(57)【要約】【課題】現像剤の劣化を抑制しながら、白抜け画像を有効的に抑制可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、像担持体１と、現像剤担持体４１と、現像剤担持体４１の中空部に固定配置され、現像剤担持体４１の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材４２と、複数の磁極のうち現像剤担持体４１の回転方向において現像領域Ｄに対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材７と、導電性部材７に電圧を印加する電源９と、像担持体１上の電位を検知する電位検知装置１２１、１２２と、像担持体１上に形成された所定の潜像パターンの現像前及び現像後の電位情報に基づいて、電源９が導電性部材７に印加する電圧を制御する制御部１１０と、を有する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像が形成される像担持体と、
回転可能であり、トナーとキャリアとを備えた現像剤を担持して搬送し現像領域で前記像担持体上の静電像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の中空部に固定配置され、前記現像剤担持体の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材と、
前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域に対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材と、
前記導電性部材に電圧を印加する電源と、
前記像担持体上の電位を検知する電位検知装置と、
前記像担持体上に形成された所定の潜像パターンの現像前及び現像後の電位情報に基づいて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記現像剤担持体に印加される現像電圧の直流成分の電位と前記電位検知装置により検知された前記所定の潜像パターンの現像前の電位との電位差（Ｖｃｏｎｔ）に対する、前記現像電圧の直流成分の電位と前記電位検知装置により検知された前記所定の画像の現像後の電位との電位差（ΔＶ）の割合（ΔＶ／Ｖｃｏｎｔ）に応じて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記割合が所定値より大きい場合に、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記割合が大きいほど、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を、現像時のトナーの帯電極性側に高くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
静電像が形成される像担持体と、
回転可能であり、トナーとキャリアとを備えた現像剤を担持して搬送し現像領域で前記像担持体上の静電像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の中空部に固定配置され、前記現像剤担持体の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材と、
前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域に対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材と、
前記導電性部材に電圧を印加する電源と、
前記像担持体上に形成された画像の濃度を検知する画像濃度検知装置と、
前記画像濃度検知装置の検知結果に基づいて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記画像濃度検知装置により検知された検知結果と、予め求められている所定の画像濃度情報との差分に応じて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記差分が表す値が所定値より大きい場合に、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、記差分が表す値が大きいほど、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を、現像時のトナーの帯電極性側に高くすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
静電像が形成される像担持体と、
回転可能であり、トナーとキャリアとを備えた現像剤を担持して搬送し現像領域で前記像担持体上の静電像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の中空部に固定配置され、前記現像剤担持体の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材と、
前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域に対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材と、
前記導電性部材に電圧を印加する電源と、
画像出力枚数と相関する情報に基づいて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定の磁極により形成された前記現像剤担持体上の現像剤の穂立ちは、前記導電性部材と接触することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
画像形成時に、前記現像剤担持体と前記導電性部材との間に、前記所定の磁極により形成された前記現像剤担持体上の現像剤の穂立ち中のトナーを前記導電性部材側から前記現像剤担持体側へ移動させる電位差が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電源が前記導電性部材に印加する電圧の直流成分の電位は、前記現像剤担持体に印加される現像電圧の直流成分の電位よりも、現像時のトナーの帯電極性側に高いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像方式により画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成は、概略、次のような工程を経て行われる。まず、帯電装置により像担持体としての感光体を帯電させる（帯電工程）。次に、帯電した感光体の表面を画像情報に応じて露光装置により露光して感光体上に静電潜像（静電像）を形成する（潜像形成工程）。次に、感光体上の静電潜像を現像装置が現像剤の着色されたトナー粒子によりトナー像として現像（顕像化）する（現像工程）。次に、感光体の表面に形成されたトナー像を、静電気力によって中間転写体を介して又は直接に、記録用紙などの転写材に転写させる（転写工程）。次に、転写材に転写されたトナー像を、熱や圧力などにより転写材の表面に定着させる（定着工程）。
【０００３】
現像工程は、電荷を帯びたトナー粒子を静電気力により移動、配置させることにより実現される。現像プロセスとしては、トナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とが所定の比率で混合された二成分現像剤（以下、単に「現像剤」ともいう。）を用いた二成分現像方式がある。二成分現像方式を採用する現像装置では、現像剤担持体上に現像剤がブラシ状に連なった穂立ち（以下「磁気穂」ともいう。）を形成し、これを保持しながら現像剤担持体と感光体とが対向する現像領域（現像部）に搬送する。そして、現像領域において磁気穂を感光体の表面に摺擦させると共に、現像剤担持体に現像バイアスを印加することにより、現像剤中のトナーを感光体上の静電潜像の画像部に供給して、静電潜像をトナー像として現像する。一般に、現像剤担持体は、回転可能な円筒状の現像スリーブとされ、その内部に、磁界発生手段として、複数の磁極を備えたマグネットローラが配置される。マグネットローラは、通常、固定して配置されており、このマグネットローラに対して現像スリーブが移動することによって、現像スリーブの表面の磁気穂が搬送される。
【０００４】
上述のような画像形成装置において、長期に渡り良好な画像を得るためには、現像工程で感光体上のトナーの載り量（以下、単に「トナー載り量」ともいう。）を安定させる必要がある。しかし、長期の連続画像形成などにより現像剤が劣化すると、トナーに対する外添剤の埋め込みなどで、キャリアとトナーとの付着力が増加して、トナーの飛翔量が減少する。そして、初期設定のままだと、現像後のトナー像のトナー量が減少して、画像濃度が低下してしまうことがある。
【０００５】
そのため、一般的には、トナー載り量を安定化させるために、画像濃度や現像装置内のトナーとキャリアの混合比を検知し、その検知結果に応じて画像形成条件を変更して、所望の画像濃度になるように制御を行う方法が用いられている。例えば、現像後のトナー像の画像濃度を光学濃度検知手段により検知し、画像濃度が低下していた場合には、現像コントラスト電位（以下、単に「Ｖｃｏｎｔ」ともいう。）を変更して、画像濃度を上昇させて、画像濃度を維持する方法がある（特許文献１）。ここで、Ｖｃｏｎｔとは、現像バイアスの直流成分（以下、単に「Ｖｄｃ」ともいう。）の電位と、感光体上の露光部電位（以下、単に「ＶＬ」ともいう。）との電位差（＝｜Ｖｄｃ−ＶＬ｜）である。
【０００６】
また、現像後の感光体上のトナー像のトナーの電位を計測し、その計測結果に応じて画像形成条件を変更する方法がある。例えば、現像後の感光体上のトナー像のトナーの電位を計測し、その電位とＶｃｏｎｔとの比に応じて、現像剤のトナー濃度やＶｃｏｎｔを調整する方法がある（特許文献２）。
【０００７】
また、上述のような画像形成条件を変更する方法以外にも、感光体と現像スリーブとの回転速度比率（周速比）を制御することで所望の画像濃度にする方法がある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２８９４６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２２２１４０号公報
【特許文献３】特開平２−１２０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本発明者らの検討により、上述のような従来の方法には、改善すべき課題があることがわかった。
【００１０】
特許文献１に開示される方法では、「白抜け」と呼ばれる画像不良が発生する場合がある。次に、図２９〜３１を参照して、そのメカニズムを説明する。
【００１１】
図２９は、現像装置の使用初期から使用量が増加した後（寿命末期など）における、潜像の電位に対する現像後の電位を示す模式図である。現像装置の使用初期は、図２９（ａ）に示すように、ＶＬに対して、Ｖｄｃまでの電位を埋めるようにＶｃｏｎｔ分のトナーが現像される。しかし、現像装置の使用量が増加すると、現像剤の劣化によりトナーとキャリアとの付着力が増加し、図２９（ｂ）に示すように、トナー載り量が低下し、Ｖｃｏｎｔ分の電位を埋めきれなくなる。そして、Ｖｄｃと現像後のトナー像の最表層の電位（以下、単に「Ｖｔｏｎｅｒ」ともいう。）との電位差である差分電位ΔＶ（＝｜Ｖｄｃ−Ｖｔｏｎｅｒ｜）が生じる。
【００１２】
このとき、特許文献１に開示される方法では、帯電電位、露光強度、現像バイアスを変更し、図２９（ｃ）に示すように使用初期のトナー載り量になるようにＶｃｏｎｔを制御している。しかし、図２９（ｃ）では、図２９（ｂ）と比較してトナー載り量は増加しているが、差分電位ΔＶは存在したままである。
【００１３】
ここで、差分電位ΔＶは、現像剤の劣化に応じて、増加する傾向がある。これは、現像剤の劣化に応じて、トナー載り量を増加させるために必要なＶｃｏｎｔが増加するためである。このような差分電位ΔＶが存在すると、「白抜け」と呼ばれる画像不良が発生することが知られている。
【００１４】
図３０は、画像進行方向において、まず中間調画像（以下「ＨＴ画像」ともいう。）を形成し、その直後にベタ画像（以下「ＨＤ画像」ともいう。）を形成する信号が入力された際の出力画像の模式図である。図３０（ａ）は、現像装置の使用初期における出力画像、図３０（ｂ）は現像装置の使用量が増加した後の出力画像である。
【００１５】
「白抜け」とは、図３０（ｂ）に示すような、ＨＴ画像とＨＤ画像との境界部において画像濃度が減少する画像不良を指す。次に、「白抜け」が発生する理由を説明する。
【００１６】
