(57)【要約】【課題】現像能力や粒状性の程度が良好かつ安定した、現像装置、画像形成装置、及び、現像装置の製造方法を提供する。【解決手段】現像装置５の現像剤担持体５１には、像担持体８５との対向位置で現像剤Ｇを摺接させるための磁極が形成されている。現像剤Ｇが担持された状態の現像剤担持体５１において磁極が形成された位置で単位面積当りについて現像剤担持体５１の表面が視認できる地肌面積の割合を検知手段８０、８１で検知して、その検知結果に基いて現像装置５の特性値が調整される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、キャリアとトナーとからなる現像剤を担持する現像剤担持体を備え、
前記現像剤担持体は、前記像担持体との対向位置で当該像担持体に現像剤を摺接させるための磁極が形成され、
現像剤が担持された状態の前記現像剤担持体において前記磁極が形成された位置で単位面積当りについて前記現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合を検知して、その検知結果に基いて特性値が調整されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、
前記特性値は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とのギャップであ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】
前記特性値は、前記現像剤担持体と前記像担持体とのギャップであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
現像剤が担持された状態の前記現像剤担持体において前記磁極が形成された位置で単位面積当りについて前記現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基いて前記現像装置の特性値を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検知手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体との対向位置から離れた位置で前記現像剤担持体に対向するように配設され、移動手段によって前記現像剤担持体の前記磁極の位置が移動された後に前記地肌面積の割合を検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置は、前記現像剤担持体に対向するとともに前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、
前記調整手段は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とのギャップを調整することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記調整手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体とのギャップを調整することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置の製造方法であって、
前記現像装置は、前記像担持体に対向するとともにキャリアとトナーとからなる現像剤を担持する現像剤担持体を備え、
前記現像剤担持体は、前記像担持体との対向位置で当該像担持体に現像剤を摺接させるための磁極が形成され、
現像剤が担持された状態の前記現像剤担持体において前記磁極が形成された位置で単位面積当りについて前記現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合を検知する検知工程と、
前記検知工程において検知された検知結果に基いて前記現像装置の特性値を調整する調整工程と、
を備えたことを特徴とする現像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記現像装置は、前記現像剤担持体に対向するとともに前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、
前記調整工程は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とのギャップを調整する工程であることを特徴とする請求項９に記載の現像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記調整工程は、前記現像剤担持体と前記像担持体とのギャップを調整する工程であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の現像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記検知工程は、前記像担持体の代わりに設置された前記像担持体に擬似する透光性部材を介して撮像された画像データに基いて前記地肌面積の割合を検知する工程であることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の現像装置の製造工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置される現像装置とその製造方法とに関し、特に、２成分現像剤を用いた現像装置、画像形成装置、及び、現像装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容して現像工程をおこなう現像装置が多く用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。
