１では各色のテスト画像の濃度は、最大画像濃度の５０％に設定されている。

図１０が示すように、４色のテスト画像を同時に検知するために、四つの濃度センサ７０Ｙ～７０Ｋが配置されている。四つの濃度センサ７０Ｙ～７０Ｋは、副走査方向Ａｒ１と直交した主走査方向において異なる位置に配置されている。ところで、副走査方向Ａｒ１において周期的に発生する濃度ムラの要因として、複数の回転体が存在する。複数の回転体の周長は一般に異なっている。たとえば、感光体１の周長Ｌｐは、現像スリーブ３１の周長および帯電ローラ２の周長よりも長い。つまり、テスト画像は、最大周長に起因した濃度ムラを検知できなければならない。そこで、副走査方向におけるテスト画像Ｔｐの長さは、感光体１の周長Ｌｐの２倍以上に設定されている。このような長さのテスト画像Ｔｐは、突発的に発生するスジ状のトナー画像、その他のノイズ画像、テスト画像Ｔｐの下地である中間転写ベルト８の反射率のムラなどの影響も低減できる。

Ｓ９０３でＣＰＵ８０１は、濃度センサ７０によりテスト画像Ｔｐの濃度を検知する。シアン、マゼンタ、イエローのテスト画像ＴｐＣ、ＴｐＭ、ＴｐＹの濃度は、乱反射光を受光するＰＤ７３により測定される。ブラックのテスト画像ＴｐＫの濃度は、正反射光を受光するＰＤ７２により測定される。ＰＤ７２は正反射光成分と乱反射光成分の両方を検知する。そこで、ＣＰＵ８０１は、ＰＤ７３で検出される乱反射光成分をＰＤ７２の検出結果から除去することで、正反射光成分を取得する。中間転写ベルト８からの反射光は多く、トナーからの反射光は殆ど無い。そのため、トナー画像の濃度が高くなると、ＰＤ７２で検出される正反射光成分が低下する。メモリ８０２は、トナー画像の濃度と各色の乱反射光および正反射光との関係を記憶している。ＣＰＵ８０１は、この関係を参照することで、検出された乱反射光および正反射光に基づきトナー画像の濃度を演算する。ＣＰＵ８０１は、所定のサンプリングレートで逐次的にトナー画像の濃度を検知することで、テスト画像ＴｐＹ～ＴｐＫのそれぞれの濃度プロファイルを取得する。

Ｓ９０４でＣＰＵ８０１は、テスト画像ＴｐＹ～ＴｐＫの濃度プロファイルから現像スリーブ３１に関する周期的な濃度ムラを検知する。たとえば、ＣＰＵ８０１は、濃度（ムラ）の振幅と位相との関係が抽出される。具体的に、ＣＰＵ８０１は、濃度プロファイルをフーリエ変換して各周波数成分の振幅と位相を求め、この振幅と位相に基づき現像スリーブ３１の回転周期に起因した濃度ムラ成分を抽出する。一例として、画像形成装置１０１のプロセススピードが２４０ｍｍ／ｓであり、現像スリーブ３１の直径が２０ｍｍであり、現像スリーブ３１の感光体１に対する周速比は１８０％であると仮定する。この場合、現像スリーブ３１の回転周期は１４５ｍｓである。ＣＰＵ８０１は、現像スリーブ３１に起因した濃度ムラ成分の振幅Ｄと位相Φとをメモリ８０２に記憶させる。

Ｓ９０５で、ＣＰＵ８０１は、振幅Ｄと位相Φに基づき、現像バイアスＶｄｃを補正するための補正バイアスΔＶｄｃを決定する。ここで、現像バイアスＶｄｃを補正するとは、現像スリーブ３１の回転位相ごとの現像バイアスＶｄｃの補正量（補正バイアスΔＶｄｃ）を決定することをいう。

