特許 7015472 画像形成装置、現像装置及び作像ユニット

(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】

(24)【登録日】2022-01-26

(45)【発行日】2022-02-03

(54)【発明の名称】画像形成装置、現像装置及び作像ユニット

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20220127BHJP

   G03G 15/06 20060101ALI20220127BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20220127BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 235

G03G15/06 101

G03G15/00 303

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018028766

(22)【出願日】2018-02-21

(65)【公開番号】P2019144422

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2020-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(72)【発明者】

【氏名】木村 秀樹

【審査官】小池 俊次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３５１２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０２１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０９８６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７５１２３６６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／０６

Ｇ０３Ｇ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の前記現像部材のそれぞれに印加する現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置であって、
複数の前記現像部材の表面のそれぞれを同じ周期で周回移動させ、
且つ、複数の前記現像部材のうちの少なくとも一つの表面の無端移動姿勢を検知する姿勢検知手段による検知結果に基づいて前記現像バイアスの出力値を前記周期と同じ周期で変動させるとともに、
複数の前記現像部材のうち、現像工程が最後になる前記現像部材による現像を終えた画像に現れる周期的な画像濃度ムラ波形に対し、複数の前記現像部材のうち、現像工程が最初になる前記現像部材による現像位置に前記潜像担持体の表面が進入するときを基準にした時間軸で逆位相となる波形で、前記現像バイアスを変動させることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

請求項１の画像形成装置において、
前記潜像担持体の表面移動方向に沿って互いに隣り合う上流側の前記現像部材と下流側の前記現像部材とにおける前記潜像担持体の表面上の配設距離を、前記潜像担持体の表面が前記周期の１／２に奇数を乗じて得られる解とは異なる値の時間で移動する距離としたことを特徴とする画像形成装置。

【請求項3】

請求項２の画像形成装置において、
前記配設距離を、前記周期の１／２に偶数を乗じて得られる解と同じ値の時間で前記潜像担持体の表面が移動する距離としたことを特徴とする画像形成装置。

【請求項4】

請求項１の画像形成装置において、
前記潜像担持体の表面移動方向に沿って互いに隣り合う上流側の前記現像部材と下流側の前記現像部材とにおける前記潜像担持体の表面上の配設距離を、前記周期の１／４に奇数を乗じて得られる解とは異なる値、又は、前記周期の１／６に奇数を乗じて得られる解とは異なる値、の時間で前記潜像担持体の表面が移動する距離としたことを特徴とする画像形成装置。

【請求項5】

請求項４の画像形成装置において、
前記配設距離を、前記周期の１／４に偶数を乗じて得られる解と同じ値、又は、前記周期の１／６に偶数を乗じて得られる解と同じ値、の時間で前記潜像担持体の表面が移動する距離としたことを特徴とする画像形成装置。

【請求項6】

請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置であって、
前記現像バイアスを一定の値にした条件で前記現像手段によって前記潜像担持体上の潜像を現像して得たテスト画像における、前記周期の毎に同じパターンとなる画像濃度ムラを画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて、前記現像バイアスを周期的に変動させるためのパターンデータを構築する処理を所定のタイミングで実施することを特徴とする画像形成装置。

【請求項7】

潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の前記現像バイアスのそれぞれに対して印加するための現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置に搭載される現像手段たる現像装置であって、
請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置に搭載されることを特徴とする現像装置。

【請求項8】

潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の前記現像バイアスのそれぞれに対して印加するための現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置に搭載され、少なくとも前記潜像担持体と前記現像手段とが一つのユニットとして構成されて一体的に画像形成装置本体に着脱される作像ユニットであって、
請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置に搭載されることを特徴とする作像ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置、並びにこれに搭載される現像装置及び作像ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の現像部材のそれぞれに印加する現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、潜像担持体としての感光体と、現像部材たる第一現像ローラ及び第二現像ローラを具備する現像手段としての現像装置と、それぞれの現像ローラに印加する現像バイアスを出力する高圧電源とを備えている。そして、感光体の回転姿勢について所定の姿勢になったことを検知したタイミングを基準にして、高圧電源からの現像バイアスの出力を周期的に変動させる。かかる構成によれば、感光体の回転振れに起因する感光体回転周期の画像濃度ムラを抑えることができるとされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、二本の現像ローラのそれぞれの回転に伴って生じる現像ローラ回転周期の画像濃度ムラを抑えることができなかった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、本発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の前記現像部材のそれぞれに印加する現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置であって、複数の前記現像部材の表面のそれぞれを同じ周期で周回移動させ、
且つ、複数の前記現像部材のうちの少なくとも一つの表面の無端移動姿勢を検知する姿勢検知手段による検知結果に基づいて前記現像バイアスの出力値を前記周期と同じ周期で変動させるとともに、
複数の前記現像部材のうち、現像工程が最後になる前記現像部材による現像を終えた画像に現れる周期的な画像濃度ムラ波形に対し、複数の前記現像部材のうち、現像工程が最初になる前記現像部材による現像位置に前記潜像担持体の表面が進入するときを基準にした時間軸で逆位相となる波形で、前記現像バイアスを変動させることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、複数の現像部材の表面無端移動に伴って生じる現像部材の表面周回周期の画像濃度ムラを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。

【図2】同複写機の画像形成部におけるＹ用の作像ユニットを示す構成図。

【図3】同画像形成部を拡大して示す拡大構成図。

【図4】同画像形成装置の光学センサーユニットに搭載されたＹ用の反射型フォトセンサーを示す拡大構成図。

【図5】同光学センサーユニットに搭載されたＫ用の反射型フォトセンサーを示す拡大構成図。

【図6】同画像形成部の中間転写ベルトに転写された各色のパッチパターン像を示す平面模式図。

【図7】プロセスコントロール処理で構築されるトナー付着量と現像バイアスとの関係の近似直線式を示すグラフ。

【図8】同画像形成部のＹ用の現像装置における第一現像スリーブを示す斜視図。

【図9】同現像装置におけるスリーブ回転センサーからの出力電圧の経時変化を示すグラフ。

【図10】同複写機の電気回路の要部を示すブロック図。

【図11】同第一現像スリーブの偏心に起因して生じるスリーブ回転周期の画像濃度ムラの一例を示すグラフ。

【図12】同作像ユニットにおける二つの現像領域のそれぞれで発生する画像濃度ムラの波形と、それらの合成波との第一例を示すグラフ。

【図13】同作像ユニットのスリーブ配設距離を説明するための模式図。

【図14】スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離と感光体のスリーブ１周期移動距離とを同じにした場合における同第一現像スリーブ関連の各種波形を示すグラフ。

【図15】スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離と感光体のスリーブ１周期移動距離とを同じにした場合における第二現像領域関連の各種波形を示すグラフ。

【図16】スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体のスリーブ１／２周期移動距離と同じにした場合における各種の画像濃度ムラ波形を示すグラフ。

【図17】スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体のスリーブ１／２周期移動距離と同じにした場合における第二現像領域関連の各種波形を示すグラフ。

【図18】同画像形成部の中間転写ベルトに転写された各色のテストトナー像を示す平面模式図。

【図19】二倍波、三倍波を説明するためのグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のフルカラー複写機（以下、単に複写機という）の実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、複写機は、記録シートに画像を形成する画像形成部１００、画像形成部１００に対して記録シート５を供給する給紙装置２００、原稿の画像を読み取るスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上部に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００なども備えている。画像形成部１００には、記録シート５を手差しでセットするための手差しトレイ６や、画像形成済みの記録シート５をスタックするためのスタックトレイ７などが設けられている。

【0009】

画像形成部１００は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）のトナー像を作像するための作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋを有している。これら作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの潜像担持体としての感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋは、駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動せしめられながら、周面が後述する帯電装置によって一様に帯電せしめられる。

【0010】

作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、レーザー書込装置２１が設けられている。このレーザー書込装置２１は、スキャナ３００で読み取られた原稿の画像情報、あるいは外部のパーソナルコンピューターから送られてくる画像情報に基づいて、書込光を出射する。具体的には、画像情報に基づいて、レーザー制御部によって半導体レーザーを駆動して書込光Ｌを出射する。そして、その書込光Ｌにより、一様帯電後のドラム状の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの周面を露光走査する。これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの周面における露光箇所は、電位を減衰させてＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像になる。つまり、レーザー書込装置２１は、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの周面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像を書き込む。なお、書込光Ｌの光源としては、レーザーダイオードに限るものではなく、例えばＬＥＤであってもよい。

【0011】

作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他が、互いにほぼ同様の構成になっている。Ｙトナー像を作像するＹ用の作像ユニット１８Ｙを例にすると、これは図２に示されるように、感光体２０Ｙを有している。また、感光体２０Ｙの周りに配設された、帯電手段としての帯電装置１９Ｙ、現像手段としての現像装置８０Ｙ、ドラムクリーニング装置２７Ｙ、潤滑剤塗布装置２６Ｙ等も有している。

【0012】

感光体２０Ｙは、駆動手段によって図中矢印方向（図中反時計回り方向）に回転駆動される。この回転方向は、感光体２０Ｙの表面を、中間転写ベルト１０との当接位置でベルト移動方向と同じ方向に移動させる方向である。また、後述する現像装置８０Ｙの第一現像スリーブ８１Ｙとの対向位置で第一現像スリーブ８１Ｙの表面と同じ方向に移動させたり、第二現像スリーブ８２Ｙとの対向位置で第二現像スリーブ８２Ｙの表面と同じ方向に移動させたりする方向でもある。

