(57)【要約】【課題】現像ローラ上トナーが帯電しやすい状態となっていても、出力画像の再現性を維持することで、信頼性の高い現像が可能な現像装置を提供することを目的とする。【解決手段】表面に静電潜像が形成される感光ドラム２と、感光ドラム２にトナーを付着させる現像ローラ６と、現像ローラ６に交流重畳バイアスを印加する電圧発生部１１と、電圧発生部１１による交流重畳バイアスの交流電圧を、温度、絶対湿度、または現像ローラ６の回転回数などの使用環境に応じて調整する制御部１２とを備えた構成とする。【選択図】図１
2007164032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光ドラムと、
前記感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、
前記現像ローラに交流重畳バイアスを印加する電圧発生部と、
前記電圧発生部による交流重畳バイアスの交流電圧を使用環境に応じて調整する制御部とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記使用環境として装置内温度を測定する温度センサからの温度情報に応じて、前記交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記使用環境として装置内湿度を測定する湿度センサからの湿度情報に応じて、前記交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記使用環境として前記現像ローラの回転回数を計測し、前記回転回数に応じて、前記交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像ローラと共に回転する磁気発生回転部と、前記磁気発生回転部の通過を検出する磁気検出部とを備えた現像ローラ回転検出部が設けられ、
前記制御部は、前記磁気検出部からの前記磁気発生回転部の通過を検出した旨の通知回数を計数することで、前記現像ローラの回転回数を算出することを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラに付着したトナーで感光ドラム上の静電潜像を現像処理する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタやファクシミリや複写機などの画像形成装置では、外周面にトナーが層形成された現像ローラに直流電圧を印加することで、表面に静電潜像が形成された感光ドラムへその電位差によりトナーを移動させ、感光ドラムに付着させて現像する現像装置を備えている。
【０００３】
現像ローラの表面にトナーが均一に層形成される際には、トナー同士の密着度（凝集度）が高い状態で形成される。この状態で細線、微小ドットなどの静電潜像を現像しようとすると、トナー同士の密着度が高く個々のトナーが分離し難いので、感光ドラムへのトナー移動が難しくドット抜けが発生することがある。
【０００４】
現像ローラに印加する電圧を直流電圧だけでなく交流電圧が重畳された交流重畳バイアスを印加すると、現像ローラの表面電位が変動することでトナーが振動し、トナーの凝集性を低下させることができるため、トナー個々の移動が容易となり、ドット抜けの発生を抑制することができるので、潜像の再現性が向上する。
【０００５】
このような現像装置を用いた画像形成装置が（特許文献１）に記載されている。（特許文献１）に記載の画像形成装置は、現像ローラである現像剤担持体に交流重畳バイアスを印加する直流バイアス電源および交流バイアス電源を備えたものである。
【特許文献１】特開２００２−３１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、現像ローラ上のトナーが帯電しやすい状態にあるときに、交流重畳バイアスを印加すると、やはり細線が欠けたり、ドット抜けが発生したりして、ドットの再現性が低下してしまう。
【０００７】
これは、現像ローラ上トナーが帯電しやすい状態であると、帯電量の高いトナーが先に潜像に移動してしまう。従って、高い帯電量のトナーが移動したことにより、潜像側の電位が上昇し、現像ローラと潜像の電位差が少なくなるため、それ以上のトナーが移動できなくなり、結果として移動するトナーの量が少なくなってしまう。
【０００８】
そこで本発明の目的は、現像ローラ上トナーが帯電しやすい状態となっていても、出力画像の再現性を維持することで、信頼性の高い現像が可能な現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の現像装置は、静電潜像が形成される感光ドラムと、前記感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、前記現像ローラに交流重畳バイアスを印加する電圧発生部と、前記電圧発生部による交流重畳バイアスの交流電圧を使用環境に応じて調整する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の現像装置は、使用環境によって現像ローラ上トナーの状態が変化して帯電しやすくなっても、出力画像に不具合がなく信頼性の高い現像が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１の発明は、静電潜像が形成される感光ドラムと、感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、現像ローラに交流重畳バイアスを印加する電圧発生部と、電圧発生部による交流重畳バイアスの交流電圧を使用環境に応じて調整する制御部とを備えたことを特徴としたものである。
