(57)【要約】【課題】現像剤の変化のうち、特に現像剤補給装置による現像剤補給量の変化に合わせて現像バイアスを調整することで、良好な画像を維持する。【解決手段】直流成分に交流成分が重畳された現像バイアス３が印加可能な現像手段２と、現像剤補給手段４と、現像制御手段５とを備え、現像制御手段５は、出力された画像の密度情報の累積値及び濃度情報に基づく累積画像情報を算出する累積画像情報算出手段６と、この算出された累積画像情報に基づいて目標現像剤補給量を設定する現像剤補給量設定手段７と、現像剤補給量設定手段７によって設定された目標現像剤補給量が予め決められた通常許容範囲内のときには前記現像バイアス３の交流成分を基準の値に設定する一方、予め決められた通常許容範囲外のときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように前記交流成分を補正する現像バイアス調整手段８とを具備する。【選択図】図１
2007212778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像を現像する直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスが印加可能な現像手段と、
現像手段に新たな現像剤を補給可能な現像剤補給手段と、
現像手段及び現像剤補給手段を制御可能な現像制御手段とを備え、
現像制御手段は、出力された画像の密度情報の累積値及び濃度情報に基づく累積画像情報を算出する累積画像情報算出手段と、
この算出された累積画像情報に基づいて目標現像剤補給量を設定する現像剤補給量設定手段と、
現像剤補給量設定手段によって設定された目標現像剤補給量が予め決められた通常許容範囲内のときには前記現像バイアスの交流成分を基準の値に設定する一方、予め決められた通常許容範囲外のときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように前記交流成分を補正する現像バイアス調整手段とを具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
現像バイアス調整手段は、事前に求められた補正条件に基づいて現像バイアスの交流成分を補正することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
現像バイアス調整手段は、現像バイアスの交流成分の振幅及び周波数の少なくともいずれか一方を補正することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１記載の現像装置において、
累積画像情報算出手段は、密度情報の累積値として出力された画像の画像面積率の積算値を利用するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１記載の現像装置において、
累積画像情報算出手段は、密度情報の累積値として現像剤補給手段の稼働時間の積算値を利用するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
静電潜像を担持する像担持体と、
この像担持体上の静電潜像を可視像化する請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等で使用される現像装置に係り、特に現像時の現像バイアスを工夫することで、より高画質画像が得られるようにした現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用して、現像剤の磁気ブラシによって直接感光体を現像するようにした現像方式が知られている。このような現像方式では、現像を継続すると現像剤中のトナー消費量が変化するため、出力画像の画質が変化するようになる。
出力画像を良好に保つには、現像剤の現像特性を定期的に改善することが必要である。
【０００３】
この種の現像剤の現像特性改善策としては、出力される画像密度に対応したトナー補給基準量と画像濃度に対応したトナー補給増減量とから、最終的なトナー補給量を求め、画質を維持する方式が提案されている（特許文献１参照）。
また、他の改善策としては、現像バイアスに交流成分を重畳することで、ソリッド部（ベタ部）の画像濃度、背景（非画像部）のかぶり、細線再現性、粒状性等を向上させる方式がある（特許文献２，３参照）。
より具体的に述べると、特許文献２では、入力画像情報、出力画像情報あるいは現像装置の使用環境情報に基づいて現像バイアスの交流成分の周波数を変化させるようにした方式が提示され、この周波数と出力画像の階調性（出力画像の濃度レベル）との関係を予め求めることで、帯電特性変化に応じた周波数変化を行うようにすれば、出力画像の階調性が十分確保された画像を得ることができるとしている。そして、現像装置の使用環境情報としては現像回数、トナーの帯電特性の変化等の使用履歴情報を含むものとしている。
