特許 5965374 画像形成装置及び画像形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5965374

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】画像形成装置及び画像形成方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20160721BHJP

   G03G 15/06 20060101ALI20160721BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20160721BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 220

   G03G15/06 101

   G03G21/14

   G03G15/00 303

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-202167(P2013-202167)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-68953(P2015-68953A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2015年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083172

【弁理士】

【氏名又は名称】福井 豊明

(72)【発明者】

【氏名】久保 憲生

(72)【発明者】

【氏名】藤島 正之

(72)【発明者】

【氏名】末浪 浩二

(72)【発明者】

【氏名】清水 克美

(72)【発明者】

【氏名】大谷 真司

【審査官】 佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１２８３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０３１９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７２６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３３３６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５０６３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／０６

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチダウン現像方式による画像形成を実行する画像形成装置であって、
現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定するキャリブレーション実行手段と、
前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスを印加し、二つの現像バイアスのうち、高い現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整する現像バイアス調整手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

タッチダウン現像方式による画像形成を実行する画像形成装置であって、
現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションに、所定の現像バイアスを０Ｖとし、その直後に、特定のパッチの形成に要する特定の現像バイアスを印加するバイアス条件を加えて、印刷時の現像バイアスを決定するキャリブレーション実行手段と、
前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件のうち、現像バイアスを０Ｖとし、その直後に前記特定の現像バイアスを印加し、当該特定の現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した特定の現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整する現像バイアス調整手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項3】

タッチダウン現像方式による画像形成を実行する画像形成装置の画像形成方法であって、
現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定するステップと、
前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスを印加し、二つの現像バイアスのうち、高い現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整するステップと
を備えることを特徴とする画像形成方法。

【請求項4】

タッチダウン現像方式による画像形成を実行する画像形成装置の画像形成方法であって、
現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションに、所定の現像バイアスを０Ｖとし、その直後に、特定のパッチの形成に要する特定の現像バイアスを印加するバイアス条件を加えて、印刷時の現像バイアスを決定するステップと、
前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件のうち、現像バイアスを０Ｖとし、その直後に前記特定の現像バイアスを印加し、当該特定の現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した特定の現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整するステップと
を備えることを特徴とする画像形成方法。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の画像形成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項6】

請求項５に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、詳しくは、紙間でパッチを形成しても、現像バイアスの調整を適切に実行することが可能な画像形成装置及び画像形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タッチダウン現像の画像形成装置では、印刷中の印刷用紙の間の紙間に所定のパッチを描画して、その濃度を現像バイアスにフィードバックすることで、印刷用の現像バイアスを調整している。この場合、先ず、印刷中の現像バイアスで、紙間にパッチ（ベタ画像）を形成し、その濃度を光学センサで読み取り、その濃度と印刷中の現像バイアスとの関係から、目的の濃度になる現像バイアスを逆算して、決定する。これにより、画像品質を維持することが可能となる。

【0003】

ここで、前記パッチの色が黒色の場合に、黒色の成分に反射光成分が無いことから、黒色のパッチの濃度を光学センサで検出すると、分解能が低くなるという問題がある。特に、黒色のパッチの濃度が高濃度であると、その分解能は著しく悪化する。

【0004】

そこで、その問題を解決するために、ドットを間引いて最低濃度と最高濃度との間のハーフ濃度の黒色のパッチ（ハーフパッチ）を描写したり、印刷中の現像バイアスよりも低い現像バイアス（低現像バイアス）で黒色のパッチを描写したりして、当該パッチの濃度を下げて、分解能を高める方法が採用されている。

【0005】

又、特開２００８−２９２６１４号公報（特許文献１）には、連続印刷中に形成された紙間パッチ画像の濃度を取得することで得られた実際トナー量と、基準トナー量とが不一致であるとき、現像バイアスのバリエーション毎に実際トナー量を対応付けた関係特性を再構築し、当該基準トナーを実現するための現像バイアスを再設定する画像濃度補正方法が開示されている。これにより、連続印刷中に形成された紙間パッチ画像の濃度を取得することを通じて得られた実際トナー量と、基準トナー量とが不一致である旨の判定が下されたとき、現像バイアスのバリエーション毎に実際トナー量を対応付けた関係特性が、実際トナー量と基準トナー量とが一致することを考慮して再構築され、当該再構築された関係特性と、前記基準トナー量とに基づいて、当該基準トナー量を実現するための現像バイアスが再設定される結果として、連続印刷中に大きな色味変動が生じた場合であっても、印刷作業能率を高水準に維持したままで、色味変動を抑えて高画質画像を得ることが出来るとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２９２６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、特許文献１に記載の技術を用いることで、連続印字中における画像濃度の安定性は向上するが、黒色の濃度のように、実際の濃度を正確に読み取れない場合には、上述したハーフパッチを描写したり、低現像バイアスでパッチを描写したりして、パッチ濃度を正確に読み取る必要がある。

【0008】

しかしながら、ハーフパッチの現像特性と、通常のパッチの現像特性は、一般に異なるため、ハーフパッチの濃度を用いた現像バイアスの調整は正確でないという問題がある。又、低現像バイアスで形成したパッチは、現像電界が弱いため、画像形成の現像性が不安定になる場合があり、パッチの濃度がバラつき、現像バイアスの正確な調整が出来ないという問題がある。特に、低現像バイアスでパッチを描写すると、直前の現像ローラの残留トナーが大きなノイズとなり、パッチの濃度が非常にバラつく場合がある。

【0009】

そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、紙間でパッチを形成しても、現像バイアスの調整を適切に実行することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、タッチダウン現像方式による画像形成を実行する画像形成装置であって、以下の構成を採用する。

【0011】

即ち、本発明は、現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定するキャリブレーション実行手段と、前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスを印加し、二つの現像バイアスのうち、高い現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整する現像バイアス調整手段とを備えることを特徴とする。

【0012】

又、本発明は、現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションに、所定の現像バイアスを０Ｖとし、その直後に、特定のパッチの形成に要する特定の現像バイアスを印加するバイアス条件を加えて、印刷時の現像バイアスを決定するキャリブレーション実行手段と、前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件のうち、現像バイアスを０Ｖとし、その直後に前記特定の現像バイアスを印加し、当該特定の現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した特定の現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整する現像バイアス調整手段とを備えることを特徴とする。

