JP2010128457A - Image forming apparatus - Google Patents

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Masayasu Narimatsu
正恭 成松
Eiji Nishimitsu
英二 西光
Junichi Saito
純一 斉藤
Eiichi Kido
栄一 木戸
Iwakazu Honda
岩一 本田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus in which the rotation or vibration of a developing roller is not directly transmitted to an image carrier to prevent image irregularity due to the vibration of the image carrier arising from the rotation or vibration of the developing roller and which can correct image density even when a gap distance between the image carrier and the developing roller fluctuates. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus 100 including a photoreceptor drum 1, a charger 2, an exposure device 3, and a developing cartridge 4 applying a prescribed developing bias to the developing roller 5 to visualize an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor drum 1 with a developer on the developing roller 5, wherein the developing roller 5 is disposed facing the photoreceptor drum 1 with a prescribed gap to form an image by an electrophotographic system, the image forming apparatus includes an optical sensor 11 detecting the gap distance between the developing roller 5 and the photoreceptor drum 1, and adjusts effective developing potential in response to the magnitude of the gap distance between the developing roller 5 and the photoreceptor drum 1 detected by the optical sensor 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の静電潜像の形成された像担持体にトナーを供給して現像する電子写真方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an electrophotographic image forming apparatus that supplies toner to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and the like.

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を像担持体表面に形成し、現像剤により像担持体表面の静電潜像を現像して、像担持体表面にトナー像を形成し、トナー像を像担持体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。また、像担持体表面には残留トナーや残留電荷が残るので、残留トナーをクリーニング装置により除去したり、残留電荷を除電装置により除去している。   Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on the surface of an image carrier, and the electrostatic latent image on the surface of the image carrier is developed with a developer to form a toner image on the surface of the image carrier. Then, the toner image is transferred from the image carrier to the recording paper, and the recording paper is heated and pressurized to fix the toner image on the recording paper. Further, since residual toner and residual charge remain on the surface of the image carrier, the residual toner is removed by a cleaning device, and the residual charge is removed by a static eliminator.

ところで、像担持体上の静電潜像を現像する一般的な現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤、及びトナーとキャリアを混合してなる二成分現像剤がある。一成分現像剤は、キャリアを使用しないことから、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構が不要となり、現像装置の構成がシンプルになるといった利点がある。このため、小型の画像形成装置においてよく利用されている。   By the way, as a general developer for developing an electrostatic latent image on an image carrier, there are a one-component developer composed only of toner and a two-component developer composed of a mixture of toner and carrier. Since the one-component developer does not use a carrier, there is an advantage that a stirring mechanism for uniformly mixing the toner and the carrier becomes unnecessary, and the configuration of the developing device is simplified. For this reason, it is often used in small image forming apparatuses.

一成分現像剤を用いた非接触現像方式では、現像ローラの周面に一成分現像剤(トナー)の薄層を形成し、現像ローラの回転に伴い、この薄層を像担持体と所定間隔で対向する現像位置へ搬送して、現像バイアスを印加し、像担持体表面の静電潜像をトナーで現像する。   In the non-contact developing method using a one-component developer, a thin layer of one-component developer (toner) is formed on the peripheral surface of the developing roller, and this thin layer is separated from the image carrier by a predetermined distance as the developing roller rotates. Then, the toner is conveyed to the opposite development position, a development bias is applied, and the electrostatic latent image on the surface of the image carrier is developed with toner.

このような画像形成装置においては、像担持体と現像ローラとの間隔距離(現像ギャップ)が、現像装置たる現像カートリッジ毎にばらついた場合には、現像ローラから像担持体へ供給されるトナーの量に影響を及ぼすため、この像担持体と現像ローラとの間隔距離(現像ギャップ)の変化に左右されることなく、いかに画像濃度を安定させるかが重要である。   In such an image forming apparatus, when the distance (development gap) between the image carrier and the developing roller varies for each developing cartridge as the developing device, the toner supplied from the developing roller to the image carrier is Since it affects the amount, it is important how to stabilize the image density without being influenced by the change in the distance (development gap) between the image carrier and the developing roller.

従来技術として、画像濃度を安定化させる方法としては、現像ローラを像担持体にコロ等の間隔保持手段を介して押し当て、像担持体と現像ローラとの間隔距離(現像ギャップ)を確保することが一般に知られており、コロ等の間隔保持手段により確保された像担持体と現像ローラとの現像ギャップを検出し、検出結果に応じて画像濃度を補正する方法が開示されている(特許文献1を参照)。   As a conventional technique, as a method of stabilizing the image density, the developing roller is pressed against the image carrier through a distance holding means such as a roller to secure a distance (development gap) between the image carrier and the developing roller. In general, there is disclosed a method for detecting a developing gap between an image carrier and a developing roller secured by a gap holding means such as a roller and correcting the image density according to the detection result (patent) Reference 1).

また、その他の技術として、像担持体上に形成されたテストパッチ像を画像濃度センサで検出し、検出結果より現像バイアスの直流成分と交流成分の振幅を調整し、画像濃度を補正する方法が開示されている(特許文献2を参照)。
特開平5−72880号公報 特開2004−233704号公報
As another technique, a test patch image formed on an image carrier is detected by an image density sensor, and the image density is corrected by adjusting the amplitude of the DC component and AC component of the developing bias from the detection result. It is disclosed (see Patent Document 2).
JP-A-5-72880 JP 2004-233704 A

しかしながら、上述した像担持体と現像ローラを所定間隔に保持する為に現像ローラを像担持体にコロを介して押し当てる方式では、長期間の使用により、現像ギャップを規制する部分である像担持体のコロとの当接表面やコロ自体に飛散したトナーが固着したり、コロ自体が磨耗することにより、現像ギャップが変化するという問題があった。   However, in the above-described system in which the developing roller is pressed against the image carrier via a roller in order to keep the image carrier and the developing roller at a predetermined interval, the image carrier which is a part that regulates the development gap due to long-term use. There is a problem that the developing gap changes due to the toner scattered on the contact surface of the body with the roller and the roller itself sticking or the roller itself is worn.

さらに、この変化に対して画像濃度を安定させる方法においては、コロを使用した構成であるため、現像ローラを像担持体にコロを介して押し当てることにより、現像ローラの回転や振動が直接像担持体に伝達され、像担持体が振動する大きな原因の一つになっている。従って、像担持体と現像ローラとの間隔距離を検出し、画像濃度を補正したとしても、像担持体の振動による画像ムラが発生するという問題があった。   Furthermore, since the method of stabilizing the image density against this change uses a roller, the rotation and vibration of the developing roller are directly imaged by pressing the developing roller against the image carrier through the roller. This is one of the major causes of vibration of the image carrier transmitted to the carrier. Accordingly, even if the distance between the image carrier and the developing roller is detected and the image density is corrected, there is a problem that image unevenness occurs due to vibration of the image carrier.

また、従来の画像濃度を安定させる方法において、テストパッチ像を検出し、その検出結果より画像濃度を補正する場合には、安定化するために定期的に多数回の調整工程を実施することが必要である。そのため、テストパッチ形成によりトナーが消費され、画像形成に関係ない動作が像担持体および現像カートリッジのライフに積算されるという問題があった。   Further, in the conventional method of stabilizing the image density, when a test patch image is detected and the image density is corrected based on the detection result, a number of adjustment steps may be periodically performed for stabilization. is necessary. Therefore, there is a problem that toner is consumed by the test patch formation, and operations not related to the image formation are integrated into the life of the image carrier and the developing cartridge.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像カートリッジ毎に像担持体と現像ローラとの間隔距離がばらついた場合でも、画像形成装置に現像カートリッジが装着された際に、トナーを余計に消費することなく、画像濃度を補正することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. Even when the distance between the image carrier and the developing roller varies for each developing cartridge, the developing cartridge is mounted in the image forming apparatus. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of correcting the image density without consuming extra toner.

上記のような問題点を解決するための本発明に係る画像形成装置の構成は、次の通りである。   The configuration of the image forming apparatus according to the present invention for solving the above problems is as follows.

本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、周面に現像剤薄層を担持する現像ローラを備えて該現像ローラに所定の現像バイアスを印加して該現像ローラ上の現像剤によって前記像担持体表面の静電潜像を非接触にて可視化する現像手段とを備え、前記現像手段によって前記現像ローラを前記像担持体に対して所定間隔で対向させて、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置において、前記現像ローラと前記像担持体の間隔距離を検出する距離センサを備え、前記距離センサにより検出した前記現像ローラと前記像担持体の間隔距離、いわゆる、現像ギャップの大きさに応じて、実効現像電位を調整することを特徴とするものである。   The present invention includes an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit that charges the surface of the image carrier, an exposure unit that exposes the image carrier to form an electrostatic latent image, and a peripheral surface. Development in which a developing roller carrying a developer thin layer is provided, a predetermined developing bias is applied to the developing roller, and the electrostatic latent image on the surface of the image carrier is visualized in a non-contact manner by the developer on the developing roller. In the image forming apparatus for forming an image by electrophotography, the developing roller is made to face the image carrier at a predetermined interval by the developing means, and the interval between the developing roller and the image carrier A distance sensor for detecting a distance is provided, and an effective developing potential is adjusted in accordance with a distance between the developing roller and the image carrier detected by the distance sensor, that is, a so-called developing gap size. Is

また、本発明は、前記現像手段の構成を、前記画像形成装置のフレームと前記現像手段のフレームが当接することで、前記現像ローラを前記像担持体に対して所定間隔で対向する位置に配置することが好ましい。   According to the present invention, the developing unit is configured such that the developing roller is disposed at a position facing the image carrier at a predetermined interval by contacting the frame of the image forming apparatus and the frame of the developing unit. It is preferable to do.

