(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成された像担持体と現像領域において所要間隔を介して対向するようにトナー担持体を設け、このトナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体に保持されたトナーを像担持体に供給して静電潜像を現像する現像装置において、上記の像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させて像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいてリークを検知するリーク検知手段とを設け、上記のリーク検知電圧と像担持体の表面電位との最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させて、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流が連続して増加した場合に、上記のリーク検知手段によってリークと判断することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載した現像装置において、上記のリーク検知電圧の平均電圧と像担持体の表面電位との電位差ΔＶＬと、リーク前の像担持体の表面電位とリーク後の像担持体の表面電位との電位差ΔＶａとが、ΔＶＬ≧ΔＶａの条件を満たすことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用する現像装置であって、静電潜像が形成された像担持体と現像領域において所要間隔を介して対向するようにトナー担持体を設け、このトナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体に保持されたトナーを像担持体に供給して静電潜像を現像するようにした現像装置において、トナー担持体と像担持体との間隔等に誤差が生じた場合にも、トナー担持体と像担持体との間に印加させる現像バイアス電圧を適切に調整することが簡単に行えるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されており、このような現像装置としては、キャリアとトナーとを含む現像剤を用いた２成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを含まないトナーだけを使用した１成分現像方式の現像装置が知られている。
【０００３】
また、このような１成分現像方式の現像装置においては、トナー担持体を像担持体と接触するように設けた接触現像方式の現像装置と、現像領域においてトナー担持体を像担持体と所要間隔を介して対向するように設けた非接触現像方式の現像装置とが知られている。
【０００４】
ここで、接触現像方式の現像装置の場合、トナーを像担持体と接触させて現像を行うため、像担持体に形成された静電潜像の再現性に優れるが、トナーが静電潜像が形成されていない非画像部分にも付着されて、形成される画像にカブリが発生するという問題があった。
【０００５】
このため、従来においては、像担持体とトナー担持体との移動速度を変更させる等により、非画像部分へのトナーの付着を抑制するようにしていたが、この場合、トナー担持体との接触によって像担持体の表面が摩耗されやすくなり、安定した画像形成が行えなくなる等の問題がある。
【０００６】
一方、トナー担持体を像担持体と所要間隔を介して対向するように設けた非接触現像方式の現像装置の場合、上記の接触現像方式の現像装置のような問題は生じないが、所要間隔を介して対向する像担持体にトナー担持体からトナーを供給するため、トナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体に保持されたトナーをトナー担持体と像担持体との間で飛翔させるようにしている。
【０００７】
また、上記のようにトナー担持体と像担持体とを所要間隔を介して対向させるため、一般にトナー担持体と像担持体との間にスペーサ部材を設け、トナー担持体と像担持体とが一定した間隔で対向させるようにしていた。
【０００８】
しかし、このようにした場合においても、例えば、像担持体やトナー担持体の成形精度や取付状態にばらつきが生じたり、上記のスペーサ部材が摩耗したり、変形したりして、現像領域において対向するトナー担持体と像担持体との間隔が変動し、これによりトナー担持体と像担持体との間に作用する電界強度が変動して、形成される画像に濃度むらが発生する等の問題があった。
【０００９】
このため、従来においては、トナー担持体と像担持体との間に印加させる現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値を大きくし、トナーをトナー担持体と像担持体との間で十分に飛翔させて、濃度むらが発生するのを抑制するようにしていた。
【００１０】
しかし、このようにトナー担持体と像担持体との間に印加させる現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値を大きくすると、像担持体の表面電位と現像バイアス電圧のピーク値との電位差が大きくなって、トナー担持体と像担持体との間にリークが発生し、形成される画像にノイズが発生するという問題があった。
【００１１】
このため、現在においては、トナー担持体と像担持体との間に印加させる現像バイアス電圧を変化させてリークを発生させ、リークによって像担持体に付着したトナーを濃度センサーよって検知し、これに基づいて、現像バイアス電圧を適切に設定するようにしていた。
【００１２】
