(57)【要約】【課題】トナーの強制消費時にトナー消費量を必要以上に増加させることなく、小粒径のトナーを効率的に消費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】現像装置は、非画像形成時にトナー担持体上のトナーを像担持体側に吐出して像担持体上にトナー強制消費用画像を形成するトナー強制消費モードを実行可能であり、出力画像形成用の現像バイアスとしてパルス部と休止部とを有するブランクパルスバイアス若しくはパルスバイアスを用い、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとしてブランクパルスバイアスを用いる。そして、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスにおけるパルス部または休止部の少なくとも一方の設定を、出力画像形成用の現像バイアスから可変させる。【選択図】図７
2015203800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持するトナー担持体を備え、
該トナー担持体に、現像バイアスとして直流電圧に矩形波形の交流電圧を印加するパルス部のみから成るパルスバイアス、若しくは、前記パルス部と、交流電圧を印加せずに直流電圧のみを印加する休止部とを含むブランクパルスバイアスを印加することにより、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記像担持体側に移動させて、前記像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置であって、
非画像形成時に前記トナー担持体上のトナーを前記像担持体側に吐出して前記像担持体上にトナー強制消費用画像を形成するトナー強制消費モードを実行可能であり、
出力画像形成用の現像バイアスとして前記ブランクパルスバイアス若しくは前記パルスバイアスを用い、前記トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとして前記ブランクパルスバイアスを用いるとともに、
前記トナー強制消費用画像形成用のブランクパルスバイアスにおける前記パルス部または前記休止部の少なくとも一方の設定を、前記出力画像形成用の現像バイアスから可変させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
出力画像形成用の現像バイアスとして、前記休止部がトナーを前記像担持体側に移動させる方向に作用する第１ブランクパルスバイアス、若しくは前記パルスバイアスを用い、前記トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとして、前記休止部がトナーを前記トナー担持体側に引き戻す方向に作用する第２ブランクパルスバイアスを用い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】
前記第２ブランクパルスバイアスは、前記第１ブランクパルスバイアスに比べて前記休止部のインターバルが長いことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第２ブランクパルスバイアスは、前記第１ブランクパルスバイアスに比べて前記休止部の直流電圧をトナーと逆極性側にシフトさせたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２ブランクパルスバイアスは、前記第１ブランクパルスバイアスに比べて前記パルス部の直流電圧をトナーと逆極性側にシフトさせたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
出力画像形成用の現像バイアスとして、前記パルス部がトナーを前記像担持体側に移動させる方向に作用する第１ブランクパルスバイアス、若しくは前記パルスバイアスを用い、前記トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとして、前記パルス部がトナーを前記像担持体側に移動させる作用が前記第１ブランクパルスバイアスよりも強い第２ブランクパルスバイアスを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２ブランクパルスバイアスは、前記第１ブランクパルスバイアスに比べて前記パルス部のデューティ比が大きいことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記第２ブランクパルスバイアスは、前記第１ブランクパルスバイアスに比べて前記パルス部のピークツーピーク値が大きいことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記第２ブランクパルスバイアスは、前記第１ブランクパルスバイアスに比べて前記パルス部の直流電圧をトナーと同極性側にシフトさせたことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
出力画像形成用の現像バイアスとして、前記パルス部の交流波形のうちトナーを前記像担持体側に移動させる方向に作用する波形の直後に前記休止部が連続する第１ブランクパルスバイアスを用い、前記トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとして、前記パルス部の交流波形のうちトナーを前記トナー担持体側に引き戻す方向に作用する波形の直後に前記休止部が連続する第２ブランクパルスバイアスを用いることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０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１２】
前記トナー担持体は前記像担持体と所定のギャップをもって配置されており、前記トナー担持体上に担持されたトナーを前記像担持体側に飛翔させる非接触現像方式であることを特徴とする請求項１１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、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に、非画像形成時において現像ローラー上のトナーをリフレッシュするリフレッシュ工程を実行可能な現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置においては、現像ローラー（トナー担持体）に現像バイアスを印加して、現像ローラーと感光体ドラム（像担持体）との間に形成される現像電界によりトナーを感光体ドラム側に飛翔させる、いわゆるジャンピング現像方式（非接触現像方式）が知られている。
【０００３】
上記の現像装置においては、現像ローラーと感光体ドラム（像担持体）とのギャップ（現像ギャップ）の変動による濃度ムラや、ベタ画像のエッジ部の吸い込み（過現像）による濃度差が発生するという問題点があった。
【０００４】
