(57)【要約】【課題】現像剤の劣化を防止し、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持する。【解決手段】現像剤を収容した現像槽２０、進行波電界を発生して現像剤を搬送し、感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤搬送部２１、現像剤を現像槽２０から現像剤搬送部２１へと供給する供給ローラ２３、及び現像剤搬送部２１から現像槽２０へと現像剤を回収する回収ローラ２５等を備えている。画像の濃度に応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。また、白抜きの領域の現像のときには、現像剤の搬送量を０として、白抜き領域のカブリ等を完全に防止して、画像品位をより向上させている。また、現像剤を無駄に搬送しないことから、搬送と回収の繰り返しによる現像剤の劣化を抑えて、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持することができる。【選択図】図２
2004101933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤を搬送路上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
搬送路上での現像剤の搬送量を調節する制御手段を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
制御手段は、多相の交流電圧の周波数を変更することにより現像剤の搬送量を調節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】
制御手段は、多相の交流電圧の電圧レベルを変更することにより現像剤の搬送量を調節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４】
制御手段は、像担持体上の像を示す印字データに基づいて、現像剤の搬送量を調節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５】
印字データによって示される像の濃度が高くなる程、現像剤の搬送量を多くすることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
印字データによって示される像の濃度が白に対応するときには、現像剤の搬送量を調節するために該現像剤の搬送を停止させることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項７】
搬送路付近の環境を検出する環境センサーを備え、
制御手段は、環境センサーの検出結果に基づいて、現像剤の搬送量を調節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８】
環境センサーは、搬送路付近の温度及び湿度を検出し、
制御手段は、環境センサーによって検出された温度及び湿度が高くなる程、現像剤の搬送量を少なくすることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
制御手段は、像担持体上の像が転写される記録用紙が厚くなる程、現像剤の搬送量を多く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１０】
像担持体上の現像剤の付着量を検出する付着量検出手段を備え、
制御手段は、付着量検出手段の検出結果に基づいて、現像剤の搬送量を調節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１１】
制御手段は、付着量検出手段によって検出された現像剤の付着量を予め設定された閾値と比較し、この比較結果に応じて現像剤の搬送量を調節することを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１２】
像担持体は、像を記録用紙へと転写する転写領域、及び非転写領域を有しており、
付着量検出手段は、像担持体の非転写領域での現像剤の付着量を検出することを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１３】
像担持体は、像を記録用紙へと転写する転写領域を有しており、
付着量検出手段は、像担持体の転写領域での現像剤の付着量を検出し、
制御手段は、像担持体上の静電潜像の形成が開始されるまでに、現像剤の搬送量の調節を終了することを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、進行波電界により現像剤を搬送し、この現像剤により静電潜像を現像する現像装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の様に従来の現像装置としては、現像ローラに現像剤を付着させて、一定厚さの現像剤層を現像ローラの周囲に保持し、現像剤を現像ローラを介して像担持体に供給して、像担持体上の静電潜像を現像し、像担持体上に現像剤の像を形成するものがある。しかしながら、現像ローラ周囲の現像剤層を薄く設定すると、細線の再現性等が向上して、画像品位が高くなるものの、画像濃度が不足することがあった。また、逆に現像ローラ周囲の現像層を厚く設定すると、画像濃度を満足することができるものの、かぶり等が発生して、画像品位が低くなった。
【０００３】
このため、特許文献１に記載の現像装置では、現像ローラに流れるバイアス電流を検出し、このバイアス電流に応じて、画像濃度が適正に保たれる様に現像条件を制御している。
【０００４】
一方、現像剤を像担持体近傍まで搬送し、現像剤を像担持体上の静電潜像へと飛翔させて、この静電潜像を現像するという非接触方式の現像装置が注目されている。この非接触方式には、パウダークラウド方法、ジャンピング方法、電界カーテン（進行波電界）を利用した方法等がある。
【０００５】
進行波電界を利用した方法は、例えば特許文献２に記載されている。ここでは、現像剤の搬送路に多数の電極を埋設し、これらの電極に多相の交流電圧を印加して、進行波電界を発生させ、この進行波電界により搬送路上の現像剤を像担持体まで搬送している。現像剤は、像担持体近傍まで搬送されると、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔し、静電潜像に付着する。これにより、像担持体上の静電潜像が現像される。
