(57)【要約】【課題】現像用バイアス電圧の設定の際の許容範囲が広くなるとともに、現像剤担持体と像担持体との間でリークの発生が確実に防止できる現像装置を提供すること。【解決手段】現像装置１４は、感光体ドラム１２に対してトナーＧ１を供給する現像ローラ１４ａを備え、感光体ドラム１２上にトナーＧ１を供給する際に現像ローラ１４ａに現像用バイアス電圧を印加する。コントローラ１９は、非現像時に現像ローラ１４ａに印加する電圧を増減して、現像ローラ１４ａ及び感光体ドラム１２間でリーク画像が生じる電圧をセンサ２０を用いて検出し、その電圧に基づいて、リーク画像が生じない範囲内で現像用バイアス電圧を調整する。【選択図】図１
2006126878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に有機光導電材料からなる薄膜層を有する像担持体を露光することにより静電潜像を形成した後、静電潜像に現像剤を付着させて顕像化し、記録用紙上に画像を形成する画像形成動作に用いる現像装置であって、前記像担持体に供給するための現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体に電圧を印加して前記現像剤担持体から前記像担持体に対して現像剤を供給する現像装置において、
現像剤が一成分現像剤であり、
画像形成動作に先立って前記現像剤担持体及び前記薄膜層間でリークが生じる際の前記電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記リークが生じない前記電圧の範囲を設定する設定手段とを設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記検出手段は、像担持体でのリーク画像の発生を検出するリーク画像検出手段と、前記現像剤担持体に印加する電圧を制御する制御手段とを含み、
前記現像剤担持体に印加する電圧の大きさを制御手段によって順次変更しながら電圧を印加し、リーク画像が発生するか否かを前記リーク画像検出手段を用いて検出することによって、前記リークが生じる際の前記電圧を検出することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記設定手段は検出された前記リークが生じる際の前記電圧より低い電圧を上限値として前記リークが生じない前記電圧の範囲を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載する現像装置において、
前記設定手段により設定された範囲内で前記電圧を調整する制御手段を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載する現像装置と、前記像担持体上に画像を形成する作像手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１に記載する現像装置において、
前記検出手段は、像担持体に付着されるトナーの量を検出するトナー量検出手段と、前記現像剤担持体に印加する電圧を制御する制御手段とを含み、
前記電圧が直流成分と交流成分との重畳電圧であり、
前記制御手段は、前記交流成分の上限値を設定してその状態で前記直流成分を調整することにより、前記電圧を制御することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載する現像装置において、
前記設定手段は、画像部分と非画像部分とのいずれにおいても前記リークが生じない前記電圧の範囲を設定することを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモノカラーまたはフルカラーの複写機やプリンタ等に用いられる現像装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。さらに詳細には、現像用バイアス電圧の設定の際の許容範囲を広くするとともに、現像剤担持体と像担持体との間でのリークの発生を防止するようにした現像装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、全面帯電した感光体ドラムに、光書き込みユニットの露光により静電潜像を形成した後、現像ローラによる現像剤の担持量を規制ブレードを用いて一定にした状態で、感光体ドラム上の静電潜像にその現像剤を付着させて顕像化し、記録用紙上に画像を形成する。その場合、感光体ドラム及び現像ローラに現像用バイアス電圧が印加され、感光体ドラム及び現像ローラ間に形成された所定の電界の下に、現像剤が感光体ドラム上に付着する。
