JP2013148808A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像ローラ、供給ローラ及び規制ブレードに各電流計を設け、測定結果に基づき、適切にプロセス制御を行う現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置1は、現像ローラ2と、トナー層規制ブレード4と、供給ローラ3とを備え、現像ローラ2にバイアス電圧を印加し、静電潜像をトナーにより現像を行う現像装置1であって、現像ローラ2に流れる電流の値を計測する第1の電流計測部5と、供給ローラ3に流れる電流の値を計測する第2の電流計測部6とを備え、非現像時に現像ローラ2及び供給ローラ3にバイアス電圧を印加した場合に、第2の電流計測部6により計測される第1の電流値と、現像時に、第1の電流計測部5及び第2の電流計測部6とによって計測される第2の電流値と、に基づきプロセス制御を行う。
【選択図】図2
【解決手段】現像装置1は、現像ローラ2と、トナー層規制ブレード4と、供給ローラ3とを備え、現像ローラ2にバイアス電圧を印加し、静電潜像をトナーにより現像を行う現像装置1であって、現像ローラ2に流れる電流の値を計測する第1の電流計測部5と、供給ローラ3に流れる電流の値を計測する第2の電流計測部6とを備え、非現像時に現像ローラ2及び供給ローラ3にバイアス電圧を印加した場合に、第2の電流計測部6により計測される第1の電流値と、現像時に、第1の電流計測部5及び第2の電流計測部6とによって計測される第2の電流値と、に基づきプロセス制御を行う。
【選択図】図2
Description
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等に使用する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラム(静電潜像担持体)上の表面を帯電させ、帯電域を画像情報に応じて露光することで静電潜像を形成し、現像剤を用いて静電潜像を可視化(現像)する方法が採用されている。
使用する現像剤は、1成分トナーを用いる現像剤と、非磁性のトナーと磁性のキャリアとを含む2成分現像剤とに大別され、画像形成装置において印字の繰り返しや動作環境の変化によってトナーの現像特性が大きく変化する。
例えば、高湿度下では、トナーの電気抵抗が低くなるため、摩擦帯電されたトナーの電荷保持性能が低下し、トナーの帯電量が下がり、印字画像の画質に変化が生じる原因となる。また、印字が繰り返された場合、現像装置に備えられる現像ローラ上のトナー付着量が減少し、画像濃度が下がることで画質の変化が生じることがある。
特許文献1には、現像剤のトナー濃度を安定させる一環として、補正用の画像濃度パッチ(トナーパッチ)を感光体ドラムに定期的に形成し、発光素子と受光素子とから成る濃度検出手段によってトナーパッチを検出し、検出結果に基づいて、現像ローラ、供給ローラ及び規制ブレードに印加する電圧バイアスを制御してトナー濃度を調整する技術が提案されている。
上記のトナーパッチに基づくトナー濃度制御において、トナー濃度が低下した場合、現像ローラ上のトナー付着量が減少したのか、トナー帯電量が減少したのかを区別することが困難であるため、現像ローラ、供給ローラ及び規制ブレードに印加する電圧バイアスを個別に制御することができない。現像ローラ等に印加する電圧バイアスと同程度の電圧バイアスを分印加する場合、現像ローラ上のトナー付着量は、ほぼ変化しない状態で現像ローラから感光体ドラムに移行するトナーの割合を変化させることになる。現像ローラ上のトナー付着量が減少した状態で現像ローラ等に印加する電圧バイアスを増加しても、現像量は一定以上増えず、トナー濃度を制御できる範囲が狭くなり、画像形成を適切に制御することが困難になるという課題がある。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなれたもので、現像ローラ、供給ローラ及び規制ブレードに各電流計を設け、測定結果に基づき、適切にプロセス制御を行う現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために本発明に係る現像装置及びこれを用いた画像形成装置の各構成は、次の通りである。
本発明の現像装置は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像に1成分トナーを用いる現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に担持される前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤担持体の周面に前記現像剤を供給すると共に前記現像剤担持体上の前記現像剤を剥離する現像剤供給部材と、制御部とを備え、少なくとも前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加し、前記静電潜像を前記現像剤により現像を行う現像装置であって、前記現像剤担持体に流れる電流の値を計測する第1の電流計測部と、前記現像剤供給部材に流れる電流の値を計測する第2の電流計測部と、を備え、非現像時において、少なくとも前記現像剤担持体及び前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加した場合に、前記第2の電流計測部により計測される第1の電流値と、現像時において、前記第1の電流計測部及び前記第2の電流計測部とによって計測される第2の電流値と、に基づきプロセス制御を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、前記層厚規制部材に流れる電流の値を計測する第3の電流計測部を備え、前記非現像時において、少なくとも前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記層厚規制部材に前記バイアス電圧を印加した場合に、前記第2の電流計測部により計測される第3の電流値と、前記現像時において、前記第1の電流計測部、前記第2の電流計測部及び前記第3の電流計測部とによって計測される第4の電流値とに基づき前記プロセス制御を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤担持体上の前記現像剤の帯電量及び前記現像剤の付着量を算出する算出部を備え、前記算出部は、前記第1の電流値及び前記第2の電流値に基づき、前記帯電量及び前記付着量を算出し、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の電位差を補正し、前記プロセス制御を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置の前記制御部は、前記現像剤の付着量に基づいて、前記層厚規制部材が前記現像剤担持体に圧接する圧接力を制御し、前記現像剤の層厚を調整することを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置の制御部は、前記現像剤の帯電量に基づいて、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の前記電位差を制御することを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、前記層厚規制部材を保持する層厚規制保持部材と、前記層厚規制保持部材を駆動する保持部材駆動部と、を備え、前記制御部の制御に基づき、前記層厚規制部材が前記現像剤担持体に圧接する前記圧接力が制御されることを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、前記層厚規制保持部材は、前記現像剤担持体の軸線に対して前記層厚規制部材を垂直方向に可変して前記圧接力を調整することを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、画像濃度の基準である基準トナーパッチの濃度を記憶する記憶部と、前記静電潜像担持体上に形成されるトナーパッチの濃度を検出する画像濃度センサと、前記検出したトナーパッチの濃度と前記基準トナーパッチの濃度とを比較し、前記画像濃度の補正値を算出する画像濃度制御部と、を備え、前記補正値に基づき、前記現像剤担持体に印加する前記バイアス電圧を調整することを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤担持体と、前記現像剤供給部材とは非接触であることを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤担持体に印加する前記バイアス電圧は直流電圧であることを特徴とするものである。
