JP2012173340A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの消費及び画像濃度の低下を抑制できる現像装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体１３０から供給されるトナーによりトナー層を形成するトナー担持体１５０と、現像剤担持体１３０に第１バイアス電圧Ｖ１を印加する第１電圧印加部２６１と、トナー担持体１５０に第２バイアス電圧Ｖ２を印加する第２電圧印加部２６２と、トナー担持体１５０に所定厚さのトナー層が形成される電圧差とするように、第１電圧印加部２６１及び第２電圧印加部２６２を制御する印加電圧制御部２７１と、温度・湿度計測部２５２と、温度・湿度計測部２５２により計測された環境温度及び湿度、並びに予め設定された印字率に基づいてトナー担持体１５０に形成されるトナー層のトナー径を算出するトナー径算出部２７２と、トナー径算出部２７２により算出されたトナー径に基づいて電圧差を調整するように印加電圧制御部２７１に指示する電圧差調整部２７３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式により形成された静電潜像を現像するための現像装置、及び該現像装置を備える画像形成装置に関する。

近年、少なくともキャリア及びトナーを含む２成分現像剤を磁力により保持させて現像剤担持体の表面に、２成分現像剤に含まれるキャリアによる磁気ブラシを形成し、磁気ブラシからトナー担持体に供給されるトナーにより、トナー担持体の表面にトナー層を形成し、トナー層から像担持体にトナーを飛翔させることにより、像担持体の表面の静電潜像をトナー画像として現像する、いわゆる、タッチダウン方式（ハイブリッド方式とも言われる。）の現像装置が注目されている。

ところで、大径トナーは、帯電性が高く、トナー担持体への付着力が小さいため、現像性が良い。そのため、タッチダウン方式の現像装置においては、大径トナーが選択的に像担持体に現像される選択現像が起きやすい。そのため、連続印刷（印字）を行なうと、小径トナーがトナー担持体に蓄積（残留）して、画像の濃度の低下が生じる。

上記のような選択現像による画像の濃度の低下を抑制するために、現像剤担持体に印加されるバイアス電圧とトナー担持体に印加されるバイアス電圧との差（電圧差）を、一定の周期で制御することにより、画像の濃度を補正して維持する処理、いわゆる、キャリブレーションが実行されている。しかし、キャリブレーションの実行周期は、現像効率（生産性）の低下を抑えるために、数百枚の印刷毎に１回程度行なわれるのが一般的であり、キャリブレーション間において、選択現像による画像の濃度の低下は避けられない。

そこで、非印字時に、トナー担持体及び現像剤担持体にそれぞれ印加するバイアス電圧の関係を、トナー担持体に付着して残留している小径トナーが現像剤担持体側に引き剥がされて装置内に回収される電圧差とするように制御することにより、トナー担持体の表面に形成されるトナー層を安定に保って、選択現像による濃度の低下や濃度ムラを抑制するようにした現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、非印字時に、トナー担持体及び現像剤担持体に印加するバイアス電圧を制御して両担持体間に特定の電位差を生じさせることによって、現像性の悪い小径トナーを含む特定のトナー層をトナー担持体の表面に蓄積させ、その後、トナー担持体を停止させて、トナー担持体の表面のトナーを引き剥がして像担持体側に吐き出して廃棄させることにより、小径トナーの蓄積による画像の濃度の低下を抑制するようにした現像装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−５５８４０号公報 特開２００５−９９６６３号公報

しかし、特許文献１に記載される現像装置においては、現像剤担持体側に引き剥がされた小径トナーが装置内に回収されるため、装置内における２成分現像剤中の小径トナーの割合が次第に増える。特に、装置内に新たなトナー補給が行なわれる直前においては、小径トナーの割合が非常に大きくなり、その間の濃度の低下が大きい。

また、特許文献２に記載される現像装置においては、トナー担持体の表面から引き剥がされた小径トナーを含むトナーが像担持体側に吐き出されて廃棄されるため、その分だけトナーの無駄な消費が増えると共に、その無駄に消費される量のトナーを補給しなければならず、その結果、ランニングコストが上昇することになる。

本発明は、トナーの無駄な消費によるランニングコストの上昇を抑えつつ、小径トナーが蓄積する選択現像による画像の濃度の低下を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む２成分現像剤を磁力により保持させて、２成分現像剤に含まれるキャリアによる磁気ブラシを表面に形成する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向配置され、前記現像剤担持体から供給されるトナーにより表面にトナー層を形成するトナー担持体と、前記現像剤担持体に第１バイアス電圧を印加する第１電圧印加部と、前記トナー担持体に第２バイアス電圧を印加する第２電圧印加部と、前記第１電圧印加部により印加される第１バイアス電圧と前記第２電圧印加部により印加される第２バイアス電圧との関係を、前記トナー担持体の表面に所定厚さのトナー層が形成される電圧差とするように、前記第１電圧印加部及び第２電圧印加部を制御する印加電圧制御部と、環境温度及び湿度を計測する温度・湿度計測部と、所定回数の現像が終了した非現像時において、前記温度・湿度計測部により計測された環境温度及び湿度、並びに予め設定された印字率に基づいて前記トナー担持体の表面に形成されるトナー層のトナー径を算出するトナー径算出部と、前記トナー径算出部により算出されたトナー径に基づいて、前記電圧差を調整するように前記印加電圧制御部に指示する電圧差調整部と、を備える現像装置に関する。

また、前記電圧差調整部による前記電圧差の調整値は、所定の係数×（標準トナー径−前記トナー径算出部により算出されたトナー径）なる式で求められることが好ましい。

また、前記現像装置による現像濃度を検出する現像濃度検出部を更に備え、前記電圧差調整部は、所定回数の現像が終了した非現像時において、前記トナー径に基づく前記電圧差の調整前に、前記現像濃度検出部により検出された現像濃度に基づいて、前記電圧差を所定の現像濃度に帰還補正するように前記印加電圧制御部に指示することが好ましい。

また、前記電圧差調整部は、前記現像濃度検出部により検出された現像濃度に基づいて帰還補正された電圧差で現像が開始され、現像回数が所定回数超えたときに、前記トナー径に基づく電圧差の調整を実行することが好ましい。

また、本発明は、前記現像装置と、表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される１又は複数の像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、転写されたトナー画像をシート状の被転写材に定着する定着部と、を備える画像形成装置に関する。

本発明によれば、トナーの無駄な消費によるランニングコストの上昇を抑えつつ、小径トナーが蓄積する選択現像による画像の濃度の低下を抑制することができる現像装置を提供することができる。
また、本発明によれば、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態のコピー機１の各構成要素の配置を説明するための図である。 本実施形態のコピー機における現像装置１６ａの構成及び感光体ドラム２ａを説明するための断面図である。 現像ローラ１５０の表面に所定厚さのトナー層１９３が形成される様子を示す部分拡大図である。 現像ローラ１５０の表面に所定厚さのトナー層１９３が形成された状態を示す部分拡大図である。 本実施形態の現像装置１６ａの動作を示すフローチャートである。 実験に用いた各粒径のトナーにおいて、印加電圧（調整値）Ｖｓに対する付着量の関係を示すグラフである。 実験に用いた各径のトナーにおいて、印加電圧（調整値）Ｖｓと濃度ＩＤとの関係を示すグラフである。 実験に用いた各径のトナーの付着量と濃度ＩＤとの関係を示すグラフである。 連続現像時による濃度ＩＤの変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の画像形成装置の実施形態を説明する。
図１により、本実施形態における画像形成装置としてのコピー機１における全体構造を説明する。図１は、コピー機１の各構成要素の配置を説明するための図である。

