JP6414531B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式が採用されたプリンターや複写機等の画像形成装置として、感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置とを備えたものが知られている。帯電装置は、感光体ドラムの周面を均一に帯電させる。露光装置は、画像情報に応じて感光体ドラムに露光光を照射し、静電潜像を形成する。現像装置は、感光体ドラムにトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。転写装置は、感光体ドラムからトナー像をシートに転写する。

このような画像形成装置では、良好な画像を得るために、感光体ドラムの表面電位が所望の電位に設定される必要がある。特に、帯電装置が、感光体ドラムの表面に接触しながら回転する帯電ローラーを備える場合、帯電ローラーに印加される電圧が同じであっても環境変動などによって感光体ドラムの表面電位が変動しやすい。イオン導電剤が配合された帯電ローラーにおいては、ローラーの抵抗値が環境などによって変動しやすいため、感光体ドラムの変位変動が特に顕著となりやすい。

特許文献１には、感光体ドラムの周面に対向して、表面電位計が備えられた画像形成装置が開示されている。表面電位計の電位測定結果が帯電装置の印加電圧にフィードバックされることで、感光体ドラムの表面電位が所望の電位に設定される。

特開平０９−１０６１４２号公報

特許文献１に記載された技術では、画像形成装置が感光体ドラム用の表面電位計を備えるため、画像形成装置内に電位計を配置するスペースが必要となるとともに、画像形成装置のコストが増大するという課題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、感光体ドラムの表面電位を目標の電位に設定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、装置本体と、背景部と画像部とを含む静電潜像が形成される周面を備え、所定の回転方向に回転される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの前記周面に接触または近接して配置され、前記周面を所定の電位に帯電する帯電装置と、前記感光体ドラムに対向して配置される現像ローラーを備え、前記感光体ドラムにトナーを供給することで前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写装置と、前記帯電装置に所定の帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加部と、前記現像ローラーに所定の現像バイアスを印加する現像バイアス印加部と、前記感光体ドラムの前記静電潜像のうち前記背景部の電位を所定の目標電位に調整する帯電バイアス調整動作を実行するバイアス調整部と、前記トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、を有し、前記帯電バイアス調整動作において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス印加部を制御して前記感光体ドラムの前記周面上に前記回転方向に沿って電位の大きさが異なる複数の電位領域を形成するとともに、前記現像バイアス印加部を制御して前記現像ローラーに前記目標電位に対応する所定の前記現像バイアスを印加することで、前記現像バイアスと前記複数の電位領域との電位差によって複数のトナー像を形成し、前記濃度測定部によって測定された前記複数のトナー像の濃度測定結果から、前記目標電位に対応する前記帯電バイアスの値を決定することを特徴とする。

本構成によれば、現像ローラーには、感光体ドラムの目標電位に対応する所定の現像バイアスが印加される。そして、当該現像バイアスと複数の電位領域との電位差によって複数のトナー像が形成され、当該トナー像の濃度測定結果から目標電位に対応する帯電バイアスの値が決定される。このため、簡易な構成によって、感光体ドラムの表面電位を目標の電位に設定することが可能となる。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記現像バイアス印加部を制御して前記目標電位と同じ値の前記現像バイアスを前記現像ローラーに印加し、前記複数のトナー像の濃度測定結果と前記複数の電位領域に対応する複数の前記帯電バイアスとの関係から、前記トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、当該導出された帯電バイアスを前記目標電位に対応する前記帯電バイアスとして決定することが望ましい。

本構成によれば、実際の出力電圧の把握が容易な現像バイアスを基準として、当該現像バイアスと感光体ドラムの表面電位とが一致した場合に、トナー像の濃度がゼロとなることが利用されている。このため、簡易な構成であって、誤差範囲の小さな表面電位設定が実現可能とされる。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記目標電位に対応して予め設定された第１暫定帯電バイアスを前記帯電バイアス印加部に印加させ、前記第１暫定帯電バイアスから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成することが望ましい。

本構成によれば、帯電バイアスが徐々に低下されることで、感光体ドラムの表面電位が安定し、帯電バイアスと感光体ドラムの表面電位との相関が高くなる。したがって、より精度の高い表面電位設定が可能になる。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記第１暫定帯電バイアスよりも絶対値が小さな第１の帯電バイアスを印加した後、前記第１の帯電バイアスよりも絶対値が小さな第２の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成し、前記第１暫定帯電バイアスと前記第１の帯電バイアスとの電位差は、前記第１の帯電バイアスと前記第２の帯電バイアスとの電位差よりも大きいことが望ましい。

本構成によれば、複数の電位領域に対応して、濃度測定部が精度良く濃度を検出できない低濃度のトナー像が形成されることを抑止することができる。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記現像バイアス印加部を制御して前記目標電位から予め設定された第１の差分電位だけ小さな値の前記現像バイアスを前記現像ローラーに印加し、前記複数のトナー像の濃度測定結果と前記複数の電位領域に対応する複数の前記帯電バイアスとの関係から、前記トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、当該導出された帯電バイアスに前記第１の差分電位を加えた値を前記目標電位に対応する前記帯電バイアスとして決定することが望ましい。

本構成によれば、実際の出力電圧の把握が容易な現像バイアスを基準として、当該現像バイアスと感光体ドラムの表面電位とが一致した場合に、トナー像の濃度がゼロとなることが利用されている。このため、簡易な構成であって、誤差範囲の小さな表面電位設定が実現可能とされる。更に、帯電バイアス調整動作時に、現像バイアスが高く設定されることが抑止されるため、現像バイアス印加部のコストが増大することが抑制される。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記目標電位に対応して予め設定された第１暫定帯電バイアスよりも予め設定された第２の差分電位だけ小さな第２暫定帯電バイアスを前記帯電バイアス印加部に印加させ、前記第２暫定帯電バイアスから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成することが望ましい。

本構成によれば、帯電バイアス調整動作時に、感光体ドラムの表面電位と現像バイアスとの間に大きな電位差が生じることが抑止される。

上記の構成において、前記第１の差分電位と前記第２の差分電位とは同じ値であることが望ましい。

本構成によれば、前記帯電バイアス調整動作における現像バイアスと感光体ドラムの表面電位との関係が、通常の画像形成時と同じ相対関係を維持することができる。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記第２暫定帯電バイアスよりも絶対値が小さな第３の帯電バイアスを印加した後、前記第３の帯電バイアスよりも絶対値が小さな第４の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成し、前記第２暫定帯電バイアスと前記第３の帯電バイアスとの電位差は、前記第３の帯電バイアスと前記第４の帯電バイアスとの電位差よりも大きいことが望ましい。

本構成によれば、複数の電位領域に対応して、濃度測定部が精度良く濃度を検出できない低濃度のトナー像が形成されることを抑止することができる。

上記の構成において、周囲の温度または湿度を検出する環境検知部を更に有し、前記バイアス調整部は、前記環境検知部によって検出された温度または湿度が予め設定された閾値を超えた場合に、前記帯電バイアス調整動作を実行することが望ましい。

本構成によれば、画像形成装置の機内外の温湿度が大きく変化した場合であっても、感光体ドラムの表面電位の変動に伴う画像欠陥の発生が防止される。

上記の構成において、前記トナー像が転写される前記シートの印字枚数をカウントするカウント部を更に有し、前記バイアス調整部は、所定の期間内に印字される前記印字枚数が予め設定された閾値を超えた場合に、前記帯電バイアス調整動作を実行することが望ましい。

本構成によれば、所定時間内の印字枚数が多い場合でも、感光体ドラムの表面電位の変動に伴う画像欠陥の発生が防止される。

上記の構成において、前記トナー像が転写される前記シート同士の印字間隔時間をカウントするカウント部を更に有し、前記バイアス調整部は、前記印字間隔時間が予め設定された閾値を超えた場合に、前記帯電バイアス調整動作を実行することが望ましい。

