(57)【要約】【課題】  供給ローラ等の異常を検出し、その異常の内容判別が可能で、安定性に優れた現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  静電潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラへの現像剤の供給及び前記現像ローラからの現像剤の剥離を行う供給ローラを備え、前記静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、前記供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に複数に分割されており、複数の電流計測部は、前記複数に分割された供給ローラの電流値を計測することを特徴とする。【選択図】図２
2013083841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、
前記現像ローラへの現像剤の供給及び前記現像ローラからの現像剤の剥離を行う供給ローラを備え、
前記静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、
前記供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に複数に分割されており、
複数の電流計測部は、前記複数に分割された供給ローラの電流値を計測することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤は、一成分現像剤であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に２つに分割されており、
前記電流計測部は、２つであり、前記２つに分割された供給ローラの電流値をそれぞれ計測することを特徴とする請求項１または請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に３つに分割されており、
前記電流計測部は、３つであり、前記３つに分割された供給ローラの電流値をそれぞれ計測することを特徴とする請求項１または請求項２記載の現像装置。
【請求項５】
前記供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に３つに分割されており、
前記電流計測部は、２つであり、一方の電流計測部で中央部の電流値を計測し、他方の電流計測部で両端の電流値を合わせて計測することを特徴とする請求項１または請求項２記載の現像装置。
【請求項６】
前記供給ローラは、絶縁層で表面を被覆した導電性シャフト上に一部が切断された分断部を備える金属層が設けられることにより前記電流が分割されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記供給ローラは、絶縁性シャフト上に一部が切断された分断部を備える金属層が設けられることにより前記電流が分割されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記絶縁性シャフトは、その内部に複数の導電性部材が埋め込まれ、それぞれが分割された金属層の一つと導通していることを特徴とする請求項７記載の現像装置。
【請求項９】
前記複数の導電性部材は、前記絶縁性シャフトの中心からの距離が異なる位置に配置され、外部の同心円状の導電性端子と接触することによって電流計測部と接続されることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１０】
前記切断部はシャフトの長手方向と一定角度を有していることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像装置は、前記電流計測部による電流計測結果により、現像ローラと供給ローラ間の距離、ブレード圧、供給ローラに印加する電圧のうち、少なくとも一つを調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置及びこれを搭載して画像を形成する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、例えば感光体のような静電潜像担持体の表面を帯電させ、その帯電域を画像情報に応じて露光することで静電潜像を形成し、静電潜像を現像して可視化する現像方法が採用されている。このような現像方法の中には、現像剤としてキャリアを用いず、トナーだけを用いる一成分現像方式がある。
【０００３】
従来の現像装置の主要な構成としては、トナーを感光体に現像するための現像ローラと、現像ローラに対するトナーの供給と剥ぎ取りを行う供給ローラと、供給ローラから現像ローラに供給されたトナーを所定量に規制しつつ、帯電させるブレードから成っている。
【０００４】
