(57)【要約】【課題】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた像担持体にトナーを供給する、トナーをクラウド状態で担持するトナー担持体におけるトナーのクラウド度を検知するトナークラウド度検知装置、かかるクラウド度を制御するトナークラウド度制御装置、これらを有する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、かかるクラウド度を制御するクラウド度制御方法、これを用いた現像方法、画像形成方法の提供。【解決手段】クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体５１に担持された、クラウド状態のトナーのクラウド度を検知するためのトナークラウド度検知装置５６を用いる。【選択図】図３
2010060830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体に担持された、クラウド状態のトナーのクラウド度を検知するためのトナークラウド度検知装置。
【請求項２】
請求項１記載のトナークラウド度検知装置において、
前記トナー担持体表面の状態を光学的に検知することで前記クラウド度を検知するクラウド度検知手段を有することを特徴とするトナークラウド度検知装置。
【請求項３】
請求項２記載のトナークラウド度検知装置において、
前記クラウド度検知手段によって光学的に検知される前記トナー担持体表面に向けて流体を噴出する流体噴出手段を有することを特徴とするトナークラウド度検知装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナークラウド度検知装置と、このトナークラウド度検知装置によって検知された前記クラウド度に基づいて前記トナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段の出力を変化させ前記クラウド度を制御するトナークラウド度制御手段とを有するトナークラウド度制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナークラウド度検知装置、または、請求項４記載のトナークラウド度制御装置と、
クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体と、
このトナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段とを有する現像装置。
【請求項６】
請求項５記載の現像装置と、
前記トナー担持体によってトナーを供給される像担持体、同像担持体を帯電させる帯電手段、同像担持体をクリーニングするクリーニング手段の少なくとも１つとを有するプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項５記載の現像装置、または、請求項６記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナークラウド度検知装置と、このトナークラウド度検知装置によって検知された前記クラウド度に基づいて前記トナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段の出力を変化させ前記クラウド度を制御するトナークラウド度制御手段とを用いるトナークラウド度制御方法。
【請求項９】
請求項８記載のトナークラウド度制御方法を用いて、前記トナー担持体によってトナーを供給される像担持体の現像を行う現像方法。
【請求項１０】
請求項８記載のトナークラウド度制御方法、または、請求項９記載の現像方法を用いて画像形成を行う画像形成方法。
【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備えられた像担持体にトナーを供給するトナー担持体であって、特にトナーをクラウド状態で担持するトナー担持体におけるトナーのクラウド度を検知するトナークラウド度検知装置、かかるクラウド度を制御するトナークラウド度制御装置、これらを有する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、かかるクラウド度を制御するクラウド度制御方法、これを用いた現像方法、画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた感光体等の像担持体にトナーを供給して現像を行う現像装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献８〕参照）。かかる現像装置としては、トナーを主成分とするいわゆる１成分現像剤を用いるもの（たとえば、〔特許文献５〕ないし〔特許文献８〕参照）と、トナーのみならず磁性キャリアも主成分とするいわゆる２成分現像剤を用いるもの（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献４〕参照）とが知られている。
【０００３】
前者の現像装置は、像担持体に対向して、かかる１成分現像剤であるトナーを担持するトナー担持体を備えている。一方、後者の現像装置には、像担持体に対向して、かかる２成分現像剤であるトナー及びキャリアを担持する現像剤担持体を備えているタイプ（たとえば、〔特許文献３〕、〔特許文献４〕参照）があるが、これとは別のタイプとして、像担持体に対向して、かかる２成分現像剤のうちトナーのみを担持するトナー担持体を備えた、ハイブリッドといわれるタイプ（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）もある。ハイブリッドといわれるタイプの現像装置は、トナー担持体に対向して、かかる２成分現像剤であるトナー及びキャリアを担持し、そのうちのトナーのみをトナー担持体に供給する部材を有していることからハイブリッドといわれるが、像担持体に対向したトナー担持体を備えている点において前者の現像装置と共通している。
【０００４】
かかるトナー担持体を備えた現像装置としては、トナー担持体に担持されたトナーを帯電するためにトナーをトナー担持体に擦り付けてトナー担持体に層状態で担持させこの状態のトナーによって現像を行う現像装置がよく知られているが、その他に、トナー担持体が、クラウド状態のトナーを担持しこの状態のトナーによって現像を行う現像装置が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。クラウド状態とは、電界を印加されることなどによってトナーが雲状に分布するようになった状態である。
【０００５】
この現像装置は、現像剤担持体を備えている現像装置における、現像剤担持体がトナーだけでなくキャリアも担持することによる画質低下や像担持体への負荷という不具合を防止するという利点、トナー担持体が層状態のトナーを担持する現像装置における、像担持体に対するトナー供給の不安定性、トナー劣化という不具合を防止ないし抑制するという利点があり、また、安定して高画質の現像が可能となるという利点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２１９６７号公報
【特許文献２】特開平３−１００５７５号公報
【特許文献３】特開平３−１１３４７４号公報
【特許文献４】特開平９−２６９６６１号公報
【特許文献５】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献６】特開２００４−２８６８３７号公報
【特許文献７】特開２００３−１５４１９号公報