そこで、現像バイアスとして、直流電圧に矩形波形の交流電圧を重畳して印加するパルス部と、交流電圧の印加を休止して直流電圧のみを印加する休止部とを含むブランクパルスバイアスを用いることで、上述したような問題点を解消する方法が提案されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、プロセスカートリッジに含まれる現像手段に、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加する現像バイアス印加手段を有し、プロセスカートリッジの使用量（累積印字枚数）に応じて交流電圧の休止時間を設定する周期を可変とすることにより、画像形成条件を促進させる方向に補正することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、二成分現像剤を担持し、現像ローラーに二成分現像剤中のトナーのみを供給する磁気ローラーを備え、ブランクパルスバイアスの交流電圧振動部（パルス部）の現像方向（トナーが現像ローラー側から感光体ドラム側に移動する方向）の電圧を固定した状態で、回収方向（トナーが感光体ドラム側から現像ローラー側に移動する方向）の電圧値をトナー濃度に応じて変更することが開示されている。
【０００７】
一方、画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率（画像形成可能な面積（用紙面積）に対する印字される面積の割合をいう。以下同じ。）が低い場合に、現像ローラーから感光体ドラムに飛翔して現像に用いられるトナーが少ないために現像装置内のトナー粒子の入れ替わりが少なく、トナーが過剰に帯電し、画像濃度低下やカブリが発生することがある。そこで、現像ローラーから感光体ドラム側に多量のトナーを飛翔させてトナーを強制消費することにより緩和する方法が知られている。
【０００８】
ところで、上記のようなブランクパルスバイアスを用いる現像装置においては、現像ローラー上のトナーのうち帯電量が高く現像性の高い大粒径（粗粉）トナーが選択的に像担持体に現像されやすく、帯電量の低い小粒径（微粉）トナーが消費されずに残存する、いわゆる選択現像が発生し易い。そのため、トナーの粒径分布が初期値から変化し、連続印字（耐刷）を行うと、画像濃度の低下や現像ローラー表面へのトナー付着等の不具合が生じる。
【０００９】
特許文献３には、二成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置において、通常の画像形成時には現像バイアスとしてブランクパルスバイアスを印加し、トナー強制消費用画像の形成時には現像バイアスをブランクパルス以外の異なる波形のバイアスに変化させることで、現像装置内のトナー粒径が小粒径に偏らないようにする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３９７１９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２５２２９号公報
【特許文献３】特開２０００−２９３０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３の方法では、トナーの強制消費時に、従来、現像バイアスとして一般的に用いられている交流電圧を印加している。しかしながら、現像バイアスとして一般的な交流電圧を印加しても、現像装置内に残留する小粒径のトナーを効率良く排出することは困難であり、小粒径トナーを完全に消費するためには、印字に関係なく多量のトナーを廃棄することが必要となっていた。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、トナーの強制消費時にトナー消費量を必要以上に増加させることなく、小粒径のトナーを効率的に消費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】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、トナー担持体を備え、トナー担持体に現像バイアスを印加することにより、トナー担持体に担持されたトナーを像担持体側に移動させて、像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置である。トナー担持体は、静電潜像が形成される像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持する。トナー担持体には、現像バイアスとして直流電圧に矩形波形の交流電圧を重畳して印加するパルス部のみから成るパルスバイアス、若しくは、パルス部と、交流電圧を印加せずに直流電圧のみを印加する休止部とを含むブランクパルスバイアスを印加する。現像装置は、非画像形成時にトナー担持体上のトナーを像担持体側に吐出して像担持体上にトナー強制消費用画像を形成するトナー強制消費モードを実行可能であり、出力画像形成用の現像バイアスとしてブランクパルスバイアス若しくはパルスバイアスを用い、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとしてブランクパルスバイアスを用いる。そして、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスにおけるパルス部または休止部の少なくとも一方の設定を、出力画像形成用の現像バイアスから可変させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスにおけるパルス部または休止部の少なくとも一方の設定を、出力画像形成用の現像バイアスから可変させることで、現像装置内の大粒径トナーの選択的な消費を防止して小粒径トナーの消費を促進することができる。具体的には、トナー強制消費用画像形成用のブランクパルスにおいて、トナーがトナー担持体側に引き戻される方向に作用する休止部のインターバルを長くしたり、休止部の直流電圧をトナーと逆極性側にシフトさせたりすることで、現像ニップ間に存在する大粒径トナーを像担持体側からトナー担持体側に効率良く引き戻すことができる。また、トナーが像担持体側に移動する方向に強く作用する設定のパルス部を用いることで、大粒径トナーと小粒径トナーが現像ニップの中央部で入れ替わる確率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のカラープリンター１００の全体構成を示す概略断面図
【図２】カラープリンター１００に用いられる現像装置３ａの断面図
【図３】カラープリンター１００の制御経路を示すブロック図
【図４】使用開始時の二成分現像剤中のトナーの粒径分布を示すグラフ
【図５】使用開始時の二成分現像剤中のトナーの粒径別の平均帯電量を示すグラフ
【図６】現像ローラー２３と感光体ドラム１ａ〜１ｄの対向部分（現像ニップ）におけるトナー粒子の挙動を説明する概念図