本構成によれば、画像形成装置が未使用状態で長期間放置された場合であっても、感光体ドラムの表面電位の変動に伴う画像欠陥の発生が防止される。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作を実行した後に、前記トナー像の濃度階調を調整するキャリブレーション動作を実行することが望ましい。

本構成によれば、感光体ドラムの表面電位が安定して維持された状態で、トナー像の濃度階調が調整される。この結果、以後の画像形成動作において、安定した画質を得ることができる。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作に先だって、所定の補正条件に応じて、前記第１暫定帯電バイアスの値を補正することが望ましい。

本構成によれば、実際の目標電位に近い電位領域で調整動作が実行されるため、帯電バイアス調整動作が速やかかつ精度良く実現される。

上記の構成において、周囲の温度または湿度を検出する環境検知部を更に有し、前記バイアス調整部は、前記補正条件として前記環境検知部によって検出された温度または湿度に応じて、前記第１暫定帯電バイアスの値を補正することが望ましい。

本構成によれば、温湿度に応じて感光体ドラムや帯電装置の特性が変化した場合であっても、帯電バイアス調整動作が速やかかつ精度良く実現される。

上記の構成において、前記感光体ドラムの累積回転数、または、前記帯電装置による前記帯電バイアスの累積印加時間をカウントするカウント部を更に有し、前記バイアス調整部は、前記補正条件として前記カウント部によるカウント結果に応じて、前記第１暫定帯電バイアスの値を補正することが望ましい。

本構成によれば、感光体ドラムの駆動時間に応じて感光体ドラムの帯電特性が変化した場合や、帯電バイアスの累積印加時間に応じて帯電装置の帯電特性が変化した場合であっても、帯電バイアス調整動作が速やかかつ精度良く実現される。

上記の構成において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作に先だって、前記目標電位に対応して予め設定された第１暫定帯電バイアスを所定の補正条件に応じて補正し、前記帯電バイアス調整動作において、前記現像バイアス印加部を制御して前記目標電位と同じ値の前記現像バイアスを前記現像ローラーに印加し、前記補正された第１暫定帯電バイアスを前記帯電バイアス印加部に印加させ、前記補正された第１暫定帯電バイアスから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成し、前記複数のトナー像の濃度測定結果と前記複数の電位領域に対応する複数の前記帯電バイアスとの関係から、前記トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、前記導出された前記帯電バイアスが、前記補正後の前記第１暫定帯電バイアスよりも大きい場合には、前記補正後の前記第１暫定帯電バイアス以下の帯電バイアスを前記目標電位に対応する前記帯電バイアスとして決定することが望ましい。

本構成によれば、帯電バイアス調整動作後に、過剰なバイアスが感光体ドラムに印加され、感光体ドラムの表面層が損傷することが防止される。

本発明によれば、簡易な構成で、感光体ドラムの表面電位を目標の電位に設定することが可能な画像形成装置が提供される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御部の電気的なブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る帯電バイアス調整動作における電位関係を示した模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る帯電バイアス調整動作のフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る帯電バイアス調整動作におけるトナー像の濃度と帯電バイアスとの関係を示したグラフである。 本発明の変形実施形態に係る帯電バイアス調整動作における複数の電位領域のパターンを示す模式図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）である。 本発明の第２の実施形態に係る帯電バイアス調整動作における電位関係を示した模式図である。 本発明の実施形態に係るキャリブレーション動作のフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。

図１は、画像形成装置１０の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置１０は、箱形の筐体構造を備える装置本体１１を備える。この装置本体１１内には、シートＰを給紙する給紙部１２、給紙部１２から給紙されたシートＰに転写するトナー像を形成する画像形成部１３、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット１４、二次転写ローラー１４５、画像形成部１３にトナーを補給するトナー補給部１５、及び、シートＰ上に形成された未定着トナー像をシートＰに定着する処理を施す定着部１６が内装されている。さらに、装置本体１１の上部には、定着部１６で定着処理の施されたシートＰが排紙される排紙部１７が備えられている。

装置本体１１の上面の適所には、シートＰに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するためのタッチパネルや各種の操作キーが設けられている。装置本体１１内には、さらに、画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路１１１が形成されている。シート搬送路１１１には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対１１２が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対１１３も、シート搬送路１１１における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路１１１は、シートＰを給紙部１２から排紙部１７まで、画像形成部１３（二次転写ニップ部）及び定着部１６を経由して搬送させる搬送路である。

給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２、及び給紙ローラー対１２３を備える。給紙トレイ１２１は、装置本体１１の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートＰが積層されたシート束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１に貯留されたシート束Ｐ１の最上面のシートＰを１枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５、及び給紙ローラー対１２６を備える。手差しトレイ１２４は、手差しされるシートＰが載置されるトレイであり、手差しでシートＰを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から開放される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置されたシートＰを繰り出す。給紙ローラー対１２６は、ピックアップローラー１２５によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。

画像形成部１３は、シートＰに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、中間転写ベルト１４１の回転方向上流側から下流側へ（図１に示す左側から右側へ）向けて順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３Ｂｋが備えられている。各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム２０（像担持体）と、感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電装置２１、現像装置２３及びクリーニング装置２５とを備える。また、各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋ共通の露光装置２２が、画像形成ユニットの下方に配置されている。

感光体ドラム２０は、その軸回りに図１の矢印の方向（所定の回転方向）に回転駆動され、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム２０上に形成される静電潜像は、画像情報に応じて背景部と画像部とを含む。なお、感光体ドラム２０の回転軸は、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びている。この感光体ドラム２０としては、有機光導電体（ＯＰＣ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。また、図１に示すように、各色に対応した複数の感光体ドラム２０は、左右方向（水平方向）に所定の間隔をおいて配置されている。

帯電装置２１は、感光体ドラム２０の周面を所定の電位に均一に帯電する。帯電装置２１としては、接触帯電方式による帯電装置を採用することができる。帯電装置２１は、感光体ドラム２０の周面に接触して配置され回転される帯電ローラー２１Ａと、前記帯電ローラー２１Ａに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシ２１Ｂとを備える。なお、他の実施形態において、帯電ローラー２１Ａは、感光体ドラム２０の周面に近接して配置されるものでもよい。露光装置２２は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム２０の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、前述の静電潜像を形成する。また、クリーニング装置２５は、トナー像転写後の感光体ドラム２０の周面を清掃する。

現像装置２３は、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム２０の周面にトナーを供給する。現像装置２３は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤用のものである。現像装置２３のトナーは、感光体ドラム２０の周面に供給され、前記静電潜像が現像される。現像装置２３は、感光体ドラム２０に対向して配置される現像ローラー２３Ｃと、磁気ローラー２３Ｂと、一対のスクリュー２３Ａと、を備える。なお、現像装置２３として、現像ローラー２３Ｃを備える他の構成が適用されてもよい。本実施形態では、前記トナーはプラスの極性に帯電する特性を備える。

中間転写ユニット１４は、画像形成部１３とトナー補給部１５との間に設けられた空間に配置される。中間転写ユニット１４は、中間転写ベルト１４１と、駆動ローラー１４２と、従動ローラー１４３と、複数の一次転写ローラー２４（転写ローラー）と、ベルトクリーニング装置１４４と、を備える。

中間転写ベルト１４１は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム２０の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー１４２及び従動ローラー１４３に架け渡されている。中間転写ベルト１４１は、第２方向に沿った一の方向に周回駆動され、複数の感光体ドラム２０から転写されたトナー像を表面に担持する。中間転写ベルト１４１は、基層、弾性層、及びコート層から成る積層構造を有する導電性の軟質ベルトである。