【０００３】
ところで、従来の画像形成装置では、例えば特許文献１に示されるように、気圧を検出するセンサを用いて大気圧を検出し、その検出した大気圧に基づいて、感光体ドラム及び現像ローラ間の電位差をリーク（電流漏れ）が生じないように制御している。これにより、大気圧の変動に関わらず、記録用紙上に高品位な画像を形成する。
また、特許文献２または特許文献３に示される画像形成装置においては、感光体ドラム及び現像ローラ間にリークが生じないように、現像ローラの体積抵抗値、現像用バイアス電圧等の現像条件を制限したり、交番電界のピーク・トゥ・ピーク電圧、暗現像電位、及び、感光体ドラム及び現像ローラ間の離間距離等を一定範囲内になるように設定する。
【特許文献１】特開平５−８８４３４号公報
【特許文献２】特開平５−１１５８２号公報
【特許文献３】特開平７−１９９６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのような従来の画像形成装置によれば、感光体ドラムと現像ローラとの間の距離が装置毎の個体差により異なる場合に、リークの発生を防止できない場合がある。または、感光体ドラムと現像ローラとの間の距離がその長手方向に沿って異なっている場合にも、リークの発生を防止できない場合がある。
そのため、感光体ドラム及び現像ローラ間の距離の差異を考慮した上で、現像用バイアス電圧等を設定する必要があった。このため、これら現像用バイアス電圧等を設定する際の許容範囲は極めて狭いものとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、現像用バイアス電圧の設定の際の許容範囲を広くするとともに、現像剤担持体及び像担持体間でリークの発生を確実に防止できる現像装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために本発明によれば、表面に有機光導電材料からなる薄膜層を有する像担持体を露光することにより静電潜像を形成した後、静電潜像に現像剤を付着させて顕像化し、記録用紙上に画像を形成する画像形成動作に用いる現像装置であって、前記像担持体に供給するための現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体に電圧（以下、「現像用バイアス電圧」という）を印加して前記現像剤担持体から前記像担持体に対して現像剤を供給する現像装置において、現像剤が一成分現像剤であり、画像形成動作に先立って前記現像剤担持体及び前記薄膜層間でリークが生じる際の前記電圧を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記リークが生じない前記電圧の範囲を設定する設定手段とが設けられている。
【０００７】
この発明によれば、検出手段は、例えば非現像時に、現像剤担持体への印加電圧を増減して、現像剤担持体及び像担持体間でリークが生じる際の電圧を検出する。そして設定手段は、検出結果に基づいて、リークが生じない現像用バイアス電圧の範囲（例えば上限値）を設定する。
このようにリークが発生した電圧を検出し、検出した電圧以下の範囲内で現像用バイアス電圧の範囲（好ましくは現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧の上限値）を設定するので、現像剤担持体及び前記像担持体間の距離が装置毎にまたは長手方向に沿って異なっていても、現像用バイアス電圧の設定の際の許容範囲が広く確保される。また、現像剤担持体と像担持体との間でのリークの発生が確実に防止される。
【０００８】
また、この発明によれば、前記検出手段は、像担持体でのリーク画像の発生を検出するリーク画像検出手段と、前記現像剤担持体に印加する電圧を制御する制御手段とを含み、前記現像剤担持体に印加する電圧の大きさを制御手段によって順次変更しながら電圧を印加し、リーク画像が発生するか否かを前記リーク画像検出手段を用いて検出することによって、前記リークが生じる際の前記電圧を検出することが望ましい。
【０００９】
また、この発明によれば、前記設定手段は検出された前記リークが生じる際の前記電圧より低い電圧を上限値として前記リークが生じない前記電圧の範囲を設定することが望ましい。また、前記設定手段により設定された範囲内で現像用バイアス電圧（好ましくはその直流成分電圧）を調整する制御手段を設けるのが望ましい。このように制御手段が現像用バイアス電圧を調整することにより、適正な濃度で画像を形成できる。