【特許文献８】特開２００３−８４５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、クラウド状態のトナーを担持するトナー担持体を備えた現像装置では、トナーが良好にクラウド化されていないと、却って画像品質が低下することが、本発明者らの鋭意研究により分かった。つまり、かかる現像装置では、トナーが良好にクラウド化されていることが良好な現像に極めて重要である。しかしながら、従来のかかる現像装置では、トナーのクラウド度を検知することが行われていなかった。トナーをクラウド化する装置を出荷時に調整してクラウド化が適正に行なわれるようにすることも考えられるが、トナーのクラウド化は環境の影響を受けるため、現像装置の使用状態においてトナーのクラウド度を検知可能にすることが重要である。また現像装置の使用状態においてトナーのクラウド度を検知できればこれに基づいてトナーのクラウド化装置を調整し、トナーのクラウド度を適正に保つことも可能となる。
【０００８】
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備えられた像担持体にトナーを供給する、トナーをクラウド状態で担持するトナー担持体におけるトナーのクラウド度を検知するトナークラウド度検知装置、かかるクラウド度を制御するトナークラウド度制御装置、これらを有する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、かかるクラウド度を制御するクラウド度制御方法、これを用いた現像方法、画像形成方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体に担持された、クラウド状態のトナーのクラウド度を検知するためのトナークラウド度検知装置にある。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナークラウド度検知装置において、前記トナー担持体表面の状態を光学的に検知することで前記クラウド度を検知するクラウド度検知手段を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のトナークラウド度検知装置において、前記クラウド度検知手段によって光学的に検知される前記トナー担持体表面に向けて流体を噴出する流体噴出手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナークラウド度検知装置と、このトナークラウド度検知装置によって検知された前記クラウド度に基づいて前記トナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段の出力を変化させ前記クラウド度を制御するトナークラウド度制御手段とを有するトナークラウド度制御装置にある。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナークラウド度検知装置、または、請求項４記載のトナークラウド度制御装置と、クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体と、このトナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段とを有する現像装置にある。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の現像装置と、前記トナー担持体によってトナーを供給される像担持体、同像担持体を帯電させる帯電手段、同像担持体をクリーニングするクリーニング手段の少なくとも１つとを有するプロセスカートリッジにある。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の現像装置、または、請求項６記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナークラウド度検知装置と、このトナークラウド度検知装置によって検知された前記クラウド度に基づいて前記トナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段の出力を変化させ前記クラウド度を制御するトナークラウド度制御手段とを用いるトナークラウド度制御方法にある。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のトナークラウド度制御方法を用いて、前記トナー担持体によってトナーを供給される像担持体の現像を行う現像方法にある。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項８記載のトナークラウド度制御方法、または、請求項９記載の現像方法を用いて画像形成を行う画像形成方法にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体に担持された、クラウド状態のトナーのクラウド度を検知するためのトナークラウド度検知装置にあるので、クラウド度を検知することができ、クラウド度を制御すること及びこれによる良好な現像、画像形成に寄与することができるトナークラウド度検知装置を提供することができる。
【００２０】
前記トナー担持体表面の状態を光学的に検知することで前記クラウド度を検知するクラウド度検知手段を有することとすれば、比較的簡易であり一般的な光学的手法によりクラウド度を検知することができ、クラウド度を制御すること及びこれによる良好な現像、画像形成に寄与することができるトナークラウド度検知装置を提供することができる。
【００２１】
前記クラウド度検知手段によって光学的に検知される前記トナー担持体表面に向けて流体を噴出する流体噴出手段を有することとすれば、比較的簡易であり一般的な光学的手法によりクラウド度を精度良く検知することができ、クラウド度を制御すること及びこれによる良好な現像、画像形成に寄与することができるトナークラウド度検知装置を提供することができる。
【００２２】
本発明は、かかるトナークラウド度検知装置と、このトナークラウド度検知装置によって検知された前記クラウド度に基づいて前記トナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段の出力を変化させ前記クラウド度を制御するトナークラウド度制御手段とを有するトナークラウド度制御装置にあるので、検知したクラウド度に基づいてクラウド度を制御しクラウド状態を安定させることができ、これによる良好な現像、画像形成に寄与することができるトナークラウド度制御装置を提供することができる。
【００２３】
本発明は、かかるトナークラウド度検知装置、または、かかるトナークラウド度制御装置と、クラウド状態のトナーを担持し像担持体に供給するためのトナー担持体と、このトナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段とを有する現像装置にあるので、クラウド度を検知してクラウド度を制御することでクラウド状態を安定させ良好な現像を行うことができ、これにより良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００２４】
本発明は、かかる現像装置と、前記トナー担持体によってトナーを供給される像担持体、同像担持体を帯電させる帯電手段、同像担持体をクリーニングするクリーニング手段の少なくとも１つとを有するプロセスカートリッジにあるので、クラウド度を検知してクラウド度を制御することでクラウド状態を安定させ良好な現像を行うことができ、これにより良好な画像形成に寄与することができるとともに、現像装置をかかる他の構成と一体で画像形成に着脱すること及びこれによる使用感の向上に寄与することが可能となるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００２５】
本発明は、かかる現像装置、または、かかるプロセスカートリッジを有する画像形成装置にあるので、クラウド度を検知してクラウド度を制御することでクラウド状態を安定させ良好な現像を行い、これにより良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【００２６】