しかし、上記の濃度センサーは高価でコストが高くつき、またこの濃度センサーによって検知する位置以外でリークが発生しても、これを検知することができず、常にリークが発生しないようにして現像バイアス電圧を適切に設定することができない等の問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、静電潜像が形成された像担持体と現像領域において所要間隔を介して対向するようにトナー担持体を設け、このトナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体に保持されたトナーを像担持体に供給して静電潜像を現像するようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
すなわち、この発明においては、上記のような現像装置において、トナー担持体と像担持体との間隔等に誤差が生じた場合にも、トナー担持体と像担持体との間にリークが発生しないように、現像バイアス電圧を簡単かつ適切に調整できるようにし、ノイズの発生のない良好な画像が安定して得られるようにすることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明における現像装置においては、上記のような課題を解決するため、静電潜像が形成された像担持体と現像領域において所要間隔を介して対向するようにトナー担持体を設け、このトナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体に保持されたトナーを像担持体に供給して静電潜像を現像する現像装置において、上記の像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させて像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させるリーク発生手段と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいてリークを検知するリーク検知手段とを設け、上記のリーク検知電圧と像担持体の表面電位との最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させて、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流が連続して増加した場合に、上記のリーク検知手段によってリークと判断するようにしたのである。
【００１６】
ここで、この発明における現像装置においては、上記のリーク発生手段により像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させて、像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させ、このリークによって像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づき、リーク検知手段によりリークを検知するため、高価な濃度センサーを用いる必要がなく、コストが低減されると共に、どのような位置でリークが発生しても、リークの発生が確実に検知されるようになる。
【００１７】
このため、トナー担持体と像担持体との間隔等に誤差が生じている場合にも、トナー担持体と像担持体との間にリークが発生しないようにして、現像バイアス電圧を適切に調整することができ、ノイズの発生のない良好な画像が安定して得られるようになる。
【００１８】
また、上記のように像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づいて、リーク検知手段によりリークを検知するにあたり、リーク以外の回路におけるノイズ等によって上記のリーク検知手段において電流が検知されて、リークと判定されるのを抑制するため、本発明においては、上記のようにリーク発生手段によって像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧と像担持体の表面電位との最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させて、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流が連続して増加した場合に、リーク検知手段によりリークと判断するようにしたのである。
【００１９】
また、上記のようにリーク発生手段により像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させて、像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させた場合において、このリークにより像担持体の表面電位が変化し、このようにリークが発生した像担持体の部分に、トナー担持体からトナーが供給されるのを防止するため、上記のリーク検知電圧の平均電圧と像担持体の表面電位との電位差ΔＶＬと、リーク前の像担持体の表面電位とリーク後の像担持体の表面電位との電位差ΔＶａとが、ΔＶＬ≧ΔＶａの条件を満たすようにすることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２１】
この実施形態における現像装置においては、図１に示すように、金属ローラ１１ａの外周に抵抗層１１ｂが設けられたトナー担持体１１を、現像領域において像担持体１と所要間隔ｄを介して対向するように設け、このトナー担持体１１と像担持体１とを回転させ、装置本体１０内に収容されたトナーｔを送り部材１２によって上記のトナー担持体１１と接触して回転する供給ローラ１３に送り、このに供給ローラ１３から上記のトナー担持体１１の表面にトナーｔを供給するようになっている。