【００１０】
また、この発明の画像形成装置は、上記したいずれかの現像装置と、前記像担持体上に画像を形成する作像手段とを有している。
この画像形成装置では、作像手段と現像装置とによって、像担持体上に画像が形成される。
【００１１】
また、この発明によれば、前記検出手段は、像担持体に付着されるトナーの量を検出するトナー量検出手段と、前記現像剤担持体に印加する電圧を制御する制御手段とを含み、前記電圧が直流成分と交流成分との重畳電圧であり、前記制御手段は、前記交流成分の上限値を設定してその状態で前記直流成分を調整することにより、前記電圧を制御することが望ましい。
【００１２】
また、この発明によれば、前記設定手段は、画像部分と非画像部分とのいずれにおいても前記リークが生じない前記電圧の範囲を設定することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置によれば、現像剤担持体及び像担持体間の離間距離が装置毎に異なったりまたは変動等が生じても、現像用バイアス電圧の設定の際の許容範囲が広く確保されるとともに、現像剤担持体と像担持体との間でのリークの発生が確実に防止される。また、本発明の画像形成装置によれば、本発明の現像装置を利用することから、リークの発生を防止して、常に良好な画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、電子写真方式の画像形成装置であって、一成分トナーの現像剤（以下、単にトナーＧ１と称す）を使用して画像を形成するものである。図１は、その実施の形態の画像形成装置の要部を示す概略図である。
【００１５】
画像形成装置１１内のほぼ中央部には、図１に示されるように、有機光導電材料（ＯＰＣ）からなる薄膜層を表面に形成した感光体ドラム１２（像担持体）が、矢印Ａ方向に回転自在に設けられている。その感光体ドラム１２の周囲には、同矢印Ａの回転方向に沿って、帯電器１３、現像装置１４、転写器１５、クリーナ１６が順次配設され、更に、感光体ドラム１２の斜め上方側には、作像手段としてのレーザー露光装置１７が配置されている。
【００１６】
また、同装置１１には、それら帯電器１３、現像装置１４、転写器１５等に電圧を印加する電源装置１８が設けられている。さらにこれらの他に、その電源装置１８等を制御するコントローラ１９（制御手段）が設けられている。このコントローラ１９は、帯電器１３、現像装置１４、転写器１５、クリーナ１６、レーザー露光装置１７等の制御をも担当している。
また、感光体ドラム１２上のトナー濃度を検出するセンサ２０が感光体ドラム１２の近傍に設けられている。このセンサ２０の検出値は、コントローラ１９に入力される。コントローラ１９は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を組み合わせてなるマイコンであり、画像形成装置１１内の各種デバイスを統括的に制御するものである。特に電源装置１８を制御して、現像ローラ１４ａ及び感光体ドラム１２等に対して印加される電圧を変更するとともに、現像用バイアス電圧を適宜設定することができる。
【００１７】
また、帯電器１３は、矢印Ｂ方向に回転しながら、感光体ドラム１２表面の薄膜層を、全面帯電させるものである。帯電器１３は、既述した如く電源装置１８に接続され、通常は−１０００Ｖ〜−１４００Ｖ程度の電圧が印加されることによって、感光体ドラム１２上の表面電位を−６００Ｖ〜−１０００Ｖ程度に帯電する。この場合、帯電器１３としては導電性ブラシを利用したもの以外に、導電性ローラを利用してもよく、更に、導電性ワイヤもしくは針電極等を使用しても良い。
【００１８】
また、レーザー露光装置１７は、画像情報に基づいたレーザー光１７ａを感光体ドラム１２表面に露光して、静電潜像を感光体ドラム１２表面に形成するものである。このためレーザー露光装置１７は、ファクシミリ装置、画像読み取り装置、コンピュータ（図示せず）から入力した画像情報に基づき、コントローラ１９によって制御される。この場合、レーザー光１７ａを受けた後の感光体ドラム１２の表面電位は、静電潜像が形成された画像部と静電潜像が形成されない非画像部とで大きく異なる。このため、負帯電性のトナーＧ１は静電潜像が形成された画像部分のみに付いて、静電潜像に対応して顕像化される。もっとも、感光体ドラム１２表面を露光する手段としては、ＬＥＤヘッドを使用したり、液晶パネルやＰＬＺＴ等のシャッタ手段を使用しても良い。
