(57)【要約】【課題】現像装置に新品の現像剤が投入された場合や新品の現像装置が装置本体に装着された場合であっても、現像装置内の現像剤の特定成分の量が安定して維持された画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】装置本体に未使用の現像ローラー８３を含む現像ハウジング８０が装着された第１の条件、または、現像ハウジング８０に未使用の現像剤が貯留された第２の条件に対応して、消費条件変更部９４は、現像剤の中の特定成分を現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に消費させる。消費条件変更部９４は、非現像動作時の現像バイアス、または感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比を変化させ、特定成分を感光体ドラム３２１側に消費させる。外添剤に代表される特定成分が、現像ハウジング８０の中に過多になることが抑止される。【選択図】図７
2014081513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、
表面に静電潜像が形成され、トナー像を担持する像担持体と、
前記装置本体に装着され、前記トナーを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに配置され、回転駆動され、トナーからなる前記トナー層を担持し、前記像担持体に前記トナーを供給するトナー担持体と、
前記装置本体に未使用の前記トナー担持体を含む前記現像ハウジングが装着された第１の条件、または、前記現像ハウジングに未使用の前記現像剤が貯留された第２の条件に対応して、前記現像剤の中の特定成分を前記トナー担持体から前記像担持体に消費させる特定成分消費手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーは、外添剤が添加されたものであり、
前記特定成分は、前記トナーの前記外添剤であ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】
前記外添剤は、酸化チタンであ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】
前記トナー担持体に、直流バイアスに交流バイアスが重畳されたバイアスを印加し、前記像担持体と前記トナー担持体との間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、
前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作時に、前記バイアス印加手段に第１現像バイアスを印加させ、前記現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記バイアス印加手段に第２現像バイアスを印加させるバイアス制御手段と、を有し、
前記特定成分消費手段は、前記バイアス制御手段を制御して前記第２現像バイアスを変化させることで、前記特定成分を消費させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記特定成分消費手段は、前記第２現像バイアスのうち、前記トナーが前記トナー担持体から前記像担持体に移動する側の極性の前記交流バイアスの最大ピーク値と前記像担持体の表面電位との電位差を変更することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記特定成分消費手段は、前記第１現像バイアスにおける前記交流バイアスの振幅値よりも前記第２現像バイアスにおける前記交流バイアスの振幅値を大きく設定すること、または、前記トナーが前記トナー担持体から前記像担持体に移動する側の極性の前記交流バイアスのＤｕｔｙ比において、前記第１現像バイアスのＤｕｔｙ比よりも、前記第２現像バイアスのＤｕｔｙ比を小さく設定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】
前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作時および前記現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記像担持体および前記トナー担持体を、互いに対向する領域において同方向に回転駆動させる回転駆動手段を有し、
前記特定成分消費手段は、前記非現像動作時において、前記像担持体に対する前記トナー担持体の回転速度比を増大させることで、前記特定成分を消費させることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー像の画質調整を実行する画質調整手段を更に有し、
前記特定成分消費手段は、前記画質調整手段が前記画質調整を実行する前に、前記第１の条件または前記第２の条件に対応して、前記特定成分を消費させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記特定成分消費手段は、前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作の開始前に、所定の時間、前記特定成分を消費させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記特定成分消費手段は、前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作時とは異なる非現像動作時であって、複数のシートに画像が形成される際の一のシートとその後続のシートとの間の紙間において、前記特定成分を消費させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
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前記トナー層を担持する前記トナー担持体と、
を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、トナーを含む現像剤が採用された現像装置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が移動され、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】
特許文献１には、現像動作時および現像動作が行われていない非現像動作時に、直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアスが現像ローラーに印加される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−９２８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術のように、直流バイアスおよび交流バイアスが現像ローラーに印加された場合、トナーに添加された外添剤が、交流バイアスによってトナーから離脱され、像担持体側に移動されることがあった。このような外添剤として、トナーの帯電性の維持や像担持体の表面の研磨作用の促進を主目的として添加される酸化チタンがあげられる。外添剤は現像動作時にトナーとともに像担持体側に消費されるだけではなく、非現像動作時においても、前記交流バイアスによって外添剤が単独で像担持体側に消費される場合があった。また、現像動作時では、トナー像の印字率が低い場合に、外添剤が単独で現像装置から消費されやすい。一方、印字率が高い場合は、現像装置に新しいトナーとともに外添剤が供給されるため、現像装置内の外添剤の量が相対的に上昇する。そして、このような現像装置内の外添剤の量の変動によって、トナーの帯電性が変動され、濃度変動やトナーかぶりがもたらされるという課題があった。
【０００６】