【0013】

又、本発明は、タッチダウン現像方式による画像形成を実行する画像形成装置の画像形成方法として提供することが出来る。

【0014】

即ち、本発明は、現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定するステップと、前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスを印加し、二つの現像バイアスのうち、高い現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整するステップとを備えることを特徴とする。

【0015】

又、本発明は、現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションに、所定の現像バイアスを０Ｖとし、その直後に、特定のパッチの形成に要する特定の現像バイアスを印加するバイアス条件を加えて、印刷時の現像バイアスを決定するステップと、前記印刷時の現像バイアスの調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件のうち、現像バイアスを０Ｖとし、その直後に前記特定の現像バイアスを印加し、当該特定の現像バイアスで特定のパッチを紙間に形成し、当該特定のパッチの濃度を測定して、当該特定のパッチの形成に要した特定の現像バイアスと、当該特定のパッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスを調整するステップとを備えることを特徴とする。このような構成であっても、上述と同様の効果を得ることが可能となる。

【0016】

又、本発明は、電気通信回線などを介して個別に流通する、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することができる。この場合、中央演算処理装置（ＣＰＵ）が、本発明のプログラムに従ってＣＰＵ以外の各回路と協働して制御動作を実現する。又、前記プログラム及びＣＰＵを用いて実現される各手段は、専用のハードウェアを用いて構成することもできる。又、当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で流通させることも可能である。

【発明の効果】

【0017】

本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、紙間でパッチを形成しても、現像バイアスの調整を適切に実行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。

【図2】画像形成ユニットの１つの詳細図である。

【図3】本実施形態における画像形成装置１の制御関連の概略構成図である。

【図4】本発明の画像形成装置の機能ブロック図である。

【図5】本発明の実行手順を示すためのフローチャートである。

【図6】本発明に係るバイアステーブルを示す図（図６（Ａ））と、本発明に係る現像バイアスのキャリブレーションのパッチを示す図（図６（Ｂ））とである。

【図7】本発明に係る現像バイアスのキャリブレーションの近似直線を示す図（図７（Ａ））と、本発明に係る紙間パッチの形成のバイアス条件を示す図（図７（Ｂ））とである。

【図8】本発明に係る紙間パッチを示す図（図８（Ａ））と、本発明に係る紙間パッチの濃度を考慮した新たな近似直線を示す図（図８（Ｂ））とである。

【図9】４つのパッチを連続して形成する場合の現像バイアスと印加する単位時間とを示す４種類のバイアス条件を示す図（図９（Ａ））と、４種類のバイアス条件で形成した４つのパッチの濃度を示すグラフ（図９（Ｂ））とである。

【図10】現像バイアスを０Ｖとする現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件を示す図（図１０（Ａ））と、印刷時の現像バイアスを調整する際のバイアス条件を示す図（図１０（Ｂ））とである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、添付図面を参照して、本発明の画像形成装置の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。又、フローチャートにおける数字の前に付されたアルファベットＳはステップを意味する。

【0020】

＜画像形成装置＞
以下、本発明に係る画像形成装置１について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１の概略構成図である。

【0021】

画像形成装置１は、画像データに基づいてトナー画像を形成するタンデム式の画像形成部Ａ１、用紙を収容する用紙収容部２、画像形成部Ａ１で形成されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写部３を備えている。又、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる定着部４、定着の完了した用紙を排紙する排紙装置５、及び、排紙された用紙を受ける排紙トレイ７を備えている。さらに、画像形成装置１は、用紙収容部２から排紙装置５まで用紙を搬送する用紙搬送部６を備えている。

【0022】

画像形成部Ａ１は、中間転写ベルトＢ１（中間転写体）、中間転写ベルトＢ１をクリーニングするクリーニング部Ｂ２、並びに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢを備える。

【0023】

中間転写ベルトＢ１は、導電性を有する使用可能な用紙搬送方向に直角な方向の長さが最大の用紙より幅広であって、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図１において時計回りに循環駆動される。

【0024】

画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、中間転写ベルトＢ１に沿って、中間転写ベルトＢ１の移動方向において、クリーニング部Ｂ２より下流かつ二次転写部３の上流に、この順に配される。なお、各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、各色の混色による完成画像への影響を配慮すると、この配置が好ましい。画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置は、当該画像形成ユニット間の間隔が均等になるように配置される。

【0025】

次に、この画像形成装置１の画像形成動作を説明する。図２は、画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの１つの詳細図である。各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢはほぼ同等な構成となっている。

【0026】

画像形成ユニットＦＹは、感光体ドラム（像担持体）１０、帯電器１１、ＬＥＤ露光装置１２、黄色用の現像装置ＨＹ、一次転写ローラ（電圧印加部）２０、感光体ドラム１０のクリーニングブレード３５、除電装置１３、キャリア除去ローラ（キャリア除去部材）３０を備える。

【0027】

尚、他の画像形成ユニットＦＭ、ＦＣ、ＦＢはそれぞれの色に対応した現像装置ＨＭ、ＨＣ、ＨＢを備える。又、画像形成ユニットのうち、中間転写ベルトＢ１の移動方向の最下流側に位置する画像形成ユニットＦＢには、その下流に画像形成部が位置しないためキャリア除去ローラ３０が設けられていないが、その他の構成は同一である。

【0028】

感光体ドラム１０は、その表面に帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）したトナーを含むトナー像を担持することができるようになっていればよい。

【0029】

本実施形態において、感光体ドラム１０は、中間転写ベルトＢ１の移動方向に垂直かつ中間転写ベルトＢ１の面方向に平行な回転軸を中心に回転可能に配される略円筒状の部材とする。又、感光体ドラム１０は、中間転写ベルトＢ１の表面に、所定の一次転写位置１０Ｓにて接するようになっている。そして、感光体ドラム１０は、一次転写位置１０Ｓでの移動方向が中間転写ベルトＢ１の移動方向と同方向になるように、つまり図２においては反時計回りに回転可能である。

【0030】

クリーニングブレード３５、除電装置１３、帯電器１１、露光装置１２、黄色用の現像装置ＨＹは、感光体ドラム１０の回りに、上述の回転方向に沿って、一次転写位置から見てこの順に配される。

【0031】

帯電器１１は、感光体ドラム１０表面を一様に帯電させることができる。露光装置１２は、ＬＥＤ等の光源を有し、上述の上位装置からの画像データに応じて、帯電した感光体ドラム１０表面を画像データに応じた光で照射し、感光体ドラム１０表面に静電潜像を形成可能である。