【００１２】
制御部が電圧発生部から現像ローラに印加される交流重畳バイアスの交流電圧を使用環境に応じて調整することで、最適な交流電圧でトナーを現像ローラに付着させることができるので、使用環境によって現像ローラの状態が変化して現像ローラ上のトナーが帯電しやすくなっても、出力画像に不具合なく、ドット再現性を維持することができる。
【００１３】
本発明の請求項２の発明は、制御部は、使用環境として装置内温度を測定する温度センサからの温度情報に応じて、交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことを特徴としたものである。
【００１４】
現像ローラ上トナーは、装置内温度に応じて状態が変化する。制御部が装置内温度を測定する温度センサからの温度情報に応じて電圧発生部が発生する交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことで、装置内温度が変化して現像ローラ上のトナーが帯電しやすい状態となっても、最適な交流電圧とすることができる。
【００１５】
本発明の請求項３の発明は、制御部は、使用環境として装置内湿度を測定する湿度センサからの湿度情報に応じて、交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことを特徴としたものである。
【００１６】
現像ローラ上トナーは、装置内湿度に応じて状態が変化する。制御部が装置内湿度を測定する湿度センサからの湿度情報に応じて電圧発生部が発生する交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことで、装置内湿度が変化して現像ローラ上のトナーが帯電しやすい湿度状態となっても、最適な交流電圧とすることができる。
【００１７】
本発明の請求項４の発明は、制御部は、使用環境として現像ローラの回転回数を計測し、回転回数に応じて、交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことを特徴としたものである。
【００１８】
現像ローラ上トナーは、現像ローラの使用状態に応じて状態が変化する。制御部が現像ローラの回転回数を計測することで、現像ローラの使用状態を測定することができる。この使用状態に応じて電圧発生部が発生する交流重畳バイアスの交流電圧の調整を行うことで、現像ローラの表面の状態が変化して現像ローラ上トナーの帯電量が変化しても、最適な交流電圧とすることができる。
【００１９】
本発明の請求項５の発明は、現像ローラと共に回転する磁気発生回転部と、磁気発生回転部の通過を検出する磁気検出部とを備えた現像ローラ回転検出部が設けられ、制御部は、磁気検出部からの磁気発生回転部の通過を検出した旨の通知回数を計数することで、現像ローラの回転回数を算出することを特徴としたものである。
【００２０】
本発明の現像装置には、現像ローラと共に回転する磁気発生回転部と、磁気発生回転部の通過を検出する磁気検出部とを備えた現像ローラ回転検出部が設けられている。この磁気検出部からの磁気発生回転部の通過を検出した旨の通知回数を制御部が計数することで、現像ローラの回転回数を算出して現像ローラの使用状態を測定することができる。
【００２１】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る現像装置を、画像形成装置の一例であるファクシミリを例に図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る現像装置を説明するファクシミリの概略図である。
【００２２】
図１に示すようにファクシミリは、現像装置１を備えている。現像装置１は、表面に静電潜像が形成される感光ドラム２を備えている。感光ドラム２が回転することで、順次、帯電部が帯電させ、露光部が静電潜像を形成し、現像部が静電潜像を現像し、転写部が用紙に転写することができるよう、感光ドラム２の周囲に各部が配置されている。
【００２３】
まず、帯電部として、感光ドラム２を帯電させる非接触帯電式のスコロトロン帯電器３が設けられている。
【００２４】
次に、露光部として、ＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）４が設けられている。このＬＳＵ４は、スコロトロン帯電器３により帯電した感光ドラム２の周面に、レーザ光を照射することで帯電が除電し、静電潜像を形成するものである。
