JP2022124059A - 画像形成装置、画像形成条件設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像バイアス電圧の最適化処理にかかる時間を短縮可能な画像形成装置、及び画像形成条件設定方法を提供すること。【解決手段】画像形成装置１００は、現像ローラーによって第１静電潜像が現像された第１トナー像の濃度に基づいて、前記現像ローラーに印可される現像バイアス電圧に含まれる直流成分を設定する第１設定処理部６１と、前記現像ローラーによって第２静電潜像が現像された第２トナー像に関する検出値に基づいて前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を設定する交流設定処理の実行結果と前記直流成分との対応関係を示す対応関係情報、及び第１設定処理部６１により設定される前記直流成分に基づいて、前記交流成分を設定する第２設定処理部６２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、及び画像形成装置で実行される画像形成条件設定方法に関する。

トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置が知られている。例えば、前記画像形成装置では、感光体ドラムに対向して設けられた現像ローラーにより、前記現像剤が前記感光体ドラムと前記現像ローラーとの間の対向領域に搬送される。そして、前記現像ローラーに直流成分及び交流成分を含む現像バイアス電圧が印可されて、前記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像が現像される。

また、前記画像形成装置では、設置環境の変化などに起因する形成画像の濃度変化を抑制するために、前記現像バイアス電圧の前記直流成分が最適化されることがある。例えば、前記現像ローラーを用いて前記感光体ドラムに予め定められた第１パッチパターンを形成し、前記第１パッチパターンにおける画像濃度を検出して、検出された画像濃度に基づいて前記直流成分の電圧値を設定する画像形成装置が知られている。

また、前記画像形成装置では、前記現像ローラーによって形成されたトナー像において濃度ムラなどの不具合が発生することを抑制するために、前記現像バイアス電圧の前記交流成分が最適化されることがある。例えば、前記現像ローラーを用いて前記感光体ドラムに予め定められた第２パッチパターンを形成し、前記第２パッチパターンの形成時に前記現像ローラーを経由して流れる電流及び前記第２パッチパターンにおける前記トナーの付着量を検出して、それらの検出値に基づいて前記交流成分の振幅及びデューティー比を設定する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－２０３７３１号公報

ところで、前記交流成分の最適値は、前記直流成分によって変化する。そのため、前記交流成分の最適化処理は、前記直流成分の最適化処理の直後に実行されることが望ましい。

しかしながら、前記直流成分の最適化処理、及び前記交流成分の最適化処理は、画像形成処理と並行して実行することができない。そのため、前記直流成分の最適化処理、及び前記交流成分の最適化処理が連続して実行される場合には、その分、ユーザーによる装置の使用が制限される時間が長期化する。

本発明の目的は、現像バイアス電圧の最適化処理にかかる時間を短縮可能な画像形成装置、及び画像形成条件設定方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像部材と、第１設定処理部と、第２設定処理部とを備える。前記現像部材は、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像する。前記第１設定処理部は、前記現像部材によって予め定められた第１静電潜像が現像された第１トナー像の濃度に基づいて、前記現像部材に印可される現像バイアス電圧に含まれる直流成分を設定する。前記第２設定処理部は、前記現像部材によって予め定められた第２静電潜像が現像された第２トナー像に関する検出値に基づいて前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を設定する交流設定処理の実行結果と前記直流成分との対応関係を示す対応関係情報及び前記第１設定処理部により設定される前記直流成分に基づいて、前記交流成分を設定する。

本発明の他の局面に係る画像形成条件設定方法は、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像部材を備える画像形成装置で実行され、以下の第１設定ステップと、第２設定ステップとを含む。前記第１設定ステップでは、前記現像部材によって予め定められた第１静電潜像が現像された第１トナー像の濃度に基づいて、前記現像部材に印可される現像バイアス電圧に含まれる直流成分が設定される。前記第２設定ステップでは、前記現像部材によって予め定められた第２静電潜像が現像された第２トナー像に関する検出値に基づいて前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を設定する交流設定処理の実行結果と前記直流成分との対応関係を示す対応関係情報及び前記第１設定ステップにより設定される前記直流成分に基づいて、前記交流成分が設定される。

本発明によれば、現像バイアス電圧の最適化処理にかかる時間を短縮することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の構成を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される画像形成条件設定処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される交流設定処理で検出される検出値の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される交流設定処理で検出される検出値の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、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ものではない。

［画像形成装置１００の構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１００の構成を示す断面図である。

なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向Ｄ１と定義する。また、図１に示される画像形成装置１００の紙面左側の面を正面（前面）として前後方向Ｄ２を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１００の正面を基準として左右方向Ｄ３を定義する。

