JP6024512B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

公報記載の従来技術として、電子写真方式のレーザプリンタ（画像形成装置）において、感光体を帯電する帯電装置として、感光体に接触配置される帯電ローラを用いるとともに、帯電ローラに、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧を印加するようにしたものが存在する（特許文献１参照）。

特開２０１１−１３３６８６号公報

本発明は、接触帯電方式を用いた画像形成装置にて、出力される画像における濃度のむらを抑制することを目的とする。

請求項１記載の発明は、回転する像保持体と、外周面に多数の孔が形成され、前記像保持体に接触して配置されるスポンジ材を有し、直流からなる直流帯電バイアスと交流を含む矩形波からなる交流帯電バイアスとを用いて当該像保持体を帯電する接触帯電手段と、帯電された前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像保持体に形成された前記静電潜像を、供給される現像バイアスを用いてトナーで現像する現像手段と、前記像保持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記現像バイアスと前記像保持体のうち前記トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差の縮小に応じて、前記接触帯電手段に供給する前記交流帯電バイアスにおける電流値および／または周波数を増加させる設定手段とを含む画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、接触帯電方式を用いた画像形成装置にて、出力される画像における濃度のむらを抑制することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を示した図である。 画像形成装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。 感光体ドラムにおける帯電電位および露光電位と、現像器における現像バイアス電位との関係を説明するための図である。 実施の形態１における画像形成条件の設定動作の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１において帯電条件を決定する処理で用いられる、条件判定テーブルの内容を説明するための図である。 実施の形態１における画像形成条件の設定動作の結果を説明するための図である。 実施の形態１において帯電条件を決定する処理で用いられる、他の条件判定テーブルの内容を説明するための図である。 実施の形態２における画像形成条件の設定動作の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２において定着条件を決定する処理で用いられる、条件判定テーブルおよび他の条件判定テーブルの内容を説明するための図である。 実施の形態３における画像形成条件の設定動作の手順を示すフローチャートである。 実施の形態３において現像条件を決定する処理で用いられる、条件判定テーブルの内容を説明するための図である。 実施の形態３における画像形成条件の設定動作の結果を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。
この画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色トナー像を形成する複数（本実施の形態では４つ）の画像形成ユニット１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と、画像形成ユニット１０で形成された各色トナー像を転写（一次転写）して保持させる中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０に一次転写された重ねトナー像を用紙に二次転写する二次転写装置３０と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置５０と、画像形成装置を構成する各部の動作を制御する制御装置１００とを有している。

各画像形成ユニット１０すなわちイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像形成ユニット１０Ｃおよび黒（Ｋ）の画像形成ユニット１０Ｋは、使用されるトナーの色を除き、共通の構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット１０Ｙを例に説明を行う。

イエローの画像形成ユニット１０Ｙは、矢印Ａ方向に回転可能に設けられた感光体ドラム１１を具備している。また、イエローの画像形成ユニット１０Ｙは、この感光体ドラム１１の周囲に図中時計回り方向に設けられた、帯電ロール１２、露光部１３、現像器１４、一次転写ロール１５およびドラムクリーナ１６を有している。

本実施の形態において、像保持体の一例としての感光体ドラム１１は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層（図示せず）を形成してなり、ここでは有機感光層が負極性に帯電する材料で構成されている。また、感光体ドラム１１は接地されている。

接触帯電手段の一例としての帯電ロール１２は、感光体ドラム１１に接触して回転可能に配置されており、感光体ドラム１１の回転に従動して回転する。また、帯電ロール１２には、感光体ドラム１１を負の電位に帯電するための帯電バイアスが印加される。ここで、帯電ロール１２の表面は、多くの孔が形成された発泡ポリウレタンからなるスポンジ材で構成されている。

露光手段の一例としての露光部１３は、帯電ロール１２によって負の電位に帯電された感光体ドラム１１に、レーザ光等を用いて選択的に光書き込みを行うことで静電潜像を形成する。ここで、本実施の形態の露光部１３は、トナー像（画像）となる部位（画像部）に対して光を照射し、背景となる部位（背景部）に対しては光を照射しない、所謂画像部露光方式にて露光を行う。なお、露光部１３における光源としては、レーザ光源以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いることも可能である。

現像手段の一例としての現像器１４は、感光体ドラム１１に対向して回転可能に配置される現像ロール１４ａを備えており、その内部には、対応する色のトナー（イエローの画像形成ユニット１０Ｙではイエローのトナー）を含む現像剤を収容している。ここで、本実施の形態の現像器１４では、現像剤として、磁性を有するキャリアと、予め決められた色（イエローの画像形成ユニット１０Ｙの場合はイエロー）に着色されたトナーとを含む、所謂２成分現像剤を用いている。また、この現像剤において、キャリアは正の帯電極性を有しており、トナーは負の帯電極性を有している。現像ロール１４ａは磁石（図示せず）を内蔵しており、静電気力によってトナーを付着させたキャリアすなわち現像剤を、磁力によって現像ロール１４ａの表面に保持する。現像器１４では、現像ロール１４ａ上に保持させた現像剤（トナー）によって、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。この現像器１４は、現像ロール１４ａを負の電位とするための現像バイアスを供給することで、静電潜像のうち負極性に帯電している画像部に、負極性に帯電したトナーを転移させる、所謂反転現像方式にて現像を行う。

一次転写ロール１５は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１に対向するとともに、中間転写ベルト２０に接触して配置され、中間転写ベルト２０の回転に従動して回転する。そして、一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性とは逆極性（この例では正極性）の一次転写バイアスが印加される。
ドラムクリーナ１６は、一次転写後且つ帯電前の感光体ドラム１１上の付着物（トナー等）を除去する。

中間転写ベルト２０は、複数（本実施の形態では６つ）の支持ロールに回転可能に掛け渡されている。これら複数の支持ロールのうち、駆動ロール２１は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、中間転写ベルト２０を矢印Ｂ方向に回転駆動する。また、従動ロール２２、２３、２６は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、駆動ロール２１によって駆動される中間転写ベルト２０に従動して回転する。補正ロール２４は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、中間転写ベルト２０の搬送方向に交差する幅方向の蛇行を規制するステアリングロール（軸方向一端部を支点として傾動自在に配設される）として機能する。さらに、バックアップロール２５は、中間転写ベルト２０を張架するとともに、後述する二次転写装置３０の構成部材として機能する。そして、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の付着物(トナー等)を除去するベルトクリーナ２７が配置される。

二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像転写面側に接触して配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２５とを備えている。このバックアップロール２５には、トナーの帯電極性と同極性（この例では負極性）の二次転写バイアスが印加される。一方、二次転写ロール３１は接地されている。
なお、本実施の形態では、各一次転写ロール１５および二次転写装置３０が転写手段としての機能を有している。また、各一次転写ロール１５が一次転写部に、中間転写ベルト２０が中間転写体に、二次転写装置３０が二次転写部に、それぞれ対応している。

