(57)【要約】【課題】本発明では、現像剤供給部材と現像剤担持体とに印加するバイアスの差をより適切な値に調整し、十分な現像剤の供給量を実現できる現像装置を提供することを課題としている。【解決手段】トナー供給量調整動作では、まずベタ画像（パッチＢ１）を形成する事により、現像ローラ１３および供給ローラ２６の表面上に残留するトナーを取り除く除去動作を行う（ステップＳ２）。そして、パッチＢ２からＢ４の付着量Ｍ２からＭ４により、バイアス差Ｖａと付着量Ｍａの一次近似式Ｍａ＝ａ＊Ｖａ＋ｂを算出し、必要なバイアス差Ｖｘを決定するバイアス差調整動作が行われる。【選択図】図３
2016133521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加する複数の印加手段を有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加する前記印加手段がそれぞれ個別に設けられ、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材の表面上に残留する現像剤を取り除く除去動作を行った状態で、前記現像剤供給部材と前記現像剤担持体とに印加するバイアスの差を調整するバイアス差調整動作を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記バイアス差調整動作の後、前記現像剤担持体へ印加するバイアス電圧である現像バイアスを調整する現像バイアス調整動作を行う請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記除去動作において、前記現像剤担持体に印加されるバイアス電圧である現像バイアスが、画像形成動作時に印加される以上のバイアス電圧である請求項１または２いずれか記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材は、回転可能に構成されるローラ部材で、
前記除去動作が、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との周長分に相当する長さ以上の長さのベタ画像を形成する動作である請求項１から３いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記バイアス差調整動作が、前記除去動作の後、前記現像剤供給部材が１回転するまでの間に行われる請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
現像剤の量を検出する現像剤量検知手段を有し、
前記バイアス差調整動作において、複数のバイアス差での前記現像剤量検知手段により検知された複数の現像剤量により前記バイアス差が決定される請求項１から５いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記バイアス差調整動作の後、前記現像剤担持体へ印加する現像バイアスを調整する現像バイアス調整動作を行う請求項１から６いずれか１項に記載の現像装置であって、
前記バイアス差調整動作と前記現像バイアス調整動作とにおいて、現像する現像剤の量が同等の量になる様に、前記バイアスの差と前記現像バイアスとを決定する前記現像装置。
【請求項８】
現像剤の量を検出する現像剤量検知手段を有し、
前記現像剤量検知手段が、装置内部での現像剤の搬送方向において、下流側に対応する位置に設けられる請求項１から７いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤は、オイルを含むシリカを外添剤に使用したトナーである請求項１から８いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１から９いずれか１項に記載の現像装置と、前記現像剤担持体により現像され、その表面に現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム上に形成された静電潜像が、現像装置から供給される現像剤によって可視像化される。
【０００３】
この様な現像装置においては、現像装置内の現像剤供給部材から現像剤担持体に現像剤が供給され、現像剤担持体から像担持体へ現像剤が供給される。そして、現像剤供給部材から現像剤担持体へ供給される現像剤の量は、それぞれに印加されるバイアス電圧の差によって影響されている。このため、上記のバイアス差を一定にすることで、現像剤供給部材から現像剤担持体へ供給される現像剤の量が一定になる様に調整されている。
【０００４】
しかし、各部材の摩耗等による劣化や現像剤の流動性の低下等が原因で、画像形成装置の使用と共に現像剤供給部材から現像剤担持体へ供給される現像剤の量が低下する傾向にある。そして、現像剤担持体に担持される現像剤の量が低下すると、感光体ドラムに十分な量の現像剤が現像されず、形成される画像の濃度低下を招くという問題があった。