【０００６】
この様に現像剤を搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔させることにより、画像品位と画像濃度の両立を図っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１１９５２０号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１２２３９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の装置では、現像ローラに流れるバイアス電流に応じて、画像濃度が適正に保たれる様に現像条件を制御しているものの、環境条件により、バイアス電流と現像剤の搬送量との関係が変化するため、必ずしも満足な結果が得られなかった。
【０００９】
また、特許文献２の装置では、画像品位と画像濃度の両立をある程度達成することができても、未だに十分なレベルに達したとは言えず、更なる向上が望まれていた。また、進行波電界を形成する電極や搬送路に劣化した現像剤が固着し易く、これが原因となって、画像品位の低下を招いた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、画像品位と画像濃度の更なる向上を図ることができ、現像剤が劣化し難く、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持することが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、多相の交流電圧を搬送路の各電極に印加して、進行波電界を形成し、この進行波電界により現像剤を搬送路上で像担持体へと搬送して、この現像剤を像担持体に供給することにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、搬送路上での現像剤の搬送量を調節する制御手段を備えている。
【００１２】
この様に搬送路上での現像剤の搬送量を調節すれば、画像品位と画像濃度を更に向上させることができる。例えば、現像剤の搬送量を減少させれば、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔する現像剤の量を抑えて、かぶり等の発生を防止し、画像品位を向上させることができる。また、現像剤の搬送量を増大させれば、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔する現像剤の量を多くして、画像濃度を満足させることができる。更に、現像剤を無駄に搬送しないことから、搬送と回収の繰り返しによる現像剤の劣化を抑えて、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持することができる。
【００１３】
また、本発明においては、制御手段は、多相の交流電圧の周波数を変更することにより現像剤の搬送量を調節している。あるいは、制御手段は、多相の交流電圧の電圧レベルを変更することにより現像剤の搬送量を調節している。
【００１４】
この様に多相の交流電圧の周波数や電圧レベルを変更すれば、現像剤の搬送量を調節することができる。
【００１５】
更に、本発明においては、制御手段は、像担持体上の像を示す印字データに基づいて、現像剤の搬送量を調節している。例えば、印字データによって示される像の濃度が高くなる程、現像剤の搬送量を多くしている。
【００１６】
これにより、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔する現像剤の過不足が無くなり、画像品位と画像濃度を両立させることができる。
【００１７】
また、本発明においては、印字データによって示される像の濃度が白に対応するときには、現像剤の搬送量を調節するために該現像剤の搬送を停止させている。
【００１８】
ここでは、印字データによって示される像の濃度が白に対応するときには、現像剤が不用であるため、現像剤の搬送を停止している。これにより、白の領域でのかぶり等を完全に防止することができる。
【００１９】
更に、本発明においては、搬送路付近の環境を検出する環境センサーを備え、制御手段は、環境センサーの検出結果に基づいて、現像剤の搬送量を調節している。例えば、環境センサーは、搬送路付近の温度及び湿度を検出し、制御手段は、環境センサーによって検出された温度及び湿度が高くなる程、現像剤の搬送量を少なくしている。
【００２０】
一般に、環境変化により画像濃度が変化する。例えば、温度及び湿度が高くなる程、画像濃度が高くなる。このため、環境センサーによって温度及び湿度を検出し、温度及び湿度が高くなる程、現像剤の搬送量を少なくして、温度及び湿度の変化に伴う画像濃度の変化を抑えている。
【００２１】
また、本発明においては、制御手段は、像担持体上の像が転写される記録用紙が厚くなる程、現像剤の搬送量を多くしている。
【００２２】
記録用紙が厚くなる程、記録用紙上での画像濃度が低くなる。このため、記録用紙が厚くなる程、現像剤の搬送量を多くして、記録用紙の厚みの変化に伴う画像濃度の変化を抑えている。
【００２３】
更に、本発明においては、像担持体上の現像剤の付着量を検出する付着量検出手段を備え、制御手段は、付着量検出手段の検出結果に基づいて、現像剤の搬送量を調節している。例えば、制御手段は、付着量検出手段によって検出された現像剤の付着量を予め設定された閾値と比較し、この比較結果に応じて現像剤の搬送量を調節している。
【００２４】
この様に像担持体上の現像剤の付着量を検出し、この検出された現像剤の付着量を閾値と比較し、この比較結果に応じて現像剤の搬送量を調節すれば、使用条件が変化したり現像剤が劣化しても、現像剤の搬送量の過不足を招かずに済み、画像品位を安定化させることができる。
【００２５】
また、本発明においては、像担持体は、像を記録用紙へと転写する転写領域、及び非転写領域を有しており、付着量検出手段は、像担持体の非転写領域での現像剤の付着量を検出している。