画像形成装置１００は、原稿から画像データを読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいて画像を形成するプリント機能とともに、ファクシミリ機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、画像形成装置１００は、プリント装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などであってもよい。

図１及び図２に示されるように、画像形成装置１００は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、操作表示部５、記憶部６、及び制御部７を備える。

ＡＤＦ１は、前記スキャン機能による読取対象の原稿を搬送する。例えば、ＡＤＦ１は、原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備える。

画像読取部２は、前記スキャン機能を実現する。例えば、画像読取部２は、原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える。

画像形成部３は、前記プリント機能を実現する。具体的に、画像形成部３は、電子写真方式で、給紙部４から供給されるシートにカラー又はモノクロの画像を形成する。

給紙部４は、画像形成部３にシートを供給する。給紙部４は、給紙カセット、手差しトレイ、シート搬送路、及び複数の搬送ローラーを備える。

操作表示部５は、画像形成装置１００のユーザーインターフェイスである。操作表示部５は、制御部７からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて制御部７に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

記憶部６は、不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶部６は、フラッシュメモリー及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリー、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置である。

制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御する。図２に示されるように、制御部７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３を備える。ＣＰＵ１１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性又は不揮発性の記憶装置である。制御部７では、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ１２に予め記憶された各種の制御プログラムが実行される。これにより、画像形成装置１００が制御部７により統括的に制御される。

なお、制御部７は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

［画像形成部３の構成］
次に、図１～図３を参照しつつ、画像形成部３の構成について説明する。ここで、図３は画像形成ユニット２４の構成を示す断面図である。なお、図３では、帯電ローラー３２と第１電圧印可部３７との間の通電路、及び現像ローラー４４とグランドとの間の通電路が一点鎖線によって示されている。

図１に示されるように、画像形成部３は、複数の画像形成ユニット２１～２４、光走査装置２５、中間転写ベルト２６、二次転写ローラー２７、定着装置２８、及び排紙トレイ２９を備える。また、図２及び図３に示されるように、画像形成部３は、濃度センサー３０を備える。

画像形成ユニット２１はＹ（イエロー）、画像形成ユニット２２はＣ（シアン）、画像形成ユニット２３はＭ（マゼンタ）、画像形成ユニット２４はＫ（ブラック）に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット２１～２４は、図１に示されるように、画像形成装置１００の前後方向Ｄ２に沿って、画像形成装置１００の前方側からイエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの順に併設される。

図３に示されるように、画像形成ユニット２４は、感光体ドラム３１、帯電ローラー３２、現像装置３３、一次転写ローラー３４、及びドラム清掃部３５を備える。また、画像形成ユニット２１～２３各々は、画像形成ユニット２４と同様の構成を備える。

感光体ドラム３１は、表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム３１は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ４に回転する。感光体ドラム３１は、本発明の像担持体の一例である。

帯電ローラー３２は、予め設定された帯電電圧の印可を受けて、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。例えば、帯電ローラー３２は、感光体ドラム３１の表面を正極性に帯電させる。帯電ローラー３２によって帯電された感光体ドラム３１の表面には、光走査装置２５から射出される画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

現像装置３３は、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、感光体ドラム３１の表面に形成される静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム３１の表面にトナー像が形成される。

一次転写ローラー３４は、現像装置３３により感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２６に転写する。

ドラム清掃部３５は、一次転写ローラー３４によるトナー像の転写後の感光体ドラム３１の表面に残存する前記トナーを除去する。

画像形成部３は、画像形成ユニット２１～２４各々に対応するトナーコンテナ３６（図１参照）を備える。また、画像形成部３は、画像形成ユニット２１～２４各々に対応する第１電圧印可部３７（図２及び図３参照）、第２電圧印可部３８（図２及び図３参照）、及び電流検出部３９（図２及び図３参照）を備える。

ここで、画像形成ユニット２４に対応するトナーコンテナ３６、第１電圧印可部３７、第２電圧印可部３８、及び電流検出部３９について説明する。なお、図２には、画像形成ユニット２４に対応する第１電圧印可部３７、第２電圧印可部３８、及び電流検出部３９が示されている。

トナーコンテナ３６は、Ｋ（ブラック）の前記トナーを収容する。トナーコンテナ３６は、現像装置３３にＫ（ブラック）の前記トナーを供給する。

第１電圧印可部３７は、帯電ローラー３２に前記帯電電圧を印可する電源である。具体的に、第１電圧印可部３７は、制御部７によって設定された電圧値の直流成分を含む前記帯電電圧を出力する。例えば、前記帯電電圧は、正極性の直流成分を含む。