上記のような現像装置では、トナー層の安定性が重要である。トナー層の安定性が保たれないと、画像不良が発生する。このため、使用時における現像室内の変化、つまり供給ローラの表面硬化によるトナーの剥離不良などを検知することが重要である。例えば、図１６に示すような、特許文献１の画像形成装置には、現像ローラ１６１と、現像ローラ１６１に当接した導電性の供給ローラ１６２との間に流れる電流を電流検出回路１６３によって計測することにより、供給ローラ１６２の劣化を検知し、画像不良の発生前にユーザに警告を発する構成が開示されている。該文献に記載の現像装置では、大量のプリントを行った場合に、供給ローラ１６２表面の摩耗や発泡セルのホツレが発生し、これによる供給ローラ１６２と現像ローラ１６１との密着性の悪化と、供給ローラ１６２と現像ローラ１６１の間に流れる電流値との間に相関があることに着目している。すなわち、供給ローラ１６２と現像ローラ１６１との密着性が悪くなるほど流れる電流が減少するため、供給ローラ１６２の劣化検出に利用できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９７９４３号公報（平成９年７月３１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
供給ローラに流れる電流値は、供給ローラによるトナーかきとり量を反映している。かきとり量の変化は、供給ローラの削れ等による変化と、供給ローラにトナーが埋まって硬化することによって、現像ローラと供給ローラの接触圧が上がって供給ローラの長手方向中央部が現像ローラから離れることによる変化に分けられる。しかし、特許文献１に示すように、供給ローラに流れる電流全体を検知するだけでは、上記２つの変化を区別できないため、それぞれの変化に応じた適切な対応を行うこともできない。例えば、供給ローラ全体の削れであれば、供給ローラ全体に印加するバイアスを調整することで補正することが可能であり、ユニット全体の交換の必要はない。一方、中央部のシャフトが離れる状態であれば、バイアス調整では補正できず、供給ローラの交換やユニット全体の交換が必要である。よって、この２つの変化を区別することはユニットの寿命を限界まで見極める上において非常に重要である。
【０００７】
本発明は、上述のごとき課題に鑑みてなされたもので、供給ローラ等の異常の内容判別が可能で、安定性に優れた現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置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】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、静電潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、現像ローラへの現像剤の供給及び現像ローラからの現像剤の剥離を行う供給ローラを備え、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置であって、供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に複数に分割されており、複数の電流計測部は、複数に分割された供給ローラの電流値を計測することを特徴とする。
【０００９】
また、現像剤は、一成分現像剤であることを特徴としてもよい。
【００１０】
また、供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に２つに分割されており、電流計測部は２つであり、２つに分割された供給ローラの電流値をそれぞれ計測することを特徴としてもよい。また、供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に３つに分割されており、電流計測部は３つであり、３つに分割された供給ローラの電流値をそれぞれ計測することを特徴としてもよい。また、供給ローラは、シャフト長手方向に電気的に３つに分割されており、電流計測部は３つであり、一方の電流計測部で中央部の電流値を計測し、他方の電流計測部で両端の電流値を合わせて計測することを特徴としてもよい。
【００１１】
また、供給ローラは、絶縁層で表面を被覆した導電性シャフト上に一部が切断された分断部を備える金属層が設けられることにより電流が分割されることを特徴としてもよい。また、供給ローラは、絶縁性シャフト上に一部が切断された分断部を備える金属層が設けられることにより電流が分割されることを特徴としてもよい。
【００１２】
また、絶縁性シャフトは、その内部に複数の導電性部材が埋め込まれ、それぞれが分割された金属層の一つと導通していることを特徴としてもよい。また、複数の導電性部材は、絶縁性シャフトの中心からの距離が異なる位置に配置され、外部の同心円状の導電性端子と接触することによって電流計測部と接続されることを特徴としてもよい。
【００１３】
また、切断部はシャフトの長手方向と一定角度を有していることを特徴としてもよい。また、現像装置は、電流計測部による電流計測結果により、現像ローラと供給ローラ間の距離、ブレード圧、供給ローラに印加する電圧のうち、少なくとも一つを調整する調整機構を備えることを特徴としてもよい。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、上記のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、供給ローラ等の異常の内容判別が可能で、安定性に優れた現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】現像装置の構成を示す概略図である。
【図３】実施形態１の供給ローラ周辺の構成を示す概略図である。
【図４】実施形態１に係る供給ローラの構成を示す概略図である。
