(57)【要約】【課題】トナーを大量に消費することなく，また，クリーナ装置に負担を掛けることなく，感光体上の外添剤の量を安定させることのできる画像形成装置および画像形成方法を提供すること。【解決手段】本発明の画像形成装置１は，電源２６が，非画像形成時には，画像データの主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値のうち少なくとも１つが所定の値を超えている場合には，面積中心電位と感光体１１の表面電位との差が，画像形成時の潜像部分における当該差に対して，現像剤の正規帯電極性と逆向きにシフトした値であり，感光体１１への現像剤の供給量が，画像形成時における感光体１１の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなる設定とし，潜像の画像データの積算値のうち所定の値を超えているものがない場合には，バイアス電圧を印加しないものである。【選択図】図３
2008261902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と，前記像担持体上に画像データに基づいて潜像を形成する潜像形成部と，帯電された現像剤を担持して前記像担持体と空隙を介して対向する現像領域へ向けて搬送する現像剤担持体と，前記現像剤担持体に交流成分を含むバイアス電圧を印加するバイアス電源部とを有する画像形成装置において，前記バイアス電源部は，
画像形成時のバイアス電圧を，
交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，
前記像担持体の潜像に現像剤を付与して現像する第１の設定とし，
非画像形成時には，
前記潜像形成部によって形成された潜像の画像データの，主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値のうち少なくとも１つが所定の値を超えている場合には，
バイアス電圧の交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，
バイアス電圧の面積中心電位と前記像担持体の表面電位との差が，画像形成時の潜像部分における当該差に対して，現像剤の正規帯電極性と逆向きにシフトした値であり，
前記像担持体への現像剤の供給量が，画像形成時における前記像担持体の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなる第２の設定とし，
前記潜像形成部によって形成された潜像の画像データの，前記積算値のうち前記所定の値を超えているものがない場合には，バイアス電圧を印加しないものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，前記バイアス電源部は，
同一画像の所定枚数以上の連続形成の場合に限り，非画像形成時に前記第２の設定によるバイアス電圧の印加を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記所定の値が副走査方向の全ドット数の５０％であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において，前記バイアス電源部は，非画像形成時に，
バイアス電圧の交流成分の振幅を，画像形成時より大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像形成装置において，前記バイアス電源部は，非画像形成時に，
バイアス電圧の交流成分の現像側デューティ比を，画像形成時より小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像形成装置において，前記バイアス電源部は，非画像形成時に，
バイアス電圧の直流成分と前記像担持体の表面電位との差の絶対値を，画像形成時のバイアス電圧の直流成分と前記像担持体の潜像部分の表面電位との差の絶対値より小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４に記載の画像形成装置において，
非画像形成時に，バイアス電圧の直流成分と前記像担持体の表面電位との差の絶対値を，画像形成時のバイアス電圧の直流成分と前記像担持体の潜像部分の表面電位との差の絶対値より小さくするにあたり，
前記潜像形成部は，前記像担持体の表面を，画像形成時とは異なる表面電位に帯電させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項４に記載の画像形成装置において，前記バイアス電源部は，非画像形成時に，
バイアス電圧の直流成分と前記像担持体の表面電位との差の絶対値を，画像形成時のバイアス電圧の直流成分と前記像担持体の潜像部分の表面電位との差の絶対値より小さくするにあたり，
