(57)【要約】【課題】２成分現像方式において、キャリアコート層の劣化により、電圧の出力の低下を防ぎ画像濃度の低下を防止する。【解決手段】導電性支持体上に形成された感光層を備える感光体ドラム１３５と、所定の電圧が印加されて感光体ドラム１３５上に形成された静電潜像を現像する現像スリーブ１３８と、現像スリーブ１３８に交流電圧周期の矩形電圧を印加する高圧電源制御部４７を有し、高圧電源制御部４７は、矩形電圧の立上がり、立下がりに対して、交流電圧周期より短い周期の矩形波を重畳する。これにより印加電圧の矩形波の安定化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に形成された感光層を備える静電潜像担持体と、
所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に交流矩形電圧を印加する電圧印加手段を有し、
前記電圧印加手段は、前記交流矩形電圧の立上がり及び立下がりに対して、前記交流矩形電圧の交流電圧周期より短い周期の補正用矩形波を重畳することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
磁性キャリアと該磁性キャリアによって帯電されるトナーで形成する現像剤と、
前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記静電潜像担持体上に潜像を形成する露光部材と、
前記現像剤の濃度を検出する現像剤濃度検出手段と、
前記現像剤を搬送する現像剤搬送スクリューと、
前記トナーを供給するトナー供給部とを有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記補正用矩形波は、前記交流矩形電圧の交流電圧周期Ｔの１／２周期であり、前記交流矩形電圧の立上がり及び立下がりに同期して出力されることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記補正用矩形波は、前記交流矩形電圧の交流電圧周期Ｔに対して１／２周期の補正電圧と、前記交流矩形電圧の交流電圧周期Ｔに対して１／４周期の補正電圧を多段重畳されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載の現像装置。
【請求項５】
前記補正用矩形波は、前記現像剤担持体に初めて電圧が印加された時の前記現像剤担持体の抵抗値Ｚ（０）と、電源投入時の前記現像剤担持体の抵抗値Ｚ（ｔ）から補正電圧ΔＶが決定されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体に初めて電圧が印加された時の前記現像剤担持体の抵抗値Ｚ（０）を格納する電圧印加履歴メモリと、
前記交流矩形電圧を生成するバイアス矩形波生成部と、
前記交流矩形電圧の立上がり及び立下がりに対して補正をする前記補正用矩形波を生成する補正矩形波生成部と、
前記交流矩形電圧に前記補正用矩形波を重畳し、前記現像剤担持体に印加する現像スリーブ電圧電源を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか一記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか一記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
現像剤担持体に交流矩形電圧を印加する現像装置印加方法において、
前記現像剤担持体に初めて前記交流矩形電圧が印加されたかどうか判定する電圧印加履歴判定工程と、
前記交流矩形電圧が初めて印加されたときに電圧印加履歴メモリに格納した前記現像剤担持体の初期抵抗値を読み出す抵抗値読出し工程と、
前記現像剤担持体の現在の抵抗値を算出する抵抗値算出工程と、
前記初期抵抗値と前記現在の抵抗値とから前記交流矩形電圧を補正すべき電圧値ΔＶを決定する電圧値決定工程と、
補正すべき前記電圧値ΔＶに基づいて、前記交流矩形電圧に補正用矩形波を重畳して前記現像剤担持体に印加する印加工程とを含むことを特徴とする現像装置の印加方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２成分現像方式により電子写真記録方式を用いて画像形成する現像装置と、これを搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器としてのパーソナルコンピュータやスマートホン、更にはデジタルカメラが企業職場から一般家庭にまで普及した。これらの電子機器を操作して入手した画像情報を印刷する画像形成装置も普及している。この画像形成装置としては、いわゆる電子写真式プリンターがある。電子写真式プリンターは、帯電している感光体ドラムに光を当ててトナー像の文字や図形を生成し、記録媒体にそのトナー像を転写するものである。
【０００３】
これらの画像形成装置による印刷過程において、現像剤（トナー）担持体に印加する電圧の波形は矩形の交流電圧が印加されている。この矩形波のように急激に電圧が変化するような信号が通ると電圧変化がなだらかになって「波形がなまる」という事象が発生する。図１１は従来技術に関わる現像スリーブへの電圧印加時のなまりを示す説明図である。例えば、図１１（ａ）に示すようなバイアス印加波形を出力制御しても、図１１（ｂ）に示すように略三角波となる「なまり」が発生し、立上がり及び立下がりに所望の矩形波が得られない。