【0032】

黄色用の現像装置ＨＹは、黄色のトナー及びキャリアを含む現像剤を前記静電潜像に対向するように保持することで、静電潜像にトナーを付与し、静電潜像をトナー像として現像することができる。このトナー像は一次転写ローラ２０によって中間転写ベルトＢ１に一次転写される。一次転写ローラ２０の詳細については後述する。

【0033】

クリーニングブレード３５は、感光体ドラム１０に接するように配されたブレード状の部材である。クリーニングブレード３５は一次転写後、感光体ドラム１０の表面に残留した現像剤を除去する。

【0034】

除電装置１３は光源を備え、クリーニングブレード３５による現像剤除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電し、次の画像形成に備える。

【0035】

一次転写ローラ２０は、中間転写ベルトＢ１の裏面に、中間転写ベルトＢ１の移動方向において前記一次転写位置１０Ｓより下流の電圧印加位置２０Ｓで接するように配される。一次転写ローラ２０には、図示しない電源からトナー像中のトナーとは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧を印加されるようになっている。つまり、一次転写ローラ２０は、電圧印加位置２０Ｓにて、中間転写ベルトＢ１にトナーと逆極性の電圧を印加することができる。中間転写ベルトＢ１は導電性を有するので、この印加電圧によって、電圧印加位置２０Ｓの中間転写ベルトＢ１の表面側及びその周辺にトナーが引き付けられる。

【0036】

そこで、本実施形態では、前記一次転写位置１０Ｓを、この印加電圧によってトナーが中間転写ベルトＢ１側に引き付けられる範囲内に配する。その結果、感光体ドラム１０から中間転写ベルトＢ１の表面へトナーが移動し、一次転写が行われる。

【0037】

このように一次転写が可能であれば、一次転写ローラ２０の具体的な構成は特に限定されず、具体的な構成は適宜変更可能である。本実施形態においては、一次転写ローラ２０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と逆方向に回転可能な、つまり電荷印加位置２０Ｓでの移動方向が中間転写ベルトＢ１と同方向になるように回転可能な、略円柱状の部材とする。

【0038】

本実施形態では、キャリア除去ローラ３０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と同方向に回転可能な略円柱状の部材であるとするが、これに限定されるものではなく、中間転写ベルトＢ１の移動方向において電荷印加位置２０Ｓよりも下流、二次転写位置よりも上流で中間転写ベルトＢ１表面からキャリアを除くことができればよい。具体的には、キャリア除去ローラ３０は、中間転写ベルトＢ１の表面に接することによって、中間転写ベルトＢ１表面のキャリアを自身の表面に移動させることができるようになっていればよい。

【0039】

一次転写時には、トナーと共にキャリアも感光体ドラム１０から中間転写ベルトＢ１へと少量転移することがある。このキャリアの転移は、下流側の画像形成部における一次転写を妨げて画像のぼけ及びにじみ等の画像の不具合を引き起こす場合がある。キャリア除去ローラ３０を設けることによって、このような画像の不具合を防ぐことができる。

【0040】

本実施形態では、キャリア除去ローラ３０が、中間転写ベルトＢ１の移動方向において前記電荷印加位置２０Ｓよりも下流で中間転写ベルトＢ１の表面に接するように配置される。前記キャリア除去ローラ３０は、上述のクリーニングブレード３５と共に、クリーニングユニット３１に組み込まれている。クリーニングユニット３１は、画像形成ユニットＦＹ内に設けられており、クリーニングブレード３５及びキャリア除去ローラ３０の他に、キャリア除去ローラ３０の表面に接することでキャリア除去ローラ３０表面に付着したキャリアを除去するキャリア除去ブレード３１ｂと、キャリア除去ローラ３０から除去されたキャリア、及び感光体ドラム１０表面からクリーニングブレード３５によって除去された現像剤（トナー及びキャリアを含む）とを、クリーニングユニット３１の外部に搬送する搬送部材３１ｃを備える。画像形成ユニットＦＹはさらに、搬送部材３１ｃによって搬送されたキャリア及びトナーを再利用するため、キャリアとトナーとを分離する分離部等を備えてもよい。

【0041】

次に、現像装置ＨＹの構成について説明する。各色の現像装置ＨＹ、ＨＭ、ＨＣ、ＨＢの構成は同等である。

【0042】

現像装置ＨＹは、現像容器４０、現像ローラ４０ａ、磁気ローラ（マグローラ）４０ｂ、汲み上げローラ４０ｃ、撹拌スパイラル４０ｄ及び４０ｅ、クリーニングブレード４５、並びに磁気ローラドクターブレード４０ｇを備える。

【0043】

現像容器４０は、内部に黄色のトナー（トナー粒子）とキャリアからなる現像剤を貯留する。撹拌スパイラル４０ｄ及び４０ｅは、現像容器４０の現像剤に全体が浸るように設けられ、現像剤を撹拌する。撹拌スパイラル４０ｄと４０ｅの回転によってトナーがキャリアに均一に分散される。

【0044】

汲み上げローラ４０ｃは現像容器の現像剤にその一部が浸るように配置され、現像剤をその表面に付着させて汲み上げる。この汲み上げローラ４０ｃに接するようにして磁気ローラ４０ｂが配置され、汲み上げローラ４０ｃから現像剤の供給を受ける。磁気ローラ４０ｂは現像ローラ４０ａのカウンター方向に回転し、ニップ近傍において、現像剤の引き剥がしと現像剤の載せとを同時に行っている磁気ローラドクターブレード４０ｇが設けられる。磁気ローラドクターブレード４０ｇは、磁気ローラ４０ｂの表面の現像剤層厚を所定量になるように規制する。磁気ローラ４０ｂと接するように現像ローラ４０ａ（現像器ともいう）が配置され、その表面に磁気ローラ４０ｂから現像剤が付与される。磁気ローラ４０ｂの現像剤の層厚が所定値に規制されているので現像ローラ４０ａの表面に形成される現像剤の層厚も所定値に保たれる。この現像ローラ４０ａは感光体ドラム１０と接し、感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ４０ａに印加される現像バイアス値の電位差によって上位装置から形成指示された画像に応じたトナー像が感光体ドラム１０表面に形成される（現像動作）。