【図７】本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図８】本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図９】本発明の第３実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図１０】本発明の第４実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図１１】本発明の第５実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図１２】本発明の第６実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図１３】本発明の第７実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【図１４】本発明の第８実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて、現像ローラー２３に印加される出力画像形成用（パルス周期＜０の部分）、及びトナー強制消費用画像形成用（パルス周期＞０の部分）の現像バイアスの一例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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プリンターについて示している。カラープリンター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。
【００１７】
これらの画像形成部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、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー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。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回り方向に回転させながら、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。
【００１８】
本実施形態では、感光体ドラム１ａ〜１ｄはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体であり、アルミニウム等の導電性基板（筒体）上に、感光層としてａ−Ｓｉ系の光導電層を形成し、その上面にａ−Ｓｉ系のＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮなどの無機絶縁体または無機半導体から成る表面保護層が積層されている。
【００１９】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、カラープリンター１００本体下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー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、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー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ー１９が配置されている。
【００２０】
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を帯電させる帯電装置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装置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装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２１】
パーソナルコンピューター等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置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、次いで露光装置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、露光装置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。
【００２２】
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、一次転写ローラー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装置５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２３】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とを含む複数の張架ローラーに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対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ー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。
【００２４】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対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ー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２５】
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の一部を一旦排出ローラー対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラー対１５を逆回転させることにより分岐部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レジストローラー対１２ｂ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ー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、排出ローラー対１５を介して排出トレイ１７に排出される。
【００２６】
図２は、カラープリンター１００に搭載される現像装置３ａ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。
【００２７】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）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。
【００２８】
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の両端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ー２２が配置され、磁気ローラー２２の左斜め上方には現像ローラー２３が対向配置されている。そして、現像ローラー２３は現像容器２０の開口側（図３の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラー２２及び現像ローラー２３は図中時計回り方向に回転する。
【００２９】
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ー（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサーで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）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。