【0013】

回転駆動する感光体２０Ｙの表面は、帯電装置１９Ｙとの対向位置でトナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）に一様に帯電せしめられる。同図では、帯電装置１９Ｙとして、感光体２０Ｙと所定の間隙を介して対向しながら感光体２０Ｙの回転軸線方向に延在するワイヤーに対して帯電バイアスを印加して、ワイヤーと感光体２０Ｙの表面との間の放電によって感光体２０Ｙの表面を帯電させる方式のものを示している。かかる方式のものに代えて、感光体２０Ｙの表面に接触又は近接する帯電ローラ又は帯電ブラシローラに対して帯電バイアスを印加しながら、ローラ又はブラシと感光体２０Ｙの表面との間の放電によって感光体２０Ｙの表面を帯電させる方式のものを用いてもよい。何れの方式のものであっても、帯電バイアスとしては、交流電圧と、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧との重畳による重畳電圧からなるものを採用して、放電を促すようになっている。

【0014】

現像装置８０Ｙの内部には、磁性キャリアとＹトナーとを含む現像剤が収容されており、３つのスクリュー（４４，４５，４６）によって現像手段たる現像装置８０Ｙ内を循環搬送される。この現像装置８０Ｙには、現像部材としての第一現像スリーブ８１Ｙ及び第二現像スリーブ８２Ｙが、感光体２０Ｙの表面移動方向に沿って並べて配置されている。これらの現像スリーブ（８１Ｙ、８２Ｙ）は何れも、周方向に並ぶ複数の磁極を具備するマグネットローラを連れ回り不能に内包しており、マグネットローラの磁力により、現像装置８０Ｙ内の現像剤を周面上に担持する。

【0015】

現像装置８０Ｙに具備される第一撹拌搬送スクリュー８３Ｙによって搬送される現像剤は、第一現像スリーブ８１Ｙの周面上に汲み上げられた後、第一現像スリーブ８１Ｙの回転に伴って感光体２０Ｙに対向する第一現像領域に搬送される。第一現像スリーブ８１Ｙには、交流電圧と、トナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）の現像バイアスが印加されている。

【0016】

現像バイアスの絶対値は、感光体２０Ｙに担持される静電潜像の電位（例えば－５０Ｖ）の絶対値よりも大きく、且つ感光体２０Ｙの地肌部（静電潜像でない部分）の電位（例えば－８００Ｖ）よりも小さくなっている。このため、第一現像領域では、第一現像スリーブ８１Ｙと感光体２０Ｙの地肌部との間において、トナーに対して、感光体２０Ｙ側からスリーブ側に向けて静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。この一方で、第一現像スリーブ８１Ｙと感光体２０Ｙの静電潜像との間では、トナーに対して、スリーブ側から感光体２０Ｙ側に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。これにより、第一現像スリーブ８１Ｙに担持される現像剤のマイナス極性（例えば－３０μＣ／ｇ）のトナーが、感光体２０Ｙの静電潜像に選択的に付着して静電潜像を現像する。

【0017】

第一現像領域を通過した第一現像スリーブ８１Ｙ表面上の現像剤は、第二現像スリーブ８２Ｙの表面に受け渡される。そして、第二現像スリーブ８２Ｙの回転に伴って、感光体２０Ｙに対向する第二現像領域に搬送される。第二現像スリーブ８２Ｙにも、現像バイアスが印加されることから、第二現像スリーブ８２Ｙ上の現像剤も感光体２０Ｙの静電潜像を現像する。

【0018】

二本の現像スリーブ（８１Ｙ、８２Ｙ）によって現像を行うことで、現像に寄与する現像領域の長さ、即ち、現像時間を増やして、現像効率を高めることができる。なお、一本の現像スリーブを大径することによっても現像時間を増やすことが可能になるが、かかる構成では、現像装置を大型化するとともに、装置内のデッドスペースを増加させてしまうので好ましくない。

【0019】

第二現像領域を通過した、第二現像スリーブ８２Ｙ上の現像剤は、第二現像スリーブ８２Ｙから離脱して現像装置８０Ｙ内の第二撹拌搬送スクリュー８４Ｙに回収される。そして、第二撹拌搬送スクリュー８４Ｙから第三撹拌搬送スクリュー８５Ｙに受け渡された後、第三撹拌搬送スクリュー８５Ｙから第一撹拌搬送スクリュー８３Ｙに受け渡される。

【0020】

第一現像スリーブ８１Ｙと、これに近接しつつ第一現像スリーブ８１Ｙよりも感光体２０Ｙの表面移動方向の下流側に配設された第二現像スリーブ８２Ｙとは、何れも図中で感光体２０Ｙの左側方に位置しつつ、時計回り方向に回転する。これにより、感光体２０Ｙとの対向領域である現像領域において、自らの表面を感光体２０Ｙの表面と同じ方向に表面移動させる。

【0021】

Ｙ用の作像ユニット１８Ｙにおける現像プロセスについて説明したが、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の作像ユニット（１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ）においても同様にして、感光体（２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ）上の静電潜像が現像される。これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像が形成される。

【0022】

なお、第一現像スリーブ８１Ｙの回転軸部材には、第一スリーブギヤが固定されており、第一現像スリーブ８１Ｙと一体になって回転する。また、第二現像スリーブ８２Ｙの回転軸部材には、第二スリーブギヤが固定されており、第二現像スリーブ８２Ｙと一体になって回転する。第一スリーブギヤと第二スリーブギヤとの間には、アイドラギヤが介在しつつそれぞれのスリーブギヤに噛み合っている。これにより、第一現像スリーブ８１Ｙの回転駆動力が、第一スリーブギヤとアイドラギヤと第二スリーブギヤとを介して第二現像スリーブ８２Ｙに伝達される。第一スリーブギヤと第二スリーブギヤとは同じ径であって且つ歯数も同じであるので、第一現像スリーブ８１Ｙと第二現像スリーブ８２Ｙとは互いに同じ角速度で一体的に回転する。

【0023】

図２において、感光体２０Ｙの下方に配設された一次転写ローラ６２Ｙは、感光体２０Ｙに向けて押圧されながら、感光体２０Ｙとの間に中間転写ベルト１０を挟み込んでいる。これにより、感光体２０Ｙと中間転写ベルト１０のおもて面との当接によるＹ用の一次転写ニップが形成されている。感光体２０Ｙ上のトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴ってその一次転写ニップに進入して中間転写ベルト１０のおもて面に一次転写される。

【0024】

前述の一次転写ニップを通過した感光体２０Ｙの表面には、中間転写ベルト１０に一次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置２７Ｙによって感光体２０Ｙの表面から除去される。

【0025】

図３は、画像形成部１００を拡大して示す拡大構成図である。画像形成部１００における作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの下方には、転写体たる無端状の中間転写ベルト１０を具備する転写ユニットが設けられている。転写ユニットの中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、それら支持ローラの何れか１つの回転駆動により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。

【0026】

支持ローラ１４，１５，１６のうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間で移動するベルト部分のおもて面には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニットが対向している。また第２支持ローラ１５と第３支持ローラ１６との間で移動するベルト部分のおもて面には、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像の画像濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を検知するための光学センサーユニット１５０が対向している。

【0027】

中間転写ベルト１０のループ内側には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋが配設されており、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとの間に中間転写ベルト１０を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト１０のおもて面と、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。そして、一次転写バイアスが印加されるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋと、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋとの間には、それぞれ一次転写電界が形成されている。

【0028】

中間転写ベルト１０のおもて面は、ベルトの無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく。その過程で、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像が中間転写ベルト１０のおもて面に順次重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１０のおもて面には四色重ね合わせトナー像が形成される。

【0029】

中間転写ベルト１０の下方には、第１張架ローラ２２と第２張架ローラ２３とによって張架される無端状の搬送ベルト２４が配設されており、何れか一本の張架ローラの回転駆動に伴って図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。そして、そのおもて面を、中間転写ベルト１０の全域のうち、第３支持ローラ１６に対する掛け回し箇所に当接させて二次転写ニップを形成している。この二次転写ニップの周辺においては、接地された第２張架ローラ２３と、二次転写バイアスが印加される第３支持ローラ１６との間に二次転写電界が形成されている。

【0030】

図１において、画像形成部１００には、給紙装置２００や手差しトレイ６から給送されてくる記録シート５を、二次転写ニップ、後述する定着装置２５、排出ローラ対５６に順次搬送するための搬送路４８が設けられている。また、給紙装置２００から画像形成部１００に給送された記録シート５を、搬送路４８の入口まで搬送するための給送路４９も設けられている。なお、搬送路４８の入口には、レジストローラ対４７が配設されている。

【0031】

プリントジョブが開始されると、給紙装置２００又は手差しトレイ６から繰り出された記録シート５が搬送路４８に向けて搬送されて、レジストローラ対４７に突き当たる。そして、レジストローラ対４７は、適切なタイミングで回転駆動を開始することで、記録シート５を二次転写ニップに向けて送り込む。二次転写ニップでは、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が記録シート５に密着する。そして、二次転写電界やニップ圧の作用により、４色重ね合わせトナー像が記録シート５の表面に二次転写されてフルカラートナー像になる。

【0032】

二次転写ニップを通過した記録シート５は、搬送ベルト２４によって定着装置２５に向けて搬送される。そして、定着装置２５内で加圧及び加熱されることで、その表面にフルカラートナー像が定着せしめられる。その後、記録シート５は、定着装置２５から排出された後、排出ローラ対５６を経由してスタックトレイ７上にスタックされる。