また、画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送系をさらに備えている。この用紙搬送系は、用紙収容部４０、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３、および排出ロール４４を備える。用紙搬送系では、用紙収容部４０に積載された用紙を搬送ロール４１にて搬送した後、レジストレーションロール４２で一旦停止させ、その後予め決められたタイミングで二次転写装置３０へと送り込む。また、二次転写装置３０を通過した用紙を、搬送ベルト４３を介して定着装置５０へと搬送し、定着装置５０から排出された用紙を、排出ロール４４によって機外へと送り出す。

定着手段の一例としての定着装置５０は、ハロゲンランプ等の加熱源５１ａを内蔵するとともに、矢印Ｃ方向に回転駆動される加熱ロール５１と、加熱ロール５１に接触して回転可能に配置され、加熱ロール５１の回転に従動して回転するとともに、加熱ロール５１に圧力を付与する加圧ロール５２とを有している。ここで、加熱ロール５１は、用紙におけるトナー像転写面と対向する側に配置され、加圧ロール５２は、用紙におけるトナー像転写面とは反対となる側に配置される。

図２は、本実施の形態の画像形成装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。
本実施の形態の制御装置１００は、プログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するＲＯＭ１０２（Read Only Memory）と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するＲＡＭ１０３（Random Access Memory）と、プログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するとともに、その内容を書き換え可能であって、電源を供給しなくてもその記憶内容を保持することが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１０４とを備えている。

設定手段および調整手段の一例としての制御装置１００は、感光体ドラム１１を回転駆動するドラム駆動部１１１、帯電ロール１２に帯電バイアスを供給する帯電電源１１２、露光部１３に設けられた光源を駆動する光源駆動部１１３に、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置１００は、現像器１４に設けられた現像ロール１４ａに現像バイアスを供給する現像電源１１４ａ、現像ロール１４ａを回転駆動する現像駆動部１１４ｂ、そして、現像器１４にトナーを補給するトナー補給部１１４ｃに、それぞれ制御信号を出力する。さらに、制御装置１００は、一次転写ロール１５に一次転写バイアスを供給する一次転写電源１１５、中間転写ベルト２０を回転駆動するベルト駆動部１２０、そして、二次転写装置３０のバックアップロール２５に二次転写バイアスを供給する二次転写電源１３０に、それぞれ制御信号を出力する。さらにまた、制御装置１００は、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３および排出ロール４４を回転駆動する搬送駆動部１４０、定着装置５０の加熱ロール５１に加熱用電力を供給する定着電源１５０ａ、定着装置５０の加熱ロール５１を回転駆動する定着駆動部１５０ｂに、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置１００には、感光体ドラム１１における有機感光層の電位を検出する感光体電位検出部１６０から、感光体電位の検出信号が入力され、二次転写装置３０において発生した二次転写電圧を検出する二次転写電圧検出部１７０から、二次転写電圧の検出信号が入力される。

なお、ドラム駆動部１１１、帯電電源１１２、光源駆動部１１３、現像電源１１４ａ、現像駆動部１１４ｂ、トナー補給部１１４ｃ、一次転写電源１１５および感光体電位検出部１６０は、イエローの画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ、シアンの画像形成ユニット１０Ｃ、黒の画像形成ユニット１０Ｋのそれぞれに設けられる。

この例において、各帯電電源１１２は、負の値に設定された直流成分に交流成分（矩形波）を重畳させた帯電バイアスを、対応する帯電ロール１２に供給する。なお、以下の説明においては、帯電バイアスにおける直流成分を直流帯電バイアスと呼び、帯電バイアスにおける交流成分を交流帯電バイアスと呼ぶ。ここで、直流帯電バイアスは、感光体ドラム１１に設けられた有機感光層を目標とする電位（帯電電位と呼ぶ）に帯電させるためのものであり、交流帯電バイアスは、直流帯電バイアスによる有機感光層の帯電を補助するためのものである。

また、各現像電源１１４ａは、負の値に設定された直流成分に交流成分（矩形波）を重畳させた現像バイアスを、対応する現像ロール１４ａに供給する。なお、以下の説明においては、現像バイアスにおける直流成分を直流現像バイアスと呼び、現像バイアスにおける交流成分を交流現像バイアスと呼ぶ。ここで、直流現像バイアスは、現像ロール１４ａから感光体ドラム１１に設けられた有機感光層（より具体的には画像部）に、トナーを転移させるためのものであり、交流現像バイアスは、直流現像バイアスによる現像ロール１４ａから有機感光層へのトナーの転移を補助するためのものである。

そして、本実施の形態では、制御装置１００が、一次転写電源１１５から一次転写ロール１５に供給される一次転写バイアスを定電流制御しており、二次転写電源１３０から二次転写装置３０（より具体的にはバックアップロール２５）に供給する二次転写バイアスを定電圧制御している。

次に、図１に示す画像形成装置を用いた画像形成動作について説明する。以下に説明する画像形成動作は、制御装置１００による制御の下で実行される。
画像形成動作の開始に伴い、各感光体ドラム１１の駆動および駆動ロール２１を介した中間転写ベルト２０の駆動が開始され、各感光体ドラム１１は矢印Ａ方向に、中間転写ベルト２０は矢印Ｂ方向に、それぞれ回転を開始する。また、各現像器１４に設けられた現像ロール１４ａの駆動が開始され、各現像ロール１４ａが回転を開始する。さらに、各帯電ロール１２に対する帯電バイアスの供給、および、各現像ロール１４ａに対する現像バイアスの供給が開始される。さらにまた、定着装置５０における加熱ロール５１の駆動および加熱源５１ａへの電力供給が開始され、加熱ロール５１が矢印Ｃ方向に回転を開始し、加熱ロール５１に従動して加圧ロール５２が回転し始める。なお、加熱ロール５１は、予め決められた速度（定着速度）で回転駆動されるとともに、加熱源５１ａによって予め定められた温度（定着温度）まで加熱され、その後は、定着温度が維持されるように制御される。

例えばイエローの画像形成ユニット１０Ｙでは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１が、接触する帯電ロール１２に供給される帯電バイアスによって帯電電位に帯電される。次に、露光部１３による露光が開始され、帯電電位に帯電された状態で矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１は、露光部１３から出射される光によって画像部が選択的に露光される。その結果、帯電および露光が行われた有機感光層には、背景部が帯電電位となり、画像部が露光電位となる、イエロー用の静電潜像が形成される。

続いて、感光体ドラム１１に形成されたイエロー用の静電潜像は、感光体ドラム１１の矢印Ａ方向への回転に伴って、現像器１４に設けられた現像ロール１４ａとの対向部（以下では現像領域と呼ぶ）に到達する。このとき、現像ロール１４ａは、表面にキャリアおよびトナーを含む現像剤（２成分現像剤）を保持した状態で回転しており、しかも現像ロール１４ａには、現像バイアスが供給されている。このため、現像ロール１４ａから感光体ドラム１１に対し、イエロー用の静電潜像のうち露光電位となっている画像部に、選択的にトナーが転移する。その結果、現像領域を通過した感光体ドラム１１上には、静電潜像に対応したイエローのトナー像が現像される。