バイアス電圧の直流成分を画像形成時とは異なる電圧に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体と空隙を介して対向する現像剤担持体に，帯電された非磁性１成分の現像剤を担持して現像領域へ向けて搬送し，現像剤担持体に交流成分を含むバイアス電圧を印加して像担持体の潜像を現像することにより画像を形成する画像形成方法において，
画像形成時のバイアス電圧を，
交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，
像担持体の潜像に現像剤を付与して現像する第１の設定とし，
非画像形成時には，
潜像の画像データの，主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値のうち少なくとも１つが所定の値を超えている場合には，
バイアス電圧の交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，
バイアス電圧の面積中心電位と像担持体の表面電位との差が，画像形成時の潜像部分における当該差に対して，現像剤の正規帯電極性と逆向きにシフトした値であり，
像担持体への現像剤の供給量が，画像形成時における像担持体の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなる第２の設定とし，
潜像の画像データの，前記積算値のうち前記所定の値を超えているものがない場合には，バイアス電圧を印加しないものとすることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，複写機，プリンタ，ＦＡＸ等やこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法に関する。さらに詳細には，外添剤を含む現像剤を用いる画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，外添材を含む現像剤を用いた画像形成装置では，外添材が感光体上にある程度残留することが知られている。これは，ブレードやブラシなどによるクリーニング装置が備えられていても，トナーよりはるかに小さい外添剤は，完全には除去できないからである。そして，その感光体上に残存する外添剤の量が，トナーの付着力に影響を与えることも知られている。そこで通常，ある程度の外添剤が感光体上にあることを前提として，良好な画像が得られるように制御が行われている。
【０００３】
しかし，例えば用紙の主走査方向の部分によって著しくＢＷ比が異なるような画像を，連続して印刷した後には，感光体の場所によって残存している外添剤の量にかなりの差ができる場合がある。感光体上の外添剤の量が局所的に増減した状態で形成された画像には，濃度ムラや中抜け等の画質低下が起きることがあった。特に，同じ画像を繰り返し形成した直後に形成された別の画像には，このような画質低下が起きやすいことが分かっている。
【０００４】
そこで従来では，感光体上の外添剤の量が，大きく減少したりムラとなるそれのある場合に，比較的多量のトナーを感光体上に廃棄している。これにより，感光体上の外添剤の量を安定させていた。例えば特許文献１に記載の画像形成装置では，低印字比率の画像を印字したと判断されたら，トナー強制消費を実行するとされている。そして，感光体上の例えば紙間領域等にトナーを付着させている。
【特許文献１】特開２００３−２６３０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，特許文献１に記載の画像形成装置では，トナー強制消費の実行により多くのトナーが使用され，廃棄されてしまう。そのため，トナーの消費量が多くなるという問題点があった。さらには，感光体上に廃棄されたトナーをクリーニングするクリーナ装置に負担が掛かるという問題点もあった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，トナーを大量に消費することなく，また，クリーナ装置に負担を掛けることなく，感光体上の外添剤の量を安定させることのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，像担持体と，像担持体上に画像データに基づいて潜像を形成する潜像形成部と，帯電された現像剤を担持して像担持体と空隙を介して対向する現像領域へ向けて搬送する現像剤担持体と，現像剤担持体に交流成分を含むバイアス電圧を印加するバイアス電源部とを有する画像形成装置であって，バイアス電源部は，画像形成時のバイアス電圧を，交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，像担持体の潜像に現像剤を付与して現像する第１の設定とし，非画像形成時には，潜像形成部によって形成された潜像の画像データの，主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値のうち少なくとも１つが所定の値を超えている場合には，バイアス電圧の交