【０００３】
このような２成分現像方式の現像装置には、感光体ドラムや感光体ベルト等の像担持体に対向する現像ローラ（現像剤担持体、現像スリーブ）が設置されている。そして、現像装置内で撹拌・混合された現像剤の一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤はドクターブレード（現像剤規制部材）によって適量に規制されて、その後に２成分現像剤中のトナーが像担持体との対向位置（現像領域）で像担持体上の潜像に付着してトナー像が形成される。
ここで、現像ローラの内部にはマグネットが固設されていて、現像ローラ上に複数の磁極が形成されている。特に、像担持体との対向位置には像担持体に現像剤を摺接させるための磁極（主磁極）が形成されている。この主磁極によって現像ローラ上に担持される現像剤は、チェーン状に穂立ちすることから「磁気ブラシ」と呼ばれている。
【０００４】
一方、特許文献１等には、現像領域における磁気ブラシの密度を適正化して粒状性や諧調性に優れた画質を再現するために、現像領域の上流側の現像剤搬送領域において、単位面積当りの現像剤量、現像剤による現像ローラ表面の被覆率等を最適化する技術が開示されている。
また、特許文献２等には、現像領域における磁気ブラシの密度と、像担持体と現像ローラとのギャップ（現像ギャップ）と、を規定して、出力画像のベタ周辺抜けとザラツキとを防止する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９１８８１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の現像装置は、装置間のバラツキがあって、現像能力や粒状性（ザラツキ）の程度が安定しなかった。
上述した特許文献１、特許文献２等を参照して、現像領域における磁気ブラシの密度を適正化することで、出力画像の画質を向上させる効果がある程度期待できる。しかし、磁気ブラシの密度を適正化するだけでは、現像能力や粒状性の程度を充分に安定化させることができなかった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像能力や粒状性の程度が良好かつ安定した、現像装置、画像形成装置、及び、現像装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は上述した課題を解決するために研究を重ねた結果、現像剤担持体上の磁気ブラシにおいて単位面積当りについて現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合（以下、適宜に「隙間率」と呼ぶ。）が、現像装置の現像能力や、出力画像上の粒状性の程度に大きく影響することを知るに至った。このような「磁気ブラシの隙間率」は、従来の「磁気ブラシの密度」とは区別される概念であって、現像能力や粒状性の程度に対して大きな相関がある。
【０００９】
この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、キャリアとトナーとからなる現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、前記像担持体との対向位置で当該像担持体に現像剤を摺接させるための磁極が形成され、現像剤が担持された状態の前記現像剤担持体において前記磁極が形成された位置で単位面積当りについて前記現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合を検知して、その検知結果に基いて特性値が調整されたものである。
【００１０】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、前記特性値を、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とのギャップとしたものである。
【００１１】
また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記特性値を、前記現像剤担持体と前記像担持体とのギャップとしたものである。
【００１２】
また、この発明の請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
【００１３】
また、請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項４に記載の発明において、現像剤が担持された状態の前記現像剤担持体において前記磁極が形成された位置で単位面積当りについて前記現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基いて前記現像装置の特性値を調整する調整手段と、を備えたものである。