【０００５】
そこで特許文献１（特許第５３５４８４３号公報）では、現像装置の現像剤残量が１０％以上で、かつ、形成される画像の濃度が新品時の９５％未満に低下した時点で、現像ローラと現像剤供給ローラのバイアス差Ｖｋｃｏｎｔを調整することにより、現像ローラへ供給される現像剤の量を調整し、形成される画像の濃度調整を行っている。
【０００６】
このバイアス差Ｖｋｃｏｎｔの調整では、異なる５つのＶｋｃｏｎｔ（Ｖｋｃｏｎｔ１〜Ｖｋｃｏｎｔ５）で、像担持体上のそれぞれのパッチに現像剤像を顕像化し、濃度センサーによってそれぞれのパッチの現像剤像の濃度が測定される。そして、測定された５つのＶｋｃｏｎｔにおける５つの濃度を用いて、直線補間の計算式により、目標とする画像濃度が得られるＶｋｃｏｎｔを算出し、現像ローラと現像剤供給ローラのバイアス差Ｖｋｃｏｎｔをその値に調整している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法では、Ｖｋｃｏｎｔの調整を行った時点での現像装置の条件で、所望の画像濃度が得られる様にＶｋｃｏｎｔの調整を行うに留まっている。このため、例えば、Ｖｋｃｏｎｔ調整時に現像ローラ表面に十分なトナーが残留していれば、供給ローラから現像ローラへ十分な量のトナーが供給されていなくても、現像ローラから像担持体へ十分な量のトナーが現像され、求められる現像剤像の濃度が得られてしまう。この様な場合には、印字率の高い画像が形成されて供給ローラや現像ローラ表面上のトナーが減少すると、再び濃度低下が発生する可能性があった。
【０００８】
この様な事情から、本発明では、現像剤供給部材と現像剤担持体とに印加するバイアスの差をより適切な値に調整し、十分な現像剤の供給量を実現できる現像装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加する複数の印加手段を有する現像装置において、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加する前記印加手段がそれぞれ個別に設けられ、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材の表面上に残留する現像剤を取り除く除去動作を行った状態で、前記現像剤供給部材と前記現像剤担持体とに印加するバイアスの差を調整するバイアス差調整動作を行う現像装置を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の現像装置によれば、除去動作を行った状態でのバイアス差の調整を行っている。つまり、現像剤担持体と現像剤供給部材の表面上から現像剤を除去した状態で、現像剤供給部材から現像剤担持体へ十分な現像剤が供給されるようにバイアス差を調整している。このため、現像剤供給部材から現像剤担持体へ供給される現像剤の実量に基づいて調整を行っており、より適切に、必要な現像剤供給量を実現できるバイアス差を決定する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像装置周辺の断面図である。
【図３】本発明の実施形態の調整方法を示すフローチャートである。
【図４】トナー供給量調整動作時に形成されるパッチの概略構成図である。
【図５】バイアス差を決定する一次近似式を示した図である。
【図６】バイアス差を決定する一次近似式を示した図である。
【図７】現像バイアスを決定する一次近似式を示した図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成濃度の推移を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１３】
図１に示すカラー画像形成装置１には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１４】
具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である、像担持体としての感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する、現像剤担持体としての現像ローラ１３を有する現像装置１２等を備えている。
【００１５】
各現像装置１２の上方には、それぞれトナーを収容した現像剤収容器としてのトナーカートリッジ３０が着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ３０には、対応する現像装置１２内のトナーと同じ色のトナーが収容されている。現像装置１２内のトナーが所定量を下回ると、トナーカートリッジ３０からトナーが補給される。