画像形成装置に現像装置が搭載されるにあたり、現像装置の中に貯留される現像剤が新品の場合には、上記のような外添剤の量の変動が顕著に発生しうる。すなわち、新品の現像剤には、比較的多くの外添剤が含まれる。このため、現像装置が使用され始める初期段階では、多くの外添剤が現像装置内に含まれる。更に、現像装置に装着される現像ローラーが新品の場合、現像ローラーの周面に外添剤が付着しやすく、トナー像の濃度変動が生じやすいという課題があった。
【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、現像装置に新品の現像剤が投入された場合や新品の現像装置が装置本体に装着された場合であっても、現像装置内の現像剤の特定成分の量が安定して維持される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】
【０００８】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、装置本体と、表面に静電潜像が形成され、トナー像を担持する像担持体と、前記装置本体に装着され、前記トナーを含む現像剤を貯留する現像ハウジングと、前記現像ハウジングに配置され、回転駆動され、トナーからなるトナー層を担持し、前記像担持体に前記トナーを供給するトナー担持体と、前記装置本体に未使用の前記トナー担持体を含む前記現像ハウジングが装着された第１の条件、または前記現像ハウジングに未使用の前記現像剤が貯留された第２の条件に対応して、前記現像剤の中の特定成分を前記トナー担持体から前記像担持体に消費させる特定成分消費手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本構成によれば、装置本体に未使用のトナー担持体を含む現像ハウジングが装着された場合（第１の条件）であっても、また、現像ハウジングに未使用の現像剤が貯留された場合（第２の条件）であっても、特定成分消費手段が、現像剤の中の特定成分をトナー担持体から像担持体に消費させる。このため、所定の期間、使用された現像剤と比較して、未使用の現像剤の中に多くの特定成分が含まれていても、現像ハウジング内の特定成分の量を安定して維持することができる。また、未使用のトナー担持体に多くの特定成分が付着することが好適に抑止される。
【００１０】
上記の構成において、前記トナーは、外添剤が添加されたものであり、前記特定成分は、前記トナーの前記外添剤であることが望ましい。
【００１１】
本構成によれば、使用された現像剤と比較して、未使用の現像剤の中に多くの外添剤が含まれていても、現像ハウジング内の外添剤の量を安定して維持することができる。また、未使用のトナー担持体に多くの外添剤が付着することが好適に抑止される。
【００１２】
上記の構成において、前記外添剤は、酸化チタンであることが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、現像ハウジング内の酸化チタンの量を安定して維持することができる。
【００１４】
上記の構成において、前記トナー担持体に、直流バイアスに交流バイアスが重畳されたバイアスを印加し、前記像担持体と前記トナー担持体との間に所定の電位差を形成するバイアス印加手段と、前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作時に、前記バイアス印加手段に第１現像バイアスを印加させ、前記現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記バイアス印加手段に第２現像バイアスを印加させるバイアス制御手段と、を有し、前記特定成分消費手段は、前記バイアス制御手段を制御して前記第２現像バイアスを変化させることで、前記特定成分を消費させることが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、現像動作時とは異なる非現像動作時に、第２現像バイアスが変化されることで、特定成分が好適に消費される。このため、現像動作に影響を与えることなく、現像ハウジング内の特定成分の量を安定して維持することができる。
【００１６】
上記の構成において、前記特定成分消費手段は、前記第２現像バイアスのうち、前記トナーが前記トナー担持体から前記像担持体に移動する側の極性の前記交流バイアスの最大ピーク値と前記像担持体の表面電位との電位差を変更することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、非現像動作時において、前記交流バイアスの最大ピーク値と像担持体との電位差が変化されることによって、特定成分が像担持体側へ移動する量が好適に変化される。
【００１８】
上記の構成において、前記特定成分消費手段は、前記第１現像バイアスにおける前記交流バイアスの振幅値よりも前記第２現像バイアスにおける前記交流バイアスの振幅値を大きく設定すること、または、前記トナーが前記トナー担持体から前記像担持体に移動する側の極性の前記交流バイアスのＤｕｔｙ比において、前記第１現像バイアスのＤｕｔｙ比よりも、前記第２現像バイアスのＤｕｔｙ比を小さく設定することが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、第２現像バイアスにおける交流バイアスの振幅値の増大、またはＤｕｔｙ比の縮小によって、前記交流バイアスの最大ピーク値と像担持体との電位差が好適に拡大される。このため、トナー担持体から像担持体への特定成分の移動が促進される。
【００２０】
上記の構成において、前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作時および前記現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記像担持体および前記トナー担持体を、互いに対向する領域において同方向に回転駆動させる回転駆動手段を有し、前記特定成分消費手段は、前記非現像動作時において、前記像担持体に対する前記トナー担持体の回転速度比を増大させることで、前記特定成分を消費させることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、非現像動作時において、像担持体に対するトナー担持体の回転速度比が増大される。このため、トナー層が像担持体に接触する接触時間が増大され、トナー担持体から像担持体への特定成分の移動が促進される。
【００２２】
上記の構成において、前記トナー像の画質調整を実行する画質調整手段を更に有し、前記特定成分消費手段は、前記画質調整手段が前記画質調整を実行する前に、前記第１の条件または前記第２の条件に対応して、前記特定成分を消費させることが望ましい。
【００２３】
本構成によれば、現像ハウジング内の特定成分の量が、トナーの帯電性に影響を与える場合であっても、特定成分の量が調整された後に画質調整が実行される。このため、前記画質調整が安定して実現される。
【００２４】
上記の構成において、前記特定成分消費手段は、前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作の開始前に、所定の時間、前記特定成分を消費させることが望ましい。
【００２５】
本構成によれば、現像動作が開始される前に、特定成分の量が集中して調整される。このため、現像ハウジング内の特定成分の量が好適に調整された状態で、現像動作が開始される。
【００２６】
上記の構成において、前記特定成分消費手段は、前記像担持体に前記トナー像が形成される現像動作時とは異なる非現像動作時であって、複数のシートに画像が形成される際の一のシートとその後続のシートとの間の紙間において、前記特定成分を消費させることが望ましい。
【００２７】
本構成によれば、複数のシートにおける紙間において、特定成分が消費される。このため、現像動作が開始される前に所定時間、特定成分が消費される場合と比較して、早期に現像動作を開始することが可能となる。