また、特許文献３では、現像回数、現像時間、感光体の帯電特性変化等から現像剤の使用履歴を推定したり、トナーの帯電特性やキャリアの抵抗変化から現像剤の使用履歴を検出して、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させることで、現像剤の流動性の経時変化に対する補正が行われ、トナーの転写性能を維持することができるとした提案がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１２１３４号公報（課題を解決するための手段、図１）
【特許文献２】特開平７−３２５４６８号公報（実施例、図３）
【特許文献３】特開平１０−１４２９０８号公報（発明の実施の形態、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、高密度画像を連続して出力するような場合には、トナー消費量が多くなり、通常のトナー補給制御では間に合わず、かぶり等の画像欠陥が発生し易い状況に至ることがある。ここで、この特許文献１では、トナー消費量が通常のトナー補給制御では間に合わない程度に過多か否かをチェックし、過多と判断した条件では作像を中断して現像剤の混合撹拌を行って現像特性の改善を行うという方式が採用されている。
しかしながら、この方式は作像を一旦中断して現像剤の現像特性の改善を行うため、画像形成装置の生産性に影響を及ぼす点で好ましくなく、また、トナー補給量が過小の場合に見受けられる現像剤の現像特性が損なわれる現象については、対応が示されていない。
【０００６】
一方、特許文献２，３の技術にあっては、画像密度と濃度に基づくトナー補給量制御については詳述されておらず、使用履歴に応じて現像バイアスの交流成分（周波数、ピークツウピーク電圧）を制御しているに過ぎない。このため、トナー補給量と現像バイアスの交流成分との関係については何ら記載されておらず、示唆されてもいない。
よって、特許文献１の技術に特許文献２，３の技術を組み合わせようとしても、トナー補給量と現像バイアス交流成分との関係を特定することが不可能である以上、トナー補給量に基づいて現像バイアスの交流成分を制御する手法は全く想定し得ない。
尚、このような課題は二成分現像剤に限られず、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像剤でも同様である。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、現像剤の変化のうち、特に現像剤補給装置による現像剤補給量の変化に合わせて現像バイアスを調整することで、良好な画像を維持することが可能な現像装置並びにこの現像装置を用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１上の静電潜像を現像する直流成分に交流成分が重畳された現像バイアス３が印加可能な現像手段２と、現像手段２に新たな現像剤を補給可能な現像剤補給手段４と、現像手段２及び現像剤補給手段４を制御可能な現像制御手段５とを備え、現像制御手段５は、出力された画像の密度情報の累積値及び濃度情報に基づく累積画像情報を算出する累積画像情報算出手段６と、この算出された累積画像情報に基づいて目標現像剤補給量を設定する現像剤補給量設定手段７と、現像剤補給量設定手段７によって設定された目標現像剤補給量が予め決められた通常許容範囲内のときには前記現像バイアス３の交流成分を基準の値に設定する一方、予め決められた通常許容範囲外のときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように前記交流成分を補正する現像バイアス調整手段８とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
このような技術的手段において、本願に係る画像形成方式としてはトナー像が形成されるものであればよく、電子写真方式、静電記録方式を含むものである。また、像担持体１としては、静電潜像を担持できるものであればよく、ロール状、ベルト状のいずれであってもよい。
更に、使用される現像剤としては、トナーのみからなる一成分系、トナーとキャリアを含む二成分系いずれであってもよく、トナーとしては種々の色成分を有するものが使用可能であり、単色の現像装置を用いた例えばモノクロ用の画像形成装置で用いられる現像装置に適用可能であることは勿論のこと、複数の現像装置を用いた例えばフルカラー用の画像形成装置で用いられる現像装置に適用することも可能である。
【００１０】
また、現像剤補給手段４は、現像手段２に新たな現像剤を補給できるように構成されればよく、代表的態様としては、内部に撹拌搬送部材を有し、この撹拌搬送部材を稼働させることで所定量の現像剤補給を行う方式のものが挙げられる。尚、現像剤として二成分現像剤を用いる場合の新たに補給される現像剤としては、二成分現像剤の態様とトナーのみの態様がある。