図１に示すように、画像形成装置としてのコピー機１は、コピー機１における上下方向Ｚの上方側に配置される画像読取装置３００と、コピー機１における上下方向Ｚの下方側に配置され画像読取装置３００により読み取られた画像情報に基づいてシート状の被画像形成材としての用紙Ｔにトナー画像を形成する装置本体Ｍと、を備える。
なお、コピー機１の説明において、副走査方向Ｘをコピー機１の「左右方向」ともいい、主走査方向Ｙ（図１を貫く方向）をコピー機１の「前後方向」ともいう。コピー機１の上下方向Ｚは、副走査方向Ｘ及び主走査方向Ｙと直交する。

まず、画像読取装置３００について説明する。
図１に示すように、画像読取装置３００は、蓋部材７０と、原稿Ｇの画像を読み取る読取部３０１と、を備える。
蓋部材７０は、読取部３０１に対して不図示の連結部により開閉可能に連結されている。蓋部材７０は、後述する読取面３０２Ａを保護する機能を有する。

読取部３０１は、筐体３０６と、筐体３０６の上方側に配置される読取面３０２Ａと、を備える。また、読取部３０１は、筐体３０６の内部空間３０４に、光源を含む照明部３４０と、複数のミラー３２１、３２２及び３２３と、副走査方向Ｘに移動する第１枠体３１１及び第２枠体３１２と、結像レンズ３５７と、読取装置としてのＣＣＤ３５８と、ＣＣＤ３５８により読み取られた画像情報に対して所定の処理をすると共に該画像情報を装置本体Ｍ側に出力させるＣＣＤ基板３６１と、を備える。照明部３４０及び第１ミラー３２１は、第１枠体３１１に収容される。第２ミラー３２２及び第３ミラー３２３は、第２枠体３１２に収容される。

読取面３０２Ａは、副走査方向Ｘ及び主走査方向Ｙと直交する方向に拡がり、読取部３０１における副走査方向Ｘの大部分に亘っている。原稿Ｇは、読取面３０２Ａに載置される。第１枠体３１１及び第２枠体３１２それぞれは、後述する光路Ｈの長さ（光路長）を一定に保持しながら副走査方向Ｘに移動する。これにより、読取面３０２Ａに載置された原稿Ｇの画像が読み取られる。

筐体３０６の内部空間３０４において、複数のミラー３２１、３２２及び３２３は、原稿Ｇからの光を結像レンズ３５７に入光させるための光路Ｈを形成する。また、第１枠体３１１が副走査方向Ｘに一定速度Ａで移動すると共に、第２枠体３１２が副走査方向Ｘに一定速度Ａ／２で移動するため、画像読み取り動作時においても、光路Ｈの長さは一定に維持される。これにより、読取面３０２Ａに載置された原稿Ｇの画像が読取面３０２Ａに読み取られる。

次に、装置本体Ｍについて説明する。
装置本体Ｍは、所定の画像情報に基づいて用紙Ｔに所定のトナー画像を形成する画像形成部ＧＫと、用紙Ｔを画像形成部ＧＫに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Ｔを排紙する給排紙部ＫＨとを有する。
装置本体Ｍにおける外形は、筐体部としてのケース体ＢＤにより構成される。

図１に示すように、画像形成部ＧＫは、像担持体（感光体）としての感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、帯電部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄと、トナーカートリッジ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、トナー供給部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、ドラムクリーニング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、除電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、中間転写ベルト７と、１次転写ローラ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと、２次転写ローラ８と、対向ローラ１８と、定着部９と、を備える。

図１に示すように、給排紙部ＫＨは、給紙カセット５２と、手差し給紙部６４と、用紙Ｔの搬送路Ｌと、レジストローラ対８０と、第１排紙部５０ａと、第２排紙部５０ｂとを備える。なお、搬送路Ｌは、後述するように、第１搬送路Ｌ１と、第２搬送路Ｌ２と、第３搬送路Ｌ３と、手差し搬送路Ｌａと、戻り搬送路Ｌｂと、後処理搬送路Ｌｃとの集合体である。

以下、画像形成部ＧＫ及び給排紙部ＫＨの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部ＧＫについて説明する。
画像形成部ＧＫにおいては、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に沿って上流側から下流側に順に、帯電部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによる帯電、レーザスキャナユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによる露光、現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄによる現像、中間転写ベルト７及び１次転写ローラ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄによる１次転写、除電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄによる除電、及びドラムクリーニング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部ＧＫにおいては、中間転写ベルト７、２次転写ローラ８及び対向ローラ１８による２次転写、並びに定着部９による定着が行われる。

感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれは、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれは、中間転写ベルト７の進行方向に対して直交する方向に延びる機軸を中心に矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれにおける表面には、静電潜像が形成され得る。

帯電部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に対向して配置される。帯電部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面を一様に負（マイナス極性）又は正（プラス極性）に帯電させる。

レーザスキャナユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面から離間して配置される。レーザスキャナユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄそれぞれは、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。

レーザスキャナユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄそれぞれは、読取部３０１により読み込まれた画像に関する画像情報に基づいて感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面を走査露光する。レーザスキャナユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄそれぞれにより走査露光されることで、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に静電潜像が形成される。

現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにそれぞれ対応して設けられ、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に対向して配置される。現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、カラーのトナー画像を感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に形成する。現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの色に対応する。現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれの詳細については後述する。

トナーカートリッジ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄそれぞれは、現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれに対応して設けられており、現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれに対して供給される各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄそれぞれは、イエローのトナー、シアンのトナー、マゼンタのトナー、ブラックのトナーを収容する。

トナー供給部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄそれぞれは、トナーカートリッジ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ及び現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄにそれぞれ対応して設けられており、トナーカートリッジ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄそれぞれに収容された各色のトナーを、現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれに対して供給する。トナー供給部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄそれぞれと現像装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄそれぞれとは、不図示のトナー供給路により結ばれている。

中間転写ベルト７には、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに形成された各色のトナー画像が順次１次転写される。中間転写ベルト７は、従動ローラ３５、駆動ローラからなる対向ローラ１８、テンションローラ３６等に掛け渡される。テンションローラ３６が中間転写ベルト７を内側から外側に付勢するため、中間転写ベルト７には所定の張力が与えられる。

中間転写ベルト７を挟んで感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと反対の側には、１次転写ローラ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄそれぞれが対向して配置される。

中間転写ベルト７における所定部分は、１次転写ローラ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄそれぞれと、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれとにより挟み込まれる。この挟み込まれた所定部分は、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれにおける表面に押し当てられる。感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれと１次転写ローラ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄそれぞれとの間で、それぞれ１次転写ニップＮ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄが形成される。１次転写ニップＮ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄそれぞれにおいて、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれに現像された各色のトナー画像が中間転写ベルト７に順次１次転写される。これにより、中間転写ベルト７には、フルカラーのトナー画像が形成される。

１次転写ローラ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄそれぞれには、不図示の１次転写バイアス印加部により、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれに形成された各色のトナー画像を中間転写ベルト７に転写させるための１次転写バイアスが印加される。

