現像装置、およびそれを備えた画像形成装置
【課題】現像ローラーと磁気ローラーとを備える現像装置において、現像ローラーに残留するトナーを磁気ローラー側に回収するとともに、回収したトナーの磁気ローラー上への堆積を防止する
【解決手段】現像動作が行われていない所定のタイミングで、制御部９０は、交流成分を備えた回収バイアスＢｒを印加し、現像ローラー８３から磁気ローラー８２にトナーを回収する回収動作を実行する。制御部９０は、回収動作の実行に先立ち、最新の現像バイアスの設定値を確認し、確認された現像バイアスに対応した回収バイアスＢｒの値を決定する。この際、回収バイアスＢｒを構成する交流バイアスのうち、トナーが現像ローラーから磁気ローラーに移動する側の極性のＤｕｔｙ比成分が変更可能とされている。
【解決手段】現像動作が行われていない所定のタイミングで、制御部９０は、交流成分を備えた回収バイアスＢｒを印加し、現像ローラー８３から磁気ローラー８２にトナーを回収する回収動作を実行する。制御部９０は、回収動作の実行に先立ち、最新の現像バイアスの設定値を確認し、確認された現像バイアスに対応した回収バイアスＢｒの値を決定する。この際、回収バイアスＢｒを構成する交流バイアスのうち、トナーが現像ローラーから磁気ローラーに移動する側の極性のＤｕｔｙ比成分が変更可能とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤を採用した現像装置、およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体（例えば、感光体ドラムや転写ベルト）上に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する。前記現像を行う方式の一つとして、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む二成分現像剤を用いたタッチダウン現像方式が知られている。この場合、磁気ローラー上に二成分現像剤層（いわゆる磁気ブラシ層）が担持され、現像ローラー上に前記二成分現像剤層からトナーを受け取ってトナー層が担持される。更に、該トナー層から像担持体にトナーが供給されることで前記静電潜像が可視化される。
【０００３】
タッチダウン現像方式が採用された現像装置において、像担持体側に供給されなかったトナーが現像ローラーのトナー層中に滞留すると、次の現像時にトナーが十分現像されず、濃度低下をもたらしてしまう。これを防止するために、現像ローラーに補助電極を備え、この補助電極が磁気ローラー側にトナーを回収させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、現像ローラーと磁気ローラーとの間に、現像時とは逆極性のバイアスを印加することで、滞留したトナーを磁気ローラー側に回収する技術が知られている（例えば特許文献２乃至４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−６７５４６号公報
【特許文献２】特開２０００−６６５０８号公報
【特許文献３】特開２００３−３４５１３４号公報
【特許文献４】特開２００５−５５８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、磁気ローラー側へのトナーの一時的な回収は可能となるが、補助電極がトナーで汚染されると、その回収性が低下することがある。また、特許文献２乃至４に記載の技術は、いずれも現像時とは逆極性のバイアスがトナー回収時に印加されているため、磁気ローラー側に大量のトナーが堆積しやすい。この結果、磁気ローラーの見かけの表面電位が変化するため、次の現像時に濃度低下などの問題が生じることがある。
【０００６】
このように、現像ローラー上に残留するトナーの回収が不十分であった場合、像担持体への現像が十分行われず、画像欠陥を生じることとなる。また、回収したトナーが磁気ローラー上に多く堆積すると、次の現像動作時の電位に影響を与え、結果的に濃度低下を引き起こすことがある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラーに残留するトナーの磁気ローラー側への回収性を向上させるとともに、回収したトナーの磁気ローラー上での堆積を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、所定の方向に回転しつつ前記現像ハウジング内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持する現像剤担持体と、前記現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成され前記トナーによって顕在化されるトナー像を担持する像担持体に、該トナーを供給するトナー担持体と、前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の少なくとも一方にバイアスを印加し、両者間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、前記現像剤担持体から前記トナー担持体にトナーが供給される現像動作時に、前記バイアス印加手段に現像バイアスを印加させるとともに、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記現像剤担持体へ強制的に戻す回収動作時に、前記バイアス印加手段に回収バイアスを印加させるバイアス制御手段と、前記現像動作時および前記回収動作時に、前記現像剤担持体および前記トナー担持体を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、前記バイアス制御手段は、現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを変更するとともに、該現像バイアスを増大させるに伴って、回収動作時のトナーの回収性能が増大するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする。
【０００９】
本構成によれば、例えば、耐久（装置の使用）に応じて、現像条件が変化した場合であっても、バイアス制御手段がバイアス印加手段を制御して、現像バイアスを変更する。更に、バイアス制御手段は、現像バイアスが増大するように変更された場合、トナーの回収性能が増大するように回収バイアスを制御する。これによって、現像条件の変化に応じて、トナーの回収性能が調整されるため、トナー担持体から現像剤担持体へのトナー回収を安定的に実施することができる。特に、装置の使用によって、トナーがチャージアップした場合でも、トナーの回収性能が増大するように制御されるため、トナー担持体にトナーが残存し蓄積することが防止される。
【００１０】
上記の構成において、前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、前記バイアス制御手段は、前記現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを増大させるに伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を増加させることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、電位差が増大するように現像バイアスが変更されるに伴って、バイアス制御手段が回収バイアスを構成する交流バイアスのＤｕｔｙ比を変更する。この際、トナーがトナー担持体から現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を増加させるため、トナーの回収性能が増大する。このため、トナーがチャージアップした場合でも、トナー回収性能が増大し、トナー担持体に小粒径トナーなどの特定のトナーが残存し蓄積することが防止される。
【００１２】
上記の構成において、前記バイアス制御手段は、前記回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記トナーの回収性能が低下するように前記回収バイアスを制御することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、回収動作中の現像剤担持体の回転に伴って、トナーの回収性能が低下するよう、バイアス印加手段が制御される。このため、現像剤担持体１回転あたりのトナー回収量が減少し、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことが可能となる。
【００１４】
上記の構成において、前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、前記バイアス制御手段は、回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を減少させることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、回収動作中の現像剤担持体の回転に伴って、回収バイアスを構成する交流バイアスのＤｕｔｙ比が変更される。この際、トナーがトナー担持体から現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比が減少されるため、現像剤担持体の回転に伴って、トナーの回収性能が低下する。このため、現像剤担持体１回転あたりのトナー回収量が減少し、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことが可能となる。
【００１６】
上記の構成において、前記回転駆動手段は、前記回収動作時に、前記現像剤担持体を複数回、回転させ、前記バイアス制御手段は、前記現像剤担持体の１回転単位で、前記回収動作時の前記回収バイアスを制御することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、回収動作時に、現像剤担持体が複数回、回転され、回収期間を十分確保することができる。この際、１回転単位で回収性能が低下するように、回収バイアスが制御されるため、トナー担持体の周面から均一にトナーを回収することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記回転駆動手段は、前記回収動作時に前記現像剤担持体を３回転以上、回転駆動させることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、現像剤担持体へのトナーの過剰な堆積を防止するために、トナーの回収性能が低下するように制御された場合であっても、現像剤担持体が３回転以上回転され、回収期間を十分確保することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記バイアス制御手段は、前記回収動作中の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスが、前記回転単位で、間欠的に印加されるよう、前記バイアス印加手段を制御することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、回収動作中に、回収バイアスが印加されない状態で、現像剤担持体を回転させることが可能となる。このため、回収したトナーを随時現像剤担持体外に移動させることができ、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、静電潜像及び前記トナー担持体から供給されたトナーが形成するトナー像を担持する像担持体と、上記の何れか１に記載の現像装置と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、トナー担持体に小粒径トナーが蓄積することを防止することができ、大粒径トナーがトナー担持体から像担持体側に選択的に現像されることを防止することができる。したがって、選択的な現像によって引き起こされる画像上の濃度低下を抑制することが可能となる。更に、現像剤担持体に回収したトナーが過剰に堆積することによって生じる画像上の濃度低下を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、トナー担持体に残留するトナーの現像剤担持体側への回収性を向上させるとともに、回収したトナーの現像剤担持体上での堆積を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置内の構造を示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電気的構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る現像動作を示した模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る現像バイアス調整動作のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る回収動作を示した模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る回収モード判定のフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る回収モードのタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る回収バイアス調整動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る回収バイアスの波形を示した模式図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る回収バイアスの波形を示した模式図である。
【図１３】本発明の実施例および比較例における回収バイアスの波形を示した模式図である。
【図１４】本発明の実施例および比較例における画像濃度の推移を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１として、プリンター機能と複写機能とを備えた複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよい。
【００２７】
＜画像形成装置の説明＞
画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体１０と、装置本体１０上に配置される自動原稿給送装置２０とを備える。装置本体１０の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット２５と、シートにトナー像を形成する画像形成部３０と、前記トナー像をシートに定着させる定着部６０と、画像形成部３０へ搬送されるシートを貯留する給紙部４０と、シートを給紙部４０又は給紙トレイ４６から画像形成部３０及び定着部６０を経由してシート排出口１０Ｅまで搬送する搬送経路５０と、この搬送経路５０の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット５５とが収容されている。
【００２８】
自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０は、装置本体１０の上面に回動自在に取り付けられている。ＡＤＦ２０は、装置本体１０における所定の原稿読取位置に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置に載置する場合は、ＡＤＦ２０は上方に開かれる。ＡＤＦ２０は、原稿シートが載置される原稿トレイ２１と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部２２と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ２３とを含む。
【００２９】
読取ユニット２５は、装置本体１０の上面のＡＤＦ２０から自動給送される原稿シート又は手置きされる原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取ユニット２５内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている（図略）。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部３０に入力される。
【００３０】
画像形成部３０は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つのユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋを含む画像形成ユニット３２と、該画像形成ユニット３２の上に隣接して配置された中間転写ユニット３３と、中間転写ユニット３３上に配置されたトナー補給部３４とを含む。
【００３１】
各画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋは、感光体ドラム３２１（像担持体）と、この感光体ドラム３２１の周囲に配置された、帯電器３２２、露光器３２３、現像装置３２４、一次転写ローラー３２５及びクリーニング装置３２６とを含む。
【００３２】
感光体ドラム３２１は、その軸回りに回転し、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３２１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電器３２２は、感光体ドラム３２１の表面を均一に帯電する。露光器３２３は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３２１の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。