【００１９】
現像装置１４は、感光体ドラム１２上に形成された潜像をトナーＧ１を用いて顕像化するものである。現像装置１４において感光体ドラム１２に隣接する位置には、矢印Ｃ方向に回転する現像ローラ１４ａ（現像剤担持体）が配設されている。また、その現像装置１４は、トナーＧ１を収納するトナーホッパ１４ｂを有し、このトナーホッパ１４ｂの上部には、現像ローラ１４ａ側に向かって延びる規制ブレード１４ｃが配置されている。そして、トナーホッパ１４ｂ内の現像ローラ１４ａに近接するように、トナーＧ１の供給・回収ローラ（以下、単に供給ローラと称す）１４ｄが配置されている。また、トナーホッパ１４ｂ内の奥部側には、トナーＧ１を撹拌するとともに供給ローラ１４ｄへ供給する撹拌羽根１４ｅを備えている。
【００２０】
そして、供給ローラ１４ｄは、現像ローラ１４ａに接触した状態で矢印Ｄ方向（矢印Ｃ方向と同方向）に回転しながらトナーＧ１を現像ローラ１４ａに対して供給できる。そこで、バネ性部材からなる規制ブレード１４ｃは、現像ローラ１４ａの回転方向（矢印Ｃ方向）における下流側で現像ローラ１４ａに接触している。現像ローラ１４ａ上に担持されるトナーＧ１の薄層の厚さを一定にするためである。具体的には、規制ブレード１４ｃは、現像ローラ１４ａに対して４ｇｆ／ｍｍ程度の圧力で押圧されている。これにより、トナーＧ１が規制ブレード１４ｃと現像ローラ１４ａとの間を通過する時に、現像剤の付着量として０．７ｍｇ／ｃｍ2、現像剤の荷電量として−２０μＣ／ｇ程度のトナー層となる。
ここで、トナーＧ１は、非磁性一成分トナーである。すなわち、ポリエステル系あるいはスチレンーアクリル系等の樹脂を主成分とし、その樹脂中に着色材（カーボンや顔料）・帯電制御剤・ＷＡＸ等を分散させたものに、シリカ等の流動化剤によって表面処理を施したものである。なお、本実施の形態では、当社製カラープリンタに使用されているポリエステル系樹脂を主成分としたマゼンタトナーを使用している。
【００２１】
また、現像ローラ１４ａは、感光体ドラム１２にトナーＧ１を供給する現像領域において感光体ドラム１２と距離Ｌ１（例えば０．２ｍｍ程度）だけ離れて対向している。そして、矢印Ｃ方向に回転しながらトナーＧ１を感光体ドラム１２に付与するのである。
この場合、現像ローラ１４ａは、芯金部材上に１０5Ω〜１０6Ω程度の体積抵抗値を有する弾性ゴム層と、この弾性ゴム層の表面に１０6Ω〜１０7Ω程度の表面抵抗を有するコート層とからなり、現像ローラ１４ａに対して現像バイアス用電圧が印加される。
【００２２】
現像バイアス用電圧としては、図２に示されるような矩形波の交番電界に直流成分が重畳された電圧が使用される。具体的な電圧としては、例えば、電圧差１．７ｋＶ（ピーク・トゥ・ピーク電圧）、直流成分電圧−５００Ｖ（ピーク・トゥ・ピーク電圧の中心電圧）、周波数３ｋＨｚ、デューティ比４０％（交番電界波形の一周期の時間Ｔ1に対して現像電界が実際に印加されている時間Ｔ2の占める割合）を使用する。ただし、上記した数値が常に使用される訳ではない。後に詳述する如く、現像ローラ１４ａ及び感光体ドラム１２間でリークが生じる電圧が検出され、検出された電圧に基づいて、リークの生じない現像用バイアス電圧の範囲をコントローラ１９が設定するからである。尚、図２に示される△Ｖdev は、画像部分の電位差を示し、△Ｖbackは、非画像部分の電位差を示す。
このような現像バイアス用電圧が、現像ローラ１４ａに対して印加されると、現像ローラ１４ａ上のトナーＧ１は、現像領域において現像ローラ１４ａと感光体ドラム１２との間を往復動しながら感光体ドラム１２に付着する。
【００２３】
また、画像形成装置１１の下方には、記録用紙Ｐを収納する給紙カセット２１が設置されている。この給紙カセット２１の用紙搬送方向下流側には、記録用紙Ｐを搬送する一対の搬送ローラ２２が配置されている。また、搬送ローラ２２の下流側には、感光体ドラム１２に向かう用紙通路２３が形成されている。この用紙通路２３内を搬送される記録用紙Ｐは、一対の搬送ローラ２２によって感光体ドラム１２と転写器１５との間に挟まれた転写領域に導びかれる。
【００２４】
その後、転写領域において、感光体ドラム１２上のトナーＧ１の像を記録用紙Ｐに転写させるため、転写器１５は、感光体ドラム１上のトナーＧ１の像の移動に同期して送られた記録用紙Ｐの裏面側から、トナーＧ１の帯電極性とは逆の正極性の転写電界を与える。具体的には、転写器１５は導電性ローラからなり、電源装置１８に接続され、通常は２ｋＶ程度の電圧が印加される。