【００１４】
また、請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記検知手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体との対向位置から離れた位置で前記現像剤担持体に対向するように配設され、移動手段によって前記現像剤担持体の前記磁極の位置が移動された後に前記地肌面積の割合を検知するものである。
【００１５】
また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記現像装置は、前記現像剤担持体に対向するとともに前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、前記調整手段は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とのギャップを調整するものである。
【００１６】
また、請求項８記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項５〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記調整手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体とのギャップを調整するものである。
【００１７】
また、この発明の請求項９記載の発明にかかる現像装置の製造方法は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置の製造方法であって、前記現像装置は、前記像担持体に対向するとともにキャリアとトナーとからなる現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、前記像担持体との対向位置で当該像担持体に現像剤を摺接させるための磁極が形成され、現像剤が担持された状態の前記現像剤担持体において前記磁極が形成された位置で単位面積当りについて前記現像剤担持体の表面が視認できる地肌面積の割合を検知する検知工程と、前記検知工程において検知された検知結果に基いて前記現像装置の特性値を調整する調整工程と、を備えたものである。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置の製造方法は、前記請求項９に記載の発明において、前記現像装置は、前記現像剤担持体に対向するとともに前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、前記調整工程を、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とのギャップを調整する工程としたものである。
【００１９】
また、請求項１１記載の発明にかかる現像装置の製造方法は、前記請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記調整工程を、前記現像剤担持体と前記像担持体とのギャップを調整する工程としたものである。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明にかかる現像装置の製造方法は、前記請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記検知工程を、前記像担持体の代わりに設置された前記像担持体に擬似する透光性部材を介して撮像された画像データに基いて前記地肌面積の割合を検知する工程としたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、現像剤担持体上の磁気ブラシの隙間率を検知して、その検知結果に基いて現像装置の特性値を調整している。これによって、現像能力や粒状性の程度が良好かつ安定した、現像装置、画像形成装置、及び、現像装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２３】
まず、図１〜図３にて、画像形成装置について詳細に説明する。
図１は、画像形成装置としてのレーザプリンタを示す構成図である。図２は、そこに設置される現像装置５の近傍を示す断面図である。図３は、現像装置５及び感光体ドラム１を上方からみた長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。
【００２４】
図１に示すように、中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。なお、装置本体１００に設置される４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２及び図３において、プロセスカートリッジ６と感光体ドラム１と１次転写バイアスローラ９とにおける符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略して図示する。
【００２５】