【0033】

中間転写ベルト１０の下方には、光学センサーユニット１５０が、中間転写ベルト１０の周方向における全域のうち、Ｙ用の一次転写ニップを通過した後、二次転写ニップに進入する前の領域に所定の間隙を介して対向するように配設されている。

【0034】

本複写機においては、環境変動などにかかわらず画像濃度を長期間に渡って安定化させるために、所定のタイミングでプロセスコントロール処理と呼ばれる制御を定期的に実施する。プロセスコントロール処理では、Ｙ用の感光体２０Ｙに複数のパッチ状Ｙトナー像からなるＹパッチパターン像を作像し、それを中間転写ベルト１０に転写する。複数のパッチ状Ｙトナー像のそれぞれは、Ｙトナー付着量を検知するためのトナー付着量検知用トナー像である。

【0035】

後述する制御部（１１０）は、感光体２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋにも、同様にしてＣ，Ｍ，Ｋパッチパターン像を作像してそれらを重ね合わさないように中間転写ベルト１０に転写する。そして、それらのパッチパターン像における各トナー像のトナー付着量（画像濃度）を、光学センサーユニット１５０によって検知する。次いで、それらの検出結果に基づいて、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋについてそれぞれ現像バイアスの基準値である現像バイアス基準値などの作像条件を個別に調整する。

【0036】

光学センサーユニット１５０は、中間転写ベルト１０のベルト幅方向に所定の間隔をおいて並ぶ４つの反射型フォトセンサーを有している。それぞれの反射型フォトセンサーは、中間転写ベルト１０や中間転写ベルト１０上のパッチ状トナー像の光反射率に応じた信号を出力する。４つの反射型フォトセンサーのうち、３つは、Ｙトナー付着量，Ｃトナー付着量，Ｍトナー付着量に応じた出力をするように、ベルト表面上における正反射光及び拡散反射光の両方をとらえて、それぞれの光量に応じた出力を行う。

【0037】

図４は、光学センサーユニット１５０に搭載されたＹ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙを示す拡大構成図である。Ｙ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙは、光源としてのＬＥＤ１５２Ｙと、正反射光を受光する正反射型受光素子１５３Ｙと、拡散反射光を受光する拡散反射型受光素子１５４Ｙとを具備している。正反射型受光素子１５３Ｙは、Ｙパッチ状トナー像の表面で得られる正反射光の光量に応じた電圧を出力する。また、拡散反射型受光素子１５４Ｙは、Ｙパッチ状トナー像の表面で得られる拡散反射光の光量に応じた電圧を出力する。制御部は、それらの電圧に基づいて、Ｙパッチ状トナー像のＹトナー付着量を算出することができる。Ｙ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙについて説明したが、Ｃ，Ｍ用の反射型フォトセンサー１５１Ｃ，１５１Ｍも、Ｙ用と同様の構成になっている。

【0038】

図５は、光学センサーユニット１５０に搭載されたＫ用の反射型フォトセンサー１５１Ｋを示す拡大構成図である。Ｋ用の反射型フォトセンサー１５１Ｋは、光源たるＬＥＤ１５２Ｋと、正反射光を受光する正反射型受光素子１５３Ｋとを具備している。正反射型受光素子１５３Ｋは、Ｋパッチ状トナー像の表面で得られる正反射光の光量に応じた電圧を出力する。制御部は、その電圧に基づいて、Ｋパッチ状トナー像のＫトナー付着量を算出することができる。

【0039】

ＬＥＤ（１５２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）としては、発光される光のピーク波長が９５０ｎｍであるＧａＡｓ赤外発光ダイオードを用いている。また、正反射受光素子（１５３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）や拡散反射受光素子（１５４Ｙ，Ｃ，Ｍ）としては，ピーク受光感度が８００ｎｍであるＳｉフォトトランジスタなどを用いている。但し、ピーク波長やピーク受光感度は前述した値に限られるものではない。

【0040】

四つの反射型フォトセンサーと、中間転写ベルト１０のおもて面との間には、５［ｍｍ］程度のギャップが設けられている。

【0041】

制御部は、主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力したあとの待機時など、所定のタイミングで、プロセスコントロール処理を実施する。そして、プロセスコントロール処理を開始すると、まず、通紙枚数、印字率、温度、湿度などの環境情報を取得した後、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋにおけるそれぞれの現像特性を把握する。具体的には、それぞれの色について、現像γと現像開始電圧を算出する。より詳しくは、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋを回転させながらそれぞれを一様に帯電せしめる。この帯電については、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋから出力する帯電バイアスとして、通常のプリント時とは異なるものを出力する。詳しくは、重畳バイアスからなる帯電バイアスの直流電圧及び交流電圧のうち、直流電圧の絶対値を一定の値ではなく、徐々に大きくしていく。

【0042】

このような条件で帯電させた感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋに対し、レーザー書込装置２１によるレーザー光の走査を施して、パッチ状Ｙトナー像，パッチ状Ｃトナー像、パッチ状Ｍトナー像、パッチ状Ｋトナー像用の静電潜像を複数形成する。それらを現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋによって現像することで、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像を作像する。このときに、制御部は、各色の第一現像スリーブ及び第二現像スリーブに印加する現像バイアスの絶対値もそれぞれ徐々に大きくしていく。そして、各パッチ状トナー像における静電潜像電位と、現像バイアスとの差分を現像ポテンシャルとしてＲＡＭに記憶する。

【0043】

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像は、図６に示されるように、中間転写ベルト１０上で重なり合わないように、ベルト幅方向に並んでいる。具体的には、Ｙパッチパターン像ＹＰＰは、中間転写ベルト１０の幅方向における一端部に転写される。また、Ｃパッチパターン像ＣＰＰは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。また、Ｍパッチパターン像ＭＰＰは、中間転写ベルト１０の幅方向における他端部に転写される。また、Ｋパッチパターン像ＫＰＰは、ベルト幅方向において、Ｋパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。

【0044】

光学センサーユニット１５０は、互いにベルト幅方向の異なる位置でベルトの光反射特性を検知するＹ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙを有している。また、Ｃ用の反射型フォトセンサー１５１Ｃ、Ｋ用の反射型フォトセンサー１５１Ｋ、Ｍ用の反射型フォトセンサー１５１Ｍも有している。

【0045】

Ｙ用の反射型フォトセンサー１５１Ｙは、中間転写ベルト１０の幅方向の一端部に形成されたＹパッチパターン像ＹＰＰのＹパッチ状トナー像のＹトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第Ｃ用の反射型フォトセンサー１５１Ｃは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像ＹＰＰの近くに位置するＣパッチパターン像ＣＰＰのＣパッチ状トナー像のＣトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、Ｍ用の反射型フォトセンサー１５１Ｍは、中間転写ベルト１０の幅方向の他端部に形成されたＭパッチパターン像ＭＰＰのＭパッチ状トナー像のＭトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、Ｋ用の反射型フォトセンサー１５０ｃは、ベルト幅方向において、Ｍパッチパターン像ＭＰＰの近くに位置するＫパッチパターン像ＫＰＰのＫパッチ状トナー像のＫトナー付着量を検知する位置に配設されている。

【0046】

制御部は、光学センサーユニット１５０の４つの反射型フォトセンサーから順次送られてくる出力信号に基づいて、各色のパッチ状トナー像の光反射率を演算し、演算結果に基づいてトナー付着量を求めてＲＡＭに格納していく。なお、中間転写ベルト１０の走行に伴って光学センサーユニット１５０との対向位置を通過した各色のパッチパターン像は、クリーニング装置によってベルトおもて面からクリーニングされる。

【0047】

制御部は、次に、ＲＡＭに格納したトナー付着量と、それとは別にＲＡＭに格納した各パッチトナー像における潜像電位のデータと現像バイアスＶｂのデータとに基づいて、直線近似式（Ｙ＝ａ×Ｖｐ＋ｂ）を算出する。具体的には、図７に示されるように、ｙ軸をトナー付着量とし、且つｘ軸を現像ポテンシャルとする２次元座標における両者の関係を示す近似直線式である。そして、近似直線式に基づいて、目標のトナー付着量を実現する現像ポテンシャルＶｐを求め、その現像ポテンシャルＶｐを実現する現像バイアスＶｂである現像バイアス基準値および帯電バイアス基準値、（およびＬＤパワー）を求める。

【0048】

それらの結果については、不揮発メモリーに記憶する。このような現像バイアス基準値、並びに帯電バイアス基準値（及びＬＤパワー）の算出及び記憶を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ行ってプロセスコントロール処理を終了する。その後、プリントジョブにおいては、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、不揮発性メモリーに記憶している現像バイアス基準値に基づいた値の現像バイアスを、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋから出力させる。また、不揮発性メモリーに記憶している帯電バイアス基準値に基づいた値の帯電バイアスを、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋから出力させる。

【0049】

このようなプロセスコントロール処理を実施して目標のトナー付着量を実現する現像バイアス基準値、帯電バイアス基準値を決定することで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、画像全体の画像濃度を長期間に渡って安定化させることができる。

【0050】

なお、詳細については後述するが、制御部は、プリントジョブ中において、現像スリーブ回転周期で増減する画像濃度ムラを抑えるために、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋからの現像バイアスの出力値を周期的に変動させる出力変動処理を実施する。しかし、プロセスコントロール処理においては、現像バイアスの出力値を周期変動させずに各色のパッチパターン像の現像を行う。このため、各色のパッチ状トナー像には画像濃度ムラが発生するが、それに起因するトナー付着量の検知精度の低下を抑えるために、それぞれのパッチ状トナー像について、所定の時間間隔で複数回に渡ってトナー付着量を検知し、その平均値を記憶する。

