現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】トナー担持体と像担持体との間のリーク発生を抑制すると共に画像濃度の低下を防止可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）を印加する第１バイアス回路３０、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続され、第１バイアス回路３０にはリーク検知装置３５が接続されている。リーク検知装置３５によるＤＳ間のリーク検知結果が所定値Ｖｓ０以上のとき、連続印字時の所定印字数量Ｑｓ以降のＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の少なくともいずれかを可変して、ＭＳ間ＤＣを印字開始時と略同じにする。
【解決手段】現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）を印加する第１バイアス回路３０、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続され、第１バイアス回路３０にはリーク検知装置３５が接続されている。リーク検知装置３５によるＤＳ間のリーク検知結果が所定値Ｖｓ０以上のとき、連続印字時の所定印字数量Ｑｓ以降のＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の少なくともいずれかを可変して、ＭＳ間ＤＣを印字開始時と略同じにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、現像ローラに帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置の駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、トナーをチャージローラで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、トナーの添加剤がチャージローラに付着して帯電能力が低下し、トナーの帯電量を安定して維持することが困難であった。また、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持できトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を像担持体に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって像担持体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
また、現像ローラ表面とトナーとの付着力を低減させるために、現像ローラ表面をウレタン系樹脂等の樹脂層で被覆する方法が知られている。しかし、樹脂は電気抵抗が高いため、導電材を含有させるなどして樹脂層の電気抵抗を適度な値に調整する必要があるが、電気抵抗が低過ぎると、現像ローラ表面と感光体との間で電流リークが発生し、高過ぎると、トナーの現像性が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１には、現像剤担持体（トナー担持体）の少なくとも基体及び該基体表面に、ウレタン樹脂、導電性物質及び鉄粉に対して正帯電性の第４級アンモニウム塩化合物を少なくとも有することにより、トナーの過剰帯電を防止し且つトナーの帯電量を高めに保持し、現像剤担持体上へのトナーの融着の発生を抑制して、画像濃度の低下等を防止する方法が開示されている。
【０００８】
一方、現像ローラと感光体の間でのリークによるノイズの発生と画像濃度ムラの発生が問題となっていた。これは、現像領域で現像ローラに印加する現像バイアスの交流成分を高くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が大きくなって感光体と現像ローラとの間にリークが発生し、逆に交流成分を低くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が小さくなり、現像ローラから感光体上へトナーが十分に飛翔せず画像濃度ムラが発生するためである。
【０００９】
そのため、上記の不具合が発生しないように現像バイアスの交流電圧を選択する必要があるが、実際には現像ローラの成形精度や取り付け精度、感光体と現像ローラとの隙間（現像ギャップ）を決定するスペーサの摩耗等によって現像ギャップや現像ローラの抵抗値が変化するため、現像装置毎に、或いは同じ現像装置であっても経時的にリークの発生し易さが異なってくる。また、リークの発生し易さは装置の使用環境によっても変化するため、一律に同じ交流電圧を選択すると、リークの発生する場合や画像濃度ムラが発生する場合があった。
【００１０】
そこで、例えば特許文献２には、像担持体（感光体）とトナー担持体（現像ローラ）との間にリークを発生させるリーク発生手段と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいてリークの発生を検知するリーク検知手段とを備え、故意にリークを発生させたときのリーク発生電圧に基づいてリークや画像濃度ムラの発生しない最適な交流電圧を選択可能とした現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２４９４１４号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示すように、現像ローラ表面の電気抵抗を適度に高くすることにより、感光体と現像ローラとの間でリークを発生し難くすることはできる。しかし、現像ローラ表面の電気抵抗を高くした場合、該ローラ表面には電荷が溜まり易くなる。このため、現像バイアスにより現像ローラ表面に電荷が注入されると、該ローラ表面には飽和に達するまで経時的に徐々に電荷が蓄積される。
【００１３】
一方、特許文献２では、現像ローラに印加する交流電圧を、リークが発生しない範囲で大きく設定することができる。しかし、交流電圧を大きくした場合、現像ローラ表面には経時的に電荷が溜まる。特に、特許文献１に示すような現像ローラを用いた場合、リークが発生し難くなるため、交流電圧を高くすることができる一方、その分電荷が溜まり易くなる。
【００１４】
このように、現像ローラ表面に電荷が溜まり易いと、連続印字中に飽和に達するまで経時的に徐々に電荷が蓄積され、該ローラ表面の電位が上昇し、現像ローラと磁気ローラとの間の直流電位差（実効電位）が小さくなる。その結果、上記した二成分現像方式においては、連続印字中に磁気ローラから現像ローラに供給されるトナー量が経時的に減少し、画像濃度が低下する場合がある。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、トナー担持体と像担持体との間のリーク発生を抑制すると共に画像濃度の低下を防止可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体にトナーを供給するためのトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー層を形成するトナー供給部材と、前記トナー担持体及びトナー供給部材に直流電圧及び交流電圧を印加可能な電圧印加手段と、を有する現像装置において、前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、連続印字の所定印字数量以降において前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変することを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー担持体に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも小さくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー供給部材に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも大きくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、前記印字開始時から前記所定印字数量まで段階的に可変することを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、が設けられ、前記制御手段は、前記像担持体上に形成された基準トナー像に対する前記検知手段の検知結果と前記基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、前記所定印字数量に到達する直前の印字終了後に前記補正を実行すると共に前記所定印字数量以降の前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の構成によれば、像担持体−トナー担持体間のリーク検知結果によってトナー担持体に印加される交流電圧が所定値よりも大きい場合、それに応じて連続印字の所定印字数量以降におけるトナー担持体及びトナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変することにより、トナー担持体―トナー供給部材間の実効電圧を印字開始時と略同じにすることが可能となる。
【００２３】
これにより、トナー担持体に電荷が溜まり易く、現像の繰り返しによりトナー担持体の表面電位が低下し易い場合であっても、実効電位を印字開始時と略同じにすることができる。従って、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生を抑制するのみならず、トナー供給部材からトナー担持体へのトナー供給量の低下を防止して画像濃度の低下を防止することができる。
【００２４】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー担持体に印加される直流電圧を、印字開始時よりも小さくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー供給部材に印加される直流電圧を、印字開始時よりも大きくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。
【００２６】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の現像装置において、トナー担持体若しくはトナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、印字開始時から所定印字数量まで段階的に可変することにより、連続印字中にトナー担持体上に溜まる電荷量に応じてより詳細に画像濃度の低下を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置において、像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、トナー担持体及びトナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、を設け、制御手段が、像担持体上に形成された基準トナー像に対する検知手段の検知結果と基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、所定印字数量に到達する直前の印字終了後に上記補正を実行すると共に実効電位を印字開始時と略同じにすることができる。
【００２８】
これにより、基準トナー像を用いた補正によりトナー担持体及びトナー供給部材に印加される直流電圧を適正にすると共に、実効電位を印字開始時と略同じにすることができるため、より精度良く画像濃度の低下を防止することができる。
【００２９】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第５のいずれかの構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることにより、像担持体−トナー担持体間でのリークによる画像不良を効果的に防止すると共に画像濃度の低下を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略断面図
【図２】本実施形態の現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図４】連続印字中における実効電位（ＭＳ間ＤＣ）の経時的な変化を示す図