【0045】

本発明の画像形成装置では、前記現像ローラ４０ａに印加される現像バイアス値（電圧値、単にバイアス値とする）を調整することで、トナー像の画像濃度補正を行うことを特徴としている。

【0046】

又、感光体ドラム１０への現像動作を終えた磁気ローラ４０ｂの表面の現像剤は磁気ローラドクターブレード４０ｇによって除去され、磁気ローラドクターブレード４０ｇの表面に沿って流下し図示しない流路を通って現像容器４０に貯留されている現像剤と混合される。

【0047】

又、現像容器にはトナー濃度センサ４０ｈが配置され、現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度が所定値より低いことが検出された場合には、図示しないトナーカートリッジからトナー（所定値よりトナー濃度が高い現像剤）が現像容器４０に供給され、トナー濃度が所定値より高い場合には図示しないキャリアカートリッジからキャリアがトナー容器４０に供給される。なお、本明細書では、「トナー濃度」という語句を、意味が不明瞭とならない範囲において、現像容器内のトナーの濃度という意味と、画像濃度の意味との両方に用いている。

【0048】

このような構成の下、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の上位装置から画像形成の指示を受けた画像形成装置１は、指示を受けた画像データに対応した各色のトナー像を画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢを用いて形成する。各画像形成部で形成されたトナー像は中間転写ベルトＢ１に転写されて、中間転写ベルトＢ１上で重ね合わされてカラートナー像となる。

【0049】

このカラートナー像の形成と同期して用紙収容部２に収容されている用紙が図示しない給紙装置で用紙収容部２から一枚ずつ取り出されて、用紙搬送部６上を搬送される。そして、用紙は中間転写ベルトＢ１への一次転写とタイミングを合わせて二次転写部３に送り込まれ、二次転写部３で中間転写ベルトＢ１上のカラートナー像が用紙に二次転写される。カラートナー像が転写された用紙はさらに定着部４に搬送されて熱と圧力によりカラートナー像が用紙に定着される。さらに用紙は排紙装置５によって画像形成装置１の外周に設けられた排紙トレイ部７に排紙される。二次転写後、中間転写ベルトＢ１に残留したトナーは、クリーニング部Ｂ２によって中間転写ベルトＢ１から除去される。

【0050】

又、所定のタイミングで中間転写ベルトＢ１に形成されたパッチのパッチ濃度及び中間転写ベルトＢ１の地肌濃度を検出するための２つの濃度検出センサ６０５、６０６が、ブラックの画像形成ユニットＦＢと二次転写部３との間の所定の位置に設けられている。ブラックの画像形成ユニットＦＢは、他の画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣと比較すると、中間転写ベルトＢ１の回転方向に対して最下流に位置する。そのため、濃度検出センサ６０５、６０６は、複数の画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢのうち、いずれかによってパッチが中間転写ベルトＢ１上に形成されたとしても、いずれのパッチのパッチ濃度を検出できるよう構成されている。

【0051】

又、当該濃度検出センサ６０５、６０６は、パッチが形成される中間転写ベルトＢ１の位置に対応した位置に予め設けられるが、本発明の実施形態では、中間転写ベルトＢ１の両端近傍にそれぞれ二つ設けられる。当該濃度検出センサ６０５、６０６は、各色毎のパッチのパッチ濃度又は地肌濃度を検出可能なセンサであれば、どのような形態でも構わないが、例えば、ＩＳＯ５シリーズの規定に基づき、パッチ又は中間転写ベルトＢ１上の地肌を光源からの光で照射し、反射光強度を受光センサで検出して光の強度情報を濃度に変換する反射型の濃度検出センサ６０５、６０６が該当する。

【0052】

尚、前記濃度検出センサ６０５、６０６は、後述するベタ帯画像のトナー濃度の検出にも利用される。

【0053】

図３は、本実施形態における画像形成装置１の制御関連の概略構成図である。

【0054】

画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）３０４及び前記印刷における各駆動部に対応するドライバ３０５が内部バス３０６を介して接続されている。前記ＣＰＵ３０１は、例えばＲＡＭ３０２を作業領域として利用し、ＲＯＭ３０３やＨＤＤ３０４等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて前記ドライバ３０５とデータや命令を授受することにより前記図１に示した各駆動部の動作を制御する。又、前記駆動部以外の後述する各手段（図４に示す）についても、ＣＰＵ３０１がプログラムを実行することで各手段として動作する。

【0055】

＜本発明の実施形態＞
次に、図４、図５を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。図４は、本発明の画像形成装置の機能ブロック図である。又、図５は、本発明の実行手順を示すためのフローチャートである。

【0056】

先ず、ユーザが、画像形成装置１に電源を投入すると、当該画像形成装置１が起動して、当該画像形成装置１の制御手段４０１が、現像バイアスのキャリブレーションを実行するか否かを判定する（図５：Ｓ１０１）。

【0057】

前記制御手段４０１が、現像バイアスのキャリブレーションを実行するか否かを判定する方法は、どのような方法でも構わない。例えば、前記制御手段４０１が、現時点が特定の時点であるか否かを判定する方法、具体的には、前記制御手段４０１が、現時点が、画像形成装置１に電源が投入された時点、所定の枚数を印刷した時点（印刷枚数が所定の閾値を超過した時点）、印刷画像のドットカウントにより所定量のトナーを消費した時点（トナー消費量が所定の閾値を超過した時点）のいずれかであるか否かを判定する方法が採用される。

【0058】

ここで、先ほど画像形成装置１が起動したため、前記制御手段４０１は、現像バイアスのキャリブレーションを実行すると判定し（図５：Ｓ１０１ＹＥＳ）、その旨をキャリブレーション実行手段４０２に通知する。当該通知を受けたキャリブレーション実行手段４０２は、現像バイアスを段階的に変更した複数のパッチを形成し、各パッチの濃度を測定する現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定する。

【0059】

前記キャリブレーション実行手段４０２が、現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定する方法は、どのような方法でも構わないが、例えば、所定の色（黒色）を例として、以下のようになされる。

【0060】

先ず、前記キャリブレーション実行手段４０２は、所定のメモリに予め記憶されたパッチデータに基づいて、感光体ドラム１０の表面に所定数（例えば、４つ）のパッチの静電潜像を形成させる。ここで、前記パッチの位置は、中間転写ベルトＢ１の２つの濃度検知センサ６０５、６０６の位置に対応して、感光体ドラム１０の両端の位置となる。

