(57)【要約】【課題】現像領域のどの部分でリークが発生するかを特定可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部３７からの制御信号により第１の工程が実行され、長手方向に複数に分割された領域のうち１つの領域でリークを発生させる。そして、リーク検知装置３５によりリーク検知が行われ、リークが検知されたときはリーク発生電圧Ｖ１を測定する。続いて第２の工程が実行され、第１の工程と異なる他の領域でリークを発生させる。そして、リーク検知装置３５によりリーク検知が行われ、リークが検知されたときはリーク発生電圧Ｖ２を測定する。そして、測定されたＶ１及びＶ２が異なる場合はＶ１及びＶ２のうち高い方のリーク発生電圧に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、Ｖ１及びＶ２に基づいて露光ユニット４の露光出力を各領域について調整する。【選択図】図４
2010152191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
該像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
像担持体に非接触で対向配置され前記静電潜像を現像するトナー担持体と、該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、を有する現像装置と、
を備えた画像形成装置において、
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の現像領域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、を有し、
前記リーク発生手段及びリーク検知手段は、長手方向に複数の領域に分割された前記現像領域の異なる２以上の領域について別個にリークの発生及び検知を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像領域の異なる２以上の領域における静電潜像の形成条件を同等にしてリークの発生及び検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記リーク検知手段により検知された最大のリーク発生電圧に基づいて前記トナー担持体に印加する直流電圧及び交流電圧を決定するとともに、各領域のリーク発生電圧に応じて前記露光装置の露光出力を各領域について調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【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関し、特に、トナー担持体に帯電したトナー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】
上記の各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毎に現像ギャップや現像ローラの抵抗値が異なる。また、装置の使用環境によってリークの発生し易さも異なるため、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】
ところで、像担持体に対してトナー担持体が傾斜している等で像担持体とトナー担持体との間隔（現像ギャップ）が一定でない場合、リークは現像ギャップの一番狭いところで発生するため、この部分でリークが発生しない条件とする必要がある。しかし、現像領域全体で同じ条件とすると、現像ギャップの広いところでは像担持体−トナー担持体間の電界（現像電界）が非常に弱くなり、画像濃度ムラが発生する。
【００１０】
リークの発生箇所が明確になれば、その部分の潜像形成条件を変えるなどしてリークの発生を抑えることが可能になる。しかしながら、特許文献１の方法では現像領域全体でリーク検知を行うため、どの部分でリークが発生しているのか（発生し易いのか）を見極めることができなかった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像領域のどの部分でリークが発生するかを特定可能な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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に非接触で対向配置され前記静電潜像を現像するトナー担持体と、該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、を有する現像装置と、を備えた画像形成装置において、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の現像領域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、を有し、前記リーク発生手段及びリーク検知手段は、長手方向に複数の領域に分割された前記現像領域の異なる２以上の領域について別個にリークの発生及び検知を行うことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像領域の異なる２以上の領域における静電潜像の形成条件を同等にしてリークの発生及び検知を行うことを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記リーク検知手段により検知された最大のリーク発生電圧に基づいて前記トナー担持体に印加する直流電圧及び交流電圧を決定するとともに、各領域のリーク発生電圧に応じて前記露光装置の露光出力を各領域について調整することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の構成によれば、現像領域の長手方向に分割された２以上の領域でリークの発生及び検知が可能となるため、像担持体−トナー担持体間のギャップが一定でない場合であってもリークや画像濃度ムラの発生しない静電潜像の形成条件の設定に用いることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像領域の異なる２以上の領域における静電潜像の形成条件を同等にしてリークの発生及び検知を行うことにより、各領域でのリーク発生電圧を容易に比較することができる。
【００１７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、各領域で検知されたリーク発生電圧のうち最大のリーク発生電圧に基づいてトナー担持体に印加する直流電圧及び交流電圧を決定し、さらに各領域のリーク発生電圧に応じて露光装置の露光出力を各領域について調整することにより、電流リークによるノイズの発生及び現像電界不足による画像濃度ムラの発生を各領域において同時に且つ効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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１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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００３５】
