JPH06214451A

JPH06214451A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06214451A
Application number: JP5006760A
Authority: JP
Inventors: Norimitsu Kikuchi; 宣光菊池
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、現像剤の経時劣化や環境変動に影
響されずに常に安定して高画質で良好な現像特性を得る
ことができるようにすることを目的とする。【構成】この発明は、現像手段内の現像剤の帯電量を
検知する現像剤帯電量検知手段１と、この現像剤帯電量
検知手段１の検知結果に基づいて現像バイアス電界を制
御する現像バイアス電界制御手段２とを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はキャリアとトナーを含む
２成分系現像剤により現像を行う複写機，プリンタ，フ
ァクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像形成装置は、感光体からな
る像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜
像形成手段と、像担持体と現像スリーブからなる現像剤
担持体とが対向する現像領域に２成分系現像剤を現像剤
担持体で搬送するとともに、現像剤担持体に現像バイア
ス電源から現像バイアス電圧を印加して現像領域に現像
バイアス電界を形成することで像担持体上の静電潜像を
現像して顕像化する現像装置とを有し、この顕像を転写
紙上に転写している。

【０００３】画像形成装置はモノクロまたは、２色、３
色以上のマルチカラー、フルカラーの画像を得る複写
機，プリンタなどがある。また、画像形成装置におい
て、現像バイアス電圧として直流現像バイアス電圧に交
番成分を重畳させたものを用いることによりエッジ強調
の無い滑らかな画像が得られることが知られている。ま
た、画像形成装置において、原稿の空間周波数により現
像バイアス電圧の直流成分，交流成分の振幅並びに交流
成分の周波数を可変制御する方式や、現像装置の近傍
にて環境センサーにより現像剤の電気抵抗を検知してそ
の検知結果により現像交番バイアス電界の大きさを制御
する方式がある。さらに、画像形成装置において、像
担持体上の潜像電位を環境変動による影響が補正される
ように制御する制御方式がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記方式では、原稿
の空間周波数により現像バイアス電圧の直流成分，交流
成分の振幅並びに交流成分の周波数を可変制御するが、
現像剤の特性や劣化による画像の乱れ（エッジ強調）を
考慮していない。また、上記方式では、現像装置の近
傍で環境センサーにより湿度等を測定してその測定結果
により現像交番バイアス電界の大きさを制御するが、現
像剤の経時劣化による画像の乱れを考慮していない。ま
た、上記方式では、像担持体上の潜像電位を環境変動
による影響が補正されるように制御するが、複数色のト
ナーを用いてフルカラーの画像形成を行う場合などに
は、微妙な色再現、ハイライト部の再現などの点で限界
があり、高品位画像を要求されるほど実現できない。

【０００５】画像形成装置では、環境変動の一つとして
の湿度の変動がトナーに大きく影響して現像装置の現像
状態に悪影響を与える。例えば、低湿度では十分な画像
濃度が得られず、高湿度下では地汚れやトナー飛散が起
こって画像品質を低下させる。また、経時でトナーの帯
電量が低下し、高湿度下と同様に地汚れやトナー飛散が
起こって画像品質を低下させる。

【０００６】本発明は、上記欠点を改善し、現像剤の経
時劣化や環境変動に影響されずに常に安定して高画質で
良好な現像特性を得ることができる画像形成装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、像担持体と、この像担持体
上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体
と現像剤担持体とが対向する現像領域に２成分系現像剤
を前記現像剤担持体で搬送するとともに、前記現像領域
に交番電界を有する現像バイアス電界を形成して前記像
担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを有する画像
形成装置において、図１に示すように前記現像手段内の
現像剤の帯電量を検知する現像剤帯電量検知手段１と、
この現像剤帯電量検知手段１の検知結果に基づいて前記
現像バイアス電界を制御する現像バイアス電界制御手段
２とを備えたものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、像担持体と、この
像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記
像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域に２成分
系現像剤を前記現像剤担持体で搬送するとともに、前記
現像領域に交番電界を有する現像バイアス電界を形成し
て前記像担持体上の静電潜像を現像して顕像とする現像
手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上
の顕像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段
と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出するト
ナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の検出結
果及び前記トナー付着量検出手段の検出結果からトナー
の帯電量を算出するトナー帯電量算出手段とを備えたも
のである。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の画像形成装置において、前記現像剤帯電量検知手
段で検知した帯電量または前記トナー帯電量算出手段で
算出した帯電量が上下限値外になった時に現像剤が寿命
に達したと判断する現像剤寿命判断手段を備えたもので
ある。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載の画像形成装置において、前記現像手段内の現
像剤の電気抵抗を検出する現像剤電気抵抗検出手段と、
この現像剤電気抵抗検出手段の検出結果と前記現像剤帯
電量検知手段で検知した帯電量または前記トナー帯電量
算出手段で算出した帯電量に基づいて前記現像バイアス
電界を制御する現像バイアス電界制御手段とを備えたも
のである。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項４記載の画
像形成装置において、前記現像手段は前記現像剤担持体
により搬送される現像剤の量を規制する規制部材を有
し、前記現像剤電気抵抗検出手段は前記規制部材に電圧
を印加して現像剤を通して流れる電流を検出して現像剤
の動的電気抵抗を検出するものである。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項４または５
記載の画像形成装置において、前記現像剤帯電量検知手
段で検知した帯電量または前記トナー帯電量算出手段で
算出した帯電量が上下限値外になった時、または前記現
像剤電気抵抗検出手段で検出した現像剤の動的電気抵抗
が規定値外になった時に現像剤が寿命に達したと判断す
る現像剤寿命判断手段を備えたものである。

【００１３】請求項７記載の発明は、像担持体と、この
像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記
像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域に２成分
系現像剤を前記現像剤担持体で搬送するとともに、前記
現像領域に交番電界を有する現像バイアス電界を形成し
て前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを有
する画像形成装置において、前記像担持体上に電位の異
なる複数の所定パターンの静電潜像を形成してこの静電
潜像を前記現像手段により所定の現像ポテンシャルで現
像して顕像とし、この顕像を光学センサーで検知してこ
の光学センサーの前記現像ポテンシャルに対する検知結
果によりトナー付着量の勾配を算出し、この勾配により
前記現像バイアス電界を設定する現像バイアス電界設定
手段を備えたものである。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項７記載の画
像形成装置において、前記現像バイアス電界の交番成分
が上限値になっても前記勾配が許容値内に入らない場合
には現像剤が寿命に達したと判断して現像剤交換の表示
を行う現像剤交換手段を備えたものである。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明では、現像剤帯電量検知手
段１が現像手段内の現像剤の帯電量を検知し、現像バイ
アス電界制御手段２が現像剤帯電量検知手段１の検知結
果に基づいて現像バイアス電界を制御する。したがっ
て、現像剤の帯電量が経時で変化して最適な画像を得る
ための現像バイアス電界の条件が現像剤の帯電量に応じ
て変化しても、現像剤の帯電量に応じて現像バイアス電
界が制御されて常に最適の画像が得られる。

【００１６】請求項２記載の発明では、トナー付着量検
出手段が像担持体上の顕像のトナー付着量を検出し、ト
ナー濃度検出手段が現像手段内の現像剤のトナー濃度を
検出する。そして、トナー帯電量算出手段がトナー濃度
検出手段の検出結果及びトナー付着量検出手段の検出結
果からトナーの帯電量を算出する。したがって、トナー
の帯電量を簡単に求めることができ、現像剤の帯電量に
応じて現像バイアス電界を制御して常に最適の画像を得
ることが可能となる。

【００１７】請求項３記載の発明では、請求項１または
２記載の画像形成装置において、現像剤寿命判断手段が
現像剤帯電量検知手段で検知した帯電量またはトナー帯
電量算出手段で算出した帯電量が上下限値外になった時
に現像剤が寿命に達したと判断する。したがって、現像
剤の交換時期が自動的に分かり、現像剤の帯電量が上が
り過ぎて画像の濃度不足，エッジ強調大等による異常画
像が発生したり現像剤の帯電量が低過ぎてトナー飛散，
地汚れ等による異常画像が発生したりすることを防止す
ることが可能になる。

【００１８】請求項４記載の発明では、請求項１，２ま
たは３記載の画像形成装置において、現像剤電気抵抗検
出手段が現像手段内の現像剤の電気抵抗を検出し、現像
バイアス電界制御手段が現像剤電気抵抗検出手段の検出
結果と現像剤帯電量検知手段で検知した帯電量またはト
ナー帯電量算出手段で算出した帯電量に基づいて現像バ
イアス電界を制御する。したがって、現像手段の最適な
現像条件を決めることができ、現像剤の経時劣化や環境
変動に影響されずに常に安定して高画質で良好な現像特
性を得ることができる。

【００１９】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
画像形成装置において、現像剤電気抵抗検出手段が規制
部材に電圧を印加して現像剤を通して流れる電流を検出
することにより現像剤の動的電気抵抗を検出する。した
がって、現像剤の電気抵抗を簡単に高精度で検出するこ
とが可能となる。

【００２０】請求項６記載の発明では、請求項４または
５記載の画像形成装置において、現像剤寿命判断手段が
現像剤帯電量検知手段で検知した帯電量またはトナー帯
電量算出手段で算出した帯電量が上下限値外になった
時、または現像剤電気抵抗検出手段で検出した現像剤の
動的電気抵抗が規定値外になった時に現像剤が寿命に達
したと判断する。したがって、現像剤の交換時期が自動
的に分かり、現像剤の帯電量が上がり過ぎて画像の濃度
不足，エッジ強調等による異常画像が発生したり現像剤
の帯電量が低過ぎてトナー飛散，地汚れ等による異常画
像が発生したりすることを防止することが可能になり、
さらに現像剤の電気抵抗が高くなり過ぎてエッジ強調等
による異常画像が発生したり現像剤の電気抵抗が低くな
り過ぎて現像バイアスのリーク等による画像のザラツキ
が大きくなったりすることを防止することが可能にな
る。