【００３０】
磁気ローラー２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブ２２ａに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体２２ｂで構成されている。本実施形態では、固定マグネット体２２ｂの磁極は、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、及び汲上極３９の５極構成である。磁気ローラー２２と現像ローラー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。
【００３１】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラー２２の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラー２２の回転方向（図２の時計回り方向）において、現像ローラー２３と磁気ローラー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ー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。
【００３２】
現像ローラー２３は、非磁性の現像スリーブ２３ａと、現像スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラー側磁極２３ｂで構成されている。現像ローラー側磁極２３ｂは、固定マグネット体２２ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００３３】
現像ローラー２３及び磁気ローラー２２には、バイアス制御回路４１（図３参照）を介して現像バイアス電源４３が接続されている。具体的には、現像ローラー２３には直流電源と交流電源から成る第１電源４３ａが接続されており、磁気ローラー２２には、直流電源と交流電源から成る第２電源４３ｂが接続されている。これにより、現像ローラー２３には、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが印加され、磁気ローラー２２には、直流電圧に交流電圧が重畳された供給バイアスが印加される。現像バイアスは、直流電圧に矩形波形の交流電圧を印加するパルス部と、交流電圧の印加を休止する休止部とを含む。現像バイアスの具体的な波形については後述する。
【００３４】
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ー２２に搬送される。穂切りブレード２５には固定マグネット体２２ｂの規制極３６が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異なる極性の磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００３５】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラー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、現像ローラー２３に対向する位置に移動すると、固定マグネット体２２ｂの主極３５及び現像ローラー側磁極２３ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラー２３表面に接触する。そして、磁気ローラー２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラー２３上にトナー薄層を形成する。
【００３６】
現像ローラー２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラー２２と現像ローラー２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラー２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００３７】
図３は、本発明のカラープリンター１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、カラープリンター１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、カラープリンター１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
【００３８】
バイアス制御回路４１は、帯電バイアス電源４２、現像バイアス電源４３、及び転写バイアス電源４４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路４１からの制御信号によって、帯電バイアス電源４２は帯電装置２ａ〜２ｄ内の帯電ローラーに、現像バイアス電源４３は現像装置３ａ〜３ｄ内の磁気ローラー２２及び現像ローラー２３に、転写バイアス電源４４は一次転写ローラー６ａ〜６ｄ及び二次転写ローラー９に、それぞれ所定のバイアスを印加する。
【００３９】
機内温湿度センサー４５は、カラープリンター１００内部の温度及び湿度を常に検知している。検知結果は後述するＩ／Ｆ９６を介して制御部９０に送信される。
【００４０】
操作部５０には、液晶表示部５１、各種の状態を示すＬＥＤ５２が設けられており、カラープリンター１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。カラープリンター１００の各種設定はパーソナルコンピューターのプリンタードライバーから行われる。
【００４１】
その他、操作部５０には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、カラープリンター１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
【００４２】
制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、カラープリンター１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。
【００４３】
ＲＯＭ９２には、カラープリンター１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、カラープリンター１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、カラープリンター１００の制御途中で発生した必要なデータや、カラープリンター１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＡＭ９３（或いはＲＯＭ９２）には、後述する出力画像形成時、及びトナー強制消費モード実行時に用いるパルスバイアスまたはブランクパルスバイアスの設定値等も保管される。一時記憶部９４は、パーソナルコンピューター等から送信される画像データを受信する画像入力部（図示せず）より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印字枚数を累積してカウントする。
【００４４】