また、本発明の現像装置の前記層厚規制部材は、前記現像剤と接触する領域が非導電性材で形成されることを特徴とするものである。
また、本発明の画像形成装置は、レーザ光を偏向走査する光走査装置と、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により前記静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、前記の現像装置と、前記現像装置により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、現像装置は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像に1成分トナーを用いる現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に担持される前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤担持体の周面に前記現像剤を供給すると共に前記現像剤担持体上の前記現像剤を剥離する現像剤供給部材と、制御部とを備え、少なくとも前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加し、前記静電潜像を前記現像剤により現像を行う現像装置であって、前記現像剤担持体に流れる電流の値を計測する第1の電流計測部と、前記現像剤供給部材に流れる電流の値を計測する第2の電流計測部と、を備え、非現像時において、少なくとも前記現像剤担持体及び前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加した場合に、前記第2の電流計測部により計測される第1の電流値と、現像時において、前記第1の電流計測部及び前記第2の電流計測部とによって計測される第2の電流値と、に基づきプロセス制御を行うことで、非現像時及び現像時において現像ローラ上のトナー層の総電荷量を求め、トナー付着量及びトナー帯電量を算出し、効率の良いプロセス制御を行うことができるため、安定した画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、前記層厚規制部材に流れる電流の値を計測する第3の電流計測部を備え、前記非現像時において、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記層厚規制部材に前記バイアス電圧を印加した場合に、前記第2の電流計測部により計測される第3の電流値と、前記現像時において、前記第1の電流計測部、前記第2の電流計測部及び前記第3の電流計測部とによって計測される第4の電流値とに基づき前記プロセス制御を行うことで、導電性の前記層厚規制部材を考慮し、非現像時及び現像時において現像ローラ上のトナー層の総電荷量を求め、ナー付着量及びトナー帯電量を算出し、効率の良いプロセス制御を行うことができるため、安定した画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、前記現像剤担持体上の前記現像剤の帯電量及び前記現像剤の付着量を算出する算出部を備え、前記算出部は、前記第1の電流値及び前記第2の電流値に基づき、前記帯電量及び前記付着量を算出し、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の電位差を補正し、前記プロセス制御を行うことで、前記現像剤担持体上の前記現像剤の付着量が変動する場合にも、対応して電位差を補正することで、常時、現像剤の付着量を適正量に調整することができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置の前記制御部は、前記現像剤の付着量に基づいて、前記層厚規制部材が前記現像剤担持体に圧接する圧接力を制御し、前記現像剤の層厚を調整することで、前記現像剤担持体上の現像剤の付着量が変動している場合にも、現像剤の付着量を適正量に調整することができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置の制御部は、前記現像剤の帯電量に基づいて、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の前記電位差を制御することで、前記現像剤の帯電量が変動する場合にも、画像濃度を安定化することができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、前記層厚規制部材を保持する層厚規制保持部材と、前記層厚規制保持部材を駆動する保持部材駆動部とを備え、前記制御部の制御に基づき、前記層厚規制部材が前記現像剤担持体に圧接する前記圧接力が制御されることで、前記現像剤担持体上の現像剤の付着量が変動している場合にも、現像剤の付着量を適正量に調整することができ、安定した画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、前記層厚規制保持部材は、前記現像剤担持体の軸線に対して前記層厚規制部材を垂直方向に可変して前記圧接力を調整することで、前記層厚規制保持部材が前記現像剤担持体に柔軟に当接することが可能となり、より微細な調整が可能となるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、画像濃度の基準である基準トナーパッチの濃度を記憶する記憶部と、前記静電潜像担持体上に形成されるトナーパッチの濃度を検出する画像濃度センサと、前記検出したトナーパッチの濃度と前記基準トナーパッチの濃度とを比較し、前記画像濃度の補正値を算出する画像濃度制御部とを備え、前記補正値に基づき、前記現像剤担持体に印加する前記バイアス電圧を調整することで、より多角的に現像装置の調整を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、前記現像剤担持体と、前記現像剤供給部材とは非接触であることで、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間による電荷移動をトナーのみみに限定できるため、リーク電流を考慮する手間を省くことができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置は、前記現像剤担持体に印加する前記バイアス電圧は直流電圧であることで、電流を平滑化する必要がなく、計測の簡素化が可能になるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、現像装置の前記層厚規制部材は、前記現像剤と接触する領域が非導電性材で形成されることで、様々な種類の層厚規制部材を適用でき、設計用途を広げることができるという優れた効果を奏し得る。