除電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に対向して配置される。除電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に光を照射することにより、１次転写が行われた後の感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面を除電する（電荷を除去する）。

ドラムクリーニング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄそれぞれは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれの表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナー等を所定の回収機構へ搬送して、回収させる。

２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に１次転写されたフルカラーのトナー画像を用紙Ｔに２次転写させる。２次転写ローラ８には、不図示の２次転写バイアス印加部により、中間転写ベルト７に形成されたフルカラーのトナー画像を用紙Ｔに転写させるための２次転写バイアスが印加される。

２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に対して当接したり離間したりする。具体的には、２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に当接される当接位置と中間転写ベルト７から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７の表面に１次転写されたフルカラ−のトナー画像を用紙Ｔに２次転写させる場合には当接位置に配置され、他の場合には離間位置に配置される。

中間転写ベルト７における２次転写ローラ８とは反対側には、対向ローラ１８が配置される。中間転写ベルト７における所定部分は、２次転写ローラ８と対向ローラ１８とによって挟み込まれる。そして、用紙Ｔは中間転写ベルト７の外面（トナー画像が１次転写された面）に押し当てられる。中間転写ベルト７と２次転写ローラ８との間で２次転写ニップＮ２が形成される。２次転写ニップＮ２において、中間転写ベルト７に１次転写されたフルカラーのトナー画像が用紙Ｔに２次転写される。

定着部９は、用紙Ｔに２次転写されたトナー画像を構成する各色のトナーを溶融及び加熱して、用紙Ｔに定着させる。定着部９は、ヒータにより加熱される加熱回転体９ａと、加熱回転体９ａに圧接される加圧回転体９ｂと、を備える。加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとは、トナー画像が２次転写された用紙Ｔを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとの間に挟まれた状態で用紙Ｔが搬送されることによって、用紙Ｔに転写されたトナーは、溶融及び加圧されることで、用紙Ｔに定着される。

次に、給排紙部ＫＨについて説明する。
図１に示すように、装置本体Ｍの下部には、用紙Ｔを収容する２個の給紙カセット５２が上下に配列されて配置される。給紙カセット５２は、装置本体Ｍの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置される載置板６０が配置される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置板６０の上に積層された状態で収容される。載置板６０に載置された用紙Ｔは、給紙カセット５２における用紙送り出し側の端部（図１において左側の端部）に配置されるカセット給紙部５１により搬送路Ｌに送り出される。カセット給紙部５１は、載置板６０上の用紙Ｔを取り出すための前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｌに送り出すための給紙ローラ対６３とからなる重送防止機構を備える。

装置本体Ｍの右側面（図１において右側）には、手差し給紙部６４が設けられる。手差し給紙部６４は、給紙カセット５２にセットされる用紙Ｔとは異なる大きさや種類の用紙Ｔを装置本体Ｍに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部６４は、閉状態において装置本体Ｍの右側面の一部を構成する手差しトレイ６５と、給送ローラとしての給紙コロ６６とを備える。手差しトレイ６５は、開状態において１又は複数の用紙Ｔを載置可能な載置部として機能し、その下端が給紙コロ６６の近傍に回動自在（開閉自在）に取り付けられる。給紙コロ６６は、開状態の手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔを筐体３０６の内部の手差し搬送路Ｌａに向けて送り出す（給紙する）。

装置本体Ｍにおける上方側には、第１排紙部５０ａ及び第２排紙部５０ｂが設けられる。第１排紙部５０ａ及び第２排紙部５０ｂは、用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。第１排紙部５０ａ及び第２排紙部５０ｂの詳細については後述する。

用紙Ｔを搬送する搬送路Ｌは、カセット給紙部５１から２次転写ニップＮ２までの第１搬送路Ｌ１と、２次転写ニップＮ２から定着部９までの第２搬送路Ｌ２と、定着部９から第１排紙部５０ａまでの第３搬送路Ｌ３と、手差し給紙部６４から供給される用紙を第１搬送路Ｌ１に合流させる手差し搬送路Ｌａと、第３搬送路Ｌ３を上流側から下流側へ搬送する用紙を表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻す戻り搬送路Ｌｂと、第３搬送路Ｌ３を上流側から下流側へ搬送する用紙を第２排紙部５０ｂに接続された後処理装置（図示せず）に搬送する後処理搬送路Ｌｃと、を備える。

また、第１搬送路Ｌ１の途中には、第１合流部Ｐ１及び第２合流部Ｐ２が設けられている。第３搬送路Ｌ３の途中には、第１分岐部Ｑ１が設けられている。
第１合流部Ｐ１は、手差し搬送路Ｌａが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。第２合流部Ｐ２は、戻り搬送路Ｌｂが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。
第１分岐部Ｑ１は、後処理搬送路Ｌｃが第３搬送路Ｌ３から分岐する分岐部である。第１分岐部Ｑ１には、整流部材５８が設けられている。整流部材５８は、定着部９から搬出された用紙Ｔの搬送方向を、第１排紙部５０ａに向かう第３搬送路Ｌ３又は第２排紙部５０ｂに向かう後処理搬送路Ｌｃに整流させる（切り換える）。

第１搬送路Ｌ１の途中（詳細には、第２合流部Ｐ２と２次転写ローラ８との間）には、用紙Ｔを検出するためのセンサと、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正や画像形成部ＧＫにおけるトナー画像の形成とタイミングを合わせるためのレジストローラ対８０とが配置される。センサは、用紙Ｔの搬送方向におけるレジストローラ対８０の直前（搬送方向における上流側）に配置される。レジストローラ対８０は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Ｔを搬送する。

戻し搬送路Ｌｂは、用紙Ｔに両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面（未印刷面）を中間転写ベルト７に対向させるために設けられる搬送路である。戻し搬送路Ｌｂによれば、第１分岐部Ｑ１から第１排紙部５０ａ側に搬送された用紙Ｔを表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻して、２次転写ローラ８の上流側に配置されたレジストローラ対８０の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Ｌｂにより表裏反転された用紙Ｔには、２次転写ニップＮ２において未印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。

第３搬送路Ｌ３における端部には、第１排紙部５０ａが形成される。第１排紙部５０ａは、装置本体Ｍにおける上方側に配置される。第１排紙部５０ａは、装置本体Ｍの右側面側（図１において右側、手差し給紙部６４側）に向けて開口している。第１排紙部５０ａは、第３搬送路Ｌ３を搬送される用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。

第１排紙部５０ａにおける開口側には、排紙集積部Ｍ１が形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面（外面）に形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部Ｍ１の底面は、装置本体Ｍにおける上面の一部を構成する。排紙集積部Ｍ１には、所定のトナー画像が形成され第１排紙部５０ａから排紙された用紙Ｔが積層して集積される。

後処理搬送路Ｌｃにおける端部には、第２排紙部５０ｂが形成される。第２排紙部５０ｂは、装置本体Ｍにおける上方側に配置される。第２排紙部５０ｂは、装置本体Ｍの左側面側（図１において左側、後処理装置が連結される側）に向けて開口している。第２排紙部５０ｂは、後処理搬送路Ｌｃを搬送される用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。
第２排紙部５０ｂにおける開口側には、後処理装置（図示せず）が連結される。後処理装置は、画像形成装置（コピー機１）から排出される用紙の後処理（ステープル、パンチ等）を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。