【００１１】
本発明における「画像の密度情報の累積値」とは、現像剤の累積使用量に関連する情報を意味し、代表的態様としては、例えば出力された画像の画像面積率の積算値や現像剤補給手段４による累積稼働時間が挙げられる。また、画像の濃度情報としては、現像手段２によって現像され可視像化された画像の濃度情報であればよく、画像としては、例えば像担持体１上の画像、像担持体１上から転写された画像（中間転写体、記録媒体上を含む）のいずれであっても差し支えない。
【００１２】
また、目標現像剤補給量が「予め決められた通常許容範囲」とは、現像剤補給手段４から補給される補給量によって、かぶり等の画像欠陥が発生する領域に至らない範囲を意味する。通常、補給量が上限規定値を超えるとかぶりが発生し易くなり、一方、下限規定値を下回ると現像剤の劣化が早まるようになる。更に、画質評価パラメータとしては、例えばかぶり、粒状性等の項目が挙げられるが、その内の少なくとも１項目であってもよいが、高画質画像を一層得ようとするためには、複数の評価パラメータを同時に評価することが好ましく、更には、より多くの評価パラメータにて調整する方がよい。
【００１３】
また、現像バイアス調整手段８は、事前に求められた補正条件に基づいて現像バイアス３の交流成分を補正するようにすることが好ましく、例えば補正テーブルに基づいて現像バイアス３の交流成分を補正する態様や演算式に基づいて補正する態様等が挙げられる。尚、事前に求められた補正条件は、同型装置によって求められた現像バイアス３の交流成分と画質評価パラメータとの相関関係から良好な画像を維持するために求められた補正条件を意味する。
更に、現像バイアス調整手段８は、現像バイアス３の交流成分の振幅及び周波数の少なくともいずれか一方を補正することが好ましい。このとき、一方のみを補正するようにすれば、現像バイアス３の制御も簡略化され、装置自体の簡略化にも有効となる。
【００１４】
そして、本発明では、累積画像情報算出手段６は、密度情報の累積値として出力された画像の画像面積率の積算値を利用するものが好ましく、これにより、使用された現像剤量を等価的に把握することができるようになり、画像の濃度情報と合わせて現像剤補給量設定手段７にて目標現像剤補給量を容易に設定することができるようになる。このとき、具体的な画像面積率の積算値としては、画像サイズと平均面積率とプリント枚数の積に比例させるようにすればよい。
更に、累積画像情報算出手段６は、密度情報の累積値として現像剤補給手段４の稼働時間の積算値を利用するものが好ましく、これによっても上述の積算値と同様、画像の濃度情報と合わせて現像剤補給量設定手段７にて目標現像剤補給量を容易に設定することができるようになる。
【００１５】
このように現像バイアス調整手段８によって、現像剤補給手段４の目標現像剤補給量を設定し、この設定された目標現像剤補給量が所定の範囲を超えたときに現像バイアス３の交流成分を補正するようにすれば、現像剤補給手段４によって補給される現像剤量を所定の範囲内に収めることができ、画質劣化を防ぐことができるようになる。
例えば、現像剤消費量が多く画像濃度が低下するような場合には、現像剤補給手段４の現像剤補給量を上げるようになるが、このとき、現像剤補給量を上げすぎると、現像手段２内に多量の現像剤が補給されるようになり、かぶりを発生し易くなる。また、一方、現像剤消費量が少なく画像濃度が高くなるような場合には、現像剤補給手段４の現像剤補給量を低下させるようになるが、このとき、現像剤補給量を低下させすぎると、現像手段２内の現像剤が減少しすぎ、現像剤搬送による現像剤への負荷が過度に発生するようにもなり、現像剤劣化が早まるようになる。
したがって、このような状況下で、現像バイアス３をそのまま加えると、上述した画質パラメータでの不具合を生じるようになる。そのため、このような状況下では、現像バイアス３の交流成分を補正するようにすれば、画質パラメータの向上がなされるようになる。
【００１６】
また、本発明は現像装置に限られるものでなく、この現像装置を用いた画像形成装置をも対象とするものであり、この場合、静電潜像を担持する像担持体１と、この像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置として、上述の現像装置を用いるようにすればよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像バイアスが印加可能な現像手段と、現像手段に現像剤を補給する現像剤補給手段と、現像手段及び現像剤補給手段を制御する現像制御手段とを備え、現像制御手段には、出力された画像の密度情報の累積値及び濃度情報に基づく累積画像情報を算出する累積画像情報算出手段と、この算出された累積画像情報に基づいて目標現像剤補給量を設定する現像剤補給量設定手段と、現像剤補給量設定手段によって設定された目標現像剤補給量が所定の範囲のときには前記現像バイアスの交流成分を基準の値に設定する一方、所定の範囲を超えたときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように前記交流成分を補正する現像バイアス調整手段とを具備させるようにしたので、現像剤補給量が変動しても長期に亘って良好な画質が維持できる現像装置を提供することが可能になる。
