(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流または直流のコロナ放電によって、微小ギャップを介して配置されたローラと像担持体との間に流れる電流を検出し、その検出値に応じて前記コロナ放電を生じせしめる高圧電源の出力を制御する静電潜像方式の画像形成装置に用いられる放電検知回路において、
放電が生じたときに流れる電流経路に設けられ、閉ループ状のコアを備えたパルストランスと、
前記パルストランスの一次巻き線と二次巻き線間の電磁誘導から得られる二次電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路からの出力を平滑化する平滑回路と、
を有し、
前記パルストランスの一次巻き線は、前記コアに前記電流経路を貫通させて形成され、二次巻き線は前記コアに低圧絶縁電線を所定回数巻き付けて形成され、
前記コアを貫通する前記電流経路が高圧絶縁ケーブルであり、該高圧絶縁ケーブルは、前記高圧電源の高圧出力端子と前記ローラとを接続しており、
前記像担持体が複数（ｎ）設けられているとともに、これに対応して前記ローラ及び前記高圧電源がそれぞれ複数（ｎ）設けられ、
前記コアをｎ本の前記高圧絶縁ケーブルが貫通して一次巻き線が形成されていることを特徴とする放電検知回路。
【請求項２】
交流または直流のコロナ放電によって、微小ギャップを介して配置されたローラと像担持体との間に流れる電流を検出し、その検出値に応じて前記コロナ放電を生じせしめる高圧電源の出力を制御する静電潜像方式の画像形成装置に用いられる放電検知回路において、
放電が生じたときに流れる電流経路に設けられ、閉ループ状のコアを備えたパルストランスと、
前記パルストランスの一次巻き線と二次巻き線間の電磁誘導から得られる二次電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路からの出力を平滑化する平滑回路と、
を有し、
前記パルストランスの一次巻き線は、前記コアに前記電流経路を貫通させて形成され、二次巻き線は前記コアに低圧絶縁電線を所定回数巻き付けて形成され、
前記コアを貫通する前記電流経路が前記高圧電源の回帰電流経路であり、
前記像担持体が複数（ｎ）設けられているとともに、これに対応して前記ローラ及び前記高圧電源がそれぞれ複数（ｎ）設けられ、
前記回帰電流経路が高圧絶縁ケーブルであり、該高圧絶縁ケーブルの一端側は、前記各ローラからの回帰電流が総和された総和回帰電流線に接続され、他端側は接地されていることを特徴とする放電検知回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の放電検知回路において、
前記ローラが現像ローラであることを特徴とする放電検知回路。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の放電検知回路において、
前記ローラが帯電ローラであることを特徴とする放電検知回路。
【請求項５】
請求項３に記載の放電検知回路を有する現像装置。
【請求項６】
請求項４に記載の放電検知回路を有する帯電装置。
【請求項７】
請求項５に記載の現像装置又は／及び請求項６に記載の帯電装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラや帯電ローラと像担持体との間に流れる電流を検出し、その検出値に応じて高圧電源の出力を制御するために用いられる放電検知回路、該放電検知回路を備えた現像装置、該放電検知回路を備えた帯電装置、該現像装置又は／及び該帯電装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一成分非接触現像においては、図２３に示すように、現像ローラ４２と感光体２と間に例えば２００μm前後のギャップ（現像ギャップ）ｇを設け、この間に高圧電源からバイアスを印加し、現像ローラ表面上のトナーを感光体へ飛ばして感光体表面の潜像画像を顕在化させている。
図２３において、符号４４は補給ローラ（供給ローラ）を、４５は規制ブレード（ドクタブレード）を、３は帯電ローラを、５はクリーニングブレードをそれぞれ示している。
この２００μm前後のギャップｇにかかる電圧は、大きすぎても少なすぎても良好な画像は得られない。過剰な電圧は放電を起こし画像に放電の形跡を残し、感光体表面にも放電痕を残す。度を越すと感光体破損に至り、マシンダウンまたは部品交換となってしまう。
また、過小な電圧では現像ローラ表面上のトナーが感光体に十分行き届かなくなり、鮮明な画像を得ることができなくなる。さらには２００μmのギャップｇを維持するため、現像ローラ両端部には現像ローラより僅かに直径の大きい突き当てコロが付設され、この突き当てコロが感光体と当接することで現像ローラと感光体との間のギャップｇを維持している。しかしながら、突き当てコロの摩耗によるギャップの減少がある。
【０００３】
一方、トナーを均一に現像ローラの表面に付着させるために規制ブレードが設けられており、回転している現像ローラに対しブレードは固定のまま所定の圧力をかけた状態で擦れている。そのため使用するにつれ現像ローラの表面、ブレードの接触部分が磨耗してしまう。現像ローラが削れることにより感光体表面と現像ローラとの間のギャップｇは拡大する。
また、標高の高い地域では気圧減少によりギャップ、電圧ともに変動がなくても現像ローラ、感光体間で放電が開始されてしまう可能性がある。
また、現像ローラを含む現像ユニットを交換した際にもギャップが変わってしまう可能性がある。
【０００４】