【００１６】
感光体ドラム１０に対向する位置には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。
【００１７】
画像形成部２の直下には転写部４が配置されている。転写部４は、駆動ローラ１４及び従動ローラ１５に周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト１６、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１７等で構成されている。各一次転写ローラ１７はそれぞれの位置で中間転写ベルト１６の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１６の押圧された部分と各感光体ドラム１０とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４と、中間転写ベルト１６を挟んで駆動ローラ１４に対向した位置には二次転写ローラ１８が配設されている。二次転写ローラ１８は中間転写ベルト１６の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。
【００１９】
給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した給紙カセット１９や、給紙カセット１９から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等からなっている。
【００２０】
搬送路６は、給紙部５から搬出された記録用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ２１の他、後述する排紙部８に至るまで、搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。
【００２１】
定着部７は、加熱源によって加熱される定着ローラ２２、その定着ローラ２２を加圧可能な加圧ローラ２３等を有している。
【００２２】
排紙部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられる。この排紙部８には、記録用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２４と、排出された記録用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５とが配設されている。
【００２３】
以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。
【００２４】
画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラ１３によって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。現像装置１２に蓄えられたトナーにはオイルを含むシリカを外添剤として使用している。
【００２５】
転写部４では、駆動ローラ１４の回転駆動により中間転写ベルト１６が図の矢印Ａの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１７には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。
【００２６】
一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ２０が回転駆動することによって、給紙カセット１９に収容された記録用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ２１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１８と駆動ローラ１４との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。
【００２７】
トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、定着部７へと搬送され、定着ローラ２２と加圧ローラ２３とによって記録用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が記録用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、定着ローラ２２から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部８において排紙ローラ２４によって排紙トレイ２５へと排出される。
【００２８】