【０００４】
このような事象に対して特開２０１２−６３７１４号公報（特許文献１）は、矩形波の形状をした交流電圧を波形歪みに応じて変圧する変圧手段と、この変圧手段を駆動する駆動パターンを調整する調整手段を設ける。調整手段は波形歪みが小さくなるように、交流電圧のオン／オフ期間の割合を調整する。これにより、矩形波の形状を維持することが可能となる画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６３７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の構成の２成分現像方式において、樹脂層をコートした磁性キャリアは経時でコート層の摩耗又は剥離、即ち劣化が生じ、キャリア自身の抵抗値が低下してしまう。その結果、現像スリーブと感光ドラムとの間に印加している交流電圧の矩形波の立上がり及び立下がりがなまり、電圧の出力が低下する。そのため、画像濃度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、キャリアコート層の劣化による抵抗値の低下に対し、高圧電源側の印加電圧の立上がり及び立下がりに対して補正をすることにより、電圧の出力の低下を防ぎ、よって画像濃度の低下を防止することができる現像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】
前記課題を解決するため本発明は、導電性支持体上に形成された感光層を備える静電潜像担持体と、所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に交流矩形電圧を印加する電圧印加手段を有し、前記電圧印加手段は、前記交流矩形電圧の立上がり及び立下がりに対して、前記交流矩形電圧の交流電圧周期より短い周期の補正用矩形波を重畳することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、矩形電圧の立上がり、立下がりに対して交流矩形波より短い周期の補正用の矩形波を重畳するようにしたので、経時により磁性キャリアのコート層の摩耗などによる抵抗値の変化に対して、矩形波の立上がり及び立下がりの印加電圧を安定させることが可能となり、電圧の変動による画像濃度の低下を防ぐことができる。その結果、装置の長寿命化が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に関わる補正後の印加電圧を示す波形図である。
【図２】第１の実施の形態に関わる画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態に関わる現像装置を示す概略断面図である。
【図４】第１の実施の形態に関わる画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】第１の実施の形態に関わる現像スリーブへ印加する補正前後の電圧波形図である。
【図６】第１の実施の形態に関わる現像装置の抵抗値測定回路の概略図である。
【図７】第１の実施の形態に関わる補正電圧測定時の印加電圧波形図である。
【図８】第１の実施の形態に関わる画像形成装置の高圧電源制御部の機能ブロック図である。
【図９】第１の実施の形態に関わる補正電圧を決定するフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に関わる補正後の現像スリーブへの印加電圧波形図である。
【図１１】従来技術に関わる現像スリーブへの電圧印加時のなまりを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明における現像装置を搭載した画像形成装置について説明し、続けて現像装置について説明する。
図２は第１の実施の形態に関わる画像形成装置を示す概略構成図である。画像形成装置１は、電子写真方式により印刷媒体としての記録媒体Ｐ上に画像を形成する。この機能を実現するため画像形成装置１は、媒体収容トレイ１１及びホッピングローラ１２ａを始点とし、排出ローラ１２ｄ及び１２ｅを終点とする略Ｓ字状に配置された媒体搬送路Ｈを有する。この媒体搬送路Ｈに沿って現像装置１３及び定着手段としての定着器１５を配してある。更に、各部間に記録媒体Ｐを搬送するための媒体搬送ローラ１２ｂ及び１２ｃ等を備える。
【００１２】
媒体収容トレイ１１は、内部に記録媒体Ｐを積層した状態で収納し、画像形成装置１の下部に着脱自在に装着されている。そして、媒体収容トレイ１１上部に設けられたホッピングローラ１２ａは、媒体収容トレイ１１に収容された記録媒体Ｐをその最上層から１枚毎に、図示矢印Ｆ方向に繰り出す。なお、ホッピングローラ１２ａの回転動作は図示しないクラッチの介在により間欠回転を可能に制御される。
【００１３】