本発明によれば、画像形成装置は、レーザ光を偏向走査する光走査装置と、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により前記静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、前記現像装置と、前記現像装置により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写装置とを備えることで、非現像時及び現像時において現像ローラ上のトナー層の総電荷量を求め、トナー付着量及びトナー帯電量を算出し、効率の良いプロセス制御を行うことができるため、安定した画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
<第1の実施形態>
第1の実施形態に係る現像装置1を備える画像形成装置100を説明する。図1は、第1の実施形態に係る現像装置1を備える画像形成装置100の構成を示す概略図である。尚、第1の実施形態では、画像形成装置100における画像形成に係る主要な構成要素を中心に説明し、その他の補助的な構成要素の説明を省略する。
第1の実施形態に係る現像装置1を備える画像形成装置100を説明する。図1は、第1の実施形態に係る現像装置1を備える画像形成装置100の構成を示す概略図である。尚、第1の実施形態では、画像形成装置100における画像形成に係る主要な構成要素を中心に説明し、その他の補助的な構成要素の説明を省略する。
画像形成装置100は、後述する感光体ドラム51(静電潜像担持体)を、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、および黒色画像用の4つの感光体ドラムを備え、これらによりカラー画像を形成可能なタンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置100は、ネットワークを介して接続されたPC(Personal Computer)等の各種端末装置から送信される画像データや、スキャナ等の原稿読み取り装置によって読み取られた画像データに基づいて、被転写材(記録媒体)となる用紙Pに対して、カラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタ機能を有するものである。
画像形成装置100は、図1に示すように、用紙Pにトナー画像を形成する機能を有する画像形成ステーション部50(50Y、50M、50C、50B)と、該画像形成ステーション部50で用紙Pに形成されたトナー像を定着させる機能を有する定着装置40と、用紙Pを載置する供給トレイ60から画像形成ステーション部50および定着装置40へと用紙Pを搬送する機能を有する搬送部30とを備えている。
画像形成ステーション部50は、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用及び黒色画像用のそれぞれ4つの画像形成ステーション50(50Y、50M、50C、50B)から構成されている。具体的には、供給トレイ60と定着装置40との間において、供給トレイ60側から、イエロー画像形成ステーション50Y、マゼンタ画像形成ステーション50M、シアン画像形成ステーション50C、および黒色画像形成ステーション50Bがこの順に配置されている。
これら各色の画像形成ステーション50Y、50M、50C、50Bは、それぞれ、トナーの種類以外は、実質的に同一の構成を有しており、各色に対応する画像データに基づいて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、および黒色(B)のトナー画像を形成して、最終的に記録媒体となる用紙P上に転写するものである。第1の実施形態の画像形成ステーション部50では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、および黒色(B)の4色の画像を形成する構成であるが、特にこれら4色に限定せず、例えばシアンおよびマゼンタと同一の色相で濃度がより低いライトシアン(LC)およびライトマゼンタ(LM)を加えた6色のトナー画像を形成する構成であっても良い。尚、図1における各画像形成ステーション50の構成部品の符号については、イエロー画像用の画像形成ステーション50Yを代表として記載し、他の各画像形成ステーション50M、50C、50Bの構成部品の参照符号は、省略している。
画像形成ステーション50(50Y、50M、50C、50B)は、感光体ドラム51(静電潜像担持体)、帯電装置52、露光装置53、現像装置1、転写ローラ55及びクリーニング装置56がそれぞれ配置されている。
感光体ドラム51は、有機光導電体(OPC:Organic Photoconductor)等の感光性材料を表面に有する略円筒のドラム形状を呈し、露光装置53の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段とによって、所定の方向(図1の矢印Fで示す方向)に回転駆動されるように制御されている。
帯電装置52は、感光体ドラム51の外周面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム51の上方の外周面に近接して配置されている。尚、本実施形態では帯電装置52として接触型のローラ方式の帯電ローラが使用されているが、チャージ方式、ブラシ方式及びイオン放出帯電方式等の帯電装置を用いても良い。
露光装置53は、画像処理部(図示せず)から出力された画像データに基づいて、帯電装置52にて帯電された感光体ドラム51の表面に、レーザ光を照射して露光することにより、感光体ドラム51の表面に画像データに応じた静電潜像を書き込む機能を備える。露光装置53は、各画像形成ステーション50Y、50M、50C、50Bに応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、または黒色にそれぞれ対応する画像データが入力されることにより、対応する色に応じた静電潜像をそれぞれ形成する。露光装置53としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU:Laser Scanning Unit)、EL(Electro Luminescence)及びLED(Light Emitting Diode)等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置(例えば、書込みヘッド)を使用することができる。
現像装置1には、各画像形成ステーション50(50Y、50M、50C、50B)の画像形成に応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、または黒色の現像剤が収容され、それぞれの感光体ドラム51上に形成された静電潜像を黒色(B)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)のトナーにより顕像化する。これらの現像剤は、帯電された感光体ドラム51の表面電位と同極性に帯電されたトナーを含んでいる。なお、感光体ドラム51の表面電位の極性および使用するトナーの帯電極性は、正負を問わないが、本実施形態では負(マイナス)帯電のトナーを用いている。尚、現像装置1の詳細は後述する。
転写ローラ55は、感光体ドラム51上に形成されたトナー像を搬送ベルト33にて搬送される用紙P表面に転写するものであり、トナーの帯電極性とは、逆極性(本実施形態では、正(プラス)極性)のバイアス電圧が印加される転写ローラを有している。