第２電圧印可部３８は、現像装置３３の現像ローラー４４（図３参照）に予め定められた現像バイアス電圧を印可する。具体的に、第２電圧印可部３８は、制御部７によって設定された電圧値の直流成分を含む前記現像バイアス電圧を出力する。例えば、前記現像バイアス電圧は、正極性の直流成分を含む。また、第２電圧印可部３８は、矩形波であって、制御部７によって設定された振幅値、デューティー比、及び周波数の交流成分を含む前記現像バイアス電圧を出力する。つまり、前記現像バイアス電圧は、直流成分及び交流成分を含む電圧である。

電流検出部３９は、現像装置３３の現像ローラー４４（図３参照）を経由して流れる電流を検出する。図３に示されるように、電流検出部３９は、現像ローラー４４から第２電圧印可部３８を経由してグランドへ至る通電路に設けられる。例えば、電流検出部３９は、抵抗器を含んでおり、当該抵抗器の両端に係る電圧を制御部７に出力する。

光走査装置２５は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面へ向けて、画像データに基づく光を射出する。

中間転写ベルト２６は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。中間転写ベルト２６は、駆動ローラー及び張架ローラーによって所定のテンションで張架される。中間転写ベルト２６は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて前記駆動ローラーが回転することで、図３に示される回転方向Ｄ５に回転する。

二次転写ローラー２７は、中間転写ベルト２６の表面に転写されたトナー像を給紙部４から供給されるシートに転写する。

定着装置２８は、二次転写ローラー２７によってシートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。

排紙トレイ２９には、定着装置２８によってトナー像が定着されたシートが排出される。

濃度センサー３０は、中間転写ベルト２６の外周面に転写されたトナー像の濃度を検出する。例えば、濃度センサー３０は、中間転写ベルト２６の外周面へ向けて光を射出する発光部と、前記発光部から射出されて中間転写ベルト２６の外周面で反射された光を受光する受光部とを備える反射型のフォトセンサーである。図３に示されるように、濃度センサー３０は、画像形成ユニット２４よりも中間転写ベルト２６の回転方向Ｄ５の下流側であって、二次転写ローラー２７よりも回転方向Ｄ５の上流側に配置される。

［現像装置３３の構成］
次に、図３及び図４を参照しつつ、画像形成ユニット２４の現像装置３３の構成について説明する。ここで、図４は図３におけるＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。なお、画像形成ユニット２１～２３も、以下に述べる現像装置３３と同様の構成を備える。

図３及び図４に示されるように、現像装置３３は、筐体４１、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、現像ローラー４４、規制部材４５、及びトナーセンサー４６を備える。

筐体４１は、図３に示されるように、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、現像ローラー４４、及び規制部材４５を収容する。また、筐体４１は、前記トナー及び前記キャリアを含む前記現像剤を収容する。具体的に、筐体４１は、側壁及び底面５１によって形成される内部空間において前記現像剤を収容する。現像装置３３は、筐体４１に収容される前記現像剤を用いて、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像を現像する。

図３及び図４に示されるように、筐体４１は、前記現像剤が搬送される第１搬送路５２及び第２搬送路５３を有する。具体的に、筐体４１の底面５１には、左右方向Ｄ３に延在する隔壁５４（図４参照）が設けられている。筐体４１の側壁、底面５１、及び隔壁５４により、左右方向Ｄ３に延在する第１搬送路５２及び第２搬送路５３が形成される。

第１搬送部材４２は、筐体４１において回転可能に設けられる。図４に示されるように、第１搬送部材４２は、第１搬送路５２に設けられる。第１搬送部材４２は、第１搬送路５２に収容された前記現像剤を、図４に示される搬送方向Ｄ６に搬送する。また、第１搬送部材４２は、前記現像剤を撹拌して、前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、前記トナーは、前記キャリアとの摩擦帯電により正極性に帯電する。例えば、第１搬送部材４２は、第１搬送路５２において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第１搬送部材４２は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて回転する。なお、第１搬送部材４２は、スクリュー状の部材に限られず、前記現像剤を撹拌及び搬送可能な部材であればよい。

第２搬送部材４３は、筐体４１において回転可能に設けられる。図４に示されるように、第２搬送部材４３は、第２搬送路５３に設けられる。第２搬送部材４３は、第２搬送路５３に収容された前記現像剤を、図４に示される搬送方向Ｄ７に搬送する。また、第２搬送部材４３は、前記現像剤を撹拌して、前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、第２搬送部材４３は、第２搬送路５３において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第２搬送部材４３は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて回転する。なお、第２搬送部材４３は、スクリュー状の部材に限られず、前記現像剤を撹拌及び搬送可能な部材であればよい。