【0061】

又、前記キャリブレーション実行手段４０２は、所定のメモリに予め記憶されたバイアステーブル（バイアス条件）を参照する。ここで、前記バイアステーブル６００には、図６（Ａ）に示すように、前記パッチの静電潜像に対応して、所定数（例えば、４つ）の現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）と、各現像バイアスＶ（Ｖ）で一つのパッチを形成可能な単位時間Ｔ１（ｓｅｃ）とが関連付けて記憶される。４つの現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）は、各単位時間Ｔ１（ｓｅｃ）だけ現像ローラ４０ａに印加され、例えば、最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）＝４０Ｖ、第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）＝８０Ｖ、第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）＝１２０Ｖ、最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）＝１６０Ｖのように、最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）から最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）まで段階的に現像バイアスの絶対値が高くなるように記憶されている。又、現像バイアスのキャリブレーションで印加される現像バイアスは、印刷時の現像バイアス（例えば、３００Ｖ）と比較して、画像濃度が半分になるように低く設定される。４つの現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）を印加する時間は、全体として４＊Ｔ１（ｓｅｃ）となる。

【0062】

前記バイアステーブル６００を参照したキャリブレーション実行手段４０２は、当該バイアステーブル６００に従って、最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）から最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）まで順番に各単位時間Ｔ１（ｓｅｃ）毎に現像ローラ４０ａに印加し、各現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）の印加のタイミングに合わせて、感光体ドラム１０の表面の両端のパッチの静電潜像を現像ローラ４０ａに対応させて、段階的に濃度が高くなる４つのパッチを感光体ドラム１０の両端にそれぞれ形成させる。

【0063】

そして、前記キャリブレーション実行手段４０２は、図６（Ｂ）に示すように、４つのパッチ６０１、６０２を中間転写ベルトＢ１にそれぞれ転写させるとともに（図５：Ｓ１０２）、当該中間転写ベルトＢ１に設置された２つの濃度検知センサ６０５、６０６を起動して、４つのパッチ６０１、６０２の濃度Ｄ１（−）〜Ｄ４（−）をそれぞれ測定する（図５：Ｓ１０３）。

【0064】

ここで、中間転写ベルトＢ１の一端側に形成された４つのパッチ６０１は、一方の濃度検知センサ６０５で濃度を測定され、中間転写ベルトＢ１の他端側に形成された４つのパッチ６０２は、他方の濃度検知センサ６０６で濃度を測定され、各パッチ６０１、６０２の濃度は、平均化される。例えば、最初のパッチの濃度Ｄ１（−）＝０．５２（−）、第二のパッチの濃度Ｄ２（−）＝０．６４（−）、第三のパッチの濃度Ｄ３（−）＝０．７６（−）、最後のパッチの濃度Ｄ４（−）＝０．８８（−）とする。

【0065】

又、前記中間転写ベルトＢ１に形成された４つのパッチ６０１、６０２の回転方向の長さＬ１は、４＊Ｔ１（ｓｅｃ）に中間転写ベルトＢ１の回転速度Ｒ（ｍ／ｓｅｃ）を乗算した値となる。

【0066】

さて、各パッチ６０１、６０２の濃度を測定すると、前記キャリブレーション実行手段４０２は、パッチ６０１、６０２の形成に要した現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）と、当該パッチ６０１、６０２の濃度Ｄ１（−）〜Ｄ４（−）と、目標となる目標画像濃度Ｄｅ（−）とに基づいて、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を決定する。

【0067】

具体的には、前記キャリブレーション実行手段４０２は、前記現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）と、前記パッチ６０１、６０２の濃度Ｄ１（−）〜Ｄ４（−）とに基づいて、図７（Ａ）に示すように、現像バイアスＶ（Ｖ）に対するパッチの濃度Ｄ（−）の近似直線７００（原点のゼロを通過する近似直線）を生成し、当該生成した近似直線７００に、所定のメモリに予め記憶された目標画像濃度Ｄｅ（−）を代入して、当該目標画像濃度Ｄｅ（−）に対応する印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を逆算（決定）する（図５：Ｓ１０４）。ここで、前記目標画像濃度Ｄｅ（−）は、黒ベタ画像の濃度のような高い濃度であり、例えば、１．３（−）であり、これに対応する印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）＝３００Ｖとなる。これにより、現像バイアスのキャリブレーションが完了し、画像形成可能な状態となる。

【0068】

さて、ユーザが、所定の上位装置（ＰＣ）を用いて、所定の画像データの画像形成（印刷）の指示を、当該上位装置に接続された画像形成装置１に入力すると（図５：Ｓ１０５ＹＥＳ）、当該画像形成装置１の制御手段４０１が、前記決定された印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を用いて印刷を実行する（図５：Ｓ１０６）。

【0069】

具体的には、前記制御手段４０１が、感光体ドラム１０の表面に、画像データに対応する静電潜像を形成させ、現像ローラ４０ａに印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を印加する。ここで、現像ローラ４０ａには、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）により、磁気ローラ４０ｂからトナーが供給される。そして、前記制御手段４０１は、感光体ドラム１０の静電潜像に、現像ローラ４０ａのトナーを供給して、トナー像を形成させ、これを中間転写ベルトＢ１に転写させる。又、前記制御手段４０１は、この転写したトナー像に対応して用紙収容部２から用紙を搬送して、二次転写部３で二次転写し、その後、定着部４で定着して、排紙トレイ部７に排紙する。このような作業により、一の画像データに対応する一枚の印刷物が排紙される。尚、入力される画像データが、複数枚である場合には、上述した作業を繰り返すことで、複数枚の印刷物が排紙されることになる。

【0070】

ここで、前記制御手段４０１が、一枚の印刷物を排紙すると、印刷実行に要した印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整するか否かを判定する（図５：Ｓ１０７）。

【0071】

ここで、前記制御手段４０１が、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整するか否かを判定する方法は、どのような方法でも構わない。例えば、前記制御手段４０１が、現時点が特定の時点であるか否かを判定する方法、具体的には、前記制御手段４０１が、現時点が、予め印刷枚数をカウントしておき、当該カウントした印刷枚数が所定の閾値（例えば、１０００枚）を超過した時点、予め印刷画像のドットをカウントしておき、当該カウントしたドットに対応するトナー消費量が所定の閾値を超過した時点のいずれかであるか否かを判定する方法が採用される。