現像剤転写装置としての転写ローラ１６は、現像装置１３に対向して設けられ、金属製シャフトに発泡ウレタンゴム層を被服したものである。転写ローラ１６は現像装置１３及び媒体搬送ローラ１２ｂ及び１２ｃの回転と同期を取って矢印（ｇ）方向に回転される。
現像装置１３は後述するトナー像を形成するために露光機能を有する。後述するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド１３７によって感光体ドラム１３５上に形成された潜像としての静電潜像にトナー８ａ（図３参照）を付着させて現像を行う。なお、現像装置１３の詳細については、後に図３により説明する。
【００１４】
定着器１５はトナー８ａによる紛体画像であるトナー像が転写された記録媒体Ｐに、熱及び圧力を印加してトナー像を融解し、そのトナー像を記録媒体Ｐに定着させる。定着器１５によりトナー像が定着された記録媒体Ｐは、排出ローラ１２ｄ及び１２ｅにより、画像形成装置１の外へ排出される。画像形成装置１は、以上の各部を制御する印刷制御部１０、これに加えて各部に電力を供給する電源部１８を有する。そして、印刷制御部１０は上位装置１９に接続されている。
【００１５】
図３は第１の実施の形態に関わる現像装置を示す概略断面図である。二成分現像方式を採用した現像装置１３はフレーム１３ａにより保持される各部によって形成される。以下、各部の説明を行う。
【００１６】
現像装置１３の下方には、現像剤撹拌・搬送装置としての現像剤搬送スクリュー１３１が設けられる。図示するように左右に２個の現像剤搬送スクリュー１３１が並列配置されている。以後の説明を容易にするため、両者を区別するときは、図示する左側を第１現像剤搬送スクリュー１３１ａとし、右側を第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂとする。この現像剤搬送スクリュー１３１ａ及び１３１ｂの回転軸端部には、回転駆動用に図示しない駆動ギャが固着してある。
【００１７】
第１現像剤搬送スクリュー１３１ａは矢印（ｅ）方向に回転し、第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂは矢印（ａ）方向に回転する。両者は、互いに逆方向に回転するスクリューが設けられており、軸方向に沿って互いに逆方向にトナーを搬送する。この両者の間には壁１３ｂが形成されているが、両者の軸方向先後端部には壁１３ｂが形成されておらず、その空間は連結されている。これによりトナーは循環して搬送されることで撹拌される。
【００１８】
第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂの側方のフレーム１３ａ（図示右側傾斜面）には、透磁率検出型の現像剤濃度検出手段としてのトナー濃度センサ１３２が設けられている。トナー濃度センサ１３２は、第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂ内の現像剤８の透磁率を測定することによってトナー濃度を検出する。
【００１９】
第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂの内部空間には現像剤構成材料であるトナー８ａが収容されている。トナー８ａは結着樹脂と内部添加剤としての帯電制御剤、離型剤、着色材、外部添加剤によって構成される。更に、第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂの内部空間には、現像剤構成材料である磁性キャリア８ｂも混在されている。
【００２０】
この磁性キャリア８ｂは磁性を有する粒径５０〜６０μｍ程度の粉体であるが、図３においては説明を容易にするため拡大（小円形）表示してある。トナー８ａは現像剤搬送スクリュー１３１ａ及び１３１ｂにより磁性キャリア８ｂと混合されつつ撹拌されて現像剤８が形成される。
【００２１】
第１現像剤搬送スクリュー１３１ａの側方（図示左側）には、静電潜像担持体としての感光体ドラム１３５が設けられる。感光体ドラム１３５は、導電性支持体と光導電層によって構成される。導電性支持体としてはアルミニウム等の金属パイプに光導電層として電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した有機系感光体である。この感光体ドラム１３５の回転支持軸部には回転駆動用に図示しない駆動ギャが固着してある。
【００２２】
感光体ドラム１３５に対向した位置には、帯電部材としての帯電ローラ１３６が設けられる。帯電ローラ１３６は金属シャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム層を被服したものである。更に感光体ドラム１３５の上方には、記録媒体Ｐの幅方向、即ち感光体ドラム１３５の軸方向に延在したアレイ状の露光部材としてのＬＥＤヘッド１３７が設けられる。このＬＥＤヘッド１３７によって画像信号に対応した光が感光体ドラム１３５に照射され、静電潜像が感光体ドラム１３５に形成されることになる。
【００２３】
感光体ドラム１３５には前記帯電ローラ１３６の他に、対向した位置に現像剤担持体としての現像スリーブ１３８が設けられる。現像スリーブ１３８は表面をブラスト処理した金属パイプ内部に適切な磁束密度分布を持たせるよう磁性体を配したものである。