【００２１】請求項７記載の発明では、現像バイアス電
界設定手段が像担持体上に電位の異なる複数の所定パタ
ーンの静電潜像を形成してこの静電潜像を現像手段によ
り所定の現像ポテンシャルで現像して顕像とし、この顕
像を光学センサーで検知してこの光学センサーの現像ポ
テンシャルに対する検知結果によりトナー付着量の勾配
を算出し、この勾配により現像バイアス電界を設定す
る。したがって、トナー付着量γが最適になると同時に
最適な画像が得られる。

【００２２】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
画像形成装置において、現像剤交換手段が現像バイアス
電界の交番成分が上限値になっても前記勾配が許容値内
に入らない場合には現像剤が寿命に達したと判断して現
像剤交換の表示を行う。したがつて、現像バイアス電界
の交番成分の条件を変更してもトナー付着量γが許容値
にならない場合に現像剤の交換を警告することができ
る。

【００２３】

【実施例】画像形成装置における現像装置は、現像スリ
ーブ上にトナーとキャリアを含む２成分系現像剤からな
る磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを像担持体に接
触させて像担持体上の静電潜像を現像する２成分現像方
式が従来より一般的に用いられている。この２成分現像
方式では、像担持体上の静電潜像の周波数特性がキャリ
アの電気特性に大きく影響される。キャリアの電気特性
は、現像剤のキャリアが互いに電気的に接続されていな
い状態（絶縁性磁気ブラシの場合）と、現像剤のキャリ
アが互いに電気的に接続されている状態（導電性磁気ブ
ラシの場合）があり、キャリアの電気抵抗に大きく依存
する。

【００２４】キャリアの電気抵抗はトナーの摩擦帯電の
付与及びその安定化を目的としてキャリアの表面に被覆
されている樹脂コート材料により決定される。この樹脂
コート材料としてはテフロン，シリコン，スチレン系樹
脂が一般的に用いられ、また、キャリアの抵抗付与剤と
してカーボンなどが一般的に用いられている。

【００２５】また、現像バイアス電圧としては直流成分
が重畳された交流バイアス電圧を用いる方法が知られて
いる。この方法では、トナーの動きを活性化することで
像担持体上の静電潜像を現像し易くでき、像担持体と現
像スリーブとの相対速度を小さく設定することができ
る。さらに、画像のエッジ現象を緩和することができ、
均一な現像を行うことができる。

【００２６】ところで、キャリアとして導電性キャリア
を用いた２成分系現像剤で像担持体上の静電潜像を現像
する場合にはエッジ強調が起こりにくいが、キャリアと
して高抵抗の絶縁性キャリアを用いた２成分系現像剤で
像担持体上の静電潜像を現像する場合にはエッジ強調が
起こり易いことが知られている。例えば、導電性キャリ
アを用いた２成分系現像剤で像担持体上の静電潜像を現
像する場合には像担持体上の静電潜像の周波数と現像濃
度との関係が図２の特性曲線ａに示すようになって特定
の周波数を強調せずに静電潜像の周波数に対して平坦な
現像特性を示すのに対して、絶縁性キャリアを用いた２
成分系現像剤で像担持体上の静電潜像を現像する場合に
は像担持体上の静電潜像の周波数と現像濃度との関係が
図２の特性曲線ｂに示すようになって特定の周波数を強
調するエッジ強調の現像特性を示す。

【００２７】また、一般に、経時（使用枚数）とキャリ
アの抵抗との関係を示す図３の特性曲線ａのように経時
でキャリアの表面にトナーが付着して離れなくなるスペ
ント化が生じた場合にはキャリアの抵抗が上昇すること
が知られている。これらのことから、経時でのエッジ強
調の度合いの激化はキャリアの経時での抵抗上昇による
ものと推測し、互いに抵抗が異なる複数のキャリアを用
意してこれらのキャリアの抵抗とエッジ強調の度合いと
の関係を調べたところ、図４に示すようにキャリアの抵
抗が高くなるほどエッジ強調の度合いが強くなることが
確認された。

【００２８】一方、図３の特性曲線ｂに示すように経時
で絶縁性キャリアの樹脂コート層削れが生じてキャリア
の抵抗が低下することが知られている。このことから経
時での画像のシャープ性低下は経時でのキャリアの抵抗
の低下によるものと推測した。そこで、種々の実験や
検討を行ったところ、画像のエッジ強調やシャープ性低
下と、現像スリーブ等に印加する現像バイアス電圧の交
流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧や周波数との間に相
関があり、エッジ強調やシャープ性低下の生じない良好
な画像を得るためには、そのピーク・ツウ・ピーク電圧
や周波数に適正範囲が存在すること、並びにその適正範
囲がキャリアの抵抗によって異なることが判明した。

【００２９】例えば、図５は横軸に上記ピーク・ツウ・
ピーク電圧（現像バイアス電圧の交流成分の振幅Ｖpp）
をとって縦軸に画像のエッジ強調の度合いをとり、初期
のキャリアａ，使用によって抵抗が低下したキャリア
ｂ，使用によって抵抗が増加したキャリアｃについて上
記ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖppと画像のエッジ強調の
度合いとの相関を示したものである。この図５からキャ
リアの抵抗が増加するほど、エッジ強調の少ない良好な
画像を得るためのピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖppが大き
くなることが分かる。

【００３０】また、図６は横軸に上記周波数（現像バイ
アス電圧の交流成分の周波数ｆｂ）をとって縦軸に画像
のエッジ強調の度合いをとり、初期のキャリアａ，使用
によって抵抗が低下したキャリアｂ，使用によって抵抗
が増加したキャリアｃについて上記周波数ｆｂと画像の
エッジ強調の度合いとの相関を示したものである。この
図６からキャリアの抵抗が増加するほど、エッジ強調の
少ない良好な画像を得るための周波数ｆｂが大きくなる
ことが分かる。

【００３１】また、上記ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp
や上記周波数ｆｂがエッジ強調の少ない良好な画像を得
ることができる上記ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖppや上
記周波数ｆｂの適正範囲よりも高めである場合には画像
のシャープ性低下が生ずることが判明した。

【００３２】以上のことから、経時的にキャリアの抵抗
が変化することによって、上記ピーク・ツウ・ピーク電
圧Ｖppや上記周波数ｆｂがエッジ強調やシャープ性低下
が生じない良好な画像を得ることができる適正範囲を外
れ、これにより経時的にエッジ強調やシャープ性低下に
よる画像品質の低下が生じていることが分かった。

【００３３】また、図７および図８は横軸に上記ピーク
・ツウ・ピーク電圧Ｖppをとって縦軸にトナー付着量
γ，現像濃度をそれぞれとり、初期のキャリアａ，使用
によって抵抗が低下したキャリアｂ，使用によって抵抗
が増加したキャリアｃについて上記ピーク・ツウ・ピー
ク電圧Ｖppとトナー付着量γ，現像濃度との各相関を示
したものである。この図７および図８からキャリアの抵
抗が増加するほど最大のトナー付着量γ，現像濃度を得
るための上記ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖppが大きくな
ることが分かる。

【００３４】また、図９および図１０は横軸に上記周波
数ｆｂをとって縦軸にトナー付着量γ，現像濃度をそれ
ぞれとり、初期のキャリアａ，使用によって抵抗が低下
したキャリアｂ，使用によって抵抗が増加したキャリア
ｃについて上記周波数ｆｂとトナー付着量γ，現像濃度
との各相関を示したものである。この図９および図１０
からキャリアの抵抗が増加するほど最大のトナー付着量
γ，現像濃度を得るための上記周波数ｆｂが大きくなる
ことが分かる。

【００３５】このような相関は、現像剤の抵抗に当ては
まるだけではなく、現像剤の帯電量にも関係することが
分かった。現像剤は経時で帯電量Ｑ／Ｍが図１１の特性
曲線ａに示すように上昇するものも有れば図１１の特性
曲線ｂに示すように低下するものも有り、様々である。
現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが経時で低下する原因としては現
像剤のスペント化，キャリアの樹脂コート層の削れ等が
ある。また、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍは環境により大きく
変動し、図１２に示すように低温低湿下で上昇して高温
高湿下で低下する。

【００３６】図１３は現像剤の帯電量Ｑ／Ｍと画像のエ
ッジ強調レベルとの関係を示す。この図１３から分かる
ように現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが低い方が画像のエッジ強
調レベルが良くなる。しかし、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが
低すぎると、トナー飛散，地汚れが生じ、現像バイアス
の交流成分の印加時に電荷が現像剤を通して像担持体に
流れて像担持体上の静電潜像が破壊される現象が生ず
る。

【００３７】トナーの帯電量Ｑ／Ｍと画像のエッジ強調
レベル，現像特性との関係は、帯電量Ｑ／Ｍの異なるト
ナーについて図１４〜図１９に示すような関係があるこ
とが分かった。図１４および図１５は初期のキャリア
ａ，帯電量Ｑ／Ｍが低下したキャリアｂ，帯電量Ｑ／Ｍ
が増加したキャリアｃについて上記ピーク・ツウ・ピー
ク電圧Ｖpp，上記周波数ｆｂと画像のエッジ強調レベル
との各関係を示したものであり、図１６および図１７は
初期のキャリアａ，帯電量Ｑ／Ｍが低下したキャリア
ｂ，帯電量Ｑ／Ｍが増加したキャリアｃについて上記ピ
ーク・ツウ・ピーク電圧Ｖppとトナー付着量γ，現像濃
度との各関係を示し、図１８および図１９は初期のキャ
リアａ，帯電量Ｑ／Ｍが低下したキャリアｂ，帯電量Ｑ
／Ｍが増加したキャリアｃについて上記周波数ｆｂとト
ナー付着量γ，現像濃度との各関係を示す。

