(57)【要約】【課題】環境変化及び部品特性変化による印刷品質の低下を抑える。【解決手段】　感光ドラム１５０，現像ローラ１３１およびバイアス印加部２１０を備える印刷機にさらに，バイアス印加部により印加されたバイアスに対応して現像ローラを通して流れる電流を検出する電流検出部２２０と，第１周波数で現像ローラに第１テスト交流電圧を印加し，第２周波数で現像ローラに第２テスト交流電圧を印加するようバイアス印加部を制御し，周波数それぞれに対応して電流検出部で検出された電流値を用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと感光ドラムとのギャップを算出し，算出された値に対応する駆動条件のバイアス電圧を現像ローラに印加する現像バイアス電圧として設定するエンジン制御部２３０を設けた。【選択図】　　図２
2004054297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と離隔して設置され，現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと，該現像ローラから前記感光体への電流導通経路を介して前記現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部と，を備える印刷機において，
　 前記バイアス印加部により印加されたバイアスに対応して前記現像ローラを介して流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え，
　 前記エンジン制御部は，設定された第１周波数で前記現像ローラに第１テスト交流電圧を印加し，設定された第２周波数で前記現像ローラに第２テスト交流電圧を印加するよう前記バイアス印加部を制御し，前記周波数それぞれに対応して前記電流検出部で検出された電流値を用いて前記現像ローラの抵抗及び前記現像ローラと前記感光体とのギャップを算出し，算出された前記現像ローラの抵抗及び前記ギャップに対応する駆動条件のバイアス電圧が前記現像ローラに印加されるよう前記バイアス印加部を制御することを特徴とする印刷機。
【請求項２】
感光体と離隔して設置され，現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと，該現像ローラから前記感光体への電流導通経路を介して前記現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部と，を備える印刷機において，
　 前記バイアス印加部によって前記現像ローラを介して流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え，
　 前記エンジン制御部は，設定されたテスト交流電圧を前記現像ローラに印加するよう前記バイアス印加部を制御し，前記電流検出部から出力される現像電流と前記交流電圧との位相差情報を用いて前記現像ローラの抵抗及び前記現像ローラと前記感光体とのギャップを算出し，算出された前記現像ローラの抵抗及び前記ギャップに対応する駆動条件のバイアスが前記現像ローラに印加されるよう前記バイアス印加部を制御することを特徴とする印刷機。
【請求項３】
感光体と離隔して設置され，現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと，該現像ローラから前記感光体への電流導通経路を介して前記現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部と，を備える印刷機において，
　 前記バイアス印加部によって前記現像ローラを介して流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え，
　 前記エンジン制御部は，設定されたテスト交流電圧を前記現像ローラに印加するよう前記バイアス印加部を制御し，前記電流検出部から出力される電流データを分析して電流ピーク値が発生された基準時間以降の所定の第１時間及び第２時間に対応する現像電流値を用いて前記現像ローラの抵抗及び前記現像ローラと前記感光体とのギャップを算出し，算出された前記現像ローラの抵抗及び前記ギャップに対応する駆動条件のバイアスが前記現像ローラに印加されるよう前記バイアス印加部を制御することを特徴とする印刷機。
【請求項４】
感光体と離隔して設置され，現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと，該現像ローラから前記感光体への電流導通経路を介して前記現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部と，を備える印刷機の制御方法において，
　 設定された第１周波数で前記現像ローラに第１テスト交流電圧を印加する段階と，
　 前記第１テスト交流電圧に対応して前記現像ローラを介して流れる現像電流を検出する段階と，
　 設定された第２周波数で前記現像ローラに第２テスト交流電圧を印加する段階と，
　 前記第２テスト交流電圧に対応して前記現像ローラを介して流れる現像電流を検出する段階と，