第１搬送路５２における搬送方向Ｄ６の下流側の端部には、第２搬送路５３へ通じる第１通路５５が設けられている。第１通路５５は、隔壁５４の右端部に形成される。また、第２搬送路５３における搬送方向Ｄ７の下流側の端部には、第１搬送路５２へ通じる第２通路５６が設けられている。第２通路５６は、隔壁５４の左端部に形成される。つまり、筐体４１の内部には、第１搬送路５２、第１通路５５、第２搬送路５３、及び第２通路５６により、前記現像剤が循環する循環搬送路が形成されている。

現像ローラー４４は、前記現像剤を用いて、感光体ドラム３１に形成される静電潜像を現像する。現像ローラー４４は、本発明の現像部材の一例である。図３に示されるように、現像ローラー４４は、第２搬送部材４３及び感光体ドラム３１に対向して設けられる。現像ローラー４４は、筐体４１により回転可能に支持されており、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ８に回転する。現像ローラー４４は、第２搬送路５３から前記現像剤を汲み上げる。現像ローラー４４によって汲み上げられた前記現像剤に含まれる前記トナー及び前記キャリアは、現像ローラー４４の内部に設けられた磁極の磁力により、現像ローラー４４の外周面において磁気ブラシを形成する。現像ローラー４４は、外周面に形成された前記磁気ブラシを感光体ドラム３１との間の対向領域Ｒ１（図３参照）に搬送する。対向領域Ｒ１に搬送された前記磁気ブラシに含まれる前記トナーは、現像ローラー４４に印可される前記現像バイアス電圧により、感光体ドラム３１における光走査装置２５によって露光された露光領域に移転する。これにより、感光体ドラム３１に形成された静電潜像が現像される。

規制部材４５は、現像ローラー４４の外周面に形成された前記磁気ブラシの層厚を規制する。図３に示されるように、規制部材４５は、第２搬送部材４３と現像ローラー４４との間の対向領域よりも回転方向Ｄ８の下流側であって、現像ローラー４４と感光体ドラム３１との間の対向領域Ｒ１よりも回転方向Ｄ８の上流側に設けられる。規制部材４５は、現像ローラー４４の外周面との間に所定のギャップが形成されるように、現像ローラー４４の外周面に対向して設けられる。

第１搬送路５２の上側には、開口部５７が設けられている。図３に示されるように、開口部５７は、第１搬送路５２の上側において第１搬送路５２を覆う筐体４１の上面部に設けられる。開口部５７は、第１搬送路５２における搬送方向Ｄ６の上流側の端部と対向して設けられる。開口部５７は、トナーコンテナ３６から供給される前記トナーの第１搬送路５２への搬入に用いられる。具体的に、トナーコンテナ３６から供給される前記トナーは、開口部５７を経由して、第１搬送路５２の搬入位置Ｐ１（図４参照）に搬入される。搬入位置Ｐ１は、底面５１における開口部５７との対向位置である。

トナーセンサー４６は、第１搬送路５２における搬入位置Ｐ１よりも搬送方向Ｄ６の下流側の検出位置Ｐ２（図４参照）における前記トナーの量を検出する。例えば、トナーセンサー４６は、図３に示されるように、筐体４１の底面部に設けられる。例えば、トナーセンサー４６は、筐体４１内に収容されている前記現像剤の透磁率に応じた電気信号を出力するＬＣ発振回路を含む透磁率センサーである。トナーセンサー４６は、制御部７によるトナーコンテナ３６から現像装置３３への前記トナーの供給の制御に用いられる。

ところで、画像形成装置１００では、設置環境の変化などに起因する形成画像の濃度変化を抑制するために、後述する手順で前記現像バイアス電圧の直流成分が最適化される。

一方、現像ローラー４４によって形成されたトナー像において濃度ムラなどの不具合が発生することを抑制するために、前記現像バイアス電圧の交流成分を最適化する画像形成装置が知られている。具体的に、この画像形成装置では、現像ローラー４４を用いて感光体ドラム３１に予め定められたパッチパターンを形成し、前記パッチパターンの形成時に現像ローラー４４を経由して流れる電流及び前記パッチパターンにおける前記トナーの付着量を検出して、それらの検出値に基づいて前記交流成分の振幅及びデューティー比を設定する。

ここで、前記現像バイアス電圧の交流成分の最適値は、前記現像バイアス電圧の直流成分によって変化する。そのため、前記現像バイアス電圧の交流成分の最適化処理は、前記現像バイアス電圧の直流成分が最適化処理の直後に実行されることが望ましい。

しかしながら、前記現像バイアス電圧の直流成分の最適化処理、及び交流成分の最適化処理は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成処理と並行して実行することができない。そのため、前記現像バイアス電圧の直流成分の最適化処理、及び交流成分の最適化処理が連続して実行される場合には、その分、ユーザーによる装置の使用が制限される時間が長期化する。

これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００では、以下に説明するように、前記現像バイアス電圧の最適化処理にかかる時間を短縮することが可能である。

［制御部７の構成］
次に、図２を参照しつつ、制御部７の構成について説明する。

図２に示されるように、制御部７は、第１設定処理部６１、第２設定処理部６２、及び情報設定部６３を含む。

具体的に、制御部７のＲＯＭ１２には、制御部７のＣＰＵ１１を上述の各部として機能させるための画像形成条件設定プログラムが予め格納されている。そして、制御部７のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された前記画像形成条件設定プログラムを実行することにより、第１設定処理部６１、第２設定処理部６２、及び情報設定部６３として機能する。

なお、前記画像形成条件設定プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて記憶部６などの記憶装置に格納されてもよい。また、第１設定処理部６１、第２設定処理部６２、及び情報設定部６３は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

なお、以下では、画像形成ユニット２１～２４のうち、画像形成ユニット２４に含まれる各部、及び画像形成ユニット２４に対応して設けられる各部を例に挙げて説明を行う。以下の説明は、画像形成ユニット２１～２３各々についても同様に当てはまる。

第１設定処理部６１は、現像ローラー４４によって予め定められた第１静電潜像が現像された第１トナー像の濃度に基づいて、現像ローラー４４に印可される前記現像バイアス電圧に含まれる直流成分を設定する直流設定処理を実行する。

具体的に、前記直流設定処理は、現像ローラー４４を用いて前記第１静電潜像を現像する第１現像工程、及び前記第１現像工程によって前記第１静電潜像が現像された前記第１トナー像の濃度値を検出する第１検出工程を含み、前記第１検出工程で検出される前記濃度値に基づいて前記現像バイアス電圧の直流成分を設定する処理である。前記濃度値は、、濃度センサー３０を用いて検出される。

例えば、前記第１静電潜像は、Ｋ（ブラック）のハーフトーン画像を表す第１画像データに基づく静電潜像である。例えば、前記第１画像データは、Ｋ（ブラック）の濃度が５０パーセントの単色画像を表す。

例えば、前記直流設定処理では、予め定められた複数の特定電圧値のそれぞれについて検出される前記濃度値に基づいて、前記現像バイアス電圧の直流成分の電圧が設定される。

具体的に、前記直流設定処理では、前記現像バイアス電圧の直流成分がいずれかの前記特定電圧値に設定されて、前記第１現像工程及び前記第１検出工程が実行され、当該特定電圧値に対応する前記濃度値が検出される。この処理が、前記特定電圧値ごとに実行される。つまり、前記特定電圧値のそれぞれについて前記第１現像工程及び前記第１検出工程が実行されて、複数の前記特定電圧値に対応する複数の前記濃度値が検出される。

また、複数の前記特定電圧値と複数の前記濃度値との関係を示す一次近似式である第１近似式が算出される。

そして、算出された前記第１近似式に基づいて、前記濃度値が予め設定された目標値となる電圧値が算出されて、その算出結果が前記現像バイアス電圧の直流成分の電圧として設定される。なお、算出結果が前記現像バイアス電圧の直流成分の設定範囲の上限値を超える場合は、当該上限値が直流成分の電圧として設定される。また、算出結果が前記現像バイアス電圧の直流成分の設定範囲の下限値未満である場合は、当該下限値が直流成分の電圧として設定される。

第２設定処理部６２は、交流設定処理の実行結果と前記現像バイアス電圧の直流成分との対応関係を示す対応関係情報、及び第１設定処理部６１により設定される前記現像バイアス電圧の直流成分に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分を設定する。

例えば、前記対応関係情報は、前記交流設定処理の実行結果と、前記現像バイアス電圧の直流成分との対応関係を示す一次式である。なお、前記対応関係データは、前記交流設定処理の実行結果と、前記現像バイアス電圧の直流成分との対応関係を示すテーブルデータであってもよい。

ここで、前記交流設定処理は、現像ローラー４４によって予め定められた第２静電潜像が現像された第２トナー像に関する検出値に基づいて、前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を設定する処理である。

具体的に、前記交流設定処理は、現像ローラー４４を用いて前記第２静電潜像を現像する第２現像工程、及び前記第２現像工程によって前記第２静電潜像が現像された前記第２トナー像に関する検出値を検出する第２検出工程を含み、前記第２検出工程で検出される前記検出値に基づいて前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅を設定する処理である。

例えば、前記第２静電潜像は、Ｋ（ブラック）のベタ画像を表す第２画像データに基づく静電潜像である。例えば、前記第２画像データは、Ｋ（ブラック）の濃度が１００パーセントの単色画像を表す。