【００３３】
現像装置３２４は、感光体ドラム３２１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３２１の周面にトナーを供給する。現像装置３２４は、２成分現像剤用のものであり、スクリューフィーダー、磁気ローラー、及び現像ローラーを含む。この現像装置３２４の詳細については、後記で詳細に説明する。
【００３４】
一次転写ローラー３２５は、中間転写ユニット３３に備えられている中間転写ベルト３３１を挟んで感光体ドラム３２１とニップ部を形成し、感光体ドラム３２１上のトナー像を中間転写ベルト３３１上に一次転写する。クリーニング装置３２６は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム３２１の周面を清掃する。
【００３５】
中間転写ユニット３３は、中間転写ベルト３３１、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３を備える。中間転写ベルト３３１は、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト３３１の外周面には、複数の感光体ドラム３２１からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される。中間転写ユニット３３は図１では反時計回りに回転される。
【００３６】
駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５が配置されている。駆動ローラー３３２と二次転写ローラー３５とのニップ部は、中間転写ベルト３３１に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部となる。駆動ローラー３３２又は二次転写ローラー３５のいずれか一方のローラーに、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、他方のローラーは接地される。また、駆動ローラー３３２よりも、中間転写ベルト３３１の回転方向上流側の位置には、中間転写ベルト３３１の周面に対向する位置に、濃度センサー３５Ａが対向配置されている。濃度センサー３５Ａは、中間転写ベルト３３１上に形成された画像の濃度に応じた電気信号を出力する。
【００３７】
トナー補給部３４は、イエロー用トナーコンテナ３４Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ３４Ｍ、シアン用トナーコンテナ３４Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ３４Ｂｋを含む。これらトナーコンテナ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｂｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応する画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋの現像装置３２４に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。
【００３８】
給紙部４０は、画像形成処理が施されるシートを収容する２段の給紙カセット４０Ａ、４０Ｂを備える。これら給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、装置本体１０の前方から手前方向に引出可能である。
【００３９】
定着部６０は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３、定着ベルト６４及び誘導加熱ユニット６５を含む。定着ローラー６２に対して加圧ローラー６３が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー６１及び定着ベルト６４は誘導加熱ユニット６５によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートが定着ニップ部を通過することで、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着される。
【００４０】
＜現像装置の構成＞
続いて、現像装置３２４について詳細に説明する。図２は、現像装置３２４の内部構造を概略的に示す垂直方向の断面図、図３は、現像装置３２４の水平方向の断面図である。現像装置３２４は、該現像装置３２４の内部空間を画定する現像ハウジング８０を含む。この現像ハウジング８０には、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部８１が備えられている。また、現像ハウジング８０の内部には、現像剤貯留部８１の上方に配置された磁気ローラー８２（現像剤担持体）と、磁気ローラー８２の斜め上方位置で磁気ローラー８２に対向配置された現像ローラー８３（トナー担持体）と、磁気ローラー８２に対向配置された現像剤規制ブレード８４とが配設されている。
【００４１】
現像剤貯留部８１は、現像装置３２４の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室８１ａ，８１ｂを含む。現像剤貯留室８１ａ，８１ｂは、現像ハウジング８０に一体に形成され長手方向に延びる仕切り板８０１によって互いに仕切られているが、図３に示すように、長手方向における両端部において連通路８０３、８０４によって互いに連通されている。各現像剤貯留室８１ａ，８１ｂには、軸回りに回転することにより現像剤を攪拌及び搬送するスクリューフィーダー８５，８６が収容されている。スクリューフィーダー８５，８６は、図略の駆動機構により回転駆動されるが、その回転方向が互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、図３に矢印で示すように、現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂ間を攪拌されつつ循環搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。
【００４２】
磁気ローラー８２は、現像装置３２４の長手方向に沿って配設されており、図２では時計方向に回転可能である。磁気ローラー８２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（図示せず）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極８２１、規制極８２２及び主極８２３を有する。汲上極８２１は現像剤貯留部８１に対向し、規制極８２２は現像剤規制ブレード８４に対向し、主極８２３は現像ローラー８３に対向している。
【００４３】
磁気ローラー８２は、汲上極８２１の磁力によって現像剤貯留部８１から現像剤をその周面８２Ａ上に磁気的に汲み上げる（受け取る）。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として保持され、磁気ローラー８２の回転に伴って現像剤規制ブレード８４に向けて搬送される。
【００４４】
現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の回転方向から見て現像ローラー８３よりも上流側に配置され、磁気ローラー８２の周面８２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像ハウジング８０の適所に固定された所定の支持部材８４１によって支持されている。また、現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップＧを形成する規制面８４２（つまり現像剤規制ブレード８４の先端面）を有する。
【００４５】
磁性材料から形成された現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の規制極８２２によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード８４の規制面８４２と規制極８２２との間には、すなわち規制ギャップＧには、磁路が形成される。汲上極８２１によって磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に付着した現像剤層が、磁気ローラー８２の回転に伴って規制ギャップＧ内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップＧにおいて規制される。これにより、周面８２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。
【００４６】
現像ローラー８３は、現像装置３２４の長手方向に沿って、且つ、磁気ローラー８２に対して平行に延びるように配設されており、図２では時計方向に回転可能である。現像ローラー８３は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する周面８３Ａを有する。現像動作が行なわれる現像時には、前記トナー層のトナーが感光体ドラム３２１の周面に供給される。
【００４７】
現像ローラー８３および磁気ローラー８２は、駆動部９６２（回転駆動手段）によって回転駆動される。現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、所定の寸法の隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは例えば約１３０μｍに設定されている。現像ローラー８３は、現像ハウジング８０に形成された開口を通して感光体ドラム３２１に臨むように配置され、周面８３Ａと感光体ドラム３２１の周面との間にも所定の寸法の隙間が形成されている。
【００４８】
＜電気的構成、ブロック図＞
続いて、画像形成装置１の主要な電気的構成について説明する。画像形成装置１は、当該画像形成装置１の各部の動作を統括的に制御する制御部９０を備える。図４は、制御部９０の機能ブロック図である。制御部９０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９０には、前述の画像形成部３０に加え、第１印加部８８（バイアス印加手段）、第２印加部８９（バイアス印加手段）、駆動部９６２（回転駆動手段）、濃度センサー３５Ａ、画像メモリー９６３、Ｉ／Ｆ９６４などが電気的に接続されている。
【００４９】
第１印加部８８は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部９４（バイアス制御手段）からの制御信号に基づき、現像装置３２４内の磁気ローラー８２にバイアスを印加する。同様に、第２印加部８９は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部９４からの制御信号に基づき、現像装置３２４内の現像ローラー８３にバイアスを印加する。
【００５０】
駆動部９６２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、制御部９０からの制御信号に応じて、後記の現像動作及び回収動作時に、現像装置３２４内の現像ローラー８３、磁気ローラー８２およびスクリューフィーダー８５、８６などを回転駆動させる。
【００５１】
濃度センサー３５Ａは、中間転写ベルト３３１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３５Ａは、回転駆動された中間転写ベルト１２５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３５Ａから出力された画像濃度に関する情報は、バイアス制御部９４によって参照され、後記する現像バイアス調整動作に反映される。
【００５２】
画像メモリー９６３は、当該画像形成装置１がプリンターとして機能する場合に、例えばパーソナルコンピューターなどの外部機器から与えられる印刷用画像データを一時的に記憶する。また、画像メモリー９６３は、画像形成装置１が複写機として機能する場合には、ＡＤＦ２０により光学的に読み取られた画像データを一時的に記憶する。
【００５３】
Ｉ／Ｆ９６４は、外部機器とのデータ通信を実現させるためのインターフェイス回路であり、例えば画像形成装置１と外部機器とを接続するネットワークの通信プロトコルに従った通信信号を作成すると共に、ネットワーク側からの通信信号を画像形成装置１が処理可能な形式のデータに変換する。パーソナルコンピューター等から送信される印刷指示信号はＩ／Ｆ９６４を介して制御部９０に与えられ、また画像データは、Ｉ／Ｆ９６４を介して画像メモリー９６３に記憶される。
【００５４】
制御部９０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、モード判定部９１、時間積算部９２、濃度情報記憶部９３、バイアス制御部９４（バイアス制御手段）及び電位差記憶部９５を備えるように機能する。
【００５５】
モード判定部９１は、回収モードを実行させるか否かの判定動作を実行する。本実施形態では、現像条件に応じて、回収モード１または回収モード２が選択、実行される。回収モード１は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転時間において１回転分、現像ローラー８３上のトナーを磁気ローラー８２側に回収する。回収モード２は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の２回転以上の周回に対して、現像ローラー８３上のトナーを磁気ローラー８２側に回収する。モード判定部９１は、現像条件を推定するために、時間積算部９２が積算する現像ローラー８３の低印字率の駆動累積時間Ｔを参照し、その値の大小に応じて、回収モードの実行要否を判定する。
【００５６】
時間積算部９２は、現像条件を推定するために、現像ローラー８３の低印字率の駆動累積時間Ｔを積算し、一時的に記憶する。ここで、低印字率の駆動累積時間Ｔとは、現像ローラー８３の回転において、低印字率の画像を作像する際の回転時間を意味する。時間積算部９２は、低印字率の画像把握のために、画像メモリー９６３から画像情報を受け取り、予め定められた印字率以下の場合にのみ、現像ローラー８３の回転時間を積算する。低印字率の駆動累積時間Ｔは、後記の回収モード２が実行されると、ゼロリセットされる。
【００５７】
濃度情報記憶部９３は、現像バイアス調整動作において、濃度センサー３５Ａが検出した中間転写ベルト３３１上の画像濃度情報と比較される濃度閾値Ｄ１、Ｄ２を予め格納している。濃度閾値Ｄ１、Ｄ２は、中間転写ベルト３３１上に作成された基準画像の濃度と比較されるための許容上下限の閾値である。該比較結果に応じて、画像濃度の濃さが判定され、画像濃度を許容範囲に収めるために、制御部９０によって現像バイアスが調整される。
【００５８】
バイアス制御部９４（バイアス制御手段）は、現像動作の実行に際し、現像ローラー８３および磁気ローラー８２へのバイアス設定値を決定し、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、現像バイアスを印加させる。また、バイアス制御部９４は、現像バイアス調整動作を実行し、濃度センサー３５Ａによる濃度検出結果に応じて、現像バイアスを変更する。更に、バイアス制御部９４は、回収動作の実行に際し、現像ローラー８３および磁気ローラー８２へのバイアス設定値を決定し、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、回収バイアスを印加させる。
【００５９】
電位差記憶部９５は、種々の条件下においてバイアス制御部９４が設定する現像動作時の現像バイアス及び回収動作時の回収バイアス、並びに磁気ローラー８２と現像ローラー８３との電位差の設定値を記憶する。
【００６０】
＜現像バイアスの印加、現像動作について＞
次に、図５を参照して、現像装置３２４のバイアス印加のための構成及び現像動作について説明する。現像装置３２４は、現像動作を制御するために、第１印加部８８と、第２印加部８９（いずれもバイアス印加手段）と、第１印加部８８および第２印加部８９を制御する制御部９０とをさらに含む。同図に示すように、第１印加部８８は、直列に接続された直流電圧源８８１と交流電圧源８８２とを有し、磁気ローラー８２に接続されている。直流電圧源８８１から出力された直流バイアスに交流電圧源８８２から出力された交流バイアスが重畳された電圧が磁気ローラー８２に印加される。第２印加部８９は、直列に接続された直流電圧源８９１と交流電圧源８９２とを有し、現像ローラー８３に接続されている。直流電圧源８９１から出力された直流バイアスに交流電圧源８９２から出力された交流バイアスが重畳された電圧が、現像ローラー８３に印加される。
【００６１】
磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される直流バイアスおよび交流バイアスの値は、現像装置３２４が感光体ドラム３２１の周面上にトナーを供給する（静電潜像を現像する）現像動作に際し、供給されるトナーの帯電性に応じて変更される。また、現像動作終了後に、現像ローラー８３に付着したトナーを磁気ローラー８２に回収するための回収動作において、更に異なるバイアスの値が磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される。
【００６２】
次に、感光体ドラム３２１上の静電潜像の現像メカニズム（現像動作）を説明する。磁気ローラー８２の周面８２Ａ上の磁気ブラシ層は、現像剤規制ブレード８４によって層厚が均一に規制された後、磁気ローラー８２の回転に伴って現像ローラー８３に向けて搬送される。その後、隙間Ｓ（図２）の領域において、磁気ブラシ層中の多数の磁気ブラシＤＢが、回転中の現像ローラー８３の周面８３Ａに接触する。