　 前記テスト交流電圧に関するデータ及び前記テスト交流電圧それぞれに対応して検出された前記現像電流に関するデータを用いて前記現像ローラの抵抗及び前記現像ローラと前記感光体とのギャップを算出する段階と，
　 算出された前記現像ローラの抵抗及び前記ギャップに対応する駆動条件のバイアス電圧を前記現像ローラに印加する段階と，
を含むことを特徴とする印刷機の制御方法。
【請求項５】
感光体と離隔して設置され，現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと，該現像ローラから前記感光体への電流導通経路を介して前記現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部と，を備える印刷機の制御方法において，
　 設定されたテスト交流電圧を前記現像ローラに印加する段階と，
　 前記テスト交流電圧に対応して前記現像ローラを介して流れる電流を検出する段階と，
　 前記テスト交流電圧と前記電流の位相差情報を用いて前記現像ローラの抵抗及び前記現像ローラと前記感光体とのギャップを算出する段階と，
　 算出された前記現像ローラの抵抗及び前記ギャップに対応する駆動条件のバイアスを前記現像ローラに印加する段階と，
を含むことを特徴とする印刷機の制御方法。
【請求項６】
感光体と離隔して設置され，現像剤を前記感光体に供給する現像ローラと，該現像ローラから前記感光体への電流導通経路を介して前記現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部と，を備える印刷機の制御方法において，
　 設定されたテスト交流電圧を前記現像ローラに印加する段階と，
　 前記テスト交流電圧に対応して前記現像ローラを介して流れる現像電流のデータを所定期間について保存する段階と，
　 保存された前記現像電流データからピーク値が発生した時点に基づき所定時間以降の第１時間及び第２時間それぞれに対応する前記現像電流値を用いて前記現像ローラの抵抗及び前記現像ローラと前記感光体とのギャップを算出する段階と，
　 算出された前記現像ローラの抵抗及び前記ギャップに対応する駆動条件のバイアスを前記現像ローラに印加する段階と，
を含むことを特徴とする印刷機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は印刷機及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　印刷機はインクジェット方式と静電潜像方式とに大別される。静電潜像方式の印刷機は感光体，光走査装置，現像器及び転写装置を備える。静電潜像方式印刷機の現像器は感光体と所定間隔を開けて設けられる現像ローラ及び現像ローラの回転時感光体と現像ローラとの離隔部分に現像剤を供給する現像剤供給器を備える。
【０００３】
　このような現像器において印刷品質を保たせるためには現像ローラから感光体に現像剤が一定に供給されることが大事である。現像ローラから感光体への現像剤の供給が円滑になされうるようにするため，一般に現像ローラと感光体との間に交流電圧（電位）を印加する。ところが，現像ローラと感光体との間に印加される交流電圧（電位）について現像ローラと感光体との間隔(以下，現像ギャップと称する)変化によって現像剤の感光体への供給量が変動する。
【０００４】
　かかる現像ギャップの変化に伴って現像ローラに印加する交流電圧（電位）を可変的に適用する印刷機が例えば特許文献１に開示されている。ところが特許文献１に開示された印刷機は現像電流に影響を与える因子(factor)として現像ギャップだけを考慮している。すなわち，前記印刷機はテスト電圧を現像ローラに印加した後現像ローラから感光体に流れる現像電流を測定し，測定された現像電流に対応する現像ギャップをルックアップテーブルから探した後，現像ギャップに対応して印加する駆動バイアスを決定するようになっている。
【０００５】
　ところが，現像ローラから感光体に流れる現像電流に影響を及ぼす因子は現像ギャップ以外に現像ローラの抵抗値がある。通常，温度及び湿度が変わると現像ローラの抵抗値も変わるので，現像電流の実効値だけで求めた現像ギャップに対するデータは精度が低下する場合があり，その結果現像条件を最適化し難いという問題点がある。特に，現像電流には現像ギャップより現像ローラの抵抗値変化の方が影響を及ぼす。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，５２１，６８３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので，その目的とするところは，現像条件と関連ある因子を精密に診断して現像条件を最適化できる印刷機及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，感光体と離隔して設置され現像剤を感光体に供給する現像ローラと該現像ローラから感光体への電流導通経路を介して現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，該バイアス印加部を制御するエンジン制御部を備える印刷機において，バイアス印加部により印加されたバイアスに対応して現像ローラを通して流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え，エンジン制御部が設定された第１周波数で前記現像ローラに第１テスト交流電圧を印加し，設定された第２周波数で現像ローラに第２テスト交流電圧を印加するようバイアス印加部を制御し，周波数それぞれに対応して電流検出部で検出された電流値を用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと感光体とのギャップを算出し，算出された現像ローラの抵抗及びギャップに対応する駆動条件のバイアス電圧が現像ローラに印加されるようバイアス印加部を制御する印刷機が提供される。