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，バイアス電圧の面積中心電位と像担持体の表面電位との差が，画像形成時の潜像部分における当該差に対して，現像剤の正規帯電極性と逆向きにシフトした値であり，像担持体への現像剤の供給量が，画像形成時における像担持体の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなる第２の設定とし，潜像形成部によって形成された潜像の画像データの，積算値のうち所定の値を超えているものがない場合には，バイアス電圧を印加しないものであることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置によれば，現像剤担持体は，帯電された現像剤を担持して搬送するとともに，バイアス電源部によってバイアス電圧が印加される。ここで，画像形成時のバイアス電圧は，交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，像担持体の潜像に現像剤を付与して現像する。従って，背景部に載った現像剤はほとんど現像剤担持体に回収され，潜像の形成された画像部に載った現像剤はそのまま像担持体に付着する。なお，ここでの現像剤は，トナーに外添剤が添加されているものとする。
【０００９】
また，潜像形成部によって形成された潜像の画像データの，主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値が所定の値を超えている箇所があれば，その箇所では外添剤が多く消費される。そして，感光体上の外添剤の残量が少ない状態となる。そのような箇所が１箇所でもある場合には，非画像形成時に，バイアス電圧の面積中心電位と像担持体の表面電位との差が，画像形成時の潜像部分における当該差に対して，現像剤の正規帯電極性と逆向きにシフトした値とされる。さらに，像担持体への現像剤の供給量が，画像形成時における像担持体の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなるように設定される。ただし，この場合でも，バイアス電圧の交流成分の振幅は９Ｖ／μｍに相当する値以上とされている。これにより，外添剤は感光体側に移動し，トナーは現像剤担持体に残る。従って，外添剤が感光体に供給される。
【００１０】
なお，本発明では，交流成分としては，波形にかかわらず正負電圧が交互に反復されるものをいうこととする。例えば，正弦波，矩形波，三角波等がこれに含まれる。また本発明では，非画像形成時に外添剤を移動させる際には，現像剤の供給量は，画像形成時の現像剤の潜像に対する供給量よりも十分少なく，約１００分の１程度以下となる。
【００１１】
さらに本発明では，バイアス電源部は，同一画像の所定枚数以上の連続形成の場合に限り，非画像形成時に第２の設定によるバイアス電圧の印加を行うことが望ましい。主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値のうち少なくとも１つが所定の値を超えている画像であっても，所定枚数以上の連続形成でない場合には，外添剤の量に大きな影響はない。外添剤の量には限度があるので，必要以上に外添剤を移動させることは望ましくない。このようにすれば，必要以上に外添剤を移動させることが防止できる。所定枚数としては例えば２０枚程度とすればよい。
【００１２】
さらに本発明では，所定の値が副走査方向の全ドット数の５０％であることが望ましい。画像データの副走査方向の積算値が，副走査方向の全ドット数の５０％に満たない画像では，繰り返し印刷しても外添剤の量が不均一となるおそれはない。そこで，このようにすることで，必要以上に外添剤を移動させることが防止できる。
【００１３】
さらに本発明では，バイアス電源部は，非画像形成時に，バイアス電圧の交流成分の振幅を，画像形成時より大きくすることが望ましい。このようにすれば，バイアス電圧の面積中心電位を適切な値となるように調整することができる。さらに他の条件をも設定しても良い。
【００１４】
さらに本発明では，バイアス電源部は，非画像形成時に，バイアス電圧の交流成分の現像側デューティ比を，画像形成時より小さくすることが望ましい。このようにすれば，バイアス電圧の面積中心電位を適切な値となるように調整することができる。さらに他の条件をも設定しても良い。
【００１５】
さらに本発明では，バイアス電源部は，非画像形成時に，バイアス電圧の直流成分と像担持体の表面電位との差の絶対値を，画像形成時のバイアス電圧の直流成分と像担持体の潜像部分の表面電位との差の絶対値より小さくすることが望ましい。このようにすれば，バイアス電圧の面積中心電位を適切な値となるように調整することができる。さらに他の条件をも設定しても良い。
【００１６】