また、本発明は、前記実効現像電位の調整に、前記現像ローラの現像バイアス電圧、もしくは前記露光手段の露光量を用いることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use the developing bias voltage of the developing roller or the exposure amount of the exposing means for adjusting the effective developing potential.

また、本発明は、前記像担持体を、透明な部材により構成し、前記距離センサを、前記像担持体の前記現像ローラと対向する周面の裏面側に配置することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the image carrier is formed of a transparent member, and the distance sensor is disposed on the back side of the peripheral surface of the image carrier facing the developing roller.

また、本発明は、前記現像剤として、一成分現像剤を用いることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a one-component developer as the developer.

本発明によれば、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、周面に現像剤薄層を担持する現像ローラを備えて該現像ローラに所定の現像バイアスを印加して該現像ローラ上の現像剤によって前記像担持体表面の静電潜像を非接触にて可視化する現像手段(例えば、現像カートリッジ)とを備え、前記現像手段によって前記現像ローラを前記像担持体に対して所定間隔で対向させて、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置において、前記現像ローラと前記像担持体の間隔距離を検出する距離センサを備え、前記距離センサにより検出した前記現像ローラと前記像担持体の間隔距離、いわゆる、現像ギャップの大きさに応じて、実効現像電位を調整することで、例えば、画像形成装置に現像カートリッジが装着された際に、現像ギャップがばらついた場合でも、トナーを余計に消費することなく、画像濃度を補正することで、現像カートリッジ等の現像手段毎の画像濃度のばらつきを抑えて安定した画像出力を実現できる画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit that charges the surface of the image carrier, an exposure unit that exposes the image carrier to form an electrostatic latent image, and a peripheral unit. Provided with a developing roller carrying a thin developer layer on the surface, a predetermined developing bias is applied to the developing roller, and the electrostatic latent image on the surface of the image carrier is visualized in a non-contact manner by the developer on the developing roller. An image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method with a developing unit (e.g., a developing cartridge) configured to cause the developing roller to face the image carrier at a predetermined interval by the developing unit. A distance sensor for detecting a distance between the roller and the image carrier, and an effective developing potential is set according to a distance between the developing roller and the image carrier detected by the distance sensor, that is, a so-called development gap. For example, even when the developing gap varies when the developing cartridge is mounted in the image forming apparatus, the developing cartridge or the like can be developed by correcting the image density without consuming excessive toner. It is possible to provide an image forming apparatus capable of realizing stable image output while suppressing variations in image density for each unit.

また、本発明によれば、前記現像手段の構成を、前記画像形成装置のフレームと前記現像手段のフレームが当接することで、前記現像ローラを前記像担持体に対して所定間隔で対向する位置に配置することで、画像形成動作の実行時に、長期間使用においても飛散トナーの進入による現像ギャップの変化を起すことが無く、また、現像ローラの回転や振動が直接像担持体に伝達されることが無く、現像ローラの回転や振動に起因する像担持体の振動による画像ムラを防ぐことができる。   According to the invention, the developing unit is configured such that the developing roller is opposed to the image carrier at a predetermined interval by contacting the frame of the image forming apparatus and the frame of the developing unit. With this arrangement, when the image forming operation is executed, the development gap does not change due to the ingress of scattered toner even during long-term use, and the rotation and vibration of the developing roller are directly transmitted to the image carrier. Therefore, image unevenness due to the vibration of the image carrier caused by the rotation and vibration of the developing roller can be prevented.

また、本発明によれば、前記実効現像電位の調整に、前記現像ローラの現像バイアス電圧、もしくは前記露光手段の露光量を用いることで、画像濃度を補正して、現像カートリッジ等の現像手段毎の画像濃度のばらつきを抑えて安定した画像出力を実現できる画像形成装置を提供することができる。   Further, according to the present invention, the developing bias voltage of the developing roller or the exposure amount of the exposure unit is used to adjust the effective development potential, so that the image density is corrected and each development unit such as a development cartridge is adjusted. Thus, it is possible to provide an image forming apparatus capable of realizing stable image output while suppressing variations in image density.

また、本発明によれば、前記像担持体を、透明な部材により構成し、前記距離センサを、前記像担持体の前記現像ローラと対向する周面の裏面側に配置することで、前記像担持体の周辺に前記距離センサを設置するためのスペースを設ける必要がないので、画像形成装置の省スペース化を図ることができる。   According to the invention, the image carrier is formed of a transparent member, and the distance sensor is disposed on the back side of the peripheral surface of the image carrier that faces the developing roller. Since it is not necessary to provide a space for installing the distance sensor around the carrier, it is possible to save the space of the image forming apparatus.

また、本発明によれば、前記現像剤として一成分現像剤を用いることで、現像剤を撹拌する攪拌機構が不要となり、現像装置の構成がシンプルになるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。   According to the present invention, the use of a one-component developer as the developer eliminates the need for an agitation mechanism for agitating the developer and simplifies the configuration of the developing device, thereby reducing the size of the image forming apparatus. be able to.

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the image forming unit of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.

第1実施形態は、図1に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム(像担持体)1と、感光体ドラム1表面を帯電する帯電器(帯電手段)2と、感光体ドラム1を露光し静電潜像を形成する露光装置(露光手段)3と、周面に現像剤薄層を担持する現像ローラ5を備えて該現像ローラ5に所定の現像バイアスを印加して該現像ローラ5上の現像剤によって感光体ドラム1表面の静電潜像を非接触にて可視化する現像カートリッジ(現像手段)4とを備え、現像カートリッジ4によって現像ローラ5を感光体ドラム1に対して所定間隔で対向させて、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置100において、現像ローラ5と感光体ドラム1の間隔距離を検出する光学式センサ(距離センサ)11を備え、光学式センサ11により検出した現像ローラ5と感光体ドラム1の間隔距離の大きさに応じて、実効現像電位を調整することを特徴とするものである。   In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a photosensitive drum (image carrier) 1 on which an electrostatic latent image is formed, a charger (charging means) 2 for charging the surface of the photosensitive drum 1, a photosensitive drum An exposure device (exposure means) 3 that exposes the body drum 1 to form an electrostatic latent image and a developing roller 5 that carries a thin developer layer on its peripheral surface, and a predetermined developing bias is applied to the developing roller 5. And a developing cartridge (developing means) 4 for visualizing the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 in a non-contact manner with the developer on the developing roller 5. The developing roller 5 is moved by the developing cartridge 4 to the photosensitive drum 1. In an image forming apparatus 100 that forms an image by an electrophotographic method so as to face each other at a predetermined interval, an optical sensor (distance sensor) 11 that detects a distance between the developing roller 5 and the photosensitive drum 1 is provided. By sensor 11 Depending on the size of the gap distance of the developing roller 5 and the photosensitive drum 1 that issued, it is characterized in adjusting the effective development potential.

感光体ドラム1は、導電性基材外周に光導電性材料の表層を設けたものであり、導電性基材が接地され、図1の矢印A方向に回転するように構成されている。この感光体ドラム1は、帯電器2によりその表面を一様に帯電される。   The photoconductive drum 1 is provided with a surface layer of a photoconductive material on the outer periphery of a conductive substrate, and the conductive substrate is grounded and is configured to rotate in the direction of arrow A in FIG. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charger 2.

露光装置3は、入力された画像信号に基づき、レーザ光もしくはLED光等のビーム光を照射して感光体ドラム1表面に静電潜像を形成する。   The exposure device 3 forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 by irradiating a beam of light such as laser light or LED light based on the input image signal.

現像カートリッジ4は、感光体ドラム1に対して所定の間隔で現像ローラ5を対向配置するようにされている。現像カートリッジ4には、一成分現像剤としてのトナーが収容されている。現像カートリッジ4に収容されているトナーは、現像ローラ5の周面に薄層のトナー層として形成され、該現像ローラ5によりを担持されて、対向する感光体ドラム1の回転方向に沿った方向(矢印B方向)に回転搬送される。   In the developing cartridge 4, the developing roller 5 is arranged to face the photosensitive drum 1 at a predetermined interval. The developing cartridge 4 contains toner as a one-component developer. The toner accommodated in the developing cartridge 4 is formed as a thin toner layer on the peripheral surface of the developing roller 5, is carried by the developing roller 5, and is a direction along the rotation direction of the opposing photosensitive drum 1. It is rotated and conveyed in the direction of arrow B.

感光体ドラム1の現像ローラ5との対向位置において、感光体ドラム1表面の静電潜像が現像ローラ5により供給されたトナーにより非接触で現像され、トナー像として可視像化される。このトナー像は、転写ローラ6により記録用紙10に転写された後、定着器7に搬送されて加熱融解されることにより記録用紙10上に定着される。   At the position of the photosensitive drum 1 facing the developing roller 5, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 is developed in a non-contact manner with the toner supplied by the developing roller 5 and visualized as a toner image. The toner image is transferred to the recording paper 10 by the transfer roller 6, and then is transferred to the fixing device 7 and is heated and melted to be fixed on the recording paper 10.