【００２６】
この様に像担持体の非転写領域での現像剤の付着量を検出すれば、何時でも現像剤の付着量を検出することができ、現像剤の搬送量を調節することができる。
【００２７】
更に、本発明においては、像担持体は、像を記録用紙へと転写する転写領域を有しており、付着量検出手段は、像担持体の転写領域での現像剤の付着量を検出し、制御手段は、像担持体上の静電潜像の形成が開始されるまでに、現像剤の搬送量の調節を終了している。
【００２８】
この様に像担持体の転写領域での現像剤の付着量を検出しても良い。この場合は、非転写領域を格別に設ける必要がないので、像担持体等が大型化せずに済む。ただし、像担持体上の静電潜像の形成が開始されると、像担持体の転写領域の現像剤の付着量が変動してしまうので、像担持体上の静電潜像の形成が開始されるまでに、現像剤の付着量の検出と現像剤の搬送量の調節を終了させる必要がある。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置は、本発明の現像装置を備えている。
【００３０】
この様な本発明の画像形成装置においても、本発明の現像装置と同様の作用及び効果を達成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の現像装置の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。この画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成するものであり、感光体ドラム１１の周辺に、現像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４、除電装置１５、帯電装置１６、露光装置１７等を感光体ドラム１１の回転方向の上流側から順に配置している。また、記録用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着装置１８を配置している。記録用紙Ｐは、感光体ドラム１１と転写装置１３間を通過し、定着装置１８へと搬送される。
【００３３】
この画像形成装置では、感光体ドラム１１を矢印Ｂの方向に回転させつつ、感光体ドラム１１の表面を帯電装置１６により均一に帯電させる。そして、画像を示す印字データに従って露光装置１７から感光体ドラム１１へと出射される光ビームを変調しつつ、この光ビームにより感光体ドラム１１の表面を走査し、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。更に、現像剤を現像装置１２により静電潜像に付着させて、現像剤像を形成し、この現像剤像を転写装置１３により感光体ドラム１１からＰＰＣ用紙等の記録用紙Ｐへと転写し、記録用紙Ｐ上の現像剤像を定着装置１８により加熱及び加圧して定着させる。この後、感光体ドラム１１上の残留現像剤をクリーニング装置１４により除去して、感光体ドラム１１をクリーニングし、感光体ドラム１１の表面の残留電荷を除電装置１５により除電する。
【００３４】
感光体ドラム１１は、例えばアルミニウム等の金属ドラムの外周に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、有機光半導体（ＯＰＣ）等からなる薄膜状の光導電層を形成したものである。
【００３５】
帯電装置１６は、例えばタングステンワイヤ等の帯電線、金属製のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。露光装置１７は、光ビームを出射する半導体レーザや発光ダイオード、光ビームの走査機構等を備えている。転写装置１３は、コロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。クリーニング装置１４は、感光体ドラム１１の表面に摺接するクリーニングブレード等である。除電装置１５は、除電ランプ等である。
【００３６】
尚、感光体ドラム１１、及び各装置１３〜１８として、他の方式のものを適用しても構わない。
【００３７】
次に、本実施形態の現像装置１２は、図２に示す様に現像剤を収容した現像槽２０、進行波電界を発生して現像剤を搬送する現像剤搬送部２１、現像剤を現像槽２０から現像剤搬送部２１へと供給する供給ローラ２３、ブレード２６、現像槽２０内の現像剤を攪拌しつつ供給ローラ２３へと移動させるミキシングパドル２４、及び現像剤搬送部２１から現像槽２０へと現像剤を回収する回収ローラ２５等を備えている。
【００３８】
現像槽２０は、感光体ドラム１１の側方に対向する開口部２０ａを有しており、この開口部２０ａに現像剤搬送部２１を設けている。従って、現像槽２０の開口部２０ａが現像剤搬送部２１により塞がれており、この内側が現像剤の貯蔵庫となる。
【００３９】
供給ローラ２３は、現像剤搬送部２１の下端に沿って配置されており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により反時計回りに回転駆動され、現像剤を現像剤搬送部２１のベルト３４へと供給する。この現像剤の供給に際し、供給ローラ２３は、その電位及び現像剤への圧接により現像剤を帯電しつつ、ベルト３４に付着する現像剤の層厚を規制する。この供給ローラ２３の材質としては、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体）等のソリッドゴムや発泡ゴム等を挙げることができる。また、供給ローラ用バイアス直流電圧を供給ローラ２３に印加して、供給ローラ２３の電位を設定することから、カーボンブラックやイオン導電剤等を添加して、供給ローラ２３に導電性を付与しても良い。
【００４０】
ブレード２６は、薄板状であって、供給ローラ２３に摺接し、ブレード用バイアス直流電圧を印加され、現像剤の電荷量や層厚を規制する。このブレード２６の材質は、供給ローラ２３と同じであっても、また異なっていても構わない。
【００４１】
回収ローラ２５は、現像剤搬送部２１の上端に沿って配置されており、回転自在に支持されて、図示しないモータ等により反時計回りに回転駆動される。回収ローラ２５は、現像剤搬路２１のベルト３４に摺接して、ベルト３４を除電したり、ベルト３４上の残留現像剤を掻き取って、ベルト３４をクリーニングし、現像剤を現像槽２０へと回収する。この回収ローラ２５の材質は、特に限定されないが、例えば供給ローラ２３と同じで構わない。