次に、主搬送路Ｌ１からＬ３（第１搬送路Ｌ１、第２搬送路Ｌ２及び第３搬送路Ｌ３を合わせて以下「主搬送路」ともいう）及び戻り搬送路Ｌｂにおける紙詰まり（ＪＡＭ）を解消するための構造について簡単に説明する。
図１に示すように、装置本体Ｍの左側面側（図１において左側）には、主搬送路Ｌ１からＬ３及び戻り搬送路Ｌｂが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Ｍの左側面側（図１において左側）には、装置本体Ｍの側面の一部を形成するように、カバー体４０が設けられている。カバー体４０は、その下端部において、支点軸４３を介して装置本体Ｍに連結されている。支点軸４３は、その軸方向が主搬送路Ｌ１からＬ３及び戻り搬送路Ｌｂを横断する方向に沿って配設されている。カバー体４０は、支点軸４３を中心として閉位置（図１に示す位置）と開位置（図示せず）との間を回動自在に構成されている。

カバー体４０は、支点軸４３によって装置本体Ｍに回動自在に連結された第１のカバー部４１と、同じ支点軸４３によって装置本体Ｍに回動自在に連結された第２のカバー部４２とから構成されている。第１のカバー部４１は、第２のカバー部４２よりも装置本体Ｍの外側（側面側）に位置する。なお、図１において、左下がりの破線でハッチングされた部分が第１のカバー部４１であり、右下がりの破線でハッチングされた部分が第２のカバー部４２である。

カバー体４０が閉位置に位置する状態において、第１のカバー部４１は、その外面側が装置本体Ｍの外面（側面）の一部を形成している。
また、カバー体４０が閉位置に位置する状態において、第２のカバー部４２は、その内面側（装置本体Ｍ側）が主搬送路Ｌ１からＬ３の一部を形成している。
更に、カバー体４０が閉位置に位置する状態において、第１のカバー部４１の内面側と第２のカバー部４２の外面側とが、戻り搬送路Ｌｂの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Ｌｂは、第１のカバー部４１と第２のカバー部４２との間に形成されている。

本実施形態のコピー機１は、このような構成のカバー体４０を備えることにより、主搬送路Ｌ１からＬ３で紙詰まり（ＪＡＭ）が発生した際には、カバー体４０を図１に示す閉位置から、開位置（図示せず）に回動して主搬送路Ｌ１からＬ３を開放することにより、主搬送路Ｌ１からＬ３に詰まった用紙を処理することができる。一方、戻り搬送路Ｌｂで紙詰まりが発生した際には、カバー体４０を開位置に回動した後、支点軸４３を中心に第２のカバー部４２を装置本体Ｍ側（図１において右側）に回動させて戻り搬送路Ｌｂを開放することにより、戻り搬送路Ｌｂに詰まった用紙を処理することができる。

次に、図２から図４を参照して、本実施形態のコピー機１の特徴部分である現像装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに係る構成について説明する。前述の通り、コピー機１は、４個の現像装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを備えているが、それぞれ同様の構成を有しているため、ここでは現像装置１６ａを代表して用いて説明する。

図２は、本実施形態のコピー機における現像装置１６ａの構成及び感光体ドラム２ａを説明するための断面図である。図３は、現像ローラ１５０の表面に所定厚さのトナー層１９３が形成される様子を示す部分拡大図である。図４は、現像ローラ１５０の表面に所定厚さのトナー層１９３が形成された状態を示す部分拡大図である。

図２及び図３に示すように、本実施形態の現像装置１６ａは、少なくとも磁性キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を収容する現像容器１１０と、現像容器１１０の内部に配置される攪拌ローラ１２０ａ、１２０ｂと、一方の攪拌ローラ１２０ａの垂直方向における上方に配置される現像剤担持体としての磁気ローラ１３０と、磁気ローラ１３０の側方（図２において左側）に磁気ローラ１３０に近接して配置される層厚規制ブレード１４０と、層厚規制ブレード１４０の垂直方向における上方に配置されるトナー飛散防止カバー部材１４１と、磁気ローラ１３０に対向して配置されるトナー担持体としての現像ローラ１５０と、回転検知部２５１と、現像濃度検出部２９１と、第１電圧印加部２６１と、第２電圧印加部２６２と、環境温度及び湿度を計測する温度・湿度計測部２５２と、制御部２７０と、記憶部２８０と、を備える。

現像容器１１０には、トナーカートリッジ５ａ（図１参照）からトナー供給部６ａ（図１参照）を介してトナー１９２が供給される。
攪拌ローラ１２０ａ、１２０ｂは、現像容器１１０に収容された２成分現像剤１９０を攪拌する。攪拌された２成分現像剤１９０には、摩擦により静電気が発生し、磁性キャリア１９１はマイナスに帯電し、トナー１９２はプラスに帯電する。また、静電気力により、トナー１９２は、磁性キャリア１９１に付着する。

磁気ローラ１３０は、所定方向に回転可能で且つ磁気ローラ１３０の表面を構成する磁気スリーブ１３１と、磁気スリーブ１３１の内部に配置された複数の磁気ローラ磁極部材１３２から１３７と、を備える。
磁気スリーブ１３１は、円筒形状を有し、非磁性部材により構成される。磁気スリーブ１３１は、図２及び図３に示す矢印Ｂの方向に回転駆動される。磁気スリーブ１３１には、後述の第１電圧印加部２６１により、所定の第１バイアス電圧Ｖ１が印加される。

図２及び図３に示すように、複数の磁気ローラ磁極部材１３２から１３７は、磁気スリーブ１３１の内部において、周方向に並んで所定間隔あけて固定される。
磁気ローラ磁極部材１３２は、磁気ローラ１３０における後述する現像スリーブ１５１に最も近接する部分に対応して配置される。磁気ローラ磁極部材１３２は、外側（磁気スリーブ１３１の周面側）にＮ極が位置するように配置される。

図３に示すように、磁気ローラ磁極部材１３２から１３７の磁力によって、現像容器１１０に収容された２成分現像剤１９０の一部は、磁気スリーブ１３１の表面に保持される。また、磁気ローラ１３０の表面に保持された一部の２成分現像剤１９０は、現像剤層（磁気ブラシ）１９４を形成する。

層厚規制ブレード１４０は、磁気ローラ１３０の表面に形成される現像剤層１９４の層厚を規制する。つまり、層厚規制ブレード１４０は、磁気ローラ１３０に保持された２成分現像剤１９０により形成された現像剤層１９４の層厚（高さ）を規制して、この層厚規制ブレード１４０を通過した現像剤層１９４の層厚を一定に保つ。層厚規制ブレード１４０は、板状の部材からなり、先端部１４２側が磁気スリーブ１３１の表面に対向し且つ近接するよう配置される。層厚規制ブレード１４０の先端部１４２と磁気スリーブ１３１の表面との間には、所定の隙間（ギャップ）が形成される。

トナー飛散防止カバー部材１４１は、現像装置１６ａのケース体の一部を構成する部材である。トナー飛散防止カバー部材１４１は、層厚規制ブレード１４０の垂直方向における上方であって、磁気ローラ１３０の側方（図２における左側）に配置される。トナー飛散防止カバー部材１４１は、トナー１９２が現像装置１６ａの外部へ飛散することを抑制する。