また、制御部９０は、カラープリンター１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光装置４、定着部７、中間転写ベルト８、二次転写ローラー９、画像濃度センサー４０、バイアス制御回路４１、操作部５０等が挙げられる。
【００４５】
前述したように、出力画像形成時において、現像装置３ａ〜３ｄ内に残留するトナーの粒径分布が変動し、小粒径トナーが増加すると、トナーの過帯電による画像濃度低下等の画像品質の低下が発生する。
【００４６】
まず、小粒径トナーが現像器内に残留するメカニズムについて述べる。小粒径トナーは大粒径トナーに比べて帯電量が小さい。図４及び図５は、それぞれ使用開始時の現像剤（初期現像剤）中のトナーの粒径分布および粒径別の平均帯電量を示すグラフである。図４及び図５に示すように、初期現像剤中のトナーの粒径分布は正規分布であり、トナーの帯電量は粒径が大きくなるほど高くなっていることがわかる。
【００４７】
図６は、現像ローラー２３と感光体ドラム１ａ〜１ｄの対向部分（現像ニップ）におけるトナー粒子の挙動を説明する概念図である。一般に、交流波形を有する現像バイアスを用いて現像すると、図６に示すように、現像ニップ上流側の領域Ｒ１（現像ギャップが大きく現像電界が弱い領域）では、帯電量の大きい大粒径トナーが帯電量の小さい小粒径トナーよりも先に飛翔し、感光体ドラム１ａ〜１ｄの潜像上に現像される。
【００４８】
現像ニップの中央部Ｒ２（現像ギャップが狭くなり現像電界が最も強くなる領域）では、帯電量の小さい小粒径トナーも飛翔し始めるが、すでに感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の潜像が大粒径トナーで埋められているために、小粒径トナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄに到達するのを妨げる結果となり、再び現像ローラー２３側に引き戻される確率が高くなる。これが繰り返されることで、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナーは大粒径が選択して消費され、トナーの粒径分布が小粒径側に偏ることとなる。
【００４９】
さらに、現像ニップ下流側の領域Ｒ３（現像ギャップが再び大きくなり現像電界が弱くなる領域）では、帯電量の大きい大粒径トナーのみが飛翔できるため、現像ニップ間を浮遊している大粒径トナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄの潜像上に現像されることになる。
【００５０】
このとき、現像バイアスとして、交流電圧を印加しない休止部の設定がトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に飛翔させる方向に作用するブランクパルスバイアスを用いると、現像ニップ下流側の領域Ｒ３においても、現像ニップ間を浮遊している大粒径トナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に飛翔して現像されることから、通常の交流波形よりも大粒径トナーが現像される機会が増加し、残留トナーが小粒径側に偏る傾向を促進する結果となる。
【００５１】
そこで、本発明のカラープリンター１００では、記録媒体への非転写時、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ（省電力）モードから印字開始状態まで立ち上げる際、或いは所定枚数の印字が行われた時に、現像装置３ａ〜３ｄ内の現像ローラー２３上のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に吐出するトナー強制消費モードにおいて、通常の出力画像形成時とは異なるブランクパルスバイアスを現像ローラー２３に印加する。
【００５２】
具体的には、トナー強制消費モードにおいては、トナーを現像ローラー２３側に引き戻す方向の作用が出力画像形成時よりも強いブランクパルスバイアスを用いることで、現像ニップ下流側の領域Ｒ３において大粒径トナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ側から現像ローラー２３側に効率良く引き戻され、現像装置３ａ〜３ｄ内の大粒径トナーの選択的な消費を防止することができる。
【００５３】
或いは、トナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に移動させる作用が出力画像形成時よりも強いブランクパルスバイアスを用いることで、現像ニップの中央部Ｒ２でのトナーの往復運動をより速くして大粒径トナーと小粒径トナーの入れ替わりを促進し、現像装置３ａ〜３ｄ内の小粒径トナーの消費を促進することができる。以下、出力画像形成時とトナー強制消費モードに用いるブランクパルスバイアスの具体例について詳細に説明する。
【００５４】
図７は、本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。現像バイアスは、直流電圧に矩形波形の交流電圧を重畳して印加するパルス部と、交流電圧の印加を休止した休止部とを有するブランクパルスバイアスである。なお、図７では、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００５５】
図７に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図７の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形（トナーを現像ローラー２３側に引き戻す方向に作用するパルス）の直後に交流電圧をオフとし、−２００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図７の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００５６】
一方、第２ブランクパルスバイアスでは、パルス部は出力画像形成用と同一であるが、休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−２００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図７の一点鎖線）のみを交流波形２パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形４パルス分の長さとなっている。
【００５７】
本実施形態では、第２ブランクパルスバイアスにおける休止部のインターバルを第１ブランクパルスバイアスよりも長く（ここでは２倍）変更している。このように、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアスにおいて、トナーが現像ローラー２３側に引き戻される方向に作用するバイアス（−２００Ｖ）に設定された休止部のインターバルを長くすることで、現像ニップ下流側の領域Ｒ３（図６参照）で大粒径トナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側から現像ローラー２３側に引き戻す時間が確保され、現像装置３ａ〜３ｄ内の大粒径トナーの選択的な消費を防止することができる。
【００５８】