また、前記検出値は、前記第２静電潜像の現像時に現像ローラー４４を経由して流れる現像電流の電流値である。例えば、前記検出値は、現像ローラー４４による前記第２静電潜像の現像の開始時から終了時までの間に電流検出部３９を用いて検出される電流の平均値である。この場合、前記第２静電潜像の回転方向Ｄ４の長さは、感光体ドラム３１の円周の整数倍であることが望ましい。

例えば、前記交流設定処理では、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅の可変範囲における第１範囲に含まれる複数の第１振幅値のそれぞれについて検出される前記検出値、及び前記可変範囲における前記第１範囲よりも前記可変範囲の上限側の第２範囲に含まれる複数の第２振幅値のそれぞれについて検出される前記検出値に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅が設定される。

例えば、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅の可変範囲は、０Ｖ（ボルト）から７００Ｖ（ボルト）である（図６参照）。なお、図６における横軸のＶｐｐは、前記現像バイアス電圧の交流成分の電圧における最高値と最低値との差である。

また、前記第１範囲は、１５０Ｖ（ボルト）から３００Ｖ（ボルト）である（図６参照）。また、複数の前記第１振幅値は、１５０Ｖ（ボルト）、２００Ｖ（ボルト）、２５０Ｖ（ボルト）、及び３００Ｖ（ボルト）である（図６参照）。

また、前記第２範囲は、５５０Ｖ（ボルト）から６５０Ｖ（ボルト）である（図６参照）。また、複数の前記第２振幅値は、５５０Ｖ（ボルト）、６００Ｖ（ボルト）、及び６５０Ｖ（ボルト）である（図６参照）。

具体的に、前記交流設定処理では、前記第１振幅値のそれぞれについて前記第２現像工程及び前記第２検出工程が実行されて、複数の前記第１振幅値に対応する複数の前記検出値が検出される。そして、複数の前記第１振幅値と複数の前記検出値との関係を示す一次近似式である第２近似式が算出される（図６参照）。なお、前記第２近似式の算出に用いられる複数のデータの相関係数が予め定められた第１基準値以下の場合は、最も高い前記第１振幅値に対応するデータが除外されて、前記第２近似式が再度算出される。例えば、前記第１基準値は「０．９」である。

また、前記交流設定処理では、前記第２振幅値のそれぞれについて前記第２現像工程及び前記第２検出工程が実行されて、複数の前記第２振幅値に対応する複数の前記検出値が検出される。そして、複数の前記第２振幅値と複数の前記検出値との関係を示す一次近似式である第３近似式が算出される（図６参照）。なお、前記第３近似式の算出に用いられる複数のデータの相関係数が前記第１基準値以下の場合は、最も高い前記第２振幅値に対応するデータ及び最も低い前記第２振幅値に対応するデータのいずれか一方又は両方が除外されて、前記第２近似式が再度算出される。

そして、前記第３近似式の傾きが予め定められた第２基準値以上である場合は、傾きがゼロであって切片が複数の前記第２振幅値に対応する複数の前記検出値の平均値である一次式と、前記第２近似式との交点に対応する振幅値が設定基準振幅値として取得される（図６参照）。そして、取得された前記設定基準振幅値に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅が設定される。例えば、前記設定基準振幅値と予め定められた係数との乗算結果が、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅として設定される。例えば、前記第２基準値は「０」である。また、前記係数は「１．２」である。

また、前記第３近似式の傾きが前記第２基準値未満である場合は、当該第３近似式と、前記第２近似式との交点に対応する振幅値が前記設定基準振幅値として取得される（図７参照）。そして、取得された前記設定基準振幅値に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅が設定される。

なお、前記交流設定処理は、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅、周波数、及びデューティー比のいずれか一つ又は複数を設定する処理であってもよい。また、前記検出値は、前記第２トナー像の濃度値であってもよい。

情報設定部６３は、前記現像バイアス電圧の直流成分を予め定められた第１特定値に設定して前記交流設定処理を実行する第１設定工程、及び前記現像バイアス電圧の直流成分を前記第１特定値とは異なる第２特定値に設定して前記交流設定処理を実行する第２設定工程を実行し、前記第１設定工程及び前記第２設定工程の設定結果に基づいて前記対応関係情報を設定する。

例えば、前記第１特定値は、現在の前記現像バイアス電圧の直流成分の設定値に予め定められた基準電圧値を減算した値である。また、前記第２特定値は、現在の前記現像バイアス電圧の直流成分の設定値に前記基準電圧値を減算した値である。例えば、前記基準電圧値は３０Ｖ（ボルト）である。なお、前記第１特定値と前記第２特定値との差が大きいほど、情報設定部６３によって設定される前記対応関係情報に基づく前記現像バイアス電圧の交流成分の設定精度が向上する。つまり、当該対応関係情報に基づいて設定される前記現像バイアス電圧の交流成分と、前記交流設定処理の実行によって設定される当該交流成分との間の誤差が小さくなる。