さらに本発明では，潜像形成部が，非画像形成時に，像担持体の表面を画像形成時とは異なる表面電位に帯電させることにより，バイアス電圧の直流成分と像担持体の表面電位との差の絶対値を，画像形成時のバイアス電圧の直流成分と像担持体の潜像部分の表面電位との差の絶対値より小さくするようにしてもよい。このようにしても，バイアス電圧の面積中心電位と，像担持体の表面電位との関係を適切な範囲となるように，容易に調整することができる。
【００１７】
さらに本発明では，バイアス電源部が，非画像形成時に，バイアス電圧の直流成分を画像形成時とは異なる電圧に設定することにより，バイアス電圧の直流成分と像担持体の表面電位との差の絶対値を，画像形成時のバイアス電圧の直流成分と像担持体の潜像部分の表面電位との差の絶対値より小さくするようにしてもよい。このようにしても，バイアス電圧の面積中心電位と，像担持体の表面電位との関係を適切な範囲となるように，容易に調整することができる。
像担持体と空隙を介して対向する現像剤担持体に，帯電された非磁性１成分の現像剤を担持して現像領域へ向けて搬送し，現像剤担持体に交流成分を含むバイアス電圧を印加して
【００１８】
さらに本発明は，像担持体の潜像を現像することにより画像を形成する画像形成方法であって，画像形成時のバイアス電圧を，交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，像担持体の潜像に現像剤を付与して現像する第１の設定とし，非画像形成時には，潜像の画像データの，主走査方向の各箇所についての副走査方向の積算値のうち少なくとも１つが所定の値を超えている場合には，バイアス電圧の交流成分の振幅が９Ｖ／μｍに相当する値以上であり，バイアス電圧の面積中心電位と像担持体の表面電位との差が，画像形成時の潜像部分における当該差に対して，現像剤の正規帯電極性と逆向きにシフトした値であり，像担持体への現像剤の供給量が，画像形成時における像担持体の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなる第２の設定とし，潜像の画像データの，積算値のうち所定の値を超えているものがない場合には，バイアス電圧を印加しないものとする画像形成方法にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置および画像形成方法によれば，トナーを大量に消費することなく，また，クリーナ装置に負担を掛けることなく，感光体上の外添剤の量を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００２１】
本形態に係る画像形成装置１は，図１にその主要部分を示すように，感光体１１，現像装置１２，ホッパ１３を有している。また，感光体１１の周囲には，感光体１１の表面を所定の電位に帯電する帯電装置１４と，感光体１１の表面にレーザー光を照射して潜像を形成する露光装置１５，感光体１１上に残留した現像剤を回収するクリーナ１６も備えられている。なお，ここではホッパ１３が現像装置１２とは別に備えられた画像形成装置１を図示しているが，本発明は，ホッパが一体となった使い切り式の画像形成装置にも適用できる。
【００２２】
現像装置１２は，図１に示すように，現像ローラ２１，供給ローラ２２，攪拌ローラ２３，搬送ローラ２４，規制部材２５を有している。さらに，現像ローラ２１に現像バイアス電圧を印加するための電源２６が備えられている。そして，帯電装置１４と電源２６とを制御する制御部２７を有している。また，ホッパ１３内には，搬送部材３１および攪拌部材３２が設けられている。そして，ホッパ１３と現像装置１２との間には，現像剤を搬送するための搬送路３３が設けられている。なお本形態では，現像剤として，着色剤であるトナーとその付着性能を補助するための外添剤とを含む，負帯電性の非磁性１成分現像剤を使用している。また本形態では，現像ローラ２１は，感光体１１とは接触しておらず，所定の空隙を介して平行に配置されている。
【００２３】
現像装置１２には適量の現像剤が収容され，画像形成に使用されるとともに，攪拌ローラ２３によって適宜攪拌されている。ホッパ１３内には新しい現像剤が収容され，図１中矢印で示すように回転する攪拌部材３２によって攪拌されている。現像装置１２内の現像剤が使用されて少なくなると，ホッパ１３から現像装置１２へ現像剤が供給される。その際には，搬送部材３１により，搬送路３３を介して現像装置１２へ現像剤が供給される。そして，現像装置１２では，搬送ローラ２４によって図中奥行き方向（感光体１１の軸方向）に搬送される。
【００２４】
画像形成時には，図１中に矢印で示すように，感光体１１，供給ローラ２２，現像ローラ２１がそれぞれ回転される。そして，供給ローラ２２によって現像ローラ２１の表面に現像剤が供給される。供給された現像剤は，現像ローラ２１の回転に伴って，規制部材２５によって層厚規制されるとともに帯電される。
【００２５】
一方，感光体１１は，帯電装置１４によってその表面が一様に負に帯電され，露光装置１５によって部分的に露光されて，表面に静電潜像が形成される。なお，本形態の画像形成装置１では，帯電装置１４によって帯電されたままで露光されていない部分は背景部となる。この背景部は，トナーが付着しないべき部分であり，画像での白紙部分に相当する。一方，露光装置１５によって露光された部分は画像部である。すなわち，トナーが付着すべき部分であり，画像での着色部分に相当する。