図２を参照して、プロセスカートリッジ６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像装置５（現像部）、クリーニング部２と、が一体化されたものであって、装置本体１００に対して着脱自在に構成されている。このように作像部の構成部を一体化することで、作像部のメンテナンス性が向上する。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム１、帯電部４、現像装置５、クリーニング部２を、一体化してプロセスカートリッジ６を構成したが、各構成部を単独のユニットとして、装置本体１００に着脱自在に設置することもできる。具体的に、現像装置５を、単独のユニットとして、装置本体１００に対して着脱自在に構成することもできる。さらに、感光体ドラム１、帯電部４、クリーニング部２のうち少なくとも１つと、現像装置５と、を一体化したユニットとして、装置本体１００に対して着脱自在に構成することもできる。
【００２７】
図２を参照して、感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、露光部７（図１を参照できる。）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００２８】
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程である。）。
詳しくは、現像装置５内には、トナーとキャリア（磁性キャリア）とからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像装置５内の現像剤Ｇは、磁気センサ５７によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像装置５内のトナー消費に応じて、トナー搬送パイプ４３（トナー搬送部）からトナー補給口４４を介して第２現像剤収容部５４内に、トナーが補給される。
【００２９】
トナー搬送パイプ４３は、図１を参照して、装置本体１００の上方のボトル収容器３１に設置されたトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋのうち対応するトナーボトルに連通している。図示は省略するが、トナー搬送部は、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを回転駆動する駆動部や、トナー搬送パイプ４３や、トナー搬送パイプ４３に接続されたエアーポンプ等で構成される。このように構成されたトナー搬送部によって、各色のトナーが収容されたトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋから、トナー搬送パイプ４３を介して、各現像装置５にそれぞれ各色のトナーが搬送される。
なお、トナー搬送部は、上述した構成のものに限定されることなく、種々の構成のものを用いることができる。例えば、トナー搬送パイプを用いずに、トナーボトルから中継ホッパを介して現像装置５にトナーを供給する構成にすることもできる。
【００３０】
その後、第２現像剤収容部５４内に補給されたトナーは、第２搬送スクリュ５６及び第１搬送スクリュ５５によって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、仕切部５９ａで隔絶された第１現像剤収容部５３、第２現像剤収容部５４を循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。
【００３１】
詳しくは、図３を参照して、第１現像剤収容部５３内の現像剤Ｇは、第１搬送スクリュ５５によって、紙面の右側から左側に搬送される。こうして、現像ローラ５１の長手方向に沿って現像剤を搬送する第１搬送経路が形成される。これに対して、第２現像剤収容部５４内の現像剤Ｇは、第２搬送スクリュ５６によって、紙面の左側から右側に搬送される。こうして、第１搬送経路とは逆方向に現像剤を搬送する第２搬送経路が形成される。
【００３２】
また、第１搬送経路が形成される第１現像剤収容部５３と、第２搬送経路が形成される第２現像剤収容部５４と、は長手方向両端部を除く領域に配設された仕切部材５９ａによって隔絶されるとともに、仕切部材５９ａの介在しない長手方向両端部で連通する。すなわち、第１搬送スクリュ５５によって搬送された現像剤は、連通部６３で第２現像剤収容部５４側に流動して、その後に第２搬送スクリュ５６によって搬送される。第２搬送スクリュ５６によって搬送された現像剤は、連通部６４で第１現像剤収容部５３側に流動して、その後に第１搬送スクリュ５５によって搬送される。こうして、２つの現像剤収容部５３、５４の間に現像剤の循環経路が形成される。
【００３３】
このように循環経路中を循環する現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１上に形成された複数の磁極によってキャリアとともに現像ローラ５１上に担持される。
ここで、図３を参照して、現像ローラ５１は、内部に固設されてローラ周面に複数の磁極を形成するマグネット５１ｂと、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ５１ａと、で構成される。そして、複数の磁極が形成されたマグネット５１ｂの周囲をスリーブ５１ａが回転することで、その回転にともない現像剤Ｇが現像ローラ５１上（スリーブ５１ａ上である。）を移動することになる。
【００３４】