また、このような現像装置を用いることで、画質の安定した画像形成装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、本実施の形態における画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置本体１０内に例えば電子写真方式にて各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））トナー像が形成担持される像担持体としての感光体ドラム１１（１１ａ〜１１ｄ）を中間転写ベルト２０上に並列配置したものである。
【００１９】
感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電ロール等の帯電装置１３、帯電された感光体ドラム１１に静電潜像を形成するＬＥＤアレイ等からなる露光装置１４、感光体ドラム１１上に形成された潜像をトナーにて可視像化する現像装置１２（１２ａ〜１２ｄ）、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０を挟んで対向する位置に設けられて感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する転写ロール等の一次転写装置１５が配設されている。尚、図中符号１６は、感光体ドラム１１上の残留トナーを清掃するクリーニングブラシ等からなるクリーニング装置であり、符号１８は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の濃度情報を検出するための、例えば光学的センサからなる濃度センサ（反射率センサ）である。
【００２０】
また、中間転写ベルト２０は、３個の張架ロール２１〜２３に掛け渡され、例えば張架ロール２２を駆動ロールとして図の矢印方向に循環移動するようになっている。また、この中間転写ベルト２０の感光体ドラム１１ａの上流側に位置する張架ロール２１と対向する位置には、中間転写ベルト２０上の残留トナーを清掃するベルトクリーナ２４が中間転写ベルト２０に対し接離自在に設けられている。
【００２１】
更に、装置本体１０内には、各現像装置１２（１２ａ〜１２ｄ）へ各色トナーを夫々補給するトナー補給ボトル１７（１７ａ〜１７ｄ）が設けられ、図示外の連通路を経由して夫々の現像装置１２（具体的には現像装置１２へ取り付けられた後述するトナー補給装置）へトナーを供給できるようになっている。尚、例えば現像装置１２が装置内部の余剰現像剤を回収排出する機構を備えるような態様にあっては、トナー補給ボトル１７内のトナーの代わりに適宜キャリアを含む現像剤とするようにしてもよい。
更にまた、本実施の形態では、装置本体１０内に本件の特徴点である現像バイアスの制御等を行うための制御装置５０が設けられている。
【００２２】
そして、本実施の形態では、装置本体１０の下部には、記録材としての用紙Ｓを供給可能にする給紙カセット２５が装置本体１０に対し引き出し可能に設けられている。また、この給紙カセット２５の近傍には、給紙カセット２５から用紙Ｓをピックアップするピックアップロール２６、このピックアップロール２６の下流側に対向配置されるフィードロール２７とリタードロール２８とが設けられ、ピックアップされた用紙Ｓを捌いて一番上の１枚だけが所定の用紙搬送経路に搬送されるようになっている。
また、それらの下流側には、捌かれて搬送された用紙Ｓの位置決め規制を行うレジストロール２９が配設され、更にその下流側には、中間転写ベルト２０上に一次転写されたトナー像を用紙Ｓ上に一括転写する二次転写ロール等の二次転写装置３０が、張架ロール２３をバックアップロールとして配設されている。
【００２３】
更に、この二次転写装置３０の下流側には、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を定着する定着装置３２が設けられ、例えば加熱ロール３２ａと加圧ロール３２ｂとで構成されるようになっている。そして、この定着装置３２の下流側で装置本体１０の一端には、装置本体１０の筐体表面に設けられた排出トレイ１０ａへ定着を終えた用紙Ｓを排出する排出ロール３１が設けられている。
【００２４】
本実施の形態における現像装置１２は、図３に示すように、現像ハウジング４１内にトナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を収容し、現像ハウジング４１の開口部には感光体ドラム１１に対向して現像剤を担持搬送する現像剤担持体としての現像ロール４２を備えている。また、現像ハウジング４１の一部には、現像ハウジング４１内へトナーを補給するトナー補給装置７０が設けられている。