図３１は、「白抜け」の発生メカニズムを説明するための模式図である。図３１では、感光体と現像スリーブとが対向部で同方向に移動する構成において、感光体の進行方向の先頭にＨＴ画像、その直後にＨＤ画像が形成される場合を示す。この場合、ＨＤ画像部のＶｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合が大きいと、「白抜け」が発生する。その理由は、次のように考えられる。すなわち、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶが大きい場合には、ベタ部への現像に余力を残している。そのため、ＨＴ画像部とＨＤ画像部との電位差により発生する電界に従い、ＨＴ画像部に付着すべきトナーがＨＤ画像部へ付着してしまい、ＨＴ画像部（中間調画像部）におけるＨＤ画像部（ベタ画像部）との境界付近のトナー濃度が減少する。これにより「白抜け」が発生する。
【００１７】
このため、「白抜け」を改善するためには、ＨＤ画像部におけるＶｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を小さくすることが求められる。
【００１８】
一方、特許文献１に開示される方法では、図２９で説明したように、現像装置の使用量が増加（画像形成枚数が増加）した場合、画像濃度は安定しても、ＨＤ画像部におけるＶｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合が大きい。そのため、「白抜け」は改善せずに、画質が安定しない。また、特許文献１に開示される方法では、光学濃度測定手段で現像後のトナー像の反射光量を検知し、検知した反射光量からトナー濃度に変換している。そのため、トナー濃度の変動は検知できるが、そのときの「白抜け」のレベル、或いはその白抜けレベルを決定するＶｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合は検知できない。
【００１９】
一方、特許文献２に開示される方法では、電位センサで現像後のトナー像の表面電位を検知する。このように電位センサを用いることで、差分電位ΔＶ（＝｜Ｖｄｃ−Ｖｔｏｎｅｒ｜）を算出することができる。しかし、特許文献２に開示される方法では、制御対象が現像器内のトナー濃度やＶｃｏｎｔである。このため、特許文献１に開示される方法と同様に、実質的には、差分電位ΔＶを減少させることができず、「白抜け」が改善せずに、画質が安定しない場合がある。
【００２０】
したがって、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、白抜けレベルに応じて、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させることが求められる。
【００２１】
ここで、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させる方法として、特許文献３に開示されるように、現像スリーブの回転速度を上げてトナーをより多く現像部に搬送し、トナー載り量を増加させる方法がある。しかし、現像スリーブの回転速度を上げると、現像剤の搬送速度が速くなるため、現像スリーブ上の現像剤の量を規制する規制ブレードを現像剤が通過する回数が増加し、規制ブレードで圧縮されることによる現像剤の劣化を促進してしまうことがある。そのため、現像剤の劣化などの影響で差分電位ΔＶが増加してしまう上述のような課題に対する対策としては好ましくなく、さらに現像剤の劣化を促進しやすくすることになる。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、現像剤の劣化を抑制しながら、白抜け画像を有効的に抑制可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様は、静電像が形成される像担持体と、回転可能であり、トナーとキャリアとを備えた現像剤を担持して搬送し現像領域で前記像担持体上の静電像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の中空部に固定配置され、前記現像剤担持体の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材と、前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域に対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材と、前記導電性部材に電圧を印加する電源と、前記像担持体上の電位を検知する電位検知装置と、前記像担持体上に形成された所定の潜像パターンの現像前及び現像後の電位情報に基づいて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
本発明の第２の態様は、静電像が形成される像担持体と、回転可能であり、トナーとキャリアとを備えた現像剤を担持して搬送し現像領域で前記像担持体上の静電像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の中空部に固定配置され、前記現像剤担持体の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材と、前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域に対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材と、前記導電性部材に電圧を印加する電源と、前記像担持体上に形成された画像の濃度を検知する画像濃度検知装置と、前記画像濃度検知装置の検知結果に基づいて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
本発明の第３の態様は、静電像が形成される像担持体と、回転可能であり、トナーとキャリアとを備えた現像剤を担持して搬送し現像領域で前記像担持体上の静電像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の中空部に固定配置され、前記現像剤担持体の周方向において複数の磁極を有する磁界発生部材と、前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域に対応する磁極から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置された導電性部材と、前記導電性部材に電圧を印加する電源と、画像出力枚数と相関する情報に基づいて、前記電源が前記導電性部材に印加する電圧を制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、白抜けレベルに応じて、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させて、安定した画質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例における現像装置の模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例における導電性部材に印加する電圧の変更制御のフローチャート図である。
【図４】本発明の一実施例における導電性部材に印加する電圧の変更制御の他の例のフローチャート図である。
【図５】潜像の電位に対する現像後の電位を示す説明図である。
【図６】導電性部材に印加する電圧とトナー載り量との関係を示すグラフ図である。
【図７】導電性部材に印加する電圧とΔＶ／Ｖｃｏｎｔとの関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明の一実施例における現像スリーブ上の現像剤の挙動を示す模式図である。
【図９】感光体と現像スリーブとの間の空間電位分布をシミュレートする解析結果を示す図である。
【図１０】導電性部材の他の形態を説明するための現像装置の模式的な断面図である。
【図１１】導電性部材の他の形態を説明するための現像装置の模式的な断面図である。
【図１２】導電性部材の他の形態を説明するための現像装置の模式的な断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図１４】本発明の他の実施例における導電性部材に印加する電圧の変更制御のフローチャート図である。
【図１５】本発明の他の実施例における導電性部材に印加する電圧の変更制御の他の例のフローチャート図である。
【図１６】初期値と試験用画像の検知結果との差分による白抜け面積の算出方法を説明するためのグラフ図である。
【図１７】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図１８】本発明の更に他の実施例における導電性部材に印加する電圧の変更制御のフローチャート図である。
【図１９】Ｔ／Ｄ比とインダクタンスセンサの出力値との関係を示すグラフ図である。
【図２０】画像出力枚数とＴ／Ｄ比との関係を示すグラフ図である。
【図２１】画像出力枚数に対するＴ／Ｄ比の傾きの推移を示すグラフ図である。
【図２２】画像出力枚数と導電性部材に印加する電圧との関係を示すグラフ図である。
【図２３】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２４】本発明の更に他の実施例における導電性部材に印加する電圧の変更制御のフローチャート図である。
【図２５】Ｔ／Ｄ比と光センサの出力との関係を示すグラフ図である。
【図２６】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２７】本発明の更に他の実施例における操作部の表示例を示す模式図である。
【図２８】操作部により入力する指数と導電性部材に印加する電圧との関係を示すグラフ図である。
【図２９】従来の課題を説明するための説明図である。
【図３０】白抜けを説明するための模式図である。
【図３１】白抜けのメカニズムを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２９】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。
【００３０】
画像形成装置１００は、像担持体としての円筒状（ドラム型）の電子写真感光体（感光体）１を有する。感光体１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としての帯電装置２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、転写装置としての中間転写ユニット５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としての感光体クリーナ６が配置されている。
【００３１】
中間転写ユニット５は、中間転写体としての無端状のベルトである中間転写ベルト５１を有する。中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、二次転写対向ローラ５３、従動ローラ５４に張設されている。中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２に回転駆動力が伝達されることで、図中矢印Ｒ２方向に感光体１の速度（周速）とほぼ同じ速度（周速）で回転（循環移動）する。中間転写ベルト５１の内周面側において、感光体１と対向する位置には、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５５が配置されている。一次転写ローラ５５は、中間転写ベルト５１を介して感光体１に押圧されており、中間転写ベルト５１と感光体１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｔ１が形成されている。中間転写ベルト５１の外周面側において、二次転写対向ローラ５３と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ５６が配置されている。二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１を介して二次転写対向ローラ５３に押圧されており、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５６とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｔ２が形成されている。
【００３２】
また、画像形成装置１００には、転写材Ｐを二次転写部Ｔ２へと供給する転写材供給装置（図示せず）、転写材Ｐにトナー像を定着させる定着手段としての定着装置１０などが設けられている。
【００３３】