現像剤担持体としての現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ５１の矢印方向の回転にともなって搬送されて、現像剤規制部材としてのドクターブレード５２の位置に達する。そして、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーが吸着される。
【００３５】
図４（Ａ）は、マグネット５１ｂによって現像ローラ５１（スリーブ５１ａ）の周囲に形成される複数の磁極Ｈ１〜Ｈ５を示している。図４（Ａ）に示すように、複数の磁極は、感光体ドラム１との対向位置に形成された磁極Ｈ１（主磁極）、ドクターブレード５２との対向位置の近傍に形成された第２磁極Ｈ２（ドクタ極磁極）、第１搬送スクリュ５５との対向位置に形成された第３磁極Ｈ３（汲上げ磁極）、第１現像剤収容部５３の上方に形成された第４磁極Ｈ４（剤離れ磁極）、主磁極と第４磁極との間に形成された第５磁極Ｈ５（搬送磁極）、等で構成される。
まず、第３磁極Ｈ３が磁性体としてのキャリアに作用して、現像剤収容部５３に収容された現像剤Ｇが現像ローラ５１上に担持される。現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード５２（現像剤規制部材）の位置で掻き取られて、現像剤収容部５３に戻される。一方、第２磁極Ｈ２による磁力が作用するドクターブレード５２の位置で、ドクターブレード５２と現像ローラ５１とのドクターギャップＭ（図２をも参照できる。）を通過して現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、主磁極Ｈ１の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１に摺接する。こうして、現像ローラ５１に担持された現像剤Ｇ中のトナーが感光体ドラム１上の潜像に付着する。その後、主磁極Ｈ１の位置を通過した現像剤Ｇは、第５磁極Ｈ５によって第４磁極Ｈ４の位置まで搬送される。そして、第４磁極Ｈ４の位置で、反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ５１上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ５１から脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、再び現像剤収容部５３に戻されて、現像剤収容部５３、５４内を循環する。このような一連の現像剤Ｇの流れが繰り返される。
【００３６】
なお、本実施の形態では、現像ローラ５１の外径が１０〜３０ｍｍ程度に設定されている。また、現像ローラ５１と感光体ドラム１とのギャップ（現像ギャップＮ）は０．２〜０．６ｍｍ程度に設定され、現像ローラ５１とドクターブレード５２とのギャップ（ドクターギャップＭ）は０．２〜０．８ｍｍ程度に設定されている。また、感光体ドラム１の外周面における線速は６０〜３５０ｍｍ／ｓｅｃ程度に設定され、感光体ドラム１と現像ローラ５１との対向位置における感光体ドラム１に対する現像ローラ５１の線速比は１．０〜２．５程度に設定されている。
また、本実施の形態において用いられる現像剤中のキャリアは、フェライト系のものであって、その体積平均粒径が２０〜７０μｍ程度のものである。また、トナーは、その母体がポリオール系樹脂やポリエステル系樹脂であって、その体積平均粒径が３〜７μｍ程度のものである。また、トナーに対する添加剤量は０．５〜３重量％程度であって、キャリア被覆率は２０〜１００％程度であって、帯電量（Ｑ／Ｍ）は１０〜５０μＣ／ｇ程度に設定されている。
【００３７】
上述した現像工程の後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００３８】
その後、感光体１の表面は、クリーニング部２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００３９】
なお、上述した作像プロセスは、４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれおこなわれる。すなわち、図１を参照して、プロセスカートリッジの下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００４０】
ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、対向ローラ１３、テンションローラ１４、クリーニング部１０等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ部材１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００４１】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００４２】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００４３】
その後、中間転写ベルト８は、中間転写ベルト８用のクリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００４４】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。