ΔＶｄｃ＝Ｖａ×ｃｏｓ（ωｔ＋θ）・・・・・（１）
ここで、Ｖａは、現像コントラスト差と呼ばれ、現像ガンマ特性の傾きにおける振幅Ｄに相当する電位差（振幅）である。ωは現像スリーブ３１の角速度である。ｔは時間である。位相θは次式により定義される。
θ＝Φ－ω×Δｔ＋π・・・・・（２）
ここでΔｔは画像が形成されてから濃度センサ７０により検知されるまでの時間差である。Δｔは、プロセススピードＳと現像装置３から濃度センサ７０までの距離ｄｓとから、次式により求められる。
Δｔ＝ｄｓ／Ｓ・・・・・（３）
濃度ムラの振幅Ｄに相当する現像コントラストＶｃｏｎｔが発生するよう、濃度ムラと逆位相で現像バイアスＶｄｃが変調される。これにより、現像スリーブ３１に依拠した濃度ムラ成分が相殺される。なお、現像装置３から濃度センサ７０までの時間差に対応する位相差も考慮される。より具体的に説明すると、ＣＰＵ８０１は、振幅Ｄと現像ガンマ特性の傾きとから振幅Ｄに相当する現像コントラスト差（振幅Ｖａ）を演算する。ＣＰＵ８０１は、現像コントラスト差（振幅Ｖａ）、角速度ω、および位相θをメモリ８０２に記憶させる。

Ｓ９０６でＣＰＵ８０１は、補正バイアスΔＶｄｃの振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超えるかどうかを判定する。一例として、Ｖｂａｃｋラチチュードが８０Ｖであれば、閾値Ｖｔｈは４０Ｖに決定される。ただし、マージン（余裕度）が１０Ｖほど確保される場合、閾値Ｖｔｈは３５Ｖに設定される（（８０Ｖ－１０Ｖ）／２＝３５Ｖ）。振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超えれば、ＣＰＵ８０１は、処理をＳ９０７に進める。振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超えていなければ、ＣＰＵ８０１は、処理をＳ９０８に進める。

Ｓ９０７でＣＰＵ８０１は、かぶり取り電圧ＶｂａｃｋがＶｂａｃｋラチチュード内に収まるように、振幅Ｖａを修正（制限）する。これは、振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈ以下に修正されることに相当する。たとえば、ＣＰＵ８０１は（１）式における振幅Ｖａを閾値Ｖｔｈに置換してもよい。
ΔＶｄｃ＝Ｖｔｈ×ｃｏｓ（ωｔ＋θ）・・・・・（４）
Ｓ９０８でＣＰＵ８０１は、補正バイアスΔＶｄｃをメモリ８０２に保存する。つまり、ＣＰＵ８０１は、現像バイアスＶｄｃの補正式である（１）式または（４）式をメモリ８０２に保存してもよい。たとえば、ホームポジションを基準とした各回転位相ごとの補正バイアスΔＶｄｃが事前に求められてメモリ８０２に保存されてもよい。回転位相と補正バイアスΔＶｄｃとの複数のペアからなる集合は、補正バイアス波形と呼ばれてもよい。

［濃度ムラ補正後の動作］
ＣＰＵ８０１は、ユーザにより画像形成を指示されると、ホームポジションを検知し、当該ホームポジションを基準とした回転位相ごとの補正バイアスΔＶｄｃをメモリ８０２から読み出して現像バイアスＶｄｃを補正する。たとえば、現像バイアスＶｄｃの初期値に補正バイアスΔＶｄｃが加算されることで、現像バイアスＶｄｃが変調される。なお、メモリ８０２に保存されている数式または係数から、回転位相ごとの補正バイアスΔＶｄｃが演算されてもよい。

［発明の効果］
実施例１によれば、Ｖｂａｃｋラチチュードに対してマージンを見込んで閾値Ｖｔｈが設定されている。図１１（Ａ）が示すように、現像バイアスＶｄｃの振幅が閾値Ｖｔｈ以下であれば、かぶり取り電圧ＶｂａｃｋがＶｂａｃｋラチチュードの下限から上限までの範囲内に収まる。つまり、かぶりが低減され、かつ、キャリアの過剰な付着が抑制される。

現像ガンマ特性の傾きが０．００４のとき、振幅Ｄ＝０．２およびＤ＝０．４に相当する現像コントラストＶｃｏｎｔはそれぞれ５０Ｖと１００Ｖである。これらの値がＶａとなる。Ｄ＝０．２のとき、Ｖａ＜Ｖｔｈが成り立つ。図１１（Ｂ）が示すように、現像バイアスＶｄｃを振幅Ｖａで変調させても、現像バイアスＶｄｃがＶｂａｃｋラチチュードの範囲内に収まる。

一方、Ｄ＝０．４の場合、Ｖａ≧Ｖｔｈが成り立つ。仮に補正バイアスΔＶｄｃを変更しなかった場合、図１２（Ａ）が示すように、現像バイアスＶｄｃの振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超えてしまう。つまり、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋが許容範囲（Ｖｂａｃｋラチチュード）から逸脱してしまう可能性がある。