画像形成時には、回転する感光体１の表面が、帯電装置２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電した感光体１の表面は、露光装置３によって画像情報に応じて走査露光される。これにより、感光体１の表面に露光画像パターンに対応した静電潜像（静電像）が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、後述する現像装置４の現像スリーブ４１と感光体１とが対向する現像領域（現像部）Ｄにおいて、現像装置４によってトナー像として現像される。現像装置４は、現像スリーブ４１上に現像剤による磁気穂を形成し、この磁気穂を現像領域Ｄに搬送する。そして、現像領域Ｄにおいて、磁気穂を感光体１の表面に摺擦させると共に、現像スリーブ４１に現像バイアスを印加することにより、現像剤中のトナーを感光体１上の静電潜像の画像部に供給して、静電潜像を現像する。なお、現像剤の磁気穂を感光体１に接触させずに近接させて、磁気穂から静電潜像にトナーを転移させる構成であってもよい。また、本実施例では、現像装置４は、像担持体上の静電潜像を反転現像方式により現像する。すなわち、一様に帯電処理された後に露光によって電位の絶対値が低下した感光体１上の画像部（露光部）に、感光体１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを付着させることで、静電潜像をトナー像として現像する。現像装置４の構成及び動作については、後述して更に詳しく説明する。
【００３４】
感光体１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ５５の作用により、感光体１の速度（周速）と略等速で移動する中間転写ベルト５１上に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５５には、一次転写電源（図示せず）から現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性で所定の電位の一次転写バイアスが印加される。中間転写ベルト５１上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ５６の作用により、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５６とに挟持されて搬送される転写材Ｐ上に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ５６には、二次転写電源（図示せず）から現像時のトナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の二次転写バイアスが印加される。転写材Ｐは、中間転写ベルト５１上のトナー像と同期がとられて転写材供給装置によって二次転写部Ｔ２まで搬送されてくる。
【００３５】
トナー像が転写された転写材Ｐは、中間転写ベルト５１から分離されて定着装置１０へと搬送される。転写材Ｐは、定着装置１０において加熱ローラ１１と加圧ローラ１２とによって挟持されて搬送される過程で加熱及び加圧され、その上にトナー像が固着画像として定着される。トナー像が定着された転写材Ｐは、その後最終的な画像出力物として画像形成装置１００の装置本体の外部に排出される。
【００３６】
また、一次転写工程後に中間転写ベルト５１に転写されずに感光体１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、感光体クリーナ６によって感光体１上から除去されて回収される。これにより、感光体１は、繰り返し画像形成に供される。さらに、二次転写工程後に転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５１上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段（図示せず）によって中間転写ベルト５１上から除去されて回収される。これにより、中間転写ベルト５１は、繰り返し画像形成に供される。
【００３７】
なお、画像形成装置１００は、上述の感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５５、感光体クリーナ６などからなる画像形成手段を複数組有し、カラー画像の形成が可能とされていてよい。例えば、複数の画像形成手段としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成部が中間転写ベルト５１の被画像転写面の移動方向に沿って配置されていてよい。この場合、例えばフルカラー画像の形成時には、各画像形成部で各感光体１上に形成された各色のトナー像が、各一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト５１上に重ね合わせるようにして一次転写される。その後、中間転写ベルト５１上のカラー画像用の多重トナー像は、二次転写部Ｔ２において転写材Ｐ上に一括して二次転写される。
【００３８】
本実施例では、感光体１として、導電性基体上にａ−Ｓｉ感光層を形成した、回転可能な円筒状のａ−Ｓｉ感光体１を用いた。感光体１は、駆動手段としての駆動用モーター（図示せず）により、図中矢印Ｒ１方向に所定の速度（周速）で回転駆動され。また、本実施例では、感光体１は、帯電装置２によって、−４８０Ｖに帯電させられる。
【００３９】
本実施例では、帯電装置２は、磁気ブラシ帯電方式のものである。磁気ブラシ帯電方式の帯電装置は、回転可能な円筒状の帯電スリーブと、その内部に配置されるマグネットローラとを有して構成される。帯電スリーブは、その表面に形成された磁性体粒子の穂立ち（帯電磁気ブラシ）を搬送しながら、感光体１の表面に接触させる。そして、この帯電スリーブに所定の帯電バイアスが印加されることで、感光体１の表面は典型的には注入帯電方式で帯電させられる。磁気ブラシ帯電方式の帯電装置を用いることにより、放電生成物による画像流れやミクロな帯電ムラを大幅に改善することができる。
【００４０】
露光装置３としては、原稿画像を投影するアナログ露光装置と、レーザースキャナやＬＥＤアレイなどのデジタル露光装置とがあるが、本実施例ではデジタル露光装置、特に、レーザースキャナを用いた。
【００４１】
２．制御態様
画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００に設けられた制御部１１０が統括的に制御する。制御部１１０は、制御手段としてのＣＰＵ１１１、記憶手段としてのＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３などを有する。そして、制御部１１０は、ＣＰＵ１１１において、ＲＯＭ１１２に格納され、必要に応じてＲＡＭ１１３に読み出されたプログラムやデータに従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。
【００４２】
制御部１１０は、画像形成装置１００に入力された画像情報に応じて画像を出力する画像形成動作を制御すると共に、特に本実施例との関係では、後述する導電部材７に印加する電圧Ｖｐを変更するための動作を制御する。すなわち、本実施例では、詳しくは後述するように、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、後述するトナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する変更手段として機能する。
【００４３】
３．現像装置
次に、本実施例の現像装置４の構成について更に詳しく説明する。図２は、本実施例の現像装置４の一例の構成を示す模式的な断面図である。
【００４４】
現像装置４は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての回転可能な円筒状の現像スリーブ４１を有する。また、現像装置４は、現像スリーブ４１の内部（中空部）に固定配置された、磁界発生手段としての磁界発生部材である円柱状の永久磁石で構成されたマグネットローラ４２を有する。これら現像スリーブ４１とマグネットローラ４２とで、現像領域Ｄに現像剤を供給する現像部材４３が構成される。現像スリーブ４１は、感光体１との間に所定の間隔（空隙）をあけるように感光体１に対向して配置されている。また、本実施例では、現像スリーブ４１は、現像スリーブ４１と感光体１との間の最近接距離が３００μｍとなるように配置されている。
【００４５】
ここで、現像スリーブ４１の長手方向（回転軸線方向）は、感光体１の長手方向（回転軸線方向）と略平行である。また、マグネットローラ４２は、現像スリーブ４１の内周面との間に所定の間隔（空隙）を開けるようにして、現像スリーブ４１と略同心的に配置されており、現像スリーブ４１の長手方向（回転軸線方向）の略全域に渡って延在する。
【００４６】
また、現像装置４は、トナーとキャリアとを備えた二成分現像剤を収容する現像容器４６を有する。現像容器４６には、感光体１と対向する位置に開口部４６ａが設けられており、この開口部４６ａから一部が露出するようにして現像スリーブ４１が配置されている。本実施例では、現像スリーブ４１は現像容器４６に回転可能に支持され、一方マグネットローラ４２は現像容器４６に固定されている。また、現像容器４６の内部には、現像剤を攪拌すると共に現像スリーブ４１に向けて搬送する、攪拌搬送部材としてのスクリュー４５が配置されている。
【００４７】
また、現像スリーブ４１の回転方向（図中矢印Ｒ３方向）において開口部４６ａの上流側の現像容器４６の縁部に位置して、現像剤規制部材としての規制ブレード４４が配置されている。規制ブレード４４は、現像スリーブ４１との間に所定の間隔（空隙）をあけるように現像スリーブ４１に対向して配置されている。また、規制ブレード４４は、現像スリーブ４１の長手方向（回転軸線方向）の略全域に渡って対向するように延在する。
【００４８】
さらに、現像スリーブ４１の回転方向（図中矢印Ｒ３方向）において規制ブレード４４より下流、かつ、現像領域Ｄより上流に、導電性部材７が配置されている。導電性部材７は、現像スリーブ４１との間に所定の間隔（空隙）をあけるように現像スリーブ４１と対向して配置されている。また、導電性部材７は、現像スリーブ４１の長手方向（回転軸線方向）の略全域に渡って対向するように延在する。
【００４９】
現像スリーブ４１には、現像バイアス（現像電圧）を印加するための現像バイアス印加手段としての現像電源（発信装置）８が接続されている。現像電源８は、波形信号発振器８１と、波形信号発振器８１により発生した信号を増幅して現像スリーブ４１に現像バイアスを印加する高圧電源８２と、を有する。
【００５０】
より具体的には、本実施例では、現像バイアスとして、Ｖｄｃが−３３０Ｖ（Ｖｃｏｎｔ＝２００Ｖ）に、周波数６ｋＨｚ、ピーク間電圧１．５ｋＶの矩形波を重畳した振動電圧を用いた。本発明者らの検討によると、現像バイアスの交流成分のピーク間電圧は、０．７ｋＶ〜１．８ｋＶであることが好ましい。現像バイアスの交流成分のピーク間電圧が１．８ｋＶより大きいと、放電跡が発生し易い。放電跡とは、ピーク間電圧が大きいことにより、現像領域に強い電界がかかり、現像装置４内に取り込まれた低い電気抵抗の材料などを介して放電を誘発し、感光体１の層の一部が絶縁破壊されることにより生じる感光体１の傷である。上記低い電気抵抗の材料とは、例えば現像スリーブ４１の削り粉などである。一方、現像バイアスの交流成分のピーク間電圧が０．７ｋＶより小さいと、感光体１上でトナーの再配置が行われ難くなるために、急激に画像均一性が低下し易い。また、現像バイアスの交流成分の周波数は４ｋＨｚ〜１２ｋＨｚであることが好ましい。現像バイアスの交流成分の周波数１２ｋＨｚより大きいと、現像バイアスの極性の変化にトナーが追従し難くなり、文字再現性の低下や画像均一性の低下などを引き起こし易い。一方、現像バイアスの交流成分の周波数が４ｋＨｚより小さいと、現像領域におけるトナーの再配置の回数が減少するために、急激に画像均一性が低下し易い。なお、現像バイアスの波形は、矩形波に限定されるものではない。例えば、正弦波などの他の波形であってもよい。
【００５１】
本実施例では、現像スリーブ４１は、図中矢印Ｒ３方向へ回転駆動される。すなわち、現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ４１の表面の移動方向と感光体１の表面の移動方向は同方向である。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ４１の表面と感光体１の表面とが逆方向に移動するように現像スリーブ４１及び感光体１が回転駆動される構成としてもよい。
【００５２】
なお、現像領域Ｄとは、感光体１及び現像スリーブ４１のそれぞれの表面の移動方向における、静電潜像の現像に寄与する領域である。より詳細には、現像領域Ｄとは、現像スリーブ４１及び感光体１の回転を止めた状態で現像を行った際にトナーの転移が生じ得る、感光体１上の領域及び対応する現像スリーブ４１上の領域を指す。
【００５３】