このように、経時的にはギャップの減少傾向と拡大傾向の双方の関係があり、環境的には気圧変動の影響を受け、また部品ごとにギャップ変動が異なる、という要素があり、定期的にあるいはあるアクションごとに最適な現像バイアスを設定する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、電圧設定モード時にはバイアス電圧を可変し、ある電圧でパッシェン則による放電が検知されたところで設定モードは終了し、その電圧より幾分低いところの電圧を使用する現像バイアスに決める手法が開示されている。すなわち、現像用高圧電源の高圧出力の手前のところに検出素子を設け、電流電圧変換を行って放電を検知している。
図２４に、従来における電流検知（放電検知）有りの現像用高圧回路を示す。破線で示すように、微笑ギャップｇの静電容量を介して電流が流れる。
【０００６】
上記は現像バイアスについての説明であったが、帯電装置においても放電検知制御は必要となる。放電させて帯電を感光体表面に施す帯電装置の場合には、放電しないと帯電ができないので、放電するバイアスに設定するために、放電（リーク）検知制御を行って印加バイアス（帯電バイアス）の調整をしている。
特許文献２には、最適な帯電制御を行うことを目的とした帯電電流の検知方法についての提案がなされている。放電電流経路内に抵抗を挿入し、その抵抗の間に生じる電圧を帯電電流検出電圧の源泉とし、後段のフィルター回路、へと続く構成となっている。具体的には、帯電電極から感光体、感光体からグランドに流れる帯電電流の経路の中で、感光体からグランドに流れる経路に電流電圧変換素子を挿入している。
図２５に、従来における電流検知（放電検知）有りの帯電用高圧回路を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の電流検出回路（リーク検知回路）は、特許文献１に示されているように、感光体、もしくは高圧電源とグランドとの間に、直列に抵抗もしくはコンデンサ等の電流-電圧変換素子を接続し、電流-電圧変換素子の両端に生じる電圧を検出し、その検出電圧が目的とする一定値の電圧値に達したところで高圧出力値を保持するという提案であった。
しかしながら、リーク検知回路が無い場合は、トランス負荷（高圧電源負荷）はギャップｇだけであったものが、リーク検知回路が入ることにより、その分の負荷が増える（具体的な増加分については、本発明の実施形態で説明する）。
リーク検知回路追加による電流増加に伴って、トランス自体の発熱も消費電力も上昇することになる。
しかも、リーク検知を実行する、しないに拘らず、常に上記負荷増に対応したパワーロス分が重畳されることになる。
現像ローラ-感光体間ギャップが拡大し、その際においても充分なトランス出力を得るためには上記ロス分の電流容量に余裕あるトランスを使わざるを得ず、トランスのコストアップに繋がってしまう。
また、図Ｄに示すように、感光体が複数（ｎ；本例はｎ＝３）ある場合には、これに対応して現像装置の数もｎとなり、電流-電圧変換素子及び検出回路の数もｎとなる。この場合、回路の消費電力も数（ｎ）に比例して増大する。
帯電装置と感光体間の放電検知においても同様の問題が生じる。
【０００８】
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、消費電力の低減を実現でき、画像形成装置の省エネルギー化にも寄与できる放電検知回路の提供を、その主な目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、交流または直流のコロナ放電によって、微小ギャップを介して配置されたローラと像担持体との間に流れる電流を検出し、その検出値に応じて前記コロナ放電を生じせしめる高圧電源の出力を制御する静電潜像方式の画像形成装置に用いられる放電検知回路において、放電が生じたときに流れる電流経路に設けられ、閉ループ状のコアを備えたパルストランスと、前記パルストランスの一次巻き線と二次巻き線間の電磁誘導から得られる二次電圧を整流する整流回路と、前記整流回路からの出力を平滑化する平滑回路と、を有し、前記パルストランスの一次巻き線は、前記コアに前記電流経路を貫通させて形成され、二次巻き線は前記コアに低圧絶縁電線を所定回数巻き付けて形成され、前記コアを貫通する前記電流経路が高圧絶縁ケーブルであり、該高圧絶縁ケーブルは、前記高圧電源の高圧出力端子と前記ローラとを接続しており、前記像担持体が複数（ｎ）設けられているとともに、これに対応して前記ローラ及び前記高圧電源がそれぞれ複数（ｎ）設けられ、前記コアをｎ本の前記高圧絶縁ケーブルが貫通して一次巻き線が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電流が流れる閉回路網中にコンデンサもしくは抵抗で形成される電流-電圧変換素子が不要で、電流増加要素を待たないため、消費電力の低減（省エネルギー）を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図２】シミュレーション用の回路ブロック図である。
【図３】リーク検知がない場合の交流等価回路を示す図である。
【図４】図３の各部の電流を示す図である。
【図５】リーク検知がある場合の交流等価回路を示す図である。
【図６】図５の各部の電流を示す図である。