【００２４】
感光体ドラム１３５、帯電ローラ１３６及び現像スリーブ１３８は、記録媒体Ｐの幅方向に延在する円筒形状をなしており、回転支持軸部には回転駆動用に図示しない駆動ギャが固着してある。感光体ドラム１３５に対向した帯電ローラ１３６及び現像スリーブ１３８の回転周速度は同一になるように駆動ギヤ比が設定されている。なお、感光体ドラム１３５と現像スリーブ１３８との間には４５０μｍのギャップを設けている。
【００２５】
現像スリーブ１３８の外周面に近接した位置に、薄層形成器としてのドクターブレート１３９が設けられる。ドクターブレート１３９の少なくとも現像スリーブ１３８との近接部は硬質部材（例えば金属）製としている。なお、現像スリーブ１３８とドクターブレード１３９の間には４５０μｍのギャップを設けている。
【００２６】
感光体ドラム１３５の外周面には、所定の圧力で当接する現像剤回収手段であるクリーニングブレード１４０が設けられる。このクリーニングブレード１４０の少なくとも当接部は弾性体（例えば、ウレタンゴム）製としてある。クリーニングブレード１４０の下方には、スパイラルからなる廃棄トナー搬送部材１４０ａが配設されている。廃棄トナー搬送部材１４０ａは、矩形断面上のコイルスパイラルであって、感光体ドラム１３５の軸方向の長さと略同一の長さを有する。廃棄トナー搬送部材１４０ａの回転支持軸部には回転駆動用に図示しない駆動ギャが固着してある。クリーニングブレード１４０によって掻き落とされたトナー（以後、回収トナー８ｃとする）は図示しない廃棄トナーボックスまで搬送される。
【００２７】
第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂの上方には、現像剤収容体としての現像剤カートリッジ１４１が設けられる。この現像剤カートリッジ１４１は図示しない固定開放手段の操作によって、フレーム１３ａの上方から挿抜されることにより、交換可能な構造になっている。ここに収容したトナー８ａを第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂに供給することになる。本装置の通電時において、現像剤カートリッジ１４１が挿抜されたとき、図示しない現像剤カートリッジ挿抜検知センサがこれを検知し、印刷制御部１０が記録している。
【００２８】
現像剤カートリッジ１４１の下方には、この現像剤カートリッジ１４１からトナー８ａを補給する際に開閉する回転型の現像剤供給シャッター１４２が設けられる。現像剤供給シャッター１４２の回転支持軸部には回転駆動用に図示しない駆動ギャが固着してある。更に、図示しないクラッチが設けられ、矢印（ｆ）方向に間欠回転することによりトナー８ａの補給又は補給停止を行うことができる。この現像剤供給シャッター１４２は回転型であるが、これに限らず開閉弁型であっても良い。
【００２９】
現像剤供給シャッター１４２の下方には、トナー搬送スクリュウー１４３が設けられている。このトナー搬送スクリュウー１４３も記録媒体Ｐの幅方向に延在するスクリュー形状をなしており、回転支持軸部には回転駆動用に図示しない駆動ギャが固着してある。
【００３０】
上記の現像剤カートリッジ１４１、現像剤供給シャッター１４２、トナー搬送スクリュウー１４３及びそれらを支持するフレーム１３ａによりトナー供給部１３４が構成される。なお、トナー８ａを第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂに向けて、自由落下させる構成としたが、これに限定されない。以上の各回転部材は、フレーム１３ａにより回転可能に軸支されている。
【００３１】
感光体ドラム１３５を矢印（ｂ）方向に回転させると、第１現像剤搬送スクリュー１３１ａは矢印（ｅ）方向に、第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂは矢印（ａ）方向に回転する。また、帯電ローラ１３６は矢印（ｄ）方向に回転され、現像スリーブ１３８は矢印（ｃ）方向に回転するよう駆動ギャ等で駆動される。トナー搬送スクリュウー１４３を含め、これらの間には壁１３ｂが形成されが、前記各部材の先後端部には前述のように壁１３ｂが形成されておらず、その空間は連通されている。これによりトナー８ａは巡回しての循環搬送が可能となり撹拌できる。
【００３２】
図４は第１の実施の形態に関わる画像形成装置の制御ブロック図である。インターフェース（Ｉ／Ｆ）制御部４０は、本画像形成装置１と上位装置１９とを電気的に接続する部位である。印刷制御部１０はマイクロプロセッサ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、入出力ポート及びタイマ等によって構成される。印刷制御部１０は、インターフェース制御部４０を介して、上位装置１９からの印刷データ及び制御コマンドを受信して画像形成装置１の全体のシーケンスを制御し印刷動作を行う。更に、印刷制御部１０は、上位装置１９との通信を行うと共に画像形成装置１全体を制御するための動作プログラムが図示しないプログラムメモリに格納されている。
【００３３】