本発明は、トナークラウド度検知装置と、このトナークラウド度検知装置によって検知された前記クラウド度に基づいて前記トナー担持体に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段の出力を変化させ前記クラウド度を制御するトナークラウド度制御手段とを用いるトナークラウド度制御方法にあるので、クラウド度を検知しこれに基づいてクラウド度を制御しクラウド状態を安定させることができ、これによる良好な現像、画像形成に寄与することができるトナークラウド度制御方法を提供することができる。
【００２７】
本発明は、かかるトナークラウド度制御方法を用いて、前記トナー担持体によってトナーを供給される像担持体の現像を行う現像方法にあるので、クラウド度を検知してクラウド度を制御しクラウド状態を安定させることで良好な現像を行うことができ、これにより良好な画像形成に寄与することができる現像方法を提供することができる。
【００２８】
本発明は、かかるトナークラウド度制御方法、または、かかる現像方法を用いて画像形成を行う画像形成方法にあるので、クラウド度を検知してクラウド度を制御しクラウド状態を安定させることで良好な現像を行い、これにより良好な画像形成を行うことができる画像形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能であるカラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【００３０】
画像形成装置１００において、静電潜像及び現像されたトナー像を担持する像担持体として備えられている感光体は、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト２０として構成されている。感光体ベルト２０は、回動ローラ７２、７３、７４間に架設され、図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回動ローラ７２の回転により、図中の反時計方向である矢印Ａ方向に、線速Ｖｐ：１８０ｍｍ／秒で回動され、その表面が画像形成面となるように構成されている。感光体ベルト２０は、帯電極性が負極性の有機感光体である。
【００３１】
画像形成装置１００は、かかる感光体ベルト２０、回動ローラ７２、７３、７４の他、感光体ベルト２０に静電潜像、トナー像を形成するための手段として、感光体ベルト１の表面を均一に帯電するための帯電手段たる帯電装置としての帯電チャージャ３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙと、書込ユニットとしての書込装置３１Ｋ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｙと、現像手段としての現像装置たる現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙとを備えている。現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙは、フルカラー構成色である黒、マゼンタ、シアン、イエローの各色の、一成分系の現像剤であるトナーにより現像を行う。符号にＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙの添字が付されている場合は、その符号が示す構成がそれぞれ黒、マゼンタ、シアン、イエローの各色用の構成であることを意味する。
【００３２】
画像形成装置１００はまた、感光体ベルト２０を挟んで現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙに対向する位置に配置され回動ローラ７２、７３、７４とともに感光体ベルト２０の裏面に当接配置された対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙと、感光体ベルト２０を挟んで回動ローラ７２に対向する位置に配置され感光体ベルト２０上に担持されたトナー像を記録媒体である転写材たる転写紙Ｓに転写するための転写ローラ３３と、転写ローラ３３に接続された図示しない電圧印加手段とを有している。
【００３３】
画像形成装置１００はまた、感光体ベルト２０と転写ローラ３３との間に向けて搬送される転写紙Ｓを積載した給紙ユニットとしての給紙装置であるシート給送装置６１と、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるための定着ユニットとしての定着装置６と、感光体ベルト２０を挟んで回動ローラ７４に対向する位置に配置され感光体ベルト２０に担持されたトナー像を検知するＰセンサ３４と、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御手段３５と、画像形成装置１００の状態等を表示する液晶表示パネル等によって構成された図示しない表示手段とを有している。
【００３４】
このような構成の画像形成装置１００は、いわゆる１パスカラータイプの画像形成装置であって、感光体ベルト２０がＡ方向に移動するときに、順次、黒、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像が感光体ベルト２０上に重ねていくように形成される。転写ローラ３３には電圧印加手段による電圧印加が行われることで、シート給送装置６１から給送された転写紙Ｓに、感光体ベルト２０上に担持されたトナー像を一括して転写する。転写紙Ｓはトナー像を転写され担持すると定着装置６に進入し、定着装置６によってトナー像を固定されてから画像形成装置１００の外部上方に排出される。
【００３５】
かかる画像形成を行うため、書込装置３１Ｋ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｙはそれぞれ、帯電チャージャ３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙによる帯電領域と、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙによる現像領域との間の領域に、画像情報に応じて光変調された、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色のトナー像に対応したレーザー光ＬＫ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＹを照射して帯電チャージャ３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙにより帯電された後の感光体ベルト２０の表面を露光して除電し、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙによって黒、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー像として可視像化される静電潜像を形成するようになっている。
【００３６】
書込装置３１Ｋ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｙによる感光体ベルト２０への書込みは、感光体ベルト２０がＡ方向に移動する過程において、各色のトナー像が、感光体ベルト２０の同じ位置に重ねて形成されるよう、Ａ方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。なお書込装置３１Ｋ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｙは、ポリゴンを用いるタイプであってもよいし、ＬＥＤアレイを用いるタイプなど、種々のタイプのものを使用可能である。