【０００９】
　上記に記載の発明では，現像ローラに対して異なる周波数で交流電圧を印加してそれぞれの周波数に対応して検出された電流値を用いることによって現像ローラの抵抗値及び現像ギャップを精度良く算出することができるため，現像ローラに印加する最適なバイアスを決定することができる。
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，上記エンジン制御部が設定されたテスト交流電圧を上記現像ローラに印加するよう上記バイアス印加部を制御し，上記電流検出部から出力される現像電流と交流電圧との位相差情報を用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと上記感光体とのギャップを算出し，算出された現像ローラの抵抗及びギャップに対応する駆動条件のバイアスが現像ローラに印加されるようバイアス印加部を制御する印刷機が提供される。
【００１１】
　上記に記載の発明では，現像ローラに交流電圧を印加して得た現像電流と，印可した交流電圧との位相差情報を用いることによって現像ローラの抵抗値及び現像ギャップを精度良く算出することができるため，現像ローラに印加する最適なバイアスを決定することができる。
【００１２】
　上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，上記エンジン制御部が設定されたテスト交流電圧を上記現像ローラに印加するよう上記バイアス印加部を制御し，上記電流検出部から出力される電流データを分析して電流ピーク値が発生された基準時間以降の所定の第１時間及び第２時間に対応する現像電流値を用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと上記感光体とのギャップを算出し，算出された現像ローラの抵抗及びギャップに対応する駆動条件のバイアスが現像ローラに印加されるようバイアス印加部を制御する印刷機が提供される。
【００１３】
　上記に記載の発明では，現像ローラに交流電圧を印可して得た電流データを分析して電流ピーク値の発生時を基準時間とし，基準時間から予め設定された時間間隔に該当する一番目時点及び二番目時点に該当する電流値を用いることによって現像ローラの抵抗値及び現像ギャップを精度良く算出することができるため，現像ローラに印加する最適なバイアスを決定することができる。
【００１４】
　上記課題を解決するために，本発明の第４の観点によれば，感光体と離隔して設置され現像剤を感光体に供給する現像ローラと該現像ローラから感光体への電流導通経路を介して現像ローラに所定のバイアスを印加するバイアス印加部と，バイアス印加部を制御するエンジン制御部を備える印刷機の制御方法において，設定された第１周波数で現像ローラに第１テスト交流電圧を印加する段階と，第１テスト交流電圧に対応して現像ローラを通して流れる現像電流を検出する段階と，設定された第２周波数で現像ローラに第２テスト交流電圧を印加する段階と，第２テスト交流電圧に対応して現像ローラを通して流れる現像電流を検出する段階と，テスト交流電圧に関するデータ及びテスト交流電圧それぞれに対応して検出された現像電流に関するデータを用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと前記感光体とのギャップを算出する段階と，算出された現像ローラの抵抗及びギャップに対応する駆動条件のバイアス電圧を現像ローラに印加する段階を含む制御方法が提供される。
【００１５】
　上記課題を解決するために，本発明の第５の観点によれば，設定されたテスト交流電圧を上記現像ローラに印加する段階と，テスト交流電圧に対応して現像ローラを通して流れる電流を検出する段階と，テスト交流電圧と電流の位相差情報を用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと上記感光体とのギャップを算出する段階と，算出された現像ローラの抵抗及びギャップに対応する駆動条件のバイアスを現像ローラに印加する段階を含む制御方法が提供される。
【００１６】
　上記課題を解決するために，本発明の第６の観点によれば，設定されたテスト交流電圧を上記現像ローラに印加する段階と，テスト交流電圧に対応して現像ローラを通して流れる現像電流のデータを所定期間について保存する段階と，保存された現像電流データからピーク値が発生した時点を基準に所定時間以降の第１時間及び第２時間それぞれに対応する現像電流値を用いて現像ローラの抵抗及び現像ローラと上記感光体とのギャップを算出する段階と，算出された現像ローラの抵抗及びギャップに対応する駆動条件のバイアスを現像ローラに印加する段階を含む制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
