(57)【要約】【課題】像担持体及びトナー担持体間のリーク発生に加えてトナー供給部材及びトナー担持体間のリーク発生を抑制可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、第１バイアス回路３０にはリーク検知装置３５が接続されている。リーク検知装置３５によるＤＳ間のリーク検知結果に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、ＤＳ間Ｖｐｐの変化に応じてＭＳ間Ｖｐｐを設定する。【選択図】図４
2010085592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、
該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー薄層を形成するトナー供給部材と、
該トナー供給部材及び前記トナー担持体に直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段と、を有する現像装置において、
前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、
該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、
該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧の変化に応じて前記トナー供給部材−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧のピークツーピーク値ＤＳ間Ｖｐｐ及び前記トナー供給部材−前記トナー担持体間に印加される交流電圧のピークツーピーク値ＭＳ間Ｖｐｐを記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記リーク検知手段の検知結果に基づいて設定されたＤＳ間Ｖｐｐを前回のリーク検知時に設定されたＤＳ間Ｖｐｐから差し引いた差分を算出するとともに、算出された差分を前回のリーク検知時に設定されたＭＳ間Ｖｐｐから差し引いてＭＳ間Ｖｐｐを設定することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、現像ローラに帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置の駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、トナーをチャージローラで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、トナーの添加剤がチャージローラに付着して帯電能力が低下し、トナーの帯電量を安定して維持することが困難であった。また、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、トナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリア成分を含まないトナーのみを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持できトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を像担持体（感光体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって像担持体（感光体）上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
この現像方式においては、現像ローラと感光体の間での電流リークによるノイズの発生と画像濃度ムラの発生が問題となっていた。これは、現像領域で現像ローラに印加する現像バイアスの交流成分を高くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が大きくなって感光体と現像ローラとの間にリークが発生し、逆に交流成分を低くし過ぎると、感光体の表面電位と交流電圧のピーク値との電位差が小さくなり、現像ローラから感光体上へトナーが十分に飛翔せず画像濃度ムラが発生するためである。
【０００７】
そのため、上記の不具合が発生しないように現像バイアスの交流電圧を選択する必要があるが、実際には現像ローラの成形精度や取り付け精度、感光体と現像ローラとの隙間（現像ギャップ）を決定するスペーサの摩耗等によって現像ギャップや現像ローラの抵抗値が変化するため、現像装置毎に、或いは同じ現像装置であっても経時的にリークの発生し易さが異なってくる。また、リークの発生し易さは装置の使用環境によっても変化するため、一律に同じ交流電圧を選択すると、リークの発生する場合や画像濃度ムラが発生する場合があった。
【０００８】
そこで、特許文献１には、像担持体（感光体）とトナー担持体（現像ローラ）との間にリークを発生させるリーク発生手段と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいてリークの発生を検知するリーク検知手段とを備え、故意にリークを発生させたときのリーク発生電圧に基づいてリークや画像濃度ムラの発生しない最適な交流電圧を選択可能とした現像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２８７９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の方法によれば、感光体及び現像ローラ間のリークの発生を検知して現像ローラに印加する最適な交流電圧を設定できる。しかし、上述した現像方式の現像装置においては、磁気ローラから現像ローラへのトナー移動も行っているため、磁気ローラと現像ローラとの間でのリークの発生という問題があった。