また、感光体ドラム1から記録用紙10への転写後に、記録用紙10に転写されずに感光体ドラム1表面に残留するトナーは、クリーナー装置9により除去回収される。その後、感光体ドラム1は、その表面に残留する電荷を除電ランプ8により一様に除電される。このようにして、一連の画像形成プロセスが終了する。   The toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 without being transferred to the recording paper 10 after the transfer from the photosensitive drum 1 to the recording paper 10 is removed and collected by the cleaner device 9. Thereafter, the charge remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly discharged by the charge removing lamp 8. In this way, a series of image forming processes is completed.

ここで、本実施形態に係る現像カートリッジ4について図面を参照して詳細に説明する。図2は本実施形態の画像形成装置を構成する現像カートリッジの構成を示す説明図である。   Here, the developing cartridge 4 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the developing cartridge constituting the image forming apparatus of the present embodiment.

現像カートリッジ4は、図2に示すように、内部に一成分現像剤としてのトナーが収容されている。このトナーは、現像カートリッジ4内部に配置されたトナー搬送部材21が回転することにより、撹拌されながらトナー供給ローラ20近傍に搬送され、トナー供給ローラ20により現像ローラ5に向かって搬送するようになっている。   As shown in FIG. 2, the developing cartridge 4 contains toner as a one-component developer. The toner is conveyed to the vicinity of the toner supply roller 20 while being agitated by the rotation of the toner conveying member 21 disposed inside the developing cartridge 4, and is conveyed toward the developing roller 5 by the toner supply roller 20. ing.

具体的には、現像カートリッジ4は、感光体ドラム1と対向する部分に開口部4aが形成されている。現像カートリッジ4の内部には、開口部4aにおいて現像ローラ5が感光体ドラム1と対峙する状態で感光体ドラム1に対して平行に配置されている。この現像ローラ5と接触する状態でトナー供給ローラ20が現像ローラ5と平行に配置されている。さらに、トナー供給ローラ20に隣接してトナー搬送部材21が略水平に並設されている。   Specifically, the developing cartridge 4 has an opening 4 a at a portion facing the photosensitive drum 1. Inside the developing cartridge 4, the developing roller 5 is disposed in parallel to the photosensitive drum 1 in a state of facing the photosensitive drum 1 in the opening 4 a. A toner supply roller 20 is disposed in parallel with the developing roller 5 in contact with the developing roller 5. Further, a toner conveying member 21 is arranged substantially horizontally adjacent to the toner supply roller 20.

また、現像ローラ5の外周部には、該現像ローラ5の表面に付着する現像剤(トナー)の層厚を規制するためのトナー層規制部材19が配置されている。   A toner layer regulating member 19 for regulating the layer thickness of the developer (toner) adhering to the surface of the developing roller 5 is disposed on the outer peripheral portion of the developing roller 5.

トナー供給ロ一ラ20は、現像ローラ5と圧接された状態で、現像ローラ5と同一の回転方向(矢印C方向)で回転するようにされている。すなわち、トナー供給ロ一ラ20と現像ローラ5とが対向する部位において、互いのローラ表面の移動方向が逆方向になるように回転するようにされている。トナー搬送部材21は、トナー供給ローラ20の回転方向とは逆方向(矢印D方向)で回転するようにされている。   The toner supply roller 20 is configured to rotate in the same rotational direction (arrow C direction) as the developing roller 5 while being in pressure contact with the developing roller 5. In other words, at the portion where the toner supply roller 20 and the developing roller 5 face each other, the rollers are rotated so that the moving directions of the roller surfaces are opposite to each other. The toner conveying member 21 is configured to rotate in a direction (arrow D direction) opposite to the rotation direction of the toner supply roller 20.

また、トナー供給ローラ20には、図示しないバイアス電源から電圧が印加されており、その電圧は、電気的にトナーを現像ローラ5の方へ押す方向、例えば、負極性トナーであれば、より負極側に大きなバイアス電圧を印加している。   In addition, a voltage is applied to the toner supply roller 20 from a bias power source (not shown), and the voltage is a direction in which the toner is electrically pushed toward the developing roller 5, for example, a negative polarity toner. A large bias voltage is applied to the side.

トナー供給ローラ20によって摩擦接触帯電されるとともにバイアス電圧によって現像ローラ5に供給されたトナーは、現像ローラ5の回転動作によってトナー層規制部材19が当接する位置に搬送される。そして、現像ローラ5に担持されるトナーは、トナー層規制部材19によって、所定の帯電電荷量と厚みに規制された後、現像領域(静電潜像の形成された感光体ドラム1との対向部)に搬送され、現像工程に移行する。   The toner that is frictionally charged by the toner supply roller 20 and is supplied to the developing roller 5 by the bias voltage is conveyed to a position where the toner layer regulating member 19 contacts by the rotation operation of the developing roller 5. The toner carried on the developing roller 5 is regulated to a predetermined charge amount and thickness by a toner layer regulating member 19 and then is opposed to the developing region (the photosensitive drum 1 on which the electrostatic latent image is formed). To the development step.

現像工程で使用されなかった現像ローラ5上の未現像トナーは、現像ローラ5の回転によって現像カートリッジ4に戻される。この時、未現像トナーは、トナー供給ローラ20の手前に設置された電荷除電部材22によって現像ローラ5の残存現像剤トナーの帯電電荷が除去され、トナー供給ローラ20と現像ローラ5との圧接によって剥離されて回収される。そして、再びトナー供給ローラ20及びトナー搬送部材21により撹拌搬送されて再利用される。   Undeveloped toner on the developing roller 5 that has not been used in the developing process is returned to the developing cartridge 4 by the rotation of the developing roller 5. At this time, the uncharged toner is charged with the remaining developer toner on the developing roller 5 by the charge neutralizing member 22 installed in front of the toner supply roller 20, and the toner supply roller 20 and the developing roller 5 are pressed against each other. It is peeled off and collected. Then, the toner is again agitated and conveyed by the toner supply roller 20 and the toner conveying member 21 and reused.

感光体ドラム1は、透光導電性基材が接地され、表面電位が例えば−700Vに帯電された、図1の矢印方向に周速Va(例えば、117mm/s)で搬送されている。   The photosensitive drum 1 is conveyed at a peripheral speed Va (for example, 117 mm / s) in a direction indicated by an arrow in FIG. 1 with a translucent conductive substrate grounded and a surface potential charged to, for example, −700 V.

現像ローラ5は、φ12の円筒状部材の表面に、カーボンブラックなどの導電化剤が添加された導電性ウレタンゴムからなる導電性弾性ローラあるいは、アルミ材からなる円筒形のローラで構成され、矢印B方向に周速Vb(例えば、225mm/s)で回転する。この現像ローラ5には、図示しない導電性支持体(ステンレス、導電性樹脂など)のシャフトを介して現像バイアス電源によりE1(例えば、−600V)の電圧が印加される。   The developing roller 5 is composed of a conductive elastic roller made of conductive urethane rubber to which a conductive agent such as carbon black is added on the surface of a cylindrical member of φ12, or a cylindrical roller made of an aluminum material. It rotates in the B direction at a peripheral speed Vb (for example, 225 mm / s). A voltage of E1 (for example, −600 V) is applied to the developing roller 5 by a developing bias power source through a shaft of a conductive support (stainless steel, conductive resin, etc.) (not shown).

トナー供給ローラ20は、トナー攪拌と現像後のトナー除去を兼ねたウレタンフォームからなり、矢印C方向に周速Vc(例えば、133mm/s)で回転する。このトナー供給ローラ20には、図示しない導電性支持体(ステンレス、導電性樹脂など)のシャフトを介して供給バイアス電源によりE2(例えば、−650V)の電圧が印加される。   The toner supply roller 20 is made of urethane foam that serves as both toner agitation and toner removal after development, and rotates in the direction of arrow C at a peripheral speed Vc (eg, 133 mm / s). A voltage of E2 (for example, −650 V) is applied to the toner supply roller 20 by a supply bias power source via a shaft of a conductive support (not shown) such as stainless steel or conductive resin.

トナー供給ローラ20により負に予備帯電され、現像ローラ5の表面に移行した非磁性一成分トナーは、現像ローラ5の回動によりトナー層規制部材19が当接する位置へ搬送される。   The non-magnetic one-component toner that has been negatively precharged by the toner supply roller 20 and has moved to the surface of the developing roller 5 is conveyed to a position where the toner layer regulating member 19 contacts with the rotation of the developing roller 5.

トナー層規制部材19は、厚み0.1mmの導電性(ステンレス、リン青銅、導電性樹脂など)板状部材であり、現像ローラ5に線圧15〜30gf/cmで当接している。トナー層規制部材19には、図示しないバイアス電源によりE3(例えば、−650V)の電圧が印加される。   The toner layer regulating member 19 is a conductive (stainless steel, phosphor bronze, conductive resin, etc.) plate member having a thickness of 0.1 mm, and is in contact with the developing roller 5 at a linear pressure of 15 to 30 gf / cm. A voltage of E3 (for example, −650 V) is applied to the toner layer regulating member 19 by a bias power source (not shown).