クリーニング装置56は、用紙Pへのトナー画像転写後に、感光体ドラム51の外周面上に残存しているトナーを除去および回収する。本実施形態では、感光体ドラム51を挟んで現像装置1と略対向する位置で、且つ感光体ドラム51の側方に配置されている。
搬送部30は、駆動ローラ31、従動ローラ32、および搬送ベルト33を備え、各画像形成ステーション50(50Y、50M、50C、50B)において、各色のトナー像が転写される用紙Pを搬送する。搬送部30は、無端状の搬送ベルト33が駆動ローラ31と従動ローラ32との間に張架された構成となっており、供給トレイ60から給紙された用紙Pを各画像形成ステーション50へと順に搬送する。
定着装置40は、加熱ローラ41および加圧ローラ42を備え、これらが当接する定着ニップ部に用紙Pを搬送することで、用紙P上に転写されたトナー像を熱圧着して用紙Pに定着させる。
制御部10は、画像形成装置100における動作を制御する。また、制御部10は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータが実行する処理の手順を示した制御プログラムを格納するROM(Read Only Memory)と、作業用のワークエリアを提供するRAM(Random Access Memory)と、算出した累積トナー補給時間を一時的に記憶するEEPROM(Electronically Erasable Programmable ROM)不揮発性メモリ、透磁率センサ24やスイッチ(図示せず)からの信号を入力する回路であって入力バッファやA/D変換回路を含む入力回路と、モータやソレノイドまたはランプなどを駆動するドライバを含む出力回路等とから構成される。尚、これらの記憶する手段を総称して記憶部28と称す。
記憶部28は、現像電圧バイアスの基準となる基準現像バイアス値を記憶する。基準現像バイアス値は、現像バイアス値に基づきトナー濃度の補正制御を行う際の基準となる。また、記憶部28は、画像濃度の基準である基準トナーパッチの濃度値を予め記憶する。基準トナーパッチの濃度値は、画像濃度に基づきトナー濃度の補正制御を行う際の基準となる。
画像形成装置100において、時間と共に感光体ドラムや現像剤の経時的な変化に影響されずに一定のトナー濃度や画像出力を得るため、様々な処理の条件を調整して動作が行われている。この調整をプロセスコントロール(プロセス制御)と称する。具体的に述べると、帯電電位、露光量、トナー濃度の補正量、現像バイアス値、転写電圧値及び定着温度等の調整を行うことである。制御部10は、上記プロセスコントロールを行い、一定のトナー濃度や画像出力を得るための調整を行う。
このように構成された画像形成装置100では、搬送部30によって搬送される用紙Pは、各画像形成ステーション50の感光体ドラム51との対向位置を通過する際に、それら対向位置において、搬送ベルト33を介して下方に配置された転写ローラ55による転写電界の作用にて、各感光体ドラム51上のトナー像が順次用紙P上に転写される。これによって、各色のトナー像が用紙P上に重なり合うように転写され、用紙P上に所望のフルカラートナー像が形成される。こうしてトナー像が転写された用紙Pは、定着装置40によってトナー像の定着処理が行われた後に、排紙トレイ(図示せず)に送出される。
次に、第1の実施形態に係る現像装置1を説明する。図2は、第1の実施形態に係る現像装置1の構成の概略図である。図3は、現像装置1を備える画像形成装置100の構成のブロック図である。
現像装置1は、現像ローラ2、供給ローラ3、トナー層規制ブレード4、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6、第3の電流計測部7、演算部11及び3つの電源部12、13、14を備え、画像形成ステーション部50に配置されている。
現像ローラ2は、トナー(現像剤)を担持する現像剤担持体である。現像ローラ2はアルミニウム等で構成され、その表面粗さは、約Ra0.3〜0.6μmである。また、現像ローラ2と感光体ドラム51との間に現像ギャップが形成される。つまり本方式は非接触現像と呼ばれる現像方式になっている。現像ギャップはギャップ保持部材(図示せず)で150〜400μmである。
接触方式に比べて、非接触方式の場合は、強い振動電界で感光体ドラムまでトナーを飛翔させ、感光体ドラム上の現像電界を最適化することで、トナーの付着状態が過不足なく均質となり、鮮明な画像が得られる。
供給ローラ3は、金属シャフトの周囲にポリウレタン発泡フォームを形成しており、現像ローラ2とのニップ部の食い込み量は0.4〜1.2mmである。感光体ドラム51の回転方向に対して、現像ローラ2と供給ローラ3は回転方向が逆に設定されている。図示していないが、トナーを撹拌し供給ローラ3までトナーを搬送するトナー撹拌ローラがある。
トナー層規制ブレード4は、SUS(Steel special Use Stainless)やリン青銅などの金属板で構成されている。平板から成る場合と先端がL字型の場合がある。また、トナー層規制ブレード4は、現像ローラ2へのトナー量を規制する。
この現像装置1は、第1の実施形態では、現像剤としてトナーを使用する、いわゆる一成分系の現像装置であり、露光装置53によって感光体ドラム51表面に形成された静電潜像を現像してトナー像(可視像)を形成する。現像ローラ2と感光体ドラム51とが近接し、トナーが感光体ドラム51へと移動する現像領域へとトナーを搬送するように構成される。
トナーは、コアがポリエステルで外添材であるシリカが1〜3wt%、酸化チタンが1〜2wt%それぞれ添加されている。供給ローラ3にトナー撹拌ローラ(図示せず)により搬送されたトナーはニップ部で現像ローラ2と摺擦され、これによりトナーが現像ローラ2へ汲み上げられトナー層が形成される。
また、トナーは、トナー層規制ブレード4を通過する際に、該ブレードからの圧力で層規制されると同時に再度帯電される。トナー層規制ブレード4を通過したトナーは、現像ローラ2に印加された電圧と感光体ドラム51上の潜像電位に応じて感光体ドラム51に現像が行われ潜像を可視化する。
また、現像装置1は、可変可能な直流電圧(DC電圧:電圧値Vd、Vs、Vb)を印加する電源部12、13及び14を備え、各電源部12、13及び14は、現像ローラ2、供給ローラ3、及びトナー層規制ブレード4にそれぞれ接続されている。尚、電源部12、13、14は、電圧を印加する機能と、電圧計として電圧を計測する機能とを内部に備える。
現像ローラ2には直流電圧(現像バイアス:電圧値Vd)が印加されている。つまり本現像方式は非接触DC現像と呼ばれる方式である。印字する場合には、通常、現像ローラ2、供給ローラ3、層規制部材(トナー層規制ブレード4)に同程度の直流電圧(電圧値Vd≒Vs≒Vb)が印加されるが、現像ローラ2から供給ローラ3へのトナー供給量を調整する目的で、現像ローラ2と供給ローラ3との間(供給ローラ3とトナー層規制ブレード4との間)には一定の電位差を設ける。
非接触DC現像方式の場合、現像ローラ2から感光体ドラム51側への電荷移動は、帯電したトナーの移動による電荷移動に限定されるため、リーク電流を考慮する必要がない。また、直流電圧(DC)現像の場合、電流計測地を平滑かする必要がなく、直接、電流計の計測値を用いることができ、計測の簡易化が図れる。尚、本実施形態において、非接触DC現像方式を採用するが、これに限定されず、接触現像やAC(交流)現像を用いて制御することが可能である。
現像装置1は、現像ローラ2に流れる電流の値(電流値Id)を測定する第1の電流計測部5、供給ローラ3に流れる電流の値(電流値Is)を測定する第2の電流計測部6及びトナー層規制ブレード4に流れる電流の値(電流値Ib)を測定する第3の電流計測部7を備える。尚、図2に示すように、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7は、電源部12、13及び14を介してそれぞれ接地(GND)されている。