【００６３】
このとき、バイアス制御部９４は、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して所定の直流バイアスおよび交流バイアスを磁気ローラー８２および現像ローラー８３のそれぞれに印加する。これにより、磁気ローラー８２の周面８２Ａと現像ローラー８３の周面８３Ａとの間に所定の電位差（現像用電位差）が生じる。この電位差により、周面８２Ａと周面８３Ａとの対向位置において（主極８２３（図２）と周面８３Ａとの対向位置において）、磁気ブラシＤＢからトナーＴのみが周面８３Ａに移動し、磁気ブラシＤＢのキャリアＣと残留する一部のトナーとは周面８２Ａ上に残る。これにより、現像ローラー８３の周面８３Ａ上に所定厚さのトナー層ＴＬが担持される。
【００６４】
周面８３Ａ上のトナー層ＴＬは、現像ローラー８３の回転に伴って感光体ドラム３２１の周面に向けて搬送される。現像ローラー８３には、直流電圧と交流電圧との重畳電圧が印加されている。したがって、静電潜像に応じて表面に電位を有している感光体ドラム３２１の周面と該現像ローラー８３の周面８３Ａとの間には所定の電位差が生じている。この電位差により、トナー層ＴＬのトナーＴが感光体ドラム３２１の周面に移動する。これにより、感光体ドラム３２１の周面上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００６５】
なお、バイアス制御部９４が、現像動作時において第１印加部８８及び第２印加部８９を制御して、磁気ローラー８２及び現像ローラー８３に印加する現像バイアスの一例は次の通りである。
【００６６】
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；３５０Ｖ
現像ローラー８３の直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖ
磁気ローラー８２の交流バイアスＶmag_ac；２５００Ｖ（４．７ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアスＶslv_ac；１５００Ｖ（４．７ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比；４３％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比；７０％
【００６７】
＜現像バイアスの調整について＞
次に、トナーの帯電量（現像条件）に応じた現像バイアスの調整動作について説明する。現像装置３２４内のトナーの帯電量は、画像形成装置１の使用時間や周辺の温度環境などに伴って変化する。この際、先に例示した現像バイアスを固定値として継続的に採用すると、トナーの帯電量（電荷）が変化しているにも関わらず、設定される現像バイアスが一定となる。この結果、感光体ドラム３２１への現像量（トナー供給量）が変化し、最終的に転写されたシート上での濃度変化に繋がる。このため、本実施形態では、中間転写ベルト３３１上に形成された濃度検出用画像の濃度が濃度センサー３５Ａによって検知される。その検知結果（現像条件）に応じて、バイアス制御部９４が現像バイアスを制御する。
【００６８】
図６は、現像バイアス調整動作のフローチャートである。現像バイアス調整動作の開始に伴い、制御部９０は、画像形成部３０を制御し、中間転写ベルト３３１上に濃度検出用画像を作成させる。更に、制御部９０は、濃度センサー３５Ａを制御して、作成した濃度検出用画像の画像濃度を検知させる（ステップＳ０１０）。
【００６９】
濃度センサー３５Ａによって検知された濃度情報は、制御部９０によって、予め濃度情報記憶部９３に格納された下限濃度閾値Ｄ１と比較される（ステップＳ０２０）。ここで、検知された画像濃度が、下限濃度閾値Ｄ１以上である場合（ステップＳ０２０でＹＥＳ）、制御部９０は、上限濃度閾値Ｄ２との比較に進む（ステップＳ０３０）。一方、検知された画像濃度が、下限濃度閾値Ｄ１未満である場合（ステップＳ０２０でＮＯ）、制御部９０は、画像濃度が薄い（トナーの帯電量が高い）と判断し、現像バイアスを調整して、現像用電位差の拡大を実行する（ステップＳ０６０）。
【００７０】
ステップＳ０３０では、制御部９０は、検知された画像濃度と上限濃度閾値Ｄ２との比較を行う。ここで、検知された画像濃度が、Ｄ２以上である場合（ステップＳ０３０でＮＯ）、制御部９０は、画像濃度が濃い（トナーの帯電量が低い）と判断し、現像バイアスを調整して、現像用電位差の縮小を実行する（ステップＳ０５０）。なお、検知された画像濃度が、Ｄ２未満である場合は（ステップＳ０３０でＹＥＳ）、制御部９０は、画像濃度が適正範囲内と判断し、現像バイアスの調整動作を実行せず、制御を終了する（ステップＳ０４０）。
【００７１】
なお、本実施形態において、上記の現像バイアスの調整動作における現像用電位差の拡大、縮小は、バイアス制御部９４によって段階的に実行される。すなわち、制御部９０によって、ステップＳ０５０での縮小またはステップＳ０６０での拡大が判断されると、バイアス制御部９４は、第１印加部８８及び第２印加部８９を制御して、現像用電位差を調整する。この際、バイアス制御部９４は、たとえば、磁気ローラー８２の直流バイアス成分を１０Ｖずつ変更し、現像バイアス（現像用電位差）を調整する。なお、制御部９０は、現像バイアスの調整後、調整された最新の現像バイアス情報を、電位差記憶部９５に格納する。
【００７２】
以上のように、本実施形態では、トナーの帯電量に応じた画像濃度の変化を抑制するため、現像条件としての中間転写ベルト３３１上に作成した濃度検出用画像の画像濃度に応じて、現像バイアスの調整動作が実行される。なお、上記の現像バイアス調整動作は、画像形成装置１が出力するシート枚数を所定枚数カウントした後や、画像形成装置１の使用時間を所定時間カウントした後、あるいは、装置周辺の温度環境の急激な変化などを検出した後に、実行される態様が好ましい。
【００７３】
＜回収動作の説明＞
次に、本発明の第１の実施形態における現像装置３２４内の回収動作について説明する。図７（ａ）は、現像ローラー８３から磁気ローラー８２側へのトナーの回収動作を説明するための模式図である。この回収動作は、先の現像動作が実行されていないタイミングであって、たとえば画像形成動作中のシート間に相当する時間や、画像形成動作後などに実行される。
【００７４】
実際の現像動作では、トナー層ＴＬ中のトナーＴのうち、感光体ドラム３２１に移動せず周面８３Ａ上に残留する残留トナーＲＴが発生する。残留トナーＲＴは、現像ローラー８３の回転に伴って周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの対向位置に搬送されたとき、磁気ブラシＤＢによる掻き取り力と両ローラー８２、８３間の電気的な力とによって回収される。回収した残留トナーＲＴを有する磁気ブラシＤＢは、磁気ローラー８２の回転に伴って主極８２３よりも下流側に搬送されると、前記磁石ロールの回収極（図示せず）の磁力によって周面８２Ａから回収され、スクリューフィーダー８５、８６を収容する現像剤貯留部８１（図２）に戻される。
【００７５】
ここで、バイアス制御部９４が、回収動作のために設定する回収バイアスＢｒの一例は、次の通りである。
【００７６】
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；１５０Ｖ
現像ローラー８３の直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖ
磁気ローラー８２の交流バイアスＶmag_ac；６００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアスＶslv_ac；１０００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比；３０％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比；７０％
【００７７】
上記の回収バイアスＢｒが、現像ローラー８３および磁気ローラー８２に印加されることで、現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、図７（ｂ）に示すように、交流波形を有する回収用電位差が設定される。図中、ｄｕｔｙ１＋ｄｕｔｙ２が交流波形の１周期に相当し、回収動作では、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の１回転に対して、この交流波形が複数周期分、印加される。なお、Ｖｒｍｖは現像ローラー８３における直流バイアス電位を意味する。
【００７８】
画像形成装置１によって出力される画像の中には、用紙面積に対する印字率が数％程度という比較的トナー消費が少ない条件が存在する。このような条件においては、現像装置３２４内で消費されずに循環し続けるトナーが増え、トナーの帯電量が高くなることがある（チャージアップ現象）。この場合、トナー層ＴＬ中には、感光体ドラム３２１側に飛翔しにくい小粒径のトナーが多く存在することとなる。したがって、上記の回収動作を促進させ、現像ローラー８３から磁気ローラー８２に、小粒径トナーの回収を定期的に実行する必要がある。
【００７９】
本実施形態では、このような条件下であっても、効率的に磁気ローラー８２側にトナーを回収させるために、異なる２種の回収モードを有する。
【００８０】
＜回収モードの説明＞
本実施形態では、回収モードとして、回収モード１及び回収モード２が備えられている。回収モード１は、前述の回収バイアスＢｒが印加される回収動作が現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転時間において１回転分、実行されるものである。原則として、画像形成動作が終了する度に、回収モード１が実行される。また、回収モード２は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の２回転以上の周回に対して、回収動作が実行されるものであり、後述のフローチャートの条件を満たした場合に、回収モード１に代わって実行される。回収モード２は、回収モード１に比べて、多くのトナーを回収することが可能である。
【００８１】
図８は、これらの回収モードが選択される際のフローチャートである。制御部９０は、通常の画像形成動作の開始（ステップＳ１１０）および終了（ステップＳ１２０）を制御したのち、モード判定部９１に回収モードの判定を実行させる（ステップＳ１３０）。モード判定部９１は、時間積算部９２が積算する低印字率条件での現像ローラー８３の駆動累積時間Ｔと、予め設定された時間閾値Ｔ１とを比較する。ここで、駆動累積時間Ｔが、時間閾値Ｔ１よりも小さい場合は（ステップＳ１３０でＹＥＳ）、低印字率条件での現像ローラー８３の駆動時間が短いため、モード判定部９１は、最低限の回収動作でトナーの回収は可能であると判定する。この結果、制御部９０によって、回収モード１が実行される（ステップＳ１４０）。
【００８２】
一方、駆動累積時間Ｔが、時間閾値Ｔ１よりも大きい場合は（ステップＳ１３０でＮＯ）、低印字率条件での現像ローラー８３の駆動時間が長いことを意味し、現像ローラー８３には小粒径トナーが多く残留している可能性がある。したがって、モード判定部９１は、回収モード２の実行が必要であると判定する。この結果、制御部９０によって、回収モード２が実行される（ステップＳ１５０）。
【００８３】
図９は、回収モードのタイミングチャートの一例である。「Ｐｒｉｎｔ」は画像形成ジョブのオンオフ時間を表している。図中、Ｐ１、Ｐ２は通常の印字率で画像形成ジョブが行われたオン時間を意味する。これに対して、Ｐ３は、低印字率での画像形成ジョブが行われたオン時間を意味している。また、「Ｍｏｔｏｒ」は現像ローラー８３の回転駆動時間を意味し、上記の画像形成ジョブＰ１、Ｐ２、Ｐ３に対応して、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の期間で、現像ローラー８３が回転駆動される。また、Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１は回収モード実行時の現像ローラー８３の回転駆動を表す。更に、「Ｂｉａｓ（Ｂｒ）」は回収バイアスの印加を意味し、期間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ回収モード実行中の現像ローラー８３の回転期間Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１に対応している。
【００８４】
図９では、画像形成ジョブＰ１、Ｐ２の終了後に、それぞれ回収モード１が実行されている。駆動部９６２によって、磁気ローラー８２および現像ローラー８３が、期間Ｍ１１、Ｍ２１の間、１回転ずつ駆動される。この間、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間には、回収バイアスＢｒが印加される（期間Ｂ１、Ｂ２）。
【００８５】
他方、画像形成ジョブＰ３の終了後には、時間積算部９２が積算する低印字率条件での現像ローラー８３の駆動累積時間Ｔが、予め設定された時間閾値Ｔ１を上回ったことによって、回収モード２が実行されている。この場合、磁気ローラー８２および現像ローラー８３は、期間Ｍ３１の間、３回転ずつ駆動される。更に、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間には、回収バイアスＢｒが、期間Ｍ３１に対応して印加される（期間Ｂ３）。磁気ローラー８２および現像ローラー８３の３回転分の期間、現像ローラー８３からトナーが回収されるため、低印字率条件で現像ローラー８３上に堆積した小粒径のトナーを十分回収することができる。なお、制御部９０は、回収モード２が実行されると、現像ローラー８３上に残留していた小粒径トナーが十分回収されたものとして、駆動累積時間Ｔの累積をゼロリセットする。
【００８６】
＜トナーの帯電量（現像条件）に応じた回収バイアスの調整＞
更に、本実施形態では、トナーの帯電量に応じて、回収動作を効果的に実行するために、回収バイアスＢｒの調整動作が実行される。前述のとおり、現像装置３２４内での長期的なトナーの循環や、周辺環境の変動などによって、トナーの帯電量（電荷）が変化する場合がある。ここで、印加される回収バイアスＢｒを一定とすると、トナーの帯電量が高くなった場合に、現像ローラー８３から磁気ローラー８２へのトナーの回収が不十分となってしまう。この場合、現像されにくいトナーが現像ローラー８３上に滞留することによって、画像濃度低下などが生じることとなる。
【００８７】
そこで、本実施形態では、前述のトナーの帯電量に応じた現像バイアス調整動作時の記憶情報を用いて、回収バイアス調整動作が実行される。図１０は、回収バイアス調整動作のフローチャートである。先の回収モードの選択フロー（図８）において、回収モード１または回収モード２が選択された場合、制御部９０は、回収動作の実行に先立って、現像バイアスの調整動作において決定された最新の現像バイアスを、電位差記憶部９５より入手する（ステップＳ２１０）。
【００８８】
制御部９０は、入手した最新の現像バイアスを用いて、予め電位差記憶部９５に格納されたテーブル値を参照し、回収バイアスＢｒ１を調整する（ステップＳ２２０）。なお、本実施形態では、制御部９０は、回収バイアスＢｒ１の中で、トナー回収量を調整するパラメータとして、交流バイアスのＤｕｔｙ比（％）を変化させる。表１は、ステップＳ２２０において、制御部９０が電位差記憶部９５から参照するテーブル値の一例である。最新の現像バイアスに対応して、調整される回収バイアスのＤｕｔｙ比（％）が段階的に格納されている。なお、表１では、現像バイアスの下限値をＶｍｉｎとし、最新の現像バイアスが該Ｖｍｉｎとの差分で表されている。また、ｄｕｔｙ１は回収バイアスＢｒ１における負側の印加時間の割合を意味し、ｄｕｔｙ２は正側の印加時間の割合を意味する。本実施形態では、トナーが正側（プラス）に帯電しているため、ｄｕｔｙ２に対応して、トナーが磁気ローラー８２側に強く回収される（回収性能が発現する）。したがって、現像バイアス（現像用電位差）が現像バイアス調整動作によって拡大されるに伴って、回収バイアスＢｒ１におけるトナーが回収される成分（ｄｕｔｙ２）が増大するように調整されている。
【００８９】
【表１】
【００９０】
回収バイアスＢｒ１が調整されると、制御部９０は、各回収モードを実行する（ステップＳ２３０）。制御部９０は、駆動部９６２を制御して現像ローラー８３および磁気ローラー８２を回転させるとともに、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、各ローラーに対して、調整された回収バイアスＢｒ１を印加する。
【００９１】
このように、本実施形態では、トナーの帯電量（現像条件）に応じて、回収バイアスＢｒ１が調整される。従って、トナーの帯電量が変化した場合であっても、現像ローラー８３から磁気ローラー８２へのトナーの回収が効果的に実現される。特に、現像装置内３２４内のトナーが低印字率条件などによって、チャージアップした場合でも、トナーの回収性能が増大するように制御される。このため、現像ローラー８３に小粒径トナーなどの特定のトナーが残存し蓄積することが防止される。また、この際、トナーの帯電量に対応した情報として、現像バイアス調整動作によって決定された最新の現像バイアスが採用される。このため、トナーの消費（現像動作）とトナーの回収のいずれのバイアスも、同時期に調整されるため、常に、使用されているトナーの帯電量に応じた制御が可能となる。
【００９２】
＜回収動作中の回収バイアスの変更について＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の回収モード２が選択された場合に、回収動作実行中の回収バイアスＢｒ１が回収バイアスＢｒ２として可変制御される点が特徴となっている。