　今まで説明した通り，本発明に係る印刷機及びその制御方法によれば，現像ローラの抵抗値及び現像ギャップを精度良く算出して現像ローラに印加するバイアスを決定することによって，環境変化及び部品特性変化による印刷品質低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
　以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
（第１の実施形態）
　以下に，本発明の第１の実施形態にかかる印刷機及びその制御方法について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
　図１は本発明に適用される印刷機の一例を示す概略的な断面図である。同図を参照すれば，印刷機１００は帯電器１１０，光走査装置１２０，現像器１３０，転写装置１４０と，を主に備える。帯電器１１０は，感光体である感光ドラム１５０を所定電位に帯電させる。光走査装置１２０は，印刷データに対応する光を感光ドラム１５０に走査する。現像器１３０は，イエロー，マゼンタ，シアン及びブラック色相の現像剤をそれぞれ独立して感光ドラム１５０に供給できるよう設けられた現像ローラ１３１を備える。
【００２１】
　現像ローラ１３１は印刷モード時に感光ドラム１５０と所定間隔離隔して配され，回転によって現像剤を感光ドラム１５０に供給する。図面の複雑性を避けるため，現像ローラ１３１と一組になって現像ローラ１３１と感光ドラム１５０との間に現像剤，例えばトナーを供給する現像剤供給器は省いた。現像剤供給器は現像ローラ１３１に一定量の現像剤を供給する装置である。現像剤供給器は通常現像剤であるトナーを現像ローラ１３１に供給する供給ローラと現像ローラ１３１に供給される現像剤の量を規制するブレード(図示せず)を備える。供給ローラにはバイアス印加部２１０によって供給される電圧に比べて相対的に低い電圧が印加される。例えば，マイナス極性を有するトナーの場合，供給ローラには１００ないし２００ボルト程度が印加される。
【００２２】
　転写装置１４０は，多数のローラによって無限軌道運動する転写ベルト１４１によって感光ドラム１５０に形成されたイメージを転写させ，転写されたイメージを用紙供給経路１７０を介して引き込まれた記録用紙に転写させ得るようになっている。参照符号１４２で表記されたローラには転写効率を高めるために所定の電圧（電位）を供給する電圧源(図示せず)が接続されている。
【００２３】
　参照符号１８１及び１８２は転写ベルト１４１，感光ドラム１５０とそれぞれ接触しつつ汚染物質を除去するクリーニング装置である。バイアス印加部２１０は，エンジン制御部２３０によって制御され，現像ローラ１３１それぞれについて所定のバイアスを可変的に印加できる。電流検出部２２０は，バイアス印加部２１０から現像ローラ１３１を介して感光ドラム１５０に流れる電流(以下，現像電流と称する)を検出し，検出した現像電流データをエンジン制御部２３０に出力する。
【００２４】
　かかる印刷機１００でバイアス印加部２１０に対する回路図の例が図２に示されている。図２を参照すれば，バイアス印加部２１０は交流駆動源２１１及び直流電圧源２１３を備える。
【００２５】
　交流駆動源２１１と直流駆動源２１３は現像ローラ１３１，感光ドラム１５０及び現像電流検出用抵抗素子Ｒｓに次いで電流ループ上に直列状に接続されている。交流駆動源２１１は，エンジン制御部２３０に制御され交流電圧の周波数，振幅，デューティ比および波形などが可変であるものが適用されることが望ましい。ここで，波形が可変であるとはサイン波または矩形波の選択適用が可能であることを指す。
【００２６】
　電流検出部２２０は，現像電流検出用抵抗素子Ｒｓを介して流れる電流に対応する電圧信号を検出してエンジン制御部２３０に出力する。示された例とは違って，電流検出部２２０は電流パス経路上の導線に流れる現像電流を誘導方式によって検出できるよう構築されうることは勿論である。このような誘導方式現像電流検出方式の例としては公知のカレントトランスが適用でき，この場合，電流検出用抵抗素子Ｒｓは省略できる。
【００２７】
　エンジン制御部２３０は，現像条件調整モード時にバイアス印加部２１０を制御して現像剤を適切に感光ドラム１５０に供給させるためのバイアス条件を算出し，以降の印刷作業時は算出されたバイアス条件によって現像器１３０を制御して印刷作業を行なう。
【００２８】
　ここで，現像条件調整モードはキー入力部(図示せず)を介した現像条件調整モード選択またはエンジン制御部２３０で自動で行なわれるよう設定できる。キー入力部を用いた現像条件調整モード選択は，例えば現像器関連ユニットの取り替え後や製品組立完了時などに行われる。また，現像条件調整モード自動遂行条件を使用期間が予め設定された期間に至る時，及び/または印刷作業遂行枚数が予め設定された枚数に到達する時などとして設定できることは勿論である。図面においてＶＡｃは交流駆動源２１１から出力される交流電圧を示し，Ｖｄｃは直流電圧源２１３から出力される直流電圧を示し，英文字ｇで表記された部分は現像ローラ１３１と感光ドラム１５０とのギャップを示す。