【図７】放電検知回路を用いた制御動作を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図１０】第４の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図１１】第５の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図１２】第６の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図１３】第７の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図１４】第８の実施形態に係る放電検知回路のブロック図である。
【図１５】第９の実施形態に係る放電検知回路の一部のブロック図である。
【図１６】第１０の実施形態に係る整流回路と平滑回路の一例を示すブロック図である。
【図１７】画像形成装置の概要構成図である。
【図１８】現像装置の概要断面図である。
【図１９】現像装置の異なる方向からの概要断面図である。
【図２０】現像ローラを示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＮ部の拡大図である。
【図２１】ドクタブレードの斜視図である。
【図２２】現像ローラの表面に対するドクタブレードの当接状態を示す断面図である。
【図２３】従来における電流検知なしの現像用高圧回路のブロック図である。
【図２４】従来における電流検知有りの現像用高圧回路のブロック図である。
【図２５】従来における電流検知有りの帯電用高圧回路のブロック図である。
【図２６】感光体を複数有する場合の従来における電流検知有りの帯電用高圧回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図７に基づいて第１の実施形態（現像装置への適用）を説明する。図１に示すように、本実施形態に係る放電検知回路２０Ａは、高圧電源としての高出力トランス２２の高圧出力端子２２ａと、現像装置の現像ローラ４２とを接続する高圧絶縁ケーブル２４と、閉ループ状のコア３２を備えたパルストランス２６と、パルストランス２６の一次巻き線と二次巻き線間の電磁誘導から得られる二次電圧を整流する整流回路２８と、整流回路２８からの出力を平滑化する平滑回路３０とを有している。「閉ループ状のコア」とは、円形リング状、円環状（トロイダル）、矩形環状の概念を含む意味である。
パルストランス２６の一次巻き線は、コア３２に高圧絶縁ケーブル２４を貫通させて形成され、二次巻き線はコア３２に低圧絶縁電線としての低圧絶縁エナメル電線２５を所定回数巻き付けて形成されている。
高出力トランス２２の回帰電流線２２ｂは接地されている。像担持体としてのドラム状の感光体２と現像ローラ４２との間には、微小ギャップとしての現像ギャップｇが設定されている。図面においては、現像ギャップｇを「Ｃｇａｐ」とも表示している。
【００１３】
一成分非接触現像方式による現像ローラ-感光体のギャップｇが、いかなる状況下に置かれても変動すること無く一定で有れば、このような放電検知手段を設ける必要はない。
しかしながら、実際のギャップを維持する構成は、上記のように、突き当てコロ方式といって、現像ローラの両端に現像ローラ直径より太目のコロを附設し、そのコロと感光体が当接することでギャップを維持する方式である。
長時間使用によりコロの磨耗、コロの汚れ付着、感光体の膜削れ、現像ローラの削れ、マシンメンテナンスによるユニット交換など、様々なギャップ変動要因があるため、必要なタイミングでギャップ値を読み出す必要がある。
本実施形態では、ギャップ変動要因発生後、リーク検知（放電検知）を行い、適正なピークtoピーク電圧を設定することで、最適画像を得ることができるようにするものである。
【００１４】
ここで、図２乃至図６に基づいて、リーク検知回路の有無による回路の消費電力の差について、シミュレーションの結果をもとに説明する。
図２は、シミュレーション用回路のブロック図である。AC＋DC現像バイアス電源にリーク検知機能が無い場合を考えると、コンデンサC1と抵抗R1から構成されるリーク検知回路が不要となる。
以下にリーク検知無い場合と、有る場合との各部の波形をシミュレーションを用いて比較してみる。
高圧トランスをパルス電源に置き換え（ピークtoピークを1600V、直流バイアスを-300Vに設定）、RL、ギャップｇを抵抗、コンデンサに置き換え、交流等価回路としてDC分はカットすると、リーク検知が無い場合が図３、リーク検知が有る場合が図５となり、非常に簡単な等価回路となる。
双方のシミュレーション回路図には、実際の回路図に無いRs（１×１０２０Ωが入っているが、これはシミュレーションしやすいようにした仮想抵抗で、∞およびゼロの値を挿入する。
【００１５】
Rs＝1＊1020[Ω]の場合（＝無限大）、C1、R1が未接続状態となり、Rs＝ゼロ[Ω]の場合（＝抵抗なし）、C1、R1が接続状態となる。図３、図５のシミュレーション結果が図４、図６である。
図４と図６の中段のI(V1)、I(RL)のグラフに相違が現われている。つまりリーク検知回路が無い場合はトランス負荷はギャップｇのみだったものが、リーク検知回路を入れることによりトランス負荷はギャップｇ＋C1となり、１６５ｐF⇒１８０ｐFとなり、トランスから見ると（180-165）/165＝0.09
つまり９％負荷増になる。
図６の中段の実線と破線との差のある所が、リーク検知回路追加による電流増加分を示す。９％アップということは、トランス自体の発熱も消費電力も９％上昇していることになる。
【００１６】
リーク検知を実行する、しないに拘らず、常に９％のパワーロス分が重畳されることになる。
現像ローラ-感光体間ギャップが拡大し、その際においても充分なトランス出力を得るために９％のロス分、予め９％の電流容量に余裕あるトランスを使わざるを得ず、トランスのコストアップに繋がってしまう。