それから、感光体ドラム１１上に現像されたイエローのトナー像は、感光体ドラム１１の矢印Ａ方向への回転に伴って、中間転写ベルト２０を挟んで一次転写ロール１５と対向する一次転写位置に到達する。このとき、一次転写ロール１５に一次転写バイアスが供給されることにより、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１上に形成されたイエローのトナー像は、矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト２０上に一次転写（静電転写）される。なお、一次転写後に感光体ドラム１１上に残存するトナー等の付着物は、感光体ドラム１１のさらなるＡ方向への回転に伴ってドラムクリーナ１６との対向部に到達し、ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。

また、他のマゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ、シアンの画像形成ユニット１０Ｃおよび黒の画像形成ユニット１０Ｋにおいても、イエローの画像形成ユニット１０Ｙと同じく、帯電、露光、現像、一次転写およびクリーニングが行われる。このとき、それぞれにおける画像形成タイミングをずらすことで、中間転写ベルト２０上には、これらイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色トナー像を重ね合わせた重ねトナー像が形成される。

このようにして中間転写ベルト２０上に一次転写された重ねトナー像は、中間転写ベルト２０の矢印Ｂ方向への回転に伴って、中間転写ベルト２０を挟んで二次転写ロール３１とバックアップロール２５とが対向する二次転写位置に向かう。
一方、用紙収容部４０から取り出された用紙は、搬送ロール４１およびレジストレーションロール４２により、中間転写ベルト２０上の重ねトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて、二次転写位置へと搬送される。

このとき、二次転写位置では、二次転写装置３０を構成するバックアップロール２５に二次転写バイアスが供給されている。そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール２５との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上の重ねトナー像が用紙に二次転写（静電転写）される。

その後、重ねトナー像が二次転写された用紙は、搬送ベルト４３により定着装置５０へと搬送される。そして、用紙上の重ねトナー像は、定着装置５０の加熱ロール５１より供給された熱と、加熱ロール５１および加圧ロール５２から受ける圧力とによって加熱・加圧定着され、排出ロール４４によって画像形成装置の機外に排出される。なお、二次転写後に中間転写ベルト２０上に残存するトナー等の付着物は、中間転写ベルト２０のさらなる矢印Ｂ方向への回転に伴ってベルトクリーナ２７との対向部に到達し、ベルトクリーナ２７によってクリーニングされる。

図３は、感光体ドラム１１における帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬと、現像器１４（より具体的には現像ロール１４ａ）における現像バイアス電位ＶＢとの関係を説明するための図である。なお、図３における横軸は感光体ドラム１１上の位置であり、図３における縦軸は電位（ただし、下方がグランド（ＧＮＤ）であり、上方ほど負の電位が高い）である。ここで、帯電電位ＶＨは、上述した帯電バイアス（直流帯電バイアスおよび交流帯電バイアス）によって決まり、露光電位ＶＬは、帯電バイアスと露光部１３による露光エネルギーとによって決まる。また、現像バイアス電位ＶＢは、上述した現像バイアス（直流現像バイアスおよび交流現像バイアス）における直流現像バイアスの大きさによって決まる。

本実施の形態では、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬがともに負極性となっているが、露光電位ＶＬの大きさは、絶対値で帯電電位ＶＨよりも小さい値となる（｜ＶＬ｜＜｜ＶＨ｜）。そして、本実施の形態における現像バイアス電位ＶＢすなわち直流現像バイアスの値は、負極性であって、その絶対値が帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬとの間の大きさに設定される（｜ＶＬ｜＜｜ＶＢ｜＜｜ＶＨ｜）。

帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとが上述した関係を有している場合、感光体ドラム１１と現像ロール１４ａとが対向する現像領域を通過する現像ロール１４ａ上のトナー（負極性に帯電）は、感光体ドラム１１上で相対的に正の電位となる露光電位ＶＬ（画像部）の領域には転移（飛翔）しやすくなる一方、感光体ドラム１１上で相対的に負の電位となる帯電電位ＶＨ（背景部）の領域には転移（飛翔）しにくくなる。また、現像領域を通過する現像ロール１４ａ上のキャリア（正極性に帯電）は、トナーとは逆に、感光体ドラム１１上で相対的に正の電位となる露光電位ＶＬ（画像部）の領域には転移（飛翔）しにくくなる一方、感光体ドラム１１上で相対的に負の電位となる帯電電位ＶＨ（背景部）の領域には転移（飛翔）しやすくなる。ただし、現像剤におけるキャリアは現像ロール１４ａに磁気的に保持されていることから、実際には、キャリアの転移は殆ど生じない。なお、以下の説明においては、トナーの飛翔しやすさを基準として考え、露光電位ＶＬを基準とする露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの差を飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと呼び、現像バイアス電位ＶＢを基準とする現像バイアス電位ＶＢと帯電電位ＶＨとの差を逆飛翔電位差Ｖｃｌｎと呼ぶ。また、露光電位ＶＬを基準とする露光電位ＶＬと帯電電位ＶＨとの差を、潜像電位差ＶＩと呼ぶことがある。この潜像電位差ＶＩは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと逆飛翔電位差Ｖｃｌｎとの和として表現することもできる。

本実施の形態では、感光体ドラム１１を帯電させるために、直流帯電バイアスと交流帯電バイアスとを重畳した帯電バイアスを、帯電ロール１２に供給している。このため、実際の帯電電位ＶＨは、図３に示したように、直流成分だけでなく交流成分を含んだものとなる。また、感光体ドラム１１は、帯電ロール１２によって帯電電位ＶＨに帯電された後、露光部１３によって露光電位ＶＬが形成されることになるが、露光電位ＶＬは元となる帯電電位ＶＨの影響を受けることから、実際の露光電位ＶＬも、図３に示したように、直流成分だけでなく交流成分を含んだものとなる。

ここで、本実施の形態では、帯電ロール１２の表面に、スポンジ材に設けられた多数の孔に起因する凹凸が存在していることから、感光体ドラム１１と帯電ロール１２との接触状態が、感光体ドラム１１上の位置によって変わる。そして、このような接触状態の差異も、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬが交流成分を含む原因の一つとなっている。

なお、以下の説明においては、背景部となる帯電電位ＶＨにおける交流成分を、背景部ノイズＮＨと呼ぶ。また、以下の説明においては、画像部となる露光電位ＶＬにおける交流成分を、画像部ノイズＮＬと呼ぶ。これら背景部ノイズＮＨおよび画像部ノイズＮＬは、ともに複数の周波数成分を含むものとなっており、背景部ノイズＮＨのピーク・トゥ・ピーク値および画像部ノイズＮＬのピーク・トゥ・ピーク値は、ほぼ同じ大きさとなっている。