以上の説明は、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００２９】
次に、図２を用いて現像装置１２周辺の構成を示し、現像装置内部のトナーが現像ローラ１３から感光体ドラム１０へと現像される過程を説明する。
【００３０】
現像装置１２は、現像ローラ１３、現像剤供給部材としての供給ローラ２６、現像容器２７等を有する。現像容器２７には画像形成のために使用されるトナーが収容されている。また、現像ローラ１３および供給ローラ２６には、それぞれにバイアス電圧を印加するための印加手段２８，２９がそれぞれ独立して設けられる。感光体ドラム１０、現像ローラ１３、供給ローラ２６は、それぞれ図２の矢印の方向へ回転可能に構成されるローラ部材である。
【００３１】
画像形成動作時には、現像容器２７に蓄えられたトナーが、供給ローラ２６から現像ローラ１３へ、そして現像ローラ１３から感光体ドラム１０へと移される事により、感光体ドラム１０表面上の潜像が可視像化される。
【００３２】
供給ローラ２６は印加手段２９に、現像ローラ１３は印加手段２８に、そして感光体ドラム１０は帯電ローラ１１によって、それぞれ所定のバイアス電圧Ｖｋ、Ｖｂ、Ｖｌを印加される。それぞれの部材の電位差を利用する事により、トナーを供給ローラ２６から現像ローラ１３へ、そして現像ローラ１３から感光体ドラム１０へという方向へ移動させている。
【００３３】
ここで、供給ローラ２６から現像ローラ１３へのトナーの供給量（以下、単にトナー供給量ともいう）は、両者に印加されるバイアス電圧ＶｂとＶｋの差（以下、バイアス差Ｖａとする）によって影響されるため、バイアス差Ｖａを調整して、トナー供給量を適切な量に保っている。
【００３４】
しかし、装置の使用と共にトナーが劣化したり、各部材の物性が変化したりすることにより、トナー供給量が減少する傾向にある。このため、所定のタイミングで、それぞれの部材に印加するバイアス電圧を変更する事によりバイアス差Ｖａを変更し、トナー供給量の調整が行われる。
【００３５】
以下、本発明の実施形態に係る現像装置のトナー供給量および形成される画像の濃度の調整方法（以下、実施形態の調整方法とも呼ぶ）について説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施形態に係る現像装置の上記調整方法を示すフローチャートである。実施形態の調整方法では、まずバイアス差Ｖａを変更し、トナー供給量を調整するトナー供給量調整動作を行う（図の破線部左）。そして、トナー供給量調整動作によりバイアス差Ｖａを決定した後、現像ローラ１３に印加するバイアス電圧Ｖｂ（以下、現像バイアスＶｂとする）を変更する画像濃度調整動作を行う（図の破線部右）。画像濃度調整動作により、現像ローラ１３から感光体ドラム１０へのトナーの現像量が調整され、記録用紙Ｐに形成される画像の濃度が調整される。
【００３７】
実施形態の調整方法は、現像装置１２の上流に配置されるトナーカートリッジ３０やプロセスユニット９の交換時、あるいは、画像形成装置１の置かれている温湿度環境が大きく変わった場合等の、現像剤の物性変化によってトナー供給量が変化しやすいタイミングで行われる。画像形成装置１が上記のタイミングを検知し、画像形成装置１の内部で処理される特定の判断指標値が変更されることにより、この値がしきい値を超えたと判断され、実施形態の調整方法が開始される。
【００３８】
上記以外にも、画像形成装置１で印刷される記録用紙Ｐの印刷枚数や現像ローラ１３あるいは感光体ドラム１０等の走行距離にしきい値を設け、これらの値がしきい値を超えた時に実施形態の調整方法が開始されるものとすることもできる。また、現像装置１２にトナーを供給するトナーカートリッジを有する構成では、トナーカートリッジを交換するタイミングで実施形態の調整方法が行われるようにしてもよい。
【００３９】
トナー供給量調整動作と画像濃度調整動作には、個別にそれぞれの調整動作を開始するか否かの判断をしており（図３のステップＳ１およびＳＡ）、それぞれで判断されるしきい値を異なる指標にしてもよい。
【００４０】
まず、図３の破線部左で示される、ステップＳ１からＳ９のトナー供給量調整動作について説明する。
【００４１】
トナー供給量調整動作が開始されると、図４に示すそれぞれのパッチ画像が形成される（以下、単にパッチともいう）。除去動作のためのパッチＢ１、それに続いて供給量調整用のパッチＢ２からＢ４がそれぞれ形成される（ステップＳ２，Ｓ３）。パッチＢ１からＢ４のそれぞれのパッチはベタ画像である。矢印Ｃ１は、現像ローラ１３等でのそれぞれのパッチの進行方向を示しており、最初にパッチＢ１の画像が形成され、最後にパッチＢ４の画像が形成される。
【００４２】