【００２９】
　一方，図３は図２の回路において電流検出用抵抗素子を省略した状態で等価的に表現した回路図である。
【００３０】
　図３において参照符号ｉ(ｔ)は瞬間(ｔ)現像電流，ＶＲは現像ローラ１３１の抵抗，ＶＴは現像ローラ１３１の表面に付着された現像剤によって決定される現像剤層の電圧であり，ＣＡは現像ギャップｇの等価キャパシタンス，ＶＡはＣＡによって発生する電圧，ＣＰは感光ドラム１５０の等価キャパシタンス，ＶＰはＣＰによって発生する電圧をそれぞれ示す。
【００３１】
　エンジン制御部２３０は，このような等価回路に対する解釈を通して現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇを算出するようになっており，算出した現像ローラ１３１の抵抗Ｒ値及び現像ギャップｇに対応した最適の現像バイアスデータをルックアップテーブルから探し出して，以降の印刷モード時に適用する現像駆動条件データとして設定する。
【００３２】
　エンジン制御部２３０が現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇを算出する過程を説明する前に，図３の等価回路について現像ローラ１３１の抵抗及び現像ギャップｇが現像電流に及ぼす影響を図４ないし図７を参照して説明する。
【００３３】
　まず，図４は直流電圧源２１３及び交流電圧源２１１でそれぞれ生成され重畳された電圧(ＶＡＣ＋ＶＣＤ)を印加した時の，電流ループ上に存在する各要素の電圧波形を示した図であり，図５は図４に示したバイアス印加条件下で現像電流を測定したグラフである。図６は現像ギャップｇを１５０μｍ，２００μｍまたは２５０μｍに設定して現像電流を測定したグラフであり，図７は現像ローラ１３１の抵抗を１ＭΩ，５ＭΩまたは１０ＭΩに設定して現像電流を測定したグラフである。図６および図７のグラフによれば，現像ローラ１３１の抵抗変化が現像ギャップｇの変化より現像電流にさらに影響を与えることが分かる。
【００３４】
　以下に，等価回路の解釈を通して現像ローラ１３１の抵抗Ｒ値及び現像ギャップｇを算出する過程を説明する。
【００３５】
　まず，図３の等価回路において現像電流は交流電圧によって発生する。すなわち，直流バイアスによる電流は現像剤の移動がない限りは発生しない。また，現像ギャップｇに適用される直流バイアスだけによって発生する現像電界は通常，極めて弱くて現像剤を現像ローラ１３１から感光ドラム１５０に移動できない。
【００３６】
　従って，直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアスについては，現像ギャップｇの静電容量性リアクタンス(capacitive reactance)が小さくなって現像ローラ１３１の抵抗Ｒと直列で接続された等価インピーダンスによって相当な現像電流が流れる。感光ドラム１５０の非画像領域が現像ギャップｇを通過する場合は，直流バイアスによる電流は発生しないため，交流電圧による電流だけ流れる。また，感光ドラム１５０の画像領域が現像ギャップｇを通る時は現像剤が交流電界によって感光ドラム１５０に移動し，これにより現像剤の移動に対応する電流が交流電圧によって生成された電流と重畳される。ところが，現像剤の移動による電流は通常５０μＡ以下である。従って，交流電圧によって発生する電流(通常，数ミリアンペア(ｍＡ))に比べて現像剤の移動による電流はだいぶ少いため無視することができる。
【００３７】
　一方，図３の等価回路において直流電圧源２１３と別の電圧源(図示せず:現像ローラ１３１の現像剤層によって生成される電圧であるＶＴに該当する電圧源)は通常２０ないし５０Ｖ程度を印加するため，直流電圧源２１３と交流駆動源２１１の重畳によって生成されたバイアスに比べて極めて少くて無視できる。また，感光ドラム１５０のキャパシタンスＣＰは現像ギャップｇのキャパシタンスＣＡに比べて通常３０倍以上になるため，現像ギャップｇのキャパシタンスＣＡと感光ドラム１５０のキャパシタンスＣＰが直列で連結される場合，直列等価キャパシタは現像ギャップｇのキャパシタンスＣＡに左右される。従って，感光ドラム１５０のキャパシタンスＣＰは現像電流に及ぼす影響が極めて少くて無視することができる。
【００３８】
　このような無視可能因子を排除した場合，現像電流は次の数式（１）及び数式（２）で表現できる。
【数１】
2004054297.tif 000003
【数２】
2004054297.tif 000004
【００３９】
　ここで，ＶＭは交流駆動源２１１から出力される交流電圧ＶＡＣの振幅であり，ＩＭは最大現像電流，ｉ（ｔ）は瞬間現像電流，Ｘは現像ギャップの容量性リアクタンス(Ｘ=１/２πｆＣＡ)，ｆは交流電圧ＶＡＣの周波数である。
【００４０】
　以下，数式（１）及び（２）を用いて現像ローラ１３１の抵抗Ｒと現像ギャップｇのキャパシタンスＣＡを算出する方法を説明する。まず，第１の実施形態として，周波数が相異なる交流テスト電圧をそれぞれ印加し，各周波数に対応する現像電流を測定して現像ローラ１３１の抵抗Ｒと現像ギャップｇを算出する。
【００４１】