駆動ローラー１４２は、中間転写ユニット１４の右端側で中間転写ベルト１４１を張架し、中間転写ベルト１４１を周回駆動させる。駆動ローラー１４２は金属ローラーからなる。従動ローラー１４３は、中間転写ユニット１４の左端側で従動回転する。従動ローラー１４３は、中間転写ベルト１４１を張架する。従動ローラー１４３は、中間転写ベルト１４１に張力を付与する。従動ローラー１４３の近傍には、中間転写ベルト１４１の周面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置１４４（図１）が配置されている。

一次転写ローラー２４は、中間転写ベルト１４１を挟んで感光体ドラム２０に対向して配置される。この結果、一次転写ローラー２４は、感光体ドラム２０との間で一次転写ニップ部を形成し、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１４１上に一次転写する。図１に示されるように、各色の感光体ドラム２０に対向して、それぞれ、一次転写ローラー２４が配置される。一次転写ローラー２４は、前後方向に延びるローラーであって、中間転写ベルト１４１とともに回転される。

二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１を挟んで駆動ローラー１４２に対向して配置されている。二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１の周面に圧接されて二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト１４１上に一次転写されたトナー像は、給紙部１２から供給されるシートＰに、前記二次転写ニップ部において二次転写される。なお、本実施形態では、中間転写ユニット１４および二次転写ローラー１４５が転写装置を構成する。転写装置は、感光体ドラム２０からシートＰにトナー像を転写する。

トナー補給部１５は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ１５Ｍ、シアン用トナーコンテナ１５Ｃ、イエロー用トナーコンテナ１５Ｙ及びブラック用トナーコンテナ１５Ｂｋを備える。これらトナーコンテナ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋは、それぞれＭＣＹＢｋ各色の補給用トナーを貯留するものであり、コンテナ底面に形成されたトナー排出口１５Ｈから、ＭＣＹＢｋ各色に対応する画像形成ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋの現像装置２３に、不図示のトナー搬送部を通して各色のトナーを補給する。

定着部１６は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー１６１と、加熱ローラー１６１と配向配置された定着ローラー１６２と、定着ローラー１６２と加熱ローラー１６１とに張架された定着ベルト１６３と、定着ベルト１６３を介して定着ローラー１６２と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー１６４とを備えている。定着部１６へ供給されたシートＰは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートＰに転写されたトナー像は、シートＰに定着される。

排紙部１７は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートＰを受ける排紙トレイ１７１が形成されている。定着処理が施されたシートＰは、定着部１６の上部から延設されたシート搬送路１１１を経由して、排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。

図２は、本実施形態に係る画像形成装置１０の制御部５０の電気的なブロック図である。画像形成装置１０は、当該画像形成装置１０の各部の動作を統括的に制御する制御部５０を備える。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。また、制御部５０には、前述の画像形成部１３の感光体ドラム２０、帯電装置２１、露光装置２２、現像装置２３および一次転写ローラー２４などに加え、駆動部６１、帯電バイアス印加部６２、現像バイアス印加部６３、環境センサー６４（環境検知部）および濃度センサー６５（濃度測定部）などが電気的に接続されている。

駆動部６１は、モーター及びそのトルクを伝達するギア機構からなり、後記の駆動制御部５１からの制御信号に応じて、画像形成部１３および中間転写ユニット１４５などの各部材を回転させる。

帯電バイアス印加部６２は、直流電源から構成され、後記のバイアス制御部５２からの制御信号に基づき、帯電装置２１の帯電ローラー２１Ａに所定の帯電バイアスを印加する。

現像バイアス印加部６３は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部５２からの制御信号に基づき、現像装置２３の現像ローラー２３Ｃおよび磁気ローラー２３Ｂに所定の現像バイアスを印加する。

環境センサー６４（図１）は、装置本体１１に備えられている。環境センサー６４は、装置本体１１の内部の温湿度を検出する。なお、他の実施形態において、環境センサー６４は、装置本体１１の周囲の温湿度を検出してもよい。

濃度センサー６５（図１）は、中間転写ベルト１４１上に形成されたトナー像の画像濃度を検知し、電気信号に変換する。濃度センサー６５は、回転駆動された中間転写ベルト１４１のベルト表面に光を発光する発光部と、該ベルト表面からの反射光を受光する受光部とを備える（不図示）。濃度センサー６５から出力された画像濃度に関する情報は、後記の画像条件調整部５３によって参照され、後述の帯電バイアス調整動作やキャリブレーション動作に反映される。

制御部５０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部５１、バイアス制御部５２、画像条件調整部５３、記憶部５４およびカウント部５５を備えるように機能する。

駆動制御部５１は、画像形成装置１０の画像形成動作および後述の帯電バイアス調整動作やキャリブレーション動作に応じて、駆動部６１を制御する。なお、駆動制御部５１は、駆動部６１以外に不図示の駆動機構を制御し、画像形成装置１０内のその他の駆動部材を駆動させる。

同様に、バイアス制御部５２は、画像形成装置１０の画像形成動作および帯電バイアス調整動作やキャリブレーション動作に応じて、帯電バイアス印加部６２および現像バイアス印加部６３を制御する。なお、バイアス制御部５２は、帯電バイアス印加部６２および現像バイアス印加部６３以外に、不図示のバイアス印加部を制御し、画像形成装置１０内のその他の部材に所定のバイアスを印加する。一例として、バイアス制御部５２は、一次転写ローラー２４および二次転写ローラー１４５に、それぞれ一次転写バイアスおよび二次転写バイアスを印加する。

画像条件調整部５３は、画像形成装置１０において各種の画像条件調整動作を実行する。当該画像条件調整動作は、帯電バイアス調整動作やキャリブレーション動作を含む。帯電バイアス調整動作では、画像条件調整部５３は、感光体ドラム２０の静電潜像のうち背景部の電位を所定の目標電位に調整する。

記憶部５４は、駆動制御部５１、バイアス制御部５２および画像条件調整部５３によって参照される各種の参照情報を格納している。一例として、記憶部５４には、帯電バイアス調整動作において参照される電位情報が格納されている。

カウント部５５は、画像形成装置１０の画像形成動作や画像条件調整動作において、各種の累積情報をカウントする。一例として、カウント部５５は、トナー像が転写されるシートの印字枚数、シートの印字間隔時間（画像形成装置１０の放置時間）や、感光体ドラム２０の累積回転数、および帯電装置２１による帯電バイアスの累積印加時間をカウントする。

＜帯電バイアス調整動作について＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る帯電バイアス調整動作について説明する。図３は、本発実施形態に係る帯電バイアス調整動作における感光体ドラム２０および現像ローラー２３Ｃの電位関係を示した模式図である。図４は、本実施形態に係る帯電バイアス調整動作のフローチャートである。図５は、本実施形態に係る帯電バイアス調整動作におけるトナー像の濃度と帯電バイアスとの関係を示したグラフである。前述のように、本実施形態では、感光体ドラム２０の周面に接触し回転する帯電ローラー２１Ａが備えられている。特に、本実施形態では、帯電ローラー２１Ａには、イオン導電剤が配合されている。このようなイオン導電タイプの帯電ローラー２１Ａは、その抵抗値が温度や湿度等の環境条件によって変化しやすい特性を有しているため、感光体ドラム２０の表面電位を一定に保つことが困難となる。このような場合、公知の表面電位計が感光体ドラム２０の周面に対向して配置されることで、表面電位計の測定結果に基づいて、帯電ローラー２１Ａに印加される帯電バイアスをフィードバック制御することが可能となる。しかしながら、この場合、画像形成装置１０のコストが増大するという問題が生じる。このような課題を解決するために、本実施形態では、感光体ドラム２０の表面電位を測定する電位計を備えることなく、画像条件調整部５３が実行する帯電バイアス調整動作によって、感光体ドラム２０の表面電位が精度良く目標電位に設定される。なお、本実施形態では、各色の感光体ドラム２０に対して順番に帯電バイアス調整動作が実行される。他の実施形態において、複数色の感光体ドラム２０における帯電バイアス調整動作が平行して実行されてもよい。