【００３７】
帯電チャージャ３０Ｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙはそれぞれ、コロナ帯電方式を採用している。コロナ帯電方式のごとく非接触の方式を採用していることで、Ａ方向上流側で形成されたトナー像を乱すことなく感光体ベルト２０を帯電させることに寄与している。帯電チャージャ３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙは、すでに感光体ベルト２０上にトナー像が形成されている場合でも、トナー像を含め感光体ベルト２０表面を一様に帯電させる。
【００３８】
シート給送装置６１は、多数枚の転写紙Ｓを積載可能な給紙カセット６１ａと、給紙カセット６１ａに積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ６１ｂとを有している。給送ローラ６１ｂは、反時計方向に回転駆動されることにより、給紙カセット６１ａに積載されている転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓを転写ローラ３３に向けて給送する。給送ローラ６１ｂの回転駆動のタイミングは、感光体ベルト２０に担持されたトナー像が転写ローラ３３に対向する位置に到達するタイミングと、転写紙Ｓが転写ローラ３３の位置に到達するタイミングとが同期するタイミングとされている。
【００３９】
定着装置６は、内部に図示しない熱源を有する加熱ローラ６ａと、加熱ローラ６ａに圧接された加圧ローラ６ｂとを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓがトナー像とともに加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間に挟まれ圧力を受けつつ加熱されることで、転写紙Ｓにトナー像が固定され可視像が形成される。
【００４０】
対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙはそれぞれ、図示を省略するが、芯金とこの芯金を被覆する導電性弾性層とを有している。導電性弾性層は、ポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値（体積抵抗率）を１０６〜１０１０Ω・ｃｍの中抵抗に調整した弾性体である。対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙはそれぞれ、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙ側のトナーを感光体ベルト２０側に転写させる転写ローラとして機能する。
【００４１】
Ｐセンサ３４は、上述のようにして画像形成を行う通常の画像形成モードとは別に画像形成装置１００に備えられた、各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行なうモードであるプロセス調整モードにおいて機能するものである。Ｐセンサ３４は、プロセス調整モードにおいて現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙにより感光体ベルト２０上に形成された所定パターンのトナー像を検出する。この検出結果に基づいて書込タイミングや現像バイアスの変更などが行なわれ、最適なカラー画像が得られる状態に調整される。感光体ベルト２０上のトナーパターンは対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙに印加されたバイアスによって帯電極性を整えられ、対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙに印加された電圧によって現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙに回収される。この点、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙは感光体ベルト２０をクリーニングするクリーニング手段として機能する。
【００４２】
なお本形態の画像形成装置１００では感光体ベルト２０表面の転写残トナー粒子等を回収するためのクリーニング部材は設けていない。転写残トナー粒子等は対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙによって帯電され、やがて転写紙Ｓに転写されて感光体ベルト２０上から除去される。転写残トナー粒子が転写紙Ｓに転写されると多少の画像の乱れが生じるが、わずかの乱れであれば視覚的に認識されない。
【００４３】
制御手段３５は、図示しないＣＰＵと、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段等とを備え、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙの駆動制御など、画像形成装置１００の動作全般を制御するようになっている。
【００４４】
現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙについて説明する。現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙは互いに構成、動作等において同一であるため、以下の現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙの説明では、符号におけるＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙの添字を省略し、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙについての共通の説明とする。
【００４５】
図２に示すように、現像カートリッジ５０は、感光体ベルト２０に対向する部分に開口部を有し奥側がトナーを収容したトナー格納部として機能する現像ケース５５と、かかる開口部から感光体ベルト２０に臨むよう感光体ベルト２０に近接対向して配設されトナーをクラウド状態で担持可能なトナー担持体としての現像ローラ５１と、現像ローラ５１上にトナー薄層を形成するためにトナー層を規制するトナー規制部材５２とを有している。
【００４６】
現像カートリッジ５０はまた、現像ローラ５１が感光体ベルト２０に対向する現像領域と反対側において現像ローラ５１に対向配置され現像ローラ５１にトナーを供給するための供給手段としての供給ローラ５３と、現像カートリッジ５０内の現像剤を攪拌しながら供給ローラ５３に汲み上げるためのトナー攪拌手段としてのパドル５４とを有している。
【００４７】
現像カートリッジ５０はまた、現像ローラ５１に対向配置され現像ローラ５１に担持されたクラウド状態のトナーのクラウド度を検知するトナークラウド度検知部としてのトナークラウド度検知装置５６と、現像ローラ５１に担持されたトナーをクラウド化するためのトナークラウド化手段５７と、制御手段３５の機能の一部として備えられトナークラウド化手段５７の出力を変化させて現像ローラ５１に担持されたトナーのクラウド度を制御するトナークラウド度制御手段５８とを有している。
【００４８】
現像カートリッジ５０はまた、トナークラウド度検知装置５６とトナークラウド度制御手段５８とを備えトナークラウド度検知装置５６によって検知されたクラウド度に基づいてトナークラウド化手段５７の出力を変化させ現像ローラ５１にクラウド状態で担持されたトナーのクラウド度を制御するトナークラウド度制御装置５９と、現像ローラ５１と対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙとの間に直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段とを有している。