【００２２】
そして、このようにトナー担持体１１の表面に供給されたトナーｔを規制部材１４により規制すると共にこのトナーｔを帯電させた後、上記のトナー担持体１１によってこのトナーｔを像担持体１と対向する現像領域に導くと共に、このトナー担持体１１と像担持体１との間に、直流電源１５ａと交流電源１５ｂとから直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、像担持体１に形成された静電潜像の部分にトナーｔを供給して現像を行うようになっている。
【００２３】
ここで、この実施形態における現像装置においては、上記のように現像を行う前に、上記の直流電源１５ａと交流電源１５ｂとから印加させる現像バイアス電圧を適切に設定するにあたり、像担持体１とトナー担持体１１との間にリークを発生させるリーク発生手段２０として、上記の直流電源１５ａと交流電源１５ｂとからトナー担持体１１と像担持体１との間に印加させる電圧を変化させる電圧調整装置２１を設けている。
【００２４】
また、像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流に基づいてリークを検知するリーク検知手段３０として、像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流を検出する電流検出器３１と、この電流検出器３１により検出された結果に基づいてリークの有無を判断して上記の電圧調整装置２１を制御する制御装置３２とを設けている。
【００２５】
そして、この制御装置３２においてリークが検知されるまで、この制御装置３２により電圧調整装置２１を制御して、トナー担持体１１と像担持体１との間に印加させるリーク検知電圧を変化させ、像担持体１とトナー担持体１１との間にリークを発生させるようにする。
【００２６】
また、このようにリークが発生した時点におけるリーク検知電圧に基づき、この制御装置３２により電圧調整装置２１を制御し、上記の直流電源１５ａと交流電源１５ｂとから、トナー担持体１１と像担持体１との間に、リークが発生しない条件で適切な現像が行える現像バイアス電圧を印加させるようにしている。
【００２７】
なお、像担持体１とトナー担持体１１との間におけるリークを検知するにあたって、トナー担持体１１と像担持体１との間に印加させる上記のリーク検知電圧は、直流電圧と交流電圧とを重畳させたものであっても、また直流電圧だけであってもよい。
【００２８】
ここで、負帯電性のトナーｔを用いて反転現像を行う現像装置において、上記のように直流電圧と交流電圧とを重畳させたリーク検知電圧を印加させてトナー担持体１１と像担持体１との間におけるリークを検知するにあたり、例えば、図２に示すように、像担持体１の表面電位Ｖｏを−５５０Ｖにし、直流電源１５ａから−３７０Ｖの直流電圧Ｖｄｃを印加させ、上記の交流電源１５ｂから印加させる交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを変化させて、上記のリーク検知電圧と像担持体１の表面電位Ｖｏとの最大の電位差ΔＶｍａｘを増加させ、トナー担持体１１と像担持体１との間でリークを発生させた場合において、リークされた部分におけるの像担持体１の表面電位Ｖｉが−５０Ｖになると、このようにリークされた像担持体１の部分にトナーｔが供給されて、トナーｔが無駄に消費されるようになる。
【００２９】
このため、上記のように直流電圧と交流電圧とを重畳させたリーク検知電圧を印加させて、トナー担持体１１と像担持体１との間におけるリークを検知する場合には、図３に示すように、現像方向に作用する電圧の時間が短い、Ｄｕｔｙ比が小さい交流電圧を印加させるようにしたり、図４に示すように、直流電圧と交流電圧とを重畳させたリーク検知電圧の平均電圧ＶＬ（Ｄｕｔｙ比５０％の交流電圧の場合は、直流電源１５ａから印加させる直流電圧Ｖｄｃと同じ。）とリークされていない部分における像担持体１の表面電位Ｖｏとの電位差ΔＶＬ（＝｜Ｖｏ−ＶＬ｜）と、リークされていない像担持体１の表面電位Ｖｏとリークされた部分におけるの像担持体１の表面電位Ｖｉとの電位差ΔＶａ（＝｜Ｖｏ−Ｖｉ｜）とが、ΔＶＬ≧ΔＶａの条件を満たすようにすることが好ましい。
【００３０】
また、図５に示すように、リーク検知電圧として直流電圧Ｖｄｃだけを印加されるようにした場合には、リークされた像担持体１の部分にトナーｔが供給されるのが防止される。
【００３１】
また、上記のように像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流に基づいてリーク検知手段３０によりリークを検知するにあたり、リーク以外の回路におけるノイズ等によって上記の電流検出器３１に電流が検出されて、上記の制御装置３２によりリークと判断される場合もあるため、図６に示すように、上記の電圧調整装置２１によって像担持体１とトナー担持体１１との間に印加させるリーク検知電圧と像担持体１の表面電位Ｖｏとの最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させ、像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流を検知する上記の電流検出器３１による検知値が連続して増加している場合に、初めて上記の制御装置３２によりリークと判断させるようにすることが好ましい。
【００３２】