【００９３】
トナーのチャージアップなどに対応するため、現像ローラー８３および磁気ローラー８２を複数回回転駆動させ、トナーを回収する回収モード２では、磁気ローラー８２側に大量の回収されたトナーが付着する。この場合、スクリューフィーダー８５、８６（図２）へのトナーの落下、回収が追いつかず、磁気ローラー８２上に回収したトナーが堆積することがある。この結果、磁気ローラー８２上の見かけの表面電位が変化するために、次の現像動作時に濃度低下などの不具合を生じてしまう。
【００９４】
このため、本実施形態では、回収バイアスＢｒ２が、現像ローラー８３および磁気ローラー８２が回転駆動される周回ごとに、徐々にトナーの回収性能が低下するように制御される。また、このトナーの回収性能の低下にあたり、本実施形態では、トナー回収量を調整するパラメータとして、回収バイアスＢｒ２における交流バイアスのＤｕｔｙ比（％）が制御される。
【００９５】
図１１は、本実施形態における回収モード２の実行中、現像ローラー８３と磁気ローラー８２との間に印加される回収バイアスＢｒ２の波形を模式的に表したものである。同図では、現像ローラー８３および磁気ローラー８２がそれぞれ３回転ずつ回転され、周回ごとに、異なるＤｕｔｙ比（％）にて、回収バイアスＢｒ２が印加されている。ここで、Ｄｕｔｙ１１、Ｄｕｔｙ２１は各ローラーの１回転目に印加される負側、正側のＤｕｔｙ比を意味する。同様に、Ｄｕｔｙ１２、Ｄｕｔｙ２２は２回転目の負側、正側のＤｕｔｙ比を意味し、Ｄｕｔｙ１３、Ｄｕｔｙ２３は３回転目の負側、正側のＤｕｔｙ比を意味する。
【００９６】
以下に、この回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比（％）を例示する。先の実施形態と同じく、この電位設定値も予め電位差記憶部９５に格納される。
【００９７】
Ｄｕｔｙ１１：３４（％）、Ｄｕｔｙ２１：６６（％）
Ｄｕｔｙ１２：４０（％）、Ｄｕｔｙ２２：６０（％）
Ｄｕｔｙ１３：４６（％）、Ｄｕｔｙ２３：５４（％）
【００９８】
このように、回収モード２の実行中、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転に伴い、トナーの帯電極性と同じ極性側のＤｕｔｙ比がＤｕｔｙ２１（６６％）から、Ｄｕｔｙ２３（５４％）へと減少する。よって、現像ローラー８３から磁気ローラー８２へのトナーの移動量が減少する（回収性能が低下する）。したがって、回収されたトナーが磁気ローラー８２に大量に付着することがなく、回収動作中であっても、磁気ローラー８２からスクリューフィーダー８６に余裕をもってトナーが落下し、回収されることが可能となる。
【００９９】
以上、回収バイアスＢｒ２（Ｄｕｔｙ比）の制御について、所定のタイミングで実行される回収モード２の中でのＤｕｔｙ比の推移として説明した。ここで、この回収バイアスＢｒ２に、前述の第１の実施形態において説明した、トナーの帯電量に応じた回収バイアスＢｒ１の制御をあわせると、電位差記憶部９５に格納されるテーブル値は表２に例示するようにマトリクス構造となる。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
すなわち、現像バイアスに応じて、言い換えれば、トナーの帯電量に応じて、回収バイアスＢｒ１（＝Ｂｒ２の初期値（１回転目））が選択される。更に、回収モード２が実行される場合は、選択された１回転目の値に応じて、２回転目、３回転目のバイアス設定値（Ｄｕｔｙ比）が選択される。（なお、１回転分の回収動作を実行する回収モード１が選択された場合は、表２の１回転目の値が選択される。）
【０１０２】
このように本実施形態では、トナーの帯電量に応じた回収バイアスＢｒ１の調整と、回収モード実行中に周回ごとに行われる回収バイアスＢｒ２の変更とが実現可能とされている。したがって、トナーの帯電量が変化した場合であっても、現像ローラー８３上に、小粒径トナーなどの現像されにくいトナーが堆積せず、また回収されたトナーが、磁気ローラー８２に堆積することを防ぐことが可能となる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態に係る現像装置３２４について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。
（１）上記の実施形態では、回収バイアスＢｒの中で、トナーの回収量を調整するパラメータとして、交流バイアスのＤｕｔｙ比を変化させて説明したが、これに限るものではない。すなわち、回収動作中のトナーの回収量を制御できるものであればよく、たとえば、交流バイアスのＶｐｐ（ピーク・トゥ・ピーク）を変更するものでもよい。
（２）また、上記の実施形態では、時間積算部９２が積算する低印字率条件での現像ローラー８３の駆動累積時間Ｔによって、回収モードが選択された。しかしながら、回収モードの選択条件は、これに限るものではなく、たとえば、印字率を問わずに、現像ローラー８３の駆動時間を累積し、累積時間に応じて、回収モードを選択する態様でもよい。
（３）また、上記の実施形態では、現像条件の変化として、濃度センサー３５Ａが検知する画像濃度情報に応じて、現像バイアスが制御され、該現像バイアスの最新の値から回収バイアスが制御される態様について説明した。回収バイアスの制御はこれに限るものではなく、現像条件の変化として、上記の画像濃度情報に加え、トナーの帯電量に相当する特性値を検知し、該結果に応じて回収バイアス（たとえば、Ｄｕｔｙ比）を直接制御するものであってもよい。
（４）更に、上記の実施形態では、回収モード２における現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転は、それぞれ３回ずつ回転させる態様で説明したが、これに限るものではなく、２回または４回以上回転させる態様であってもよい、また、周回数は整数倍に限られるものでもない。更に、回収モード２での回転条件を設定するにあたって、回収バイアスＢｒが、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の１回転単位で、間欠的に印加される態様であってもよい。図１２は、その例として、回収モード２が実行される際の回収バイアスＢｒ３１およびＢｒ３２のバイアス波形を示したものである。いずれも制御部９０は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２を３回ずつ回転させ、回収動作を実行している。ここで、回収バイアスＢｒ３１では、３回転の周回のうち、２回転目では回収バイアスが印加されないよう、第１印加部８８および第２印加部８９が制御されている。このため、２回転目の回収動作は、磁気ローラー８２の磁気ブラシＤＢによる掻き取り力（図７）によってのみ実行され、回収バイアスＢｒが印加される場合に比較して、磁気ローラー８２側に回収されるトナー量が少ない。したがって、１回転目に磁気ローラー８２上に回収されたトナーが、余裕をもってスクリューフィーダー８６側に回収され、磁気ローラー８２は、３回転目に回収されるトナーを受け入れることが可能となる。この結果、磁気ローラー８２の周面８２Ａにトナーが過度に堆積することが抑制され、安定的な回収動作を実施することが可能となる。
【０１０４】
また、回収バイアスＢｒ３２では、上記の回収バイアスＢｒ３１と比較して、３回転目の回収バイアスが変更されている点が相違している。回収バイアスＢｒ３２の３回転目では、第２の実施形態同様、Ｄｕｔｙ比が変更され、トナーの回収性能が低下するように設定されている。このため、３回転目の回収動作中に磁気ローラー８２に堆積するトナーが減少し、回収されたトナーをより安定的にスクリューフィーダー８６側に回収させることが可能となる。なお、回収バイアスＢｒ３１およびＢｒ３２のいずれの場合であっても、３回転の回転動作に限るものではなく、これらの間欠的な回転駆動を繰り返し実行するものであってもよい。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の実施形態につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施した比較実験での各実験条件は以下のとおりである。
［実施例１〜６、比較例の共通条件］
<感光体ドラム３２１>
・材料：単層ＯＰＣ
・線速：１３０ｍｍ/ｓｅｃ
<現像ローラー８３>
・直径：１６ｍｍ
・感光体ドラム３２１とのギャップ(対向箇所の距離)：１００μｍ
・回転数： ２５２ｒｐｍ
<磁気ローラー８２>
・直径：１６ｍｍ
・磁気ローラー８２と現像ローラー８３とのギャップＳ：２８０μｍ
・回転数： ２８５ｒｐｍ
<２成分現像剤>
・トナー個数平均粒径：６μｍ
・キャリア個数平均粒径：３５μｍ
・テスト初期のトナー帯電量：１５μＣ/ｇ
<テストプリント条件>
・印字率：１％
・印刷ジョブ単位枚数：１００枚
・総印刷枚数：５０００枚
<回収モードの実施条件>
・回収モード１：１００枚おきに現像ローラー８３および磁気ローラー８２の１回転分実行される。回収バイアスは固有条件にて設定（後記）。
・回収モード２：１０００枚おきに実行される。回収バイアス、各ローラーの周回数ともに固有条件（後記）。
<回収バイアスの共通条件>
・磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；１５０Ｖ
・現像ローラー８３の直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖ
・磁気ローラー８２の交流バイアスＶmag_ac；６００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
・現像ローラー８３の交流バイアスＶslv_ac；１０００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
［実施例１〜６、比較例の回収モード固有条件］
<比較例>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：なし
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：なし
・ｄｕｔｙ１１：３０（％）、ｄｕｔｙ１２：７０（％）
・回収モード２のローラー周回数：３回転
<実施例１>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：なし
・回収モード２のローラー周回数：３回転
<実施例２>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：３回転
<実施例３>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：２回転
<実施例４>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：なし
・回収モード２のローラー周回数：３回転（２回転目は回収バイアス印加せず）
<実施例５>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：３回転（２回転目は回収バイアス印加せず）
<実施例６>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：５回転（２、４回転目は回収バイアス印加せず）
【０１０６】
なお、実施例１〜６の設定Ｄｕｔｙ比を表３および表４に示す。表３は、各実施例における現像ローラー８３および磁気ローラー８２の周回中の回収バイアス（Ｄｕｔｙ比）設定条件を表す。また、いずれの実施例も現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御を実行しているため、設定値Ａ、Ｂ、Ｃは回収モード実行時の最新の現像バイアスに応じて、表４のとおり可変制御される。なお、実施例１〜６および比較例におけるバイアス波形の模式図を図１３に示す。
【０１０７】
【表３】
【０１０８】
【表４】
【０１０９】
以上のような条件において、印刷を実行し、１０００枚おきに実行される回収モード２の終了時に、単色ベタ画像を採取し、画像先端２５ｍｍの位置で測定した濃度結果（ＩＤ）の推移を図１４に示す。この結果から、現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御を実行していない比較例に比べて、Ｄｕｔｙ比制御を実行している各実施例は、印刷枚数２０００枚以降において、濃度低下が抑制されていることがわかる。これは、比較例では、固定された回収バイアス値を採用しているため、トナーのチャージアップに対応できず、現像ローラー８３上に小粒径のトナーが溜まったためと考えられる。
【０１１０】
また、実施例１および３に比べて、実施例２および実施例４〜６は、印刷枚数５０００枚が終了した時点でも、濃度低下が更に抑制されている。実施例１では、回収モード２を実行中の回収バイアスＢｒ２（Ｄｕｔｙ比）制御を行っていないため、周回が進むにつれて、磁気ローラー８２にトナーが堆積したためと考えられる。また、実施例３は、回収モード２の周回数を２周に設定しているため、実施例２および実施例４〜６と比較して、若干の濃度低下を生じたものと考えられる。
【０１１１】
このように、比較例と比べて、現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御を実行したいずれの実施例も、現像ローラー８３からのトナー回収と、磁気ローラー８２上に付着するトナーのスクリューフィーダー８６側への回収が効果的に実現され、印刷画像での濃度低下が抑制された。更に、回収モード２での周回数を３回転以上に設定し、回収モード２中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御を実行した実施例（実施例２、４〜６）では、更なる濃度低下の改善が確認された。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 画像形成装置
１０ 装置本体
３０ 画像形成部
３２ 画像形成ユニット
３３ 中間転写ユニット
３２１ 感光体ドラム（像担持体）
３２４ 現像装置
３５Ａ 濃度センサー
８０ 現像ハウジング
８１ 現像剤貯留部
８２ 磁気ローラー（現像剤担持体）
８２１ 汲上極
８２２ 規制極
８２３ 主極
８３ 現像ローラー（トナー担持体）
８４ 現像剤規制ブレード
８５ スクリューフィーダー
８６ スクリューフィーダー
８８ 第１印加部（バイアス印加手段）
８９ 第２印加部（バイアス印加手段）
９０ 制御部
９１ モード判定部
９２ 時間積算部
９３ 濃度情報記憶部
９４ バイアス制御部（バイアス制御手段）
９５ 電位差記憶部
９６２ 駆動部（回転駆動手段）
９６３ 画像メモリ
９６４ Ｉ／Ｆ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤を採用した現像装置、およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体（例えば、感光体ドラムや転写ベルト）上に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する。前記現像を行う方式の一つとして、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む二成分現像剤を用いたタッチダウン現像方式が知られている。この場合、磁気ローラー上に二成分現像剤層（いわゆる磁気ブラシ層）が担持され、現像ローラー上に前記二成分現像剤層からトナーを受け取ってトナー層が担持される。更に、該トナー層から像担持体にトナーが供給されることで前記静電潜像が可視化される。
【０００３】
タッチダウン現像方式が採用された現像装置において、像担持体側に供給されなかったトナーが現像ローラーのトナー層中に滞留すると、次の現像時にトナーが十分現像されず、濃度低下をもたらしてしまう。これを防止するために、現像ローラーに補助電極を備え、この補助電極が磁気ローラー側にトナーを回収させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、現像ローラーと磁気ローラーとの間に、現像時とは逆極性のバイアスを印加することで、滞留したトナーを磁気ローラー側に回収する技術が知られている（例えば特許文献２乃至４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−６７５４６号公報
【特許文献２】特開２０００−６６５０８号公報
【特許文献３】特開２００３−３４５１３４号公報
【特許文献４】特開２００５−５５８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、磁気ローラー側へのトナーの一時的な回収は可能となるが、補助電極がトナーで汚染されると、その回収性が低下することがある。また、特許文献２乃至４に記載の技術は、いずれも現像時とは逆極性のバイアスがトナー回収時に印加されているため、磁気ローラー側に大量のトナーが堆積しやすい。この結果、磁気ローラーの見かけの表面電位が変化するため、次の現像時に濃度低下などの問題が生じることがある。
【０００６】