図３に示したような、目標とする露光電位ＶＬ（直流値）に交流成分からなる画像部ノイズＮＬが重畳された状態の静電潜像（画像部）を、トナーを用いて現像した場合、得られるトナー像には、画像部ノイズＮＬに起因する濃度のばらつきが生じる。ここで、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに対し画像部ノイズＮＬの大きさが小さいとき、すなわち、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅ（信号）と画像部ノイズＮＬ（雑音）とのＳＮ比が大きい（良い）場合、画像部ノイズＮＬに起因する濃度のばらつきは目立ちにくくなる。一方、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに対し画像部ノイズＮＬが無視できないほどに大きいとき、すなわち、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅ（信号）と画像部ノイズＮＬ（雑音）とのＳＮ比が小さい（悪い）場合は、画像部ノイズＮＬに起因する濃度のばらつきが目立ちやすくなる。特に、画像部ノイズＮＬが特定の周波数成分を含んでいる場合には、転写および定着を経て得られる用紙上の画像において、目視においても濃度のばらつき（より具体的には、「ざらつき」や「もやつき」）として認知されやすくなってしまう。

そこで、以下に説明する各実施の形態においては、画像形成動作における特定の画像形成条件を調整することで、接触帯電方式を採用したことに起因して生じる、用紙上での画像（トナー像）の濃度のばらつき（目視における「ざらつき」および／または「もやつき」）を抑制している。

＜実施の形態１＞
本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに基づき、帯電条件、より具体的には、帯電ロール１２に供給する帯電バイアスにおける交流帯電バイアスを調整することで、用紙上での画像の濃度のばらつきの抑制を図っている。

図４は、実施の形態１における画像形成条件の設定動作の手順を示すフローチャートである。以下に説明する設定動作は、図２に示す制御装置１００による制御の下で実行される。

設定動作の開始に伴い、まず、感光体電位検出部１６０を用いた感光体ドラム１１の電位測定が行われる（ステップ１０１）。ステップ１０１では、ドラム駆動部１１１を用いて感光体ドラム１１を回転駆動するとともに、帯電電源１１２を用いて帯電バイアス（直流帯電バイアスおよび交流帯電バイアス）を帯電ロール１２に供給することで、感光体ドラム１１の有機感光層を帯電電位ＶＨに帯電し、さらに、光源駆動部１１３および露光部１３を用いて露光を行うことで、帯電電位ＶＨに帯電した感光体ドラム１１の有機感光層の一部を露光電位ＶＬに設定する。なお、このときに帯電ロール１２に供給する帯電バイアス（直流帯電バイアスおよび交流帯電バイアス）の大きさ、および、露光部１３による露光エネルギーの大きさは、例えば予め決められた設定値あるいは前の画像形成動作で使用されていた現状の設定値である。感光体電位検出部１６０は、ステップ１０１において、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬを検出して制御装置１００に出力する。

次に、制御装置１００は、現像電源１１４ａから、現像バイアス（直流現像バイアスおよび交流現像バイアス）のうちの直流現像バイアスの大きさを取得する（ステップ１０２）。ここで、取得される直流現像バイアスの大きさは、予め決められた設定値あるいは前の画像形成動作で使用されていた現状の設定値である。なお、この例において、直流現像バイアスの大きさは、現像バイアス電位ＶＢと等しいことから、ステップ１０２では、実際には現像バイアス電位ＶＢが取得されることになる。

続いて、制御装置１００は、ステップ１０１で取得した帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬと、ステップ１０２で取得した現像バイアス電位ＶＢとに基づき、次の画像形成動作において使用する、帯電ロール１２による感光体ドラム１１の帯電条件を決定する（ステップ１０３）。なお、ステップ１０３では、実際には、露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの差分として得られる飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに基づいて帯電条件を決定するのであるが、その具体的な処理の内容については後述する。

次いで、制御装置１００は、ステップ１０３で決定された新たな帯電条件が、現状の帯電条件から変更されているか否かを判断する（ステップ１０４）。

ステップ１０４において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、ステップ１０３で決定された新たな帯電条件に基づき、帯電ロール１２における帯電条件の調整を実行し（ステップ１０５）、一連の設定動作を完了する。一方、ステップ１０４において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、帯電条件の調整を実行することなく、一連の設定動作を完了する。

では、上記ステップ１０３における帯電条件の決定手順について、具体的に説明を行う。
図５は、ステップ１０３において帯電条件を決定する処理で用いられる、条件判定テーブルの内容を説明するための図である。この条件判定テーブルは、例えば制御装置１００に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶されている。ここで、図５は、調整対象となる帯電条件として、帯電バイアスにおける交流帯電バイアスの電流値のピーク・トゥ・ピーク値（以下では交流帯電電流値と呼ぶ）Ｉａｃを用いる場合を例示している。

図５に示す条件判定テーブルは、ステップ１０１で取得された露光電位ＶＬおよびステップ１０２で取得された現像バイアス電位ＶＢに基づいて得られる飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに、交流帯電電流値Ｉａｃを対応付けたものとなっている。この条件判定テーブルでは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに対して閾値Ｖｔｈが設定されており、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上（Ｖｄｅｖｅ≧Ｖｔｈ）となっている場合には、交流帯電電流値Ｉａｃとして第１電流値Ｉａｃ１が選択され、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満（Ｖｄｅｖｅ＜Ｖｔｈ）となっている場合は、交流帯電電流値Ｉａｃとして第１電流値Ｉａｃ１よりも大きい第２電流値Ｉａｃ２（Ｉａｃ１＜Ｉａｃ２）が選択される。

図６は、実施の形態１における画像形成条件の設定動作の結果を説明するための図である。ここで、図６（ａ）は飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上（Ｖｄｅｖｅ≧Ｖｔｈ）であることにより、交流帯電電流値Ｉａｃを第１電流値Ｉａｃ１に設定した場合における、帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの関係を示している。また、図６（ｂ）は飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満（Ｖｄｅｖｅ＜Ｖｔｈ）であることにより、交流帯電電流値Ｉａｃを第２電流値Ｉａｃ２（＞Ｉａｃ１）に設定した場合における、帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの関係を示している。なお、図６（ａ）および（ｂ）は、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬの大きさがそれぞれ同じであり、現像バイアス電位ＶＢの変動に伴って飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび逆飛翔電位差Ｖｃｌｎが変化した場合を例示している。したがって、図６（ａ）および（ｂ）における潜像電位差ＶＩの大きさも同じである。

図６（ａ）に示す例では、交流帯電電流値Ｉａｃを第２電流値Ｉａｃ２よりも小さい第１電流値Ｉａｃ１に設定することにより、帯電電位ＶＨにおける背景部ノイズＮＨおよび露光電位ＶＬにおける画像部ノイズＮＬの各ピーク・トゥ・ピーク値が、図６（ｂ）に示す例よりも大きくなっている。一方、図６（ｂ）に示す例では、交流帯電電流値Ｉａｃを第１電流値Ｉａｃ１よりも大きい第２電流値Ｉａｃ２に設定することにより、帯電電位ＶＨにおける背景部ノイズＮＨおよび露光電位ＶＬにおける画像部ノイズＮＬの各ピーク・トゥ・ピーク値が、図６（ａ）に示す例よりも小さくなっている。