実施例１では振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超える場合、振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈで置換される。図１２（Ｂ）が示すように、現像バイアスＶｄｃは振幅Ｖａの補正バイアスΔＶｄｃで変調される。そのため、補正された現像バイアスＶｄｃの振幅Ｖａは閾値Ｖｔｈ以下になり、かぶり取り電圧ＶｂａｃｋがＶｂａｃｋラチチュードに収まる。

実施例１によれば、テスト画像の濃度情報から抽出される周期的な濃度の変動情報に基づいて、現像バイアスＶｄｃの補正バイアスΔＶｄｃが決定される。現像バイアスＶｄｃの振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超えないように決定される。そのため、かぶりが低減され、かつ、キャリアの過剰な付着が抑制される範囲で、周期的な濃度ムラが低減される。これにより、周期的な濃度ムラの低減、かぶりの低減、およびキャリアの付着の抑制がバランスされる。

実施例１ではテスト画像の検知結果から現像スリーブ３１に起因した濃度ムラが抽出され、抽出された濃度ムラが減少するように、現像バイアスＶｄｃが補正バイアスΔＶｄｃにより変調される。しかし、これは一例にすぎない。検知結果に基づき、振幅Ｖａが閾値Ｔｈ以下となるように、画像形成条件が補正されればよい。たとえば、テスト画像の検知結果から感光体１に起因した周期的な濃度ムラ成分が抽出され、抽出結果に基づき帯電バイアスＶｃが変調されてもよい。

実施例１では、中間転写ベルト８上に形成されたテスト画像の濃度が検知されているがこれは一例にすぎない。シートＰ上に形成されたテスト画像の濃度が検知されてもよい。この場合、テスト画像は、イメージスキャナにより読み取られるか、または、定着装置１７よりも下流に配置される濃度センサ７０により読み取られてもよい。

＜実施例２＞
［概要］
実施例１では濃度ムラ補正において閾値Ｖｔｈに基づいて現像バイアスＶｄｃの変調振幅（振幅Ｖａ）が決定されている。閾値ＶｔｈはＶｂａｃｋラチチュードに基づき決定されるが、Ｖｂａｃｋラチチュードは環境条件の影響を受ける。そこで、実施例２では、画像形成装置１０１の周囲環境に応じて閾値Ｖｔｈを適応制御することが提案される。実施例２において実施例１と共通する事項の説明は、実施例１の説明が援用される。

図１が示すように、画像形成装置１０１は環境センサ８０を備える。環境センサ８０は画像形成装置１０１の筐体の外面に近い場所に配置される。これにより、ＣＰＵ８０１は、画像形成装置１０１の周囲の環境条件（例：温度、相対湿度を）精度よく測定できる。

［現像ガンマ特性とＶｂａｃｋラチチュード］
図１３は、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋとかぶりの反射率との関係と、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋとキャリアの付着個数との関係を示す。Ｖｂａｃｋラチチュードの定義は、実施例１で説明された通りである。白三角は低水分量環境における非露光領域でのかぶりの反射率を示す。低水分量環境とは、たとえば、温度が２３℃であり、相対湿度が５％ＲＨであり、絶対水分量１ｇ／ｍ^３であるような環境である。黒三角は、低水分量環境における非露光領域へのキャリアの付着個数を示す。白四角は高水分量環境における非露光領域でのかぶりの反射率を示す。高水分量環境とは、たとえば、温度が３０℃であり、相対湿度が８０％ＲＨであり、絶対水分量が２２ｇ／ｍ^３であるような環境である。黒四角は、高水分量環境における非露光領域でのキャリアの付着個数を示す。

図１３によれば、低水分量環境においてかぶりとキャリアに関して許容範囲となるかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋは７０Ｖから１７０Ｖまでの範囲である。つまり、低水分量環境のＶｂａｃｋラチチュードＬＬは１００Ｖである。一方、高水分量環境においてかぶりとキャリアに関して許容範囲となるかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋは、１３０Ｖから１８５Ｖまでの範囲である。つまり、高水分量環境のＶｂａｃｋラチチュードＬＨは５５Ｖである。

［濃度ムラ補正］
図１４は実施例２における濃度ムラの補正方法を示すフローチャートである。図９と比較して、図１４では、ステップ９０１の前にステップＳ１４０１とステップＳ１４０２とが追加されている点で異なっている。

Ｓ１４０１でＣＰＵ８０１は、環境センサ８０を用いて環境条件を取得する。ここでは、環境条件はＶｂａｃｋラチチュードと相関するパラメータであればよい。ここで、温度と相対湿度が検出される。ＣＰＵ８０１は、さらに、温度Ｔ（℃）と相対湿度Ｒｈ（％）とに基づき絶対水分量Ａｗｃを次式により算出する。