【００４２】
尚、供給ローラ２３及び回収ローラ２５を現像剤搬送部２１に対して非接触としたり、これらのローラの代わりに、回転しないそれぞれの部材を適用しても構わない。
【００４３】
現像剤搬送部２１は、現像槽２０の開口部２０ａに固定された支持体３１と、現像槽２０の内側に設けられた駆動ローラ３２及び従動ローラ３３と、支持体３１、駆動ローラ３２、及び従動ローラ３３の外周に掛け渡されたベルト３４と、感光体ドラム１１に対向する支持体３１の表面に設けられた搬送体３５とを備えている。
【００４４】
支持体３１は、感光体ドラム１１側で、若干傾斜した緩やかな曲面を描いており、この曲面に沿って搬送体３５を設け、搬送体３５を感光体ドラム１１に対向させている。この支持体３１のの材質としては、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン：Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂等を挙げることができる。
【００４５】
尚、感光体ドラム１１側の支持体３１の面が半円弧状であっても、略平面状であっても構わない。
【００４６】
駆動ローラ３２は、図示しない駆動機構により所定の周速度で回転駆動され、ベルト３４を同速度で回転移動する。このベルト３４の速度は、後で述べるベルト３４上での現像剤の移動速度の１／１００〜１／１０程度という様に十分に遅くされる。この駆動ローラ３２は、例えばＳＵＳや鉄等の金属ローラ、あるいは金属ローラの周囲をゴム、フィルム、スポンジ等により被ったものである。
【００４７】
従動ローラ３３は、ベルト３４が回転移動するときにのみ、図示しないバネ等により駆動ローラ３２に押し付けられて、駆動ローラ３２との間にベルト３４を挟み込んだ状態で、駆動ローラ３２と共に回転し、ベルト３４を滑らかに回転移動させる。この従動ローラ３３も、駆動ローラ３２と同様に、例えばＳＵＳや鉄等の金属ローラ、あるいは金属ローラの周囲をゴム、フィルム、スポンジ等により被ったものである。
【００４８】
尚、従動ローラ３３の代わりに、もう１つの駆動ローラを設け、２つの駆動ローラを相互に押し付けて、これらの駆動ローラ間にベルト３４を挟み込んでも構わない。
【００４９】
ベルト３４は、搬送体３５の帯電を防止したり、現像剤が搬送体３５に固着することを防止する。このベルト３４の厚みは、後で述べる搬送体３５上の各電極間ピッチに応じて５μｍ乃至２００μｍに設定され、望ましくは１０μｍ乃至１００μｍに設定される。このベルト１９の材質としては、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の有機絶縁材料、シリコン、イソプレン、ブタジエン等のゴム材料等を挙げることができる。
【００５０】
搬送体３５は、例えば図３に示す様にポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の基材３４ａ上に、発生電極体（ＥＰＣベルト）を形成し、その上にポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の表面保護層３４ｂを積層した構造を有する。発生電極体（ＥＰＣベルト）は、厚み１８μｍ程度の銅箔からなり、複数の進行波発生電極３６を形成する。
【００５１】
尚、図３においては、搬送体３５を簡略化して平板状のものとして示している。
【００５２】
搬送体３５において、各進行波発生電極３６は、例えば約４０μｍ〜２５０μｍの幅を有し、５０ｄｐｉ〜３００ｄｐｉ（約５００μｍ〜約８５μｍ）の間隔を開けて平行に配置され、支持体３１の下端から上端にかけて設けられている。また、各進行波発生電極３６は、３本又は４本程度を１組として、複数組に分けられている。そして、各組毎に、多相の交流電圧がそれぞれの進行波発生電極３６に印加される。例えば、４本の各進行波発生電極３６を１組とし、４相の交流電圧を印加する場合は、図４（ａ）〜（ｄ）に示す様な４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４が多相交流電源３７から４本の各進行波発生電極３６にそれぞれ印加される。これにより、進行波電界が形成される。
【００５３】
各進行波発生電極３６を支持体３１の下端から上端にかけて設けているので、進行波電界が支持体３１の下端から上端にかけて形成される。この進行波電界は、現像剤を支持体３１の下端から上端へと矢印Ｃの方向に搬送する。４相の交流電圧は、各進行波発生電極３６間で絶縁破壊が発生しない様に、例えば１００Ｖ〜３ｋＶ程度に設定される。また、その周波数は、１００Ｈｚ〜５ｋＨｚ程度に設定される。更に、４相の交流電圧及びその周波数は、各進行波発生電極３６の形状、現像剤の搬送速度、現像剤の性質等に応じて適宜に設定される。
【００５４】
先に述べた様に供給ローラ２３は、現像剤を現像槽２０から現像剤搬送部２１のベルト３４へと供給する。そして、進行波電界は、現像剤をベルト３４上で搬送体３５の下端から上端へと搬送する。更に、回収ローラ２５は、現像剤をベルト３４から現像槽２０へと回収する。
【００５５】
尚、ベルト３４上の現像剤の搬送速度は、例えばベルト３４上の現像剤を検出する一対の赤外線センサを設け、各赤外線センサによる現像剤のそれぞれの検出時間とそれぞれの検出箇所間の距離に基づいて求めたり、高速度ビデオカメラを用いて計測する方法がある（ＩＳ　＆　Ｔｓ　ＮＩＰ　１５：１９９９　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｐ．２６２−２６５を参照）。
【００５６】
一方、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４に対して現像用バイアス直流電源３８の現像用バイアス直流電圧を重畳しており、感光体ドラム１１と搬送体３５が接近した現像領域Ａ（図１に示す）で、現像用バイアス直流電圧による現像電界を形成している。この現像電界により現像剤がベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔し、現像剤が静電潜像に付着して、現像剤像が形成される。