現像ローラ5上のトナー層は、トナー層規制部材19により、トナー付着量及びトナー帯電量が所定量に規制された後、現像ローラ5の回動により感光体ドラム1と非接触で対向する現像領域へと搬送され、トナーを飛翔させて現像する機構となっている。   The toner layer on the developing roller 5 is developed to face the photosensitive drum 1 in a non-contact manner by rotating the developing roller 5 after the toner adhesion amount and the toner charge amount are regulated to a predetermined amount by the toner layer regulating member 19. It is transported to the area and has a mechanism for flying and developing the toner.

ここで、本実施形態で使用される現像剤について説明する。
現像カートリッジ4に用いられる現像剤は、一成分現像剤である非磁性一成分トナーであって、平均体積粒子径が7〜10μmに分級された微粒子のトナーである。
Here, the developer used in this embodiment will be described.
The developer used in the developing cartridge 4 is a non-magnetic one-component toner which is a one-component developer, and is a fine particle toner whose average volume particle diameter is classified to 7 to 10 μm.

この様な微粒子の製造方法としては、樹脂や着色剤等を溶融混練後、粉砕、分級するいわゆる粉砕法が一般的に用いられる。また、湿式法と呼ばれるトナーの製造方法が提案されており、この湿式法は、着色剤や添加剤などを分散させた単量体(モノマー)を分散安定剤の存在下に、水性媒体中において重合させる懸濁重合法、乳化重合法、又は転相乳化法等がある。   As a method for producing such fine particles, a so-called pulverization method is generally used in which a resin, a colorant or the like is melt-kneaded and then pulverized and classified. In addition, a toner manufacturing method called a wet method has been proposed. In this wet method, a monomer (monomer) in which a colorant or an additive is dispersed in an aqueous medium in the presence of a dispersion stabilizer. There are a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, a phase inversion emulsification method and the like for polymerization.

また、トナーに使用する結着樹脂材料には、例えば、スチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリビニルブチラール樹脂等の群から選ばれる1種又は2種以上が用いられてもよい。   In addition, the binder resin material used for the toner is, for example, selected from the group of styrene resin, vinyl chloride resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyether polyol resin, polyurethane resin, or polyvinyl butyral resin. Species or two or more may be used.

また、結着樹脂材料は、合成段階から結晶性ワックス類又は非相溶性物質が予め微分散されたものであってもよい。しかしながら、前述した結着樹脂材料の中でも、ポリエステル樹脂又はポリエーテルポリオール樹脂が、樹脂弾性などの熱的性質に優れていることから、これらを結着樹脂材料に用いることが望ましい。   The binder resin material may be one in which crystalline waxes or incompatible substances are finely dispersed in advance from the synthesis stage. However, among the binder resin materials described above, the polyester resin or the polyether polyol resin is excellent in thermal properties such as resin elasticity, and therefore it is desirable to use them for the binder resin material.

トナーに用いられる着色剤としては、これまでに、トナー用材料として用いられている様な各種の染料類や顔料類等であれば特別の制限は無く、以下に示される様な有機又は無機の各種、各色の染料や顔料が使用可能である。すなわち、例えば黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト又はマグネタイト等が挙げられる。   The colorant used in the toner is not particularly limited as long as it is a variety of dyes and pigments that have been used as toner materials so far, and is organic or inorganic as shown below. Various dyes and pigments can be used. That is, examples of the black colorant include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, nonmagnetic ferrite, magnetic ferrite, and magnetite.

静電潜像を現像するトナー中には、上記の様な材料以外にも、マグネタイト、ヘマタイト若しくは各種フェライト等の磁性粉、オフセット防止剤又は帯電制御剤などの成分も必要に応じて配合できる。   In the toner for developing the electrostatic latent image, components such as magnetic powder such as magnetite, hematite or various ferrites, an anti-offset agent, or a charge control agent can be blended as necessary in addition to the above materials.

トナーの定着性の改良などの目的で用いられるオフセット防止剤は、これまでにトナー用材料として用いられていれば特別の制限は無く、以下に示される様なものが使用可能である。例えば、パラフィンワックス、酸化パラフィンワックス若しくはマイクロクリスタリンワックス等の様な石油ワックス、モンタンワックス等の様な鉱物ワックス、密蝋(みつろう)若しくはカルナバワックス等の様な動植物ワックス、又は、ポリオレフィンワックス(ポリエチレン若しくはポリプロピレン等)、酸化ポリオレフィンワックス若しくはフィッシャートロプシュワックス等の様な合成ワックス等が挙げられる。これらオフセット防止剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The offset preventive agent used for the purpose of improving the fixing property of the toner is not particularly limited as long as it has been used as a toner material so far, and the following can be used. For example, petroleum wax such as paraffin wax, oxidized paraffin wax or microcrystalline wax, mineral wax such as montan wax, animal and plant wax such as beeswax or carnauba wax, or polyolefin wax (polyethylene or And synthetic waxes such as oxidized polyolefin wax or Fischer-Tropsch wax. These offset inhibitors may be used alone or in combination of two or more.

帯電制御剤は、低分子化合物から高分子化合物まで種々の物質が使用できるが、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、有機金属錯体、キレート化合物、アミノ基を有するモノマーを、単独重合、あるいは、共重合させた高分子化合物等が挙げられる。また、帯電調整及び表面抵抗調整などの目的で添加される外添剤又は流動化剤には、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体などの無機微粉体が好適に用いられる。これらの無機微粉体は、疎水化及び帯電性コントロールのために、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物の様な処理剤で処理されているものであってもよい。また、前述した処理剤から選ばれる1種または2種以上が用いられてもよい。   As the charge control agent, various substances from low molecular compounds to high molecular compounds can be used. For example, a quaternary ammonium salt compound, a nigrosine compound, an organometallic complex, a chelate compound, and a monomer having an amino group are homopolymerized. Alternatively, copolymerized polymer compounds and the like can be mentioned. In addition, inorganic fine powders such as silica fine powder and titanium oxide fine powder are suitably used as the external additive or fluidizing agent added for the purpose of charge adjustment and surface resistance adjustment. These inorganic fine powders are made of silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having functional groups, and other organosilicons for hydrophobicity and chargeability control. It may be treated with a treating agent such as a compound. Moreover, 1 type, or 2 or more types chosen from the processing agent mentioned above may be used.

次に、本実施形態の画像形成装置100の特徴的な構成について図面を参照して説明する。
図3は本実施形態の画像形成装置を構成する感光体ドラムと現像カートリッジの設置状態を示す平面図、図4は前記感光体ドラムと現像カートリッジとの設置状態を検出する距離センサの設置状態を示す説明図である。
Next, a characteristic configuration of the image forming apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a plan view showing an installed state of the photosensitive drum and the developing cartridge constituting the image forming apparatus of the present embodiment, and FIG. 4 shows an installed state of a distance sensor for detecting the installed state of the photosensitive drum and the developing cartridge. It is explanatory drawing shown.

感光体ドラム1は、図3に示すように、感光体ドラム1の回転軸18により画像形成装置100のフレーム12に位置決めされている。また、現像カートリッジ4は、画像形成装置100に装着される際に、画像形成装置100のフレーム12と現像カートリッジ4のフレーム41が当接部12aにおいて隙間なく当接することで、現像ローラ5と感光体ドラム1の間隔距離(以下、「現像ギャップ」と称する。)Gを所定間隔に保持している。   As shown in FIG. 3, the photosensitive drum 1 is positioned on the frame 12 of the image forming apparatus 100 by the rotation shaft 18 of the photosensitive drum 1. Further, when the developing cartridge 4 is attached to the image forming apparatus 100, the frame 12 of the image forming apparatus 100 and the frame 41 of the developing cartridge 4 are in contact with each other at the contact portion 12a without any gap, so that the developing roller 5 and the photosensitive roller 4 are photosensitive. An interval distance (hereinafter referred to as “development gap”) G of the body drum 1 is maintained at a predetermined interval.

静電潜像が形成される感光体ドラム1と静電潜像にトナーを付着させて現像するための現像ローラ5が所定の間隔距離をおいて配置する非接触現像法では、感光体ドラム1と現像ローラ5間の電界強度により、トナーを現像ローラ5から飛翔させる力が変化し、現像される濃度が変化する。この電界強度は、感光体ドラム1および現像ローラ5の電位差と現像ギャップGで決まる。   In the non-contact developing method in which the photosensitive drum 1 on which the electrostatic latent image is formed and the developing roller 5 for developing the electrostatic latent image by attaching toner to the electrostatic latent image are arranged at a predetermined distance, the photosensitive drum 1 Due to the electric field strength between the developing roller 5 and the developing roller 5, the force that causes the toner to fly from the developing roller 5 changes, and the developed density changes. This electric field strength is determined by the potential difference between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5 and the developing gap G.

すなわち、感光体ドラム1および現像ローラ5の電位差が一定の場合、現像ギャップGが大きくなれば、電界強度が弱まり、現像されるトナーの現像量が減少する。一方、現像ギャップGが小さければ、電界強度が強まることになり、現像されるトナーの現像量が増加することになる。   That is, when the potential difference between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5 is constant, if the developing gap G increases, the electric field strength decreases and the developing amount of toner to be developed decreases. On the other hand, if the development gap G is small, the electric field strength increases, and the development amount of the developed toner increases.