【００３８】これらの関係からトナーの帯電量Ｑ／Ｍが
高くなるほど画像のエッジ強調が強くなってトナー付着
量γが低くなることが分かる。また、トナーの帯電量Ｑ
／Ｍが高い場合は画像のエッジ強調やトナー付着量γを
改善するためには上記ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖppを
大きくする必要があり、逆に経時でトナーの帯電量Ｑ／
Ｍが低くなった場合は上記ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖ
ppを低くする方がよい。

【００３９】以上のように画像のエッジ強調や現像特性
はキャリアの抵抗，現像剤の帯電量に関係するので、本
発明の実施例はキャリアの抵抗，現像剤の帯電量を検出
してその結果に基づいて現像バイアス電圧の交流成分を
制御することにより、現像剤の経時劣化や環境変動に影
響されずに常に安定して適正なトナー付着量γで地汚
れ，エッジ強調の無い滑らかな高画質の画像を得るもの
である。

【００４０】一般的に現像装置内の現像剤の抵抗を検出
するのは難しく実用的でないが、現像剤の帯電量は検知
可能である。現像剤の帯電量という状態量は環境（温湿
度）および経時劣化による変動を含んだ全てを代表する
ものであり、その帯電量に基づいて現像バイアス電圧の
交流成分を決めることは好ましい。また、これに加えて
キャリアの抵抗も検出可能であればキャリアの抵抗，現
像剤の帯電量の両者で現像条件を決定するのが最も好ま
しい。

【００４１】また、本発明の他の実施例では、像担持体
上に電位の異なる複数の所定パターンの静電潜像を形成
してこの静電潜像を現像装置により所定の現像ポテンシ
ャルで現像して顕像とし、この顕像を光学センサーで検
知してこの光学センサーの上記現像ポテンシャルに対す
る検知結果によりトナー付着量の勾配を算出することで
現像γを求め、この現像γが最適になるように現像バイ
アス電界を決定することにより、現像剤の経時劣化や環
境変動に影響されずに常に安定して地汚れ，エッジ強調
の無い滑らかな高画質の画像を得ている。

【００４２】また、従来は現像装置で一定枚数分の現像
を行った場合に現像剤を寿命に達したものとみなして交
換していたが、現像剤の寿命は一義的なものではなく、
原稿面積の差や環境差等により変動する。そこで、本発
明の実施例はキャリアの抵抗，現像剤の帯電量で現像剤
が寿命に達したことを判断することにより、現像剤を寿
命に達したことを正確に判断して現像剤の交換を行わせ
る。

【００４３】以下本発明の実施例について詳細に説明す
る。図２０は本発明の第１実施例の概略を示す。この第
１実施例は、請求項１，３，４記載の発明の実施例であ
り、電子写真複写機の例であって原稿読取部１０及びプ
リンタ部１１を有する。プリンタ部１１においては、有
機感光体ドラムからなる像担持体１２の周囲に帯電チャ
ージャ１３，書き込み装置１４，黒現像装置１５，カラ
ー現像装置１６〜１８，中間転写ベルト１９，クリーニ
ング装置２０及び除電器２１が配置され、帯電チャージ
ャ１３及び書き込み装置１４は潜像形成手段を構成す
る。中間転写ベルト１９はローラ２２〜２６に掛け渡さ
れ、電源回路から転写バイアスローラ２５，２６を介し
て転写電圧が印加される。

【００４４】感光体ドラム１２は複写動作時に図示しな
い駆動機構により回転駆動され、帯電チャージャ１３に
より均一に帯電されて書き込み装置１４による画像露光
で画像が書き込まれて静電潜像が形成される。ここに、
書き込み装置１４は半導体レーザを駆動回路により例え
ば黒色の画像信号により変調駆動し、その出力光を光偏
向器により偏向して感光体ドラム１２に照射する。

【００４５】感光体ドラム１２上の黒色の静電潜像は黒
現像装置１５により黒色トナーとキャリアとを含む２成
分系現像剤で現像されて黒色の顕像となり、電源回路か
ら転写バイアスローラ２５，２６を介して中間転写ベル
ト１９に転写電圧が印加されていることにより中間転写
ベルト１９へ転写される。感光体ドラム１２は黒色の顕
像の転写後にクリーニング装置２０により残留トナーが
除去され、除電器２１により残留電荷が除去されて次の
作像が可能となる。

【００４６】また、黒色の顕像の形成及び転写と同様に
イエローの顕像の形成及び転写が行われる。この場合、
書き込み装置１４は半導体レーザを駆動回路によりイエ
ローの画像信号により変調駆動し、その出力光を光偏向
器により偏向して感光体ドラム１２に照射することでイ
エローの静電潜像を感光体ドラム１２上に形成させる。
感光体ドラム１２上のイエローの静電潜像はイエロー現
像装置１６によりイエロートナーとキャリアとを含む２
成分系現像剤で現像されてイエローの顕像となり、中間
転写ベルト１９へ転写される。感光体ドラム１２はイエ
ローの顕像の転写後にクリーニング装置２０により残留
トナーが除去され、除電器２１により残留電荷が除去さ
れて次の作像が可能となる。

【００４７】また、同様にマゼンタの顕像の形成及び転
写が行われる。この場合、書き込み装置１４は半導体レ
ーザを駆動回路によりマゼンタの画像信号により変調駆
動し、その出力光を光偏向器により偏向して感光体ドラ
ム１２に照射することでマゼンタの静電潜像を感光体ド
ラム１２上に形成させる。感光体ドラム１２上のマゼン
タの静電潜像はマゼンタ現像装置１７によりマゼンタト
ナーとキャリアとを含む２成分系現像剤で現像されてマ
ゼンタの顕像となり、中間転写ベルト１９へ転写され
る。感光体ドラム１２はマゼンタの顕像の転写後にクリ
ーニング装置２０により残留トナーが除去され、除電器
２１により残留電荷が除去されて次の作像が可能とな
る。

【００４８】さらに、シアンの顕像の形成及び転写が同
様に行われる。この場合、書き込み装置１４は半導体レ
ーザを駆動回路によりシアンの画像信号により変調駆動
し、その出力光を光偏向器により偏向して感光体ドラム
１２に照射することでシアンの静電潜像を感光体ドラム
１２上に形成させる。感光体ドラム１２上のシアンの静
電潜像はシアン現像装置１８によりシアントナーとキャ
リアとを含む２成分系現像剤で現像されてシアンの顕像
となり、中間転写ベルト１９へ転写される。感光体ドラ
ム１２はシアンの顕像の転写後にクリーニング装置２０
により残留トナーが除去され、除電器２１により残留電
荷が除去されて次の作像が可能となる。

【００４９】単色の複写を行う場合には黒色の顕像の形
成及び転写、イエローの顕像の形成及び転写、マゼンタ
の顕像の形成及び転写、シアンの顕像の形成及び転写の
いずれか１つが選択的に行われ、給紙装置２７から転写
紙がレジストローラ２８へ給紙される。レジストローラ
２８は転写紙を中間転写ベルト１９上の顕像と先端を合
わせて送出し、転写紙は転写バイアスローラ２９により
中間転写ベルト１９上の顕像が転写されて中間転写ベル
ト１９から剥離される。次いで、転写紙は搬送ベルト３
０により搬送されて定着装置３１により顕像が定着さ
れ、排紙トレイ３２へコピーとして排出される。

【００５０】また、２色複写を行う場合には黒色の顕像
の形成及び転写、イエローの顕像の形成及び転写、マゼ
ンタの顕像の形成及び転写、シアンの顕像の形成及び転
写のいずれか２つが選択的に行われて中間転写ベルト１
９上に２色の顕像が重ねて転写され、単色複写の場合と
同様に転写紙の給紙，顕像の転写及び定着が行われて２
色のコピーが排紙トレイ３２へ排出される。また、フル
カラーの複写を行う場合には黒色の顕像の形成及び転
写、イエローの顕像の形成及び転写、マゼンタの顕像の
形成及び転写、シアンの顕像の形成及び転写が行われて
中間転写ベルト１９上に各色の顕像が重ねて転写され、
単色複写の場合と同様に転写紙の給紙，顕像の転写およ
び定着が行われてフルカラーのコピーが排紙トレイ３２
へ排出される。

【００５１】また、原稿読取部１０においては、原稿載
置台３３上に原稿が載置される。この原稿載置台３３上
の原稿は露光ランプ３４により照明され、その反射光像
がミラー３５〜３７および結像レンズ３８を介して電荷
結合素子からなるイメージセンサ３９上に結像されて光
電変換される。そして、露光ランプ３４及びミラー３５
〜３７の移動により原稿の走査が行われ、イメージセン
サ３９から赤色，緑色，青色の画像信号が得られる。こ
の３色の画像信号は図示しない画像処理装置により処理
されてイエロー，マゼンタ，シアン，黒色の画像信号に
変換され、これらの画像信号は書き込み装置１４へ選択
的に送られて駆動回路により半導体レーザを変調駆動す
る。

【００５２】図２１はこの実施例の制御系を示す。この
制御系はＣＰＵ４０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４２及びイン
ターフェース（Ｉ／Ｏ）４３からなるマイクロコンピュ
ータにより構成されたメイン制御部４４を有し、メイン
制御部４４は光学センサ４５，環境センサ４６及び感光
体表面電位センサ４７からの入力信号を取り込んでレー
ザ光学系制御部４８，電源回路４９，トナー濃度センサ
５０〜５３，中間転写ベルト駆動部５４を制御する。

【００５３】レーザ光学系制御部４８は書き込み装置１
４の半導体レーザ出力調整などを行い、電源回路４９は
帯電チャージャ１３に所定の高電圧を印加すると共に各
現像装置１５〜１８の現像スリーブに現像バイアス電圧
を印加し、かつ、転写バイアスローラ２５，２６，２９
に所定の転写電圧を与える。光学センサ４５は感光体ド
ラム１２上の顕像を転写する転写位置より下流側でクリ
ーニング装置２０より上流側に配置された発光素子と受
光素子からなる光学センサであり、感光体ドラム１２上
に形成された基準濃度パターン、いわゆるＰセンサパタ
ーンのトナー付着量及び地肌部のトナー付着量を各色の
トナーによる顕像毎に測定する。