【００２８】
上記の構成において、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前記トナー層を担持する前記トナー担持体と、を有することが望ましい。
【００２９】
本構成によれば、現像剤担持体およびトナー担持体が配設されたタッチダウン方式の現像技術を備える画像形成装置において、現像ハウジング内の特定成分の量が安定して維持される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、現像装置に新品の現像剤が投入された場合や新品の現像装置が装置本体に装着された場合であっても、現像装置内の現像剤の特定成分の量を安定して維持し、濃度変動やトナーかぶりの発生を抑止した画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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現像装置の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】現像ローラーと感光体ドラムとの間の電位差と外添剤の飛翔量の関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る外添剤消費動作のフローチャートである。
【図８】現像バイアスを構成する交流バイアスの波形を模式的に表した図である。
【図９】非現像動作時における交流バイアスの作用を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る外添剤消費動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の変形実施形態に係る現像装置の構成を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
＜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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５（転写手段）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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上下および左右方向の断面図、図３は、現像装置３２４の前後および左右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。なお、これらの各部材を備えた現像ハウジング８０は、装置本体１０に対して着脱自在とされる。
【００４７】
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、後記の駆動部９６２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、非磁性トナーとキャリアとが混合され、非磁性トナーが例えばプラスに帯電される。本実施形態では、非磁性トナーの平均粒子径は６．８μｍであり、キャリアの平均粒子径は３５μｍである。また、現像ハウジング８０内におけるトナー濃度（トナーとキャリアとの平均重量比率Ｔ／Ｃ）は１１％に設定される。
【００４８】
本実施形態における非磁性トナーは、結着樹脂、着色剤などで構成されている。結着樹脂としては、例えばポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用するのがよい。
【００４９】
着色剤としては、特に限定されるものではないが、例えばブラック、マゼンタ、シアンおよびイエローの顔料などが挙げられる。これらの着色剤は結着樹脂１００質量部に対して、通常２〜２０質量部、好ましくは５〜１５質量部の割合で配合される。
【００５０】
トナーには、本実施形態の効果を害しない範囲でその他の添加剤を添加してもよい。このような添加剤としては、例えば電荷制御剤、ワックスなどが挙げられる。電荷制御剤としては、公知の電荷制御剤を使用できる。正帯電性電荷制御剤としては、例えばニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用できる。
【００５１】
ワックスとしては、特に限定はなく、例えばカルナバワックスやエステルを側鎖に有するフィッシャートロプシュ（以下、「ＦＴ」と記すことがある）ワックスやポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスなどが挙げられる。この中でも分散性の点から、エステルを側鎖に有すＦＴワックスやポリエチレンワックスの使用が推奨される。
【００５２】
また、非磁性トナーには、必要に応じて無機酸化物微粒子が外添される。このような外添剤としては、シリカ微粒子、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウムなどの微粒子が使用できる。また、必要に応じて樹脂微粒子等の有機系外添剤を用いることもできる。外添剤の体積平均径は、０．００１〜１．０μｍ、好ましくは０．００５〜０．３μｍであるのがよい。外添剤の添加量は、トナー１００質量部に対して０．１〜２．０質量部の範囲であるのが好ましい。
【００５３】
ここで、シリカ微粒子は主に流動化剤として用いられる。酸化チタンやアルミナ、樹脂微粒子等はトナーの帯電調整剤として用いられる。また、酸化チタン等は感光体表面の研磨剤として好適に用いられる。なお、酸化チタンは単体の場合、トナー本体と逆極性に帯電する特性を備える。
【００５４】
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。本実施形態では、磁気ローラー８２の直径は２０ｍｍ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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。本実施形態では、現像ローラー８３は表面にウレタンゴム層を備える。本実施形態では、現像ローラー８３の直径は２０ｍｍである。
【００５９】
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２５０μｍ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。本実施形態では、該隙間は１００μｍに設定される。
【００６０】
＜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）、操作部９６１、駆動部９６２（回転駆動手段）、画像メモリー９６３、Ｉ／Ｆ９６４、現像装置検出部９６５などが電気的に接続されている。
【００６１】
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９２（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９２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。
【００６２】
操作部９６１は、画像形成装置１の装置本体１０に配置される。操作部９６１は、不図示のタッチパネルや操作ボタンなどから構成される。使用者は、操作部９６１から画像形成装置１の使用条件などを入力することができる。また、本実施形態では、操作部９６１は、画像形成装置１のメンテナンス時において作業者が作業履歴を入力する際に使用される。作業者は、現像装置３２４内の古い現像剤を取り出し、現像装置３２４に新品の現像剤を投入した場合に、操作部９６１から「新品現像剤投入情報」を入力する。また、他の実施形態において、作業者は、古い現像装置３２４を装置本体１０から離脱させ、新品の現像装置３２４を装置本体に装着した場合に、操作部９６１から「新品現像装置装着情報」を入力する。