【００５７】
ところで、本実施形態では、搬送体３５による現像剤の搬送量を調節することにより、画像品位と画像濃度の更なる向上を図っている。
【００５８】
この現像剤の搬送量の調節は、制御部３９により行なわれる。制御部３９は、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を変更し、これにより搬送体３５上での現像剤の搬送量を調節する。例えば、現像剤の搬送量を増大させるときには、図５（ａ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を４ｋＨｚに設定し、また現像剤の搬送量を中程度にするときには、図５（ｂ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を３ｋＨｚに設定し、更に現像剤の搬送量を減少させるときには、図５（ｃ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を２ｋＨｚに設定する。また、現像剤の搬送量を０にするときには、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を０Ｈｚとする。
【００５９】
また、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の電圧レベルを変更し、これにより搬送体３５上での現像剤の搬送量を調節することも可能である。例えば、現像剤の搬送量を増大させるときには、図６（ａ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の電圧レベルを高く設定し、また現像剤の搬送量を中程度にするときには、図６（ｂ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の電圧レベルを中程度に設定し、更に現像剤の搬送量を減少させるときには、図６（ｃ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の電圧レベルを低く設定する。また、現像剤の搬送量を０にするときには、多相交流電源３７の４相の電圧レベルを０Ｖとする。
【００６０】
こうして制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を調節することができる。そして、制御部３９は、感光体ドラム１１上に形成される現像剤像を示す印字データ、つまり画像を示す印字データに基づいて、現像剤の搬送量を調節し、画像品位と画像濃度を向上させる。この印字データに基づく現像剤の搬送量の制御過程を図７のフローチャートに従って説明する。
【００６１】
まず、制御部３９は、画像形成装置に付設のスキャナー（図示せず）により読み取られたり、外部から受信した原稿の画像を示す印字データを入力して、この印字データに基づいて画像の濃度を判定し、この画像の濃度と予め設定された濃度閾値と比較する（ステップＳ１０１）。そして、例えば画像の濃度が濃度閾値以上であれば、制御部３９は、高濃度印字を行なうものと判定し（ステップＳ１０２）、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させることにする（ステップＳ１０３）。
【００６２】
また、画像の濃度が濃度閾値未満であれば、制御部３９は、低濃度印字を行なうものと判定し（ステップＳ１０４）、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させることにする（ステップＳ１０５）。
【００６３】
この後、制御部３９は、印字データに基づいて、画像に白抜きの領域が有るか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、画像に白抜きの領域が無く（ステップＳ１０６で「Ｎｏ」）、先のステップＳ１０３で現像剤の搬送量の増大が決定されていれば、制御部３９は、図５（ａ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を４ｋＨｚに設定して、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させる（ステップＳ１０７）。これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が多くなり、画像濃度を満足することができる。
【００６４】
また、画像に白抜きの領域が無く（ステップＳ１０６で「Ｎｏ」）、先のステップＳ１０５で現像剤の搬送量の減少が決定されていれば、制御部３９は、図５（ｃ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を２ｋＨｚに設定して、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させる（ステップＳ１０７）。これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が抑えられ、かぶり等の発生が防止され、画像品位を向上させることができる。
【００６５】
一方、画像に白抜きの領域が有り（ステップＳ１０６で「Ｙｅｓ」）、先のステップＳ１０３で現像剤の搬送量の増大が決定されていれば、制御部３９は、図５（ａ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を４ｋＨｚに設定して、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させる。更に、制御部３９は、現像剤の搬送量を増大させた上で、画像の白抜きの領域に対応する感光体ドラム１１上の静電潜像部分が現像領域Ａ（図１に示す）を通過するタイミングで現像領域Ａのベルト３４上の現像剤が０となる様に、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を一時的に０Ｈｚに設定する（ステップＳ１０８）。これにより、画像の白抜きの領域を現像するときには、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤が無くなり、この白抜き領域のカブリ等が完全に防止され、画像品位が向上する。
【００６６】