感光体ドラム1と現像ローラ5との間には、その現像ギャップGの間隔距離を検出するための光学式センサ11が配置されている。光学式センサ11は、図4に示すように、発光部11aと受光部11bとにより構成されている。発光部11aと受光部11bとは、感光体ドラム1と現像ローラ5の現像ギャップGに対して垂直方向で現像ギャップGを挟むように対向配置されている。   Between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5, an optical sensor 11 for detecting the distance of the developing gap G is disposed. As shown in FIG. 4, the optical sensor 11 includes a light emitting unit 11a and a light receiving unit 11b. The light emitting unit 11 a and the light receiving unit 11 b are arranged to face each other so as to sandwich the developing gap G in a direction perpendicular to the developing gap G between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5.

現像カートリッジ4が新しく交換された時、もしくはメンテナンスのため画像形成装置100より一旦取り外されて再装着された場合には、画像形成に先立ち感光体ドラム1と現像ローラ5が停止している状態で、感光体ドラム1の長手方向(軸線方向)中央部の現像ギャップGの検出を実施する。   When the developing cartridge 4 is newly replaced or is removed from the image forming apparatus 100 and reattached for maintenance, the photosensitive drum 1 and the developing roller 5 are stopped prior to image formation. Then, the development gap G in the center in the longitudinal direction (axial direction) of the photosensitive drum 1 is detected.

ここで、画像形成装置100における現像ギャップGの検出について図面を参照して説明する。
図5は本実施形態の画像形成装置における現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図、図6は前記現像ギャップの値と現像バイアスの値との関係を示すグラフである。
Here, detection of the development gap G in the image forming apparatus 100 will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration for detecting the development gap in the image forming apparatus of this embodiment, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the value of the development gap and the value of the development bias.

画像形成装置100には、図5に示すように、光学式センサ11と、光学式センサ11の受光部11bで受光された受光量を現像ギャップG(間隔距離)に変換する受光量現像ギャップ変換処理部13と、現像ギャップGに応じて現像バイアス電圧値を決定する現像バイアス演算部14と、現像バイアス演算部14により決定された現像バイアス電圧を現像ローラ5に印加するよう制御する現像バイアス制御部15が具備されている。   In the image forming apparatus 100, as shown in FIG. 5, the received light amount development gap conversion that converts the received light amount received by the optical sensor 11 and the light receiving unit 11b of the optical sensor 11 into a developing gap G (interval distance). A processing unit 13, a developing bias calculator 14 that determines a developing bias voltage value according to the developing gap G, and a developing bias control that controls the developing roller 5 to apply the developing bias voltage determined by the developing bias calculator 14 to the developing roller 5. Part 15 is provided.

感光体ドラム1と現像ローラ5との現像ギャップGを検出する場合は、図4に示すように、光学式センサ11の発光部11aより現像ギャップGに向けて光を照射し、現像ギャップGを通過した光を光学式センサ11の受光部11bで受光する。   When detecting the developing gap G between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5, as shown in FIG. 4, light is emitted from the light emitting portion 11 a of the optical sensor 11 toward the developing gap G, and the developing gap G is set. The light that has passed is received by the light receiving portion 11 b of the optical sensor 11.

そして、図5に示すように、光学センサ11の受光部11bで受光した通過光量を、受光量現像ギャップ変換処理部13で現像ギャップGに変換する。この変換された現像ギャップGの値に対して、現像バイアス演算部14において予め設定しておいた画像濃度が適正値(例えば、光学濃度ID=1.4)になるように、現像バイアス電圧値を決定し、現像バイアス制御部15において決定された現像バイアス電圧を印加するよう制御する。   Then, as shown in FIG. 5, the amount of light passing through the light receiving unit 11 b of the optical sensor 11 is converted into a development gap G by the received light amount development gap conversion processing unit 13. With respect to the converted value of the development gap G, the development bias voltage value is set so that the image density set in advance in the development bias calculator 14 becomes an appropriate value (for example, optical density ID = 1.4). And the development bias voltage determined by the development bias controller 15 is controlled to be applied.

現像バイアスは、図6に示すように、現像ギャップGと現像バイアスとの関係より決定され、現像バイアス制御部15において、決定された現像バイアス電圧を印加するよう制御する。   As shown in FIG. 6, the development bias is determined based on the relationship between the development gap G and the development bias, and the development bias control unit 15 controls to apply the determined development bias voltage.

例えば、現像ギャップが150μmの場合には現像バイアスを−450Vに補正し、現像ギャップが200μmの場合には−600Vに補正し、現像ギャップが250μmの場合には−750Vに補正する。この補正された補正現像バイアスによって画像形成動作を実施する。   For example, when the development gap is 150 μm, the development bias is corrected to −450 V, when the development gap is 200 μm, it is corrected to −600 V, and when the development gap is 250 μm, it is corrected to −750 V. An image forming operation is performed with the corrected correction developing bias.

尚、発光部11a,受光部11bは、現像ローラ5の両端部で、トナーを担持していない非画像領域部のローラ周面と感光体ドラム1の間隔距離、すなわち、現像ギャップGに向けて端部片側もしくは両側に配置して、画像形成に先立ち画像形成前回転動作中に現像ギャップGの検出を上述したように実施してもよい。   It should be noted that the light emitting portion 11a and the light receiving portion 11b are directed to the distance between the peripheral surface of the non-image area portion not carrying toner and the photosensitive drum 1, that is, toward the developing gap G, at both ends of the developing roller 5. It may be arranged on one side or both sides of the end, and the development gap G may be detected as described above during the rotation before image formation prior to image formation.

次に、現像ギャップGと画像濃度の関係についてグラフを参照して説明する。
図7は本実施形態の画像形成装置における現像ローラに印加する直流バイアス電圧を変化させた場合の現像ギャップGと画像濃度の関係を示したグラフである。
Next, the relationship between the development gap G and the image density will be described with reference to a graph.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the developing gap G and the image density when the DC bias voltage applied to the developing roller in the image forming apparatus of this embodiment is changed.

図7に示すように、現像ギャップGが大きくなるにつれて、画像濃度が低下する傾向を示し、同一現像ギャップにおいては、直流現像バイアスが大きくなるにつれて、画像濃度が高くなる。   As shown in FIG. 7, the image density tends to decrease as the development gap G increases. In the same development gap, the image density increases as the DC development bias increases.

そのため、検出した現像ギャップGの値に応じて、現像バイアス演算部14において予め設定しておいたデータに基づき、現像ギャップGが大きい場合には、現像バイアスを高くする方向に補正し、現像ギャップGが小さい場合には、現像バイアスを低くする方向に補正し、現像バイアス制御部15において画像形成時に印加する現像バイアスを制御する。   For this reason, according to the detected value of the development gap G, if the development gap G is large on the basis of the data set in advance in the development bias calculation unit 14, the development bias is corrected in the direction of increasing the development gap. When G is small, the developing bias is corrected to be lowered, and the developing bias controller 15 controls the developing bias applied at the time of image formation.

尚、本実施形態では、画像形成装置100において、現像バイアスに直流現像バイアス電圧を印加する現像方式を用いているが、直流バイアスと交流バイアスを重畳して現像バイアスに印加する現像方式であってもよい。この場合、検出する現像ギャップGの大きさに応じて、直流バイアス電圧と、交流バイアス電圧の周波数を調整し、画像濃度を補正する。   In the present exemplary embodiment, the image forming apparatus 100 uses a developing method in which a DC developing bias voltage is applied to the developing bias, but the developing method applies a DC bias and an AC bias to the developing bias in a superimposed manner. Also good. In this case, the image density is corrected by adjusting the DC bias voltage and the frequency of the AC bias voltage according to the size of the developing gap G to be detected.

以上のように構成したので、第1実施形態によれば、感光体ドラム1と現像ローラ5との間隔距離、すなわち、現像ギャップGを検出する光学式センサ11を備え、受光量現像ギャップ変換処理部13、現像バイアス演算部14、現像バイアス制御部15により現像ギャップGに応じて、実効現像電位を調整するようにしたので、装置毎に現像ギャップGがばらついた場合でも、画像形成装置に現像カートリッジが装着された際に、トナーパッチを作成することによりトナーを余計に消費することなく、画像濃度を補正することができ、画像濃度のバラツキを抑えることができる。   As described above, according to the first embodiment, the optical sensor 11 that detects the distance between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5, that is, the developing gap G, is provided, and the received light amount developing gap conversion process is performed. Since the effective development potential is adjusted according to the development gap G by the development unit 13, the development bias calculation unit 14, and the development bias control unit 15, even if the development gap G varies from one device to another, the image forming apparatus performs development. When the cartridge is mounted, by creating a toner patch, the image density can be corrected without excessive consumption of toner, and variations in image density can be suppressed.