【図５】本実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の第１制御例におけるＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャート
【図６】本実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の第２制御例におけるＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、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。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３２】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３３】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３４】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００３５】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００３６】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ（一次転写ローラ）６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００３７】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３８】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３９】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐは分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００４０】
図２は、本実施形態の現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４２】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００４３】
なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００４４】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブに内包される複数の磁極（ここでは５極）を有する固定マグネットローラ体２２ｂで構成されている。現像ローラ２３は、非磁性の現像スリーブから構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。
【００４５】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００４６】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００４７】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。そして、磁気ローラ２２上に磁気ブラシ（図示せず）を形成する。磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分に搬送され、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差（実効電位）、及び固定マグネットローラ体２２ｂとの間の磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００４８】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間（以下、ＭＳ間という）の実効電位（以下、ＭＳ間ＤＣという）によって制御することができる。ＭＳ間ＤＣを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ＭＳ間ＤＣを小さくすると薄くなる。現像時におけるＭＳ間ＤＣの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００４９】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相の異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００５０】
従って、ＭＳ間に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００５１】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００５２】
現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向部分に搬送され、磁気ローラ２２上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネットローラ体２２ｂの同極部分で磁気ローラ２２から引き剥がされた後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として磁気ローラ２２上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００５３】
また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。さらに、第１バイアス回路３０にはリーク検知装置３５が接続されている。感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との間（以下、ＤＳ間という）でリークが発生した場合、第１バイアス回路３０に流れる電流が急激に増加するため、第１バイアス回路３０に流れる電流をモニタリングすることでリークの発生を検知することができる。
【００５４】
また、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向において現像装置３ａ〜３ｄの下流側端部には、感光体ドラム１ａ〜１ｄと対向して濃度検知センサ４１が配置されている（図２参照）。濃度検知センサ４１としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。
【００５５】
感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー付着量を測定する際、発光素子から感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された各基準トナー像に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、及びドラム表面によって反射される光として受光素子に入射する。なお、基準トナー像としては、一般的な略矩形状のパッチ画像を形成することができる。
【００５６】
トナーの付着量が多い場合には、ドラム表面からの反射光がトナーによって遮光されるので、受光素子の受光量が減少する。一方、トナーの付着量が少ない場合には、逆にドラム表面からの反射光が多くなる結果、受光素子の受光量が増大する。従って、受光した反射光量に基づく受光信号の出力値により各色の基準トナー像の濃度（トナー量）を検知し、予め定められた基準濃度と比較して現像バイアスの特性値などを調整することにより、各色について画像濃度補正が行われる。
【００５７】
かかる画像濃度補正において、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＤＣ）については、基準トナー像の濃度検知結果と基準濃度に対応する電圧値（以下、基準値という）と比較して、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＤＣ）を補正することができる。なお、濃度検知センサ４１は、画像形成装置１００において現像装置３ａ〜３ｄの外側に配置することもでき、例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向に対し現像装置３ａ〜３ｄの上流側且つ転写ローラ６ａ〜６ｄの下流側に配置することもできる。
【００５８】
また、濃度検知センサ４１は、中間転写ベルト８に転写されたトナー像を検知することもできる。また、その他、画像形成装置１００が、感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像を搬送ベルトにより搬送された転写紙Ｐに直接転写する直接転写方式の画像形成装置の場合、用紙Ｐ上に転写された基準トナー像や、搬送ベルト上に転写された基準トナー像を検知することもできる。
【００５９】
記憶部３７は、例えば読み書き自在のＲＡＭ（Random Access Memory）から成り、制御部３９により使用される制御プログラムの他、リーク検知装置３５の検知結果に基づいて設定されたＤＳ間に印加される交流電圧のピークツーピーク値（以下、ＤＳ間Ｖｐｐという）や、ＤＳ間Ｖｐｐの所定値Ｖｓ０等が記憶されている。加えて、所定印字数量Ｑｓ、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の設定値Ｖ１、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の設定値Ｖ２、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の変化量ΔＶ１、可変後のＶｓｌｖ（ＤＣ）の設定値Ｖ３、紙間画像濃度補正後のＶｍａｇの設定値Ｖ４等の、ＭＳ間ＤＣの制御に必要となるデータが記憶される。
【００６０】
さらに、ＲＡＭには、濃度検知センサ４１の出力値とトナー付着量との関係がトナー付着量データとして記憶されており、トナー付着量から決定されるトナー濃度と、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２等の、画像濃度補正に用いる各パラメータ値とを関連づけて記憶した濃度補正テーブルが格納されている。また、連続印字中に濃度補正を行う場合に用いられる、基準値Ｖｓ２の変化量ΔＶｓ１も記憶される。
【００６１】
制御部３９は、電圧可変装置３３に制御信号を送信して第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１から印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を制御する。また、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）を変化させてＤＳ間にリークを発生させ、リーク検知装置３５によりリークが検知されたときのＤＳ間電位差（以下、リーク発生電圧という）に基づいて、ＤＳ間Ｖｐｐをリークの発生しない範囲に設定する。
【００６２】
また、制御部３９は、印字数量ｎを計数する機能、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上か否かを判断する機能、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上のとき、印字開始１枚目の印字終了後、例えば印字数量が１枚増えるごとに略等電位間隔ΔＶ１ずつ段階的にＶｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１から小さくし、所定印字数量Ｑｓに到達したときにＶ３となるように可変する機能を有している。
【００６３】
また、制御部３９は、操作パネル（不図示）のキー操作等によりキャリブレーションモードが設定されると、濃度検知センサ４１からの出力信号を受信し、記憶部３７に記憶されたトナー付着量データに基づいてトナー付着量の算出を行う機能、算出されたトナー付着量に基づいてＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を決定し、予め定められた基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２と比較してＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を調整することにより、各色について画像濃度補正を行う機能を有している。かかるキャリブレーションモードは、装置の電源ＯＮ時や、所定枚数の連続した画像形成処理（ジョブ）間に設定することができる（ジョブ間画像濃度補正）。