このように、現像ローラー上に残留するトナーの回収が不十分であった場合、像担持体への現像が十分行われず、画像欠陥を生じることとなる。また、回収したトナーが磁気ローラー上に多く堆積すると、次の現像動作時の電位に影響を与え、結果的に濃度低下を引き起こすことがある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラーに残留するトナーの磁気ローラー側への回収性を向上させるとともに、回収したトナーの磁気ローラー上での堆積を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、所定の方向に回転しつつ前記現像ハウジング内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持する現像剤担持体と、前記現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成され前記トナーによって顕在化されるトナー像を担持する像担持体に、該トナーを供給するトナー担持体と、前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の少なくとも一方にバイアスを印加し、両者間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、前記現像剤担持体から前記トナー担持体にトナーが供給される現像動作時に、前記バイアス印加手段に現像バイアスを印加させるとともに、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記現像剤担持体へ強制的に戻す回収動作時に、前記バイアス印加手段に回収バイアスを印加させるバイアス制御手段と、前記現像動作時および前記回収動作時に、前記現像剤担持体および前記トナー担持体を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、前記バイアス制御手段は、現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを変更するとともに、該現像バイアスを増大させるに伴って、回収動作時のトナーの回収性能が増大するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする。
【０００９】
本構成によれば、例えば、耐久（装置の使用）に応じて、現像条件が変化した場合であっても、バイアス制御手段がバイアス印加手段を制御して、現像バイアスを変更する。更に、バイアス制御手段は、現像バイアスが増大するように変更された場合、トナーの回収性能が増大するように回収バイアスを制御する。これによって、現像条件の変化に応じて、トナーの回収性能が調整されるため、トナー担持体から現像剤担持体へのトナー回収を安定的に実施することができる。特に、装置の使用によって、トナーがチャージアップした場合でも、トナーの回収性能が増大するように制御されるため、トナー担持体にトナーが残存し蓄積することが防止される。
【００１０】
上記の構成において、前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、前記バイアス制御手段は、前記現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを増大させるに伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を増加させることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、電位差が増大するように現像バイアスが変更されるに伴って、バイアス制御手段が回収バイアスを構成する交流バイアスのＤｕｔｙ比を変更する。この際、トナーがトナー担持体から現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を増加させるため、トナーの回収性能が増大する。このため、トナーがチャージアップした場合でも、トナー回収性能が増大し、トナー担持体に小粒径トナーなどの特定のトナーが残存し蓄積することが防止される。
【００１２】
上記の構成において、前記バイアス制御手段は、前記回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記トナーの回収性能が低下するように前記回収バイアスを制御することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、回収動作中の現像剤担持体の回転に伴って、トナーの回収性能が低下するよう、バイアス印加手段が制御される。このため、現像剤担持体１回転あたりのトナー回収量が減少し、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことが可能となる。
【００１４】
上記の構成において、前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、前記バイアス制御手段は、回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を減少させることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、回収動作中の現像剤担持体の回転に伴って、回収バイアスを構成する交流バイアスのＤｕｔｙ比が変更される。この際、トナーがトナー担持体から現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比が減少されるため、現像剤担持体の回転に伴って、トナーの回収性能が低下する。このため、現像剤担持体１回転あたりのトナー回収量が減少し、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことが可能となる。
【００１６】
上記の構成において、前記回転駆動手段は、前記回収動作時に、前記現像剤担持体を複数回、回転させ、前記バイアス制御手段は、前記現像剤担持体の１回転単位で、前記回収動作時の前記回収バイアスを制御することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、回収動作時に、現像剤担持体が複数回、回転され、回収期間を十分確保することができる。この際、１回転単位で回収性能が低下するように、回収バイアスが制御されるため、トナー担持体の周面から均一にトナーを回収することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記回転駆動手段は、前記回収動作時に前記現像剤担持体を３回転以上、回転駆動させることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、現像剤担持体へのトナーの過剰な堆積を防止するために、トナーの回収性能が低下するように制御された場合であっても、現像剤担持体が３回転以上回転され、回収期間を十分確保することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記バイアス制御手段は、前記回収動作中の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスが、前記回転単位で、間欠的に印加されるよう、前記バイアス印加手段を制御することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、回収動作中に、回収バイアスが印加されない状態で、現像剤担持体を回転させることが可能となる。このため、回収したトナーを随時現像剤担持体外に移動させることができ、現像剤担持体にトナーが過剰に堆積することを防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、静電潜像及び前記トナー担持体から供給されたトナーが形成するトナー像を担持する像担持体と、上記の何れか１に記載の現像装置と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、トナー担持体に小粒径トナーが蓄積することを防止することができ、大粒径トナーがトナー担持体から像担持体側に選択的に現像されることを防止することができる。したがって、選択的な現像によって引き起こされる画像上の濃度低下を抑制することが可能となる。更に、現像剤担持体に回収したトナーが過剰に堆積することによって生じる画像上の濃度低下を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、トナー担持体に残留するトナーの現像剤担持体側への回収性を向上させるとともに、回収したトナーの現像剤担持体上での堆積を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置内の構造を示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電気的構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る現像動作を示した模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る現像バイアス調整動作のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る回収動作を示した模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る回収モード判定のフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る回収モードのタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る回収バイアス調整動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る回収バイアスの波形を示した模式図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る回収バイアスの波形を示した模式図である。
【図１３】本発明の実施例および比較例における回収バイアスの波形を示した模式図である。
【図１４】本発明の実施例および比較例における画像濃度の推移を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１として、プリンター機能と複写機能とを備えた複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよい。
【００２７】
＜画像形成装置の説明＞
画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体１０と、装置本体１０上に配置される自動原稿給送装置２０とを備える。装置本体１０の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット２５と、シートにトナー像を形成する画像形成部３０と、前記トナー像をシートに定着させる定着部６０と、画像形成部３０へ搬送されるシートを貯留する給紙部４０と、シートを給紙部４０又は給紙トレイ４６から画像形成部３０及び定着部６０を経由してシート排出口１０Ｅまで搬送する搬送経路５０と、この搬送経路５０の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット５５とが収容されている。
【００２８】
自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０は、装置本体１０の上面に回動自在に取り付けられている。ＡＤＦ２０は、装置本体１０における所定の原稿読取位置に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置に載置する場合は、ＡＤＦ２０は上方に開かれる。ＡＤＦ２０は、原稿シートが載置される原稿トレイ２１と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部２２と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ２３とを含む。
【００２９】
読取ユニット２５は、装置本体１０の上面のＡＤＦ２０から自動給送される原稿シート又は手置きされる原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取ユニット２５内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている（図略）。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部３０に入力される。
【００３０】
画像形成部３０は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つのユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋを含む画像形成ユニット３２と、該画像形成ユニット３２の上に隣接して配置された中間転写ユニット３３と、中間転写ユニット３３上に配置されたトナー補給部３４とを含む。
【００３１】
各画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋは、感光体ドラム３２１（像担持体）と、この感光体ドラム３２１の周囲に配置された、帯電器３２２、露光器３２３、現像装置３２４、一次転写ローラー３２５及びクリーニング装置３２６とを含む。
【００３２】
感光体ドラム３２１は、その軸回りに回転し、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３２１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電器３２２は、感光体ドラム３２１の表面を均一に帯電する。露光器３２３は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３２１の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。
【００３３】
現像装置３２４は、感光体ドラム３２１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３２１の周面にトナーを供給する。現像装置３２４は、２成分現像剤用のものであり、スクリューフィーダー、磁気ローラー、及び現像ローラーを含む。この現像装置３２４の詳細については、後記で詳細に説明する。
【００３４】
一次転写ローラー３２５は、中間転写ユニット３３に備えられている中間転写ベルト３３１を挟んで感光体ドラム３２１とニップ部を形成し、感光体ドラム３２１上のトナー像を中間転写ベルト３３１上に一次転写する。クリーニング装置３２６は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム３２１の周面を清掃する。
【００３５】
中間転写ユニット３３は、中間転写ベルト３３１、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３を備える。中間転写ベルト３３１は、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト３３１の外周面には、複数の感光体ドラム３２１からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される。中間転写ユニット３３は図１では反時計回りに回転される。
【００３６】
駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５が配置されている。駆動ローラー３３２と二次転写ローラー３５とのニップ部は、中間転写ベルト３３１に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部となる。駆動ローラー３３２又は二次転写ローラー３５のいずれか一方のローラーに、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、他方のローラーは接地される。また、駆動ローラー３３２よりも、中間転写ベルト３３１の回転方向上流側の位置には、中間転写ベルト３３１の周面に対向する位置に、濃度センサー３５Ａが対向配置されている。濃度センサー３５Ａは、中間転写ベルト３３１上に形成された画像の濃度に応じた電気信号を出力する。
【００３７】
トナー補給部３４は、イエロー用トナーコンテナ３４Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ３４Ｍ、シアン用トナーコンテナ３４Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ３４Ｂｋを含む。これらトナーコンテナ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｂｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応する画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋの現像装置３２４に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。
【００３８】
給紙部４０は、画像形成処理が施されるシートを収容する２段の給紙カセット４０Ａ、４０Ｂを備える。これら給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、装置本体１０の前方から手前方向に引出可能である。
【００３９】
定着部６０は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３、定着ベルト６４及び誘導加熱ユニット６５を含む。定着ローラー６２に対して加圧ローラー６３が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー６１及び定着ベルト６４は誘導加熱ユニット６５によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートが定着ニップ部を通過することで、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着される。
【００４０】