Ａｗｃ ＝ （Ｒｗｓ×Ｒｈ）／（Ｔ＋２７３）・・・・・（５）
Ｒｗｓ ＝ ６．１１６４×１０＾Ｃ・・・・・（６）
Ｃ ＝ （７．５９１×（Ｔ＋２７３））／（２４０．７＋（Ｔ＋２７３））・・・・・（７）
Ｓ１４０２でＣＰＵ８０１は、絶対水分量Ａｗｃに基づいて閾値Ｖｔｈを決定する。たとえば、メモリ８０２のＲＯＭ領域には、閾値Ｖｔｈと絶対水分量Ａｗｃとの関係を記述したテーブルが記憶されていてもよい。ＣＰＵ８０１は、このテーブルを参照し、絶対水分量Ａｗｃに対応する閾値Ｖｔｈを決定する。

図１５は閾値Ｖｔｈと絶対水分量Ａｗｃとの関係を示す。絶対水分量Ａｗｃに対応するＶｂａｃｋラチチュードに対して１０Ｖのマージンを見込んで、閾値Ｖｔｈが設定されている。つまり、Ｖｂａｃｋラチチュードからマージンを減算して差を求め、さらに差を２で除算することで閾値Ｖｔｈが設定されている。

［発明の効果］
実施例２では環境条件に応じて閾値Ｖｔｈが適応制御されている。そのため、画像形成装置１０１の設置環境が変化しても、かぶりが低減され、かつ、キャリアの過剰な付着が抑制されつつ、回転体に起因した濃度ムラが低減される。

図１において、環境センサ８０は画像形成装置１０１の設置環境の環境条件を検知するよう配置されている。しかし、これは一例にすぎない。環境センサ８０は、現像装置３の近傍の環境条件を検知できるように設置されてもよい。これは、Ｖｂａｃｋラチチュードが変化する原因はトナーとキャリアと帯電性能が環境条件の影響を受けるからである。

＜実施例３＞
［概要］
実施例１ではテスト画像の濃度情報から現像スリーブ３１に起因する濃度ムラ成分が検知されることが想定されている。実施例３ではテスト画像の濃度情報から現像スリーブ３１に起因する濃度ムラ成分と感光体１に起因する濃度ムラ成分と検知されることが想定される。つまり、現像バイアスＶｄｃの補正バイアスΔＶｄｃと、帯電バイアスＶｃの補正バイアスΔＶｃとが求められる。実施例３では、Ｖｂａｃｋラチチュードを逸脱しないように現像バイアスＶｄｃの振幅と、帯電バイアスＶｃの振幅とがそれぞれ変調される。つまり、補正バイアスΔＶｄｃの振幅Ｖａは閾値Ｖｔｈによって制限され、補正バイアスΔＶｃの振幅Ｖｂは閾値Ｖｔｈ'によって制限される。濃度ムラに周期の異なる複数の濃度ムラ成分が存在する場合、視認性の高い濃度ムラ成分が優先的に低減される。視認性の高い濃度ムラ成分の振幅が閾値未満であれば、視認性の低い濃度ムラ成分も低減される。

実施例３における画像形成装置１０１のプロセススピードは２４０ｍｍ／ｓと仮定される。現像スリーブ３１の直径は２０ｍｍと仮定される。感光体１の直径は３０ｍｍと仮定される。現像スリーブ３１と感光体１の周速比は１８０％と仮定される。この場合、現像スリーブ３１の周長は３５ｍｍである。感光体１の周長は９４ｍｍである。よって、現像スリーブ３１に起因した濃度ムラ成分は、感光体１に起因した濃度ムラ成分よりも視認性が高い。そのため、実施例３では現像スリーブ３１に起因した濃度ムラ成分補正が優先される。実施例３において、実施例１，２と共通する事項の説明は、実施例１、２の説明が援用される。

［濃度ムラ補正］
図１６は実施例３における濃度ムラの補正方法を示すフローチャートである。図１６において図９と共通する事項の説明は省略される。

Ｓ１６０１でＣＰＵ８０１はテスト画像の検知結果（濃度プロファイル）に基づき周期的な濃度ムラを検知する。ここでは、現像スリーブ３１に起因した濃度ムラ成分と感光体１に起因した濃度ムラ成分とが検知される。上述されたようにこれらの濃度成分は、振幅と位相の情報により構成されている。なお、現像スリーブ３１の回転周期は１４５ｍｓであり、感光体１の回転周期は３９２ｍｓである。現像スリーブ３１についての濃度ムラの振幅はＤｓと表記され、その位相はΦｓと表記される。同様に、感光体１についての濃度ムラの振幅はＤｄと表記され、その位相はΦｄと表記される。