【００２５】
そして、静電潜像が形成された状態の感光ドラム２を現像するために、現像部として帯電した感光ドラム２の表面に一成分現像剤のトナー５を付着させる現像ローラ６が設けられている。この現像ローラ６に付着したトナー５は、攪拌パドル７によって攪拌されながら搬送され、供給ローラ８によって供給される。この攪拌パドル７は、図示しないギヤ機構で現像ローラ６と連動して回転するように形成されている。
【００２６】
攪拌パドル７を回転させる回転軸には、攪拌パドル７と共に回転する磁気発生回転部である永久磁石９が設けられている。またこの永久磁石９の磁力を検出する磁気検出部であるホール素子１０を備えている。このホール素子１０上を永久磁石９が回転することで、永久磁石９の通過を検出する。
【００２７】
現像ローラ６は、帯電した感光ドラム２の表面にトナー５を付着させるために電圧発生部１１により電圧が印加されている。この電圧発生部１１は、約２００Ｖの直流電圧に、約１５０Ｖｐ−ｐから３５０Ｖｐ−ｐまでの交流電圧が重畳された交流重畳バイアスを、現像ローラ６に印加している。
【００２８】
電圧発生部１１が発生する交流重畳バイアスで、約１５０Ｖｐ−ｐから３５０Ｖｐ−ｐまでの範囲の交流電圧を調整する制御部１２が設けられている。制御部１２には、温度を測定する温度センサ１３と、湿度を測定する湿度センサ１４と、ホール素子１０とが接続されている。
【００２９】
温度センサ１３としては、サーミスタ、熱電対、白金測温抵抗体などが使用できる。また湿度センサ１４としては、高分子膜湿度センサ、セラミック湿度センサ、電解質湿度センサなどが使用できる。
【００３０】
交流重畳バイアスが印加された現像ローラ６の表面と、表面に静電潜像が形成された感光ドラム２の表面との電位差によって、現像ローラ６に付着したトナー５が感光ドラム２に付着して現像する。
【００３１】
そして、転写部として、現像された感光ドラム２のトナー５を用紙１５へ転写するために転写ローラ１６が設けられている。
【００３２】
転写ローラ１６は、感光ドラム２の上方に位置し、感光ドラム２に接した状態で回転する。転写ローラ１６と感光ドラム２との間を用紙１５が搬送されることで転写される。
【００３３】
そして、転写された用紙１５のトナー５を定着させるために、ヒートローラ１７が設けられている。ヒートローラ１７で転写された用紙１５を加熱しながら、ヒートローラ１７と共に回転する加圧ローラ１８で用紙１５に圧力を印加することで、トナー５を定着させる。
【００３４】
以上のように本発明の実施の形態に係る現像装置１は構成され動作する。ここで制御部１２が温度センサ１３、湿度センサ１４、およびホール素子１０からの各情報により交流重畳バイアスの交流電圧の最適電圧値を算出する動作について、図２に基づいて詳細に説明する。図２（Ａ）は温度との関係を示す図、（Ｂ）は絶対湿度との関係を示す図、（Ｃ）は回転回数との関係を示す図である。図３は、（Ａ）温度との関係を示す図、（Ｂ）絶対湿度との関係を示す図、（Ｃ）回転回数との関係を示す図である。
【００３５】
まず、現像ローラ６の使用環境と現像ローラ６に印加される交流重畳バイアスとの関係を説明する。
【００３６】
図２（Ａ）から同図（Ｃ）に示すグラフは、装置内の温度、湿度および現像ローラ６の回転回数が、それぞれ変化したときに、現像ローラ６に印加される交流重畳バイアスの交流電圧を変更しながらドット再現性を評価し、その交流電圧の最適値を得た結果である。
【００３７】
例えば、図２（Ａ）では、装置内の温度が、３５℃であれば現像ローラ６に印加される交流重畳バイアスは３５０Ｖｐ−ｐが最適な電圧値であり。０℃であれば１５０Ｖｐ−ｐが最適な電圧値であることを示している。つまり、温度が低いと現像ローラ６は乾燥しやすい状態となり帯電しやすくなるので、交流重畳バイアスの交流電圧の最適電圧値は低い方がよいことを示している。
【００３８】
また、図２（Ｂ）は、装置内の絶対湿度が約０．０３ｋｇ／ｋｇＤＡであれば３５０Ｖｐ−ｐ、約０ｋｇ／ｋｇＤＡであれば１５０Ｖｐ−ｐが最適な電圧値であることを示している。つまり、絶対湿度が低いと現像ローラ６は帯電しやすくなるので、交流重畳バイアスの交流電圧の最適電圧値は低い方がよいことを示している。
【００３９】
また、図２（Ｃ）は、現像ローラ６の回転回数が、初期状態で０回のときは３００Ｖｐ−ｐ、１４万回ときは２７０Ｖｐ−ｐが最適な電圧値であることを示している。つまり、現像ローラ６の回転回数が多くなるとその表面が平滑となることで、帯電しやすくなるので、交流重畳バイアスの交流電圧の最適電圧値は低い方がよいことを示している。
【００４０】
温度は、温度センサ１３からの温度情報に基づいて制御部１２が算出することができる。絶対湿度は、温度センサ１３からの温度情報に加え、湿度センサ１４からの湿度情報に基づいて制御部１２が算出することができる。また、現像ローラ６の回転回数は、ホール素子１０からの永久磁石９が通過した旨の通知を受信して計数することで算出することができる。