【００２５】
本実施の形態の現像ロール４２は、回転可能な非磁性の現像スリーブ４２ａと、この現像スリーブ４２ａの内部に固定的に配置され且つ複数の磁極を有する磁石体４２ｂとを備え、現像スリーブ４２ａは感光体ドラム１１とＡｇａｉｎｓｔ方向に回転するようになっている。また、磁石体４２ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｓ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２）を備えており、感光体ドラム１１と対向する位置に磁極Ｓ１を設ける一方、磁極Ｓ２に対向する位置には現像スリーブ４２ａ上の現像剤量を規制するトリマ４３が設けられている。
このように、本実施の形態では、磁石体４２ｂの磁極Ｎ２がピックアップ磁極、磁極Ｓ２がトリミング磁極、磁極Ｎ３が搬送磁極、磁極Ｓ１が現像磁極、磁極Ｎ１と磁極Ｎ２とで反発磁極（ピックオフ磁極）を形成するようになっている。尚、本実施の形態において、夫々の磁極の配置や数は本形態に限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。
【００２６】
更に、本実施の形態では、現像ロール４２の後方にて現像剤を撹拌搬送並びに帯電すると共に現像ロール４２への現像剤供給を行う一対のオーガー４５（４５ａ，４５ｂ）が、例えばオーガー４５ａをサプライオーガー、オーガー４５ｂをアドミクスオーガーとして設けられている。
【００２７】
ここで一対のオーガー４５を図３の上方から見た断面は、図４のようになる。
サプライオーガー４５ａ及びアドミクスオーガー４５ｂには、図４に示すような羽根が設けられている。サプライオーガー４５ａには現像剤搬送方向Ａに向かってスパイラル状の羽根４５１が略全長に亘って設けられ、一端部には方向の異なる羽根４５２が設けられ、この一端部には連通口４８を介してトナー補給装置７０から所定量のトナーが補給されるようになっている。
また、アドミクスオーガー４５ｂには現像剤搬送方向Ｂに向かってスパイラル状の羽根４５３が略全長に亘って設けられ、一端部には方向の異なるスパイラル間隔が狭い羽根４５４が設けられている。
そのため、連通口４８から補給されたトナーは、サプライオーガー４５ａ側の現像剤と混合され、直ちにサプライオーガー４５ａの羽根４５１によって堰き止められてアドミクスオーガー４５ｂ側へ導かれる。そして、アドミクスオーガー４５ｂの回転によって現像剤の混合が促進されながらＢ方向に搬送される。
そして、十分均一に混合された現像剤は、アドミクスオーガー４５ｂの羽根４５４によって堰き止められてサプライオーガー４５ａ側に搬送されるようになる。
【００２８】
また、本実施の形態におけるトナー補給装置７０は、図５に示すようになっている。
同図において、リザーブタンク７１内には、２本のスパイラル状のコイルオーガー７２，７３を夫々備え、トナーは、これらのコイルオーガー７２，７３によって図の矢印Ｅ方向に循環搬送されるようになっている。そして、コイルオーガー７２の上流側には、トナー補給ボトル１７（図２参照）からリザーブタンク７１内へトナーが投入されるトナー投入口７４を設けると共に、下流端側のもう一つのコイルオーガー７３側との境界には、リザーブタンク７１から現像ハウジング４１（図３参照）へトナーを供給するための排出部７５が設けられている。この排出部７５には、スパイラル状の羽根を持ったオーガー７６が設けられ、この排出部７５へ供給されたトナーを現像ハウジング４１へと搬送するようになっている。尚、オーガー７６によって搬送された現像剤は、排出部７５の一端７７からトナー搬送経路８０を経由して、現像ハウジング４１（具体的には図４で示す連通口４８に相当）へ至るようになる。
【００２９】
更に、トナー補給装置７０では、２本のコイルオーガー７２，７３及びオーガー７６を駆動するための、例えばモータ及び変速ギア等で構成される駆動装置８１がリザーブタンク７１の外側に設けられ、この駆動装置８１をＯＮ／ＯＦＦすることで、所望のトナーがリザーブタンク７１から現像ハウジング４１側へ供給されるようになっている。すなわち、この駆動装置８１がＯＮされる時間によって、トナー補給量が決定されるようになる。
【００３０】
また、図３に示すように、本実施の形態における現像装置１２では、現像スリーブ４２ａに現像バイアス印加手段としてバイアス電源４７が接続され、一端がアースされた感光体ドラム１１と現像スリーブ４２ａとの間に所定の現像バイアスが印加されるようになっている。
更に、本実施の形態における現像バイアスとしては、直流成分に交流成分が重畳されたもので、交流成分としては正弦波形状が使用されているが、交流成分の波形としては特にこれに限定されず、三角波、矩形波等の各種形状が使用できる。そして、本実施の形態では、このバイアス電源４７は、上述した制御装置５０（図２参照）によって制御されるようになっている。