現像ローラ１５０は、磁気ローラ１３０に対向して配置される。現像ローラ１５０の表面には、磁気ローラ１３０から移動したトナー１９２により、トナー層１９３が形成される。具体的には、現像ローラ１５０の表面には、層厚規制ブレード１４０により層厚が規制された現像剤層（磁気ブラシ）１９４からトナー１９２が移動されて、トナー層１９３が形成される。現像ローラ１５０は、現像ローラ１５０の表面を構成する現像スリーブ１５１と、現像スリーブ１５１の内部に配置された現像ローラ磁極部材１５２と、を備える。

現像スリーブ１５１は、円筒形状を有し、非磁性部材により構成される。現像スリーブ１５１の表面は、抵抗調整剤を含有する樹脂層（不図示）により被覆されている。現像スリーブ１５１は、磁気スリーブ１３１の対向する位置において、現像スリーブ１５１の移動方向が磁気スリーブ１３１の移動方向とは反対方向（図２及び図３に示す矢印Ｃの方向）となるように、回転駆動される。ここで、現像スリーブ１５１には、後述の第２電圧印加部２６２により、所定の第２バイアス電圧Ｖ２が印加される。

現像ローラ磁極部材１５２は、現像スリーブ１５１の内部において、第１磁気ローラ磁極部材１３２と対向して配置される。現像ローラ磁極部材１５２は、現像ローラ１５０における磁気スリーブ１３１に最も近接する部分に対応して配置される。言い換えると、現像ローラ磁極部材１５２と第１磁気ローラ磁極部材１３２とは、現像スリーブ１５１と磁気スリーブ１３１とが最も近接する領域を挟んで、互いに対向して配置される。

現像ローラ磁極部材１５２は、第１磁気ローラ磁極部材１３２と向かい合う側の端部において、第１磁気ローラ磁極部材１３２における外側の極性とは異なる極性を有する。つまり、現像ローラ磁極部材１５２は、外側（現像スリーブ１５１の周面側）にＳ極が位置するように配置される。そして、磁気ローラ１３０の内部に配置された第１磁気ローラ磁極部材１３２と、現像ローラ１５０の内部に配置された現像ローラ磁極部材１５２との間には、磁界１７１が形成される。磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間における磁界１７１が形成された領域においては、現像剤層１９４は、磁界１７１の影響を受けて磁気ローラ１３０の表面から立ち上がり、磁気ブラシを形成して、現像ローラ１５０に接触する。

次に、本実施形態の現像装置１６ａにおける制御に係る構成について詳述する。
図２に示すように、第１電圧印加部２６１は、後述の印加電圧制御部２７１から出力される制御信号を受けて、磁気ローラ１３０に第１バイアス電圧Ｖ１を印加する。
第２電圧印加部２６２は、後述の印加電圧制御部２７１から出力される制御信号を受けて、現像ローラ１５０に第２バイアス電圧Ｖ２を印加する。
磁気ローラ１３０に印加された第１バイアス電圧Ｖ１と現像ローラ１５０に印加された第２バイアス電圧Ｖ２との電圧差（バイアス電圧差ＶＢ）によって、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間には、トナー１９２を移動させる電界が生じる。バイアス電圧差ＶＢとは、第１バイアス電圧Ｖ１を基準した場合における第１バイアス電圧Ｖ１と第２バイアス電圧Ｖ２との電圧差である。

図２に示すように、回転検知部２５１は、現像ローラ１５０の回転を検知する。回転検知部２５１は、現像ローラ１５０が回転開始したことを検知して、検知信号を制御部２７０に出力する。

図２に示すように、温度・湿度計測部２５２は、現像装置１６ａにおける環境温度及び湿度を計測し、計測信号をトナー径算出部２７２に出力する。

図２に示すように、現像濃度検出部２９１は、感光体ドラム２ａの表面に貼り付けられたパッチ２９２の濃度を検出して、濃度検出信号を制御部２７０に出力する。

図２に示すように、制御部２７０は、印加電圧制御部２７１と、トナー径算出部２７２と、電圧差調整部２７３と、カウンタ２７４と、連続現像（印刷）判定部２７５と、通常モード制御部２７６と、を有する。

カウンタ２７４は、回転検知部２５１による検知信号を受けて、現像回数（印刷枚数）をカウントし、カウント信号を連続現像（印刷）判定部２７５に出力する。

連続現像（印刷）判定部２７５は、コピー機１に連続する現像（印刷）の指示があるか否かを判定する。

通常モード制御部２７６は、通常の現像モードにおいて、バイアス電圧差ＶＢを第１電圧差ＶＢ１とするように、制御信号を印加電圧制御部２７１に出力して、印加電圧制御部２７１に指示する。

トナー径算出部２７２は、所定回数の現像（所定枚数の印字）が終了した非現像時（非印字時）において、温度・湿度計測部２５２により計測された環境温度及び湿度、並びに予め設定されて記憶部２８０に記憶されている印字率（現像率）に基づいて、現像ローラ１５０の表面に形成されるトナー層１９３におけるトナー径を算出して、算出信号を電圧差調整部２７３に出力する。

電圧差調整部２７３は、所定回数の現像（所定枚数の印字）が終了した非現像時（非印字時）において、トナー径に基づく電圧差の調整前に、現像濃度検出部２９１により検出された現像濃度に基づいて、電圧差を所定の現像濃度に帰還補正するように印加電圧制御部２７１に指示する。詳細には、電圧差調整部２７３は、非現像時（非印字時）において、トナー径に基づく電圧差の調整前に、現像濃度検出部２９１による濃度検出信号を受けて、バイアス電圧差ＶＢを第２電圧差ＶＢ２とするように、制御信号を印加電圧制御部２７１に出力して、印加電圧制御部２７１に指示する。
また、電圧差調整部２７３は、トナー径算出部２７２から出力される算出信号を受けて（トナー径算出部２７２により算出されたトナー径に基づいて）、バイアス電圧差ＶＢを第３電圧差ＶＢ３に調整するように、制御信号を印加電圧制御部２７１に出力して、印加電圧制御部２７１に指示する。

また、電圧差調整部２７３は、現像濃度検出部２９１により検出された現像濃度に基づいて帰還補正された第２電圧差ＶＢ２で現像が開始され、現像回数（印字枚数）が所定回数（所定印刷枚数）を超えたときに、トナー径算出部２７２により算出されたトナー径に基づいて、第３電圧差ＶＢ３とするための電圧差の調整を実行する。所定回数の現像回数（印刷枚数）は、例えば１０から１５回（１０から１５枚）程度が適当である。

電圧差調整部２７３における第３電圧差ＶＢ３とするための電圧差の調整値Ｖｓは、以下の式（１）により求められる。
Ｖｓ＝Ｋ×（標準トナー径−トナー径算出部２７２により算出されたトナー径）…（１）
なお、Ｋは所定の係数であり、Ｋについては、後述する実施例において詳細に説明する。

印加電圧制御部２７１は、通常モード制御部２７６から出力される制御信号及び電圧差調整部２７３から出力される制御信号を受けて、第１電圧印加部２６１及び第２電圧印加部２６２に制御信号を出力する。