本実施例では、マグネットローラ４２は、その周方向に、複数の磁極として、磁極Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３、Ｎ１を有する。これら磁極Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３、Ｎ１は、現像スリーブ４１の回転方向とは逆方向（現像領域Ｄを現像剤が通過する方向とは逆方向）にこの順番で配置されている。
【００５４】
なお、磁極名の「Ｓ」は磁石のＳ極であることを示し、「Ｎ」は磁石のＮ極であることを示す。また、本明細書では、理解を容易とするために、マグネットローラ４２上の磁極に対応する現像スリーブ４１上の位置を、単に、現像スリーブ４１上の当該磁極の位置と呼ぶことがある。
【００５５】
本実施例では、磁極Ｓ１は、現像スリーブ４１の周方向において現像領域Ｄに対応する磁極（現像極、現像主極）である。より詳細には、現像領域Ｄに対応する（或いは存在する）磁極とは、次のような磁極である。すなわち、マグネットローラ４２の複数の磁極のうち、現像領域Ｄで現像に供される現像剤の穂立ち（磁気穂）を磁力で現像スリーブ４１上に保持する磁極であって、現像スリーブ４１の周方向において感光体１に最も近い磁極である。換言すれば、現像領域Ｄに対応する磁極は、感光体１に最近接又は接触する現像剤の穂立ちを現像スリーブ４１上に形成する磁極である。本実施例では、現像極Ｓ１により現像スリーブ４１上に形成された現像剤の穂立ちは、現像領域Ｄにおいて感光体１に接触する。なお、磁極が現像剤の穂立ちを現像スリーブ４１上に保持する或いは現像スリーブ４１上に形成するとは、当該磁極が当該現像剤の穂立ちの現像スリーブ４１側の端部（基端部）に隣接していることをいう。
【００５６】
現像スリーブ４１の回転方向において磁極Ｓ１の上流側に隣接して磁極（トナー付勢極）Ｎ２が配置されている。すなわち、トナー付勢極Ｎ２は、現像スリーブ４１の回転方向において現像極Ｓ１の１極上流の磁極である。
【００５７】
本実施例では、トナー付勢極Ｎ２に対向し、かつ、現像スリーブ４１上の磁気穂が接触する位置に、導電性部材７が配置されている。
【００５８】
本実施例では、導電性部材７は、少なくとも現像スリーブ４１の外周面に対向する面（本実施例では全体）が、現像スリーブ４１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た場合に、現像スリーブ４１と略同心円の円弧形状になっている。すなわち、本実施例では、導電性部材７の少なくとも現像スリーブ４１の外周面に対向する面は、現像スリーブ外周面の曲率と略同一の曲率を有する。そして、この導電性部材７は、導電性部材７の現像スリーブ４１側の面と現像スリーブ４１の外周面との間の距離（最近接距離）Ｌが６００μｍになるように配置されている。
【００５９】
なお、本実施例では、導電性部材７は、現像スリーブ４１の回転方向において現像領域Ｄに対応する現像極Ｓ１から１極上流のトナー付勢極Ｎ２に対向する位置に配置したが、これに限定されるものではない。導電性部材７は、現像スリーブ４１の回転方向において現像領域Ｄに対応する現像極Ｓ１から奇数極上流の所定の磁極に対向する位置に配置すればよい。理由については後述する。
【００６０】
導電性部材７には、後述するトナー付勢バイアス（トナー付勢電圧）（以下、単に「Ｖｐ」ともいう。）を印加するためのトナー付勢バイアス印加手段としてのトナー付勢電源（発信装置）９が接続されている。トナー付勢電源９は、波形信号発振器９１と、波形信号発振器９１により発生した信号を増幅して導電性部材７にトナー付勢バイアスを印加する高圧電源９２と、を有する。
【００６１】
より具体的には、本実施例では、トナー付勢バイアスとして、ＤＣ電圧を用いた。ただし、本発明は、これに限定されるものではない。トナー付勢バイアスについて詳しくは後述する。
【００６２】
また、本実施例では、現像スリーブ４１の回転方向においてトナー付勢極Ｎ２の上流側に隣接して磁極（規制極）Ｓ２が配置されている。すなわち、規制極Ｓ２は、現像スリーブ４１の回転方向において現像極Ｓ１の２極上流の磁極である。本実施例では、この規制極Ｓ２に対向し、かつ、現像スリーブ４１上の磁気穂が接触する位置に、規制ブレード４４が配置されている。規制ブレード４４は、磁極Ｓ２による磁力と協働して現像スリーブ４１上の現像剤の層厚を規制する。
【００６３】
ここで、磁極に対向しているとは、当該磁極の法線方向の磁束密度のピーク位置を通るマグネットローラ４２の半径方向の直線上に位置している場合だけではなく、同直線上よりも現像スリーブ４１の回転方向の上流側、下流側にずれて位置している場合も含む。概略、当該磁極による磁力によって現像スリーブ４１上で立ち上がった（完全に立ち上がる前のものも含む）磁気穂の先端（現像スリーブ４１の半径方向外側）を通るマグネットローラ４２の半径方向の直線上に位置していればよい。典型的には、当該磁極の法線方向の磁束密度のピーク位置を通るマグネットローラ４２の半径方向の直線を基準として、マグネットローラ４２の周方向に±３０°程度の範囲に位置していることが想定される。
【００６４】
また、本実施例では、現像スリーブ４１の回転方向において規制極Ｓ２の上流側に隣接して磁極Ｎ３が配置され、その磁極Ｎ３の上流側に隣接して磁極Ｎ１が配置されている。磁極Ｎ３において、現像スリーブ４１上に現像剤が汲み上げられる。また、磁極Ｎ３、Ｎ１は隣接する反発磁極であり、現像スリーブ４１上の現像剤は、これら磁極Ｎ３、Ｎ１間で現像スリーブ４１上から剥離されて、現像容器４６の内部の現像剤と混合される。
【００６５】
また、本実施例では、現像工程後のトナー像の白抜けレベルを検知するための白抜け検知手段として、感光体１上の電位を検知する電位検知手段としての電位検知装置（表面電位計）である現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２を設置した（図１）。現像後電位センサ１２１は、感光体１の表面の移動方向において現像領域Ｄの下流側で感光体１上のトナー像の表面電位を計測できるように、本実施例では現像装置４の下部に取り付けた。現像前電位センサ１２２は、感光体１の表面の移動方向において現像領域Ｄの上流側で感光体１の表面電位を計測できるように、本実施例では現像装置４の上部に取り付けた。
【００６６】
現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２により、白抜けレベルを決定するＶｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を検知することができる。これらの現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２は、後述するＶｐを変更する制御に用いられる。
【００６７】
なお、マグネットローラ４２の磁極の配置は、図２に示す例に限定されるものではない。以下更に詳しく説明する本発明の要件を備えていれば、マグネットローラ４２の具体的な磁極の配置は適宜変更することができる。
【００６８】
４．Ｖｐ変更制御
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施例におけるＶｐを変更する制御について説明する。
【００６９】
本実施例では、ＣＰＵ１１１は、通常の画像形成待機中で、かつ、現像装置４の使用履歴情報としての画像形成枚数が所定の画像形成枚数を超えた場合に、Ｖｐを変更する制御を開始する（Ｓ１０１）。なお、現像装置４の使用履歴情報は、画像形成枚数に限定されるものではなく、現像装置４の駆動時間（現像スリーブの回転時間）や駆動量（現像スリーブの回転数）など、現像装置４、より詳細には現像剤の使用量と相関する情報であればよい。
【００７０】
まず、ＣＰＵ１１１は、感光体１上に試験用画像としての所定の画像パターン（以下「差分電位計測用画像」ともいう。）を形成させる（Ｓ１０２）。すなわち、ＣＰＵ１１１は、所定の画像パターンの潜像（潜像パターン）を形成させた後、これをトナーで現像させる。本実施例では、この画像パターンとして、ベタ画像（最大濃度レベルの画像）を用いた。この画像パターンは、感光体１の長手方向（回転軸線方向）における画像形成可能範囲内に、現像前電位センサ１２２、現像後電位センサ１２１による検知に適した任意の大きさで形成することができる。ここで、Ｖｄｃなどの画像形成条件は、予め制御部１１０のＲＯＭ１１２に記憶されている設定値を用いる。
【００７１】
次に、ＣＰＵ１１１は、差分電位計測用画像について、現像前電位センサ１２２を用いて現像前の感光体１の露光部電位（ＶＬ）を計測すると共に、現像後電位センサ１２１を用いて現像後のトナー像の表面電位（Ｖｔｏｎｅｒ）を計測する（Ｓ１０３）。
【００７２】
次に、ＣＰＵ１１１は、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合（ΔＶ／Ｖｃｏｎｔ）を算出する（Ｓ１０４）。より具体的には、Ｓ１０３で計測した差分電位計測用画像の現像前の露光部電位（ＶＬ）と、現像後のトナー像の表面電位（Ｖｔｏｎｅｒ）と、予めＲＯＭ１１２に記憶されているＶｄｃとから、次式（１）を用いて、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔを算出する。
ΔＶ／Ｖｃｏｎｔ
＝（｜Ｖｄｃ−Ｖｔｏｎｅｒ｜）／（｜Ｖｄｃ−ＶＬ｜）  ・・・（１）
【００７３】
次に、ＣＰＵ１１１は、上記式（１）により算出されるΔＶ／Ｖｃｏｎｔの値が０．１より大きいか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【００７４】
ＣＰＵ１１１は、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの値が０．１以下であると判定した場合は（Ｓ１０５で“ＮＯ”）、導電性部材７に印加するＶｐの変更は行わず、前設定値を用いることを決定して、処理を終了する（Ｓ１０７）。
【００７５】
一方、ＣＰＵ１１１は、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの値が０．１より大きいと判定した場合は（Ｓ１０５で“ＹＥＳ”）、後述するテーブル（図７）に従い所望の値にＶｐを変更する（Ｓ１０６）。その後、ＣＰＵ１１１は、処理を終了する（Ｓ１０７）。
【００７６】
なお、別法として、図４に示すように、Ｓ１０６においてＶｐを変更した後に、再びＳ１０２に戻り、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの算出及びＶｐの変更をする過程を、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔが０．１以下と判定されるまで繰り返し行ってもよい。この場合、Ｓ１０６では、予め設定された所定の変更幅でＶｐを変更する（典型的には現像時のトナーの帯電極性側に高くする）ことができる。これにより、より正確にＶｐを所望の値に決定することができる。なお、図４において、図３のものと同じ又は対応する処理には同じステップ番号を付している。また、前述のΔＶ／Ｖｃｏｎｔの制御に加えて、従来の画像濃度の制御を行うと更に好ましい。つまり、所望の値にＶｐを変更（図４のＳ１０６）後に、所定画像パターンを形成（図４のＳ１０２）し、前述のΔＶ／Ｖｃｏｎｔの計測に加えて、従来の画像濃度検知手法により、画像濃度を計測する。従来の画像濃度検知手法としては、光パッチセンサを利用したパッチ検知方式ＡＴＲなどがある。パッチ検知方式ＡＴＲとは、感光体又は中間転写ベルトなどの被転写体上に形成した所定の画像パターンのトナー像であるパッチ画像の濃度を光パッチセンサにより検知する手法である。前述の計測により、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの値が０．１以下であり、且つ所望の画像濃度範囲内と判定した場合は、これ以上の設定変更を行わず、処理を終了する。一方、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの値が０．１以下であるが、所望の画像濃度範囲外と判定した場合は、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの値が０．１より大きくならない範囲内でＶｐを調整し、画像濃度の制御を行う。ここで、画像濃度を制御するために、従来の画像濃度制御手法を用いても構わない。従来の画像濃度制御手法としては、例えば、トナー補給や吐き出しにより、現像剤のトナー濃度を調整し、トナーの電荷量（トリボ）を可変とすることにより、画像濃度を調整する手法がある。ここで、現像剤のトナー濃度とは、トナーとキャリアとを含む現像剤の全体の重量に対するトナーの重量比（以下「Ｔ／Ｄ比」ともいう。）である。また、感光体や現像バイアスの電位設定を変更してＶｃｏｎｔを調整し、画像濃度を調整する手法を用いても構わない。
【００７７】