【００３１】
ここで、本実施の形態における現像装置１２並びに制御装置５０の周りの回路ブロックを示すと、図６のように表される。尚、ここでは簡略化のため、１色の現像装置１２のみを示している。同図において、制御装置５０には、濃度センサ１８によって得られる感光体ドラム１１上に形成されたパッチパターンの画像濃度、トナー補給装置７０の駆動装置８１（図５参照）をドライブするモータ駆動回路６１でのディスペンス時間（トナー補給装置７０によるトナー補給量に相当し、モータ駆動回路６１の動作時間を表す）が入力される。一方、制御装置５０からは、現像バイアスを供給するバイアス電源４７の交流成分を補正する補正制御と、モータ駆動回路６１へ新たに設定されたディスペンス時間の制御、感光体ドラム１１を帯電する帯電装置１３に高圧電圧を付与する高圧発生回路６２、感光体ドラム１１上に潜像を形成する露光装置１４をドライブする露光装置駆動回路６３に画像信号（画像形成のための信号）や画像濃度をチェックするためのパッチパターン信号の供給制御を行うようになっている。
【００３２】
次に、上述した回路ブロックについて、更に詳細に制御装置５０を中心にした制御ブロックで示すと、図７に示すようになる。
同図において、本実施の形態における制御装置５０は、内部に事前に同型装置によって適正画質を維持するための画像濃度並びに画像面積率の積算値と現像バイアスの交流成分との関係から求めたテーブル値が格納された補正テーブル５１、累積画像情報算出手段の一部として前回のセットアップ終了後からのプリントにおける画像面積率の積算を行うカウンタ５２等の記憶部を有し、入力情報と記憶部の情報とに基づいて、例えばＣＰＵにて演算処理が行われるようになっている。
制御装置５０の入力情報としては、感光体ドラム１１側の濃度センサ１８からの画像濃度情報５３、入力画像密度等の画像入力情報５４、トナー補給装置７０の設定時間（ディスペンス時間）情報５５等が挙げられる。
これらの情報を基に制御装置５０内で演算処理を行い、現像バイアス、次のディスペンス時間の設定等が行われるようになっている。
ここで、現像バイアスには、直流成分と交流成分（振幅、周波数含む）とがあり、いずれも制御装置５０にて制御されるようになっている。
【００３３】
また、本実施の形態では、画像入力情報５４から適正なトナー補給量を求め、所望のディスペンス時間を算出して制御するトナー補給制御（ＩＣＤＣ：Image Coverage Dispense Control）が行われるようになっており、画像入力情報５４からの入力データを制御装置５０内で計数することで、次のディスペンス時間の算出を行うようにしている。
【００３４】
次に、本実施の形態の現像装置１２の一般的な作動について図３を基に説明する。
アドミクスオーガー４５ｂとサプライオーガー４５ａによって帯電された現像剤は、サプライオーガー４５ａから現像ロール４２の磁石体４２ｂのピックアップ磁極Ｎ２によって現像ロール４２上に供給される。現像ロール４２上に供給された現像剤は、現像ロール４２の現像スリーブ４２ａに吸着されて搬送され、トリマ４３を通過した現像剤は所定の現像剤量に調整され、感光体ドラム１１と対向する現像領域に達する。現像領域では、現像磁極Ｓ１によって十分有効に穂立ちがなされると共に、バイアス電源４７による現像バイアスによって、現像剤中のトナーが感光体ドラム１１上の潜像（画像部）に付着してトナー像として可視像化（現像）される。
現像領域を通過した現像剤は、そのまま現像スリーブ４２ａの回転に沿って担持搬送され、ピックオフ磁極Ｎ１，Ｎ２の反発磁界によって現像スリーブ４２ａから回収され、サプライオーガー４５ａ側に戻るようになる。
【００３５】
このような現像装置１２の作動にあって、本実施の形態における制御フローについて図８を中心に詳細に説明する。
今、現像バイアスの交流成分の振幅のみを可変する場合の事例を説明すると、以下のようになる。尚、ここで、Ｖｐｐは交流成分の振幅、Ｖｐｐ’はＶｐｐの実際の出力値、Ｄａは実際のディスペンス時間の設定値となっている。
装置の電源が投入されると、Ｖｐｐ’、Ｄａのセットアップが開始される（ステップＳ１）。そして、濃度測定用のパッチパターンの出力が行われ、感光体ドラム１１上に形成されたパッチパターンの濃度が濃度センサ１８によって測定される。そして、測定された濃度測定値ｄが制御装置５０内に記憶される（ステップＳ２〜Ｓ４）。
一方、前回のセットアップ終了後のプリントにおける出力画像の入力面積率カウンタ積算値Ｃが画像入力情報５４から制御装置５０内のカウンタ５２に記憶されている。そして、この濃度測定値ｄと入力面積率カウンタ積算値Ｃとから補給に必要なトナー量を確保するためのディスペンス時間目標値Ｄｔが算出される（ステップＳ５）。尚、ディスペンス時間目標値Ｄｔとしては、ＩＣＤＣ方式を採っていることから、ｄ及びＣの関数として算出される（Ｄｔ＝Ｆ（ｄ，Ｃ））。
【００３６】