パッチＢ１は、現像ローラ１３および供給ローラ２６の表面上に残留するトナーを取り除く除去動作のための画像であり、その全長は、現像ローラ１３が１周してから供給ローラ２６が１周するまでの長さに設定される。これにより、調整動作直前までの画像形成動作の履歴（以下、画像形成履歴ともいう）により、現像ローラ１３と供給ローラ２６の表面に残留している余分なトナーを除去する事ができる。
【００４３】
実施形態の構成では、パッチＢ１は、現像ローラ１３の周長Ｌｂと供給ローラ２６の周長Ｌｋを足した長さの画像で、現像ローラ１３と供給ローラ２６および感光体ドラム１０、中間転写ベルト１６の回転速度の比は１に設定される。しかし、現像ローラ１３が１周してから供給ローラ２６が１周するまでの長さは、現像ローラ１３と供給ローラ２６の回転速度の比に影響を受ける。このため、パッチＢ１の全長は、上記回転速度の比が１でない場合には、供給ローラ２６の周長Ｌｋに、現像ローラ１３の供給ローラ２６に対する回転速度の比を乗じたものと現像ローラ１３の周長Ｌｂの和になる（以下、供給ローラ２６の周長Ｌｋに相当する長さとする。さらに、感光体ドラム１０の表面上で、後述する付着量を検知する場合は、感光体ドラム１０の回転速度比を考慮し、中間転写ベルト１６の表面上で付着量を検知する場合は、感光体ドラム１０の回転速度比に加えて中間転写ベルト１６の回転速度比を考慮する）。
【００４４】
トナー供給量調整動作では、まず上記の長さのベタ画像をパッチＢ１に形成する事により、現像ローラ１３および供給ローラ２６の表面上に残留するトナーを取り除く除去動作を行う。パッチＢ１には、実施形態の調整方法を実施する以前に、画像形成時に使用されていたバイアス差（仮にＶ１とする）により画像が形成される。
【００４５】
パッチＢ２からＢ４には、それぞれ異なるバイアス差Ｖａ（仮にＶ２、Ｖ３、Ｖ４とする）が設定され、それぞれのバイアス差Ｖａで画像が形成される。例えば、Ｖ２をＶ１−５０〔Ｖ〕、Ｖ３をＶ１〔Ｖ〕、Ｖ４をＶ１＋５０〔Ｖ〕とすることができる。それぞれのパッチのバイアス差Ｖａは、パッチＢ２からＢ４へ、段階的に大きくなる、あるいは段階的に小さくなる様にそれぞれ設定する。また、画像形成時に使用されていたバイアス差Ｖ１を含んでいる事が望ましい。
【００４６】
バイアス差調整動作におけるバイアス差Ｖａの変更は、現像バイアスＶｂを一定の値に固定し、供給ローラ２６に印加されるバイアス電圧である供給バイアスＶｋを変更する事により行われる。
【００４７】
パッチＢ２からＢ４の画像が形成された後、それぞれに付着するトナー量（以下、付着量Ｍａとする）を、現像剤量検知手段としての付着量検知手段により検知する（ステップＳ４）。付着量検知手段は光学センサーにより付着量Ｍａを検知する。
【００４８】
付着量検知手段を配置して付着量Ｍａを検知する位置は、感光体ドラム１０や中間転写ベルト１６の表面上であってもよいし、現像ローラ１３の表面上であってもよい。ただし、後述する画像濃度調整動作では、感光体ドラム１０や中間転写ベルト１６の表面上の画像濃度を検知する必要があり、画像濃度調整動作の付着量検知手段と兼用する場合には、感光体ドラム１０あるいは中間転写ベルト１６の付着量を検知させる。また、現像ローラ１３の表面上のトナーの濃度を検知する場合には、付着量の検知のためにそれぞれのパッチに画像を形成する必要はない。このため、図４のパッチＢ１は、直前までの画像形成履歴によるトナーを除去するためのパッチ画像であるため、トナーを消費して現像しなければならないが、付着量の検知のためのパッチＢ２からＢ４については、トナーを消費して感光体ドラム１０上にトナー像を形成させる必要はなく、制御に伴うトナー消費を抑えることができる。
【００４９】
付着量検知手段を設ける位置は、現像ローラ１３の軸方向などにおいて、トナーが不足する側に設ける事が好ましい。トナーは、現像装置１２の内部を循環しているため、その搬送方向上流側に対応する位置の現像ローラ１３や感光体ドラム１０等の位置では、その下流側に対応する位置よりもトナー量が多くなる傾向にある。このため、トナーが不足しやすい下流側に対応する位置に付着量検知手段を設けることで、トナーが不足する側を基準としてバイアス差Ｖａを決定する事ができ、部分的なトナー不足の発生を防止できる。
【００５０】
付着量検知手段により検知された、パッチＢ２からＢ４の付着量Ｍ２からＭ４により、図５に示す、バイアス差Ｖａと付着量Ｍａの一次近似式Ｍａ＝ａ＊Ｖａ＋ｂを算出する事ができる（ステップＳ５）。そして、算出した回帰直線により、目標とする付着量Ｍｘを得られるバイアス差Ｖｘ（図５の白丸）が求められ（ステップＳ６）、バイアス差Ｖａの値としてＶｘが記憶される（ステップＳ７、Ｓ８）。以上のステップＳ３からＳ８までの過程が、必要なバイアス差Ｖｘを決定するバイアス差決定動作である。
【００５１】
トナー供給量調整動作の最後に、調整に使用されたパッチをクリーニングするパッチクリーニングが行われる（ステップＳ９）。