また、上記のように像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流を電流検出器３１によって検知するにあたり、リークによって像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流の変化が小さいため、図７に示すように、上記の像担持体１とトナー担持体１１との端部においてそれぞれ金属部分１ａ，１１ａを露出させ、このように露出された像担持体１とトナー担持体１１との金属部分１ａ，１１ａにおいてリークを発生させて、リークにより像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流の変化を大きくさせることができる。なお、この場合、上記の金属部分１ａ，１１ａと、この金属部分１ａ，１１ａ以外の部分とでは、リークが発生する電圧が異なるため、予め、金属部分１ａ，１１ａにおいてリークが発生する電圧と、金属部分１ａ，１１ａ以外の部分においてリークが発生する電圧との相関関係を求め、これに基づいて、上記の制御装置３２によって電圧調整装置２１を制御し、トナー担持体１１と像担持体１との間に、リークが発生しない条件で適切な現像が行える現像バイアス電圧を印加させることが必要になる。
【００３３】
なお、この実施形態における現像装置において、上記のように像担持体１とトナー担持体１１との間にリークを発生させて、直流電源１５ａと交流電源１５ｂとから印加させる現像バイアス電圧を適切に設定する操作は、新しい現像装置を使用する場合だけではなく、この現像装置を用いて所定枚数の現像を行った時点で順次行い、常に適切な現像バイアス電圧が像担持体１とトナー担持体１１との間に印加されるようにすることが好ましい。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における現像装置においては、現像領域において所要間隔を介して対向するトナー担持体と像担持体との間に印加させる現像バイアス電圧を適切に調整するにあたり、リーク発生手段により像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させて、像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させ、このリークによって像担持体とトナー担持体との間に流れる電流に基づき、リーク検知手段によりリークを検知するようにしたため、リークを検知するために、従来のように高価な濃度センサーを用いる必要がなく、コストが低減されると共に、どのような位置でリークが発生しても、リークの発生が確実に検知されるようになった。
【００３５】
この結果、この発明における現像装置においては、トナー担持体と像担持体との間隔等に誤差が生じている場合にも、トナー担持体と像担持体との間にリークが発生しないようにして、現像バイアス電圧を適切に調整することができるようになり、ノイズの発生のない良好な現像が安定して行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る現像装置の概略説明図である。
【図２】上記の実施形態に係る現像装置において、トナー担持体と像担持体との間におけるリークを検知するために、トナー担持体と像担持体との間に印加させる第１のリーク検知電圧の波形を示した図である。
【図３】上記の実施形態に係る現像装置において、トナー担持体と像担持体との間におけるリークを検知するために、トナー担持体と像担持体との間に印加させる第２のリーク検知電圧の波形を示した図である。
【図４】上記の実施形態に係る現像装置において、トナー担持体と像担持体との間におけるリークを検知するために、トナー担持体と像担持体との間に印加させる第３のリーク検知電圧の波形を示した図である。
【図５】上記の実施形態に係る現像装置において、トナー担持体と像担持体との間におけるリークを検知するために、トナー担持体と像担持体との間に印加させる第４のリーク検知電圧の波形を示した図である。
【図６】上記の実施形態に係る現像装置において、像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧と像担持体の表面電位との最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させてリークを発生させた場合に、ΔＶｍａｘの増加に伴って電流検出器による検知値が連続して増加する状態を示した図である。
【図７】上記の実施形態に係る現像装置において、像担持体とトナー担持体との端部においてそれぞれ金属部分を露出させ、このように露出された像担持体とトナー担持体との金属部分においてリークを発生させるようにした状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１  像担持体
１１  トナー担持体
１５ａ  直流電源
１５ｂ  交流電源
２０  リーク発生手段
２１  電圧調整装置
３０  リーク検知手段
３１  電流検出器
３２  制御装置
ｔ  トナー
ｄ  現像領域において対向する像担持体とトナー担持体との間隔
ΔＶｍａｘ  リーク検知電圧と像担持体の表面電位との最大の電位差
ＶＬ  リーク検知電圧の平均電圧
Ｖｏ  リーク前の像担持体の表面電位
Ｖｉ  リーク後の像担持体の表面電位
ΔＶＬ  リーク検知電圧の平均電圧と像担持体の表面電位との電位差
ΔＶａ  リーク前の像担持体の表面電位とリーク後の像担持体の表面電位との電位差
【図１】
0003815356.tif 000002
【図２】
0003815356.tif 000003
【図３】
0003815356.tif 000004
【図４】
0003815356.tif 000005
【図５】
0003815356.tif 000006
【図６】
0003815356.tif 000007
【図７】
0003815356.tif 000008