また、現像装置1は、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7による計測結果に基づいて、現像ローラ2上のトナー帯電量及び現像ローラ2上のトナー付着量を算出する演算部11を備える。
演算部11で得られたトナー帯電量及びトナー付着量は、制御部10に送られ、プロセス制御(プロセスコントロール)に利用され、安定性に優れた画像形成を実現する。
次に、現像ローラ2上のトナー帯電量及び現像ローラ2上のトナー付着量を算出する方法について説明する。
まず、現像を行わない状態(非現像状態)で、現像ローラ2及び供給ローラ3にそれぞれ電圧(Vs、Vd)を印加し、その際に供給ローラ3に流れる電流の値(電流値Is)を第2の電流計測部6によって計測する。尚、トナー層規制ブレード4に印加される電圧値は、現像ローラ2に印加される電圧値と同等である。
図4は、現像ローラ2及び供給ローラ3に印加される電圧の差(電位差ΔV=Vs−Vd)と、供給ローラ3に流れる電流の値(電流値Is)との関係を示したグラフである。縦軸に表した電流値Isと横軸に表した電位差ΔVは、略直線的な関係にあり、電流値Isは、以下の式(1)を用いて算出される。尚、αは定数、V1は図4において電流値Isがゼロになる時の電位差ΔVである。
Is=α(ΔV−V1)・・・・・(1)
Is=α(ΔV−V1)・・・・・(1)
図5は、電位差ΔVがV1である場合の現像ローラ2及び供給ローラ3の模式図である。図5に示すように、現像ローラ2及び供給ローラ3にはそれぞれDC電圧が印加され、電位差ΔV(=V1)が生じ、現像ローラ2上にはトナー(トナー層T)が形成されている。電位差ΔVがV1である場合には、供給ローラ3に流れる電流の値(電流値)は、ゼロになる。従って、電位差ΔVが、トナー層の表面電位Vsufとなる。
トナー層の表面電位Vsufは、式(2)で表される。尚、ρは電荷密度、dはトナー層の厚さ、εはトナー誘電率を示す。
Vsuf=ρd2/(2ε)・・・・・・・(2)
Vsuf=ρd2/(2ε)・・・・・・・(2)
また、電荷密度ρとトナー層の厚さは、以下の式(3)によって表される。尚、m0は現像ローラ2上の単位面積当たりのトナー付着量、(q/m)は現像ローラ2上の単位重量面積当たりのトナー帯電量を示す。
ρ=(q/m)m0/d・・・・・・・・(3)
ρ=(q/m)m0/d・・・・・・・・(3)
また、トナー層の厚さdは、トナーの体積密度δとトナー層中のトナー比率pとを用いて以下の式(4)によって表される。
d=m0/(δ・p)・・・・・・・・・(4)
d=m0/(δ・p)・・・・・・・・・(4)
さらに、トナー層の表面電位Vsufは、上記の式(2)、式(3)及び式(4)によって、以下の式(5)として表すことができる。このとき、トナー誘電率εとトナー体積密度δは、トナーの材料によって決まる定数である。また、トナー層規制ブレード4によってトナー層が規制された場合には、トナー層中のトナー比率pは、略一定値になる。尚、第1の実施形態において、トナー誘電率ε=3、トナー体積密度δ=1.2g/cm3、トナー層中のトナー比率p=0.4である。
Vsuf=(q/m)m0 2/ (2ε・δ・p)・・・・・(5)
Vsuf=(q/m)m0 2/ (2ε・δ・p)・・・・・(5)
従って、トナー誘電率ε、トナー体積密度δ及びトナー層中のトナー比率pで表される(2ε・δ・p)は、定数として扱うことが可能であり、(2ε・δ・p)の逆数をAとすると、トナー層の表面電位Vsufは、以下の式(6)として表すことができる。
Vsuf= A・(q/m)m0 2・・・・・・・・(6)
Vsuf= A・(q/m)m0 2・・・・・・・・(6)
このトナー層の表面電位Vsufが、供給ローラ3に流れる電流がゼロになる際の、現像ローラ2と供給ローラ3との間の電位差ΔV(電位差ΔV=V1)に等しくなる。従って、V1は、以下の式(7)によって表すことができる。
V1=A・(q/m)m0 2・・・・・・・・(7)
V1=A・(q/m)m0 2・・・・・・・・(7)
供給ローラ3に流れる電流を第2の電流計測部6で計測し、第2の電流計測部で計測される電流Isがゼロになるように、制御部10は、電源部12、13で印加する電圧を制御する。
言い替えると、制御部10は、第2の電流計測部6で計測される電流Isを判定し、電流Isがゼロになる、電位差ΔV=V1の状態になるように、2つの電源部12及び13の電圧Vd、Vsを制御する。
尚、印字が行われていない場合は、現像ローラ2、供給ローラ3及びトナー層規制ブレード4以外に電流は流れない構成と成す。すなわち、現像ローラ2に流れる電流の値(電流値Id)、供給ローラ3に流れる電流の値(電流値Is)及びトナー層規制ブレード4に流れる電流の値(電流値Ib)の合計値(Id+Is+Ib)はゼロとなる(Id+Is+Ib=0)構成を成す。
一方、印字が行われている場合は、トナーが移動するに伴って、現像ローラ2から感光体ドラム51へ電荷の移動が生じる。この電荷の移動は、電流値Id、Is、Ibの合計値である電流値Igとして表すことができる(Ig=Id+Is+Ib)。
また、電流値Igは、現像ローラ2上のトナー付着量m0、現像ローラ2上のトナー帯量(q/m)、印字部の幅c、印字率d、現像効率e、感光体ドラム51の周速度h、現像ローラの周速度を該感光体ドラム51の周速度hで割った値kに基づき、以下の式(8)で表される。
Ig=m0×(q/m)×c×d×e×h÷k・・・・・(8)
Ig=m0×(q/m)×c×d×e×h÷k・・・・・(8)
尚、印字部の幅c、周速度h、上記値kは、印字機構によって予め決定される定数であり、印字率dは、現像を行う際に常に一定するため既知の定数とみなされる。また、現像効率eは、トナー帯電量や現像バイアスにより変位することがあるが、図6に示すように、現像バイアスを高く設定する場合、トナー帯電量の高低に関係なく、飽和領域に達し、飽和領域での現像効率は、トナーの種類が同じであれば、略一定と見なすことができる。従って、高い現像バイアスを用いることで、現像効率eは、既知の一定値を用いていることができる。
このように、式(8)におけるc×d×e×h÷kの値は定数Bとして置き換ることが可能である。上記式(8)は、定数Bを用いて以下に示す(9)として表すことができる。
Ig=m0×(q/m)×B・・・・・・(9)
Ig=m0×(q/m)×B・・・・・・(9)
演算部11は、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7で計測された電流値Id、Is、Ibを取得し、現像ローラ2上のトナー付着量m0及び現像ローラ2上のトナー帯量(q/m)を算出する。
すなわち、演算部11は、上記式(7)及び(9)を用いて、現像ローラ2上のトナー付着量m0及び現像ローラ2上のトナー帯量(q/m)を以下の式(10)及び(11)を導く。
m0=V1・B/(Ig・A)・・・・・・(10)
q/m=A・Ig2/(V1・B2)・・・・・・(11)
m0=V1・B/(Ig・A)・・・・・・(10)
q/m=A・Ig2/(V1・B2)・・・・・・(11)
演算部11で得られたトナー付着量m0及びトナー帯量(q/m)は、制御部10に送られ、プロセス制御(プロセスコントロール)に利用される。
また、トナー付着量m0の適正値として予めトナー付着量の適正範囲を実験等により設定する。例えば、適正範囲の下限値をm1とし、上限値をm2として、トナー付着量m0がm1<m0<m2の範囲にある場合、制御部10は、トナー付着量m0が適正な範囲にあると判定する。尚、該適正範囲は、記憶部28に予め記憶されている。