【００６３】
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非現像動作時に、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。本実施形態では、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は、駆動部９６２によって同期して回転駆動される。また、駆動部９６２は、現像動作及び非現像動作時に、感光体ドラム３２１を回転駆動させる。本実施形態では、感光体ドラム３２１と現像ローラー８３とは、互いに対向する部分において、同方向に回転駆動される。また、駆動部９６２は、後記の駆動制御部９１から出力される制御信号を受け、感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比（Ｓ／Ｄ）を変更する。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
現像装置検出部９６５は、画像形成装置１の電源がオンされた場合に、装置本体１０に装着されている現像装置３２４の新旧情報を確認する。具体的には、現像装置検出部９６５は、現像ハウジング８０に装着された不図示の無線式メモリーに格納された新旧情報を検出する。なお、装置本体１０における現像ハウジング８０の使用時間が、前記無線式メモリーに上書き処理される。換言すれば、新品の現像ハウジング８０の場合、前記新旧情報は０である。
【００６７】
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、駆動制御部９１、バイアス制御部９２（バイアス制御手段）、画質調整部９３（画質調整手段）、消費条件変更部９４（特定成分消費手段）を備えるように機能する。
【００６８】
駆動制御部９１は、駆動部９６２を制御して、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を回転駆動させる。また、駆動制御部９１は、駆動部９６２を制御して、感光体ドラム３２１を回転駆動させる。本実施形態では、駆動制御部９１は、現像動作、非現像動作において、上記の部材を回転駆動させる。また、駆動制御部９１は、消費条件変更部９４からの制御信号を受け、感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比を変更する。
【００６９】
バイアス制御部９２（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、第１現像バイアスＢｄを印加させる。また、バイアス制御部９２は、現像動作が実行されていない非現像動作時に、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、第２現像バイアスＢｐを印加させる。
【００７０】
画質調整部９３は、前述の中間転写ベルト３３１上のトナー像の濃度を検出する濃度センサー３５Ａを含む。画質調整部９３は、前記トナー像の濃度に応じて、現像装置３２４内のトナー濃度、感光体ドラム３２１上の静電潜像の電位、あるいは一次転写ローラー３２５、二次転写ローラー３５に印加されるバイアス値を変化させ、前記トナー像の濃度など各種画質を調整する。画質調整部９３は、画像形成装置１の電源がオンされた場合や、電源がオンされた状態で所定の時間が経過した場合をトリガーにして、画質調整を実行する。また、装置本体１０に装着された不図示の環境センサーが検出する温湿度データが急激に変化した場合に、画質調整部９３は画質調整を実行してもよい。
【００７１】
消費条件変更部９４は、装置本体１０に未使用の現像ローラー８３を含む現像ハウジング８０が装着された第１の条件または前記現像ハウジング８０に未使用の現像剤（新品の現像剤）が貯留された第２の条件に対応して、現像剤の中の特定成分を現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に消費させる。本実施形態では、前記特定成分は、トナーに外添された酸化チタンからなる。また、消費条件変更部９４は、バイアス制御部９２を制御して非現像動作時の後記の第２現像バイアスＢｐを変化させることで、前記特定成分を消費させる。この際、消費条件変更部９４は、前記第２現像バイアスＢｐのうち、前記トナーが現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に移動する側の極性の前記交流バイアスの最大ピーク値Ｖｐｐ−ＭＡＸと感光体ドラム３２１の表面電位との電位差を変更する。詳しくは、消費条件変更部９４は、バイアス制御部９２を制御して、後記の第１現像バイアスＢｄにおける交流バイアスの振幅値に対して、相対的に第２現像バイアスＢｐにおける交流バイアスの振幅値を拡大する。また、消費条件変更部９４は、バイアス制御部９２を制御して、トナーが現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に移動する側の極性の交流バイアスのＤｕｔｙ比において、第１現像バイアスＢｄのＤｕｔｙ比に対して、相対的に第２現像バイアスＢｐのＤｕｔｙ比を縮小する。更に、消費条件変更部９４は、前記非現像動作時において、感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比を増大させることで、前記特定成分を消費させる。
【００７２】
＜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、前述の第１印加部８８と、第２印加部８９と、制御部９０とを含む。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。
【００７３】
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、非現像動作において、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。
【００７４】
次に、現像動作における感光体ドラム３２１上の静電潜像の現像メカニズムについて説明する。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。
【００７５】
このとき、バイアス制御部９２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。この際、磁気ローラー８２の周面８２Ａから現像ローラー８３の周面８３Ａに、トナーＴが供給される。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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、本実施形態において、バイアス制御部９２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に印加する第１現像バイアスＢｄの一例およびその他の諸条件は次の通りである。
【００７８】
＜第１現像バイアスＢｄ１およびその他の諸条件＞
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；２００Ｖ
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（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；３００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；１７００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ１）；４３％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ２）；５７％