また、本実施形態によれば、現像カートリッジ4を、画像形成装置100に装着される際に、画像形成装置100のフレーム12と現像カートリッジ4のフレーム41が当接部12aにおいて隙間なく当接することで、画像形成動作の実行時に、長期間使用においても飛散トナーの進入による現像ギャップGの変化を起すことが無く、また、現像ローラ5の回転や振動が直接感光体ドラム1に伝達されることが無く、現像ローラ5の回転や振動に起因する感光体ドラム1の振動による画像ムラを防ぐことができる。   Further, according to the present embodiment, when the developing cartridge 4 is mounted on the image forming apparatus 100, the frame 12 of the image forming apparatus 100 and the frame 41 of the developing cartridge 4 abut on the abutting portion 12a without any gap. Thus, when the image forming operation is performed, the development gap G does not change due to the ingress of scattered toner even during long-term use, and the rotation and vibration of the developing roller 5 are directly transmitted to the photosensitive drum 1. The image unevenness due to the vibration of the photosensitive drum 1 due to the rotation and vibration of the developing roller 5 can be prevented.

(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について図面を参照して説明する。
図8は本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の露光量と感光体ドラム表面電位の関係を示すグラフ、図9は前記画像形成装置における現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図、図10は前記現像ギャップの値と露光量の値との関係を示すグラフである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the exposure amount and the photosensitive drum surface potential of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows the electrical configuration for detecting the development gap in the image forming apparatus. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the development gap value and the exposure value.

第2実施形態は、第1実施形態に係る画像形成装置100において、感光体ドラム1への露光装置3から照射する露光量を変化させることにより、帯電器2にて均一に帯電された感光体ドラム1の露光部の表面電位を、図8に示すように変化させるようにしたものである。   In the second embodiment, in the image forming apparatus 100 according to the first embodiment, the photosensitive member uniformly charged by the charger 2 by changing the exposure amount irradiated from the exposure device 3 to the photosensitive drum 1. The surface potential of the exposed portion of the drum 1 is changed as shown in FIG.

すなわち、露光装置3からの露光量を大きくすれば、感光体ドラム1の表面電位の低下量が大きくなり、逆に、露光装置3からの露光量を小さくすれば、感光体ドラム1の表面電位の低下量を小さくなる。これにより、装置毎に現像ギャップGがばらついた場合でも、感光体ドラム1と現像ローラ5間の電界強度を一定にすることができる。   That is, if the exposure amount from the exposure device 3 is increased, the amount of decrease in the surface potential of the photosensitive drum 1 is increased. Conversely, if the exposure amount from the exposure device 3 is decreased, the surface potential of the photosensitive drum 1 is increased. Reduce the amount of decrease. Thereby, even when the developing gap G varies from device to device, the electric field strength between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5 can be made constant.

現像カートリッジ4が新しく交換された時、もしくはメンテナンスのため画像形成装置100より一旦取り外されて再装着された場合には、第1実施形態と同様に、図4に示すように、光学式センサ11により現像ギャップGを検出し、図9に示すように、光学式センサ11の受光部11bで受光した通過光量を、受光量現像ギャップ変換処理部13で現像ギャップGに変換する。この変換された現像ギャップGの値に対して、露光量演算部16において予め設定しておいた画像濃度が適正値(例えば、光学濃度ID=1.4)になるように、露光量を決定し、露光量制御部17において決定された露光量で露光するように制御する。   When the developing cartridge 4 is newly replaced or when it is once removed from the image forming apparatus 100 and reattached for maintenance, as in the first embodiment, as shown in FIG. 9 to detect the developing gap G, and as shown in FIG. 9, the received light amount received by the light receiving unit 11b of the optical sensor 11 is converted into the developing gap G by the received light amount developing gap conversion processing unit 13. With respect to the converted value of the development gap G, the exposure amount is determined so that the image density preset in the exposure amount calculation unit 16 becomes an appropriate value (for example, optical density ID = 1.4). Then, the exposure amount control unit 17 performs control so that exposure is performed with the exposure amount determined.

露光量は、図10に示すように、現像ギャップGと露光量の関係より決定され、露光量制御部17において、決定された露光量を露光装置3のレーザもしくはLEDに供給する電圧や電流を制御することにより、画像形成時の露光量を制御する。   As shown in FIG. 10, the exposure amount is determined from the relationship between the development gap G and the exposure amount. In the exposure amount control unit 17, the voltage or current for supplying the determined exposure amount to the laser or LED of the exposure apparatus 3 is determined. By controlling, the exposure amount at the time of image formation is controlled.

例えば、現像ギャップが150μmの場合には露光量を0.2μJ/cm2に補正し、現像ギャップが200μmの場合には0.3μJ/cm2に補正し、現像ギャップが250μmの場合には露光量を0.4μJ/cm2に補正する。この補正された露光量によって画像形成動作を実施する。   For example, when the development gap is 150 μm, the exposure amount is corrected to 0.2 μJ / cm 2, when the development gap is 200 μm, it is corrected to 0.3 μJ / cm 2, and when the development gap is 250 μm, the exposure amount is corrected. Correct to 0.4 μJ / cm 2. An image forming operation is performed with the corrected exposure amount.

尚、発光部11a,受光部11bは、現像ローラ5の両端部で、トナーを担持していない非画像領域部のローラ周面と感光体ドラム1の間隔距離、すなわち、現像ギャップGに向けて端部片側もしくは両側に配置して、画像形成に先立ち画像形成前回転動作中に現像ギャップGの検出を上述したように実施してもよい。   It should be noted that the light emitting portion 11a and the light receiving portion 11b are directed to the distance between the peripheral surface of the non-image area portion not carrying toner and the photosensitive drum 1, that is, toward the developing gap G, at both ends of the developing roller 5. It may be arranged on one side or both sides of the end, and the development gap G may be detected as described above during the rotation before image formation prior to image formation.

以上のように構成したので、第2実施形態によれば、感光体ドラム1と現像ローラ5との間隔距離、すなわち、現像ギャップGを検出する光学式センサ11を備え、受光量現像ギャップ変換処理部13、露光量演算部16、露光量制御部17により現像ギャップGに応じて、露光量を調整するようにしたので、装置毎に現像ギャップGがばらついた場合でも、画像形成装置に現像カートリッジが装着された際に、トナーパッチを作成することによりトナーを余計に消費することなく、画像濃度を補正することができ、画像濃度のバラツキを抑えることができる。   Since it is configured as described above, according to the second embodiment, the optical sensor 11 that detects the distance between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5, that is, the developing gap G, is provided, and the received light amount developing gap converting process is performed. Since the exposure amount is adjusted according to the development gap G by the unit 13, the exposure amount calculation unit 16, and the exposure amount control unit 17, even when the development gap G varies from device to device, the image forming apparatus includes a developing cartridge. When the toner image is mounted, by creating a toner patch, the image density can be corrected without excessive consumption of toner, and variations in image density can be suppressed.

(第3実施形態)
次に、本発明に係る第3実施形態について図面を参照して説明する。
図11は本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す説明図、図12は前記画像形成装置を構成する感光体ドラムと現像カートリッジとの設置状態を検出する距離センサの設置状態を示す説明図、図13は前記画像形成装置における現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of the image forming unit of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a distance for detecting the installation state of the photosensitive drum and the developing cartridge constituting the image forming apparatus. FIG. 13 is a block diagram showing an electrical configuration for detecting a development gap in the image forming apparatus.

第3実施形態は、図11,図12に示すように、画像形成装置300において、第1実施形態に係る感光体ドラム1及び光学式センサ11に換えて、感光体ドラム301を透明な部材により構成し、感光体ドラム301の内側にレーザ式センサ(距離センサ)312を設けたことを特徴とするものである。   In the third embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, in the image forming apparatus 300, instead of the photosensitive drum 1 and the optical sensor 11 according to the first embodiment, the photosensitive drum 301 is made of a transparent member. The laser sensor (distance sensor) 312 is provided inside the photosensitive drum 301.

尚、第3実施形態に係る画像形成装置300は、基本的な構成及び機能を第1実施形態の画像形成装置100と同様な構成として、同一の構成及び機能を有するものは同一の符号を付することで説明を省略する。   Note that the image forming apparatus 300 according to the third embodiment has the same basic configuration and functions as those of the image forming apparatus 100 according to the first embodiment, and those having the same configurations and functions are denoted by the same reference numerals. Thus, the description is omitted.

感光体ドラム301は、透明な材質で構成されており、透明性基体の外側表面に電極層として透明の導電性材料からなる透光性電極層を形成し、さらにその上に電荷発生層、電荷輸送層を順次積層し形成されている。   The photosensitive drum 301 is made of a transparent material, and a transparent electrode layer made of a transparent conductive material is formed on the outer surface of the transparent substrate as an electrode layer. The transport layers are sequentially stacked.

透光性基体の材料としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネ−ト、など透光性を有する高分子化合物を広く使用することができる。   As a material for the light-transmitting substrate, a polymer compound having a light-transmitting property such as acrylic resin, methacrylic resin, and polycarbonate can be widely used.

また、透光性電極層の材料としては、銅、真鍮、銀、金、アルミニウム、パラジウムなど金属の蒸着薄膜、ITO(In,Snの化合物)の蒸着膜、あるいはITOなど透明な導電性微粉末の透明な樹脂バインダー分散体による塗布層など使用することができる。   The material of the translucent electrode layer may be a vapor-deposited thin film of metal such as copper, brass, silver, gold, aluminum or palladium, a vapor-deposited film of ITO (In, Sn compound), or a transparent conductive fine powder such as ITO. A coating layer of a transparent resin binder dispersion can be used.