なお、出力画像の形成時においては、休止部のインターバルを長くしすぎると休止部の周期で発生する濃度ムラが目立つようになることがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、大粒径トナーの引き戻しに最も適したインターバルに設定することが可能である。
【００５９】
図８は、本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。第１実施形態と同様に、現像バイアスはブランクパルスバイアスであり、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００６０】
図８に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図８の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．４の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１１８０Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−６２０Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−２００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図８の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００６１】
一方、第２ブランクパルスバイアスでは、休止部は出力画像形成用と同一であるが、パルス部は、４６０Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図８の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．６の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１１８０Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−６２０Ｖとなっている。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００６２】
本実施形態では、第２ブランクパルスバイアスにおけるパルス部のデューティ比が第１ブランクパルスバイアスよりも大きくなるように（ここでは１．５倍）変更している。なお、本明細書中において、デューティ比とは、交流波形１パルスに対する飛翔側（トナーと同極性側）バイアスの長さの比率を指すものとする。このように、第２ブランクパルスにおいて、トナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に飛翔する方向に強く作用する設定のパルス部を用いることで、大粒径トナーと小粒径トナーが現像ニップの中央部Ｒ２（図６参照）で入れ替わる確率が増加し、現像装置３ａ〜３ｄ内の小粒径トナーの消費を促進することができる。
【００６３】
なお、出力画像の形成時においては、パルス部のデューティ比を大きくしすぎると、地肌部（白ベタ部）にもトナーが現像されるかぶり現象が目立つようになることがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、小粒径トナーを消費するのに最も適したデューティ比に設定することが可能である。
【００６４】
図９は、本発明の第３実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。第１及び第２実施形態と同様に、現像バイアスはブランクパルスバイアスであり、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００６５】
図９に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、２００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図９の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１６００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−６００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図９の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００６６】
一方、第２ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、直流電圧Ｖｄｃを印加せず（０Ｖ、図９の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１６００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝８００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図９の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００６７】
本実施形態では、第１ブランクパルスバイアスに対して第２ブランクパルスバイアスを全体的に低電圧側にシフトしている。このように、第２ブランクパルスバイアスを、トナーが現像ローラー２３側に引き戻される方向に作用するバイアスに設定されたブランクパルスにすることで、現像ニップ下流側の領域Ｒ３（図６参照）で大粒径トナーを現像ローラー２３側に引き戻す確率が増え、現像装置３ａ〜３ｄ内の大粒径トナーの選択的な消費を防止することができる。
【００６８】
なお、出力画像の形成時においては、ブランクパルスを全体的に弱くしすぎると、ベタ画像の濃度を維持することが困難になることがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、大粒径トナーを引き戻すのに最も適した電圧にシフトすることが可能である。
【００６９】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフであり、出力画像形成用の現像バイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。本実施形態では、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスは第１〜第３実施形態と同様にブランクパルスバイアスであるが、出力画像形成用の現像バイアスは休止部がなくパルス部のみで構成されるパルスバイアスである。
【００７０】
図１０に示すように、出力画像形成用のパルスバイアスは、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１０の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１６００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝９００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−７００Ｖとなっている。
【００７１】