【0051】

次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
図８は、Ｙ用の第一現像スリーブ８１Ｙを示す斜視図である。第一現像スリーブ８１Ｙは、円柱状のローラ部８１ａＹ、ローラ部８１ａＹの回転軸線方向の両端面から回転軸線方向に突出する回転軸部材８１ｂＹなどを有している。

【0052】

ローラ部８１ａＹの両端面のそれぞれから突出している回転軸部材８１ｂＹの一方は、スリーブ回転センサー７６Ｙを貫いており、スリーブ回転センサー７６Ｙから突出している部分が軸受けによって受けられている。スリーブ回転センサー７６Ｙは、第一現像スリーブ８１Ｙの回転軸部材８１ｂＹに固定されて回転軸部材８１ｂＹと一体的に回転する遮光部材７７Ｙや、透過型フォトセンサー７８Ｙなどを具備している。遮光部材７７Ｙは、回転軸部材８１ｂＹの周面における所定の箇所において法線方向に突出する形状になっている。そして、第一現像スリーブ８１Ｙが所定の回転姿勢になったときに、透過型フォトセンサー７８Ｙの発光素子と受光素子との間に介在する。これにより、受光素子が受光しなくなることで、透過型フォトセンサー７８Ｙからの出力電圧値が大きく低下する。つまり、透過型フォトセンサー７８Ｙは、第一現像スリーブ８１Ｙが所定の回転姿勢になると、そのことを検知して出力電圧値を大きく低下させる。

【0053】

図９は、Ｙ用のスリーブ回転センサー７６Ｙからの出力電圧の経時変化を示すグラフである。なお、スリーブ回転センサー７６Ｙからの出力電圧は、具体的には、透過型フォトセンサー７８Ｙからの出力電圧である。図示のように、第一現像スリーブ８１Ｙが回転しているとき、大半の時間は、スリーブ回転センサー７６Ｙから６［Ｖ］の電圧が出力される。但し、第一現像スリーブ８１Ｙが一周する毎に、スリーブ回転センサー７６Ｙからの出力電圧が一瞬だけ０［Ｖ］付近まで大きく低下する。これは、第一現像スリーブ８１Ｙが一周する毎に、遮光部材７７Ｙが透過型フォトセンサー７８Ｙの発光素子と受光素子との間に介在して、受光素子が光を受光しなくなるからである。このように出力電圧が大きく低下するタイミングは、第一現像スリーブ８１Ｙが所定の回転姿勢になったタイミングである。以下、このタイミングを基準姿勢タイミングという。

【0054】

Ｙ用のスリーブ回転センサー７６Ｙは、Ｙ用の第一現像スリーブ８１Ｙについて所定の回転姿勢になったことを検知する回転姿勢検知手段として機能している。また、上述したように、第一現像スリーブ８１Ｙと第二現像スリーブ８２Ｙとは同じ回転角速度（＝回転周期）で一体的に回転するので、Ｙ用のスリーブ回転センサー７６Ｙは、Ｙ用の第二現像スリーブ８２Ｙについての回転姿勢検知手段としても機能している。

【0055】

図１０は、本複写機の電気回路の要部を示すブロック図である。同図において、制御手段としての制御部１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリーなどを有している。この制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋのトナー濃度センサー８９Ｙ，８９Ｃ，８９Ｍ，８９Ｋが電気的に接続されている。これにより、制御部１１０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像装置８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋに収容されている現像剤のトナー濃度を把握することができる。

【0056】

制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のユニット脱着センサー２８Ｙ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８Ｋも電気的に接続されている。脱着検知手段としてのユニット脱着センサー２８Ｙ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８Ｋは、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが画像形成部１００から取り外されたことを検知したり、画像形成部１００に装着されたことを検知したりすることができる。これにより、制御部１１０は、画像形成部１００に対する作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの脱着があったことを把握することができる。

【0057】

また、制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋも電気的に接続されている。制御部１１０は、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋに制御信号をそれぞれ個別に出力することで、現像電源１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋから出力される現像バイアスの値を個別に調整することができる。つまり、各色の第一現像スリーブ及び第二現像スリーブの組み合わせ（８１Ｙ及び８２Ｙ，８１Ｃ及び８２Ｃ，８１Ｍ及び８２Ｍ，８１Ｋ及び８２Ｋ）に印加する現像バイアスの値のそれぞれを個別に調整することができる。

【0058】

また、制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋも電気的に接続されている。制御部１１０は、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋに対して制御信号をそれぞれ個別に出力することで、帯電電源１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋから出力される帯電バイアスにおける直流電圧の値を個別に制御することができる。つまり、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の帯電装置１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｋのワイヤーに印加する帯電バイアスの直流電圧の値をそれぞれ個別に調整することができる。

【0059】

また、制御部１１０には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋについてそれぞれ所定の回転姿勢になったことを個別に検知するためのスリーブ回転センサー７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋも電気的に接続されている。制御部１１０は、スリーブ回転センサー７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋからの出力に基づいて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋについてそれぞれ所定の回転姿勢になったことを個別に検知することができる。

【0060】

制御部１１０には、書込制御部１２５、光学センサーユニット１５０、プロセスモーター１２０、転写モーター１２１、レジストモーター１２２、給紙モーター１２３なども電気的に接続されている。プロセスモーター１２０は、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの駆動源になっているモーターである。また、転写モーター１２１は、中間転写ベルト１０の駆動源になっているモーターである。また、レジストモーター１２２は、レジストローラ対４７の駆動源になっているモーターである。また、給紙モーター１２３は、給紙装置２００の給紙カセット２０１から記録シート５を送り出すためのピックアップローラ２０２の駆動源になっているモーターである。また、書込制御部１２５は、画像情報に基づいてレーザー書込装置２１の駆動を制御するものである。

【0061】

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナー像には、現像スリーブ回転周期で増減する画像濃度ムラが発生する。その画像濃度ムラは、現像スリーブの偏心、第一ギャップ変動、第二ギャップ変動、現像スリーブ表面の微妙な歪み、現像スリーブの周方向の電気抵抗ムラなどに起因するものである。第一ギャップ変動は、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋとの間の現像ギャップの変動である。また、第二ギャップ変動は、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、第二現像スリーブ８２Ｙ，８２Ｃ，８２Ｍ，８２Ｋとの間の現像ギャップの変動である。現像スリーブ回転周期は短時間であることから、画像濃度ムラは副走査方向（感光体表面移動方向）において頁内の短い間隔で出現して目立ってしまう。

【0062】

画像濃度ムラは、具体的には、次のようにして発生する。即ち、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの回転軸が偏心していると、それに起因して、スリーブ一回転あたりでサインカーブ状の変動曲線となるギャップ変動が生ずる。これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋとの間に形成される現像電界にも、スリーブ一回転あたりでサインカーブ状の変動曲線となる電界強度変動が生ずる。そして、この電界強度変動により、スリーブ一回転あたりでサインカーブ状の変動曲線となる画像濃度ムラが発生する。また、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの外形には、少なからず歪みがある。この歪みに応じたスリーブ一回転あたりで同じパターンとなる特性の周期的なギャップ変動に起因する画像濃度ムラも発生する。更には、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの周方向の電気抵抗ムラによる周期的な画像濃度ムラも発生する。

【0063】

第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの回転に伴って第一現像領域で発生する周期的な画像濃度ムラについて説明したが、第二現像領域でも、同様に、第二現像スリーブ８２Ｙ，８２Ｃ，８２Ｍ，８２Ｋの回転に伴う周期的な画像濃度ムラが発生する。

【0064】

そこで、制御部１１０は、プリントジョブ時において、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、以下のような出力変動処理を実施する。即ち、制御部１１０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、スリーブ回転に伴って発生する周期的な画像濃度ムラを相殺することが可能な現像電界強度変動を生じせしめるための現像バイアスの出力パターンデータを不揮発性メモリーに記憶している。以下、この出力パターンデータをバイアス変動データという。

【0065】

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれに個別に対応する四つのバイアス変動データは、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの基準姿勢タイミングを基準にしたパターンを表している。それらのバイアス変動データは、プロセスコントロール処理で決定されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像バイアス基準値を基準にして現像電源（１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ）からの現像バイアスの出力を変化させるためのものである。例えば、データテーブル方式のデータであれば、基準姿勢タイミングからスリーブ回転一周期分の期間内において、所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を示すデータ群を格納したものになっている。そのデータ群の先頭のデータが基準姿勢タイミングにおける現像バイアス出力差分を示しており、二番目、三番目、四番目・・・のデータが以降における所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を示している。０、－５、－７、－９・・・というデータ群からなる出力パターンは、基準姿勢タイミングから所定の時間間隔毎の現像バイアス出力差分を０［Ｖ］、－５［Ｖ］、－７［Ｖ］、－９［Ｖ］・・・にすることを表している。

【0066】

制御部１１０は、作像処理のときには、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれに個別に対応するバイアス変動データからのデータの読み込みを所定の時間間隔毎で行う。この読み込みについては、データ群の最後まで読み込んでも基準姿勢タイミングが到来しない場合には、到来するまで読み込み値を最後のデータと同じ値にする。また、データ群の最後まで読み込む前に基準姿勢タイミングが到来した場合には、データの読み込み位置を最初のデータに戻す。