そのため、磁気ローラに印加する交流電圧を固定したまま現像ローラに印加する交流電圧を変化させると、磁気ローラ及び現像ローラ間のリークの発生リスクが高くなるおそれがあった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、像担持体及びトナー担持体間のリーク発生に加えてトナー供給部材及びトナー担持体間のリーク発生を抑制可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体に非接触で対向配置されるトナー担持体と、該トナー担持体上に磁気ブラシを用いてトナー薄層を形成するトナー供給部材と、該トナー供給部材及び前記トナー担持体に直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段と、を有する現像装置において、前記電圧印加手段により前記トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて前記像担持体と前記トナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、該リーク検知手段の検知結果に基づいて前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧の変化に応じて前記トナー供給部材−前記トナー担持体間に印加される交流電圧を変化させることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記像担持体−前記トナー担持体間に印加される交流電圧のピークツーピーク値ＤＳ間Ｖｐｐ及び前記トナー供給部材−前記トナー担持体間に印加される交流電圧のピークツーピーク値ＭＳ間Ｖｐｐを記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記リーク検知手段の検知結果に基づいて設定されたＤＳ間Ｖｐｐを前回のリーク検知時に設定されたＤＳ間Ｖｐｐから差し引いた差分を算出するとともに、算出された差分を前回のリーク検知時に設定されたＭＳ間Ｖｐｐから差し引いてＭＳ間Ｖｐｐを設定することを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、像担持体−トナー担持体間のリーク検知結果によって像担持体−トナー担持体間に印加される交流電圧が変化した場合、それに応じてトナー供給部材−トナー担持体間に印加される交流電圧も変化させるため、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生のみでなく、トナー供給部材−トナー担持体間でのリーク発生も抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、ＤＳ間Ｖｐｐ及びＭＳ間Ｖｐｐを記憶する記憶手段を設け、リーク検知手段の検知結果に基づいて設定されたＤＳ間Ｖｐｐを前回のリーク検知時に設定されたＤＳ間Ｖｐｐから差し引いた差分を算出するとともに、算出された差分を前回のリーク検知時に設定されたＭＳ間Ｖｐｐから差し引いてＭＳ間Ｖｐｐを設定することにより、トナー供給部材−トナー担持体間でのリーク発生電圧が低下してもリーク発生電圧との差が常に一定となるようにＭＳ間Ｖｐｐが設定される。従って、トナー供給部材−トナー担持体間のリーク発生を抑制するとともに、トナー供給部材−トナー担持体間のトナー移動性も極力維持できる最適なＭＳ間Ｖｐｐを設定可能となる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置を画像形成装置に搭載することにより、像担持体−トナー担持体間及びトナー供給部材−トナー担持体間でのリークによる画像不良を効果的に防止できる画像形成装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１８】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１９】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００２０】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２１】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２２】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２３】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００２４】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２５】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐは分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２６】
図２は、本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００２７】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。
【００２８】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００２９】
なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００３０】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブに内包される複数の磁極（ここでは５極）を有する固定マグネットローラ体２２ｂで構成されている。現像ローラ２３は、非磁性の現像スリーブから構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。