【００４９】
現像ローラ５１は、クラウド状態のトナーを担持して感光体ベルト２０に供給するための部材であって、感光体ベルト２０との対向領域である現像領域において感光体ベルト２０と５０〜１０００μｍ、好ましくは１５０〜４００μｍの間隙を空けて非接触に対向している。現像ローラ５１は、図示しないトナー担持体駆動機構としての回転駆動機構により、図中時計方向、すなわち感光体ベルト２０との対向領域において感光体ベルト２０と逆方向のＢ方向に移動するように回転駆動される。現像ローラ５１のその余の詳細については後述する。
【００５０】
トナー規制部材５２は、Ｂ方向における現像ローラ５１と供給ローラ５３との対向領域の下流側、且つ現像ローラ５１と感光体ベルト２０との対向領域である現像領域の上流側において、トナーを介して現像ローラ５１に圧接するように配設されており、一定量のトナーを現像ローラ５１上に薄層状とするようになっている。トナー規制部材５２により、トナーは、トナー規制部材５２との摩擦及び現像ローラ５１との摩擦によって帯電される。トナー規制部材５２は本形態においてブレード状をなしているが、ローラ状をなしていても良い。
【００５１】
供給ローラ５３は、図示しない供給手段駆動機構としての回転駆動機構により、図中時計方向、すなわち現像ローラ５１との対向領域において現像ローラ５１と逆方向のＣ方向に移動するように回転駆動される。
【００５２】
トナークラウド度検知装置５６は、Ｂ方向における現像ローラ５１に対するトナー規制部材５２の当接位置の下流側、且つ現像ローラ５１と感光体ベルト２０との対向領域である現像領域の上流側において、現像ローラ５１に対向するように配設されている。この位置ではクラウド状態が安定しているため、クラウド度の検知精度が良好である。トナークラウド度検知装置５６のその余の詳細については後述する。
【００５３】
バイアス印加手段は図示しない電源を有しており、現像ローラ５１に担持されたクラウド上のトナーが感光体ベルト２０に付着して現像を行うのに適したバイアスを設定するようになっている。本形態においては、バイアス印加手段は直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【００５４】
トナーは、バインダー樹脂としてスチレン系またはアクリル系の重合性単量体を重合開始剤と共に水中に分散させた状態でラジカル重合させたもの、あるいはポリエステル系樹脂を水中に分散させ重付加反応により高分子化させたものに、着色剤、帯電制御剤などを加えて造粒することにより得られた、重量平均粒径約５μｍの非磁性トナー粒子である。
【００５５】
図３ないし図６の少なくとも１つに示すように、現像ローラ５１は、円柱状の支持基材８１と、支持基材８１上にＢ方向に沿って所定の間隔で配置された複数の電極８２と、支持基材８１及び電極８２を多い現像ローラ５１の表面を構成する表面保護層としての保護層８３と、現像ローラ５１の回転中心をなしフランジ形状部８４ｃを有する軸８４とを有している。
【００５６】
なお図３において白抜きの丸はトナー粒子を示しており、実際には現像ローラ５１の表面に、同表面から略離れたクラウド状態で担持されている（図１０においても同じ）。また現像ローラ５１に関して、図４においては保護層８３及びフランジ形状部８４ｃの図示を省略しており、図５においては保護層８３の図示を省略しており、図６においては電極８２及び保護層８３の図示を省略している。
【００５７】
支持基材８１は、ガラス基材、樹脂基材或いはセラミックス基材等の絶縁性材料からなる基材、または、ＳＵＳ、アルミなどの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、またはポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基材などによって構成される。
【００５８】
軸８４は、支持基材８１の各端部に位置する金属製で導電性の電極軸８４ａ、８４ｂからなっている。フランジ部８４ｃは支持基材８１の径と略同径であり、電極８２に対するベタ電極を構成している。電極軸８４ａ、８４ｂはフランジ部８４ｃが支持基材８１の端面に当接するまで支持基材８１の両端の中心部に形成された軸孔に圧入されることで、支持基材８１に固定され一体化されている。電極軸８４ａ、８４ｂは、図示しない電極ブラシを介して電源８５に電気的に接続されている。電源８５は、回路的には、電極軸８４ａに接続された電源８５ａと、電極軸８４ｂに接続された電源８５ｂとを有している。
【００５９】
電極８２は、支持基材８１上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を０．１〜１０μｍ厚、好ましくは０．５〜２．０μｍで成膜し、これを、フォトリソグラフ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これら、複数の電極８２の幅はトナーの平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。電極８２は、互い違いに櫛歯状に形成された対をなす電極８２ａ、８２ｂによって構成されている。電極８２ａ、８２ｂはそれぞれ、電極軸８４ａのフランジ部８４ｃによって構成されたベタ電極、電極軸８４ｂのフランジ部８４ｃによって構成されたベタ電極に対して配線され電気的に接続されている。よって電極８２ａ、８２ｂはそれぞれ、電源８５ａ、８５ｂから電力供給を受ける。
【００６０】
保護層８３は、無機または有機の絶縁性材料で構成され、例えばポリカーボネート樹脂、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜１０μｍ、好ましくは厚さ０．５〜３μｍで成膜して形成している。これにより、隣り合う電極８２ａ、８２ｂの間は絶縁されている。保護層８３は後述する理由により、現像ローラ５１、現像カートリッジ５０、画像形成装置１００の標準的な使用環境における性能値として体積抵抗率が１０９〜１０１２［Ω／ｃｍ］とされている。
【００６１】
図７に示すように、電源８５ａ、８５ｂはそれぞれ、矩形波を示すａ相、ｂ相の電圧を印加する。ａ相、ｂ相の電圧はともに、ピークツーピークの電圧値Ｖｐｐが２００Ｖ〜１０００Ｖ、周波数ｆが０．１〜５ｋＨｚであるが、位相がπだけずれて印加され、逆位相となっている。ａ相、ｂ相の電圧の中心値Ｖ０は画像部電位と非画像部電位の間で現像条件によって変動させている。ａ相とｂ相とのかかる位相差によって、ａ相とｂ相との間には常にＶｐｐだけの電位差である印加振動電圧が生じている。この電位差によって互い違いに配置された電極８２ａ、８２ｂ間にフレア電界といわれる電界が発生し、この電界に応じてトナーが電極８２ａ、８２ｂ間をホッピングする。このホッピングによってトナーが現像ローラ５１表面から引き離されクラウド状態となる。
【００６２】
この点、トナークラウド化手段５７は、電源８５と、電極８２と、軸８４とを有する構成となっている。トナーは、トナー規制部材５２によって薄層状に規制され帯電するとともにトナークラウド化手段５７によってクラウド状態とされ現像ローラ５１のＢ方向の回転によって現像ローラ５１と感光体ベルト２０との間の現像領域に運ばれ、現像に用いられる。
【００６３】
電源８５の動作言い換えるとａ相、ｂ相として印加される電圧のタイミング、大きさ、位相等はトナークラウド度制御手段５８によって制御されるようになっており、これによってトナークラウド化手段５７の出力が変化されて現像ローラ５１に担持されたトナーのクラウド度が制御される。なお、ａ相、ｂ相の電圧は矩形波であって電圧の切り替わりが瞬時に起き、トナーのホッピング、クラウド化には適しているが、この波形はサイン波でも三角波でもよい。
【００６４】