【００６４】
さらに制御部３９は、上記キャリブレーションモード以外にも、連続印字の所定印字数量Ｑｓの直前の印字終了後に一旦連続印字を停止して、画像濃度補正（後述する紙間画像濃度補正）を実行する機能を有している。また、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上のとき、かかる連続印字中の印字間における画像濃度補正時において、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ２を、これよりも大きいＶｓ３（＝Ｖｓ２＋ΔＶｓ１）に可変する機能を有している。
【００６５】
また、濃度補正後、所定印字数量Ｑｓ以降におけるＶｍａｇ（ＤＣ）を、印字開始時のＶ１から、基準値Ｖｓ３を用いた画像濃度補正によって設定されたＶ４に可変して、連続印字を再開する機能も有している。なお、記憶部３７及び制御部３９は、画像形成装置１００全体の制御部及び記憶部と兼用しても良いし、現像装置３ａ〜３ｄを制御するために独立して配置しても良い。
【００６６】
本発明においては、ＤＳ間のリーク検知結果に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上のとき、連続印字の所定印字数量Ｑｓ以降のＭＳ間ＤＣを可変して印字開始時と略同じにすることを特徴としている。図４は、連続印字中における実効電位（ＭＳ間ＤＣ）の経時的な変化を示す。
【００６７】
図４に示すように、印字開始時のＭＳ間ＤＣは約２５０Ｖであった。しかし、連続印字において、印字開始時から印字経過と共に現像ローラ２３上に電荷が溜まり、これに応じて現像ローラ２３の表面層の電位が上昇するため、ＭＳ間ＤＣが印字経過と共に低下する。また、かかるＭＳ間ＤＣの低下分だけ現像ローラ２３上に担持されるトナー量が減少するため、画像濃度の低下が生じる。
【００６８】
従って、連続印字の途中においてＭＳ間ＤＣを大きくし、印字開始時と略同じになるように設定することにより、現像ローラ２３上に担持されるトナー量の低下を防止し、画像濃度の低下を防止する。なお、上記した図４は、ＭＳ間ＤＣの変化を示す一例であり、ＭＳ間ＤＣの絶対値や、経時的な変化の程度は、装置構成等に応じて変化するのは言うまでもない。
【００６９】
具体的には、電圧可変装置３３及びリーク検知装置３５を用いてＤＳ間におけるリークの発生及び検知を行い、リーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐを設定し、ＤＳ間ＶｐｐからＶｓｌｖ（ＡＣ）を設定するとともに、設定されたＤＳ間Ｖｐｐを記憶部３７に記憶しておく。その後、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値Ｖｓ０以上のとき、現像ローラ２３表面に溜まった電荷が多いと判断し、例えば以下に示す制御例に従って、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）若しくはＶｍａｇ（ＤＣ）を可変することにより、ＭＳ間ＤＣを可変する。
【００７０】
本発明の第１制御例について説明する。本実施形態では、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値Ｖｓ０以上のとき、連続印字において、印字開始時にはＶｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２に設定して連続印字を開始する。そして、印字数量ｎ（ｎは自然数）が所定印字数量Ｑｓに到達したら、Ｑｓ以降の印字についてはＶｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１よりも小さいＶ２に設定して印字を行う。
【００７１】
図５は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置における第１制御例でのＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャートである。先ず、制御部３９からの制御信号によりリークの発生及び検知が指示されると（ステップＳ１）、電圧可変装置３３によりＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変する（ステップＳ２）。そして、リーク検知装置３５によりＤＳ間のリーク検知が行われ（ステップＳ３）、リークが検知されたときはリーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐ値を設定し、記憶部３７に記憶する（ステップＳ４）。リークが検知されないときにはステップＳ２に戻る。
【００７２】
次に、印字数量等が設定され、印字を開始すると（ステップＳ５）、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２に設定する（ステップＳ６）。なお、本制御例においては、連続印字の開始から終了時まで、ＶｍａｇはＶ２に維持される。そして、ＤＳ間Ｖｐｐ値が所定値Ｖｓ０以上か否かが判断され（ステップＳ７）、Ｖｓ０よりも小さい場合は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１のまま設定を変更することなく印字を行う（ステップＳ８）。
【００７３】
一方、所定値Ｖｓ０以上の場合は、印字数量ｎが所定印字数量Ｑｓに到達した（ｎ≧Ｑｓ）か否かが判断される（ステップＳ９）。所定印字数量Ｑｓに到達していない場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１−（ｎ−１）×ΔＶ１に設定して印字を行う（ステップＳ１０）。一方、所定印字数量Ｑｓに到達している（ｎ≧Ｑｓ）場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ３に設定して印字を行う（ステップＳ１１）。
【００７４】
すなわち、印字開始後２枚目の印字からＶ１を略一定量ΔＶ１ずつ段階的に下げ、印字数量ｎが所定印字数量Ｑｓに到達したときにＶｓｌｖ（ＤＣ）がＶ３となるように設定する。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄのドラム線速を２５０ｍｍ／ｓｅｃ、ドラム表面電位を３１０Ｖ、現像剤中のトナー帯電量Ｑ／ｍを２５μＣ／ｇ、トナー体積平均粒径を６μｍ、キャリア重量平均粒径を４５μｍとし、現像装置３ａ〜３ｄでＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を同様に設定することとする。
【００７５】
そして、Ｖ１を７０Ｖ、Ｖ３を６０Ｖ、所定印字数量Ｑｓを４とし、ＤＣ間Ｖｐｐが１５０Ｖ（Ｖｓ０）以上のとき、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）を、２枚目の印字時に６７Ｖ、３枚目の印字時には６４Ｖ、そして４枚目の印字時には６０Ｖと設定することができる。このように、ΔＶ１＝（Ｖ１−Ｖ３）／（ｎ−１）とし、かかる計算結果を適宜四捨五入等して用いることができる。
【００７６】
そして、印字数量ｎがステップＳ５の設定数量に到達して印字終了するか否かが判断され（ステップＳ１２）、設定数量に到達していない場合は、ステップＳ７に戻り、ステップＳ７〜Ｓ１１の操作を繰り返す。一方、印字数量に到達した場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の設定値をＶ１に戻した後、印字終了する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ８からステップＳ１２に移行した場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１のままにして印字終了する。そして印字終了後、次にＡＣキャリブが実行されるまで、ステップＳ５に戻って以後、同様の制御を繰り返す。
【００７７】
なお、本発明の制御は、本制御例に特に限定されるものではなく、例えばその他、ブラック用現像装置３ｄとカラー用現像装置３ａ〜３ｃとでＶｓｌｖ（ＤＣ）やＶｍａｇ（ＤＣ）を異なる設定にすることもできる。また、ここではＶｓｌｖ（ＤＣ）を段階的に可変したが、所定印字数量Ｑｓ以降のＶｓｌｖ（ＤＣ）を、Ｖ１から直接Ｖ３へと可変することもできる。
【００７８】
また、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の代わりにＶｍａｇ（ＤＣ）を可変することもでき、両方可変することもできる。また、連続印字中に画像濃度補正を行い、かかる補正時に用いられるＶｓｌｖ（ＤＣ）やＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２を可変することによってＭＳ間ＤＣを可変することもできる。
【００７９】
次に、本発明の第２制御例について説明する。本実施形態では、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値Ｖｓ０以上のとき、連続印字において、印字開始時にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２に設定し、画像濃度補正におけるＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２に設定して連続印字を開始する。そして、印字数量ｎが所定印字数量Ｑｓの直前の印字数量（直前印字数量）Ｑｓ−１に到達したとき、画像濃度補正を行う（紙間画像濃度補正）。
【００８０】
かかる紙間画像濃度補正の際、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２からＶｓ３＝Ｖｓ２＋ΔＶｓ１に変更する。ΔＶｓ１は、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の設定値をＶ３からこれよりも大きいＶ４に可変することができ、且つ当該設定値をＶ４に可変したときのＭＳ間ＤＣが印字開始時と略同じになるような値に設定されている。そして、紙間画像濃度補正実行後、連続印字を再開し、所定印字数量Ｑｓ以降においてはＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ４に設定して印字を行う。
【００８１】
図６は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の第２制御例におけるＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャートである。先ず、上記と同様、制御部３９からの制御信号によりリークの発生及び検知が指示されると（ステップＳ１）、電圧可変装置３３によりＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変する（ステップＳ２）。そして、リーク検知装置３５によりＤＳ間のリーク検知が行われ（ステップＳ３）、リークが検知されたときはリーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐ値を設定し、記憶部３７に記憶する（ステップＳ４）。
【００８２】
次に、印字数量等が設定され、印字を開始すると（ステップＳ５）、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２に設定し、紙間画像濃度補正時におけるＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２に設定する（ステップＳ６）。なお、本制御例においては、紙間画像濃度補正により、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）は基準値Ｖｓ１に基づき補正され、Ｖｍａｇ（ＤＣ）は、後述するようにＶｓ２を可変したＶｓ３に基づき補正される。
【００８３】
次に、ＤＳ間Ｖｐｐ値が所定値Ｖｓ０以上か否かが判断され（ステップＳ７）、Ｖｓ０よりも小さい場合は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２のまま設定を変更することなく印字を行い、直前印字数量Ｑｓ−１に到達したときには、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２のまま紙間画像濃度補正を実行し、該補正後のＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）により印字を行う（ステップＳ８）。
【００８４】