＜現像装置の構成＞
続いて、現像装置３２４について詳細に説明する。図２は、現像装置３２４の内部構造を概略的に示す垂直方向の断面図、図３は、現像装置３２４の水平方向の断面図である。現像装置３２４は、該現像装置３２４の内部空間を画定する現像ハウジング８０を含む。この現像ハウジング８０には、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部８１が備えられている。また、現像ハウジング８０の内部には、現像剤貯留部８１の上方に配置された磁気ローラー８２（現像剤担持体）と、磁気ローラー８２の斜め上方位置で磁気ローラー８２に対向配置された現像ローラー８３（トナー担持体）と、磁気ローラー８２に対向配置された現像剤規制ブレード８４とが配設されている。
【００４１】
現像剤貯留部８１は、現像装置３２４の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室８１ａ，８１ｂを含む。現像剤貯留室８１ａ，８１ｂは、現像ハウジング８０に一体に形成され長手方向に延びる仕切り板８０１によって互いに仕切られているが、図３に示すように、長手方向における両端部において連通路８０３、８０４によって互いに連通されている。各現像剤貯留室８１ａ，８１ｂには、軸回りに回転することにより現像剤を攪拌及び搬送するスクリューフィーダー８５，８６が収容されている。スクリューフィーダー８５，８６は、図略の駆動機構により回転駆動されるが、その回転方向が互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、図３に矢印で示すように、現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂ間を攪拌されつつ循環搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。
【００４２】
磁気ローラー８２は、現像装置３２４の長手方向に沿って配設されており、図２では時計方向に回転可能である。磁気ローラー８２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（図示せず）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極８２１、規制極８２２及び主極８２３を有する。汲上極８２１は現像剤貯留部８１に対向し、規制極８２２は現像剤規制ブレード８４に対向し、主極８２３は現像ローラー８３に対向している。
【００４３】
磁気ローラー８２は、汲上極８２１の磁力によって現像剤貯留部８１から現像剤をその周面８２Ａ上に磁気的に汲み上げる（受け取る）。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として保持され、磁気ローラー８２の回転に伴って現像剤規制ブレード８４に向けて搬送される。
【００４４】
現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の回転方向から見て現像ローラー８３よりも上流側に配置され、磁気ローラー８２の周面８２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像ハウジング８０の適所に固定された所定の支持部材８４１によって支持されている。また、現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップＧを形成する規制面８４２（つまり現像剤規制ブレード８４の先端面）を有する。
【００４５】
磁性材料から形成された現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の規制極８２２によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード８４の規制面８４２と規制極８２２との間には、すなわち規制ギャップＧには、磁路が形成される。汲上極８２１によって磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に付着した現像剤層が、磁気ローラー８２の回転に伴って規制ギャップＧ内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップＧにおいて規制される。これにより、周面８２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。
【００４６】
現像ローラー８３は、現像装置３２４の長手方向に沿って、且つ、磁気ローラー８２に対して平行に延びるように配設されており、図２では時計方向に回転可能である。現像ローラー８３は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する周面８３Ａを有する。現像動作が行なわれる現像時には、前記トナー層のトナーが感光体ドラム３２１の周面に供給される。
【００４７】
現像ローラー８３および磁気ローラー８２は、駆動部９６２（回転駆動手段）によって回転駆動される。現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、所定の寸法の隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは例えば約１３０μｍに設定されている。現像ローラー８３は、現像ハウジング８０に形成された開口を通して感光体ドラム３２１に臨むように配置され、周面８３Ａと感光体ドラム３２１の周面との間にも所定の寸法の隙間が形成されている。
【００４８】
＜電気的構成、ブロック図＞
続いて、画像形成装置１の主要な電気的構成について説明する。画像形成装置１は、当該画像形成装置１の各部の動作を統括的に制御する制御部９０を備える。図４は、制御部９０の機能ブロック図である。制御部９０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９０には、前述の画像形成部３０に加え、第１印加部８８（バイアス印加手段）、第２印加部８９（バイアス印加手段）、駆動部９６２（回転駆動手段）、濃度センサー３５Ａ、画像メモリー９６３、Ｉ／Ｆ９６４などが電気的に接続されている。
【００４９】
第１印加部８８は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部９４（バイアス制御手段）からの制御信号に基づき、現像装置３２４内の磁気ローラー８２にバイアスを印加する。同様に、第２印加部８９は、直流電源と交流電源とから構成され、バイアス制御部９４からの制御信号に基づき、現像装置３２４内の現像ローラー８３にバイアスを印加する。
【００５０】
駆動部９６２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、制御部９０からの制御信号に応じて、後記の現像動作及び回収動作時に、現像装置３２４内の現像ローラー８３、磁気ローラー８２およびスクリューフィーダー８５、８６などを回転駆動させる。
【００５１】
濃度センサー３５Ａは、中間転写ベルト３３１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３５Ａは、回転駆動された中間転写ベルト１２５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３５Ａから出力された画像濃度に関する情報は、バイアス制御部９４によって参照され、後記する現像バイアス調整動作に反映される。
【００５２】
画像メモリー９６３は、当該画像形成装置１がプリンターとして機能する場合に、例えばパーソナルコンピューターなどの外部機器から与えられる印刷用画像データを一時的に記憶する。また、画像メモリー９６３は、画像形成装置１が複写機として機能する場合には、ＡＤＦ２０により光学的に読み取られた画像データを一時的に記憶する。
【００５３】
Ｉ／Ｆ９６４は、外部機器とのデータ通信を実現させるためのインターフェイス回路であり、例えば画像形成装置１と外部機器とを接続するネットワークの通信プロトコルに従った通信信号を作成すると共に、ネットワーク側からの通信信号を画像形成装置１が処理可能な形式のデータに変換する。パーソナルコンピューター等から送信される印刷指示信号はＩ／Ｆ９６４を介して制御部９０に与えられ、また画像データは、Ｉ／Ｆ９６４を介して画像メモリー９６３に記憶される。
【００５４】
制御部９０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、モード判定部９１、時間積算部９２、濃度情報記憶部９３、バイアス制御部９４（バイアス制御手段）及び電位差記憶部９５を備えるように機能する。
【００５５】
モード判定部９１は、回収モードを実行させるか否かの判定動作を実行する。本実施形態では、現像条件に応じて、回収モード１または回収モード２が選択、実行される。回収モード１は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転時間において１回転分、現像ローラー８３上のトナーを磁気ローラー８２側に回収する。回収モード２は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の２回転以上の周回に対して、現像ローラー８３上のトナーを磁気ローラー８２側に回収する。モード判定部９１は、現像条件を推定するために、時間積算部９２が積算する現像ローラー８３の低印字率の駆動累積時間Ｔを参照し、その値の大小に応じて、回収モードの実行要否を判定する。
【００５６】
時間積算部９２は、現像条件を推定するために、現像ローラー８３の低印字率の駆動累積時間Ｔを積算し、一時的に記憶する。ここで、低印字率の駆動累積時間Ｔとは、現像ローラー８３の回転において、低印字率の画像を作像する際の回転時間を意味する。時間積算部９２は、低印字率の画像把握のために、画像メモリー９６３から画像情報を受け取り、予め定められた印字率以下の場合にのみ、現像ローラー８３の回転時間を積算する。低印字率の駆動累積時間Ｔは、後記の回収モード２が実行されると、ゼロリセットされる。
【００５７】
濃度情報記憶部９３は、現像バイアス調整動作において、濃度センサー３５Ａが検出した中間転写ベルト３３１上の画像濃度情報と比較される濃度閾値Ｄ１、Ｄ２を予め格納している。濃度閾値Ｄ１、Ｄ２は、中間転写ベルト３３１上に作成された基準画像の濃度と比較されるための許容上下限の閾値である。該比較結果に応じて、画像濃度の濃さが判定され、画像濃度を許容範囲に収めるために、制御部９０によって現像バイアスが調整される。
【００５８】
バイアス制御部９４（バイアス制御手段）は、現像動作の実行に際し、現像ローラー８３および磁気ローラー８２へのバイアス設定値を決定し、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、現像バイアスを印加させる。また、バイアス制御部９４は、現像バイアス調整動作を実行し、濃度センサー３５Ａによる濃度検出結果に応じて、現像バイアスを変更する。更に、バイアス制御部９４は、回収動作の実行に際し、現像ローラー８３および磁気ローラー８２へのバイアス設定値を決定し、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、回収バイアスを印加させる。
【００５９】
電位差記憶部９５は、種々の条件下においてバイアス制御部９４が設定する現像動作時の現像バイアス及び回収動作時の回収バイアス、並びに磁気ローラー８２と現像ローラー８３との電位差の設定値を記憶する。
【００６０】
＜現像バイアスの印加、現像動作について＞
次に、図５を参照して、現像装置３２４のバイアス印加のための構成及び現像動作について説明する。現像装置３２４は、現像動作を制御するために、第１印加部８８と、第２印加部８９（いずれもバイアス印加手段）と、第１印加部８８および第２印加部８９を制御する制御部９０とをさらに含む。同図に示すように、第１印加部８８は、直列に接続された直流電圧源８８１と交流電圧源８８２とを有し、磁気ローラー８２に接続されている。直流電圧源８８１から出力された直流バイアスに交流電圧源８８２から出力された交流バイアスが重畳された電圧が磁気ローラー８２に印加される。第２印加部８９は、直列に接続された直流電圧源８９１と交流電圧源８９２とを有し、現像ローラー８３に接続されている。直流電圧源８９１から出力された直流バイアスに交流電圧源８９２から出力された交流バイアスが重畳された電圧が、現像ローラー８３に印加される。
【００６１】
磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される直流バイアスおよび交流バイアスの値は、現像装置３２４が感光体ドラム３２１の周面上にトナーを供給する（静電潜像を現像する）現像動作に際し、供給されるトナーの帯電性に応じて変更される。また、現像動作終了後に、現像ローラー８３に付着したトナーを磁気ローラー８２に回収するための回収動作において、更に異なるバイアスの値が磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される。
【００６２】
次に、感光体ドラム３２１上の静電潜像の現像メカニズム（現像動作）を説明する。磁気ローラー８２の周面８２Ａ上の磁気ブラシ層は、現像剤規制ブレード８４によって層厚が均一に規制された後、磁気ローラー８２の回転に伴って現像ローラー８３に向けて搬送される。その後、隙間Ｓ（図２）の領域において、磁気ブラシ層中の多数の磁気ブラシＤＢが、回転中の現像ローラー８３の周面８３Ａに接触する。
【００６３】
このとき、バイアス制御部９４は、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して所定の直流バイアスおよび交流バイアスを磁気ローラー８２および現像ローラー８３のそれぞれに印加する。これにより、磁気ローラー８２の周面８２Ａと現像ローラー８３の周面８３Ａとの間に所定の電位差（現像用電位差）が生じる。この電位差により、周面８２Ａと周面８３Ａとの対向位置において（主極８２３（図２）と周面８３Ａとの対向位置において）、磁気ブラシＤＢからトナーＴのみが周面８３Ａに移動し、磁気ブラシＤＢのキャリアＣと残留する一部のトナーとは周面８２Ａ上に残る。これにより、現像ローラー８３の周面８３Ａ上に所定厚さのトナー層ＴＬが担持される。
【００６４】
周面８３Ａ上のトナー層ＴＬは、現像ローラー８３の回転に伴って感光体ドラム３２１の周面に向けて搬送される。現像ローラー８３には、直流電圧と交流電圧との重畳電圧が印加されている。したがって、静電潜像に応じて表面に電位を有している感光体ドラム３２１の周面と該現像ローラー８３の周面８３Ａとの間には所定の電位差が生じている。この電位差により、トナー層ＴＬのトナーＴが感光体ドラム３２１の周面に移動する。これにより、感光体ドラム３２１の周面上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００６５】
なお、バイアス制御部９４が、現像動作時において第１印加部８８及び第２印加部８９を制御して、磁気ローラー８２及び現像ローラー８３に印加する現像バイアスの一例は次の通りである。
【００６６】
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；３５０Ｖ
現像ローラー８３の直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖ
磁気ローラー８２の交流バイアスＶmag_ac；２５００Ｖ（４．７ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアスＶslv_ac；１５００Ｖ（４．７ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比；４３％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比；７０％
【００６７】
＜現像バイアスの調整について＞
次に、トナーの帯電量（現像条件）に応じた現像バイアスの調整動作について説明する。現像装置３２４内のトナーの帯電量は、画像形成装置１の使用時間や周辺の温度環境などに伴って変化する。この際、先に例示した現像バイアスを固定値として継続的に採用すると、トナーの帯電量（電荷）が変化しているにも関わらず、設定される現像バイアスが一定となる。この結果、感光体ドラム３２１への現像量（トナー供給量）が変化し、最終的に転写されたシート上での濃度変化に繋がる。このため、本実施形態では、中間転写ベルト３３１上に形成された濃度検出用画像の濃度が濃度センサー３５Ａによって検知される。その検知結果（現像条件）に応じて、バイアス制御部９４が現像バイアスを制御する。
【００６８】
図６は、現像バイアス調整動作のフローチャートである。現像バイアス調整動作の開始に伴い、制御部９０は、画像形成部３０を制御し、中間転写ベルト３３１上に濃度検出用画像を作成させる。更に、制御部９０は、濃度センサー３５Ａを制御して、作成した濃度検出用画像の画像濃度を検知させる（ステップＳ０１０）。
【００６９】
濃度センサー３５Ａによって検知された濃度情報は、制御部９０によって、予め濃度情報記憶部９３に格納された下限濃度閾値Ｄ１と比較される（ステップＳ０２０）。ここで、検知された画像濃度が、下限濃度閾値Ｄ１以上である場合（ステップＳ０２０でＹＥＳ）、制御部９０は、上限濃度閾値Ｄ２との比較に進む（ステップＳ０３０）。一方、検知された画像濃度が、下限濃度閾値Ｄ１未満である場合（ステップＳ０２０でＮＯ）、制御部９０は、画像濃度が薄い（トナーの帯電量が高い）と判断し、現像バイアスを調整して、現像用電位差の拡大を実行する（ステップＳ０６０）。
【００７０】