ここで、交流帯電電流値Ｉａｃを大きくした場合に、画像部ノイズＮＬが低減される理由は次の通りである。
帯電ロール１２を用いて感光体ドラム１１を接触帯電する場合、感光体ドラム１１と帯電ロール１２とが接触する帯電ニップ部からみて感光体ドラム１１および帯電ロール１２の回転方向下流側に位置するポストニップ部（感光体ドラム１１の外周面と帯電ロール１２の外周面とが微小ギャップを挟んで対向する部位）における放電の度合いが、感光体ドラム１１の帯電むらに大きな影響を及ぼす。そして、ポストニップ部において放電が発生する領域の長さ（感光体ドラム１１および帯電ロール１２の回転方向に沿う方向の長さ）は、交流帯電電流値Ｉａｃが大きいほど長くなり、この領域が長いほど感光体ドラム１１の帯電が安定し、帯電むらに起因する画像部ノイズＮＬが抑制されることになる。

また、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合に交流帯電電流値Ｉａｃを大きくし、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合に交流帯電電流値Ｉａｃを小さくしている理由は次の通りである。
上述した通り、用紙上の画像の濃度のばらつきは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと画像部ノイズＮＬとのＳＮ比によって決まる。そして、このような濃度のばらつきは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさにかかわらず、一定のレベルにあることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合には、画像部ノイズＮＬが飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに合わせて小さくなるように、交流帯電電流値Ｉａｃを大きく設定するようにし、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合には、画像部ノイズＮＬが飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに合わせて大きくなるように、交流帯電電流値Ｉａｃを小さく設定するようにしている。

より具体的に説明すると、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上となる場合（図６（ａ）参照）における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび画像部ノイズＮＬのＳＮ比と、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満となる場合（図６（ｂ）参照）における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび画像部ノイズＮＬのＳＮ比は、常に交流帯電電流値Ｉａｃの大きさを一定に維持した場合と比較して、その変化量が小さくなる。それゆえ、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに基づいて交流帯電電流値Ｉａｃを制御することにより、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの変化に関わらず、用紙上での画像の濃度のばらつき（濃度むら）を抑制することが可能になる。

なお、上述した例では、調整対象となる帯電条件として交流帯電電流値Ｉａｃを用いた場合について説明を行ったが、これに限られるものではない。
図７は、ステップ１０３において帯電条件を決定する際に用いられる、他の条件判定テーブルの内容を説明するための図である。ここで、図７は、調整対象となる帯電条件として、帯電バイアスにおける交流帯電バイアスの周波数（以下では交流帯電周波数と呼ぶ）ｆａｃを用いる場合を例示している。

図７に示す条件判定テーブルは、ステップ１０１で取得された露光電位ＶＬおよびステップ１０２で取得された現像バイアス電位ＶＢに基づいて得られる飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに、交流帯電周波数ｆａｃを対応付けたものとなっている。この場合も、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに対して閾値Ｖｔｈが設定されており、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上（Ｖｄｅｖｅ≧Ｖｔｈ）となっている場合には、交流帯電周波数ｆａｃとして第１周波数ｆａｃ１が選択され、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満（Ｖｄｅｖｅ＜Ｖｔｈ）となっている場合は、交流帯電周波数ｆａｃとして第１周波数ｆａｃ１よりも高い第２周波数ｆａｃ２（ｆａｃ１＜ｆａｃ２）が選択される。

図７に示す判定テーブルに基づく帯電条件の設定を行った場合においても、図６に示すような結果が得られる。すなわち、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上（Ｖｄｅｖｅ≧Ｖｔｈ）であることにより、交流帯電周波数ｆａｃを第１周波数ｆａｃ１に設定した場合には、帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとが、図６（ａ）に示した関係を有することになる。また、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満（Ｖｄｅｖｅ＜Ｖｔｈ）であることにより、交流帯電周波数ｆａｃを第２周波数ｆａｃ２（＞ｆａｃ１）に設定した場合には、帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとが、図６（ｂ）に示した関係を有することになる。

ここで、交流帯電周波数ｆａｃを大きくした場合に、画像部ノイズＮＬが低減される理由は次の通りである。
交流帯電周波数ｆａｃを調整した場合は、交流帯電電流値Ｉａｃの大きさを調整した場合とは異なり、感光体ドラム１１と帯電ロール１２とのポストニップ部において放電が発生する領域の長さが殆ど変化しない。ただし、ポストニップ部において放電が発生する回数は、交流帯電周波数ｆａｃが大きいほど多くなり、この回数が多いほど感光体ドラム１１の帯電が安定し、帯電むらに起因する画像部ノイズＮＬが抑制されることになる。

また、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合に交流帯電周波数ｆａｃを大きくし、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合に交流帯電周波数ｆａｃを小さくしている理由は次の通りである。
上述した通り、用紙上の画像における画像の濃度のばらつきは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと画像部ノイズＮＬとのＳＮ比によって決まる。そして、このような濃度のばらつきは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさにかかわらず、一定のレベルにあることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合には、画像部ノイズＮＬが飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに合わせて小さくなるように、交流帯電周波数ｆａｃを大きく設定するようにし、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合には、画像部ノイズＮＬが飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに合わせて大きくなるように、交流帯電周波数ｆａｃを小さく設定するようにしている。これにより、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさの違いによるＳＮ比の変化を抑制している。

より具体的に説明すると、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上となる場合（図６（ａ）参照）における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび画像部ノイズＮＬのＳＮ比と、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満となる場合（図６（ｂ）参照）における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび画像部ノイズＮＬのＳＮ比は、常に交流帯電周波数ｆａｃの大きさを一定に維持した場合と比較して、その変化量が小さくなる。それゆえ、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに基づいて交流帯電周波数ｆａｃを制御することにより、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの変化に関わらず、用紙上での画像のばらつき（画像むら）を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと閾値Ｖｔｈとの比較結果に基づいて交流帯電バイアス（交流帯電電流値Ｉａｃあるいは交流帯電周波数ｆａｃ）を制御するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに応じて、連続的に交流帯電バイアスを変化させるようにしてもかまわない。また、２つ以上の閾値を設け、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに応じて、３段階以上に交流帯電バイアスを変化させるようにしてもかまわない。

また、本実施の形態では、帯電条件として、交流帯電電流値Ｉａｃあるいは交流帯電周波数ｆａｃのいずれかを調整する場合を例として説明を行ったが、これら交流帯電電流値Ｉａｃおよび交流帯電周波数ｆａｃの両者を調整するようにしてもかまわない。

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに基づき、定着装置５０における定着条件（定着速度および／または定着温度）を調整することで、用紙上での画像の濃度のばらつきの抑制を図っている。