また検知回路も図２に示す回路が１ないしは複数回路必要となり、検出回路でもコストを上げてしまう。
【００１７】
これらの不具合に鑑み、本発明では、C1、R1およびリーク検知回路を用いず、RLの制限抵抗から現像ローラに給電している高圧線にリングコアを附設し、一次側に高圧線、二次側に検出巻き線を設けてパルストランス２６を構成している。これにより、電流に比例した誘起電圧を得ることができ、リーク検知回路を波形整形の簡単な回路で構成できるとともに、リーク電流検知可能となる。
R、C検出方式では９％の電流増加するのに対し、リングコア方式では、電流増加要素を待たないため、消費電力の低減（省エネルギー）を実現できる。
さらには高圧電流に含まれる高調波成分がリングコアによってノイズリダクションされる効果が期待でき、EMI不要輻射ノイズなど緩和できるメリットも有している。
【００１８】
図７に本実施形態における放電検知回路２０Ａを用いた制御動作の一例を示す。
放電検知を実施するタイミング（ギャップｇが変動し得る条件に合致した時）としては以下のものがある。
・現像ユニットを交換した場合
・感光体ユニットを交換した場合
・画像形成装置のカバーオープンし紙詰まりを修正した場合
・所定枚数印刷した場合
・画像形成装置の設置場所が高地（低気圧）に移動した場合
【００１９】
図７のステップ１１（Ｓ１１）に示すように、放電検知があった場合には、リーク検知発生電圧より所定ステップ下げた電圧を画像形成時のAC現像電圧とする。
これにより、精度良く検出した電流値で、すなわち、上記シミュレーション結果に基づいて言えば９％のエネルギーロス無しで、良好な現像を行うことができ、大幅コストアップを招かず高画質化を実現できる。
従来のように、電流が流れる閉回路網中にコンデンサもしくは抵抗で形成される電流-電圧変換素子が挿入される構成では、そのインピーダンス分が重畳し正確な電流検出ができなくなるが、本発明によれば、高圧絶縁ケーブルをパルストランスのコアに貫通するだけで二次側に現像電流用検出回路を設けることが可能となり、回路網中にインピーダンスが混入しないので検出精度がアップする。
また、電流-電圧変換素子が不要で、かつ検出回路が簡単となりコストが抑えられるだけでなく、一次二次間の絶縁が容易となり製品安全試験も簡素となる。かかる試験費用等も抑えられる。すなわち、従来では、高圧回路網の中に低圧回路が混載するがゆえ、一次側高圧回路と二次側低圧回路の分離が不明確になり、製品安全（Product  Safety）試験が厳しくなってしまうが、本発明によれば、一次側高圧回路と二次側低圧回路の分離が明確となる。
【００２０】
図８に第２の実施形態を示す。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
上記実施形態では、感光体２が１つのモノクロ機での適用例であるが、本実施形態はカラー画像形成装置又は多色画像形成装置への適用例である。
感光体２の数が増えると、これに対応して現像装置（現像ローラ４２）の数も増え、個別にパルストランス２６を構成した場合、回路基板が大型化する。
これを解消すべく、本実施形態の放電検知回路２０Ｂは、１つのコア３２をｎ本（ここでは３本）の高圧絶縁ケーブル２４が貫通して一次巻き線が形成されている。高圧出力トランスの回帰電流の総和は接地されている。なお、ドクタブレード４５等は省略している（以下の実施形態においても適宜省略している）。
高圧一次線もｎ色まとめてリングコアに通すだけで検出できるため、１コアでｎ色の検知が可能となる。
また、検出回路もR、C検出方式ではｎ回路分の部品実装が必要なのに対し、リングコア方式では１回路で済むため、すなわち二次側の電流用検出回路は単数のままでよいので、部品コストの上昇を招かず、電源基板サイズの拡大も招かない。
検出動作は一個ずつの順次検出となる。
【００２１】
図９に第３の実施形態を示す。
本実施形態における放電検知回路２０Ｃでは、コア３２を貫通する高圧絶縁ケーブル２４は、一端側を高出力トランス２２の回帰電流線に接続され、他端側を接地されている。
高出力トランス２２の高圧出力端子と現像ローラ４２は、高圧絶縁ケーブル３４で接続されている。
本実施形態では、高圧出力トランスの回帰電流をパルストランスの一次側に貫通するだけで二次側に現像電流用検出回路を設けることが可能となり、消費電力の低減を実現できるとともに、回路網中にインピーダンスが混入しないので検出精度がアップする。
【００２２】
図１０に第４の実施形態を示す。
本実施形態における放電検知回路２０Ｄは、高圧出力トランスの回帰電流をパルストランスの一次側に貫通する方式の多色化対応構成である。
ｎ個（ここでは３個）の高圧出力トランスの回帰電流の総和をパルストランスの一次側に貫通するだけで良く、二次側の現像電流用検出回路は単数のままでよいので、コストおよび基板面積が抑えられる。
検出動作は一個ずつの順次検出となる。
【００２３】
上記各実施形態では、現像ローラ４２と感光体２間の放電検知回路について示したが、帯電バイアス印加においても同様に実施できる。
図１１は、感光体２が１つの場合の、高出力トランスの高圧出力端子をパルストランスに一次側に貫通させるタイプにおける帯電ローラ３と感光体２間の放電検知回路２０Ｅを示している（第５の実施形態）。
高圧絶縁ケーブルをパルストランスに貫通するだけで二次側に帯電電流用検出回路を設けることが可能となる。機能、効果は上記実施形態と同様である。
図１２は、感光体２が複数の場合の、高出力トランスの高圧出力端子をパルストランスの一次側に貫通させるタイプにおける帯電ローラ３と感光体２間の放電検知回路２０Ｆを示している（第６の実施形態）。