【0067】

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、このようなデータの読み込みを行った結果を、現像バイアス基準値に加算して、加算後の値の現像バイアスが現像電源から出力されるように現像電源を制御する。このような処理を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、所定の時間間隔毎に行う。

【0068】

これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋと、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋとの間の現像電界に、スリーブ回転に伴って生じる周期的な画像濃度ムラを低減し得る電界強度変動を発生させる。このようにすることで、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの回転姿勢にかかわらず、第一現像スリーブ８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋの回転に伴ってスリーブ回転周期で発生する画像濃度ムラを抑えることができる。同様にして、第二現像スリーブ８２Ｙ，８２Ｃ，８２Ｍ，８２Ｋの回転に伴ってスリーブ回転周期で発生する画像濃度ムラを抑えることもできる。

【0069】

現像バイアスを出力する現像電源としては、第一現像スリーブ８１Ｙに印加する現像バイアスを出力するための専用のものと、第二現像スリーブ８２Ｙに印加する現像バイアスを出力するための専用のものとを設けるとコストアップを引き起こしてしまう。加えて、スリーブ回転センサーとして、第一現像スリーブ８１Ｙの回転姿勢を検知するものと、第二現像スリーブ８２Ｙの回転姿勢を検知するものとの二つを設けることによるコストアップも引き起こしてしまう。更には、それぞれのスリーブ回転センサーからの出力を個別に監視しながら、監視結果に基づいてそれぞれの現像電源からの出力を制御するための制御部として、高速処理が可能な高価なものを設けることによるコストアップも引き起こしてしまう。

【0070】

そこで、この複写機では、図１０に示されるように、一つの現像電源１１Ｙから出力される周期的に変動する現像バイアスを、第一現像スリーブ８１Ｙと第二現像スリーブ８２Ｙとに印加するようにしている。かかる構成では、現像電源を複数設けることによるコストアップを回避することができる。加えて、スリーブ回転センサーとして、第一現像スリーブ８１Ｙの回転姿勢を検知するスリーブ回転センサー７６Ｙだけを設けているので、スリーブ回転センサーを複数設けることによるコストアップを回避することもできる。更には、複数のスリーブ回転センサーからの出力を個別に監視する必要がないことから、高速処理が可能な高価な制御部を採用することによるコストアップを回避することもできる。Ｃ，Ｍ，Ｋについても同様である。

【0071】

周期的な画像濃度ムラは、上述したように、第一現像スリーブ８１Ｙの回転に伴って発生するものと、第二現像スリーブ８２Ｙの回転に伴って発生するものとが存在し、最終的にはそれらの画像濃度ムラが重畳されたムラが画像に現れる。

【0072】

図１１は、第一現像スリーブ８１Ｙの偏心に起因して生じるスリーブ回転周期の画像濃度ムラの一例を示すグラフである。同図における縦軸は画像濃度であり、図中の目標値は目標画像濃度を示している。第一現像スリーブ８１Ｙの偏心に起因して、第一現像スリーブ８１Ｙの回転に伴うスリーブ回転周囲の画像濃度ムラは、図示のように、スリーブ一回転あたりで一個分の正弦波を描くパターンで発生するのが一般的である。正弦波における山側のピークでは画像濃度が目標値よりも高くなっているのに対し、谷川のピークでは画像濃度が目標値よりも低くなっている。この正弦波状の画像濃度ムラが第一現像スリーブ８１Ｙの周回毎に発生する。第二現像スリーブ８２Ｙの偏心に起因して第二現像スリーブ８２Ｙの回転に伴って発生するスリーブ回転周期の画像濃度ムラも同様であるが、振幅が第一現像スリーブ８１Ｙのものとは異なっている場合がある。

【0073】

図示の例において、画像濃度ムラの波形とは逆位相であって、スリーブ回転周期で増減する変動曲線となるように現像バイアスを変動させたとする。すると、第一現像領域において、第一現像スリーブ８１Ｙの回転姿勢に応じた現像電界の強度変動を、現像バイアスの変動による現像電界の強度変動で相殺して、第一現像スリーブ８１Ｙの回転姿勢にかかわらず、現像電界の強度をほぼ一定にする。これにより、第一現像スリーブ８１Ｙの回転に伴ってスリーブ回転周期で増減する画像濃度ムラをほぼ解消することができる。

【0074】

第二現像スリーブ８２Ｙの回転に伴ってスリーブ回転周期で増減する画像濃度ムラについても同様にして抑えることが可能である。但し、この複写機では、第一現像スリーブ８１Ｙと第二現像スリーブ８２Ｙとに対し、共通した現像電源１１Ｙから現像バイアスを出力する。このため、それぞれの現像スリーブに対して画像濃度ムラの波形に対応させた専用の現像バイアスを個別に印加することができない。

【0075】

以下、便宜上、画像濃度ムラの波形と同じ振幅であって、且つ逆位相の波形の現像バイアスを現像スリーブに印加した場合に、現像スリーブの回転に伴って発生するスリーブ回転周期の画像濃度ムラをゼロできることを前提に説明する。

【0076】

図１２は、二つの現像領域のそれぞれで発生する画像濃度ムラの波形と、それらの合成波との第一例を示すグラフである。このグラフは、次のような作像ユニットにおける画像濃度ムラを示している。即ち、第一現像スリーブの回転姿勢をピーク濃度姿勢にするタイミングと、第二現像スリーブの回転姿勢をピーク濃度姿勢にするタイミングとを一致させる条件で、第一現像スリーブ及び第二現像スリーブを現像装置に組み付けた作像ユニットである。ピーク濃度姿勢は、画像濃度ムラの波形の山側ピーク値を出現させる回転姿勢である。以下、前記条件で第一現像スリーブ及び第二現像スリーブを現像装置に組み付けることを、スリーブ回転位相を一致させる、という。また、前者のタイミングと後者のタイミングとをずらす条件で第一現像スリーブ及び第二現像スリーブを現像装置に組み付けることを、スリーブ回転位相をずらす、という。

【0077】

同図において、一本目による画像濃度ムラは、第一現像スリーブの回転に伴って発生するスリーブ回転周期の画像濃度ムラである。また、二本目による画像濃度ムラは、第二現像スリーブの回転に伴って発生するスリーブ回転周期の画像濃度ムラである。一本目による画像濃度ムラの時間軸は、グラフ枠の下側Ｘ軸で示されている。また、二本目による画像濃度ムラの時間軸は、グラフ枠の上側Ｘ軸で示されている。

【0078】

一本目による画像濃度ムラの時間軸における０［１／１００ｓｅｃ］と、二本目による画像濃度ムラの時間軸における１００［１／１００ｓｅｃ］とが、Ｘ軸方向で互いに同じ位置にある。これは、第一現像スリーブ８１Ｙによって０［１／１００ｓｅｃ］の時に現像された画像箇所が、第二現像スリーブ８２Ｙによって１００［１／１００ｓｅｃ］の時に再び現像されることを意味している。二つの現像スリーブの回転周期は互いに１００［１／１００ｓｅｃ］で同じである。よって、第一現像スリーブと第二現像スリーブとの感光体表面上での配設距離（以下、スリーブ配設距離という）と、感光体の表面がスリーブ回転周期と同じ時間で移動する距離（以下、感光体のスリーブ１周期移動距離という）とが同じになっている。スリーブ配設距離は、図１３に示されるように、感光体２０Ｙの表面上における、第一現像スリーブ８１Ｙに最も近づく位置と、第二現像スリーブ８２Ｙに最も近づく位置との距離Ｄ１である。

【0079】

二つの現像スリーブの回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体のスリーブ１周期移動距離と同じにした構成では、図示のように、一本目による画像濃度ムラの波形と、二本目による画像濃度ムラの波形とが二本目位置において互いに同位相で重なる。二本目による画像濃度ムラの波形の振幅は、一本目による画像濃度ムラの波形の振幅の半分になっているので、合成波の振幅は一本目による画像濃度ムラの波形の１．５倍になっている。この合成波の位相は、一本目による画像濃度ムラの波形と、二本目による画像濃度ムラの波形とのそれぞれに対して同位相になる。

【0080】

画像濃度の目標値からのずれ量と、補正するための現像バイアスの基準値からのずれ量（正負の極性は前者のずれ量とは逆になる）とを、同一グラフ上で同じ値（絶対値）にする条件でグラフを作成したとする。すると、図１２の例では、振幅が合成波の振幅の１／２であって、且つ合成波とは逆位相のパターンで現像バイアスを変動させれば、スリーブ回転周期で増減する画像濃度ムラの発生を回避することができる。この現像バイアスの位相は、感光体表面が第一現像領域に進入するタイミングを基準にした時間軸で示されるものである。現像バイアスを前記パターンで変動させることを前提にして説明する。

【0081】

図１４は、スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離と感光体のスリーブ１周期移動距離とを同じにした場合における第一現像スリーブ関連の各種波形を示すグラフである。第一現像領域では、一本目による画像濃度ムラの波形の山側ピーク値を出現させるタイミングで、現像バイアスの変動波形の谷側ピーク値を出現させる。両ピーク値の絶対値が同じであれば画像濃度を目標値にすることができるが、前記谷側ピーク値の絶対値が前記山側ピーク値の絶対値の０．７５倍であることから、０．２５の濃度ずれが残る。つまり、一本目通過後のムラ残差の波形は、一本目による画像濃度ムラの波形に対し、同位相で且つ振幅を０．２５倍に減少させたものになる。