次に、本実施例では、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの閾値を０．１としたが、その理由について説明する。
【００７８】
閾値を求めるために、Ｖｃｏｎｔのみを可変として、図３０を参照して説明したＨＴ画像（中間調画像）の直後にＨＤ画像（ベタ画像）のある「白抜け」の評価用の画像を出力した。このとき用いた現像剤は、未使用の現像剤（初期剤）と、連続画像形成後（１ｋ枚）の現像剤（耐久剤）である。それぞれ算出されたΔＶ／Ｖｃｏｎｔに対し、出力された画像における「白抜け」の目視評価結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2014199431.tif 000003
【００８０】
目視評価は、許容レベルを「○」、不良レベルを「×」とした。表１に示すとおり、「白抜け」は、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔが０．１より大きい場合に不良レベル、０．１以下の場合に許容レベルであることが確認された。以上より、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの閾値を０．１とした。
【００８１】
なお、画像形成装置の構成（製品スペックなど）により、「白抜け」の許容レベルは異なるため、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの閾値は０．１に限定されるものではない。
【００８２】
以上の処理により制御終了となり、変更したＶｐを用いて通常の画像形成工程が実行される。この動作を繰り返すことにより、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させて、白抜けを改善することができる。したがって、長期間の画像形成において、「白抜け」が改善された安定した画質を得ることができる。より詳細なメカニズムについては後述して詳細について説明する。
【００８３】
５．メカニズム
次に、本実施例における導電性部材７に印加するＶｐの変更方法について更に詳細に説明する。
【００８４】
図５（ａ）は、図３の制御フローのＳ１０５においてΔＶ／Ｖｃｏｎｔが０．１以下と判定されたとき、図５（ｂ）は０．１より大きいと判定されたときの、潜像の電位に対する現像後の電位を示す模式図である。
【００８５】
現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加したときは、図５（ｂ）に示すような状態になっている。すなわち、図２９（ｂ）を参照して説明したように、トナー載り量が低下し、Ｖｃｏｎｔ分の電位を埋めきれずに、差分電位ΔＶが生じた状態である。このような状態の場合に、Ｖｃｏｎｔを上昇させれば、所望のトナー載り量を得ることができるが、前述したようにこの方法ではΔＶ／Ｖｃｏｎｔが大きいため、「白抜け」が改善しない。
【００８６】
そこで、本実施例では、図５（ｂ）に示すような状態になった場合に、導電性部材７に印加するＶｐを変更する。この導電性部材７は、現像スリーブ４１の回転方向において現像領域Ｄに対応する現像極Ｓ１から奇数極上流のトナー付勢極Ｎ２に対向し、かつ、磁気穂と接触する位置に配置されていることが重要である。この点については後述する。これにより、トナー載り量が増加し、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔを小さくすることができる。
【００８７】
図６は、Ｖｃｏｎｔを固定した条件における、Ｖｐ（絶対値）と、現像後の感光体１上のトナー像のトナー載り量との関係を示す。また、図７は、Ｖｃｏｎｔを固定した条件における、Ｖｐ（絶対値）と、算出されるΔＶ／Ｖｃｏｎｔとの関係を示す。
【００８８】
なお、図７は、Ｖｐを決定する際に必要なテーブルとして、ＲＯＭ１１２に記憶され、図３のフローのＳ１０６において用いられる。ＣＰＵ１１１は、このテーブルに基づいて、現在のΔＶ／Ｖｃｏｎｔを０．１以下にするのに必要なＶｐを求め、後続の画像形成時にそのＶｐを導電性部材７に印加することを決定する。例えば、現在のΔＶ／Ｖｃｏｎｔと、予め設定された０．１以下の所定のΔＶ／Ｖｃｏｎｔ（基準値）との差分を求める。また、図７に示すようなΔＶ／ＶｃｏｎｔとＶｐとの関係（例えば傾きに係る情報）に基づいて、上記差分だけΔＶ／Ｖｃｏｎｔを変更するのに必要なＶｐの変更量を求める。そして、求めた変化量分だけＶｐを変更する。
【００８９】
つまり、本実施例では、画像形成装置１００は、白抜け検知手段として、像担持体上に形成された所定の画像の現像前と現像後の電位を検知する電位検知装置１２１、１２２を有する。また、本実施例では、画像形成装置１００は、電位検知装置１２１、１２２の検知結果に基づいて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を制御する制御部１１０を有する。制御部１１０は、感光体１上に形成された所定の潜像パターンの現像前及び現像後の電位情報に基づいて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を制御する。そして、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、現像コントラストＶｃｏｎｔに対する、差分電位ΔＶの割合（ΔＶ／Ｖｃｏｎｔ）に応じて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する。Ｖｃｏｎｔは、現像剤担持体に印加される現像電圧の直流成分の電位と電位検知装置１２２により検知された上記所定の画像の現像前の電位との電位差である。また、差分電位ΔＶは、現像電圧の直流成分の電位と電位検知装置１２１により検知された上記所定の画像の現像後の電位との電位差である。より詳細には、本実施例では、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、上記割合が所定値より大きい場合に、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する。典型的には、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、上記テーブルなどを用いて、上記割合が大きいほど、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を、現像時のトナーの帯電極性側に高くする。
【００９０】
図６において、Ｖｐ（絶対値）がＶｄｃ（絶対値）より大きい条件では、導電性部材７を設けない条件よりもトナー載り量を増加させることができる。すなわち、Ｖｐの直流成分の電位が、現像バイアスの直流成分の電位よりも、現像時のトナーの帯電極性（本実施例では負極性）側に高い条件では、導電性部材７を設けない条件よりもトナー載り量を増加させることができる。その結果、図７に示すように、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔを小さくすることができる。
【００９１】
上述のような作用が発揮される理由について図８を参照して説明する。図８は、本実施例における現像スリーブ４１上の規制極Ｓ２の位置から現像極Ｓ１の位置までの現像剤の挙動を、現像スリーブ４１の表面の移動方向に展開して模式的に示す。
【００９２】
トナーｔとキャリアｃとを備えた現像剤（二成分現像剤）は、現像スリーブ４１が図中矢印Ｒ３の方向へ回転することにより、現像スリーブ４１と、磁極Ｓ２に対向する位置に配置された規制ブレード４４との隙間へと搬送される。そして、現像スリーブ４１上の現像剤は、現像スリーブ４１が更に回転することにより、現像スリーブ４１と規制ブレード４４との隙間において層厚の規制を受け、所望の量の現像剤が現像スリーブ４１上にコートされる（Ｐ１０１）。
【００９３】
その後、層厚の規制を受けた現像スリーブ４１上の現像剤は、現像スリーブ４１が更に回転することにより、磁極Ｎ２に対向する位置に配置された導電性部材７と現像スリーブ４１との間に搬送される（Ｐ１０２）。このとき、本実施例では、磁極Ｎ２の磁力により現像スリーブ４１の表面から立ち上がった磁気穂Ｍが、導電性部材７と接触する。
【００９４】
ここで、本実施例では、少なくとも画像形成時には、導電性部材７に接触した現像スリーブ４１上の磁気穂Ｍ中のトナーｔを、導電性部材７側から現像スリーブ４１側へと移動させるように、現像スリーブ４１と導電性部材７との間に電位差が形成される。すなわち、そのような電位差が、現像電源８から現像バイアスが印加されている現像スリーブ４１との間で形成されるように、トナー付勢電源９から導電性部材７にトナー付勢バイアスが印加される。より具体的には、導電性部材７には、現像時のトナーの帯電極性（本実施例では負極性）と同極性で絶対値がＶｄｃより大きいＶｐが印加される。そのため、導電性部材７と現像スリーブ４１との間には、トナーｔが導電性部材７側から現像スリーブ４１側へ移動するような電界Ｅ１が形成される。その結果、この電界Ｅ１の作用を受けて、導電性部材７の近傍のトナーｔは現像スリーブ４１の近傍へと移動する（Ｐ１０３）。
【００９５】
その後、現像スリーブ４１上の磁気穂Ｍは、現像スリーブ４１が更に回転することにより、導電性部材７と現像スリーブ４１との間から搬送される（Ｐ１０４）。そして、磁極Ｓ１の位置に近付くに伴い、磁極Ｎ２と磁極Ｓ１との間の１極分で図中上下が反転（半回転）する（Ｐ１０５）。これは、磁気穂Ｍが、現像スリーブ４１の移動に伴い磁極Ｎ２の磁力線に沿って倒れ込み、次いで磁極Ｓ１の磁力線に沿って再び立ち上がるからである。この際、磁気穂Ｍは、磁極により近い側を基端部として、その反対側の先端部が倒れ込み或いは立ち上がるので、現像スリーブ４１上で、現像スリーブ４１の回転方向と同方向の回転運動を行い、図中上下が反転する。ここで、磁気穂Ｍが反転するとは、一連の磁気穂Ｍが厳密に回転することのみを意味するものではない。先の磁極の位置から後の磁極の位置に移動する際に、先の磁極の位置で現像スリーブ４１から遠位の端部側にあった現像剤（キャリアｃ）が近位の端部側に移動する割合がその逆よりも相対的に多ければよい。
【００９６】
このとき、導電性部材７と現像スリーブ４１との間の電界Ｅ１の作用により現像スリーブ４１の近傍に移動した磁気穂Ｍ中のトナーｔは、キャリアｃ上や磁気穂Ｍ間に拘束されることにより、ほぼその移動された状態で保持される。そのため、その磁気穂Ｍ中で現像スリーブ４１の近傍で保持されていたトナーｔは、磁気穂Ｍが反転することによって、今度は感光体１の近傍に配置されることになる。
【００９７】
その後、現像スリーブ４１上の磁気穂Ｍは、現像スリーブ４１が更に回転することにより、現像領域Ｄにおいて、感光体１と現像スリーブ４１との間に配置される。このとき、本実施例では、磁極Ｓ１の磁力により現像スリーブ４１の表面から立ち上がった磁気穂Ｍが、感光体１と接触する。そして、現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ４１上の磁気穂Ｍ中のトナーｔは、感光体１と現像スリーブ４１との間の電界（現像電界）Ｅ２の作用を受けて、現像スリーブ４１側から感光体１側へと移動する（Ｐ１０６）。
【００９８】
以上のように、本実施例では、現像領域Ｄにおいて、感光体１の近傍のトナー量を増加させ、かつ、現像スリーブ４１の近傍のトナー量を減少させることが可能になる。このような状態の現像剤は、次の２つの作用の両方を相乗的に発揮するため、同条件（Ｖｃｏｎｔ）においても、より多くのトナーを感光体１上に移動させることができると考えられる。
（１）現像領域Ｄにおいて、強い現像電界が印加され易い感光体１の近傍のトナー量が増加する
（２）現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ４１の近傍のトナー量が減少することにより、現像剤の電気抵抗が下がり現像電界がより強まる
【００９９】
上記２つの作用について更に説明する。
【０１００】
図９は、平行平板間に誘電体（キャリア）を置いたときの、静電場における空間電位分布の計算結果である。計算は、ラプラス方程式を使用し、数値解析手法として一般的な差分法を用いて行った（第５９回日本画像学界技術講習会「スプレッドシートによるお手軽電界計算」）。
【０１０１】
図９に示すとおり、平行平板間の空間内に誘電体（キャリア）が置かれ、平行平板間に電圧が印加されたとき、周囲の空間よりも誘電率の大きい誘電体（キャリア）の内部では、等電位線の間隔が疎になる。その結果、平板（感光体）と誘電体（キャリア）の先端との間の空間に作られる等電位線の間隔が密になる。つまり、磁気穂に存在するトナーの中では、感光体の近傍のトナーに対し、より強い電界が働くと考えられる。そのような強い電界が作用する部位のトナー量が増加することにより、より多くのトナーを感光体１上に移動させることが可能になると考えられる（上記作用（１））。