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。
【００３６】
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）と位相が異なる矩形波の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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明においては、リークの発生及び検知を行う場合、感光体ドラム上の現像領域を長手方向に複数の領域に分割し、分割された現像領域の異なる２以上の領域について別個にリークの発生及び検知を行うことを特徴とするものである。
【００４４】
具体的には、分割された１つの領域と他の領域とで異なる条件で静電潜像を形成してリークの発生及び検知を行い（以下、第１の工程という）、これに続いて第１の工程と異なる分割された１つの領域と他の領域とで異なる条件で静電潜像を形成してリークの発生及び検知を行う（以下、第２の工程という）。そして、第１の工程と第２の工程で、分割された１つの領域における静電潜像の形成条件（画像部電位ＶＬ）を同等にしておくことで、各工程で静電潜像が形成された領域のリーク発生電圧を容易に比較可能となる。
【００４５】
ところで、リーク発生電圧はＤＳ間ギャップ（現像ギャップ）により変動する。即ち、ＤＳ間ギャップの狭い領域のリーク発生電圧が低くなり、ＤＳ間ギャップの広い領域のリーク発生電圧が高くなる。そのため、第１の工程と第２の工程で検知されたリーク発生電圧のうち低い方のリーク発生電圧に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定すると、ＤＳ間ギャップの広い領域での現像電界が弱くなって画像濃度ムラが発生することがある。
【００４６】
そこで、高い方のリーク発生電圧に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに、ＤＳ間ギャップの狭い領域でリークが発生しないように露光ユニット４（図１参照）の露光出力を調整する。例えば、長手方向に沿ってＤＳ間ギャップが傾斜している場合、ＤＳ間ギャップの広い側から狭い側に向かって露光出力を徐々に弱めてＤＳ間Ｖｐｐに傾斜を持たせる。その結果、各領域のＤＳ間ギャップに応じたＤＳ間Ｖｐｐを設定することができ、リーク及び画像濃度ムラの発生を同時に且つ効果的に抑制することができる。
【００４７】
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ＤＳ間Ｖｐｐ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第１の工程が実行され（ステップＳ１）、電圧可変装置３３は第１バイアス回路３０から現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変し（ステップＳ２）、長手方向に複数に分割された領域のうち１つの領域でリークを発生させる。そして、リーク検知装置３５により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Ｖ１を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧Ｖ１を記憶部３９に記憶する（ステップＳ４）。
【００４８】
続いて、制御部３７からの制御信号により第２の工程が実行され（ステップＳ５）、電圧可変装置３３は第１バイアス回路３０から現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＡＣ）を可変し（ステップＳ６）、第１の工程と異なる他の領域でリークを発生させる。そして、リーク検知装置３５によりリーク検知が行われ（ステップＳ７）、リークが検知されたときはリーク発生電圧Ｖ２を測定する。そして、測定されたリーク発生電圧Ｖ２を記憶部３９に記憶する（ステップＳ８）。
【００４９】
次に、測定されたリーク発生電圧Ｖ１及びＶ２が異なるか否かが判断され（ステップＳ９）、Ｖ１及びＶ２が異なる場合はＤＳ間ギャップに広狭があると考えられるため、Ｖ１及びＶ２のうち高い方のリーク発生電圧に基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定するとともに（ステップＳ１０）、Ｖ１及びＶ２に基づいて露光ユニット４の露光出力を各領域について調整する（ステップＳ１１）。一方、Ｖ１及びＶ２が等しい場合はＤＳ間ギャップも均一であると考えられるため、Ｖ１及びＶ２のうちいずれかに基づいてＤＳ間Ｖｐｐを設定する（ステップＳ１２）。
【００５０】
なお、感光体ドラム１ａと現像ローラ２３のいずれかが傾斜して配置されている場合、ＤＳ間ギャップの差は現像領域の両端部において最大となる。そのため、リークの発生及び検知は現像領域の両端部において行うことが好ましい。また、現像領域の両端部及び中央部においてリークの発生及び検知を行うことにより、ＤＳ間ギャップが現像領域の中央部から両端部に向かって山形に傾斜している場合であってもＤＳ間ギャップに応じた適切なＤＳ間Ｖｐｐを設定可能となる。
【００５１】
また、測定されたリーク発生電圧Ｖ１及びＶ２の差が非常に大きい場合は現像装置の設定不具合の可能性もあるため、その場合はＤＳ間Ｖｐｐ及び露光出力の調整を行わずにユーザに異常を通知するようにしても良い。
【００５２】
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る現像装置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にも全く同様に適用可能である。
【００５３】
また、本発明は図２に示したような磁気ローラ２２と現像ローラ２３を備えた現像装置に限定されるものではなく、像担持体に非接触で対向配置される現像ローラを備える構成であれば、磁性一成分現像剤や、トナー成分と磁性キャリアとから成る二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。
【００５４】
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】
【００５５】
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、現像領域を長手方向に複数の領域に分割して異なる領域でリークの発生及び検知してＤＳ間Ｖｐｐを設定した場合のリーク及び画像濃度ムラの発生について評価した。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。