【００３１】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００３２】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００３３】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。そして、磁気ローラ２２上に磁気ブラシ（図示せず）を形成する。磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分に搬送され、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び固定マグネットローラ体２２ｂとの間の磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００３４】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００３５】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相の異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００３６】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００３７】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００３８】
現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向部分に搬送され、磁気ローラ２２上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネットローラ体２２ｂの同極部分で磁気ローラ２２から引き剥がされた後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として磁気ローラ２２上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００３９】
また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。さらに、第１バイアス回路３０にはリーク検知装置３５が接続されている。感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との間（以下、ＤＳ間という）でリークが発生した場合、第１バイアス回路３０に流れる電流が急激に増加するため、第１バイアス回路３０に流れる電流をモニタリングすることでリークの発生を検知することができる。
【００４０】
制御部３７は、電圧可変装置３３に制御信号を送信して第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１から印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及びＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を制御する。また、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）を変化させてＤＳ間にリークを発生させ、リーク検知装置３５によりリークが検知されたときのＤＳ間電位差（以下、リーク発生電圧という）に基づいて、ＤＳ間に印加される交流電圧のピークツーピーク値（以下、ＤＳ間Ｖｐｐという）をリークの発生しない範囲に設定する。
【００４１】
記憶部３９は、例えば読み書き自在のＲＡＭ（Random Access Memory）から成り、制御部３７により使用される制御プログラムの他、リーク検知装置３５の検知結果に基づいて設定されたＤＳ間Ｖｐｐや、磁気ローラ−現像ローラ間に印加される交流電圧のピークツーピーク値（以下、ＭＳ間Ｖｐｐという）等の、制御に必要となるデータが記憶される。なお、制御部３７及び記憶部３９は、画像形成装置１００全体の制御部及び記憶部と兼用しても良いし、現像装置３ａ〜３ｄを制御するために独立して配置しても良い。
【００４２】
本発明においては、ＤＳ間のリーク検知結果に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、ＤＳ間Ｖｐｐの変化に応じてＭＳ間Ｖｐｐを設定することを特徴としている。具体的には、電圧可変装置３３及びリーク検知装置３５を用いてＤＳ間におけるリークの発生及び検知を行い、リーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐを設定し、ＤＳ間ＶｐｐからＶｓｌｖ（ＡＣ）を設定するとともに、設定されたＤＳ間Ｖｐｐを記憶部３９に記憶しておく。
【００４３】
その後、次にリークの発生及び検知を行った時にＤＳ間Ｖｐｐを再設定するが、このときに再設定されたＤＳ間Ｖｐｐを記憶部３９に記憶された前回のＤＳ間Ｖｐｐから差し引いた差分を算出し、算出された差分を前回のＭＳ間Ｖｐｐからさらに差し引いてＭＳ間Ｖｐｐを再設定する。そして、再設定されたＭＳ間ＶｐｐとなるようにＶｍａｇ（ＡＣ）を設定する。
【００４４】
これにより、ＤＳ間のリーク検知結果によってＤＳ間Ｖｐｐが変化した場合、ＤＳ間Ｖｐｐの変化量だけＭＳ間Ｖｐｐも変化させるため、ＭＳ間でのリーク発生電圧が低下してもリーク発生電圧との差が常に一定となるようにＭＳ間Ｖｐｐが設定される。従って、ＤＳ間のリーク発生だけでなく、ＭＳ間のリーク発生も抑制可能となる。
【００４５】