【0082】

図１５は、スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離と感光体のスリーブ１周期移動距離とを同じにした場合における第二現像領域関連の各種波形を示すグラフである。この場合、第二現像領域では、現像バイアスの変動波形（振幅＝０．７５）に対し、二本目による画像濃度ムラの波形（振幅＝０．５）、及び一本目通過後のムラ残差の波形（振幅＝０．２５）のそれぞれを逆位相で重畳することになる。これにより、現像バイアスの変動波形により、二本目による画像濃度ムラの波形と、一本目通過後のムラ残差の波形とを相殺して、最終ムラ残差を無くすことができる。つまり、第一現像スリーブや第二現像スリーブの回転に伴うスリーブ回転周期の画像濃度ムラの発生を回避することができる。

【0083】

スリーブ回転位相を一致させても、スリーブ配設距離と感光体のスリーブ１周期移動距離とを同じにしなければ、最終ムラ残差の波形は、図１５に示される最終ムラ残差の波形とは異なったものになる。本発明者は、スリーブ回転位相を一致させた条件で、スリーブ配設距離の感光体のスリーブ１周期移動距離からのずれ量を様々に変化させて各種の波形の重なり具合を調べるシミュレーションをパーソナルコンピューターで実施した。

【0084】

図１６は、スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体のスリーブ１／２周期移動距離と同じにした場合における各種の画像濃度ムラ波形を示すグラフである。スリーブ１／２周期移動距離は、感光体の表面がスリーブ回転周期の１／２の時間で移動する距離である。同図では、一本目の時間軸における０［１／１００ｓｅｃ］と、二本目の時間軸における５０［１／１００ｓｅｃ］とが、Ｘ軸方向で互いに同じ位置にある。これは、第一現像スリーブ８１Ｙによって０［１／１００ｓｅｃ］の時に現像された画像箇所が、第二現像スリーブ８２Ｙによって５０［１／１００ｓｅｃ］の時に再び現像されることを意味している。第二現像スリーブ８２Ｙによる現像が第一現像スリーブ８１Ｙによる現像から１／２周期だけずれて行われるのである。

【0085】

同図のケースでは、一本目による画像濃度ムラの波形と、二本目による画像濃度ムラの波形とが互いに逆位相で重畳される。それらの合成波は、図示のように、一本目による画像濃度ムラの波形と同位相であって、振幅が同波形の半分になる。半分になる理由は、二本目による画像濃度ムラの波形の振幅が、一本目による画像濃度ムラの波形の振幅の半分だからである。

【0086】

図１７は、スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体のスリーブ１／２周期移動距離と同じにした場合における第二現像領域関連の各種波形を示すグラフである。この場合、図示のように、第二現像領域では、二本目による画像濃度ムラの波形（振幅＝０．５）に対し、現像バイアスの変動波形（振幅＝０．２５）と、一本目通過後のムラ残差の波形（振幅＝０．７５）とのそれぞれを逆位相で重畳することになる。これにより、最終ムラ残差の波形は、振幅が０．５であって、一本目通過後のムラ残差の波形と同位相になる。図１６に示される合成波と、図１７に示される最終ムラ残差の波形とを比較すると、両者の振幅は互いに０．５で同じである。これは、現像バイアスを周期変動させたにもかかわらず、最終ムラ残差の濃度最大ずれ量が、現像バイアスを周期変動させない場合に得られる合成波における濃度最大ずれ量と同じであることを意味している。つまり、現像バイアスを周期変動させる場合と、周期変動させない場合とで、画像濃度ムラの度合いが全く変わらないのである。

【0087】

このような結果になったのは、次に説明する理由による。即ち、第一現像スリーブ８１Ｙの回転に伴う画像濃度ムラと、第二現像スリーブ８２Ｙの回転に伴う画像濃度ムラとが、全く生じない作像ユニットの理想モデルがあると仮定する。この理想モデルでは、現像バイアスを周期変動させると、その周期変動に起因する画像濃度ムラだけが出現する。第一現像領域において、始めの半周期で正弦波の谷側の弧を描き、次の半周期で正弦波の山側の弧を描くパターンで現像バイアスを周期変動させるとする。すると、現像バイアスの挙動は次のようになる。
・現像バイアス
０～半周期目で∪、半周期目～１周期目で∩、１周期目から１．５周期目で∪

【0088】

この現像バイアスのパターンでは、第一現像領域において、次のようなパターンの画像濃度ムラ（以下、第一画像濃度ムラ）が生じる。
・第一画像濃度ムラ
０～半周期目で∩、半周期目～１周期目で∪

【0089】

この第一画像濃度ムラは、半周期目～１．５周期目で第二現像領域において生じる画像濃度ムラ（以下、第二画像濃度ムラ）と重畳される。半周期目～１．５周期目では、上に記載したように、∩、∪というパターンで現像バイアスが変動するので、この変動によって生じる第二画像濃度ムラのパターンは次のようになる。
・第二画像濃度ムラ
半周期目～１周期目∪、半周期目～１．５周期目で∩

【0090】

すると、第一現像領域で発生した∩、∪というパターンの第一画像濃度ムラと、第二現像領域で発生する∪、∩というパターンの第二画像濃度ムラとが互いに同じ振幅で重畳されることから、ちょうど相殺されて最終ムラ残差は全くなくなる。つまり、現像バイアスを周期変動させない場合と全く同じ結果になるのである。

【0091】

スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体のスリーブ３／２周期移動距離と同じにした場合についてもシミュレーションを実施した。すると、スリーブ１／２周期移動距離と同じにした場合と同様に、現像バイアスを周期変動させても、最終ムラ残差の波形が現像バイアスを周期変動させない場合の最終ムラ残差の波形と同じになった。よって、スリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／２に奇数を乗じて得られる解と同じ値の時間で感光体の表面が移動する距離と同じにすると、現像バイアスを周期変動させる効果が表れなくなってしまう。

【0092】

なお、一本目による画像濃度ムラの振幅が二本目による画像濃度ムラの振幅よりも大きい場合について説明したが、画像濃度ムラの大小関係を逆にして同様のシミュレーションを行ったところ、逆にしなかった場合と同様の結果が得られた。

【0093】

そこで、この複写機においては、スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／２に奇数を乗じて得られる解とは異なる値の時間で感光体の表面が移動する距離と同じにしている。

【0094】

なお、後述するが、スリーブ回転位相を一致させることは必須ではない。スリーブ回転位相をどのような値にに設定しても一致させた場合と同様の効果を得ることができる。

【0095】

また、第一現像スリーブ８１Ｙと第二現像スリーブ８２Ｙとについて、互いに同径のものを用いたが、両者の回転周期（一回転時間）を互いに同じにすれば、両者の径を異ならせてもよい。この場合、両者を互いに異なる角速度で回転させることになるが、一回転に要する時間は互いに同じである。

【0096】

また、一本目による画像濃度ムラの波形と、二本目による画像濃度ムラの波形とが何れも正弦波である例について説明したが、正弦波でない場合には、同様の結果にはならない場合がある。具体的には、スリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／２に奇数を乗じて得られる解と同じ値の時間で感光体の表面が移動する距離と同じにしても、現像バイアスを周期変動させることによる最終ムラ残差の抑制効果が得られる場合もある。

【0097】

Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのそれぞれに個別に対応する四つのバイアス変動データについては、構築処理を所定のタイミングで実施することによって構築する。この所定のタイミングは、工場出荷後の初めのプリントジョブに先立つタイミング（以下、初期起動タイミングという）、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの交換を検知したタイミング（以下、交換検知タイミングという）、及び前回の構築処理を実施したときの環境と現状の環境との差である環境変動量が閾値を超えたタイミングである。初期起動タイミングや、環境変動量が閾値を超えたタイミングでは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの全色についてそれぞれ、バイアス変動データを構築する。これに対し、交換検知タイミングでは、交換が検知された作像ユニットについてだけ、バイアス変動データを構築する。このような構築が可能になるように、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの交換をそれぞれ個別に検知するためのユニット着脱センサー１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋ（図１０参照）が設けられている。

【0098】

制御部１１０は、環境の変動量として、環境たる絶対湿度の変動量を用いる。そして、絶対湿度については、環境センサー１２４による温度の検知結果と、環境センサー１２４による相対湿度の検知結果とに基づいて算出する。前回の構築処理の際に、絶対湿度を算出して記憶しておく。そして、以降、環境センサー１２４による温湿度の検知結果に基づく絶対湿度の算出を定期的に実施し、その値と、絶対湿度の記憶値との差（＝環境変動量）が所定の閾値を超えた場合に、新たな構築処理を実施する。

【0099】

初期起動タイミングにおける構築処理では、まず、Ｙベタトナー像からなるＹテストトナー像を感光体２０Ｙ上に作像する。また、Ｃベタトナー像，Ｍベタトナー像，Ｋベタトナー像からなるＣテストトナー像，Ｍテストトナー像，Ｋテストトナー像を、感光体２０Ｃ，感光体２０Ｍ，感光体２０Ｋ上に作像する。そして、それらのテストトナー像を、図１８に示されるように、中間転写ベルト１０に一次転写する。同図において、Ｙテストトナー像ＹＩＴは、感光体２０Ｙの回転周期で発生する画像濃度ムラを検知するためのものであるので、ベルト移動方向において、感光体２０Ｙの周長よりも大きな長さで形成される。同様に、Ｃテストトナー像ＣＩＴ，Ｍテストトナー像ＭＩＴ，Ｋテストトナー像ＫＩＴも、ベルト移動方向の長さが感光体２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの周長よりも大きくなっている。