また、画像に白抜きの領域が有り（ステップＳ１０６で「Ｙｅｓ」）、先のステップＳ１０５で現像剤の搬送量の減少が決定されていれば、制御部３９は、図５（ｃ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を２ｋＨｚに設定して、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させる。更に、制御部３９は、現像剤の搬送量を減少させた上で、画像の白抜きの領域に対応する静電潜像の部分が現像領域Ａを通過するタイミングで現像領域Ａのベルト３４上の現像剤が０となる様に、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を一時的に０Ｈｚに設定する（ステップＳ１０８）。これにより、白抜き領域のカブリ等が完全に防止され、画像品位がより向上する。
【００６７】
この様に本実施形態では、画像の濃度に応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。また、白抜きの領域の現像のときには、現像剤の搬送量を０として、白抜き領域のカブリ等を完全に防止して、画像品位をより向上させている。また、現像剤を無駄に搬送しないことから、搬送と回収の繰り返しによる現像剤の劣化を抑えて、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持することができる。
【００６８】
尚、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を変更する代わりに、電圧レベルを変更することにより、現像剤の搬送量を調節しても構わない。
【００６９】
また、高い濃度閾値と低い濃度閾値を設定し、画像の濃度が高い濃度閾値以上であれば、現像剤の搬送量を増大させて、高濃度印字を行ない、画像の濃度が高い濃度閾値未満でかつ低い濃度閾値以上であれば、現像剤の搬送量を中程度にして、中程度の濃度印字を行ない、画像の濃度が低い濃度閾値未満であれば、現像剤の搬送量を減少させて、低濃度印字を行なうという様に、３段階の濃度設定を行なっても良い。
【００７０】
次に、本発明の現像装置の第２実施形態を説明する。本実施形態では、図２の装置に環境センサー（図示せず）を付設し、この環境センサーによって現像装置１２周辺の温度及び湿度を検出し、これらの温度及び湿度に応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。
【００７１】
図８は、本実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。まず、現像装置の制御部３９は、環境センサーによって検出された温度及び湿度を入力し、この検出された温度及び湿度が予め設定された高温高湿の範囲、常温常湿の範囲、及び低温低湿の範囲のいずれに入るかを判定する（ステップＳ２０１）。そして、例えば検出された温度及び湿度が低温低湿の範囲に入れば（ステップＳ２０２）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させることにして（ステップＳ２０３）、図５（ａ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を４ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させる（ステップＳ２０４）。
【００７２】
一般に、低温低湿の環境では、現像及び転写の効率が低くなって、画像濃度が低くなる。このため、低温低湿のときには、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させる。これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が多くなり、画像濃度を満足することができる。
【００７３】
また、検出された温度及び湿度が高温高湿の範囲に入れば（ステップＳ２０５）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させることにして（ステップＳ２０６）、図５（ｃ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を２ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させる（ステップＳ２０４）。
【００７４】
一般に、高温高湿の環境では、現像及び転写の効率が高くなって、画像濃度が高くなる。このため、高温高湿のときには、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させる。これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が抑えられ、画像品位を向上させることができる。
【００７５】
更に、検出された温度及び湿度が常温常湿の範囲に入れば（ステップＳ２０７）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を中程度に維持することにして（ステップＳ２０８）、図５（ｂ）に示す様に多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を３ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を中程度に維持する（ステップＳ２０４）。
【００７６】
これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと適宜の量の現像剤が飛翔し、画像品位と画像濃度を共に向上させることができる。
【００７７】
この様に本実施形態では、温度及び湿度に応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。また、現像剤の無駄な搬送量を低減させて、搬送と回収の繰り返しによる現像剤の劣化を抑え、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持している。
【００７８】