図１３は、感光体２が１つの場合の、高圧出力トランスの回帰電流をパルストランスの一次側に貫通させるタイプにおける帯電ローラ３と感光体２間の放電検知回路２０Ｇを示している（第７の実施形態）。
図１４は、感光体２が複数の場合の、高圧出力トランスの回帰電流をパルストランスの一次側に貫通させるタイプにおける帯電ローラ３と感光体２間の放電検知回路２０Ｈを示している（第８の実施形態）。
【００２４】
図１５に示すように、平滑回路３０の後段に可変増幅回路３１を設ける構成としてもよい（第９の実施形態）。増幅率を変えることで、定常の電流検出のほか、現像ローラ-感光体間のギャップ変動に伴う現像印加電圧調整時、および帯電ローラ-感光体間のギャップ変動に伴う帯電印加電圧調整時においても最適な検出が可能となる。
図１６に、整流回路と平滑回路の例を示す。
【００２５】
図１７乃至図２２に基づいて、本発明を実施した画像形成装置としての複写機（以下、複写機５００という）について説明する。
図１７は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。
プリンタ部１００は、四つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図２中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
四つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃという添字を省略して説明する。
【００２６】
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体としての感光体２、帯電手段としての帯電ローラ３、現像装置４、及びクリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電ローラ３は、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電ローラ３には上記高圧電源により上記放電検知回路を介して所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。
【００２７】
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
四つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。四つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【００２８】
各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【００２９】
四つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図１７中の矢印Ｃ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって転写紙Ｐに転写される。
【００３０】
二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。
各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
【００３１】
図１８は、現像装置４の概略構成を示す模式図であり、図１７中の紙面奥側から見た断面図である。図１９は、図１８と同じ方向から見た現像装置４の断面説明図である。
現像装置４の外形を形成する現像ケーシング４１は、上ケース４１１、中ケース４１２及び下ケース４１３が組み合わさることで形成される。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。また、上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。
中ケース４１２には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、パドル４６、供給スクリュ４８等が設けられている。
【００３２】
現像装置４では、供給ローラ４４が図１８中の矢印Ｃ方向（時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図１８中の矢印Ｂ方向（時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転によって感光体２との対向部である現像領域αに到達する。
また、供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。
【００３３】
現像領域αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。
現像バイアス電源１４２は上記高圧電源に相当し、上記放電検知回路は省略している。
感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図１８中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。
また、現像バイアス電源１４２は、現像領域αに搬送されたトナーによる潜像の現像のために、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第一電圧と、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧とを備えた交番電圧を現像ローラ４２に印加する電圧印加部である。
【００３４】