一方、所定値Ｖｓ０以上の場合は、印字数量ｎが直前印字数量Ｑｓ−１に到達した（ｎ＝Ｑｓ−１）か否かが判断される（ステップＳ９）。直前印字数量Ｑｓ−１に到達していない場合には、紙間画像濃度補正を実行せず、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２のまま印字を行う（ステップＳ１０）。直前印字数量Ｑｓ−１に到達した場合には、連続印字を一旦停止し、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ１はそのまま、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２からＶｓ３＝Ｖｓ２＋ΔＶｓ１に可変して紙間画像濃度補正を行う（ステップＳ１１）。
【００８５】
すなわち、直前印字数量Ｑｓ−１の印字終了後、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２からＶｓ３に可変して紙間画像濃度補正を行うことにより、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の補正を行うと共に、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２からＶ４に可変することができる。これにより、所定印字数量Ｑｓ以降の印字においてＭＳ間ＤＣを印字開始時と略同じにすることができる。
【００８６】
例えば、ブラック用現像装置３ｄとカラー用現像装置３ａ〜３ｃとでＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の設定を異なることとし、所定印字数量Ｑｓとして印字開始から５分経過したときの印字数量を直前印字数量Ｑｓ−１とする以外は、上記第１制御例と同様の条件に設定する。そして、ＤＣ間Ｖｐｐが１００Ｖ以上のとき、ブラック用現像装置３ｄにおけるＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値を、１８０Ｖ（Ｖｓ２）から、１８０Ｖ＋２０Ｖ（ΔＶｓ１）＝２００Ｖ（Ｖｓ３）に可変して紙間画像濃度補正を行う。
【００８７】
また、カラー用現像装置３ａ〜３ｃにおけるＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値を、２６０Ｖ（Ｖｓ２）から、２６０Ｖ＋１０Ｖ（ΔＶｓ１）＝２７０Ｖ（Ｖｓ３）に可変して紙間画像濃度補正を行う。これにより、ブラック及びカラー用現像装置３ａ〜３ｄにおけるＶｍａｇ（ＤＣ）を、Ｖ２よりも大きいＶ４に可変することができる。
【００８８】
紙間画像濃度補正終了後、所定印字数量Ｑｓ以降は、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ４に設定して連続印字を再開する（ステップＳ１２）。なお、連続印字の途中、印字間で紙間画像濃度補正を実行する際には第１及び第２バイアス回路３０、３１が作動しており、連続印字の開始から終了まで現像ローラ２３及び磁気ローラ２２にはＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＤＣ）が印加されている。
【００８９】
そして、印字数量ｎがステップＳ５の設定数量に到達して印字終了するか否かが判断され（ステップＳ１３）、設定数量に到達していない場合は、ステップＳ７に戻り、以降の操作を繰り返す。設定数量に到達した場合には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２に戻して印字終了する（ステップＳ１４）。
【００９０】
なお、ステップＳ８、Ｓ１０からステップＳ１３に移行した場合には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２のままにして終了する。そして、印字終了後、次にＡＣキャリブが実行されるまで、ステップＳ５に戻って以後、同様の制御を繰り返す。
【００９１】
なお、本制御例では、画像濃度補正と共に所定印字数量Ｑｓ以降のＭＳ間ＤＣを可変したが、上記第１制御例と同様にして、印字開始時から所定印字数量Ｑｓに到達するまで段階的にＶｍａｇ（ＤＣ）が高くなるよう可変すると共に、直前印字数量Ｑｓ−１の印字終了後の紙間画像濃度補正時に基準値Ｖｓ２を可変することもできる。これにより、現像ローラ２３上に溜まる電荷量に応じてより詳細に画像濃度の低下を防止することができる。
【００９２】
また、本制御例では、ブラック用現像装置３ｄとカラー用現像装置３ａ〜３ｃとでＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値を異なる設定としたため、より詳細に精度良く画像濃度の低下を防止することができる。また、本制御例では、紙間画像濃度補正時におけるＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ２を可変したが、その他、Ｖｓ２は可変することなく、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）のＶｓ１を可変することも、両方同時に可変することもできる。
【００９３】
また、上記した連続印字中の紙間画像濃度補正に加え、前述したように、ジョブ間画像濃度補正を行うこともできる。かかる場合には、一のジョブの終了と共にＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＤＣ）が停止するため、現像ローラ２３上の電荷が放出される。よって、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２のまま、ジョブ間画像濃度補正を行えばよい。これにより、連続印字開始時のＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を適切に設定することができる。
【００９４】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態に示した所定値Ｖｓ０、設定値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３、変化量ΔＶ１、ΔＶｓ１、所定印字数量Ｑｓ等は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、所定印字数量Ｑｓは、印字枚数や時間等、印字開始時からの経過を表すことが可能であれば、適宜設定することができる。
【００９５】
また、例えば、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用い、感光体表面の露光部にトナーを飛翔させる反転現像方式を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置や、感光体表面の未露光部にトナーを飛翔させる正転現像方式の現像装置にも全く同様に適用可能である。
【００９６】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、像担持体にトナーを供給するためのトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー層を形成するトナー供給部材と、前記トナー担持体及びトナー供給部材に直流電圧及び交流電圧を印加可能な電圧印加手段と、を有する現像装置において、前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、連続印字の所定印字数量以降において前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変するものである。
【００９８】
これにより、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生を抑制するのみならず、トナー供給部材からトナー担持体へのトナー供給量の低下を防止して画像濃度の低下を防止することができる。また、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー担持体に印加される直流電圧を、印字開始時よりも小さくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。
【００９９】
また、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー供給部材に印加される直流電圧を、印字開始時よりも大きくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。また、トナー担持体若しくはトナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、印字開始時から所定印字数量まで段階的に可変することにより、連続印字中にトナー担持体上に溜まる電荷量に応じてより詳細に画像濃度の低下を防止することができる。
【０１００】
また、像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、トナー担持体及びトナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、を設け、制御手段が、像担持体上に形成された基準トナー像に対する検知手段の検知結果と基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、所定印字数量に到達する直前の印字終了後に上記補正を実行すると共に実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、より精度良く画像濃度の低下を防止することができる。
【０１０１】
また、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることにより、像担持体−トナー担持体間でのリークによる画像不良を効果的に防止すると共に画像濃度の低下を効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２１ａ 第１攪拌スクリュー
２１ｂ 第２攪拌スクリュー
２２ 磁気ローラ（トナー供給部材）
２３ 現像ローラ（トナー担持体）
２５ 穂切りブレード
３０ 第１バイアス回路（電圧印加手段）
３１ 第２バイアス回路（電圧印加手段）
３３ 電圧可変装置（リーク発生手段）
３５ リーク検知装置（リーク検知手段）
３７ 記憶部（記憶手段）
３９ 制御部（制御手段）
４１ 濃度検知センサ（検知手段）
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、現像ローラに帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置の駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、トナーをチャージローラで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、トナーの添加剤がチャージローラに付着して帯電能力が低下し、トナーの帯電量を安定して維持することが困難であった。また、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持できトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を像担持体に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって像担持体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
また、現像ローラ表面とトナーとの付着力を低減させるために、現像ローラ表面をウレタン系樹脂等の樹脂層で被覆する方法が知られている。しかし、樹脂は電気抵抗が高いため、導電材を含有させるなどして樹脂層の電気抵抗を適度な値に調整する必要があるが、電気抵抗が低過ぎると、現像ローラ表面と感光体との間で電流リークが発生し、高過ぎると、トナーの現像性が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１には、現像剤担持体（トナー担持体）の少なくとも基体及び該基体表面に、ウレタン樹脂、導電性物質及び鉄粉に対して正帯電性の第４級アンモニウム塩化合物を少なくとも有することにより、トナーの過剰帯電を防止し且つトナーの帯電量を高めに保持し、現像剤担持体上へのトナーの融着の発生を抑制して、画像濃度の低下等を防止する方法が開示されている。
【０００８】