図４を参照して、帯電バイアス調整動作は、帯電像の形成（ステップＳ１）、潜像の現像（ステップＳ２）、帯トナー像の濃度測定（ステップＳ３）、帯電バイアスの決定（ステップＳ４）の４つのステップから構成される。なお、帯電バイアス調整動作が実行されるタイミングについては、後記で詳述する。

帯電バイアス調整動作が実行されると、画像条件調整部５３は、図４の帯電像の形成（ステップＳ１）を実行する。画像形成装置１０において良好な画像が形成されるために、予め設定された感光体ドラム２０の背景部の目標電位がＶ０（Ｖ）と定義される。前述のように、本実施形態では、感光体ドラム２０の表面電位が電位計などによって直接測定されない。一方、バイアス制御部５２から帯電バイアス印加部６２に入力される入力信号が制御されることで、帯電バイアス印加部６２が帯電ローラー２１Ａに印加する帯電バイアスの値は、所定の誤差範囲内で制御することが可能である。このため、帯電バイアス調整動作では、感光体ドラム２０の表面電位がＶ０（Ｖ）となるような、帯電バイアスの値が導出される。

ステップＳ１では、画像条件調整部５３は、予め記憶部５４（図２）に格納された帯電バイアスＶｒｅｆを参照する。帯電バイアスＶｒｅｆは、感光体ドラム２０の表面電位がＶ０（Ｖ）となるように予め実験的に導出された値である。図２では、帯電バイアスＶｒｅｆに対応した感光体ドラム２０上の背景部の暫定的な電位がＶ０（Ｉ）と表記されている。そして、画像条件調整部５３は、当該帯電バイアスＶｒｅｆを基準として、帯電バイアスを複数水準変化させ、所定の潜像（複数の電位領域）を形成する。本実施形態では、図３に示すように、４つの潜像が形成される。特に、画像条件調整部５３は、帯電バイアスＶｒｅｆからｂ（Ｖ）だけ低下させた電位を第１の帯電バイアスとしている。更に、第１の帯電バイアスからｂ（Ｖ）ずつ等間隔で低下させることで、計４つの潜像が形成される。それぞれの潜像は、時間ｔ１だけ印加される。なお、本実施形態では、各潜像間において帯電バイアスＶｒｅｆが印加される時間ｔ２を設けている。

本実施形態では、ｂ＝５０（Ｖ）に設定され、ｔ１＝３０ｍｓｅｃに設定され、ｔ２＝６０ｍｓｅｃに設定されている。これらの値は、予め記憶部５４（図２）に格納されており、画像条件調整部５３によって参照される。なお、本実施形態における感光体ドラム２０の周速度（システム速度）は、１６６ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。また、好ましいｂの範囲は１０〜１００Ｖであり、２０〜５０Ｖが更に好ましい。潜像の水準の数は２つ以上であれば制御が可能であるが、最終的に導出される帯電バイアスの精度を向上させるためには、３つ以上の水準が設けられることが好ましい。

ステップＳ２では、画像条件調整部５３は、現像ローラー２３Ｃに印加する現像バイアスＶｄｃを前述の目標電位Ｖ０の値に設定した上で、ステップＳ１で形成した潜像を現像する。換言すれば、図３では、通常の画像形成動作時（現像時）に現像ローラー２３Ｃに印加される現像バイアスをＶｄｃ（０）とした場合、Ｖｄｃ＝Ｖ０＝Ｖｄｃ（０）＋ａ（Ｖ）の値が、現像バイアスＶｄｃとして印加されている。なお、本実施形態では、ａ＝１００Ｖに設定されており、当該ａの値も予め記憶部５４に格納されている。なお、好ましいａの値の範囲は５０〜３００Ｖであり、１００〜２００Ｖが更に好ましい。また、本実施形態では、画像形成動作中における感光体ドラム２０の背景部の電位Ｖ０と現像バイアスＶｄｃ（０）との電位差（Ｖ０−Ｖｄｃ（０））が一定となるように制御される。他の実施形態において、画像形成動作中における感光体ドラム２０の背景部の電位Ｖ０が一定となるように制御される場合には、ａの値が一定ではないため、ステップＳ２においてＶ０の値をそのままＶｄｃ＝Ｖ０と設定してもよい。図３に示すように、複数の潜像電位と現像バイアスＶｄｃとの電位差によって、感光体ドラム２０の周面上に回転方向に沿って複数のトナー像（帯トナー像）が形成される。

ステップＳ３では、ステップＳ２で形成されたトナー像の濃度測定が実行される。感光体ドラム２０上のトナー像は、一次転写ローラー２４に印加される所定の一次転写バイアスによって中間転写ベルト１４１に転写される。中間転写ベルト１４１に担持されたトナー像は、図１の濃度センサー６５の直上を通過する。この際、濃度センサー６５によってトナー像の濃度が測定される。濃度センサー６５によって測定された各トナー像の濃度結果は、記憶部５４（図２）に格納される。

ステップＳ４では、目標電位Ｖ０に応じた帯電バイアスが決定される。画像条件調整部５３は、ステップＳ１において複数の潜像を形成した際に帯電バイアス印加部６２に印加させた複数の帯電バイアスと、ステップＳ３において測定された複数のトナー像の濃度測定結果（ＩＤ）から、目標電位Ｖ０に応じた帯電バイアスを決定する。図５を参照して、帯電バイアス印加部６２が帯電ローラー２１Ａに印加する帯電バイアスが低下すると、現像バイアスＶｄｃ（図３）と感光体ドラム２０の表面電位との電位差が増大するため、トナー像の濃度が上昇する。本実施形態では、画像条件調整部５３が実行するプログラムによって、以下の演算が実行される。すなわち、画像条件調整部５３は、図５の複数のデータのうち、領域Ｐに位置する２つのデータを除外した上で、残りのデータを直線回帰する。この領域Ｐに位置する濃度データではトナー像の濃度が低いことから、濃度センサー６５の検出精度が相対的に低いため、演算時に除外されている。なお、濃度センサー６５が精度良くトナー像の濃度を検出できる領域は、センサーの性能により異なるが、ＩＤ＝０．１〜１．０の範囲が好ましく、ＩＤ＝０．２〜０．８の範囲がさらに好ましい。画像条件調整部５３によって、上記の回帰直線（図５）の横軸の切片、すなわち、仮想的にトナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値（図５のＲ）が導出される。そして、画像条件調整部５３は、当該導出された帯電バイアスを目標電位Ｖ０に対応する帯電バイアスとして決定する。

なお、ステップＳ４における帯電バイアスの導出は、上記に限定されるものではない。図５のグラフにおける複数のデータのうち、直線性の高いデータ部分を抽出し、当該データに基づいて回帰直線が導出されてもよい。また、図５のグラフにおける複数のデータのうち、予め設定された濃度（濃度閾値）以上であって、帯電バイアスが高い方から２つのデータが選択された上で、当該データに基づいて回帰直線が導出されてもよい。このように、直線回帰するための濃度範囲が限定されることによって、濃度センサー６５の検出精度が高い領域のデータを採用することが可能となる。