感光体ドラム３２１の線速；２００ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム３２１の表面電位；背景部（暗電位）２３０Ｖ、画像部（明電位）２０Ｖ
現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）；１．５
トナーの帯電性Ｑ／ｍ；２０μＣ／ｇ
【００７９】
＜非現像動作の説明＞
次に、本実施形態における現像装置３２４内の非現像動作について説明する。この非現像動作は、先の現像動作が実行されていないタイミングであって、たとえばシートに画像が形成される画像形成動作前後や、複数のシートに画像が形成される際の一のシートとその後続のシートとの間の紙間に対応して実行される。
【００８０】
非現像動作では、現像動作時と同様に、感光体ドラム３２１に加え、現像ローラー８３を含む現像装置３２４の各部材が回転駆動される。そして、現像ローラー８３および磁気ローラー８２に、第２現像バイアスＢｐが印加されることによって、現像動作の準備のために、現像ローラー８３上にトナー層が形成される。非現像動作において、トナーが予め現像ローラー８３上に形成されることで、現像動作が開始された際に、現像ローラー８３から感光体ドラム３２１側に急激にトナーが消費されることに対応することができる。また、紙間や画像形成後に実行される非現像動作において、現像動作時に現像ローラー８３上に担持されていたトナーの一部が、磁気ローラー８２側に移動されることによって、現像ローラー８３上のトナーが好適に交換され、現像ローラー８３上のトナーの帯電性が安定して維持される。
【００８１】
＜現像剤の特定成分について＞
現像動作および非現像動作において、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間、または現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との間に形成される交流バイアスの電界によって、現像ローラー８３上に担持されるトナーから外添剤（特定成分）が離脱され、感光体ドラム３２１側に移動されることがある。図６は、現像ローラー８３に印加される現像バイアスのうち、トナーが現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に移動する側の極性における交流バイアスの最大ピーク値Ｖｐｐ−ＭＡＸと感光体ドラム３２１の暗電位との間の電位差を変化させた場合の感光体ドラム３２１への外添剤の飛翔量を示したグラフである。このように、現像ローラー８３に印加される交流バイアス成分に応じて、現像装置３２４から感光体ドラム３２１側に外添剤が単独で消費される。
【００８２】
外添剤は現像動作時にトナーとともに消費されるだけでなく、非現像動作時においても、前記交流バイアスによって単独で像担持体側に消費されてしまう。また、現像動作時にトナー像の印字率が低い場合には、外添剤が単独で感光体ドラム３２１の背景電位部に消費される。一方、印字率が高い場合は、トナー補給部３４から現像装置３２４に新しいトナーとともに外添剤が供給される。このため、現像装置３２４内の外添剤の量が相対的に上昇する。そして、このような現像装置３２４内の外添剤の量の変動によって、トナーの帯電性が変動され、画像上に濃度変動やトナーかぶりがもたらされるという課題があった。すなわち、外添剤が過多になるとトナーかぶりが生じ、外添剤が過少になるとトナーの帯電性不良による濃度低下がもたらされる。
【００８３】
更に、画像形成装置１の装置本体１０に現像装置３２４が搭載されるにあたり、現像装置３２４の中に貯留される現像剤（トナー）が新品の場合には、上記のような外添剤の量の変動が顕著に発生しうる。すなわち、新品の現像剤には、比較的多くの外添剤が含まれる。このため、新品の現像装置３２４が使用され始める初期段階では、多くの外添剤が現像装置３２４内に含まれる。また、このような外添剤過多の現象は、現像装置３２４（現像ハウジング８０）が交換されることなく、内部に貯留される現像剤が新品の現像剤に入れ替えられた場合（交換された場合）にも生じうる。更に、現像装置３２４に装着される現像ローラー８３が新品の場合、ウレタンゴムからなる現像ローラー８３の周面に外添剤が付着しやすく、トナー像の濃度変動が生じやすいという課題があった。
【００８４】
本実施形態では、上記のような課題を解決するために、装置本体１０に未使用の現像ローラー８３を含む現像装置３２４が装着された第１の条件または現像ハウジング８０に未使用の現像剤が貯留された第２の条件に対応して、消費条件変更部９４が外添剤を現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に消費させる。以下、図７を参照して、本発明の外添剤消費動作の第１の実施形態について説明する。
【００８５】
図７は、本実施形態において、消費条件変更部９４が外添剤を消費する際の第１のフローチャートである。本実施形態では、装置本体１０に未使用の現像ローラー８３を含む現像装置３２４が装着された第１の条件に対応して、消費条件変更部９４が外添剤を現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に消費させる。
【００８６】
なお、本実施形態では、前述の第１現像バイアスＢｄを第１現像バイアスＢｄ１１と称する。図７を参照して、画像形成装置１の電源がオンされると（ステップＳ００１）、現像装置検出部９６５によって、現像装置３２４の新旧判断が実行される（ステップＳ００２）。現像装置検出部９６５が、装着された現像装置３２４の無線メモリーに格納された新旧情報としてゼロを検出した場合、現像装置検出部９６５は、現像装置３２４が新品であると判断する（ステップＳ００２でＹＥＳ）。この場合、消費条件変更部９４は、外添剤の消費動作が必要であると判断する（ステップＳ００３）。まず、消費条件変更部９４は、電源がオンされた画像形成装置１において、印刷枚数が１００枚に至っているか否かを判断する（ステップＳ００４）。電源がオンされた後、印刷枚数が１００枚に至っていない場合（ステップＳ００４でＹＥＳ）、消費条件変更部９４は、印刷中の紙間（非現像動作）における第２現像バイアスＢｐを第２現像バイアスＢｐ１２に設定する。換言すれば、消費条件変更部９４は、現像動作中の第１現像バイアスＢｄ１１と比較して、第２現像バイアスＢｐ１２のＶｐｐを増大させる。また、消費条件変更部９４は、現像バイアスＢｄ１１と比較して、第２現像バイアスＢｐ１２のＤｕｔｙ比を縮小する。
【００８７】
更に、本実施形態では、ステップＳ００５において、第２現像バイアスＢｐ１２が選択されると、現像動作時とは異なる回転速度比をもって、感光体ドラム３２１および現像ローラー８３が回転駆動される。この場合、消費条件変更部９４は、駆動制御部９１を制御して、現像動作時と比較して、現像ローラー８３の回転速度が増大させる。この結果、感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比（Ｓ／Ｄ）が増大される。
【００８８】
一方、ステップＳ００４において、電源がオンされた後、印刷枚数が１００枚を越えていると判断された場合（ステップＳ００４でＮＯ）、消費条件変更部９４は、紙間における第２現像バイアスＢｐとして、第２現像バイアスＢｐ１１を設定する（ステップＳ００６）。換言すれば、消費条件変更部９４は、現像動作中の第１現像バイアスＢｄ１１と同じＶｐｐを第２現像バイアスＢｐ１１のＶｐｐとして設定する。また、消費条件変更部９４は、現像バイアスＢｄ１１と比較して、第２現像バイアスＢｐ１１のＤｕｔｙ比を僅かに縮小する。更に、消費条件変更部９４は、現像動作時よりも現像ローラー８３の回転速度を僅かに増大させる。この結果、現像動作時よりも僅かに大きな回転速度比をもって、感光体ドラム３２１および現像ローラー８３が回転駆動される。このように、印刷枚数が１００枚を越えた場合は、印刷枚数が１００枚未満の場合と比較して、外添剤の消費作用は抑制される。一方、この場合であっても、現像動作時と比較して、非現像動作時（紙間）における外添剤の消費は促進される。これは、現像動作時のトナー像の形成に応じてトナー補給部３４から現像ハウジング８０内に外添剤がトナーと共に供給されることに対応して、少しずつ外添剤を消費させるためである。