【００５４】トナー濃度センサ５０〜５３はそれぞれ各
現像装置１５〜１８において現像剤のトナー濃度を検出
する。トナー補給回路５５〜５８はそれぞれトナー濃度
センサ５０〜５３の出力信号を基準値と比較してこの比
較結果によりトナー濃度が基準値を下回っている場合に
その下回った分に対応した大きさのトナー補給信号を生
成し、このトナー補給信号により各現像装置１５〜１８
におけるトナー補給部を駆動して現像剤に対するトナー
補給を行わせる。感光体表面電位センサ４７は感光体ド
ラム１２の表面電位を検出し、中間転写ベルト駆動部５
４は中間転写ベルト１９を駆動して回動させる。

【００５５】図２２に示すように各現像装置１５〜１８
においては、感光体ドラム１２に対して所定のギャッ
プ、例えば０．６mmをおいて非磁性円筒状現像スリーブ
からなる現像剤担持体５９〜６２が配置され、この現像
スリーブ５９〜６２の内部に交互に配置された図示しな
い複数の異なる磁極からなる現像磁石と、磁性体からな
る磁気シールド板が設けられて固定状態に保持されてい
る。

【００５６】現像スリーブ５９〜６２はそれぞれ図示し
ない黒現像スリーブモータ，イエロー現像スリーブモー
タ，マゼンタ現像スリーブモータ，シアン現像スリーブ
モータによって現像時に矢印の向きに回転駆動される。
黒現像装置１５の内部には黒色トナーとキャリアを含む
２成分系現像剤が収容されており、この現像剤は現像剤
撹拌搬送汲み上げ部材６３によって現像スリーブ５９に
供給されて現像スリーブ５９内の磁石により現像スリー
ブ５９の表面に吸引されることによって磁気ブラシとな
る。この磁気ブラシは現像スリーブ５９により担持され
て搬送され、現像剤規制部材６７によって一定の量に調
整された後に感光体ドラム１２と現像スリーブ５９とが
対向する現像領域で感光体ドラム１２に供給されて感光
体ドラム１２上の静電潜像を現像する。

【００５７】同様に、イエロー現像装置１６，マゼンタ
現像装置１７，シアン現像装置１８はそれぞれイエロー
トナーとキャリアを含む２成分系現像剤、マゼンタトナ
ーとキャリアを含む２成分系現像剤、シアントナーとキ
ャリアを含む２成分系現像剤が収容されており、これら
の現像剤はそれぞれ現像剤撹拌搬送汲み上げ部材６４〜
６６によって現像スリーブ６０〜６２に供給されて現像
スリーブ６０〜６２内の磁石により現像スリーブ６０〜
６２の表面に吸引されることによって磁気ブラシとな
る。これらの磁気ブラシは現像スリーブ６０〜６２によ
り担持されて搬送され、現像剤規制部材６８〜７０によ
って一定の量に調整された後に感光体ドラム１２と現像
スリーブ６０〜６２とが対向する現像領域で感光体ドラ
ム１２に供給されて感光体ドラム１２上の静電潜像を現
像する。

【００５８】なお、各現像装置１５〜１８において、磁
気ブラシを構成する現像剤のキャリアとしては従来周知
の種々の絶縁性キャリア又は導電性キャリアを用いるこ
とができる。例えば、平均粒径１０〜６０μｍのシリコ
ンや絶縁性樹脂等によって被覆され真比重５〜６Ｋｇ／
ｃｍ³のフェライトを芯材とするキャリア、平均粒径３
０〜１００μｍのシリコン，スチレンーアクリルレジ
ン，シリコンレジン，フッ素変性アクリルレジン等によ
って被覆された真比重４〜６Ｋｇ／ｃｍ³の鉄粉，フェ
ライト等を芯材とするキャリア、造粒キャリア等を用い
ることができる。また、トナーとしては従来周知の種々
のトナーを用いることができ、例えば疎水性シリカ，酸
化チタン等が添加された負帯電トナーを用いることがで
きる。各現像装置１５〜１８は例えば反転現像法により
感光体ドラム１２上の静電潜像を現像する。

【００５９】次に、この実施例の作像条件について説明
する。感光体ドラム１２は例えば周速１８０ｍｍ／ｓｅ
ｃで回転しながら帯電チャージャ１３により−６００Ｖ
に帯電される。次に、感光体ドラム１２は書き込み装置
１４により黒色の画像信号，イエローの画像信号，マゼ
ンタの画像信号，シアンの画像信号のいずれかによる露
光で静電潜像が形成される。このとき、感光体ドラム１
２上の地肌部の電位は−３０Ｖになる。

【００６０】感光体ドラム１２上の静電潜像は現像装置
１５〜１８のいずれかにより現像されて黒色の顕像，イ
エローの顕像，マゼンタの顕像，シアンの顕像のいずれ
かになる。この場合、現像装置１５〜１８は現像時には
現像スリーブ５９〜６２が感光体ドラム１２に対して
０．６０ｍｍのギャップを持つように配置され、現像ス
リーブ５９〜６２に電源回路４９から現像バイアス電圧
として例えば−４５０Ｖの直流電圧が重畳された、ピー
ク・ツウ・ピーク電圧１．８ＫＶ，周波数２ＫＨＺの矩
形波の交流電圧が印加されて現像領域に交番電界を有す
る現像バイアス電界が形成される。現像スリーブ５９〜
６２の感光体ドラム１２に対する回転周速比は約１．８
倍であり、現像スリーブ５９〜６２への現像剤汲み上げ
量は０．１０ｇ／ｃｍ²程度である。

【００６１】この第１実施例では図２３に示すように現
像剤の帯電量を測定して現像バイアス電圧の交流成分を
制御する。すなわち、メイン制御部４４は所定のタイミ
ングでまず、書き込み装置１４に黒色Ｐセンサパターン
の露光を行わせ、感光体ドラム１２は帯電チャージャ１
３により均一に帯電された後に書き込み装置１４による
黒色Ｐセンサパターンの露光で黒色Ｐセンサパターンの
静電潜像が形成される。この黒色Ｐセンサパターンの静
電潜像は黒現像装置１５により現像されて黒色Ｐセンサ
パターンの顕像となり、この黒色Ｐセンサパターンの顕
像のトナー付着量Ｍ／Ａが光学センサ（Ｐセンサ）４５
により測定される。

【００６２】黒色Ｐセンサパターンの顕像のトナー付着
量Ｍ／Ａと、これに対する光学センサ４５の出力信号電
圧Ｖｓｐとは図２４に示すような関係があり、Ｖｓｐ→
Ｍ／Ａ算出回路７１は黒色Ｐセンサパターンの顕像に対
する光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐを取り込んで
この光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐを図２４に示
すトナー付着量Ｍ／Ａ対光学センサ４５出力信号電圧Ｖ
ｓｐの関係に基づいて黒色Ｐセンサパターンの顕像のト
ナー付着量Ｍ／Ａに換算する。

【００６３】また、黒現像装置１５内の現像剤のトナー
濃度ＴＣと帯電量Ｑ／Ｍとの間には１次もしくは２次の
関係がある。この関係は経時で異なり、一般的には図２
５に示すように帯電量Ｑ／Ｍが経時で低下する。図２５
の特性曲線Ａは新しい現像剤についてのトナー濃度ＴＣ
と帯電量Ｑ／Ｍとの関係の例を示し、図２５の特性曲線
Ｂは使用した現像剤についてのトナー濃度ＴＣと帯電量
Ｑ／Ｍとの関係の例を示す。また、現像剤のトナー濃度
ＴＣと帯電量Ｑ／Ｍとの関係は帯電量Ｑ／Ｍが経時で上
昇する場合もある。

【００６４】上記関係から各トナー濃度ＴＣで帯電量Ｑ
／Ｍを変えたときのトナー付着量Ｍ／Ａを調べたとこ
ろ、図２６に示すようなトナー濃度ＴＣ，帯電量Ｑ／
Ｍ，トナー付着量Ｍ／Ａの関係が得られた。そこで、黒
現像装置１５内の現像剤のトナー濃度ＴＣがトナー濃度
センサ（Ｔセンサ）５０により検出され、Ｍ／Ａ→Ｑ／
Ｍ算出回路７２はトナー濃度センサ５０の出力信号、上
記換算のトナー付着量Ｍ／Ａから帯電量Ｑ／Ｍを算出す
る。この場合、Ｍ／Ａ→Ｑ／Ｍ算出回路７２は予めメモ
リに格納されている図２６に示すようなトナー濃度Ｔ
Ｃ，帯電量Ｑ／Ｍ，トナー付着量Ｍ／Ａの関係に基づい
てトナー濃度センサ５０の出力信号及び上記換算のトナ
ー付着量Ｍ／Ａから帯電量Ｑ／Ｍを算出する。

【００６５】次に、メイン制御部４４は予めメモリに格
納されている帯電量Ｑ／Ｍと現像バイアス電圧の交流成
分の振幅（ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp）及び周波数
ｆｂの関係に基づいて上記算出の帯電量Ｑ／Ｍから現像
バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖ
pp及び周波数ｆｂを決定し、電源回路４９から現像スリ
ーブ５９への現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツ
ウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂをその決定したもの
に制御する。従って、黒現像装置１５における現像剤の
経時劣化や環境変動に影響されずに常に安定して適正な
トナー付着量γで地汚れ，エッジ強調の無い滑らかな高
画質の黒色画像を得ることができる。なお、帯電量Ｑ／
Ｍの逆数とトナー濃度ＴＣとの関係は直線になることが
あり、この関係によりトナー濃度ＴＣ，帯電量Ｑ／Ｍ，
トナー付着量Ｍ／Ａの関係を求めてメモリに格納してお
くようにしてもよい。