【０１０２】
次に、現像スリーブ４１の近傍のトナー量が減少すると、現像剤の電気抵抗は急激に下がる。これは、通常、トナーが磁性キャリアに比べて５桁以上高抵抗であるため、トナー量が現像剤の電気抵抗に大きく影響するためである。現像剤の電気抵抗が下がると、感光体１の近傍の電位は現像スリーブ４１の電位に近付くため、電界強度がより強まる。その結果、より多くのトナーを感光体１上に移動させることが可能になると考えられる（上記作用（２））。
【０１０３】
上記作用（１）（２）を両立するためには、導電性部材７を現像スリーブ４１の回転方向において現像領域Ｄに対応する現像極Ｓ１から奇数極上流のトナー付勢極Ｎ２に対向する位置に配置する。そして、少なくとも画像形成時に、導電性部材７側から現像スリーブ４１側へとトナーを移動させるようにＶｐを印加する。
【０１０４】
このように、本実施例によれば、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を算出し、その算出値に応じて、導電性部材７に印加する電圧を制御する。特に、本実施例では、電位検知装置１２１、１２２によりＶｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を検知し、その割合に応じて導電性部材７に印加する電圧を制御する。これにより、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させて、白抜けを改善することができる。したがって、長期間の画像形成において、「白抜け」が改善された安定した画質を得ることができる。
【０１０５】
ここで、トナーを導電性部材７側から現像スリーブ４１側へと移動させるためには、導電性部材７に、現像時のトナーの帯電極性（本実施例では負極性）と同極性で絶対値がＶｄｃよりも大きいＶｐを印加する。すなわち、トナー付勢バイアスの直流成分の電位を、現像バイアスの直流成分の電位よりも、現像時のトナーの帯電極性側に高くする。本実施例では、トナー付勢バイアスはＤＣ電圧であるが、直流成分と交流成分とを重畳した振動電圧であってもよい。
【０１０６】
本実施例では、現像電源８、トナー付勢電源９などによって、トナー付勢極により現像剤担持体上に形成された現像剤の穂立ち中のトナーを導電性部材側から現像剤担持体側へ移動させる電位差を形成する電位差形成手段が構成される。
【０１０７】
また、少なくとも現像スリーブの回転方向において現像領域に対応する現像極から上流側にトナー付勢極までの磁極は、交互に異極とされる。また、トナー付勢極は、現像スリーブの回転方向において現像領域に対応する現像極から奇数極上流に配置されていれば、現像スリーブの回転に伴い磁気穂が反転を繰り返し、結果的に現像極の位置で感光体の近傍のトナー量を増加することができる。ただし、トナー付勢極の位置で現像スリーブの近傍に移動させられたトナーを極力その状態で保持したまま磁気穂を現像極の位置まで搬送するためには、上記奇数は、好ましくは５以下、より好ましくは３又は１、最も好ましくは１である。一方、トナー付勢極が現像極から偶数極上流に配置されている場合には、トナー付勢極の位置から現像極の位置までの間に磁気穂が反転を繰り返し、現像領域において現像スリーブの近傍のトナー量が増加し、感光体の近傍のトナー量が減少してしまう。
【０１０８】
ところで、上記作用（１）（２）を別々に発揮しても同様の効果は得られない。つまり、上記作用（１）を得るために単純に現像剤中のトナー量を上げると、現像剤の電気抵抗が上がるために、本実施例における上述のような効果は得られない。また、上記作用（２）を得るためにトナー量を下げると、感光体１の近傍のトナー量が足りずに、本実施例における上述のような効果は得られない。
【０１０９】
なお、本実施例では、画像形成待機中にＶｐを変更する制御を実行するシーケンスとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、連続画像形成中の紙間や感光体上の非画像形成部などに所定の画像パターン（差分電位計測用画像）を形成し、Ｖｐを変更する制御を実行することも可能である。典型的には、非画像形成時の任意のタイミングで、Ｖｐを変更する制御を実行することができる。非画像形成時としては、上記画像形成待機時の他、次のものが挙げられる。画像形成装置の電源投入時やスリープモードからの復帰時など所定の準備動作が実行される前多回転動作時がある。又、画像形成開始指示が入力されてから実際に画像情報に応じた画像を書き出すまでに所定の準備動作が実行される前回転動作時がある。又、連続画像形成時の転写材と転写材との間に対応する紙間時がある。又、画像形成が終了した後に所定の整理動作（準備動作）が実行される後回転工程時がある。
【０１１０】
また、本実施例では、現像前電位センサ１２２を用いて現像前の露光部電位（ＶＬ）を計測し、Ｖｃｏｎｔを算出した。すなわち、本実施例では、現像前電位センサ１２２と現像後電位センサ１２１とにより、白抜け検知手段としての、像担持体上に形成された所定の画像の現像前と現像後の電位を検知する電位検知装置が構成される。しかし、例えばＶｃｏｎｔの変化が小さい場合などには、予めＶｃｏｎｔの初期値を記憶手段（本実施例におけるＲＯＭ１１２など）に記憶させておき、この初期値と現像後電位センサ１２１により計測したΔＶとを用いて制御してもよい。この場合、Ｖｃｏｎｔの初期値を記憶したＲＯＭ１１２などの記憶手段と、現像後電位センサ１２１とにより、白抜け検知手段としての、像担持体上に形成された所定の画像の現像前と現像後の電位を検知する電位検知装置が構成される。
【０１１１】
また、本実施例では、導電性部材は、現像スリーブの外周面の曲率と略同じ曲率を有する形状とされているが、本発明はこれに限定されるものではない。典型的には、本実施例と同様に、導電性部材の少なくとも現像スリーブの外周面に対向する面が、現像スリーブの外周面に沿う方向に湾曲される。また、例えば、図１０に示すような円柱形状又は円筒形状の導電性部材７であってもよい。この場合、導電性部材７は、通常、現像スリーブ４１の外径よりも小さい外径を有し、その軸線方向が現像スリーブ４１の回転軸線方向に沿って、典型的には略平行となるように配置される。また、図１１に示すような内部に磁界発生手段としてのマグネットローラ７２が固定配置されている円筒形状の導電性部材７であってもよい。この場合、導電性部材７の内部のマグネットローラ７２の磁極のうち、現像スリーブ４１の内部のマグネットローラ４２に対向する磁極は、該現像スリーブ４１内の対向する磁極とは異極とする。また、図１２に示すように、現像剤規制部材（規制ブレード）４４が導電性部材７の機能を有する構成としても構わない。
【０１１２】
また、本実施例では、導電性部材７は、現像スリーブ４１上の磁気穂Ｍが接触する位置に配置されているが、これに限定されるものではない。磁気穂Ｍ中のトナーｔを現像スリーブ４１側に移動させる電界を作用させ得るのであれば、導電性部材７は該磁気穂Ｍに接触していなくてもよく、該磁気穂Ｍに近接して配置されていてもよい。
【０１１３】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１１４】
図１３は、本実施例に係る画像形成装置１００の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、画像形成装置１００には、図１に示す実施例１の画像形成装置１００の現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２の代わりに、画像濃度検知手段としての画像濃度検知装置である光パッチセンサ１３１が設置されている。本実施例では、この光パッチセンサ１３１は、感光体１の表面の移動方向において現像領域Ｄの下流側で感光体１上のトナー像のトナー載り量（画像濃度）を計測できるように、本実施例では現像装置４の下部に取り付けた。
【０１１５】
本実施例の画像形成装置１００は、光パッチセンサ１３１を利用したパッチ検知方式ＡＴＲを実行可能である。パッチ検知方式ＡＴＲとは、感光体又は中間転写ベルトなどの被転写体上に形成した所定の画像パターンのトナー像であるパッチ画像の濃度を光パッチセンサにより検知し現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）を判断し、それに応じてトナー補給を制御する方式である。
【０１１６】
すなわち、実施例１では、白抜け検知手段として、現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２を用いて、ΔＶを計測して、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を算出し、白抜けレベルを予測した。これに対し、本実施例では、白抜け検知手段として、パッチ検知方式ＡＴＲに用いられる光パッチセンサ１３１を用いて白抜けレベルを直接計測することを特徴としている。
【０１１７】
次に、図１４のフローチャートを参照して、本実施例におけるＶｐを変更する制御について説明する。
【０１１８】
本実施例では、ＣＰＵ１１１は、通常の画像形成待機中で、かつ、現像装置４の使用履歴情報としての画像形成枚数が所定の画像形成枚数を超えた場合に、Ｖｐを変更する制御を開始する（Ｓ２０１）。
【０１１９】
まず、ＣＰＵ１１１は、感光体１上に試験用画像としての所定の画像パターン（以下「白抜け評価用画像」ともいう。）を形成させる（Ｓ２０２）。すなわち、ＣＰＵ１１１は、所定の画像パターンの潜像（潜像パターン）を形成させた後、これをトナーで現像させる。本実施例では、この画像パターンとして、図３０を参照して説明したＨＴ画像（中間調画像）の直後にＨＤ画像（ベタ画像）のある「白抜け」の評価用の画像パターンを形成した。この画像パターンは、感光体１の長手方向（回転軸線方向）における画像形成可能範囲内に、光パッチセンサ１３１による検知に適した任意の大きさで形成することができる。ここで、露光量などの画像形成条件は、予め制御部１１０のＲＯＭ１１２に記憶されている設定値を用いる。
【０１２０】
次に、ＣＰＵ１１１は、光パッチセンサ１３１を用いて、現像後の白抜け評価用画像の画像濃度を計測する（Ｓ２０３）。図１６は、現像剤劣化時の白抜け評価用画像を計測した光パッチセンサ１３１の出力値（実線）、初期（現像剤劣化前）の白抜け評価用画像を計測した光パッチセンサ１３１の出力値（破線）を示す。本実施例では、光パッチセンサ１３１は、トナー像に検知光を照射して、その正反射光を受光し、その受光量に応じた信号を出力するので、相対的にＨＴ画像に対する出力値よりもＨＤ画像に対する出力値の方が小さい。しかし、現像剤劣化時には、ＨＴ画像に対する出力とＨＤ画像に対する出力との間に、ＨＴ画像に対する出力よりも大きい、「白抜け」に対する出力が得られるようになる。ここで、初期の白抜け評価用画像の光パッチセンサ１３１による計測結果は、予めＲＯＭ１１２に記憶させておく。
【０１２１】
次に、ＣＰＵ１１１は、初期の光パッチセンサ１３１の出力値（図１６の破線の曲線）と現像剤劣化時の光パッチセンサ１３１の出力値（図１６の実線の曲線）との差分を、白抜け面積として算出する（Ｓ２０４）。
【０１２２】
次に、ＣＰＵ１１１は、上記白抜け面積が１００より大きいか否かを判定する（Ｓ２０５）。なお、画像形成装置の構成（製品スペックなど）により、「白抜け」の許容レベルは異なるため、白抜け面積の閾値は１００に限定されるものではない。
【０１２３】
ＣＰＵ１１１は、白抜け面積が１００以下であると判定した場合は（Ｓ２０５で“ＮＯ”）、導電性部材７に印加するＶｐの変更は行わず、前設定値を用いることを決定して、処理を終了する（Ｓ２０７）。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ１１１は、白抜け面積が１００より大きいと判定した場合は（Ｓ２０５で“ＹＥＳ”）、予めＲＯＭ１１２に記憶されているテーブルに従い所望の値にＶｐを変更する（Ｓ２０６）。その後、ＣＰＵ１１１は、処理を終了する（Ｓ２０７）。
【０１２５】
なお、白抜け面積と、実施例１で説明したΔＶ／Ｖｃｏｎｔとは相関する。そして、実施例１で説明したように、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔに対して必要なＶｐは予め求められる（図７）。したがって、白抜け面積に対して必要なＶｐも予め求めることができ、図７の場合と同様に、Ｖｐを決定する際に必要なテーブルとしてＲＯＭ１１２に記憶させることができる。
【０１２６】