Ｓ１６０２でＣＰＵ８０１は、現像バイアスＶｄｃの補正バイアスΔＶｄｃと帯電バイアスＶｃの補正バイアスΔＶｃとを決定する。補正バイアスΔＶｄｃは（１）式から演算される。補正バイアスΔＶｃは、次式から演算される。

ΔＶｃ＝Ｖｂ×ｃｏｓ（ω２ｔ＋θ２）・・・・・（８）
ここで、Ｖｂは、現像コントラスト差と呼ばれ、現像ガンマ特性の傾きにおける振幅Ｄｄに相当する電位差（振幅）である。ω２は感光体１の角速度である。位相θ２は次式により定義される。
θ２＝Φｄ－ω２×Δｔ＋π・・・・・（９）
Ｓ９０６で振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超える場合、ＣＰＵ８０１は処理をＳ９０７に進める。Ｓ９０７で振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈに修正される。その後、Ｓ１６０３でＣＰＵ８０１は帯電バイアスＶｃの補正を制限する。たとえば、ＣＰＵ８０１は、ΔＶｃにゼロを代入することで、帯電バイアスＶｃの補正を禁止してもよい。その後、ＣＰＵ８０１は、処理をＳ９０８に進める。

Ｓ９０６で振幅Ｖａが閾値Ｖｔｈを超えない場合、ＣＰＵ８０１は処理をＳ１６１１に進める。Ｓ１６１１でＣＰＵ８０１は、帯電バイアスＶｃのための閾値Ｖｔｈ'を決定する。閾値Ｖｔｈ'は、たとえば、次式を用いて決定されてもよい。
Ｖｔｈ'＝Ｖｔｈ―Ｖａ・・・・・（１０）
Ｓ１６１２でＣＰＵ８０１は、補正バイアスΔＶｃの振幅Ｖｂが閾値Ｖｔｈ'を超えるかどうかを判定する。振幅Ｖｂが閾値Ｖｔｈ'を超えなければ、ＣＰＵ８０１は、処理をＳ９０８に進める。一方で、振幅Ｖｂが閾値Ｖｔｈ'を超えれば、ＣＰＵ８０１は、処理をＳ１６１３に進める。

Ｓ１６１３でＣＰＵ８０１は、振幅Ｖｂを修正する。たとえば、ＣＰＵ８０１は、振幅Ｖｂを（８）式における閾値Ｖｔｈ'に置換する。
ΔＶｃ＝Ｖｔｈ'×ｃｏｓ（ω２ｔ＋θ２）・・・・（１１）
最終的にＳ９０８でＣＰＵ８０１は補正バイアスΔＶｄｃ、ΔＶｃをメモリ８０２に保存する。

［濃度ムラ補正後の動作］
ＣＰＵ８０１は、現像バイアスＶｄｃと補正バイアスΔＶｄｃとの和となるバイアスを高圧電源８０９に出力させ、現像スリーブ３１に印加する。これと並行して、現像スリーブ３１には、現像電圧の交流成分も印加される。つまり、高圧電源８０９は、現像電圧の交流成分と、現像バイアスＶｄｃと、補正バイアスΔＶｄｃとの和となる電圧を出力する。同様に、ＣＰＵ８０１は、帯電バイアスＶｃと補正バイアスΔＶｃとの和となるバイアスを高圧電源８０９に出力させ、帯電ローラ２に印加する。

［発明の効果］
実施例３では、それぞれ周期の異なる複数の濃度ムラ成分が存在する場合に、視覚的に目立ちやすい濃度ムラ成分が優先的に低減される。その結果、それぞれ周期の異なる複数の濃度ムラ成分が存在する場合にも、かぶりの低減、キャリアの付着個数の低減、および濃度ムラの低減をバランスさせることが可能となる。なお、実施例３においても、実施例２で説明された環境条件に応じた閾値Ｖｔｈの適応制御が採用されてもよい。

実施例３では感光体１に起因した濃度ムラ成分の補正よりも、現像スリーブ３１に起因した濃度ムラ成分の補正が優先されているが、これは一例にすぎない。感光体１に起因した濃度ムラ成分が、現像スリーブ３１に起因した濃度ムラ成分よりも視覚的に目立つ場合、感光体１に起因した濃度ムラ成分が優先的に補正される。