一方、現像ローラと感光体の間でのリークによるノイズの発生と画像濃度ムラの発生が問題となっていた。これは、現像領域で現像ローラに印加する現像バイアスの交流成分を高くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が大きくなって感光体と現像ローラとの間にリークが発生し、逆に交流成分を低くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が小さくなり、現像ローラから感光体上へトナーが十分に飛翔せず画像濃度ムラが発生するためである。
【０００９】
そのため、上記の不具合が発生しないように現像バイアスの交流電圧を選択する必要があるが、実際には現像ローラの成形精度や取り付け精度、感光体と現像ローラとの隙間（現像ギャップ）を決定するスペーサの摩耗等によって現像ギャップや現像ローラの抵抗値が変化するため、現像装置毎に、或いは同じ現像装置であっても経時的にリークの発生し易さが異なってくる。また、リークの発生し易さは装置の使用環境によっても変化するため、一律に同じ交流電圧を選択すると、リークの発生する場合や画像濃度ムラが発生する場合があった。
【００１０】
そこで、例えば特許文献２には、像担持体（感光体）とトナー担持体（現像ローラ）との間にリークを発生させるリーク発生手段と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいてリークの発生を検知するリーク検知手段とを備え、故意にリークを発生させたときのリーク発生電圧に基づいてリークや画像濃度ムラの発生しない最適な交流電圧を選択可能とした現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２４９４１４号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示すように、現像ローラ表面の電気抵抗を適度に高くすることにより、感光体と現像ローラとの間でリークを発生し難くすることはできる。しかし、現像ローラ表面の電気抵抗を高くした場合、該ローラ表面には電荷が溜まり易くなる。このため、現像バイアスにより現像ローラ表面に電荷が注入されると、該ローラ表面には飽和に達するまで経時的に徐々に電荷が蓄積される。
【００１３】
一方、特許文献２では、現像ローラに印加する交流電圧を、リークが発生しない範囲で大きく設定することができる。しかし、交流電圧を大きくした場合、現像ローラ表面には経時的に電荷が溜まる。特に、特許文献１に示すような現像ローラを用いた場合、リークが発生し難くなるため、交流電圧を高くすることができる一方、その分電荷が溜まり易くなる。
【００１４】
このように、現像ローラ表面に電荷が溜まり易いと、連続印字中に飽和に達するまで経時的に徐々に電荷が蓄積され、該ローラ表面の電位が上昇し、現像ローラと磁気ローラとの間の直流電位差（実効電位）が小さくなる。その結果、上記した二成分現像方式においては、連続印字中に磁気ローラから現像ローラに供給されるトナー量が経時的に減少し、画像濃度が低下する場合がある。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、トナー担持体と像担持体との間のリーク発生を抑制すると共に画像濃度の低下を防止可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体にトナーを供給するためのトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー層を形成するトナー供給部材と、前記トナー担持体及びトナー供給部材に直流電圧及び交流電圧を印加可能な電圧印加手段と、を有する現像装置において、前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、連続印字の所定印字数量以降において前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変することを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー担持体に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも小さくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー供給部材に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも大きくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、前記印字開始時から前記所定印字数量まで段階的に可変することを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、前記トナー担持体及び前記トナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、が設けられ、前記制御手段は、前記像担持体上に形成された基準トナー像に対する前記検知手段の検知結果と前記基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、前記所定印字数量に到達する直前の印字終了後に前記補正を実行すると共に前記所定印字数量以降の前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の構成によれば、像担持体−トナー担持体間のリーク検知結果によってトナー担持体に印加される交流電圧が所定値よりも大きい場合、それに応じて連続印字の所定印字数量以降におけるトナー担持体及びトナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変することにより、トナー担持体―トナー供給部材間の実効電圧を印字開始時と略同じにすることが可能となる。
【００２３】
これにより、トナー担持体に電荷が溜まり易く、現像の繰り返しによりトナー担持体の表面電位が低下し易い場合であっても、実効電位を印字開始時と略同じにすることができる。従って、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生を抑制するのみならず、トナー供給部材からトナー担持体へのトナー供給量の低下を防止して画像濃度の低下を防止することができる。
【００２４】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー担持体に印加される直流電圧を、印字開始時よりも小さくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー供給部材に印加される直流電圧を、印字開始時よりも大きくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。
【００２６】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の現像装置において、トナー担持体若しくはトナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、印字開始時から所定印字数量まで段階的に可変することにより、連続印字中にトナー担持体上に溜まる電荷量に応じてより詳細に画像濃度の低下を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置において、像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、トナー担持体及びトナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、を設け、制御手段が、像担持体上に形成された基準トナー像に対する検知手段の検知結果と基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、所定印字数量に到達する直前の印字終了後に上記補正を実行すると共に実効電位を印字開始時と略同じにすることができる。
【００２８】
これにより、基準トナー像を用いた補正によりトナー担持体及びトナー供給部材に印加される直流電圧を適正にすると共に、実効電位を印字開始時と略同じにすることができるため、より精度良く画像濃度の低下を防止することができる。
【００２９】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第５のいずれかの構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることにより、像担持体−トナー担持体間でのリークによる画像不良を効果的に防止すると共に画像濃度の低下を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略断面図
【図２】本実施形態の現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図４】連続印字中における実効電位（ＭＳ間ＤＣ）の経時的な変化を示す図
【図５】本実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の第１制御例におけるＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャート
【図６】本実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の第２制御例におけるＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、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。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３２】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３３】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３４】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００３５】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００３６】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ（一次転写ローラ）６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００３７】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３８】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３９】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐは分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００４０】
図２は、本実施形態の現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４２】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００４３】
なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００４４】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブに内包される複数の磁極（ここでは５極）を有する固定マグネットローラ体２２ｂで構成されている。現像ローラ２３は、非磁性の現像スリーブから構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。