受信メモリ４１は上位装置１９からインターフェース制御部４０を介して入力された印刷データを一時的に記録する。画像データ編集メモリ４２は、受信メモリ４１に記録された印刷データを受け取ると共に、その印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわちイメージデータを記録する。
電圧印加履歴メモリ４３は、本実施の形態に関する現像スリーブ１３８への交流矩形電圧（矩形波）の立上がり、立下がりに対して補正電圧を重畳しているか否かの補正情報を記録するものである。この補正情報は補正電圧に対する抵抗値情報を含み、電圧印加履歴メモリ４３への格納、読出しは印刷制御部１０により行われる。
【００３４】
操作部４４は画像形成装置１の状態を報知するための表示部と、画像形成装置１に対して操作者からの指示を入力するための操作入力部で構成される。センサ群４５は画像形成装置１の動作状態を監視するための前記トナー濃度センサ１３２以外の各種のセンサである。例えば、媒体位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度検出センサ、トナー残量検知センサ及び現像剤カートリッジ挿抜検知センサ等からなるが、個々の説明は省略する。
トナー濃度センサ制御部４６は、図３に示したトナー濃度センサ１３２の感度を調節するためのトナー濃度センサ制御電圧の制御を行う。
【００３５】
電圧印加手段としての高圧電源制御部４７は、主に電源部１８より電力を得て印刷制御部１０からの指示により画像形成装置１の各部に印加する電圧を制御するものである。帯電電圧電源１３６ｖは高圧電源制御部４７により指示された電圧を帯電ローラ１３６へ印加する電源である。現像スリーブ電圧電源１３８ｖは高圧電源制御部４７により指示されたバイアス電圧を現像スリーブ１３８へ印加する電源である。ドクターブレード電圧電源１３９ｖは高圧電源制御部４７により指示された電圧をドクターブレード１３９へ印加する電源である。そして、転写電圧電源１６ｖは高圧電源制御部４７により指示された電圧を転写ローラ１６へ印加する電源である。
【００３６】
現像剤供給シャッター駆動制御部１４２ｓは現像剤カートリッジ１４１の下方に設けられた現像剤供給シャッター１４２の開閉動作を制御する。現像剤供給シャッター１４２の開閉動作はトナー濃度センサ１３２によって検知された現像剤８の濃度情報に応じてトナー８ａの補給を制御する。ヘッド駆動制御部１３７ｓは画像データ編集メモリ４２に記録されたイメージデータをＬＥＤヘッド１３７に送り、そのＬＥＤヘッド１３７を駆動制御する。
【００３７】
定着制御部１５ｓは転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着するために、定着器１５に電圧を印加制御する。定着器１５は記録媒体Ｐ上のトナー像を構成するトナー８ａを溶融させるための図示しないヒータ及び温度を検出する温度センサ等を備える。定着制御部１５ｓが温度センサのセンサ出力を読み込み、そのセンサ出力に基づいてヒータを通電させ、定着器１５が一定の温度になるよう制御される。
【００３８】
搬送モータ制御部４８ｓは記録媒体Ｐを搬送するための媒体搬送モータ４８の回転駆動制御を行う。この搬送モータ制御部４８ｓは印刷制御部１０の指示によって所定のタイミングで記録媒体Ｐを搬送したり停止させたりする。記録媒体Ｐは媒体収容トレイ１１内に収容され、印刷時にはこの媒体搬送モータ４８の回転でホッピングローラ１２ａが回転され媒体搬送路Ｈに給紙される。続けて記録媒体Ｐは媒体搬送ローラ１２ｂ及び１２ｃによって図２に示す矢印Ｆ方向に搬送される。
【００３９】
駆動制御部４９ｓは感光体ドラム１３５を回転させるための駆動モータ４９を駆動する。駆動伝達部５０は駆動モータ４９によって回転駆動される感光体ドラム１３５を介して帯電ローラ１３６、現像スリーブ１３８、現像剤搬送スクリュー１３１ａ及び１３１ｂ、現像剤供給シャッター１４２、並びにトナー搬送スクリュー１４３への駆動を伝達する。抵抗値演算部１７は、後述するよう現像装置１３の抵抗値を演算する。以上の各部材により画像形成装置１が構成される。
【００４０】
次に画像形成装置１の動作について図２乃至図４を用いて詳細に説明する。上位装置１９から印刷命令が入力されると、画像形成装置１の印刷動作が開始される。まず、画像形成装置１の印刷制御部１０は、搬送モータ制御部４８ｓを介して媒体搬送モータ４８を駆動させる。ホッピングローラ１２ａの回転により、媒体収容トレイ１１に収容された最上層の記録媒体Ｐは媒体搬送路Ｈに繰り出され、搬送が開始される。
【００４１】
印刷制御部１０は記録媒体Ｐの搬送と同期させて、駆動制御部４９ｓを介して駆動モータ４９を駆動し、感光体ドラム１３５を図３に示す矢印（ｂ）方向に一定周速度回転させる。感光体ドラム１３５の回転は駆動伝達部５０により各部に伝達され、図示しない駆動ギャ列を介して現像スリーブ１３８を矢印（ｃ）方向、第１現像剤搬送スクリュー１３１ａを矢印（ｅ）方向に回転させる。同時に第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂを矢印（ａ）方向、そして帯電ローラ１３６を矢印（ｄ）方向に回転させる。
【００４２】