【図５】各部位における電流の原理説明を行うための測定系を示す概略図である。
【図６】測定系で測定した結果を示すグラフである。
【図７】実施形態１の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】現像ローラと供給ローラの食い込み量と電流値の関係を示すグラフである。
【図９】実施形態１の別の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態１に係る供給ローラの別の構成を示す概略図である。
【図１１】実施形態２の基本構成を示す概略図である。
【図１２】実施形態２に係る供給ローラの構成を示す概略図である。
【図１３】実施形態２に係る供給ローラと電気接続を行う端子を示す概略図である。
【図１４】実施形態２の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態３の基本構成を示す概略図である。
【図１６】従来の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図１５を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１００の構成を示す概略図である。なお、図１は、画像形成装置１００の主な構成要素を中心に簡略化して記載された一例である。画像形成装置１００は、静電潜像担持体となる感光体５１を複数備えるタンデム方式のカラー画像形成装置である。本実施形態では、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、および黒色画像用の４つの感光体を備えている、画像形成装置１００は、ネットワークを介して接続されたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の各種端末装置から送信される画像データや、スキャナ等の原稿読み取り装置によって読み取られた画像データに基づいて、被転写材となる用紙Ｐに対して、カラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタ機能を有するものである。
【００１９】
画像形成装置１００は、図１に示すように、用紙Ｐにトナー画像を形成する機能を有する画像形成ステーション部５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂ）、当該画像形成ステーション部５０で用紙Ｐに形成されたトナー像を定着させる機能を有する定着装置４０、用紙Ｐを載置する供給トレイ６０から画像形成ステーション部５０および定着装置４０へと用紙Ｐを搬送する機能を有する搬送部３０を備えている。
【００２０】
画像形成ステーション部５０は、４つの画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂから構成されている。具体的には、供給トレイ６０と定着装置４０との間において、供給トレイ６０側から、イエロー画像形成ステーション５０Ｙ、マゼンタ画像形成ステーション５０Ｍ、シアン画像形成ステーション５０Ｃ、および黒色画像形成ステーション５０Ｂがこの順に配置されている。これら各色の画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、それぞれ、使用するトナーの種類以外は、実質的に同一の構成を有しており、各色に対応する画像データに基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒色のトナー画像を形成して、最終的に記録媒体となる用紙Ｐ上に転写するものである。
【００２１】
次に、図１における各画像形成ステーションの構成部品について、イエロー画像用の画像形成ステーション５０Ｙを代表として説明する。画像形成ステーション５０Ｙは、静電潜像が形成される潜像担持体となる感光体５１を備え、これらの感光体５１の周囲には、周方向に帯電装置５２、露光装置５３、現像装置１、転写ローラ５４、およびクリーニング装置５５がそれぞれ配置されている。
【００２２】
感光体５１は、ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；有機光導電体）等の感光性材料を表面に有する略円筒のドラム形状を呈し、露光装置５３の下方に配設され、駆動手段と制御手段によって、所定方向（図中矢印Ｆ方向）に回転駆動されるように制御されている。
【００２３】
帯電装置５２は、感光体５１の表面を所定の電位に均一に帯電するための帯電手段であって、感光体５１の上方でその外周面に近接して配置されている。本実施の形態では、接触型のローラ方式の帯電ローラが使用されているが、チャージャー型やブラシ方式、イオン放出帯電方式等の帯電装置を用いてもよい。
【００２４】
露光装置５３は、画像処理部から出力された画像データに基づいて、帯電装置５２にて帯電された感光体５１の表面に、レーザ光を照射して露光することにより、当該表面に画像データに応じた静電潜像を書き込む機能を有する。露光装置５３は、各画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂに応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、または黒色にそれぞれ対応する画像データが入力されることにより、対応する色に応じた静電潜像をそれぞれ形成する。露光装置５３としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニットや、例えば書き込みヘッドのような、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置を使用することができる。