バイアス電圧差ＶＢを第１電圧差ＶＢ１とした場合には、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間に、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へ向けて所定の量のトナー１９２を移動させる電界が生じる。
バイアス電圧差ＶＢを第２電圧差ＶＢ２に調整した場合には、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間に、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へ向けて第１電圧差ＶＢ１の場合よりも多くの量のトナー１９２を移動させる電界が生じて、現像濃度（印字濃度）を所定の濃度にするようにフィードバック（帰還）補正を行う。
バイアス電圧差ＶＢを第３電圧差ＶＢ３に調整した場合には、所定回数の現像終了後以降の現像時における濃度変化の推移を予測して、フィードバック補正された現像濃度が一定以下に低下しないように、フィードフォワード（シーケンス）補正を行う。

図４に示すように、バイアス電圧差ＶＢを第１電圧差ＶＢ１とした所定時間の経過後には、トナー１９２の移動は、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間で移動しない平衡状態となる。つまり、トナー１９２の移動の平衡状態とは、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へ向かう方向へのトナー１９２の移動と、現像ローラ１５０から磁気ローラ１３０へ向かう方向へのトナー１９２の移動とが釣り合っている状態である。

この平衡状態からバイアス電圧差ＶＢの変化があった場合には、トナー１９２は、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０に、又は現像ローラ１５０から磁気ローラ１３０に移動可能である。例えば、第１電圧差ＶＢ１における平衡状態から第１電圧差ＶＢ１よりも大きいバイアス電圧差ＶＢに変更された場合には、プラス帯電したトナー１９２は、現像ローラ１５０から磁気ローラ１３０に移動される。また、第１電圧差ＶＢ１における平衡状態から第１電圧差ＶＢ１よりも小さいバイアス電圧差ＶＢに変更された場合には、プラス帯電したトナー１９２は、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０に移動される。

図２に示すように、記憶部２８０は、バイアス電圧差記憶部２８１と、現像率（印字率）記憶部２８２とを有する。
バイアス電圧差記憶部２８１には、バイアス電圧差ＶＢを第１電圧差ＶＢ１、第２電圧差ＶＢ２又は第３電圧差ＶＢ３にするための第１バイアス電圧Ｖ１及び第２バイアス電圧Ｖ２に関する電圧情報が記憶されている。
現像率（印字率）記憶部２８２は、現像開始（画像形成開始）に先立ってユーザにより設定される現像率（印字率）が記憶されている。

次に、本実施形態の現像装置１６ａの具体的な動作につき、図２から図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の現像装置１６ａの動作を示すフローチャートである。

まず、図５に示すように、ステップＳＴ１において、ユーザによりコピー機１の電源がオンにされると、処理は、ステップＳＴ２に進む。

次に、ステップＳＴ２において、通常モード制御部２７６は、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間のバイアス電圧差ＶＢを第１電圧差ＶＢ１とするように、印加電圧制御部２７１に制御信号を出力して指示する。

ステップＳＴ２において、図２及び図３に示すように、２成分現像剤１９０は、まず、攪拌ローラ１２０ａ，１２０ｂにより攪拌される。これにより、攪拌された２成分現像剤１９０には、摩擦による静電気が発生する。そして、磁性キャリア１９１はマイナスに帯電し、トナー１９２はプラスに帯電する。また、静電気力により磁性キャリア１９１に、トナー１９２が付着する。

図３に示すように、２成分現像剤１９０は、磁気スリーブ１３１の内部に配置された磁気ローラ磁極部材１３２から１３７の磁力により、回転方向Ｂに回転する磁気ローラ１３０の表面に保持される。複数の磁気ローラ磁極部材１３４から１３７の磁力により、磁気ローラ１３０の表面には、現像剤層（磁気キャリア）１９４が形成される。
磁気ローラ１３０の表面に形成された現像剤層１９４は、磁気スリーブ１３１の回転に伴って回転移動し、層厚規制ブレード１４０に接触して所定の層厚に規制される。

層厚規制ブレード１４０により所定の層厚に規制された現像剤層１９４は、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との対向位置の近傍に移動して、磁界１７１が形成された領域に位置する。この領域において、現像剤層１９４は、磁界１７１の影響を受けて立ち上がり、磁気ブラシを形成して、現像ローラ１５０に接触する。

これにより、図２から図４に示すように、磁気ローラ１３０の表面に保持された２成分現像剤１９０のうち、プラスに帯電しているトナー１９２の多くは、第１電圧差ＶＢ１による電界の影響を受けて、現像ローラ１５０側に移送される。これにより、現像ローラ１５０の表面に、トナー層１９３が形成される。その後、処理はステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３において、ユーザによりコピー機１へ用紙Ｔに画像を形成（印刷）させる指示が行われる。ステップＳＴ３における用紙Ｔに画像を印刷させる指示により、コピー機１による用紙Ｔに画像を印刷させる動作が開始される。これにより、処理はステップＳＴ４に進む。

図４及び図５に示すように、ステップＳＴ４において、現像装置１６ａは、現像ローラに形成されたトナー層１９３により、感光体ドラム２ａに形成された静電潜像を現像する。具体的には、トナー層１９３が形成された現像ローラ１５０の表面は、感光体ドラム２ａの表面と対向する。そして、現像ローラ１５０と感光体ドラム２ａとの電位差によって、静電潜像が現像される。つまり、感光体ドラム２ａにおいては、その表面に静電潜像が形成されると共に、現像装置１６ａのトナー層１９３からトナーの供給を受けて静電潜像に、トナー画像が形成される。

そして、図１に示すように、感光体ドラム２ａに現像されたトナー画像は、中間転写ベルト７に順次１次転写される。中間転写ベルト７に１次転写されたトナー画像は、２次転写ローラ８により用紙Ｔに２次転写される。用紙Ｔに２次転写されたトナー画像は、定着部９に搬送されて、定着部９により用紙Ｔに定着される。
その後、用紙Ｔは、第３搬送路Ｌ３により第１排紙部５０ａに搬送され、第１排紙部５０ａから排紙集積部Ｍ１に排出される。このようにして、コピー機１による用紙Ｔの印刷が完了する。

次に、図５に示すように、ステップＳＴ５において、カウンタ２７４によりカウントされたカウント値により、連続現像（印刷）判定部２７５は、所定回数の現像（所定枚数の印刷）が終了したか否かを判定する。そして、所定回数の現像（所定枚数の印刷）が終了したと連続現像（印刷）判定部２７５が判定した場合（ＳＴ５：ＹＥＳ）には、現像濃度検出部２９１は、感光体ドラム２ａの表面に貼り付けられたパッチ２９２の濃度検出信号を制御部２７０に出力する。これにより、処理はステップＳＴ６に進む。
一方、ステップＳＴ５において、所定回数の現像（所定枚数の印刷）が終了していないと連続現像（印刷）判定部２７５が判定した場合（ＳＴ５：ＮＯ）には、処理はステップＳＴ２に戻る。

ステップＳＴ６において、制御部２７０の電圧差調整部２７３は、現像濃度検出部２９１による濃度検出信号に基づいて、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間のバイアス電圧差ＶＢを、記憶部２８０のバイアス電圧差記憶部２８１に記憶されている第２電圧差ＶＢ２とするように、印加電圧制御部２７１に指示する。この指示により、現像濃度は、予め設定されている所定の濃度にフィードバック補正される。その後、処理はステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７において、現像濃度がフィードバック補正された第２電圧差ＶＢ２の状態で、現像装置１６ａによる現像が開始される。その後、処理はステップＳＴ８に進む。