ステップＳ０３０では、制御部９０は、検知された画像濃度と上限濃度閾値Ｄ２との比較を行う。ここで、検知された画像濃度が、Ｄ２以上である場合（ステップＳ０３０でＮＯ）、制御部９０は、画像濃度が濃い（トナーの帯電量が低い）と判断し、現像バイアスを調整して、現像用電位差の縮小を実行する（ステップＳ０５０）。なお、検知された画像濃度が、Ｄ２未満である場合は（ステップＳ０３０でＹＥＳ）、制御部９０は、画像濃度が適正範囲内と判断し、現像バイアスの調整動作を実行せず、制御を終了する（ステップＳ０４０）。
【００７１】
なお、本実施形態において、上記の現像バイアスの調整動作における現像用電位差の拡大、縮小は、バイアス制御部９４によって段階的に実行される。すなわち、制御部９０によって、ステップＳ０５０での縮小またはステップＳ０６０での拡大が判断されると、バイアス制御部９４は、第１印加部８８及び第２印加部８９を制御して、現像用電位差を調整する。この際、バイアス制御部９４は、たとえば、磁気ローラー８２の直流バイアス成分を１０Ｖずつ変更し、現像バイアス（現像用電位差）を調整する。なお、制御部９０は、現像バイアスの調整後、調整された最新の現像バイアス情報を、電位差記憶部９５に格納する。
【００７２】
以上のように、本実施形態では、トナーの帯電量に応じた画像濃度の変化を抑制するため、現像条件としての中間転写ベルト３３１上に作成した濃度検出用画像の画像濃度に応じて、現像バイアスの調整動作が実行される。なお、上記の現像バイアス調整動作は、画像形成装置１が出力するシート枚数を所定枚数カウントした後や、画像形成装置１の使用時間を所定時間カウントした後、あるいは、装置周辺の温度環境の急激な変化などを検出した後に、実行される態様が好ましい。
【００７３】
＜回収動作の説明＞
次に、本発明の第１の実施形態における現像装置３２４内の回収動作について説明する。図７（ａ）は、現像ローラー８３から磁気ローラー８２側へのトナーの回収動作を説明するための模式図である。この回収動作は、先の現像動作が実行されていないタイミングであって、たとえば画像形成動作中のシート間に相当する時間や、画像形成動作後などに実行される。
【００７４】
実際の現像動作では、トナー層ＴＬ中のトナーＴのうち、感光体ドラム３２１に移動せず周面８３Ａ上に残留する残留トナーＲＴが発生する。残留トナーＲＴは、現像ローラー８３の回転に伴って周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの対向位置に搬送されたとき、磁気ブラシＤＢによる掻き取り力と両ローラー８２、８３間の電気的な力とによって回収される。回収した残留トナーＲＴを有する磁気ブラシＤＢは、磁気ローラー８２の回転に伴って主極８２３よりも下流側に搬送されると、前記磁石ロールの回収極（図示せず）の磁力によって周面８２Ａから回収され、スクリューフィーダー８５、８６を収容する現像剤貯留部８１（図２）に戻される。
【００７５】
ここで、バイアス制御部９４が、回収動作のために設定する回収バイアスＢｒの一例は、次の通りである。
【００７６】
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；１５０Ｖ
現像ローラー８３の直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖ
磁気ローラー８２の交流バイアスＶmag_ac；６００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアスＶslv_ac；１０００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比；３０％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比；７０％
【００７７】
上記の回収バイアスＢｒが、現像ローラー８３および磁気ローラー８２に印加されることで、現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、図７（ｂ）に示すように、交流波形を有する回収用電位差が設定される。図中、ｄｕｔｙ１＋ｄｕｔｙ２が交流波形の１周期に相当し、回収動作では、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の１回転に対して、この交流波形が複数周期分、印加される。なお、Ｖｒｍｖは現像ローラー８３における直流バイアス電位を意味する。
【００７８】
画像形成装置１によって出力される画像の中には、用紙面積に対する印字率が数％程度という比較的トナー消費が少ない条件が存在する。このような条件においては、現像装置３２４内で消費されずに循環し続けるトナーが増え、トナーの帯電量が高くなることがある（チャージアップ現象）。この場合、トナー層ＴＬ中には、感光体ドラム３２１側に飛翔しにくい小粒径のトナーが多く存在することとなる。したがって、上記の回収動作を促進させ、現像ローラー８３から磁気ローラー８２に、小粒径トナーの回収を定期的に実行する必要がある。
【００７９】
本実施形態では、このような条件下であっても、効率的に磁気ローラー８２側にトナーを回収させるために、異なる２種の回収モードを有する。
【００８０】
＜回収モードの説明＞
本実施形態では、回収モードとして、回収モード１及び回収モード２が備えられている。回収モード１は、前述の回収バイアスＢｒが印加される回収動作が現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転時間において１回転分、実行されるものである。原則として、画像形成動作が終了する度に、回収モード１が実行される。また、回収モード２は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の２回転以上の周回に対して、回収動作が実行されるものであり、後述のフローチャートの条件を満たした場合に、回収モード１に代わって実行される。回収モード２は、回収モード１に比べて、多くのトナーを回収することが可能である。
【００８１】
図８は、これらの回収モードが選択される際のフローチャートである。制御部９０は、通常の画像形成動作の開始（ステップＳ１１０）および終了（ステップＳ１２０）を制御したのち、モード判定部９１に回収モードの判定を実行させる（ステップＳ１３０）。モード判定部９１は、時間積算部９２が積算する低印字率条件での現像ローラー８３の駆動累積時間Ｔと、予め設定された時間閾値Ｔ１とを比較する。ここで、駆動累積時間Ｔが、時間閾値Ｔ１よりも小さい場合は（ステップＳ１３０でＹＥＳ）、低印字率条件での現像ローラー８３の駆動時間が短いため、モード判定部９１は、最低限の回収動作でトナーの回収は可能であると判定する。この結果、制御部９０によって、回収モード１が実行される（ステップＳ１４０）。
【００８２】
一方、駆動累積時間Ｔが、時間閾値Ｔ１よりも大きい場合は（ステップＳ１３０でＮＯ）、低印字率条件での現像ローラー８３の駆動時間が長いことを意味し、現像ローラー８３には小粒径トナーが多く残留している可能性がある。したがって、モード判定部９１は、回収モード２の実行が必要であると判定する。この結果、制御部９０によって、回収モード２が実行される（ステップＳ１５０）。
【００８３】
図９は、回収モードのタイミングチャートの一例である。「Ｐｒｉｎｔ」は画像形成ジョブのオンオフ時間を表している。図中、Ｐ１、Ｐ２は通常の印字率で画像形成ジョブが行われたオン時間を意味する。これに対して、Ｐ３は、低印字率での画像形成ジョブが行われたオン時間を意味している。また、「Ｍｏｔｏｒ」は現像ローラー８３の回転駆動時間を意味し、上記の画像形成ジョブＰ１、Ｐ２、Ｐ３に対応して、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の期間で、現像ローラー８３が回転駆動される。また、Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１は回収モード実行時の現像ローラー８３の回転駆動を表す。更に、「Ｂｉａｓ（Ｂｒ）」は回収バイアスの印加を意味し、期間Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ回収モード実行中の現像ローラー８３の回転期間Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１に対応している。
【００８４】
図９では、画像形成ジョブＰ１、Ｐ２の終了後に、それぞれ回収モード１が実行されている。駆動部９６２によって、磁気ローラー８２および現像ローラー８３が、期間Ｍ１１、Ｍ２１の間、１回転ずつ駆動される。この間、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間には、回収バイアスＢｒが印加される（期間Ｂ１、Ｂ２）。
【００８５】
他方、画像形成ジョブＰ３の終了後には、時間積算部９２が積算する低印字率条件での現像ローラー８３の駆動累積時間Ｔが、予め設定された時間閾値Ｔ１を上回ったことによって、回収モード２が実行されている。この場合、磁気ローラー８２および現像ローラー８３は、期間Ｍ３１の間、３回転ずつ駆動される。更に、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間には、回収バイアスＢｒが、期間Ｍ３１に対応して印加される（期間Ｂ３）。磁気ローラー８２および現像ローラー８３の３回転分の期間、現像ローラー８３からトナーが回収されるため、低印字率条件で現像ローラー８３上に堆積した小粒径のトナーを十分回収することができる。なお、制御部９０は、回収モード２が実行されると、現像ローラー８３上に残留していた小粒径トナーが十分回収されたものとして、駆動累積時間Ｔの累積をゼロリセットする。
【００８６】
＜トナーの帯電量（現像条件）に応じた回収バイアスの調整＞
更に、本実施形態では、トナーの帯電量に応じて、回収動作を効果的に実行するために、回収バイアスＢｒの調整動作が実行される。前述のとおり、現像装置３２４内での長期的なトナーの循環や、周辺環境の変動などによって、トナーの帯電量（電荷）が変化する場合がある。ここで、印加される回収バイアスＢｒを一定とすると、トナーの帯電量が高くなった場合に、現像ローラー８３から磁気ローラー８２へのトナーの回収が不十分となってしまう。この場合、現像されにくいトナーが現像ローラー８３上に滞留することによって、画像濃度低下などが生じることとなる。
【００８７】
そこで、本実施形態では、前述のトナーの帯電量に応じた現像バイアス調整動作時の記憶情報を用いて、回収バイアス調整動作が実行される。図１０は、回収バイアス調整動作のフローチャートである。先の回収モードの選択フロー（図８）において、回収モード１または回収モード２が選択された場合、制御部９０は、回収動作の実行に先立って、現像バイアスの調整動作において決定された最新の現像バイアスを、電位差記憶部９５より入手する（ステップＳ２１０）。
【００８８】
制御部９０は、入手した最新の現像バイアスを用いて、予め電位差記憶部９５に格納されたテーブル値を参照し、回収バイアスＢｒ１を調整する（ステップＳ２２０）。なお、本実施形態では、制御部９０は、回収バイアスＢｒ１の中で、トナー回収量を調整するパラメータとして、交流バイアスのＤｕｔｙ比（％）を変化させる。表１は、ステップＳ２２０において、制御部９０が電位差記憶部９５から参照するテーブル値の一例である。最新の現像バイアスに対応して、調整される回収バイアスのＤｕｔｙ比（％）が段階的に格納されている。なお、表１では、現像バイアスの下限値をＶｍｉｎとし、最新の現像バイアスが該Ｖｍｉｎとの差分で表されている。また、ｄｕｔｙ１は回収バイアスＢｒ１における負側の印加時間の割合を意味し、ｄｕｔｙ２は正側の印加時間の割合を意味する。本実施形態では、トナーが正側（プラス）に帯電しているため、ｄｕｔｙ２に対応して、トナーが磁気ローラー８２側に強く回収される（回収性能が発現する）。したがって、現像バイアス（現像用電位差）が現像バイアス調整動作によって拡大されるに伴って、回収バイアスＢｒ１におけるトナーが回収される成分（ｄｕｔｙ２）が増大するように調整されている。
【００８９】
【表１】
【００９０】
回収バイアスＢｒ１が調整されると、制御部９０は、各回収モードを実行する（ステップＳ２３０）。制御部９０は、駆動部９６２を制御して現像ローラー８３および磁気ローラー８２を回転させるとともに、第１印加部８８および第２印加部８９を制御して、各ローラーに対して、調整された回収バイアスＢｒ１を印加する。
【００９１】
このように、本実施形態では、トナーの帯電量（現像条件）に応じて、回収バイアスＢｒ１が調整される。従って、トナーの帯電量が変化した場合であっても、現像ローラー８３から磁気ローラー８２へのトナーの回収が効果的に実現される。特に、現像装置内３２４内のトナーが低印字率条件などによって、チャージアップした場合でも、トナーの回収性能が増大するように制御される。このため、現像ローラー８３に小粒径トナーなどの特定のトナーが残存し蓄積することが防止される。また、この際、トナーの帯電量に対応した情報として、現像バイアス調整動作によって決定された最新の現像バイアスが採用される。このため、トナーの消費（現像動作）とトナーの回収のいずれのバイアスも、同時期に調整されるため、常に、使用されているトナーの帯電量に応じた制御が可能となる。
【００９２】
＜回収動作中の回収バイアスの変更について＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の回収モード２が選択された場合に、回収動作実行中の回収バイアスＢｒ１が回収バイアスＢｒ２として可変制御される点が特徴となっている。
【００９３】
トナーのチャージアップなどに対応するため、現像ローラー８３および磁気ローラー８２を複数回回転駆動させ、トナーを回収する回収モード２では、磁気ローラー８２側に大量の回収されたトナーが付着する。この場合、スクリューフィーダー８５、８６（図２）へのトナーの落下、回収が追いつかず、磁気ローラー８２上に回収したトナーが堆積することがある。この結果、磁気ローラー８２上の見かけの表面電位が変化するために、次の現像動作時に濃度低下などの不具合を生じてしまう。
【００９４】
このため、本実施形態では、回収バイアスＢｒ２が、現像ローラー８３および磁気ローラー８２が回転駆動される周回ごとに、徐々にトナーの回収性能が低下するように制御される。また、このトナーの回収性能の低下にあたり、本実施形態では、トナー回収量を調整するパラメータとして、回収バイアスＢｒ２における交流バイアスのＤｕｔｙ比（％）が制御される。
【００９５】
図１１は、本実施形態における回収モード２の実行中、現像ローラー８３と磁気ローラー８２との間に印加される回収バイアスＢｒ２の波形を模式的に表したものである。同図では、現像ローラー８３および磁気ローラー８２がそれぞれ３回転ずつ回転され、周回ごとに、異なるＤｕｔｙ比（％）にて、回収バイアスＢｒ２が印加されている。ここで、Ｄｕｔｙ１１、Ｄｕｔｙ２１は各ローラーの１回転目に印加される負側、正側のＤｕｔｙ比を意味する。同様に、Ｄｕｔｙ１２、Ｄｕｔｙ２２は２回転目の負側、正側のＤｕｔｙ比を意味し、Ｄｕｔｙ１３、Ｄｕｔｙ２３は３回転目の負側、正側のＤｕｔｙ比を意味する。
【００９６】
以下に、この回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比（％）を例示する。先の実施形態と同じく、この電位設定値も予め電位差記憶部９５に格納される。
【００９７】
Ｄｕｔｙ１１：３４（％）、Ｄｕｔｙ２１：６６（％）
Ｄｕｔｙ１２：４０（％）、Ｄｕｔｙ２２：６０（％）
Ｄｕｔｙ１３：４６（％）、Ｄｕｔｙ２３：５４（％）
【００９８】
このように、回収モード２の実行中、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転に伴い、トナーの帯電極性と同じ極性側のＤｕｔｙ比がＤｕｔｙ２１（６６％）から、Ｄｕｔｙ２３（５４％）へと減少する。よって、現像ローラー８３から磁気ローラー８２へのトナーの移動量が減少する（回収性能が低下する）。したがって、回収されたトナーが磁気ローラー８２に大量に付着することがなく、回収動作中であっても、磁気ローラー８２からスクリューフィーダー８６に余裕をもってトナーが落下し、回収されることが可能となる。
【００９９】
以上、回収バイアスＢｒ２（Ｄｕｔｙ比）の制御について、所定のタイミングで実行される回収モード２の中でのＤｕｔｙ比の推移として説明した。ここで、この回収バイアスＢｒ２に、前述の第１の実施形態において説明した、トナーの帯電量に応じた回収バイアスＢｒ１の制御をあわせると、電位差記憶部９５に格納されるテーブル値は表２に例示するようにマトリクス構造となる。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
すなわち、現像バイアスに応じて、言い換えれば、トナーの帯電量に応じて、回収バイアスＢｒ１（＝Ｂｒ２の初期値（１回転目））が選択される。更に、回収モード２が実行される場合は、選択された１回転目の値に応じて、２回転目、３回転目のバイアス設定値（Ｄｕｔｙ比）が選択される。（なお、１回転分の回収動作を実行する回収モード１が選択された場合は、表２の１回転目の値が選択される。）
【０１０２】
このように本実施形態では、トナーの帯電量に応じた回収バイアスＢｒ１の調整と、回収モード実行中に周回ごとに行われる回収バイアスＢｒ２の変更とが実現可能とされている。したがって、トナーの帯電量が変化した場合であっても、現像ローラー８３上に、小粒径トナーなどの現像されにくいトナーが堆積せず、また回収されたトナーが、磁気ローラー８２に堆積することを防ぐことが可能となる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態に係る現像装置３２４について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。