電荷発生層中の電荷発生材料として、フタロシアニン、アゾ化合物、キナクリドン、多環式キノン、ペリレン等の有機顔料、チアピリリウム塩、スクアリリウム塩等の有機染料が用いられる。   As the charge generation material in the charge generation layer, organic pigments such as phthalocyanine, azo compound, quinacridone, polycyclic quinone, and perylene, and organic dyes such as thiapyrylium salt and squarylium salt are used.

電荷発生層には、化学増感剤として電子受容性材料、例えば、テトラシアノエチレン、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、アントラキノン、p−ベンゾキノン等のキノン類、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロフルオレノン等のニトロ化合物、または、光学増感剤として、キサンテン系色素、チアジン色素、トリフェニルメタン系色素等の色素を添加してもよい。   In the charge generation layer, an electron accepting material as a chemical sensitizer, for example, cyano compounds such as tetracyanoethylene, 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane, quinones such as anthraquinone and p-benzoquinone, Nitro compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone and 2,4,5,7-tetranitrofluorenone, or dyes such as xanthene dyes, thiazine dyes and triphenylmethane dyes as optical sensitizers. It may be added.

結着性樹脂としてはポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂等が用いられる。電荷発生層の膜厚としては0.05〜5μmで、好ましくは0.08〜1μmである。   As the binder resin, polyarylate, polyvinyl butyral, polycarbonate, polyester, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, phenoxy, epoxy, silicone resin and the like are used. The thickness of the charge generation layer is 0.05 to 5 μm, preferably 0.08 to 1 μm.

電荷輸送層中の電荷輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン等の高分子化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサジアゾール化合物、スチルベン化合物、トリフェニルメタン化合物、トリフェニルアミン化合物、エナミン化合物等の低分子化合物が用いられる。   As the charge transport material in the charge transport layer, polymer compounds such as polyvinyl carbazole and polysilane, hydrazone compounds, pyrazoline compounds, oxadiazole compounds, stilbene compounds, triphenylmethane compounds, triphenylamine compounds, enamine compounds, etc. Molecular compounds are used.

結着性樹脂としてはポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂等が用いられる。電荷輸送層の膜厚としては5〜50μmで、好ましくは10〜40μmである。   As the binder resin, polyarylate, polyvinyl butyral, polycarbonate, polyester, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, phenoxy, epoxy, silicone resin and the like are used. The thickness of the charge transport layer is 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm.

電荷発生層または電荷輸送層に添加剤として酸化防止剤を加えてもよい。
酸化防止剤としては、ビタミンE、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが用いられる。
An antioxidant may be added as an additive to the charge generation layer or the charge transport layer.
As the antioxidant, vitamin E, hydroquinone, hindered amine, hindered phenol, paraphenylenediamine, arylalkane and derivatives thereof, organic sulfur compounds, organic phosphorus compounds, and the like are used.

レーザ式センサ312は、図12に示すように、感光体ドラム301の現像ローラ5と対向する周面の裏面側に配置されている。具体的には、レーザ式センサ312は、発光部から出射した光の反射光を受光部で受光する反射式センサであって、発光部および受光部を同一面に備えて、現像ローラ5に対向するように配置されている。   As shown in FIG. 12, the laser sensor 312 is disposed on the back surface side of the peripheral surface of the photosensitive drum 301 facing the developing roller 5. Specifically, the laser-type sensor 312 is a reflection-type sensor that receives reflected light of light emitted from the light-emitting unit at the light-receiving unit, and has the light-emitting unit and the light-receiving unit on the same surface and faces the developing roller 5. Are arranged to be.

現像カートリッジ4が新しく交換された時、もしくはメンテナンスのため画像形成装置300より一旦取り外されて再装着された場合には、画像形成に先立ち感光体ドラム301と現像ローラ5が停止している状態で、感光体ドラム301の長手方向(軸線方向)中央部の現像ギャップGの検出を実施する。   When the developing cartridge 4 is newly replaced or when it is once removed from the image forming apparatus 300 and reattached for maintenance, the photosensitive drum 301 and the developing roller 5 are stopped prior to image formation. Then, the development gap G in the center in the longitudinal direction (axial direction) of the photosensitive drum 301 is detected.

ここで、画像形成装置300における現像ギャップGの検出について図面を参照して説明する。   Here, detection of the development gap G in the image forming apparatus 300 will be described with reference to the drawings.

画像形成装置300には、図13に示すように、現像ギャップGを検出するレーザ式センサ312と、現像ギャップGに応じて現像バイアス電圧値を決定する現像バイアス演算部14と、現像バイアス演算部14により決定された現像バイアス電圧を現像ローラ5に印加するよう制御する現像バイアス制御部15が具備されている。   As shown in FIG. 13, the image forming apparatus 300 includes a laser sensor 312 that detects the development gap G, a development bias calculation unit 14 that determines a development bias voltage value according to the development gap G, and a development bias calculation unit. A developing bias control unit 15 that controls the developing bias voltage determined by 14 to be applied to the developing roller 5 is provided.

感光体ドラム301と現像ローラ5との現像ギャップGを検出する場合は、図12に示すように、レーザ式センサ312の発光部より透明像担持体を透過し現像ローラ5に向け光を照射し、現像ローラ5で反射された光をレーザ式センサ12の受光部内に配置される光位置検出素子に受光して現像ギャップGを検出する。   When detecting the developing gap G between the photosensitive drum 301 and the developing roller 5, as shown in FIG. 12, the light emitting part of the laser sensor 312 transmits the transparent image carrier and irradiates the developing roller 5 with light. Then, the light reflected by the developing roller 5 is received by a light position detecting element disposed in the light receiving portion of the laser type sensor 12, and the developing gap G is detected.

検出された現像ギャップGの値に対して、現像バイアス演算部14において予め設定しておいた現像ギャップの値と画像濃度の関係より、現像バイアス電圧値を決定し、現像バイアス制御部15において決定された現像バイアス電圧で画像形成動作を実施する。   For the detected value of the development gap G, the development bias voltage value is determined from the relationship between the development gap value and the image density set in advance in the development bias calculation unit 14, and is determined in the development bias control unit 15. The image forming operation is performed with the developed bias voltage.

尚、レーザ式センサ312は、現像ローラ5の両端部で、トナーを担持していない非画像領域部のローラ周面と対向し端部片側もしくは両側に配置して、画像形成に先立ち画像形成前回転動作中に現像ギャップGの検出を上述したように実施してもよい。   The laser sensor 312 is disposed at one end or both sides of the developing roller 5 at one end or both sides of the developing roller 5 so as to face the roller peripheral surface of the non-image area portion that does not carry toner, before image formation. The detection of the development gap G may be performed as described above during the rotation operation.

また、その他の変形例として、図14に示すように、現像バイアスを補正する代わりに、検出された現像ギャップGの値に対して、露光量演算部16において予め設定しておいた露光量を決定し、露光量制御部17において、決定された露光量を露光装置3のレーザもしくはLEDに供給する電圧や電流を制御することにより、画像形成時の露光量を制御することができる。   As another modified example, as shown in FIG. 14, instead of correcting the development bias, the exposure amount preset in the exposure amount calculation unit 16 with respect to the detected value of the development gap G is used. The exposure amount control unit 17 determines the exposure amount at the time of image formation by controlling the voltage and current supplied to the laser or LED of the exposure device 3 in the exposure amount control unit 17.

尚、レーザ式センサ312は、現像ローラ5の両端部で、トナーを担持していない非画像領域部のローラ周面と対向し端部片側もしくは両側に配置して、画像形成に先立ち画像形成前回転動作中に現像ギャップGの検出を上述したように実施してもよい。   The laser sensor 312 is disposed at one end or both sides of the developing roller 5 at one end or both sides of the developing roller 5 so as to face the roller peripheral surface of the non-image area portion that does not carry toner, before image formation. The detection of the development gap G may be performed as described above during the rotation operation.

以上のように構成したので、第3実施形態によれば、画像形成装置300において、第1実施形態に係る感光体ドラム1及び光学式センサ11に換えて、透明な部材により構成した感光体ドラム301と、感光体ドラム301の内側にレーザ式センサ312を設け、現像バイアス演算部14、現像バイアス制御部15により現像ギャップGに応じて、実効現像電位を調整するようにしたので、装置毎に現像ギャップGがばらついた場合でも、画像形成装置に現像カートリッジが装着された際に、トナーパッチを作成することによりトナーを余計に消費することなく、画像濃度を補正することができ、画像濃度のバラツキを抑えることができる。   Since configured as described above, according to the third embodiment, in the image forming apparatus 300, instead of the photosensitive drum 1 and the optical sensor 11 according to the first embodiment, a photosensitive drum configured by a transparent member. 301 and a laser-type sensor 312 provided inside the photosensitive drum 301, and the effective developing potential is adjusted according to the developing gap G by the developing bias calculation unit 14 and the developing bias control unit 15, so that each device is different. Even when the development gap G varies, it is possible to correct the image density without consuming excessive toner by creating a toner patch when the development cartridge is mounted in the image forming apparatus. Variations can be suppressed.

また、本実施形態によれば、レーザ式センサ312を感光体ドラム301の裏面側に配置することで、画像形成装置300の省スペース化を図ることができる。   In addition, according to the present embodiment, by arranging the laser sensor 312 on the back surface side of the photosensitive drum 301, it is possible to save the space of the image forming apparatus 300.