ステップＳＴ８において、温度・湿度計測部２５２により計測される環境温度及び湿度、並びに記憶部２８０の現像率（印字率）記憶部２８２に記憶されている現像率（印字率）は、トナー径算出部２７２に読み込まれる。

トナー径算出部２７２は、読み込んだ環境温度及び湿度並びに現像率（印字率）に基づいて、現像ローラ１５０の表面に形成されるトナー層１９３のトナー径を算出して、算出信号を電圧差調整部２７３に出力する。

次に、図５に示すように、ステップＳＴ９において、連続現像（印刷）判定部２７５は、第２電圧差ＶＢ２での現像回数（印刷枚数）が所定回数（所定枚数）を超えたか否かを判定する。現像回数（印刷枚数）が所定回数（所定枚数）を超えたと連続現像（印刷）判定部２７５が判定した場合（ＳＴ９：ＹＥＳ）には、処理はステップＳＴ１０に進む。一方、現像回数（印刷枚数）が所定回数（所定枚数）を超えていないと連続現像（印刷）判定部２７５が判定した場合（ＳＴ９：ＮＯ）には、処理はステップＳＴ７に戻る。

そして、ステップＳＴ１０において、電圧差調整部２７３は、トナー径算出部２７２により算出されたトナー径に基づいて、バイアス電圧差ＶＢを第３電圧差ＶＢ３とするための電圧差の調整を実行する。電圧差調整部２７３による第３電圧差ＶＢ３とするための電圧差の調整値Ｖｓは、前述の式（１）により求められる。
これにより、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後以降の現像時における濃度変化の推移を予測して、現像濃度が一定以下に低下しないように、現像濃度はフィードフォワード調整（補正）されることになる。

その後、ステップＳＴ１１において、連続現像（印刷）判定部２７５は、コピー機１に所定回数（所定枚数）以上に連続する現像（印刷）の指示があるか否かを判定する。連続現像（印刷）判定部２７５が、所定回数（所定枚数）以上に連続する現像（印刷）の指示があると判定した場合（ＳＴ１１：ＹＥＳ）には、処理はステップＳＴ７に戻る。コピー機１に所定回数（所定枚数）以上に連続する現像（印刷）の指示がないと連続現像（印刷）判定部２７５が判定した場合（ＳＴ１１：ＮＯ）には、現像装置１６ａによる感光体ドラム２ａへのトナー画像の形成が連続して行われておらず、処理はステップＳＴ１２に進む。

図５に示すように、ステップＳＴ１２において、通常の現像モードは終了して、処理はステップＳＴ２に戻る。

このように、本実施形態によれば、所定回数の現像（所定枚数の印刷）が終了したときに、感光体ドラム２ａの表面に貼り付けられたパッチ２９２の濃度検出信号に基づいて、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間のバイアス電圧差ＶＢを、第２電圧差ＶＢ２とする。これにより、本実施形態によれば、それ以前の現像（印刷）に伴って低下した現像濃度を、予め設定されている所定の濃度にフィードバック補正することができる。

また、現像濃度がフィードバック補正された後において、環境温度及び湿度並びに印字率に基づいて、現像ローラ１５０の表面に形成されるトナー層１９３のトナー径を算出し、その算出されたトナー径に基づいて、バイアス電圧差ＶＢを第３電圧差ＶＢ３とするための電圧差の調整を実行することにより、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後以降の現像時における濃度変化の推移を予測して、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後においても、フィードバック補正された現像濃度が一定以下に低下しないように、フィードフォワード調整（補正）を行うことができる。

これによって、付着力の強い小径トナーが蓄積する選択現像による現像濃度の低下を抑制し、連続現像時においても、安定した現像濃度を維持することができる。

本実施形態のコピー機１における現像装置１６ａによれば、例えば、次のような効果が奏される。
本実施形態においては、磁気ローラ１３０に印加される第１バイアス電圧Ｖ１と現像ローラ１５０に印加される第２バイアス電圧Ｖ２との関係を、現像ローラ１５０の表面に所定厚さのトナー層１９３が形成される電圧差とするように、第１電圧印加部２６１及び第２電圧印加部２６２を制御する印加電圧制御部２７１と、環境温度及び湿度を計測する温度・湿度計測部２５２と、所定回数の現像が終了した非現像時において、温度・湿度計測部２５２により計測された環境温度及び湿度、並びに予め設定された印字率に基づいて現像ローラ１５０の表面に形成されるトナー層１９３のトナー径を算出するトナー径算出部２７２と、トナー径算出部２７２により算出されたトナー径に基づいて、電圧差を調整するように印加電圧制御部２７１に指示する電圧差調整部２７３と、を備える。

そのため、本実施形態によれば、環境温度及び湿度、並びに印字率に基づき算出されたトナー径に基づいて、バイアス電圧差を調整することにより、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後以降の現像時における濃度変化の推移を予測して、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後の現像においても、現像濃度が一定以下に低下しないように、フィードフォワード調整（補正）を行うことができる。
これにより、トナーの無駄な消費によるランニングコストの上昇を抑えつつ、付着力の強い小径トナーが蓄積する選択現像による現像濃度の低下を抑制し、安定した現像濃度を維持することができる。

また、本実施形態においては、トナー径に基づく電圧差の調整前に、現像濃度検出部２９１により検出された現像濃度に基づいて、電圧差調整部２７３が電圧差を所定の現像濃度にフィードバック補正するように、印加電圧制御部２７１に指示する。
そのため、本実施形態においては、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後に、それまでの現像に伴って低下した濃度を所定の現像濃度にフィードバック補正（１次補正）することができる。また、本実施形態においては、その後に上述したフィードフォワード調整（２次補正）を行なうことにより、所定回数の現像終了（所定枚数の印刷終了）後以降の現像時における濃度変化の推移予測を、一層正確に行なうことができる。これにより、長時間に亘る連続現像時においても、濃度の変化を最小限に抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の実施形態においては、トナー１９２がプラスに帯電した場合について説明しているが、これに制限されない。トナー１９２は、マイナスに帯電していてもよい。具体的には、前述の実施形態においては、プラスに帯電したトナー１９２を使用する場合について説明している。このように、プラスに帯電したトナー１９２を使用する場合には、第１電圧差ＶＢ１は、第２電圧差ＶＢ２よりも大きいバイアス電圧差ＶＢである。

これに対し、マイナスに帯電したトナー１９２を使用する場合には、第１電圧差ＶＢ１を第２電圧差ＶＢ２よりも小さいバイアス電圧差ＶＢとする。これにより、マイナスに帯電したトナー１９２を使用する場合においても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
この点以外に関し、マイナスに帯電したトナー１９２を使用する場合における構成、作用及び効果は、プラスに帯電したトナー１９２を使用する場合と同様である。

また、前述の実施形態においては、中間転写ベルト７を用いて複数色のトナー画像を用紙Ｔに転写するカラーの間接転写方式の画像形成装置であるが、これに制限されない。画像形成装置の種類は、これに制限されず、中間転写ベルトを用いない直接転写方式の画像形成装置や、モノクロ印刷用の画像形成装置であってもよい。