保護層８３の体積抵抗率を１０９〜１０１２［Ω／ｃｍ］とした理由は次のとおりである。
図８に示すように保護層８３の体積抵抗率を変化させてフレア活性率を調べた。ここで、フレア活性率とは、保護層８３表面において電極８２ａ、８２ｂ間をホッピングしているトナーと、ホッピングしないで保護層８３表層に付着しているトナーとの割合である。フレア活性率が高いほどトナーは活発にホッピングしていることになる。保護層８３は厚み約５[μｍ]とし、その体積抵抗率はポリカーボネート樹脂にカーボン微粒子の量を調整しながら分散させて１０６〜１０１４の間で設定した。電極８２ａ、８２ｂ間のピッチは５０[μｍ]とした。同図から、フレア活性率を略１００％とするには、保護層８３の体積抵抗率を１０９〜１０１２（１０＾９〜１０＾１２）［Ω・ｃｍ］の範囲とすることが適正であることが分かる。
【００６５】
これは、体積抵抗率が非常に高いと、飛翔を繰り返すトナーと保護層８３との摩擦によって保護層８３の表面すなわち現像ローラ５１の表面が帯電したままになってしまいホッピングが生じにくくなり、逆に、体積低効率が低く導電性が高いと、電極８２ａと電極８２ｂとの間で電荷のリークすなわちショートが発生してしまうために、効率的なバイアス効果が得られなくなってホッピングが生じにくくなるからである。このことから、保護層８３は、その表面に蓄積した電荷が保護層８３を通じて電極８２ａ、８２ｂにうまく逃げられるように、適当な抵抗率すなわち体積抵抗率で１０９〜１０１２［Ω・ｃｍ］となっている必要があることが分かる。なお、トナーは、通常は正規の帯電極性に帯電するが、逆の極性に帯電することもある。逆の極性に帯電した逆帯電トナーの帯電量は正規の帯電極性に帯電した場合の帯電量よりも小さく、この程度の帯電量は保護層８３を通じて電極８２によって除電される。このように、保護層８３、電極８２には逆帯電トナーの帯電を解消する逆帯電トナー解消手段としての機能も有し、これにより、現像性能が向上する利点がある。
【００６６】
ただし、保護層８３が、特にポリカーボネート樹脂のように、高分子絶縁性材料によって形成されている場合には、空気中の湿気を吸湿することによって、そのインピーダンスが変化し、図９に示すように、保護層８３の体積抵抗率は低湿になるほど高くなる態様で変化してしまう。同図から、かりに相対湿度の調整によって体積抵抗率を１０９〜１０１２（１０＾９〜１０＾１２）［Ω・ｃｍ］の範囲に保つとすれば、相対湿度を３０％ＲＨより大きく、かつ８０％ＲＨより小さくするする必要があることが分かる。低湿で体積抵抗率が高くなると保護層８３の表面に電荷が蓄積してトナーとの付着力が強くなってホッピングしなくなり、高湿で体積抵抗が低くなると保護層８３の表面から電荷が流れて電界が弱くなるためホッピングしなくなるためである。
【００６７】
このように、保護層８３の体積抵抗率はその使用環境に左右されるとともに、フレア活性率を左右するものである。また、フレア活性率は、保護層８３表面において電極８２ａ、８２ｂ間をホッピングしているトナーと、ホッピングしないで保護層８３表層に付着しているトナーとの割合であるため、保護層８３表面、言い換えると現像ローラ５１に担持されたトナーのクラウド度を示す指標となる。現像ローラ５１に担持されたトナーのクラウド度は、これが高いほど、トナーが感光体ベルト２０側に移行しやすく供給されやすいことを示すものであり、現像性能に直結するものであるため、クラウド度を検知することは良好な現像を行う上で重要である。そのため、トナークラウド度検知装置５６が現像カートリッジ５０に備えられている。
【００６８】
図１０に示すように、トナークラウド度検知装置５６は、現像ローラ５１の表面、言い換えると保護層８３の表面の状態を光学的に検知することで現像ローラ５１に担持されたトナーのクラウド度を検知するクラウド度検知手段としての正反射型光学センサ部であるセンサ部８６と、センサ部８６によって光学的に検知される現像ローラ５１表面に向けて流体である気体としての空気を噴出する流体噴出手段としてのエアブローノズル部であるノズル部８７とを有している。
【００６９】
センサ部８６は、レーザー光を照射する光源である発光部としてのレーザーセンサー発光部８６ａと、レーザーセンサー発光部８６ａから照射されたレーザー光の反射光を受光する受光部としてのレーザーセンサー受光部８６ｂとを有している。
【００７０】
レーザーセンサー発光部８６ａは、レーザー光を、現像ローラ５１表面であってノズル部８７によって空気が吹き付けられる位置に向けて照射する。
レーザーセンサー受光部８６ｂは現像ローラ５１の表面及びトナーによって反射されたレーザー光の強度に応じた信号をトナークラウド度制御手段５８に向けて出力する。
なおセンサ部８６では感度が高いレーザー光を用いているが、光源としてはＬＥＤなどを用いても良い。
【００７１】
ノズル部８７は、空気を噴出するノズル口の内径が１ｍｍのノズル８７ａと、ノズル８７ａに接続され所定の圧力、本形態では２００Ｐａの圧力でノズル口から空気を噴出すための流体供給手段としての図示しないエアーコンプレッサーとを有している。ノズル８７ａは、ノズル口を、現像ローラ５１表面からｈの高さ、具体的には２ｍｍの距離となるように設置されているとともに、レーザー光が反射される部分に向けて設置してある。
【００７２】
同図又は図１１に示すように、ノズル部８７が空気を吹き付けることにより、トナー規制部材５２によって量が一定化されクラウド状態とされた現像ローラ５１表面上のトナーが空気の圧力によって吹き飛ばされ、現像ローラ５１表面が露出したスポット５１ａが形成される。図１１においてスポット５１ａの周囲の黒塗りの部分はクラウド状態のトナーを担持した現像ローラ５１表面を示している。
【００７３】
フレア活性率が高くクラウド度が高い場合には、トナーは現像ローラ５１への付着力が小さく吹き飛びやすいので、同１１（ａ）に示すようにスポット５１ａの径φは大きくなり、フレア活性率が低くクラウド度が低い場合には、トナーは現像ローラ５１への付着力が大きく吹き飛びにくいので、同図（ｂ）に示すようにスポット５１ａの径φは小さくなる。レーザー光の照射領域５２ｂにおいて、スポット５１ａ外側ではクラウド状態のトナーによってレーザー光の反射率が低下することから、径φが大きい場合はこれが小さい場合に比べて、レーザーセンサー発光部８６ａから照射されたレーザー光の反射率は高く、レーザーセンサー受光部８６ｂに入力するレーザー光の強度も大きい。なお、ノズル８７ａの口径が１ｍｍであることから、径φの最大値は１ｍｍ程度であり、フレア活性率が１００％に近づくほど径φも最大値に近づく。
【００７４】
クラウド度の測定に際して、スポット５１ａの形成のためには、５秒以下の短時間でエアーブローを行えば充分である。スポット５１ａの形成による現像への影響はない。エアーブローを止めれば、スポット５１ａが形成された部分はすぐにフレア電界によりクラウド状態に戻るためである。
【００７５】
クラウド度の測定には、ノズル部８７は必須ではないが、これを配した方が、クラウド度の検知精度が向上する。ノズル部８７を作動させる場合の、レーザーセンサー受光部８６ｂにおける検知信号の波形を、図１２に示す。同図の例では、上述の電圧値Ｖｐｐが２５０Ｖではフレア活性率を示すレベルの信号が得られず、同電圧値Ｖｐｐが５００Ｖではフレア活性率が約９０％である旨の信号が検出されている。ノズル部８７を作動させているため、同電圧値Ｖｐｐを５００Ｖとした場合に検出される信号のレベルが大きくなってフレア活性率言い換えるとクラウド度の測定が実効ある程度に行われている。これに対しノズル部８７を作動させない場合には、同電圧値Ｖｐｐを５００Ｖとした場合に検出される信号のレベルは低下し、クラウド度の検知精度は低下した。
【００７６】
トナークラウド度制御手段５８は、クラウド度の測定レベルが充分に得られるように、かかる電圧値Ｖｐｐの大きさを制御する。
【００７７】