次に、算出されたディスペンス時間目標値Ｄｔがディスペンス時間の上限規定値Ｄｍａｘ及び下限規定値Ｄｍｉｎと比較判定される（ステップＳ６）。ここで、上限規定値Ｄｍａｘはこれ以上になるとかぶりが発生し易くなる値であり、下限規定値Ｄｍｉｎはこれ以下になると現像剤の劣化が早まる値となっている。
そして、ディスペンス時間目標値Ｄｔが実際のディスペンス時間の設定値Ｄａとしたときに、Ｄａが範囲内（すなわちＤｔが範囲内）であれば、Ｖｐｐ’を標準のＶｐｐに設定（事前に標準になっていればそのままを継続する）する（ステップＳ７，８）。また、ＤａがＤｍａｘ以上であれば、Ｖｐｐの補正テーブル５１に基づいて補正係数ｒが算出され、新たなＶｐｐ’が設定される（ステップＳ９〜Ｓ１１）。一方、ＤａがＤｍｉｎ以下の場合にも同様に、Ｖｐｐの補正テーブル５１に基づいて補正係数ｒが算出され、新たなＶｐｐ’が設定される（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。
このようなステップが行われた後、カウンタ５２内の入力面積率カウンタ積算値Ｃを初期化して、セットアップを終了する（ステップＳ１５，Ｓ１６）。
【００３７】
本実施の形態では、以上のようなフローを電源投入時、あるいは、前回のセットアップ終了からの累積プリントが規定の値に達した場合に実施することで、トナー補給量を超える画像が連続して出力されたり、トナー補給量に比べ非常に少ない画像が連続して出力されるような場合にあっても、現像バイアスの交流成分が補正されるようになり、画質の維持を図ることができるようになる。また、このようなフローを各色について行うことで、カラー画質の向上がなされるようになる。
更に、本実施の形態では、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させるようにしたが、交流成分の周波数を変化させるようにしてもよく、また、振幅と周波数を同時に変更するようにしてもよい。このような場合にも同様の効果を奏するようになる。
尚、本実施の形態では、感光体ドラム１１と現像ロール４２との移動方向は、Ａｇａｉｎｓｔ方向（互いの対向部位で相反する方向に移動する方式）を示したが、Ｗｉｔｈ方向（互いの対向部位で同一方向に移動する方式）であっても差し支えない。
【実施例】
【００３８】
本実施例は、上述した実施の形態の画像形成装置にてモノクロ画像による評価を行い、プリントを繰り返したときの適正画像が得られる振幅（現像バイアスの交流成分の振幅）とディスペンス時間との関係を確認したものである。その後、求めた関係をテーブルにして、ディスペンス時間に対する振幅調整を行うようにした装置にて、効果の確認を行った。尚、具体的条件は次によった。
【００３９】
〔１〕使用した現像剤
平均粒子径（ｄ５０）６μｍの重合トナーとフッ素系樹脂がコーティング処理されたフェライト粒子のキャリアとの混合粉を使用した。また、初期のトナー濃度は７重量％となるように調整した。
〔２〕ディスペンス時間
ディスペンス時間は次のようにした。
（Ａ）１枚当たりのディスペンス時間Ｄｔ：基準面積率のチャートでのトナー消費量から、実際の画像の面積率と画像サイズを考慮して得られる値（具体的には、上述のトナー消費量と面積率の比と画像サイズの比とをかけ算した値）に、濃度センサの出力値に応じた補正を加えた値を積算して算出した、実トナー消費量に相当するトナーを補給するのに必要なディスペンス時間。
（Ｂ）ディスペンス時間上限規定値Ｄｍａｘ：入力面積率７０％、Ａ３判のトナー消費量に相当するトナーを補給できる時間。
（Ｃ）ディスペンス時間下限規定値Ｄｍｉｎ：入力面積率２％、Ａ３判のトナー消費量に相当するトナーを補給できる時間。
〔３〕セットアップサイクル
電源投入時、前回のセットアップ終了からの累積プリント数が３０枚を超えた後のジョブ開始時に実施した。
【００４０】
そして、上述の現像剤を使用し、入力画像の入力面積率を変えた絵柄を使った２０ｋＰＶ（２０ｋプリント）のランニングを行い、Ｖｐｐの補正テーブルを求めるようにした。
尚、スタート時、現像バイアスの交流成分の振幅Ｖｐｐを６００Ｖ、周波数を９ｋＨｚとした。また、非画像部電位（背景部の感光体電位）と現像バイアスの直流成分とのコントラストを１２０Ｖ、ソリッド画像部電位（ベタ部の感光体電位）と現像バイアスの直流成分とのコントラストを３００Ｖに設定した。
【００４１】
このとき、出力される画像について、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させて、主観評価にて適正画質が維持される条件を求めた。尚、適正画質を選定する画像評価パラメータとしては、次の項目とした。
（ａ）粒状性：中間調部分での粒状性による影響度合いを評価した。粒状性が悪くなると、特に中間調で粗い画質が目立つようになる。
（ｂ）画像濃度：ベタ部分の画像濃度を評価した。
（ｃ）かぶり：背景部分へのトナーかぶりの程度を評価した。