【００５６】
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３００Ｖ、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（対向面において順回転）、磁気ローラの周速を現像ローラに対し周速比１．５（対向面においてカウンタ回転）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を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を１２重量％とした。
【００５７】
現像ローラへの電圧印加条件は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）＝１３００Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を４．５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝４５％とした。また、ＭＳ間の電圧印加条件は、Ｖｍａｇ（ＤＣ）−Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝２００Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）−Ｖｓｌｖ（ＡＣ）＝１８００Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）の周波数を４．５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝７５％とした。
【００５８】
評価方法としては、図５（ａ）に示すように本体手前側（図５の左側）に画像部Ｒを有するリーク検知パターンＴ１と図５（ｂ）に示すように本体奥側に画像部Ｒを有するリーク検知パターンＴ２とを用いてリーク検知を行った場合（本発明）、及び現像領域全面でリーク検知を行った場合（比較例）について、検知されたリーク発生電圧（ＤＳ間Ｖｐｐ）に基づいて画像出力時のＤＳ間Ｖｐｐを設定したときのリークの発生及びハーフトーン画像の濃度ムラを観察した。結果を表１に示す。
【００５９】
なお、図５に示すように、白地部（未露光部）のリークは感光体の白地部電位Ｖ０とトナー担持体に印加される交流電圧のマイナス側ピーク値（−Ｖｐｐ）との電位差Ａによって発生し、画像部（露光部）のリークは感光体の画像部電位ＶＬとトナー担持体に印加される交流電圧のプラス側ピーク値（＋Ｖｐｐ）との電位差Ｂによって発生する。本実施例では画像部Ｒでリークを発生させるため、表１中の画像部リーク電位差は図５の電位差Ｂとなる。即ち、（画像部リーク電位差）＝１／２（リーク発生Ｖｐｐ）＋Ｖｓｌｖ（ＤＣ）−ＶＬで表される。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
表１から明らかなように、現像領域全面でリーク検知を行う比較例では、リーク発生電圧は１３００Ｖであるため画像出力時のＤＳ間Ｖｐｐも１３００Ｖに設定されるが、ＤＳ間ギャップの広い本体手前側での現像電界が弱くなり、ハーフトーン画像に濃度ムラが発生した。
【００６２】
これに対し、本体手前側と本体奥側とで別個にリーク検知を行う本発明では、本体奥側の方が手前側に比べてリーク発生電圧が低くなっていることがわかる。これは、本体奥側のＤＳ間ギャップが手前側より狭くなっていることを示している。そこで、本発明ではＤＳ間Ｖｐｐを１４００Ｖに設定するとともに、本体手前側から奥側に向かって露光出力を徐々に弱めて、画像部電位ＶＬを本体手前側の１０Ｖから奥側の６０Ｖまで傾斜させている。
【００６３】
これにより、本体手前側での現像電界が強められて画像濃度ムラが発生しなくなった。また、露光出力を弱めることで本体奥側での画像部リーク電位差の上昇も抑えられるため、リークの発生も抑制することができた。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。
【００６４】
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。また、本実施例では画像部Ｒでリークを検知させるようにしたが、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）を変化させて白地部リークを検知させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、トナー担持体上に帯電トナー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を備えた画像形成装置に利用可能であり、長手方向に複数の領域に分割された現像領域の異なる２以上の領域について別個にリークの発生及び検知を行うものである。
【００６６】
これにより、現像領域のどの部分でリークが発生するかを特定可能な画像形成装置を提供することができ、像担持体−トナー担持体間のギャップが一定でない場合であってもリークや画像濃度ムラの発生しない静電潜像の形成条件を設定できる。また、リークの発生及び検知を行う場合の静電潜像の形成条件を同等にすれば、各領域でのリーク発生電圧を容易に比較することができる。
【００６７】
また、各領域で検知されたリーク発生電圧のうち最大のリーク発生電圧に基づいてトナー担持体に印加する直流電圧及び交流電圧を決定し、さらに各領域のリーク発生電圧に応じて露光装置の露光出力を各領域について調整するようにしたので、電流リークによるノイズの発生及び現像電界不足による画像濃度ムラの発生を現像領域全域において同時に且つ効果的に抑制できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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ＤＳ間Ｖｐｐの設定手順を示すフローチャートである。
【図５】は、実施例で用いたリーク検知パターンを示す図である。
【図６】は、現像ローラへ印加される交流電圧Ｖｐｐ及び直流電圧Ｖｄｃと、感光体表面のリーク発生箇所及びリーク発生電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
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
３９              記憶部（記憶手段）
１００            画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ        画像形成部
【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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