【００８９】
図８は、現像ローラー８３に異なるＤｕｔｙ比の現像バイアスが印加される場合の交流バイアスの１周期分の波形を示した模式図である。上記の第１現像バイアスＢｄ１１から第２現像バイアスＢｐ１２への変更におけるＤｕｔｙ比の縮小効果について付言すれば、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に、Ｄｕｔｙ比がそれぞれ３７％、４０％、４３％と設定される。この場合、トナーが現像ローラー８３から感光体ドラム３２１側に移動される側の極性における交流バイアスの最大ピーク値（Ｖｐｐ−ＭＡＸ）に関して、Ｖｐｐ−ＭＡＸ（Ａ）＞Ｖｐｐ−ＭＡＸ（Ｂ）＞Ｖｐｐ−ＭＡＸ（Ｃ）と変化される。したがって、非現像動作時の感光体ドラム３２１の表面の暗電位と前記Ｖｐｐ−ＭＡＸとの間の電位差が、Ｄｕｔｙ比の縮小とともに拡大される。この結果、Ｄｕｔｙ比の縮小によって、現像ローラー８３から感光体ドラム３２１への外添剤の消費が促進される。同様に、第１現像バイアスＢｄ１１から第２現像バイアスＢｐ１２への変更において、Ｖｐｐが拡大されることで、上記の電位差が拡大されるため、前記外添剤の消費が更に促進される。また、第２現像バイアスＢｐ１２が選択されることに伴って、現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比が増大されると、現像ローラー８３上のトナー層が、感光体ドラム３２１の表面に接触する接触時間が増大される。このため、上記の外添剤の消費が更に促進される。
【００９０】
ここで、消費条件変更部９４の制御信号によって、バイアス制御部９２および駆動制御部９１が非現像動作のために設定する第２現像バイアスＢｐおよび駆動条件の一例は、次の通りである。なお、現像動作時には、前述の第１現像バイアスＢｄ１を含む諸条件が設定される。
【００９１】
＜通常の第２現像バイアスＢｐ１１（印刷枚数１００枚以降）＞
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；２００Ｖ
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（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；３００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；１７００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ１）；４１％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ２）；５９％
感光体ドラム３２１の線速；２００ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム３２１の表面電位；背景部（暗電位）２３０Ｖ
現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）；１．７
【００９２】
＜外添剤消費促進時の第２現像バイアスＢｐ１２（印刷枚数１００枚未満）＞
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；２００Ｖ
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（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；３００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；１９００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ１）；４０％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ２）；６０％
感光体ドラム３２１の線速；２００ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム３２１の表面電位；背景部（暗電位）２３０Ｖ
現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）；１．８
【００９３】
上記の設定例では、前述のように現像動作時の第１現像バイアスＢｄ１１と比較して、外添剤消費促進時の第２現像バイアスＢｐ１２では、現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）が増大され、現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_acが増大され、感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比が縮小されている。
【００９４】
次に、図９を参照して、非現像動作時に上記の第２現像バイアスＢｐ１２が印加された場合について、更に詳述する。図９は、画像形成装置１において、３枚のシートに画像が形成される際の感光体ドラム３２１および現像ローラー８３の電位の関係について示した模式図である。図９において、Ｖdrumは、横軸を時刻とし、縦軸を感光体ドラム３２１上の電位の推移として示したものである。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ１枚目、２枚目、３枚目のシートにトナー像が形成される現像工程（現像動作）を示している。また、Ａ１は、１枚目のシートの現像動作の直前の非現像動作を示し、Ａ２は３枚目のシートの現像動作の終了後の非現像動作を示している。更に、Ｂ１およびＢ２は、いわゆる紙間における非現像動作に相当し、それぞれ、１枚目と２枚目、２枚目と３枚目の間のシート間に相当する。
【００９５】
本実施形態では、感光体ドラム３２１は、帯電器３２２によって、背景部の電位が＋２５０Ｖに帯電される。すなわち、感光体ドラム３２１は、図９のＡ１、Ｐ１、Ｂ１、Ｐ２、Ｂ２、Ｐ３、Ａ２に対応して、＋２５０Ｖに帯電される。そして、各シートの現像工程Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において、最大画像濃度に対応する領域が露光器３２３によって露光されると、その表面電位がＶimg；＋２０Ｖまで低下される。この際、前述のとおり、現像ローラー８３には、直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖが印加されている。また、現像ローラー８３には、交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac1；１７００Ｖ（４．０ｋＨｚ）がＤｕｔｙ比４３％をもって印加されている。また、現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）は１．５に設定される。この結果、＋２０Ｖの画像部に対して、現像ローラー８３からトナーが供給される。
【００９６】
一方、上記の現像動作が実行されていない非現像動作Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ａ２では、同様に感光体ドラム３２１は＋２５０Ｖに帯電されている。また、現像ローラー８３には、第２現像バイアスＢｐ１２として、直流バイアスＶslv_dc；５０Ｖが印加され、交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac2；１９００Ｖ（４．０ｋＨｚ）がＤｕｔｙ比４０％をもって印加されている。また、現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）は１．８に設定される。