＜実施例から導き出される技術思想＞
［観点１］
感光体１、帯電ローラ２、現像装置３および二次転写ローラ１１は、回転体を使用してトナー画像をシートに形成する画像形成手段の一例である。とりわけ、帯電ローラ２は、感光体１の表面を一様な電位（暗部電位）に帯電させる帯電部材（帯電手段）の一例である。露光装置７は、感光体１の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段の一例である。現像スリーブ３１は、現像剤に含まれるトナーを静電潜像に付着させて感光体１の表面にトナー画像を形成する現像回転体の一例である。現像装置３は、現像回転体を有する現像手段の一例である。一次転写ローラ６、中間転写ベルト８および二次転写ローラ１１は、トナー画像をシートまたは中間転写体に転写する転写手段の一例である。ドラムクリーナ４は、感光体１を清掃する清掃手段の一例である。濃度センサ７０は、トナー画像の濃度ムラを検知する検知手段の一例である。高圧電源８０９は、回転体に印加される電圧（例：帯電バイアスＶｃ、現像バイアスＶｄｃ）を生成する生成手段の一例である。つまり、高圧電源８０９は、現像回転体に印加される現像バイアスであって直流成分と交流成分と含む現像電圧と、帯電手段に供給される帯電電圧とを生成する生成手段として機能する。ＣＰＵ８０１は、生成手段を制御することで、濃度ムラが減少するように電圧を変調させる制御手段の一例である。たとえば、ＣＰＵ８０１は、生成手段を制御することで、濃度ムラが減少するように現像電圧の直流成分を第一補正成分に基づき変調させる制御手段として機能する。ＣＰＵ８０１は、トナーのかぶりと、トナー画像の元になる現像剤に含まれるキャリアの感光体に対する付着と、が低減されるように、電圧の変調による電圧の振幅を制限する。たとえば、ＣＰＵ８０１は、トナーのかぶりとキャリアの付着とが減少するように、現像電圧の直流成分を変調するための第一補正成分（例：ΔＶｄｃ）を制限する。これにより、かぶりの発生とキャリアの付着とが抑制されつつ、濃度ムラが改善される。

［観点２］
感光体１の表面のうち非露光領域における帯電電位である暗部電位Ｖｄと、現像剤を担持する現像手段に供給される現像バイアスＶｄｃとの間の電位差はかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋと呼ばれる。ＣＰＵ８０１は、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋが所定範囲（Ｖｂａｃｋラチチュード）に収まるように、電圧の変調による電圧の振幅を制限してもよい。

［観点３］
ＣＰＵ８０１は、濃度センサ７０により、所定のサンプリング周期でサンプリングされた複数の濃度の集合である濃度プロファイルを検知するように構成されていてもよい。ここで、サンプリング周期は、複数の濃度ムラ成分の周期のうちで最短の周期の半分以下に設定される（標本化定理）。ＣＰＵ８０１は、濃度プロファイルにしたがった補正量（第一補正成分）で現像電圧の直流成分（現像バイアス）を変調する。濃度プロファイルは、回転体のホームポジションを起点とした回転位相ごとの濃度の集合である。時間の推移と回転位相は相関したパラメータである。なお、濃度プロファイルから求められた補正量の集合も、回転体のホームポジションを起点とした回転位相ごとの補正値（補正振幅または変調振幅）の集合である。また、補正値は濃度に関与するパラメータである。よって、広い意味では、補正値の集合も濃度プロファイルである。

［観点４、５］
第一補正成分によって変調された現像電圧の直流成分の振幅Ｖａが所定範囲の上限（例：Ｖｔｈ）を超えてしまう場合がある。この場合に、ＣＰＵ８０１は、第一補正成分を削減することで、第一補正成分により変調された現像電圧の直流成分の振幅を制限してもよい。たとえば、第一補正成分（例：補正バイアスΔＶｄｃ）が現像電圧の直流成分に加算されることで、現像電圧の直流成分は第一補正成分によって変調される。ＣＰＵ８０１は、第一補正成分により変調された現像電圧の直流成分の振幅が所定の閾値を超える場合、第一補正成分を閾値以下の所定値に置換する。上述の実施例では、第一補正成分が閾値に置換されているが、第一補正成分は閾値よりも低い値と置換されてもよい。

［観点６、７］
環境センサ８０は、画像形成装置１０１が設置されている環境条件を検出する検出手段の一例である。ＣＰＵ８０１は、環境条件に応じて所定範囲（例：Ｖｂａｃｋラチチュード、Ｖｔｈ）を調整するように構成されていてもよい。これにより、環境条件が変化しても、かぶりの発生とキャリアの付着とが抑制されつつ、濃度ムラが改善される。環境条件は絶対水分量であってもよい。