【0072】

ここで、現時点が特定の時点でない場合には（図５：Ｓ１０７ＮＯ）、Ｓ１０５に戻り、前記制御手段４０１は、ユーザからの印刷の指示を受け付ける状態になる（図５：Ｓ１０５）。

【0073】

尚、上述のように、印刷指示に係る画像データが複数枚（例えば、１００枚）である場合には、前記制御手段４０１は、現時点が特定の時点でないと判定すると（図５：Ｓ１０７ＮＯ）、継続して印刷を実行することになる（図５：Ｓ１０５ＹＥＳ→Ｓ１０６）。

【0074】

一方、例えば、前記カウントした印刷枚数が前記閾値（１０００枚）を超過した場合は（図５：Ｓ１０７ＹＥＳ）、前記制御手段４０１が、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整する必要があると判定し、その旨を現像バイアス調整手段４０３に通知する。当該通知を受けた現像バイアス調整手段４０３は、現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）を印加し、二つの現像バイアスのうち、高い現像バイアスＶｂ（Ｖ）で特定のパッチ（紙間パッチとする）を紙間に形成し、当該紙間パッチの濃度Ｄｂ（−）を測定して、当該紙間パッチの形成に要した現像バイアスＶｂ（Ｖ）と、当該紙間パッチの濃度Ｄｂ（−）とを利用して、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整する。

【0075】

前記現像バイアス調整手段４０３が、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整する方法は、どのような方法でも構わないが、例えば、以下のようになされる。

【0076】

先ず、前記現像バイアス調整手段４０３は、中間転写ベルトＢ１のうち、画像データのトナー像の相互の間隔に対応する紙間に紙間パッチを形成出来るように、感光体ドラム１０の表面の両端にそれぞれ一つの紙間パッチの静電潜像を形成させる。ここで、前記紙間パッチは、現像バイアスのキャリブレーションで使用したパッチと同等のパッチとされる。

【0077】

又、前記現像バイアス調整手段４０３は、前記バイアステーブル６００を参照して、現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）を特定する。

【0078】

ここで、前記二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）は、例えば、前記バイアステーブル６００に記憶された所定数の現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）から、段階的に変更された二つの現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）とされる。例えば、二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）は、最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）と第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）の二つ、第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）と第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）の二つ、第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）と最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）の二つとされるが、例えば、二つの濃度検知センサ６０５、６０６で濃度を確実に測定できて、且つ、ある程度高濃度のパッチとなる現像バイアスの組が好ましく、第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）と第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）の二つ、第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）と最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）の二つのいずれかが特定される。ここでは、前記二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）は、第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）と第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）の二つとする。

【0079】

さて、前記現像バイアス調整手段４０３は、二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）として、第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）と第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）とを特定すると、図７（Ｂ）に示すように、印刷実行中に現像ローラ４０ａに印加していた印刷時の現像バイアスＶｅから、第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）（低い現像バイアス）と第三の現像バイアスＶ３（Ｖ）（高い現像バイアス）とを順番に各単位時間Ｔ１（ｓｅｃ）毎に現像ローラ４０ａに印加する。そして、前記現像バイアス調整手段４０３は、低い現像バイアスＶ２（Ｖ）を現像ローラ４０ａに印加したタイミングに、感光体ドラム１０の表面の両端の紙間パッチの静電潜像を現像ローラ４０ａに対応させずに、高い現像バイアスＶ３（Ｖ）を現像ローラ４０ａに印加したタイミングに合わせて、感光体ドラム１０の表面の両端の紙間パッチの静電潜像を現像ローラ４０ａに対応させて、高い現像バイアスＶ３（Ｖ）で紙間パッチを感光体ドラム１０の両端にそれぞれ形成させる。

【0080】

そして、前記現像バイアス調整手段４０３は、図８（Ａ）に示すように、前記感光体ドラム１０に形成された紙間パッチ８００、８０１を中間転写ベルトＢ１の紙間Ｓに転写させるとともに（図５：Ｓ１０８）、前記２つの濃度検知センサ６０５、６０６を起動して、両端に転写された紙間パッチ８００、８０１の濃度をそれぞれ測定する（図５：Ｓ１０９）。

【0081】

ここで、中間転写ベルトＢ１の一端側に形成された一方の紙間パッチ８００は、一方の濃度検知センサ６０５で濃度を測定され、中間転写ベルトＢ１の他端側に形成された他方の紙間パッチ８０１は、他方の濃度検知センサ６０６で濃度を測定され、各紙間パッチ８００、８０１の濃度は、平均化される。ここで、高い現像バイアスＶ３（Ｖ）の紙間パッチ８００、８０１の濃度Ｄ３`（−）を、例えば、０．８０（−）とする。

【0082】

又、前記中間転写ベルトＢ１に形成された紙間パッチ８００、８０１と、当該紙間パッチ８００、８０１が形成される直前に、低い現像バイアスＶ２（Ｖ）が印加された領域８０２、８０３との回転方向の長さＬ２は、２＊Ｔ１（ｓｅｃ）に中間転写ベルトＢ１の回転速度Ｒ（ｍ／ｓｅｃ）を乗算した値となる。

【0083】

さて、前記紙間パッチ８００、８０１の濃度Ｄ３`（−）を測定すると、前記現像バイアス調整手段４０３は、紙間パッチ８００、８０１の形成に要した高い現像バイアスＶ３（Ｖ）と、当該紙間パッチパッチ８００、８０１の濃度Ｄ３`（−）と、現像バイアスのキャリブレーションの結果と、目標画像濃度Ｄｅ（−）とに基づいて、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整（補正）する。

【0084】

具体的には、前記現像バイアス調整手段４０３は、前記高い現像バイアスＶ３（Ｖ）と、前記紙間パッチパッチ８００、８０１の濃度Ｄ３`（−）と、現像バイアスのキャリブレーションの現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）と、そのパッチ６０１、６０２の濃度Ｄ１（−）〜Ｄ４（−）とに基づいて、図８（Ｂ）に示すように、当該現像バイアスのキャリブレーション時に生成した近似直線７００を消去して、新たな近似直線８０４を再生成する。そして、前記現像バイアス調整手段４０３は、当該再生成した近似直線８０４に、前記目標画像濃度Ｄｅ（−）を代入して、当該目標画像濃度Ｄｅ（−）に対応する印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）を新たに逆算（決定）する（図５：Ｓ１１０）。