制御部10が、現像ローラ2上のトナー付着量m0が上記適正範囲を外れた(例えば、トナー付着量が少なくなり、m1<m0)と判断した場合、制御部10は、トナーが供給ローラ3から現像ローラ2に移行するよう電源部12、13、14を制御し、供給ローラ3と現像ローラ2との間に電位差を生じさせる。
具体的には、マイナス・トナーの場合は、供給ローラ3側がマイナスの電位を帯びるように電位差を生じさせる。このことで、トナー層規制ブレード4通過前の現像ローラ2上のトナー付着量が増え、トナー層規制ブレード4通過後の現像ローラ2上のトナー付着量も増加する。
逆に、トナー付着量が適正範囲を外れ増加した(m0<m2)した場合、制御部10は、トナーが現像ローラ2から減ずるよう電源部12、13、14を制御し、供給ローラ3と現像ローラ2との間に電位差を生じさせる。すなわち、m1<m0の場合と逆の方向に電位差を生じるように、電源部12、13、14を制御する。
従来、現像装置を長時間に亘り稼働する場合、トナーの劣化が起こり、トナー層規制ブレード通過後の現像ローラ上のトナー付着量が減少することがあるが、本実施形態に係る現像装置1では、トナー付着量を算出し判定を行っている。このように、現像ローラ2上のトナー付着量m0に基づき、供給ローラ3と現像ローラ2との間に電位差を制御することで、安定した画像形成を提供できる。
一例として、第1の実施形態では、m1を0.6mg/cm2、m2を0.8mg/cm2と設定する。また、電流値Igを0.31μA、印字部の幅cを214[mm]、印字率dを20%、現像効率eを80%、感光体ドラム51の周速度を150[mm/sec]、現像ローラの周速度を該感光体ドラム51の周速度hで割った値kを1.0とした場合、演算部11は、トナー付着量m0を0.6[mg/cm2]、現像ローラ2上のトナー帯量(q/m)を10[μC/g]と算出する。
次に、第1の実施形態に係る現像装置1によるトナー付着量に基づく制御について説明する。図7は、現像ローラ2上のトナー付着量m0に基づく供給ローラ3と現像ローラ2との間の電位差を制御する処理のフローチャートを示す。
まず、現像を行わない状態(非現像状態)で、現像ローラ2及び供給ローラ3にそれぞれ電圧(Vs、Vd)を印加し、その際に現像ローラ2及び供給ローラ3に流れる電流の値(電流値Id、Is)を第1の電流計測部5及び第2の電流計測部6によって計測する(ステップ10)。尚、トナー層規制ブレード4に印加される電圧値は、現像ローラ2に印加される電圧値と略同等である。
次に、現像を行う状態(現像状態)で、現像ローラ2、供給ローラ3にそれぞれ電圧(Vs、Vd)を印加し、その際に現像ローラ2及び供給ローラ3及びトナー層規制ブレード4に流れる電流の値(電流値Id、Is、Ib)を第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7によって計測する(ステップ20)。
演算部11は、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7で計測された電流値Id、Is、Ibを取得し、現像ローラ2上のトナー付着量m0及び現像ローラ2上のトナー帯量(q/m)を算出する(ステップ30)。
制御部10は、トナー付着量m0が適正な範囲にあるか否か判定する(ステップ40)。
トナー付着量m0が適正な範囲にない場合(ステップ40、N)、制御部10は、第2の電流計測部で計測される電流Isがゼロになるように、電源部12、13で印加する電圧を制御し、トナー付着量の適正化を図る(ステップ60)。
トナー付着量m0が適正な範囲にある場合(ステップ40、Y)、トナー付着量m0及びトナー帯量(q/m)は、プロセス制御(プロセスコントロール)に利用される(ステップ50)。
<第2の実施形態>
第2の実施形態に係る現像装置1aは、トナー層規制ブレード4の圧接力を可変するブレード保持部材19、現像ローラ2、供給ローラ3、トナー層規制ブレード4、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6、第3の電流計測部7、演算部11及び3つの電源部12、13、14を備え、画像形成ステーション部50に配置されている。
第2の実施形態に係る現像装置1aは、トナー層規制ブレード4の圧接力を可変するブレード保持部材19、現像ローラ2、供給ローラ3、トナー層規制ブレード4、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6、第3の電流計測部7、演算部11及び3つの電源部12、13、14を備え、画像形成ステーション部50に配置されている。
図8は、現像装置1aを備える画像形成装置100aの構成のブロック図である。尚、第2の実施形態に係る現像装置1aにおける、その他の構成要素は、第1の実施形態に係る現像装置1の構成要素と同じであるため、重複する構成要素の説明を省略する。
第2の実施形態に係る現像装置1aにおいて、第1の実施形態と同様に現像ローラ2上のトナー付着量m0を算出する。さらに、制御部10は、該トナー付着量m0をパラメータとして考慮し、トナー層規制ブレード4を保持するブレード保持部材19を可動させ、現像ローラ2の軸線Cに対して、トナー層規制ブレード4を垂直方向(図9の上下左右方向)に移動させ、現像ローラ2に対するトナー層規制ブレード4の圧接力(ブレード圧)を可変するように制御する。
ブレード保持部材19は、トナー層規制ブレード4を保持し、ブレード保持部材駆動部20が接続されている。ブレード保持部材駆動部20は、制御部10により制御される。図9に示すように、ブレード保持部材19は、トナー層規制ブレード4を略水平方向(しなり量S)又は/及び略垂直方向(自由長F)に移動させることで、現像ローラ2に対するトナー層規制ブレード4の圧接力を可変することができる。
現像ローラ2に対するトナー層規制ブレード4の圧接力(ブレード圧)は、略水平方向のトナー層規制ブレード4の位置の可変量(しなり量S)を変化させる方法と、略垂直方向のトナー層規制ブレード4の位置の可変量(自由長F)を変化させる方法とがある。尚、トナー層規制ブレード4の圧接力の制御において、しなり量S及び自由長Fの両方を可変させる用にしても良い。
図10(a)は、自由長Fのみを可変させた場合のトナー層規制ブレード4の圧接力と自由長Fとの関係を示すグラフである。図10(b)は、たわみ量Sのみを可変させた場合のトナー層規制ブレード4の圧接力とたわみ量Sとの関係を示すグラフである。ここで用いたトナー層規制ブレード4は、図10(a)においてSUSブレードで板圧0.1mm、たわみ量Sは2.2mm、図10(b)においてSUSブレードで板圧0.1mm、自由長F13mmとした。図10(a)及び図10(b)から分かるように、たわみ量Sが大きくなるとトナー層規制ブレード4の圧接力も高くなり、自由長Fが大きくなると、トナー層規制ブレード4の圧接力も高くなることが分かる。
尚、トナー層規制ブレード4として、金属板の場合と、金属板にウレタンが取り付けえられているものがあるが、金属板の片バネ(図示せず)によって現像ローラ2に対し、常時、トナー層規制ブレード4の圧接力が与えられる構成となる。
図11は、第1の実施形態で算出した現像ローラ2上のトナー付着量と、トナー層規制ブレード4の圧接力との関係の一例を示したグラフである。すなわち、自由長F又は/及びたわみ量Sを可変することで、トナー層規制ブレード4の圧接力が変化し、現像ローラ2上のトナー付着量を変化できる。
第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7を用いて、トナー付着量m0及びトナー帯量(q/m)が算出される。