【００２５】
現像装置１は、現像ローラと、供給ローラとブレードから成っている。詳細は後述するが、この現像装置１は、本実施の形態では、現像剤として、トナーを使用するいわゆる一成分現像装置であり、露光装置５３によって感光体５１表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像（可視像）を形成する。
【００２６】
転写ローラ５４は、感光体５１上に形成されたトナー像を搬送ベルト３３にて搬送される用紙Ｐ表面に転写するものであり、トナーの帯電極性とは、逆極性、すなわち本実施形態では、正（プラス）極性のバイアス電圧が印加される。
【００２７】
クリーニング装置５５は、用紙Ｐへのトナー画像転写後に、感光体５１の外周面上に残存しているトナーを除去および回収する。本実施形態では、感光体５１を挟んで現像装置１と略対向する位置で、かつ感光体５１の側方に配置されている。
【００２８】
搬送部３０は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、および搬送ベルト３３を備え、各画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂにおいて、各色のトナー像が転写される用紙Ｐを搬送する。搬送部３０は、無端状の搬送ベルト３３が駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に張架された構成となっており、供給トレイ６０から給紙された用紙Ｐを各画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂへと順に搬送する。
【００２９】
定着装置４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備え、これらが当接する定着ニップ部に用紙Ｐを搬送することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱圧着して用紙Ｐに定着させる。
【００３０】
このように構成された画像形成装置１００では、搬送部３０によって搬送される用紙Ｐは、各画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの感光体５１との対向位置を通過する際に、それら対向位置において、搬送ベルト３３を介して下方に配置された転写ローラ５４による転写電界の作用にて、各感光体５１上のトナー像が順次用紙Ｐ上に転写される。これによって、各色のトナー像が用紙Ｐ上に重なり合うように転写され、用紙Ｐ上に所望のフルカラートナー像が形成される。こうしてトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置４０によってトナー像の定着処理が行われた後に、排紙トレイに送出される。
【００３１】
なお、本実施形態の画像形成ステーション部５０では、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒色の４色の画像を形成する構成であるが、特にこれら４色に限定せず、例えばシアンおよびマゼンタと同一の色相で濃度がより低いライトシアン（ＬＣ）およびライトマゼンタ（Ｌｍ）を加えた６色のトナー画像を形成する構成であっても良い。
【００３２】
図２は、図１に示す画像形成ステーション部５０が備える現像装置１の構成を示す概略図である。現像装置１は、トナーを感光体５１に現像するための現像ローラ３と、現像ローラ３に対するトナーの供給と剥ぎ取りを行う供給ローラ２と、供給ローラ２から現像ローラ３に供給されたトナーを所定量に規制しつつ帯電量を付加するブレード４から成っている。
【００３３】
現像ローラ３は、感光体５１と近接し、トナーを現像領域へ搬送するように構成される。また、現像ローラ３は感光体５１との現像ギャップを保持しており、現像ギャップはギャップ保持部材（図示せず）で１５０〜５００μｍに調整されている。現像ローラ３はアルミニウム等で構成され、表面粗さＲａは０．３〜０．６μｍである。
【００３４】
また、現像ローラ３には、ＤＣ電圧Ｖｄが印加されている。なお、ＤＣ電圧に重畳したＡＣ電圧が印加されていてもよい。現像ローラ３とブレード４には同じバイアス電圧が印加されることが多い。また、供給ローラ２には現像ローラ３と同じバイアス電圧を印加される場合と、供給ローラ２から現像ローラ３にトナーが移行しやすいように５０Ｖから２００Ｖ程度の直流電位差が設けられる場合がある。
【００３５】
供給ローラ２は、現像ローラ３とニップ部で接触している。供給ローラ２表面はウレタンゴム等で構成され、現像ローラ３とのニップ部の食い込み量は０．２〜１．０ｍｍである。感光体５１の回転方向に対して、現像ローラ３と供給ローラ２は回転方向が逆に設定されている。図示していないが、トナーを撹拌し、供給ローラ２までトナーを搬送するトナー撹拌ローラがある。
【００３６】