［観点８、９、１２］
ＣＰＵ８０１は、帯電バイアスと現像バイアスとのうち少なくとも一方の電圧を変調するよう生成手段を制御する。ＣＰＵ８０１は、暗部電位Ｖｄと現像バイアスＶｄｃとの間の電位差（例：Ｖｂａｃｋ）が所定範囲内（例：Ｖｂａｃｋラチチュード）に収まるように、電圧の振幅を制限する。たとえば、ＣＰＵ８０１は、高圧電源８０９を制御することで、濃度ムラが減少するように帯電電圧（例：帯電バイアスＶｃ）を第二補正成分（例：補正バイアスΔＶｃ）に基づき変調させてもよい。ＣＰＵ８０１は、トナーのかぶりと、キャリアの感光体に対する付着と、が低減されるように、第二補正成分を制限してもよい。

［観点１０］
実施例３で示唆されているように、感光体１に起因した濃度ムラ成分が現像回転体に起因した濃度ムラ成分よりも多い場合がある。この場合に、ＣＰＵ８０１は、現像バイアスよりも帯電バイアスを優先して変調してもよい。実施例３で具体的に説明されたように、感光体に起因した濃度ムラ成分が現像回転体に起因した濃度ムラ成分よりも少ない場合もある。この場合、ＣＰＵ８０１は、帯電バイアスよりも現像バイアスを優先して変調してもよい。

［観点１１］
（１）式が示すように、ＣＰＵ８０１は、現像回転体に起因した濃度ムラ成分を低減するための現像バイアスの補正バイアスΔＶｄｃを求めてもよい。補正バイアスΔＶｄｃの振幅Ｖａが第一閾値（例：Ｖｔｈ）を超える場合、当該補正バイアスの振幅Ｖａを低下させ、かつ、感光体１に起因した濃度ムラ成分を低減するための帯電バイアスの補正バイアスΔＶｃをゼロに設定してもよい。補正バイアスΔＶｄｃの振幅Ｖａが第一閾値を超えない場合もある。この場合、ＣＰＵ８０１は、補正バイアスΔＶｄｃと第一閾値との差分から第二閾値（例：Ｖｔｈ'）を求めてもよい。感光体１に起因した濃度ムラ成分を低減するための帯電バイアスの補正バイアスΔＶｃが第二閾値を超える場合がある。この場合、ＣＰＵ８０１は、補正バイアスΔＶｃの振幅Ｖｂを低下させてもよい。

［観点１２］
なお、現像バイアスは補正されずに、帯電バイアスのみが補正されてもよい。ＣＰＵ８０１は、高圧電源８０９を制御することで、濃度ムラが減少するように帯電電圧を補正成分に基づき変調させる制御手段として機能する。ＣＰＵ８０１は、トナーのかぶりと、感光体へのキャリアの付着と、が低減されるように、補正成分（補正バイアスΔＶｃ）を制限してもよい。

［その他］
メモリ８０２は、検知手段によるテスト画像の検知結果に基づき感光体１または現像回転体の回転位相と濃度ムラの振幅との関係を表すプロファイルを保持する保持手段の一例である。ＣＰＵ８０１は、濃度ムラが低減されるようにプロファイルにしたがって帯電バイアスまたは現像バイアスの振幅を補正する補正手段として機能する。ＣＰＵ８０１は、トナーのかぶりと、現像剤に含まれるキャリアの感光体に対する付着と、が低減されるように帯電バイアスまたは現像バイアスの振幅の補正を制限する。ＣＰＵ８０１は、暗部電位と現像バイアスとの間の電位差であるかぶり取り電圧の許容範囲（Ｖｂａｃｋラチチュード）に応じて、帯電バイアスまたは現像バイアスの振幅の補正を制限してもよい。ＣＰＵ８０１は、かぶり取り電圧が所定の許容範囲内に収まるように、濃度ムラを低減するための帯電バイアスまたは現像バイアスの振幅の補正を制限してもよい。ＣＰＵ８０１は、環境条件に応じて許容範囲（Ｖｂａｃｋラチチュード）を調整する調整手段として機能してもよい。つまり、ＣＰＵ８０１は、かぶり取り電圧Ｖｂａｃｋが許容範囲内に収まることを条件として、帯電バイアスと現像バイアスとの両方または一方を変調する。