現像ローラ2上のトナー付着量m0は、上述したように、自由長F又は/及びたわみ量Sを可変することで、予め定めた適正範囲に収めることができるため、続いて、現像条件に関するプロセス制御(プロセスコントロール)を行う。尚、トナー付着量によって帯電量は変化するため、トナー付着量を適正範囲に調整した後に、現像条件に関するプロセス制御を行うことが望ましい。
図12は、現像ローラ2上のトナー帯電量と、現像ローラ2に印加される現像バイアスとの関係の一例を示すグラフである。このように、トナー帯電量が上がると現像しにくいため、現像ローラ2に印加する現像バイアスが、高くなるように制御する。逆にトナー帯電量が下がると現像しやすいため、該現像バイアスが低くなるように制御する。このように適切な現像条件を採用し、プロセス制御を行うことで、適切な画像濃度を実現できる。
尚、制御部10は、現像ローラ2に印加する現像バイアスを変化させる際は、同様に供給ローラ3及びトナー層規制ブレード4に印加する同等変化量の電圧を変化させる。また、感光体ドラム51の帯電位と現像ローラ2に印加する現像バイアスとの電位差に起因する白地カブリや画像変質を抑制するため、図示しない電源部により感光体ドラム51上の帯電条件も制御し、感光体ドラム51の表面電位が現像ローラ2の電位と等しくなるように印加する電圧を制御する。
<第3の実施形態>
第3の実施形態に係る現像装置1bは、現像ローラ2上のトナー付着量m0に基づく供給ローラ3と現像ローラ2との間の電位差の制御又は/及びトナー層規制ブレード4の制御に加えて、感光体ドラム51上の画像濃度の補正に基づくプロセス制御を行う。
第3の実施形態に係る現像装置1bは、現像ローラ2上のトナー付着量m0に基づく供給ローラ3と現像ローラ2との間の電位差の制御又は/及びトナー層規制ブレード4の制御に加えて、感光体ドラム51上の画像濃度の補正に基づくプロセス制御を行う。
第3の実施形態に係る現像装置1bは、ブレード保持部材19、現像ローラ2、供給ローラ3、トナー層規制ブレード4、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6、第3の電流計測部7、演算部11及び3つの電源部12、13、14、さらに、画像濃度制御部8及び画像濃度センサ9を備え、画像形成ステーション部50に配置されている。
図13は、現像装置1bを備える画像形成装置100bの構成のブロック図である。尚、第3の実施形態に係る現像装置1bにおける、その他の構成要素及び動作は、第1及び2の実施形態に係る現像装置1、1aの構成要素と同じであるため、重複する構成要素の説明を省略する。
画像濃度制御部8は、所定の中間調のトナーパッチ(ベタ画像)を感光体ドラム51に形成し、そのトナーパッチからの反射光量を画像濃度センサ9の読み取り装置で読み取り、中間調ガンマ補正処理を行う。さらに、制御部10は、画像濃度の補正に伴い現像ローラ2に印加する現像バイアスを調整する制御を行う。
具体的には、中間調ガンマ補正処理において、画像濃度センサ9のキャリブレーションを行ってトナーパッチ(ベタ画像)を作成する際の帯電電位、光量及び印加電圧を設定することにより、トナーパッチの形成条件の補正を行う。そして、所定の中間調のトナーパッチを感光体ドラム51に形成する。そして、トナーパッチからの反射光量を画像濃度センサ9で読み取り、読み取ったトナーパッチに基づく画像濃度センサ9の出力値と、記憶部28に記憶された目標値となる基準値とを比較して、印字画像の濃度における補正量を算出する。算出された補正量に従って、画像の表示の際の明るさ又は色のガンマ補正のために使用され得る変換テーブル(中間調ガンマ補正テーブル)を修正する。これにより、一定の中間調ガンマ特性が得ることができ、印字画像の濃度を安定化できる。尚、記憶部28は、変換テーブル(中間調ガンマ補正テーブル)を予め記録する。
次に、第3の実施形態に係る現像装置1bによるトナー付着量に基づく制御について説明する。図14は、現像ローラ2上のトナー付着量m0に基づく供給ローラ3と現像ローラ2との間の電位差の制御又は/及びトナー層規制ブレード4の制御、感光体ドラム51上の画像濃度の補正に基づくプロセス制御のフローチャートを示す。
まず、現像を行わない状態(非現像状態)で、現像ローラ2及び供給ローラ3にそれぞれ電圧(Vs、Vd)を印加し、その際に現像ローラ2及び供給ローラ3に流れる電流の値(電流値Id、Is)を第1の電流計測部5及び第2の電流計測部6によって計測する(ステップ100)。尚、トナー層規制ブレード4に印加される電圧値は、現像ローラ2に印加される電圧値と略同等である。
次に、現像を行う状態(現像状態)で、現像ローラ2、供給ローラ3にそれぞれ電圧(Vs、Vd)を印加し、その際に現像ローラ2及び供給ローラ3及びトナー層規制ブレード4に流れる電流の値(電流値Id、Is、Ib)を第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7によって計測する(ステップ110)。
演算部11は、第1の電流計測部5、第2の電流計測部6及び第3の電流計測部7で計測された電流値Id、Is、Ibを取得し、現像ローラ2上のトナー付着量m0及び現像ローラ2上のトナー帯量(q/m)を算出する(ステップ120)。
制御部10は、トナー付着量m0が適正な範囲にあるか否か判定する(ステップ130)。
トナー付着量m0が適正な範囲にない場合(ステップ130、N)、制御部10は、第2の電流計測部で計測される電流Isがゼロになるように、電源部12、13で印加する電圧を制御し、トナー付着量の適正化を図る(ステップ150)。
トナー付着量m0が適正な範囲にある場合(ステップ130、Y)、所定の中間調のトナーパッチ(ベタ画像)を感光体ドラム51に形成し、そのトナーパッチからの反射光量を画像濃度センサ9の読み取り装置で読み取る(ステップ140)。
読み取ったトナーパッチに基づく画像濃度センサ9の出力値と、記憶部28に記憶された目標値となる基準値とを比較する(ステップ160)。
画像濃度センサ9の出力値が適正な範囲にない場合(ステップ160、N)、印字画像の濃度における補正量を算出し、該補正量に従って、画像の表示の際の明るさ又は色のガンマ補正のために使用され得る変換テーブル(中間調ガンマ補正テーブル)を修正する。同時に、該補正量に従って現像ローラ2に印加する現像バイアスを調整する制御を行う(ステップ170)。
画像濃度センサ9の出力値が適正な範囲にある場合(ステップ160、Y)、トナー付着量m0及びトナー帯量(q/m)は、プロセス制御(プロセスコントロール)に利用される(ステップ180)。
<変形例>
現像装置1のブレード保持部材19の材質を変えた変形例を以下に説明する。尚、その他の構成要素及び動作は、第1及、第2及び第3の実施形態に係る現像装置1、1a又は1bの構成要素と同じであるため、重複する構成要素の説明を省略する。図15は、本変形例の現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置1のブレード保持部材19の材質を変えた変形例を以下に説明する。尚、その他の構成要素及び動作は、第1及、第2及び第3の実施形態に係る現像装置1、1a又は1bの構成要素と同じであるため、重複する構成要素の説明を省略する。図15は、本変形例の現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置1のブレード保持部材19の材質として、非伝導性ゴム層を採用する。また、図15に示すように、ブレード保持部材19には、ほとんど電流が流れないため、上述した本実施形態における現像装置1、1a、1bに備えられている第3の電流計測部7を設けずに、簡略化を図っている。このような構成により、様々な材質のブレード保持部材を用いることができる。
1 現像装置
2 現像ローラ
3 供給ローラ
4 トナー層規制ブレード