具体的に、情報設定部６３は、前記第１設定工程及び前記第２設定工程の設定結果に基づいて、前記現像バイアス電圧の直流成分の電圧値と前記交流設定処理によって設定される前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅との関係を示す一次式を算出する。当該一次式の傾きは、前記第２設定工程によって設定された振幅と前記第１設定工程によって設定された振幅との差を、前記第２特定値と前記第１特定値との差で除算した値である。また、当該一次式の切片は、前記第２設定工程（又は前記第１設定工程）によって設定された振幅から、算出された傾きと前記第２特定値（又は前記第１特定値）との乗算結果を減算した値である。

そして、情報設定部６３は、算出された一次式を前記対応関係情報として設定する。例えば、情報設定部６３は、算出された一次式を記憶部６の予め定められた特定記憶領域に格納することにより、当該一次式を前記対応関係情報として設定する。

例えば、情報設定部６３は、前記特定記憶領域に前記対応関係情報が格納されていない場合に、前記対応関係情報を設定する。

また、情報設定部６３は、予め定められた更新条件を充足する場合に、前記対応関係情報を更新する。

例えば、前記更新条件は、直前の前記対応関係情報の設定時から予め定められた基準時間が経過したこと、である。なお、前記更新条件は、直前の前記対応関係情報の設定時に検出された温度と現在の温度との差が予め定められた第１許容値を超えており、且つ直前の前記対応関係情報の設定時に検出された湿度と現在の湿度との差が予め定められた第２許容値を超えていること、であってもよい。また、前記更新条件は、直前の前記対応関係情報の設定時からの画像形成枚数が予め定められた基準枚数に達したこと、であってもよい。また、前記更新条件は、トナーコンテナ３６の交換が検出されたこと、であってもよい。また、前記更新条件は、操作表示部５において予め定められた特定操作が行われたこと、であってもよい。

なお、情報設定部６３は、前記対応関係情報を更新しなくてもよい。また、制御部７は、情報設定部６３を含んでいなくてもよい。この場合、前記対応関係情報は、画像形成装置１００の製造時などに予め記憶部６の前記特定記憶領域に格納されていればよい。また、前記対応関係情報は、画像形成装置１００と通信可能に接続された外部の情報処理装置の記憶部に格納されていてもよい。この場合、制御部７は、当該情報処理装置の記憶部から前記対応関係情報を読み出せばよい。

［画像形成条件設定処理］
以下、図５を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部７により実行される画像形成条件設定処理の手順の一例とともに、本発明の画像形成条件設定方法について説明する。ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２・・・は、制御部７により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。なお、前記画像形成条件設定処理は、画像形成装置１００の電源が投入された場合、及び画像形成装置１００の動作モードが通常モードよりも消費電力が低減される省電力モードから前記通常モードに移行した場合に実行される。なお、前記画像形成条件設定処理は、予め定められた時刻となった場合、及び前記画像形成処理の実行後などのタイミングで実行されてもよい。

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部７は、前記更新条件を充足するか否かを判定する。

ここで、制御部７は、前記更新条件を充足すると判定すると（Ｓ１１のＹｅｓ側）、処理をステップＳ２１に移行させる。また、前記更新条件を充足しなければ（Ｓ１１のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ１２に移行させる。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部７は、前記現像バイアス電圧の直流成分を設定する前記直流設定処理を実行する。ここで、ステップＳ１２の処理は、本発明の第１設定ステップの一例であって、制御部７の第１設定処理部６１により実行される。

例えば、制御部７は、前記現像バイアス電圧の交流成分の設定を変更することなく、前記直流設定処理を実行する。なお、制御部７は、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅を予め定められた特定振幅値に設定して前記直流設定処理を実行してもよい。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部７は、予め設定された前記対応関係情報、及びステップＳ１２で設定された前記現像バイアス電圧の直流成分に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分を設定する。ここで、ステップＳ１３の処理は、本発明の第２設定ステップの一例であって、制御部７の第２設定処理部６２により実行される。

これにより、前記交流設定処理を実行することなく、前記現像バイアス電圧の交流成分を設定可能である。

＜ステップＳ２１＞
ステップＳ２１において、制御部７は、前記現像バイアス電圧の直流成分を前記第１特定値に設定して前記交流設定処理を実行する前記第１設定工程を実行する。