【００２６】
こうして，静電潜像が形成された感光体１１の部分は，さらに回転されて，次に現像装置１２に対面する。このとき，現像ローラ２１には電源２６によって現像バイアス電圧が印加されている。この現像バイアス電圧としては，直流成分と交流成分との重畳電圧を用いる。ここでは，図２に太線で示すような矩形波形のものを用いる。現像ローラ２１のうち，感光体１１の被現像領域に対向している範囲が現像領域に相当する。
【００２７】
なお，図２中の各符号は以下のものを表す。
ＧＮＤ：グランド（電位０Ｖ）
Ｖｉ：画像部電位（感光体１１の表面電位のうち，露光された箇所の電位）
Ｖｂ：背景部電位（感光体１１の表面電位のうち，露光されていない箇所の電位）
Ｖｄｃ：現像バイアス電圧の直流成分
Ｖｐｐ：現像バイアス電圧の交流成分のピークｔｏピーク電圧
Ｄｕｔｙ：現像バイアス電圧１波長中の現像側の割合
Ｖａｖ：現像バイアス電圧の面積中心電位（Ｖｄｃ，Ｖｐｐ，Ｄｕｔｙから算出）
【００２８】
このときの感光体１１の表面電位は，画像部と背景部とで異なる。背景部の表面電位は，帯電装置１４によって帯電された状態の負電位（Ｖｂ）である。また，画像部の表面電位は，背景部より正側の電位（Ｖｉ）となっている。ここで，現像ローラ２１に図２に示すような現像バイアス電圧を印加すると，負に帯電された現像剤は，その電界により静電引力を受ける。負帯電現像剤では基本的に，図２中で上向きの力を受ける。
【００２９】
ここで，現像電界は振幅９Ｖ／μｍ以上の交流成分を含み，トナーが感光体１１と現像ローラ２１との間の空隙を飛び越えることができる設定になっている。この振幅は，現像バイアス電圧の交流成分のピークｔｏピーク電圧（Ｖｐｐ）を現像ローラ２１と感光体１１との間のギャップ（最近接距離）で割った値で求められる。例えば，現像ローラ２１と感光体１１と最近接距離が１３５μｍの画像形成装置において，Ｖｐｐ＝１３００（Ｖ）とすると，振幅は約９．６Ｖ／μｍである。なお，この振幅の上限値は，現像ローラ２１と感光体１１との間で放電が起こらない値であり，現像バイアス電圧の直流成分（Ｖｄｃ）によって異なる値となる。
【００３０】
なお，現像バイアス電圧は，常に同じものというわけではなく，例えば画像濃度の設定等に応じて制御部２７によって制御される。例えば，現像バイアス電圧の直流成分（Ｖｄｃ），現像バイアス電圧の交流成分のピークｔｏピーク電圧（Ｖｐｐ），現像バイアス電圧１波長中の現像側の割合（Ｄｕｔｙ）はいずれも，条件に応じて変更できるようにされている。
【００３１】
ここで，画像形成装置１における画像形成時の感光体１１の表面電位と，現像バイアス電圧の一例を挙げると，以下のようなものがある。
感光体１１：Ｖｉ  ＝  −５０（Ｖ）
Ｖｂ  ＝  −４５０（Ｖ）
現像バイアス電圧：Ｖｄｃ  ＝  −３２０（Ｖ）
Ｖｐｐ  ＝  １４００（Ｖ）
Ｄｕｔｙ  ＝  ３８（％）
Ｖａｖ  ＝  −１５２（Ｖ）
【００３２】
そして，現像バイアス電圧は，図２に示すように，正電圧と負電圧とが交互に反復される。そこで，現像バイアス電圧が負電圧のときに，現像剤は現像ローラ２１から感光体１１へと移動する。その際，移動したトナーの大多数は感光体１１のうちの画像部に付着し，静電潜像を現像する。また，現像バイアス電圧が正電圧のときに，主として背景部のトナーは感光体１１から現像ローラ２１へと回収される。このようにして，感光体１１の画像部へはトナーが付着して現像され，背景部にはトナーが付着せず回収される。
【００３３】
ここで本形態の画像形成装置１では，制御部２７は，画像形成指示の内容に応じて印加する現像バイアス電圧を設定する。通常は，画像形成時に上記のような現像バイアス電圧を印加するとともに，紙間等の非画像形成時には，現像バイアス電圧を印加しない。それに対し，感光体１１上の外添剤の量にムラが発生したと判断された場合には，非画像形成時を利用して，外添剤を感光体１１に供給することが望ましい。そこで，制御部２７は，まず，感光体１１上の外添剤の量にムラが発生するような状態となっているかどうかを判断する。
【００３４】
感光体１１上の外添剤の量にムラが発生する状態となるのは，副走査方向に大きい割合で画像部があるような画像を連続形成した場合である。本発明者の実験では，主走査方向の所定の箇所において，副走査方向に５０％以上の印字ドットがある画像を，２０枚程度以上連続して形成した場合に，外添剤の量にムラが発生した。そこで，この条件に当てはまるような画像形成を行った場合に限り，非画像形成時に，外添剤を感光体１１に供給するための外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加する。
【００３５】