【００４５】
レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００４６】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置本体１００外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４７】
以下、本実施の形態において特徴的な、現像装置５（又は、プロセスカートリッジ６、画像形成装置１００）の構成・動作について詳しく説明する。
本実施の形態における現像装置５は、現像剤Ｇが担持された状態の現像ローラ５１において主磁極Ｈ１が形成された位置で、単位面積当りについて現像ローラ５１の表面（地肌）が視認できる地肌面積の割合を検知して、その検知結果に基いて特性値が調整されている。すなわち、現像領域における磁気ブラシの隙間率（＝単位面積中の現像ローラ５１の地肌面積／単位面積）が検知され、その検知結果に基いて現像装置５の特性値（現像特性値）が調整されている。
ここで、本実施の形態では、上述した隙間率の検知と現像特性値の調整とを現像装置５（又はプロセスカートリッジ６）の製造工程でおこなうとともに、画像形成装置１００内でも所定のタイミングで自動でおこなっている。また、本実施の形態では、隙間率の検知結果に基いて調整する現像特性値を、ドクターギャップＭと現像ギャップＮとしている。なお、調整する現像特性値を、ドクターギャップＭ及び現像ギャップＮのいずれか一方のみとすることもできるし、現像電界や現像ローラ５１上に汲上げられる現像剤量等とすることもできる。
【００４８】
まず、隙間率の検知と現像特性値の調整とを、画像形成装置１００内で所定のタイミングで自動でおこなう場合について説明する。
図２に示すように、現像装置５の上方には、隙間率（現像ローラ５１上の磁気ブラシにおいて単位面積当りについて現像ローラ５１の表面が視認できる地肌面積の割合である。）を検知する検知手段としてのフォトセンサ４０が設置されている。詳しくは、フォトセンサ４０は、現像領域の下流側の位置で、ケースを介して現像ローラ５１に対向するように配設されている。フォトセンサ４０は、発光素子や受光素子等で構成されている。一方、現像装置５のケースは、現像ローラ５１とフォトセンサ４０とに挟まれる部分が、ガラスや透明プラスチック等の透光性材料で形成されている。このような構成により、フォトセンサ４０の発光素子から射出された光が、ケースを介して現像ローラ５１上に照射されて、現像ローラ５１の地肌部で反射された光がケースを介してフォトセンサ４０の受光素子に入射することになる。そして、フォトセンサ４０の受光素子の出力値から、現像ローラ５１上の地肌面積が検知される。
【００４９】
また、現像装置５には、主磁極Ｈ１の位置を現像領域から離れた位置に移動させる移動手段が設置されている。この移動手段は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、現像ローラ５１のスリーブ５１ａとともにマグネット５１ｂを所定角度回動できる回転機構であって、主磁極Ｈ１がフォトセンサ４０（検知手段）に対向するようにスリーブ５１ａ及びマグネット５１ｂを回転させる。これにより、感光体ドラム１に当接していた状態の磁気ブラシが、ほぼそのままの状態でフォトセンサ４０との対向位置（検知位置）に移動されることになる。
具体的に、通常時には図４（Ａ）の状態であるスリーブ５１ａ及びマグネット５１ｂが、磁気ブラシの隙間率を検知するときには図４（Ｂ）の位置に回転移動（反時計方向の回転移動である。）される。そして、磁気ブラシの隙間率の検知がおこなわれた後に、スリーブ５１ａ及びマグネット５１ｂは再び図４（Ａ）の位置に回転移動（時計方向の回転移動である。）される。
【００５０】
さらに、現像装置５には、フォトセンサ４０の検知結果に基いて現像ギャップＮを調整する調整手段としてのＰＧ調整部７１と、フォトセンサ４０の検知結果に基いてドクターギャップＭを調整する調整手段としてのＤＧ調整部７２と、が設置されている。図示は省略するが、ＰＧ調整部７１は、現像ローラ５１の両端の軸受が回転自在に保持された移動板と、移動板に螺合するネジ軸と、ネジ軸を回転させる駆動モータと、で構成され、現像ローラ５１を水平方向に移動させることで現像ギャップＮを可変する。また、ＤＧ調整部７２は、ドクターブレード５２を保持する移動板と、移動板に螺合するネジ軸と、ネジ軸を回転させる駆動モータと、で構成され、ドクターブレード５２を図２中の矢印方向に移動させることでドクターギャップＭを可変する。
【００５１】
そして、先に図４で説明したようにフォトセンサ４０によって磁気ブラシの隙間率が検知されると、その検知結果が制御部７０に送られて、制御部７０で現像ギャップＮ及びドクターギャップＭの調整量が算出されて、その調整量に基いてＰＧ調整部７１及びＤＧ調整部７２が制御される。
具体的に、現像ローラ５１上の磁気ブラシの隙間率が大きいと判断（検知）された場合には、現像能力が低く粒状性も悪いものとして、現像ギャップＮが小さくドクターギャップＭが大きくなるようにＰＧ調整部７１及びＤＧ調整部７２が制御される。
【００５２】