【００９７】
図９において、前述のように、紙間Ｂ１、Ｂ２において、第１現像バイアスＢｄ１１と比較して、第２現像バイアスＢｐ１２のＶｐｐが拡大されるとともに、Ｄｕｔｙ比が縮小される。この結果、現像動作時（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）のＶｐｐ−ＭＡＸ１と比較して、非現像動作時のＶｐｐ−ＭＡＸ２の感光体ドラム３２１の背景部電位（暗電位）Ｖｂａｃｋに対する電位差が大きく設定される。この際、非現像動作時には、感光体ドラム３２１上に画像部電位（明電位）Ｖｉｍｇが設定されないため、前記画像部電位Ｖｉｍｇと拡大されたＶｐｐ−ＭＡＸ２との間で、電気的なリークが生じることが抑止される。
【００９８】
次に、図１０を参照して、外添剤消費動作の第２の実施形態について説明する。
【００９９】
図１０は、消費条件変更部９４が外添剤を消費する際の第２のフローチャートである。本実施形態では、現像ハウジング８０に未使用の現像剤が貯留された第２の条件に対応して、消費条件変更部９４が外添剤を現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に消費させる。
【０１００】
画像形成装置１の電源がオンされると（ステップＳ０１１）、消費条件変更部９４は、操作部９６１から作業者によって入力される情報を確認する（ステップＳ０１２）。ここで、作業者によって、現像装置３２４の現像ハウジング８０内の現像剤が新品に交換されたことが、「新品現像剤投入情報」として入力された場合、消費条件変更部９４は現像ハウジング８０内の現像剤が交換されたと判断する（ステップＳ０１２でＹＥＳ）。消費条件変更部９４は、後の画質調整または画像形成動作（現像動作）に先立って、外添剤消費モードの実行が必要であると判断する。（ステップＳ０１３）。消費条件変更部９４は、第２現像バイアスＢｐとして、前述の第２現像バイアスＢｐ１２を設定し、感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比を増大させる（ステップＳ０１４）。そして、消費条件変更部９４は、第２現像バイアスＢｐ１２が印加された状態で、駆動部９６２を制御して、現像ローラー８３および感光体ドラム３２１を６０秒間回転駆動させる。なお、外添剤消費モードにおける現像ローラー８３および感光体ドラム３２１の駆動は、６０秒に限定されず、外添剤の混入量に応じて１８０秒など回転させてもよい。現像ローラー８３に第２現像バイアスＢｐ１２が印加され、現像ローラー８３および感光体ドラム３２１が回転駆動されることによって、現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に外添剤が消費される。
【０１０１】
外添剤消費モードが終了すると、消費条件変更部９４は、画質調整部９３を制御してトナー像の画質調整を実行させる（ステップＳ０１５）。この際、現像装置３２４の現像ハウジング８０内の外添剤の量が好適に調整されているため、外添剤の過多に伴うトナーの帯電異常が生じにくい。このため、トナーの帯電性が安定して維持された状態で、トナー像の画質調整が実行される。
【０１０２】
外添剤消費モードおよび画質調整が実行されると、消費条件変更部９４によって、印刷動作（現像動作）が可能と判断される（ステップＳ０１６）。なお、以後の印刷時における紙間（非現像動作）では、前述の第１現像バイアスＢｄ１１が現像ローラー８３に印加されてもよく、また、第２現像バイアスＢｐ１２が印加されてもよい。このように、現像ハウジング８０内の現像剤の交換に伴って、外添剤の消費を集中的に実行することで、以後の印刷時に安定したトナー画像を得ることが可能となる。なお、ステップＳ０１２において、現像ハウジング８０内の現像剤が交換されたと判断されなかった場合（ステップＳ０１２でＮＯ）、外添剤消費モードは実行されることなく、通常どおり画質調整が実行される。
【０１０３】
以上の実施形態によれば、装置本体１０に未使用の現像ローラー８３を含む現像ハウジング８０が装着された場合（第１の条件）であっても、また、現像ハウジング８０に未使用の現像剤が貯留された場合（第２の条件）であっても、消費条件変更部９４が、現像剤の中の特定成分を現像ローラー８３から感光体ドラム３２１に消費させる。このため、所定の期間、使用された現像剤と比較して、未使用の現像剤の中に多くの特定成分が含まれていても、現像ハウジング８０内の特定成分の量を安定して維持することができる。また、未使用の現像ローラー８３に多くの特定成分が付着することが好適に抑止される。
【０１０４】
また、上記の実施形態によれば、使用された現像剤と比較して、未使用の現像剤の中に多くの外添剤が含まれていても、現像ハウジング８０内の外添剤の量を安定して維持することができる。また、未使用の現像ローラー８３に多くの外添剤が付着することが好適に抑止される。特に、外添剤として酸化チタンが添加された場合、現像ハウジング８０内の酸化チタンの量を安定して維持することができる。この結果、現像装置３２４内のトナーの帯電性が安定して維持される。また、過不足なく感光体ドラム３２１に移動された酸化チタンが、クリーニング装置３２６のクリーニングローラーと感光体ドラム３２１との間に介在することによって、感光体ドラム３２１の表面が安定して研磨される。
【０１０５】
また、上記の実施形態によれば、現像動作時とは異なる非現像動作時に、第２現像バイアスＢｐが変化されることで、特定成分が好適に消費される。このため、現像動作に影響を与えることなく、現像ハウジング８０内の特定成分の量を安定して維持することができる。特に、非現像動作時において、前記交流バイアスの最大ピーク値Ｖｐｐ−ＭＡＸと感光体ドラム３２１との電位差が変化されることによって、特定成分が感光体ドラム３２１側へ移動する量が好適に変化される。詳しくは、第２現像バイアスＢｐにおける交流バイアスの振幅値Ｖｐｐの増大、またはＤｕｔｙ比の縮小によって、前記交流バイアスの最大ピーク値Ｖｐｐ−ＭＡＸと感光体ドラム３２１との電位差が好適に拡大される。このため、現像ローラー８３から感光体ドラム３２１への特定成分の移動が促進される。
【０１０６】
また、上記の実施形態によれば、非現像動作時において、感光体ドラム３２１に対する現像ローラー８３の回転速度比が増大される。このため、トナー層が感光体ドラム３２１に接触する接触時間が増大され、現像ローラー８３から感光体ドラム３２１への特定成分の移動が促進される。
【０１０７】
また、上記の実施形態によれば、現像ハウジング８０内の特定成分の量が、トナーの帯電性に影響を与える場合であっても、特定成分の量が調整された後に画質調整が実行される。このため、前記画質調整が安定して実現される。
【０１０８】
また、上記の実施形態によれば、現像動作が開始される前に、消費モードにおいて特定成分の量が集中して調整される。このため、現像ハウジング８０内の特定成分の量が好適に調整された状態で、現像動作が開始される。
【０１０９】
また、上記の実施形態によれば、複数のシートにおける紙間に対応して、特定成分が消費される。このため、現像動作が開始される前に所定時間、特定成分が消費される場合と比較して、早期に現像動作を開始することが可能となる。
【０１１０】
また、上記の実施形態によれば、磁気ローラー８２および現像ローラー８３が配設されたタッチダウン方式の現像技術を備える画像形成装置１において、現像ハウジング８０内の特定成分の量が安定して維持される。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置１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。