　この場合，第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２に対するインピーダンスＺ１，Ｚ２の関係式は次の数式（３）と（４）で表現される。
【数３】
2004054297.tif 000005
【数４】
2004054297.tif 000006
【００４２】
　ここで，Ｚ１，Ｚ２は周波数ｆ１，ｆ２それぞれにおけるインピーダンスであり，Ｒは現像ローラ１３１の抵抗，Ｉ１，Ｉ２は周波数ｆ１，ｆ２それぞれにおける最大現像電流を示す。
【００４３】
　一方，Ｘ１，Ｘ２は現像ギャップｇのキャパシタンスＣＡと次の数式（５）及び（６）のような関係がある。
【数５】
2004054297.tif 000007
【数６】
2004054297.tif 000008
【００４４】
　 従って，数式（３）ないし（６）を用いて現像ギャップキャパシタンスＣＡに関する式で表現すれば，次の数式が得られる。
【数７】
2004054297.tif 000009
【００４５】
　従って，数式（７）を用いれば電流検出部２２０を介して取得して計算できるインピーダンスＺ１，Ｚ２値及び適用した周波数ｆ１，ｆ２値から現像ギャップキャパシタンスＣＡを算出できる。
【００４６】
　また，現像ローラ１３１の抵抗Ｒは数式（３）及び（４）から次の数式（８）のように表現できる。
【数８】
2004054297.tif 000010
【００４７】
　従って，現像ローラ１３１の抵抗値は，数式（７）を通して算出した現像ギャップキャパシタンスＣＡを数式（５）または数式（６）に代入して現像ギャップの容量性リアクタンスＸ１またはＸ２を算出し，算出された値を数式（８）に代入すれば求められる。
【００４８】
　一方，現像ギャップｇは次の数式（９）によって算出できる。
2004054297.tif 000011
数式（９）において現像ギャップキャパシタンスＣＡと現像ギャップｇとの関数関係は文献{engineering Electromagnetics，Hayt，page 164}に紹介された算出方法に基づいて次の数式（１０）を用いて算出すれば良い。
【数９】
2004054297.tif 000012
【００４９】
　ここで，Ｌは現像ローラ１３１の長さであり，Ｋはフリンジ効果(fringe effect)を補償する因子であり，Ｒａは現像ローラ１３１の半径であり，εは誘電率である。
【００５０】
　エンジン制御部２３０は，このような算出方式によって現像ローラ１３１の抵抗Ｒ値及び現像ギャップｇを算出した後，算出した値に対応する最適条件の駆動バイアスをルックアップテーブルから捜し出して現像駆動条件として設定する。かかる方式による現像バイアス決定過程が図８に示されている。
【００５１】
　まず，第１周波数のテスト交流電圧を現像ローラに印加し(段階３１０)，印加された周波数について検出された現像電流の最大値を取得する(段階３２０)。
【００５２】
　同様に，第２周波数ｆ２のテスト交流電圧を現像ローラ１３１に印加し(段階３３０)，印加された周波数について検出された現像電流の最大値を取得する。ここで，第１テスト交流電圧と第２テスト交流電圧は，振幅が同じで周波数だけが違うサイン波形の電圧が適用されることが望ましい。
【００５３】
　その後，取得したデータ及び駆動データから前述した数式（３）ないし（９）を通して説明された数式を用いて現像ローラ１３１の抵抗Ｒと現像ギャップｇを算出する(段階３５０)。算出された現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇに対応する現像バイアス印加条件を決める(段階３６０)。ここで，段階３６０で決定された現像バイアス印加条件は，印刷作業を施す印刷モード時に交流駆動源２１１から出力させる交流電圧の振幅及びデューティ比に対する設定値を指す。上記の過程で決められた現像バイアス印加条件に基づいてバイアス電圧を現像ローラに印加する。
【００５４】
（第２の実施形態）
　次に，本発明の第２の実施形態にかかる印刷機及びその制御方法について図面を参照しながら説明する。印刷機の構成は図１に示した印刷機の構成とほぼ同じであるため説明を省略する。以下に，第２の実施形態として交流電圧ＶＡＣの位相と現像電流の位相差から現像ローラ１３１の抵抗Ｒと現像ギャップキャパシタンスＣＡを算出する方式を説明する。
【００５５】
　まず，現像電流の位相Φ１と交流電圧の位相Φ１との位相差Φは，現像ローラの抵抗Ｒと現像ギャップ容量性リアクタンスＸとの間に次の数式（１１）のような関係がある。
【数１０】
2004054297.tif 000013
【００５６】
　また，インピーダンスを現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップ容量性リアクタンスＸの関係式で表現すれば，次の数式（１２）のようになる。
【数１１】
2004054297.tif 000014
【００５７】
　従って，電流検出部を介して検出された現像電流の最大値と適用した電圧値から求められるインピーダンスＺ値と位相差値Φを用いれば，現像ローラ１３１の抵抗Ｒは次の数式（１３）を用いて求められる。
2004054297.tif 000015
【００５８】
　また，現像ギャップ容量性リアクタンスＸは