（１）上記の実施形態では、回収バイアスＢｒの中で、トナーの回収量を調整するパラメータとして、交流バイアスのＤｕｔｙ比を変化させて説明したが、これに限るものではない。すなわち、回収動作中のトナーの回収量を制御できるものであればよく、たとえば、交流バイアスのＶｐｐ（ピーク・トゥ・ピーク）を変更するものでもよい。
（２）また、上記の実施形態では、時間積算部９２が積算する低印字率条件での現像ローラー８３の駆動累積時間Ｔによって、回収モードが選択された。しかしながら、回収モードの選択条件は、これに限るものではなく、たとえば、印字率を問わずに、現像ローラー８３の駆動時間を累積し、累積時間に応じて、回収モードを選択する態様でもよい。
（３）また、上記の実施形態では、現像条件の変化として、濃度センサー３５Ａが検知する画像濃度情報に応じて、現像バイアスが制御され、該現像バイアスの最新の値から回収バイアスが制御される態様について説明した。回収バイアスの制御はこれに限るものではなく、現像条件の変化として、上記の画像濃度情報に加え、トナーの帯電量に相当する特性値を検知し、該結果に応じて回収バイアス（たとえば、Ｄｕｔｙ比）を直接制御するものであってもよい。
（４）更に、上記の実施形態では、回収モード２における現像ローラー８３および磁気ローラー８２の回転は、それぞれ３回ずつ回転させる態様で説明したが、これに限るものではなく、２回または４回以上回転させる態様であってもよい、また、周回数は整数倍に限られるものでもない。更に、回収モード２での回転条件を設定するにあたって、回収バイアスＢｒが、現像ローラー８３および磁気ローラー８２の１回転単位で、間欠的に印加される態様であってもよい。図１２は、その例として、回収モード２が実行される際の回収バイアスＢｒ３１およびＢｒ３２のバイアス波形を示したものである。いずれも制御部９０は、現像ローラー８３および磁気ローラー８２を３回ずつ回転させ、回収動作を実行している。ここで、回収バイアスＢｒ３１では、３回転の周回のうち、２回転目では回収バイアスが印加されないよう、第１印加部８８および第２印加部８９が制御されている。このため、２回転目の回収動作は、磁気ローラー８２の磁気ブラシＤＢによる掻き取り力（図７）によってのみ実行され、回収バイアスＢｒが印加される場合に比較して、磁気ローラー８２側に回収されるトナー量が少ない。したがって、１回転目に磁気ローラー８２上に回収されたトナーが、余裕をもってスクリューフィーダー８６側に回収され、磁気ローラー８２は、３回転目に回収されるトナーを受け入れることが可能となる。この結果、磁気ローラー８２の周面８２Ａにトナーが過度に堆積することが抑制され、安定的な回収動作を実施することが可能となる。
【０１０４】
また、回収バイアスＢｒ３２では、上記の回収バイアスＢｒ３１と比較して、３回転目の回収バイアスが変更されている点が相違している。回収バイアスＢｒ３２の３回転目では、第２の実施形態同様、Ｄｕｔｙ比が変更され、トナーの回収性能が低下するように設定されている。このため、３回転目の回収動作中に磁気ローラー８２に堆積するトナーが減少し、回収されたトナーをより安定的にスクリューフィーダー８６側に回収させることが可能となる。なお、回収バイアスＢｒ３１およびＢｒ３２のいずれの場合であっても、３回転の回転動作に限るものではなく、これらの間欠的な回転駆動を繰り返し実行するものであってもよい。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の実施形態につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施した比較実験での各実験条件は以下のとおりである。
［実施例１〜６、比較例の共通条件］
<感光体ドラム３２１>
・材料：単層ＯＰＣ
・線速：１３０ｍｍ/ｓｅｃ
<現像ローラー８３>
・直径：１６ｍｍ
・感光体ドラム３２１とのギャップ(対向箇所の距離)：１００μｍ
・回転数： ２５２ｒｐｍ
<磁気ローラー８２>
・直径：１６ｍｍ
・磁気ローラー８２と現像ローラー８３とのギャップＳ：２８０μｍ
・回転数： ２８５ｒｐｍ
<２成分現像剤>
・トナー個数平均粒径：６μｍ
・キャリア個数平均粒径：３５μｍ
・テスト初期のトナー帯電量：１５μＣ/ｇ
<テストプリント条件>
・印字率：１％
・印刷ジョブ単位枚数：１００枚
・総印刷枚数：５０００枚
<回収モードの実施条件>
・回収モード１：１００枚おきに現像ローラー８３および磁気ローラー８２の１回転分実行される。回収バイアスは固有条件にて設定（後記）。
・回収モード２：１０００枚おきに実行される。回収バイアス、各ローラーの周回数ともに固有条件（後記）。
<回収バイアスの共通条件>
・磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；１５０Ｖ
・現像ローラー８３の直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖ
・磁気ローラー８２の交流バイアスＶmag_ac；６００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
・現像ローラー８３の交流バイアスＶslv_ac；１０００Ｖ（３．６ｋＨｚ）
［実施例１〜６、比較例の回収モード固有条件］
<比較例>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：なし
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：なし
・ｄｕｔｙ１１：３０（％）、ｄｕｔｙ１２：７０（％）
・回収モード２のローラー周回数：３回転
<実施例１>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：なし
・回収モード２のローラー周回数：３回転
<実施例２>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：３回転
<実施例３>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：２回転
<実施例４>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：なし
・回収モード２のローラー周回数：３回転（２回転目は回収バイアス印加せず）
<実施例５>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：３回転（２回転目は回収バイアス印加せず）
<実施例６>
・現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２実行中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御：あり
・回収モード２のローラー周回数：５回転（２、４回転目は回収バイアス印加せず）
【０１０６】
なお、実施例１〜６の設定Ｄｕｔｙ比を表３および表４に示す。表３は、各実施例における現像ローラー８３および磁気ローラー８２の周回中の回収バイアス（Ｄｕｔｙ比）設定条件を表す。また、いずれの実施例も現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御を実行しているため、設定値Ａ、Ｂ、Ｃは回収モード実行時の最新の現像バイアスに応じて、表４のとおり可変制御される。なお、実施例１〜６および比較例におけるバイアス波形の模式図を図１３に示す。
【０１０７】
【表３】
【０１０８】
【表４】
【０１０９】
以上のような条件において、印刷を実行し、１０００枚おきに実行される回収モード２の終了時に、単色ベタ画像を採取し、画像先端２５ｍｍの位置で測定した濃度結果（ＩＤ）の推移を図１４に示す。この結果から、現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御を実行していない比較例に比べて、Ｄｕｔｙ比制御を実行している各実施例は、印刷枚数２０００枚以降において、濃度低下が抑制されていることがわかる。これは、比較例では、固定された回収バイアス値を採用しているため、トナーのチャージアップに対応できず、現像ローラー８３上に小粒径のトナーが溜まったためと考えられる。
【０１１０】
また、実施例１および３に比べて、実施例２および実施例４〜６は、印刷枚数５０００枚が終了した時点でも、濃度低下が更に抑制されている。実施例１では、回収モード２を実行中の回収バイアスＢｒ２（Ｄｕｔｙ比）制御を行っていないため、周回が進むにつれて、磁気ローラー８２にトナーが堆積したためと考えられる。また、実施例３は、回収モード２の周回数を２周に設定しているため、実施例２および実施例４〜６と比較して、若干の濃度低下を生じたものと考えられる。
【０１１１】
このように、比較例と比べて、現像バイアスに基づく回収バイアスＢｒ１のＤｕｔｙ比制御を実行したいずれの実施例も、現像ローラー８３からのトナー回収と、磁気ローラー８２上に付着するトナーのスクリューフィーダー８６側への回収が効果的に実現され、印刷画像での濃度低下が抑制された。更に、回収モード２での周回数を３回転以上に設定し、回収モード２中の回収バイアスＢｒ２のＤｕｔｙ比制御を実行した実施例（実施例２、４〜６）では、更なる濃度低下の改善が確認された。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 画像形成装置
１０ 装置本体
３０ 画像形成部
３２ 画像形成ユニット
３３ 中間転写ユニット
３２１ 感光体ドラム（像担持体）
３２４ 現像装置
３５Ａ 濃度センサー
８０ 現像ハウジング
８１ 現像剤貯留部
８２ 磁気ローラー（現像剤担持体）
８２１ 汲上極
８２２ 規制極
８２３ 主極
８３ 現像ローラー（トナー担持体）
８４ 現像剤規制ブレード
８５ スクリューフィーダー
８６ スクリューフィーダー
８８ 第１印加部（バイアス印加手段）
８９ 第２印加部（バイアス印加手段）
９０ 制御部
９１ モード判定部
９２ 時間積算部
９３ 濃度情報記憶部
９４ バイアス制御部（バイアス制御手段）
９５ 電位差記憶部
９６２ 駆動部（回転駆動手段）
９６３ 画像メモリ
９６４ Ｉ／Ｆ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、
所定の方向に回転しつつ前記現像ハウジング内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成され前記トナーによって顕在化されるトナー像を担持する像担持体に、該トナーを供給するトナー担持体と、
前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の少なくとも一方にバイアスを印加し、両者間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、
前記現像剤担持体から前記トナー担持体にトナーが供給される現像動作時に、前記バイアス印加手段に現像バイアスを印加させるとともに、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記現像剤担持体へ強制的に戻す回収動作時に、前記バイアス印加手段に回収バイアスを印加させるバイアス制御手段と、
前記現像動作時および前記回収動作時に、前記現像剤担持体および前記トナー担持体を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、
前記バイアス制御手段は、現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを変更するものであって、該現像バイアスを増大させるに伴って、回収動作時のトナーの回収性能が増大するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、
前記バイアス制御手段は、前記現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを増大させるに伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を増加させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記バイアス制御手段は、前記回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記トナーの回収性能が低下するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、
前記バイアス制御手段は、回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を減少させることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段は、前記回収動作時に、前記現像剤担持体を複数回、回転させ、
前記バイアス制御手段は、前記現像剤担持体の１回転単位で、前記回収バイアスを制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記回転駆動手段は、前記回収動作時に前記現像剤担持体を３回転以上、回転駆動させることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記バイアス制御手段は、前記回収動作中の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスが、前記１回転単位で、間欠的に印加されるよう、前記バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
静電潜像及び前記トナー担持体から供給されたトナーが形成するトナー像を担持する像担持体と、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、
所定の方向に回転しつつ前記現像ハウジング内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成され前記トナーによって顕在化されるトナー像を担持する像担持体に、該トナーを供給するトナー担持体と、
前記現像剤担持体及び前記トナー担持体の少なくとも一方にバイアスを印加し、両者間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、
前記現像剤担持体から前記トナー担持体にトナーが供給される現像動作時に、前記バイアス印加手段に現像バイアスを印加させるとともに、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記現像剤担持体へ強制的に戻す回収動作時に、前記バイアス印加手段に回収バイアスを印加させるバイアス制御手段と、
前記現像動作時および前記回収動作時に、前記現像剤担持体および前記トナー担持体を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、
前記バイアス制御手段は、現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを変更するものであって、該現像バイアスを増大させるに伴って、回収動作時のトナーの回収性能が増大するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、
前記バイアス制御手段は、前記現像条件の変化に応じて、前記現像バイアスを増大させるに伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を増加させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記バイアス制御手段は、前記回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記トナーの回収性能が低下するように前記回収バイアスを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳して前記回収バイアスを形成するものであり、
前記バイアス制御手段は、回収動作時の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスを構成する前記交流バイアスにおける、前記トナーが前記トナー担持体から前記現像剤担持体に移動する側の極性のＤｕｔｙ比を減少させることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段は、前記回収動作時に、前記現像剤担持体を複数回、回転させ、
前記バイアス制御手段は、前記現像剤担持体の１回転単位で、前記回収バイアスを制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記回転駆動手段は、前記回収動作時に前記現像剤担持体を３回転以上、回転駆動させることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記バイアス制御手段は、前記回収動作中の前記現像剤担持体の回転に伴って、前記回収バイアスが、前記１回転単位で、間欠的に印加されるよう、前記バイアス印加手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
静電潜像及び前記トナー担持体から供給されたトナーが形成するトナー像を担持する像担持体と、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−６４７８２（Ｐ２０１３−６４７８２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２０７６（Ｐ２０１１−２０２０７６）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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