現像ローラ４２は、図２０に示すように、現像ローラ軸４２１に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサーが設けられている。スペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像領域αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。
現像ローラ４２は、アルミ合金、鉄合金等からなる部材である。
【００３５】
現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０は、図２０（ａ）に示すように、その表面の構造の相違に基づき、主として、２つの部分（溝形成部４２０ａ、非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。
溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。本実施形態においては、凹凸加工として所謂転造加工が用いられ、図２０（ｂ）に示すように、凸部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２に囲まれて形成されている。
本実施形態の現像ローラ４２では、凸部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１は８０［μｍ］であり、凸部４２ａの頂面の軸方向長さＷ２は４０［μｍ］である。さらに、凹部４２ｂから凸部４２ａの頂面までの高さである凹部深さは１０［μｍ］である。ピッチ幅Ｗ１、頂面の軸方向長さＷ２及び凹部深さの値は一例であり、この値に限られるものではない。
【００３６】
現像ローラ４２としては、その表面がトナーを正規帯電させる材料であることが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、凸部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングがおきていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。
また、現像ローラ４２としては、その表層材料がドクタブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬い材質であることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の凸部４２ａがドクタブレード４５によって削れ難くなるため、凸部４２ａとドクタブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
現像ローラ４２の凸部４２ａの高さとして、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きいことが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００３７】
ドクタブレード４５は、図２１に示すように、薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。
ブレード部材４５０の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。しかし、先端当て状態の方が、凸部４２ａの頂面に存在するトナーをすり切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーのみを現像領域αに搬送することで、現像領域αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。
【００３８】
ドクタブレード４５のブレード部材４５０は台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。主基準穴４５４ａに不図示のピンが入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることによってブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。
【００３９】
ドクタブレード４５のブレード部材４５０は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ、またはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ４２表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらにブレード部材４５０には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源１４５からバイアスが印加される。
また、ドクタブレード４５のブレード部材４５０としては、導電性を有するものであることが望ましい。ブレード部材４５０が導電性であることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きなトナーＴの帯電量を下げることが出来、トナーＴのＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、トナーＴの現像ローラ４２に対する張り付きを防ぐことが出来る。
【００４０】