図８は、実施の形態２における画像形成条件の設定動作の手順を示すフローチャートである。以下に説明する設定動作は、図２に示す制御装置１００による制御の下で実行される。

設定動作の開始に伴い、まず、感光体電位検出部１６０を用いた感光体ドラム１１の電位測定が行われる（ステップ２０１）。なお、ステップ２０１における具体的な手順は、実施の形態１で説明したステップ１０１（図４参照）と同じである。

次に、制御装置１００は、現像電源１１４ａから、現像バイアス（直流現像バイアスおよび交流現像バイアス）のうちの直流現像バイアスの大きさを取得する（ステップ２０２）。なお、ステップ２０２における具体的な手順は、実施の形態１で説明したステップ１０２と同じである。

続いて、制御装置１００は、ステップ１０１で取得した帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬと、ステップ２０２で取得した現像バイアス電位ＶＢとに基づき、次の画像形成動作において使用する、定着装置５０における定着条件を決定する（ステップ２０３）。なお、ステップ２０３では、実際には、露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの差分として得られる飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに基づいて定着条件を決定するのであるが、その具体的な処理の内容については後述する。

次いで、制御装置１００は、ステップ２０３で決定された新たな定着条件が、現状の定着条件から変更されているか否かを判断する（ステップ２０４）。

ステップ２０４において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、ステップ２０３で決定された新たな帯電条件に基づき、定着装置５０における定着条件の調整を実行し（ステップ２０５）、一連の設定動作を完了する。一方、ステップ２０４において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、定着条件の調整を実行することなく、一連の設定動作を完了する。

では、上記ステップ２０３における定着条件の決定手順について、具体的に説明を行う。
図９は、ステップ２０３において定着条件を決定する処理で用いられる、条件判定テーブルの内容を説明するための図である。ここで、図９（ａ）は定着条件として定着速度Ｓｐを用いる場合に、また、図９（ｂ）は定着条件として定着温度Ｔｅｍｐを用いる場合に、それぞれ用いられる条件判定テーブルを示している。

図９（ａ）に示す条件判定テーブルは、ステップ２０１で取得された露光電位ＶＬおよびステップ２０２で取得された現像バイアス電位ＶＢに基づいて得られる飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに、定着速度Ｓｐを対応付けたものとなっている。この条件判定テーブルでは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに対して閾値Ｖｔｈが設定されており、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上（Ｖｄｅｖｅ≧Ｖｔｈ）となっている場合には、定着速度Ｓｐとして第１速度Ｓｐ１が選択され、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満（Ｖｄｅｖｅ＜Ｖｔｈ）となっている場合は、定着速度Ｓｐとして第１速度Ｓｐ１よりも速い第２速度Ｓｐ２（Ｓｐ１＜Ｓｐ２）が選択される。

また、図９（ｂ）に示す条件判定テーブルは、ステップ２０１で取得された露光電位ＶＬおよびステップ２０２で取得された現像バイアス電位ＶＢに基づいて得られる飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに、定着温度Ｔｅｍｐ（加熱温度）を対応付けたものとなっている。この条件判定テーブルでは、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに対して閾値Ｖｔｈが設定されており、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ以上（Ｖｄｅｖｅ≧Ｖｔｈ）となっている場合には、定着温度Ｔｅｍｐとして第１温度Ｔｅｍｐ１が選択され、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが閾値Ｖｔｈ未満（Ｖｄｅｖｅ＜Ｖｔｈ）となっている場合は、定着温度Ｔｅｍｐとして第１温度Ｔｅｍｐ１よりも低い第２温度Ｔｅｍｐ２（Ｔｅｍｐ１＞Ｔｅｍｐ２）が選択される。

ここで、定着速度Ｓｐを速くした場合あるいは定着温度Ｔｅｍｐを低くした場合に、画像部ノイズＮＬに起因する、用紙上での画像の濃度のばらつきが低減される理由は次の通りである。
定着装置５０を通過した用紙上の画像の光沢（グロス）は、定着装置５０から用紙上の画像（トナー）が受ける熱量によって決まる。より具体的に説明すると、用紙上の画像が受ける熱量が多い場合は、用紙上の画像が受ける熱量が少ない場合と比較して、画像のグロスが高くなる。例えば定着温度Ｔｅｍｐを一定とした場合には、定着速度Ｓｐが速いときに比べて遅いときの方が、用紙上の画像に与える熱量が増加し、画像のグロスは高くなる。また、例えば定着速度Ｓｐを一定とした場合には、定着温度Ｔｅｍｐが低いときに比べて高いときの方が、用紙上の画像に与える熱量が増加し、画像のグロスは高くなる。

ここで、用紙上の画像のグロスが高い場合は、用紙上の画像のグロスが低い場合に比べて、画像の濃度むらが目立ちやすくなることが知られている。これは、画像の光沢により、その濃淡が目視で認識されやすくなることによる。

本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、交流帯電バイアスの調整を行っていない。このため、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと画像部ノイズＮＬとのＳＮ比に比べて、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと画像部ノイズＮＬとのＳＮ比が低下することになる。

そこで、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合には、画像部ノイズＮＬに起因する用紙上での画像の濃度むらが目立ちにくくなるように、定着装置５０において用紙上の画像に与える熱量を低下させる設定（定着速度Ｓｐを速くする、あるいは、定着温度Ｔｅｍｐを低くする）を行い、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合には、定着装置５０において用紙上の画像に与える熱量を増加させる設定（定着速度Ｓｐを遅くする、あるいは、定着温度Ｔｅｍｐを高くする）を行っている。これにより、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの変化に関わらず、用紙上での画像の濃度のばらつき（濃度むら）を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅと閾値Ｖｔｈとの比較結果に基づいて定着条件（定着速度Ｓｐあるいは定着温度Ｔｅｍｐ）を制御するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに応じて、連続的に定着条件を変化させるようにしてもかまわない。また、２つ以上の閾値を設け、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの大きさに応じて、３段階以上に定着条件を変化させるようにしてもかまわない。

また、本実施の形態では、定着条件として、定着速度Ｓｐあるいは定着温度Ｔｅｍｐのいずれかを調整する場合を例として説明を行ったが、これら定着速度Ｓｐおよび定着温度Ｔｅｍｐの両者を調整するようにしてもかまわない。

＜実施の形態３＞
本実施の形態では、二次転写装置３０における二次転写バイアス（二次転写電圧）の大きさに基づき、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを調整することで、用紙上での画像の濃度のばらつきの抑制を図っている。

図１０は、実施の形態３における画像形成条件の設定動作の手順を示すフローチャートである。以下に説明する設定動作は、図２に示す制御装置１００による制御の下で実行される。