以上のように本実施形態では、帯電バイアス調整動作において、画像条件調整部５３は、帯電バイアス印加部６２を制御して感光体ドラム２０の周面上に回転方向に沿って電位の大きさが異なる複数の電位領域を形成する。更に、画像条件調整部５３は、現像バイアス印加部６３を制御して現像ローラー２３Ｃに感光体ドラム２０の目標電位に対応する所定の現像バイアスを印加する。この結果、現像バイアスと感光体ドラム２０上の複数の電位領域との電位差によって複数のトナー像が形成される。そして、濃度センサー６５によって測定された複数のトナー像の濃度測定結果から、目標電位に対応する帯電バイアスの値が決定される。このため、感光体ドラム２０に対向して表面電位計が備えられることなく、簡易な構成で感光体ドラム２０の表面電位を目標の電位に設定することが可能となる。

特に、画像条件調整部５３は、現像バイアス印加部６３を制御して感光体ドラム２０の目標電位Ｖ０と同じ値の現像バイアスＶｄｃ（＝Ｖ０＝Ｖｄｃ（０）＋ａ）を現像ローラー２３Ｃに印加する。そして、複数のトナー像の濃度測定結果と複数の電位領域に対応する複数の帯電バイアスとの関係から、トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、導出された帯電バイアスを目標電位に対応する帯電バイアスとして決定する。すなわち、本実施形態では、実際の出力電圧の把握が容易な現像バイアスＶｄｃを基準として、当該現像バイアスＶｄｃと感光体ドラム２０の表面電位Ｖ０（Ｉ）とが一致した場合に、トナー像の濃度がゼロとなることを利用している。このため、簡易な構成であって、誤差範囲の小さな表面電位設定が実現可能とされる。

更に、画像条件調整部５３は、感光体ドラム２０の目標電位に対応して予め設定された帯電バイアスＶｒｅｆを帯電バイアス印加部６２に印加させ、帯電バイアスＶｒｅｆから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、複数の潜像（電位領域）を形成する（図３）。この結果、帯電バイアスが徐々に低下されることで、感光体ドラム２０の表面電位が安定し、帯電バイアスと感光体ドラム２０の表面電位との相関が高くなる。したがって、より精度の高い表面電位設定が可能になる。

なお、ステップＳ１おいて、感光体ドラム２０の周面に形成される潜像パターンは、図３の形態に限定されるものではなく、感光体ドラム２０の回転方向に沿って電位の大きさが異なる複数の電位領域が形成されればよい。図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の変形実施形態に係る帯電バイアス調整動作における複数の電位領域（潜像）のパターンを示す模式図である。いずれの場合においても、高い電位側から低い電位側に向かって、複数の潜像電位が形成されることで、感光体ドラム２０の表面電位が安定しやすく、帯電バイアスと感光体ドラム２０の表面電位との相関が高くなる。この結果、より精度の高い表面電位設定が可能となる。

図６（Ａ）では、感光体ドラム２０上の背景部の電位がＶ０（Ｉ）と表記されている。そして、画像条件調整部５３は、前述の帯電バイアスＶｒｅｆを基準として、帯電バイアスを複数水準変化させ、所定の潜像を形成する。図６（Ａ）では、３つの潜像が形成されている。特に、画像条件調整部５３は、目標電位Ｖ０に対応する帯電バイアスＶｒｅｆからｂ１（Ｖ）だけ低下させた電位を第１の帯電バイアスＡ１としている。更に、画像条件調整部５３は、第１の帯電バイアスＡ１からｂ２（Ｖ）ずつ等間隔で低下させることで、第２の帯電バイアスＡ２、第３の帯電バイアスＡ３を印加し、計３つの潜像が形成される。そして、図６（Ａ）では、ｂ１＞ｂ２の関係が満たされている。換言すれば、画像条件調整部５３は、帯電バイアス調整動作において、Ｖｒｅｆ（第１暫定帯電バイアス）よりも絶対値が小さな第１の帯電バイアスＡ１を印加した後、第１の帯電バイアスＡ１よりも絶対値が小さな第２の帯電バイアスＡ２を印加することで、複数の電位領域を形成している。そして、Ｖｒｅｆと第１の帯電バイアスＡ１との電位差は、第１の帯電バイアスＡ１と第２の帯電バイアスＡ２との電位差よりも大きい。このように、最初の潜像が形成される際にＶｒｅｆから大きく帯電バイアスを低下させることで、濃度センサー６５が精度良く濃度を検出できない低濃度のトナー帯画像が形成されることを抑止することができる。この結果、効率よく帯電バイアス調整制御を実行することが可能となる。

一方、図６（Ｂ）では、第１の帯電バイアスＢ１、第２の帯電バイアスＢ２および第３の帯電バイアスＢ３にかけて、各帯電バイアス同士の間隔が徐々に縮小するように設定されている。図６（Ａ）のように、各帯電バイアスの間が等間隔に設定された場合、ステップＳ４における回帰直線の算出が簡易になるという利点がある。しかし、等間隔の場合、第３の帯電バイアスＡ３におけるトナー帯の濃度が濃くなるため、濃度センサー６５による濃度の検知精度が僅かに低下することがある。一方、図６（Ｂ）に示すように、帯電バイアス同士の間隔が徐々に縮小されることで、第３の帯電バイアスＢ３に対応するトナー帯の濃度が過剰に濃くなることが抑止される。

また、図６（Ｃ）では、第１の帯電バイアスＣ１、第２の帯電バイアスＣ２、第３の帯電バイアスＣ３および第４の帯電バイアスＣ４が連続的に印加されている。このように、各帯電バイアス間において、Ｖｒｅｆが印加されることなく、潜像が連続的に形成されることも可能である。この場合、図３のｔ２の時間を削減することができるため、帯電バイアス調整動作の制御時間を大幅に削減することが可能となる。一方、図６（Ａ）、図６（Ｂ）のように、各帯電バイアス間においてＶｒｅｆが印加される場合、帯潜像のエッジが鮮明となるため、濃度センサー６５による濃度の検出精度が向上する。

次に、本発明の第２の実施形態に係る帯電バイアス調整動作について説明する。図７は、本実施形態に係る帯電バイアス調整動作における感光体ドラム２０および現像ローラー２３Ｃの電位関係を示した模式図である。なお、本実施形態では、先の第１の実施形態と比較して、ステップＳ１の帯潜像の形成、ステップＳ２の潜像の現像およびステップＳ４の帯電バイアスの決定において部分的に相違するため、当該相違点のみを説明し、その他共通する制御態様については説明を省略する。

図７を参照して、本実施形態は、帯電バイアス調整動作時の感光体ドラム２０の表面電位Ｖ０（Ｉ）および現像バイアスＶｄｃの値に特徴を有する。図７では、比較のために、先の第１の実施形態における帯電バイアス調整動作時の感光体ドラム２０の表面電位がＶ０（Ｉ）’として示されている。一方、本実施形態に係る帯電バイアス調整動作時の感光体ドラム２０の表面電位はＶ０（Ｉ）として示されている。ここで、Ｖ０（Ｉ）’−Ｖ０（Ｉ）＝ａ（Ｖ）の関係が満たされている。すなわち、画像条件調整部５３は、第１の実施形態で説明されたように予め設定された帯電バイアスＶｒｅｆ（第１暫定帯電バイアス）からａ（Ｖ）だけ引いた値を、本実施形態における帯電バイアスＶｒｅｆ（第２暫定帯電バイアス）として帯電バイアス印加部６２に印加させる（ステップＳ１）。すなわち、本実施形態における帯電バイアスＶｒｅｆは、本来の目標電位Ｖ０からａ（ｖ）だけ小さな表面電位を感光体ドラム２０上に形成することを目的としている。その上で、図７に示すように、Ｖｒｅｆから帯電バイアスが順次縮小され、複数の潜像が形成される。