【０１１２】
（１）上記の実施形態では、外添剤が現像ローラー８３から感光体ドラム３２１側に消費される消費条件として、現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比、第２現像バイアスＢｐにおけるＶｐｐおよびＤｕｔｙ比の変更を用いて説明したが、これらの条件のうちの１つが選択されてもよいし、またこれらのうちの２つが選択的に組み合わせることで設定されるものであってもよい。
【０１１３】
（２）また、上記の実施形態では、現像剤に含まれる特定成分として、トナーの外添剤を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。特定成分はトナーと共に現像剤内に分散される粉体、ビーズなどでもよいし、トナーに内添される成分であってもよい。また、特定成分として消費されるトナーの外添剤は、酸化チタンに限定されるものではなく、他の外添剤が初期的に消費されるものであってもよい。
【０１１４】
（３）また、上記の実施形態では、装置本体１０に未使用の現像ローラー８３を含む現像装置３２４が装着された場合（第１の条件）、外添剤の消費が紙間において実行される態様にて説明した。また、現像ハウジング８０に未使用の現像剤が貯留された場合（第２の条件）、現像動作に先立って、外添剤消費モードが実行される態様にて説明した。本発明はこれらに限定されるものではない。第１の条件が成立した場合、外添剤消費モードが実行され、第２の条件の条件が成立した場合、外添剤の消費が紙間において実行されるものであってもよい。また、外添剤消費モードと紙間における外添剤の消費とが、両方実行されるものであってもよい。更に、装置本体１０に新品の現像装置３２４が装着されたことが検出される態様は、現像装置検出部９６５によって検出される態様に限定されるものではなく、操作部９６１を介して作業者によって装着情報が入力されてもよい。
【０１１５】
（４）更に、上記の実施形態では、現像ローラー８３および磁気ローラー８２に印加される現像バイアスの態様として、図５に示される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない、図１１は、他の変形実施形態において、現像ローラー８３および磁気ローラー８２に現像バイアスを印加する第３印加部８８Ａおよび第４印加部８９Ａについて模式的に示した図である。先の実施形態における第１印加部８８および第２印加部８９と異なり、第３印加部８８Ａおよび第４印加部８９Ａでは、第３印加部８８Ａが接地されることなく、第４印加部８９Ａに並列接続されている点に特徴を有する。このような、いわゆるデュアル現像バイアス印加方式は、磁気ローラー８２および現像ローラー８３に印加される交流バイアスのＤｕｔｙ比を個別に変化させることができる点に特徴を有する。なお、このような、デュアル現像バイアス印加方式においても、以下に示すように、第１現像バイアスＢｄ１３に対して、第２現像バイアスＢｐ３１、３２が設定されることで、紙間に代表される非現像動作時の外添剤の消費を促進することが可能となる。
【０１１６】
＜第１現像バイアスＢｄ１３（現像動作時）＞
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；２００Ｖ
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（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；３００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；１７００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ１）；４３％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ２）；７０％
感光体ドラム３２１の線速；２００ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム３２１の表面電位；背景部（暗電位）２３０Ｖ
現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）；１．５
【０１１７】
＜第２現像バイアスＢｐ３１（通常の非現像動作時、紙間）＞
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；２００Ｖ
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（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；３００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；１８００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ１）；４１％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ２）；７０％
感光体ドラム３２１の線速；２００ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム３２１の表面電位；背景部（暗電位）２３０Ｖ
現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）；１．７
【０１１８】
＜外添剤消費促進時の第２現像バイアスＢｐ３２（印刷枚数１００枚未満など）＞
磁気ローラー８２の直流バイアスＶmag_dc；２００Ｖ
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（Ｖｐｐ）Ｖmag_ac；３００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
現像ローラー８３の交流バイアス（Ｖｐｐ）Ｖslv_ac；２０００Ｖ（４．０ｋＨｚ）
感光体ドラム３２１−現像ローラー８３間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ１）；４０％
現像ローラー８３−磁気ローラー８２間のバイアスのＤｕｔｙ比（Ｄｕｔｙ２）；７０％
感光体ドラム３２１の線速；２００ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム３２１の表面電位；背景部（暗電位）２３０Ｖ
現像ローラー８３の感光体ドラム３２１に対する回転速度比（Ｓ／Ｄ）；１．８
【符号の説明】
【０１１９】
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
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  駆動制御部
９２  バイアス制御部（バイアス制御手段）
９３  画質調整部（画質調整手段）
９４  消費条件変更部（特定成分消費手段）
９６１  操作部
９６２  駆動部（回転駆動手段）
９６３  画像メモリ
９６４  Ｉ／Ｆ
９６５  現像装置検出部
【図１】
2014081513.tif 000003
【図２】
2014081513.tif 000004
【図３】
2014081513.tif 000005
【図４】
2014081513.tif 000006
【図５】
2014081513.tif 000007
【図６】
2014081513.tif 000008
【図７】
2014081513.tif 000009
【図８】
2014081513.tif 000010
【図９】
2014081513.tif 000011
【図１０】
2014081513.tif 000012
【図１１】
2014081513.tif 000013