【００５２】
パッチＢ２からＢ４の長さは、合わせて供給ローラ２６の全周Ｌｋの長さまたはこれに相当する長さになる様に設定されている。これにより、除去動作が行われて供給ローラ２６表面上のトナーが取り除かれてから、供給ローラ２６が１回転するまでの間にバイアス差調整動作を完了する事ができる。
【００５３】
仮に、除去動作を行ってから、供給ローラ２６の２周目以降にバイアス差調整動作を行うと、除去動作後の１周目の回転で供給ローラ２６に付着して残留したトナーが、２周目において付着量Ｍａとして検知され、バイアス差Ｖａの決定に影響を与えてしまう。パッチＢ２からＢ４の長さを供給ローラ２６の全周Ｌｋ以下に設定する事により、上記の影響を排除し、より正確に、求められる付着量Ｍｘを実現できるバイアス差Ｖｘを算出できる。
【００５４】
パッチＢ２からＢ４の３つのパッチにより一次近似式を算出してバイアス差Ｖａを求めたが、その全長が供給ローラ２６の全周Ｌｋ以下であれば４つ以上のパッチを用いてもよい。
【００５５】
また、除去動作時に印加される現像バイアスＶｂは、画像形成時に印加されるバイアス電圧以上の電圧で、特に、現像特性が飽和する領域の値（現像バイアスＶｂを大きくしても現像ローラ１３から感光体ドラム１０へ供給されるトナーの量が増えなくなる領域の値）かあるいは、それ以下の値で出力できる最大値に設定される。これにより、除去動作時に供給ローラ２６から現像ローラ１３へ供給されるトナー量が増加し、より効果的に、供給ローラ２６の表面上に残留するトナーを除去する事ができる。
【００５６】
以上のトナー供給量調整動作では、まず除去動作を行った上で、バイアス差調整動作を行っている。つまり、直前までの画像形成履歴により供給ローラ２６と現像ローラ１３の表面上に残留していたトナーを除去動作により吐き出した上で、バイアス差Ｖｘを算出している。
【００５７】
これに対して、仮に除去動作を行わないでバイアス差調整動作を行った場合、その時点での現像装置１２等の状態において、必要な付着量Ｍｘが得られるバイアス差Ｖｘを決定するに過ぎず、現像ローラ１３や供給ローラ２６に残留するトナーの影響を受けてしまう。つまり、供給ローラ２６から現像ローラ１３へ供給されるトナーが不十分であっても、現像ローラ１３の表面上にトナーが残留していた事により、必要な付着量Ｍｘが検知されてしまう。あるいは、供給ローラ２６の表面上に十分な量のトナーが残留していることにより、通常よりも多くのトナーが供給ローラ２６から現像ローラ１３へ現像された結果、十分な付着量Ｍｘが検出されてしまう。このような現象が発生することにより、より適切なバイアス差Ｖｘの設定できないおそれがある。そして、この様な方法でバイアス差Ｖｘが決定された場合、例えば、バイアス差Ｖｘの設定直後に、印字率の高い画像が形成される等して供給ローラ２６と現像ローラ１３の表面上に残留するトナーが著しく減少した場合、バイアス差Ｖｘの設定後すぐに、記録用紙Ｐに形成される画像の濃度が十分に得られなくなる可能性がある。
【００５８】
本発明の実施形態のトナー供給量調整動作では、前述した様に、直前までの画像形成により現像ローラ１３と供給ローラ２６の表面上に残留したトナーを吐出した状態を基準としてバイアス差Ｖｘを設定している。つまり、供給ローラ２６が供給可能な実量を検出し、これに基づいてバイアス差Ｖｘを設定しているため、上記の様な問題が発生する事がない。
【００５９】
次に、図３の破線部右で示される、ステップＳＡからＳＧの画像濃度調整動作について説明する。
【００６０】
画像濃度調整動作においては、バイアス差Ｖａをトナー供給量調整動作で決定されたバイアス差Ｖｘに固定し、複数の現像バイアスＶｂによる付着量Ｍａを検知し、目標となる付着量Ｍｘが得られる現像バイアスＶｙを算出する。
【００６１】
まず、画像濃度調整動作を行うか否かの判断指標値により、その実行の有無が判断される（ステップＳＡ）。
【００６２】
そして、画像濃度調整動作が行われる場合には、トナー供給量調整動作と同じく、複数のパッチは、それぞれ異なる現像バイアスＶｂが印加されて画像が形成される（ステップＳＢ）。画像濃度調整動作時には、トナー供給量調整動作時のパッチＢ１に相当する除去動作は行われない。
【００６３】
そして、それぞれのパッチの付着量Ｍａを付着量検知手段により検知する事により（ステップＳＣ）、現像バイアスＶｂと付着量Ｍａの一次近似式Ｍａ＝ｃ＊Ｖｂ＋ｄを算出することができる（ステップＳＤ）。この一次近似式に目標とする付着量Ｍｘを代入する事により、必要とされる現像バイアスＶｙを算出する事ができる（ステップＳＥ）。
【００６４】
そして、求められた現像バイアスＶｙが現像バイアスＶｂの値として記憶される（ステップＳＦ、ＳＧ）。以上のステップＳＢからＳＧまでの過程が、必要な現像バイアスＶｙを調整する現像バイアス調整動作である。
【００６５】