更に、画像条件調整部５３は、ステップＳ２（図４）において、現像ローラー２３Ｃに現像バイアスＶｄｃを印加する。この時、本実施形態では、Ｖｄｃ＝Ｖ０−ａ（Ｖ）に設定される。帯電バイアス調整動作において、現像ローラー２３Ｃに印加される現像バイアスＶｄｃが、先の第１の実施形態のように、感光体ドラム２０の目標電位Ｖ０の値に設定されれば、簡易かつ精度の高い制御が可能である。一方、通常の画像形成動作では、感光体ドラム２０の目標表面電位Ｖ０ほど、現像時の現像バイアスＶｄｃが高く設定されることが少ない。したがって、通常の画像形成動作時の現像バイアスＶｄｃの制御範囲を目標電位Ｖ０が超えている場合がある。また、後記のとおり使用環境によっては、感光体ドラム２０の目標電位は通常よりも高いＶ０に設定される必要性があるため、現像バイアスＶｄｃをＶ０と同じ値に設定しにくいことがある。そして、このような場合に、現像バイアスＶｄｃの制御範囲を広げようとすると、現像バイアス印加部６３の高圧基板のコストアップに繋がってしまう。一方、本実施形態では、現像バイアスＶｄｃが、目標の感光体ドラム表面電位Ｖ０よりもａ（Ｖ）だけ低く設定された上で、潜像の現像が実行される。したがって、現像バイアス印加部６３のコストアップが抑止される。

一方、現像バイアスＶｄｃと帯電バイアスＶｒｅｆによる感光体ドラム２０の表面電位Ｖ０（Ｉ）との間に大きな電位差があると、現像装置２３に２成分現像剤が使用されている場合には、帯電バイアス調整動作中にキャリアが感光体ドラム２０側に移動しやすい。この場合、調整動作後の画像形成時に、画像欠陥が生じることがある。このため、現像バイアスＶｄｃの値に応じて、基準となる帯電バイアスＶｒｅｆも低く設定されることが好ましい。本実施形態では、上記のように、第１の実施形態の帯電バイアスＶｒｅｆよりもａ（Ｖ）だけ低いバイアスが、Ｖｒｅｆとして設定される。

なお、本実施形態では、第１の実施形態と比較して帯電バイアスＶｒｅｆが縮小される際の差分電位ｂ（Ｖ）（第２の差分電位）（Ｖ０（Ｉ）’−Ｖ０（Ｉ））と、現像バイアスＶｄｃが感光体ドラム２０の目標の表面電位Ｖ０から縮小される際の差分電位ａ（Ｖ）（第１の差分電位）とが同じ値に設定される態様（ｂ＝ａ）にて説明したが、他の実施形態において、両者の一定値は異なる値であってもよい。なお、本実施形態のように、両者の一定値が同じ値に設定された場合、帯電バイアス調整動作時の現像バイアスＶｄｃと感光体ドラム２０の表面電位Ｖ０との関係が、通常の現像時（画像形成時）と同じ相対関係となるため、キャリア現像やトナーカブリ、更には階調再現性の観点からも好ましい。

画像条件調整部５３は、第１の実施形態と同様のステップＳ３を経た後、ステップＳ４（図４）において、帯電バイアスを決定する。この際、画像条件調整部５３は、第１の実施形態と同様に、図５の複数のデータのうち、領域Ｐに位置する２つのデータを除外した上で、残りのデータを直線回帰する。そして、画像条件調整部５３によって、上記の回帰直線（図５）の横軸の切片、すなわち、仮想的にトナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値（図５のＲ）が導出される。ここで、前述のように、本実施形態では、現像バイアスＶｄｃ＝Ｖ０−ａ（Ｖ）に設定されている。したがって、Ｓ帯電バイアス調整動作時の現像バイアスＶｄｃと同じ値の帯電バイアスは、目標電位Ｖ０よりもａ（Ｖ）だけ低い値となる。このため、本実施形態では、画像条件調整部５３は、トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値にａ（Ｖ）を加えた値を、目標電位Ｖ０に対応する帯電バイアスの値として決定する。この結果、現像バイアス印加部６３のコストアップを抑止するために帯電バイアス制御動作時の現像バイアスＶｄｃが低く設定されても、精度良く感光体ドラム２０の目標電位Ｖ０に応じた帯電バイアスを導出することができる。

以上のように、本実施形態では、画像条件調整部５３は、現像バイアス印加部６３を制御して感光体ドラム２０の目標電位Ｖ０から予め設定されたａ（Ｖ）（第１の差分電位）だけ小さな値の現像バイアスＶｄｃ（Ｖ０−ａ）を現像ローラー２３Ｃに印加する。更に、画像条件調整部５３は、複数のトナー像の濃度測定結果と複数の電位領域に対応する複数の帯電バイアスとの関係から、トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、当該導出された帯電バイアスにａ（Ｖ）を加えた値を感光体ドラム２０の目標電位に対応する帯電バイアスとして決定する。

＜帯電バイアス調整動作の実行タイミングについて＞
次に、上記の第１および第２の実施形態（以下、本実施形態という）に係る帯電バイアス調整動作の実行タイミングについて説明する。画像形成装置１０において、感光体ドラム２０の表面電位が変動すると、濃度変動などの画像欠陥が発生する。このため、感光体ドラム２０の表面電位が目標電位Ｖ０から変動しやすい条件において、帯電バイアス調整動作が実行されることが望ましい。以下に、好ましい条件について説明する。

第１に、画像形成装置１０が、前回の画像形成動作終了時から長時間放置された場合に、帯電バイアス調整動作が実行されることが望ましい。この場合、画像形成装置１０の内外の温湿度環境などが変動している場合や、帯電装置２１の帯電ローラー２１Ａの特性が変化していることがある。本実施形態では、画像形成装置１０がカウント部５５を備えている（図２）。カウント部５５は、前回の画像形成動作終了時刻と、次の画像形成動作要求時刻との差分を演算する。換言すれば、カウント部５５は、シート同士の印字間隔時間をカウントする。そして、カウント部５５の印字間隔時間が、予め設定され記憶部５４に記憶された閾値を超えた場合に、画像条件調整部５３は、次の画像形成動作に先だって帯電バイアス調整動作を実行すればよい。この結果、画像形成装置１０が未使用状態で長期間放置された場合であっても、感光体ドラム２０の表面電位の変動に伴う画像欠陥の発生が防止される。

第２に、画像形成装置１０の機内外の温湿度が大きく変化した場合に、帯電バイアス調整動作が実行されることが望ましい。この場合、温湿度環境の変動によって、帯電装置２１の帯電ローラー２１Ａの特性が変化していることがある。本実施形態では、画像形成装置１０が環境センサー６４を備えている（図２）。したがって、環境センサー６４によって検出された温度または湿度が、予め設定され記憶部５４に記憶された閾値を超えた場合に、画像条件調整部５３は、次の画像形成動作に先だって帯電バイアス調整動作を実行すればよい。この結果、画像形成装置１０の機内外の温湿度が大きく変化した場合であっても、感光体ドラム２０の表面電位の変動に伴う画像欠陥の発生が防止される。なお、環境センサー６４による温湿度の検出タイミングは、一定の時間間隔で実行されてもよい。また、前回帯電バイアス調整動作が実行された際の温湿度が記憶部５４に記憶され、当該記憶された温湿度からの変動量が大きい場合に、帯電バイアス調整動作の実行が判断されてもよい。

第３に、画像条件調整部５３は、所定の期間内に印字される印字枚数が、予め設定され記憶部５４に記憶された閾値を超えた場合に、帯電バイアス調整動作を実行してもよい。連続的に長時間の画像形成動作が行われた場合、感光体ドラム２０の温度上昇や帯電ローラー２１Ａの特性変化などによって、感光体ドラム２０の表面電位が変動しやすい。したがって、所定時間内の印字枚数が多い場合に、感光体ドラム２０の表面電位Ｖ０が精度良く調整されることで、画像欠陥の発生が防止される。