感光体ドラム１３５の表面に接触又は圧接して設けられた帯電ローラ１３６に帯電電圧電源１３６ｖから電圧を印加し、感光体ドラム１３５の表面を均一に帯電させる。次にＬＥＤヘッド１３７によって画像信号に対応した光が感光体ドラム１３５に照射され、感光体ドラム１３５上に静電潜像が形成される。更に後述する現像装置１３の動作により、感光体ドラム１３５上の静電潜像に対してトナー８ａが付着し、現像が行われる。
【００４３】
一方、記録媒体Ｐは媒体搬送ローラ１２ｂ及び１２ｃによって転写ローラ１６部へ搬送される。感光体ドラム１３５に対向して設けられた転写ローラ１６には転写電圧電源１６ｖにより電圧が印加され、感光体ドラム１３５上に形成したトナー像を記録媒体Ｐに転写する。
【００４４】
トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着器１５に搬送され、熱及び圧力によりトナー８ａを溶融し、記録媒体Ｐの繊維間に浸透させ定着が行われる。定着動作が行われた記録媒体Ｐは排出ローラ１２ｄ及び１２ｅにより、画像形成装置１外へ排出される。また、感光体ドラム１３５には、記録媒体Ｐへの転写しきれなかった少量のトナー８ａが残留する場合がある。この残留したトナー８ａは、クリーニングブレード１４０によって除去される。除去された回収トナー８ｃは廃棄トナー搬送部材１４０aを介して廃棄される。このようにして感光体ドラム１３５は繰り返し利用される。
【００４５】
次に、現像装置１３の動作について説明する。前述したように駆動制御部４９ｓからの指示に基づいて、駆動モータ４９は感光体ドラム１３５を回転させる。回転した感光体ドラム１３５の駆動力を駆動伝達部５０が現像スリーブ１３８、現像剤搬送スクリュー１３１ａ及び１３１ｂ、並びに現像剤供給シャッター１４２に伝達し、それぞれを図３に示す矢印方向に回転させる。現像剤供給シャッター１４２は、現像剤供給シャッター駆動制御部１４２ｓからの指示により図示しないクラッチを動作させる。それにより所望のトナー８ａが現像剤カートリッジ１４１からトナー搬送スクリュー１４３を介して供給される。
【００４６】
そして、トナー８ａが消費された現像剤８と、現像剤カートリッジ１４１から供給されたトナー８ａは、現像装置１３内の第２現像剤搬送スクリュー１３１ｂで混合、撹拌される。そして、所望のトナー濃度に調整した後、第１現像剤搬送スクリュー１３１ａ側に移送される。この時の濃度調整はトナー濃度センサ制御部４６がートナー濃度センサ１３２の検知情報に基づいて行われる。
【００４７】
第１現像剤搬送スクリュー１３１ａへ移送された現像剤８は、更に現像スリーブ１３８に向けて汲み上げられる。この汲み上げは現像スリーブ１３８の磁力及び矢印（ｃ）方向の回転と第１現像剤搬送スクリュー１３１ａの矢印（ｅ）方向への回転動作による。汲み上げられた現像剤８は、現像スリーブ１３８上に分布させた適当な磁束密度によって磁気穂を形成する。この磁気穂はドクタープレート１３９により適切な長さに穂切りされる。
【００４８】
第１の実施の形態では、現像スリーブ１３８とドクターブレード１３９には、それぞれ−５００Ｖを印加し同電位とするが、現像剤８の穂切り時に電位差をつけることも可能である。穂切された現像剤８は、現像剤スリーブ１３８が矢印（ｃ）方向（図３参照）に回転するのに伴って移動し、感光体ドラム１３５との対向部へと到る。そして、負帯電したトナー８ａが感光体ドラム１３５上に形成された静電潜像に対応して付着し、現像が行われる。これにより、感光体ドラム１３５上にトナー像が形成される。
【００４９】
現像スリーブ１３８と感光体ドラム１３５の対向部を通過した磁気穂は再び現像装置１３内に回収される。現像スリーブ１３８から現像剤８が離脱するよう分布させた磁力により再び第１現像搬送スクリュー１３１ａに回収される。
【００５０】
図５は第１の実施の形態に関わる現像スリーブへ印加する補正前後の電圧波形図である。図５（ａ）は補正実施前のバイアス印加電圧波形を示し、図５（ｂ）が補正後のバイアス印加電圧波形を示している。図５において、横軸は時間軸（ｔ）であり、縦軸に印加電圧（ｖ）を示している。現像スリーブ電圧電源１３８ｖが出力することにより、現象スリーブ１３８に周期Ｔにて矩形電圧が印加されている。Ｖ（＋）は印加される電圧の最大値を示し、Ｖ（−）は、印加される電圧の最小値を示している。Ｖ（ｄｃ）はトナー８ａを感光体ドラム１３５へ移動させるため必要となる電圧の直流成分である。
【００５１】
図５（ｂ）の縦軸に記載したΔＶ（＋）及びΔＶ（−）は補正実行時に重畳される電圧値である。印刷制御部１０の指示に従って高圧電源制御部４７は、現像スリーブ電圧電源１３８ｖによる周期Ｔの波形の立上がり、立下がりに同期して重畳出力させる。なお、重畳出力の詳細については後述する。本第１の実施の形態においては、最上部Ｗ１がＴ／４（周期がＴ／２）となる電圧を同期させて重畳する。最上部Ｗ１がＴ／４とするのは、Ｔ／４以上の区間波形が鈍ってしまった場合に略三角波となってしまうためである。なお、説明の都合上、振幅の大きい波形で図示している。
【００５２】