さらに、供給ローラ２に接続され、供給ローラ２に流れる電流値を計測する複数の電流計測部２１と、複数の電流計測部２１による計測結果に基づいて供給ローラ２によるトナー剥離量を算出する演算部２２とを備える。電流計測部２１は電源を介してＧＮＤとの間に設けられている。
【００３７】
ブレード４は、金属製のプレート４ａの先端部にウレタン等のゴム部材４ｂが取り付けられた構成になっている。プレート４ａはリン青銅製で厚さ０．１〜０．２ｍｍ、先端部のゴム部材４ｂは厚さ１〜２ｍｍ程度の弾性ゴムから成っている。
【００３８】
トナーは、平均体積粒径６〜９μｍのポリエステルトナーであって、外添材として、シリカが３．０ｗｔ％、酸化チタンが０．５〜２．０ｗｔ％がそれぞれ添加されている。供給ローラ２に搬送されたトナーは、ニップ部で現像ローラ３と摺擦、帯電され、現像ローラへくみ上げられトナー層が形成される。次にトナーはブレード４のゴム層を通過する際に、ブレード４からの圧力で層規制されると同時に再度帯電される。ブレード４を通過したトナーは、現像ローラ３に印加された電圧と感光体５１上の潜像電位に応じて感光体５１に現像が行われ、潜像が可視化される。
【００３９】
現像装置１には、各画像形成ステーション５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの画像形成に応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、または黒色の現像剤が収容されている。これらの現像剤は、帯電された感光体５１の表面電位と同極性に帯電されたトナーを含んでいる。なお、感光体５１の表面電位の極性および使用するトナーの帯電極性は、正負を問わないが、本実施形態では負（マイナス）とした。以下、供給ローラ２に流れる電流の分割について具体的な実施形態を説明する。
＜実施形態１＞
図３は、本実施形態における供給ローラ２周辺の構成を示す概略図である。図３に示すように、本実施形態では、供給ローラ２の長手方向のバランスを見るために、供給ローラ２の電流Ｉ１、Ｉ２が２分割されるように領域が分けられている。それぞれの領域に流れる電流値は、電流計測部２１ａ、２１ｂによって測定される。
【００４０】
図４は、供給ローラ２の構造を示しており、図４（ａ）は、供給ローラ２の長手方向に垂直に切った断面図、図４（ｂ）は、供給ローラ２の長手方向に平行に切った断面図である。ＳＵＳ等から成る金属シャフト２３の外側に、絶縁層２４が設けられ、さらにその外側は金属層２５で被覆されている。その上に発泡性ウレタン等の弾性部材２６が形成されている。絶縁層２４はエポキシ系やポリカーボネートなどの樹脂や、ＳｉＯ２系の無機絶縁膜を塗布したものを使用できる。その上の金属層２５はニッケル、銅、亜鉛等が使用できる。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、金属層２５は長手方向中央付近に設けられた分断部２７で分断され、分断部２７では、絶縁層２４が弾性部材２６と接する、あるいは近接している。つまり分断部２７には、金属層２５が存在しないため電流が流れず、この部分はトナーの搬送が出来ない。分断部２７は、現像装置１の初期状態（未使用状態）において、分断部２７によって供給ローラ２に流れる電流がほぼ二等分されるように、分断部２７を設ける位置を決定する。また、分断部２７が供給ローラ２のトナー供給能力に与える影響はできるだけ小さく抑える必要がある。例えば、分断部２７が長手方向に垂直に設けられた場合、分断部２７には電流が流れないため、この部分にはトナーが付着せず、供給ローラ２が回転しても分断部２７にあたる部分の画像にはスジが生じる可能性がある。そこで、分断部２７が金属シャフト２３の垂直面、すなわち図４（ｂ）に示す点線矢印方向と一定角度を有するように配置することが望ましい。このようにすることで、回転する供給ローラ２の長手方向のトナー供給能力の変化は非常に小さくなり、供給ローラ２の長手方向において、特定の領域だけにトナーが付着しないということが無くなり、分断部２７の画像に対する影響は極めて小さくなる。
【００４２】
図４（ｂ）において、紙面に向かって左側に流れる電流Ｉ１は、左側金属部に接触する金属バネ等の端子を介して電流計測部２１ａに接続されて電流値が計測され、右側に流れる電流Ｉ２は右側金属部に接触する金属バネ等の端子を介して電流計測部２１ｂに接続されて電流値が計測される。
【００４３】
ここで供給ローラ２に流れる電流について考察する。図５に示すように、供給ローラ２、現像ローラ３、ブレード４の金属製のプレート４ａに電流計をそれぞれ接続し、供給ローラ２、現像ローラ３を同時に回転させて供給ローラ２に流れる電流Ｉｓ、現像ローラ３に流れる電流Ｉｄ、ブレード４に流れる電流Ｉｂの電流値を計測した。
【００４４】
図６は、それぞれの電流値を示したものである。ブレード４は絶縁性のウレタンを介して供給ローラ２に接しているので定常的な電流は流れず、供給ローラ２にマイナス、現像ローラ３にプラスの電流が流れている。供給ローラ２の電流と現像ローラ３の電流の和がゼロになっていることから、他の部分に電流が流れていないことが確認できる。
【００４５】
この結果から、現像ローラ３に流れる電流は、次のように考えられる。まず、現像ローラ３の回転に伴って現像ローラ３とトナーの摩擦帯電が起こる。トナーにマイナス電荷が移動し、現像ローラ３にプラス電荷が残る。トナーは現像ローラ３に付着したまま回転し、供給ローラ２に一部が剥ぎ取られる。トナーが剥ぎ取られると、現像ローラ３にプラス電荷の一部が残され、その電荷が電流として流れ、現像ローラ３のプラス電流となる。供給ローラ２には剥ぎ取ったトナーの電荷が電流として流れるので、マイナス電流が流れる。