（ｄ）ＢＣＯ：背景部分、高濃度部分へのキャリアの転写による影響度合いを評価した。キャリアの転写が顕著になると、画質が大きく劣化するようになる。
（ｅ）エッジ強調性：面積率５０％の中間調画像（３×３ｃｍ）の中央に、面積率１００％のベタ画像（１×１ｃｍ）を形成したときの画像濃度を評価した。エッジの強調性が高くなり過ぎると、ベタ部分周辺の中間調の濃度低下が顕著になり画質が劣化する。
（ｆ）バンディング：中間調に現れる現像ロールの周期的な濃度変動の影響を評価した。
【００４２】
以上のような条件にて、２０ｋＰＶの出力を行い、Ｖｐｐの補正テーブルを求めたところ、ＤｔがＤｍａｘをΔＤｍａｘだけ超えた場合やＤｍｉｎをΔＤｍｉｎだけ下回った場合には、補正係数ｒを用いて、Ｖｐｐ’として、Ｖｐｐ’＝ｒ×Ｖｐｐを使用するようにすればよいことが分かった。
そして、Ｄｍａｘを超えた場合には、ｒ＝１＋ｋ×ΔＤｍａｘ／Ｄｍａｘ、Ｄｍｉｎを下回った場合にはｒ＝１−ｋ×ΔＤｍｉｎ／Ｄｍｉｎによる値を使用するようにすればよいことが判明した。ここで、ｋは比例定数である。
【００４３】
次に、求めた補正係数の有効性を確認するために、上述した比例定数として、ｋ＝０．２を用いることで、ディスペンス時間ＤｔとＶｐｐとの関係を記した補正テーブルを作成し、３台の装置の制御装置（例えば図２の制御装置５０に相当）に格納し、上述の条件と同様の評価を行った。このとき、現像バイアスの交流成分の調整は、装置の制御装置側から自動的に行うようにした。
【００４４】
３台の装置の出力画像を適宜確認したところ、画像濃度や色味が変わらずに、粒状性の悪化もなく、また、かぶりやキャリアかぶりのない良好な画質が維持できることが確認された。
また、比較のために、Ｖｐｐを一定に保ち、更にＤｍａｘやＤｍｉｎの設定も行わない条件下で同様の確認を行ったところ、画像濃度や色味は大きく変化しなかったが、初期から１０００枚（１ｋＰＶ）までと１０ｋＰＶを超えたところで粒状性の悪化が見受けられた。更に、初期から５００枚まではかぶりを生じることが確認された。尚、これらはスタート時から数十枚程度は問題がなかったが、その後発生するようになった。
【００４５】
このことは、スタート時から例えば数枚程度の出力がなされると、セットアップサイクルにてトナー補給量が見直され、トナー補給量の急激な増加が生じる。このとき、実施例では、トナー補給量に合わせて、現像バイアスの交流成分の振幅を調整するようにして良好な画質が維持できるようになっているが、比較例では、トナー補給量の急激な上昇に対してセットアップがなされても、追随できず、そのまま画質に影響するようになることによるものと推定される。
また、出力枚数を重ねた後は、現像剤の性状が徐々に変化し、所定の範囲を超えるようになることから、比較例の場合には、良好な画質を維持することが困難となる。
【００４６】
更に、高温高湿環境下にて、上述と同様の評価を行ったところ、実施例の条件では問題の発生は確認されなかったが、比較例では、１５ｋＰＶを超えるとキャリアかぶりの発生も確認された。
【００４７】
更にまた、現像バイアスの交流成分の周波数による調整についても検討したところ、Ｖｐｐ’として、Ｖｐｐ／ｒを使用するようにすれば、振幅のときと同様の効果が得られることが確認された。また、現像バイアスの交流成分の振幅及び周波数を同時に補正するようにしても同様の効果が得られることが確認された。
以上のことから、本件の有効性が理解された。
本実施例では、画質評価を詳細に行うために、モノクロ画像について評価確認したが、カラー画像についても夫々の現像バイアスを上述のように制御することで、良好な画質が維持されることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す説明図である。
【図３】実施の形態の現像装置を示す説明図である。
【図４】実施の形態における現像ハウジング内のオーガーを示す説明図である。
【図５】実施の形態のトナー補給装置を示す説明図である。
【図６】実施の形態の回路ブロックを示す説明図である。
【図７】実施の形態の制御ブロックを示す説明図である。
【図８】実施の形態の制御フローを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…像担持体，２…現像手段，３…現像バイアス，４…現像剤補給手段，５…現像制御手段，６…累積画像情報算出手段，７…現像剤補給量設定手段，８…現像バイアス調整手段
【図１】
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【図２】
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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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