なお、本実施の形態では、上述した磁気ブラシの隙間率の検知と現像特性の調整とを、ウォーミングアップ時（初期設定時）におこなうとともに、記録媒体Ｐの通紙枚数が１万枚に達するごとにおこなっている。
また、検知手段としてのフォトセンサ４０は、現像装置５に設置することもできるし、プロセスカートリッジ６に設置することもできるし、画像形成装置本体１００に設置することもできる。
さらに、検知手段としてのフォトセンサ４０は、長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の両端部にそれぞれ設けることができる。そして、長手方向両端部に設置したフォトセンサ４０によってそれぞれ検知された磁気ブラシの隙間率の検知結果に基いて、現像ギャップＮ及びドクターギャップＭを長手方向両端部それぞれ調整することで、記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向の出力画像上の濃度ムラを低減することができる。
【００５３】
次に、隙間率の検知と現像特性値の調整とを、現像装置５の製造工程でおこなう場合について説明する。
図５に示すように、製造工場において、組み付けが終了した現像装置５は、現像剤Ｇを収容した状態で、検知・調整用の治具に設置される。検知・調整用の治具は、透光性部材（擬似感光体ドラム）８５、ＣＣＤカメラ等の撮像素子８０、解析装置８１、ＰＧ調整部（不図示である。）、ＤＧ調整部（不図示である。）、等で構成されている。
透光性部材（擬似感光体ドラム）８５は、ガラスや透明プラスチック等の透光性材料で形成されていて、擬似的な感光体ドラムとして機能する。撮像素子８０は、透光性部材８５に当接した状態の磁気ブラシの状態を、透光性部材８５を介して撮像する。解析装置８１は、撮像素子８０で撮像された画像データを解析して、磁気ブラシの隙間率を求めるものである。ＰＧ調整部及びＤＧ調整部は、現像ギャップＮ及びドクターギャップＭを調整するものである。
【００５４】
そして、現像剤Ｇが収容された状態の現像装置５を所定時間だけ空駆動させた後に停止させる。そして、撮像素子８０で現像領域における磁気ブラシを撮像した後に、その画像データを解析装置８１で解析して磁気ブラシの隙間率を検知する（検知工程である。）。
そして、検知工程で得られた検知結果に基いて、ＰＧ調整部及びＤＧ調整部を操作して現像ギャップＮ及びドクターギャップＭを調整する（調整工程である。）。
このような製造方法を用いることにより、現像装置を実機（画像形成装置本体１００）に設置して画像を出力しながらトライ・アンド・エラーで現像特性値を調整する場合に比べて、現像特性値の調整作業を短時間に効率的におこなうことができるとともに、現像装置５ごとの現像能力や粒状性（ザラツキ）に対するバラツキを少なくすることができる。
【００５５】
以下、隙間率の検知工程について詳しく説明する。
撮像素子８０としては、デジタルマイクロスコープ「ＶＨＸ−１００」（キーエンス社製）を用いることができる。撮像素子８０の倍率は、５０倍に設定されている。なお、現像装置５内の現像剤Ｇのトナー濃度は７重量％に設定されている。
そして、現像ローラ５１の表面に撮像素子８０のピントを合わせて撮像する。その後、その画像データを解析装置８１の画像ソフトウェア「ＰＨＯＴＯ  ＳＨＯＰ」によってグレー処理して２値化した後に、画像全体から地肌部が見える割合（隙間率）を求める。なお、画像データの２値化は、現像ローラ５１の地肌部のすその部を２４８／２５５値として、現像剤で覆われた部分のすその部を９６／２５５値として、その平均値である１７２／２５５値を閾値としたものである。すなわち、１７２／２５５値以上の部分は地肌部とされる。
【００５６】
図６（Ａ）はローレット加工された現像ローラ５１の表面（地肌部）を示す概略図であって、図６（Ｂ）はサンドブラスト加工された現像ローラ５１の表面（地肌部）を示す概略図である。そして、図７（Ａ）は図６（Ａ）の現像ローラ５１上の磁気ブラシを示す概略図であって、図７（Ｂ）は図６（Ｂ）の現像ローラ５１上の磁気ブラシを示す概略図である。撮像素子８０は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような画像を撮像することになる。そして、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）における領域Ｓが地肌部として視認されることになる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、現像装置５を検知・調整用の治具上で稼動した後に、検知工程と調整工程とをおこなった。これに対して、現像装置を実機（画像形成装置本体１００）に設置して稼動した後に、感光体ドラム１に当接する磁気ブラシの状態が変わらないように現像装置５を装置本体から静かに取り出して、上述した検知工程及び調整工程をおこなうこともできる。
【００５８】
図８〜図１３は、本願発明者が、本実施の形態における現像装置５（画像形成装置１００）を用いておこなった実験の結果を示すグラフである。
図８〜図１３において、「●」印で示す実線グラフは図６（Ａ）の現像ローラ５１を用いたときのものであって、「■」印で示す破線グラフは図６（Ｂ）の現像ローラ５１を用いたときのものである。