ドクタバイアス電源１４５によりブレード部材４５０に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、±２００［Ｖ］の範囲で直流電圧を印加できる構成とし、使用環境により直流電圧の値を制御出来る構成としても良い。これにより、環境変動によるＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）の変動を抑制することができる。
【００４１】
現像領域αで現像に寄与せず、現像領域αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβで供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。
現像ローラ４２の表面上に規則的に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは回収され難い。そして、現像領域αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生の原因となる。
本実施形態の現像装置４では、現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることが出来る。よって、トナーが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００４２】
また、図１８に示すように、現像装置４では供給ローラ４４をトナー収容部４３の上部に配置し、供給ローラ４４の少なくとも一部がパドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方となるようになっている。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方となっている。特許文献３の図３に記載の構成のように、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。一方、本実施形態の現像装置４は図１に示すように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方となっているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがなく、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上できる。
【００４３】
ドクタブレード４５の現像ローラ４２の表面に対する当接状態としては、図２２に示すように、先端当て状態である方が、凸部４２ａの頂面に存在するトナーＴをすり切ることができ、より好ましい。
「先端当て」とは、ドクタブレード４５をエッジ当ての状態で現像ローラ４２に接触させることをいう。ここで、「エッジ当て」とは、ドクタブレード４５の対向面４５ｂと先端面４５ａとの間の稜線を形成するエッジ部４５ｃが現像ローラ４２の表面（凸部表面）に接触する状態である。
ここで稜線を形成するエッジ部４５ｃにおいて、稜線は丸みを帯びていても良いし、面取りされていても良い。
具体的には平板状のドクタブレードの自由端側の先端の現像ローラ側の角部（丸みがあっても、面取りされていても良い）が現像ローラの凸部に接触するようになっていれば良い。
ここで、ブレードを折り曲げてその曲げ部分を接触させる方法もあるが、トナーを擦り切る効果については上記の自由端側の先端を接触させるほうが効果が高く望ましい。
【符号の説明】
【００４４】
２  像担持体としての感光体
３  ローラとしての帯電ローラ
２０  放電検知回路
２２  高圧電源としての高出力トランス
２２ａ  高圧出力端子
２２ｂ  回帰電流線
２４  高圧絶縁ケーブル
２５  低圧絶縁電線としての低圧絶縁エナメル電線
２６  パルストランス
２８整流回路
３０  平滑回路
３２  コア
４２  ローラとしての現像ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特許第３８１５３５６号公報
【特許文献２】特許第３１１３２６３号公報
【図１】
0005978729.tif 000002
【図２】
0005978729.tif 000003
【図３】
0005978729.tif 000004
【図４】
0005978729.tif 000005
【図５】
0005978729.tif 000006
【図６】
0005978729.tif 000007
【図７】
0005978729.tif 000008
【図８】
0005978729.tif 000009
【図９】
0005978729.tif 000010
【図１０】
0005978729.tif 000011
【図１１】
0005978729.tif 000012
【図１２】
0005978729.tif 000013
【図１３】
0005978729.tif 000014
【図１４】
0005978729.tif 000015
【図１５】
0005978729.tif 000016
【図１６】
0005978729.tif 000017
【図１７】
0005978729.tif 000018
【図１８】
0005978729.tif 000019
【図１９】
0005978729.tif 000020
【図２０】
0005978729.tif 000021
【図２１】
0005978729.tif 000022
【図２２】
0005978729.tif 000023
【図２３】
0005978729.tif 000024
【図２４】
0005978729.tif 000025
【図２５】
0005978729.tif 000026
【図２６】
0005978729.tif 000027