2004054297.tif 000016
によって求められ，現像ギャップキャパシタンスはＸとの関係式である次の数式（１５）を通して求められる。
2004054297.tif 000017
【００５９】
　現像ギャップキャパシタンスＣＡが求められれば，前述した数式（９）を用いて現像ギャップを算出できる。かかる方式による現像バイアス決定過程が図９に示されている。
【００６０】
　まず，設定されたテスト交流電圧を現像ローラ１３１に印加し(段階４１０)，印加されたテスト交流電圧について検出された現像電流の最大値を検出する(段階４２０)。
【００６１】
　また，テスト交流電圧の位相と現像電流の位相差を算出する(段階４３０)。位相差算出はテスト交流電圧のピーク電圧印加時点と現像電流の最大値検出時点に対する情報を用いれば良い。
【００６２】
　その後，取得したデータ及び駆動データから前述した数式（１１）ないし（１５）を通して説明された算出方法によって現像ローラ１３１の抵抗Ｒ，現像ギャップｇを算出する(段階４４０)。それから，算出された現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇに対応する現像バイアス印加条件を決める。上記の過程で決められた現像バイアス印加条件に基づいてバイアス電圧を現像ローラに印加する。
【００６３】
　今まで説明してきた第１及び第２の実施形態において現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇに対応する最適の現像バイアス条件は実験的に予め求められてエンジン制御部２３０のルックアップテーブルに記録されている。すなわち，実験によれば，図９に示した通り交流電圧の振幅を増加させれば現像ギャップ間に形成される現像電界が強まり，図１０に示した通りデューティ比を増加させれば現像電界が弱まる。従って，現像電界に影響を与える交流電圧の振幅及びデューティ比を考慮して現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇに対応する最適の現像バイアス条件が予め求められてルックアップテーブルに記録される。
【００６４】
　すなわち，ルックアップテーブルには，任意の基準抵抗値に基づいて現像ローラの抵抗値が基準値より増加すれば交流電圧の振幅を増加させ，デューティ比を減少させる現像バイアス印加データが記録されており，現像ローラの抵抗が基準値より減少すれば，交流電圧の振幅を減少させ，デューティ比を増加させる現像バイアス印加データが実験的に求められて記録されている。
【００６５】
（第３の実施形態）
　次に，本発明の第３の実施形態にかかる印刷機及びその制御方法について図面を参照しながら説明する。印刷機の構成は図１に示した印刷機の構成とほぼ同じであるため説明を省略する。以下に，第３の実施形態として矩形波のテスト交流電圧を印加して現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇを算出し，これより現像バイアス駆動条件を決める過程を説明する。
【００６６】
　まず，駆動バイアス決定過程について説明する前に，矩形波交流電圧を印加する時の特性を図１２ないし図１５を通して説明する。図１２は矩形波交流電圧を印加した時の図３の等価回路における各要素の電圧波形を示す波形図であり，図１３及び図１４は図１２に対応する現像電流及び現像電界の波形図である。図１５は図１３のシミュレーション結果と実際に一致するかを検証するために実験的に求めた現像電流の波形である。図１３と図１５を比較すれば，等価回路でのシミュレーション結果と実際に実験をして求めた測定値とがほぼ一致し，等価回路でのシミュレーションによる解釈が正しいことが分かる。
【００６７】
　以下，このような矩形波交流電圧を印加して時定数関係式を用いて現像バイアス駆動条件を決める過程を説明する。
【００６８】
　まず，瞬間現像電流を時定数に関する関係式で表現すれば次の数式（１６）のようになる。
【数１２】
2004054297.tif 000018
【００６９】
　ここで，Ｉは現像電流のピーク値であり，ＶＡＭＰは矩形波交流電圧の振幅である。一方，現像ローラ１３１の抵抗Ｒを現像電流と駆動電圧との関係式で表現すれば次の数式（１７）で表現される。
【数１３】
2004054297.tif 000019
【００７０】
　従って，現像ローラ１３１の抵抗Ｒ値は，電流検出部２２０から検出された現像電流値及び印加した矩形波交流電圧の情報から数式（１７）を用いて算出すれば良い。
【００７１】
　一方，瞬間現像電流についてピーク現像電流が発生した時点以降，順次的等間隔に該当する第１時間及び第２時間の瞬間現像電流値で時定数を表現すれば次の数式（１８）になる。
【数１４】
2004054297.tif 000020
【００７２】
　従って，数式（１８）を用いて時定数を求め，これより次の数式（１９）を用いれば現像ギャップキャパシタンスが求められる。
2004054297.tif 000021
【００７３】
　また，算出された現像ギャップキャパシタンスＣＡを前述した数式（９）に代入すれば現像ギャップｇを算出することができる。
【００７４】