図８〜図１０に関わる実験は、感光体ドラム１を設置した状態でおこなっている。図８は、現像ローラ５１の汲上げ量と隙間率との関係を示すグラフであって、現像ローラ５１上の汲上げ量を３水準振って感光体ドラム１に摺接した状態の磁気ブラシの隙間率を測定している。図９は、磁気ブラシの隙間率と現像ガンマ（現像γ）との関係を示すグラフである。図１０は、磁気ブラシの隙間率と粒状度との関係を示すグラフである。
図８〜図１０の実験結果から、現像ローラ５１の種類（表面性）に関わらず、磁気ブラシの隙間率と、現像ガンマ（現像能力）及び粒状度（粒状性）と、には大きな相関があることがわかる。
ここで、「汲上げ量」とは、ドクターブレード５２の位置を通過した直後に現像ローラ５１上に担持されている現像剤の量（単位面積当たりの現像剤量）である。「現像ガンマ」とは、現像電界の変化に対する感光体ドラム１上のトナー付着量の変化を示す勾配であって、現像能力に比例する値である。「現像ガンマ」が高いほど、現像能力が高いことになる。「粒状度」とは、ハーフトーン画像の微小面積での明度のバラツキであって、その周期性を数値化したものである。「粒状度」が低いほど、粒状性がよく良好な画質であることになる。
【００５９】
図１１〜図１３に関わる実験では、感光体ドラム１が設置されていない状態で、現像装置５を単体で稼動しておこなっている。図１１は、現像ローラ５１の汲上げ量と隙間率との関係を示すグラフであって、現像ローラ５１上の汲上げ量を３水準振って感光体ドラム１に摺接していない状態の磁気ブラシの隙間率を測定している。図１２は、現像ローラ５１上の汲上げ量と現像ガンマ（現像γ）との関係を示すグラフである。図１３は、現像ローラ５１上の汲上げ量と粒状度との関係を示すグラフである。
図１１〜図１３の実験結果から、現像ローラ５１上の汲上げ量と、現像ガンマ（現像能力）及び粒状度（粒状性）と、にはそれ程大きな相関がみられないことがわかる。これは、感光体ドラム１が設置されていない状態で測定される汲上げ量は、感光体ドラム１が設置された状態で測定される隙間率に比べて、磁気ブラシの穂の太さやキメ細かさが反映されない値であるためと考えられる。すなわち、実際に現像がおこなわれる瞬間の状態を直接的にあらわす値ではないものと考えられる。
このように、感光体ドラム１が設置された状態で測定される隙間率は、現像装置５の現像能力や、出力画像上の粒状性の程度に大きく影響する値である。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態では、現像ローラ５１（現像剤担持体）上の磁気ブラシの隙間率を検知して、その検知結果に基いて現像装置５のドクターギャップＭ及び現像ギャップＮ（特性値）を調整している。これによって、現像能力や粒状性の程度を良好化かつ安定化することができる。
【００６１】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】現像装置の近傍を示す断面図である。
【図３】現像装置及び感光体ドラムを上方からみた断面図である。
【図４】磁気ブラシの隙間率を検知する手順を示す概略図である。
【図５】製造工程で磁気ブラシの隙間率を検知する状態を示す概略図である。
【図６】現像ローラの表面を示す拡大図である。
【図７】現像ローラ上の磁気ブラシを示す拡大図である。
【図８】現像ローラの汲上げ量と隙間率との関係を示すグラフである。
【図９】磁気ブラシの隙間率と現像ガンマとの関係を示すグラフである。
【図１０】磁気ブラシの隙間率と粒状度との関係を示すグラフである。
【図１１】感光体ドラムが設置されていない状態での、現像ローラの汲上げ量と隙間率との関係を示すグラフである。
【図１２】現像ローラの汲上げ量と現像ガンマとの関係を示すグラフである。
【図１３】現像ローラの汲上げ量と粒状度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体ドラム（像担持体）、
５  現像装置（現像部）、
６、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  プロセスカートリッジ（作像部）、
４０  フォトセンサ（検知手段）、
５１  現像ローラ（現像剤担持体）、
５２  ドクターブレード（現像剤規制部材）、
８０  撮像素子（検知手段）、
８５  透光性部材（擬似感光体ドラム）、
１００  画像形成装置本体（装置本体）、
Ｇ  現像剤、  Ｈ１  主磁極（磁極）、
Ｍ  ドクターギャップ、  Ｎ  現像ギャップ。
【図１】
2009217201.tif 000003
【図２】
2009217201.tif 000004
【図３】
2009217201.tif 000005
【図４】
2009217201.tif 000006
【図５】
2009217201.tif 000007
【図６】
2009217201.tif 000008
【図７】
2009217201.tif 000009
【図８】
2009217201.tif 000010
【図９】
2009217201.tif 000011
【図１０】
2009217201.tif 000012
【図１１】
2009217201.tif 000013
【図１２】
2009217201.tif 000014
【図１３】
2009217201.tif 000015