【００６６】同様にメイン制御部４４は所定のタイミン
グで書き込み装置１４にイエローＰセンサパターンの露
光を行わせ、感光体ドラム１２は帯電チャージャ１３に
より均一に帯電された後に書き込み装置１４によるイエ
ローＰセンサパターンの露光でイエローＰセンサパター
ンの静電潜像が形成される。このイエローＰセンサパタ
ーンの静電潜像はイエロー現像装置１６により現像され
てイエローＰセンサパターンの顕像となり、このイエロ
ーＰセンサパターンの顕像のトナー付着量Ｍ／Ａが光学
センサ４５により測定される。

【００６７】Ｖｓｐ→Ｍ／Ａ算出回路７１はイエローＰ
センサパターンの顕像に対する光学センサ４５の出力信
号電圧Ｖｓｐを取り込んでこの光学センサ４５の出力信
号電圧Ｖｓｐをイエロートナー付着量Ｍ／Ａ対光学セン
サ４５出力信号電圧Ｖｓｐの関係に基づいてイエローＰ
センサパターンの顕像のトナー付着量Ｍ／Ａに換算す
る。イエロー現像装置１６内の現像剤のトナー濃度ＴＣ
がトナー濃度センサ５１により検出され、Ｍ／Ａ→Ｑ／
Ｍ算出回路７２は予めメモリに格納されているイエロー
現像装置１６内の現像剤に関するトナー濃度ＴＣ，帯電
量Ｑ／Ｍ，トナー付着量Ｍ／Ａの関係に基づいてトナー
濃度センサ５１の出力信号、上記換算のトナー付着量Ｍ
／Ａから帯電量Ｑ／Ｍを算出する。

【００６８】次に、メイン制御部４４は予めメモリに格
納されているイエロー現像装置１６に関する現像剤の帯
電量Ｑ／Ｍと現像バイアス電圧の交流成分の振幅（ピー
ク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp）及び周波数ｆｂの関係に基
づいて上記算出の帯電量Ｑ／Ｍから現像バイアス電圧の
交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆ
ｂを決定し、電源回路４９から現像スリーブ６０への現
像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧
Ｖpp及び周波数ｆｂをその決定したものに制御する。

【００６９】また、同様にメイン制御部４４は所定のタ
イミングで書き込み装置１４にマゼンタＰセンサパター
ンの露光を行わせ、感光体ドラム１２は帯電チャージャ
１３により均一に帯電された後に書き込み装置１４によ
るマゼンタＰセンサパターンの露光でマゼンタＰセンサ
パターンの静電潜像が形成される。このマゼンタＰセン
サパターンの静電潜像はマゼンタ現像装置１７により現
像されてマゼンタＰセンサパターンの顕像となり、この
マゼンタＰセンサパターンの顕像のトナー付着量Ｍ／Ａ
が光学センサ４５により測定される。

【００７０】Ｖｓｐ→Ｍ／Ａ算出回路７１はマゼンタＰ
センサパターンの顕像に対する光学センサ４５の出力信
号電圧Ｖｓｐを取り込んでこの光学センサ４５の出力信
号電圧Ｖｓｐをマゼンタトナー付着量Ｍ／Ａ対光学セン
サ４５出力信号電圧Ｖｓｐの関係に基づいてマゼンタＰ
センサパターンの顕像のトナー付着量Ｍ／Ａに換算す
る。マゼンタ現像装置１７内の現像剤のトナー濃度ＴＣ
がトナー濃度センサ５２により検出され、Ｍ／Ａ→Ｑ／
Ｍ算出回路７２は予めメモリに格納されているマゼンタ
現像装置１７内の現像剤に関するトナー濃度ＴＣ，帯電
量Ｑ／Ｍ，トナー付着量Ｍ／Ａの関係に基づいてトナー
濃度センサ５２の出力信号、上記換算のトナー付着量Ｍ
／Ａから帯電量Ｑ／Ｍを算出する。

【００７１】次に、メイン制御部４４は予めメモリに格
納されているマゼンタ現像装置１７に関する現像剤の帯
電量Ｑ／Ｍと現像バイアス電圧の交流成分の振幅（ピー
ク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp）及び周波数ｆｂの関係に基
づいて上記算出の帯電量Ｑ／Ｍから現像バイアス電圧の
交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆ
ｂを決定し、電源回路４９から現像スリーブ６１への現
像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧
Ｖpp及び周波数ｆｂをその決定したものに制御する。

【００７２】さらに、同様にメイン制御部４４は所定の
タイミングで書き込み装置１４にシアンＰセンサパター
ンの露光を行わせ、感光体ドラム１２は帯電チャージャ
１３により均一に帯電された後に書き込み装置１４によ
るシアンＰセンサパターンの露光でシアンＰセンサパタ
ーンの静電潜像が形成される。このシアンＰセンサパタ
ーンの静電潜像はシアン現像装置１８により現像されて
シアンＰセンサパターンの顕像となり、このシアンＰセ
ンサパターンの顕像のトナー付着量Ｍ／Ａが光学センサ
４５により測定される。

【００７３】Ｖｓｐ→Ｍ／Ａ算出回路７１はシアンＰセ
ンサパターンの顕像に対する光学センサ４５の出力信号
電圧Ｖｓｐを取り込んでこの光学センサ４５の出力信号
電圧Ｖｓｐをシアントナー付着量Ｍ／Ａ対光学センサ４
５出力信号電圧Ｖｓｐの関係に基づいてシアンＰセンサ
パターンの顕像のトナー付着量Ｍ／Ａに換算する。シア
ン現像装置１８内の現像剤のトナー濃度ＴＣがトナー濃
度センサ５３により検出され、Ｍ／Ａ→Ｑ／Ｍ算出回路
７２は予めメモリに格納されているシアン現像装置１８
内の現像剤に関するトナー濃度ＴＣ，帯電量Ｑ／Ｍ，ト
ナー付着量Ｍ／Ａの関係に基づいてトナー濃度センサ５
３の出力信号、上記換算のトナー付着量Ｍ／Ａから帯電
量Ｑ／Ｍを算出する。

【００７４】次に、メイン制御部４４は予めメモリに格
納されているシアン現像装置１８に関する現像剤の帯電
量Ｑ／Ｍと現像バイアス電圧の交流成分の振幅（ピーク
・ツウ・ピーク電圧Ｖpp）及び周波数ｆｂの関係に基づ
いて上記算出の帯電量Ｑ／Ｍから現像バイアス電圧の交
流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ
を決定し、電源回路４９から現像スリーブ６２への現像
バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖ
pp及び周波数ｆｂをその決定したものに制御する。

【００７５】また、メイン制御部４４は各現像装置１５
〜１８毎に上記算出の現像剤帯電量が上下限値外になっ
た時には現像剤が寿命に達したと判断して表示部に現像
剤の交換を表示する。このため、現像剤の交換時期が自
動的に分かり、現像剤の帯電量が上がり過ぎて画像の濃
度不足，エッジ強調等による異常画像が発生したり現像
剤の帯電量が低過ぎてトナー飛散，地汚れ等による異常
画像が発生したりすることを防止することが可能にな
る。

【００７６】本発明の第２実施例は、請求項２，４，
５，６記載の発明の実施例であり、上記第１実施例にお
いて、現像剤の電気抵抗を測定し、その測定結果により
現像バイアス電圧を制御する。図２７に示すように黒現
像装置１５では現像剤規制部材６７には可変直流電源７
３から所定の電圧Ｖが印加され、この可変直流電源７３
から現像スリーブ５９上の磁気ブラシを通して対向電極
側へ流れる電流Ｉが電流測定部７４により測定される。
この電圧Ｖと電流Ｉの関係は図２８に示すようになり、
その傾きが現像剤のダイナミック抵抗（動的電気抵抗）
に相当する。

【００７７】図２９は現像剤のダイナミック抵抗ＤＲの
経時変化を示す。図２９において、横軸はランニング枚
数（経時）を示し、縦軸は現像剤のダイナミック抵抗Ｄ
Ｒを示す。図２９から分かるようにランニング枚数が多
くなると、現像剤のダイナミック抵抗ＤＲが低下する。
この現像剤のダイナミック抵抗ＤＲの低下は主にキャリ
アの樹脂コート層の削れに起因するものであり、図３０
に示すようにキャリアの樹脂コート層の削れ量が多くな
ると現像剤のダイナミック抵抗ＤＲが低下する。現像剤
のダイナミック抵抗ＤＲを測定する場合、従来はセル
法，加圧式抵抗測定法が用いられた。これらの測定法は
測定誤差が大きく、現像剤の充填状態で測定値が異なっ
て再現性が良くないが、実際の現像装置でも簡単な機構
で現像剤のダイナミック抵抗ＤＲを測定することが可能
である。

【００７８】現像剤の電気抵抗は現像剤のトナー濃度に
より異なるが、現像剤によってキャリア単独の方が現像
剤の電気抵抗が高くなる場合と低くなる場合とがある。
図３１はトナー濃度ＴＣと現像剤のダイナミック抵抗Ｄ
Ｒとの関係の一例を示す。現像剤のダイナミック抵抗Ｄ
Ｒを測定する際にはキャリア単独の抵抗を測定した方が
好ましいが、実際には現像剤の抵抗を測定しなくてはな
らない。現像剤の寿命を現像剤のダイナミック抵抗ＤＲ
で判断する場合、図３１に示すようなトナー濃度ＴＣと
現像剤のダイナミック抵抗ＤＲとの関係でトナー濃度Ｔ
Ｃ＝０ｗｔ％の時がキャリアだけの抵抗に相当する。ト
ナー濃度ＴＣと現像剤のダイナミック抵抗ＤＲとの関係
が分かっていればトナー濃度ＴＣから現像剤のダイナミ
ック抵抗ＤＲが分かる。