設定動作の開始に伴い、まず、二次転写電圧検出部１７０を用いた、二次転写装置３０で発生する二次転写電圧の測定が行われる（ステップ３０１）。ステップ３０１では、ベルト駆動部１２０を用いて中間転写ベルト２０を回転駆動するとともに、二次転写電源１３０を用いて二次転写バイアスを二次転写装置３０（バックアップロール２５）に供給することで、バックアップロール２５、中間転写ベルト２０および二次転写ロール３１に発生する二次転写電圧を測定する。なお、このときにバックアップロール２５に供給する二次転写バイアスの大きさは、例えば予め決められた基準値（定電流値）である。二次転写電圧検出部１７０は、ステップ３０１において、二次転写電圧値を検出して制御装置１００に出力する。

次に、制御装置１００は、ステップ３０１で測定された二次転写電圧値に基づき、次の画像形成動作において使用する二次転写バイアス（二次転写電圧）の設定値を決定する（ステップ３０２）。ここで、ステップ３０１では、基準値となる定電流値を供給したときの二次転写電圧値が取得されることから、この二次転写電圧値の大きさは、中間転写ベルト２０および二次転写装置３０のシステム抵抗値（バックアップロール２５−中間転写ベルト２０−二次転写ロール３１の直列抵抗値）に比例するものとなっている。そして、制御装置１００は、ステップ３０１で測定された二次転写電圧値が大きな値である場合（システム抵抗値が大きい場合）には、二次転写電圧の設定値を大きな値に設定し、ステップ３０１で測定された二次転写電圧値が小さな値である場合（システム抵抗値が小さい場合）には、二次転写電圧の設定値を小さな値に設定する。

続いて、制御装置１００は、ステップ３０２で決定された二次転写電圧の設定値に基づき、次の画像形成動作において使用する、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび現像器１４におけるトナー濃度（キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤に占めるトナーの割合）を決定する（ステップ３０３）。なお、ステップ３０３における具体的な処理の内容については後述する。

次いで、制御装置１００は、ステップ３０３で決定された新たな設定条件が、現状の設定条件から変更されているか否かを判断する（ステップ３０４）。

ステップ３０４において肯定の判断（ＹＥＳ）を行った場合、制御装置１００は、ステップ３０３で決定された新たな設定条件に基づき、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの調整を実行し（ステップ３０５）、さらにトナー濃度の調整を実行し（ステップ３０６）、一連の処理を完了する。一方、ステップ３０４において否定の判断（ＮＯ）を行った場合、制御装置１００は、設定条件の調整を実行することなく、一連の設定動作を完了する。

ここで、ステップ３０５における飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの調整手法としては、例えば、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬを変えずに現像バイアス電位ＶＢを調整するやり方、帯電電位ＶＨを変えずに露光電位ＶＬおよび現像バイアス電位ＶＢを調整するやり方、さらには、帯電電位ＶＨ、露光電位ＶＬおよび現像バイアス電位ＶＢをすべて調整するやり方等が挙げられる。
また、ステップ３０６におけるトナー濃度の調整手法としては、例えば、トナー濃度を増加させる場合にはトナー補給部１１４ｃを用いて現像器１４内に新たなトナーを補給するやり方が挙げられ、トナー濃度を低下させる場合には現像器１４内の一部のトナーを感光体ドラム１１に転移させ、ドラムクリーナ１６によって除去するやり方が挙げられる。

では、ステップ３０３における設定条件の決定手順について、具体的に説明を行う。
図１１は、ステップ３０３において現像条件を決定する処理で用いられる、条件判定テーブルの内容を説明するための図である。この条件判定テーブルは、例えば制御装置１００に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶されている。ここで、図１１は、調整対象となる現像条件として、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよびトナー濃度Ｔｃを用いる場合を例示している。

図１１に示す条件判定テーブルは、ステップ３０１で取得された二次転写電圧値ＶＴに、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよびトナー濃度Ｔｃを対応付けたものとなっている。この条件判定テーブルでは、二次転写電圧値ＶＴに対して閾値ＶＴＳが設定されており、二次転写電圧値ＶＴが閾値ＶＴＳ未満（ＶＴ＜ＶＴＳ）となっている場合には、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅとして第１電位差Ｖｄｅｖｅ１が選択されるとともに、トナー濃度Ｔｃとして第１濃度Ｔｃ１が選択され、二次転写電圧値ＶＴが閾値ＶＴＳ以上（ＶＴ≧ＶＴＳ）となっている場合には、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅとして第１電位差Ｖｄｅｖｅ１よりも小さい第２電位差Ｖｄｅｖｅ２（Ｖｄｅｖｅ１＞Ｖｄｅｖｅ２）が選択されるとともに、トナー濃度Ｔｃとして第１濃度Ｔｃ１よりも高い第２濃度Ｔｃ２（Ｔｃ１＜Ｔｃ２）が選択される。

図１２は、実施の形態３における画像形成条件の設定動作の結果を説明するための図である。ここで、図１２（ａ）は二次転写電圧値ＶＴが閾値ＶＴＳ未満（ＶＴ＜ＶＴＳ）であることにより、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを第１電位差Ｖｄｅｖｅ１に設定した場合における、帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの関係を示している。また、図１２（ｂ）は、二次転写電圧値ＶＴが閾値ＶＴＳ以上（ＶＴ≧ＶＴＳ）であることにより、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを第２電位差Ｖｄｅｖｅ２（＜Ｖｄｅｖｅ１）に設定した場合における、帯電電位ＶＨと露光電位ＶＬと現像バイアス電位ＶＢとの関係を示している。なお、図１２（ａ）および（ｂ）は、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの調整に伴い、帯電電位ＶＨおよび露光電位ＶＬの両者がそれぞれ異なっており、現像バイアス電位ＶＢの変更に伴って飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよび逆飛翔電位差Ｖｃｌｎが変化した場合を例示している。したがって、図１２（ａ）および（ｂ）における潜像電位差ＶＩの大きさも異なっている。ただし、帯電電位ＶＨにおける背景部ノイズＮＨおよび露光電位ＶＬにおける画像部ノイズＮＬのピーク・トゥ・ピーク値の大きさは、図１２（ａ）および（ｂ）において同じである。

ここで、二次転写電圧値ＶＴが小さい場合に飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを大きくし、二次転写電圧値ＶＴが大きい場合に飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを小さくしている理由は次の通りである。

一般に、二次転写のシステム抵抗値は、環境変化や各部材（バックアップロール２５、中間転写ベルト２０、二次転写ロール３１）の経時劣化等の影響を受けて変動する。そして、例えばシステム抵抗値が上昇した場合には、二次転写電圧の許容範囲が広がり、且つ、使用できる二次転写電圧の設定値を大きくすることが可能になる。ここで、二次転写電圧の許容範囲の下限は、転写電界を形成するのに必要な大きさ（中間転写ベルト２０上のトナー像を用紙に転写できる大きさ）で決まり、許容範囲の上限は、転写電界に起因する放電に伴う画像欠陥が発生しない大きさで決まる。そして、システム抵抗値が大きくなった場合には、二次転写電圧を大きくしても放電が発生しにくくなることから転写後のトナーの乱れが生じにくくなり、二次転写電圧を大きくすると、転写時にトナーが受ける電荷量が増加することから、転写後のトナーの乱れがさらに生じにくくなる。したがって、二次転写電圧の設定値を大きくできる場合には、画像の転写性が向上する一方、二次転写電圧の設定値を小さくせざるを得ない場合には、転写性が低下することになる。