【００４１】
このようにして算出された装置内の温度、絶対湿度、現像ローラ６の回転回数などの使用環境に基づいて交流重畳バイアスの交流電圧の発生電圧を決定するために、制御部１２は、使用環境と交流重畳バイアスの交流電圧との対応を示す交流電圧テーブルを備えている。この交流電圧テーブルの一例を図３に示す。
【００４２】
図３（Ａ）から同図（Ｃ）に示すように、それぞれ温度、絶対湿度、現像ローラ６の回転回数に対応して交流重畳バイアスの交流電圧の最適値が格納されているので、容易に使用環境に応じて最適の電圧値を決定することができる。
【００４３】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて制御部１２の動作を説明する。図４は、制御部１２が現像ローラ６の使用環境に応じて現像ローラ６に印加する交流重畳バイアスの交流電圧の電圧値を決定する動作を説明するフローチャートである。
【００４４】
図４に示すように、まず制御部１２は、温度センサ１３および湿度センサ１４からそれぞれ温度情報および湿度情報を読み込む。そしてこの温度情報および湿度情報から絶対湿度を算出する（Ｓ１０）。
【００４５】
次に、制御部１２は、この絶対湿度に基づいて交流電圧テーブルから交流重畳バイアスの交流電圧の最適値を読み込む（Ｓ２０）。そして制御部１２は、交流電圧の最適値となるように電圧発生部１１を調整する（Ｓ３０）。この場合、絶対湿度であるので、図３（Ｂ）を参照する。
【００４６】
更に、制御部１２は、ホール素子１０からの現像ローラ６の回転を検出した旨の通知を受信すると、その度に回転回数をカウントアップして計数する（Ｓ４０）。そして、所定回数以上となると、制御部１２は、この所定回数に基づいて交流電圧テーブルから交流重畳バイアスの交流電圧の最適値を読み込む（Ｓ２０）。そして制御部１２は、交流電圧の最適値となるように電圧発生部１１を調整する（Ｓ３０）。例えば現像ローラ６の回転回数が７万回を超えるごとに図３（Ｃ）に示す交流電圧テーブルを参照するようにする。
【００４７】
そして、制御部１２は、現像装置１が交換されたか否かの判断を行う（Ｓ５０）。交換された場合には、現像ローラ６の回転回数を計数するカウンタをクリアする（Ｓ６０）。
【００４８】
このようにして、制御部１２は、電圧発生部１１により発生する現像ローラ６に印加する交流重畳バイアスの交流電圧を調整する。この調整は、例えば、図４に示す絶対湿度が低下するごとに徐々に交流電圧も低下させているが、温度が４℃以下となったときは、電圧発生部１１による交流電圧を直流電圧に重畳させない交流重畳バイアスとしてもよい。また、本実施の形態では、絶対湿度で交流電圧の電圧値を調整するようにしたが、温度または相対湿度に基づいて調整するようにしてもよい。しかし、絶対湿度は、温度と湿度との両方が加味された条件であるので、交流電圧の調整は絶対湿度に基づいて調整するのが望ましい。
【００４９】
このように制御部１２が電圧発生部１１から現像ローラ６に印加される交流重畳バイアスの交流電圧を使用環境に応じて調整することで、最適な交流電圧でトナーを現像ローラに付着させることができるので、使用環境によって現像ローラの状態が変化して現像ローラ上のトナーが帯電しやすくなっても、出力画像に不具合なく、ドット再現性を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、現像ローラ上のトナーが帯電しやすい状態となっていてもドットの再現性を維持することで、信頼性の高い現像が可能なので、現像ローラに付着したトナーで感光ドラム上の静電潜像を現像処理する現像装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像装置を説明するファクシミリの概略図
【図２】（Ａ）温度との関係を示す図、（Ｂ）絶対湿度との関係を示す図、（Ｃ）回転回数との関係を示す図
【図３】（Ａ）温度との関係を示す図、（Ｂ）絶対湿度との関係を示す図、（Ｃ）回転回数との関係を示す図
【図４】制御部が現像ローラの使用環境に応じて現像ローラに印加する交流重畳バイアスの交流電圧の電圧値を決定する動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００５２】
１    現像装置
２    感光ドラム
３    スコロトロン帯電器
４    ＬＳＵ
５    トナー
６    現像ローラ
７    攪拌パドル
８    供給ローラ
９    永久磁石
１０    ホール素子
１１    電圧発生部
１２    制御部
１３    温度センサ
１４    湿度センサ
１５    用紙
１６    転写ローラ
１７    ヒートローラ
１８    加圧ローラ
【図１】
2007164032.tif 000003
【図２】
2007164032.tif 000004
【図３】
2007164032.tif 000005
【図４】
2007164032.tif 000006