次に，非画像形成時の現像バイアス電圧の設定を決定するための非画像形成時現像バイアス電圧設定処理を，図３のフローチャートを参照して説明する。本処理は，画像形成装置１においてユーザより画像形成指示を受けたときに実行される。そして電源２６によって，画像形成時には上記のような通常の現像バイアス電圧が印加される。そして，非画像形成時には，本処理で決定された現像バイアス電圧の設定に基づいて，現像バイアス電圧が印加される。
【００３６】
本処理が開始されるとまず，受けた画像形成指示が同一画像の連続した形成処理であるかどうかを判断する（Ｓ１０１）。例えば，同じ画像データを５０枚印刷するとか，同じ原稿を１００枚コピーする等の指示である。ここでは，例えば２０枚以上の画像形成指示の場合に，Ｓ１０１においてＹｅｓと判断する。
【００３７】
連続形成であると判断された場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ），次に，その画像データの主走査方向の各ドットごとに副走査方向の積算値を求める（Ｓ１０２）。すなわち，感光体１１の軸方向の所定位置ごとに，画像データの着色ドット数を合計する。次に，Ｓ１０２で算出した積算値のうち，１つでも所定値を超えているものがあるかどうかを判断する（Ｓ１０３）。この所定値としては例えば５０％とする。
【００３８】
すなわち，主走査方向の各箇所ごとに，副走査方向の全ドット数に対して，着色ドット数の割合が５０％を超えているものが１つでもあれば，Ｓ１０３においてＹｅｓと判断される。例えば，主走査方向の一部に，副走査方向に連続するベタ部が含まれるような画像では，Ｙｅｓと判断される。そのような画像では，感光体１１上の外添剤の量にムラが発生しやすいからである。ここでは，連続したベタ画像に限らず，主走査方向の同位置に所定数以上の着色ドットが含まれているものはすべて対象となる。とびとびの着色部であっても対象となる。
【００３９】
Ｓ１０３においてＹｅｓと判断された場合，感光体１１上の外添剤の量にムラが発生する可能性がある。そこでこの場合には，非画像形成時に外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加することが望ましい。従って，非画像形成時に，外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加する設定とする（Ｓ１０４）。
【００４０】
この設定により電源２６は，画像形成時には通常の現像バイアス電圧を印加し，紙間等の非画像形成時には外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加する。この外添剤供給用の現像バイアス電圧については後述する。その状態で画像形成を行い，指示された枚数の連続画像形成が終了したかどうかを判断する（Ｓ１０５）。連続画像形成が終了していない場合は，その設定のまま継続して画像形成を行う。
【００４１】
一方，Ｓ１０１において，連続画像形成ではないと判断された場合（Ｓ１０１：Ｎｏ），または，Ｓ１０３において，副走査方向の積算値がすべて所定値以下であると判断された場合（Ｓ１０３：Ｎｏ），または，同一画像の画像形成が終了した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）では，通常の現像バイアス電圧に設定する。すなわち，非画像形成時には現像バイアス電圧を印加しない設定とする（Ｓ１０６）。この設定がなされることにより，画像形成時には通常の現像バイアス電圧を印加し，非画像形成時には現像バイアス電圧を印加しないことになる。このように設定して，画像形成を実行する。以上で，図３のフローチャートの説明を終了する。
【００４２】
次に，外添剤供給用の現像バイアス電圧について説明する。本形態の外添剤供給用の現像バイアス電圧は，通常時と同様に直流成分と交流成分との重畳電圧とする。さらに，その交流成分の振幅は９Ｖ／μｍ以上に相当する。つまり，画像形成時と同様にトナーが感光体１１と現像ローラ２１との間の空隙を飛び越える設定とされている。そして，非画像形成時に通常の画像形成時と比較して直流成分Ｖｄｃ，ピークｔｏピーク電圧Ｖｐｐ，Ｄｕｔｙのうちの１つ以上を変更する。その結果当然，面積中心電位Ｖａｖも変更される。変更後の各値は，元の表記の末尾にｒを付けて示す。すなわち，
Ｖｄｃｒ：外添剤供給時の現像バイアス電圧の直流成分
Ｖｐｐｒ：外添剤供給時の現像バイアス電圧の交流成分のピークｔｏピーク電圧
Ｄｕｔｙｒ：外添剤供給時の現像バイアス電圧１波長中の現像側の割合
Ｖａｖｒ：外添剤供給時の現像バイアス電圧の面積中心電位
である。
【００４３】
また，このときの感光体１１の電位は現像バイアス電圧との関係によってのみ設定される。すなわち，その値そのものはどのようなものでもよく，従って，帯電装置１４によって帯電した後に露光を行っても行わなくてもよい。この状態の感光体１１の表面電位を以下ではＶｐｃと表記する。Ｖｐｃは，画像形成時のＶｂあるいはＶｉと等しいものとは限らず，所定の条件に従って設定される。
【００４４】