尚、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を変更する代わりに、電圧レベルを変更することにより、現像剤の搬送量を調節しても構わない。
【００７９】
次に、本発明の現像装置の第３実施形態を説明する。本実施形態では、記録用紙Ｐの厚みに応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。記録用紙Ｐの厚みは、ユーザの入力操作により指定された用紙の種類（ＰＰＣ用紙、はがき等）から求められたり、あるいは格別に設けられたセンサー（図示せず）により直接検出される。
【００８０】
図９は、本実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。まず、現像装置の制御部３９は、記録用紙Ｐの厚みがユーザの入力操作により指定されたり、あるいは記録用紙Ｐの厚みがセンサーにより検出されると、この記録用紙Ｐが厚い、普通、及び薄いのいずれであるかを判定する（ステップＳ３０１）。そして、例えば記録用紙Ｐが厚ければ（ステップＳ３０２）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させることにして（ステップＳ３０３）、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を４ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させる（ステップＳ３０４）。
【００８１】
一般に、記録用紙Ｐが厚い場合は、転写の効率が低くなって、画像濃度が低くなるので、低温低湿のときには、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させている。これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が多くなり、画像濃度を満足することができる。
【００８２】
また、記録用紙Ｐが薄ければ（ステップＳ３０５）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させることにして（ステップＳ３０６）、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を２ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させる（ステップＳ３０４）。
【００８３】
一般に、記録用紙Ｐが薄い場合は、転写の効率が高くなって、画像濃度が高くなるので、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させている。これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が抑えられ、画像品位を向上させることができる。
【００８４】
更に、記録用紙Ｐが普通の厚みであれば（ステップＳ３０７）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を中程度に維持することにして（ステップＳ３０８）、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を３ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を中程度に維持する（ステップＳ３０４）。
【００８５】
これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと適宜の量の現像剤が飛翔し、画像品位と画像濃度を共に向上させることができる。
【００８６】
この様に本実施形態では、記録用紙Ｐの厚さに応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。また、現像剤の無駄な搬送量を低減させて、搬送と回収の繰り返しによる現像剤の劣化を抑え、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持している。
【００８７】
尚、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を変更する代わりに、電圧レベルを変更することにより、現像剤の搬送量を調節しても構わない。
【００８８】
次に、本発明の現像装置の第４実施形態を説明する。本実施形態では、現像剤像を記録用紙Ｐに転写する転写領域、及び非転写領域を感光体ドラム１１に設定し、図１０に示す様に感光体ドラム１１の非転写領域での現像剤の付着量を検出する付着量センサー４１を設けている。そして、ベルト３４から感光体ドラム１１の非転写領域へと現像剤を飛翔させて、この非転写領域に現像剤を付着させてから、この非転写領域での現像剤の付着量を付着量センサー４１により検出し、この付着量検出センサー４１により検出された現像剤の付着量に応じて現像剤の搬送量を増減し、画像品位と画像濃度を共に向上させている。
【００８９】
図１１は、本実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。まず、現像装置の制御部３９は、感光体ドラム１１の非転写領域に現像剤が付着されると、付着量検出センサー４１によって検出された現像剤の付着量を入力し、この検出された現像剤の付着量を予め設定された高い付着量閾値及び低い付着量閾値と比較する。そして、例えば検出された現像剤の付着量が低い付着量閾値未満であれば、つまり付着量が少なければ（ステップＳ４０２）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させることにして（ステップＳ４０３）、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を４ｋＨｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を増大させる（ステップＳ４０４）。
【００９０】
これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が多くなり、画像濃度を満足することができる。
【００９１】