【００４５】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００４６】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００４７】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。そして、磁気ローラ２２上に磁気ブラシ（図示せず）を形成する。磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分に搬送され、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差（実効電位）、及び固定マグネットローラ体２２ｂとの間の磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００４８】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との間（以下、ＭＳ間という）の実効電位（以下、ＭＳ間ＤＣという）によって制御することができる。ＭＳ間ＤＣを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ＭＳ間ＤＣを小さくすると薄くなる。現像時におけるＭＳ間ＤＣの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００４９】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相の異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００５０】
従って、ＭＳ間に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００５１】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００５２】
現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向部分に搬送され、磁気ローラ２２上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネットローラ体２２ｂの同極部分で磁気ローラ２２から引き剥がされた後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として磁気ローラ２２上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００５３】
また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。さらに、第１バイアス回路３０にはリーク検知装置３５が接続されている。感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との間（以下、ＤＳ間という）でリークが発生した場合、第１バイアス回路３０に流れる電流が急激に増加するため、第１バイアス回路３０に流れる電流をモニタリングすることでリークの発生を検知することができる。
【００５４】
また、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向において現像装置３ａ〜３ｄの下流側端部には、感光体ドラム１ａ〜１ｄと対向して濃度検知センサ４１が配置されている（図２参照）。濃度検知センサ４１としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。
【００５５】
感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー付着量を測定する際、発光素子から感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された各基準トナー像に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、及びドラム表面によって反射される光として受光素子に入射する。なお、基準トナー像としては、一般的な略矩形状のパッチ画像を形成することができる。
【００５６】
トナーの付着量が多い場合には、ドラム表面からの反射光がトナーによって遮光されるので、受光素子の受光量が減少する。一方、トナーの付着量が少ない場合には、逆にドラム表面からの反射光が多くなる結果、受光素子の受光量が増大する。従って、受光した反射光量に基づく受光信号の出力値により各色の基準トナー像の濃度（トナー量）を検知し、予め定められた基準濃度と比較して現像バイアスの特性値などを調整することにより、各色について画像濃度補正が行われる。
【００５７】
かかる画像濃度補正において、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＤＣ）については、基準トナー像の濃度検知結果と基準濃度に対応する電圧値（以下、基準値という）と比較して、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＤＣ）を補正することができる。なお、濃度検知センサ４１は、画像形成装置１００において現像装置３ａ〜３ｄの外側に配置することもでき、例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向に対し現像装置３ａ〜３ｄの上流側且つ転写ローラ６ａ〜６ｄの下流側に配置することもできる。
【００５８】
また、濃度検知センサ４１は、中間転写ベルト８に転写されたトナー像を検知することもできる。また、その他、画像形成装置１００が、感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像を搬送ベルトにより搬送された転写紙Ｐに直接転写する直接転写方式の画像形成装置の場合、用紙Ｐ上に転写された基準トナー像や、搬送ベルト上に転写された基準トナー像を検知することもできる。
【００５９】
記憶部３７は、例えば読み書き自在のＲＡＭ（Random Access Memory）から成り、制御部３９により使用される制御プログラムの他、リーク検知装置３５の検知結果に基づいて設定されたＤＳ間に印加される交流電圧のピークツーピーク値（以下、ＤＳ間Ｖｐｐという）や、ＤＳ間Ｖｐｐの所定値Ｖｓ０等が記憶されている。加えて、所定印字数量Ｑｓ、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の設定値Ｖ１、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の設定値Ｖ２、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の変化量ΔＶ１、可変後のＶｓｌｖ（ＤＣ）の設定値Ｖ３、紙間画像濃度補正後のＶｍａｇの設定値Ｖ４等の、ＭＳ間ＤＣの制御に必要となるデータが記憶される。
【００６０】
さらに、ＲＡＭには、濃度検知センサ４１の出力値とトナー付着量との関係がトナー付着量データとして記憶されており、トナー付着量から決定されるトナー濃度と、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２等の、画像濃度補正に用いる各パラメータ値とを関連づけて記憶した濃度補正テーブルが格納されている。また、連続印字中に濃度補正を行う場合に用いられる、基準値Ｖｓ２の変化量ΔＶｓ１も記憶される。
【００６１】
制御部３９は、電圧可変装置３３に制御信号を送信して第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１から印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を制御する。また、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）を変化させてＤＳ間にリークを発生させ、リーク検知装置３５によりリークが検知されたときのＤＳ間電位差（以下、リーク発生電圧という）に基づいて、ＤＳ間Ｖｐｐをリークの発生しない範囲に設定する。
【００６２】
また、制御部３９は、印字数量ｎを計数する機能、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上か否かを判断する機能、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上のとき、印字開始１枚目の印字終了後、例えば印字数量が１枚増えるごとに略等電位間隔ΔＶ１ずつ段階的にＶｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１から小さくし、所定印字数量Ｑｓに到達したときにＶ３となるように可変する機能を有している。
【００６３】
また、制御部３９は、操作パネル（不図示）のキー操作等によりキャリブレーションモードが設定されると、濃度検知センサ４１からの出力信号を受信し、記憶部３７に記憶されたトナー付着量データに基づいてトナー付着量の算出を行う機能、算出されたトナー付着量に基づいてＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を決定し、予め定められた基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２と比較してＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を調整することにより、各色について画像濃度補正を行う機能を有している。かかるキャリブレーションモードは、装置の電源ＯＮ時や、所定枚数の連続した画像形成処理（ジョブ）間に設定することができる（ジョブ間画像濃度補正）。
【００６４】
さらに制御部３９は、上記キャリブレーションモード以外にも、連続印字の所定印字数量Ｑｓの直前の印字終了後に一旦連続印字を停止して、画像濃度補正（後述する紙間画像濃度補正）を実行する機能を有している。また、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上のとき、かかる連続印字中の印字間における画像濃度補正時において、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ２を、これよりも大きいＶｓ３（＝Ｖｓ２＋ΔＶｓ１）に可変する機能を有している。
【００６５】
また、濃度補正後、所定印字数量Ｑｓ以降におけるＶｍａｇ（ＤＣ）を、印字開始時のＶ１から、基準値Ｖｓ３を用いた画像濃度補正によって設定されたＶ４に可変して、連続印字を再開する機能も有している。なお、記憶部３７及び制御部３９は、画像形成装置１００全体の制御部及び記憶部と兼用しても良いし、現像装置３ａ〜３ｄを制御するために独立して配置しても良い。
【００６６】
本発明においては、ＤＳ間のリーク検知結果に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値以上のとき、連続印字の所定印字数量Ｑｓ以降のＭＳ間ＤＣを可変して印字開始時と略同じにすることを特徴としている。図４は、連続印字中における実効電位（ＭＳ間ＤＣ）の経時的な変化を示す。
【００６７】
図４に示すように、印字開始時のＭＳ間ＤＣは約２５０Ｖであった。しかし、連続印字において、印字開始時から印字経過と共に現像ローラ２３上に電荷が溜まり、これに応じて現像ローラ２３の表面層の電位が上昇するため、ＭＳ間ＤＣが印字経過と共に低下する。また、かかるＭＳ間ＤＣの低下分だけ現像ローラ２３上に担持されるトナー量が減少するため、画像濃度の低下が生じる。
【００６８】
従って、連続印字の途中においてＭＳ間ＤＣを大きくし、印字開始時と略同じになるように設定することにより、現像ローラ２３上に担持されるトナー量の低下を防止し、画像濃度の低下を防止する。なお、上記した図４は、ＭＳ間ＤＣの変化を示す一例であり、ＭＳ間ＤＣの絶対値や、経時的な変化の程度は、装置構成等に応じて変化するのは言うまでもない。
【００６９】
具体的には、電圧可変装置３３及びリーク検知装置３５を用いてＤＳ間におけるリークの発生及び検知を行い、リーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐを設定し、ＤＳ間ＶｐｐからＶｓｌｖ（ＡＣ）を設定するとともに、設定されたＤＳ間Ｖｐｐを記憶部３７に記憶しておく。その後、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値Ｖｓ０以上のとき、現像ローラ２３表面に溜まった電荷が多いと判断し、例えば以下に示す制御例に従って、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）若しくはＶｍａｇ（ＤＣ）を可変することにより、ＭＳ間ＤＣを可変する。
【００７０】
本発明の第１制御例について説明する。本実施形態では、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値Ｖｓ０以上のとき、連続印字において、印字開始時にはＶｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２に設定して連続印字を開始する。そして、印字数量ｎ（ｎは自然数）が所定印字数量Ｑｓに到達したら、Ｑｓ以降の印字についてはＶｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１よりも小さいＶ２に設定して印字を行う。