そして，本形態の外添剤供給現像では，バイアス電圧の面積中心電位Ｖａｖｒと像担持体の表面電位Ｖｐｃとの差が，画像形成時の潜像部分の表面電位Ｖｉとの差より正側（現像剤の帯電極性の逆）とする。負帯電性の現像剤の例では，以下の式１に示す関係を満たす。
Ｖａｖｒ  −  Ｖｐｃ  ＞  Ｖａｖ  −  Ｖｉ      …（式１）
さらに，このようにしたときの，感光体１１への現像剤の供給量が，画像形成時における感光体１１の潜像部分への現像剤の供給量より少なくなるように設定する。
【００４５】
このような関係を満たすために，外添剤供給用の現像バイアス電圧は，通常時の現像バイアス電圧に比較して，例えば以下の条件のいずれか１つを満たすものとする。
１．交流成分のピークｔｏピーク電圧Ｖｐｐｒを画像形成時より大きくする。
２．Ｄｕｔｙ比を画像形成時より小さくする。
３．直流成分Ｖｄｃｒと感光体１１の表面電位Ｖｐｃとの差の絶対値を，画像形成時の直流成分Ｖｄｃと感光体１１の画像部の表面電位Ｖｉとの差の絶対値より小さくする。
【００４６】
あるいは，上記の１〜３のうちの１つ以上を含み，複数の条件を組み合わせて，面積中心電位Ｖａｖｒが式１を満たすようにしても良い。この場合には，複数の条件として，上記の１〜３とは異なるものを加えても良い。なお，上記の３を満たすためには，現像バイアス電圧の直流成分を変更してもよいし，感光体１１の表面電位を変更してもよい。あるいは両方変更してもよい。
【００４７】
このような現像バイアス電圧を印加することにより，外添剤がトナーと分離して感光体１１に供給される。外添剤は，トナーとメカ的な作用によって付着している。この付着力はあまり大きいものではなく，トナーが感光体１１と現像ローラ２１との間を往復移動する際，トナーの感光体１１への衝突等による外力を受けることによって離脱することも多い。外添剤自体の帯電量は大きく，トナーから離脱して単独となった外添剤は，電気的作用によって感光体１１上に付着する。この付着力は比較的大きく，現像バイアス電圧の回収側によってもほとんど回収されない。
【００４８】
そして，外添剤の供給が多すぎた箇所では，クリーナ１６によって掻き取られる。その結果，感光体１１上の外添剤の量は，比較的ムラのない均一なものとなる。一方，トナーは，現像バイアス電圧の回収側によって，その多くの部分が現像ローラ２１へと回収される。従って，現像ローラ２１に残り，無駄に消費されることはない。
【００４９】
次に，本形態の画像形成装置１における実施例を説明する。本発明者は，非画像形成時にこの外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加することにより，画像の中抜けや濃度ムラ等の画質低下が防止できることを確かめるために，以下の実験を行った。試験機はｋｏｎｉｃａｍｉｎｏｌｔａ製ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４００を用いた。ここで，感光体１１の径はφ３０（ｍｍ），現像ローラ２１の径はφ１６（ｍｍ），感光体１１と現像ローラ２１との最近接距離は１３５（μｍ）とした。
【００５０】
実験は次の手順で行った。
１）白紙現像を５０枚行った。
２）図４に示すパターンＡ〜Ｅの５種類の画像のいずれかを１００枚連続印字した。
３）縦ライン画像を印刷し，中抜けの有無を調査した。
４）２ｏｎ２ｏｆｆのハーフトーン画像を印刷し，画像濃度ムラの有無を調査した。
なお，３）と４）との順序は逆でも良い。
さらに，２）において各パターンを印刷する際に，現像バイアス電圧の印加の仕方として「外添剤供給用現像バイアスあり」と「外添剤供給用現像バイアスなし」との２通りについて実験を行った。すなわち，５種類の画像×２通りのバイアスで，計１０通りのものについて実験を行った。
【００５１】
ここで，「外添剤供給用現像バイアスあり」とは，画像形成時には通常の現像バイアス電圧（Ｖｄｃ，Ｖｐｐ，Ｄｕｔｙ，Ｖａｖ）を印加し，紙間の非画像形成時に外添剤供給用現像バイアス電圧（Ｖｄｃｒ，Ｖｐｐｒ，Ｄｕｔｙｒ，Ｖａｖｒ，感光体電位Ｖｐｃ）を印加することである。また，「外添剤供給用現像バイアスなし」とは，画像形成時には通常の現像バイアス電圧（Ｖｄｃ，Ｖｐｐ，Ｄｕｔｙ，Ｖａｖ）を印加し，紙間の非画像形成時には現像バイアス電圧を印加しないことである。
【００５２】
なお，この実験では，外添剤供給用現像バイアス電圧として，以下のものを用いた。
実施例１：Ｖｐｃ  ＝  −５０（Ｖ）
Ｖｄｃｒ  ＝  −３２０（Ｖ）
Ｖｐｐｒ  ＝  １６００（Ｖ）
Ｄｕｔｙｒ  ＝  ２５（％）
Ｖａｖｒ  ＝  ８０（Ｖ）
ただし，感光体１１の表面電位は，背景部−４５０Ｖ，画像部−５０Ｖとして，現像領域内を全露光した。
【００５３】
図４に示すパターンＡ〜Ｅの画像は次のようなものである。また，このパターンを図中左右方向に通紙する。すなわち，通紙方向は図中左右方向であり，この方向が副走査方向となる。図中縦方向が主走査方向となる。
Ａ：全面黒ベタ