【0100】

なお、同図では、便宜上、４つのテストトナー像（ＹＩＴ，ＣＩＴ，ＭＩＴ，ＫＩＴ）をベルト幅方向に一直線上に並べて形成した例を示している。しかし、実際には、個々のテストトナー像のベルト上における形成位置は、ベルト移動方向において最大で感光体周長と同じ値ほどずれる場合がある。これは、例えば、各色についてそれぞれ、テストトナー像の先端位置と、感光体の周方向における基準位置（基準姿勢タイミングで第一現像領域に進入する感光体表面位置）とを一致させるように、テストトナー像の作像を開始するからである。つまり、各色のテストトナー像は、その先端を感光体の周方向における基準位置に一致させるように作像される。

【0101】

テストトナー像として、ベタトナー像に代えて、中間調トナー像を形成していもよい。例えばドット面積率が７０［％］である中間調トナー像を形成してもよい。

【0102】

制御部１１０は、構築処理をプロセスコントロール処理とセットで行うようになっている。具体的には、構築処理を実施する直前でプロセスコントロール処理を実施して各色についてそれぞれ現像バイアス基準値を決定しておく。そして、プロセスコントロール処理の直後に実施する構築処理において、各色についてそれぞれ、プロセスコントロール処理で決定しておいた現像バイアス基準値を一定に出力する条件でテストトナー像を現像する。理論的には、テストトナー像は目標トナー付着量になるように作像されるが、実際には第一現像スリーブ及び第二現像スリーブの回転に伴うスリーブ回転周囲の画像濃度ムラが出現してしまう。

【0103】

テストトナー像の作像を開始してから（静電潜像の書き込みを開始してから）、テストトナー像の先端を光学センサーユニット１５０の反射型フォトセンサーによる検知位置に進入させるまでのタイムラグは、各色毎に異なった値である。但し、同じ色であれば、経時的に一定の値である（以下、この値を書込－検知タイムラグという）。

【0104】

制御部１１０は、各色についてそれぞれ書込－検知タイムラグを不揮発性メモリーに予め記憶している。そして、各色についてそれぞれ、テストトナー像の作像を開始した後、書込－検知タイムラグが経過した時点から、反射型フォトセンサーからの出力のサンプリングを開始する。このサンプリングについては、所定の時間間隔毎に繰り返し行う。その時間間隔は、バイアス変動データに基づいて現像バイアスを変動させる出力変動処理において用いる出力パターンデータにおける個々のデータを読み込む時間間隔と同じ値である。制御部１１０は、各色についてそれぞれ、サンプリングデータに基づいて、トナー付着量（画像濃度）と時間（又は感光体表面位置）との関係を示す画像濃度ムラ波形の式を構築し、その画像濃度ムラ波形から、スリーブ回転周期の画像濃度ムラ波形を抽出する。

【0105】

次に、制御部１１０は、各色についてそれぞれ、テストトナー像のトナー付着量平均値（画像濃度平均値）を算出する。このトナー付着量平均値は、スリーブ回転周期における画像濃度平均値をほぼ反映した値になる。そこで、制御部１１０は、そのトナー付着量平均値を基準にして、スリーブ回転周期の画像濃度ムラを相殺するためのバイアス変動データを構築する。具体的には、画像濃度ムラ波形に含まれる複数のトナー付着量データのそれぞれ個別に対応するバイアス出力差分を算出する。そのバイアス出力差分は、トナー付着量平均値を基準にするものである。

【0106】

トナー付着量平均値と同じ値のトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、ゼロとして算出する。また、トナー付着量平均値よりも大きいトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、そのトナー付着量とトナー付着量平均値との差分に応じたプラス極性の値として算出する。プラス極性のバイアス出力差分であるので、マイナス極性の現像バイアスを現像バイアス基準値よりも低い値（絶対値の小さい値）に変化させるデータである。また、トナー付着量平均値よりも小さいトナー付着量データに対応するバイアス出力差分については、そのトナー付着量とトナー付着量平均値との差分に応じたマイナス極性の値として算出する。マイナス極性のバイアス出力差分であるので、マイナス極性の現像バイアスを現像バイアス基準値よりも高い値（絶対値の大きい値）に変化させるデータである。

【0107】

このようにして、個々のトナー付着量データに対応するバイアス出力差分を求め、それらを順に並べたデータをバイアス変動データとして構築する。

【0108】

以上のように、各色についてそれぞれ、構築処理において構築したバイアス変動データを用いて、出力変動処理において現像バイアスＶｂの現像電源（１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ）からの出力値を変化させる。

【0109】

なお、感光体のスリーブ１周期移動距離は、感光体の線速に応じて変化する。この複写機では、高速プリントモードと、これよりも遅い線速で感光体を駆動する高画質プリントモードとを切り替え可能であるが、これまで説明してきたスリーブ１周期移動距離は、高画質プリントモードにおける距離である。

【0110】

次に、実施形態に係る複写機の構成の一部を他の構成に変形した各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係る複写機の構成は実施形態と同様である。
［第一変形例］
上述したように、スリーブ回転位相を一致させ、且つスリーブ配設距離を感光体の１周期移動距離の１／２に奇数を乗じた値とは異ならせる構成を採用すれば、現像バイアスを周期変動させる効果が表れなくなってしまうことを回避することができる。しかしながら、かかる構成であれば、現像バイアスを周期変動させることによる画像濃度ムラの抑制効果を必ず得ることができるか否かについては、検証が必要である。

【0111】

そこで、本発明者は、前述の構成について、感光体のスリーブ１／２周期移動距離に奇数を乗じて得られる解とは異なる値として、様々な値を採用し、それぞれの値にスリーブ配設距離を設定して最終ムラ残差を調べるシミュレーションを行った。具体的には、スリーブ配設距離を前記解と同じ値よりも少しずつずらしていって、一本目による画像濃度ムラと二本目による画像濃度ムラとの合成波や、最終ムラ残差の波形を調べた。すると、スリーブ配設距離を、感光体のスリーブ１周期移動距離に対して０．０１～０．４９の範囲の値を乗じて得られる解と同じ値にすることで、現像バイアスを周期変動させることによる最終ムラ残差の振幅低減効果が得られた。また、スリーブ配設距離を、感光体のスリーブ１周期移動距離に対して０．５１～１．００の範囲の値を乗じて得られる解と同じ値にすることによっても、現像バイアスを周期変動させることによる最終ムラ残差の振幅低減効果が得られた。つまり、スリーブ配設距離を、次のような値に設定することで、現像バイアスを周期変動させることによる最終ムラ残差の振幅低減効果を得ることができる。即ち、感光体のスリーブ１周期移動距離に対して整数（０を含む）と０～０．４９との加算値を乗じて得られる解、あるいは、感光体のスリーブ１周期移動距離に対して整数（ゼロを含まない）から０．５１～０．９９を減じて得られる解、と同じ値である。

【0112】

第二現像領域において、一本目通過後のムラ残差の波形と、二本目による画像濃度ムラの波形と、現像バイアスの変動波形との位相の関係は、スリーブ配設距離の他に、スリーブ回転位相にも影響を受ける。これまで、スリーブ回転位相を一致させた例について説明したが、スリーブ回転位相を互いにずらした構成について、画像濃度ムラの合成波の振幅と、最終ムラ残差の振幅との関係をシミュレーションによって調べた。スリーブ回転位相のずれ量については、９０°、１８０°、２７０°の３通りを採用した。すると、どのずれ量であっても、スリーブ回転位相を一致させた場合と同様の結果になった。つまり、スリーブ回転位相には関係なく、スリーブ配設距離を、感光体のスリーブ１周期移動距離の１／２に奇数を乗じて得られる解とは異なる値、と同じにすることで、現像バイアスを周期変動させることによる最終ムラ残差の抑制効果を得ることができる。

【0113】

そこで、第一変形例に係る複写機では、スリーブ回転位相については制約を設けずに、スリーブ配設距離について、次のような値に設定するという制約を設けている。即ち、感光体のスリーブ１周期移動距離に対して整数（０を含む）と０～０．４９との加算値を乗じて得られる解、あるいは、感光体のスリーブ１周期移動距離に対して整数（ゼロを含まない）から０．５１～０．９９を減じて得られる解、と同じ値である。

【0114】

［第二変形例］
第二変形例に係る複写機では、スリーブ回転位相については制約を設けずに、スリーブ配設距離について、感光体のスリーブ１周期移動距離の整数倍（０を含まない）と同じ値に設定している。かかる構成では、図１５を用いて説明したように、現像バイアスを周期変動させることによって、最終ムラ残差をほぼ無くすことができる。

【0115】

なお、図１５では、スリーブ回転位相を一致させた例について説明しているが、スリーブ回転位相のずれ量をどのような値に設定したとしても、一本目、二本目の画像濃度ムラの合成波は現像スリーブの各周回で互いに同じ形状及び位相になる。このため、感光体表面が第一現像領域に進入するときの時間軸を基準にして、その合成波に比べて振幅が１／スリーブ本数であって且つ逆位相となる現像バイアスを採用することで、最終ムラ残差をほぼ無くすことができる。

【0116】

［第三変形例］
現像スリーブの電気抵抗ムラや外形歪みによっては、スリーブ回転周期で増減する画像濃度ムラの振幅よりも、スリーブ回転周期の１／整数の周期で増減する画像濃度ムラの振幅が大きくなることも考えられる。以下、スリーブ回転周期の１／２の周期で増減する画像濃度ムラの波形を二倍波という。また、スリーブ回転周期の１／３の周期で増減する画像濃度ムラの波形を三倍波という。