【００７１】
図５は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置における第１制御例でのＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャートである。先ず、制御部３９からの制御信号によりリークの発生及び検知が指示されると（ステップＳ１）、電圧可変装置３３によりＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変する（ステップＳ２）。そして、リーク検知装置３５によりＤＳ間のリーク検知が行われ（ステップＳ３）、リークが検知されたときはリーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐ値を設定し、記憶部３７に記憶する（ステップＳ４）。リークが検知されないときにはステップＳ２に戻る。
【００７２】
次に、印字数量等が設定され、印字を開始すると（ステップＳ５）、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２に設定する（ステップＳ６）。なお、本制御例においては、連続印字の開始から終了時まで、ＶｍａｇはＶ２に維持される。そして、ＤＳ間Ｖｐｐ値が所定値Ｖｓ０以上か否かが判断され（ステップＳ７）、Ｖｓ０よりも小さい場合は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１のまま設定を変更することなく印字を行う（ステップＳ８）。
【００７３】
一方、所定値Ｖｓ０以上の場合は、印字数量ｎが所定印字数量Ｑｓに到達した（ｎ≧Ｑｓ）か否かが判断される（ステップＳ９）。所定印字数量Ｑｓに到達していない場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１−（ｎ−１）×ΔＶ１に設定して印字を行う（ステップＳ１０）。一方、所定印字数量Ｑｓに到達している（ｎ≧Ｑｓ）場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ３に設定して印字を行う（ステップＳ１１）。
【００７４】
すなわち、印字開始後２枚目の印字からＶ１を略一定量ΔＶ１ずつ段階的に下げ、印字数量ｎが所定印字数量Ｑｓに到達したときにＶｓｌｖ（ＤＣ）がＶ３となるように設定する。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄのドラム線速を２５０ｍｍ／ｓｅｃ、ドラム表面電位を３１０Ｖ、現像剤中のトナー帯電量Ｑ／ｍを２５μＣ／ｇ、トナー体積平均粒径を６μｍ、キャリア重量平均粒径を４５μｍとし、現像装置３ａ〜３ｄでＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を同様に設定することとする。
【００７５】
そして、Ｖ１を７０Ｖ、Ｖ３を６０Ｖ、所定印字数量Ｑｓを４とし、ＤＣ間Ｖｐｐが１５０Ｖ（Ｖｓ０）以上のとき、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）を、２枚目の印字時に６７Ｖ、３枚目の印字時には６４Ｖ、そして４枚目の印字時には６０Ｖと設定することができる。このように、ΔＶ１＝（Ｖ１−Ｖ３）／（ｎ−１）とし、かかる計算結果を適宜四捨五入等して用いることができる。
【００７６】
そして、印字数量ｎがステップＳ５の設定数量に到達して印字終了するか否かが判断され（ステップＳ１２）、設定数量に到達していない場合は、ステップＳ７に戻り、ステップＳ７〜Ｓ１１の操作を繰り返す。一方、印字数量に到達した場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の設定値をＶ１に戻した後、印字終了する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ８からステップＳ１２に移行した場合には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）をＶ１のままにして印字終了する。そして印字終了後、次にＡＣキャリブが実行されるまで、ステップＳ５に戻って以後、同様の制御を繰り返す。
【００７７】
なお、本発明の制御は、本制御例に特に限定されるものではなく、例えばその他、ブラック用現像装置３ｄとカラー用現像装置３ａ〜３ｃとでＶｓｌｖ（ＤＣ）やＶｍａｇ（ＤＣ）を異なる設定にすることもできる。また、ここではＶｓｌｖ（ＤＣ）を段階的に可変したが、所定印字数量Ｑｓ以降のＶｓｌｖ（ＤＣ）を、Ｖ１から直接Ｖ３へと可変することもできる。
【００７８】
また、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の代わりにＶｍａｇ（ＤＣ）を可変することもでき、両方可変することもできる。また、連続印字中に画像濃度補正を行い、かかる補正時に用いられるＶｓｌｖ（ＤＣ）やＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２を可変することによってＭＳ間ＤＣを可変することもできる。
【００７９】
次に、本発明の第２制御例について説明する。本実施形態では、ＤＳ間Ｖｐｐが所定値Ｖｓ０以上のとき、連続印字において、印字開始時にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２に設定し、画像濃度補正におけるＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２に設定して連続印字を開始する。そして、印字数量ｎが所定印字数量Ｑｓの直前の印字数量（直前印字数量）Ｑｓ−１に到達したとき、画像濃度補正を行う（紙間画像濃度補正）。
【００８０】
かかる紙間画像濃度補正の際、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２からＶｓ３＝Ｖｓ２＋ΔＶｓ１に変更する。ΔＶｓ１は、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の設定値をＶ３からこれよりも大きいＶ４に可変することができ、且つ当該設定値をＶ４に可変したときのＭＳ間ＤＣが印字開始時と略同じになるような値に設定されている。そして、紙間画像濃度補正実行後、連続印字を再開し、所定印字数量Ｑｓ以降においてはＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ４に設定して印字を行う。
【００８１】
図６は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の第２制御例におけるＭＳ間ＤＣの制御手順を示すフローチャートである。先ず、上記と同様、制御部３９からの制御信号によりリークの発生及び検知が指示されると（ステップＳ１）、電圧可変装置３３によりＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変する（ステップＳ２）。そして、リーク検知装置３５によりＤＳ間のリーク検知が行われ（ステップＳ３）、リークが検知されたときはリーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐ値を設定し、記憶部３７に記憶する（ステップＳ４）。
【００８２】
次に、印字数量等が設定され、印字を開始すると（ステップＳ５）、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２に設定し、紙間画像濃度補正時におけるＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２に設定する（ステップＳ６）。なお、本制御例においては、紙間画像濃度補正により、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）は基準値Ｖｓ１に基づき補正され、Ｖｍａｇ（ＤＣ）は、後述するようにＶｓ２を可変したＶｓ３に基づき補正される。
【００８３】
次に、ＤＳ間Ｖｐｐ値が所定値Ｖｓ０以上か否かが判断され（ステップＳ７）、Ｖｓ０よりも小さい場合は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２のまま設定を変更することなく印字を行い、直前印字数量Ｑｓ−１に到達したときには、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２のまま紙間画像濃度補正を実行し、該補正後のＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）により印字を行う（ステップＳ８）。
【００８４】
一方、所定値Ｖｓ０以上の場合は、印字数量ｎが直前印字数量Ｑｓ−１に到達した（ｎ＝Ｑｓ−１）か否かが判断される（ステップＳ９）。直前印字数量Ｑｓ−１に到達していない場合には、紙間画像濃度補正を実行せず、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）をＶ１、Ｖ２のまま印字を行う（ステップＳ１０）。直前印字数量Ｑｓ−１に到達した場合には、連続印字を一旦停止し、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ１はそのまま、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２からＶｓ３＝Ｖｓ２＋ΔＶｓ１に可変して紙間画像濃度補正を行う（ステップＳ１１）。
【００８５】
すなわち、直前印字数量Ｑｓ−１の印字終了後、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２からＶｓ３に可変して紙間画像濃度補正を行うことにより、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の補正を行うと共に、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２からＶ４に可変することができる。これにより、所定印字数量Ｑｓ以降の印字においてＭＳ間ＤＣを印字開始時と略同じにすることができる。
【００８６】
例えば、ブラック用現像装置３ｄとカラー用現像装置３ａ〜３ｃとでＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の設定を異なることとし、所定印字数量Ｑｓとして印字開始から５分経過したときの印字数量を直前印字数量Ｑｓ−１とする以外は、上記第１制御例と同様の条件に設定する。そして、ＤＣ間Ｖｐｐが１００Ｖ以上のとき、ブラック用現像装置３ｄにおけるＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値を、１８０Ｖ（Ｖｓ２）から、１８０Ｖ＋２０Ｖ（ΔＶｓ１）＝２００Ｖ（Ｖｓ３）に可変して紙間画像濃度補正を行う。
【００８７】
また、カラー用現像装置３ａ〜３ｃにおけるＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値を、２６０Ｖ（Ｖｓ２）から、２６０Ｖ＋１０Ｖ（ΔＶｓ１）＝２７０Ｖ（Ｖｓ３）に可変して紙間画像濃度補正を行う。これにより、ブラック及びカラー用現像装置３ａ〜３ｄにおけるＶｍａｇ（ＤＣ）を、Ｖ２よりも大きいＶ４に可変することができる。
【００８８】
紙間画像濃度補正終了後、所定印字数量Ｑｓ以降は、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ４に設定して連続印字を再開する（ステップＳ１２）。なお、連続印字の途中、印字間で紙間画像濃度補正を実行する際には第１及び第２バイアス回路３０、３１が作動しており、連続印字の開始から終了まで現像ローラ２３及び磁気ローラ２２にはＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＤＣ）が印加されている。
【００８９】
そして、印字数量ｎがステップＳ５の設定数量に到達して印字終了するか否かが判断され（ステップＳ１３）、設定数量に到達していない場合は、ステップＳ７に戻り、以降の操作を繰り返す。設定数量に到達した場合には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２に戻して印字終了する（ステップＳ１４）。
【００９０】