なお、上記のような帯電バイアス調整動作の実行タイミングは、画像形成装置１０において実行されるキャリブレーション動作（現像性や露光量、色ずれの調整）のタイミングとほぼ同じである。このため、画像条件調整部５３は、キャリブレーション動作の実行と同時に、帯電バイアス調整動作を行ってもよい。図８は、本実施形態に係るキャリブレーション動作のフローチャートである。一例として、前日の夜から画像形成装置１０が未使用状態で放置され、次の日の朝に画像形成装置１０の電源がオンされると、画像条件調整部５３が図８のキャリブレーション動作を実行する。画像条件調整部５３は、現像バイアスキャリブレーションを実行する（ステップＳ１１）。当該キャリブレーションでは、環境センサー６４の温湿度検出結果に応じて、現像バイアスの直流バイアスの値や、交流バイアスの波形などが調整される。次に、画像条件調整部５３は、本実施形態に係る帯電バイアス調整動作（帯電バイアスの補正）（ステップＳ１２）を実行する。その後、画像条件調整部５３は、露光装置２２の光量キャリブレーションを実行する（ステップＳ１３）。ここでは、ハーフトーン画像の濃度が適正となるよう、露光装置２２のレーザー光量が調整される。その後、画像条件調整部５３は、階調テーブル補正（濃度階調調整キャリブレーション）（ステップＳ１４）を実行する。ここでは、低濃度域から高濃度域まで連続的な階調濃度が調整される。その後、画像条件調整部５３は、レジストレーション補正（ステップＳ１５）を実行する。ここでは、フルカラー画像の色ずれなどが調整される。

このように、本実施形態では、画像条件調整部５３によって帯電バイアス調整動作（ステップＳ１２）が実行された後に、トナー像の濃度階調を調整するキャリブレーション動作（ステップＳ１３）が実行される。したがって、感光体ドラム２０の表面電位Ｖ０が安定して維持された状態で、トナー像の濃度階調が調整される。この結果、以後の画像形成動作において、安定した画質を得ることができる。

＜帯電バイアスＶｒｅｆの補正について＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、先の第１および第２の実施形態と比較して、図４の帯潜像の形成（ステップＳ１）に先だって、予め帯電バイアスＶｒｅｆが予測制御される点で相違するため、当該相違点のみを説明しその他共通する制御態様については説明を省略する。帯電バイアス調整動作で使用されるＶｒｅｆは、感光体ドラム２０の目標の表面電位Ｖ０を精度良く再現可能な値であることが望ましい。しかしながら、同じ目標電位Ｖ０を再現するために必要な帯電バイアスＶｒｅｆは、環境（温湿度）や感光体ドラム２０の使用時間（感光体ドラム２０の表面層の劣化度合）などによって大きく変化しやすい。このため、本実施形態では、画像条件調整部５３は、帯電バイアス調整動作（図４）に先だって、所定の補正条件に応じて、帯電バイアスＶｒｅｆ（第１暫定帯電バイアス）の値を補正する。

表１は、環境センサー６４によって検出される温度および湿度が変化した場合に、画像条件調整部５３によって補正される帯電バイアスＶｒｅｆの補正量について示したものである。当該補正量は、予め記憶部５４に格納されている。一例として、検出された温湿度が１８度、３０％ＲＨの場合には、所定の基準値に７６Ｖが加算された値が、帯電バイアスＶｒｅｆとされた上で、帯電バイアス調整動作が開始される。このような補正によれば、温湿度に応じて感光体ドラム２０や帯電装置２１の特性が変化した場合であっても、実際の目標電位Ｖ０に近い電位領域で調整動作が実行されるため、帯電バイアス調整動作が速やかかつ精度良く実現される。

また、表２は、カウント部５５によって検出される感光体ドラム２０の駆動時間に応じて、画像条件調整部５３によって補正される帯電バイアスＶｒｅｆの補正量について示したものである。当該補正量は、予め記憶部５４に格納されている。一例として、検出された感光体ドラム２０の駆動時間が５０時間の場合には、所定の基準値に５０Ｖが加算された値が、帯電バイアスＶｒｅｆとされた上で、帯電バイアス調整動作が開始される。この場合、感光体ドラム２０の駆動時間に応じて、感光体ドラム２０の帯電特性が変化した場合であっても、帯電バイアス調整動作が速やかかつ精度良く実現される。なお、他の変形実施形態において、カウント部５５が帯電装置２１による帯電バイアスの累積印加時間をカウントしてもよい。そして、予め帯電バイアスの累積印加時間に応じて、表２のような補正値が記憶部５４に格納されていればよい。この場合も、帯電バイアスの累積印加時間に応じて、帯電ローラー２１Ａの帯電特性が変化した場合であっても、帯電バイアス調整動作が速やかかつ精度良く実現される。なお、上記の各補正量は、互いに組み合わされた上で、画像形成装置１０の機内や機外の温湿度、感光体ドラム２０の駆動時間などによって、帯電バイアスＶｒｅｆが調整されてもよい。また、その他の補正条件に応じて、帯電バイアスＶｒｅｆが調整されてもよい。また、上記の各補正値は、テーブル（表）ではなく、所定の補正式として格納されてもよい。

そして、上記の帯電バイアスＶｒｅｆが補正された上で、先の第１または第２の実施形態と同様の帯電バイアス調整動作が実行される。この際、図４のステップＳ３において、何らかの突発的な要因でトナー像の濃度検知にエラーが発生した場合、画像条件調整部５３は、目標電位Ｖ０を得るための帯電バイアスを過剰に高く調整する可能性がある。この場合、感光体ドラム２０の表面の感光層が絶縁破壊をおこす可能性がある。このような課題を解決するために、本実施形態では、画像条件調整部５３は、まず図４のステップＳ４においてトナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出する。そして、画像条件調整部５３は、導出された帯電バイアスが、上記の表１などによって予め補正された帯電バイアスＶｒｅｆよりも大きい場合には、補正後の帯電バイアスＶｒｅｆ以下の帯電バイアスを目標電位Ｖ０に対応する帯電バイアスとして決定する。すなわち、決定される帯電バイアスは、補正後の帯電バイアスＶｒｅｆを超えないように調整される。この結果、帯電バイアス調整動作後に、過剰なバイアスが感光体ドラム２０に印加され、感光体ドラム２０の感光層（表面層）が損傷することが防止される。

以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記の各実施形態では、トナーがプラスの極性に帯電する態様を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。トナーがマイナスの極性に帯電する場合には、上記の各バイアスの極性が反転された状態で、同様の帯電バイアス調整制御が実行可能とされる。

（２）上記の実施形態では、画像形成装置１０がフルカラー画像形成装置である態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。画像形成装置１０は、モノクロプリンターなど、単色の画像を形成するものでもよい。

１０ 画像形成装置
１３ 画像形成部
１４ 中間転写ユニット
１４１ 中間転写ベルト
１４５ 二次転写ローラー
２０ 感光体ドラム
２１ 帯電装置
２１Ａ 帯電ローラー
２２ 露光装置
２３ 現像装置
２３Ｃ 現像ローラー
２４ 一次転写ローラー
５０ 制御部
５１ 駆動制御部
５２ バイアス制御部
５３ 画像条件調整部（バイアス調整部）
５４ 記憶部
５５ カウント部
６１ 駆動部
６２ 帯電バイアス印加部
６３ 現像バイアス印加部
６４ 環境センサー（環境検知部）
６５ 濃度センサー（濃度測定部）

Claims (15)