なお、トナー供給量調整動作後に画像濃度調整動作が行われる場合にも、トナー供給量調整動作において行われるパッチクリーニング時（ステップＳ９）に現像装置１２が空転しており、現像ローラ１３と供給ローラ２６にトナーが蓄えられた状態で画像濃度調整動作が行われる。
【００６６】
トナー供給量調整動作および画像濃度調整動作の終了により、本発明の実施形態の調整方法を終了し、現像装置１２および画像形成装置１が、再び画像形成が可能な状態になる。
【００６７】
以上の様な本発明の実施形態の現像装置に係る調整方法を用いて、バイアス差および現像バイアスの調整を行った場合の例を示す。
【００６８】
まず、図６に示す様に、トナー供給量調整動作では、現像バイアスＶｂを−２５０Ｖに固定し、パッチＢ２からＢ４を形成時のバイアス差Ｖａを１００Ｖ、１５０Ｖ、２００Ｖとし（供給バイアスＶｋから現像バイアスＶｂを引いた値を−１００Ｖ、−１５０Ｖ、−２００Ｖとし）、それぞれのバイアス差での付着量Ｍａを算出した。これによりバイアス差Ｖａと付着量Ｍａの一次近似式（直線Ｄ１）を得ている。
【００６９】
今回の目標とする付着量５〔ｇ／ｍ2〕を一次近似式に代入し、付着量５〔ｇ／ｍ2〕を実現するバイアス差Ｖｘが−１９４Ｖと求めることができる。以上がトナー供給量調整動作である。
【００７０】
次に、画像濃度調整動作を行う。画像濃度調整動作では、バイアス差Ｖａをトナー供給量調整動作で求めた−１９４Ｖに固定し、図７に示す様に、それぞれの現像バイアスＶｂにおける付着量Ｍａを検知している。これにより、現像バイアスＶｂと付着量Ｍａの一次近似式（直線Ｄ２）を求め、目標とする付着量５〔ｇ／ｍ2〕を一次近似式に代入する事により、付着量５〔ｇ／ｍ2〕を実現する現像バイアスＶｙを−１１５Ｖと求める事ができる。以上が実施形態の調整方法である。
【００７１】
比較として、画像濃度調整動作のみを行った場合を、図７の点線Ｄ３で示している。画像濃度調整動作のみを行って求めた現像バイアスＶｂと付着量Ｍａの一次近似式（直線Ｄ３）に付着量５〔ｇ／ｍ2〕を代入すると、現像バイアスＶｙが−１３４Ｖと求められる。
【００７２】
図８は、それぞれの調整を行った直後に、長さ４２０ｍｍのＡ３の記録用紙Ｐに縦帯画像を印刷し、記録用紙Ｐの搬送方向の先端位置での画像濃度を１とした場合の各点での画像濃度の割合を示している（図８の左端が用紙先端で、右端が用紙後端の画像濃度の割合を表す）。
【００７３】
本発明の実施形態の調整方法を行った場合の濃度割合Ｄ４（図の白丸）では、記録用紙Ｐの後端で０．９８の値となり、用紙後端まで画像濃度の低下はほとんど見られなかった。これに比べて、画像濃度調整動作のみを行った場合の濃度割合Ｄ５（図の黒丸）では、用紙後端で濃度割合が０．８５となった。
【００７４】
画像濃度のみを調整する方法では、調整を行った場合の状態において適切な画像濃度が得られる様に現像バイアスＶｂを調整したに過ぎない。このため、用紙先端から後端へ画像が形成される事で、現像ローラ１３と供給ローラ２６表面上のトナーが減少し、用紙後端では画像濃度が低下した。これに対して、実施形態の調整方法では、直前までの画像形成履歴により現像ローラ１３と供給ローラ２６の表面に残留したトナーを吐き出した状態に基準を置いてバイアス差Ｖａを決定し、その上で現像バイアスＶｂを決定している。このため、用紙後端まで画像濃度が低下しなかったと考えられる。
【００７５】
以上の様に、本発明の実施形態の調整方法を用いる事により、記録用紙Ｐの後端まで適切な濃度で画像の形成を行う事ができ、各部材に、より適切な電圧バイアスが印加されるように調整されている事がわかる。
【００７６】
トナー供給量調整動作と画像濃度調整動作では、目標とする付着量Ｍｘを同じ値に設定し、同等の付着量Ｍａが得られる様に調整した。この様に設定する事により、現像ローラ１３から感光体ドラム１０へ現像される現像量をトナー供給量と同じにする事ができるので、消費されるトナーの量が供給量を上回らない。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１        画像形成装置
１０      感光体ドラム（像担持体）
１２      現像装置
１３      現像ローラ（現像剤担持体）
２６      供給ローラ（現像剤供給部材）
２８，２９  印加手段
Ｍａ      付着量
Ｖａ      バイアス差
Ｖｂ      現像バイアス
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特許第５３５４８４３号公報
【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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