【0085】

ここで、図８（Ｂ）に示すように、新たな印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）は、古い印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）よりも低くなっていることが理解される。これにより、印刷実行中であっても、印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）を適切に調整することが可能となり、画像品質を維持することが可能となる。

【0086】

特に、本発明では、高い現像バイアスＶ３（Ｖ）で紙間パッチを形成する直前に、低い現像バイアスＶ２（Ｖ）を印加している。これにより、現像ローラ４０ａの表面の残留トナーの影響が殆ど無い紙間パッチ８００、８０１を形成することが可能となり、現像バイアスＶｅ`（Ｖ）を精度高く調整することが可能となる。

【0087】

即ち、タッチダウン現像方式では、印刷における画像の濃度は、現像ローラ４０ａに付与されるトナー量で決定され、このトナー量は、現像ローラ４０ａと、当該現像ローラ４０ａにトナーを供給する磁気ローラ４０ｂとの間の電位差、つまり、当該現像バイアスＶ（Ｖ）で決定されることになる。尚、タッチダウン現像方式とは、トナー及びキャリアを含有する二成分の現像剤を担持する磁気ローラからトナーのみを転移させることにより現像スリーブ上にトナー薄層を形成させ、静電潜像が形成された感光体の表面に、前記トナー薄層からトナーを飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する方式のことである。

【0088】

ここで、画像形成装置１では、現像ローラ４０ａに所定のクリーニングブレードが設置されておらず、現像ローラ４０ａと磁気ローラ４０ｂとのニップ領域のみで、所定の磁気ローラドクターブレード４０ｇがトナーの引き剥がしとトナーの載せとをほぼ同時に行っている。

【0089】

そのため、前記磁気ローラドクターブレード４０ｇで十分に剥ぎ取られなかったトナーが磁気ローラ４０ｂに残留した場合、その残留トナーの影響で、前記磁気ローラ４０ｂから供給されるトナー量が変動することになる。又、現像ローラ４０ａと磁気ローラ４０ｂとは、カウンターとなっている。

【0090】

上述のように、前記現像ローラ４０ａに供給されるトナー量は、現像バイアスＶ（Ｖ）で決定されるものの、残留トナーが磁気ローラ４０ｂを介して現像ローラ４０ａに存在する場合に、残留トナーの帯電量により、大きく変動する。

【0091】

ここで、現像ローラ４０ａにトナーが残留しない場合には、正規の現像バイアスＶ（Ｖ）に対応するトナー量が現像ローラ４０ａに供給されるものの、現像ローラ４０ａにトナーが残留する場合には、当該残留したトナーが既に所定の現像バイアスＶ（Ｖ）に印加された後であることから、摩擦帯電や電荷注入により、所定の帯電量を有し、現像バイアスＶ（Ｖ）の表面の帯電量が上昇する。すると、磁気ローラ４０ｂから現像ローラ４０ａに次に供給されるトナー量は、残留したトナーの帯電量に対応するトナー量だけ減少してしまい、現像ローラ４０ａのトナー量が全体として減少することになる。

【0092】

従って、現像ローラ４０ａの残留トナーにより、正確な量のトナーが現像ローラ４０ａに供給されずに、画像濃度の低下、画像品質の劣化を招く。

【0093】

本発明では、印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）の調整に使用する紙間パッチ８００、８０１を形成する直前に、低い現像バイアスＶ２（Ｖ）を印加するように構成している。これにより、上述した現像ローラ４０ａの残留トナーの帯電量を減少させ、当該現像ローラ４０ａに残留するトナーを十分に剥ぎ取らせることが可能となり、紙間パッチ８００、８０１の形成の際に、現像ローラ４０ａのトナー量を安定化させることが可能となる。そのため、紙間パッチ８００、８０１の濃度も適切になり、印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）の正確な調整が可能となるのである。

【0094】

特に、前記紙間パッチ８００、８０１の形成に要する現像バイアスＶｂ（Ｖ）を、現像バイアスのキャリブレーションで使用した現像バイアスＶ３（Ｖ）としていることから、著しく不適合な近似直線８０４が生じることが無く、印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）の調整（補正）も精度高く行うことが可能となるのである。又、現像バイアスのキャリブレーションのうち、紙間パッチの形成に要する現像バイアスを新たに印加することをしなくても済むから、現像バイアスのキャリブレーションに要する時間を長期化せずに済む。

【0095】

ここで、パッチを形成する直前の現像バイアスの影響を具体的に説明する。図９（Ａ）は、４つのパッチを連続して形成する場合の現像バイアスと印加する単位時間とを示す４種類のバイアス条件である。図９（Ｂ）には、４種類のバイアス条件で形成した４つのパッチの濃度を示すグラフである。

【0096】

ここで、図９（Ａ）に示すように、第一のバイアス条件Ａは、３つのパッチの形成に対して、印刷時の現像バイアスに近い現像バイアスＶ５（Ｖ）＝３２０Ｖを印加し、最後のパッチの形成に対して、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）＝１２０Ｖを印加する条件とする。第二のバイアス条件Ｂは、４つのパッチの形成に対して、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）＝１２０Ｖを印加する条件とする。第三のバイアス条件Ｃは、３つのパッチの形成に対して、現像バイアスのキャリブレーションにおける第二の現像バイアスＶ２（Ｖ）（低い現像バイアスに対応する）＝８０Ｖを印加し、最後のパッチの形成に対して、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）＝１２０Ｖを印加する条件とする。第四のバイアス条件Ｄは、３つのパッチの形成に対して、現像バイアスのキャリブレーションにおける最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）＝４０Ｖを印加し、最後のパッチの形成に対して、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）＝１２０Ｖを印加する条件とする。

【0097】

４種類のバイアス条件Ａ〜Ｄに対応するパッチの濃度を確認すると、図９（Ｂ）に示すように、第二のバイアス条件Ｂでは、前の３つのパッチ濃度と比較して最後のパッチの濃度の変動が殆ど無く、第三のバイアス条件Ｃでは、最後のパッチの濃度の変動が次に少なく、第四のバイアス条件Ｄでは、最後のパッチの濃度の変動が少しあった。一方、第一のバイアス条件Ａ、つまり、通常、現像バイアスの調整を紙間パッチで実行する場合のバイアス条件では、最後のパッチの濃度の変動が著しかった。