また、検出された現像剤の付着量が高い付着量閾値以上であれば、つまり付着量が多ければ（ステップＳ４０５）、制御部３９は、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させることにして（ステップＳ４０６）、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を２Ｈｚに設定し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を減少させる（ステップＳ４０４）。
【００９２】
これにより、ベルト３４から感光体ドラム１１上の静電潜像へと飛翔する現像剤の量が抑えられ、画像品位を向上させることができる。
【００９３】
更に、検出された現像剤の付着量が低い付着量閾値以上でかつ高い付着量閾値未満であれば、つまり付着量が適量であれば（ステップＳ４０７）、制御部３９は、現状の現像剤の搬送量を維持することにして、多相交流電源３７の４相の交流電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４の周波数を維持し、搬送体３５上での現像剤の搬送量を変更しない（ステップＳ４０４）。
【００９４】
これにより、使用条件の変化や現像剤の劣化にかかわらず、一定の画像品位及び画像濃度を維持することができる。
【００９５】
ここでは、感光体ドラム１１の非転写領域を格別に設けているが、この非転写領域を設けずに、感光体ドラム１１の転写領域での現像剤の付着量を検出しても構わない。ただし、感光体ドラム１１上の静電潜像の現像や現像剤像の転写に対して影響を与えないために、これらの現像や転写が行われる前に、転写領域での現像剤の付着量を検出して調節する必要がある。
【００９６】
尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、上記各実施形態を適宜に組み合わせても構わない。また、感光体ドラム１１の代わりに、感光体ベルト等を用いても良い。更に、電子写真方式の画像形成装置に限定されず、イオンフロー方式の様に誘電体上に静電潜像を直接形成する画像形成装置や、トナージェット方式の様に複数の開口部を有する電極に電圧を印加して、空間に静電潜像を形成し、現像剤を記録媒体に飛翔させて画像形成を直接行なう画像形成装置にも、本発明の現像装置を適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、搬送路上での現像剤の搬送量を調節しているので、画像品位と画像濃度を更に向上させることができる。また、現像剤を無駄に搬送しないことから、搬送と回収の繰り返しによる現像剤の劣化を抑えて、長期間にわたり画像品位と画像濃度を維持することができる。
【００９８】
現像剤の搬送量の調節は、多相の交流電圧の周波数や電圧レベルを変更することにより行われている。
【００９９】
また、印字データによって示される像の濃度が高くなる程、現像剤の搬送量を多くしている。これにより、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔する現像剤の過不足が無くなり、画像品位と画像濃度を両立させることができる。
【０１００】
更に、印字データによって示される像の濃度が白に対応するときには、現像剤が不用であるため、現像剤の搬送を停止している。これにより、白の領域でのかぶり等を完全に防止することができる。
【０１０１】
また、温度及び湿度が高くなる程、現像剤の搬送量を少なくして、温度及び湿度の変化に伴う画像濃度の変化を抑えている。あるいは、記録用紙が厚くなる程、現像剤の搬送量を多くして、記録用紙の厚みの変化に伴う画像濃度の変化を抑えている。また、像担持体上の現像剤の付着量を検出し、この検出された現像剤の付着量に応じて現像剤の搬送量を調節している。これにより、現像剤の搬送量の過不足を招かずに済み、画像品位を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。
【図２】第１実施形態の現像装置を示す側面図である。
【図３】図２の現像装置における搬送体を部分的に拡大して示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図２の現像装置における搬送体の各進行波発生電極に印加される４相の交流電圧波形を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれの周波数での交流電圧波形を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれの電圧レベルでの交流電圧波形を示す図である。
【図７】第１実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の現像装置の第４実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。
【図１１】第４実施形態の現像装置による現像剤の搬送量の制御過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１　　感光体ドラム
１２　　現像装置
１３　　転写装置
１４　　クリーニング装置
１５　　除電装置
１６　　帯電装置
１７　　露光装置
１８　　定着装置
２０　　現像槽
２１　　現像剤搬送部
２３　　供給ローラ
２４　　ミキシングパドル
２５　　回収ローラ
３１　　支持体
３２　　駆動ローラ
３３　　従動ローラ
３４　　ベルト
３５　　搬送体
３６　　進行波発生電極
３７　　多相交流電源
３８　　現像用バイアス直流電源
３９　　制御部
【図１】
2004101933.tif 000003
【図２】
2004101933.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004101933.tif 000006
【図５】
2004101933.tif 000007
【図６】
2004101933.tif 000008
【図７】
2004101933.tif 000009
【図８】
2004101933.tif 000010
【図９】
2004101933.tif 000011
【図１０】
2004101933.tif 000012
【図１１】
2004101933.tif 000013