なお、別法として、図１５に示すように、Ｓ２０６においてＶｐを変更した後に、再びＳ２０２に戻り、白抜け面積の算出及びＶｐの変更をする過程を、白抜け面積が１００以下と判定されるまで繰り返し行ってもよい。この場合、Ｓ２０６では、予め設定された所定の変更幅でＶｐを変更する（典型的には現像時のトナーの帯電極性側に高くする）ことができる。これにより、より正確にＶｐを所望の値に決定することができる。なお、図１５において、図１４のものと同じ又は対応する処理には同じステップ番号を付している。また、前述の白抜け面積の制御に加えて、従来の画像濃度の制御を行うと更に好ましい。つまり、所望の値にＶｐを変更（図１５のＳ２０６）後に、白抜け画像パターンを形成（図１５ののＳ２０２）し、前述の白抜け面積の計測に加えて、画像濃度を計測する。ここで、画像濃度は光パッチセンサ１３１を利用して、前述の白抜け画像のトナー像であるパッチ画像の濃度を光パッチセンサ１３１により計測した。前述の計測により、白抜け面積が１００以下であり、且つ所望の画像濃度範囲内と判定した場合は、これ以上の設定変更を行わず、処理を終了する。一方、白抜け面積が１００以下であるが、所望の画像濃度範囲外と判定した場合は、白抜け面積が１００より大きくならない範囲内でＶｐを調整し、画像濃度の制御を行う。ここで、画像濃度を制御するために、従来の画像濃度制御手法を用いても構わない。従来の画像濃度制御手法としては、例えば、トナー補給や吐き出しにより、現像剤のトナー濃度を調整し、トナーの電荷量（トリボ）を可変とすることにより、画像濃度を調整する手法がある。また、感光体や現像バイアスの電位設定を変更してＶｃｏｎｔを調整し、画像濃度を調整する手法を用いても構わない。
【０１２７】
つまり、本実施例では、画像形成装置１００は、白抜け検知手段として、像担持体上に形成された所定の画像の現像後の画像濃度を検知する画像濃度検知装置１３１を有する。また、本実施例では、画像形成装置１００は、画像濃度検知装置１３１の検知結果に基づいて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を制御する制御部１１０を有する。そして、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、画像濃度検知装置１３１により検知された上記所定の画像の画像濃度情報と予め求められている所定の画像濃度情報との差分に応じて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する。より詳細には、本実施例では、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、上記差分が表す値が所定値より大きい場合に、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する。典型的には、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、上記テーブルなどを用いて、上記差分が表す値が大きいほど、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を、現像時のトナーの帯電極性側に高くする。
【０１２８】
以上の処理により制御終了となり、変更したＶｐを用いて通常の画像形成工程が実行される。この動作を繰り返すことにより、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させて、白抜けを改善することができる。したがって、長期間の画像形成において、「白抜け」が改善された安定した画質を得ることができる。
【０１２９】
このように、本実施例では、白抜け面積を計測し、その計測値に応じて、導電性部材７に印加する電圧を制御する。特に、本実施例では、画像濃度検知装置１３１により画像濃度の初期からの差分を検知し、その差分に応じて導電性部材７に印加する電圧を制御する。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
なお、本実施例では、画像形成待機中にＶｐを変更する制御を実行するシーケンスとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、連続画像形成中の紙間や感光体や中間転写ベルトなどの被転写体上の非画像形成部などに所定の画像パターン（白抜け評価用画像）を形成し、Ｖｐを変更する制御を実行することも可能である。
【０１３１】
また、本実施例では、光パッチセンサ１３１を用いて感光体１上におけるパッチ画像の濃度を検知しているが、中間転写ベルト５１などの被転写体上におけるパッチ画像の濃度を検知してもよい。
【０１３２】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１３３】
図１７は、本実施例に係る画像形成装置１００の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、画像形成装置１００には、図１に示す実施例１の画像形成装置１００の現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２の代わりに、インダクタンスセンサ（インダクタンスヘッド）１４１が設置されている。インダクタンスセンサ１４１は、現像装置４内の現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）を検知するトナー濃度検知手段の一形態である。本実施例では、このインダクタンスセンサ１４１は、現像装置４の現像容器４６の底部に取り付けた。また、本実施例では、画像形成装置１００は、制御部１１０に、履歴検知手段として、画像出力枚数を積算して記憶する記憶装置で構成されたカウンタ１１４を有する。カウンタ１１４には、画像を出力するごとに、画像出力枚数が逐次に積算して記憶される。なお、履歴検知手段によって検知する履歴情報は、画像出力枚数自体に限定されるものではなく、例えば現像スリーブの回転数や回転時間、感光体の回転数や回転時間など、画像出力枚数と相関する任意の情報であってよい。
【０１３４】
本実施例の画像形成装置１００は、インダクタンスセンサ１４１を利用したインダクタンス検知方式ＡＴＲを実行可能である。インダクタンス検知方式ＡＴＲとは、非磁性トナーと磁性キャリアとの透磁率の違いを利用して、現像剤の見かけの透磁率をインダクタンスセンサにより検知して、現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）を判断し、それに応じてトナー補給を制御する方式である。
【０１３５】
すなわち、実施例１では、白抜け検知手段として、現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２を用いて、ΔＶを計測して、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を算出し、白抜けレベルを予測した。これに対し、本実施例では、白抜け検知手段として、インダクタンス検知方式ＡＴＲに用いられるインダクタンスセンサを用いて現像剤の劣化の程度を計測して、白抜けレベルを予測することを特徴としている。
【０１３６】
次に、図１８のフローチャートを参照して、本実施例におけるＶｐを変更する制御について説明する。
【０１３７】
本実施例では、ＣＰＵ１１１は、通常の画像形成待機中で、かつ、現像装置４の使用履歴情報としての画像形成枚数が所定の画像形成枚数を超えた場合に、Ｖｐを変更する制御を開始する（Ｓ３０１）。
【０１３８】
まず、ＣＰＵ１１１は、インダクタンスセンサ１４１を用いて、現像装置４内の現像剤の見かけの透磁率を計測する（Ｓ３０２）。図１９は、現像剤のＴ／Ｄ比とインダクタンスセンサ１４１の出力値との関係を示す。図１９において、見かけの透磁率を電気信号に変換すると、その電気信号は現像剤のＴ／Ｄ比に応じてほぼ直線的に変化する。図１９に示す現像剤のＴ／Ｄ比とインダクタンスセンサ１４１の出力値との関係は、予めＲＯＭ１１２に記憶させておく。
【０１３９】
次に、ＣＰＵ１１１は、変換された電気信号及びＲＯＭ１１２に記憶されている現像剤のＴ／Ｄ比とインダクタンスセンサ１４１の出力値との関係（図１９）から、Ｔ／Ｄ比を算出する（Ｓ３０３）。
【０１４０】
ここで、図２０は、Ｄｕｔｙ比（画像比率、印字率）５０％の画像の出力枚数とＴ／Ｄ比の算出結果との関係を示す。出力枚数３０枚程度で下限値（本実施例では６％）に達し、トナー補給が開始される。トナー補給は、上限値（本実施例では１０％）に達するまで行われる。ところで、現像剤の劣化は、主にトナーがキャリアと共に攪拌され、現像剤規制部材を通過することによる物理的な摩耗によって引き起こされる。つまり、図２０において、現像剤の劣化が促進される期間は、主にトナー補給がされない期間ｎｓと考えられる。図２１は、図２０におけるＴ／Ｄ比の傾きを縦軸に取った図である。Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下のときは、トナー補給がされない、又はトナー補給量が少ない場合が想定される。そこで、本実施例では、Ｔ／Ｄ比の傾きを算出して、それが０以下の場合に、出力枚数に応じてＶｐを変更するように制御する。
【０１４１】
すなわち、図１８を再度参照して、ＣＰＵ１１１は、上述のようにして算出されたＴ／Ｄ比、及びカウンタ１１４に記憶されている画像出力枚数から、Ｔ／Ｄ比の傾きを算出する（Ｓ３０４）。
【０１４２】
次に、ＣＰＵ１１１は、Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下か否かを判定する（Ｓ３０５）。
【０１４３】
ＣＰＵ１１１は、Ｔ／Ｄ比の傾きが０より大きいと判定した場合は（Ｓ３０５で“ＮＯ”）、導電性部材７に印加するＶｐの変更は行わず、前設定値を用いることを決定して、処理を終了する（Ｓ３０７）。
【０１４４】
一方、ＣＰＵ１１１は、Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下であると判定した場合は（Ｓ３０５で“ＹＥＳ”）、予めＲＯＭ１１２に記憶されているテーブルに従い、出力枚数に応じてＶｐを所望の値に変更する（Ｓ３０６）。その後、ＣＰＵ１１１は、処理を終了する（Ｓ３０７）。
【０１４５】
なお、図２２は、Ｓ３０６で用いた出力枚数とＶｐとの関係を示す。出力枚数が多いほどＶｐの絶対値が大きくなるように設定されている。現像剤の劣化の程度は出力枚数と相関するので、出力枚数と、実施例１で説明したΔＶ／Ｖｃｏｎｔとは相関する。そして、実施例１で説明したように、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔに対して必要なＶｐは予め求められる（図７）。したがって、図２２に示すように出力枚数に対して必要なＶｐも予め求めることができ、Ｖｐを決定する際に必要なテーブルとしてＲＯＭ１１２に記憶させることができる。
【０１４６】
本実施例では、Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下になってＶｐを変更する期間に入る毎にリセットされる出力枚数に応じてＶｐを変更していく。Ｔ／Ｄ比の傾きが０より大きくＶｐを変更しない期間では、導電性部材７にＶｐを印加しないフロート状態にしたり、或いは予め定められた一定のＶｐ（≒Ｖｄｃ）を印加したりすることができる。また、別法として、Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下になってＶｐを変更する期間において、現像剤の使用初期から積算されている出力枚数に応じてＶｐを変更していってもよい。
【０１４７】
つまり、本実施例では、画像形成装置１００は、白抜け検知手段として、画像出力枚数と相関する情報を検知する履歴検知手段１１４を有する。また、本実施例では、画像形成装置１００は、履歴検知手段１１４の検知結果に基づいて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を制御する制御部１１０を有する。典型的には、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、履歴検知手段１１４の検知結果が表す画像出力枚数と相関する値が大きいほど、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を、現像時のトナーの帯電極性側に高くする。また、本実施例では、画像形成装置１００は、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段１４１を有する。そして、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、トナー濃度検知手段１４１により検知された現像剤のトナー濃度が減少する期間に、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する。
【０１４８】
以上の処理により制御終了となり、変更したＶｐを用いて通常の画像形成工程が実行される。この動作を繰り返すことにより、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させて、白抜けを改善することができる。したがって、長期間の画像形成において、「白抜け」が改善された安定した画質を得ることができる。