1. 装置本体と、
   背景部と画像部とを含む静電潜像が形成される周面を備え、所定の回転方向に回転される感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの前記周面に接触または近接して配置され、前記周面を所定の電位に帯電する帯電装置と、
   前記感光体ドラムに対向して配置される現像ローラーを備え、前記感光体ドラムにトナーを供給することで前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写装置と、
   前記帯電装置に所定の帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加部と、
   前記現像ローラーに所定の現像バイアスを印加する現像バイアス印加部と、
   前記感光体ドラムの前記静電潜像のうち前記背景部の電位を所定の目標電位に調整する帯電バイアス調整動作を実行するバイアス調整部と、
   前記トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、
   を有し、
   前記帯電バイアス調整動作において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス印加部を制御して前記感光体ドラムの前記周面上に前記回転方向に沿って電位の大きさが異なる複数の電位領域を形成するとともに、前記現像バイアス印加部を制御して前記現像ローラーに前記目標電位と同じ値の前記現像バイアスを印加することで、前記現像バイアスと前記複数の電位領域との電位差によって複数のトナー像を形成し、前記濃度測定部によって測定された前記複数のトナー像の濃度測定結果と前記複数の電位領域に対応する複数の前記帯電バイアスとの関係から、前記トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、当該導出された帯電バイアスを前記目標電位に対応する前記帯電バイアスとして決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記目標電位に対応して予め設定された第１暫定帯電バイアスを前記帯電バイアス印加部に印加させ、前記第１暫定帯電バイアスから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成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. 前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記第１暫定帯電バイアスよりも絶対値が小さな第１の帯電バイアスを印加した後、前記第１の帯電バイアスよりも絶対値が小さな第２の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成し、
   前記第１暫定帯電バイアスと前記第１の帯電バイアスとの電位差は、前記第１の帯電バイアスと前記第２の帯電バイアスとの電位差よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 装置本体と、
   背景部と画像部とを含む静電潜像が形成される周面を備え、所定の回転方向に回転される感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの前記周面に接触または近接して配置され、前記周面を所定の電位に帯電する帯電装置と、
   前記感光体ドラムに対向して配置される現像ローラーを備え、前記感光体ドラムにトナーを供給することで前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写装置と、
   前記帯電装置に所定の帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加部と、
   前記現像ローラーに所定の現像バイアスを印加する現像バイアス印加部と、
   前記感光体ドラムの前記静電潜像のうち前記背景部の電位を所定の目標電位に調整する帯電バイアス調整動作を実行するバイアス調整部と、
   前記トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、
   を有し、
   前記帯電バイアス調整動作において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス印加部を制御して前記感光体ドラムの前記周面上に前記回転方向に沿って電位の大きさが異なる複数の電位領域を形成するとともに、前記現像バイアス印加部を制御して前記目標電位から予め設定された第１の差分電位だけ小さな値の前記現像バイアスを前記現像ローラーに印加することで、前記現像バイアスと前記複数の電位領域との電位差によって複数のトナー像を形成し、前記濃度測定部によって測定された前記複数のトナー像の濃度測定結果と前記複数の電位領域に対応する複数の前記帯電バイアスとの関係から、前記トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、当該導出された帯電バイアスに前記第１の差分電位を加えた値を前記目標電位に対応する前記帯電バイアスとして決定することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記目標電位に対応して予め設定された第１暫定帯電バイアスよりも予め設定された第２の差分電位だけ小さな第２暫定帯電バイアスを前記帯電バイアス印加部に印加させ、前記第２暫定帯電バイアスから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成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. 前記第１の差分電位と前記第２の差分電位とは同じ値であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作において、前記第２暫定帯電バイアスよりも絶対値が小さな第３の帯電バイアスを印加した後、前記第３の帯電バイアスよりも絶対値が小さな第４の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成し、
   前記第２暫定帯電バイアスと前記第３の帯電バイアスとの電位差は、前記第３の帯電バイアスと前記第４の帯電バイアスとの電位差よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 周囲の温度または湿度を検出する環境検知部を更に有し、
   前記バイアス調整部は、前記環境検知部によって検出された温度または湿度が予め設定された閾値を超えた場合に、前記帯電バイアス調整動作を実行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記トナー像が転写される前記シートの印字枚数をカウントするカウント部を更に有し、
   前記バイアス調整部は、所定の期間内に印字される前記印字枚数が予め設定された閾値を超えた場合に、前記帯電バイアス調整動作を実行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記トナー像が転写される前記シート同士の印字間隔時間をカウントするカウント部を更に有し、
    前記バイアス調整部は、前記印字間隔時間が予め設定された閾値を超えた場合に、前記帯電バイアス調整動作を実行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記バイアス調整部によって前記帯電バイアス調整動作が実行された後に、前記トナー像の濃度階調を調整するキャリブレーション動作が実行されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス調整動作に先だって、所定の補正条件に応じて、前記第１暫定帯電バイアスの値を補正することを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
13. 周囲の温度または湿度を検出する環境検知部を更に有し、
    前記バイアス調整部は、前記補正条件として前記環境検知部によって検出された温度または湿度に応じて、前記第１暫定帯電バイアスの値を補正することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記感光体ドラムの累積回転数、または、前記帯電装置による前記帯電バイアスの累積印加時間をカウントするカウント部を更に有し、
    前記バイアス調整部は、前記補正条件として前記カウント部によるカウント結果に応じ
    て、前記第１暫定帯電バイアスの値を補正することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
15. 装置本体と、
    背景部と画像部とを含む静電潜像が形成される周面を備え、所定の回転方向に回転される感光体ドラムと、
    前記感光体ドラムの前記周面に接触または近接して配置され、前記周面を所定の電位に帯電する帯電装置と、
    前記感光体ドラムに対向して配置される現像ローラーを備え、前記感光体ドラムにトナーを供給することで前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
    前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写装置と、
    前記帯電装置に所定の帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加部と、
    前記現像ローラーに所定の現像バイアスを印加する現像バイアス印加部と、
    前記感光体ドラムの前記静電潜像のうち前記背景部の電位を所定の目標電位に調整する帯電バイアス調整動作を実行するバイアス調整部と、
    前記トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、
    を有し、
    前記帯電バイアス調整動作において、前記バイアス調整部は、前記帯電バイアス印加部を制御して前記感光体ドラムの前記周面上に前記回転方向に沿って電位の大きさが異なる複数の電位領域を形成するとともに、前記現像バイアス印加部を制御して前記現像ローラーに前記目標電位に対応する所定の前記現像バイアスを印加することで、前記現像バイアスと前記複数の電位領域との電位差によって複数のトナー像を形成し、前記濃度測定部によって測定された前記複数のトナー像の濃度測定結果から、前記目標電位に対応する前記帯電バイアスの値を決定し、
    前記バイアス調整部は、
    前記帯電バイアス調整動作に先だって、前記目標電位に対応して予め設定された第１暫定帯電バイアスを所定の補正条件に応じて補正し、
    前記帯電バイアス調整動作において、
    前記現像バイアス印加部を制御して前記目標電位と同じ値の前記現像バイアスを前記現像ローラーに印加し、
    前記補正された第１暫定帯電バイアスを前記帯電バイアス印加部に印加させ、前記補正された第１暫定帯電バイアスから絶対値が順に小さくなるように複数の帯電バイアスを印加することで、前記複数の電位領域を形成し、
    前記複数のトナー像の濃度測定結果と前記複数の電位領域に対応する複数の前記帯電バイアスとの関係から、前記トナー像の濃度がゼロとなる帯電バイアスの値を導出し、
    前記導出された前記帯電バイアスが、前記補正後の前記第１暫定帯電バイアスよりも大きい場合には、前記補正後の前記第１暫定帯電バイアス以下の帯電バイアスを前記目標電位に対応する前記帯電バイアスとして決定することを特徴とする画像形成装置。