次に補正電圧の決定方法について説明する。図６は第１の実施の形態に関わる現像装置の抵抗値測定回路の概略図である。電源Ｅ０は現像装置１３に電圧を印加する電源である。基準抵抗Ｒ０は現像装置１３にかかる電圧を計算するための抵抗である。図６において、Ｖ１は基準抵抗Ｒ０と現像装置１３にかかる電圧であり、Ｖ２は現像装置１３にかかる電圧である。なお、計測された電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２は、後に説明する数式２及び数式５において利用される。
【００５３】
図７は第１の実施の形態に関わる補正電圧測定時の印加波形図である。図７（ａ）は補正未実施状態における現像スリーブに印加する電圧波形を示す。図７（ｂ）は補正電圧計算時の印加電圧波形を示す。図７（ａ）において、横軸は時間軸（ｔ）であり、縦軸に印加電圧（ｖ）を示している。また、図７（ｂ）における横軸は時間軸（ｔ）、縦軸は測定用印加電圧（ｖ）を示す。補正周期は補正未実地時の波形に対し、より短い周期であるＴ／２周期であり、振幅は２Ｅ０の矩形波である。
【００５４】
図８は第１の実施の形態に関わる画像形成装置の高圧電源制御部の機能ブロック図である。印刷制御部１０には電圧印加履歴メモリ４３が接続され、印刷制御部１０はその記録内容の読出し及び更新を行う。印刷制御部１０には高圧電源制御部４７が接続されている。
【００５５】
高圧電源制御部４７は、バイアス矩形波生成部４７１と補正矩形波生成部４７２を有している。この高圧電源制御部４７は、前述したように現像スリーブ電圧電源１３８ｖに接続され、現像スリーブ１３８に交流電圧周期Ｔの交流矩形電圧を供給する。バイアス矩形波生成部４７１は現像スリーブ１３８へ印加するためのバイアス矩形波（交流電圧周期Ｔ）を生成する。補正矩形波生成部４７２は現像スリーブ１３８へ印加するための、かつ補正用として重畳するために、より短い周期を有する補正用の矩形波（最上部Ｗ１がＴ／４、即ち周期Ｔ／２）を生成する。両者は、現像スリーブ電圧電源１３８ｖによって重畳され、図５（ｂ）で示す電圧波形として現像スリーブ１３８へ印加される。
【００５６】
図９は第１の実施の形態に関わる補正電圧を決定するフローチャートである。以下の動作は印刷制御部１０内のメモリに格納されている動作プログラムにより制御される。
Ｓ１０１：印刷制御部１０は、印刷開始前に本現像装置１３に初めて電圧が印加されたかどうかを電圧印加履歴メモリ４３から読み出して判断する。通常は、印加履歴ありとなり次ステップＳ１０２に移行するが、印加実績が無い場合には、後述するステップＳ１０６に移行する。
【００５７】
Ｓ１０２：ステップＳ１０１にて、印刷動作開始前に過去に電圧が印加されたと判断された場合には、印刷制御部１０は、初めて電圧が印加された時の抵抗値Ｚ（０）を電圧印加履歴メモリ４３から読み出す。
【００５８】
Ｓ１０３：図６に示すように、印刷制御部１０は、現像剤８の現在の抵抗値を測定するため現像装置１３に補正用交流電圧Ｅ０を印加し、電圧Ｖ１（ｔ）及び電圧Ｖ２（ｔ）を計測し、抵抗値演算部１７により現在の抵抗値Ｚ（ｔ）を算出する。その時の数式は、
【数１】
2018054687.tif 000003
【数２】
2018054687.tif 000004
により求める。
【００５９】
Ｓ１０４：印刷制御部１０は、ステップＳ１０３において、抵抗値Ｚ（ｔ）を算出した演算結果から、補正電圧ΔＶを算出する。その時の数式は、
【数３】
2018054687.tif 000005
により決定する。なお、抵抗値Ｚ（０）は後述するステップＳ１０６において算出した抵抗値である。
【００６０】
Ｓ１０５：印刷制御部１０は、ステップＳ１０４で算出した補正電圧ΔＶに基づいて、補正矩形波生成部４７２により補正用の矩形波（最上部Ｗ１がＴ／４、即ち周期Ｔ／２）を生成する。現像スリーブ電圧電源１３８ｖはバイアス矩形波生成部４７１が生成したバイアス矩形波（交流電圧周期Ｔ）と補正矩形波生成部４７２が生成した補正用の矩形波（最上部Ｗ１がＴ／４、即ち周期Ｔ／２）との同期をとって重畳出力する。この時の波形が図５（ｂ）に示したものとなる。現像スリーブ電圧電源１３８ｖは重畳した複数の矩形波を現像スリーブ１３８に印加する。これにより現像スリーブ１３８に対し重畳された印加電圧が供給されるため、印加電圧の立上がり、立下がりに対して補正がなされる。
【００６１】
Ｓ１０６：ステップＳ１０１において、印刷制御部１０が、印加実績が無いと判断した場合、まず、図６に示すように、現像剤８における、初めて電圧が印加された時の抵抗値を測定するための補正用交流電圧Ｅ０を印加する。そして、補正電圧に対する抵抗値Ｚ（０）を算出する。この算出は抵抗値演算部１７が、予め格納されているプログラムに従って行い、その時の数式は、
【数４】
2018054687.tif 000006
【数５】
2018054687.tif 000007
となる。印刷制御部１０は、この初めて電圧が印加された時の抵抗値Ｚ（０）を電圧印加履歴メモリ４３に保存する。以上の各ステップを経て、印刷動作が開始される。
【００６２】
以上説明した補正は、印刷ジョブ開始前に電圧印加履歴の確認が毎回実行される。電圧印加履歴の確認は印刷ジョブ開始前、即ち、電源投入時も行われることになる。また、印刷ジョブ動作中であってもセンサ群等により変更が検出、例えば使用環境として温湿度変化が検出されたタイミング等で割込み処理として実行も可能である。従って、常時印加電圧を補正することが可能となる。