なお、ステップＳ８、Ｓ１０からステップＳ１３に移行した場合には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）をＶ２、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ２のままにして終了する。そして、印字終了後、次にＡＣキャリブが実行されるまで、ステップＳ５に戻って以後、同様の制御を繰り返す。
【００９１】
なお、本制御例では、画像濃度補正と共に所定印字数量Ｑｓ以降のＭＳ間ＤＣを可変したが、上記第１制御例と同様にして、印字開始時から所定印字数量Ｑｓに到達するまで段階的にＶｍａｇ（ＤＣ）が高くなるよう可変すると共に、直前印字数量Ｑｓ−１の印字終了後の紙間画像濃度補正時に基準値Ｖｓ２を可変することもできる。これにより、現像ローラ２３上に溜まる電荷量に応じてより詳細に画像濃度の低下を防止することができる。
【００９２】
また、本制御例では、ブラック用現像装置３ｄとカラー用現像装置３ａ〜３ｃとでＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＤＣ）の基準値を異なる設定としたため、より詳細に精度良く画像濃度の低下を防止することができる。また、本制御例では、紙間画像濃度補正時におけるＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値Ｖｓ２を可変したが、その他、Ｖｓ２は可変することなく、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）のＶｓ１を可変することも、両方同時に可変することもできる。
【００９３】
また、上記した連続印字中の紙間画像濃度補正に加え、前述したように、ジョブ間画像濃度補正を行うこともできる。かかる場合には、一のジョブの終了と共にＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＤＣ）が停止するため、現像ローラ２３上の電荷が放出される。よって、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）の基準値をＶｓ１、Ｖｓ２のまま、ジョブ間画像濃度補正を行えばよい。これにより、連続印字開始時のＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）を適切に設定することができる。
【００９４】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態に示した所定値Ｖｓ０、設定値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、基準値Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３、変化量ΔＶ１、ΔＶｓ１、所定印字数量Ｑｓ等は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、所定印字数量Ｑｓは、印字枚数や時間等、印字開始時からの経過を表すことが可能であれば、適宜設定することができる。
【００９５】
また、例えば、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用い、感光体表面の露光部にトナーを飛翔させる反転現像方式を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置や、感光体表面の未露光部にトナーを飛翔させる正転現像方式の現像装置にも全く同様に適用可能である。
【００９６】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、像担持体にトナーを供給するためのトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー層を形成するトナー供給部材と、前記トナー担持体及びトナー供給部材に直流電圧及び交流電圧を印加可能な電圧印加手段と、を有する現像装置において、前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、連続印字の所定印字数量以降において前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変するものである。
【００９８】
これにより、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生を抑制するのみならず、トナー供給部材からトナー担持体へのトナー供給量の低下を防止して画像濃度の低下を防止することができる。また、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー担持体に印加される直流電圧を、印字開始時よりも小さくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。
【００９９】
また、制御手段が、連続印字の所定印字数量以降においてトナー供給部材に印加される直流電圧を、印字開始時よりも大きくして、上記実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、複雑な制御を行うことなく、画像濃度の低下を防止することができる。また、トナー担持体若しくはトナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、印字開始時から所定印字数量まで段階的に可変することにより、連続印字中にトナー担持体上に溜まる電荷量に応じてより詳細に画像濃度の低下を防止することができる。
【０１００】
また、像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、トナー担持体及びトナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、を設け、制御手段が、像担持体上に形成された基準トナー像に対する検知手段の検知結果と基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、所定印字数量に到達する直前の印字終了後に上記補正を実行すると共に実効電位を印字開始時と略同じにすることにより、より精度良く画像濃度の低下を防止することができる。
【０１０１】
また、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることにより、像担持体−トナー担持体間でのリークによる画像不良を効果的に防止すると共に画像濃度の低下を効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２１ａ 第１攪拌スクリュー
２１ｂ 第２攪拌スクリュー
２２ 磁気ローラ（トナー供給部材）
２３ 現像ローラ（トナー担持体）
２５ 穂切りブレード
３０ 第１バイアス回路（電圧印加手段）
３１ 第２バイアス回路（電圧印加手段）
３３ 電圧可変装置（リーク発生手段）
３５ リーク検知装置（リーク検知手段）
３７ 記憶部（記憶手段）
３９ 制御部（制御手段）
４１ 濃度検知センサ（検知手段）
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体にトナーを供給するためのトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー層を形成するトナー供給部材と、前記トナー担持体及びトナー供給部材に直流電圧及び交流電圧を印加可能な電圧印加手段と、を有する現像装置において、
前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、
該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、
該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、連続印字の所定印字数量以降において前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー担持体に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも小さくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにす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】
前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー供給部材に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも大きくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、前記印字開始時から前記所定印字数量まで段階的に可変することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、
前記トナー担持体及び前記トナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、が設けられ、
前記制御手段は、前記像担持体上に形成された基準トナー像に対する前記検知手段の検知結果と前記基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、前記所定印字数量に到達する直前の印字終了後に前記補正を実行すると共に前記所定印字数量以降の前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
像担持体にトナーを供給するためのトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー層を形成するトナー供給部材と、前記トナー担持体及びトナー供給部材に直流電圧及び交流電圧を印加可能な電圧印加手段と、を有する現像装置において、
前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、
該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、
該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、連続印字の所定印字数量以降において前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を可変することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー担持体に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも小さくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにす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】
前記制御手段は、前記連続印字の前記所定印字数量以降において前記トナー供給部材に印加される直流電圧を、前記印字開始時よりも大きくして、前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー担持体及び前記トナー供給部材の少なくともいずれかに印加される直流電圧を、前記印字開始時から前記所定印字数量まで段階的に可変することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記像担持体上に形成されたトナー量を検知する検知手段と、
前記トナー担持体及び前記トナー供給部材に印加される直流電圧の所定の基準値を記憶する記憶手段と、が設けられ、
前記制御手段は、前記像担持体上に形成された基準トナー像に対する前記検知手段の検知結果と前記基準値とに基づいて前記直流電圧の補正を実行可能であり、前記トナー担持体に印加される交流電圧が所定値以上であるとき、前記所定印字数量に到達する直前の印字終了後に前記補正を実行すると共に前記所定印字数量以降の前記実効電位を前記印字開始時と略同じにすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３１１５０（Ｐ２０１０−２３１１５０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１５０２（Ｐ２００９−８１５０２）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]