【００７９】メイン制御部４４は上述の電流測定部７４
により測定した電流Ｉと，可変直流電源７３から現像剤
規制部材６７に印加した電圧Ｖから現像剤の電気抵抗Ｄ
Ｒを算出し、黒現像装置１５内の現像剤のトナー濃度が
トナー濃度センサ５０により検出される。メイン制御部
４４はトナー濃度センサ５０の出力信号及び上記算出の
電気抵抗ＤＲからトナー濃度ＴＣと現像剤のダイナミッ
ク抵抗ＤＲとの関係に基づいてキャリア単独の抵抗を算
出し、このキャリア単独の抵抗が規定値外になった時に
現像剤が寿命に達したと判断して表示部に現像剤の交換
を表示させる。

【００８０】上述のように現像剤の帯電量及び電気抵抗
の両者により画像のエッジ強調，トナー付着量γ，トナ
ー付着量が最大となる現像バイアス電圧の交流成分の最
適値が異なり、現像バイアス電圧の交流成分の最適値を
決めるのに最も好ましいのは現像剤の帯電量及び電気抵
抗の両者により現像バイアス電圧の交流成分の最適値を
決めることである。

【００８１】メイン制御部４４は図３２に示すように第
１実施例と同様に測定した黒現像装置１５内の現像剤の
帯電量と上述のように求めた黒現像装置１５内の現像剤
の電気抵抗ＤＲとの両者に基づいて予めメモリに格納さ
れている現像剤の帯電量及び電気抵抗と現像バイアス電
圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波
数ｆｂ，直流成分との関係により現像バイアス電圧の交
流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆ
ｂ，直流成分を決定し、電源回路４９から現像スリーブ
５９へ印加される現像バイアス電圧の交流成分のピーク
・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ，直流成分をそ
の算出したものになるように制御する。このため、現像
装置の最適な現像条件を決めることができ、現像剤の経
時劣化や環境変動に影響されずに常に安定して高画質で
良好な現像特性を得ることができる。ここに、上記メモ
リには多数の状態の現像剤の帯電量及び電気抵抗の組合
せと，それに対する最適な現像バイアス電圧の交流成分
のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ，直流
成分が格納されており、上記現像剤の帯電量及び電気抵
抗から最適な現像バイアス電圧を一義的に決定すること
ができる。

【００８２】また、他の各現像装置１６〜１８において
も、同様にそれぞれ現像剤規制部材６８〜７０に可変直
流電源から所定の電圧が印加され、この現像剤規制部材
６８〜７０から現像スリーブ６０〜６２上の磁気ブラシ
を通して対向電極側へ流れる電流が電流測定部により測
定される。メイン制御部４４は各現像装置１６〜１８毎
に可変直流電源から現像剤規制部材６８〜７０に印加さ
れる電圧と，電流測定部の測定した電流より現像剤の抵
抗を算出し、この現像剤の抵抗と，第１実施例と同様に
測定した各現像装置１６〜１８内の現像剤の帯電量との
両者に基づいて予めメモリに格納されている現像剤の帯
電量及び電気抵抗と現像バイアス電圧の交流成分のピー
ク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ，直流成分と
の関係により現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツ
ウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ，直流成分を決定
し、電源回路４９から現像スリーブ６０〜６２へ印加さ
れる現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピー
ク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ，直流成分をその算出したも
のになるように制御する。このため、現像装置の最適な
現像条件を決めることができ、現像剤の経時劣化や環境
変動に影響されずに常に安定して高画質で良好な現像特
性を得ることができる。

【００８３】また、メイン制御部４４は各現像装置１６
〜１８においてトナー濃度センサ５１〜５３の出力信号
及び上記算出の各現像装置１６〜１８内の現像剤の電気
抵抗ＤＲからトナー濃度ＴＣと現像剤のダイナミック抵
抗ＤＲとの関係に基づいてキャリア単独の抵抗を算出
し、このキャリア単独の抵抗が規定値外になった時に現
像剤が寿命に達したと判断して表示部に現像剤の交換を
表示させる。このため、現像剤の交換時期が自動的に分
かり、現像剤の電気抵抗が高くなり過ぎてエッジ強調等
による異常画像が発生したり現像剤の電気抵抗が低くな
り過ぎて現像バイアスのリーク等による画像のザラツキ
が大きくなったりすることを防止することが可能にな
る。

【００８４】本発明の第３実施例は、請求項７，８記載
の発明の実施例であり、上記第１実施例において、各現
像装置１５〜１８の現像バイアス電圧を図３５に示すよ
うに適正値に設定する。すなわち、メイン制御部４４は
所定のタイミングでまず、書き込み装置１４に複数の黒
色Ｐセンサパターンの露光を順次に行わせ、感光体ドラ
ム１２は帯電チャージャ１３により均一に帯電された後
に書き込み装置１４による複数の黒色Ｐセンサパターン
の露光で複数の黒色Ｐセンサパターンの静電潜像が周方
向（回転方向）に沿って所定の間隔をおいて形成され
る。この複数の黒色Ｐセンサパターンの静電潜像は黒現
像装置１５により現像されて図３３に示すような黒色Ｐ
センサパターンの顕像８１，８２，８３・・・となり、
これらの顕像８１，８２，８３・・・のトナー付着量Ｍ
／Ａが光学センサ４５により測定される。

【００８５】ここに、書き込み装置１４により感光体ド
ラム１２に露光される複数の黒色Ｐセンサパターンは互
いに電位が異なって顕像８１，８２，８３・・・のトナ
ー付着量が互いに異なるようになるものであり、メイン
制御部４４は図３４に示すように黒現像装置１５が複数
の黒色Ｐセンサパターンの静電潜像を現像する時に顕像
８１，８２，８３・・・に対する現像ポテンシャル（複
数の黒色Ｐセンサパターンの静電潜像−現像バイアス電
圧の直流成分）と顕像８１，８２，８３・・・のトナー
付着量Ｍ／Ａとの関係の勾配がトナー付着量γとなるよ
うに電源回路４４から黒現像装置１５の現像スリーブ５
９へ印加される現像バイアス電圧を制御する。

【００８６】感光体ドラム１２上の顕像のトナー付着量
Ｍ／Ａと，その顕像に対する光学センサ４５の出力信号
電圧Ｖｓｐとの関係は図２４に示すようになり、メイン
制御部４４は予めメモリに格納されている顕像のトナー
付着量Ｍ／Ａと，その顕像に対する光学センサ４５の出
力信号電圧Ｖｓｐとの関係により感光体ドラム１２上の
顕像８１，８２，８３・・・に対する光学センサ４５の
出力信号電圧Ｖｓｐを感光体ドラム１２上の顕像８１，
８２，８３・・・のトナー付着量Ｍ／Ａに換算してこの
顕像８１，８２，８３・・・のトナー付着量Ｍ／Ａと顕
像８１，８２，８３・・・に対する現像ポテンシャルと
の関係の勾配を求めることによりトナー付着量γを算出
する。

【００８７】次に、メイン制御部４４はそのトナー付着
量γが許容値範囲に入るまで電源回路４４から黒現像装
置１５の現像スリーブ５９へ印加される現像バイアス電
圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波
数ｆｂを変更し、トナー付着量γが許容値範囲に入った
時のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂを電
源回路４４から黒現像装置１５の現像スリーブ５９へ印
加される現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・
ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂに設定する。このため、
トナー付着量γが最適になると同時に最適な画像が得ら
れる。

【００８８】また、メイン制御部４４は電源回路４４か
ら黒現像装置１５の現像スリーブ５９へ印加される現像
バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖ
pp及び周波数ｆｂが上限値（現像バイアス電圧が感光体
ドラム１２側へリークして感光体ドラム１２上の顕像ま
たは潜像を破壊する値）になってもピーク・ツウ・ピー
ク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂが許容値範囲に入らなくて目
標とするトナー付着量γが得られない場合には、黒現像
装置１５内の現像剤が寿命であると判断して表示部に現
像剤の交換を表示させる。このため、現像バイアス電界
の交番成分の条件を変更してもトナー付着量γが許容値
にならない場合に現像剤の交換を警告することができ
る。

【００８９】また、同様にメイン制御部４４は所定のタ
イミングで書き込み装置１４に複数のイエローＰセンサ
パターンの露光を順次に行わせ、感光体ドラム１２は帯
電チャージャ１３により均一に帯電された後に書き込み
装置１４による複数のイエローＰセンサパターンの露光
で複数のイエローＰセンサパターンの静電潜像が周方向
（回転方向）に沿って所定の間隔をおいて形成される。
この複数のイエローＰセンサパターンの静電潜像はイエ
ロー像装置１６により現像されて顕像となり、これらの
顕像のトナー付着量Ｍ／Ａが光学センサ４５により測定
される。

【００９０】書き込み装置１４により感光体ドラム１２
に露光される複数のイエローＰセンサパターンは互いに
電位が異なるものであり、メイン制御部４４はイエロー
現像装置１６が複数のイエローＰセンサパターンの静電
潜像を現像する時に顕像に対する現像ポテンシャル（複
数のイエローＰセンサパターンの静電潜像−現像バイア
ス電圧の直流成分）と顕像のトナー付着量Ｍ／Ａとの関
係の勾配がトナー付着量γとなるように電源回路４４か
らイエロー現像装置１６の現像スリーブ６０へ印加され
る現像バイアス電圧を制御する。

【００９１】メイン制御部４４は予めメモリに格納され
ている顕像のトナー付着量Ｍ／Ａと，その顕像に対する
光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐとの関係により感
光体ドラム１２上の複数のイエローＰセンサパターンの
顕像に対する光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐを感
光体ドラム１２上の複数のイエローＰセンサパターンの
顕像のトナー付着量Ｍ／Ａに換算してこれらの顕像のト
ナー付着量Ｍ／Ａとこれらの顕像に対する現像ポテンシ
ャルとの関係の勾配を求めることによりトナー付着量γ
を算出する。