一方、トナー強制消費用画像形成用のブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１０の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１６００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝９００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−７００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧（図１０の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００７２】
本実施形態では、出力画像形成時には休止部のない通常のパルスバイアスを用い、トナー強制消費用画像形成時にパルスバイアスからブランクパルスバイアスに切り替えている。このように、トナー強制消費用画像形成用の現像バイアスとして、トナーが現像ローラー２３側に引き戻される方向に作用する休止部を有するブランクパルスバイアスを用いることで、現像ニップ下流側の領域Ｒ３（図６参照）で大粒径トナーを現像ローラー２３側に引き戻す確率が増え、現像装置３ａ〜３ｄ内の大粒径トナーの選択的な消費を防止することができる。
【００７３】
また、出力画像形成時には通常のパルスバイアスを用いることで、ブランクパルスバイアスを用いる場合に課題となる、ベタ画像の濃度維持や、休止部の周期で発生する濃度ムラ等を考慮する必要がなくなる。なお、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、大粒径トナーを引き戻すのに適したブランクパルスバイアスを用いることが可能である。
【００７４】
図１１は、本発明の第５実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。第１〜第３実施形態と同様に、現像バイアスはブランクパルスバイアスであり、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００７５】
図１１に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１１の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１１の破線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００７６】
一方、第２ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１１の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧（図１１の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００７７】
本実施形態では、第２ブランクパルスバイアスのパルス部は第１ブランクパルスバイアスと同一とし、休止部を第１ブランクパルスバイアスよりも低電圧側にシフトしている。このように、第２ブランクパルスバイアスを、トナーが現像ローラー２３側に引き戻される方向に作用するバイアスに設定されたブランクパルスにすることで、現像ニップ下流側の領域Ｒ３（図６参照）で大粒径トナーを現像ローラー２３側に引き戻す確率が増え、現像装置３ａ〜３ｄ内の大粒径トナーの選択的な消費を防止することができる。
【００７８】
なお、出力画像の形成時においては、ブランクパルスの休止部のみを弱くしすぎるとベタ画像の濃度を維持することが困難になることがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、ブランクパルスの休止部のみを大粒径トナーを引き戻すのに最も適した電圧にシフトすることが可能である。
【００７９】
図１２は、本発明の第６実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。第１〜第３、第５実施形態と同様に、現像バイアスはブランクパルスバイアスであり、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００８０】
図１２に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１２の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のプラス側波形（トナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に飛翔させる方向に作用するパルス）の直後に交流電圧をオフとし、０Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１２の破線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００８１】
一方、第２ブランクパルスバイアスは、パルス部のマイナス側波形の直後に休止部となる波形を用いている以外は出力画像形成用の現像バイアスと同一である。
【００８２】
本実施形態では、第１ブランクパルスバイアスとして、プラス側波形（トナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に飛翔させる方向に作用するパルス）の直後に休止部を連続させたブランクパルスバイアスを用い、第２ブランクパルスバイアスとして、マイナス側波形（トナーを現像ローラー２３側に引き戻す方向に作用するパルス）の直後に休止部を連続させたブランクパルスを用いている。これにより、第２ブランクパルスバイアスでは、トナーが現像ローラー２３側に引き戻された直後に休止部となることで、現像ギャップ中に浮遊している大粒径トナーが現像ローラー２３側近傍にあるときに引き戻されるため、より効率よく引き戻す確率が増え、現像装置３ａ〜３ｄ内の大粒径トナーの選択的な消費を防止することができる。
【００８３】
なお、出力画像の形成時においては、トナーを現像ローラー２３側に引き戻す方向に作用するパルスの直後に休止部を連続させたブランクパルスバイアスを用いると、ベタ画像の濃度を維持することが困難になることがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、大粒径トナーを引き戻すのに適した形状のブランクパルスバイアスに設定することが可能である。
【００８４】
図１３は、本発明の第７実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。第１〜第３、第５、及び第６実施形態と同様に、現像バイアスはブランクパルスバイアスであり、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００８５】
図１３に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１３の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１３の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００８６】