また、トナークラウド度制御手段５８は、良好な現像を行うために、レーザーセンサー受光部８６ｂからの入力信号が、フレア活性率にして７０％以上１００％以下となるように、クラウド度を制御する。具体的には、トナークラウド度検知装置５６によって得られるかかる入力信号をクラウド度に等価のフレア活性率として検知し、この値に基づいて、トナークラウド化手段５７の出力、具体的には電源８５の出力を変化させ電圧値Ｖｐｐの大きさを制御してフレア電界を制御することで、フレア活性率を７０％以上１００％以下の範囲となるように制御してクラウド度を制御する。フレア活性率で７０％以上１００％以下の範囲となるクラウド度は、良好な現像を行うのに必要十分な値である。ただし、この上限値、下限値はこれらの値に限定されるものではない。
【００７８】
図１３に、かかるトナークラウド制御手段５８の制御例を示す。同図において、Ｆｓはフレア活性率によるレーザーセンサー受光部８６ｂからの入力値である検知フレア活性率、ＦＨはかかる上限値である許容最高フレア活性率、ＦＬはかかる下限値である許容最低フレア活性率を示している。すなわち、同図に示す例では、ＦＬ≦Ｆｓ≦ＦＨとなるように制御を行う。許容最高フレア活性率ＦＨ、許容最低フレア活性率ＦＬの値はトナークラウド制御手段５８として機能する制御手段３５の記憶手段としてのＲＯＭに記憶されている。
【００７９】
同図に示した制御について説明する。同図に示した例では、印加振動電圧である電圧値Ｖｐｐの初期値を、現像ローラ５１、現像カートリッジ５０、画像形成装置１００の標準的な使用環境でフレア活性率が７０％以上１００％以下の範囲となるようにＶｓｐｐとし、これを制御手段３５のＲＯＭに記憶している。また同ＲＯＭには、検知フレア活性率ＦｓがＦＬ≦Ｆｓ≦ＦＨを満たさない場合に電圧値Ｖｐｐを調整するための調整電圧値Ｖｐと、電圧値Ｖｐｐが電極８２の耐圧を考慮して定められる許容範囲を超える異常状態に達したことを示す値としての異常電圧値Ｖｈｐｐとが記憶されている。なお、本形態においては、現像ローラ５１、現像カートリッジ５０、画像形成装置１００の標準的な使用環境を２３℃５０％Ｒｈとし、この状態における許容最高フレア活性率ＦＨ、許容最低フレア活性率ＦＬをそれぞれ７０％、１００％とするとともに、初期値Ｖｓｐｐを、フレア活性率１００％を得る値として６００Ｖとし、また異常電圧値Ｖｈｐｐを７００Ｖとしている。
【００８０】
同図に示した制御は、ユーザによる画像形成開始指示が行われたことなどをトリガーとして開始される。制御が開始されると、初期値Ｖｓｐｐを用いて、現像ローラ５１上におけるトナーのクラウド度をトナークラウド度検知装置５６で検知フレア活性率Ｆｓとして検知する（Ｓ１）とともに、制御手段３５のＲＯＭから許容最高フレア活性率ＦＨ、許容最低フレア活性率ＦＬを読み出し（Ｓ２）、検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬより小さいか否かを判断する（Ｓ３）。検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬより小さい場合には、同ＲＯＭから読み出した調整値Ｖｐを同ＲＯＭから読み出した初期値Ｖｓｐｐに加算して（Ｓ４）、この加算の結果として得られる電圧値Ｖｐｐが同ＲＯＭから読み出した異常電圧値Ｖｈｐｐより小さいか否かを判断する（Ｓ５）。電圧値Ｖｐｐが異常電圧値Ｖｈｐｐより小さくない場合すなわち電圧値Ｖｐｐが異常電圧値Ｖｈｐｐ以上となった場合には表示手段にその旨を表示する（Ｓ６）。電圧値Ｖｐｐが異常電圧値Ｖｈｐｐより小さい場合にはこの電圧値Ｖｐｐを用いてトナークラウド度検知装置５６で検知フレア活性率Ｆｓを検知し（Ｓ７）、検知された検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬ以上であるか否かを判断する（Ｓ８）。検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬ以上である場合にはクラウド度が良好な状態に制御されたこととなり、制御を終了する。検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬ以上でない場合、すなわち検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬを下回っている場合には、ステップＳ４に戻り、調整値Ｖｐを電圧値Ｖｐｐに加算し、検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬ以上となるまで、同様のステップＳ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８を繰り返し、又はステップＳ６を行う。
【００８１】
ステップＳ３において検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬより小さくないと判断された場合すなわち検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬ以上であると判断された場合には、検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨを超えているか否かを判断する（Ｓ９）。検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨを超えていない場合すなわち検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨ以下である場合にはクラウド度が良好な状態にあることが検知されたこととなり、制御を終了する。検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨを超えている場合には、同ＲＯＭから読み出した調整値Ｖｐを同ＲＯＭから読み出した初期値Ｖｓｐｐから減算して（Ｓ１０）、この減算の結果として得られる電圧値Ｖｐｐを用いてトナークラウド度検知装置５６で検知フレア活性率Ｆｓを検知し（Ｓ１１）、検知された検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨ以下であるか否かを判断する（Ｓ１２）。検知フレア活性率Ｆｓが許容最低フレア活性率ＦＬ以下である場合にはクラウド度が良好な状態に制御されたこととなり、制御を終了する。検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨ以下でない場合、すなわち検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨを超えている場合には、ステップＳ１０に戻り、調整値Ｖｐを電圧値Ｖｐｐから減算し、検知フレア活性率Ｆｓが許容最高フレア活性率ＦＨ以下となるまで、同様のステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１２を繰り返す。
【００８２】
画像形成装置１００、これを構成する現像装置５０、トナークラウド度制御装置５９等は以上のような構成であるとともに、トナークラウド度制御方法、これを用いた現像方法、これらを用いた画像形成方法は以上述べたとおりであり、またこれらの方法は、これらの方法を実現し、また上述の各ステップを含むトナークラウド度制御プログラム、現像プログラム、画像形成プログラムの実行によって作用し所期の機能を発揮する。これらのプログラムは、コンピュータによって読み取り可能に記録されている外部の記録媒体から、制御手段３５のＲＯＭに導入され記憶されているものである。これらのプログラムの実行に必要な各種データも同様である。
【００８３】