5 第1の電流計測部
6 第2の電流計測部
7 第3の電流計測部
8 画像濃度制御部
9 画像濃度センサ
10 制御部
11 演算部
12、13、14 電源部
19 ブレード保持部材
20 ブレード保持部材駆動部
28 記憶部
50 画像形成ステーション部
51 感光体ドラム
100、100a、100b 画像形成装置
2 現像ローラ
3 供給ローラ
4 トナー層規制ブレード
5 第1の電流計測部
6 第2の電流計測部
7 第3の電流計測部
8 画像濃度制御部
9 画像濃度センサ
10 制御部
11 演算部
12、13、14 電源部
19 ブレード保持部材
20 ブレード保持部材駆動部
28 記憶部
50 画像形成ステーション部
51 感光体ドラム
100、100a、100b 画像形成装置
Claims (12)
- 静電潜像担持体上に形成される静電潜像に1成分トナーを用いる現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に担持される前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤担持体の周面に前記現像剤を供給すると共に前記現像剤担持体上の前記現像剤を剥離する現像剤供給部材と、制御部とを備え、少なくとも前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加し、前記静電潜像を前記現像剤により現像を行う現像装置であって、
前記現像剤担持体に流れる電流の値を計測する第1の電流計測部と、
前記現像剤供給部材に流れる電流の値を計測する第2の電流計測部と、
を備え、
非現像時において、前記現像剤担持体及び前記現像剤供給部材にバイアス電圧を印加した場合に、前記第2の電流計測部により計測される第1の電流値と、
現像時において、前記第1の電流計測部及び前記第2の電流計測部とによって計測される第2の電流値と、
に基づきプロセス制御を行うことを特徴とする現像装置。 - 前記層厚規制部材に流れる電流の値を計測する第3の電流計測部を備え、
前記非現像時において、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記層厚規制部材に前記バイアス電圧を印加した場合に、前記第2の電流計測部により計測される第3の電流値と、
前記現像時において、前記第1の電流計測部、前記第2の電流計測部及び前記第3の電流計測部とによって計測される第4の電流値と、
に基づき前記プロセス制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記現像剤担持体上の前記現像剤の帯電量及び前記現像剤の付着量を算出する算出部を備え、
前記算出部は、前記第1の電流値及び前記第2の電流値に基づき、前記帯電量及び前記付着量を算出し、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の電位差を補正し、前記プロセス制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 - 前記制御部は、前記現像剤の付着量に基づいて、前記層厚規制部材が前記現像剤担持体に圧接する圧接力を制御し、前記現像剤の層厚を調整することを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
- 前記制御部は、前記現像剤の帯電量に基づいて、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の前記電位差を制御することを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
- 前記層厚規制部材を保持する層厚規制保持部材と、
前記層厚規制保持部材を駆動する保持部材駆動部と、
を備え、
前記制御部の制御に基づき、前記層厚規制部材が前記現像剤担持体に圧接する前記圧接力が制御されることを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 - 前記層厚規制保持部材は、前記現像剤担持体の軸線に対して前記層厚規制部材を垂直方向に可変して前記圧接力を調整することを特徴とする請求項6に記載の現像装置。
- 画像濃度の基準である基準トナーパッチの濃度を記憶する記憶部と、
前記静電潜像担持体上に形成されるトナーパッチの濃度を検出する画像濃度センサと、
前記検出したトナーパッチの濃度と前記基準トナーパッチの濃度とを比較し、前記画像濃度の補正値を算出する画像濃度制御部と、
を備え、
前記補正値に基づき、前記現像剤担持体に印加する前記バイアス電圧を調整することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記現像剤担持体と、前記現像剤供給部材とは非接触であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体に印加する前記バイアス電圧は直流電圧であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記層厚規制部材は、前記現像剤と接触する領域が非導電性材で形成されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の現像装置。
- レーザ光を偏向走査する光走査装置と、
前記光走査装置による前記レーザ光の照射により前記静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、
請求項1から11のいずれか1項に記載の現像装置と、
前記現像装置により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012010846A JP2013148808A (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012010846A JP2013148808A (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013148808A true JP2013148808A (ja) | 2013-08-01 |
Family
ID=49046350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012010846A Pending JP2013148808A (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2013148808A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10114324B2 (en) | 2015-08-26 | 2018-10-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and method of controlling image forming apparatus allowing correction of gradation level |
JP2020160385A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ブラザー工業株式会社 | 画像形成装置 |
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2012
- 2012-01-23 JP JP2012010846A patent/JP2013148808A/ja active Pending
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