ここで、上述した本発明の実施形態の比較例として従来の画像形成装置を例に挙げて具体的に説明する。
従来の画像形成装置400では、図15に示すように、現像ギャップGを現像ローラ5両端に現像ローラ5より外径が大きいコロ423を取り付け、現像ローラ5を感光体ドラム1にコロ423を介して押し当て、現像ギャップGを所定間隔(例えば、200μm)に保持している。コロ423を介して感光体ドラム1と現像カートリッジ404が接触しているため、現像ローラ5の回転時に発生する振動が感光体ドラム1に直接伝わり、バンディング等の画像不良が発生する。
Here, a conventional image forming apparatus will be specifically described as a comparative example of the above-described embodiment of the present invention.
In the conventional image forming apparatus 400, as shown in FIG. 15, a roller 423 having an outer diameter larger than that of the developing roller 5 is attached to both ends of the developing roller 5 so that the developing gap 5 is attached to the photosensitive drum 1 via the roller 423. The development gap G is held at a predetermined interval (for example, 200 μm). Since the photosensitive drum 1 and the developing cartridge 404 are in contact with each other via the roller 423, vibration generated when the developing roller 5 rotates is directly transmitted to the photosensitive drum 1, and image defects such as banding occur.

また長時間使用により、飛散したトナーが感光体ドラム1とコロ423の間に侵入し、感光体ドラム1表面もしくはコロ423表面に固着する。この固着トナーにより現像ギャップGが初期の値に対し約50〜100μm拡大し、画像濃度が0.2〜0.4低下してしまう。   Further, the scattered toner enters between the photosensitive drum 1 and the roller 423 by using for a long time, and is fixed to the surface of the photosensitive drum 1 or the surface of the roller 423. Due to the fixing toner, the development gap G is enlarged by about 50 to 100 μm from the initial value, and the image density is reduced by 0.2 to 0.4.

これに対して、上述した本発明に係る実施形態では、図3に示すように、画像形成装置100のフレーム12と現像カートリッジ4のフレーム41が隙間なく当接することで、現像ローラ5と感光体ドラム1の間隔距離、すなわち、現像ギャップGを所定間隔に保持している構成となっている。   On the other hand, in the embodiment according to the present invention described above, as shown in FIG. 3, the developing roller 5 and the photosensitive member are brought into contact with each other without the gap between the frame 12 of the image forming apparatus 100 and the frame 41 of the developing cartridge 4. The distance between the drums 1, that is, the development gap G is maintained at a predetermined distance.

従って、画像形成動作実行時には、現像ギャップGを所定間隔に保持している当接部12aは、現像カートリッジ4のフレーム41と隙間無く当接しており、長期間使用においても飛散トナーの進入による現像ギャップの変化を起さない。   Accordingly, when the image forming operation is executed, the contact portion 12a that holds the development gap G at a predetermined interval is in contact with the frame 41 of the developing cartridge 4 without any gap, and development due to intrusion of scattered toner even during long-term use. Does not cause gap changes.

また、現像カートリッジ4と感光体ドラム1とが直接当接していないため、現像ローラ5の回転や振動が直接感光体ドラム1に伝達されることが無く、現像ローラ5の回転や振動に起因する感光体ドラム1の振動による画像ムラを防ぐことができる。   Further, since the developing cartridge 4 and the photosensitive drum 1 are not in direct contact with each other, the rotation and vibration of the developing roller 5 are not directly transmitted to the photosensitive drum 1 and are caused by the rotation and vibration of the developing roller 5. Image unevenness due to vibration of the photosensitive drum 1 can be prevented.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means are also included in the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、カラー用の画像形成装置(複合機、プリンタなど)に本発明が適用されているが、中間転写体(中間転写ベルト)に転写されたトナー像を帯電する転写前帯電手段を備えたモノクロ用の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。   For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a color image forming apparatus (multifunction machine, printer, etc.), but before transferring a toner image transferred to an intermediate transfer member (intermediate transfer belt). The present invention can also be applied to a monochrome image forming apparatus provided with a charging unit.

本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image forming unit of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本実施形態の画像形成装置を構成する現像カートリッジの構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a developing cartridge that constitutes the image forming apparatus according to the exemplary embodiment. 前記画像形成装置を構成する感光体ドラムと現像カートリッジの設置状態を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an installed state of a photosensitive drum and a developing cartridge constituting the image forming apparatus. 前記感光体ドラムと現像カートリッジとの設置状態を検出する距離センサの設置状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the installation state of the distance sensor which detects the installation state of the said photoreceptor drum and a developing cartridge. 前記画像形成装置における現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration for detecting a development gap in the image forming apparatus. 前記現像ギャップの値と現像バイアスの値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the value of the said development gap, and the value of development bias. 前記画像形成装置における現像ローラに印加する直流バイアス電圧を変化させた場合の現像ギャップGと画像濃度の関係を示したグラフである。3 is a graph showing a relationship between a developing gap G and an image density when a DC bias voltage applied to a developing roller in the image forming apparatus is changed. 本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の露光量と感光体ドラム表面電位の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between an exposure amount and a photosensitive drum surface potential of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. 前記画像形成装置における現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration for detecting a development gap in the image forming apparatus. 前記現像ギャップの値と露光量の値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the value of the said development gap, and the value of exposure amount. 本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the image formation part of the image forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 前記画像形成装置を構成する感光体ドラムと現像カートリッジとの設置状態を検出する距離センサの設置状態を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an installation state of a distance sensor that detects an installation state of a photosensitive drum and a developing cartridge that constitute the image forming apparatus. 前記画像形成装置における現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration for detecting a development gap in the image forming apparatus. 第3実施形態の変形例として現像ギャップの検出を行うための電気的構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an electrical configuration for detecting a development gap as a modification of the third embodiment. 従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the image forming part of the conventional image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,301 感光体ドラム(像担持体)
2 帯電器(帯電手段)
3 露光装置(露光手段)
4 現像カートリッジ(現像手段)
5 現像ローラ
11 光学式センサ(距離センサ)
11a 発光部
11b 受光部
12 フレーム
12a 当接部
13 受光量現像ギャップ変換処理部
14 現像バイアス演算部
15 現像バイアス制御部
16 露光量演算部
17 露光量制御部
41 フレーム
100,300 画像形成装置
312 レーザ式センサ(距離センサ)
G 現像ギャップ
1,301 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charger (charging means)
3 Exposure equipment (exposure means)
4 Developer cartridge (Developer)
5 Developing roller 11 Optical sensor (distance sensor)
11a Light emitting unit 11b Light receiving unit 12 Frame 12a Abutting unit 13 Light reception amount development gap conversion processing unit 14 Development bias calculation unit 15 Development bias control unit 16 Exposure amount calculation unit 17 Exposure amount control unit 41 Frame 100, 300 Image forming apparatus 312 Laser Type sensor (distance sensor)
G Development gap

Claims (5)

静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、周面に現像剤薄層を担持する現像ローラを備えて該現像ローラに所定の現像バイアスを印加して該現像ローラ上の現像剤によって前記像担持体表面の静電潜像を非接触にて可視化する現像手段とを備え、
前記現像手段によって前記現像ローラを前記像担持体に対して所定間隔で対向させて、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置において、
前記現像ローラと前記像担持体の間隔距離を検出する距離センサを備え、
前記距離センサにより検出した前記現像ローラと前記像担持体の間隔距離の大きさに応じて、実効現像電位を調整することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit that charges the surface of the image carrier, an exposure unit that exposes the image carrier to form an electrostatic latent image, and a thin developer layer on the peripheral surface And a developing means for applying a predetermined developing bias to the developing roller and visualizing the electrostatic latent image on the surface of the image carrier in a non-contact manner with a developer on the developing roller. ,
In the image forming apparatus for forming an image by an electrophotographic method by causing the developing unit to face the image carrier at a predetermined interval by the developing unit,
A distance sensor for detecting a distance between the developing roller and the image carrier;
An image forming apparatus, wherein an effective developing potential is adjusted in accordance with a distance distance between the developing roller and the image carrier detected by the distance sensor.
前記現像手段は、前記画像形成装置のフレームと前記現像手段のフレームが当接することで、前記現像ローラを前記像担持体に対して所定間隔で対向する位置に配置することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the developing roller is disposed at a position facing the image carrier at a predetermined interval by contacting a frame of the image forming apparatus and a frame of the developing device. The image forming apparatus according to 1. 前記実効現像電位の調整には、前記現像ローラの現像バイアス電圧、もしくは前記露光手段の露光量を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a developing bias voltage of the developing roller or an exposure amount of the exposure unit is used for adjusting the effective developing potential. 前記像担持体は、透明な部材により構成され、
前記距離センサは、前記像担持体の前記現像ローラと対向する周面の裏面側に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
The image carrier is composed of a transparent member,
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the distance sensor is disposed on a back surface side of a peripheral surface of the image bearing member facing the developing roller. 5.
前記現像剤は、一成分現像剤を用いることを特徴とする請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a single-component developer is used as the developer.
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US10982953B2 (en) * 2019-05-27 2021-04-20 Konica Minolta, Inc. Measuring device, image forming apparatus, and measuring method

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