本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、カラーコピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などであってもよい。
シート状の被転写材としては、用紙Ｔに制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。

次に、図６から図９により、本発明の実施例及び比較例を、実験に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものでない。
図６は、実験に用いた各粒径のトナーにおいて、印加電圧（調整値）Ｖｓに対する付着量の関係を示すグラフである。図７は、実験に用いた各径のトナーにおいて、印加電圧（調整値）Ｖｓと濃度ＩＤとの関係を示すグラフである。図８は、実験に用いた各径のトナーの付着量と濃度ＩＤとの関係を示すグラフである。図９は、連続現像時による濃度ＩＤの変化を示すグラフである。

［実験の方法及び目的］
トナー径の違いによる現像性、及び温度・湿度が異なる環境下において現像率（印字率）を変化させた場合において、現像ローラの表面に形成されるトナー層のトナーの平均径を調べた。ここで、印刷枚数は各１０枚に設定した。
また、上述の１次補正及び２次補正を行った場合とこれらを行なわなかった場合とにおける濃度の変化を検討した。

［実験に供した条件］
現像ローラの直径：２５ｍｍ
現像ローラの回転速度：４００ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラの直径：２５ｍｍ
磁気ローラの回転速度：６００ｍｍ／ｓｅｃ
層厚規制ブレードと磁気ローラとの間のギャップ：０．５０ｍｍ
印加電圧：１００から３００Ｖ
ピーク電圧：１０００Ｖ
トナー径：４、５、６、７、８μｍφ

［実験の結果と考察］
図６から図８に示すグラフから明らかなように、トナー径が小さいほど付着量が少なく、高い濃度を示している。この結果から、例えば７μｍφのトナーを使用して、目標濃度：１．４とするためには、２００Ｖの印加電圧が必要であるのに対して、４μｍφのトナーを使用して、目標濃度：１．４とするためには、２９０Ｖの印加電圧が必要である。これらの傾向から、トナー径が１μｍφ変化すると、印加電圧に約３０Ｖの差が生じることがわかる。
また、現像ローラに小径トナーが蓄積すると、チャージアップして、トナー層が薄くなり、その状態のまま現像すると、濃度の低下が懸念される。しかし、図８に示すように、トナーが小径になる程、トナーは少ない付着量で高い濃度を呈するので、小径トナーの蓄積による濃度の低下は問題とならないことが確認できた。

また、温度・湿度が異なる環境下において現像率（印字率）を変化させた場合において、現像ローラの表面に形成されるトナー層におけるトナーの平均径を調べたところ、表１から表３に示すような結果が得られた。なお、ここでは、７μｍφのトナーを使用した。

表１から表３から明らかなように、外気温度及び湿度が低温・低湿になればなる程、現像ローラの表面に形成されるトナー層のトナー径が小さくなること、並びに、現像率（印字率）が低くなればなる程、現像ローラの表面に形成されるトナー層のトナー径が小さくなることがわかる。

以上のように、図７に示す通り、トナー径が１μｍφ変化すると、印加電圧に約３０Ｖの差が生じることを鑑みると、電圧差調整部２７３による２次補正のための電圧差の調整値Ｖｓを求める式（１）における係数Ｋは、例えば、「３０」とすればよいことになる。したがって、２次補正のための電圧差の調整値Ｖｓは、
調整値Ｖｓ＝３０×（標準トナー径−トナー径算出部により算出されたトナー径）…（１）となる。

また、例えば、トナー径が７μｍφ、現像率（印字率）が５％、外気温度が３７℃、湿度が４０％、１次補正のための印加電圧が２００Ｖの場合においては、
調整値Ｖｓ＝３０×｛７−（６．５）｝＝１５Ｖとなる。
よって、１次補正のための電圧差の調整値 ＋ ２次補正のための電圧差の調整値 ＝ ２００Ｖ＋１５Ｖ＝２１５Ｖ
となる。

また、２次補正のための電圧差の調整値１５Ｖを加えて耐刷（耐久連続現像）を行なった場合と、電圧差の調整値を加えないで耐刷（耐久連続現像）を行なった場合とにおいて、濃度の変化を調べたところ、図９に示すような結果が得られた。
図９に示すグラフからも明らかなように、電圧差の調整値として１５Ｖを加えた場合には、耐刷枚数（現像回数）が１００枚（１００回）を超えても、濃度の低下はほとんどみられず、安定した濃度の印刷（現像）を維持できることが確認された。

１……コピー機（画像形成装置）、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……感光体ドラム（像担持体）、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ……現像装置、１３０……磁気ローラ（現像剤担持体）、１５０……現像ローラ（トナー担持体）、１９０……２成分現像剤、１９１……磁性キャリア、１９２……トナー、１９３……トナー層、１９４……現像剤層（磁気ブラシ）、２６１……第１電圧印加部、２６２……第２電圧印加部、２７１……印加電圧制御部、２７２……トナー径算出部、２７３……電圧差調整部、２９１……現像濃度検出部、３００……温度・湿度計測部、Ｔ……用紙（被転写材）、Ｖ１……第１バイアス電圧、Ｖ２……第２バイアス電圧、Ｖｓ……電圧差の調整値

Claims (5)

1. 少なくともキャリア及びトナーを含む２成分現像剤を磁力により保持させて、２成分現像剤に含まれるキャリアによる磁気ブラシを表面に形成する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向配置され、前記現像剤担持体から供給されるトナーにより表面にトナー層を形成するトナー担持体と、
   前記現像剤担持体に第１バイアス電圧を印加する第１電圧印加部と、
   前記トナー担持体に第２バイアス電圧を印加する第２電圧印加部と、
   前記第１電圧印加部により印加される第１バイアス電圧と前記第２電圧印加部により印加される第２バイアス電圧との関係を、前記トナー担持体の表面に所定厚さのトナー層が形成される電圧差とするように、前記第１電圧印加部及び第２電圧印加部を制御する印加電圧制御部と、
   環境温度及び湿度を計測する温度・湿度計測部と、
   所定回数の現像が終了した非現像時において、前記温度・湿度計測部により計測された環境温度及び湿度、並びに予め設定された印字率に基づいて前記トナー担持体の表面に形成されるトナー層のトナー径を算出するトナー径算出部と、
   前記トナー径算出部により算出されたトナー径に基づいて、前記電圧差を調整するように前記印加電圧制御部に指示する電圧差調整部と、を備える
   現像装置。
2. 前記電圧差調整部による前記電圧差の調整値は、
   所定の係数×（標準トナー径−前記トナー径算出部により算出されたトナー径）なる式で求められる
   請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像装置による現像濃度を検出する現像濃度検出部を更に備え、
   前記電圧差調整部は、所定回数の現像が終了した非現像時において、前記トナー径に基づく前記電圧差の調整前に、前記現像濃度検出部により検出された現像濃度に基づいて、前記電圧差を所定の現像濃度に帰還補正するように前記印加電圧制御部に指示する
   請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記電圧差調整部は、前記現像濃度検出部により検出された現像濃度に基づいて帰還補正された電圧差で現像が開始され、現像回数が所定回数超えたときに、前記トナー径に基づく電圧差の調整を実行する
   請求項３に記載の現像装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の現像装置と、
   表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される１又は複数の像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
   転写されたトナー画像をシート状の被転写材に定着する定着部と、を備える
   画像形成装置。

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