それにより、感光体ドラム１２上のトナーＧ１の像が記録用紙Ｐに転写され、記録用紙Ｐ上には画像が形成される。もっとも、転写器１５は、導電性ワイヤもしくは針電極によるコロナ放電を利用したものであって良い。また、記録用紙Ｐは、電荷を帯びているので、感光体ドラム１２との分離性を向上させたり、剥離放電を防止するため、除電針、除電電荷が印加されたチャージャー等の除電手段を設けてもよい。
【００２５】
そして、転写領域の下流側には、感光体ドラム１２から分離された記録用紙Ｐを定着器２４に導く用紙搬送部材２５が設けられている。更にその下流側には、定着器２４が設けられており、この定着器２４は、転写領域において転写されたトナーＧ１の像を記録用紙Ｐに対し加熱及び加圧して定着させる。また、定着器２４へ送られた記録用紙Ｐは、定着後に排紙スタック２６上に排出される。
【００２６】
また、クリーナ１６は、転写後の感光体ドラム１２上に残るトナーＧ１を除去するものであり、トナーＧ１を除去するためのクリーニングブレード１６ａを有している。クリーニングブレード１６ａは、弾性を有するゴム部材からなり、図中Ａ方向に回転する感光体ドラム１２に接触しながら、感光体ドラム１２上のトナーＧ１を掻き落とす。そこから落ちたトナーＧ１はクリーナ１６内に収容される。もっとも、クリーニングブレードを使用する以外に、例えば、導電性ブラシや磁気ブラシ等を使用してもよい。そして、トナーＧ１が除去された感光体ドラム１２は、帯電器１３によって再び帯電させられる。
【００２７】
尚、クリーナ１６と帯電器１３との間には、必要に応じて、電荷除去手段を設けても良い。そして、電荷除去手段としては、イレーサランプ等を使用して光除電するものや、ワイヤーや針電極などからなるチャージャーであってもよい。あるいは、感光体ドラム１２に接触または近接して設けられた導電性フィルムに交番電界を印加することによって電気的に除電するものであっても良い。
【００２８】
ところで、現像ローラ１４ａ上のトナーＧ１の薄層の状態は、環境や耐久等の影響によって変動するが、この変動に対して、画像形成装置１１は、感光体ドラム１２の静電潜像に付着されるトナーＧ１の量を適量にすることにより、鮮明な画像を記録用紙Ｐ上に形成することができる。
具体的には、環境や耐久等によって、現像剤付着量は０.６〜０.８ｍｇ／ｃｍ2 の範囲で変動し、また、現像剤荷電量は−１５〜−２５μＣ／ｇ程度の範囲で変動する。このように現像ローラ１４ａ上のトナー層の状態が変動すると、感光体ドラム１２の静電潜像に付着されるトナーＧ１の量が変動する。すなわち、現像ローラ１４ａ上のトナーＧ１の付着量が少なくなったり、トナーＧ１の荷電量が大きくなったりした場合に、感光体ドラム１２の静電潜像に付着されるトナーＧ１の量は少なくなる。これに対し、現像ローラ１４ａ上のトナーＧ１の付着量が多くなったり、トナーＧ１の荷電量が小さくなったりした場合には、感光体ドラム１２の静電潜像に付着されるトナーＧ１の量は多くなる。
【００２９】
しかし、この実施の形態の画像形成装置１１においては、感光体ドラム１２に付着されるトナーＧ１の量の多小を、センサ２０が検出して、その検出値をコントローラ１９に出力するので、その検出値を入力したコントローラ１９は、直流成分電圧（ピーク・トゥ・ピーク電圧の中心電圧）を制御する。すなわち、検出値が小さい（そのままでは感光体ドラム１２に付着されるトナーＧ１の量が少ない）場合、コントローラ１９は直流成分電圧が大きくなるように制御する。一方、検出値が大きい（そのままでは感光体ドラム１２に付着されるトナーＧ１の量が多い）場合、直流成分電圧が小さくなるように制御する。
そのため、現像ローラ１４ａ上のトナーＧ１の薄層の状態が、環境や耐久によって変化しても、コントローラ１９が現像バイアス電圧の直流成分電圧を制御して、感光体ドラム１２の静電潜像に付着されるトナーＧ１の量を適量とすることにより、記録用紙Ｐ上に鮮明な画像を形成することができる。
【００３０】
ところで、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間の距離Ｌ１が装置毎に異なったり、または、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間の離間距離Ｌ１がその長手方向に沿って異なっていたりすることがある。このため、感光体ドラム１２の静電潜像に付着されるトナーＧ１の量がこの影響を受ける場合がある。しかし、この変動に対しても、画像形成装置１１は、以下の如く対応できる。