【００４６】
上記のことから、供給ローラ２に流れる電流Ｉｓは、供給ローラ２で現像ローラ３から剥離したトナーの移動に伴うものである。したがって、トナー平均帯電量をｂ、単位時間に供給ローラ２で剥離したトナー量をｆとすると、供給ローラ２に流れる電流Ｉｓは、以下の式（１）となる。
【００４７】
Ｉｓ＝ｂ×ｆ    …式（１）
本実施例では供給ローラ２に流れる電流を、左側に流れる電流Ｉ１と右側に流れる電流Ｉ２に分けている。左側のトナー平均帯電量をｂ１、単位時間に左側の供給ローラ２で剥離したトナーの量をｆ１、右側のトナー平均帯電量をｂ２、単位時間に右側の供給ローラ２で剥離したトナーの量をｆ２とすると、以下の式（２）、式（３）が成り立つ。
【００４８】
Ｉ１＝ｂ１×ｆ１    …式（２）
Ｉ２＝ｂ２×ｆ２    …式（３）
分断部２７で分断された供給ローラ２の金属層２５表面の左側と右側の面積を同じにし、現像装置１が適切な状態になっている場合は、左右は同じ状態にあると考えられるため、Ｉ１＝Ｉ２となる。
【００４９】
ここで、供給ローラ２において、左右の状態が同じでない場合を考える。図７に、電流値計測と制御のフローの一例を示す。なお、フローにおけるＳは各ステップを表す。
【００５０】
まず、現像ユニットで、供給ローラ２の左側に流れる電流Ｉ１と右側に流れる電流Ｉ２の電流値を計測する（Ｓ７０１）。
【００５１】
次に、Ｉ１の値と、Ｉ２の値が等しいかどうかを判断する（Ｓ７０２）。Ｉ１＝Ｉ２であれば、調整の必要はないので、そのままフローを終了する。
【００５２】
一方、Ｉ１≠Ｉ２の場合は、調整が必要である。調整の手順は、まず、画像チェックを行う（Ｓ７０３）。画像チェックの方法としては、実際に印字を行って画像濃度を確認する方法、感光体上に濃度検出用パッチを形成して、フォトセンサで濃度を検出する方法などがあるが、画像の左右の濃度が確認できる方法であればどのような方法でも構わない。いずれかの方法で左右の濃度検出を行う。ここで、得られた左側の濃度をＤ１、右側の濃度をＤ２とし、左右の濃度Ｄ１、Ｄ２が等しいかどうかを判断する（Ｓ７０４）。
【００５３】
Ｓ７０４において、Ｄ１＝Ｄ２となっている場合、供給ローラ２に流れる電流値は異なるが、濃度は変化が無い状態にあることを示している。濃度は帯電量に依存する傾向が強い。つまり、帯電量が低ければ濃度が高く、帯電量が高ければ濃度が低い。Ｄ１＝Ｄ２になっていたということは、左右の濃度が等しいので、帯電量は同じということを意味し、ｂ１＝ｂ２となり、式（２）（３）から、ｆ１≠ｆ２であることがわかる。
【００５４】
初期状態では、供給ローラ２の発泡性ウレタン部はほぼ均一な状態と考えられるので、トナー剥ぎ取り量の違いは、供給ローラ２と現像ローラ３の食込み量の微妙なずれと考えられる。
【００５５】
図８は、供給ローラ２と現像ローラ３の食込み量と電流値の関係を示すグラフである。供給ローラ２と現像ローラ３の食込み量が大きくなると、電流値が大きくなり、トナーの剥ぎ取りも多くなっていることがわかる。したがって、食い込み量の大きい側の供給ローラ２の位置を現像ローラ３から離す方向に調整することによってバランスを改善することができる（Ｓ７０５）。
【００５６】
次に、Ｓ７０４での画像濃度チェックで、Ｄ１≠Ｄ２になっていた場合について説明する。この場合は左右で帯電量が異なっていると考えられる。帯電量はブレードの圧力によって変化するため、ブレード圧を適切に調整する（Ｓ７０６）。例えば、電流値が左側で高く、濃度が異なっていた場合は、ブレード圧を左側で下げ、右側で上げることによって、左側の帯電量を下げ、右側で上げる必要がある。
【００５７】
ここで、Ｓ７０２で、例えば、供給ローラ２の左側に流れる電流Ｉ１と右側に流れる電流Ｉ２の関係が、Ｉ１＞Ｉ２となっていた場合について説明する。上記式（２）（３）から、下記の式（４）が成り立つ。
【００５８】
ｂ１×ｆ１＞ｂ２×ｆ２    …式（４）
ｂ１＝ｂ２なので、以下の式（５）が成り立ち、右側のほうが剥離したトナーの量が多いということがわかる。
【００５９】
ｆ１＞ｆ２    …式（５）
上記の式（５）に示されるように、左側の剥離したトナー量ｆ１が、右側ｆ２より多い場合は、左側の食込み量が大きく、右側で食込み量が小さくなっていると判断できる。よって、供給ローラ２の位置を左側で現像ローラ３から離す方向に調整することによってバランスを改善することができる。
【００６０】
なお、食込み量が小さいと、トナーの供給量が少ないため、連続印字を行った場合にトナーの供給が追いつかず、すぐにかすれてしまう。さらに、現像ローラ２からのトナーの剥ぎ取りと現像ローラ２へのトナー供給がともに劣るので画像のゴーストも発生しやすいという欠点がある。一方、食込み量が大きすぎると、現像ローラと供給ローラの接触圧が高くなり、駆動トルクが大きくなるとともに、供給ローラの削れも起こりやすくなる。したがって、左右で食込み量が異なると、片側でゴーストが発生したり、片側だけ供給ローラ２が削れて劣化が進んだりという不具合が生じやすい。このため、左右の食い込みバランスを保つように調整する必要がある。
【００６１】