＜ステップＳ２２＞
ステップＳ２２において、制御部７は、前記現像バイアス電圧の直流成分を前記第２特定値に設定して前記交流設定処理を実行する前記第２設定工程を実行する。

＜ステップＳ２３＞
ステップＳ２３において、制御部７は、ステップＳ２１で設定された前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅、及びステップＳ２２で設定された前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅に基づいて、前記現像バイアス電圧の直流成分の電圧値と前記交流設定処理によって設定される前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅との関係を示す一次式を算出する。

＜ステップＳ２４＞
ステップＳ２４において、制御部７は、前記現像バイアス電圧の直流成分を設定する前記直流設定処理を実行する。例えば、制御部７は、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅をステップＳ２１の処理の実行前の値に設定して前記直流設定処理を実行する。なお、制御部７は、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅を前記特定振幅値に設定して前記直流設定処理を実行してもよい。

なお、ステップＳ２４の処理は、ステップＳ２１の処理の直前に実行されてもよい。

＜ステップＳ２５＞
ステップＳ２５において、制御部７は、ステップＳ２３で算出された一次式、及びステップＳ２４で設定された前記現像バイアス電圧の直流成分に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分を設定する。

＜ステップＳ２６＞
ステップＳ２６において、制御部７は、ステップＳ２３で算出された一次式を新たな前記対応関係情報として設定する。ここで、ステップＳ２６の処理は、制御部７の情報設定部６３により実行される。

なお、前記画像形成条件設定処理は、ステップＳ１１、及びステップＳ２１からステップＳ２６までの処理を含んでいなくてもよい。この場合、これらの処理は、前記画像形成条件設定処理の実行タイミングとは異なるタイミングで実行されればよい。

このように、画像形成装置１００では、前記直流設定処理の実行結果、及び予め設定された前記対応関係情報に基づいて、前記現像バイアス電圧の交流成分が設定される。これにより、前記交流設定処理を実行して前記現像バイアス電圧の交流成分を設定する構成と比較して、前記現像バイアス電圧の直流成分及び交流成分の最適化処理にかかる時間を短縮することが可能である。

１ ＡＤＦ
２ 画像読取部
３ 画像形成部
４ 給紙部
５ 操作表示部
６ 記憶部
７ 制御部
２４ 画像形成ユニット
３０ 濃度センサー
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電ローラー
３３ 現像装置
３７ 第１電圧印可部
３８ 第２電圧印可部
３９ 電流検出部
４４ 現像ローラー
６１ 第１設定処理部
６２ 第２設定処理部
６３ 情報設定部
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像部材と、
   前記現像部材によって予め定められた第１静電潜像が現像された第１トナー像の濃度に基づいて、前記現像部材に印可される現像バイアス電圧に含まれる直流成分を設定する第１設定処理部と、
   前記現像部材によって予め定められた第２静電潜像が現像された第２トナー像に関する検出値に基づいて前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を設定する交流設定処理の実行結果と前記直流成分との対応関係を示す対応関係情報及び前記第１設定処理部により設定される前記直流成分に基づいて、前記交流成分を設定する第２設定処理部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記直流成分を予め定められた第１特定値に設定して前記交流設定処理を実行する第１設定工程、及び前記直流成分を前記第１特定値とは異なる第２特定値に設定して前記交流設定処理を実行する第２設定工程を実行し、前記第１設定工程及び前記第２設定工程の設定結果に基づいて前記対応関係情報を設定する情報設定部を備える、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記情報設定部は、予め定められた更新条件を充足する場合に、前記対応関係情報を更新する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記検出値は、前記第２静電潜像の現像時に前記現像部材を経由して流れる現像電流の電流値を含む、
   請求項１～３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記交流設定処理では、前記交流成分の振幅の可変範囲における第１範囲に含まれる複数の第１振幅値のそれぞれについて検出される前記検出値、及び前記可変範囲における前記第１範囲よりも前記可変範囲の上限側の第２範囲に含まれる複数の第２振幅値のそれぞれについて検出される前記検出値に基づいて、前記交流成分の振幅が設定される、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像部材を備える画像形成装置で実行される画像形成条件設定方法であって、
   前記現像部材によって予め定められた第１静電潜像が現像された第１トナー像の濃度に基づいて、前記現像部材に印可される現像バイアス電圧に含まれる直流成分を設定する第１設定ステップと、
   前記現像部材によって予め定められた第２静電潜像が現像された第２トナー像に関する検出値に基づいて前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を設定する交流設定処理の実行結果と前記直流成分との対応関係を示す対応関係情報及び前記第１設定処理部により設定される前記直流成分に基づいて、前記交流成分を設定する第２設定ステップと、
   を含む画像形成条件設定方法。

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