【００３１】
感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間の距離Ｌ１が変動した場合における現像特性を図３に示す。ここで、図３は、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間の距離Ｌ１が０.１５〜０.３５ｍｍ間で変動した場合の、現像用バイアス電圧と現像量（画像濃度で代用する）との関係を示すグラフである。グラフの横軸は現像用バイアス電圧の直流成分電圧を示し、グラフの縦軸は画像濃度を示している。これより、直流成分電圧が大きくなれば、画像濃度が高くなることが分かる。
【００３２】
ここに、図３（Ａ）は、現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧を１．７ｋＶに設定した場合であり、図３（Ｂ）は、ピーク・トゥ・ピーク電圧を２．５ｋＶに設定した場合である。図３（Ａ）及び（Ｂ）のグラフによれば、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間の距離Ｌ１が０．２０ｍｍ以下の場合、現像特性がほぼ一定であることがわかる。これにに対して、距離Ｌ１が０．２０ｍｍ以上の場合には、距離Ｌ１が大きくなるに従って画像濃度が薄くなることが分かる。更に、直流成分電圧が５００Ｖ以上の場合、図３（Ａ）に比べて図３（Ｂ）の方が、画像濃度が濃くなることが分かる。
【００３３】
また、図４は、記録用紙Ｐ上のトナーＧ１の付着量と画像濃度との関係を示すグラフである。グラフの横軸にトナーＧ１の付着量をとり、グラフの縦軸に画像濃度をとっている。このグラフにおけるカーブＫ１に示されるように、トナーＧ１の付着量が大きくなるほど画像濃度が大きくなることがわかる。そしてこのグラフによれば、記録用紙Ｐ上のトナーＧ１の付着量が、０.７ｍｇ／ｃｍ2となる場合の画像濃度は０.９となる。
【００３４】
ここで、希望の画像濃度が０．９であるとする。図３（Ａ）によれば、距離Ｌ１が０．３５ｍｍ程度の場合、直流成分電圧が−７００Ｖ以上であっても、画像濃度は０.９となり得ない。しかし、図３（Ｂ）によれば、距離Ｌ１が０.３５ｍｍ程度の場合、直流成分電圧が−５５０Ｖを超えれば、画像濃度は０．９となり得る。
このことから、希望の画像濃度が０．９であって、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間の離間距離Ｌ１が０．３５ｍｍ程度の場合には、ピーク・トゥ・ピーク電圧を１.７ｋＶから２.５ｋＶに変更するとともに、直流成分電圧を−５５０Ｖより大きくすれば良いことがわかる。
【００３５】
しかし、現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧を高く設定しすぎると、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間で局地的なリークが生じることがある。その場合、感光体ドラム１２の表面の非画像形成部分に、トナーＧ１が斑点状に付着したり、感光体ドラム１２の表面の画像形成部分に付着したトナーＧ１が再度現像ローラ１４ａ上に戻って斑点状に濃度が低下するといった、リーク画像が発生するおそれがある。
ここで、現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧と、感光体ドラム１２と現像ローラ１４ａとの間で発生するリーク画像との関係を図５に示す。図５は、感光体ドラム１２の表面電位を−６００Ｖに、現像用バイアス電圧の直流成分電圧を−５００Ｖに設定した場合における、距離Ｌ１とピーク・トゥ・ピーク電圧との関係を示している。グラフの横軸に距離Ｌ１をとり、グラフの縦軸にピーク・トゥ・ピーク電圧をとっている。
【００３６】
リーク画像の発生如何は、感光体ドラム１２及び現像ローラ１４ａの間の電界強度によってほぼ一義的に決定される。図５に示されるカーブＫ２よりピーク・トゥ・ピーク電圧が高い領域ではリーク画像が発生する。これに対し、カーブＫ２よりピーク・トゥ・ピーク電圧が低い領域ではリーク画像が発生しない。具体的には、距離Ｌ１が０．３ｍｍ程度の場合、ピーク・トゥ・ピーク電圧が３ｋＶ以下であれば、リーク画像が発生しない。