【００９２】次に、メイン制御部４４はそのトナー付着
量γが許容値範囲に入るまで電源回路４４からイエロー
現像装置１６の現像スリーブ６０へ印加される現像バイ
アス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及
び周波数ｆｂを変更し、トナー付着量γが許容値範囲に
入った時のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆ
ｂを電源回路４４からイエロー現像装置１６の現像スリ
ーブ６０へ印加される現像バイアス電圧の交流成分のピ
ーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂに設定す
る。

【００９３】また、メイン制御部４４は電源回路４４か
らイエロー現像装置１６の現像スリーブ６０へ印加され
る現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク
電圧Ｖpp及び周波数ｆｂが上限値になってもピーク・ツ
ウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂが許容値範囲に入ら
なくて目標とするトナー付着量γが得られない場合に
は、イエロー現像装置１６内の現像剤が寿命であると判
断して表示部に現像剤の交換を表示させる。

【００９４】また、同様にメイン制御部４４は所定のタ
イミングで書き込み装置１４に複数のマゼンタＰセンサ
パターンの露光を順次に行わせ、感光体ドラム１２は帯
電チャージャ１３により均一に帯電された後に書き込み
装置１４による複数のマゼンタＰセンサパターンの露光
で複数のマゼンタＰセンサパターンの静電潜像が周方向
（回転方向）に沿って所定の間隔をおいて形成される。
この複数のマゼンタＰセンサパターンの静電潜像はマゼ
ンタ像装置１７により現像されて顕像となり、これらの
顕像のトナー付着量Ｍ／Ａが光学センサ４５により測定
される。

【００９５】書き込み装置１４により感光体ドラム１２
に露光される複数のマゼンタＰセンサパターンは電位が
互いに異なるものであり、メイン制御部４４はマゼンタ
現像装置１７が複数のマゼンタＰセンサパターンの静電
潜像を現像する時に顕像に対する現像ポテンシャル（複
数のマゼンタＰセンサパターンの静電潜像−現像バイア
ス電圧の直流成分）と顕像のトナー付着量Ｍ／Ａとの関
係の勾配がトナー付着量γとなるように電源回路４４か
らマゼンタ現像装置１７の現像スリーブ６１へ印加され
る現像バイアス電圧を制御する。

【００９６】メイン制御部４４は予めメモリに格納され
ている顕像のトナー付着量Ｍ／Ａと，その顕像に対する
光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐとの関係により感
光体ドラム１２上の複数のマゼンタＰセンサパターンの
顕像に対する光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐを感
光体ドラム１２上の複数のマゼンタＰセンサパターンの
顕像のトナー付着量Ｍ／Ａに換算してこれらの顕像のト
ナー付着量Ｍ／Ａとこれらの顕像に対する現像ポテンシ
ャルとの関係の勾配を求めることによりトナー付着量γ
を算出する。

【００９７】次に、メイン制御部４４はそのトナー付着
量γが許容値範囲に入るまで電源回路４４からマゼンタ
現像装置１７の現像スリーブ６１へ印加される現像バイ
アス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及
び周波数ｆｂを変更し、トナー付着量γが許容値範囲に
入った時のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆ
ｂを電源回路４４からマゼンタ現像装置１７の現像スリ
ーブ６１へ印加される現像バイアス電圧の交流成分のピ
ーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂに設定す
る。

【００９８】また、メイン制御部４４は電源回路４４か
らマゼンタ現像装置１７の現像スリーブ６１へ印加され
る現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク
電圧Ｖpp及び周波数ｆｂが上限値になってもピーク・ツ
ウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂが許容値範囲に入ら
なくて目標とするトナー付着量γが得られない場合に
は、マゼンタ現像装置１７内の現像剤が寿命であると判
断して表示部に現像剤の交換を表示させる。

【００９９】さらに、同様にメイン制御部４４は所定の
タイミングで書き込み装置１４に複数のシアンＰセンサ
パターンの露光を順次に行わせ、感光体ドラム１２は帯
電チャージャ１３により均一に帯電された後に書き込み
装置１４による複数のシアンＰセンサパターンの露光で
複数のシアンＰセンサパターンの静電潜像が周方向（回
転方向）に沿って所定の間隔をおいて形成される。この
複数のシアンＰセンサパターンの静電潜像はシアン像装
置１８により現像されて顕像となり、これらの顕像のト
ナー付着量Ｍ／Ａが光学センサ４５により測定される。

【０１００】書き込み装置１４により感光体ドラム１２
に露光される複数のシアンＰセンサパターンは電位が互
いに異なるものであり、メイン制御部４４はシアン現像
装置１８が複数のシアンＰセンサパターンの静電潜像を
現像する時に顕像に対する現像ポテンシャル（複数のシ
アンＰセンサパターンの静電潜像−現像バイアス電圧の
直流成分）と顕像のトナー付着量Ｍ／Ａとの関係の勾配
がトナー付着量γとなるように電源回路４４からシアン
現像装置１８の現像スリーブ６２へ印加される現像バイ
アス電圧を制御する。

【０１０１】メイン制御部４４は予めメモリに格納され
ている顕像のトナー付着量Ｍ／Ａと，その顕像に対する
光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐとの関係により感
光体ドラム１２上の複数のシアンＰセンサパターンの顕
像に対する光学センサ４５の出力信号電圧Ｖｓｐを感光
体ドラム１２上の複数のシアンＰセンサパターンの顕像
のトナー付着量Ｍ／Ａに換算してこれらの顕像のトナー
付着量Ｍ／Ａとこれらの顕像に対する現像ポテンシャル
との関係の勾配を求めることによりトナー付着量γを算
出する。

【０１０２】次に、メイン制御部４４はそのトナー付着
量γが許容値範囲に入るまで電源回路４４からシアン現
像装置１８の現像スリーブ６２へ印加される現像バイア
ス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び
周波数ｆｂを変更し、トナー付着量γが許容値範囲に入
った時のピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂ
を電源回路４４からシアン現像装置１８の現像スリーブ
６２へ印加される現像バイアス電圧の交流成分のピーク
・ツウ・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂに設定する。

【０１０３】また、メイン制御部４４は電源回路４４か
らシアン現像装置１８の現像スリーブ６２へ印加される
現像バイアス電圧の交流成分のピーク・ツウ・ピーク電
圧Ｖpp及び周波数ｆｂが上限値になってもピーク・ツウ
・ピーク電圧Ｖpp及び周波数ｆｂが許容値範囲に入らな
くて目標とするトナー付着量γが得られない場合には、
シアン現像装置１８内の現像剤が寿命であると判断して
表示部に現像剤の交換を表示させる。

【０１０４】上記各実施例において、感光体ドラム１２
と現像スリーブ５９〜６２との線速比Ｖｓ／Ｖｐを１．
０＜Ｖｓ／Ｖｐ＜２．０とし、感光体ドラム１２と現像
スリーブ５９〜６２との間隙Ｇｐを０．８ｍｍ以下とす
ればエッジ効果を少なくするのに特に有効となる。ま
た、Ｇｐを変更する際には、現像スリーブ５９〜６２上
の適正な現像剤量が変化する場合にそれを補正すべく現
像スリーブ５９〜６２と現像剤規制部材６７〜７０との
間隙Ｇｄを変更すると良く、その場合Ｇｄ＜Ｇｐが好ま
しい。

【０１０５】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する
潜像形成手段と、前記像担持体と現像剤担持体とが対向
する現像領域に２成分系現像剤を前記現像剤担持体で搬
送するとともに、前記現像領域に交番電界を有する現像
バイアス電界を形成して前記像担持体上の静電潜像を現
像する現像手段とを有する画像形成装置において、前記
現像手段内の現像剤の帯電量を検知する現像剤帯電量検
知手段と、この現像剤帯電量検知手段の検知結果に基づ
いて前記現像バイアス電界を制御する現像バイアス電界
制御手段とを備えたので、現像剤の帯電量が経時で変化
して最適な画像を得るための現像バイアス電界の条件が
現像剤の帯電量に応じて変化しても、現像剤の帯電量に
応じて現像バイアス電界を制御して常に最適の画像を得
ることができる。

【０１０６】請求項２記載の発明によれば、像担持体
と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域
に２成分系現像剤を前記現像剤担持体で搬送するととも
に、前記現像領域に交番電界を有する現像バイアス電界
を形成して前記像担持体上の静電潜像を現像して顕像と
する現像手段とを有する画像形成装置において、前記像
担持体上の顕像のトナー付着量を検出するトナー付着量
検出手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検
出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段
の検出結果及び前記トナー付着量検出手段の検出結果か
らトナーの帯電量を算出するトナー帯電量算出手段とを
備えたので、トナーの帯電量を簡単に求めることがで
き、現像剤の帯電量に応じて現像バイアス電界を制御し
て常に最適の画像を得ることが可能となる。

【０１０７】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の画像形成装置において、前記現像剤帯電量
検知手段で検知した帯電量または前記トナー帯電量算出
手段で算出した帯電量が上下限値外になった時に現像剤
が寿命に達したと判断する現像剤寿命判断手段を備えた
ので、現像剤の交換時期が自動的に分かり、現像剤の帯
電量が上がり過ぎて画像の濃度不足，エッジ強調等によ
る異常画像が発生したり現像剤の帯電量が低過ぎてトナ
ー飛散，地汚れ等による異常画像が発生したりすること
を防止することが可能になる。

【０１０８】請求項４記載の発明によれば、請求項１，
２または３記載の画像形成装置において、前記現像手段
内の現像剤の電気抵抗を検出する現像剤電気抵抗検出手
段と、この現像剤電気抵抗検出手段の検出結果と前記現
像剤帯電量検知手段で検知した帯電量または前記トナー
帯電量算出手段で算出した帯電量に基づいて前記現像バ
イアス電界を制御する現像バイアス電界制御手段とを備
えたので、現像手段の最適な現像条件を決めることがで
き、現像剤の経時劣化や環境変動に影響されずに常に安
定して高画質で良好な現像特性を得ることができる。