ここで、二次転写における画像の転写性が低い場合は、二次転写における画像の転写性が高い場合に比べて、画像の濃度むらが目立ちやすくなることが知られている。これは、転写性が低下することにより、その濃淡が目視で認識されやすくなることによる。

そこで、本実施の形態では、二次転写電圧の設定値が小さい場合には、画像部ノイズＮＬが飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに対して相対的に小さくなるように、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを大きく設定するようにし、二次転写電圧の設定値が大きい場合には、画像部ノイズＮＬが飛翔電位差Ｖｄｅｖｅに対して相対的に大きくなるように、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを小さく設定するようにしている。これにより、本実施の形態では、二次転写電圧の設定値の変化に関わらず、用紙上での画像の濃度のばらつき（濃度むら）を抑制することが可能になる。

また、二次転写電圧値ＶＴが小さい場合にトナー濃度Ｔｃを低くし、二次転写電圧値ＶＴが大きい場合にトナー濃度Ｔｃを高くしている理由は次の通りである。

本実施の形態では、上述したように、二次転写電圧値ＶＴの大きさ（二次転写電圧の設定値の大きさ）に応じて、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの調整を行っている。より具体的に説明すると、二次転写電圧値ＶＴが小さい場合（二次転写電圧の設定値が小さい場合）には飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを大きくし、二次転写電圧値ＶＴが大きい場合（二次転写電圧の設定値が大きい場合）には飛翔電位差Ｖｄｅｖｅを小さくしている。

飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きくなると、露光電位ＶＬに設定された露光部１３における静電的な吸引力が増大する。例えばトナーの帯電量が一定であるとすると、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合は、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合と比較して、より多くのトナーが転移することになり、結果として、得られる画像の濃度が高くなってしまう。

ここで、現像器１４内に収容された２成分現像剤におけるトナーの帯電量は、キャリアとの摩擦によって決まる。例えば、２成分現像剤におけるトナー濃度Ｔｃが高い場合には、トナーがキャリアによって摩擦される回数が少なくなることでトナーの帯電量が減少し、２成分現像剤におけるトナー濃度Ｔｃが低い場合には、トナーがキャリアによって摩擦される回数が増加することでトナーの帯電量が増加する。

そこで、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが大きい場合は、トナーの帯電量が多くなるように、２成分現像剤中のトナー濃度Ｔｃを低下させる設定を行うようにし、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅが小さい場合には、トナーの帯電量が少なくなるように、２成分現像剤中のトナー濃度Ｔｃを上昇させる設定を行うようにしている。これにより、本実施の形態では、飛翔電位差Ｖｄｅｖｅの変化に関わらず、用紙上での画像の濃度の増減を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、二次転写電圧値ＶＴと閾値ＶＴＳとの比較結果に基づいて飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよびトナー濃度Ｔｃを制御するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、二次転写電圧値ＶＴの大きさに応じて、連続的に飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよびトナー濃度Ｔｃを変化させるようにしてもかまわない。また、２つ以上の閾値を設け、二次転写電圧値ＶＴの大きさに応じて、３段階以上に飛翔電位差Ｖｄｅｖｅおよびトナー濃度Ｔｃを変化させるようにしてもかまわない。

また、本実施の形態では、どの時点で画像形成条件の設定動作を行うかについて特に説明を行わなかったが、例えば予め決められた設定時間毎に行うようにしてもよいし、二次転写装置３０（バックアップロール２５および二次転写ロール３１）あるいは中間転写ベルト２０が交換された際に実行するようにしてもよい。

なお、実施の形態１〜３では、接触帯電手段として帯電ロール１２を用いた場合を例として説明したが、接触帯電手段の構成はこれに限られない。接触帯電手段として、例えばブラシ状あるいはフィルム状のものを用いてもかまわない。また、実施の形態１〜３では、接触帯電手段としての帯電ロール１２を回転可能に設けていたが、これに限られるものではなく、感光体ドラム１１に対し固定して取り付けられるものであってもかまわない。

また、実施の形態１〜３では、所謂画像部露光方式を用いて静電潜像の形成を行っていたが、露光方式についてはこれに限られない。露光方式として、例えば背景部に対して光を照射し且つ画像部に対しては光を照射しない、所謂背景部露光方式を用いて静電潜像を形成する場合に適用してもかまわない。この場合には、帯電電位ＶＨが画像部となり、露光電位ＶＬが背景部となる。

さらに、実施の形態１〜３では、反転現像方式を用いて静電潜像の現像を行っていたが、現像方式についてはこれに限られない。現像方式として、現像対象となる画像部の帯電極性とトナーの帯電極性とを異ならせた、所謂正規現像方式を用いて静電潜像を現像する場合に適用してもかまわない。

さらにまた、本実施の形態では、トナーとキャリアとを含む所謂２成分現像剤用いていたが、これに限られるものではなく、トナーを含む一方でキャリアを含まない所謂１成分現像剤を用いてもよい。

１０(１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ)…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電ロール、１３…露光部、１４…現像器、１４ａ…現像ロール、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、２０…中間転写ベルト、２５…バックアップロール、３０…二次転写装置、３１…二次転写ロール、５０…定着装置、５１…加熱ロール、５１ａ…加熱源、５２…加圧ロール、１００…制御装置、１１１…ドラム駆動部、１１２…帯電電源、１１３…光源駆動部、１１４ａ…現像電源、１１４ｂ…現像駆動部、１１４ｃ…トナー補給部、１１５…一次転写電源、１２０…ベルト駆動部、１３０…二次転写電源、１４０…搬送駆動部、１５０ａ…定着電源、１５０ｂ…定着駆動部、１６０…感光体電位検出部、１７０…二次転写電圧検出部、ＶＨ…帯電電位、ＶＬ…露光電位、ＶＢ…現像バイアス電位、Ｖｄｅｖｅ…飛翔電位差、Ｖｃｌｎ…逆飛翔電位差、ＮＨ…背景部ノイズ、ＮＬ…画像部ノイズ

Claims (1)

1. 回転する像保持体と、
   外周面に多数の孔が形成され、前記像保持体に接触して配置されるスポンジ材を有し、直流からなる直流帯電バイアスと交流を含む矩形波からなる交流帯電バイアスとを用いて当該像保持体を帯電する接触帯電手段と、
   帯電された前記像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記像保持体に形成された前記静電潜像を、供給される現像バイアスを用いてトナーで現像する現像手段と、
   前記像保持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
   前記現像バイアスと前記像保持体のうち前記トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差の縮小に応じて、前記接触帯電手段に供給する前記交流帯電バイアスにおける電流値および／または周波数を増加させる設定手段と
   を含む画像形成装置。

Images