　第３の実施形態として説明された方式による現像バイアス決定過程が図１６に示されている。まず，設定されたテスト交流電圧を現像ローラに印加し(段階５１０)，印加されたテスト交流電圧について検出された現像電流の最大値を含む瞬間現像電流値を保存する(段階５２０)。取得した現像電流値はデジタル信号に変換されエンジン制御部２３０のメモリ(図示せず)に保存される。
【００７５】
　次いで，保存された現像電流データから現像電流ピーク値が発生した時点を基準時間にする時，基準時間以降第１時間における現像電流値及び第１時間以降の第２時間における現像電流値を抽出する(段階５３０)。
【００７６】
　その後，取得したデータ及び駆動データ情報を用いて前述した数式（１６）ないし（１９）を通して説明された方法に従って現像ローラ１３１の抵抗Ｒ，現像ギャップｇを算出する(段階５４０)。すなわち，図１７のような現像電流検出データが一定期間について得られた場合電流ピークが発生した時点を基準時間ｔ０にし，基準時間ｔ０から予め設定された時間間隔に該当する一番目時点ｔ１及び二番目時点ｔ２に該当する電流値を取って，前述した方法に従って現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇを計算する。
【００７７】
　それから，算出された現像ローラ１３１の抵抗Ｒ及び現像ギャップｇに対応する現像バイアス印加条件を決める(段階５５０)。その後，上記の過程で決められた現像バイアス印加条件に基づいてバイアス電圧を現像ローラに印加する。
【００７８】
　以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
　本発明は，印刷機及びその制御方法に適用可能であり，特に現像条件と関連した要素に対する電気的特性変化を精度良く測定して印刷品質を安定的に保つために求められる現像条件を設定できる印刷機及びその制御方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に適用される印刷機の一例を示す概略的な断面図である。
【図２】図１のバイアス印加部を示す回路図である。
【図３】図２の回路に対する等価回路図である。
【図４】図３の直流電圧源及び交流電圧源でそれぞれ生成され，重畳されたサイン波形電圧(ＶＡＣ＋ＶＤＣ)を印加する時電流ループ上に存する各要素の電圧波形をシミュレーションして求めた波形図である。
【図５】図４のバイアス印加条件下で測定した現像電流を示す波形図である。
【図６】現像ギャップｇを他に適用した時の現像電流を測定した波形図である。
【図７】現像ローラの抵抗を他に適用した時の現像電流を測定した波形図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による現像バイアス決定過程を示す流れ図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による現像バイアス決定過程を示す流れ図である。
【図１０】交流電圧の振幅を他に適用した時の現像電界を測定した波形図である。
【図１１】交流電圧のデューティ比を他に適用した時の現像電界を測定した波形図である。
【図１２】図３の直流電圧源及び交流電圧源でそれぞれ生成され，重畳された矩形波電圧(ＶＡＣ＋ＶＤＣ)を印加する時に電流ループ上に存する各要素の電圧波形をシミュレーションして算出した波形図である。
【図１３】図１２のバイアス印加条件下で測定した現像電流を示す波形図である。
【図１４】図１２のバイアス印加条件下で現像電界を測定した波形図である。
【図１５】図１の印刷機について矩形波交流電圧を印加して実験的に測定した現像電流の波形図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態による現像バイアス決定過程を示す流れ図である。
【図１７】図１６の現像バイアス決定過程を説明するために矩形波バイアス印加時一定期間取得された現像電流を示す波形図である。
【符号の説明】
【００８１】
　１００: 印刷機
　１３０: 現像器
　１３１: 現像ローラ
　２１０: バイアス印加部
　２２０: 電流検出部
　２３０: エンジン制御部
【図１】
2004054297.tif 000022
【図２】
2004054297.tif 000023
【図３】
2004054297.tif 000024
【図４】
2004054297.tif 000025
【図５】
2004054297.tif 000026
【図６】
2004054297.tif 000027
【図７】
2004054297.tif 000028
【図８】
2004054297.tif 000029
【図９】
2004054297.tif 000030
【図１０】
2004054297.tif 000031
【図１１】
2004054297.tif 000032
【図１２】
2004054297.tif 000033
【図１３】
2004054297.tif 000034
【図１４】
2004054297.tif 000035
【図１５】
2004054297.tif 000036
【図１６】
2004054297.tif 000037
【図１７】
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