なお、ＤＳ間のリーク検知を行う際、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）を段階的に変化させ、その都度リーク発生を検知することが好ましい。このようにすれば、ＤＳ間Ｖｐｐが最大となるＶｓｌｖ（ＤＣ）が容易に決定でき、このときのＶｓｌｖ（ＤＣ）を現像時に印加する直流電圧として設定することで、最もリークの発生し難い設定となる。
【００４６】
図４は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置におけるＶｓｌｖ（ＡＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）の設定手順を示すフローチャートである。先ず、制御部３７からの制御信号によりｎ回目のリークの発生及び検知が指示されると（ステップＳ１）、電圧可変装置３３によりＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変する（ステップＳ２）。そして、リーク検知装置３５によりＤＳ間のリーク検知が行われ（ステップＳ３）、リークが検知されたときはリーク発生電圧を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧を超えない範囲でＤＳ間Ｖｐｐ値Ｐｎを設定し、記憶部３９に記憶する（ステップＳ４）。
【００４７】
次に、リーク検知回数ｎが１よりも大きいか否かが判断され（ステップＳ５）、１回目の検知である場合はＭＳ間Ｖｐｐ値が基準値Ａ１となるようにＶｍａｇ（ＡＣ）が設定される（ステップＳ６）。一方、２回目以降の検知である場合は、前回のＤＳ間Ｖｐｐ値Ｐｎ-1から今回設定されたＤＳ間Ｖｐｐ値Ｐｎを差し引いた差分Ｐｎ-1−Ｐｎを算出する（ステップＳ７）。そして、前回のＭＳ間Ｖｐｐ値Ａｎ-1から（Ｐｎ−Ｐｎ-1）を引いて新たなＭＳ間Ｖｐｐ値Ａｎを設定し（ステップＳ８）、ＭＳ間Ｖｐｐ値がＡｎとなるＶｍａｇ（ＡＣ）を再設定する（ステップＳ９）。そして、ｎに１を加算して（ステップＳ１０）ステップＳ１に戻り、以後同様の制御を繰り返す。
【００４８】
図４の制御例で、１回目のリーク検知及びそれに伴うＤＳ間Ｖｐｐ値Ｐ１、ＭＳ間Ｖｐｐ値Ａ１の設定は、画像形成装置の製造時における初期設定に対応する。そして、２回目以降のリーク検知及び設定は、画像形成装置がユーザの元で設置されたとき、及びその後の装置立ち上げ時に設置場所の環境条件に合わせて行う設定に対応する。即ち、設置場所の環境に関係なく、ＤＳ間リーク及びＭＳ間リークによる画像不良の発生しない最適なＤＳ間Ｖｐｐ、ＭＳ間Ｖｐｐを設定可能となる。
【００４９】
また、上記制御例においては、ＤＳ間Ｖｐｐの変化量Ｐｎ-1−Ｐｎに応じてＭＳ間Ｖｐｐを設定しているが、ＤＳ間Ｖｐｐがリーク発生電圧から一定電圧だけ低い電圧に設定される場合、ＤＳ間Ｖｐｐの変化量Ｐｎ−Ｐｎ-1はリーク発生電圧の変化量と等しくなる。そこで、前回のＭＳ間Ｖｐｐ値からＤＳ間のリーク発生電圧の変化量を減算して新たなＭＳ間Ｖｐｐ値Ａｎを設定し、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を再設定することもできる。
【００５０】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用い、感光体表面の露光部にトナーを飛翔させる反転現像方式を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置や、感光体表面の未露光部にトナーを飛翔させる正転現像方式の現像装置にも全く同様に適用可能である。
【００５１】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
【実施例】
【００５２】
図２に示した本発明の現像装置が搭載された図１に示すような試験機を用い、ＤＳ間のリーク検知により設定されたＤＳ間Ｖｐｐの変化量をＭＳ間Ｖｐｐの設定に反映させた場合のリーク発生状況の変化について調査した。なお、試験は感光体ドラム１ａ及び現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【００５３】
試験機の条件としては、印字速度４０枚／分、感光体ドラムの周速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、ドラム表面電位は白地部電位（Ｖ０）を２３０Ｖ、画像部電位（ＶＬ）を２０Ｖとした。また、現像ローラはアルマイト表面処理したものを用い、現像ローラの周速を感光体に対し周速比１：３（順回転）、磁気ローラの周速を現像ローラに対し周速比１：５（カウンタ回転）とした。また、ＤＳ間ギャップを０．１２ｍｍ、ＭＳ間ギャップを０．３ｍｍとした。現像剤としては、平均粒径６．８μｍの正帯電トナーと体積固有抵抗１０10Ω、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤（キャリアに対するトナーの混合比率Ｔ／Ｃ＝１２重量％）を用いた。
【００５４】
現像ローラへの電圧印加条件は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を３．８５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝４５％とした。また、ＭＳ間の電圧印加条件は、Ｖｍａｇ（ＡＣ）−Ｖｓｌｖ（ＡＣ）（ＭＳ間Ｖｐｐの基準値）＝１８００Ｖ、周波数＝３．８５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝７０％とした。
【００５５】