【0117】

図１９は、二倍波、三倍波を説明するためのグラフである。図示のように、二倍波は、スリーブ回転周期で二つ分の正弦波状の波形を発生させる。また、三倍波は、スリーブ回転周期で三つ分の正弦波状の波形を発生させる。

【0118】

二倍波であれば、スリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／４に奇数を乗じて得られる解とは異なる値と同じにすることで、現像バイアスを周期変動させる効果が表れなくなってしまうことを回避することができる。

【0119】

また、三倍波であれば、スリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／４に奇数を乗じて得られる解とは異なる値と同じにすることで、現像バイアスを周期変動させる効果が表れなくなってしまうことを回避することができる。

【0120】

そこで、第三変形例においては、二倍波又は三倍波の画像濃度ムラを抑える狙いで、スリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／４又は１／６に奇数を乗じて得られる解とは異なる値と同じにしている。現像バイアスについては、一本目による二倍波の画像濃度ムラと、二本目による二倍波の画像濃度ムラとの合成波とは逆位相（振幅は１／２）の変動パターンに従って変動させるようにしている。あるいは、一本目による三倍波の画像濃度ムラと、二本目による三倍波の画像濃度ムラとの合成波とは逆位相（振幅は１／２）の変動パターンに従って変動させるようにしている。

【0121】

スリーブ配設距離の具体例としては、次に掲げる四つの何れかである。
・感光体のスリーブ１／２周期移動距離に対して整数（０を含む）と０～０．４９との加算値を乗じて得られる解と同じ値。
・感光体のスリーブ１／２周期移動距離に対して整数（ゼロを含まない）から０．５１～０．９９を減じて得られる解と同じ値。
・感光体のスリーブ１／３周期移動距離に対して整数（０を含む）と０～０．４９との加算値を乗じて得られる解と同じ値。
・感光体のスリーブ１／３周期移動距離に対して整数（ゼロを含まない）から０．５１～０．９９を減じて得られる解と同じ値。

【0122】

［第四変形例］

【0123】

第四変形例においては、二倍波又は三倍波を解消する狙いで、スリーブ配設距離を、スリーブ回転周期の１／４又は１／６に偶数を乗じて得られる解と同じ値にしている。かかる構成では、二倍波又は三倍波の画像濃度ムラの発生をほぼ解消することができる。

【0124】

これまで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の四つの作像ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋを設けた複写機について説明したが、作像ユニットを一つしか設けていないモノクロ機にも本発明の適用が可能である。また、各色のトナー像を中間転写ベルトに重ね合わせて一次転写する複写機について説明したが、中間転写ベルトに保持される記録シートに重ね合わせて一次転写する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。また、単色のトナー像を感光体から記録シートに転写する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。

【0125】

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［第１態様］
第１態様は、潜像を担持する潜像担持体（例えば感光体２０Ｙ）と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材（例えば第一現像スリーブ８１Ｙ及び第二現像スリーブ８２Ｙ）を具備する現像手段（例えば現像装置８０Ｙ）とを備え、複数の前記現像部材のそれぞれに印加する現像バイアスを共通の電源（例えば現像電源１１Ｙ）から周期的に変動させて出力する画像形成装置であって、複数の前記現像部材の表面のそれぞれを同じ周期で周回移動させ、且つ、複数の前記現像部材のうちの少なくとも一つの表面の無端移動姿勢を検知する姿勢検知手段（例えばスリーブ回転センサー７６Ｙ）による検知結果に基づいて前記現像バイアスの出力値を前記周期と同じ周期で変動させることを特徴とするものである。

【0126】

第１態様においては、複数の現像部材の表面を互いに同じ周期で周回移動させていることから。複数の現像部材のそれぞれが表面無端移動に伴って発生させる周期的な画像濃度ムラの周期が互いに同じになる。そして、潜像担持体の表面が複数の現像部材による現像位置を順に通過していくと、上流側の現像部材の表面移動に伴って発生した画像濃度ムラと、下流側の現像部材の表面移動に伴って発生する画像濃度ムラとが重畳されていく。互いにどのような位相で重畳されるのかは、上流側の現像部材における表面無端移動の位相と、下流側の現像部材における表面無端移動の位相とのずれ量と、それら現像部材の間の距離とによって決まる。そのずれ量と距離との組み合わせは、互いに同じ周期で表面無端移動する複数の現像部材の各周回で変わらない。このため、最下流側の現像部材による現像位置を通過した後の最終的な画像濃度ムラの波形は、現像部材の各周回で同じものになる。また、互いに同じ周期で表面無端移動する複数の現像部材の少なくとも何れか一つについて姿勢検知手段によって所定の無端移動姿勢を検知したタイミングは、他の現像部材についても所定の無端移動姿勢を検知したタイミングになる。そのタイミングに基づいて、前述した最終的な画像濃度ムラの波形の振幅をより小さくするパターンで現像バイアスを変動させることで、複数の現像部材の表面無端移動に伴って生じる現像部材の表面周回周期の画像濃度ムラを抑えることができる。

【0127】

［第２態様］
第２態様は、第１態様であって、複数の前記現像部材のうち、現像工程が最後になる前記現像部材による現像を終えた画像に現れる周期的な画像濃度ムラ波形に対し、複数の前記現像部材のうち、現像工程が最初になる前記現像部材による現像位置に前記潜像担持体の表面が進入するときを基準にした時間軸で逆位相となる波形で、前記現像バイアスを変動させることを特徴とするものである。かかる構成では、最終の現像を終えた画像に現れる周期的な画像濃度ムラ波形とは逆位相の波形で現像バイアスを変動させることで、複数の現像部材の表面無端移動に伴って生じる現像部材の表面周回周期の画像濃度ムラを抑えることができる。

【0128】

［第３態様］
第３態様は、第２態様において、前記潜像担持体の表面移動方向に沿って互いに隣り合う上流側の前記現像部材と下流側の前記現像部材とにおける前記潜像担持体の表面上の配設距離を、前記潜像担持体の表面が前記周期の１／２に奇数を乗じて得られる解とは異なる値の時間で移動する距離としたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像部材の回転に伴って正弦波の変動パターンとして出現する画像濃度ムラについて、現像バイアスを周期変動させる効果が表れなくなってしまうことを回避することができる。

【0129】

［第４態様］
第４態様は、第３態様において、前記配設距離を、前記周期の１／２に偶数を乗じて得られる解と同じ値の時間で前記潜像担持体の表面が移動する距離としたことを特徴とするものである。かかる構成では、複数の現像部材の表面無端移動に伴って生じる現像部材の表面周回周期の画像濃度ムラをほぼ解消することができる。

【0130】

［第５態様］
第５態様は、第２態様において、前記潜像担持体の表面移動方向に沿って互いに隣り合う上流側の前記現像部材と下流側の前記現像部材とにおける前記潜像担持体の表面上の配設距離を、前記周期の１／４に奇数を乗じて得られる解とは異なる値、又は、前記周期の１／６に奇数を乗じて得られる解とは異なる値、の時間で前記潜像担持体の表面が移動する距離としたことを特徴とするものである。かかる構成では、正弦波からなる二倍波又は三倍波として出現する画像濃度ムラについて、現像バイアスを周期変動させる効果が表れなくなってしまうことを回避することができる。

【0131】

［第６態様］
第６態様は、第５態様において、前記配設距離を、前記周期の１／４に偶数を乗じて得られる解と同じ値、又は、前記周期の１／６に偶数を乗じて得られる解と同じ値、の時間で前記潜像担持体の表面が移動する距離としたことを特徴とするものである。かかる構成では、複数の現像部材の表面移動に伴って二倍波又は三倍波として出現する画像濃度ムラをほぼ解消することができる。

【0132】

［第７態様］
第７態様は、第２、３、４、５又は６態様であって、前記現像バイアスを一定の値にした条件で前記現像手段によって前記潜像担持体上の潜像を現像して得たテスト画像における、前記周期の毎に同じパターンとなる画像濃度ムラを画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて、前記現像バイアスを周期的に変動させるためのパターンデータを構築する処理を所定のタイミングで実施することを特徴とするものである。かかる構成では、作業者によらずに、複数の現像部材の表面無端移動に伴って発生する画像濃度ムラを抑えることが可能な現像バイアスの変動のパターンデータを自動で構築することができる。

【0133】

［第８態様］
第８態様は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の前記現像バイアスのそれぞれに対して印加するための現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置に搭載される現像手段たる現像装置であって、第１、２、３、４、５、６又は７態様に搭載されることを特徴とするものである。

【0134】

［第９態様］
第９態様は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する複数の現像部材を具備する現像手段とを備え、複数の前記現像バイアスのそれぞれに対して印加するための現像バイアスを共通の電源から周期的に変動させて出力する画像形成装置に搭載され、少なくとも前記潜像担持体と前記現像手段とが一つのユニットとして構成されて一体的に画像形成装置本体に着脱される作像ユニットであって、第１、２、３、４、５、６又は７態様に搭載されることを特徴とするものである。

【符号の説明】

【0135】

１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ：現像電源（電源）
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ：感光体（潜像担持体）
７６Ｙ，７６Ｃ，７６Ｍ，７６Ｋ：スリーブ回転センサー（姿勢検知手段）
８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋ：現像装置（現像手段）
８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋ：第一現像スリーブ（上流側の現像部材）
８２Ｙ，８２Ｃ，８２Ｍ，８２Ｋ：第二現像スリーブ（下流側の現像部材）
１１０：制御部（制御手段）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0136】

【文献】特許５７９００７８号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】