【００６３】
図１は第１の実施の形態に関わる補正後の印加電圧を示す波形図である。図１（ａ）は現像スリーブ１３８への補正電圧を重畳した場合のバイアス電圧を示す印加波形図を示し、その結果における補正後に出力される現像スリーブ１３８への印加波形が図１（ｂ）に示すものである。これにより現像装置１３に印加される電圧は略矩形波を維持することができ、電圧の変動による画像濃度の低下を防止することができる。
【００６４】
以上、第１の実施の形態によれば、継時変化に従ってキャリアの劣化が生じ、これによる現像スリーブ１３８の抵抗値の変化に対して、印加電圧を補正することにより、印加電圧の矩形波の安定化を図ることができる。従って、電圧の変動による画像濃度の低下を防止することができる現像装置を提供することが可能となる。更に、第１の実施の形態によれば、印加電圧の補正は、印刷ジョブ開始前に電圧印加履歴の確認が毎回実行されるので、常時印加電圧を補正することが可能となる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態においては、最上部Ｗ１がＴ／４（即ち周期Ｔ／２）の電圧を重畳している。図１（ｂ）に示すように、印加波形は実線で示すように略矩形に近づくが、波形のなまりが残る場合がある。通常の印刷ではその品質に大きく影響するものではないが、本第２の実施の形態では、最上部Ｗ１がＴ／４（即ち周期Ｔ／２）の電圧に対して更に最上部Ｗ２がＴ／８（即ち周期Ｔ／４）の更に短い周期の電圧を立上がり、立下がりに多段重畳する。これにより精度よく理想的な矩形波を生成することができる。なお、説明の都合上、振幅の大きい波形で図示している。
【００６６】
図１０は第２の実施の形態に関わる補正後の現像スリーブへの印加電圧波形図である。バイアス矩形波生成部４７１（図８参照）は第１の実施の形態で説明したものと同一の矩形波（交流電圧周期Ｔ）を生成する。補正矩形波生成部４７２は第１段階として重畳する矩形波（最上部Ｗ１がＴ／４、即ち周期Ｔ／２）に加えて、第２段階として重畳する矩形波（最上部Ｗ２がＴ／８、即ち周期Ｔ／４）を生成する。
【００６７】
現像スリーブ電圧電源１３８ｖ（図８参照）は、バイアス矩形波生成部４７１が生成したバイアス矩形波（交流電圧周期Ｔ）と、補正矩形波生成部４７２が生成した矩形波（最上部Ｗ１がＴ／４、即ち周期Ｔ／２）に加え、矩形波（最上部Ｗ２がＴ／８、即ち周期Ｔ／４）を重畳する。現像スリーブ電圧電源１３８ｖは重畳した２段階の矩形波を現像スリーブ１３８に印加する。これにより現像スリーブ１３８に対し多段重畳された印加電圧が供給されるため、継時変化により、キャリアの劣化による現像スリーブの抵抗値の変化に対して、印加電圧を更に補正することができる。従って、印加電圧の立上がり、立下がりに対して、きめ細かい補正がなされる。これらの制御情報は、電圧印加履歴メモリ４３に保存され、以後の印刷動作時に実行する。
【００６８】
第２の実施の形態では、現像スリーブ１３８の劣化が進んでも、当初の状態により近い印刷条件を得ることが可能となる。
以上説明したように、継時変化による現像スリーブ（キャリア）１３８の劣化による抵抗値の変化に対して印加電圧を補正することが可能となる。従って、電圧変動による画像濃度定価などの画像劣化を防ぎ、長寿命化することができる。
【００６９】
以上の各実施の形態では、現像装置が１台のモノクロプリンタを想定した画像形成装置として説明したが、これに限定されない。すなわち現像装置を複数有するカラーの画像形成装置にも適用可能である。更に、ＭＦＰ（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）、ファックス及び複写機などにも利用できる。
【符号の説明】
【００７０】
１          画像形成装置
８        現像剤
８ａ      トナー
８ｂ      磁性キャリア
１０      印刷制御部
１３      現像装置
４７      高圧電源制御部（電圧印加手段）
１３１    現像剤搬送スクリュー
１３２    トナー濃度センサ（現像剤濃度検出手段）
１３５    感光体ドラム（静電潜像担持体）
１３６    帯電ローラ（帯電部材）
１３７    ＬＥＤヘッド（露光部材）
１３８    現像スリーブ（現像剤担持体）
１３８ｖ  現像スリーブ電圧電源
４７１    バイアス矩形波生成部
４７２    補正矩形波生成部
【図１】
2018054687.tif 000008
【図２】
2018054687.tif 000009
【図３】
2018054687.tif 000010
【図４】
2018054687.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018054687.tif 000015
【図９】
2018054687.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
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