試験方法としては、１回目は常圧（７６０ｔｏｒｒ）で、２回目以降は１回目から気圧を低下（−１２５ｔｏｒｒ）させてリーク発生を検知し、リーク発生電圧に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、前回のＤＳ間Ｖｐｐから今回のＤＳ間Ｖｐｐを差し引いた差分を前回のＭＳ間Ｖｐｐから差し引いてＭＳ間Ｖｐｐを再設定した場合（本発明）と、ＭＳ間Ｖｐｐを基準値（＝１８００Ｖ）に固定した場合（比較例）とで、テスト画像を印字したときのＤＳ間及びＭＳ間のリークによる画像への影響を目視により観察した。本発明及び比較例の評価結果をそれぞれ表１及び表２に示す。表１、２中、色抜けが発生しなかった場合を○、現像ローラまたは磁気ローラの回転周期で色抜けが発生した場合を×とした。
【００５６】
【表１】
2010085592.tif 000003
【００５７】
【表２】
2010085592.tif 000004
【００５８】
表１及び表２から明らかなように、気圧を低下させた２回目以降の検知ではリークが発生し易くなり、ＤＳ間Ｖｐｐは１６５０Ｖから約１４００Ｖまで低下した。そして、ＤＳ間Ｖｐｐの前回との差分を前回のＭＳ間Ｖｐｐから減算してＭＳ間Ｖｐｐを再設定した本発明では、表１に示すように、ＤＳ間Ｖｐｐの低下に伴いＭＳ間Ｖｐｐも同じ電圧だけ低下するため、２回目以降においても画像にＤＳ間、及びＭＳ間におけるリークの影響は認められなかった。これに対し、ＭＳ間Ｖｐｐを１８００Ｖに固定した比較例では、表２に示すように、２回目以降においてＭＳ間にリークが発生し、画像に磁気ローラの回転周期で色抜けが発生した。
【００５９】
以上の結果より、ＤＳ間Ｖｐｐの変化量に基づいてＭＳ間Ｖｐｐを変化させることにより、ＭＳ間でのリークの発生を効果的に防止できることが確認された。なお、ここではシアンの画像形成部Ｐａにおいて試験を行ったが、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄにおいても同様の結果が得られることが確認されている。
【００６０】
なお、上記実施例は本発明の一構成例にすぎず、ドラム表面電位や現像ローラ及び磁気ローラへの電圧印加条件等は装置の仕様や使用環境に応じて適宜設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、トナー供給部材を用いてトナー担持体上に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に利用可能であり、トナー担持体に印加される交流電圧を変化させて像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、該リーク発生手段により発生させたリークを検知するリーク検知手段と、該リーク検知手段の検知結果に基づいて像担持体−トナー担持体間に印加される交流電圧を設定する制御手段とを有し、制御手段は、像担持体−トナー担持体間に印加される交流電圧の変化に応じてトナー供給部材−トナー担持体間に印加される交流電圧を変化させるものである。
【００６２】
これにより、像担持体−トナー担持体間でのリーク発生のみでなく、トナー供給部材−トナー担持体間でのリーク発生も抑制可能な現像装置を提供することができる。
【００６３】
また、リーク検知結果に基づいて設定されたＤＳ間Ｖｐｐを前回設定されたＤＳ間Ｖｐｐから差し引いた差分を前回設定されたＭＳ間Ｖｐｐから差し引いてＭＳ間Ｖｐｐを設定することにより、トナー供給部材−トナー担持体間のトナー移動性も極力維持できる最適なＭＳ間Ｖｐｐを設定可能な現像装置となる。
【００６４】
また、本発明の現像装置を搭載することにより、設置環境の変化等によってリークの発生リスクが高くなった場合でも最適なＤＳ間Ｖｐｐ及びＭＳ間Ｖｐｐを設定できるため、像担持体−トナー担持体間及びトナー供給部材−トナー担持体間でのリークによる画像不良を効果的に防止できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の現像装置の構成を示す側面断面図である。
【図３】は、現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図である。
【図４】は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置におけるＶｓｌｖ（ＡＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）の設定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ〜１ｄ        感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ        現像装置
２１ａ            第１攪拌スクリュー
２１ｂ            第２攪拌スクリュー
２２              磁気ローラ（トナー供給部材）
２３              現像ローラ（トナー担持体）
２５              穂切りブレード
３０              第１バイアス回路（電圧印加手段）
３１              第２バイアス回路（電圧印加手段）
３３              電圧可変装置（リーク発生手段）
３５              リーク検知装置（リーク検知手段）
３７              制御部（制御手段）
３９              記憶部（記憶手段）
１００            画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ        画像形成部
【図１】
2010085592.tif 000005
【図２】
2010085592.tif 000006
【図３】
2010085592.tif 000007
【図４】
2010085592.tif 000008