【０１４９】
このように、本実施例では、インダクタンスセンサ１４１及び履歴検知手段１１４を用いて現像剤の劣化の程度を予測し、その予測値に応じて、導電性部材７に印加する電圧を制御する。特に、本実施例では、履歴検知手段１１４により画像出力枚数と相関する値に応じて導電性部材７に印加する電圧を制御する。これにより実施例１、２と同様の効果を得ることができる。また、本実施例によれば、特に、現像剤の劣化が促進される期間に導電部材７に印加する電圧を変更することで、実際の現像剤の劣化程度に応じてより効果的にその電圧を所望の値に制御することができる。
【０１５０】
なお、本実施例では、画像形成待機中にＶｐを変更する制御を実行するシーケンスとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、連続画像形成中の紙間などにＶｐを変更する制御を実行することも可能である。また、実施例１、２と同様に、前述の制御に加えて、従来の画像濃度の制御を行うと更に好ましい。ここで、画像濃度を制御するために、Ｖｐを変更する制御以外にも従来の画像濃度制御手法を用いても構わない。従来の画像濃度制御手法としては、例えば、トナー補給や吐き出しにより、現像剤のトナー濃度を調整し、トナーの電荷量（トリボ）を可変とすることにより、画像濃度を調整する手法がある。また、感光体や現像バイアスの電位設定を変更してＶｃｏｎｔを調整し、画像濃度を調整する手法を用いても構わない。
【０１５１】
実施例４
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１５２】
図２３は、本実施例に係る画像形成装置１００の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、画像形成装置１００には、図１に示す実施例１の画像形成装置１００の現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２の代わりに、光センサ１５１が設置されている。光センサ１５１は、現像装置４内の現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）を検知するトナー濃度検知手段の一形態である。本実施例では、この光センサ１５１は、現像装置４の現像容器４６内の上部に取り付けた。
【０１５３】
本実施例の画像形成装置１００は、光センサ１５１を利用した光検知方式ＡＴＲを実行可能である。光検知方式ＡＴＲとは、赤外光をトナーが反射し、キャリアが吸収する性質を利用して、現像剤に対する照射光における反射光量を検知して、現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）を判断し、それに応じてトナー補給を制御する方式である。
【０１５４】
すなわち、実施例１では、白抜け検知手段として、現像後電位センサ１２１、現像前電位センサ１２２を用いて、ΔＶを計測して、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を算出し、白抜けレベルを予測した。これに対し、本実施例では、白抜け検知手段として、光検知方式ＡＴＲに用いられる光センサを利用して、実施例３と同様に現像剤の劣化の程度を計測して、白抜けレベルを予測することを特徴としている。
【０１５５】
次に、図２４のフローチャートを参照して、本実施例におけるＶｐを変更する制御について説明する。
【０１５６】
本実施例では、ＣＰＵ１１１は、通常の画像形成待機中で、かつ、現像装置４の使用履歴情報としての画像形成枚数が所定の画像形成枚数を超えた場合に、Ｖｐを変更する制御を開始する（Ｓ４０１）。
【０１５７】
まず、ＣＰＵ１１１は、光センサ１５１を用いて、現像装置４内の現像剤による反射光量を計測する（Ｓ４０２）。図２５は、現像剤のＴ／Ｄ比と光センサ１５１の出力値との関係を示す。図２５において、反射光量を電気信号に変換すると、その電気信号は現像剤中のＴ／Ｄ比に応じてほぼ直線的に変化する。図２５に示す現像剤のＴ／Ｄ比と光センサ１５１の出力値との関係は、予めＲＯＭ１１２に記憶させておく。
【０１５８】
次に、ＣＰＵ１１１は、変換された電気信号及びＲＯＭ１１２に記憶されている現像剤のＴ／Ｄ比と光センサ１５１の出力値との関係（図２５）から、Ｔ／Ｄ比を算出する（Ｓ４０３）。
【０１５９】
次に、実施例３の場合と同様にして、ＣＰＵ１１１は、算出されたＴ／Ｄ比及び出力枚数から、Ｔ／Ｄ比の傾きを算出する（Ｓ４０４）。
【０１６０】
次に、ＣＰＵ１１１は、Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下か否かを判定する（Ｓ４０５）。
【０１６１】
ＣＰＵ１１１は、Ｔ／Ｄ比の傾きが０より大きいと判定した場合は（Ｓ４０５で“ＮＯ”）、導電性部材７に印加するＶｐの変更は行わず、前設定値を用いることを決定して、処理を終了する（Ｓ４０７）。
【０１６２】
一方、ＣＰＵ１１１は、Ｔ／Ｄ比の傾きが０以下であると判定した場合は（Ｓ４０５で“ＹＥＳ”）、実施例３の場合と同様の予めＲＯＭ１１２に記憶されているテーブルに従い、出力枚数に応じてＶｐを変更する（Ｓ４０６）。その後、ＣＰＵ１１１は、処理を終了する（Ｓ４０７）。
【０１６３】
以上の処理により制御終了となり、変更したＶｐを用いて通常の画像形成工程が実行される。この動作を繰り返すことにより、現像剤の劣化などにより差分電位ΔＶが増加した場合に、Ｖｃｏｎｔに対する差分電位ΔＶの割合を減少させて、白抜けを改善することができる。したがって、長期間の画像形成において、「白抜け」が改善された安定した画質を得ることができる。また、実施例３と同様、特に、現像剤の劣化が促進される期間にＶｐを変更することで、実際の現像剤の劣化程度に応じて所望のＶｐに制御することができる。
【０１６４】
なお、本実施例では、画像形成待機中にＶｐを変更する制御を実行するシーケンスとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、連続画像形成中の紙間などのＶｐを変更する制御を実行することも可能である。また、実施例１、２と同様に、前述の制御に加えて、従来の画像濃度の制御を行うと更に好ましい。ここで、画像濃度を制御するために、Ｖｐを変更する制御以外にも従来の画像濃度制御手法を用いても構わない。従来の画像濃度制御手法とは、例えば、トナー補給や吐き出しにより、現像剤のトナー濃度を調整し、トナーの電荷量（トリボ）を可変とすることにより、画像濃度を調整する手法がある。また、感光体や現像バイアスの電位設定を変更してＶｃｏｎｔを調整し、画像濃度を調整する手法を用いても構わない。
【０１６５】
実施例５
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１６６】
図２６は、本実施例に係る画像形成装置１００の要部の概略構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、画像形成装置１００は、ユーザーが直接Ｖｐを変更できるようになっている。すなわち、本実施例では、画像形成装置１００には、ユーザーが直接Ｖｐを変更するための入力手段としての操作部１６１が設置されている。
【０１６７】
まず、ＣＰＵ１１１は、操作部１６１からのユーザーの指示に応じて、図３０を参照して説明したＨＴ画像（中間調画像）の直後にＨＤ画像（ベタ画像）のある「白抜け」の評価用の画像をテストチャートとして転写材Ｐに形成して出力させる。そして、ユーザーがそのテストチャートにおける「白抜け」の発生程度を目視評価する。ユーザーは、画像形成待機中などの任意のタイミングで、テストチャートの出力を行わせることができる。
【０１６８】
ユーザーは、「白抜け」が不良レベルであると認識した際には、操作部１６１により、Ｖｐを変更するための入力を行うことができる。図２７は、Ｖｐを変更する操作部１６１の一例を示し、１〜１０までの複数段階の指数から任意の指数をユーザーが選ぶことができる。図２８は、この指数とＶｐとの関係を示し、予めＲＯＭ１１２に記憶されており、ＣＰＵ１１１がこの情報から、ユーザーが選んだ指数に応じてＶｐを決定する。
【０１６９】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、操作部１６１を有する。また、本実施例では、画像形成装置１００は、操作部１６１から入力される指示に基づいて、トナー付勢電源９が導電性部材７に印加する電圧を変更する変更手段としてのＣＰＵ１１１を有する。
【０１７０】
以上、本実施例によれば、任意のタイミングで、ユーザーの求めに応じて「白抜け」が改善された安定した画像濃度の画像を得ることができる。
【０１７１】
なお、本実施例は、実施例１〜４の制御の代わりに又は加えて適用することができる。つまり、例えば、導電性部材７に印加する電圧を自動で制御するモードの他に、ユーザーが任意に変更できるモードを備えることにより、ユーザーが好むレベルの画質を任意に出力することができる。
【０１７２】
また、本実施例では、画像形成装置１００に設けられた操作部１６１からＶｐの変更を指示する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置から制御部１１０にＶｐの変更を指示するように構成することもできる。
【０１７３】
その他の実施例
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１７４】
例えば、画質を維持するために、必要に応じて、上記実施例に従う制御に加えて、従来一般的に行われている濃度安定化制御を併用してもよい。そのような濃度安定化制御としては、例えば光学センサなどとされる画像濃度検知手段（光パッチセンサ）やインダクタンス検知センサなどとされる現像装置内の現像剤のトナー濃度検知手段などを利用したトナー補給制御などがある。
【０１７５】
また、例えば初期状態のように十分なトナー載り量が確保でき、かつ、ΔＶ／Ｖｃｏｎｔの閾値を満たしている条件においては、導電性部材７にＶｐを印加しないフロート状態にしてもよい。
【０１７６】
また、実施例３、４では、現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知する手段として、パッチ検知方式ＡＴＲで用いられる光パッチセンサ、インダクタンス検知方式ＡＴＲで用いられるインダクタンスセンサを例示したが、これに限定されるものではない。これら以外にも、公知のビデオカウントＡＴＲによりＴ／Ｄ比を算出し、そのＴ／Ｄ比に応じてＶｐを変更する制御を行ってもよい。ビデオカウントＡＴＲは、形成した画像の情報（画素ごとの濃度情報の積算値など）からトナーの消費量を求め、Ｔ／Ｄ比を算出して、それに応じてトナー補給を制御する方式である。
【符号の説明】
【０１７７】
１          感光体
４          現像装置
７          導電性部材
８          現像電源
９          トナー付勢電源
４１        現像スリーブ
４２        マグネットローラ
４４        規制ブレード
Ｄ          現像領域
【図１】
2014199431.tif 000004
【図２】
2014199431.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014199431.tif 000010
【図８】
2014199431.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2014199431.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014199431.tif 000016
【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2014199431.tif 000020
【図２０】
2014199431.tif 000021
【図２１】
2014199431.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
2014199431.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2014199431.tif 000028
【図２８】
2014199431.tif 000029
【図２９】
2014199431.tif 000030
【図９】
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【図１６】
2014199431.tif 000032
【図３０】
2014199431.tif 000033
【図３１】
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