一方、第２ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１３の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝２２００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１２００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−１０００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧（図１３の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００８７】
本実施形態では、第２ブランクパルスバイアスにおけるパルス部のピークツーピーク値を、第１ブランクパルスバイアスに比べて大きくなるように変更している。これにより、第２ブランクパルスバイアスでは、現像ニップの中央部Ｒ２（図６参照）で現像ギャップ内に存在するトナーの往復運動がより速くなるため、現像ニップの中央部Ｒ２（図６参照）で大粒径トナーと小粒径トナーが入れ替わる確率が増し、現像装置３ａ〜３ｄ内の小粒径トナーの消費を促進することができる。
【００８８】
なお、出力画像の形成時においては、パルス部のピークツーピーク値を大きくしすぎると、ピークツーピーク値が現像ローラー２３と感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間のリーク限界を超えてしまい、画像上にリング状の斑点が形成されるなどして著しく画像品質を乱すことがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、小粒径トナーを消費するのに最も適したピークツーピーク値に設定することが可能である。
【００８９】
図１４は、本発明の第８実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄにおいて現像ローラー２３に印加される現像バイアスの一例を示すグラフである。第１〜第３、第５〜第７実施形態と同様に、現像バイアスはブランクパルスバイアスであり、出力画像形成用の第１ブランクパルスバイアス（パルス周期＜０の部分）と、トナー強制消費用画像形成用の第２ブランクパルスバイアス（パルス周期＞０の部分）とを示している。
【００９０】
図１４に示すように、第１ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１４の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１０００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−８００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１４の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００９１】
一方、第２ブランクパルスバイアスでは、パルス部は、３００Ｖの直流電圧Ｖｄｃ（図１４の破線）に、ピークツーピーク値（Ｖｐｐ）＝１８００Ｖ、デューティ比０．５の交流電圧Ｖａｃを２パルスのインターバルで重畳して印加しており、Ｖｍａｘ＝１２００Ｖ、Ｖｍｉｎ＝−６００Ｖとなっている。休止部は、パルス部のマイナス側波形の直後に交流電圧をオフとし、−１００Ｖの直流電圧（図１４の一点鎖線）のみを交流波形１パルス分のインターバルで印加している。パルス部と休止部を合わせたインターバルは交流波形３パルス分の長さとなっている。
【００９２】
本実施形態では、第２ブランクパルスバイアスのパルス部の直流電圧を、第１ブランクパルスバイアスに比べてプラス側（トナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ方向に飛翔する側）に大きくなるように変更している。これにより、現像ニップの中央部Ｒ２（図６参照）で現像ギャップ内を往復運動しているトナーがより速いスピードで感光体ドラム１ａ〜１ｄに衝突するため、現像ニップの中央部Ｒ２で大粒径トナーと小粒径トナーが入れ替わる確率が増し、現像装置３ａ〜３ｄ内の小粒径トナーの消費を促進することができる。
【００９３】
なお、出力画像の形成時においては、パルス部の直流電圧をトナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ方向に飛翔する側に大きくしすぎると、地肌部（白ベタ部）にもトナーが現像されるかぶり現象が目立つようになることがあるが、トナー強制消費モードにおいては、特にトナー強制消費用画像の品質が問われることはなく、パルス部の直流電圧を、小粒径トナーを消費するのに最も適した電圧値に設定することが可能である。
【００９４】
その他本発明は、上記各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。例えば上記各実施形態においては、本発明を、二成分現像剤を用い、磁気ローラー２２上に磁気ブラシを形成し、磁気ローラー２２から現像ローラー２３にトナーのみを移動させ、現像ローラー２３から感光体ドラム１ａ〜１ｄにトナーを飛翔させる非接触現像方式の現像装置３ａ〜３ｄに適用したが、その他、一成分現像剤を用いる現像装置や、磁気ローラー２２を設けず現像ローラー２３のみを設け、現像ローラー２３上に形成される磁気ブラシを感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触させる接触現像方式の現像装置にも適用することができる。但し、本発明を非接触現像方式の現像装置３ａ〜３ｄに適用した場合により顕著な効果が得られる。
【００９５】
また本発明は、図１に示したようなカラープリンター１００に限らず、モノクロプリンターやモノクロ複写機、デジタル複合機、タンデム式或いはロータリー式のカラー複写機、或いはファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、現像バイアスとしてブランクパルスバイアスを用い、非画像形成時に現像ローラー上のトナーを強制消費するトナー強制消費モードを実行可能な現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像装置内の大粒径トナーの選択的な消費を防止して小粒径トナーの消費を促進することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供可能となる。
【符号の説明】
【００９７】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ      帯電装置
３ａ〜３ｄ      現像装置
４              露光装置
２２            磁気ローラー
２３            現像ローラー（トナー担持体）
４１            バイアス制御回路（電圧印加装置）
４３            現像バイアス電源（電圧印加装置）
９０            制御部
１００          カラープリンター（画像形成装置）
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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