なお、図７のフローでは、供給ローラの位置調整やブレード圧を調整して調整を終了としているが、図９のフローのように供給ローラ２の位置調整またはブレード圧の調整を行った後に、再度電流計測して適切に調整されたかを確認することが望ましい。
【００６２】
なお、本実施形態では、供給ローラ２の中心のシャフトに金属シャフト２３を使用している例を用いて説明した。ここで、図１０に示すように、中心部に絶縁性シャフト２３ａを用いると金属シャフト２３を用いた場合の絶縁層２４を無くすことができる。図１０（ｂ）に示すように、金属層２５の分断部２７より、絶縁性シャフト２３ａが露出し、分断部２７では、絶縁性シャフト２３ａが弾性部材２６と接するあるいは近接している。樹脂などからなる絶縁性シャフト２３ａは金属シャフト２３に比べると強度が弱いが、シャフト長さの短い小型の装置であればシャフトの反りは小さく抑えられるので、絶縁性シャフト２３ａを使用することも可能である。
【００６３】
このようにシャフトの長手方向に２つに分割して電流を計測することにより、供給ローラ２と現像ローラ３の接触状態の左右のアンバランスを把握し、適切に調整することが可能となる。
【００６４】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について説明する。本実施形態では、供給ローラの電流が３つに分けられている点で実施形態１とは異なる。
【００６５】
図１１は、本実施形態における供給ローラ２ａの構成を示す概略図である。本実施形態では、図１１に示すように供給ローラ２ａの電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は３分割され、電流計測部２１ａ、２１ｂ、２１ｃによってそれぞれの電流値が測定される。
【００６６】
図１２は、本実施形態で用いる供給ローラ２ａの構造を示す断面図である。図１２（ａ）に示すように、絶縁性シャフト２３ａ内に、長手方向に延びる導電部材２８ａ、２８ｂ、２８ｃが埋め込まれている。絶縁性シャフト２３ａ上には金属層２５があり、図１２（ｂ）に示すように、分断部２７により、長手方向に沿って金属層２５ａ、２５ｂ、２５ｃの３つに分離されている。電流の流れる金属層２５ａ、２５ｂ、２５ｃの領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの面積はほぼ均等になっている。さらに、図１２（ｃ）に示すように、領域Ａ内の金属層２５ａの少なくとも一部で、絶縁性シャフト２３ａ内の導電部材２８ａは導通している。同様に領域Ｂ内の金属層２５ｂは導電部材２８ｂと、領域Ｃ内の金属層２５ｃは導電部材２８ｃと導通している。このようにすることで、供給ローラ２ａの端部で、領域Ａ、Ｂ、Ｃにおける電流値計測のための端子を設けることができる。
【００６７】
図１３は、本実施形態における供給ローラ２ａおよび電流値を計測するための外部端子の断面図である。導電部材２８ａ、２８ｂ、２８ｃは供給ローラ２ａの断面中心Ｑからの距離が異なる位置にそれぞれ配置されている。供給ローラ２ａの絶縁性シャフト２３ａ端部に対向して、例えば、図１３（ｂ）に示す外部端子２９が配置され、これを供給ローラ２ａのシャフト端部に押し当てることによって、供給ローラ２ａが回転してもそれぞれの電流値を計測する電気接続が可能になる。例えば、外部端子２９をシャフト端部に押し当て、２９ａに電流計を接続すると、導電部材２８ａを通じて領域Ａの電流値を計測することが出来る。同様にして外部端子２９ｂ、２９ｃに電流計を接続することで、領域Ｂ、領域Ｃの電流値を計測することが出来る。これらの電流値を計測することで、トナー剥離量の低下の原因を把握することが出来る。
【００６８】
トナー剥離量の低下は、現像ゴーストを引き起こしやすくする。また、トナー剥離量の低下の要因は同時に現像ローラ３へのトナー供給量の低下を起こす要因にもなっている。トナー供給量が低下すると、高印字率が続いた場合のトナー供給が追いつかず、濃度低下や画像かすれを引き起こす場合がある。供給ローラ２ａによる剥離量が低下する原因は、主に表面が磨耗すること、弾性部材２６表面の凹部にトナーが詰まることの２つが考えられる。
【００６９】
供給ローラ２ａは、現像ローラ３と接触し、移動方向が逆になるように回転しているので、大きな摩擦力を受けている。このため、供給ローラ２ａの表面は徐々に磨耗する。また、供給ローラ２ａの表面にはトナーが充填されているが、徐々に弾性部材２６表面の凹部深くにトナーが押し込められて表面が硬化してくる場合がある。
【００７０】
トナーが弾性部材２６表面の凹部に入り込み、現像ローラ３との接触等によって供給ローラ２ａ表面にトナー層が厚く固まった状態になると、トナー層の厚みに起因して、供給ローラ２ａと現像ローラ３の接触圧が高くなる。供給ローラ２ａの両端は固定されているため、供給ローラ２ａの長手方向中央部が現像ローラ２ａから離れる方向に反るようになる。つまり、供給ローラ２ａ表面の磨耗は全体的な傾向であるが、表面硬化は中央部に対しての影響が大きくなる。
【００７１】
ここで、図１４を用いて電流値計測と処理フローの一例を説明する。現像ユニットを使用していると、供給ローラ２ａに流れる電流値は変化する。まず、初期状態（未使用状態）で領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの三つの領域の電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の値を計測し（Ｓ１４１）、それぞれの電流値をＩ１０、Ｉ２０、Ｉ３０とし、その合計をＴＩ０とする。なお、初期状態での電流値は、一度計測すればその数値が変化することは無いので、計測値をあらかじめ演算部２２などに記憶しておき、この値を以下のフロー処理で用いるとよい。