【０１０９】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の画像形成装置において、前記現像手段は前記現像剤
担持体により搬送される現像剤の量を規制する規制部材
を有し、前記現像剤電気抵抗検出手段は前記規制部材に
電圧を印加して現像剤を通して流れる電流を検出して現
像剤の動的電気抵抗を検出するので、現像剤の電気抵抗
を簡単に高精度で検出することが可能となる。

【０１１０】請求項６記載の発明によれば、請求項４ま
たは５記載の画像形成装置において、前記現像剤帯電量
検知手段で検知した帯電量または前記トナー帯電量算出
手段で算出した帯電量が上下限値外になった時、または
前記現像剤電気抵抗検出手段で検出した現像剤の動的電
気抵抗が規定値外になった時に現像剤が寿命に達したと
判断する現像剤寿命判断手段を備えたので、現像剤の交
換時期が自動的に分かり、現像剤の帯電量が上がり過ぎ
て画像の濃度不足，エッジ強調等による異常画像が発生
したり現像剤の帯電量が低過ぎてトナー飛散，地汚れ等
による異常画像が発生したりすることを防止することが
可能になり、さらに現像剤の電気抵抗が高くなり過ぎて
エッジ強調等による異常画像が発生したり現像剤の電気
抵抗が低くなり過ぎて現像バイアスのリーク等による画
像のザラツキが大きくなったりすることを防止すること
が可能になる。

【０１１１】請求項７記載の発明によれば、像担持体
と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域
に２成分系現像剤を前記現像剤担持体で搬送するととも
に、前記現像領域に交番電界を有する現像バイアス電界
を形成して前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手
段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上に
電位の異なる複数の所定パターンの静電潜像を形成して
この静電潜像を前記現像手段により所定の現像ポテンシ
ャルで現像して顕像とし、この顕像を光学センサーで検
知してこの光学センサーの前記現像ポテンシャルに対す
る検知結果によりトナー付着量の勾配を算出し、この勾
配により前記現像バイアス電界を設定する現像バイアス
電界設定手段を備えたので、トナー付着量γが最適にな
ると同時に最適な画像が得られる。

【０１１２】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の画像形成装置において、前記現像バイアス電界の交
番成分が上限値になっても前記勾配が許容値内に入らな
い場合には現像剤が寿命に達したと判断して現像剤交換
の表示を行う現像剤交換手段を備えたので、現像バイア
ス電界の交番成分の条件を変更してもトナー付着量γが
許容値にならない場合に現像剤の交換を警告することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明を示すブロック図である。

【図２】画像形成装置における静電潜像の周波数と現像
装置の現像濃度との関係を示す曲線特性図である。

【図３】画像形成装置におけるキャリア抵抗の経時変化
を示す特性曲線図である。

【図４】画像形成装置におけるキャリア抵抗と画像のエ
ッジ強調レベルとの関係を示す特性曲線図である。

【図５】画像形成装置における現像バイアス電圧の交流
成分の振幅，画像のエッジ強調レベル及び現像剤の抵抗
の関係を示す特性曲線図である。

【図６】画像形成装置における現像バイアス電圧の交流
成分の周波数，画像のエッジ強調レベル及び現像剤の抵
抗の関係を示す特性曲線図である。

【図７】画像形成装置における現像バイアス電圧の交流
成分の振幅，トナー付着量γ及び現像剤の抵抗の関係を
示す特性曲線図である。

【図８】画像形成装置における現像バイアス電圧の交流
成分の振幅，現像濃度及び現像剤の抵抗の関係を示す特
性曲線図である。

【図９】画像形成装置における現像バイアス電圧の交流
成分の周波数，トナー付着量γ及び現像剤の抵抗の関係
を示す特性曲線図である。

【図１０】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の周波数，現像濃度及び現像剤の抵抗の関係を示
す特性曲線図である。

【図１１】画像形成装置におけるトナー帯電量の経時変
化を示す特性曲線図である。

【図１２】画像形成装置におけるトナー濃度，現像剤の
帯電量及び環境の関係を示す特性曲線図である。

【図１３】画像形成装置におけるトナー帯電量と画像の
エッジ強調レベルとの関係を示す特性曲線図である。

【図１４】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の振幅，画像のエッジ強調レベル及びトナー帯電
量の関係を示す特性曲線図である。

【図１５】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の周波数，画像のエッジ強調レベル及びトナー帯
電量の関係を示す特性曲線図である。

【図１６】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の振幅，トナー付着量γ及び現像剤帯電量の関係
を示す特性曲線図である。

【図１７】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の振幅，現像濃度及び現像剤帯電量の関係を示す
特性曲線図である。

【図１８】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の周波数，トナー付着量γ及び現像剤帯電量の関
係を示す特性曲線図である。

【図１９】画像形成装置における現像バイアス電圧の交
流成分の周波数，現像濃度及び現像剤帯電量の関係を示
す特性曲線図である。

【図２０】本発明の第１実施例の概略を示す断面図であ
る。

【図２１】同第１実施例の制御系を示すブロック図であ
る。

【図２２】同第１実施例の一部を拡大して示す断面図で
ある。

【図２３】同第１実施例を説明するための図である。

【図２４】同第１実施例のトナー付着量と光学センサ出
力信号電圧との関係を示す特性曲線図である。

【図２５】同第１実施例のトナー濃度と現像剤帯電量と
の関係を示す特性曲線図である。

【図２６】同第１実施例のトナー付着量，現像剤帯電量
及びトナー濃度の関係を示す特性曲線図である。

【図２７】本発明の第２実施例の一部を示す概略図であ
る。

【図２８】同第２実施例の特性曲線図である。

【図２９】同第２実施例のランニング枚数と現像剤の動
的電気抵抗との関係を示す特性曲線図である。

【図３０】同第２実施例のキャリア樹脂コート層の厚さ
と現像剤の動的電気抵抗との関係を示す特性曲線図であ
る。

【図３１】同第２実施例のトナー濃度と現像剤の動的電
気抵抗との関係を示す特性曲線図である。

【図３２】同第２実施例の動作フローの一部を示すフロ
ーチャートである。

【図３３】本発明の第３実施例の一部を示す斜視図であ
る。

【図３４】同第３実施例のＰセンサパターンに対する現
像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す特性曲線
図である。

【図３５】同第３実施例の動作フローの一部を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１現像剤帯電量検出手段２現像バイアス電界制御手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体上に静電潜像を
形成する潜像形成手段と、前記像担持体と現像剤担持体
とが対向する現像領域に２成分系現像剤を前記現像剤担
持体で搬送するとともに、前記現像領域に交番電界を有
する現像バイアス電界を形成して前記像担持体上の静電
潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置におい
て、前記現像手段内の現像剤の帯電量を検知する現像剤
帯電量検知手段と、この現像剤帯電量検知手段の検知結
果に基づいて前記現像バイアス電界を制御する現像バイ
アス電界制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】像担持体と、この像担持体上に静電潜像を
形成する潜像形成手段と、前記像担持体と現像剤担持体
とが対向する現像領域に２成分系現像剤を前記現像剤担
持体で搬送するとともに、前記現像領域に交番電界を有
する現像バイアス電界を形成して前記像担持体上の静電
潜像を現像して顕像とする現像手段とを有する画像形成
装置において、前記像担持体上の顕像のトナー付着量を
検出するトナー付着量検出手段と、前記現像手段内の現
像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、こ
のトナー濃度検出手段の検出結果及び前記トナー付着量
検出手段の検出結果からトナーの帯電量を算出するトナ
ー帯電量算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項３】請求項１または２記載の画像形成装置にお
いて、前記現像剤帯電量検知手段で検知した帯電量また
は前記トナー帯電量算出手段で算出した帯電量が上下限
値外になった時に現像剤が寿命に達したと判断する現像
剤寿命判断手段を備えたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項４】請求項１，２または３記載の画像形成装置
において、前記現像手段内の現像剤の電気抵抗を検出す
る現像剤電気抵抗検出手段と、この現像剤電気抵抗検出
手段の検出結果と前記現像剤帯電量検知手段で検知した
帯電量または前記トナー帯電量算出手段で算出した帯電
量に基づいて前記現像バイアス電界を制御する現像バイ
アス電界制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項５】請求項４記載の画像形成装置において、前
記現像手段は前記現像剤担持体により搬送される現像剤
の量を規制する規制部材を有し、前記現像剤電気抵抗検
出手段は前記規制部材に電圧を印加して現像剤を通して
流れる電流を検出して現像剤の動的電気抵抗を検出する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項４または５記載の画像形成装置にお
いて、前記現像剤帯電量検知手段で検知した帯電量また
は前記トナー帯電量算出手段で算出した帯電量が上下限
値外になった時、または前記現像剤電気抵抗検出手段で
検出した現像剤の動的電気抵抗が規定値外になった時に
現像剤が寿命に達したと判断する現像剤寿命判断手段を
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】像担持体と、この像担持体上に静電潜像を
形成する潜像形成手段と、前記像担持体と現像剤担持体
とが対向する現像領域に２成分系現像剤を前記現像剤担
持体で搬送するとともに、前記現像領域に交番電界を有
する現像バイアス電界を形成して前記像担持体上の静電
潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置におい
て、前記像担持体上に電位の異なる複数の所定パターン
の静電潜像を形成してこの静電潜像を前記現像手段によ
り所定の現像ポテンシャルで現像して顕像とし、この顕
像を光学センサーで検知してこの光学センサーの前記現
像ポテンシャルに対する検知結果によりトナー付着量の
勾配を算出し、この勾配により前記現像バイアス電界を
設定する現像バイアス電界設定手段を備えたことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項８】請求項７記載の画像形成装置において、前
記現像バイアス電界の交番成分が上限値になっても前記
勾配が許容値内に入らない場合には現像剤が寿命に達し
たと判断して現像剤交換の表示を行う現像剤交換手段を
備えたことを特徴とする画像形成装置。