Ｂ：図中上半面黒ベタ（主走査方向に５０％の領域が黒ベタ）
Ｃ：通紙方向に紙面全体に延びる黒帯，主走査方向には５０％の領域が黒ベタ
Ｄ：Ｃにおいて，通紙方向の黒ベタの占める領域を５０％とした
Ｅ：Ｃにおいて，通紙方向の黒ベタの占める領域を４０％とした
【００５４】
評価は，中抜け，濃度ムラとも目視で行った。その結果を次の表１に示す。評価基準は，中抜け，濃度ムラとも以下の通りとした。
現像領域全域で中抜け，あるいは濃度ムラが認められない場合に○
ごく一部に中抜け，あるいは濃度ムラが認められるが，その程度がごくわずかである場合に△
一部に中抜け，あるいは濃度ムラが認められる場合に×
【００５５】
【表１】
2008261902.tif 000003
【００５６】
外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加したものではいずれも，中抜け，濃度ムラとも発生しなかった。一方，外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加しなかったものでは，画像パターンにより中抜け，あるいは濃度ムラが発生したものもあった。全面ベタのパターンＡでは，中抜けが発生した。主走査方向に５０％，副走査方向に１００％のパターンＢおよびＣでは，中抜けがわずかに発生し，濃度ムラが発生した。主走査方向に５０％，副走査方向に５０％のパターンＤでは，中抜けは発生しなかったが，濃度ムラが発生した。一方，主走査方向に５０％，副走査方向に４０％のパターンＥでは，中抜け，濃度ムラとも発生しなかった。
【００５７】
さらに，実施例２として，外添剤供給用現像バイアス電圧を以下のものとして，同様の実験を行った。現像バイアス電圧以外の各条件は，上記の実施例１と同様のものとした。この結果，上記の実施例１の表１と同様の結果が得られることを確認した。
実施例２：Ｖｐｃ  ＝  −５０（Ｖ）
Ｖｄｃｒ  ＝  −３２０（Ｖ）
Ｖｐｐｒ  ＝  １３００（Ｖ）
Ｄｕｔｙｒ  ＝  ２５（％）
Ｖａｖｒ  ＝  ５（Ｖ）
【００５８】
このことから，本実施例の画像形成装置では，主走査方向の同位置に５０％以上の着色部がある場合にのみ，外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加すればよいことが確認できた。外添剤の含有量は決まっているため，この外添剤供給処理を常時行うことは好ましくない。主走査方向の同位置に所定数以上の着色部がある画像を所定枚数以上連続印刷する指示を受けた場合に限り，外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加するようにするとよい。それ以外の場合には，画像形成時に通常の現像バイアス電圧を印加するのみで，非画像形成時には現像バイアス電圧を印加しないものとする。
【００５９】
以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置１によれば，同一画像の連続形成が指示された場合に限り，その画像データをチェックする。そして，その画像データに，副走査方向の着色ドット数の合計が所定値を超える箇所があれば，外添剤供給用の現像バイアス電圧設定とされる。すなわち，非画像形成時に外添剤供給用の現像バイアス電圧を印加する。この現像バイアス電圧を印加すれば，現像剤のみが感光体１１へ移動し，トナーはほとんど移動しない。従って，トナーを大量に消費することなく，また，クリーナ装置に負担を掛けることなく，感光体上の外添剤の量を安定させることができる。
【００６０】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，同一画像の連続形成枚数や，副走査方向の積算値等の所定値は，画像形成装置の機種や，形成画像のサイズ等によって異なるものであり，上記の例に限定されるものではない。また，（副走査方向の積算値×同一画像の連続形成枚数）の値で制御するようにしても良い。
本発明は，外添剤が含まれる現像剤であれば，どのような現像剤を使用する画像形成装置にも適用可能である。例えば，モノクロあるいはカラーのプリンタ，コピー機，ＦＡＸ等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本形態に係る画像形成装置の主要部分を示す断面図である。
【図２】現像バイアス電圧の例を示す電圧波形図である。
【図３】外添剤供給処理を示すフローチャートである。
【図４】実験用の画像の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  画像形成装置
１１  感光体
１２  現像装置
１４  帯電装置
１５  露光装置
２１  現像ローラ
２６  電源
２７  制御部
【図１】
2008261902.tif 000004
【図２】
2008261902.tif 000005
【図３】
2008261902.tif 000006
【図４】
2008261902.tif 000007