【００７２】
供給ローラ２ａが現像ローラ３から離れて食込み量が低下すると、電流値が低下するので、中央部の電流値Ｉ２を計測して端部の電流値Ｉ１、Ｉ３と比較することによって、シャフト２３ａの反りを判定する（Ｓ１４２）。シャフト２３ａが一定レベルを超えて反ると現像ローラのトナーを剥ぎ取る効果が弱くなると同時に、トナーの供給能力も落ちる。本実施形態では、中央の電流が端部の半分までであれば、継続使用可能レベルとした場合の判定フローとし、以下の式（６）により判定する。
【００７３】
Ｉ２＞１／２×１／２（Ｉ１＋Ｉ３）    …式（６）
中央の電流Ｉ２が端部（Ｉ１、Ｉ３）の平均の半分以下の場合に、供給ローラ２ａの継続使用を不可とし、現像ユニットの交換を促す（Ｓ１４３）。現像ユニットの交換を促す方法としては、例えば、表示灯などの視覚的な表示の他に、音声などによる報知、あるいは装置本体の自動停止などの方法がある。
【００７４】
一方、一定レベルまで中央の電流が落ちていない場合、すなわち本実施形態では、中央の電流が端部の半分までであれば、次のステップとしてトータルの電流値ＴＩを初期状態のトータルの電流値ＴＩ０と比較する（Ｓ１４４）。
【００７５】
初期状態から変化なしの場合は、継続使用可能と判断し（Ｓ１４５）、初期状態から変化している場合は、供給ローラ２ａのバイアス電圧を調整することにより、供給ローラ２ａの剥ぎ取り、トナー供給の能力変化を小さく抑えることができる（Ｓ１４６）。
【００７６】
なお、供給ローラ２ａの両端に当たる領域Ａ、領域Ｃの電流Ｉ１、Ｉ３を計測し、比較することで、実施形態１と同様に供給ローラ２ａと現像ローラ３の接触状態の左右のアンバランスを検知することが出来る。
【００７７】
このように、供給ローラ２ａの電流を３箇所に分けて計測することにより、供給ローラと現像ローラの接触状態の左右のアンバランスに加えて、供給ローラがたわむことによる中央部の接触状態も検知することが可能となる。
【００７８】
なお、電流の計測結果により、調整が必要となった部位について、例えば自動で調整を行う調整機構を備えた構成としてもよい。この調整機構については、既存の移動機構を使用可能なことは言うまでもない。
【００７９】
＜実施形態３＞
次に実施形態３について説明する。本実施形態では、供給ローラ２ｂの両端の電流をまとめて一つの電流計測部で計測している点が、実施形態２とは異なる。
【００８０】
図１５は、本実施形態における供給ローラ２ｂの構成を示す概略図である。本実施形態では、供給ローラ２ｂの電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は３分割され、電流Ｉ１と電流Ｉ３の電流の合計が電流計測部２１ｄによって、また、電流Ｉ２の電流は電流計測部２１ｂによってそれぞれの電流値が計測される。このような構成にすることで、供給ローラ２がたわむことによる中央部分の接触が弱くなることを検知することが出来るとともに、実施形態２に比べて電流計測部を一つ減らすことが出来る。以上３つの実施形態では、最大でも分割数を３としたが、分割数はこれに限られるものではなく、これ以上に分割することにより、更に詳細な異常の位置特定が可能となることは言うまでもない。
【００８１】
以上説明したように、供給ローラに流れる電流を長手方向に分割して計測することにより、供給ローラ等の異常の内容判別が可能で、安定性に優れた現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る現像ローラ及びその製造方法は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１  現像装置
２  供給ローラ
３  現像ローラ
４  ブレード
４ａ  プレート
４ｂ  ゴム部材
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ  電流計測部
２２  演算部
２３  金属シャフト
２３ａ  絶縁性シャフト
２４  絶縁層
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ  金属層
２６  弾性部材
２７  分断部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  導電部材
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ  外部端子
３０  搬送部
３１  駆動ローラ
３２  従動ローラ
３３  搬送ベルト
４０  定着装置
４１  加熱ローラ
４２  加圧ローラ
５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙ  画像形成ステーション
５１  感光体
５２  帯電装置
５３  露光装置
５４  転写ローラ
５５  クリーニング装置
６０  供給トレイ
１００  画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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