【0098】

又、最後のパッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）が同じであっても、直前の現像バイアスＶ（Ｖ）が高い程、最後のパッチの濃度が低くなっている。これは、第三のパッチの形成に要する現像バイアスが高い程、現像ローラ４０ａの残留トナーの帯電量が増加するため、最後のパッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）が同じでも、現像ローラ４０ａに供給されるトナー量が減少し、感光体ドラム１０へ移行するトナー量が減少してしまうからである。

【0099】

従って、本発明では、前記紙間パッチ８００、８０１を形成する直前に、当該紙間パッチ８００、８０１の形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）よりも低い現像バイアスＶ２（Ｖ）を予め印加することで、上述した現像ローラ４０ａの残留トナーの帯電量を減少させ、当該現像ローラ４０ａに残留するトナーを十分に剥ぎ取らせることが可能となり、上述したパッチの濃度の変動を抑えることが可能となるのである。

【0100】

ここで、上述した現像ローラ４０ａの残留トナーの帯電量を確実に低下させる、言い換えると、当該現像ローラ４０ａに残留するトナーを十分に剥ぎ取らせるために、前記紙間パッチ８００、８０１を形成する直前の現像バイアスＶ（Ｖ）を０Ｖとしても構わない。直前の現像バイアスＶ（Ｖ）を０Ｖとすることで、現像ローラ４０ａの残留トナーの帯電量をゼロに近づけることが可能となり、当該残留トナーの剥ぎ取りを確実にすることが可能となる。

【0101】

前記紙間パッチ８００、８０１を形成する直前の現像バイアスＶ（Ｖ）を０Ｖとする場合のバイアステーブル（バイアス条件）は、例えば、以下の構成とされる。図１０（Ａ）は、現像バイアスを０Ｖとする現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件である。図１０（Ｂ）は、印刷時の現像バイアスを調整する際のバイアス条件である。

【0102】

先ず、前記キャリブレーション実行手段４０２が、現像バイアスのキャリブレーションを実行する際に、図１０（Ａ）に示すように、最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）から四番目の最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）まで段階的に現像バイアスの絶対値が高くなるように現像ローラ４０ａに現像バイアスＶ１（Ｖ）〜Ｖ４（Ｖ）を印加し、最後の現像バイアスＶ４（Ｖ）を印加させた直後に現像バイアスを０Ｖとし、０Ｖの直後に、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）を印加する。この際、前記キャリブレーション実行手段４０２は、最初の現像バイアスＶ１（Ｖ）から四番目の現像バイアスＶ４（Ｖ）までに対応して４つのパッチを形成するとともに、前記紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）に対応して１つのパッチを形成する。そして、前記キャリブレーション実行手段４０２は、形成した各パッチの濃度を測定して、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を決定する。この場合、前記現像バイアスのキャリブレーションに要する時間６＊Ｔ１（ｓｅｃ）は、現像バイアスを０Ｖ、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）とする時間２＊Ｔ１（ｓｅｃ）だけ長くなる。

【0103】

次に、現像バイアス調整手段４０３は、前記紙間パッチを形成する際に、図１０（Ｂ）に示すように、現像バイアスのキャリブレーションの現像バイアスのうち、０Ｖ、紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）をＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）として印加し、前記紙間パッチの形成に要する現像バイアスＶ３（Ｖ）で紙間パッチを紙間に形成する。このように、前記紙間パッチを形成する直前の現像バイアスＶ（Ｖ）を０Ｖとすることで、現像ローラ４０ａの残留トナーの帯電量をゼロに近づけることが可能となり、当該残留トナーの剥ぎ取りを確実にすることが可能となる。その結果、前記紙間パッチの形成の際に、現像ローラ４０ａのトナー量を安定化させることが可能となり、印刷時の現像バイアスＶｅ`（Ｖ）の正確な調整が可能となるのである。

【0104】

このように、本発明では、現像バイアスのキャリブレーションを実行して、印刷時の現像バイアスを決定するキャリブレーション実行手段４０２と、前記印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）の調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションで段階的に変更した二つの現像バイアスＶａ（Ｖ）、Ｖｂ（Ｖ）を印加し、二つの現像バイアスのうち、高い現像バイアスＶｂ（Ｖ）で紙間パッチを紙間に形成し、当該紙間パッチの濃度Ｄｂ（−）を測定して、当該紙間パッチの形成に要した現像バイアスＶｂ（Ｖ）と、当該紙間パッチの濃度Ｄｂ（−）とを利用して、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整する現像バイアス調整手段４０３とを備えることを特徴とする。

【0105】

又、本発明では、現像バイアスのキャリブレーションに、所定の現像バイアスを０Ｖとし、その直後に、紙間パッチの形成に要する特定の現像バイアスＶ３（Ｖ）を印加するバイアス条件を加えて、印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を決定するキャリブレーション実行手段４０２と、前記印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）の調整の際に、前記現像バイアスのキャリブレーションのバイアス条件のうち、現像バイアスを０Ｖとし、その直後に前記特定の現像バイアスＶ３（Ｖ）を印加し、当該特定の現像バイアスＶ３（Ｖ）で紙間パッチを紙間に形成し、当該紙間パッチの濃度を測定して、当該紙間パッチの形成に要した現像バイアスＶ３（Ｖ）と、当該紙間パッチの濃度とを利用して、前記印刷時の現像バイアスＶｅ（Ｖ）を調整する現像バイアス調整手段４０３とを備えることを特徴とする。

【0106】

これにより、紙間でパッチを形成しても、現像バイアスの調整を適切に実行することが可能となる。

【0107】

尚、本発明では、所定の色（例えば、黒色）の現像バイアスについて説明したが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の他の色の現像バイアスでも同様である。

【0108】

又、本発明の実施形態では、画像形成装置１が各手段を備えるよう構成したが、当該各手段を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、前記プログラムを画像形成装置１に読み出させ、当該画像形成装置１が前記各手段を実現する。その場合、前記記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。更に、各手段が実行するステップをハードディスクに記憶させる方法として提供することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0109】

以上のように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法は、複合機はもちろん、複写機、プリンタ等に有用であり、紙間でパッチを形成しても、現像バイアスの調整を適切に実行することが可能な画像形成装置及び画像形成方法として有効である。

【符号の説明】

【0110】

１ 画像形成装置
４０１ 制御手段
４０２ キャリブレーション実行手段
４０３ 現像バイアス調整手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】