実施例３で説明されたように、帯電バイアスと現像バイアスとの両方を補正してしまうと、かぶり取り電圧が許容範囲内に収まらなくなってしまう場合がある。この場合、ＣＰＵ８０１は、帯電バイアスと現像バイアスとのうち、濃度ムラに対してより強く関与しているバイアスを優先的に補正してもよい。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

７０：濃度センサ、１０１、画像形成装置、８０１：ＣＰＵ、８０９：高圧電源

Claims (12)

1. 感光体と、
   前記感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
   前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   現像剤に含まれるトナーを前記静電潜像に付着させて前記感光体の表面にトナー画像を形成する現像回転体を有する現像手段と、
   前記トナー画像をシートまたは中間転写体に転写する転写手段と、
   前記トナー画像の濃度ムラを検知する検知手段と、
   前記現像回転体に印加される現像バイアスであって直流成分と交流成分と含む現像電圧と、前記帯電手段に供給される帯電電圧とを生成する生成手段と、
   前記生成手段を制御することで、前記濃度ムラが減少するように前記現像電圧の直流成分を第一補正成分に基づき変調させる制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記露光手段により露光されていない非露光領域に発生しうるトナーのかぶりと、前記トナー画像の元になる前記現像剤に含まれるキャリアの前記感光体に対する付着と、が低減されるように、前記現像電圧の直流成分を変調するための前記第一補正成分を制限することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記感光体の表面のうち非露光領域における表面電位である暗部電位と、前記現像剤を担持する前記現像回転体に供給される前記現像電圧の直流成分との間の電位差であるかぶり取り電圧が許容範囲に収まるように、前記第一補正成分を制限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. 前記検知手段は、所定のサンプリング周期でサンプリングされた複数の濃度の集合である濃度プロファイルを検知するように構成されており、
   前記制御手段は、前記濃度プロファイルにしたがった前記第一補正成分で前記現像電圧の直流成分を変調することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記第一補正成分によって変調された前記現像電圧の直流成分の振幅が前記許容範囲の上限を超えてしまう場合、前記第一補正成分を削減することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像電圧の直流成分は、前記第一補正成分を加算されることで、前記第一補正成分によって変調され、
   前記制御手段は、前記第一補正成分が第一閾値を超える場合、前記第一補正成分を前記第一閾値以下の所定値に置換することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置が設置されている環境条件を検出する検出手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記環境条件に応じて前記許容範囲を調整するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記環境条件は、絶対水分量であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、さらに、前記生成手段を制御することで、前記濃度ムラが減少するように前記帯電電圧を第二補正成分に基づき変調させ、前記トナーのかぶりと、前記キャリアの前記感光体に対する付着と、が低減されるように、前記第二補正成分を制限することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記暗部電位と前記現像電圧の直流成分との間の電位差が許容範囲内に収まるように、前記第二補正成分を制限することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、
    前記感光体に起因した濃度ムラ成分が前記現像回転体に起因した濃度ムラ成分よりも多い場合、前記現像電圧の直流成分よりも前記帯電電圧を優先して変調し、
    前記感光体に起因した濃度ムラ成分が前記現像回転体に起因した濃度ムラ成分よりも少ない場合、前記帯電電圧よりも前記現像電圧の直流成分を優先して変調することを特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記第一補正成分が第一閾値を超える場合、前記第一補正成分を低下させ、かつ、前記感光体に起因した濃度ムラ成分を低減するための前記第二補正成分をゼロに設定し、
    前記第一補正成分が前記第一閾値を超えない場合、前記第一補正成分と前記第一閾値との差分から第二閾値を求め、前記第二補正成分が前記第二閾値を超える場合、前記第二補正成分を低下させる、ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 感光体と、
    前記感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
    前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
    現像剤に含まれるトナーを前記静電潜像に付着させて前記感光体の表面にトナー画像を形成する現像回転体を有する現像手段と、
    前記トナー画像をシートまたは中間転写体に転写する転写手段と、
    前記トナー画像の濃度ムラを検知する検知手段と、
    前記現像回転体に印加される現像バイアスであって直流成分と交流成分と含む現像電圧と、前記帯電手段に供給される帯電電圧とを生成する生成手段と、
    前記生成手段を制御することで、前記濃度ムラが減少するように前記帯電電圧を補正成分に基づき変調させる制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記露光手段により露光されていない非露光領域に発生しうるトナーのかぶりと、前記トナー画像の元になる前記現像剤に含まれるキャリアの前記感光体に対する付着と、が低減されるように、前記補正成分を制限することを特徴とする画像形成装置。

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