これらのプログラム及び各種データを制御手段３５のＲＯＭに導入するためにこれらを記録された記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＵＳＢメモリのように持ち運び可能なメディアの他、ＬＡＮ、インターネット等のネットワークを介して接続された他のコンピュータに内蔵ないし接続されたＨＤ等の記憶装置など、かかるプログラム及び各種データを必要な期間記憶して保持しておくことが可能なものであればどのようなものでも良い。かかるプログラム及び各種データは制御手段３５のＲＯＭでなく制御手段３５のＲＡＭ等の他の媒体に記憶されていてもよく、この場合にはその媒体が記録媒体となる。
【００８４】
以上のような構成の画像形成装置１００においては、すでに述べたように、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙが、クリーニング手段としても機能することから、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙはプロセスカートリッジとなっている。図１４に示すように、画像形成装置１００は、回動ローラ７４を中心として、回動ローラ７２、７３、感光体ベルト２０、転写ローラ３３、対向ローラ３２Ｋ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｙが、現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙから離間する態様で回動可能となっている。かかる回動は、画像形成装置１００の図示しない筐体の一部を開いた状態で行われ、この回動が行われると現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙが画像形成装置１００外部に向けて露出するようになっている。プロセスカートリッジとしての現像カートリッジ５０Ｋ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙはかかる回動が行われた図１４に示した状態で画像形成装置１００に着脱可能となっており、同図に示されているように、画像形成装置１００内部に装着された状態から画像形成１００の外部に取り出し可能となっている。かかる着脱はユーザでも容易に行うことが可能となっている。このように、プロセスカートリッジ化を行うことは、交換部品として取り扱うことを可能とし、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００８５】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８６】
たとえば、トナークラウド検知装置は、トナーをクラウド状態で担持するトナー担持体に対して配設されれば良いので、現像剤は１成分現像剤でなく、２成分現像剤であってもよい。ただし、２成分現像剤を用いる場合には、トナー担持体に対して２成分現像剤のうちのトナーのみの供給を行ういわゆるハイブリッドタイプの現像を行うことを要し、かかる供給を行うトナー供給部材、トナー供給手段といわれるものを用いる。
なお、１成分現像剤を用いる現像装置は一般に小型軽量であるという利点、現像剤中のキャリヤによる画質低下や像担持体への負荷が生じることがないという利点等の種々の利点がある。２成分現像剤を用いるハイブリッドタイプの現像装置は一般に、高速現像に適し、電場に対するトナーの応答性が良好であり高解像度の微小ドットを均一に現像する性能が良好である、トナー劣化が抑制されるという、通常のタイプの現像装置と同様の種々の利点を備えつつ、キャリアが像担持体に付着することによる画質低下や像担持体への負荷が生じることが防止ないし抑制されるという利点、この利点を得るためのキャリア粒子の保持性向上の必要性が低下するという利点、転写効率やクリーニング効率を向上するための像担持体とトナーとの非静電的付着力の抑制を行うために像担持体の摩擦係数を抑制しても現像効率低下やドット再現性の低下が防止ないし抑制されるという利点といったハイブリッドタイプによる種々の利点がある。
【００８７】
クラウド度検知手段、クラウド度検知装置は光学的な方法以外の原理を用いてクラウド度を検知するものであっても良い。
流体噴出手段が噴出する流体は、空気でなく他の気体であっても良いし、可能であれば他の流体であっても良い。
トナー規制部材は、トナークラウド化手段等により、トナーの帯電量確保等、現像に必要な条件が満たされれば、省略可能である。
【００８８】
プロセスカートリッジは、少なくとも現像装置と、トナー担持体によってトナーを供給される像担持体、同像担持体を帯電させる帯電手段、同像担持体をクリーニングするクリーニング手段の少なくとも１つを含んでいれば良い。プロセスカートリッジを構成する現像装置以外の構成部品の選択は、像担持体、当該構成部品の寿命、コスト、プロセスカートリッジ化の構造上の容易性等を考慮して適宜行なわれるものである。
【００８９】
本発明は、いわゆる１パスカラータイプの画像形成装置に限らず、タンデム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写ベルト、転写ドラム、中間転写ドラム等の有無を問わず、また各色のトナー像を転写紙等に直接転写する画像形成装置であっても良い。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。
【００９０】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた現像装置、トナークラウド化手段及びその周りの構成を示す概略正面図である。
【図３】図２に示した現像装置に備えられた現像ローラの構成及びこの現像ローラに備えられた電極並びにこの電極に接続された電源の模式的正面図である。
【図４】図２に示した現像装置に備えられた現像ローラの概略斜視図である。
【図５】図２に示した現像装置に備えられた現像ローラの概略構成、トナークラウド化手段の模式図である。
【図６】図２に示した現像装置に備えられた現像ローラの概略断面及びこの現像ローラに備えられた構成の一部を分解した状態を斜視図で示した模式図である。
【図７】図２に示した現像装置に備えられたトナークラウド化手段の出力の概念図である。
【図８】現像ローラの表面層の体積抵抗率とフレア活性率との相関図である。
【図９】現像ローラの表面層の体積抵抗率とその環境の相対湿度との相関図である。
【図１０】図２に示した現像装置に備えられたクラウド度検知装置の概略正面図である。
【図１１】図１０に示したクラウド度検知装置の動作時の現像ローラの様子を示す概念図である。
【図１２】図１０に示したクラウド度検知装置によるクラウド度の検知信号の検知態様を示すグラフである。
【図１３】図２に示した現像装置に備えられたトナークラウド度制御装置の動作フローであり本発明にかかるトナークラウド度制御方法のフローである。
【図１４】図２に示した現像装置を備えたプロセスカートリッジ及びその着脱の様子の概念図である。
【符号の説明】
【００９２】
２０    像担持体
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０ＢＫ    帯電手段
５０、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ    現像装置、クリーニング手段、プロセスカートリッジ
５１    トナー担持体
５６    トナークラウド度検知装置
５７    トナークラウド化手段
５８    トナークラウド度制御手段
５９    トナークラウド度制御装置
８６    クラウド度検知手段
８７    流体噴出手段
１００    画像形成装置
【図１】
2010060830.tif 000003
【図２】
2010060830.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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