例えば、距離Ｌ１が０．２５ｍｍ程度のときには、適正な画像濃度が得られるように現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧を高めに（例えば２．５ｋＶ）設定する必要がある。しかし、ピーク・トゥ・ピーク電圧を例えば２．５ｋＶに固定した場合、製品製造上の個体差及び使用期間中の変動等により、距離Ｌ１が狭くなってしまうと（例えば０．１５ｍｍ程度）、リーク画像が発生する可能性が高い。それとは反対に、距離Ｌ１が０．１５ｍｍ程度においてリーク画像が発生しないように、現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧を低めに（例えば１.０ｋＶ）設定した際には、距離Ｌ１が広く（例えば０.２５ｍｍ程度）なった場合、適正な画像濃度が得られない。
【００３７】
そこで、画像形成動作に先立ち、コントローラ１９は、センサ２０を用いて現像ローラ１４ａ及び感光体ドラム１２間でリーク画像が生じる電圧を検出する。具体的には、感光体ドラム１２の表面電位を−６００Ｖに設定し、現像用バイアス電圧の直流成分電圧を−５００Ｖに設定した場合、ピーク・トゥ・ピーク電圧を１ｋＶ〜３ｋＶの間で５００Ｖ毎に順次変更しながら印加する。
その際、現像ローラ１４ａの振れ等により、距離Ｌ１が変化するのを考慮して、各電圧毎に現像ローラ１４ａが一回転以上する間、一定のピーク・トゥ・ピーク電圧を現像ローラ１４ａに印加し続け、その間にリーク画像が発生するか否かをコントローラ１９がセンサ２０を用いて検出する。
【００３８】
そして、リーク画像の発生が検出された場合には、リーク画像が発生した電圧の大きさを、更に詳細に検出する。すなわち、コントローラ１９はリーク画像の発生したピーク・トゥ・ピーク電圧と、リーク画像が発生する直前のピーク・トゥ・ピーク電圧との間の電圧差を、例えば１００Ｖ毎に細分化し、かかる細分化したピーク・トゥ・ピーク電圧を現像ローラ１４ａに順次印加し、どの電圧でリーク画像が発生するかを検出する。
このようにコントローラ１９がリーク画像の発生を検出した場合、この時のピーク・トゥ・ピーク電圧をコントローラ１９内のＲＡＭ（記憶装置）に記憶する。さらに、感光体ドラム１２の表面電位及び現像用バイアス電圧の直流成分電圧からリーク画像が発生する電位差を算出して、その電位差をＲＡＭに記憶する。
【００３９】
さらに、ＲＡＭに記憶されたピーク・トゥ・ピーク電圧より、感光体ドラム１２上の表面電位の振れや、電源装置１８の電圧の振れ等を考慮して、その電圧より２００Ｖ程度低めの電圧をピーク・トゥ・ピーク電圧の上限値として設定する。具体的には、リーク画像の発生時のピーク・トゥ・ピーク電圧が１．７ｋＶの場合には、１.７ｋＶより２００Ｖ程度低い１.５ｋＶをピーク・トゥ・ピーク電圧の上限値として設定する。
【００４０】
このようにピーク・トゥ・ピーク電圧の上限値を設定した状態で、図２に示す非画像部分の電位差△Ｖback及び画像部分の電位差△Ｖdev がリーク画像発生電位差以下である範囲内で、コントローラ１９は、現像用バイアス電圧の直流成分電圧を調整する。そして、感光体ドラム１２上に画像濃度検出用の画像パターンの現像を行い、その現像量をセンサ２０を用いて検出する。
そして、センサ２０によって検出された値により、適正な画像濃度になるようなトナーＧ１の現像量を得るべく、リーク画像が生じない範囲内で、コントローラ１９は、現像用バイアス電圧の直流成分電圧を調整する。その後、前述した画像形成動作を記録用紙Ｐに対して行う。
【００４１】
もし調整したピーク・トゥ・ピーク電圧で、適正な画像濃度が得られない場合には次のような制御がなされる。すなわちコントローラ１９は、リーク画像の発生時のピーク・トゥ・ピーク電圧を超えない範囲内で、ピーク・トゥ・ピーク電圧を更に大きな値（設定範囲内の上限値）に調整して、現像用バイアス電圧の直流成分電圧の大きさを調整する。この調整をした状態で、感光体ドラム１２上に画像濃度検出パターンの現像を行う。そして、適正な画像濃度になる現像量が得られる現像用バイアス電圧の直流成分電圧の調整を繰り返す。
そして、リーク画像が発生しない範囲内ではどうしても適正な画像濃度が得られない場合には、コントローラ１９は、もっとも適正な画像濃度に近い画像濃度が得られる現像条件を設定し、その条件下で画像形成動作を行う。その場合、画像濃度としては、所望の濃度と若干異なった画像となるものの、リーク画像の如き画像ノイズが発生しないので、記録用紙Ｐに形成される画像の品質が維持される。
【００４２】
尚、上述した現像用バイアス電圧の直流成分電圧が低めに設定された時には、非画像部分の電位差△Ｖbackが大きくなり、非画像部でのリーク画像が発生しやすくなる。このため、非画像部分の電位差△Ｖbackがリーク画像の発生電位差以下となるように、感光体ドラム１２の表面電位を可変にできる構成とするのが望ましい。また、上述した実施の形態においては、コントローラ１９は、ピーク・トゥ・ピーク電圧及び現像用バイアス電圧の直流成分電圧の双方を制御したが、必ずしもその態様を採用する必要はなく、例えば、ピーク・トゥ・ピーク電圧及び現像用バイアス電圧の直流成分電圧のいずれか一方を制御してもよい。
更に、コントローラ１９は、必要に応じてピーク・トゥ・ピーク電圧とデューティ比との双方を組み合わせて制御してもよい。
【００４３】
以上、詳細に説明したように本実施の形態によれば、感光体ドラム１２に対してトナーＧ１を供給する現像ローラ１４ａを備え、その感光体ドラム１２上にトナーＧ１を供給する際に、電源装置１８によって現像用バイアス電圧を現像ローラ１４ａに印加する現像装置１４において、コントローラ１９は、非現像時に現像ローラ１４ａに印加する電圧を増減し、現像ローラ１４ａ及び感光体ドラム１２間でリーク画像が生じる電圧をセンサ２０を用いて検出し、検出された電圧に基づいて、リーク画像が生じないところで現像用バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧の範囲の上限値を設定することとしている。これにより、距離Ｌ１が装置毎にまたは長手方向により異なったりしても、現像用バイアス電圧の調整の際の許容範囲が広くなるとともに、現像ローラ１４ａ及び感光体ドラム１２間でのリークの発生が確実に防止される。
【００４４】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、この画像形成装置をフルカラーの複写機やファクシミリ装置等に適用してもよいことはいうまでもない。さらには、いかなる作像方式の画像形成装置でもよい。
また、感光体ドラム１２上のトナーＧ１の担持量を検出するセンサ２０の検出結果を用いることにより、現像装置１４内のトナーＧ１の量が間接的に検出することができるので、センサ２０が現像剤検出手段の役割を果たしても良い。
【００４５】
更に、リーク画像を発生させる方法として、ピーク・トゥ・ピーク電圧を可変とする以外に、感光体ドラム１２上の帯電電位や、現像バイアス電圧の直流成分電圧のいずれかを制御してもよいし、更には、感光体ドラム１２上の帯電電位や、現像バイアス電圧の直流成分電圧の双方を制御してもよい。
また、リーク画像の発生を検出する手段として、上記実施の形態においては、センサ２０が行っていたが、現像用バイアス電圧を発生させるための電源装置１８に現像電流を検出する検出手段を設け、この検出手段がリーク画像の発生時に流れるリーク電流を検出して、上述したリーク画像の発生を検出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す概略図である。
【図２】現像ローラに印加する現像用バイアス電圧を示す図である。
【図３】感光体ドラム及び現像ローラ間の離間距離が変動した場合に、現像用バイアス電圧と画像濃度との関係のグラフを示す図であって、図３（Ａ）はピーク・トゥ・ピーク電圧を１.７ｋＶに設定し、図３（Ｂ）は同電圧を２.５ｋＶに設定した場合である。
【図４】感光体ドラム上の現像剤の付着量と画像濃度との関係を示すグラフである。
【図５】感光体ドラム及び現像ローラ間の離間距離とピーク・トゥ・ピーク電圧との関係のグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｇ１      トナー
Ｌ１      離間距離
Ｐ        記録用紙
１１      画像形成装置本体
１２      感光体ドラム
１３      帯電器
１４      現像装置
１４ａ    現像ローラ
１４ｂ    トナーホッパ
１４ｃ    規制ブレード
１４ｄ    供給ローラ
１４ｅ    撹拌羽根
１７      レーザー露光装置
１８      電源装置
１９      コントローラ
２０      センサ
【図１】
2006126878.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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